ページングエリア制御装置及び方法、転送装置、移動通信システム、移動局、並びにプログラム

本発明は、移動通信システムにおける移動局のページングに関し、特に、ページング信号が送出されるエリア(以下、ページングエリア)の決定に関する。

多元接続方式の移動通信システムは、時間、周波数、及び送信電力のうち少なくとも1つを含む無線リソースを複数の移動局の間で共有することで、複数の移動局が実質的に同時に無線通信を行うことを可能としている。代表的な多元接続方式は、TDMA(Time Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、CDMA(Code Division Multiple Access)、若しくはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)又はこれらの組み合わせである。

本明細書で用いる移動通信システムの用語は、特に断らない限り多元接続方式の移動通信システムを意味する。移動通信システムは、移動局及び上位ネットワークを含む。上位ネットワークは、基地局、トラフィックを中継する中継ノード、並びに無線リソース管理・モビリティ管理及びベアラ管理などを行う制御ノードを含む。

上位ネットワークは、待ち受け状態の移動局に対する新たなダウンリンクトラフィック(ダウンリンクデータ又は音声着信)が到着した場合に、移動局に対してページング信号を送信する。待ち受け状態の移動局は、ページング信号を受信するために間欠受信(Discontinuous Reception(DRX))を行っている。そして、移動局は、自局宛てのページング信号を受信したことに応じて、ダウンリンクトラフィックを受信する通信のためのシグナリングを開始する。このシグナリングは、ページングに対する応答メッセージを含む。当該応答メッセージは、制御コネクションの確立要求、若しくはユーザーデータ転送用の通信路(ベアラ)の確立のためのサービス要求、又はこれら両方を含む。応答メッセージを受信したネットワークは、ダウンリンクトラフィックを移動局に送信するために必要な制御コネクション及び通信路(ベアラ)を設定するための手順を実行する。

なお、上位ネットワークは、移動局のページングを実施するに際して、ページング信号が送出されるエリアを決定する必要がある。本明細書では、"ページング信号が送出されるエリア"を"ページングエリア"と呼ぶ。ページングエリアは、少なくとも1つのセルを含み、一般的には複数のセル(又はセクタ)を含む。典型的には、ページングエリアは、移動局が属する最新の位置登録エリアに一致する。位置登録エリアとは、待ち受け状態にある移動局の上位ネットワークにおける管理単位である。移動局は、位置登録エリアを跨って移動した場合に、位置更新要求を上位ネットワークに送信する。また、移動局は、位置登録エリアの変化に関わらず周期的に位置更新要求を送信してもよい。

たとえば、3GPP(3rd Generation Partnership Project)のUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)のパケット交換ドメインでは、位置登録エリアはルーティングエリア(RA:Routing Area)と呼ばれる。したがって、待ち受け状態(CELL_PCH状態又はURA_PCH状態)にある移動局のページングは、一般的に、ルーティングエリア全体にページング信号をブロードキャストすることにより行われる。

また、3GPPのLTE(Long Term Evolution)では、位置登録エリアはトラッキングエリア(TA:Tracking Area)と呼ばれる。したがって、待ち受け状態(RRC_IDLE(ECM_IDLE)状態)にある移動局のページングは、一般的に、ルーティングエリア全体にページング信号をブロードキャストすることにより行われる。

特許文献1及び2は、移動局の移動履歴を利用することによって、一般的な位置登録エリアに比べてページングエリアをより絞り込む技術を開示している。ページングエリアを絞り込むことで移動通信システムのページング負荷を低減することができる。

特許文献1は、移動局から送信された位置更新要求の履歴を用いて単位時間当たりの移動局の移動距離(i.e. 移動スピード)を計算し、計算された移動距離を半径とする円内に含まれる基地局群をページングエリアとして決定することを開示している。

特許文献2は、位置更新要求だけでなくGPS(Global Positioning System)による位置情報も用いて移動局の位置管理を行うことを開示している。特許文献2に開示された方法は、上位ネットワークが把握している移動局の最新の位置情報がGPS位置情報である場合に、当該GPS位置情報に基づいて、位置登録エリアに比べて限定された範囲のページングエリアを決定することを含む。

