(57)【要約】      （修正有）【課題】移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、低遅延アプリケーションにおける特にユーザプレーンの双方向通信のトンネル区間を最短経路とする中継装置によって中継するシステムのデータ中継方法を提供する。【解決手段】発信側及び着信側のコアネットワーク装置（２１、２２）はそれぞれ、発信側及び着信側の端末（５１、５２）位置情報の組み合わせ毎に、中継装置４を紐付けた経路テーブルを登録する。アプリケーションサーバ１は、両方のコアネットワーク装置から端末位置情報を取得し、両方の端末位置情報を含む中継通信路確立要求を、両方のコアネットワーク装置へ送信する。両方コアネットワーク装置は、自らの経路テーブルを用いて中継装置４を選択し、中継装置４へ、トンネル確立要求を送信する。そして、中継装置４は、両方のトンネル識別子に基づくデータを相互に中継する。【選択図】図３
2020014176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側端末における発信側コアネットワーク装置と、着信側端末における着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用のデータを、中継装置を介して通信させるシステムのデータ中継方法であって、
発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置はそれぞれ、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報の組み合わせ毎に、中継装置を紐付けた経路テーブルを登録しており、
アプリケーションサーバが、発信側コアネットワーク装置から発信側端末位置情報を取得し、着信側コアネットワーク装置から着信側端末位置情報を取得する第１のステップと、
アプリケーションサーバが、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報を含む中継通信路確立要求を、発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置の両方へ送信する第２のステップと、
発信側コアネットワーク装置は、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、発信側トンネル識別子を含む発信側トンネル確立要求を送信すると共に、着信側コアネットワーク装置も、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、着信側トンネル識別子を含む着信側トンネル確立要求を送信する第３のステップと、
前記中継装置は、発信側トンネル識別子に基づくデータと、着信側トンネル識別子に基づくデータとを相互に中継する第４のステップと
を有することを特徴とするシステムのデータ中継方法。
【請求項２】
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側アクセスネットワーク装置と着信側アクセスネットワーク装置との間で、アプリケーション用のユーザプレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
前記発信側トンネル確立要求は、中継装置における第１１のユーザプレーントンネル識別子を含む発信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、発信側アクセスネットワーク装置へ、第１１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
発信側アクセスネットワーク装置は、発信側コアネットワーク装置へ、第１２のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
発信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
着信側として、
前記着信側トンネル確立要求は、中継装置における第２１のユーザプレーントンネル識別子を含む着信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、着信側アクセスネットワーク装置へ、第２１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
着信側アクセスネットワーク装置は、着信側コアネットワーク装置へ、第２２の着信側ユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第１１のユーザプレーン用トンネル識別子と、発信側アクセスネットワーク装置の第１２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に発信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、自らの第２１のユーザプレーン用トンネル識別子と、着信側アクセスネットワーク装置の第２２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に着信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルを介してユーザプレーンデータを中継する
ことを特徴とする請求項１に記載のシステムのデータ中継方法。
【請求項３】
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側コアネットワーク装置と着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用の制御プレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
前記発信側トンネル確立要求は、中継装置における第３１の制御プレーントンネル識別子を含む発信側制御プレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第３２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側として、
