(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）により実装される、ソースＳＧＷからターゲットＳＧＷへのサービングゲートウェイ機能の再配置に関与するイントラＥ−ＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中のユーザ機器（ＵＥ）へのセッションについてのデータパケットの順序通りのデリバリを保証する方法であって、前記ソースＳＧＷは、コアネットワークノードとの間で、制御プレーンについてプロキシモバイルＩＰｖ６（ＰＭＩＰ）を、ユーザプレーンについて汎用ルーティングカプセル化（ＧＲＥ）を使用し、
前記コアネットワークノードから、ＵＥセッションに関連付けられる１つ以上のデータパケットを受信することと、
前記コアネットワークノードから、前記ＵＥセッションに関連付けられる前記データパケットの末端を示すエンプティＧＲＥパケットを受信することと、
前記エンプティＧＲＥパケットに応答して、前記ＵＥセッションの各ベアラについてエンドマーカパケットを生成することと、
先に前記データパケットを、続けて前記エンドマーカパケットを、ソースｅＮｏｄｅＢへ送信することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記コアネットワークノードは、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）ノードである、請求項１の方法。
【請求項３】
前記エンドマーカパケットは、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルユーザデータ（ＧＴＰ−Ｕ）プロトコル  メッセージタイプ２５４を含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記ソースｅＮｏｄｅＢから前記データパケット及びエンドマーカパケットを受信することと、
前記データパケットに続けて前記エンドマーカパケットを、前記ターゲットＳＧＷへ送信することと、
をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記データパケットに続けて前記エンドマーカパケットをターゲットＳＧＷへ送信することは、前記データパケット及びエンドマーカパケットを前記ターゲットＳＧＷへＧＴＰ−Ｕトンネル上で送信すること、を含む、請求項４の方法。
【請求項６】
イントラＥ−ＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中にソースｅＮｏｄｅＢへセッションについてのデータパケットをデリバリするように動作可能なソースサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）であって、前記ソースＳＧＷは、コアネットワークノードとの間で、制御プレーンについてプロキシモバイルＩＰｖ６（ＰＭＩＰ）を、ユーザプレーンについて汎用ルーティングカプセル化（ＧＲＥ）を使用し、
前記コアネットワークノードから、前記セッションに関連付けられる１つ以上のデータパケットを受信し、及び、前記コアネットワークノードから、前記セッションに関連付けられる前記データパケットの末端を示すエンプティＧＲＥパケットを受信する、ように動作可能な受信器と、
前記セッションに関連付けられる前記データパケットをソースｅＮｏｄｅＢへ送信するように動作可能な送信器と、
前記送信器に動作可能に結合され、前記エンプティＧＲＥパケットに応答して、前記送信器を制御して、前記セッションの各ベアラについてのエンドマーカパケットを前記ソースｅＮｏｄｅＢへ送信させる、ように動作可能なパケットルータ、を含む制御ユニットと、
を備えるソースＳＧＷ。
【請求項７】
前記コアネットワークノードは、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）ノードである、請求項６のソースＳＧＷ。
【請求項８】
前記エンドマーカパケットは、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルユーザデータ（ＧＴＰ−Ｕ）プロトコル  メッセージタイプ２５４を含む、請求項６のソースＳＧＷ。
【請求項９】
前記受信器は、前記ソースｅＮｏｄｅＢから１つ以上のデータパケット及びエンドマーカパケットを受信する、ようにさらに動作可能である、請求項６のソースＳＧＷ。
【請求項１０】
前記パケットルータは、前記送信器を制御して、前記ソースｅＮｏｄｅＢから受信される前記データパケット及びエンドマーカパケットをターゲットＳＧＷへ送信させる、ようにさらに動作可能である、請求項９のソースＳＧＷ。
【請求項１１】
パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）により実装される、ソースサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）からターゲットＳＧＷへのＳＧＷの再配置に関与するイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中のユーザ機器（ＵＥ）へのセッションについてのダウンリンクデータパケットを送信する方法であって、前記ソースＳＧＷは、コアネットワークノードとの間で、制御プレーンについてプロキシモバイルＩＰｖ６（ＰＭＩＰ）を、ユーザプレーンについて汎用ルーティングカプセル化（ＧＲＥ）を使用し、
前記セッションに関連付けられる１つ以上のデータパケットを前記ソースＳＧＷへ送信することと、
前記ＵＥのハンドオーバの標識を受信することと、
前記セッションに関連付けられる前記データパケットの末端を示す１つ以上のエンプティＧＲＥパケットを前記ソースＳＧＷへ送信して、前記ソースＳＧＷに前記セッションの各ベアラについてエンドマーカパケットを生成させることと、
前記セッションに関連付けられる１つ以上のデータパケットをターゲットＳＧＷへ送信することと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記セッションに関連付けられる前記データパケットの末端を示す１つ以上のエンプティＧＲＥパケットを前記ソースＳＧＷへ送信することは、前記セッションに関連付けられる前記データパケットの末端を示す３つまでのエンプティＧＲＥパケットを前記ソースＳＧＷへ送信すること、を含む、請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記エンプティＧＲＥパケットは、各送信の間の遅延を増加させながら送信される、請求項１２の方法。
