特開2022-175122通信開始時のコントロールプレーンの処理時間を削減する移動通信システム、中継サーバ及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022175122
(43)【公開日】2022-11-25
(54)【発明の名称】通信開始時のコントロールプレーンの処理時間を削減する移動通信システム、中継サーバ及び方法
(51)【国際特許分類】
H04W 76/15 20180101AFI20221117BHJP
H04W 76/25 20180101ALI20221117BHJP
H04W 72/04 20090101ALI20221117BHJP
H04W 88/06 20090101ALI20221117BHJP
【ＦＩ】
H04W76/15
H04W76/25
H04W72/04 111
H04W88/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021081286
(22)【出願日】2021-05-12
(71)【出願人】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100135068
【弁理士】
【氏名又は名称】早原 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】長野 知幸
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067DD11
5K067EE04
5K067EE10
5K067EE16
5K067EE24
(57)【要約】
【課題】セッションが切断状態にあっても、通信開始時にコントロールプレーンのセッション確立シーケンスに要する時間を削減する移動通信システム等を提案する。
【解決手段】端末と、当該端末と通信する通常接続局とを有する移動通信システムにおいて、端末と通信する常時接続局と、通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバとを更に有する。端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立するものである。中継サーバは、常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理すると共に、通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する。
【選択図】図２
【解決手段】端末と、当該端末と通信する通常接続局とを有する移動通信システムにおいて、端末と通信する常時接続局と、通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバとを更に有する。端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立するものである。中継サーバは、常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理すると共に、通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
端末と、当該端末と通信する通常接続局とを有する移動通信システムにおいて、
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立するものであり、
中継サーバは、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理すると共に、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する
を有することを特徴とする移動通信システム。
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立するものであり、
中継サーバは、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理すると共に、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する
を有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項2】
常時セッションが接続状態から切断状態へ移行しないように、
中継サーバが、常時セッションを介して端末へ定期的に制御信号を送信するか、又は、
端末が、常時セッションを介して中継サーバへ定期的に制御信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
中継サーバが、常時セッションを介して端末へ定期的に制御信号を送信するか、又は、
端末が、常時セッションを介して中継サーバへ定期的に制御信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項3】
通常接続局は、セル毎に滞在する複数の端末をカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局は、複数のセルをカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局の配置数は、通常接続局の配置数よりも少ない
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
常時接続局は、複数のセルをカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局の配置数は、通常接続局の配置数よりも少ない
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
【請求項4】
端末は、通常セッションが切断状態である場合、
送信すべきユーザデータが発生した際に、ユーザデータを常時接続局へ送信すると共に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、
通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の移動通信システム。
送信すべきユーザデータが発生した際に、ユーザデータを常時接続局へ送信すると共に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、
通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項5】
中継サーバは、通常セッションが切断状態である場合、
データネットワークから端末へ転送すべきユーザデータを受信した際に、常時セッションを介して端末へユーザデータを転送すると共に、コピーしたユーザデータを通常セッションへ転送し、
端末は、通常接続局からのページングを受信した際に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の移動通信システム。
データネットワークから端末へ転送すべきユーザデータを受信した際に、常時セッションを介して端末へユーザデータを転送すると共に、コピーしたユーザデータを通常セッションへ転送し、
端末は、通常接続局からのページングを受信した際に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項6】
