通信システム、MME及び通信方法

本発明は通信システム、MME及び通信方法に関し、例えばUEに対する着信制御を行う通信システム、MME及び通信方法に関する。

モバイルネットワークシステムの標準技術を定める3GPP(3rd Generation Partnership Project)において、次世代モバイルネットワークシステムとしてEPC(Evolved Packet Core)が定められている。EPCは、第2世代及び第3世代と称されている無線アクセスネットワークに加え、LTE(Long Term Evolution)アクセスネットワークも収容するネットワークシステムである。

ここで、EPCにおけるパケットの着信処理について説明する。非特許文献1には、ユーザ端末を示すUE(User Equipment)がアイドル状態である場合におけるパケットの着信処理が開示されている。UEがアイドル状態であるとは、UEがEPCに接続されていない状態である。言い換えると、UEとEPCとの間における無線ベアラが切断されている状態である。このような場合、UEに対してパケットの着信が発生した場合、ベアラ管理装置であるSGW(Serving Gateway)は、UEを管理しているMME(Mobility Management Entity)もしくはSGSN(Serving GPRS Support Node)に対して、着信通知メッセージを送信する。着信通知メッセージを受信したMMEもしくはSGSNは、UEを呼び出すためにPagingメッセージを基地局であるeNB(evolved Node B)もしくはNodeBへ送信する。Pagingメッセージを受信したeNBもしくはNodeBは、自装置が管理するエリア内に在圏する複数のUEに対してPage処理を行う。ここで、呼び出しの対象であるUEは、eNBもしくはNodeBに対して応答メッセージを送信し、EPCと接続する。

このように、EPCと接続していないアイドル状態であるUEに対するパケットの着信が発生した場合においても、ネットワーク側からUEを呼び出すことによって、UEとデータ通信を行うことが出来る。

3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 12), 3GPP TS 23.401 V12.0.0 (2013-03), clauses 5.3.4.3, 5.3.3.2

しかし、非特許文献1に開示されているパケットの着信処理においては、以下に記載する問題が発生する。通常、MMEが管理する位置登録エリアの外へUEが移動する場合、UEは、移動先の位置登録エリアを管理する新たなMMEに対して位置登録要求メッセージ(Tracking Area Update Request)を送信する。位置登録要求メッセージを受け取った新たなMMEは、UEの位置登録処理を行う。新たなMMEにおける位置登録処理が完了すると、UEは、移動先の位置登録エリアを管理する新たなMMEに登録された状態となる。

ここで、UEが位置登録要求メッセージを送信した後であって、新たなMMEにおける移動処理が完了する前にUEに対してパケットの着信が発生すると、着信対象のUEを正常に呼び出すことができないという問題が発生する。

例えば、UEが位置登録要求メッセージを送信した後であって、新たなMMEにおける移動処理が完了する前にUEに対してパケットの着信が発生すると、SGWは、移動前のUEの位置を管理していたMMEへ着信通知メッセージを送信する。着信通知メッセージを受信したMMEは、配下の基地局へPagingメッセージを送信するが、着信対象のUEは新たなMMEが管理するエリアに移動しているため、着信対象のUEを呼び出すことが出来ない。つまり、UEがMMEの変更を伴う移動をしている間にパケット着信が発生した場合、UEはパケット着信を受け付けることが出来ないという問題が発生する。

もしくは、UEが位置登録要求メッセージを送信した後であって、SGWがUEの移動後の位置を管理する新たなMMEを認識すると、SGWは、新たなMMEに対して着信通知メッセージを送信する。このような場合であっても、UEがTracking Area Update Requestメッセージに対する応答メッセージを受信しておらず、Tracking Area Update 処理が完了していない場合、UEは、正常にパケット着信を受け付けることができないという問題が発生する。

本発明の目的は、UEが移動中に発生したパケット着信を確実に受け付けることが出来るように制御する通信システム、MME及び通信方法を提供することにある。

本発明の第1の態様にかかる通信システムは、UEが移動したことによって前記UEの位置登録エリアを変更するTracking Area Update処理を実行し、変更前の前記UEの位置登録エリアを管理するMMEと、前記Tracking Area Update処理実行中に、前記UEへ通知することが必要な制御信号を前記MMEへ送信するPGWと、を備え、前記MMEは、前記制御信号を受信すると、前記Tracking Area Update処理を実行中であることを示す応答信号を前記PGWへ送信し、前記PGWは、前記Tracking Area Update処理が完了した後に、変更後の前記UEの位置登録エリアを管理するMMEへ、前記制御信号を送信するものである。

