WO2013153854A1 - 基地局ゲートウェイ装置、無線通信システム、通信方法 - Google Patents

基地局ゲートウェイ装置、無線通信システム、通信方法 Download PDF

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WO2013153854A1
WO2013153854A1 PCT/JP2013/053508 JP2013053508W WO2013153854A1 WO 2013153854 A1 WO2013153854 A1 WO 2013153854A1 JP 2013053508 W JP2013053508 W JP 2013053508W WO 2013153854 A1 WO2013153854 A1 WO 2013153854A1
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WO
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base station
plane
handover
end marker
henbgw
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PCT/JP2013/053508
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English (en)
French (fr)
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昌志 中田
佳央 植田
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0064Transmission or use of information for re-establishing the radio link of control information between different access points
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    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/12Access point controller devices

Definitions

  • the present invention relates to a base station gateway device, a wireless communication system, and a communication method.
  • UE User Equipment
  • may perform Intra HeNBGW Inter HeNB Handover handover between HeNBs within HeNBGW) that moves from Source HeNB to Target HeNB under the same HeNBGW (Home-eNB GateWay). is there.
  • Section 10.1.2.1.1, Section 10.1.2.2 of Non-Patent Document 1 (TS36.300 version 10.5.0) and Section 5.5 (hereinafter referred to as 3GPP) of Non-Patent Document 2 (TS23.401 version 10.5.0) The operation when S1 Based Handover is performed as Intra HeNBGW Inter HeNB Handover (Operation Example 1) and the operation when X2 Based Handover is performed (Operation Example 2) will be described.
  • the Downlink User Plane Data is transmitted from the S-GW to the Source HeNB via the HeNBGW U (User) -Plane, and further to the UE.
  • the Source HeNB decides to implement S1 based Handover in the movement of the UE to the Target HeNB.
  • the Source HeNB sends an S1AP: Handover Required message to the HeNBGW C (Control) -Plane in order to request the UE to move to the Target HeNB.
  • HeNBGW C-Plane forwards this S1AP: Handover Required message to MME.
  • S0004 Based on the S1AP: Handover Required message received in S0003, the MME knows that the Target HeNB is a HeNB under the same HeNBGW, and returns to the HeNBGW that controls the Target HeNB and transmits an S1AP: Handover Request message.
  • the MME is required to operate after predicting in advance that a handover having the same handover source and handover destination will be performed. HeNBGW transfers this S1AP: Handover Request message to Target HeNB.
  • the MME UE S1AP ID that identifies the UE in the S1AP: Handover Request message is a part of the combination of the MME UE S1AP ID and the eNB UE S1AP ID that are the identifiers of the UE in the S1AP: Handover Required message received in S0003. . Therefore, in general, the HeNBGW cannot specify that the UEs targeted by both messages are the same. Therefore, the HeNBGW recognizes that it is a separate UE, and the S1AP: Network resource for the UE Source HeNB targeted by the Handover Required message, and the UE Target HeNB targeted by the S1AP: Handover Request message. Network resources will be secured separately.
  • the Target HeNB returns an S1AP: Handover Request Acknowledge message to the MME via the HeNBGW C-Plane as a response to the S1AP: Handover Request message received in S0004.
  • S0006 Upon receiving the Handover Request Acknowledge message in S0005, the MME sends an S1AP: Handover Command message to the Source HeNB via the HeNBGW.
  • the Source HeNB sends an S1AP: eNB Status Transfer message to the MME via the HeNBGW C-Plane in order to transfer the Transparent Container to the Target HeNB.
  • the MME transfers the S1AP: eNB Status Transfer message received in S0008 to the S1AP: MME Status Transfer message and transmits it to the Target HeNB via the HeNBGW C-Plane.
  • Source HeNB does not send Downlink User Plane Data received from S-GW via HeNBGW U-Plane to the UE, and starts Data Forwarding to forward to Target HeNB.
  • S2002 The S-GW returns a Modify Bearer Response message to the MME as a response to the Modify Bearer Request message received in S2001.
  • S0013 The S-GW inserts an End Marker indicating the last data into the Downlink User Plane data and sends it to the GTP tunnel for the Source HeNB.
  • HeNBGW U-Plane transfers Downlink User Plane data with this End Marker inserted to Source HeNB. Thereafter, S-GW does not send Downlink User Plane Data to the HeNBGW GTP tunnel for Source HeNB.
  • the Source HeNB sends Downlink User Plane data with the End Marker received in S0013 inserted to the Target HeNB in Data Forwarding starting from S0010.
  • Target HeNB detects by End Marker that it is the end of Downlink User Plane data received from Source HeNB from S0010, and then sends Downlink User Plane data received directly from HeNBGW U-Plane to the UE.
  • the transfer order of Downlink User Plane data to the UE is guaranteed.
  • the S-GW switches the transfer destination of Downlink User Plane Data from the HeNBGW GTP tunnel for the Source HeNB to the HeNB GW GTP tunnel for the Target HeNB.
  • the switching timing is immediately after the End Marker is inserted in S0013.
  • the HeNBGW and S-GW are realized by the same GTP tunnel, it is necessary to determine that the UE is the same in S0004 in the HeNBGW C-Plane and the HeNBGW- in the HeNBGW U-Plane. It is necessary to synchronize the switching timing of the GTP tunnel between HeNBs with the reception timing of the End Marker.
  • these rules are not defined in the 3GPP description.
  • S0016 The MME sends an S1AP: UE Context Release Command message to the Source HeNB via the HeNBGW C-Plane for the purpose of releasing the resources in the Source HeNB to complete the Handover.
  • Source HeNB returns S1AP: UE Context Release Complete message to MME via HeNBGW C-Plane as a response to S1AP: UE Context Release Command message received in S0016. This completes the Handover process.
  • the Downlink User Plane Data is sent from the S-GW to the Source HeNB via the HeNBGW U-Plane and then to the UE.
  • Source HeNB decides to implement X2 based Handover in UE movement to Target HeNB.
  • the Source HeNB sends an X2AP: Handover Request message to the Target HeNB in order to request the UE to move to the Target HeNB.
  • the Target HeNB returns an X2AP: Handover Request Acknowledge message to the Source HeNB as a response to the X2AP: Handover Request message received in S1003.
  • S1005 When the Source HeNB receives an X2AP: Handover Request Acknowledge message in S1004, it sends an RRC Connection Reconfiguration message to the UE.
  • the Source HeNB sends an X2AP: SN Status Transfer message to the Target HeNB in order to transfer the Transparent Container to the Target HeNB.
  • Source HeNB does not send Downlink User Plane Data received from S-GW via HeNBGW U-Plane to the UE, but starts Data Forwarding that forwards to Target HeNB.
  • the Target HeNB Upon receiving the RRC Connection Reconfiguration Complete message in S1008, the Target HeNB sends an S1AP: Path Switch Request message via the HeNBGW C-Plane to request handover completion and switching of the GTP tunnel to the upper node. Send to.
  • the HeNBGW C-Plane is a HeNBGW U-Plane GTP tunnel for the Source HeNB and a HeNBGW U-Plane GTP tunnel for the Target HeNB in order to enable route switching by the S-GW in the subsequent S1010.
  • both are connected to HeNBGW U-Plane, it is necessary to set different values.
  • S2002 The S-GW returns a Modify Bearer Response message to the MME as a response to the Modify Bearer Request message received in S2001.
  • S-GW inserts the End Marker into the Downlink User Plane data and sends it to the GTP tunnel of the HeNBGW U-Plane for the Source HeNB.
  • HeNBGW U-Plane transfers Downlink User Plane data with this End Marker inserted to Source HeNB. Thereafter, S-GW does not transmit Downlink User Plane Data to the HeNBGW U-Plane GTP tunnel for Source HeNB.
  • Source HeNB sends Downlink User Plane data with End Marker received in S1010 inserted to Target HeNB in Data Forwarding starting from S1007.
  • Target HeNB detects by End Marker that it is the end of Downlink User Plane data received from Source HeNB from S1007, and then sends Downlink User Plane data received directly from HeNBGW U-Plane to the UE. In addition, the transfer order of Downlink User Plane data to the UE is guaranteed.
  • S-GW switches the transfer destination of Downlink User Plane Data to Target HeNB.
  • S-GW is not the HeNBGW U-Plane GTP tunnel for Source HeNB that was sent in S1001, but the HeNBGW U-Plane GTP for Target HeNB specified in M100 from HeNBGW C-Plane in S1009. Downlink User Plane Data will be sent to the tunnel.
  • the same HeNBGW U-Plane GTP tunnel for Source HeNB is set as the HeNBGW U-Plane GTP tunnel for Target HeNB, for S-GW, Downlink User Plane for the same HeNBGW Since the data is transmitted, it is not necessary to switch the GTP tunnel.
  • the HeNBGW C-Plane is considered that the subsequent message reception in S1013 will be the timing of switching the GTP tunnel.
  • the Target HeNB sends an X2AP: UE Context Release message to the Source HeNB for the purpose of releasing the resources in the Source HeNB because the Handover is completed.
  • an object of the present invention is to provide a base station gateway device, a wireless communication system, and a communication method that can solve any of the above-described problems.
  • the first base station gateway device of the present invention is: Mobile management device, serving gateway apparatus, and is connected to the base station under a base station gateway apparatus that controls the base stations under ⁇ , A C-plane processing unit; A U-plane processing unit, The C plane processing unit When a mobile station performs handover from a subordinate source base station to a subordinate target base station, the S1AP signaling received from the source base station and the target base station is terminated without relaying to the mobility management device, The U-plane processing unit At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, The transfer destination of the U plane data received from the serving gateway apparatus is switched from the source base station to the target base station at a timing immediately after the end marker is inserted.
  • the second base station gateway device of the present invention is: Mobile management device, serving gateway apparatus, and is connected to the base station under a base station gateway apparatus that controls the base stations under ⁇ , A C-plane processing unit; A U-plane processing unit, The C plane processing unit When a mobile station performs handover from a subordinate source base station to a subordinate target base station, the S1AP signaling received from the source base station and the target base station is relayed to the mobility management device without terminating, The U-plane processing unit At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, The transfer destination of the U plane data received from the serving gateway apparatus is switched from the source base station to the target base station at a timing immediately after the end marker is inserted.
  • the first wireless communication system of the present invention includes: A mobility management device, a serving gateway device, a base station, a mobile station, a base station gateway that is connected to the mobility management device, the serving gateway device, and a subordinate base station and controls the subordinate base station
  • a wireless communication system comprising: The base station gateway device is When the mobile station is handed over from a subordinate source base station to a subordinate target base station, S1AP signaling received from the source base station and the target base station is terminated without relaying to the mobility management device, At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, The transfer destination of the U plane data received from the serving gateway apparatus is switched from the source base station to the target base station at a timing immediately after the end marker is inserted.
  • the second wireless communication system of the present invention is A mobility management device, a serving gateway device, a base station, a mobile station, a base station gateway that is connected to the mobility management device, the serving gateway device, and a subordinate base station and controls the subordinate base station
  • a wireless communication system comprising:
  • the base station gateway device is When the mobile station is handed over from a subordinate source base station to a subordinate target base station, the S1AP signaling received from the source base station and the target base station is relayed to the mobility management device without terminating, At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, The transfer destination of the U plane data received from the serving gateway apparatus is switched from the source base station to the target base station at a timing immediately after the end marker is inserted.
  • the first communication method of the present invention includes: Mobile management device, serving gateway apparatus, and is connected to the base station under a communication method by a base station gateway apparatus that controls the base stations under ⁇ , When the mobile station performs handover from the subordinate source base station to the subordinate target base station, terminating S1AP signaling received from the source base station and the target base station without relaying to the mobility management device; , Inserting an end marker indicating that the U-plane data is the last into U-plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station at a predetermined timing; Switching the transfer destination of the U-plane data received from the serving gateway device from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • the second communication method of the present invention includes: Mobile management device, serving gateway apparatus, and is connected to the base station under a communication method by a base station gateway apparatus that controls the base stations under ⁇ , When the mobile station performs handover from the subordinate source base station to the subordinate target base station, relaying the S1AP signaling received from the source base station and the target base station to the mobility management device without terminating; , Inserting an end marker indicating that the U-plane data is the last into U-plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station at a predetermined timing; Switching the transfer destination of the U-plane data received from the serving gateway device from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • FIG. 3 shows the configuration of the wireless communication system of the present embodiment.
  • the radio communication system of this embodiment includes a HeNB 101 that configures a femtocell 201, a HeNB102 that configures a femtocell 202, a HeNBGW301, an MME401, an S-GW402, and a UE801. LTE system.