前記着信側トンネル確立要求は、中継装置における第４１の制御プレーントンネル識別子を含む着信側制御プレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第４２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第３１の制御プレーン用トンネル識別子と、発信側コアネットワーク装置の第３２の制御プレーン用トンネル識別子との間に発信側制御プレーン用トンネルを確立し、自らの第４１の制御プレーン用トンネル識別子と、着信側コアネットワーク装置の第４２の制御プレーン用トンネル識別子との間に着信側制御プレーン用トンネルを確立し、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルを介して制御プレーンデータを中継する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシステムのデータ中継方法。
【請求項４】
第１のステップについて、アプリケーションサーバは、発信側端末と着信側端末との間にセッション識別子を割り当てており、
第２のステップについて、アプリケーションサーバは、前記中継通信路確立要求に前記セッション識別子を更に含めており、
第３のステップについて、発信側コアネットワーク装置は、発信側トンネル確立要求に前記セッション識別子を更に含めると共に、着信側コアネットワーク装置も、着信側トンネル確立要求に前記セッション識別子を更に含め、
第４のステップについて、前記中継装置は、前記セッション識別子に紐付くプレーンデータを相互に中継する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。
【請求項５】
第１のステップは、
発信側端末が、発信側アクセスネットワーク装置及び発信側コアネットワーク装置を介して、アプリケーションサーバへ、アプリセッション確立要求を送信し、
アプリケーションサーバは、発信側コアネットワーク装置から発信側端末位置情報を取得し、
アプリケーションサーバが、着信側アクセスネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置を介して、着信側端末へ、アプリセッション確立要求を送信し、
アプリケーションサーバは、着信側コアネットワーク装置から着信側端末位置情報を取得する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。
【請求項６】
発信側コアネットワーク装置又は着信側コアネットワーク装置は、配下の端末が、異なるアクセスネットワーク装置にハンドオーバした際に、アプリケーションサーバへ、変更された端末位置情報を含む端末位置情報変更要求を送信し、
その後、第３のステップ及び第４のステップを実行する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。
【請求項７】
ＥＰＣ(Evolved Packet Core)の場合、前記中継装置は、制御プレーンとしてのＳＧＷ(Serving-Gateway)及びＰＧＷ(PDN(Packet Data Network)-Gateway)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能し、
又は、
５ＧＳ(5 Generation System)の場合、前記中継装置は、制御プレーンとしてのＳＭＦ(Session Management Function)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＵＰＦ(User Plane Function)として機能する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。
【請求項８】
発信側アクセスネットワーク装置及び／又は着信側アクセスネットワーク装置は、ＲＡＮ(Radio Access Network)であり、
発信側端末位置情報及び／又は着信側端末位置情報は、基地局のセル識別子である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＴＥ(Long Term Evolution)／ＥＰＣ(Evolved Packet Core)、又は、５ＧＳ(5 Generation System)のようなコアネットワークを介して、ユーザプレーン(User Plane)及び制御プレーン(Control Plane)のデータを中継する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術における移動通信システムの概略的な構成図である。
【０００３】
図１の移動通信システムによれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、端末５（ＵＥ(User Equipment)）同士の間を、以下の３つのネットワークを介してデータを中継する。
コアネットワーク２
アクセスネットワーク３
データネットワーク４
【０００４】
アプリケーションサーバ１は、端末５同士の間に双方向通信アプリケーションを提供する。アプリケーションサーバ１は、発信側端末５１と通信する発信側コアネットワーク装置２１と、着信側端末５２と通信する着信側コアネットワーク装置２２とを制御することによって、発信側端末５１と着信側端末５２との間に、発信側アクセスネットワーク装置３１と着信側アクセスネットワーク装置３２とを介した双方向通信路を確立する。
端末５は、ユーザが所持する既存のスマートフォンや携帯電話機である。
【０００５】
［コアネットワーク２］
コアネットワーク２は、ＣＰＦ(Control Plane Function)及びＵＰＦ(User Plane Function)によって構成される。