本発明の第2の態様にかかるMMEは、UEが移動したことによって前記UEの位置登録エリアを変更するTracking Area Update処理を実行し、変更前の前記UEの位置登録エリアを管理するMMEであって、前記Tracking Area Update処理実行中に、PGWから送信された、前記UEへ通知することが必要な制御信号を受信し、前記制御信号を受信すると、前記Tracking Area Update処理を実行中であることを示す応答信号を前記PGWへ送信し、前記PGWに対して、前記Tracking Area Update処理が完了した後に、変更後の前記UEの位置登録エリアを管理するMMEへ前記制御信号を送信させるものである。

本発明の第3の態様にかかる通信方法は、UEが移動したことによって前記UEの位置登録エリアを変更するTracking Area Update処理を実行し、変更前の前記UEの位置登録エリアを管理するMMEにおける通信方法であって、前記Tracking Area Update処理実行中に、PGWから送信された、前記UEへ通知することが必要な制御信号を受信し、 前記制御信号を受信すると、前記Tracking Area Update処理を実行中であることを示す応答信号を前記PGWへ送信し、前記PGWに対して、前記Tracking Area Update処理が完了した後に、変更後の前記UEの位置登録エリアを管理するMMEへ前記制御信号を送信させるものである。

本発明により、UEが移動中に発生したパケット着信を確実に受け付けることが出来るように制御する通信システム、MME及び通信方法を提供することができる。

実施の形態1、2、及び3にかかる通信システムの構成図である。

実施の形態1、2、及び3にかかるUEの移動通信システムへの接続処理の流れを示す図である。

実施の形態1にかかるPGW起動の制御信号をUEへ通知する場合の処理の流れを示す図である。

実施の形態1、2、及び3にかかる位置情報更新処理の流れを示す図である。

実施の形態2にかかる通信システムにおける処理シーケンスを説明する図である。

実施の形態2にかかる通信システムにおける処理シーケンスの変形例を示す図である。

実施の形態2にかかる通信システムにおける処理シーケンスの変形例を示す図である。

実施の形態2にかかる通信システムにおける処理シーケンスの変形例を示す図である。

(実施の形態1) 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1を用いて本発明の実施の形態1にかかる通信システムの構成例について説明する。本図においては、通信システムとして、3GPPにおいて定められている移動通信システムについて説明する。図1の通信システムは、PGW(Packet Data Network GateWay)75、Old SGW(Serving GateWay)15、New SGW85、Old MME25、New MME35、UE45、eNB55及びeNB65を有している。

UE45は、3GPPにおいて移動端末装置として規定されている通信装置である。UE45は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末もしくは通信機能を有するパーソナルコンピュータ等であってもよい。さらに、UE45は、自律的に通信を行うM2M(Machine To Machine)デバイスであってもよい。M2Mデバイスは、例えば、通信機能を有する自動販売機、電気製品等のように移動する頻度が少ない装置であってもよく、ユーザが身に付ける時計等であってもよい。

eNB55及びeNB65は、3GPPにおいて基地局として規定されているノード装置である。eNB55及びeNB65は、それぞれ無線通信エリアを形成し、自装置が管理する無線通信エリア内に在圏するUEと通信を行う。

PGW75は、移動通信システムと外部ネットワークとの境界に位置するノード装置である。PGW75は、PGW75起動の制御信号をOld MME25もしくはNew MME35へ送信する。PGW75起動の制御信号は、PGW75において生成された制御信号であって、UE45へ通知されることが必要な制御信号である。

Old MME25及びNew MME35は、それぞれUEの位置を管理する位置登録エリアを定めている。Old MME25及びNew MME35のそれぞれが管理する位置登録エリア内には複数のeNBが配置されてもよい。つまり、位置登録エリアは、eNBが形成する複数の無線通信エリアを含んでもよい。

UE45は、Old MME25が定める位置登録エリアからNew MME35が定める位置登録エリアへ移動した場合、New MME35へ位置登録要求メッセージを送信する。New MME35は、UE45から送信された位置登録要求メッセージを受信すると、UE45の移動処理を行う。UE45の移動処理は、例えば、New MME35が、管理する対象装置としてUE45を登録する処理である。さらに、New MME35は、UE45から送信された位置登録要求メッセージを受信すると、Old MME25へ、メッセージを送信する。Old MME25は、UE45の移動前の位置登録エリアを管理するMMEである。New MME35がOld MME25へ通知するメッセージは、UE45がNew MME35の定める位置登録エリアへ移動してきたことを示すメッセージである。UE45は、New MME35へ、移動前の位置登録エリアを管理するOld MME25の識別子を位置登録要求メッセージに含めてもよい。これによって、New MME35は、UE45の移動前の位置登録エリアを管理するOld MME25を検出することが出来る。Old MME25は、New MME35からメッセージを通知されることによって、UE45が、New MME35の定める位置登録エリアへ移動したことを検出することが出来る。