【請求項１４】
ソースサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）からターゲットＳＧＷへのＳＧＷの再配置に関与するイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中のユーザ機器（ＵＥ）へのセッションについてのデータパケットをデリバリするように動作可能なパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）であって、前記ソースＳＧＷは、コアネットワークノードとの間で、制御プレーンについてプロキシモバイルＩＰｖ６（ＰＭＩＰ）を、ユーザプレーンについて汎用ルーティングカプセル化（ＧＲＥ）を使用し、
前記セッションに関連付けられる１つ以上のデータパケットをソースＳＧＷへ送信し、前記セッションに関連付けられる前記データパケットの末端を示す１つ以上のエンプティＧＲＥパケットを前記ソースＳＧＷへ送信して前記ソースＳＧＷに前記セッションの各ベアラについてエンドマーカパケットを生成させ、及び、前記セッションに関連付けられる１つ以上のデータパケットをターゲットＳＧＷへ送信する、ように動作可能な送信器と、
前記送信器に結合され、前記ＵＥのハンドオーバの標識の受信に応答して、前記送信器を制御して、前記エンプティＧＲＥパケットを前記ソースＳＧＷへ及び前記セッションに関連付けられるデータパケットを前記ターゲットＳＧＷへ送信させる、ように動作可能なパケットルータ、を含む制御ユニットと、
を備えるＰＧＷ。
【請求項１５】
前記パケットルータは、前記ＵＥのハンドオーバの標識の受信に応答して、前記送信器を制御して、３つまでのエンプティＧＲＥパケットを前記ソースＳＧＷへ送信させる、ようにさらに動作可能である、請求項１４のＰＧＷ。
【請求項１６】
前記パケットルータは、前記送信器を制御して、前記エンプティＧＲＥパケットを各送信の間の遅延を増加させながら送信させる、ようにさらに動作可能である、請求項１５のＰＧＷ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示される発明は、一般に、サービングゲートウェイの再配置（relocation）に関与するユーザ機器のイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバに関し、具体的には、エンプティＧＲＥ（Generic  Routing  Encapsulation）パケットをエンドマーカをトリガするために用いてハンドオーバ期間中のデータパケットの順序通りのデリバリ（in-order  delivery）を保証することに関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：3rd  Generation  Partnership  Project）は、３Ｇ  ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）ネットワークを含む第３世代（３Ｇ：3rd  Generation）ネットワークを監督し及び管理する。３Ｇ  ＬＴＥは、当該３Ｇ  ＬＴＥネットワーク内のユーザ機器（ＵＥ：User  Equipment）に、他のネットワークで一般的に利用可能なものよりも高いデータレートでモバイルブロードバンドを提供する。例えば、３Ｇ  ＬＴＥ、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved  Universal  Mobile  Telecommunication  System  (UMTS)  Terrestrial  Radio  Access  Network）のためのエアインタフェースは、マルチアンテナ及びマルチユーザコーディング技法を利用して、数百Ｍｂｐｓのダウンリンクデータレート及び数十Ｍｂｐｓのアップリンクデータレートを達成する。
【０００３】
ＬＴＥ  Ｅ−ＵＴＲＡＮにおいて、ユーザモビリティは、ＵＥからの支援を用いてネットワークによって制御される。ハンドオーバの決定、並びに（適用できる場合は）ターゲットセル及び技術（technology）の選択は、その時点のサービングｅＮｏｄｅＢ（Evolved  Node  Base  Station）によって、当該ｅＮｏｄｅＢによって行われる測定結果に基づいて、及びＵＥによってｅＮｏｄｅＢへレポートされる測定結果に基づいて、なされる。Ｅ−ＵＴＲＡＮの性質に起因して、ハンドオーバに続いてスケジューリングされた送信が発生する前にバッファリングされるパケットの数は、無視できないことがあり得る。そのため、適用可能である場合、ソースノードからターゲットノードへのハンドオーバ期間中のパケットロスを制限するために、ハンドオーバ前の“ソース”ノード（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）とハンドオーバ後の“ターゲット”ノード（ｅＮｏｄｅＢ、又は無線アクセスがＥ−ＵＴＲＡＮから２Ｇ／３Ｇへ変化する場合には無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ））との間でパケット転送メカニズムが使用され得る。
【０００４】
ＬＴＥ  Ｅ−ＵＴＲＡＮは、ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバ期間中のパケットロスを低減するめに、複数のインタフェースを提供する。Ｘ２インタフェースは、２つのｅＮｏｄｅＢの間の直接的な転送パスを提供する。Ｘ２インタフェース上のユーザプレーンのプロトコルスタックは、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルユーザデータ（ＧＴＰ−Ｕ）トンネリングを使用する。Ｘ２インタフェースはオプションであって、所与のソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間では利用可能でないかもしれない。この場合、ソースｅＮｏｄｅＢとソースサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）との間のＳ１−Ｕインタフェース上で、ソースＳＧＷとターゲットＳＧＷとの間のネットワーク接続性を通じ、及びターゲットＳＧＷからターゲットｅＮｏｄｅＢへのＳ１−Ｕ上に、間接的な転送パスが存在する。Ｘ２と同様、Ｓ１−Ｕインタフェース上のユーザプレーンは、ＧＴＰ−Ｕを使用する。ソース及びターゲットＳＧＷの間のネットワーク接続性は、Ｓ５（非ローミング）又はＳ８（ローミング）インタフェース上でのＳＧＷへの接続を伴うパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）といったネットワークノードを介し得る。
