(57)【要約】【課題】移動局の遷移元の無線基地局を管理するサービングゲートウェイ装置と、当該移動局の遷移先の無線基地局を管理するサービングゲートウェイ装置とが異なる場合でも、下りデータのスループットの低下を回避しつつ、下りデータの順序性を保証し得るPDNゲートウェイ装置及び移動通信方法を提供する。【解決手段】P-GW60は、UE20のハンドオーバに伴って、Target S-GW及びTarget eNBを経由する下りデータ転送パスを設定し、UE20のハンドオーバ遷移に伴って、Source S-GWからTarget eNBを管理するTarget S-GWにサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、Source eNBを経由した下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、下りデータ転送パスの設定に応じて、Source S-GWに送信する。【選択図】図５
2014199980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部と、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するエンドマーカ送信部と
を備えるPDNゲートウェイ装置。
【請求項２】
前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGPRSトンネリングプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項１に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項３】
前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGeneric Routing Encapsulationプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項１に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項４】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部と、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する送信指示部と
を備えるPDNゲートウェイ装置。
【請求項５】
前記送信指示部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGPRSトンネリングプロトコルに従って設定された制御プレーンを経由して前記送信指示を前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項４に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項６】
前記送信指示部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるProxy Mobile IPv6に従った信号として前記送信指示を前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項１に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項７】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、
前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップと
を含む移動通信方法。
【請求項８】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、
前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記送信指示に基づいて、前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップと
を含む移動通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置及び移動通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、3rd Generation Partnership Project（3GPP）において規定される無線アクセスネットワーク（E-UTRAN）の技術標準では、移動局（UE）が接続先の無線基地局（eNB）を切り替えるハンドオーバなどの遷移に伴って、サービングゲートウェイ装置から遷移元のソース無線基地局に対してエンドマーカを送信する方法が規定されている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
図１は、従来の無線アクセスネットワークにおける移動局のハンドオーバ手順を示す。具体的には、図１は、3GPP TS23.401のSection 5.5.1.1.2（X2-based handover without Serving GW relocation）に規定されているハンドオーバ手順を示す。
【０００４】
図１に示すように、UEのハンドオーバが開始されると、Source eNB（ソース無線基地局）は、ハンドオーバ先のTarget eNB（ターゲット無線基地局）に対して、ネットワーク、具体的には、P-GW（PDNゲートウェイ装置）から受信したUE宛ての下りデータを転送（Forwarding of data）する（図中の（１））。
【０００５】
また、S-GW（サービングゲートウェイ装置）とTarget eNBとの下りデータ転送パスが確立されると、UE宛ての下りデータ（Fresh Data）は、Target eNBに到達する（図中の（２）。具体的には、S-GWは、下りデータ転送パスの接続先をSource eNBからTarget eNBに切り替えた後、Source eNBに対してエンドマーカを送信する。エンドマーカを受信したSource eNBは、Target eNBにエンドマーカを転送する。