さらに、特許文献2は、位置更新メッセージ及びGPS位置情報の履歴を用いて移動局の移動速度を計算し、移動局の移動速が大きくなるほどページングエリアを大きくすることを開示している。具体的には、ページングエリアを大きくするために、ページングエリアを特定するための識別子が、セクタ識別子、無線制御局(RNC:Radio Network Controller)識別子、RAI(Routing Area Indicator)の順で変更される。

特開2011−49616号公報

特開2006−211335号公報

特開2005−20726号公報

本願の発明者は、公知のページングエリアの決定手法では、ダウンリンクトラフィックに応じた適切なページングエリアの決定が行えないおそれがあるとの問題点を見出した。この問題点について以下に説明する。

一般的に、ページングエリアを絞り込むことでページング負荷を軽減できる。しかしながら、ページングエリアを絞り込むことはページングの失敗確率を高める原因となる。したがって、例えば、一部のダウンリンクトラフィック(e.g. 緊急性の高いトラフィック)については、ページング負荷を犠牲にしても、ページングの失敗確率を低減した確実なページングを行うことが好ましい場合が想定される。

また、MTC(Machine Type Communication)を移動通信システムに収容する利用形態が知られている。MTCは、M2Mネットワーク又はセンサネットワークとも呼ばれる。MTCを移動通信システムに収容する場合、機械(e.g. 自動販売機、ガスメータ、電気メータ、自動車、鉄道車両)及びセンサ(e.g. 環境、農業、交通等に関するセンサ)に移動局の機能が配置される。

携帯電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ等の人が所持する一般的な移動局(i.e. 携帯通信端末)と、MTCで利用される移動局とでは、移動特性が大きく異なることが想定される。さらに、MTCの中でも、自動販売機及びガスメータ等の静的に設置される機器と自動車及び鉄道車両等の輸送機械とでは移動特性が大きく異なる。さらに、輸送機械カテゴリの中でも、自動車と鉄道車両とでは移動特性が異なることが想定される。ここで移動特性とは、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも1つを含む。したがって、ダウンリンクトラフィックの内容が、移動局の種別(e.g. MTCであるか否か)又は移動局の移動特性と関連付けられている場合、ダウンリンクトラフィックの内容を考慮することで、ページングエリアを適切に決定できる可能性がある。

特許文献1及び2は、移動局の移動スピードに応じてページングエリアの大きさを変更することを示しているが、ダウンリンクトラフィックの内容を考慮することについては記載していない。また、特許文献3は、移動局の通信状態(e.g. 通信量)又は動作状態(e.g. 移動の頻度)に応じて当該移動局のページングエリアを決定することを記載している。具体的には、特許文献3のコアネットワークに配置される移動管理ノードは、移動局から送信される制御パケット(ページング要求パケット)を受信し、当該制御パケットによって示される移動局の通信状態又は移動局の動作状態に応じて、移動局のページングエリアを決定する。しかしながら、特許文献3も、ページングエリアを決定に際して、移動局宛てのダウンリンクトラフィックの内容を考慮することについては記載していない。

本発明は、上述した本願の発明者による知見に基づいてなされたものである。つまり、本発明は、ダウンリンクトラフィックに応じた適切なページングエリアの決定に寄与することが可能なページングエリア制御装置、ページングエリア制御方法、転送装置、移動通信システム、移動局、及びプログラムの提供を目的とする。

本発明の第1の態様は、ページングエリア制御装置を含む。当該ページングエリア制御装置は、移動局宛てのダウンリンクデータの属性に基づいて前記移動局のページングエリアを決定するPA決定部を含む。

本発明の第2の態様は、ページングエリア制御方法を含む。当該方法は、移動局宛てのダウンリンクデータの属性に基づいて前記移動局のページングエリアを決定することを含む。

本発明の第3の態様は、転送装置を含む。当該転送装置は、転送部及び制御部を含む。前記転送部は、移動局宛てのダウンリンクデータを受信する。前記制御部は、前記移動局のページングを要求するために、前記ダウンリンクデータの属性を含む通知をページングエリア制御装置に対して送信する。