【０００５】
データが直接的な転送パスを介して転送されるか間接的な転送パスを介して転送されるかに関わらず、ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢからの転送されたハンドオーバ前のデータパケットと共に、コアネットワーク（例えば、ＰＧＷ）からのハンドオーバ後のデータパケットを受信する。転送パスにおける遅延は、ターゲットｅＮｏｄｅＢがデータパケットを誤った順序で（out  of  order）受信しそしてＵＥへデリバリすることを、引き起こしかねない。
【０００６】
３ＧＰＰ仕様（例えば、ＴＳ３６．３００及びＴＳ２３．４０１）は、転送されるパケットの末端（end）を記述するＧＴＰ−Ｕ“エンドマーカ”（ここでは“エンドマーカパケット”あるいは単に“エンドマーカ”というＧＴＰ−Ｕメッセージ  タイプ２５４）を定義している。ＧＴＰ−Ｕ“エンドマーカ”は、例えばソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバにおいて、双方が同じＳＧＷによりアンカリングされる場合に、誤った順序でのデリバリを防止する。ＧＴＰ−Ｕエンドマーカの仕組みは、Ｓ５／Ｓ８インタフェースがＧＴＰ−Ｕプロトコルと共に実装される場合には、Ｓ５／Ｓ８インタフェースをまたいで使用されることもあり得る。しかしながら、いくつかのネットワークでは、Ｓ５／Ｓ８インタフェースは、制御プレーンについてプロキシモバイルＩＰｖ６（ＰＭＩＰ）に、ユーザプレーンについて汎用ルーティングカプセル化（ＧＲＥ）に基づく。ＰＭＩＰ−ＧＲＥプロトコルについては、エンドマーカの仕組みは定義されていない。従って、少なくともＳ５／Ｓ８インタフェースがＰＭＩＰ−ＧＲＥを使用する場面でのＳＧＷ再配置を伴うイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバにおいて、ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ＵＥへ誤った順序でデータパケットをデリバリするかもしれない。
【０００７】
この問題への１つのあり得る解決策は、各データパケットのヘッダ内にシーケンス番号を挿入することであろう。そうしたシーケンス番号はターゲットｅＮｏｄｅＢがＵＥへデータパケットを送信するための正確な順序を判定することを可能とする一方で、そうしたシーケンス番号の使用は、望ましくないこととして、各データパケットの送信に関連付けられるオーバヘッド及び信号処理を増加させるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで開示される本発明の実施形態は、ＳＧＷの再配置に関与するイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中のＵＥへのセッションについてのデータパケットの順序通りのデリバリを保証するために、１つ以上のエンプティＧＲＥパケットを使用する。具体的には、ハンドオーバを完了させる一部として、ＰＧＷが、ハンドオーバ前のデータパケットの末端を示すエンプティＧＲＥパケットを、ＵＥのＰＤＮセッションごとにソースＳＧＷへ送信する。当該データパケットは、ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢへ転送されるはずのものである。エンプティＧＲＥパケットの受信後に、ソースＳＧＷは、ＰＤＮ接続（ＵＥセッション）の各ベアラについて１つ以上のエンドマーカパケットを生成し、それをソースｅＮｏｄｅＢへ送信する。ソースｅＮｏｄｅＢは、バッファリングされていてＵＥにはデリバリされていないハンドオーバ前のデータパケットと、それに続けてエンドマーカパケットを、直接的に（Ｘ２インタフェース）又は間接的に（ソース及びターゲットＳＧＷの間のＧＴＰ−Ｕトンネル）、ターゲットｅＮｏｄｅＢへ転送する。そして、ターゲットＳＧＷは、転送されたデータパケット、エンドマーカパケット及びＰＧＷから受信されたハンドオーバ後のネットワークパケットを、ターゲットｅＮｏｄｅＢへ転送する。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、全てのデータパケットを、エンドマーカパケットに依拠して、順序通りにＵＥへデリバリすることができる。
【０００９】
ＰＧＷ及びソースＳＧＷは、協調して、ここで説明されるＳＧＷの再配置を伴うイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバを実装する。ハンドオーバの指示の受信後に、ＰＧＷは、当該ＰＧＷによってソースＳＧＷへ送信中のデータパケットの末端を示す１つ以上のエンプティＧＲＥパケットをソースＳＧＷへ送信する。ＰＧＷは、ＵＥの各ＰＤＮセッションについて１つ以上のエンプティＧＲＥパケットを送信する。続いて、ＰＧＷは、直接的にターゲットＳＧＷへ当該セッションについての１つ以上のデータパケットを送信し、ハンドオーバ後のデータパケットは、ソースＳＧＷへ送信されたハンドオーバ前のデータパケットに対して相対的に、シーケンシャルに順序付けられる。
【００１０】
ソースＳＧＷは、データパケットをソースｅＮｏｄｅＢへ送信する。エンプティＧＲＥパケットの受信に応じて、ソースＳＧＷは、エンドマーカパケットを生成してソースｅＮｏｄｅＢへ送信する。セッションが複数のベアラストリームを含む場合、ソースＳＧＷは、当該セッションについてのエンプティＧＲＥパケットの受信後に、各ベアラストリームについてエンドマーカパケットを送信する。エンドマーカパケットは、当該セッションについての転送されるパケット群の末端（あるいは、エンドマーカパケットがベアラごとである場合にはベアラについての転送されるパケット群の末端）をターゲットｅＮｏｄｅＢへ示す。ソースｅＮｏｄｅＢは、データパケット及びエンドマーカパケットを、ターゲットｅＮｏｄｅＢへ、直接的に（Ｘ２）又は間接的に（ソース及びターゲットＳＧＷの間のＧＴＰ−Ｕトンネル）転送し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】３Ｇ  ＬＴＥ無線通信ネットワークの関連するノードの機能ブロック図である。