端末のＩＰ(Internet Protocol)アドレスは、通常セッションと常時セッションとで同一又は異なるものであり、
ＩＰアドレスが異なる場合、常時セッションのＩＰアドレスは、通常セッションのＩＰアドレスを変換したものか、又は、通常セッションのＩＰアドレスを含むデータパケットを異なるＩＰアドレスでカプセル化したものである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の移動通信システム。
ＩＰアドレスが異なる場合、常時セッションのＩＰアドレスは、通常セッションのＩＰアドレスを変換したものか、又は、通常セッションのＩＰアドレスを含むデータパケットを異なるＩＰアドレスでカプセル化したものである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項7】
移動通信システムが、５Ｇ規格に基づくものである場合、
通常接続局及び常時接続局は、ＲＡＮ(Radio Access Network)に基づくものであり、
通常セッション及び常時セッションは、端末とＵＰＦ(User Plane Function)との間で確立されるものであり、
中継サーバは、ユーザプレーンセッション制御サーバである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の移動通信システム。
通常接続局及び常時接続局は、ＲＡＮ(Radio Access Network)に基づくものであり、
通常セッション及び常時セッションは、端末とＵＰＦ(User Plane Function)との間で確立されるものであり、
中継サーバは、ユーザプレーンセッション制御サーバである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項8】
通常セッション及び常時セッションの状態は、ＳＭＦ(Session Management Function)によって管理されており、
ＮＥＦ(Network Exposure Function)は、ＳＭＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得し、
中継サーバは、
ＮＥＦへ、通常セッション及び常時セッションの状態の通知を予約することによって、ＮＥＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得するか、又は、
端末が、通信可能な通常セッション又は常時セッションを介して、中継サーバへ通常セッション及び常時セッションの状態を送信する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の移動通信システム。
ＮＥＦ(Network Exposure Function)は、ＳＭＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得し、
中継サーバは、
ＮＥＦへ、通常セッション及び常時セッションの状態の通知を予約することによって、ＮＥＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得するか、又は、
端末が、通信可能な通常セッション又は常時セッションを介して、中継サーバへ通常セッション及び常時セッションの状態を送信する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の移動通信システム。
【請求項9】
端末と通信する通常接続局及び常時接続局の両方と、データネットワークとの間に接続される中継サーバであって、
端末と、通常接続局を経由する通常セッションを介して通信する通常セッション通信手段と、
端末と、常時接続局を経由する常時セッションを介して通信する常時セッション通信手段と、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する常時セッション管理手段と、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御するセッション制御手段と
を有することを特徴とする中継サーバ。
端末と、通常接続局を経由する通常セッションを介して通信する通常セッション通信手段と、
端末と、常時接続局を経由する常時セッションを介して通信する常時セッション通信手段と、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する常時セッション管理手段と、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御するセッション制御手段と
を有することを特徴とする中継サーバ。
【請求項10】
端末と、当該端末と通信する通常接続局とを有する移動通信システムの通信方法において、
移動通信システムは、
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立する第１のステップと、
中継サーバは、常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する第２のステップと、
中継サーバは、通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する第３のステップと
を実行することを特徴とする通信方法。
移動通信システムは、
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立する第１のステップと、
中継サーバは、常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する第２のステップと、
中継サーバは、通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する第３のステップと
を実行することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信開始時におけるコントロールプレーンのセッション確立シーケンスの技術に関する。
【背景技術】
【0002】
５Ｇの移動通信システムによれば、端末(User Equipment)を、ＲＡＮ(Radio Access Network)を介して収容するコアシステムは、コントロールプレーンとユーザプレーンとから構成される。
コントロールプレーンは、通信確立などの制御信号を送受信するネットワーク装置群であって、以下のようなネットワーク装置群を有する。
ＡＭＦ(Access and Mobility Management Function)
ＳＭＦ(Session Management Function)
ＮＥＦ(Network Exposure Function)
ＡＭＦは、端末に対する一元的に登録管理、接続管理及び移動管理を担う。
ＳＭＦは、端末に対するＩＰ(Internet Protocol)アドレスの割り当てや、ＵＰＦに対するセッション管理を担う。
ＮＥＦは、サービス機能についてイベントが発生した際へ、そのイベントを通知する機能を有する。
コントロールプレーンは、通信確立などの制御信号を送受信するネットワーク装置群であって、以下のようなネットワーク装置群を有する。
ＡＭＦ(Access and Mobility Management Function)
ＳＭＦ(Session Management Function)
