JP6561995B2 - 制御装置及びその方法 - Google Patents

Description

本明細書の開示は、移動通信ネットワークに関し、特に無線端末のモビリティ管理に関する。

特許文献１は、基地局（evolved Node B (eNB)）が無線端末からアタッチ要求を受信し、当該無線端末が静止したデバイス（stationary device）であるか否かを判定し、当該無線端末が静止したデバイスである場合に当該基地局に関連付けられたローカルコンポーネントを用いて当該無線端末とネットワークとのコネクションを確立することを記載している。ここで、ローカルコンポーネントは、遠隔の（remote）mobility management entity (MME)、遠隔のserving gateway (S-GW)、又は遠隔のpacket data network (PDN) gateway (P-GW)が持つ機能のうち少なくとも１つを実行する。遠隔のMME、遠隔のS-GW、及び遠隔のP-GWは、evolved packet core (EPC) ネットワークに配置されたデバイスである。一例において、アタッチ要求は、当該無線端末が静止したデバイスであるか否かを示す表示（indicator）を含み、基地局（eNB）は、当該表示に基づいて当該無線端末が静止したデバイスであるか否かを判定する。

特許文献１では、他の例において、EPCネットワーク内のhome subscriber server（HSS）は、当該無線端末の加入者情報に基づいて、当該無線端末が静止したデバイスであるか否かを判定する。基地局（eNB）は、MMEデバイスを介してHSSにアタッチ要求を送信し、MMEデバイスを介してHSSからの応答を受信し、当該無線端末が静止したデバイスであるか否かをHSSからの当該応答に基づいて判定する。当該無線端末とネットワークとのコネクションを確立するために、当該基地局（eNB）は、当該無線端末が静止したデバイスである場合にローカルコンポーネント（例えば、ローカルMMEコンポーネント）を使用し、当該無線端末が移動性のデバイス（mobile device）である場合に遠隔のMME、遠隔のS-GW、及び遠隔のP-GWを使用する。

米国特許出願公開第２０１３／０３０１５４０号明細書

上述のように、特許文献１は、無線端末が静止したデバイスであるか否かを基地局（eNB）又はHSSにおいて判定し、当該無線端末が静止したデバイスである場合に、当該基地局に関連付けられたローカルコンポーネント（例えば、ローカルMMEコンポーネント）を用いて当該無線端末のコネクションを確立することを記載している。

無線端末が静止したデバイスであるか否かといった無線端末の移動性の大きさは、幾つかのケースにおいてはコアネットワーク・エンティティ選択のための基準として十分でないかもしれない。例えば、仮に無線端末が移動性のデバイス（mobile device）であっても、無線端末の通信頻度が大きい場合又は無線端末の遅延耐性レベル（delay tolerance level）が低い（つまり、無線端末が遅延を許容しない）場合にはコアネットワーク内のリモートデバイスよりも無線アクセスネットワーク内のローカルコンポーネントを当該無線端末のために使用するほうが適切かもしれない。

本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、複数のコアネットワーク・エンティティ（例えば、コアネットワーク内のMMEデバイス、及び無線アクセスネットワーク（例えば、基地局）に関連付けられたローカルMMEコンポーネント）のいずれを無線端末のために使用するかを無線端末の移動性とは異なる１又は複数の基準（指標、パラメータ）を用いて判定することに寄与する装置、方法、及びプログラムを提供することである。この目的は、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする複数の目的の１つに過ぎないことに留意されるべきである。その他の目的又は課題と新規な特徴は、本明細書の記述又は添付図面から明らかにされる。

第１の態様では、制御装置は、メモリと、前記メモリに結合されたプロセッサを含む。前記プロセッサは、無線端末の遅延耐性レベル、前記無線端末の制御シグナリングの頻度、及び前記無線端末の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、前記無線端末との間の経路コスト又は管理範囲の広さが異なる複数の候コアネットワーク・エンティティの中から前記無線端末のモビリティ管理ためにモビリティ管理サービス又はデータ転送サービスを提供するべきターゲット・コアネットワーク・エンティティを選択するよう動作する。

第２の態様では、方法は、無線端末の遅延耐性レベル、前記無線端末の制御シグナリングの頻度、及び前記無線端末の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、前記無線端末との間の経路コスト又は管理範囲の広さが異なる複数の候補コアネットワーク・エンティティの中から前記無線端末のためにモビリティ管理サービス又はデータ転送サービスを提供するべきターゲット・コアネットワーク・エンティティを選択することを含む。

第３の態様では、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、上述の第２の態様に係る方法をコンピュータに行わせるための命令群（ソフトウェアコード）を含む。

上述の態様は、複数のコアネットワーク・エンティティのいずれを無線端末のために使用するかを無線端末の移動性とは異なる１又は複数の基準（指標、パラメータ）を用いて判定することに寄与する装置、方法、及びプログラムを提供できる。

いくつかの実施形態に係る移動通信ネットワークの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るMME変更のための処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るMME変更手順の一例示すシーケンス図である。 第２の実施形態に係るモビリティ管理のリロケーション手順の一例示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係るMME変更手順の一例示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係るモビリティ管理のリロケーション手順の一例示すシーケンス図である。 いくつかの実施形態に係る移動通信ネットワークの構成例を示す図である。 第４の実施形態に係るユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティ変更のための処理の例を示すフローチャートである。 いくつかの実施形態に係る制御装置の構成例を示すブロック図である。