コアネットワーク２は、ＬＴＥ／ＥＰＣの場合、基地局である多数のｅＮＢ(evolved Node B)を、ＭＭＥ(Mobility Management Entity)及びＳＧＷ(Serving-Gateway)によって収容する（例えば非特許公報１参照）。
ＭＭＥは、アクセスネットワーク（例えばＲＡＮ(Radio Access Network)）を介して端末５と通信する。ＭＭＥは、端末５の移動管理だけでなく、加入者サーバ（ＨＳＳ(Home Subscriber Server)）と連携した移動端末の認証と、ＩＰ伝達経路の設定制御も実行する。また、ＳＧＷは、ＭＭＥからの制御に基づいてＩＰパケットの伝達制御を実行する。
【０００６】
ＥＰＣネットワークには、更に、ＰＧＷ（PDN(Packet Data Network)-Gateway）及びＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）も配置される。ＰＧＷは、インターネット、ＩＭＳなどのＰＤＮとの接続点があり、ＰＤＮから端末５へのＩＰパケットを全て受信する。ＰＣＲＦは、ＰＧＷ及びＳＧＷでの伝達品質制御を実行するための、ＱｏＳ(Quality of Service)、課金方法などのＩＰパケット伝達ポリシーを決定する。
【０００７】
また、コアネットワーク２は、ＬＴＥの次の規格である５ＧＳの場合、５ＧＣ(5G Core)が規定されている（例えば非特許公報２参照）。ＭＭＥに相当するものとして、５ＧＣにおけるＡＭＦ(Access and Mobility Management Function)がある。５ＧＣにおけるＳＭＦ(Session Management Function)／ＵＰＦ(User Plane Function)は、それぞれＳＧＷやＰＧＷ等の信号制御機能及びデータ転送機能を実行する。
【０００８】
［アクセスネットワーク３］
アクセスネットワーク３は、ＲＡＮの場合、例えばＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)やＬＴＥの無線技術が適用される。ＲＡＮとして配置されたｅＮＢ(evolved Node B)又は５Ｇ基地局が、端末５と無線を介して通信する。
【０００９】
［データネットワーク４］
データネットワーク４は、代表的にThe InternetやＩＭＳ(IP Multimedia Subsystem)であり、多数の中継装置４群によって構成されている。コアネットワーク装置２同士及びアクセスネットワーク装置３同士を、中継装置４を介して接続する。
【００１０】
従来、コアネットワーク２及びアクセスネットワーク３の中で、端末５の端末位置情報に基づいて最短経路となるＳＧＷ／ＰＧＷやＳＭＦ／ＵＰＦを選択する技術がある（例えば非特許公報１、２参照）この技術によっては、双方向通信の発信側端末及び着信側端末のそれぞれにとって、最短経路となる中継装置を選択することができる。
また、移動通信システムでは、端末間通信のＩＰパケットのルートを最適化する技術もある（例えば非特許公報３参照）。この技術によれば、通信開始時には最短経路ではあっても、端末の移動等に伴って、ＩＰアドレス管理装置（アンカー）を必ず経由するＩＰパケットのルート制御となるために、最短経路ではなくなるという課題を解決する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】3GPP TS 23.401、「General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access」、[online]、［平成３０年７月１１日検索］、インターネット＜URL:https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=849＞
【非特許文献２】3GPP TS 23.501  「System Architecture for the 5G System」、[online]、［平成３０年７月１１日検索］、インターネット＜URL:https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3144＞
【非特許文献３】Electronics and Communications in Japan, Part 1, Vol. 86, No. 2, 2003, “Method for Next-Generation Mobile Networks”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
アプリケーションによっては、２つの端末間で低遅延の双方向通信が要求される。例えば、ビデオ通話や、インタラクションゲーム、遠隔医療等のアプリケーションがある。低遅延の要件を満たすために、移動通信システムでは特に、ユーザプレーンにおける最短経路を選択することが必要となる。
【００１３】
これに対し、前述した非特許公報１及び２に記載の技術によれば、必ずしも双方向通信にとっての最短経路になるとは限らない。また、非特許公報３に記載の技術によれば、端末のＩＰアドレスがカプセル化されているトンネル区間までも、最短経路にすることはできない。
【００１４】
そこで、本発明は、移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、双方向通信のトンネル区間を最短経路となる中継装置を介して中継するデータ中継方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側端末における発信側コアネットワーク装置と、着信側端末における着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用のデータを、中継装置を介して通信させるシステムのデータ中継方法であって、
発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置はそれぞれ、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報の組み合わせ毎に、中継装置を紐付けた経路テーブルを登録しており、