ＮＥＦ(Network Exposure Function)
ＡＭＦは、端末に対する一元的に登録管理、接続管理及び移動管理を担う。
ＳＭＦは、端末に対するＩＰ(Internet Protocol)アドレスの割り当てや、ＵＰＦに対するセッション管理を担う。
ＮＥＦは、サービス機能についてイベントが発生した際へ、そのイベントを通知する機能を有する。
【0003】
ユーザプレーンは、ユーザデータを送受信するために、ＵＰＦ(User Plane Function)を有する。
ＵＰＦは、端末との間でセッションを確立し、ユーザデータのルーティング及び転送処理を担う。
ＵＰＦは、端末との間でセッションを確立し、ユーザデータのルーティング及び転送処理を担う。
【0004】
５Ｇによれば、端末とＵＰＦとの間で確立されたセッションは、一定期間、無通信となった場合、接続状態（CM(Connection Management)-CONNECTED）から切断状態（CM-IDLE）へ移行する。これば、端末や基地局のリソースの消費を削減するためである。切断状態に移行すると、ユーザデータの送受信を開始するためには、再度、接続状態へ移行する必要がある。
【0005】
図１は、従来技術におけるシーケンス図である。
【0006】
図１（ａ）によれば、端末２に、送信すべきユーザデータ(1)が発生した場合を表す。
（Ｓ１１）端末２は、ユーザデータ(1)を、ＲＡＮの通常接続局３１へ送信しようとするが、通常セッションが切断状態にある。
（Ｓ１２）このとき、端末２は、通常接続局３１へセッション確立要求を送信する。これは一般的なService Request手順(UE Triggered Service Request procedure)に従って実行される。
セッション確立要求は、５ＧコアシステムのＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
（Ｓ１３）そして、端末２は、Ｓ１１で発生したユーザデータ(1)を、接続状態の通常セッションを介して送信する。
（Ｓ１４）端末２は、その後に発生したユーザデータ(2)も、接続状態の通常セッションを介して送信する。
尚、ＬＴＥ(Long Term Evolution)によれば、Service Request手順の短縮化（低遅延化）のための他の複数の技術もある。しかしながら、いずれにせよ、端末２は、セッションの接続状態への移行が完了しない限り、ユーザデータを送信することができない。
（Ｓ１１）端末２は、ユーザデータ(1)を、ＲＡＮの通常接続局３１へ送信しようとするが、通常セッションが切断状態にある。
（Ｓ１２）このとき、端末２は、通常接続局３１へセッション確立要求を送信する。これは一般的なService Request手順(UE Triggered Service Request procedure)に従って実行される。
セッション確立要求は、５ＧコアシステムのＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
（Ｓ１３）そして、端末２は、Ｓ１１で発生したユーザデータ(1)を、接続状態の通常セッションを介して送信する。
（Ｓ１４）端末２は、その後に発生したユーザデータ(2)も、接続状態の通常セッションを介して送信する。
尚、ＬＴＥ(Long Term Evolution)によれば、Service Request手順の短縮化（低遅延化）のための他の複数の技術もある。しかしながら、いずれにせよ、端末２は、セッションの接続状態への移行が完了しない限り、ユーザデータを送信することができない。
【0007】
図１（ｂ）によれば、端末２へ送信すべきユーザデータ(1)が、ＵＰＦ４１に発生した場合を表す。
（Ｓ２１）ＵＰＦ４１は、ユーザデータ(1)を端末２へ送信しようとするが、通常セッションが切断状態にある。
（Ｓ２２）このとき、ＵＰＦ４１は、端末２へ向けてページングを送信する。これは一般的なPaging手順(Network Triggered Service Request)に従って実行される。
ページングは、５ＧコアシステムのＳＭＦ６１及びＡＭＦ５、通常接続局３１を介して、端末２へ送信される。
（Ｓ２３）端末２は、ページングを受信した際に、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、通常接続局３１へセッション確立要求を送信する。セッション確立要求は、５ＧコアシステムのＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
（Ｓ２４）そして、ＵＰＦ４１は、Ｓ２１で受信したユーザデータ(1)を、接続状態の通常セッションを介して端末２へ送信する。
（Ｓ２５）ＵＰＦ４１は、その後に発生したユーザデータ(2)も、接続状態の通常セッションを介して端末２へ送信する。
（Ｓ２１）ＵＰＦ４１は、ユーザデータ(1)を端末２へ送信しようとするが、通常セッションが切断状態にある。
（Ｓ２２）このとき、ＵＰＦ４１は、端末２へ向けてページングを送信する。これは一般的なPaging手順(Network Triggered Service Request)に従って実行される。
ページングは、５ＧコアシステムのＳＭＦ６１及びＡＭＦ５、通常接続局３１を介して、端末２へ送信される。
（Ｓ２３）端末２は、ページングを受信した際に、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、通常接続局３１へセッション確立要求を送信する。セッション確立要求は、５ＧコアシステムのＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
（Ｓ２４）そして、ＵＰＦ４１は、Ｓ２１で受信したユーザデータ(1)を、接続状態の通常セッションを介して端末２へ送信する。
（Ｓ２５）ＵＰＦ４１は、その後に発生したユーザデータ(2)も、接続状態の通常セッションを介して端末２へ送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】3GPP TS 23.501 System architecture for the 5G System (5GS)
【非特許文献2】3GPP TS 23.502 Procedures for the 5G System (5GS)
【非特許文献3】3GPP TS 23.503 Policy and charging control framework for the 5G System (5GS)
【非特許文献4】3GPP TS 37.340 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and NR;Multi-connectivity;Stage 2
【非特許文献5】3GPP TS 29.122 T8 reference point for Northbound APIs
【非特許文献6】3GPP TS 29.522 5G System; Network Exposure Function Northbound APIs;Stage 3
【非特許文献7】Yuanjie Li, Zengwen Yuan, and Chunyi Peng. 2017. A Control-Plane Perspective on Reducing Data Access Latency in LTE Networks. In MobiCom’17.