【０００６】
Target eNBは、UEに向けて送信される下りデータの順序性（ordering）を確保するため、S-GWから受信した下りデータ（Fresh Data）を一旦バッファリングし、Source eNBからエンドマーカを受信後、つまり、Source eNBから転送される下りデータ（Forwarding Data）がないことを確認した後、下りデータ（Fresh Data）をUEに向けて転送する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP 23.401 V9.13.0 Section 4.4.3.2 Serving GW, 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 9)、3GPP、２０１２年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の無線アクセスネットワークにおける移動局のハンドオーバ手順には、次のような問題があった。具体的には、無線基地局は、特定のS-GWによって管理されているため、Source eNBを管理するS-GWと、Target eNBを管理するS-GWとが異なる場合（S-GW Relocation）が発生し得る。
【０００９】
この場合、Source eNBを管理するS-GW（ソースサービングゲートウェイ装置）は、Target eNBと設定される下りデータ転送パスを認識できない。このため、Source eNBを管理するS-GWは、エンドマーカの送信タイミングを判定することができず、エンドマーカを送信することができない。従って、このような無線基地局を管理するS-GWが異なるようなハンドオーバが実行されると、Target eNBは、下りデータの順序性を保証できない。
【００１０】
このような問題の対策として、Target eNBがタイマを実装し、当該タイマの満了後にS-GWから受信した下りデータ（Fresh Data）を移動局（UE）に転送することが考えられる。しかしながら、タイマの設定時間を短くすれば、下りデータ（Fresh Data）のUEへの転送開始後に、Source eNBから下りデータ（Forwarding Data）が転送される可能性が高くなり、下りデータの順序性の保証が難しくなる。この結果、上位レイヤでのデータ再送が多くなり、結果的に下りデータのスループットが低下する。
【００１１】
一方、タイマの設定時間を長くすれば、Source eNBから下りデータ（Forwarding Data）のUEへの転送を完了してから下りデータ（Fresh Data）の転送を開始するまでの待ち時間が長くなる可能性が高くなり、結果的に下りデータのスループットが低下する。
【００１２】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、移動局の遷移元の無線基地局を管理するサービングゲートウェイ装置と、当該移動局の遷移先の無線基地局を管理するサービングゲートウェイ装置とが異なる場合でも、下りデータのスループットの低下を回避しつつ、下りデータの順序性を保証し得るPDNゲートウェイ装置及び移動通信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部と、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するエンドマーカ送信部とを備えることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第２の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部と、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する送信指示部とを備えることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第３の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップとを含むことを要旨とする。
【００１６】
本発明の第４の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記送信指示に基づいて、前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップとを含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の特徴によれば、移動局の遷移元の無線基地局を管理するサービングゲートウェイ装置と、当該移動局の遷移先の無線基地局を管理するサービングゲートウェイ装置とが異なる場合でも、下りデータのスループットの低下を回避しつつ、下りデータの順序性を保証し得るPDNゲートウェイ装置及び移動通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る従来の無線アクセスネットワークにおける移動局のハンドオーバ手順を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る移動通信システム10の全体概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るP-GW60の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るS-GW50の機能ブロック構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態の動作例１に係るUE20のハンドオーバ手順を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の動作例１におけるハンドオーバ手順が実行された場合における下りデータ及びエンドマーカの転送経路を示す概念図である。