本図においては、UE45の位置登録エリアを管理するMMEが変更する場合について説明しているが、UE45は、LTE通信エリアから2Gもしくは3G通信エリアへ移動する場合もある。このような場合、UE45の位置登録エリアを管理するノード装置は、MMEからSGSNに変更される。UE45が2Gもしくは3G通信エリアへ移動した場合、UE45は、NodeB及びRNC(Radio Network Controller)と接続する。また、UE45は、2Gもしくは3G通信エリアから、2Gもしくは3G通信エリアへ移動する場合もある。このような場合、UE45の位置登録エリアを管理するSGSNが変更することがある。

続いて、図2を用いて本発明の実施の形態1にかかるUEの移動通信システムへの接続処理の流れについて説明する。はじめに、UE45は、ユーザによって電源スイッチが押下され電源が投入された場合、eNB55へ位置登録要求メッセージとして、Attach Requestメッセージを送信する(S11)。次に、eNB55は、UE45から送信されたAttach RequestメッセージをOld MME25へ送信する(S12)。Old MME25は、Attach Requestメッセージを受信すると、UE45の位置登録情報を作成する。位置登録情報とは、例えば、UE45が自装置の管理する位置登録エリア内に在圏することを示す情報もしくはUE45の加入者情報を含む。UE45の加入者情報は、移動通信システム内に配置されている加入者情報管理装置(不図示)から取得してもよい。加入者情報管理装置は、例えば、3GPPにおいてHSS(Home Subscriber Server)として規定されている。次に、Old MME25は、Create Session Requestメッセージを用いてOld SGW15へUE45の加入者情報を通知する(S13)。次に、Old SGW15は、Create Session Requestメッセージに対する応答メッセージとして、Create Session ResponseメッセージをOld MME25へ送信する(S14)。Old SGW15は、Create Session Requestメッセージを受信することにより、UE45の位置を管理しているMMEを識別することが出来る。さらに、Create Session Responseメッセージが送信されることにより、Old MME25とOld SGW15との間にUE45に関するセッションが確立される。

次に、Old MME25は、Create Session Responseメッセージを受信すると、eNB55へ、Attach Acceptメッセージを送信する(S15)。Attach Acceptメッセージは、Attach Requestメッセージの応答信号に相当する。Old MME25は、Attach Acceptメッセージを送信することによって、UE45の登録処理を完了する。UE45の登録処理の完了は、すなわち、UE45の移動処理を完了したことと同様である。次に、eNB55は、UE45へAttach Acceptメッセージを送信する(S16)。

UE45がAttach Acceptメッセージを受信することによって、UE45は、移動通信システムへ接続した状態となる。UE45が移動通信システムへ接続した状態は、UE45が移動通信システムへAttachした状態と称されてもよい。

上述した説明においては、UE45の電源が投入された際の処理の流れについて説明した。さらに、UE45の在圏する位置登録エリアが変更した場合においても、新たなMMEにおいて位置登録情報を作成するためにUE45の電源が投入された際の処理と同様の処理が実行される。UE45は、在圏する位置登録エリアが変更した場合、Attach RequestメッセージのかわりにTracking Area Update Requestメッセージを送信する。また、Old MME25及びOld SGW15は、Create Session Request/Create Session ResponseメッセージのかわりにModify Bearer Request/Modify Bearer Responseメッセージを送受信する。

続いて、図3を用いて本発明の実施の形態1にかかるPGW75が、PGW75起動の制御信号をUE45へ通知する場合の処理の流れについて説明する。ここでは、図2の処理が完了していることを前提とし、UE45は、Old MME25の管理する位置登録エリアに在圏しているとする。

はじめに、UE45は、Old MME25の管理する位置登録エリアから他の位置登録エリアに移動したことを検出すると、eNB65へTracking Area Update Requestメッセージを送信する(S21)。eNB65は、移動先の通信エリアを管理するeNBである。UE45は、eNB65から配信される報知情報を受信することによって、位置登録エリアが変更したことを検出してもよい。つまり、UE45は、移動前にeNB55から配信された位置登録エリアと、移動後にeNB65から配信された位置登録エリアとが異なる場合に、位置登録エリアが変更したことを検出してもよい。

次に、eNB65は、自装置の通信エリアを含む位置登録エリアを管理しているNew MME35へ、Tracking Area Update Requestメッセージを転送する(S22)。このとき同時に、UE45とNew MME35の間で制御メッセージを通信するために、eNB65とNew MME35の間にS1 Connection(S1ベアラ)を確立する。ここで、Tracking Area Update Requestメッセージには、UE45の移動前の位置登録エリアを管理していたOld MME25の識別子、もしくは、Old MME25がUE45に一時的に割り当てているGUTI(Globally Unique Temporary Identifier)が含まれていてもよい。