【非特許文献8】Ryan Junguk Cho and Z. Jacobus Van. 2018. MobileStream: A Scalable, Pro- grammable and Evolvable Mobile Core Control Plane Platform. In MobiCom’18.
【非特許文献9】Ali Mohammadkhan, KK Ramakrishnan, Fellow, IEEE, ACM, and Vivek A. Jain. CleanG?Improving the Architecture and Protocols for Future Cellular Networks With NFV. In IEEE/ACM Transactions on Networking ( Volume: 28, Issue: 6, Dec. 2020)
【非特許文献10】Mukhtiar Ahmad, Syed Usman Jafri, Azam Ikram, Wasiq Noor Ahmad Qasmi, Muhammad Ali Nawazish, Zartash Afzal Uzmi, Zafar Ayyub Qazi. A Low Latency and Consistent Cellular Control Plane. In SIGCOMM '20.
【非特許文献11】Rinku Shah, Vikas Kumar, Mythili Vutukuru, Purushottam Kulkarni. TurboEPC: Leveraging Dataplane Programmability to Accelerate the Mobile Packet Core. In SOSR '20.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
前述したように、既存技術によれば、端末がＵＰＦとの間に確立したセッションが切断状態である場合、接続状態へ移行しないと、ユーザデータの送受信を開始することができない。そのために、低遅延が要求されるサービスについては、セッションの切断状態から接続状態への移行時間がボトルネックとなる。
勿論、既存のプロトコルによれば、セッションの接続状態から切断状態へ移行する無通信期間を長く設定することは可能である。しかしながら、セッションが切断状態へ移行しないようにすることはできない。なぜなら、セッションの接続状態を維持することは、端末のみならず、ＲＡＮの通信リソースを無駄に消費することとなるためである。
勿論、既存のプロトコルによれば、セッションの接続状態から切断状態へ移行する無通信期間を長く設定することは可能である。しかしながら、セッションが切断状態へ移行しないようにすることはできない。なぜなら、セッションの接続状態を維持することは、端末のみならず、ＲＡＮの通信リソースを無駄に消費することとなるためである。
【0010】
そこで、本発明は、セッションが切断状態にあっても、通信開始時にコントロールプレーンのセッション確立シーケンスに要する時間を削減することができる移動通信システム、中継サーバ及び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】
【0011】
本発明によれば、端末と、当該端末と通信する通常接続局とを有する移動通信システムにおいて、
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立するものであり、
中継サーバは、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理すると共に、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する
を有することを特徴とする。
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立するものであり、
中継サーバは、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理すると共に、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する
を有することを特徴とする。
【0012】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
常時セッションが接続状態から切断状態へ移行しないように、
中継サーバが、常時セッションを介して端末へ定期的に制御信号を送信するか、又は、
端末が、常時セッションを介して中継サーバへ定期的に制御信号を送信する
ことも好ましい。
常時セッションが接続状態から切断状態へ移行しないように、
中継サーバが、常時セッションを介して端末へ定期的に制御信号を送信するか、又は、
端末が、常時セッションを介して中継サーバへ定期的に制御信号を送信する
ことも好ましい。
【0013】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
通常接続局は、セル毎に滞在する複数の端末をカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局は、複数のセルをカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局の配置数は、通常接続局の配置数よりも少ない
ことも好ましい。