本発明の第4の態様は、移動通信システムを含む。当該移動通信システムは、転送装置、ページングエリア制御装置、及びページング装置を含む。前記転送装置は、移動局宛てのダウンリンクデータを受信する。前記ページングエリア制御装置は、前記ダウンリンクデータの属性に基づいて前記移動局のページングエリアを決定する。前記ページング装置は、前記移動局をページングするために、前記ページングエリアに対してページング信号を送信する。

本発明の第5の態様は、上述した本発明の第4の態様に係る移動通信システムにおいて使用され、前記ページング信号に応答して通信を開始するよう構成された移動局を含む。

本発明の第6の態様は、上述した本発明の第2の態様に係る方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを含む。

上述した本発明の各態様によれば、ダウンリンクトラフィックに応じた適切なページングエリアの決定に寄与することが可能なページングエリア制御装置、ページングエリア制御方法、転送装置、移動通信システム、移動局、及びプログラムを提供できる。

本発明の実施の形態1に係る移動通信システムの構成例を示す図である。

本発明の実施の形態1に係る移動管理ノードの構成例を示す図である。

本発明の実施の形態1に係る転送ノードの構成例を示す図である。

本発明の実施の形態1に係るページングエリア決定手順の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態1に係るページングエリア決定手順の他の例を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態1に係るダウンリンクデータ通知手順の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態1におけるページング手順の一例を示すシーケンス図である。

本発明の実施の形態2に係る移動通信システムの構成例を示す図である。

本発明の実施の形態2に係る加入者サーバが保持する情報の一例を示す図である。

本発明の実施の形態2におけるチェック項目(PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性)の登録手順の一例を示すシーケンス図である。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

<発明の実施の形態1> 図1は、本実施の形態に係る移動通信システム1の構成例を示すブロック図である。移動通信システム1は、移動局100、複数の基地局200、及び上位ネットワーク30を含む。なお、図1では、説明の便宜のために1つの移動局100のみを示しているが、システム1は複数の移動局100を含んでもよい。各基地局200は、セル210を生成し、無線アクセス技術により移動局100と接続し、移動局100と上位ネットワーク30との間でユーザーデータを中継する。

上位ネットワーク30は、複数の基地局200と通信可能に接続されており、移動局100と外部ネットワーク9との間で転送されるユーザーデータを中継する機能を有する。また、上位ネットワーク30は、移動局100に関する加入者情報の管理、及び移動管理(モビリティ管理)を行う。ここで、移動管理は、移動局100の位置管理、及び待ち受け状態にある移動局100に対するページング制御を含む。上位ネットワーク30は、主に移動通信サービスを提供するモバイルオペレータによって管理されるネットワークである。例えば、上位ネットワーク30は、コアネットワーク(e.g. LTEのEPC(Evolved Packet Core)、UMTSパケットコア)を含む。また、上位ネットワーク30は、複数の基地局200を除く無線アクセスネットワークのノード(e.g. RNC)を含んでもよい。

図1の例では、上位ネットワーク30は、移動管理ノード300及び転送ノード310を含む。転送ノード310は、ユーザープレーンのノードであり、ユーザーデータの転送処理(e.g. ルーティング及びフォワーディング)を行う。なお、転送ノード310は、複数の転送ノードを含んでもよい。例えば、UMTSの場合、転送ノード310は、SGSN(Serving GPRS Support Node)のユーザープレーン機能、及びGGSN(Gateway GPRS Support Node)のユーザープレーン機能を含む。また、LTEの場合、転送ノード310は、S−GW(Serving Gateway)、及びP−GW(Packet Data Network Gateway)を含む。

移動管理ノード300は、コントロールプレーンのノードであり、移動局100のページング制御を含む移動管理を行う。例えば、UMTSの場合、移動管理ノード300は、SGSNのコントロールプレーン機能を含む。また、LTEの場合、移動管理ノード300は、MME(Mobility Management Entity)を含む。