次に、New MME35は、Old MME25からUE45のユーザー情報を取得する(retrieve)ために、Old MME25へContext Requestメッセージを送信する(S23)。ユーザー情報は、例えば、UE45の位置登録情報、ベアラ情報(Bearer context)等であってもよい。また、Tracking Area Update Requestメッセージに、GUTIが含まれていた場合、New MME35は、GUTIを用いてOld MME25のアドレス情報を特定してもよい。

Old MME25は、New MME35からUE45のユーザー情報の転送を要求するContext Requestメッセージを受信する。Old MME25は、New MME35から送信されたContext Requestメッセージを受信することによって、自装置が管理する位置登録エリアの外にUE45が移動したことを検出することが出来る。さらに、Old MME25は、New MME35から送信されたContext Requestメッセージを受信することによって、UE45がNew MME35の管理する位置登録エリアに移動したことを検出することが出来る。

Old MME25は、ステップS23のContext Requestメッセージの応答メッセージとして、Context ResponseメッセージをNew MME35へ送信する(S24)。Old MME25は、Context Responseメッセージを用いてUE45のユーザー情報をNew MME35へ通知する。

ここで、ステップS24においてOld MME25からNew MME35へContext Responseメッセージが送信された後に、PGW75からOld SGW15を介してOld MME25へ制御信号通知メッセージが送信されるとする(S25)。制御信号通知メッセージは、PGW75起動の制御信号をMMEへ通知するために用いられる。

Old MME25は、ステップS23のContext Requestメッセージを受信することによってUE45が移動中であることを検出している。そのため、Old MME25は、UE45が移動中であり、UE45の呼び出し処理を一時的に行うことが出来ないことを示すCauseを設定した応答信号通知メッセージをPGW75へ送信する。Old MME25は、制御信号通知メッセージに対する応答として、Old SGW15を介して応答信号通知メッセージをPGW75へ送信する(S26)。応答信号通知メッセージには、Cause設定として、Cause=Temporarily Rejected due to mobility procedure in Progress が設定される。Cause=Temporarily Rejected due to mobility procedure in Progressは、Causeに、UEが移動中であり一時的に呼び出し処理が出来ないこと(temporarily rejected)を示す情報が設定されたことを示している。

ここで、PGW75は、Cause=Temporarily Rejected due to mobility procedure in Progress が設定された応答信号通知メッセージを受信すると、制御信号通知メッセージを再送するタイマ(locally configured guard timer)を起動する。

次に、New MME35は、Context Responseメッセージの応答メッセージとしてContext AcknowledgeメッセージをOld MME25へ送信する(S27)。Context Acknowledgeメッセージには、SGW change indicationが設定されている。SGW change indicationは、New MME35が、UE45にデータを送信するSGWを、Old MME25からNew MME35へ変更したことを示す情報である。

次に、New MME35は、New SGW85との間にセッションを確立するために、もしくはベアラを起動するために、Create Session RequestメッセージをNew SGW85へ送信する。次に、New SGW85は、PGW75との間にセッションもしくはベアラを、確立もしくは更新するために、Modify Bearer RequestメッセージをPGW75へ送信する(S29)。PGW75は、Modify Bearer Requestメッセージを受信することによって、New MME35においてUE45の移動手続き(Mobility Procedure)が完了したことを認識することができる。PGW75は、New SGW85との間のベアラ情報(bearer context)を更新する。さらに、PGW75は、Modify Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージとして、Modify Bearer ResponseメッセージをNew SGW85へ送信する(S30)。この時、PGW75は、ステップS26において応答信号通知メッセージを受信した際に起動したタイマ(locally configured guard timer)を停止してもよい。

次に、New SGW85は、New MME35との間のベアラ情報(bearer context)を更新する。さらに、New SGW85は、Create Session Requestメッセージへの応答メッセージとして、New MME35へCreate Session Responseメッセージを送信する。(S31)

ここで、Old MME25及びNew MME35は、UE45の移動に伴う位置情報変更処理Aを実行する。位置情報変更処理Aの詳細については後に詳述する。

次に、New MME35は、位置情報更新処理Aが完了すると、ステップS22の応答メッセージとして、Tracking Area Update AcceptメッセージをeNB65へ送信する。さらに、eNB65は、送信されたTracking Area Update AcceptメッセージをUE45へ送信する(S32)。

また、Tracking Area Update Acceptメッセージには、New MME35がUE45に対して割り当てたGUTIが含まれる。GUTIは、UEを一意に認識するために、New MME35によって一時的にUEに割り当てられる識別子である。

UE45は、Tracking Area Update Acceptメッセージに、GUTIを含む場合、New MME35へ、Tracking Area Update Completeメッセージを送信する(S33)。