  • a HeNB 101 that configures a femtocell 201
  • a HeNB102 that configures a femtocell 202
  • a HeNBGW301 an MME401
  • S-GW402 an S-GW402
  • UE801. LTE system LTE system.
  • there is no X2 Interface between HeNB101 and HeNB102 there is no X2 Interface between HeNB101 and HeNB102.
  • MME401 is a mobility management device that processes C-Plane.
  • S-GW402 is a serving gateway device that processes U-Plane.
  • the HeNBs 101 and 102 are base stations that perform radio communication with the UE 801.
  • the HeNBGW301 is a base station gateway device that controls the HeNBs 101 and 102.
  • HeNBGW301 is connected to each of HeNB101, HeNB102, MME401, and S-GW402 by S1 Interface.
  • UE 801 is a mobile terminal, and performs, for example, Intra HeNBGW Inter HeNB Handover moving from femto cell 201 configured by HeNB 101 to femto cell 202 configured by HeNB 102.
  • FIG. 4 shows a detailed configuration of the HeNBGW301 shown in FIG.
  • HeNBGW301 has HeNBGW U-Plane 3011 and HeNBGW C-Plane 3012.
  • HeNBGW U-Plane 3011 is a C-plane processing unit that communicates with S-GW 402 and communicates with HeNBs 101 and 102.
  • HeNBGW C-Plane 3012 is a U-plane processing unit that communicates with MME401.
  • HeNBGW U-Plane 3011 and HeNBGW C-Plane 3012 are connected to each other.
  • HeNBGW U-Plane 3011 operates not only as a GTU-U control but also as a TNL (Transport Network Layer) control node.
  • TNL Transport Network Layer
  • the HeNBGW U-Plane 3011 can have a security gateway function and can establish an IP Sec tunnel in the network between the HeNB 101, 102 and the HeNBGW 301.
  • U-Plane Data is transmitted and received between S-GW402 and HeNB101,102 via HeNBGW U-Plane 3011.
  • C-Plane S1AP Signaling is transmitted and received between MME401 and HeNB101,102 via HeNBGW U-Plane 3011 and HeNBGW C-Plane 3012.
  • HeNBGW C-Plane 3012 can also terminate S1AP Signaling without relaying to MME401.
  • S1AP Signaling between MME401 and HeNBGW C-Plane 3012 is terminated and edited by HeNBGW C-Plane 3012, and then replaced with S1AP Signaling between HeNBGW C-Plane 3012 and HeNB101, HeNB102. The reverse is also true.
  • Downlink User Plane Data is transmitted from S-GW 402 to Source HeNB 101 via HeNBGW U-Plane 3011 and further to UE 801.
  • Source HeNB101 decides to implement S1 based Handover in the movement of UE801 to Target HeNB102.
  • S1HO / X2HO decision logic in Source HeNB101 LTE system technology such as implementing S1 Based Handover instead of X2 Based Handover if there is no X2 Interface between HeNBs regardless of the presence or absence of HeNBGW301.
  • LTE system technology such as implementing S1 Based Handover instead of X2 Based Handover if there is no X2 Interface between HeNBs regardless of the presence or absence of HeNBGW301.
  • the Source HeNB101 sends an S1AP: Handover Required message to the HeNBGW C-Plane 3012 in order to request the UE 801 to move to the Target HeNB102.
  • S1AP Handover Required message
  • messages between the HeNB 101 and 102 and the HeNBGW 301 are both routed through the HeNBGW U-Plane 3011 together with the C / U-Plane message.
  • messages between the HeNB 101, 102 and the HeNBGW 301 are normally routed through the same route because the network security is guaranteed by IP Sec.
  • (S0004) HeNBGW C-Plane 3012 knows that Target HeNB102 is a HeNB under the same HeNBGW301 based on the S1AP: Handover Required message received in S0003, and generates a Handover Request message by itself. That is, the HeNBGW301 does not transfer the S1AP: Handover Required message to the MME 401, but returns to the Target HeNB102 and transmits the S1AP: Handover Request message.
  • the S1AP: Handover Request message the mandatory Parameter E-RAB Parameter, Security Context (Next Hop Chaining Count (hereinafter NCC) and Security Key), etc. are set.
  • NCC Next Hop Chaining Count
  • UE801 is the first HeNBGW301.
  • Non-Patent Document 1 (TS36.300 version 10.5.0)
  • S1AP Initial Context Setup Request message.
  • E-RAB of S1AP Handover Request message Parameter and Security Context (NCC and Security Key) are used as they are.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 sets the S1AP: Handover Required message Source to Target Transparent Container received in S0003 to the S1AP: Handover Request message sent in S0004.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 stores them appropriately in the storage unit (not shown), and generates the S0004 Handover Request message. To use.
  • Target HeNB102 returns an S1AP: Handover Request Acknowledge message to HeNBGW C-Plane 3012 as a response to the S1AP: Handover Request message received in S0004.
  • Target HeNB102 performs Resource Allocation for accepting Handover and constructs a Transparent Container for the RRC Connection Reconfiguration message sent in S0007 later, but these are generally used by LTE system engineers. Details are not described because it is a technical technique.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 generates a Handover Command message by itself without transmitting the S1AP: Handover Request Acknowledge message received in S0005 to the MME401, and sends the S1AP: Handover Command message back to the source HeNB101.
  • Source HeNB101 upon receiving the S1AP: Handover Command message in S0006, sends an RRC Connection Reconfiguration message to UE801.
  • Source HeNB101 sends an S1AP: eNB Status Transfer message to HeNBGW C-Plane3012 to transfer the Transparent Container to Target HeNB102.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 transfers the S1AP: eNB Status Transfer message received in S0008 to the Target HeNB 102 by transferring it to the S1AP: MME Status Transfer message without transferring it to the MME401.
  • Source HeNB101 starts Forwarding Data Forwarding to Target HeNB102 without transmitting Downlink User Plane Data received from S-GW402 via HeNBGW U-Plane 3011 to UE801.
  • S0012 When the Target HeNB102 receives the RRC Connection Reconfiguration Complete message in S0011, it sends an S1AP: Handover Notify message to the HeNBGW C-Plane 3012 via the HeNBGW U-Plane 3011 to notify the completion of the Handover.
  • the Source HeNB101 transmits the End Marker received in S0014 to the Target HeNB102 in the Downlink User Plane Data in the Data Forwarding starting from S0010.
  • Target HeNB102 detects the end of Downlink User Plane Data received from Source HeNB101 from S0010 by End Marker, and then sends Downlink User Plane Data received directly from HeNBGW U-Plane 3011 to UE801. In addition, the transfer order of Downlink User Plane data to UE801 is guaranteed.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 relays the S1AP: Handover Notify message in S0012, and immediately after the End Marker is inserted in S0013, switches the transfer destination of the Downlink User Plane Data received from the S-GW402 to the Target HeNB102. .
  • the HeNBGW U-Plane 3011 determines the GTP tunnel switching timing by reading the S0012 AP1 Handover Notify message in S0012, but is not limited thereto.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 may receive the S1AP: Handover Notify message in S0012 and instruct the HeNBGW U-Plane 3011 to switch the GTP tunnel.
  • the switching instruction is performed at the C / U-Plane Interface (H.248, GTP-C protocol, or proprietary protocol).
  • the C / U-Plane Interface is used, and the HeNBGW C-Plane 3012 to the HeNBGW U-Plane 3011 is the source HeNB101. GTP tunnel switching for Downlink User Plane Data with Target HeNB102 is instructed.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 generates an S1AP: UE Context Release Command message by itself and sends it to the Source HeNB101 for the purpose of releasing resources in the Source HeNB101 for the completion of Handover.
  • Source HeNB101 returns S1AP: UE Context Release Complete message to HeNBGW C-Plane 3012 as a response to S1AP: UE Context Release Command message received in S0016.
  • S1AP UE Context Release Command message received in S0016.
  • HeNBGW301 can determine that S0003 and S0004 are C-Plane S1AP Signaling for the same UE. Thus, it is possible to avoid the double securing of network resources between the MME 401 and the HeNBGW 301.
  • the HeNBGW 301 stores the Security Key and NCC when the UE 801 first connects to the HeNBGW 301 in a storage unit (not shown).
  • the Security Key and NCC are reused to transmit the S1AP: Handover Request message, it is possible to maintain a secure network.
  • the HeNBGW301 inserts the End Marker into the Downlink User Plane Data in S0013, and switches the GTP tunnel between the Source HeNB101 and the Target HeNB102 at the timing when the End Marker is inserted. Since it can be realized, the transfer order of Downlink User Plane data in Target HeNB102 can be guaranteed.
  • FIG. 6 shows the configuration of the wireless communication system of this embodiment.
  • the wireless communication system of the present embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment of FIG. 3, but is different in that an X2 Interface exists between the HeNB 101 and the HeNB 102.
  • HeNBGW301 The detailed configuration of HeNBGW301 is exactly the same as in FIG.
  • Downlink User Plane Data is transmitted from S-GW 402 to Source HeNB 101 via HeNBGW U-Plane 3011 and further to UE 801.
  • Source HeNB101 decides to implement X2 based Handover in the movement of UE801 to Target HeNB102.
  • S1HO / X2HO in Source HeNB101 regardless of the presence or absence of HeNBGW301, if there is an X2 interface between HeNBs and the MME401 connected in the upper level is the same, X2 Based Handover is used instead of S1 Based Handover. Since it is a general technique for engineers of LTE systems, details are not described.
  • the Source HeNB101 sends an X2AP: Handover Request message to the Target HeNB102 in order to request the UE 801 to move to the Target HeNB102.
  • Target HeNB102 returns an X2AP: Handover Request Acknowledge message to Source HeNB101 as a response to the X2AP: Handover Request message received in S1003.
  • Target HeNB102 performs Resource Allocation for accepting Handover and constructs Transparent Container for RRC Connection Reconfiguration message sent in S1005 later, but these are generally used by LTE system engineers. Details are not described because it is a technical technique.
  • the Source HeNB101 sends an X2AP: SN Status Transfer message to the Target HeNB102 in order to transfer the Transparent Container to the Target HeNB102.
  • Source HeNB101 starts Forwarding Data Forwarding to Target HeNB102 without transmitting Downlink User Plane Data received from S-GW402 via HeNBGW U-Plane 3011 to UE801.
  • (S1009) Target The HeNB102 sends an S1AP: Path Switch Request message to the HeNBGW C-Plane 3012 in order to request handover completion and switching of the GTP tunnel to the upper node.
  • the target HeNB102-HeNBGW301 message in S1009 and the subsequent S1013 is transmitted through the HeNBGW U-Plane 3011 together with the C / U-Plane message.
  • messages between the HeNB 101, 102 and the HeNBGW 301 are normally routed through the same route because the network security is guaranteed by IP Sec.
  • the HeNBGW does not have to go through the U-Plane 3011, the description will be continued on the assumption that it goes through the HeNBGW U-Plane 3011 for switching the GTP tunnel of S1010.
  • Source HeNB101 transmits Downlink User Plane Data with End Marker received in S1011 inserted to Target HeNB102 in Data Forwarding starting from S1007.
  • Target HeNB102 detects the end of Downlink Data received from Source HeNB101 from S1007 by End Marker, and then transmits to UE801 Downlink Data received directly from HeNBGW U-Plane 3011. The transfer order of Downlink User Plane data is guaranteed.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 relays the Path Switch Request in S1009, and immediately after inserting the End Marker in S1010, switches the transfer destination of the Downlink User Plane Data received from the S-GW402 to the Target HeNB102.
  • HeNBGW U-Plane 3011 determines the switching timing of the GTP tunnel by reading the S1AP: Path Switch Request message of S1009, but is not limited to this.
  • the HeNBGW C-Plane 3012 may receive the S1AP: Path Switch Request message in S1009 and instruct the HeNBGW U-Plane 3011 to switch the GTP tunnel. This is the same as S0015 of the first embodiment.
  • S1013 HeNBGW C-Plane 3012 knows that Source HeNB101 is a HeNB under the same HeNBGW301 based on the S1AP: Path Switch Request message received in S1009. Therefore, the HeNBGW C-Plane 3012 does not transfer this S1AP: Path Switch Request message to the MME401, but returns to the Target HeNB102 and transmits an S1AP: Path Switch Request Acknowledge message.
  • S1AP: Path Switch Request Acknowledge message sets Mandatory Parameter Security Context (NCC and Security Key), but this setting stores Security Key and NCC when UE801 first connects to HeNBGW301. Stored in a unit (not shown) and reused. This is the same as S0004 in the first embodiment.