以下では、具体的な実施形態について、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。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る公衆地上移動通信ネットワーク（Public Land Mobile Network (PLMN)）１００の構成例を示している。PLMN１００は、通信サービス、例えば音声通信若しくはパケットデータ通信又はこれら両方を無線端末（User Equipment (UE)）１１１に提供する。PLMN１００は、無線アクセスネットワーク（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN)）１１０及びコアネットワーク（Evolved Packet Core（EPC））１２０を含む。E-UTRAN１１０は、UE１１１と無線通信する基地局（eNB）１１２を含む。EPC１２０は、Mobility Management Entity（MME）装置１２１、Home Subscriber Server（HSS）１２２、Serving Gateway（S-GW）１２３、及びPDN Gateway（P-GW）１２４を含む。

図１は、簡略化のために、１つのeNB１１２、１つのS-GW１２３、及び１つのP-GW１２４のみを示している。しかしながら、PLMN１００は、複数のeNB１１２、複数のS-GW１２３、及び複数のP-GW１２４を含んでもよい。１つのMME装置１２１及び１つのHSS１２２は、複数のeNB、複数のS-GW、及び複数のP-GWと通信してもよい。PLMN１００は、さらに、複数のMME装置１２１および複数のHSS１２２を含んでもよい。

MME及びHSS１２２は、EPC１２０に配置されたコントロールプレーンのノード又はエンティティである。MMEは、UE１１１を含む複数のUE（UEs）のモビリティ管理及びベアラ管理を行うことができる。モビリティ管理は、UEの現在位置を追跡する（keep track）するために使用され、UEに関するモビリティ管理コンテキスト（MM context）を維持することを含む。ベアラ管理は、UEがE-UTRAN１１０及びEPC１２０を経由して外部ネットワーク（Packet Data Network（PDN））１３０と通信するためのEPSベアラの確立を制御し、UEに関するベアラ管理コンテキスト（i.e., EPS bearer context）を維持することを含む。HSS１２２は、UE１１１を含むUEsの加入者情報を管理する。

S-GW１２３及びP-GW１２４は、EPC１２０に配置されたユーザープレーンのパケット転送ノードであり、ユーザーデータ（つまり、Internet Protocol（IP）パケット）を転送する。S-GW１２３は、E-UTRAN１１０とのゲートウェイであり、S1-Uインタフェースを介してeNB１１２に接続される。P-GW１２４は、PDN１３０とのゲートウェイであり、SGiインタフェースを介してPDN１３０に接続される。PDN１３０は、インターネットのような外部ネットワークであってもよいし、EPC１２０を管理するオペレータによって提供されるIPサービス（e.g., IP Multimedia Subsystem (IMS)サービス）のためのネットワークであってもよい。

MMEコンポーネント１４１は、eNB１１２と関連付けられており、EPC１２０内のMME装置１２１から離れて配置されている。MMEコンポーネント１４１は、eNB１１２と一体的に配置されてもよい。MMEコンポーネント１４１は、例えば、eNB１１２と同じ地理的位置（geographical location）又は同じセルサイト（cell site）に配置されてもよい。MMEコンポーネント１４１は、MME装置１２１が有するモビリティ管理及びベアラ管理に関する複数の機能のうち少なくとも一部を行うことができる。MMEコンポーネント１４１は、例えば、UE１１１のトラッキングを行ってもよい。言い換えると、MMEコンポーネント１４１は、UE１１１に関する位置更新手順（Tracking Area Update（TAU）手順）を行ってもよい。さらに又はこれに代えて、MMEコンポーネント１４１は、UE１１１のためのEPSベアラの確立を行ってもよい。言い換えると、MMEコンポーネント１４１は、UE１１１に関するベアラ確立手順（Service Request手順）を行ってもよい。さらに又はこれに代えて、MMEコンポーネント１４１は、UE１１１のページングを行ってもよい。

MMEコンポーネント１４２は、S-GW１２３と関連付けられており、EPC１２０内のMME装置１２１から離れて配置されている。MMEコンポーネント１４２は、S-GW１２３と一体的に配置されてもよい。MMEコンポーネント１４２は、例えば、S-GW１２３と同じ地理的位置又は同じセルサイトに配置されてもよい。MMEコンポーネント１４２は、MMEコンポーネント１４１と同様に、MME装置１２１が有するモビリティ管理及びベアラ管理に関する複数の機能のうち少なくとも一部を行うことができる。

MMEコンポーネント１４１は、MME装置１２１と離れて配置されており、UE１１１とMMEコンポーネント１４１の間の経路コストはUE１１１とMME装置１２１の間のそれと異なる。MMEコンポーネント１４１は、さらに、MMEコンポーネント１４２と離れて配置されており、UE１１１との間の経路コストがMMEコンポーネント１４２のそれと異なる。ここで、経路コストは、UE１１１からMMEコンポーネント１４１に制御メッセージ（例えば、データパケット）が到達するため（又はその反対）に必要なコストであり、様々なメトリックを用いて定義されることができる。経路コストは、例えば、UE１１１とMMEコンポーネント１４１との間に存在するeNB等の処理装置での処理時間、ルータ及びスイッチ等のパケット転送デバイスの処理時間、並びにこれらの間の回線の帯域に依存する。経路コストは、例えば、UE１１１からMMEコンポーネント１４１に到達するまでホップ数（中継ノード数）を用いて定義されてもよい。ホップ数が大きいことは、経路コストが大きいことを意味する。経路コストは、例えば、UE１１１からMMEコンポーネント１４１に到達するまでの遅延時間またはRound Trip Time（RTT）を用いて定義されてもよい。遅延時間又はRTTが大きいことは、経路コストが大きいことを意味する。さらに、経路コストは、複数のメトリック、例えばホップ数及び遅延時間を用いて定義されてもよい。経路コストは、ディスタンスと呼ばれることもある。