次に、New MME35は、既に確立したeNB65との間のS1 Connectionを解放する(S34)。

次に、PGW75は、UE45に対して制御信号を通知するために、UE45の移動先の位置登録エリアを管理するNew MME35へ制御信号通知メッセージを送信する(S35)。つまり、ステップS35において、ステップS25における、Old MME25に対する制御信号通知メッセージの送信処理を、UE45の移動先の位置登録エリアを管理するNew MME35に対して行う事になる。次に、New MME35は、UE45の呼び出し処理を行うために、eNB65へPagingメッセージを送信する(S36)。さらに、eNB65は、配下の通信エリアに在圏するUEに対してPagingメッセージを送信する(S37)。New MME35は、Pagingメッセージを送信する際に、UE45に割り当てたGUTIを設定する。このようにして、UE45は、新たな位置登録エリアに移動した後に、UE45の移動中に発生した制御信号通知メッセージを受けることが出来る。

ここで、ステップS26において応答信号通知メッセージを受信した際に起動したタイマ(locally configured guard timer)がModify Bearer Requestメッセージを受信する前に満了した場合、PGW75は、UE45に対する制御メッセージの通知処理を終了してもよい。もしくは、PGW75は、再度制御信号通知メッセージをOld MME25へ送信し、制御信号通知処理を継続するようにしてもよい。

ここで、図4を用いて位置情報更新処理Aの詳細について説明する。New MME35は、図3のステップS31においてCreate Session Responseメッセージを受信すると、HSSへUpdate Locationメッセージを送信する(S201)。HSSは、UE45の加入者情報を管理するノード装置である。Create Session Responseメッセージには、New MME35がUE45に関する位置情報を管理することを示す情報が設定されている。

次に、HSSは、Old MME25へ、UE45に関する位置情報を削除させるために、Cancel Locationメッセージを送信する(S202)。次に、Old MME25は、Cancel Locationメッセージに対する応答メッセージとして、HSSへ、Cancel Location ACKメッセージを送信する(S203)。次に、HSSは、ステップS201におけるUpdate Locationメッセージに対する応答メッセージとして、New MME35へ、Update Location ACKメッセージを送信する(S204)。

さらに、Old MME25は、Cancel Location ACKメッセージを送信した後に、Old SGW15へ、Delete Session Requestメッセージを送信する(S205)。Old MME25は、Delete Session Requestメッセージを送信することによって、Old SGW15との間の通信リソース(例えば、EPS bearer resource等)を開放する。次に、Old SGW15は、Delete Session Requestメッセージに対する応答メッセージとして、Delete Session ResponseメッセージをOld MME25へ送信する(S206)。

以上説明したように本発明の実施の形態1にかかる通信システムを用いることにより、以下の効果を得ることができる。UE45がMMEの変更を伴う移動中であり、新たなMMEにおいてUE45の移動処理が完了していない間に、UE45に対するPGW75起動の制御信号が発生した場合においても、UE45は正常に制御信号を受信することが出来る。

さらに、Old MME25及びNew MME35がSGSNへ置き換えられ、eNB55及びeNB65がRNCへ置き換えられた場合、ステップS21及びS22におけるTracking Area Update Requestメッセージは、Routing Area Update Requestメッセージに置き換えられる。また、ステップS32及び33におけるTracking Area Update Acceptメッセージは、Routing Area Update Acceptメッセージに置き換えられる。

本図においては、制御信号通知メッセージが、ステップS24の後にOld MME25へ送信された場合の処理の流れを示しているが、制御信号通知メッセージが、ステップS23の後から、ステップS29の前までの期間にOld MME25へ送信された場合においても、本図における処理と同様の処理が実行される。

また、PGW75が送信する、PGW75起動の制御信号の具体的なメッセージとして、EPC(LTE):Create Bearer Request、EPC(LTE):Update Bearer Request、EPC(LTE):Delete Bearer Request、GPRS(2G/3G):Update PDP Context Request、GPRS(2G/3G):PDU Notification Request、GPRS(2G/3G):Delete PDP Context Request、及び、GPRS(2G/3G):Initiate PDP Context Activation Request、がある。

(実施の形態2) 続いて、図5を用いて本発明の実施の形態2にかかる通信システムにおける処理シーケンスについて説明する。本図においては、UE45の移動後の位置情報を管理するNew MME35に対して、パケット着信が発生した場合の処理を示している。ここで、New MME35がパケット着信に関するメッセージ、或いはPGW75起動の制御信号を受信した際には、まだUE45の移動に伴うMMEの変更処理は完了していないとする。具体的には、New MME35がパケット着信に関するメッセージ、或いはPGW75起動の制御信号を受信した際には、UE45は、Tracking Update Requestメッセージに対する応答メッセージを受信していないとする。