【図７】本発明の第１実施形態の動作例２に係るUE20のハンドオーバ手順を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るP-GW60の機能ブロック構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るS-GW50の機能ブロック構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の動作例１に係るUE20のハンドオーバ手順を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の動作例２に係るUE20のハンドオーバ手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２０】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２１】
［第１実施形態］
（１）移動通信システムの全体概略構成
図２は、本発明の第１実施形態に係る移動通信システム10の全体概略構成図である。図３に示すように、移動局20（以下、UE20）、無線基地局30（以下、eNB30）、移動管理装置（以下、MME40）、サービングゲートウェイ装置50（以下、S-GW50）、PDNゲートウェイ装置60（以下、P-GW60）、及びポリシー・課金制御装置（以下、PCRF70）を含む。また、移動通信システム10には、ホーム加入者サーバ（HSS）が含まれてもよく、P-GW60には、IP Multimedia core network Subsystem（IMS）などのIPベースの外部ネットワーク（パケットデータネットワーク）が接続される。
【００２２】
MME40は、eNB30を収容し、モビリティ制御やベアラ制御機能などを提供する交換機である。S-GW50は、3GPP（LTE）のアクセスシステムを収容する。具体的には、S-GW50は、設置エリア（例えば、北日本エリアと東日本エリア）などの条件に応じて、当該条件に合致するeNB30を管理する。つまり、S-GW50は複数のeNB30を管理することができ、eNB30のそれぞれは特定のS-GW50と対応付けられている。本実施形態では、UE20がハンドオーバする場合に、ハンドオーバ元の無線基地局（ソース無線基地局）を管理するS-GW50をSource S-GW（ソースサービングゲートウェイ装置）と呼び、ハンドオーバ先の無線基地局（ターゲット無線基地局）を管理するS-GW50をTarget S-GW（ターゲットサービングゲートウェイ装置）と呼ぶ。
【００２３】
P-GW60は、パケットデータネットワーク（PDN）との接続点であり、IPアドレスの割当てやS-GW50へのパケット転送などを行う。特に、本実施形態では、P-GW60は、UE20宛ての下りデータをS-GW50に向けて転送する。具体的には、P-GW60は、UE20宛ての下りデータを、Source S-GWまたはTarget S-GWに向けて転送する。
【００２４】
また、P-GW60は、PCRF70と連携し、QoS制御やベアラ設定制御などを実行する。PCRF70は、ユーザデータ転送のQoS及び課金のための制御を実行する。
【００２５】
S-GW50とP-GW60との間のインターフェース、具体的には、3GPPにおいて規定されるS5またはS8インターフェースでは、２種類のプロトコルを用いることが可能である。具体的には、GPRSトンネリングプロトコル（GTP）及びProxy Mobile IPv6（PMIPv6）が用いられる。より具体的には、GTPの場合、ユーザプレーン（U-Plane）上で動作するGTPv1と、制御プレーン（C-Plane）上で動作するGTPv2とが用いられる。また、PMIPv6の場合、ユーザプレーン（U-Plane）上で動作するGeneric Routing Encapsulationプロトコルと、制御プレーン（C-Plane）上で動作するPMIPとが用いられる。
【００２６】
（２）移動通信システムの機能ブロック構成
次に、移動通信システム10の機能ブロック構成について説明する。具体的には、S-GW50及びP-GW60の機能ブロック構成について説明する。図３は、P-GW60の機能ブロック構成図である。また、図４は、S-GW50の機能ブロック構成図である。なお、図３及び図４では、本発明に関連する機能ブロックのみ図示し、他の機能ブロックについては図示していないことに留意されたい。
【００２７】
（２．１）P-GW60
図３に示すように、P-GW60は、パス設定部61及びエンドマーカ送信部63を備える。
【００２８】
パス設定部61は、eNB30及びS-GW50を経由して、UE20とP-GW60との間に設定されるデータ転送用のパスを設定する。具体的には、パス設定部61は、UE20とP-GW60との間において、上り方向及び下り方向のデータを転送可能なパスを設定する。
【００２９】
特に、本実施形態では、パス設定部61は、UE20のSource eNBからTarget eNBへの遷移に伴って、Target S-GW及びTarget eNBを経由する下り下りデータ転送パスを、Target S-GWと設定する。
【００３０】
エンドマーカ送信部63は、UE20が他の無線基地局にハンドオーバした場合、Source eNBに対してエンドマーカを送信する。エンドマーカは、UE20がハンドオーバした場合に、Source eNBを経由した下りデータの転送終了を意味する。
【００３１】
特に、本実施形態では、エンドマーカ送信部63は、UE20のハンドオーバなどの遷移に伴って、Source eNBを管理するSource S-GWからTarget eNBを管理するTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合、エンドマーカをSource eNBに送信する。具体的には、エンドマーカ送信部63は、パス設定部61による下りデータ転送パスの設定に応じて、エンドマーカをSource S-GWに送信する。
【００３２】