  • Target HeNB102 sends an X2AP: UE Context Release message to Source HeNB101 for the purpose of releasing resources in Source HeNB101 for the completion of Handover.
  • the HeNBGW 301 stores the Security Key and NCC when the UE 801 first connects to the HeNBGW 301 in the storage unit (not shown).
  • S1013 since the S1AP: Path Switch Request Acknowledge message is transmitted by reusing the Security Key and NCC, an effect of maintaining a secure network can be obtained.
  • HeNBGW301 inserts End Marker into Downlink User Plane Data at S1010, and realizes GTP tunnel switching between Source HeNB101 and Target HeNB102 at the timing when End Marker is inserted. Therefore, the transfer order of Downlink User Plane data in Target HeNB102 can be guaranteed.
  • the Source HeNB101 sends an S1AP: Handover Required message to the HeNBGW C-Plane 3012 in order to request the UE 801 to move to the Target HeNB102.
  • HeNBGW C-Plane 3012 transfers this S1AP: Handover Required message to MME401.
  • the MME 401 Based on the S1AP: Handover Required message received in S0003, the MME 401 knows that the Target HeNB 102 is a HeNB under the same HeNBGW 301, and returns to the HeNBGW 301 that controls the Target HeNB 102 to transmit an S1AP: Handover Request message.
  • the HeNBGW301 confirms that the UE801 targeted by the S1AP: Handover Request message of S0004 is the same as the UE801 targeted by the S1AP: Handover Required message of S0003, E-RABs To Be Setup List and Source to Target Transparent. Predictive judgment from various parameters such as Container. In addition, this prediction determination may be performed by either HeNBGW U-Plane 3011 or HeNBGW C-Plane 3012.
  • Source HeNB101 sends S1AP: eNB Status Transfer message to MME401 via HeNBGW C-Plane 3012 to transfer Transparent Container to Target HeNB102.
  • the MME401 transfers the S1AP: eNB Status Transfer message received in S0008 to the S1AP: MME Status Transfer message and transmits it to the Target HeNB102 via the HeNBGW C-Plane 3012.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 relays the S1AP: Handover Notify message in S0012, and immediately after the End Marker is inserted in S0013, switches the transfer destination of the Downlink User Plane Data received from the S-GW402 to the Target HeNB102. . Since the HeNBGW301 determines in S0004 that the messages of S0003 and S0004 are the signaling for handover of the same UE 801, the switching of the GTP tunnel can be performed inside the HeNBGW301.
  • S2001 Upon receiving the S1AP: Handover Notify message in S0012, the MME 401 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 402 for switching the GTP tunnel between the S-GW 402 and the HeNBGW 301.
  • the S-GW402 returns a Modify Bearer Response message to the MME401 as a response to the Modify Bearer Request message received in S2001.
  • S-GW402 inserts End Marker into Downlink User Plane Data and sends it to HeNBGW U-Plane 3011 for GTP tunnel switching. However, HeNBGW U-Plane 3011 releases the received End Marker and discards it.
  • S0016 MME401 sends an S1AP: UE Context Release Command message to Source HeNB101 via HeNBGW C-Plane 3012 for the purpose of releasing resources in Source HeNB101 for the completion of Handover.
  • Target HeNB102 returns S1AP: UE Context Release Complete message to MME401 via HeNBGW C-Plane as a response to S1AP: UE Context Release Command message received in S0016. This completes the Handover process.
  • the HeNBGW 301 determines that the UE 801 targeted by the Handover Required and Handover Request messages is the same in S0004. Therefore, it is possible to realize switching of the GTP tunnel in S0015 and to avoid double securing of network resources between the MME 401 and the HeNBGW 301.
  • the HeNBGW 301 discards the End Marker transmitted by the S-GW 402 in S2003, and therefore is not affected by the End Marker transmitted by the S-GW 402. The effect is that the transfer order of Downlink User Plane data of Target HeNB102 in S0014 can be guaranteed.
  • the HeNBGW301 since the HeNBGW301 generates an End Marker in S0013, even in the case where the S-GW402 does not transmit the End Marker in S2003, the Target HeNB102 in S0014 The effect is that the transfer order of Downlink User Plane data can be guaranteed. Note that the above case may occur when the S-GW402 is implemented so that the End Marker is not transmitted in the situation where the destination is the GTP tunnel of the same HeNBGW301 before and after the Handover when viewed from the S-GW402 side. There is sex.
  • S1009 Target The HeNB102 sends an S1AP: Path Switch Request message to the MME401 via the HeNBGW C-Plane 3012 in order to request handover completion and switching of the GTP tunnel to the upper node.
  • S1013 Based on the S1AP Path Switch Request message received in S1009, MME401 knows that the Source HeNB101 is a HeNB under the same HeNBGW301, and wraps back the S1AP Path Switch Request Acknowledge message and sends it to Target HeNB102 via HeNBGW301.
  • S2001 Upon receiving the S1AP: Path Switch Request message in S1009, the MME 401 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 402 for switching the GTP tunnel between the S-GW 402 and the HeNBGW 301.
  • the S-GW402 returns a Modify Bearer Response message to the MME401 as a response to the Modify Bearer Request message received in S2001.
  • S-GW402 inserts End Marker into Downlink User Plane Data and sends it to HeNBGW U-Plane 3011 for GTP tunnel switching. However, HeNBGW U-Plane 3011 releases the received End Marker and discards it.
  • HeNBGW301 inserts End Marker into Downlink User Plane Data at S1010, and at the timing when End Marker is inserted, Since the GTP tunnel switching between the HeNB 101 and the Target HeNB 102 can be realized, there is an effect that the transfer order of Downlink User Plane data at the Target HeNB 102 in S1012 can be guaranteed.
  • the HeNBGW 301 discards the End Marker transmitted by the S-GW 402 in S2003, so that it is not affected by the End Marker transmitted by the S-GW 402.
  • the effect is that the transfer order of Downlink User Plane data of Target HeNB102 in S1012 can be guaranteed.
  • the HeNBGW301 since the HeNBGW301 generates the End Marker in S1010, even in the case where the S-GW402 does not transmit the End Marker in S2003, the Target HeNB102 in S1011 The effect is that the transfer order of Downlink User Plane data can be guaranteed. Note that the above case may occur when the S-GW402 is implemented so that the End Marker is not transmitted in the situation where the destination is the GTP tunnel of the same HeNBGW301 before and after the Handover when viewed from the S-GW402 side. There is sex.
  • S-GW402 After returning the Modify Bearer Response message to MME401 in S2002, S-GW402 inserts End Marker into Downlink User Plane data and sends it to HeNBGW U-Plane 3011 for GTP tunnel switching.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 knows the timing of switching to the GTP tunnel of the Target HeNB102 at the timing when the End Marker is received from the S-GW402.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 that received the End Marker in S2003 transmits Downlink User Plane data with the End Marker inserted to the Source HeNB 101 at the timing of receiving this End Marker. Thereafter, HeNBGW U-Plane 3011 does not transmit Downlink User Plane Data to Source HeNB101.
  • Source HeNB101 transmits Downlink User Plane Data with End Marker received in S0014 inserted to Target HeNB102 in Data Forwarding starting from S0010.
  • Target HeNB102 detects that the end of the Downlink Data received from Source HeNB101 from S0010 by End Marker, and then transmits to UE801 Downlink Data received directly from HeNBGW U-Plane 3011. The order of Downlink User Plane Data is guaranteed.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 receives the End Marker in S2003, and immediately after inserting the End Marker in S0013, switches the transfer destination of the Downlink User Plane Data received from the S-GW402 to the Target HeNB102. Since the HeNBGW 301 determines in S0004 that the S0003 and S0004 messages are S1AP signaling for handover of the same UE 801, the GNB tunnel can be switched inside the HeNBGW 301.
  • the HeNBGW 301 receives Downlink User Plane Data received from the S-GW 402 in S0015 at the reception timing of the End Marker in S2003. Transfer of Downlink User Plane Data with End Marker inserted and Downlink User Plane Data before and after that is realized by HeNBGW U-Plane 3011 in order to know the timing of switching the transfer destination to the GTP tunnel of Target HeNB102. The effect is that the transfer order of Downlink User Plane data can be guaranteed.
  • (S1009) Target The HeNB 102 sends an S1AP: Path Switch Request message to the HeNBGW C-Plane 3011 in order to request handover completion and switching of the GTP tunnel to the upper node.
  • S-GW402 After returning the Modify Bearer Response message to MME401 in S2002, S-GW402 inserts End Marker into Downlink User Plane data and sends it to HeNBGW U-Plane 3011 for GTP tunnel switching.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 knows the timing of switching to the GTP tunnel of the Target HeNB102 at the timing when the End Marker is received from the S-GW402.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 that received the End Marker in S2003 transmits Downlink User Plane data with the End Marker inserted to the Source HeNB 101 at the timing of receiving this End Marker. Thereafter, HeNBGW U-Plane 3011 does not transmit Downlink User Plane Data to Source HeNB101.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 receives the End Marker from the S-GW 402 at S1010, and immediately after inserting the End Marker at S1010, the destination of the Downlink User Plane Data received from the S-GW 402 is sent to the Target HeNB 102. Switch.
  • the HeNBGW 301 receives the Downlink User Plane received from the S-GW 402 at the reception timing of the End Marker in S2003 in S1010.
  • the HeNBGW U-Plane 3011 In order to know the timing of switching the data transfer destination to the GTP tunnel of the Target HeNB 102, Downlink User Plane Data with End Marker inserted and Downlink User Plane Data transfer before and after that are realized by the HeNBGW U-Plane 3011.
  • S1011 In this case, the transfer order of Downlink User Plane data can be guaranteed.
  • the operation in the HeNBGW301 was mentioned, but the HeNBGW described in Section 4.7 of Non-Patent Document 1 (TS36.300 v10.5.0) operates as a DeNB, The same processing and effects are also applied to Intra DeNB Inter Relay eNB Handover when HeNB operates as Relay eNB.
  • a base station gateway device connected to a mobility management device, a serving gateway device, and a subordinate base station and controlling the subordinate base station, A C-plane processing unit; A U-plane processing unit, The C plane processing unit When a mobile station performs handover from a subordinate source base station to a subordinate target base station, the S1AP signaling received from the source base station and the target base station is terminated without relaying to the mobility management device, The U-plane processing unit At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, A base station gateway apparatus that switches a transfer destination of U-plane data received from the serving gateway apparatus from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • (Appendix 2) A storage unit for storing a security key and NCC acquired from the mobility management device when the mobile station is first connected to the base station gateway device;
  • the C plane processing unit The base station gateway apparatus according to appendix 1, wherein the security key and the NCC stored in the storage unit are set in S1AP signaling transmitted to the target base station.
  • (Appendix 3) The handover is Handover using the S1 interface,
  • the U-plane processing unit The base station gateway apparatus according to appendix 1 or 2, wherein the end marker is inserted into the U-plane data at a timing when an S1AP: Handover Notify message is received from the target base station.
  • the handover is Handover using the X2 interface,
  • the U-plane processing unit The base station gateway apparatus according to appendix 1 or 2, wherein the end marker is inserted into the U-plane data at a timing at which an S1AP: Path Switch Request message is received from the target base station.
  • a base station gateway device connected to a mobility management device, a serving gateway device, and a subordinate base station and controlling the subordinate base station, A C-plane processing unit; A U-plane processing unit, The C plane processing unit When the mobile station performs handover from the subordinate source base station to the subordinate target base station, the S1AP signaling received from the source base station and the target base station is relayed to the mobility management device without terminating, The U-plane processing unit At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, A base station gateway apparatus that switches a transfer destination of U-plane data received from the serving gateway apparatus from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • the handover is Handover using the S1 interface
  • the U-plane processing unit At the timing of receiving the S1AP: Handover Notify message from the target base station, the end marker is inserted into the U plane data, The base station gateway apparatus according to appendix 5, wherein when receiving the U plane data in which the end marker is inserted from the serving gateway apparatus, the end marker is discarded.
  • the handover is Handover using the X2 interface, The U-plane processing unit At the timing of receiving the S1AP: Path Switch Request message from the target base station, the end marker is inserted into the U plane data, The base station gateway apparatus according to appendix 5, wherein when receiving the U plane data in which the end marker is inserted from the serving gateway apparatus, the end marker is discarded.
  • the handover is Handover using S1 interface or X2 interface, The U-plane processing unit The base station gateway apparatus according to appendix 5, wherein the end marker is inserted into the U plane data at a timing when the U plane data with the end marker inserted is received from the serving gateway apparatus.