通常接続局は、セル毎に滞在する複数の端末をカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局は、複数のセルをカバーするべく配置されたものであり、
常時接続局の配置数は、通常接続局の配置数よりも少ない
ことも好ましい。
【0014】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
端末は、通常セッションが切断状態である場合、
送信すべきユーザデータが発生した際に、ユーザデータを常時接続局へ送信すると共に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、
通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことも好ましい。
端末は、通常セッションが切断状態である場合、
送信すべきユーザデータが発生した際に、ユーザデータを常時接続局へ送信すると共に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、
通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことも好ましい。
【0015】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
中継サーバは、通常セッションが切断状態である場合、
データネットワークから端末へ転送すべきユーザデータを受信した際に、常時セッションを介して端末へユーザデータを転送すると共に、コピーしたユーザデータを通常セッションへ転送し、
端末は、通常接続局からのページングを受信した際に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことも好ましい。
中継サーバは、通常セッションが切断状態である場合、
データネットワークから端末へ転送すべきユーザデータを受信した際に、常時セッションを介して端末へユーザデータを転送すると共に、コピーしたユーザデータを通常セッションへ転送し、
端末は、通常接続局からのページングを受信した際に、セッション確立要求を通常接続局へ送信し、通常接続局を介して通常セッションが確立された後、通常セッションを介してユーザデータを送受信する
ことも好ましい。
【0016】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
端末のＩＰ(Internet Protocol)アドレスは、通常セッションと常時セッションとで同一又は異なるものであり、
ＩＰアドレスが異なる場合、常時セッションのＩＰアドレスは、通常セッションのＩＰアドレスを変換したものか、又は、通常セッションのＩＰアドレスを含むデータパケットを異なるＩＰアドレスでカプセル化したものである
ことも好ましい。
端末のＩＰ(Internet Protocol)アドレスは、通常セッションと常時セッションとで同一又は異なるものであり、
ＩＰアドレスが異なる場合、常時セッションのＩＰアドレスは、通常セッションのＩＰアドレスを変換したものか、又は、通常セッションのＩＰアドレスを含むデータパケットを異なるＩＰアドレスでカプセル化したものである
ことも好ましい。
【0017】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
移動通信システムが、５Ｇ規格に基づくものである場合、
通常接続局及び常時接続局は、ＲＡＮ(Radio Access Network)に基づくものであり、
通常セッション及び常時セッションは、端末とＵＰＦ(User Plane Function)との間で確立されるものであり、
中継サーバは、ユーザプレーンセッション制御サーバである
ことも好ましい。
移動通信システムが、５Ｇ規格に基づくものである場合、
通常接続局及び常時接続局は、ＲＡＮ(Radio Access Network)に基づくものであり、
通常セッション及び常時セッションは、端末とＵＰＦ(User Plane Function)との間で確立されるものであり、
中継サーバは、ユーザプレーンセッション制御サーバである
ことも好ましい。
【0018】
本発明の移動通信システムにおける他の実施形態によれば、
通常セッション及び常時セッションの状態は、ＳＭＦ(Session Management Function)によって管理されており、
ＮＥＦ(Network Exposure Function)は、ＳＭＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得し、
中継サーバは、
ＮＥＦへ、通常セッション及び常時セッションの状態の通知を予約することによって、ＮＥＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得するか、又は、
端末が、通信可能な通常セッション又は常時セッションを介して、中継サーバへ通常セッション及び常時セッションの状態を送信する
ことも好ましい。
通常セッション及び常時セッションの状態は、ＳＭＦ(Session Management Function)によって管理されており、
ＮＥＦ(Network Exposure Function)は、ＳＭＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得し、
中継サーバは、
ＮＥＦへ、通常セッション及び常時セッションの状態の通知を予約することによって、ＮＥＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得するか、又は、