アプリケーションサーバが、発信側コアネットワーク装置から発信側端末位置情報を取得し、着信側コアネットワーク装置から着信側端末位置情報を取得する第１のステップと、
アプリケーションサーバが、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報を含む中継通信路確立要求を、発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置の両方へ送信する第２のステップと、
発信側コアネットワーク装置は、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、発信側トンネル識別子を含む発信側トンネル確立要求を送信すると共に、着信側コアネットワーク装置も、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、着信側トンネル識別子を含む着信側トンネル確立要求を送信する第３のステップと、
中継装置は、発信側トンネル識別子に基づくデータと、着信側トンネル識別子に基づくデータとを相互に中継する第４のステップと
を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側アクセスネットワーク装置と着信側アクセスネットワーク装置との間で、アプリケーション用のユーザプレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
発信側トンネル確立要求は、中継装置における第１１のユーザプレーントンネル識別子を含む発信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、発信側アクセスネットワーク装置へ、第１１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
発信側アクセスネットワーク装置は、発信側コアネットワーク装置へ、第１２のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
発信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
着信側として、
着信側トンネル確立要求は、中継装置における第２１のユーザプレーントンネル識別子を含む着信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、着信側アクセスネットワーク装置へ、第２１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
着信側アクセスネットワーク装置は、着信側コアネットワーク装置へ、第２２の着信側ユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第１１のユーザプレーン用トンネル識別子と、発信側アクセスネットワーク装置の第１２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に発信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、自らの第２１のユーザプレーン用トンネル識別子と、着信側アクセスネットワーク装置の第２２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に着信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルを介してユーザプレーンデータを中継する
ことも好ましい。
【００１７】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側コアネットワーク装置と着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用の制御プレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
発信側トンネル確立要求は、中継装置における第３１の制御プレーントンネル識別子を含む発信側制御プレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第３２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側として、
着信側トンネル確立要求は、中継装置における第４１の制御プレーントンネル識別子を含む着信側制御プレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第４２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第３１の制御プレーン用トンネル識別子と、発信側コアネットワーク装置の第３２の制御プレーン用トンネル識別子との間に発信側制御プレーン用トンネルを確立し、自らの第４１の制御プレーン用トンネル識別子と、着信側コアネットワーク装置の第４２の制御プレーン用トンネル識別子との間に着信側制御プレーン用トンネルを確立し、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルを介して制御プレーンデータを中継する
ことも好ましい。
【００１８】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
第１のステップについて、アプリケーションサーバは、発信側端末と着信側端末との間にセッション識別子を割り当てており、
第２のステップについて、アプリケーションサーバは、中継通信路確立要求にセッション識別子を更に含めており、
第３のステップについて、発信側コアネットワーク装置は、発信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含めると共に、着信側コアネットワーク装置も、着信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含め、