ステップS41〜S49は、図3のステップS21〜S24及びステップS27〜S31と同様であるため詳細な説明を省略する。さらに、ステップS49の後に実行される位置情報更新処理Aについても、図3の位置情報更新処理Aと同様であるため詳細な説明を省略する。

ステップS46において、New SGW85は、Create Session Requestメッセージを受信すると、UE45に関するユーザー情報をNew MME35が管理していることを認識する。さらに、PGW75は、ステップS47において、Modify Bearer Requestメッセージを受信すると、New SGW85が、UE45に関するセッションもしくはベアラ情報を管理していることを認識する。そのため、ステップS50において、PGW75は、UE45に関するパケット着信、或いはPGW75起動の制御信号が発生すると、New SGW85へパケット着信、或いはPGW75起動の制御信号に関するメッセージを送信する。

次に、New SGW85は、UE45に対するパケット着信が発生したことを示すDownlink Data Notificationメッセージ、或いはPGW75起動の制御信号をNew MME35へ送信する(S51)。

次に、New MME35は、図4の位置情報更新処理AにおけるステップS204のUpdate Location ACKメッセージを受信すると、Tracking Area Update AcceptメッセージをeNB65を介してUE45へ送信する(S52)。ここで、New MME35は、ステップS46においてCreate Session RequestメッセージをNew SGW85へ送信した後に、UE45に対するページング処理を必要とするDownlink Data Notificationメッセージを受信する。この場合、Tracking Area Update Acceptメッセージと連動してユーザプレーン設定手順が起動される。ステップS41及びS42において、Active flagが設定されている場合、さらに、Active flagが設定されていない場合であっても、ユーザプレーン設定手順は起動される。

ここで、Tracking Area Update Acceptメッセージと連動したユーザプレーン設定手順について説明する。New MME35は、ステップS52におけるTracking Area Update AcceptメッセージにS1-AP Initial Context Setup Requestメッセージを相乗りさせてeNB65に送信する。言い換えると、New MME35は、Tracking Area Update AcceptメッセージとS1-AP Initial Context Setup Requestメッセージとを同一のタイミングにeNB65へ送信する。S1-AP Initial Context Setup RequestメッセージがトリガーとなりeNB65とUE45の間でRadio Bearer設定(Radio Bearer Establishment)(S54)が動作する。eNB65は、新たに設定されたBearer情報を通知するためにS1 AP Initial Context Setup ResponseメッセージをNew MME35に送信する(S56)。New MME35は、Modify Bearer requestメッセージをNew SGW85に送信する(S57)。New SGW85は、New MME35にModify Bearer responseメッセージを送信する(S58)。ユーザプレーン設定手順は、例えば、eNB65、New SGW85及びPGW75において、UE45が送受信するデータを転送するための通信リソースを設定することである。

また、Tracking Area Update Acceptには、New MME35がUE45に対して割り当てたGUTIを含む。GUTIは、UEを一意に認識するために、New MME35によって一時的にUEに割り当てられる識別子である。UE45は、GUTIを含むTracking Area Update Acceptメッセージを受信すると、New MME35へ、Tracking Area Update Completeメッセージを送信する(S55)。

ステップS53〜S58は、Tracking Area Update処理を実行中に、UE45とNew MME35との間に既に設定されているRRCコネクションを用いて、パケット着信処理もしくは制御信号の受信処理を継続していることを示している。

また、本図においては、Tracking Area Update処理の実行中に、New MME35にDownlink Data Notificationメッセージが送信された場合の処理の流れについて説明し。これに対して、図3において説明した制御信号通知メッセージがNew MME35に送信された場合においても、New MME35にDownlink Data Notificationメッセージが送信された場合と同様の処理を実行する。

また、本図においては、ステップS49及び位置情報更新処理Aが実行された後に、ステップS50におけるパケット着信が発生した際の処理の流れについて説明している。ただし、ステップS50で示されるパケット着信がステップS47からステップS52までの区間で任意に発生する可能性がある。その場合においても本図において説明した処理と同様の処理を実行する。

また、本図においては、New MME35を用いた例について説明しているが、New MME35の代わりに、SGSNが用いられてもよい。以降に説明する図面においても、New MME35の代わりに、SGSNが用いられてもよい。

以上説明したように、New MME35は、Tracking Area Update Acceptメッセージにおいて、UE45に対して一時的に割り当てたGUTIを含めて、UE45へGUTIを通知する。これによって、New MME35は、Tracking Area Update処理の完了直後に、UE45に対してPaging処理を実行し、UE45を呼び出すことができる。