eNB１１２に関連付けられたMMEコンポーネント１４１、S-GW１２３に関連付けられたMMEコンポーネント１４２、及びEPC１２０内のMME装置１２１は、管理範囲の広さの違いによって互いに区別されてもよい。一例において、MMEコンポーネント１４１は、eNB１１２によって管理される１又はいくつかのセル内に位置するUEsのモビリティ管理のために使用され、したがってその管理範囲は相対的に狭い。一例において、MMEコンポーネント１４２は、S-GW１２３と接続された複数のeNB１１２によって管理される複数のセル内に位置するUEsのモビリティ管理のために使用され、したがってその管理範囲は相対的に中程度である。一例において、MME装置１２１は、複数のS-GW１２３と多くのeNB１１２によって管理される多数のセル内に位置するUEsのモビリティ管理のために使用され、したがってその管理範囲はMMEコンポーネント１４１及び１４２のそれに比べて広い。

eNB１１２及びS-GW１２３等のネットワークノードと関連付けて配置されたMMEコンポーネントは、当該MMEコンポーネントとそれが関連付けられているネットワークノードとの区別のために、ネットワークノードのIPアドレスとは異なるIPアドレスが割り当てられてもよい。これに代えて、MMEコンポーネントとそれが関連付けられているネットワークノードは共通のIPアドレスを使用し、MMEコンポーネントとそれが関連付けられているネットワークノードは異なるTransmission Control Protocol（TCP）ポート番号又はUser Datagram Protocol（UDP）ポート番号によって区別されてもよい。

制御装置１５１は、UE１１１のモビリティ管理を行うMMEの選択を実行する。ある実装（implementation）において、制御装置１５１は、図１に示されるように、UE１１１に配置されてもよい。他の実装において、制御装置１５１は、EPC１２０内に配置されてもよく、例えばMME装置１２１に配置されてもよい。さらに他の実装において、制御装置１５１は、E-UTRAN１１０内に配置されてもよく、例えばeNB１１２に配置されてもよい。さらに他の実装において、制御装置１５１は、PLMN１００の外部に配置されたコントロールノード（e.g., Software-Defined Network（SDN）コントローラ、Network Function Virtualization（NFV）コントローラ、Operations Support System（OSS）、又はElement Management System（EMS））に配置されてもよい。

図２は、制御装置１５１によって行われるMME選択処理の一例（処理２００）を示すフローチャートである。ブロック２０１では、制御装置１５１は、UE１１１の遅延耐性（delay tolerance）レベル、UE１１１の制御シグナリングの頻度、及びUE１１１の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、UE１１１との間の経路コスト（又は管理範囲の広さ）が異なる複数の候補MMEの中から、UE１１１のモビリティ管理を行うべきターゲットMMEを選択する。制御装置１５１は、複数の候補MMEを検出するために、E-UTRAN１１０及びEPC１２０のエンティティと通信してもよい。これに代えて、制御装置１５１は、UE１１１のモビリティ管理を現在行っているサービングMME（例えば、MME装置１２１）又はeNB１１２から候補MMEのリストを受信してもよい。複数の候補MMEは、例えば、eNB１１２に関連付けられたMMEコンポーネント１４１、及びEPC１２０内のMME装置１２１を含む。複数の候補MMEは、さらに、S-GW１２３に関連付けられたMMEコンポーネント１４２を含んでもよい。eNB１１２に関連付けられたMMEコンポーネント１４１は、一般的に、EPC１２０内に配置されたMME装置１２１及びMMEコンポーネント１４２に比べて経路コストが小さく且つ管理範囲が狭い。

ブロック２０２では、制御装置１５１は、ブロック５０１でのMME選択に基づいて、UE１１１のモビリティ管理をサービングMMEからターゲットMMEに移転するための制御手順をトリガーする。ある実装において、制御装置１５１は、MME変更要求メッセージをターゲットMME又はサービングMMEに送信してもよい。制御装置１５１がターゲットMME又はサービングMMEに配置される実装の場合、ターゲットMME又はサービングMMEは、MME変更手順を自ら開始してもよい。

制御装置１５１によるMME選択は、例えば以下のように行われてもよい。ある実装において、制御装置１５１は、UE１１１の遅延耐性レベルが閾値を下回る（つまり、UE１１１が遅延を許容しない）場合に、MME装置１２１よりも相対的に経路コストが小さい（又は管理範囲の狭い）MMEをターゲットMMEとして選択してもよく、例えばE-UTRAN１１０（例えば、eNB１１２）に関連付けられたMMEコンポーネント１４１をターゲットMMEとして選択してもよい。これにより、制御シグナリングの処理に要する遅延時間を抑制することができる。

ある実装において、UE１１１は、サービングMME（例えば、MME装置１２１）の応答時間（例えば、Round Trip Time（RTT））が閾値を超える場合に、当該サービングMMEよりも相対的に経路コストが小さい（又は管理範囲の狭い）MME（例えば、MMEコンポーネント１４１）をターゲットMMEとして選択してもよい。ここで使用される閾値は、当該UE１１１の遅延耐性レベルに基づいて定められてもよく、当該UE１１１の遅延耐性レベルが小さいほど小さい閾値が使用されてもよい。