本実施の形態では、移動管理ノード300は、移動局100のページング制御に関して以下の処理を行う。すなわち、移動管理ノード300は、移動局100宛てのダウンリンクデータ(DD)の属性に基づいて移動局100のページングエリア(PA)を決定する。そして、移動管理ノード300は、待ち受け状態の移動局100に送信するべきダウンリンクデータが上位ネットワーク30に到着した場合に、複数の基地局200のうち決定されたPAに含まれる少なくとも1つの基地局に対してページング信号の送信を指示する。移動管理ノード300からページング指示を受けた基地局200は、下りリンクチャネルを用いてページング信号を送信する。なお、UMTSでは、RNCが基地局200を経由してページング信号を送信する。したがって、移動管理ノード300は、RNCに対してページング信号の送信を要求すればよい。また、移動管理ノード300は、ページングに失敗した場合には、ページングエリアを変更しながらページングを繰り返し行えばよい。

移動管理ノード300は、ページングエリア(PA)決定アルゴリズムをダウンリンクデータ属性に応じて変更してもよい。具体的には、移動管理ノード300は、移動局100宛てのダウンリンクデータ属性に応じて、複数のPA決定アルゴリズムの中から移動局100のPA決定に使用するアルゴリズムを特定すればよい。そして、移動管理ノード300は、特定されたPA決定アルゴリズムを用いて移動局100のPAを決定すればよい。つまり、ダウンリンクデータ属性に基づいてPA決定アルゴリズムを変更することによって、最終的にダウンリンクデータ属性に応じたページングエリアが決定される。

PA決定のために参酌されるダウンリンクデータ(DD)の属性には、様々なバリエーションが考えられる。ただし、ここでは、PA決定のために参酌されるダウンリンクデータ属性が、ダウンリンクデータの宛先としての移動局100の識別子のみである場合を除いてもよい。なお、PA決定のために、移動局100の識別子と後述するような他のダウンリンクデータ属性とが組み合わせて用いられてもよい。

例えば、移動管理ノード300は、ダウンリンクデータの緊急性または遅延許容度と関連性を有するダウンリンクデータ属性を参酌するとよい。移動管理ノード300は、例えば、緊急性の高いダウンリンクデータの到着時には、ページング失敗確率を低減するために、十分に大きなページングエリアを決定することが考えられる。一方、移動管理ノード300は、遅延許容度の大きいダウンリンクデータの到着時には、ページング失敗による遅延が比較的許容されるため、小さいページングエリアを決定することが考えられる。

また、移動管理ノード300は、移動局100の移動特性と関連性を有するダウンリンクデータ属性を参酌してもよい。移動局100の移動特性は、例えば、移動局100の移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも1つを含む。例えば、移動管理ノード300は、移動局100の移動特性に対応したページングエリアを決定することが考えられる。

移動性の有無とは、移動局100が実質的な移動性を有するか否かを意味する。例えば、自動販売機及びガスメータ等の静的に設置される機器に移動局100が搭載される場合、移動局100は実質的な移動性を有していない。移動局100に移動性の無いことがダウンリンクデータ属性から判断された場合、移動管理ノード300は、移動局100の直近の位置(e.g. 移動局100が帰属する基地局200、移動局100が帰属するセル210、又はGPSによる位置)を含む1つのセルのみをPAとして決定してもよい。

移動範囲に対する制約とは、移動局100が実質的に移動可能とされる地理的な範囲に何らかの制限があることを意味する。例えば、鉄道車両に移動局100が搭載される場合、移動局100が実質的に移動可能とされる地理的な範囲は、鉄道線路に沿った一次元的な領域に制約される。このような移動範囲の制約の存在がダウンリンクデータ属性から判断された場合、移動管理ノード300は、次のようにPAを決定してもよい。すなわち、移動管理ノード300は、移動局100の移動方向への依存性が大きい地理的領域を特定し、当該地理的領域に含まれる基地局200又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル210をPAとして選択すればよい。