第４のステップについて、中継装置は、セッション識別子に紐付くプレーンデータを相互に中継する
ことも好ましい。
【００１９】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
第１のステップは、
発信側端末が、発信側アクセスネットワーク装置及び発信側コアネットワーク装置を介して、アプリケーションサーバへ、アプリセッション確立要求を送信し、
アプリケーションサーバは、発信側コアネットワーク装置から発信側端末位置情報を取得し、
アプリケーションサーバが、着信側アクセスネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置を介して、着信側端末へ、アプリセッション確立要求を送信し、
アプリケーションサーバは、着信側コアネットワーク装置から着信側端末位置情報を取得する
ことも好ましい。
【００２０】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
発信側コアネットワーク装置又は着信側コアネットワーク装置は、配下の端末が、異なるアクセスネットワーク装置にハンドオーバした際に、アプリケーションサーバへ、変更された端末位置情報を含む端末位置情報変更要求を送信し、
その後、第３のステップ及び第４のステップを実行する
ことも好ましい。
【００２１】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
ＥＰＣ(Evolved Packet Core)の場合、中継装置は、制御プレーンとしてのＳＧＷ(Serving-Gateway)及びＰＧＷ(PDN(Packet Data Network)-Gateway)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能し、
又は、
５ＧＳ(5 Generation System)の場合、中継装置は、制御プレーンとしてのＳＭＦ(Session Management Function)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＵＰＦ(User Plane Function)として機能する
ことも好ましい。
【００２２】
本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
発信側アクセスネットワーク装置及び／又は着信側アクセスネットワーク装置は、ＲＡＮ(Radio Access Network)であり、
発信側端末位置情報及び／又は着信側端末位置情報は、基地局のセル識別子である
ことも好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のデータ中継方法によれば、移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、双方向通信のトンネル区間を最短経路となる中継装置を介して中継することができる。また、最短経路の中継装置を選択することによって、データネットワークにおける通信リソースの利用効率を高めることにもつながる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術における移動通信システムの概略的な構成図である。
【図２】本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第１の説明図である。
【図３】本発明における基本シーケンス図である。
【図４】本発明における第１のステップのシーケンス図である。
【図５】第３のステップにおけるシーケンス図である。
【図６】本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第２の説明図である。
【図７】制御プレーンにおける第３のステップのシーケンス図である。
【図８】端末がハンドオーバした際のシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図２は、本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第１の説明図である。
【００２７】
図２における本発明の移動通信システムは、図１と比較して、発信側アクセスネットワーク装置３１と着信側アクセスネットワーク装置３２との間で、ユーザプレーンデータを中継するために、データネットワークとして１つの中継装置４のみが介在している。
ＥＰＣの場合、中継装置４は、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能する。また、５ＧＳの場合、中継装置４は、ユーザプレーンとしてのＵＰＦとして機能する。
【００２８】
図３は、本発明における基本シーケンス図である。
【００２９】
図３によれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、発信側端末５１における発信側コアネットワーク装置２１と、着信側端末５２における着信側コアネットワーク装置２２との間で、アプリケーション用のデータを、中継装置４を介して通信させる。
【００３０】
ここで、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２はそれぞれ、以下のように紐付けた「経路テーブル」を登録している。
発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報の組み合わせ毎  ->  中継装置４
即ち、発信側端末５１のCell-IDと着信側端末５２のCell-IDの組み合わせ毎に、中継装置４のアドレス情報（ＦＱＤＮ、ＩＰアドレス等）が登録されている。
【００３１】
また、発信側アクセスネットワーク装置３１及び／又は着信側アクセスネットワーク装置３２が、ＲＡＮ(Radio Access Network)である場合、発信側端末位置情報及び／又は着信側端末位置情報は、基地局のセル識別子であってもよい。