【図２】従来技術のハンドオーバ処理を示す呼シグナリング図である。
【図３】エンプティＧＲＥパケットを用いてエンドマーカパケットを生成するハンドオーバ処理を示す呼シグナリング図である。
【図４】パケットデータネットワークゲートウェイの関連する部分の機能ブロック図である。
【図５】図４のパケットデータネットワークゲートウェイにより実装されるようなイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの例示的な方法を示すフロー図である。
【図６】ソースサービングゲートウェイの関連する部分の機能ブロック図である。
【図７】図６のソースサービングゲートウェイにより実装されるようなイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの例示的な方法を示すフロー図である。
【図８】ＳＧＷの再配置を伴うハンドオーバについての直接データパケット転送を示す、図１のＬＴＥネットワークの関連する部分の機能ブロック図である。
【図９】ＳＧＷの再配置を伴うハンドオーバについての間接データパケット転送を示す、図１のＬＴＥネットワークの関連する部分の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで開示される本発明の実施形態は、ＳＧＷの再配置に関与するイントラＥ−ＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中のＵＥへのセッションについてのデータパケットの順序通りのデリバリを保証するために、エンプティＧＲＥパケットを使用する。具体的には、ＰＧＷは、データパケット群の末端をソースＳＧＷに示すように、ソースＳＧＷへエンプティＧＲＥパケットを送信する。そして、ＰＧＷは、ターゲットＳＧＷへデータパケット群を送信する。エンプティＧＲＥパケットの受信に応答して、ソースＳＧＷは、ソースｅＮｏｄｅＢへエンドマーカパケットを送信し、当該エンドマーカパケットは（ソースｅＮｏｄｅＢにおいてバッファリングされている全てのデータパケットに続いて）ターゲットｅＮｏｄｅＢへ転送される。転送は、直接的であってもよく（Ｘ２インタフェース）、又は間接的であってもよい（ソースｅＮｏｄｅＢ及びソースＳＧＷ、並びにターゲットＳＧＷ及びターゲットｅＮｏｄｅＢの間のＧＴＰ−Ｕトンネル）。エンドマーカパケットは、ターゲットｅＮｏｄｅＢがＵＥへデータパケットを順序通りに送信することを可能とする。
【００１３】
図１は、ＥＰＣ（Evolved  Packet  Core）１２及びＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS  Terrestrial  Access  Network）１４を含む３Ｇ  ＬＴＥ無線ネットワーク１０を示している。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１４は、ソースｅＮｏｄｅＢ（Evolved  Node  Base  Station）１６からターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へハンドオーバ中のユーザ機器（ＵＥ）２０（このケースでは、セルラーフォン又は“スマートフォン”といった移動端末）を含む。ｅＮｏｄｅＢ１６、１８は、ネットワーク１０へのＵＥの接続性のためのアクセスポイントである。ｅＮｏｄｅＢ１６、１８は、３Ｇ／ＵＭＴＳネットワークにおける基地局と同様であるが、レイヤ１及びレイヤ２の機能性を有することに加えてレイヤ３の機能性をも有し、それにより、３Ｇ／２Ｇネットワークにおいて基地局がするようにコントローラを介するよりもむしろ、ネットワークのコアへ直接的に接続することができる。
【００１４】
ＥＰＣ１２は、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）４０を含み、ＰＧＷ４０は、インターネットなどのパケットデータネットワーク２４にインタフェースし、並びに、Ｓ５／Ｓ８ＰＭＩＰ−ＧＲＥインタフェースを介してソースサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）６０及びターゲットＳＧＷ２８へ接続される。各ＳＧＷ６０、２８に関連付けられるのは、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）２６、３０である。ＳＧＷ６０、２８は、Ｅ−ＵＴＲＡＮアクセスネットワーク１４へのパケットデータインタフェースの終端点である。ＵＥ２０がＥ−ＵＴＲＡＮ１４内でｅＮｏｄｅＢ１６、１８をまたいで移動すると、ＳＧＷ６０、２８は、イントラＥ−ＵＴＲＡＮモビリティと共に他の３ＧＰＰ技術とのモビリティのために、ＵＥ２０に向けてパケットをルーティングするローカルモビリティアンカーポイントとしてサービスする。ＭＭＥ２６、３０は、加入者及びセッション管理に関する制御プレーン機能を担当する。ＰＣＲＦ（Policy  Charging  and  Rules  Function）ノード、ＡＡＡ（Authentication,  Authorization  and  Accounting）ノードなどといった他のＥＰＣ１２のノードは、明瞭さのために図１には示されていない。
【００１５】
図１に示したＥＰＣ１２は、ローミングシナリオ及び非ローミングシナリオの双方へ適用され、ＰＧＷ４０とＳＧＷ６０、２８との間のＳ５インタフェースは非ローミングシナリオに、ＰＧＷ４０とＳＧＷ６０、２８との間のＳ８インタフェースはローミングシナリオに適用される。
【００１６】
ハンドオーバ動作の期間中に、ＰＧＷ４０は、Ｓ５（非ローミング）又はＳ８（ローミング）インタフェースを介して、サービングＳＧＷ６０及びターゲットＳＧＷ２８へ順に、セッションのためのデータパケットを供給する。いずれのケースでも、Ｓ５／Ｓ８上のプロトコルは、プロキシモバイルＩＰｖ６（制御プレーン）及び汎用ルーティングカプセル化（ユーザプレーン）、あるいはＰＭＩＰ−ＧＲＥを含み得る。ＳＧＷ６０、２８は、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルユーザデータ（ＧＴＰ−Ｕ）というトンネリングプロトコルを用いて、Ｓ１−Ｕインタフェースを介して、Ｅ−ＵＴＲＡＮ１４のそれぞれのｅＮｏｄｅＢ１６、１８へデータパケットをルーティングする。図１に示す他のインタフェースは、本発明の実施形態に密接には関係しない。