なお、後述するように、エンドマーカ送信部63は、パス設定部61によってTarget S-GWと下りデータ転送パスが設定された場合、遅滞なくエンドマーカをSource S-GWに送信する。また、UE20のハンドオーバなどの遷移に伴って、Source eNBを管理するSource S-GWからTarget eNBを管理するTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合とは、例えば、UE20が、Source S-GWが管理するエリア（例えば、東日本）の境界付近に位置する接続中のeNB30（Source eNB）から、他のS-GW50が管理するエリア（例えば、北日本）の境界付近に位置するeNB30（Target eNB）にハンドオーバした場合が典型的である。
【００３３】
エンドマーカ送信部63は、Source S-GWとP-GW60との間おけるGPRSトンネリングプロトコル（GTP）に従って設定されたユーザプレーンを経由してエンドマーカをSource S-GWに送信することができる。また、エンドマーカ送信部63は、Source S-GWとP-GW60との間おけるGeneric Routing Encapsulation（GRE）プロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由してエンドマーカをSource S-GWに送信することもできる。つまり、エンドマーカ送信部63は、3GPPにおいて規定されるS5またはS8インターフェース用として規定されている２種類のプロトコル（GTP, PMIP）の何れが用いられている場合でも、エンドマーカをSource S-GWに送信することができる。
【００３４】
（２．２）S-GW50
図４に示すように、S-GW50は、エンドマーカ受信部51及びエンドマーカ転送部53を備える。
【００３５】
エンドマーカ受信部51は、S-GW50がSource S-GWとして動作している場合において、P-GW60からエンドマーカを受信する。また、エンドマーカ受信部51は、受信したエンドマーカが自装置（Source S-GW）宛てであることを確認し、当該エンドマーカをエンドマーカ転送部53に出力する。
【００３６】
エンドマーカ転送部53は、P-GW60から受信したエンドマーカをTarget eNBに転送する。具体的には、エンドマーカ転送部53は、エンドマーカ受信部51から出力されたエンドマーカをTarget eNBに転送する。
【００３７】
（３）移動通信システムの動作
次に、移動通信システム10の動作について説明する。具体的には、Source S-GWからTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合におけるUE20のハンドオーバ手順について説明する。上述したように、Source S-GWからTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合としては、UE20が、Source S-GWが管理するエリア（例えば、東日本）の境界付近に位置する接続中のeNB30（Source eNB）から、他のS-GW50が管理するエリア（例えば、北日本）の境界付近に位置するeNB30（Target eNB）にハンドオーバした場合が挙げられる。
【００３８】
（３．１）動作例１
図５は、動作例１に係るUE20のハンドオーバ手順を示す。具体的には、図５は、3GPP TS23.401のFigure 5.5.1.1.3-1（X2-based handover with Serving GW relocation）に示されているハンドオーバ手順に変更を加えたものである。動作例１では、S5/S8インターフェースとしてGTPが用いられる。また、図６は、動作例１におけるハンドオーバ手順が実行された場合における下りデータ及びエンドマーカの転送経路を示す概念図である。
【００３９】
図５及び図６に示すように、動作例１では、下りデータ転送パスの切り替えを認識できるP-GW60がエンドマーカを送信する。具体的には、P-GW60は、Target S-GWからModify Bearer Requestを受信する（ステップ3a）と、受信したModify Bearer Requestに応じて、Modify Bearer ResponseをTarget S-GWに送信する（ステップ3b）。このような処理によって、P-GW60、Target S-GW及びTarget eNBを経由した下りデータ転送パスが設定され、P-GW60は、Target S-GWに向けて下りデータ（図６のデータ＃４，５）を開始する。
【００４０】
また、P-GW60は、Source S-GWに対してエンドマーカを送信する。具体的には、P-GW60は、Source S-GW、つまり、Source eNBを経由した下りデータ（図６のデータ＃１，２，３）の転送を終了後、Source S-GWに対してエンドマーカ（図６の「Ｅ」）を送信する（ステップ5X）。
【００４１】
エンドマーカを受信したSource S-GWは、P-GW60から転送された下りデータ（データ＃１，２，３）及びエンドマーカをSource eNBに転送する。また、下りデータ（データ＃１，２，３）及びエンドマーカを受信したSource eNBは、当該下りデータ及びエンドマーカをTarget eNBに転送する（ステップ5Y）。
【００４２】
この結果、Target eNBは、Source S-GW経由で受信した下りデータ（データ＃１，２，３）と、Target S-GW経由で受信した下りデータ（＃４，５）とを、順序性を保証しつつ、UE20に転送できる（図６参照）。
【００４３】
（３．２）動作例２
図７は、動作例２に係るUE20のハンドオーバ手順を示す。具体的には、図７は、3GPP TS23.402（V9.12.0）のFigure 5.7.1-1（Intra-LTE and Inter-eNodeB Handover with Serving GW Relocation）に示されているハンドオーバ手順に変更を加えたものである。動作例２では、S5/S8インターフェースとしてPMIPが用いられる。
【００４４】
図７に示すように、動作例２でも、動作例１と同様に下りデータ転送パスの切り替えを認識できるP-GW60がエンドマーカを送信する。また、動作例２では、PMIPが用いられるが、従来の3GPPの規定では、エンドマーカはユーザプレーン（U-Plane）上で動作するGTPv1のみであるため、GREプロトコルに従った信号としてエンドマーカを送信できるように拡張される。