  • a mobility management device a serving gateway device, a base station, a mobile station, a base station gateway that is connected to the mobility management device, the serving gateway device, and a subordinate base station and controls the subordinate base station
  • a wireless communication system comprising: The base station gateway device is When the mobile station is handed over from a subordinate source base station to a subordinate target base station, S1AP signaling received from the source base station and the target base station is terminated without relaying to the mobility management device, At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, A wireless communication system, wherein a transfer destination of U-plane data received from the serving gateway apparatus is switched from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • the base station gateway device is Storing the security key and NCC acquired from the mobility management device when the mobile station is first connected to the base station gateway device; The wireless communication system according to appendix 9, wherein the stored security key and the NCC are set in signaling of S1AP transmitted to the target base station.
  • the handover is Handover using the S1 interface,
  • the base station gateway device is The wireless communication system according to appendix 9 or 10, wherein the end marker is inserted into the U plane data at a timing when an S1AP: Handover Notify message is received from the target base station.
  • the handover is Handover using the X2 interface
  • the base station gateway device is The wireless communication system according to appendix 9 or 10, wherein the end marker is inserted into the U-plane data at a timing at which an S1AP: Path Switch Request message is received from the target base station.
  • a mobility management device a serving gateway device, a base station, a mobile station, a base station gateway that is connected to the mobility management device, the serving gateway device, and a subordinate base station and controls the subordinate base station
  • a wireless communication system comprising: The base station gateway device is When the mobile station is handed over from a subordinate source base station to a subordinate target base station, the S1AP signaling received from the source base station and the target base station is relayed to the mobility management device without terminating, At a predetermined timing, an end marker indicating that the U plane data is the last is inserted into U plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station, A wireless communication system, wherein a transfer destination of U-plane data received from the serving gateway apparatus is switched from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • the handover is Handover using the S1 interface
  • the base station gateway device is At the timing of receiving the S1AP: Handover Notify message from the target base station, the end marker is inserted into the U plane data,
  • the wireless communication system according to supplementary note 13, wherein when receiving U-plane data in which the end marker is inserted from the serving gateway device, the end marker is discarded.
  • the handover is Handover using the X2 interface
  • the base station gateway device is At the timing of receiving the S1AP: Path Switch Request message from the target base station, the end marker is inserted into the U plane data,
  • the wireless communication system according to supplementary note 13, wherein when receiving U-plane data in which the end marker is inserted from the serving gateway device, the end marker is discarded.
  • the handover is Handover using S1 interface or X2 interface
  • the base station gateway device is The wireless communication system according to attachment 13, wherein the end marker is inserted into the U plane data at a timing when the U plane data with the end marker inserted is received from the serving gateway device.
  • a communication method by a base station gateway device that is connected to a mobility management device, a serving gateway device, and a subordinate base station and controls the subordinate base station, When the mobile station performs handover from the subordinate source base station to the subordinate target base station, terminating the S1AP signaling received from the source base station and the target base station without relaying to the mobility management device; , Inserting an end marker indicating that the U-plane data is the last into U-plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station at a predetermined timing; Switching the transfer destination of the U plane data received from the serving gateway device from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • (Appendix 18) Storing the security key and NCC acquired from the mobility management device when the mobile station is first connected to the base station gateway device; 18.
  • the handover is Handover using the S1 interface,
  • the predetermined timing is The communication method according to appendix 17 or 18, which is a timing at which an S1AP: Handover Notify message is received from the target base station.
  • (Appendix 20) The handover is Handover using the X2 interface,
  • the predetermined timing is The communication method according to appendix 17 or 18, which is a timing at which an S1AP: Path Switch Request message is received from the target base station.
  • (Appendix 21) A communication method by a base station gateway device that is connected to a mobility management device, a serving gateway device, and a subordinate base station and controls the subordinate base station, When the mobile station performs handover from the subordinate source base station to the subordinate target base station, relaying the S1AP signaling received from the source base station and the target base station to the mobility management device without terminating; , Inserting an end marker indicating that the U-plane data is the last into U-plane data received from the serving gateway device and transferred to the source base station at a predetermined timing; Switching the transfer destination of the U plane data received from the serving gateway device from the source base station to the target base station at a timing immediately after inserting the end marker.
  • the handover is Handover using the S1 interface
  • the predetermined timing is A timing at which an S1AP: Handover Notify message is received from the target base station;
  • the handover is Handover using the X2 interface,
  • the predetermined timing is A timing at which an S1AP: Path Switch Request message is received from the target base station;
  • the handover is Handover using S1 interface or X2 interface
  • the predetermined timing is The communication method according to appendix 21, which is a timing at which the U-plane data in which the end marker is inserted is received from the serving gateway device.

Abstract

 本発明の基地局ゲートウェイ装置は、Cプレーン処理部と、Uプレーン処理部と、を有する。Cプレーン処理部は、移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、ソース基地局及びターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、移動管理装置にリレーせずに終端する。また、Uプレーン処理部は、所定のタイミングで、サービングゲートウェイ装置から受信しソース基地局に転送するUプレーンデータに、そのUプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、ソース基地局からターゲット基地局に切り替える。

Description

基地局ゲートウェイ装置、無線通信システム、通信方法
 本発明は、基地局ゲートウェイ装置、無線通信システム、通信方法に関する。
 LTE(Long Term Evolution)システムにおいて、UE(User Equipment)は、同一HeNBGW(Home-eNB GateWay)配下のSource HeNBからTarget HeNBへ移動するIntra HeNBGW Inter HeNB Handover(HeNBGW内HeNB間ハンドオーバ)を行うことがある。
 以下、非特許文献1(TS36.300 version 10.5.0)のSection 10.1.2.1.1、Section 10.1.2.2及び非特許文献2(TS23.401 version 10.5.0)のSection 5.5(以下、これらを3GPPの記述と呼ぶ)に基づき、Intra HeNBGW Inter HeNB Handoverとして、S1 Based Handoverを実施する場合の動作(動作例1)とX2 Based Handoverを実施する場合の動作(動作例2)について説明する。
(A)動作例1
 まず、LTEシステムにおいて、HeNB - HeNBGW - MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway)間のS1 Interfaceを用いる、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 Based Handoverを実施する場合の動作について、3GPPの記述に従って、図1を参照して説明する。
(S0001) まず、Downlink User Plane Dataは、S-GWから、HeNBGW U(User)-Planeを経由し、Source HeNBに送信され、さらにUEに送信される。
(S0002) Source HeNBは、Target HeNBへのUEの移動においてS1 based Handoverの実施を決定する。
(S0003) Source HeNBは、Target HeNBへのUEの移動を要求するために、S1AP: Handover RequiredメッセージをHeNBGW C(Control)-Planeに対して送信する。HeNBGW C-Planeは、このS1AP: Handover RequiredメッセージをMMEへ転送する。
(S0004) MMEは、S0003で受信したS1AP: Handover Requiredメッセージに基づき、Target HeNBが同一HeNBGW配下のHeNBであることを知り、Target HeNBを制御するHeNBGWへ折り返してS1AP: Handover Requestメッセージを送信する。ここで、MMEには、Handover元とHandover先が同じであるHandoverを実施することをあらかじめ予測した上で動作することが求められる。HeNBGWは、このS1AP: Handover RequestメッセージをTarget HeNBへ転送する。また、S1AP: Handover RequestメッセージにおいてUEを識別するMME UE S1AP IDは、S0003で受信したS1AP: Handover RequiredメッセージにおけるUEの識別子であるMME UE S1AP IDとeNB UE S1AP IDとの組み合わせの一部である。このことから、一般には、HeNBGWは、両者のメッセージが対象とするUEが同一であると特定することはできない。そのため、HeNBGWは、別々のUEであると認識し、S1AP: Handover Requiredメッセージが対象とするUEのSource HeNBのためのNetwork Resourceと、S1AP: Handover Requestメッセージが対象とするUEのTarget HeNBのためのNetwork Resourceと、をそれぞれ別に確保することとなる。
(S0005) Target HeNBは、S0004で受信したS1AP: Handover Requestメッセージに対する応答として、S1AP: Handover Request AcknowledgeメッセージをHeNBGW C-Plane経由でMMEに返送する。
(S0006) MMEは、S0005でHandover Request Acknowledgeメッセージを受信すると、S1AP: Handover CommandメッセージをHeNBGW経由でSource HeNBに送信する。
(S0007) Source HeNBは、S0006でS1AP: Handover Commandメッセージを受信すると、RRC(Radio Resource Control) Connection ReconfigurationメッセージをUEに送信する。
(S0008) Source HeNBは、Target HeNBへTransparent Containerを転送するために、HeNBGW C-Plane経由でMMEにS1AP: eNB Status Transferメッセージを送信する。