移動のランダム性とは、移動局100の移動方向が過去の移動履歴に関わらず不規則な方向であること、言い換えると移動局100の移動軌跡に実質的な規則性がないことを意味する。移動の反復性とは、移動のランダム性と反対の概念であり、移動局100の移動方向又は移動軌跡に何らかの規則性が見いだせる場合を意味する。このような移動のランダム性の存在がダウンリンクデータ属性から判断された場合、移動管理ノード300は、次のようにPAを決定してもよい。すなわち、移動管理ノード300は、移動局100の移動方向への依存性が小さく、かつ大きさが可変である地理的領域を特定し、当該地理的領域に含まれる基地局200又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル210をPAとして選択することを含む。移動方向依存性の小さい地理的領域とは、例えば円形の領域である。地理的領域の大きさは、移動局100の移動スピードに応じて決定すればよい。例えば、移動管理ノード300は、特許文献1又は2に記載されているPA決定手法を用いてもよい。

以下では、PA決定のために参酌されるダウンリンクデータ属性の具体例を示す。PA決定のために参酌されるダウンリンクデータ属性は、データ種別、プロトコル種別、ポート番号、送信元識別情報、及びデータサイズのうち少なくとも1つを含んでもよい。このうち、データ種別は、例えば、緊急速報、音声、メール、動画、http(Hypertext Transfer Protocol)データ、SMS(Short Message Service)等を含む。これらのデータ種別は、ダウンリンクデータの緊急性又は遅延許容度と関連性を有する。

緊急速報(e.g. 地震速報)は、他のデータ種別と比較して最も緊急性が高く遅延が許容されない。したがって、緊急速報の到着時には、移動管理ノード300は、移動局100の現在の位置登録エリア(e.g. ルーティングエリア(RA)、トラッキングエリア(TA))を含む十分に大きなページングエリアを決定してもよい。

次に、音声データは、緊急速報ほどではないが、他のデータ種別に比べて緊急性が高く遅延許容度が小さいと考えられる。したがって、音声データの到着時には、移動管理ノード300は、移動局100の現在の位置登録エリア及びこれに隣接する位置登録エリアをページングエリアとして決定してもよい。

次に、メールデータは、他のデータ種別に比べて相対的に緊急性が低く遅延許容度が大きいと考えられる。したがって、メールデータの到着時には、移動管理ノード300は、移動局100の現在の位置登録エリアのうち、位置登録エリアの中心から所定距離内に含まれる基地局200又はセル210をページングエリアとして決定してもよい。

動画データの到着時には、移動管理ノード300は、移動局100の移動履歴を用いて移動局の移動範囲を推定し、その移動範囲をページングエリアとして決定してもよい。

httpデータの到着時には、移動管理ノード300は、移動局100が最後に接続したセル210のみをページングエリアとして決定してもよい。

プロトコル種別およびポート番号は、データ種別の特定に利用可能な属性の具体例である。ダウンリンクデータがIP(Internet Protocol)パケットデータである場合、プロトコル種別は、IP(Internet Protocol)パケットに付与されるプロトコル番号に相当する。また、ポート番号は、TCP(Transmission Control Protocol)ポート番号に相当する。

送信元識別情報は、ダウンリンクデータの送信元を識別するための情報である。ダウンリンクデータがIPパケットデータである場合、送信元識別情報は、ソースIPアドレスに相当する。例えば、特定の送信元識別情報、例えばソースIPアドレス、サブネット、又はドメイン、を予め登録しておけばよい。移動管理ノード300は、ダウンリンクデータの送信元が登録された識別情報と一致する場合に、その識別情報に対応したページングエリアを決定すればよい。具体例として、MTCに関する送信元識別情報、例えば、自動販売機・センサの監視システムに対応するIPアドレス、サブネット、又はドメイン、を予め登録しておけばよい。そして、この送信元識別情報を有するダウンリンクデータが到着した場合、移動管理ノード300は、例えば、移動局100が最後に接続したセル210のみをページングエリアとすればよい。なぜなら、自動販売機又はセンサに搭載される移動局100は、実質的に移動性が無いと考えられるためである。