【００４５】
P-GW60は、Target S-GW（new S-GW）とProxy Binding Updateの処理（ステップA.3, A.4）を実行した後、Source S-GW（old S-GW）にエンドマーカを送信する（ステップM.1）。上述したように、エンドマーカは、GREプロトコルに従った信号としてSource S-GWに送信される。なお、図７のnew S-GWはTarget S-GWに相当し、old S-GWはSource S-GWに相当する。
【００４６】
エンドマーカを受信したSource S-GWは、PCRF70（h-PCRF）とのControl Sessionを終了するGateway Control Session Termination Procedureの実行（ステップB.1）と合わせて、eNB30（Source eNB）にエンドマーカを送信する（ステップM.2）。なお、eNB30（Source eNB）へのエンドマーカの送信は、Gateway Control Session Termination Procedureの前でも後でも構わない。
【００４７】
その後、eNB30（Source eNB）は、動作例１と同様に当該エンドマーカをTarget eNBに転送する。この結果、Target eNBは、Source S-GW経由で受信した下りデータと、Target S-GW経由で受信した下りデータとを、順序性を保証しつつ、UE20に転送できる。
【００４８】
（４）作用・効果
本実施形態に係る移動通信システム10によれば、UE20のハンドオーバなどの遷移に伴って、Source eNBを管理するSource S-GWからTarget eNBを管理するTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合、下りデータ転送パスの切り替えを認識できるP-GW60が、Source eNBを経由した下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、Target S-GWとの下りデータ転送パスの設定に応じてSource S-GWに送信する。また、Source S-GWは、P-GW60から受信したエンドマーカをSource eNBを経由してTarget eNBに転送する。
【００４９】
このため、UE20のハンドオーバなどの遷移に伴って、Source eNBを管理するSource S-GWからTarget eNBを管理するTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合、つまり、S-GW Relocationの場合でも、下りデータ転送パスの切り替えを認識できるP-GW60からSource eNBにエンドマーカを送信できる。すなわち、S-GW Relocationの場合でも、下りデータのスループットの低下を回避しつつ、下りデータの順序性を保証し得る。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、P-GW60によるエンドマーカの送信に代えて、エンドマーカの送信指示がP-GW60からSource eNBに送信される。以下、上述した第１実施形態と異なる部分について主に説明する。
【００５１】
（１）機能ブロック構成
図８は、P-GW60の機能ブロック構成図である。また、図９は、S-GW50の機能ブロック構成図である。なお、本実施形態に係る移動通信システム10の構成は、第１実施形態と同様（図２参照）である。また、図８及び図９でも、本発明に関連する機能ブロックのみ図示し、他の機能ブロックについては図示していないことに留意されたい。
【００５２】
（１．１）P-GW60
図８に示すように、P-GW60は、パス設定部61及び送信指示部65を備える。パス設定部61は、第１実施形態と同様である。
【００５３】
送信指示部65は、エンドマーカの送信指示をSource S-GWに送信する。具体的には、送信指示部65は、UE20のハンドオーバなどの遷移に伴って、Source S-GWからTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合、エンドマーカの送信指示をパス設定部61によるTarget S-GWとの下りデータ転送パスの設定に応じて、Source S-GWに送信する。
【００５４】
送信指示部65は、Source S-GWとP-GW60との間おけるGPRSトンネリングプロトコル（GTP）に従って設定された制御プレーンを経由してエンドマーカの送信指示をSource S-GWに送信することができる。また、送信指示部65は、Source S-GWとP-GW60との間おけるProxy Mobile IPv6（PMIPv6）に従った信号としてエンドマーカの送信指示をSource S-GWに送信することもできる。
【００５５】
（１．２）S-GW50
図９に示すように、S-GW50は、送信指示受信部55及びエンドマーカ送信部57を備える。
【００５６】
送信指示受信部55は、S-GW50がSource S-GWとして動作している場合において、P-GW60からエンドマーカの送信指示を受信する。また、送信指示受信部55は、
受信したエンドマーカの送信指示が自装置（Source S-GW）宛てであることを確認し、当該エンドマーカの送信指示をエンドマーカ送信部57に出力する。
【００５７】
エンドマーカ送信部57は、P-GW60から受信したエンドマーカの送信指示に基づいてエンドマーカを生成し、生成したエンドマーカをTarget eNBに送信する。
【００５８】
（２）移動通信システムの動作
次に、本実施形態に係る移動通信システム10の動作について説明する。具体的には、第１実施形態と同様に、Source S-GWからTarget S-GWにS-GW50が切り替わる場合におけるUE20のハンドオーバ手順について説明する。
【００５９】
（２．１）動作例１
図１０は、動作例１に係るUE20のハンドオーバ手順を示す。具体的には、図１０は、3GPP TS23.401のFigure 5.5.1.1.3-1（X2-based handover with Serving GW relocation）に示されているハンドオーバ手順に変更を加えたものである。動作例１では、S5/S8インターフェースとしてGTPが用いられる。