【００１７】
ＷＣＤＭＡネットワークと異なり、３Ｇ  ＬＴＥでは、ソフトハンドオーバのサポートは無い。各ハンドオーバにおいて、ユーザプレーンパケットを含むユーザコンテキスト及び制御プレーンコンテキストは、ハンドオーバ前のあるいは“ソース”であるｅＮｏｄｅＢ１６から、ハンドオーバ後のあるいは“ターゲット”であるｅＮｏｄｅＢ１８へ、再配置されなければならない。Ｅ−ＵＴＲＡＮモビリティは、ハンドオーバ期間中のパケットのロスを低減するために、“メイクビフォーブレイク（make-before-break）”アプローチを使用する。
【００１８】
そのハンドオーバ処理は、ハンドオーバ準備（handover  preparation）、ハンドオーバ実行（handover  execution）及びハンドオーバ完了（handover  completion）という、３つの特徴的なフェーズを有する。ハンドオーバ準備フェーズでは、ＵＥ２０の情報がターゲットネットワークに登録され、ＵＥ２０がターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へのシグナリングを開始する前に、適切なコンテキスト情報がターゲットネットワークへ移管される。ハンドオーバ実行フェーズは、ＵＥ２０がソースｅＮｏｄｅＢ１６からターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へスイッチングすることを要する。これは、Ｌ１／Ｌ２アクセス手続を包含し、“無線中断時間（Radio  Interruption  Time）”として知られる平均で１０〜３０ｍｓが掛かるものと推定される。ＵＥ２０は、この時間の間、システムへの無線接続性を有しないために（ソースｅＮｏｄｅＢ１６から切断されたもののターゲットｅＮｏｄｅＢ１８への接続が完了していない）、データパケットを受信できない。ハンドオーバ完了フェーズは、コアネットワーク１２内でハンドオーバを完了させる。
【００１９】
ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、ＵＥ２０が到達不能であってターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へのアタッチを確認されていない期間について、データパケットをバッファリングする。ターゲットネットワークへのＵＥ２０のアタッチの確認（confirmation）の後、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、バッファリングされているデータパケットの転送を開始する。ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、ＥＰＳベアラのうちのいずれをソースｅＮｏｄｅＢ１６からターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へのデータ転送の対象とすべきかを決定する。コアネットワーク１２は、ソースｅＮｏｄｅＢ１６によりなされた決定を変更しない。
【００２０】
ハンドオーバの期間中にエンドユーザにより経験されるサービス品質は、ＵＥ２０がシステム１４に接続していない無線中断時間（又はデタッチ時間）；転送が利用不能である場合に破棄されるダウンリンクデータの量、又は転送が利用可能である場合に転送されるパケットの遅延；ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へのネットワークパス及び転送パスの間の遅延差；及び、破棄されるアップリンク（ＵＬ）パケットの量、により影響を受ける。
【００２１】
図２は、当分野において知られているような、同じＳＧＷ６０、２８においてアンカリングされるｅＮｏｄｅＢの間のＸ２ベースのイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバのための呼シグナリングを示している。イントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバは、Ｘ２ベース又はＳ１−Ｕインタフェースベースであり得る。Ｘ２ベースのハンドオーバでは、ＥＰＣ１２は、ハンドオーバ準備フェーズに関与しない。即ち、準備メッセージは、ｅＮｏｄｅＢ１６、１８の間で直接的に交換される（例えば、図２におけるメッセージ５及び６）。ソースｅＮｏｄｅＢ１６及びターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、ハンドオーバについての決定を行う。また、ハンドオーバ実行フェーズの期間中に、Ｘ２インタフェース上でソースｅＮｏｄｅＢ１６からターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へパケットが直接的に転送される。
【００２２】
データ転送をＸ２インタフェース上で実行することができない場合、Ｓ１−Ｕベースのハンドオーバが使用される。Ｓ１−Ｕベースのハンドオーバには、ハンドオーバ準備フェーズの期間中にＥＰＣ１２が関与する。Ｓ１−Ｕハンドオーバは、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へのＸ２接続性が無いこと、不成功に終わったＸ２ベースのハンドオーバの後のターゲットｅＮｏｄｅＢ１８からのエラー標識、若しくは、ソースｅＮｏｄｅＢ１６により取得される動的な情報によって、又は、ＭＭＥ２６、３０の機能性が再配置されなければならない場合に、トリガされることができる。パケットは、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ、Ｘ２インタフェース上で直接的に転送されるか、又はソースＳＧＷ６０及びターゲットＳＧＷ２８を介して間接的に転送されることができる。
【００２３】
いずれのケース（即ち、Ｘ２ベースかＳ１−Ｕインタフェースベースのハンドオーバ）でも、本発明の実施形態に従って、イントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバがＳＧＷの再配置を含む場合に、ＰＧＷ４０は、エンプティＧＲＥパケットを用いてソースＳＧＷ６０によるエンドマーカパケットの生成をトリガすることで、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８によるパケットの順序通りのデリバリを保証する。