尚、端末５の位置情報は様々な粒度で表現することができ、Cell-IDに代えて、基地局ＩＤやＴＡＩ(Tracking Area Identifier)であってもよい。
【００３２】
コアネットワーク装置２がＥＰＣである場合、Cell-IDは、加入者サーバ（ＨＳＳ）やＰＣＲＦ経由でＭＭＥから取得される。また、Cell-IDは、ＥＣＧＩ(E-UTRAN Cell Global Identifier)であってもよい。
また、コアネットワーク装置が５Ｇコアである場合、ＡＭＦからCell-IDを取得するものであってもよい。勿論、Cell-IDは、複数のCell同士で、再利用されるものであってもよい。
【００３３】
図３によれば、以下の４つのステップが実行されている。
（Ｓ１：第１のステップ）
アプリケーションサーバ１が、発信側コアネットワーク装置２１から発信側端末位置情報を取得し、着信側コアネットワーク装置２２から着信側端末位置情報を取得する。
【００３４】
（Ｓ２：第２のステップ）
アプリケーションサーバ１が、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報を含む「中継通信路確立要求」を、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２の両方へ送信する。
例えば、コアネットワーク装置２がＥＰＣである場合、中継通信路確立要求としては、アプリケーションサーバ１がＰＣＲＦへDiameter:AARリクエストを送信するし、更にＰＣＲＦがＰＧＷへDiameter:RARリクエストを送信することとなる。
また、コアネットワーク装置２が５Ｇコアである場合、中継通信路確立要求としては、アプリケーションサーバ１がＰＣＦへNpcf_Policy Authorization createリクエストを送信し、ＰＣＦがＳＭＦへNpcf_SMPolicyControl Updateリクエストを送信することとなる。
【００３５】
他の実施形態として、アプリケーションサーバ１が、前述した経路テーブルを保持するものであってもよい。その場合、アプリケーションサーバ１が、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に代えて、自らの経路テーブルによって選択した「中継装置ＩＤ」又は「中継装置アドレス情報」を、中継通信路確立要求に含めるものであってもよい。ここで、コアネットワーク装置２は、中継装置ＩＤを取得した場合、中継装置ＩＤから中継装置アドレス情報を得ることができるテーブルを持っておく必要がある。
【００３６】
（Ｓ３：第３のステップ）
発信側コアネットワーク装置２１は、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置４を選択する。そして、発信側コアネットワーク装置２１は、当該中継装置へ、発信側トンネル識別子を含む発信側トンネル確立要求を送信する。
【００３７】
また、着信側コアネットワーク装置２２も、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置４を選択し、当該中継装置へ、着信側トンネル識別子を含む着信側トンネル確立要求を送信する。
【００３８】
（Ｓ４：第４のステップ）
中継装置４は、発信側トンネル識別子に基づくデータと、着信側トンネル識別子に基づくデータとを相互に中継する。
そのために、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２はそれぞれ、ユーザプレーンのトンネル確立要求を中継装置４へ送信することによって、発信側アクセスネットワーク装置３１及び着信側アクセスネットワーク装置３２の間に、発信側端末５１及び着信側端末５２専用のユーザプレーンのトンネルを確立する。
また、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２はそれぞれ、制御プレーンのトンネル確立要求を中継装置４へ送信することによって、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２の間に、発信側端末５１及び着信側端末５２専用の制御プレーンのトンネルを確立する。
【００３９】
図４は、本発明における第１のステップのシーケンス図である。
【００４０】
（Ｓ１１）発信側端末５１は、着信側端末５２との間で双方向アプリケーションで通信するために、発信側アクセスネットワーク装置３１及び発信側コアネットワーク装置２１を介してアプリケーションサーバ１へ、「アプリセッション確立要求」を送信する。
アプリケーションサーバ１が例えばＩＭＳである場合、アプリセッション確立要求は、INVITEリクエストである。
このとき、アプリケーションサーバ１は、発信側端末５１と着信側端末５２との組み合わせに対する新たなセッションであることを認識し、セッション識別子を割り当てる。
【００４１】
（Ｓ１２）アプリケーションサーバ１は、発信側コアネットワーク装置２１へ、「端末位置情報要求」を送信する。これによって、発信側コアネットワーク装置２１から、発信側端末位置情報を取得する。
【００４２】
（Ｓ１３）アプリケーションサーバ１は、着信側コアネットワーク装置２１及び着信側アクセスネットワーク装置３２を介して、着信側端末５２へ、「アプリセッション確立要求」を送信する。これに対して、着信側端末５２は、着信側アクセスネットワーク装置３２及び着信側コアネットワーク装置２２を介して、アプリケーションサーバ１へ、アプリセッション確立応答を送信する。
【００４３】
（Ｓ１４）アプリケーションサーバ１は、着信側コアネットワーク装置２２へ、「端末位置情報要求」を送信する。これによって、着信側コアネットワーク装置２２から、着信側端末位置情報を取得する。
【００４４】
（Ｓ１５）そして、アプリケーションサーバ１は、発信側コアネットワーク装置２１及び発信側アクセスネットワーク装置３１を介して発信側端末５１へ、「アプリセッション確立応答」を送信する。
尚、アプリケーションサーバ１が例えばＩＭＳである場合、アプリセッション確立応答は、200レスポンス又は183レスポンスであってもよい。