ある実装において、制御装置１５１は、UE１１１の制御シグナリングの頻度が閾値を超える場合に、MME装置１２１よりも相対的に経路コストが小さい（又は管理範囲の狭い）MMEをターゲットMMEとして選択してもよく、例えばE-UTRAN１１０（例えば、eNB１１２）に関連付けられたMMEコンポーネント１４１をターゲットMMEとして選択してもよい。これにより、E-UTRAN１１０とEPC１２０との間のシグナリングが頻繁に発生することに起因するコントロールプレーン（例えば、通信機器および通信回線）の負荷を抑制できる。

ある実装において、制御装置１５１は、UE１１１の通信間隔が閾値を下回る（つまり、UE１１１の通信間隔が短い）場合に、MME装置１２１よりも相対的に経路コストが小さい（又は管理範囲の狭い）MMEをターゲットMMEとして選択してもよく、例えばE-UTRAN１１０（例えば、eNB１１２）に関連付けられたMMEコンポーネント１４１をターゲットMMEとして選択してもよい。これにより、E-UTRAN１１０とEPC１２０との間のシグナリングが頻繁に発生することに起因するコントロールプレーン（例えば、通信機器および通信回線）の負荷を抑制できる。

ある実装において、制御装置１５１は、ネットワークノードの負荷を考慮して、MME選択を行ってもよい。例えば、MME装置１２１の負荷が閾値を超える場合に、制御装置１５１は、MME装置１２１よりも相対的に負荷が低いMMEをターゲットMMEとして選択してもよい。これに代えて、制御装置１５１は、複数のMME（例えば、MME装置１２１、MMEコンポーネント１４１、及びMMEコンポーネント１４２）の負荷状況を参照し、これら複数のMMEの間でモビリティ管理の負荷を分散するようにターゲットMMEを選択してもよい。上述した異なるパラメータに基づくMME選択の複数の例は、適宜組合せて用いられてもよい。

上述したMME選択のいくつかの例において、制御装置１５１は、MME選択に使用されるパラメータ（例えば、ネットワークノードの応答時間（e.g., RTT）、ネットワークノードの負荷、経路コスト（e.g., ホップ数、遅延時間、又はディスタンス））を自身で計測してもよい。制御装置１５１は、例えば、応答時間（RTT）又は経路コストを計測するために、制御メッセージを送信してから応答メッセージを受信するまでの時間を計測してもよい。制御装置１５１は、応答時間（RTT）又は経路コストを計測するために、Internet Control Message Protocol（ICMP）のping又はtracerouteを利用してもよい。これに代えて、制御装置１５１は、UE１１１、又はE-UTRAN１１０若しくはEPC１２０内の１又は複数のネットワークノードにおいて測定されたMME選択に使用されるパラメータ値をUE１１１又はこれらのネットワークノードから受信してもよい。これに代えて、制御装置１５１は、当該パラメータ値を、PLMN１００の外部に配置されたコントロールノード（e.g., SDNコントローラ、NFVコントローラ、OSS、又はEMS）から受信してもよい。

以上の説明から理解されるように、本実施形態では、制御装置１５１は、UE１１１の遅延耐性（delay tolerance）レベル、UE１１１の制御シグナリングの頻度、及びUE１１１の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、UE１１１との間の経路コスト（又は管理範囲の広さ）が異なる複数の候補MMEの中から、UE１１１のモビリティ管理を行うべきターゲットMMEを選択するよう動作する。したがって、制御装置１５１は、UE１１１の移動性とは異なる１又は複数の基準（指標、パラメータ）を用いてUE１１１のモビリティ管理を行うべきMMEを選択することができる。

なお、制御装置１５１は、UE１１１の遅延耐性（delay tolerance）レベル、制御シグナリングの頻度、又は通信間隔と組合せて、UE１１１の移動性をMME選択のために考慮してもよい。ある実装において、制御装置１５１は、UE１１１の移動性が閾値を下回る場合に、MME装置１２１よりも相対的に経路コストが小さい（又は管理範囲の狭い）MMEをターゲットMMEとして選択してもよく、例えばE-UTRAN１１０（例えば、eNB１１２）に関連付けられたMMEコンポーネント１４１をターゲットMMEとして選択してもよい。UE１１１の移動性が大きい場合にE-UTRAN１１０に関連付けられたMMEコンポーネント１４１を選択することは、MMEの頻繁な変更を招き、制御シグナリングの増大を招くおそがある。これに対して、UE１１１の移動性が小さい場合には、MMEの頻繁な変更によるシグナリングコストの増大は小さいと期待できる。したがって、UE１１１の移動性が小さい場合にE-UTRAN１１０に関連付けられたMMEコンポーネント１４１を選択することで、MMEの頻繁な変更によるシグナリングコストの増大を抑制しつつ、制御シグナリングの処理に要する遅延時間を抑制することができる。UE１１１の移動性の大きさは、例えば、UE１１１の平均的なセル滞在時間、又はハンドオーバの頻度、平均的なハンドオーバの発生間隔を用いて評価されてもよい。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で説明されたMME変更手順の具体例が説明される。本実施形態に係る移動通信ネットワークの構成例は、第１の実施形態に関して説明された図１と同様とすればよい。図３は、本実施形態に係るMME変更手順の一例（処理３００）を示すシーケンス図である。図３の例では、制御装置１５１がUE１１１に配置されている。