【００２４】
ＳＧＷが再配置される（即ち、ソースＳＧＷ６０からターゲットＳＧＷ２８へ）場合、トンネルのスイッチングが行われる場所はＰＧＷ４０であり、一方で再配置されたセッションをターゲットＳＧＷ２８がアンカリングする。ターゲットＳＧＷ２８は、トンネルのスイッチングの時期（epoch）、及びＳ５／Ｓ８インタフェースがＰＭＩＰ−ＧＲＥベースである場合の（ソースＳＧＷ６０上の）ダウンリンクＧＲＥキーの知識を有しない。従って、ＰＧＷ４０が、ユーザプレーンパケットの送信の末端をソースＳＧＷ６０へシグナリングするための最良のアンカーポイントである。
【００２５】
１つの実施形態において、プロキシバインディング更新（PROXY  BINDING  UPDATE）の受信後に、ＰＧＷ４０は、当該プロキシバインディング更新メッセージにおいて受信された新たな情報で、ＵＥコンテキストを更新することになる。これは、ターゲットＳＧＷ２８に向けたセッションのための新たなダウンリンクＧＲＥキーを含む。ソースＳＧＷ６０に向けた現行のダウリンクＧＲＥキーをターゲットＳＧＷ２８に向けた新たなダウンリンクＧＲＥキーで上書きすることによりユーザプレーントンネルのスイッチングを実行する前に、ＰＧＷ４０は、ＵＥセッションのための１つ以上のエンプティＧＲＥパケットをソースＳＧＷ６０に向けて送信することになる。エンプティＧＲＥパケットの受信後に、ソースＳＧＷ６０は、１つ以上のエンドマーカパケットを、ＵＥセッションのベアラごと生成し及び送信する。
【００２６】
ここで使用されるように、エンプティＧＲＥパケットは、データペイロードの無いＧＲＥパケットを意味する。エンプティＧＲＥパケットをデータの末端のインジケータとして送信することにより、新たなプロトコルの定義を要することがなく、本発明の実施形態を、配備されたネットワーク１０内のものを含む標準的な機器上で実装し得る。通常の状況下でのＰＧＷ４０はデータペイロードの無いＧＲＥパケット（これは、恩恵の無い純粋なオーバヘッドを表し、よって限られたネットワークリソースの浪費である）を決して送信しないであろうことから、ソースＳＧＷ６０にとっての誤検出（“false  positive”）の標識のリスクは、事実上ゼロである。
【００２７】
潜在的に破棄されるパケットという既知の問題は、ＰＧＷ４０が各ＰＤＮセッションについて複数の、即ち最大で３つまでのエンプティＧＲＥパケットを送信することによって、ガードされ得る。１つの実施形態において、エンプティＧＲＥパケットは、送信の間の遅延を増加させながら送信される。最初のエンプティＧＲＥパケットと共に後続のエンプティＧＲＥパケット、よってエンドマーカパケットは、ハンドオーバ前の全てのデータパケットの後に送信されるため、“ハンドオーバ前のデータの末端”の標識における冗長性は、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８におけるパケットの順序の維持に対して有害ではない。ここでの議論では、簡明さのために、ＵＥのＰＤＮセッションごとのエンプティＧＲＥパケット及びベアラストリームごとのエンドマーカパケットは１つのみであるものとする。
【００２８】
エンプティＧＲＥパケットの使用が図３に例示されている。ステップ１８ａにおいて、ＰＧＷ４０のユーザプレーンは、トンネルをターゲットＳＧＷ２８に向けてスイッチングする前に、ソースＳＧＷ６０上のリモートＧＲＥトンネルエンドポイントへＵＥの各セッションについてエンプティＧＲＥパケットを送信する。ＰＧＷ４０は、ターゲットＳＧＷ２８上のリモートＧＲＥトンネルに向けたセッションのスイッチングの直前に、当該セッションのための最後のパケットとして、Ｓ５／Ｓ８インタフェース上でエンプティＧＲＥパケットを送信するであろう。
【００２９】
ステップ１８ｂにおいて、ＵＥセッションのためのエンプティＧＲＥパケットの受信後に、ソースＳＧＷ６０は、データ転送の対象である各ベアラについて、エンドマーカＧＴＰ−Ｕパケットを、ソースｅＮｏｄｅＢ１６に向けてＳ１−Ｕインタフェース上で送信するであろう（ソースＳＧＷ６０は、ＰＧＷ４０からセッションのために受信される各エンプティＧＲＥパケットについてベアラごとにエンドマーカの送信を繰り返すであろう）。
【００３０】
ステップ１８ｃについて２つの代替手段が示されている。ハンドオーバがＸ２ベースであれば、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、ＧＴＰ−Ｕエンドマーカパケットを受信し、そしてそれを（全てのユーザペイロードデータパケットの転送後に）Ｘ２インタフェース上でターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ転送する。代替的に、ハンドオーバがＳ１−Ｕベースであれば、直接的な転送パスは利用不能であり、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、間接的なＧＴＰトンネル上でソースＳＧＷ１６へデータパケット及びエンドマーカパケットを返送し、そしてソースＳＧＷ６０はデータ及びエンドマーカをＧＴＰトンネル上でターゲットＳＧＷ２８へ転送し、ターゲットＳＧＷ２８はデータ及びエンドマーカをＳ１−Ｕ  ＧＴＰトンネル上でターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ転送する。すると、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、（エンドマーカに依拠して）適切な順序でパケットの全てをＵＥ２０へデリバリする。
【００３１】
図４及び図５は、それぞれ、ＰＧＷ４０及びＰＧＷ４０により実装される方法５０の視点から、ＳＧＷの再配置を含むイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの動作を説明している。ＰＧＷ４０は、送信器４２と制御ユニット４４とを備える。送信器４２は、まず、３ＧＰＰプロトコルに従って、セッションのためのデータパケット、例えばＧＲＥデータパケットをソースＳＧＷ６０へ送信する（ブロック５２）。制御ユニット４４は、概してＰＧＷ４０の動作を制御し、ハンドオーバの前、途中及び後のパケットの送信を制御するためのパケットルータ４６を含む。より具体的には、送信器４２がソースＳＧＷ６０へ最後のＧＲＥデータパケットを送信した後に、パケットルータ４６は、送信器４２を制御して、データパケットの末端を示すエンプティＧＲＥパケットを、当該セッションのためにソースＳＧＷ６０へ送信させる（ブロック５４）。