【００６０】
本実施形態では、P-GW60は、エンドマーカの送信に代えて、エンドマーカの送信指示をSource S-GWに対して送信する（ステップ5X）。エンドマーカの送信指示を受信したSource S-GWは、エンドマーカを生成し、P-GW60から転送された下りデータ及びエンドマーカをSource eNBに転送する。また、下りデータ及びエンドマーカを受信したSource eNBは、当該下りデータ及びエンドマーカをTarget eNBに転送する（ステップ5Y）。
【００６１】
なお、エンドマーカは、既存のGTPv2信号の拡張でもよいし、新規なGTPv2信号であってもよい。
【００６２】
（２．２）動作例２
図１１は、動作例２に係るUE20のハンドオーバ手順を示す。具体的には、図１１は、3GPP TS23.402（V9.12.0）のFigure 5.7.1-1（Intra-LTE and Inter-eNodeB Handover with Serving GW Relocation）に示されているハンドオーバ手順に変更を加えたものである。動作例２では、S5/S8インターフェースとしてPMIPが用いられる。
【００６３】
本実施形態では、P-GW60は、エンドマーカの送信に代えて、エンドマーカの送信指示をSource S-GWに対して送信する（ステップM.11）。なお、エンドマーカの送信指示は、既存PMIPv6信号の拡張でもよいし、新規なPMIPv6信号であってもよい。
【００６４】
エンドマーカの送信指示を受信したSource S-GWは、PCRF70（h-PCRF）とのControl Sessionを終了するGateway Control Session Termination Procedureの実行（ステップB.1）と合わせて、eNB30（Source eNB）にエンドマーカを送信する（ステップM.12）。また、第１実施形態と同様に、eNB30（Source eNB）へのエンドマーカの送信指示の送信は、Gateway Control Session Termination Procedureの前でも後でも構わない。
【００６５】
（３）作用・効果
本実施形態に係る移動通信システム10によれば、S-GW Relocationの場合でも、下りデータ転送パスの切り替えを認識できるP-GW60からSource S-GWにエンドマーカの送信指示を送信でき、Source S-GWはSource eNBにエンドマーカを送信できる。このため、第１実施形態と同様に、S-GW Relocationの場合でも、下りデータのスループットの低下を回避しつつ、下りデータの順序性を保証し得る。
【００６６】
［その他の実施形態］
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【００６７】
例えば、上述した本発明の実施形態では、X2 handoverを例として説明したが、X2 handoverに限らず、S1 handoverやInter-RAT handoverにも同様の手順を適用できる。
【００６８】
また、上述した本発明は、次のように表現されてもよい。本発明の第１の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するP-GW60（PDNゲートウェイ装置）であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部61（パス設定部）と、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するエンドマーカ送信部63（エンドマーカ送信部）とを備えることを要旨とする。
【００６９】
本発明の第１の特徴において、前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGPRSトンネリングプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信してもよい。
【００７０】
本発明の第１の特徴において、前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGeneric Routing Encapsulationプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信してもよい。
【００７１】
本発明の第２の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するP-GW60（PDNゲートウェイ装置）であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部61（パス設定部）と、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する送信指示部65（送信指示部）とを備えることを要旨とする。
【００７２】
本発明の第２の特徴において、前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGPRSトンネリングプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信してもよい。
【００７３】
本発明の第２の特徴において、前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGeneric Routing Encapsulationプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信してもよい。
【００７４】
本発明の第３の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップとを含むことを要旨とする。
【００７５】