(S0009) MMEは、S0008で受信したS1AP: eNB Status TransferメッセージをS1AP: MME Status Transferメッセージに乗せ換えて、HeNBGW C-Plane経由でTarget HeNBに送信する。
 (S0010) Source HeNBは、S-GWからHeNBGW U-Planeを介して受信していたDownlink User Plane Dataを、UEに送信せず、Target HeNBにForwardingするData Forwardingを開始する。
 (S0011) UEは、HeNB間移動に成功すると、RRC Connection Reconfiguration CompleteメッセージをTarget HeNBへ送信する。
 (S0012)Target HeNBは、S0011でRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、Handover完了を通知するために、HeNBGW C-Plane経由でMMEにS1AP: Handover Notifyメッセージを送信する。
 (S2001) MMEは、S0012でS1AP: Handover Notifyメッセージを受信すると、S-GW - HeNBGW間のGTPトンネルの切り替えのために、Modify Bearer RequestメッセージをS-GWに送信する。
 (S2002) S-GWは、S2001で受信したModify Bearer Requestメッセージに対する応答として、Modify Bearer ResponseメッセージをMMEに返送する。
 (S0013) S-GWは、最後のdataであることを示すEnd MarkerをDownlink User Plane dataに挿入して、Source HeNB向けのGTPトンネルへ送信する。HeNBGW U-Planeは、このEnd Markerが挿入されたDownlink User Plane dataをSource HeNBへ転送する。以降、S-GWは、Source HeNB向けのHeNBGWのGTPトンネルに対しては、Downlink User Plane Dataを送信しない。
 (S0014) Source HeNBは、S0010より開始しているData Forwardingにおいて、S0013にて受信したEnd Markerが挿入されたDownlink User Plane dataをTarget HeNBへ送信する。Target HeNBは、End Markerによって、S0010よりSource HeNBから受信しているDownlink User Plane dataの最後であることを検出し、その後、HeNBGW U-Planeから直接受信するDownlink User Plane dataをUEに送信するように、UEへのDownlink User Plane dataの転送順序を保証する。
 (S0015) S-GWは、Source HeNB向けのHeNBGWのGTPトンネルからTarget HeNB向けのHeNB GWのGTPトンネルへ、Downlink User Plane Dataの転送先を切り替える。切り替えタイミングは、S0013でEnd Markerを挿入した直後である。ここで、S-GWとHeNBGW間のGTPトンネルのResourceは2重で確保されていることが求められる。ただし、仮に、HeNBGWとS-GW間が同じGTPトンネルによって実現される場合、HeNBGW C-Planeにおいて、S0004でUEが同一であると判定することが必要であるとともに、HeNBGW U-PlaneにおけるHeNBGW-HeNB間GTPトンネルの切り替えタイミングをEnd Markerの受信タイミングに同期させる必要がある。しかし、これらの規定は3GPPの記述には定められていない。
 (S0016) MMEは、Handover完了のため、Source HeNBにおけるリソース解放を目的として、S1AP: UE Context Release CommandメッセージをHeNBGW C-Plane経由でSource HeNBに送信する。
 (S0017) Source HeNBは、S0016で受信したS1AP: UE Context Release Commandメッセージに対する応答として、S1AP: UE Context Release CompleteメッセージをHeNBGW C-Plane経由でMMEに返送する。以上でHandover処理の完了となる。
(B)動作例2
 次に、LTEシステムにおいて、HeNB間のX2 Interfaceを用いる、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 Based Handoverを実施する場合の動作について、3GPPの記述に従って、図2を参照して説明する。
 (S1001) まず、Downlink User Plane Dataは、S-GWから、HeNBGW U-Planeを経由し、Source HeNBに送信され、さらにUEに送信される。
 (S1002) Source HeNBは、Target HeNBへのUEの移動においてX2 based Handoverの実施を決定する。
 (S1003) Source HeNBは、Target HeNBへのUEの移動を要求するために、X2AP: Handover RequestメッセージをTarget HeNBに対して送信する。
 (S1004) Target HeNBは、S1003で受信したX2AP: Handover Requestメッセージに対する応答として、X2AP: Handover Request AcknowledgeメッセージをSource HeNBに返送する。
 (S1005) Source HeNBは、S1004でX2AP: Handover Request Acknowledgeメッセージを受信すると、RRC Connection ReconfigurationメッセージをUEに送信する。
 (S1006) Source HeNBは、Target HeNBへTransparent Containerを転送するために、X2AP: SN Status TransferメッセージをTarget HeNBに送信する。
 (S1007) Source HeNBは、S-GWからHeNBGW U-Planeを介して受信していたDownlink User Plane Dataを、UEに送信せず、Target HeNBにForwardingするData Forwardingを開始する。
 (S1008) UEは、HeNB間移動に成功すると、RRC Connection Reconfiguration CompleteメッセージをTarget HeNBへ送信する。
 (S1009) Target HeNBは、S1008でRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、Handover完了と上位NodeへのGTPトンネルの切り替えとを要求するために、S1AP: Path Switch RequestメッセージをHeNBGW C-Plane経由でMMEに送信する。ここで、HeNBGW C-Planeは、以降のS1010におけるS-GWによる経路切り替えを可能とするために、Source HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルと、Target HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルとに対し、どちらもHeNBGW U-Planeに接続されるにもかかわらず、別々の値を設定する必要がある。
 (S2001) MMEは、S1009でS1AP: Path Switch Requestメッセージを受信すると、S-GWとHeNBGW間のGTPトンネルの切り替えのために、Modify Bearer RequestメッセージをS-GWに送信する。
 (S2002) S-GWは、S2001で受信したModify Bearer Requestメッセージに対する応答として、Modify Bearer ResponseメッセージをMMEに返送する。
 (S0010) S-GWは、End MarkerをDownlink User Plane dataに挿入して、Source HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルへ送信する。HeNBGW U-Planeは、このEnd Markerが挿入されたDownlink User Plane dataをSource HeNBへ転送する。以降、S-GWは、Source HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルに対しては、Downlink User Plane Dataを送信しない。
 (S0011) Source HeNBは、S1007より開始しているData Forwardingにおいて、S1010にて受信したEnd Markerが挿入されたDownlink User Plane dataをTarget HeNBへ送信する。Target HeNBは、End Markerによって、S1007よりSource HeNBから受信しているDownlink User Plane dataの最後であることを検出し、その後、HeNBGW U-Planeから直接受信するDownlink User Plane dataをUEに送信するように、UEへのDownlink User Plane dataの転送順序を保証する。
 (S1012) S-GWは、Downlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNBへ切り替える。ここで、S-GWは、S1001で送信していたSource HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルではなく、S1009でHeNBGW C-PlaneからMMEに指定されたTarget HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルに対し、Downlink User Plane Dataを送信することとなる。もし、仮に、S1009においてSource HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルと同じものをTarget HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルとして設定した場合、S-GWにとっては、同一HeNBGW向けにDownlink User Plane Dataを送信することになるため、GTPトンネルの切り替えは不要である。この場合、HeNBGW C-Planeは、以降のS1013でのメッセージ受信がGTPトンネルの切り替えのタイミングになると考えられる。
 (S1013) MMEは、S1009で受信したS1AP: Path Switch Requestメッセージに基づき、Source HeNBが同一HeNBGW配下のHeNBであることを知り、S1AP: Path Switch Request Acknowledgeメッセージを折り返してHeNBGW経由でTarget HeNBに送信する。
 (S1014) Target HeNBは、Handover完了のため、Source HeNBにおけるリソース解放を目的として、X2AP: UE Context ReleaseメッセージをSource HeNBに送信する。
TS 23.401 version 10.5.0 TS 36.300 version 10.5.0
 しかし、上述したLTEシステムの動作例1,2には、以下に示すような問題点がある。
(a)動作例1の問題点
(a-1)動作例1においては、S0003~S0017においてHeNBGW C-PlaneとMME間を送受信されるC-Plane S1AP Signallingが、ネットワークの負荷を圧迫すると共に、MMEの処理負荷も圧迫してしまうという問題点がある。
(a-2)また、動作例1においては、HeNBGW C-Planeにおいて、S0003とS0004が同じUEのためのC-Plane S1AP Signallingであることを判定することが、3GPPの記述には規定されていない。そのため、動作例1においては、MMEとHeNBGW 間のネットワークリソースが2重に確保されてしまうという問題点がある。
(a-3)また、動作例1においては、(a-2)の問題点がHeNBGWで解決されたとしても、S0013において挿入されるEnd MarkerをHeNBGW U-Planeが受信するタイミングと、S0015でHeNBGW U-PlaneがHeNBGWとHeNB間のGTPトンネルを切り替えるタイミングと、の同期方法については、3GPPの記述には規定されていない。そのため、動作例1においては、S0014におけるTarget HeNBでのEnd Markerを利用したDownlink User Plane dataの転送順序が保証できないという問題点がある。
(b)動作例2の問題点
(b-1)動作例2においては、S1009,S1013においてHeNBGW C-PlaneとMME間を送受信されるC-Plane S1AP Signallingが、ネットワークの負荷を圧迫すると共に、MMEの処理負荷も圧迫してしまうという問題点がある。
(b-2)また、動作例2においては、S1010におけるEnd Markerの設定とS1012におけるGTPトンネル切り替えのために、HeNBGW U-PlaneとMME間のSource HeNB向けネットワークリソースとTarget HeNB向けネットワークリソースとを別々に確保する必要があり、リソースの圧迫を招いてしまうという問題点がある。
(b-3)また、動作例2においては、HeNBGWは、S1009の時点でHandoverが成功していることを認識しているにもかかわらず、S-GWが以降のS1012の時点でGTPトンネルの切り替えを実施している。そのため、動作例2においては、GTPトンネルの切り替えタイミングが遅く、HeNBGW U-PlaneからSource HeNBまでのネットワークリソース、Source HeNBからTarget HeNBまでのネットワークリソースの双方を圧迫してしまうという問題点がある。
(b-4)また、動作例2においては、S1009において、Source HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルと同じものをTarget HeNB向けのHeNBGW U-PlaneのGTPトンネルとして設定した場合、S-GWがEnd Markerを挿入するタイミングと、HeNBGW U-PlaneがGTPトンネルを切り替えるタイミング(S1013におけるS1AP: Path Switch Request Acknowledgeメッセージを受信したタイミング)とに誤差が生じるため、S1011におけるTarget HeNBでのEnd Markerを利用したDownlink User Plane dataの転送順序が保証できないという問題点がある。
 そこで、本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決することができる基地局ゲートウェイ装置、無線通信システム、通信方法を提供することにある。
 本発明の第1の基地局ゲートウェイ装置は、
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置であって、
 Cプレーン処理部と、
 Uプレーン処理部と、を有し、
 前記Cプレーン処理部は、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端し、
 前記Uプレーン処理部は、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える。
 本発明の第2の基地局ゲートウェイ装置は、
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置であって、
 Cプレーン処理部と、
 Uプレーン処理部と、を有し、
 前記Cプレーン処理部は、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーし、
 前記Uプレーン処理部は、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える。
 本発明の第1の無線通信システムは、
 移動管理装置と、サービングゲートウェイ装置と、基地局と、移動局と、前記移動管理装置、前記サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端し、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える。
 本発明の第2の無線通信システムは、
 移動管理装置と、サービングゲートウェイ装置と、基地局と、移動局と、前記移動管理装置、前記サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーし、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える。
 本発明の第1の通信方法は、
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置による通信方法であって、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端するステップと、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入するステップと、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替えるステップと、を有する。
 本発明の第2の通信方法は、
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置による通信方法であって、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーするステップと、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入するステップと、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替えるステップと、を有する。
 本発明によれば、ネットワークの負荷や、MMEの処理負荷を低減することができる等の効果が得られる。
関連する無線通信システムの動作例1を説明するシーケンス図である。 関連する無線通信システムの動作例2を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。 図3に示したHeNBGWの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態の無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第3の実施形態の無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第4の実施形態の無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第5の実施形態の無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第6の実施形態の無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。
 以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(1)第1の実施形態
 本実施形態は、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、HeNBGWがS1AP SignallingをMMEへリレーせずに終端する場合におけるS1AP Signalling処理とEnd Marker処理の手順を規定したものである。
(1-1)第1の実施形態の構成
 図3に、本実施形態の無線通信システムの構成を示す。
 図3に示すように、本実施形態の無線通信システムは、フェムトセル201を構成するHeNB101と、フェムトセル202を構成するHeNB102と、HeNBGW301と、MME401と、S-GW402と、UE801と、を有するLTEシステムである。なお、本実施形態においては、HeNB101とHeNB102との間のX2 Interfaceは存在しない。
 MME401は、C-Planeを処理する移動管理装置である。
 S-GW402は、U-Planeを処理するサービングゲートウェイ装置である。
 HeNB101,102は、UE801と無線通信を行う基地局である。
 HeNBGW301は、HeNB101,102を制御する基地局ゲートウェイ装置である。
 また、HeNBGW301は、HeNB101、HeNB102、MME401、及びS-GW402の各々とS1 Interfaceにより接続されている。
 UE801は、移動端末であり、例えば、HeNB101が構成するフェムトセル201からHeNB102が構成するフェムトセル202へと移動するIntra HeNBGW Inter HeNB Handoverを行う。