【００３２】
エンプティＧＲＥパケットがソースＳＧＷ６０へ送信された後、パケットルータ４６は、送信器４２を制御して、当該セッションのためのデータパケット、例えばＧＲＥデータパケットを、ターゲットＳＧＷ２８へ送信させる（ブロック５６）。ターゲットＳＧＷ２８へ送信されるデータパケットは、ソースＳＧＷ６０へ送信されたデータパケットに対して相対的に、シーケンシャルに順序付けられる。
【００３３】
制御ユニット４４（及び、そのためパケットルータ４６）は、専用のステートマシン、適切なファームウェアを伴うプログラマブルロジック、マイクロプロセッサ又はＤＳＰ（Digitial  Signal  Processor）といった汎用コントローラ上で実行される適切なソフトウェアモジュール、又はそれら技術の任意の組合せを含んでよい。ソフトウェア実装は、メモリ又は他のマシン読取可能な媒体（図示せず）内に記憶され得る。パケットデータネットワーク２４へのインタフェースといったＰＧＷ４０の他のエレメントは、明瞭さのために省略されている。
【００３４】
図６及び図７は、それぞれ、ソースＳＧＷ６０及びソースＳＧＷ６０により実装される方法７０の視点から、ハンドオーバの動作を説明している。ソースＳＧＷ６０は、受信器６２、制御ユニット６４及び送信器６８を備える。受信器６２は、ＰＧＷ４０から、セッションについてのデータパケット、例えばＧＲＥデータパケットを受信する。制御ユニット６４は、当該ＧＲＥデータパケットを、ソースｅＮｏｄｅＢ１６への送信のために、例えばＧＴＰデータパケットへと変換するように動作可能である。制御ユニット６４はパケットルータ６６を含み、パケットルータ６６は、受信された（及び、必要であればプロトコル変換された）データパケットを、ソースｅＮｏｄｅＢ１６への送信のために送信器６８へ差し向けるように構成される（ブロック７２）。
【００３５】
ハンドオーバの期間中、受信器６２は、当該セッションのためのエンプティＧＲＥパケットをも受信する（ブロック７４）。制御ユニット６４は、受信されたエンプティＧＲＥパケットへの応答として、当該セッションの各ベアラについてエンドマーカパケット（ＧＴＰ−Ｕ  メッセージタイプ２５４）を生成し（ブロック７６）、当該エンドマーカパケットをソースｅＮｏｄｅＢ１６へ送信する（ブロック７８）。ソースＳＧＷ６０によるハンドオーバ手続へのさらなる参加は、ソースｅＮｏｄｅＢ１６がターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ直接的な転送パスを有しているか又は間接的な転送パスを有しているかに依存して、終了し又は継続する。
【００３６】
ソースｅＮｏｄｅＢ１６がターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ直接的な転送パス（例えば、それら２つの間のＸ２インタフェース）を有する場合、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ、ＵＥ２０が切断した後にバッファリングされたデータパケットを、続けてエンドマーカパケットを転送する。ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、ＵＥ２０がアタッチした場合に、転送されたデータパケットをＵＥ２０へ送信する。ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、エンドマーカパケットを受信すると、それぞれのデータストリームごとに、ターゲットＳＧＷ２８から受信されるデータパケットのＵＥ２０への送信を開始する。このようにして、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、全てのデータパケットをＵＥ２０へ順序通りにデリバリする。
【００３７】
ソースｅＮｏｄｅＢ１６がターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ直接的な転送パスを有しない場合、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、ＵＥ２０がその接続をブレイクした後に、エンドマーカパケットを含む受信されたデータパケットを、ソースＳＧＷ６０へ返送する（即ち、間接的な転送パスに沿って）。
【００３８】
返送されたデータパケットのソースｅＮｏｄｅＢ１６からの受信に応答して、パケットルータ６６は、送信器６８を制御して、ターゲットＳＧＷ２８へ、データパケットを、続けてエンドマーカパケットを転送させる。そして、ターゲットＳＧＷ２８は、データパケット及びエンドマーカパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ転送する。また、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、ＥＰＣ１２（例えば、ＰＧＷ４０）からハンドオーバ後のデータパケットを受信する。ソースＳＧＷ６０から受信されるエンドマーカパケットを使用することにより、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、全てのハンドオーバ前及び後のパケットをＵＥ２０へ適切な順序で送信し得る。
【００３９】
制御ユニット６４（及び、そのためパケットルータ６６）は、専用のステートマシン、適切なファームウェアを伴うプログラマブルロジック、マイクロプロセッサ又はＤＳＰ（Digitial  Signal  Processor）といった汎用コントローラ上で実行される適切なソフトウェアモジュール、又はそれら技術の任意の組合せを含んでよい。ソフトウェア実装は、メモリ又は他のマシン読取可能な媒体（図示せず）内に記憶され得る。ソースＳＧＷ６０の他のエレメントは、明瞭さのために省略されている。
【００４０】