端末が、通信可能な通常セッション又は常時セッションを介して、中継サーバへ通常セッション及び常時セッションの状態を送信する
ことも好ましい。
【0019】
本発明によれば、端末と通信する通常接続局及び常時接続局の両方と、データネットワークとの間に接続される中継サーバであって、
端末と、通常接続局を経由する通常セッションを介して通信する通常セッション通信手段と、
端末と、常時接続局を経由する常時セッションを介して通信する常時セッション通信手段と、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する常時セッション管理手段と、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御するセッション制御手段と
を有することを特徴とする。
端末と、通常接続局を経由する通常セッションを介して通信する通常セッション通信手段と、
端末と、常時接続局を経由する常時セッションを介して通信する常時セッション通信手段と、
常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する常時セッション管理手段と、
通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御するセッション制御手段と
を有することを特徴とする。
【0020】
本発明によれば、端末と、当該端末と通信する通常接続局とを有する移動通信システムの通信方法において、
移動通信システムは、
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立する第１のステップと、
中継サーバは、常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する第２のステップと、
中継サーバは、通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する第３のステップと
を実行することを特徴とする。
移動通信システムは、
端末と通信する常時接続局と、
通常接続局及び常時接続局の両方とデータネットワークとの間に接続される中継サーバと
を更に有し、
端末は、通常接続局を介して通常セッションを確立すると共に、常時接続局を介して常時セッションを確立する第１のステップと、
中継サーバは、常時セッションが接続状態(CONNECTED)から無通信時の切断状態(IDLE)へ移行しないように管理する第２のステップと、
中継サーバは、通常セッションにおける切断状態から接続状態への移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する第３のステップと
を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明の移動通信システム、中継サーバ及び方法によれば、セッションが切断状態にあっても、通信開始時にコントロールプレーンのセッション確立シーケンスに要する時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来技術におけるシーケンス図である。
【図2】本発明におけるシステム構成図である。
【図3】本発明における中継サーバの機能構成図である。
【図4】本発明における第１のシーケンス図である。
【図5】本発明における第２のシーケンス図である。
【図6】本発明における第３のシーケンス図である。
【図7】本発明の端末におけるＩＰアドレスの構成を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下では、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。
【0024】
図２は、本発明におけるシステム構成図である。
【0025】
【0026】
［常時接続局３２］
常時接続局３２は、通常接続局３１と同様に、ＲＡＮに基づくものである。常時接続局３２は、基地局として物理的に別途に存在するものであってもよいし、例えば仮想化技術やスライス技術によって、ＲＡＮ内で論理的に分割されたものであってもよい。端末２からみて、通常接続局３１及び常時接続局３２は、異なるエリアタイプのＩＤとして識別されるものである。例えば異なるPLMN-ID(Public Land Mobile Networks - IDentifier)を用いたり、S-NSSAI(Sub - Network Slice Selection Assist Information)を利用することによって識別可能とする。
尚、端末２がハンドオーバする場合を想定すると、通常接続局３１と常時接続局３２との間では実行されない。必ず、通常接続局３１同士の間、及び、常時接続局３２同士の間でのみ、ハンドオーバが実行される。
常時接続局３２は、通常接続局３１と同様に、ＲＡＮに基づくものである。常時接続局３２は、基地局として物理的に別途に存在するものであってもよいし、例えば仮想化技術やスライス技術によって、ＲＡＮ内で論理的に分割されたものであってもよい。端末２からみて、通常接続局３１及び常時接続局３２は、異なるエリアタイプのＩＤとして識別されるものである。例えば異なるPLMN-ID(Public Land Mobile Networks - IDentifier)を用いたり、S-NSSAI(Sub - Network Slice Selection Assist Information)を利用することによって識別可能とする。