 本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB Handoverを実施する場合、HeNB101とHeNB102との間のX2 Interfaceは存在しないため、HeNB101,102- HeNBGW301 - MME401/S-GW402間のS1 Interfaceを用いてS1 Based Handoverが実施される。
 図4に、図3に示したHeNBGW301の詳細構成を示す。
 図4に示すように、HeNBGW301は、HeNBGW U-Plane 3011と、HeNBGW C-Plane 3012と、を有している。
 HeNBGW U-Plane 3011は、S-GW402と通信を行うと共に、HeNB101,102と通信を行うCプレーン処理部である。
 HeNBGW C-Plane 3012は、MME401と通信を行うUプレーン処理部である。
 なお、HeNBGW U-Plane 3011とHeNBGW C-Plane 3012とは互いに接続されている。
 HeNBGW U-Plane 3011は、GTU-Uの制御のみならず、TNL(Transport Network Layer)の制御ノードとして動作する。例えば、HeNBGW U-Plane 3011は、Security Gateway機能を具備することも可能であり、HeNB101,102とHeNBGW301との間のネットワークにおいてIP Sec トンネルを確立することも可能であるとする。
 U-Plane Dataは、S-GW402とHeNB101,102との間を、HeNBGW U-Plane 3011経由にて送受信される。
 C-Plane S1AP Signallingは、MME401とHeNB101,102との間を、HeNBGW U-Plane 3011及びHeNBGW C-Plane 3012経由にて送受信される。
 特に、HeNBGW C-Plane 3012は、S1AP SignallingをMME401へリレーしないで終端することも可能とする。MME401とHeNBGW C-Plane 3012との間のS1AP Signallingは、HeNBGW C-Plane 3012によって終端され編集された上で、HeNBGW C-Plane 3012とHeNB101, HeNB102との間のS1AP Signallingに載せ換えられる。逆も同じである。
(1-2)第1の実施形態の動作
 本実施形態の無線通信システムにおいて、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 Based Handoverにおける動作について、図5を参照して説明する。ここでは、HeNB101がSource HeNB(ソース基地局)になり、HeNB102がTarget HeNB(ターゲット基地局)になるものとする(以下の実施形態において同じ)。
 (S0001) まず、Downlink User Plane Dataは、S-GW402から、HeNBGW U-Plane3011を経由し、Source HeNB101に送信され、さらにUE801に送信される。
 (S0002) Source HeNB101は、Target HeNB102へのUE801の移動においてS1 based Handoverの実施を決定する。ここで、Source HeNB101におけるS1HO/X2HOの決定論理については、HeNBGW301の存在有無にかかわらず、HeNB間X2 Interfaceが存在しなければ、X2 Based HandoverではなくS1 Based Handoverを実施するなど、LTEシステムの技術者においては一般的な技術であるため、詳細は記載しない。
 (S0003) Source HeNB101は、Target HeNB102へのUE801の移動を要求するために、S1AP: Handover RequiredメッセージをHeNBGW C-Plane3012に対して送信する。S0003を含む以降のステップでは、HeNB101,102とHeNBGW301間のメッセージは、C/U-Planeメッセージ共にHeNBGW U-Plane3011を経由している。しかし、一般的に、HeNB101,102とHeNBGW301間のメッセージは、IP SecによってNetwork Securityを保証しているため、同じ経路を通ることが通例である。HeNB101,102とHeNBGW301間にIP Secトンネルを確立しない場合には、HeNBGW U-Plane3011を経由しなくとも構わないが、S0012のGTPトンネル切り替えのためにHeNBGW U-Plane3011を経由するものとして説明を続ける。
 (S0004) HeNBGW C-Plane3012は、S0003で受信したS1AP: Handover Requiredメッセージに基づき、Target HeNB102が同一HeNBGW301配下のHeNBであることを知り、Handover Request メッセージを自ら生成する。すなわち、HeNBGW301は、MME401へS1AP: Handover Requiredメッセージを転送することなく、Target HeNB102へ折り返してS1AP: Handover Requestメッセージを送信する。ここで、S1AP: Handover Requestメッセージには、Mandatory ParameterであるE-RAB ParameterやSecurity Context (Next Hop Chaining Count(以下NCC)及びSecurity Key)などを設定するが、この設定には、UE801が初めてHeNBGW301に接続したときにMME401から取得した値を記憶部(不図示)に記憶しておき、これを再利用する。つまり、UE801の発着信によって初めてHeNBGW301に接続した場合には、非特許文献1(TS36.300 version 10.5.0)のFigure 19.2.2.3-1を参照すると、S1AP: Initial Context Setup Requestメッセージに設定されるE-RAB ParameterやSecurity Keyを用いて、常にNCC = 0としてSecurity Contextを生成する。また、UE801の移動によって初めてHeNBGW301に接続した場合には、非特許文献1(TS36.300 version 10.5.0)のFigure 19.2.2.5.2-1を参照すると、S1AP: Handover RequestメッセージのE-RAB ParameterやSecurity Context (NCC及びSecurity Key)をそのまま利用する。
 なお、HeNBGW C-Plane3012は、S0003で受信したS1AP: Handover RequiredメッセージのSource to Target Transparent Containerを、S0004で送信するS1AP: Handover Requestメッセージに折り返し設定する。
 また、E-RAB ParameterやSecurity Contextは、他のS1AP Signallingによって変更や追加が行われるので、HeNBGW C-Plane3012は、それらを記憶部(不図示)に適宜記憶し、S0004のHandover Requestメッセージの生成に利用する。
 (S0005) Target HeNB102は、S0004で受信したS1AP: Handover Requestメッセージに対する応答として、S1AP: Handover Request AcknowledgeメッセージをHeNBGW C-Plane3012に返送する。ここで、Target HeNB102は、Handoverを受け入れるためのResource Allocationを実施し、後のS0007で送信されるRRC Connection ReconfigurationメッセージのTransparent Containerを構築するなどを行うが、これらはLTEシステムの技術者においては一般的な技術であるため、詳細は記載しない。
 (S0006) HeNBGW C-Plane3012は、S0005で受信したS1AP: Handover Request Acknowledge メッセージをMME401に転送することなく、Handover Commandメッセージを自ら生成して、折り返しSource HeNB101にS1AP: Handover Commandメッセージを送信する。
 (S0007) Source HeNB101は、S0006でS1AP: Handover Commandメッセージを受信すると、RRC Connection ReconfigurationメッセージをUE801に送信する。
 (S0008) Source HeNB101は、Target HeNB102へTransparent Containerを転送するために、HeNBGW C-Plane3012にS1AP: eNB Status Transferメッセージを送信する。
 (S0009) HeNBGW C-Plane3012は、S0008で受信したS1AP: eNB Status TransferメッセージをMME401に転送することなくS1AP: MME Status Transferメッセージに乗せ換えてTarget HeNB102に送信する。
 (S0010) Source HeNB101は、S-GW402からHeNBGW U-Plane3011を介して受信していたDownlink User Plane Dataを、UE801に送信せず、Target HeNB102へForwardingするData Forwardingを開始する。
 (S0011) UE801は、HeNB101,102間移動に成功すると、RRC Connection Reconfiguration CompleteメッセージをTarget HeNB102へ送信する。
 (S0012) Target HeNB102は、S0011でRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、Handover完了を通知するために、HeNBGW U-Plane3011経由でHeNBGW C-Plane3012にS1AP: Handover Notifyメッセージを送信する。
 (S0013) S0012にてS1AP: Handover NotifyメッセージをリレーしたHeNBGW U-Plane3011は、このメッセージを受信したタイミングで、Source HeNB101に向けて、End Markerを挿入したDownlink User Plane Data送信する。以降、HeNBGW U-Plane3011は、Source HeNB101に対してDownlink User Plane Dataを送信しない。
 (S0014) Source HeNB101は、S0010より開始しているData Forwardingにおいて、S0014にて受信したEnd MarkerをDownlink User Plane Dataに含めてTarget HeNB102へ送信する。Target HeNB102は、End Marker によって、S0010よりSource HeNB101から受信しているDownlink User Plane Dataの最後であることを検出し、その後、HeNBGW U-Plane3011から直接受信するDownlink User Plane DataをUE801に送信するように、UE801へのDownlink User Plane dataの転送順序を保証する。
 (S0015) HeNBGW U-Plane3011は、S0012にてS1AP: Handover Notifyメッセージをリレーし、S0013にてEnd Markerを挿入した直後に、S-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102に切り替える。
 なお、S0013及びS0015において、HeNBGW U-Plane3011は、自らS0012のS1AP: Handover Notifyメッセージを読み込むことで、GTPトンネルの切り替えタイミングを判断しているが、これには限定されない。HeNBGW C-Plane3012が、S0012にてS1AP: Handover Notifyメッセージを受信して、HeNBGW U-Plane3011に対してGTPトンネルの切り替えを指示してもよい。この場合、切り替えの指示は、C/U-Plane間Interface (H.248やGTP-Cプロトコル、もしくは独自プロトコル)にて行われる。特に、S0003で説明した通り、S1AP SignallingメッセージがHeNBGW U-Plane3011を経由しない場合には、C/U-Plane間Interfaceが用いられて、HeNBGW C-Plane3012からHeNBGW U-Plane3011に対して、Source HeNB101とTarget HeNB102とのDownlink User Plane DataのGTPトンネルの切り替えが指示される。
 (S0016) HeNBGW C-Plane3012は、Handover完了のため、Source HeNB101におけるリソース解放を目的として、S1AP: UE Context Release Commandメッセージを自ら生成してSource HeNB101に送信する。
 (S0017) Source HeNB101は、S0016で受信したS1AP: UE Context Release Commandメッセージに対する応答として、S1AP: UE Context Release CompleteメッセージをHeNBGW C-Plane3012に返送する。以上で、HeNBGW C-Plane3012はHandover処理を完了する。
(1-3)第1の実施形態の効果
(1-3-1)本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、HeNBGW301は、S0003~S0006、S0008, S0009, S0012, S0016, S0017のS1AP SignallingをMME401にリレーせずに終端し、ハンドオーバ手順の処理(S1AP: Handover Requestメッセージ、S1AP: Handover Commandメッセージ、MME Status Transferメッセージ、S1AP: UE Context Release Commandメッセージの送信、End Markerの挿入)を行う。
 よって、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、S1AP SignallingがMME401-HeNBGW C-Plane3012間を通信されないため、MME401-HeNBGW301間のネットワークリソース負荷の低減及びMME401の処理負荷の低減を図ることができるという効果が得られる。
(1-3-2)また、本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、HeNBGW301は、S0003とS0004が同じUEのためのC-Plane S1AP Signallingであると判定することができるため、MME401とHeNBGW301間のネットワークリソースが2重に確保されてしまうことが回避できるという効果が得られる。
(1-3-3)また、本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、HeNBGW301は、UE801が初めてHeNBGW301に接続したときのSecurity Key及びNCCを記憶部(不図示)に記憶しておき、S0004において、そのSecurity Key及びNCCを再利用してS1AP: Handover Requestメッセージを送信するため、SecureなNetworkを維持することができるという効果が得られる。
(1-3-4)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S0013において、Downlink User Plane Data にEnd Markerを挿入し、End Markerを挿入したタイミングでSource HeNB101とTarget HeNB102のGTPトンネルの切り替えを実現できるため、Target HeNB102でのDownlink User Plane dataの転送順序を保証できるという効果が得られる。
(2)第2の実施形態
 本実施形態は、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、HeNBGWがS1AP SignallingをMMEへリレーせずに終端する場合におけるS1AP Signalling処理とEnd Marker処理の手順を規定したものである。
(2-1)第2の実施形態の構成
 図6に、本実施形態の無線通信システムの構成を示す。
 図6に示すように、本実施形態の無線通信システムは、図3の第1の実施形態と基本構成は同様であるが、HeNB101とHeNB102との間にX2 Interfaceが存在する点が異なる。
 そのため、本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB Handoverを実施する場合、HeNB101とHeNB102との間のX2 Interfaceを用いてX2 Based Handoverが実施される。
 なお、HeNBGW301の詳細構成は図4と全く同じである。
(2-2)第2の実施形態の動作
 本実施形態の無線通信システムにおいて、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおける動作について、図7を参照して説明する。
 (S1001) まず、Downlink User Plane Dataは、S-GW402から、HeNBGW U-Plane3011を経由し、Source HeNB101に送信され、さらにUE801に送信される。
 (S1002) Source HeNB101は、Target HeNB102へのUE801の移動においてX2 based Handoverの実施を決定する。ここで、Source HeNB101におけるS1HO/X2HOの決定論理については、HeNBGW301の存在有無にかかわらず、HeNB間X2 Interfaceが存在し、上位接続するMME401が同一であればS1 Based HandoverではなくX2 Based Handoverをするなど、LTEシステムの技術者においては一般的な技術であるため、詳細は記載しない。
 (S1003) Source HeNB101は、Target HeNB102へのUE801の移動を要求するために、X2AP: Handover RequestメッセージをTarget HeNB102に対して送信する。
 (S1004) Target HeNB102は、S1003で受信したX2AP: Handover Requestメッセージに対する応答として、X2AP: Handover Request AcknowledgeメッセージをSource HeNB101に返送する。ここで、Target HeNB102は、Handoverを受け入れるためのResource Allocationを実施し、後のS1005で送信されるRRC Connection ReconfigurationメッセージのTransparent Containerを構築するなどを行うが、これらはLTEシステムの技術者においては一般的な技術であるため、詳細は記載しない。
 (S1005) Source HeNB101は、S1004でX2AP: Handover Request Acknowledgeメッセージを受信すると、RRC Connection ReconfigurationメッセージをUE801に送信する。
 (S1006) Source HeNB101は、Target HeNB102へTransparent Containerを転送するために、X2AP: SN Status TransferメッセージをTarget HeNB102に送信する。
 (S1007) Source HeNB101は、S-GW402からHeNBGW U-Plane3011を介して受信していたDownlink User Plane Dataを、UE801に送信せず、Target HeNB102へForwardingするData Forwardingを開始する。
 (S1008) UE801は、HeNB101,102間移動に成功すると、RRC Connection Reconfiguration CompleteメッセージをTarget HeNB102へ送信する。
 (S1009) Target HeNB102は、Handover完了と上位NodeへのGTPトンネルの切り替えとを要求するために、S1AP: Path Switch RequestメッセージをHeNBGW C-Plane3012に送信する。ここで、S1009及び後のS1013のTarget HeNB102-HeNBGW301間メッセージは、C/U-Planeメッセージ共にHeNBGW U-Plane3011を経由している。しかし、一般的に、HeNB101,102とHeNBGW301間のメッセージは、IP SecによってNetwork Securityを保証しているため、同じ経路を通ることが通例である。HeNBGW U-Plane3011を経由しなくとも構わないが、S1010のGTPトンネル切り替えのためにHeNBGW U-Plane3011を経由するものとして説明を続ける。