図８は、本発明の実施形態に係る、ソースｅＮｏｄｅＢ１６からターゲットｅＮｏｄｅＢ１８への直接的な転送パスが存在する場合のＳＧＷの再配置を伴うインターＥＵＴＲＡＮハンドオーバを示している。まず、ＰＧＷ４０は、Ｓ５／Ｓ８ＧＲＥトンネルを介してソースＳＧＷ６０へ、ユーザペイロードパケットａ、ｂ及びｃを送信する。ハンドオーバに際して、ＰＧＷ４０は、ソースＳＧＷ６０へのデータパケットの送信を終了させる。最後のデータパケット（データパケットｃ）の送信後に、ＰＧＷ４０は、各ＵＥセッションについてエンプティＧＲＥパケットを生成し及び送信する。図８における例は、１つのＵＥセッションと共に、単一のベアラ及び１つのエンプティＧＲＥパケットを示している。ソースＳＧＷ６０は、ユーザペイロードパケットａ、ｂ及びｃをＳ１−Ｕ  ＧＴＰトンネルを介してソースｅＮｏｄｅＢ１６へ送信する。エンプティＧＲＥパケットに応答して、ソースＳＧＷ６０は、エンドマーカパケットを生成しソースｅＮｏｄｅＢ１６へ送信する。
【００４１】
ソースｅＮｏｄｅＢ１６は既にＵＥ２０から切断しているため、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、Ｘ２インタフェース上でターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ、データパケットａ、ｂ及びｃに続けてエンドマーカパケットを転送する。
【００４２】
ハンドオーバ後に、ＰＧＷ４０は、Ｓ５／Ｓ８ＧＲＥトンネルを介してターゲットＳＧＷ２８へ、データパケットｄ、ｅ及びｆを差し向ける。そして、ターゲットＳＧＷ２８は、当該パケットｄ、ｅ及びｆをターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ転送する。ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、転送されたデータパケットａ、ｂ及びｃを新たにアタッチしたＵＥ２０へ転送する。エンドマーカパケットに応答して、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、ハンドオーバ後のデータパケットｄ、ｅ及びｆを送信する。そのため、ＵＥ２０は、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８から全てのデータパケットを適切な順序で受信する。
【００４３】
図９は、本発明の実施形態に係る、ソースｅＮｏｄｅＢ１６からターゲットｅＮｏｄｅＢ１８への直接的な転送パスが存在しない場合のＳＧＷの再配置を伴うインターＥＵＴＲＡＮハンドオーバを示している。まず、上述したように、ＰＧＷ４０は、Ｓ５／Ｓ８ＧＲＥトンネルを介してソースＳＧＷ６０へ、ユーザペイロードパケットａ、ｂ及びｃを、続けてＵＥセッションのためのエンプティＧＲＥパケットを送信する。ソースＳＧＷ６０は、ユーザペイロードパケットａ、ｂ及びｃをＳ１−Ｕ  ＧＴＰトンネルを介してソースｅＮｏｄｅＢ１６へ送信する。エンプティＧＲＥパケットに応答して、ソースＳＧＷ６０は、ＵＥセッションの各ベアラについて、エンドマーカパケットを生成しソースｅＮｏｄｅＢ１６へ送信する。
【００４４】
ソースｅＮｏｄｅＢ１６は既にＵＥ２０から切断しており、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８への直接的な転送パスを有しないため、ソースｅＮｏｄｅＢ１６は、間接的なＧＴＰトンネルを介してソースＳＧＷ６０へ、ユーザペイロードパケットａ、ｂ及びｃに続けてエンドマーカパケットを返送する。そして、ソースＳＧＷ６０は、データパケットａ、ｂ及びｃ並びにエンドマーカパケットを、ＧＴＰ−Ｕトンネルを介してターゲットＳＧＷ２８へ転送する。そして、ターゲットＳＧＷ２８は、転送されたパケットａ、ｂ及びｃ、エンドマーカパケット並びにＰＧＷ４０から受信されるハンドオーバ後のユーザペイロードパケットｄ、ｅ及びｆを、Ｓ１−Ｕインタフェースを介してターゲットｅＮｏｄｅＢ１８へ送信する。ＵＥ２０２０のアタッチの後に、ターゲットｅＮｏｄｅＢ１８は、ユーザペイロードパケットａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆを−順序通りに−ＵＥ２０へ送信する。
【００４５】
ここで開示された実施形態は、ＳＧＷの再配置に関与するイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバの期間中のユーザデータパケットの順序通りのデリバリを保証する（少なくともそこでは、ＰＧＷ４０とソース／ターゲットＳＧＷ６０、２８との間のインタフェースがＰＭＩＰ−ＧＲＥベースである）。同実施形態はＸ２ベースと共にＳ１−Ｕベースのハンドオーバの双方におけるＳＧＷの再配置に関与するシナリオについて汎用的である応用可能である。同実施形態は、ＧＴＰ−Ｕヘッダ又はＧＲＥパケットヘッダのいずれにおける新たな変更にも依拠しない。それは、既存のメッセージのフレームワークの範囲内であって、新たなメッセージは提案されない。エンプティＧＲＥパケットは、エンドマーカが現在のところ定義されていないインタフェース上でエンドマーカパケットの機能性を模倣するために使用される。ここで開示された実施形態を、ＧＲＥｔｏＧＲＥ（ユーザプレーン）のトンネルのスイッチング（例えば、Ｓ５／Ｓ８ＰＭＩＰ−ＧＲＥインタフェースからＳ２ａ  ＰＭＩＰ−ＧＲＥインタフェース）に関与するハンドオーバのために使用することができる。このケースでは、ＰＧＷ４０は、トンネルのスイッチングの前に、Ｓ５／Ｓ８ＧＲＥトンネル上でソースＳＧＷ６０に向けて、エンプティＧＲＥパケットを送信するであろう。そして、ソースＳＧＷ６０は、当該エンプティＧＲＥパケットの受信後に、ソースｅＮｏｄｅＢ１６に向けてＧＴＰ−Ｕエンドマーカを生成するであろう。
【００４６】
ここで開示されたイントラＥＵＴＲＡＮハンドオーバは、当然ながら、本発明の本質的な特徴から逸脱することなく、ここで具体的に説明されたもの以外の手法で実行されてもよい。本実施形態は、あらゆる観点で例示的であって制限的ではないものと見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲の意味及び均等の範囲に入る全ての変更は、そこに包含されるものと意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006027117.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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