ブロック３０１では、UE１１１は、アタッチ要求メッセージ（Attach Requestメッセージ）をMME装置１２１に送信する。なお、ブロック３０１でのMME選択は、アタッチ要求を受信したeNB１１２が有するMME選択機能によって行われてもよい。ブロック３０２では、サービングMMEとしてのMME装置１２１は、アタッチ承認メッセージ（Attach Acceptメッセージ）をUE１１１に送信する。当該アタッチ承認メッセージは、MME選択ポリシを含む。これに代えて、MME選択ポリシは、アタッチ承認メッセージとは異なるNon-Access stratum（NAS）メッセージ（例えば、TAU Acceptメッセージ）を用いて送信されてもよい。MME選択ポリシは、アタッチ手順（ブロック３０１及び３０２）とは別の手順、例えば、TAU手順においてサービングMME（MME装置１２１）からUE１１１に送信されてもよい。これらに代えて、UE１１１は、HSS１２２又はeNB１１２からMME選択ポリシを受信してもよい。UE１１１は、PDN１３０内の制御サーバからPLMN１００を介してユーザープレーン上でMME選択ポリシを受信してもよい。ブロック３０４では、UE１１１とMME装置１２１（サービングMME）の間でモビリティ管理手順（例えば、TAU手順、Service Request手順、及びページング）が行われる。

一例において、MME選択ポリシは、MME選択のために考慮されるべき１又は複数のパラメータを示す。MME選択のために考慮されるべき１又は複数のパラメータは、UE１１１の遅延耐性（delay tolerance）レベル、UE１１１の制御シグナリングの頻度、及びUE１１１の通信間隔のうち少なくとも１つに関するパラメータを含んでもよい。MME選択のために考慮されるべきパラメータは、ネットワークノード（e.g., eNB１１２、MME装置１２１、HSS１２２、及びS-GW１２３）の負荷情報を含んでもよい。さらに又はこれに代えて、選択ポリシは、選択アルゴリズムを指定してもよい。具体的には、選択ポリシは、（ａ）考慮されるべきパラメータ、（ｂ）閾値、（ｃ）閾値を超えた場合に選択されるべきMME（例えば、MMEコンポーネント１４１）の識別子、及び（ｄ）閾値を下回る場合に選択されるMME（例えば、MME装置１２１又はMMEコンポーネント１４２）の識別子、を示してもよい。さらに又はこれらに代えて、MME選択ポリシは、MME選択を実行するべきタイミング又は周期を示してもよい。

ブロック３０５では、UE１１１（制御装置１５１）は、MME選択ポリシに基づいて、UE１１１との間の経路コスト（又は管理範囲の広さ）が異なる複数の候補MMEの中からターゲットMMEを選択する。図３の例では、eNB１１２に関連付けられたMMEコンポーネント１４１がターゲットMMEとして選択される。ブロック３０６では、UE１１１（制御装置１５１）は、MMEコンポーネント１４１（ターゲットMME）にMME変更要求メッセージを送信する。ブロック３０７では、MMEコンポーネント１４１は、MME変更要求メッセージの受信に応答して、UE１１１のモビリティ管理をMME装置１２１（サービングMME）からMMEコンポーネント１４１（ターゲットMME）に移転するための制御手順を開始する。ブロック３０８では、MMEコンポーネント１４１は、MME変更応答メッセージをUE１１１に送信する。ブロック３０９では、UE１１１とMMEコンポーネント１４１（ターゲットMME、つまり新たなサービングMME）の間でモビリティ管理手順が行われる。

UE１１１のモビリティ管理を移転するための制御手順（ブロック３０７）は、UE１１１が新たなtracking area（TA）に入ったことを検出した場合に行われるTAU手順においてold MMEからnew MMEへモビリティ管理を移転する手順と同様であってもよい。図４は、当該制御手順（ブロック３０７）の具体例（処理４００）を示すシーケンス図である。ブロック４０１では、MMEコンポーネント１４１（ターゲットMME）は、Context RequestメッセージをMME装置１２１（サービングMME）に送信する。ブロック４０２では、MME装置１２１は、UE１１１のコンテキスト（MM context及びEPS bearer context）を含むContext ResponseメッセージをMMEコンポーネント１４１に送信する。ブロック４０３では、MMEコンポーネント１４１は、UE１１１の認証及びセキュリティ・セットアップのためにHSS１２２及びUE１１１（不図示）と通信する。UE１１１の認証及びセキュリティが既に有効である場合、ブロック４０３は省略されてもよい。ブロック４０４では、MMEコンポーネント１４１は、Context AcknowledgeメッセージをMME装置１２１に送信する。

ブロック４０５では、新たなMME（つまり、MMEコンポーネント１４１）のアドレスを知らせるために、MMEコンポーネント１４１は、Modify Bearer RequestメッセージをS-GW１２３に送信する。Modify Bearer Requestメッセージは、UE１１１のEPS bearerを管理する新たなMME、つまりMMEコンポーネント１４１のIPアドレス及びMME TEIDを示す。ブロック４０６では、S-GW１２３は、Modify Bearer ResponseメッセージをMMEコンポーネント１４１に送信する。

ブロック４０７〜４１０は、MMEの変更をHSS１２２に知らせるために行われる。なお、MMEの変更は、当該MMEリロケーション手順（４００）の終了後に行われる通常のTAU手順においてHSS１２２に知らせることもできる。したがって、ブロック４０７〜４１０における処理は、省略されてもよい。ブロック４０７では、MMEコンポーネント１４１は、Update Location RequestメッセージをHSS１２２に送信する。当該Update Location Requestメッセージは、MMEコンポーネント１４１の識別子を示す。ブロック４０８では、HSS１２２は、UE１１１に関するコンテキスト（MM context及びEPS bearer context）を削除可能であることを知らせるために、Cancel LocationメッセージをMME装置１２１に送信する。ブロック４０９では、MME装置１２１は、UE１１１に関するコンテキストを必要に応じて削除する。そして、MME装置１２１は、Cancel Location AckメッセージをHSS１２２に送信する。ブロック４１０では、HSS１２２は、Update Location AckメッセージをMMEコンポーネント１４１に送信することにより、Update Location Requestを承認する。