 (S1010) S1009にてS1AP: Path Switch RequestメッセージをリレーしたHeNBGW U-Plane3011は、このメッセージを受信したタイミングで、Source HeNB101に向けてEnd Markerを挿入したDownlink User Plane Dataを送信する。以降、HeNBGW U-Plane3011は、Source HeNB101に対してDownlink User Plane Dataを送信しない。
 (S1011) Source HeNB101は、S1007より開始しているData Forwardingにおいて、S1011にて受信したEnd Markerが挿入されたDownlink User Plane DataをTarget HeNB102へ送信する。Target HeNB102は、End Markerによって、S1007よりSource HeNB101から受信しているDownlink Dataの最後であることを検出し、その後、HeNBGW U-Plane3011から直接受信するDownlink DataをUE801に送信するように、UE801へのDownlink User Plane dataの転送順序を保証する。
 (S1012) HeNBGW U-Plane3011は、S1009にてPath Switch Requestをリレーし、S1010にてEnd Markerを挿入した直後に、S-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102に切り替える。
 ここで、HeNBGW U-Plane3011は、自らS1009のS1AP: Path Switch Requestメッセージを読み込むことで、GTPトンネルの切り替えタイミングを判断しているが、これには限定されない。HeNBGW C-Plane3012が、S1009にてS1AP: Path Switch Requestメッセージを受信して、HeNBGW U-Plane3011に対してGTPトンネルの切り替えを指示してもよい。この点については第1の実施形態のS0015と同様である。
 (S1013) HeNBGW C-Plane3012は、S1009で受信したS1AP: Path Switch Requestメッセージに基づき、Source HeNB101が同一HeNBGW301配下のHeNBであることを知る。そのため、HeNBGW C-Plane3012は、このS1AP: Path Switch RequestメッセージをMME401へ転送することなく、Target HeNB102へ折り返してS1AP: Path Switch Request Acknowledgeメッセージを送信する。ここで、S1AP: Path Switch Request Acknowledgeメッセージには、Mandatory ParameterであるSecurity Context (NCC及びSecurity Key)を設定するが、この設定には、UE801が初めてHeNBGW301に接続したときのSecurity Key及びNCCを記憶部(不図示)に記憶しておき、これを再利用する。この点については第1の実施形態のS0004と同様である。
 (S1014) Target HeNB102は、Handover完了のため、Source HeNB101におけるリソース解放を目的として、X2AP: UE Context ReleaseメッセージをSource HeNB101に送信する。
(2-3)第2の実施形態の効果
(2-3-1)本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、HeNBGW301は、S1009,S1013のS1AP SignallingをMME401にリレーせずに終端し、ハンドオーバ手順の処理(S1AP: Path Switch Request Acknowledgeメッセージの送信、End Markerの挿入)を行う。
 よって、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、S1AP SignallingがMME401-HeNBGW C-Plane3012間を通信されないため、MME401-HeNBGW301間のネットワークリソース負荷の低減及びMME401の処理負荷の低減を図ることができるという効果が得られる。
(2-3-2)また、本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、HeNBGW U-PlaneとMME間のSource HeNB向けネットワークリソースとTarget HeNB向けネットワークリソースとを別々に確保する必要がないため、リソースの低減を図ることができるという効果が得られる。
(2-3-3)また、本実施形態においては、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、HeNBGW301は、UE801が初めてHeNBGW301に接続したときのSecurity Key及びNCCを記憶部(不図示)に記憶しておき、S1013において、そのSecurity Key及びNCCを再利用してS1AP: Path Switch Request Acknowledgeメッセージを送信するため、SecureなNetworkを維持することができるという効果が得られる。
(2-3-4)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S1010において、Downlink User Plane Data にEnd Markerを挿入し、End Markerを挿入したタイミングでSource HeNB101とTarget HeNB102のGTPトンネル切り替えを実現できるため、Target HeNB102でのDownlink User Plane dataの転送順序を保証できるという効果が得られる。
(2-3-5)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S1009でHandoverが成功していることを認識した時点で、End Markerを挿入し、Source HeNB101とTarget HeNB102のGTPトンネル切り替えを実現できるため、GTPトンネルの切り替えをタイミング良く行うことができ、HeNBGW U-Plane3011からSource HeNB101までのネットワークリソース、Source HeNB101からTarget HeNB102までのネットワークリソースの双方を圧迫してしまうことが回避できるという効果が得られる。
(3)第3の実施形態
 本実施形態は、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、HeNBGWがS1AP Signallingを終端せずにMMEへリレーする場合におけるS1AP Signalling処理とEnd Marker処理の手順を規定したものである。
(3-1)第3の実施形態の構成
 本実施形態の無線通信システムの構成は、図3及び図4と同様である。
(3-2)第3の実施形態の動作
 本実施形態の無線通信システムにおいて、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 Based Handoverにおける動作について、図8を参照して説明する。以下では、第1の実施形態と異なるステップのみについて説明し、第1の実施形態と同じ番号が使われている他のステップは全く同じ説明が適用されるものとする。
 (S0003) Source HeNB101は、Target HeNB102へのUE801の移動を要求するために、S1AP: Handover RequiredメッセージをHeNBGW C-Plane3012に対して送信する。HeNBGW C-Plane3012は、このS1AP: Handover RequiredメッセージをMME401へ転送する。
 (S0004) MME401は、S0003で受信したS1AP: Handover Requiredメッセージに基づき、Target HeNB102が同一HeNBGW301配下のHeNBであることを知り、Target HeNB102を制御するHeNBGW301へ折り返してS1AP: Handover Requestメッセージを送信する。一方、HeNBGW301は、S0004のS1AP: Handover Requestメッセージが対象とするUE801が、S0003のS1AP: Handover Requiredメッセージが対象とするUE801と同一であることを、E-RABs To Be Setup ListやSource to Target Transparent Container等の各種パラメータより予測判定する。なお、この予測判定は、HeNBGW U-Plane3011またはHeNBGW C-Plane3012いずれか行えば良い。
 (S0005) Target HeNB102は、S0003で受信したS1AP: Handover Requestメッセージに対する応答として、S1AP: Handover Request AcknowledgeメッセージをHeNBGW C-Plane3012経由でMME401に返送する。
 (S0006) MME401は、S0005で受信したS1AP: Handover Request Acknowledgeメッセージを受信すると、S1AP: Handover Commandメッセージを同一HeNBGW301経由でSource HeNB101に送信する。
 (S0008) Source HeNB101は、Target HeNB102へTransparent Containerを転送するために、HeNBGW C-Plane3012経由でMME401にS1AP: eNB Status Transferメッセージを送信する。
 (S0009) MME401は、S0008で受信したS1AP: eNB Status TransferメッセージをS1AP: MME Status Transferメッセージに乗せ換えて、HeNBGW C-Plane3012経由でTarget HeNB102に送信する。
 (S0015) HeNBGW U-Plane3011は、S0012にてS1AP: Handover Notifyメッセージをリレーし、S0013にてEnd Markerを挿入した直後に、S-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102へ切り替える。HeNBGW301は、S0004にて、S0003とS0004のメッセージが同一のUE801のHandoverのためのSignallingであると判定しているため、GTPトンネルの切り替えをHeNBGW301の内部で実施することができる。
 以下のS2001, S2002, S2003は、S0014,S0015と並行して実施される。
(S2001) MME401は、S0012でS1AP: Handover Notifyメッセージを受信すると、S-GW402 - HeNBGW301間のGTPトンネルの切り替えのために、Modify Bearer RequestメッセージをS-GW402に送信する。
 (S2002) S-GW402は、S2001で受信したModify Bearer Requestメッセージに対する応答として、Modify Bearer ResponseメッセージをMME401に返送する。
 (S2003) S-GW402は、GTPトンネルの切り替えのために、End MarkerをDownlink User Plane Dataに挿入してHeNBGW U-Plane3011に送信する。しかし、HeNBGW U-Plane3011は、受信したEnd Markerを解除して破棄する。
 (S0016) MME401は、Handover完了のため、Source HeNB101におけるリソース解放を目的として、HeNBGW C-Plane3012経由でSource HeNB101にS1AP: UE Context Release Commandメッセージを送信する。
 (S0017) Target HeNB102は、S0016で受信したS1AP: UE Context Release Commandメッセージに対する応答として、S1AP: UE Context Release CompleteメッセージをHeNBGW C-Plane経由でMME401に返送する。以上でHandover処理の完了となる。
(3-3)第3の実施形態の効果
(3-3-1)本実施形態においては、HeNBGW301は、S0004において、Handover RequiredとHandover Requestの各メッセージが対象とするUE801を同一と判定する処理を行うため、S0015におけるGTPトンネルの切り替えを実現できるとともに、MME401とHeNBGW301間のネットワークリソースが2重に確保されてしまうことが回避できるという効果が得られる。
(3-3-2)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S2003において、S-GW402が送信するEnd Markerを破棄するため、S-GW402が送信してきたEnd Markerの影響を受けずに、S0014におけるTarget HeNB102のDownlink User Plane dataの転送順序を保証することができるという効果が得られる。
(3-3-3)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S0013において、End Markerを生成しているため、S2003において、S-GW402がEnd Markerを送信しないケースでも、S0014におけるTarget HeNB102のDownlink User Plane dataの転送順序を保証することができるという効果が得られる。なお、上記のケースは、S-GW402側から見てHandover前後で送信先が同じHeNBGW301のGTPトンネルである状況で、End Markerを送信しないような実装をS-GW402に施している場合に生じる可能性がある。
(4)第4の実施形態
 本実施形態は、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、HeNBGWがS1AP Signallingを終端せずにMMEへリレーする場合におけるS1AP Signalling処理とEnd Marker処理の手順を規定したものである。
(4-1)第4の実施形態の構成
 本実施形態の無線通信システムの構成は、図6及び図4と同様である。
(4-2)第4の実施形態の動作
 本実施形態の無線通信システムにおいて、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 Based Handoverにおける動作について、図9を参照して説明する。以下では、第2の実施形態と異なるステップのみについて説明し、第2の実施形態と同じ番号が使われている他のステップは全く同じ説明が適用されるものとする。
 (S1009) Target HeNB102は、Handover完了と上位NodeへのGTPトンネルの切り替えとを要求するために、S1AP: Path Switch RequestメッセージをHeNBGW C-Plane3012経由でMME401に送信する。
 (S1013) MME401は、S1009で受信したS1AP Path Switch Requestメッセージに基づき、Source HeNB101が同一HeNBGW301配下のHeNBであることを知り、S1AP Path Switch Request Acknowledgeメッセージを折り返してHeNBGW301経由でTarget HeNB102に送信する。
 以下のS2001, S2002, S2003は、S1011,1012と並行して実施される。
(S2001) MME401は、S1009でS1AP: Path Switch Requestメッセージを受信すると、S-GW402とHeNBGW301間のGTPトンネルの切り替えのために、Modify Bearer RequestメッセージをS-GW402に送信する。
 (S2002) S-GW402は、S2001で受信したModify Bearer Requestメッセージに対する応答として、Modify Bearer ResponseメッセージをMME401に返送する。
 (S2003) S-GW402は、GTPトンネルの切り替えのために、End MarkerをDownlink User Plane Dataに挿入してHeNBGW U-Plane3011に送信する。しかし、HeNBGW U-Plane3011は、受信したEnd Markerを解除して破棄する。
(4-3)第4の実施形態の効果
(4-3-1)本実施形態においては、HeNBGW301は、S1010において、Downlink User Plane Data にEnd Markerを挿入し、End Markerを挿入したタイミングでSource HeNB101とTarget HeNB102のGTPトンネル切り替えを実現できるため、S1012におけるTarget HeNB102でのDownlink User Plane dataの転送順序を保証できるという効果が得られる。
(4-3-4)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S1009でHandoverが成功していることを認識した時点で、End Markerを挿入し、Source HeNB101とTarget HeNB102のGTPトンネル切り替えを実現できるため、GTPトンネルの切り替えをタイミング良く行うことができ、HeNBGW U-Plane3011からSource HeNB101までのネットワークリソース、Source HeNB101からTarget HeNB102までのネットワークリソースの双方を圧迫してしまうことが回避できるという効果が得られる。
(4-3-5)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S2003において、S-GW402が送信するEnd Markerを破棄するため、S-GW402が送信してきたEnd Markerの影響を受けずに、S1012におけるTarget HeNB102のDownlink User Plane dataの転送順序を保証することができるという効果が得られる。
(4-3-6)また、本実施形態においては、HeNBGW301は、S1010において、End Markerを生成しているため、S2003において、S-GW402がEnd Markerを送信しないケースでも、S1011におけるTarget HeNB102のDownlink User Plane dataの転送順序を保証することができるという効果が得られる。なお、上記のケースは、S-GW402側から見てHandover前後で送信先が同じHeNBGW301のGTPトンネルである状況で、End Markerを送信しないような実装をS-GW402に施している場合に生じる可能性がある。
(5)第5の実施形態
 本実施形態は、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 based Handoverにおいて、HeNBGWがS1AP Signallingを終端せずにMMEへリレーする場合におけるS1AP Signalling処理とEnd Marker検出に基づく経路切り替え処理の手順を規定したものである。
(5-1)第5の実施形態の構成
 本実施形態の無線通信システムの構成は、図3及び図4と同様である。
(5-2)第5の実施形態の動作
 本実施形態の無線通信システムにおいて、Intra HeNBGW Inter HeNB S1 Based Handoverにおける動作について、図10を参照して説明する。以下では、第3の実施形態と異なるステップのみについて説明し、第3の実施形態と同じ番号が使われている他のステップは全く同じ説明が適用されるものとする。
 (S2003) S-GW402は、S2002でModify Bearer ResponseメッセージをMME401に返送した後、GTPトンネル切り替えのために、End MarkerをDownlink User Plane dataに挿入してHeNBGW U-Plane3011に送信する。HeNBGW U-Plane3011は、S-GW402からEnd Markerを受信したタイミングでTarget HeNB102のGTPトンネルへの切り替えのタイミングを知る。
 (S0013) S2003にてEnd Markerを受信したHeNBGW U-Plane3011は、このEnd Markerを受信したタイミングで、Source HeNB101に向けて、End Markerを挿入したDownlink User Plane dataを送信する。以降、HeNBGW U-Plane3011は、Source HeNB101に対してDownlink User Plane Dataを送信しない。
 (S0014) Source HeNB101は、S0010より開始しているData Forwardingにおいて、S0014にて受信したEnd Markerが挿入されたDownlink User Plane DataをTarget HeNB102へ送信する。Target HeNB102は、End Markerによって、S0010よりSource HeNB101から受信しているDownlink Dataの最後であることを検出し、その後、HeNBGW U-Plane3011から直接受信するDownlink DataをUE801に送信するように、UE801へのDownlink User Plane Dataの転送順序を保証する。