【００４５】
（Ｓ２）アプリケーションサーバ１は、中継通信路確立要求にセッション識別子を更に含める。尚、中継通信路確立要求に新たなセッション識別子を含めることなく、他のセッション識別子を再利用するものであってもよい。
（Ｓ３）発信側コアネットワーク装置は、発信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含めると共に、着信側コアネットワーク装置も、着信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含める。
（Ｓ４）中継装置は、セッション識別子に紐付くプレーンデータを相互に中継する。
【００４６】
図５は、本発明の第３のステップにおけるシーケンス図である。
【００４７】
図５によれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、発信側アクセスネットワーク装置３１と着信側アクセスネットワーク装置３２との間で、アプリケーション用のユーザプレーンデータを、中継装置４を介して通信させる。
【００４８】
図５によれば、Ｓ３における発信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３１１）発信側コアネットワーク装置２１は、発信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第１１のユーザプレーントンネル識別子(IDa1)を含む発信側ユーザプレーントンネル確立要求を送信する。尚、発信側ユーザプレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３１２）発信側コアネットワーク装置２１は、発信側アクセスネットワーク装置３１へ、第１１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa1)を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信する。
（Ｓ３１３）発信側アクセスネットワーク装置３１は、発信側端末５１との間で、無線通信路（無線ベアラ）を確立する。
（Ｓ３１４）発信側アクセスネットワーク装置３１は、発信側コアネットワーク装置２１へ、第１２のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa2)を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信する。
（Ｓ３１５）発信側コアネットワーク装置２１は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置４へ転送する。
【００４９】
また、図５によれば、Ｓ３における着信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３２１）着信側コアネットワーク装置２２は、着信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第２１のユーザプレーントンネル識別子(IDb1)を含む着信側ユーザプレーントンネル確立要求を送信する。尚、着信側ユーザプレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３２２）着信側コアネットワーク装置２２は、着信側アクセスネットワーク装置３２へ、第２１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDb1)を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信する。
（Ｓ３２３）着信側アクセスネットワーク装置３２は、着信側端末５２との間で、無線通信路（無線ベアラ）を確立する。
（Ｓ３２４）着信側アクセスネットワーク装置３２は、着信側コアネットワーク装置２２へ、第２２の着信側ユーザプレーン用トンネル識別子(IDb2)を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信する。
（Ｓ３２５）着信側コアネットワーク装置２２は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送する。
【００５０】
これによって、図５によれば、Ｓ４におけるユーザプレーントンネルとして、以下のように確立される。
中継装置４は、自らの第１１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa1)と、発信側アクセスネットワーク装置３１の第１２のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa2)との間に発信側ユーザプレーン用トンネルを確立する。
また、中継装置４は、自らの第２１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDb1)と、着信側アクセスネットワーク装置３２の第２２のユーザプレーン用トンネル識別子(IDb2)との間に着信側ユーザプレーン用トンネルを確立する。
これによって、中継装置４は、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルを介してユーザプレーンデータを中継する。
また、中継装置４は、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルに、セッション識別子を紐付けて管理する。
尚、発信側ユーザプレーン用トンネルを、発信側端末５１のＩＰアドレスに紐付けるものであってもよいし、着信側ユーザプレーン用トンネルを、着信側端末５２のＩＰアドレスに紐付けるものであってもよい。
【００５１】
図６は、本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第２の説明図である。
【００５２】