データサイズは、ダウンリンクデータ全体またはその一部(例えば、ヘッダを除くペイロード部分)のサイズ(データ量)である。移動管理ノード300は、以下に述べるように、移動局100のダウンリンクデータのデータサイズに応じて移動局100のページングエリアの大きさを変化させてもよい。モバイルオペレータによっては移動局100のページングが成功するまでダウンリンクデータを保持しておくという運用を行う可能性がある。このため、ダウンリンクデータのデータサイズが大きい場合、このデータを長時間保持しておくことはネットワークの負荷増大を招くおそれがある。したがって、例えば、移動局100のダウンリンクデータのデータサイズが大きい場合は、ページングの成功率を上げるために、移動管理ノード300は移動局100のページングエリアを大きくしてもよい。逆に移動局100のデータサイズが小さい場合は、ネットワーク上の制御メッセージの負荷の方が大きくなる可能性があるので、移動管理ノード300は移動局100のページングエリアを小さくしてもよい。言い換えると、移動管理ノード300は、移動局100のダウンリンクデータのデータサイズが大きいほど移動局100のページングエリアを相対的に大きくしてもよい。なお、上述した通り、移動管理ノード300は、ダウンリンクデータのデータサイズに応じてページングエリアの大きさを変化させるために、ページングエリア決定アルゴリズムをダウンリンクデータサイズに応じて変更してもよい。

続いて、ページングエリアの選択に関して説明する。図1は、移動局100が属する1つの位置登録エリア(e.g. ルーティングエリア(RA)、トラッキングエリア(TA))の中からPAを特定する例を示している。すなわち、待ち受け状態の移動局100が属する位置登録エリアに含まれている複数の基地局200(又は複数のセル210)のうち、ページング信号の送信を行う少なくとも1つの基地局200(又は少なくとも1つのセル210)がPAとして選択される。

しかしながら、例えばLTEでは、1つの移動局100が複数のTAに属することが許容されている。したがって、移動管理ノード300は、移動局100に適用されるPA決定アルゴリズムに従って、移動局100が属する複数のTAの中からページング信号の送信を行う少なくとも1つTAをPAとして選択してもよい。

さらに、移動管理ノード300は、待ち受け状態の移動局100が属する位置登録エリアに依存することなくPAを決定してもよい。移動管理ノード300は、待ち受け状態の移動局100の直近の位置を、位置登録エリアよりも詳細に把握することができる場合がある。例えば、移動管理ノード300は、移動局100から定期的に送信される位置更新要求(e.g. LTEのTAU(Tracking Area Update)リクエスト、UMTSのRAU(Routing Area Update)リクエスト)を受信できる。この場合、移動管理ノード300は、移動局100の直近の位置を、位置更新要求を受信した基地局200(又はセル210)の単位で把握することができる。また、移動管理ノード300は、GPSによる移動局100の位置情報を利用できる場合がある。これらの場合には、移動管理ノード300は、移動局100の直近の位置(e.g. 基地局200、セル210、GPSによる位置)を含む地理的領域をPA決定アルゴリズムにより決定し、当該地理的領域に含まれる少なくとも1つの基地局200又はセル210をPAとして選択してもよい。

続いて、移動管理ノード300及び転送ノード310の構成及び動作の具体例について説明する。図2は、移動管理ノード300の構成例を示すブロック図である。なお、図2は、移動管理ノード300が有する機能のうちページング制御に関する要素について示している。図2の構成例は、ページングエリア(PA)制御部301及びページング指示部303を含む。PA制御部301は、PA決定部302を含む。PA決定部302は、待ち受け状態の移動局100宛てのダウンリンクデータを受信した転送ノード310からダウンリンクデータ(DD)通知を受信する。そして、PA決定部302は、ダウンリンクデータ(DD)通知に含まれるダウンリンクデータ(DD)属性を用いて移動局100のPAを決定する。

ページング指示部303は、PA決定部302により決定されたPAに含まれる基地局200(又はRNC等の無線アクセスネットワークの制御装置)に対してページング指示を送信する。ページング指示は、ページング対象の移動局100を特定するための移動局識別子(以下、MSID)を含む。ページング指示に含まれるMSIDは、例えば、TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)、P−TMSI(Packet TMSI)、M−TMSI(MME-TMSI)、GUTI(Globally Unique Temporary ID)、又はIMSI(International Mobile Subscriber Identity)である。