本実施形態で説明された制御手順によれば、UE１１１の移動性とは異なる１又は複数の基準（指標、パラメータ）を用いてUE１１１のモビリティ管理を行うべきMMEを選択することができる。

さらに、本実施形態で説明された制御手順によれば、MME選択をUE１１１において実行することができる。したがって、動的に変化するUE１１１の状態（例えば、遅延耐性レベル、移動特性、シグナリング頻度、又は通信間隔）に応じたMME選択を容易に行うことができる。

さらにまた、本実施形態で説明された制御手順では、UE１１１は、MME選択ポリシをネットワーク（例えば、MME装置１２１）から受信するよう動作する。したがって、MME選択ポリシをネットワークにおいて決定でき、ネットワークの状況（例えば、MMEの負荷、輻輳の発生の有無）に応じたMME選択ポリシをUE１１１に設定することができる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で説明されたMME変更手順の具体例が説明される。本実施形態に係る移動通信ネットワークの構成例は、第１の実施形態に関して説明された図１と同様とすればよい。図５は、本実施形態に係るMME変更手順の一例（処理５００）を示すシーケンス図である。図５の例では、制御装置１５１がMME装置１２１に配置されている。

図５のブロック５０１〜５０３における処理は、図３のブロック３０１〜３０３における処理と同様である。ただし、ブロック５０２でのアタッチ承認メッセージ（Attach Acceptメッセージ）は、MME選択ポリシを含んでいなくてもよい。ブロック５０４では、サービングMMEとしてのMME装置１２１（制御装置１５１）は、UE１１１の遅延耐性（delay tolerance）レベル、UE１１１の制御シグナリングの頻度、及びUE１１１の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、UE１１１との間の経路コスト（又は管理範囲の広さ）が異なる複数の候補MMEの中から、UE１１１のモビリティ管理を行うべきターゲットMMEを選択する。図５の例では、eNB１１２に関連付けられたMMEコンポーネント１４１がターゲットMMEとして選択される。

ブロック５０５では、MME装置１２１は、UE１１１のモビリティ管理をMME装置１２１（サービングMME）からMMEコンポーネント１４１（ターゲットMME）に移転するための制御手順を開始する。ブロック５０６では、UE１１１とMMEコンポーネント１４１（ターゲットMME、つまり新たなサービングMME）の間でモビリティ管理手順が行われる。

UE１１１のモビリティ管理を移転するための制御手順（ブロック５０５）は、S1-based handoverの際に、UEのコンテキストをソースMMEからターゲットMMEへForward Relocation Requestメッセージを用いて送信する手順と同様であってもよい。図６は、当該制御手順（ブロック５０５）の具体例（処理６００）を示すシーケンス図である。

ブロック６０１では、MME装置１２１（サービングMME）は、UE１１１のコンテキスト（MM context及びEPS bearer context）をMMEコンポーネント１４１（ターゲットMME）に送信する。この送信には、MME間のS10インタフェースにおいて送信されるGPRS Tunnelling Protocol for the Control Plane（GTP-C）メッセージを利用することができ、図６に示されているようにForward Relocation Requestメッセージ又はそれを改変したものが使用されてもよい。ブロック６０１のForward Relocation Requestメッセージは、S1-based handover では無くContext Relocationのために送信されるメッセージであることを示す情報要素を含んでもよい。

ブロック６０２では、MMEコンポーネント１４１は、MME装置１２１から受信したUE１１１のコンテキストを自身のメモリ又はストレージ（不図示）に格納する。MMEコンポーネント１４１は、S-GW１２３において保持されているUE１１１のEPS bearer contextの更新をS-GW１２３に要求する（ブロック６０３）。ブロック６０２及び６０３における処理は、図４のブロック４０５及び４０６における処理と同様である。ブロック６０４では、MMEコンポーネント１４１は、UE１１１のモビリティ管理及びベアラ管理の引き継ぎを受け入れたことをMME装置１２１に通知する。この通知の送信には、MME間のS10インタフェースにおいて送信されるGTP-Cメッセージを利用することができ、図６に示されているようにForward Relocation Responseメッセージ又はそれを改変したものが使用されてもよい。

ブロック６０５〜６０８は、MMEの変更をHSS１２２に知らせるために行われる。ブロック６０５〜６０８における処理は、図４のブロック４０７〜４１０における処理と同様である。

本実施形態で説明された制御手順によれば、UE１１１の移動性とは異なる１又は複数の基準（指標、パラメータ）を用いてUE１１１のモビリティ管理を行うべきMMEを選択することができる。

＜第４の実施形態＞
第１〜第３の実施形態では、MME選択の例について説明した。第１〜第３の実施形態で説明された技術思想は、UE１１１のためにデータ転送サービスを提供するユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティ（例えば、S-GW、P-GW又はこれら両方）の選択に応用することができる。本実施形態では、ユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティの選択を制御装置１５１が行う例について説明する。

図７は、本実施形態に係る公衆地上移動通信ネットワーク（Public Land Mobile Network (PLMN)）１００の構成例を示している。図７の例では、PLMN１００は、eNB１１２と関連付けて配置されたS-GWコンポーネント１４３及びP-GWコンポーネント１４４を含む。