 (S0015) HeNBGW U-Plane3011は、S2003にてEnd Markerを受信し、S0013にてEnd Markerを挿入した直後に、S-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102へ切り替える。HeNBGW301は、S0004にて、S0003とS0004のメッセージが同一のUE801のHandoverのためのS1AP Signallingであると判定しているため、GTPトンネルの切り替えをHeNBGW301内部で実施することができる。
(5-3)第5の実施形態の効果
(5-3-1)本実施形態においては、HeNBGW301は、S2003におけるEnd Markerの受信タイミングにて、S0015においてS-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102のGTPトンネルへ切り替えるタイミングを知るため、End Markerが挿入されたDownlink User Plane Data及びその前後のDownlink User Plane Dataの転送がHeNBGW U-Plane3011によって実現され、その結果、S0014におけるDownlink User Plane dataの転送順序を保証することができるという効果が得られる。
(6)第6の実施形態
 本実施形態は、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 based Handoverにおいて、HeNBGWがS1AP Signallingを終端せずにMMEへリレーする場合におけるS1AP Signalling処理とEnd Marker検出に基づく経路切り替え処理の手順を規定したものである。
(6-1)第6の実施形態の構成
 本実施形態の無線通信システムの構成は、図6及び図4と同様である。
(6-2)第6の実施形態の動作
 本実施形態の無線通信システムにおいて、Intra HeNBGW Inter HeNB X2 Based Handoverにおける動作について、図11を参照して説明する。以下では、第4の実施形態と異なるステップのみについて説明し、第4の実施形態と同じ番号が使われている他のステップは全く同じ説明が適用されるものとする。
 (S1009) Target HeNB102は、Handover完了と上位NodeへのGTPトンネルの切り替えとを要求するために、S1AP: Path Switch RequestメッセージをHeNBGW C-Plane3011に送信する。
 (S2003) S-GW402は、S2002でModify Bearer ResponseメッセージをMME401に返送した後、GTPトンネル切り替えのために、End MarkerをDownlink User Plane dataに挿入してHeNBGW U-Plane3011に送信する。HeNBGW U-Plane3011は、S-GW402からEnd Markerを受信したタイミングでTarget HeNB102のGTPトンネルへの切り替えのタイミングを知る。
 (S1010) S2003にてEnd Markerを受信したHeNBGW U-Plane3011は、このEnd Markerを受信したタイミングで、Source HeNB101に向けて、End Markerを挿入したDownlink User Plane dataを送信する。以降、HeNBGW U-Plane3011はSource HeNB101に対してDownlink User Plane Dataを送信しない。
 (S1012) HeNBGW U-Plane3011は、S1010にてEnd MarkerをS-GW402から受信し、S1010にてEnd Markerを挿入した直後に、S-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102へ切り替える。
(6-3)第6の実施形態の効果
(6-3-1)本実施形態においては、HeNBGW301は、S1010において、S2003におけるEnd Markerの受信タイミングにて、S-GW402から受信するDownlink User Plane Dataの転送先をTarget HeNB102のGTPトンネルに切り替えるタイミングを知るため、End Markerが挿入されたDownlink User Plane Data及びその前後のDownlink User Plane Dataの転送がHeNBGW U-Plane3011によって実現され、その結果、S1011におけるDownlink User Plane dataの転送順序を保証することができるという効果が得られる。
(7)その他の実施形態
 以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 例えば、第1~第6の実施形態においては、HeNBGW301における動作について言及していたが、非特許文献1(TS36.300 v10.5.0)のSection 4.7で記載される、HeNBGWがDeNBとして動作し、HeNBがRelay eNBとして動作する場合の、Intra DeNB Inter Relay eNB Handoverにおいても同じ処理及び効果が適用される。
 なお、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置であって、
 Cプレーン処理部と、
 Uプレーン処理部と、を有し、
 前記Cプレーン処理部は、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端し、
 前記Uプレーン処理部は、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、基地局ゲートウェイ装置。
(付記2)
 前記移動局が前記基地局ゲートウェイ装置に初めて接続した時に前記移動管理装置から取得したセキュリティキー及びNCCを記憶する記憶部をさらに有し、
 前記Cプレーン処理部は、
 前記ターゲット基地局に送信するS1APのシグナリングに、前記記憶部に記憶された前記セキュリティキー及び前記NCCを設定する、付記1に記載の基地局ゲートウェイ装置。
(付記3)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記Uプレーン処理部は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、付記1または2に記載の基地局ゲートウェイ装置。
(付記4)
 前記ハンドオーバは、
 X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記Uプレーン処理部は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、付記1または2に記載の基地局ゲートウェイ装置。
(付記5)
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置であって、
 Cプレーン処理部と、
 Uプレーン処理部と、を有し、
 前記Cプレーン処理部は、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーし、
 前記Uプレーン処理部は、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、基地局ゲートウェイ装置。
(付記6)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記Uプレーン処理部は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入し、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄する、付記5に記載の基地局ゲートウェイ装置。
(付記7)
 前記ハンドオーバは、
 X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記Uプレーン処理部は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入し、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄する、付記5に記載の基地局ゲートウェイ装置。
(付記8)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースまたはX2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記Uプレーン処理部は、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、付記5に記載の基地局ゲートウェイ装置。
(付記9)
 移動管理装置と、サービングゲートウェイ装置と、基地局と、移動局と、前記移動管理装置、前記サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端し、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、無線通信システム。
(付記10)
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記移動局が前記基地局ゲートウェイ装置に初めて接続した時に前記移動管理装置から取得したセキュリティキー及びNCCを記憶し、
 前記ターゲット基地局に送信するS1APのシグナリングに、前記記憶された前記セキュリティキー及び前記NCCを設定する、付記9に記載の無線通信システム。
(付記11)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、付記9または10に記載の無線通信システム。
(付記12)
 前記ハンドオーバは、
 X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、付記9または10に記載の無線通信システム。
(付記13)
 移動管理装置と、サービングゲートウェイ装置と、基地局と、移動局と、前記移動管理装置、前記サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーし、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、無線通信システム。
(付記14)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入し、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄する、付記13に記載の無線通信システム。
(付記15)
 前記ハンドオーバは、
 X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入し、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄する、付記13に記載の無線通信システム。
(付記16)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースまたはX2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記基地局ゲートウェイ装置は、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、付記13に記載の無線通信システム。
(付記17)
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置による通信方法であって、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端するステップと、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入するステップと、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替えるステップと、を有する通信方法。
(付記18)
 前記移動局が前記基地局ゲートウェイ装置に初めて接続した時に前記移動管理装置から取得したセキュリティキー及びNCCを記憶するステップと、
 前記ターゲット基地局に送信するS1APのシグナリングに、前記記憶された前記セキュリティキー及び前記NCCを設定するステップと、をさらに有する、付記17に記載の通信方法。
(付記19)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記所定のタイミングは、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングである、付記17または18に記載の通信方法。
(付記20)
 前記ハンドオーバは、
 X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記所定のタイミングは、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングである、付記17または18に記載の通信方法。
(付記21)
 移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置による通信方法であって、
 移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーするステップと、
 所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入するステップと、
 前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替えるステップと、を有する通信方法。
(付記22)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記所定のタイミングは、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングであり、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄するステップをさらに有する、付記21に記載の通信方法。
(付記23)
 前記ハンドオーバは、
 X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記所定のタイミングは、
 前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングであり、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄するステップをさらに有する、付記21に記載の通信方法。
(付記24)
 前記ハンドオーバは、
 S1インタフェースまたはX2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
 前記所定のタイミングは、
 前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信したタイミングである、付記21に記載の通信方法。
 本出願は、2012年4月9日に出願された日本出願特願2012-88271を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 

Claims (10)

  1.  移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置であって、
     Cプレーン処理部と、
     Uプレーン処理部と、を有し、
     前記Cプレーン処理部は、
     移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端し、
     前記Uプレーン処理部は、
     所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
     前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、基地局ゲートウェイ装置。
  2.  前記移動局が前記基地局ゲートウェイ装置に初めて接続した時に前記移動管理装置から取得したセキュリティキー及びNCCを記憶する記憶部をさらに有し、
     前記Cプレーン処理部は、
     前記ターゲット基地局に送信するS1APのシグナリングに、前記記憶部に記憶された前記セキュリティキー及び前記NCCを設定する、請求項1に記載の基地局ゲートウェイ装置。
  3.  前記ハンドオーバは、
     S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
     前記Uプレーン処理部は、
     前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、請求項1または2に記載の基地局ゲートウェイ装置。
  4.  前記ハンドオーバは、
     X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
     前記Uプレーン処理部は、
     前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、請求項1または2に記載の基地局ゲートウェイ装置。
  5.  移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置であって、
     Cプレーン処理部と、
     Uプレーン処理部と、を有し、
     前記Cプレーン処理部は、
     移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、終端せずに前記移動管理装置にリレーし、
     前記Uプレーン処理部は、
     所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
     前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、基地局ゲートウェイ装置。
  6.  前記ハンドオーバは、
     S1インタフェースを用いたハンドオーバであり、
     前記Uプレーン処理部は、
     前記ターゲット基地局からS1AP:Handover Notifyメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入し、
     前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄する、請求項5に記載の基地局ゲートウェイ装置。
  7.  前記ハンドオーバは、
     X2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
     前記Uプレーン処理部は、
     前記ターゲット基地局からS1AP:Path Switch Requestメッセージを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入し、
     前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信した場合、該エンドマーカーを破棄する、請求項5に記載の基地局ゲートウェイ装置。
  8.  前記ハンドオーバは、
     S1インタフェースまたはX2インタフェースを用いたハンドオーバであり、
     前記Uプレーン処理部は、
     前記サービングゲートウェイ装置から、前記エンドマーカーが挿入されたUプレーンデータを受信したタイミングで、前記Uプレーンデータに前記エンドマーカーを挿入する、請求項5に記載の基地局ゲートウェイ装置。
  9.  移動管理装置と、サービングゲートウェイ装置と、基地局と、移動局と、前記移動管理装置、前記サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
     前記基地局ゲートウェイ装置は、
     前記移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端し、
     所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入し、
     前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替える、無線通信システム。
  10.  移動管理装置、サービングゲートウェイ装置、及び配下の基地局に接続されると共に、該配下の基地局を制御する基地局ゲートウェイ装置による通信方法であって、
     移動局が、配下のソース基地局から配下のターゲット基地局にハンドオーバする場合、前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局から受信したS1APのシグナリングを、前記移動管理装置にリレーせずに終端するステップと、
     所定のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信し前記ソース基地局に転送するUプレーンデータに、該Uプレーンデータが最後であることを示すエンドマーカーを挿入するステップと、
     前記エンドマーカーを挿入した直後のタイミングで、前記サービングゲートウェイ装置から受信したUプレーンデータの転送先を、前記ソース基地局から前記ターゲット基地局に切り替えるステップと、を有する通信方法。
     
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