図3は、転送ノード310の構成例を示すブロック図である。なお、図3は、転送ノード310が有する機能のうちページング制御に関する要素について示している。転送部311は、外部ネットワーク9又は他の転送ノードから移動局100宛てのダウンリンクデータを受信する。また、転送部311は、移動局100宛てのダウンリンクデータを移動局100が接続している基地局200(又はRNC等の無線アクセスネットワークの制御装置)に転送する。さらに、転送部311は、待受状態の移動局100宛てのダウンリンクデータを受信した場合、当該ダウンリンクデータの属性を通知部312に供給する。

通知部312は、待受状態の移動局100宛てのダウンリンクデータが到着したことを示す通知(ダウンリンクデータ通知)を移動管理ノード300に送信する。ダウンリンクデータ通知は、ダウンリンクデータ属性を含む。

図4は、移動管理ノード300によるページングエリア(PA)決定手順の一例を示すフローチャートである。ステップS11では、移動管理ノード300は、移動局100宛てのダウンリンクデータが到着したことを示すダウンリンクデータ通知を転送ノード310から受信する。ダウンリンクデータ通知は、ダウンリンクデータ属性を含む。ステップS12では、移動管理ノード300、ダウンリンクデータ属性に基づいて移動局100のページングエリア(PA)を決定する。

図4のステップS12におけるダウンリンクデータ属性に基づくページングエリアの決定は、上述した通り、ダウンリンクデータ属性に対応したPA決定アルゴリズムを特定することによって行なってもよい。図5は、このような変形例を示すフローチャートである。図5のステップS121では、移動管理ノード300は、ダウンリンクデータ属性に対応したPA決定アルゴリズムを特定する。ステップS122では、移動管理ノード300は、特定したアルゴリズムを用いて、移動局100のページングエリアを決定する。

図6は、転送ノード310によるダウンリンクデータ通知手順の一例を示すフローチャートである。ステップS21では、転送ノード310は、待受状態の移動局100宛てのダウンリンクデータを受信する。ステップS22では、転送ノード310は、受信したダウンリンクデータからダウンリンクデータ属性を取得する。ステップS23では、転送ノード310は、ダウンリンクデータ属性を含むダウンリンクデータ通知を移動管理ノード300に送信する。

図7は、本実施の形態におけるページング手順の一例を示すシーケンス図である。図7のステップS31、S32、S33、及びS34は、上述したステップS21、S22、S23、及びS12にそれぞれ対応する。ステップS35では、移動管理ノード300は、ダウンリンクデータ通知を受信したことを示す応答を転送ノード310に送信する。ステップS36では、移動管理ノード300は、待ち受け状態の移動局100への下りトラフィックが上位ネットワーク30に到着したことに応じて、移動局100のPAに含まれる基地局200に対してページング指示を送信する。ステップS37では、基地局200は、ページング指示に基づいてセル210内にページング信号を送信する。

上述したように、本実施の形態は、ダウンリンクデータの属性という新たな指標を導入して移動局100のページングエリアの決定を行う。したがって、本実施の形態は、ダウンリンクトラフィックに応じた適切なページングエリアの決定に寄与することができる。既に述べた通り、ダウンリンクデータの緊急性・遅延許容度は様々である。また、MTC(Machine Type Communication)を含む移動局100の多様な利用形態を考慮すると、移動局100は利用形態によってその移動特性が大きく異なることが考えられる。本実施の形態は、ダウンリンクデータの緊急性・遅延許容度とダウンリンクデータ属性との対応関係、又は移動局100の移動特性とダウンリンクデータ属性との対応関係を利用することで、ダウンリンクデータの緊急性・遅延許容度、又は移動局の移動特性に応じた適切なページングエリアの決定にも寄与することができる。

<発明の実施の形態2> 本実施の形態では、上述した発明の実施の形態1の変形例について説明する。図8は、本実施の形態に係る移動通信システム2の構成例を示すブロック図である。図2の上位ネットワーク30は、加入者サーバ320を含む。

本実施の形態に係る加入者サーバ320は、移動局100の加入者情報を保持する装置であり、例えばHSS(Home Subscriber Server)又はHLR(Home Location Server)がこれに相当する。本実施の形態に係る加入者サーバ320が保持する加入者情報は、"PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性"を含む。本実施の形態に係る移動管理ノード300は、移動局100宛てのダウンリンクデータの到着時に、加入者サーバ320に保持されている"PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性"に基づいてページングエリアを決定する。つまり、本実施の形態に係る移動管理ノード300は、ページングエリアの決定の際に考慮するダウンリンクデータ属性を移動局100毎に変更することができる。