制御装置７５１は、UE１１１にデータ転送サービスを提供するS-GW若しくはP-GW又はこれら両方の選択を実行する。ある実装（implementation）において、制御装置７５１は、図７に示されるように、UE１１１に配置されてもよい。他の実装において、制御装置７５１は、EPC１２０内に配置されてもよく、例えばMME装置１２１に配置されてもよい。さらに他の実装において、制御装置７５１は、E-UTRAN１１０内に配置されてもよく、例えばeNB１１２に配置されてもよい。さらに他の実装において、制御装置７５１は、PLMN１００の外部に配置されたコントロールノード（e.g., SDNコントローラ、NFVコントローラ、OSS、又はEMS）に配置されてもよい。

図８は、制御装置７５１によって行われるユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティの選択処理の一例（処理８００）を示すフローチャートである。ブロック８０１では、制御装置７５１は、UE１１１の遅延耐性（delay tolerance）レベル、UE１１１の制御シグナリングの頻度、及びUE１１１の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、UE１１１との間の経路コスト（又は管理範囲の広さ）が異なる複数の候補コアネットワーク・エンティティの中から、UE１１１のモビリティ管理を行うべきターゲット・コアネットワーク・エンティティを選択する。制御装置７５１は、複数の候補コアネットワーク・エンティティを検出するために、E-UTRAN１１０及びEPC１２０のエンティティと通信してもよい。これに代えて、制御装置１５１は、UE１１１のモビリティ管理を現在行っているサービングMME（例えば、MME装置１２１）又はeNB１１２から候補コアネットワーク・エンティティのリストを受信してもよい。複数の候補コアネットワーク・エンティティは、例えば、eNB１１２に関連付けられたS-GWコンポーネント１４３、及びEPC１２０内のS-GW１２３を含む。複数の候補コアネットワーク・エンティティは、eNB１１２に関連付けられたP-GWコンポーネント１４４、及びEPC１２０内のP-GW１２４を含んでもよい。eNB１１２に関連付けられたS-GWコンポーネント１４３及びP-GWコンポーネント１４４は、一般的に、EPC１２０内に配置されたS-GW１２３及びP-GW１２４に比べてそれぞれ経路コストが小さく且つ管理範囲が狭い。

制御装置７５１によるユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティの選択の具体例は、第１の実施形態で説明された制御装置１５１によるMME選択の具体例と同様であるから、ここでは説明を省略する。

ブロック８０２では、制御装置７５１は、ブロック８０１でのコアネットワーク・エンティティ選択に基づいて、UE１１１のためのデータ転送サービスをターゲット・コアネットワーク・エンティティに移転するための制御手順をトリガーする。ある実装において、制御装置７５１は、変更要求メッセージをサービングMME（例えば、MME１２１）に送信してもよい。制御装置７５１がサービングMMEに配置される実装の場合、サービングMMEは、ユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティを変更する手順を自ら開始してもよい。

本実施形態によれば、UE１１１の移動性とは異なる１又は複数の基準（指標、パラメータ）に基づいて、UE１１１のデータ転送サービスを行うべきユーザープレーンのコアネットワーク・エンティティを選択することができる。

最後に上述の第１〜第４の実施形態に係る制御装置１５１及び７５１の構成例について説明する。図９は、制御装置１５１の構成例を示している。制御装置７５１も図９と同様の構成を有してもよい。図９を参照すると、制御装置１５１は、ネットワークインタフェース１５１１、プロセッサ１５１２、及びメモリ１５１３を含む。ネットワークインタフェース１５１１は、ネットワークノード又はデバイス（e.g., UE１１１、eNB１１２、MME装置１２１、HSS１２２、及びS-GW１２３）と通信するために使用される。ネットワークインタフェース１５１１は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインタフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１５１２は、メモリ１５１３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態で説明された処理２００、３００、又は５００に関する制御装置１５１の処理を行う。プロセッサ１５１２は、例えば、マイクロプロセッサ、Micro Processing Unit（MPU）、又はCentral Processing Unit（CPU）であってもよい。プロセッサ１５１２は、複数のプロセッサを含んでもよい。

メモリ１５１３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、例えば、マスクRead Only Memory（MROM）、Programmable ROM（PROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの組合せである。また、メモリ１５１３は、プロセッサ１５１２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１５１２は、ネットワークインタフェース１５１１又は図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１５１３にアクセスしてもよい。

図９の例では、メモリ１５１３は、MME選択モジュール１５１４を含むソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。MME選択モジュール１５１４は、上述の実施形態で説明された処理２００、３００、又は５００に関する制御装置１５１の処理を実行するための命令群およびデータを含む。プロセッサ１５１２は、MME選択モジュール１５１４を含むソフトウェアモジュール群をメモリ１５１３から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明された制御装置１５１の処理を行うことができる。

図９を用いて説明したように、上述の実施形態に係る制御装置１５１及び制御装置７５１が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明され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実行する。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）、Compact Disc Read Only Memory（CD-ROM）、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ（例えば、マスクROM、Programmable ROM（PROM）、Erasable PROM（EPROM）、フラッシュROM、Random Access Memory（RAM））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。

＜その他の実施形態＞
上述の複数の実施形態は、各々独立に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。

上述の実施形態では、MME装置１２１、MMEコンポーネント１４１、及びMMEコンポーネント１４２のうち少なくとも１つは、サーバ仮想化技術及びネットワーク仮想化技術を用いて仮想化されたMME（virtualized MME）であってもよい。これと同様に、S-GW１２３、P-GW１２４、S-GWコンポーネント１４３、及びP-GWコンポーネント１４４のうち少なくとも１つは、サーバ仮想化技術及びネットワーク仮想化技術を用いて仮想化されたS-GW（又はP-GW）であってもよい。仮想化されたMME、S-GW、及びP-GWは、サーバー・プールに設定された仮想マシン、又は物理的なスイッチ群に設定された仮想ルータとして実現されてもよい。