さらに、New MME35は、Downlink Data Notificationメッセージを受信すると、Tracking Area Update Acceptメッセージと連動して、ユーザプレーン設定手順を起動する。これによって、UE45に対してDownlink Dataを送信することができる。言い換えると、Tracking Area Update Acceptメッセージと連動してS1-AP Initial Context Setup RequestメッセージをeNB65へ送信することによって、Tracking Area Update処理の実行中に、UE45とeNB65との間のRadio Bearerを確立することができる。そのため、New MME35は、Page処理を実行することなく、UE45を特定し、UE45に対して、データを送信することができる。

(変形例) 以下に、図5の処理シーケンスの変形例について説明する。はじめに、図6を用いて本発明の実施の形態2にかかる通信システムの変形例における処理シーケンスについて説明する。本図においては、UE45が移動した場合に、UE45を管理するMMEは、Old MME25からNew MME35に変更されるが、SGWは、Old SGW15のまま変更されない場合の処理の流れについて説明する。

ステップS61〜S65は、図5のステップS41〜S45と同様であるため詳細な説明を省略する。UE45の移動によって、UE45を管理するMMEが、Old MME25からNew MME35へ変更している。そのため、New MME35は、UE45のEPS(Evolved Packet System) bearer contextとしてOld MME25から受信したbearer contextを適用する。EPSは、3GPPにおいて規格化された通信システムである。ここで、UE45に伴って、Old SGW15は変更されない。これより、New MME35は、Old SGW15において保持しているUE45に関する情報を変更するために、ステップS66において、Old SGW15に対して、Modify Bearer Requestメッセージを送信する。

ステップS67及びS68は、図5におけるステップS47及びS48と、PGW75の通信先がNew SGW85からOld SGW15に変更された点が異なるが、送受信されるメッセージはステップS47及びS48と同様であるため詳細な説明を省略する。

Old SGW15は、ステップS68において、Modify Bearer Responseメッセージを受信すると、New MME35との間のbearer contextを更新して、Modify Bearer ResponseメッセージをNew MME35へ送信する(S69)。

位置情報更新処理A以降の処理については、図5の位置情報更新処理A以降の処理と同様であるため詳細な説明を省略する。また、ステップS70は、図5におけるステップS50と、PGW75の通信先がNew SGW85からOld SGW15に変更された点が異なる。さらに、ステップS71は、図5におけるステップS51と、New MME35の通信元がNew SGW85からOld SGW15に変更された点が異なる。さらに、ステップS77及びS78は、New MME35とOld SGW15との間においてModify Bearer Request/Responseメッセージが送受信される点が図5のステップS57及びS58と異なる。そのほかの点については、ステップS70〜S78は、図5のステップS50〜S58と同様であるため詳細な説明を省略する。

続いて、図7を用いて、図5において、New MME35の代わりに、SGSNが用いられ、eNB65の代わりにRNCが用いられる場合の処理の流れについて説明する。ここでは、主に図5との差異点について説明する。

ステップS81において、UE45は、図5のステップS41におけるTracking Area Update Requestメッセージの代わりに、Routing Area Update RequestメッセージをRNCへ送信する。さらに、RNCは、ステップS82において、Routing Area Update RequestメッセージをSGSNへ転送する。ステップS83〜S91は、図5のステップS43〜S51と同様であるため詳細な説明を省略する。

SGSNは、ステップS92において、図5のステップS51におけるTracking Area Update Acceptメッセージの代わりに、Routing Area Update Acceptメッセージを送信する。SGSNは、ステップS91において、UE45に対するPaging処理を必要とするDownlink Data Notificationメッセージ、或いはPGW75起動の制御信号を受信すると、Update resultパラメータに、follow-on proceedという値を設定したRouting Area Update Acceptメッセージを送信する。UE45は、Routing Area Update Acceptメッセージを受信するとSGSNとの間に設定されているRRC connectionを削除(リリース)せず再使用(リユース)する。SGSNは、Routing Area Update Acceptメッセージにfollow-on proceedという値を設定することによって、UE45に対してService Requestメッセージの返送を促す。それによりUE45は、Pageの応答としてSGSNに対して保持しているRRC connectionを再利用してService RequestメッセージをSGSNに送信する。

Routing Area Update Acceptメッセージには、P-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)も含まれている。P-TMSIは、SGSNがUE45に一時的に割り当てる識別子である。P-TMSIは、MMEがUEに対して一時的に割り当てる識別子であるGUTIに相当する。

次に、UE45は、SGSNへ、Routing Area Update Completeメッセージを送信する(S93)。次に、UE45は、SGSNへ、P-TMSIを設定したService Requestメッセージを送信する(S94)。

次に、SGSNは、UE45から送信されたService Requestメッセージを受信すると、RNCに対して、RAB Assignment Requestメッセージを送信することによって、無線アクセスベアラの確立を要求する(S95)。RNCは、無線アクセスベアラを確立すると、RAB Assignment ResponseメッセージをSGSNへ送信する(S96)。