具体的に述べると、移動管理ノード300は、ダウンリンクデータに関する複数の属性(e.g. データ種別、送信元識別情報、データサイズ)のうちページングエリア(PA)決定において参照する属性を選択するために、加入者サーバ320に対して問い合わせを送信する。そして、移動管理ノード300は、加入者サーバ320から受信した移動局100に関する加入者情報に基づいて、ダウンリンクデータに関する複数の属性のうちPA決定において参照する属性を選択する。

図9は、加入者サーバ320に保持される"PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性"の具体例を示している。図9の"チェック項目"がこれに対応する。図9に示されているように、加入者サーバ320は、複数の移動局100の各々についてチェック項目を移動局識別子(MSID)と関連付けて保持すればよい。MSIDは、加入者識別子と呼ばれる場合もある。MSIDは、例えばIMSIである。図9の例では、MSIDがID1である移動局100宛のダウンリンクデータについては、"PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性"としてプロトコル種別が利用される。

移動管理ノード300が移動局100に関するチェック項目(PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性)を取得するタイミングは特に制限されない。例えば、移動管理ノード300は、移動局100のアタッチ又は位置更新の過程において、チェック項目の要求を加入者サーバ320に送信してもよい。この場合、チェック項目の要求は、位置更新要求(e.g. TAUリクエスト、RAUリクエスト)と兼用されてもよい。また、移動管理ノード300は、ダウンリンクデータ通知を転送ノード310から受信したことに応じて、チェック項目(PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性)の要求を加入者サーバ320に送信してもよい。

また、移動管理ノード300は、移動局100に関して必要なダウンリンクデータ属性尾を転送ノード310に通知してもよい。この場合、転送ノード310は、移動管理ノード300によって指定されたダウンリンクデータ属性のみをダウンリンクデータ通知に含めればよい。これにより、ダウンリンクデータ通知のデータサイズ削減が期待できる。

図10のシーケンス図は、チェック項目(PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性)の転送ノード310への登録手順の一例を示している。ステップS41では、移動管理ノード300は、加入者サーバ320にチェック項目要求を送信する。チェック項目要求は、移動局100のMSID(ただし、加入者サーバ320によって管理されているID、例えばIMSI)を含む。ステップS41で送信される要求は、例えば位置更新要求(e.g. TAUリクエスト、RAUリクエスト)である。

ステップS42では、移動管理ノード300は、移動局100に関するチェック項目(PA決定の際に考慮すべきダウンリンクデータ属性)を加入者サーバ320から受信する。ステップS43では、移動管理ノード300は、移動局100に関するチェック項目を転送ノード310に送信する。転送ノード310は、移動局100宛てのダウンリンクデータの到着時に、チェック項目によって指定された属性を含むダウンリンクデータ通知を移動管理ノード300に送信すればよい。

<その他の実施の形態> 発明の実施の形態1及び2において説明したダウンリンクデータ属性に基づくページングエリアの決定、つまり図2に示したPA制御部301の機能は、ページング指示を行う移動管理ノード300(つまり、図2の指示部303)から分離して配置されてもよい。当該機能の配置は、移動通信システムのアーキテクチャおよび通信規格等に従って適宜決定されればよい。

発明の形態1及び2で説明した移動管理ノード300及び転送ノード310により行われる処理は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)を含む半導体処理装置を用いて実現してもよい。また、これらの処理は、マイクロプロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)等のコンピュータにプログラムを実行させることによって実現してもよい。具体的には、フローチャート及びシーケンス図を用いて説明したアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む1又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。

このプログラムは、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。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、2012年1月16日に出願された日本出願特願2012−6346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。

1、2 移動通信システム 9 外部ネットワーク 30 コアネットワーク 100 移動局 200 基地局 210 セル 300 移動管理ノード 301 ページングエリア(PA)制御部 302 ページングエリア(PA)決定部 303 ページング指示部 310 転送ノード 311 転送部 312 通知部 320 加入者サーバ