本発明の第４の特徴は、移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記下りデータ転送パスの設定に応じて、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記送信指示に基づいて、前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップとを含むことを要旨とする。
【００７６】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００７７】
10…移動通信システム
20…UE
30…eNB
40…MME
50…S-GW
51…エンドマーカ受信部
53…エンドマーカ転送部
55…送信指示受信部
57…エンドマーカ送信部
60…P-GW
61…パス設定部
63…エンドマーカ送信部
65…送信指示部
70…PCRF
【図１】
2014199980.tif 000003
【図２】
2014199980.tif 000004
【図３】
2014199980.tif 000005
【図４】
2014199980.tif 000006
【図５】
2014199980.tif 000007
【図６】
2014199980.tif 000008
【図７】
2014199980.tif 000009
【図８】
2014199980.tif 000010
【図９】
2014199980.tif 000011
【図１０】
2014199980.tif 000012
【図１１】
2014199980.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月7日(2014.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部と、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスが設定された場合に、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するエンドマーカ送信部と
を備えるPDNゲートウェイ装置。
【請求項２】
前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGPRSトンネリングプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項１に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項３】
前記エンドマーカ送信部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGeneric Routing Encapsulationプロトコルに従って設定されたユーザプレーンを経由して前記エンドマーカを前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項１に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項４】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送するPDNゲートウェイ装置であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置と設定するパス設定部と、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記パス設定部による前記下りデータ転送パスが設定された場合に、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する送信指示部と
を備えるPDNゲートウェイ装置。
【請求項５】
前記送信指示部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるGPRSトンネリングプロトコルに従って設定された制御プレーンを経由して前記送信指示を前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項４に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項６】
前記送信指示部は、前記ソースサービングゲートウェイ装置と前記PDNゲートウェイ装置との間おけるProxy Mobile IPv6に従った信号として前記送信指示を前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信する請求項４に記載のPDNゲートウェイ装置。
【請求項７】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカを、前記下りデータ転送パスが設定された場合に、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、
前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップと
を含む移動通信方法。
【請求項８】
移動局宛ての下りデータをソースサービングゲートウェイ装置またはターゲットサービングゲートウェイ装置に向けて転送する移動通信方法であって、
前記移動局のソース無線基地局からターゲット無線基地局への遷移に伴って、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置及び前記ターゲット無線基地局を経由する下りデータ転送パスを、前記ターゲットサービングゲートウェイ装置とPDNゲートウェイ装置との間において設定するステップと、
前記遷移に伴って、前記ソース無線基地局を管理する前記ソースサービングゲートウェイ装置から前記ターゲット無線基地局を管理する前記ターゲットサービングゲートウェイ装置にサービングゲートウェイ装置が切り替わる場合、前記PDNゲートウェイ装置が、前記ソース無線基地局を経由した前記下りデータの転送終了を意味するエンドマーカの送信指示を、前記下りデータ転送パスが設定された場合に、前記ソースサービングゲートウェイ装置に送信するステップと、
前記ソースサービングゲートウェイ装置が、前記PDNゲートウェイ装置から受信した前記送信指示に基づいて、前記エンドマーカを前記ソース無線基地局に転送するステップと
を含む移動通信方法。