上述の実施形態では、主にEPSに関する具体例を用いて説明を行った。しかしながら、これらの実施形態は、その他の移動通信システム、例えば、Universal Mobile Telecommunications System（UMTS）、3GPP2 CDMA2000システム（1xRTT、High Rate Packet Data（HRPD））、Global System for Mobile communications（GSM（登録商標））/General packet radio service（GPRS）システム、及びモバイルWiMAXシステム等に適用されてもよい。

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１４年１０月２４日に出願された日本出願特願２０１４−２１７６３０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。

１１０ Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN)
１１１ User Equipment (UE)
１１２ eNodeB (eNB)
１２０ Evolved Packet Core (EPC)
１２１ Mobility Management Entity (MME) 装置
１２２ Home Subscriber Server (HSS)
１２３ Serving Gateway (S-GW)
１２４ Packet Data Network Gateway (P-GW)
１３０ Packet Data Network (PDN)
１４１ MMEコンポーネント
１４２ MMEコンポーネント
１４３ S-GWコンポーネント
１４４ P-GWコンポーネント
１４３ S-GWコンポーネント
１４４ P-GWコンポーネント
１５１ 制御装置
７５１ 制御装置
１５１２ プロセッサ
１５１３ メモリ

Claims (10)

1. メモリと、
   前記メモリに結合されたプロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、無線端末の遅延耐性レベル、前記無線端末の制御シグナリングの頻度、及び前記無線端末の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、前記無線端末との間の経路コストが異なる複数の候補コアネットワーク・エンティティの中から前記無線端末のためにモビリティ管理サービス又はデータ転送サービスを提供するべきターゲット・コアネットワーク・エンティティを選択するよう動作し、
   前記遅延耐性レベルは、前記無線端末とコアネットワークの間の通信に関する遅延時間又は応答時間の耐性レベルであり、
   前記制御シグナリングは、前記無線端末によって行われ、且つ無線アクセスネットワークと前記コアネットワークの間のシグナリングを引き起こす制御シグナリングであり、
   前記通信間隔は、前記無線端末と前記無線アクセスネットワークとの間の通信の間隔である、
   制御装置。
2. 前記複数の候補コアネットワーク・エンティティは、コアネットワークノードに関連付けて配置された第１のコアネットワーク・エンティティと、無線アクセスネットワークノードに関連付けて配置されており且つ前記第１のコアネットワーク・エンティティよりも前記無線端末との間の経路コストが小さい第２のコアネットワーク・エンティティを含む、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記プロセッサは、前記遅延耐性レベルが第１のレベルであるときに前記第１のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択し、前記遅延耐性レベルが前記第１のレベルよりもネットワーク遅延を許容しないことを示す第２のレベルであるときに前記第２のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択する、
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記プロセッサは、前記無線端末と前記第１のコアネットワーク・エンティティの間の通信に関する遅延時間又は応答時間が前記遅延耐性レベルに基づく閾値を超える場合に、前記第２のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択する、
   請求項２に記載の制御装置。
5. 前記プロセッサは、前記制御シグナリングの頻度が第１の値であるときに前記第１のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択し、前記制御シグナリングの頻度が前記第１の値よりも大きい第２の値であるときに前記第２のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択する、
   請求項２に記載の制御装置。
6. 前記プロセッサは、前記通信間隔が第１の値であるときに前記第１のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択し、前記通信間隔が前記第１の値よりも短いことを示す第２の値であるときに前記第２のコアネットワーク・エンティティを前記ターゲット・コアネットワーク・エンティティとして選択する、
   請求項２に記載の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記無線端末に配置される、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記コアネットワークに配置される、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 無線端末の遅延耐性レベル、前記無線端末の制御シグナリングの頻度、及び前記無線端末の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、前記無線端末との間の経路コストが異なる複数の候補コアネットワーク・エンティティの中から前記無線端末のためにモビリティ管理サービス又はデータ転送サービスを提供するべきターゲット・コアネットワーク・エンティティを選択することを備え、
   前記遅延耐性レベルは、前記無線端末とコアネットワークの間の通信に関する遅延時間又は応答時間の耐性レベルであり、
   前記制御シグナリングは、前記無線端末によって行われ、且つ無線アクセスネットワークと前記コアネットワークの間のシグナリングを引き起こす制御シグナリングであり、
   前記通信間隔は、前記無線端末と前記無線アクセスネットワークとの間の通信の間隔である、
   コアネットワーク・エンティティの選択方法。
10. コアネットワーク・エンティティの選択方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
    前記選択方法は、無線端末の遅延耐性レベル、前記無線端末の制御シグナリングの頻度、及び前記無線端末の通信間隔のうち少なくとも１つに基づいて、前記無線端末との間の経路コストが異なる複数の候補コアネットワーク・エンティティの中から前記無線端末のためにモビリティ管理サービス又はデータ転送サービスを提供するべきターゲット・コアネットワーク・エンティティを選択することを備え、
    前記遅延耐性レベルは、前記無線端末とコアネットワークの間の通信に関する遅延時間又は応答時間の耐性レベルであり、
    前記制御シグナリングは、前記無線端末によって行われ、且つ無線アクセスネットワークと前記コアネットワークの間のシグナリングを引き起こす制御シグナリングであり、
    前記通信間隔は、前記無線端末と前記無線アクセスネットワークとの間の通信の間隔である、
    プログラム。

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