図６における本発明の移動通信システムは、図２と比較して更に、データネットワークとして１つの中継装置４が、発信側コアネットワーク装置２１と着信側コアネットワーク装置２２との間で、制御プレーンデータを更に中継している。
ＥＰＣの場合、中継装置４は、制御プレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能し、又は、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能する。また、５ＧＳの場合、中継装置４は、制御プレーンとしてのＳＭＦとして、又は、ユーザプレーンとしてのＵＰＦとして機能する。
【００５３】
図７は、制御プレーンにおける第３のステップのシーケンス図である。
【００５４】
図７によれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、発信側コアネットワーク装置２１と着信側コアネットワーク装置２２との間で、アプリケーション用の制御プレーンデータを、中継装置４を介して通信させる。
【００５５】
図７によれば、Ｓ３における発信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３１１）発信側コアネットワーク装置２１は、発信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第３１の制御プレーントンネル識別子(IDc1)を含む発信側制御プレーントンネル確立要求を送信する。尚、発信側制御プレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３１５）発信側コアネットワーク装置２１は、中継装置４へ、第３２の制御プレーン用トンネル識別子(IDc2)を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信する。
【００５６】
また、図７によれば、Ｓ３における着信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３２１）着信側コアネットワーク装置２２は、着信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第４１の制御プレーントンネル識別子(IDd1)を含む着信側制御プレーントンネル確立要求を送信する。尚、着信側制御プレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３２５）着信側コアネットワーク装置２２は、中継装置４へ、第４２の制御プレーン用トンネル識別子(IDd2)を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信する。
【００５７】
これによって、図７によれば、Ｓ４における制御プレーントンネルとして、以下のように確立される。
中継装置４は、自らの第３１の制御プレーン用トンネル識別子(IDc1)と、発信側コアネットワーク装置の第３２の制御プレーン用トンネル識別子(IDc2)との間に発信側制御プレーン用トンネルを確立する。
また、中継装置４は、自らの第４１の制御プレーン用トンネル識別子(IDd1)と、着信側コアネットワーク装置の第４２の制御プレーン用トンネル識別子(IDd2)との間に着信側制御プレーン用トンネルを確立する。
これによって、中継装置４は、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルを介して制御プレーンデータを中継する。
また、中継装置４は、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルに、セッション識別子を紐付けて管理する。
【００５８】
図８は、端末がハンドオーバした際のシーケンス図である。
【００５９】
図８によれば、着信側端末５２が、移動することによってハンドオーバしている。
（Ｓ８１）着信側端末５２は、アクセスネットワーク装置３２１からアクセスネットワーク装置３２２へ、通信先を切り替えている。
（Ｓ８２）アクセスネットワーク装置３２２は、コアネットワーク装置２２へパス切替要求を送信する。
（Ｓ８３）コアネットワーク装置２２は、アクセスネットワーク装置３２１からアクセスネットワーク装置３２２へ、通信先を切り替えるため、データ通信路修正要求を、既に中継している中継装置４１へ送信する。
（Ｓ８４）また、コアネットワーク装置２２は、更新された端末位置情報を含む端末位置情報通知を、アプリケーションサーバ１へ送信する。
（Ｓ８５）アプリケーションサーバ１は、前述したＳ２及びＳ３を実行する。これによって、経路テーブルを用いて、ハンドオーバ後の端末位置情報に対応する中継装置４２が選択される。
【００６０】
以上、詳細に説明したように、本発明のデータ中継方法によれば、移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、双方向通信のトンネル区間を最短経路となる中継装置を介して中継することができる。また、最短経路の中継装置を選択することによって、データネットワークにおける通信リソースの利用効率を高めることにもつながる。
【００６１】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００６２】
１  アプリケーションサーバ
２  コアネットワーク
２１  発信側コアネットワーク装置
２２  着信側コアネットワーク装置
３  アクセスネットワーク
３１  発信側アクセスネットワーク装置
３２  着信側アクセスネットワーク装置
４  中継装置、データネットワーク
５  端末
５１  発信側端末
５２  着信側端末
【図１】
2020014176.tif 000003
【図２】
2020014176.tif 000004
【図３】
2020014176.tif 000005
【図４】
2020014176.tif 000006
【図５】
2020014176.tif 000007
【図６】
2020014176.tif 000008
【図７】
2020014176.tif 000009
【図８】
2020014176.tif 000010