続いて、図8を用いて、UE45が移動した際に、SGWが変更しない場合の処理の流れについて説明する。本図においては、主に図7との差異点について説明する。

ステップS101〜S105は、図7のステップS81〜S85と同様であるため詳細な説明を省略する。ステップS106において、SGSNは、Old SGW15へ、Modify Bearer Requestメッセージを送信する(S106)。ステップS107及びS108は、図7のステップS87及びS88と同様である。Old SGW15は、Modify Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージとして、Modify Bearer ResponseメッセージをSGSNへ送信する。位置情報更新処理A以降の処理については、図7の位置情報更新処理A以降の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

上述した図5及び図6については、UE45がLTE通信エリアからLTE通信エリアへ移動することによって、UE45を管理するMMEが変更する場合において、変更後のNew MME35にDownlink Notificationメッセージ、或いはPGW75起動の制御信号が送信された場合の処理の流れについて説明した。また、図7及び図8については、UE45がLTE通信エリアから3G通信エリアへ移動することによって、UE45を管理するノード装置が、MMEからSGSNへ変更する場合において、SGSNにDownlink Notificationメッセージ、或いはPGW75起動の制御信号が送信された場合の処理の流れについて説明した。

図5〜図8において説明した移動の形態以外に、UE45が、3G通信エリアから3G通信エリアへ移動する場合もある。このような場合、UE45を管理するノード装置が、Old SGSNからNew SGSNへ変更することもある。UE45を管理するノード装置が、Old SGSNからNew SGSNへ変更された場合、Old SGSNとNew SGSNとの間において、図8のステップS103〜S105における、Context Requestメッセージ、Context Responseメッセージ及びContext Acknowledgeメッセージの代わりに、SGSN Context Requestメッセージ、SGSN Context Responseメッセージ及びSGSN Context Acknowledgeメッセージが用いられる。

さらに、UE45を管理するノード装置が、Old SGSNからNew SGSNへ変更された場合、New SGSNとGGSNとの間において、図8のステップS106及びS107のModify Bearer Requestメッセージの代わりにUpdate PDP Context Requestメッセージが用いられ、ステップS108及びS109のModify Bearer Responseメッセージの代わりにUpdate PDP Context Responseメッセージが用いられる。

さらに、UE45が、3G通信エリアと2G通信エリアとの間を移動した場合においても、UE45を管理するノード装置が、Old SGSNからNew SGSNへ変更された場合と同様の処理が実行される。

図5〜図8において説明した処理シーケンスを実行することによって、図3及び図4と同様に、Tracking Area Update処理中もしくはRouting Area Update処理中に、パケット着信が発生した場合、或いはPGW75起動の制御信号を受信した場合においても、UE45に対してデータを送信することができる。

(実施の形態3) 続いて、本発明の実施の形態3にかかる通信システムにおける、UE45に対するPaging処理について説明する。実施の形態3においては、Tracking Area Update処理もしくはRouting Area Update処理が完了した際に、New MME35もしくはSGSNが、UE45に対するPaging処理を実行する。

具体的には、図5及び図6の処理シーケンスにおいては、New MME35は、ステップS51もしくはステップS71において受信したDownlink Data Notificationメッセージを装置内のメモリ等に保持しておく。その後、New MME35は、ステップS53もしくはステップS73のTracking Area Update Completeメッセージを受信すると、保持していたDownlink Data Notificationメッセージに従い、UE45に対するPaging処理を実行する。

また、図7及び図8の処理シーケンスにおいては、SGSNは、ステップS91もしくはステップS111において受信したDownlink Data Notificationメッセージを装置内のメモリ等に保持しておく。その後、SGSNは、ステップS96もしくはステップS116において、RAB Assignment Responseメッセージを受信すると、保持していたDownlink Data Notificationメッセージに従い、UE45に対するPaging処理を実行する。

以上説明したように、本発明の実施の形態3にかかるPaging処理を実行することによって、New MME35もしくはSGSNは、Downlink Data Notificationメッセージの再送を待つことなく、保持していたDownlink Data Notificationメッセージに従って、UE45に対してPaging処理を実行することができる。これによって、SGWとMMEとの間における信号数を減少させることができるとともに、UE45に対してPaging処理を実行するタイミングを早めることができる。

上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、各ノード装置における処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。)

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

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

10 ベアラ管理装置 11 着信制御部 15 Old SGW 16 着信制御部 17 データ蓄積部 20 移動管理装置 21 位置登録エリア 25 Old MME 30 移動管理装置 31 位置登録エリア 35 New MME 40 移動端末装置 45 UE 55 eNB 65 eNB 75 PGW 85 New SGW