尚、端末２がハンドオーバする場合を想定すると、通常接続局３１と常時接続局３２との間では実行されない。必ず、通常接続局３１同士の間、及び、常時接続局３２同士の間でのみ、ハンドオーバが実行される。
【0027】
ここで、通常接続局３１は、一般的な所定範囲に滞在する複数の端末２をカバーするべくセル毎に配置されたものである。基本的に、その所定範囲に滞在する端末２は、通常接続局３１を介してユーザデータを送受信する。
これに対し、常時接続局３２は、複数のセルをカバーするべく配置されたものである。そのために、常時接続局３２の配置数は、通常接続局３１の配置数よりも少ない。
これに対し、常時接続局３２は、複数のセルをカバーするべく配置されたものである。そのために、常時接続局３２の配置数は、通常接続局３１の配置数よりも少ない。
【0028】
また、通常接続局３１を介する通常セッションの通信速度は、端末２からみてサービス条件を満たす高速性が求められる。
これに対し、常時接続局３２を介する常時セッションの通信速度は、端末２からみて最初のユーザデータを即時に転送できればよく、通常接続局３１のように高速性が求められるものではない。
これに対し、常時接続局３２を介する常時セッションの通信速度は、端末２からみて最初のユーザデータを即時に転送できればよく、通常接続局３１のように高速性が求められるものではない。
【0029】
［ＵＰＦ４２］
ＵＰＦ４２は、端末２との間で、常時接続局３２を介してユーザデータを送受信する。
ＵＰＦ４２は、端末２との間で、常時接続局３２を介してユーザデータを送受信する。
【0030】
［中継サーバ１］
中継サーバ１は、ユーザプレーンセッション制御サーバであって、端末２との間で、通常接続局３１及びＵＰＦ４１を介した「通常セッション」と、常時接続局３２及びＵＰＦ４２を介した「常時セッション」との両方を確立する。そして、通常セッション及び常時セッションと、データネットワークとの間で、ユーザデータを中継する。
中継サーバ１は、ユーザプレーンセッション制御サーバであって、端末２との間で、通常接続局３１及びＵＰＦ４１を介した「通常セッション」と、常時接続局３２及びＵＰＦ４２を介した「常時セッション」との両方を確立する。そして、通常セッション及び常時セッションと、データネットワークとの間で、ユーザデータを中継する。
【0031】
［端末２］
端末２は、通常接続局又は常時接続局かを識別する。そして、通常接続局３１及びＵＰＦ４１を介して中継サーバ１との間で「通常セッション」を確立すると共に、常時接続局３２及びＵＰＦ４２を介して「常時セッション」を確立する。尚、２本の通常セッションを確立したり、２本の常時セッションを確立するものではない。
端末２は、通常接続局又は常時接続局かを識別する。そして、通常接続局３１及びＵＰＦ４１を介して中継サーバ１との間で「通常セッション」を確立すると共に、常時接続局３２及びＵＰＦ４２を介して「常時セッション」を確立する。尚、２本の通常セッションを確立したり、２本の常時セッションを確立するものではない。
【0032】
図３は、本発明における中継サーバの機能構成図である。
【0033】
図３によれば、中継サーバ１は、通常セッション通信部１１と、常時セッション通信部１２と、常時セッション管理部１３と、セッション制御部１４とを有する。これら機能構成部は、中継サーバに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、中継サーバのユーザプレーン制御方法としても理解できる。
【0034】
［通常セッション通信部１１］
通常セッション通信部１１は、端末２とＵＰＦ４１との間の「通常セッション」介して通信する。通常セッションは、一定期間、無通信となることによって、接続状態(CM-CONNECTED)から切断状態(CM-IDLE)へ移行するものである。
通常セッション通信部１１は、端末２とＵＰＦ４１との間の「通常セッション」介して通信する。通常セッションは、一定期間、無通信となることによって、接続状態(CM-CONNECTED)から切断状態(CM-IDLE)へ移行するものである。
【0035】
［常時セッション通信部１２］
常時セッション通信部１２は、端末２とＵＰＦ４２との間の「常時セッション」を介して通信する。
常時セッション通信部１２は、端末２とＵＰＦ４２との間の「常時セッション」を介して通信する。
【0036】
［常時セッション管理部１３］
常時セッション管理部１３は、常時セッションが接続状態(CM-CONNECTED)から無通信時の切断状態(CM-IDLE)へ移行しないように管理する。即ち、常時セッションの接続状態を維持する。
常時セッション管理部１３は、常時セッションが接続状態(CM-CONNECTED)から無通信時の切断状態(CM-IDLE)へ移行しないように管理する。即ち、常時セッションの接続状態を維持する。
【0037】
常時セッション管理部１３は、常時セッション通信部１２によって確立された常時セッションを介して、端末２へ向けて定期的に制御信号を送信する。具体的には、制御信号として、定期的にpingを送信する。
pingとは、発信元ホストから宛先ホストにメッセージを送信し、宛先ホストから応答パケットが返信されることを確認するものである。具体的には、ＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol)の"echo request"パケットを宛先ホストに送信し、宛先ホストから"echo reply"が返信されることによって到達性を確認する。
即ち、常時セッションも、通常セッションと同様に、ユーザプレーンのセッションに過ぎないが、接続状態から切断状態へ移行する無通信期間よりも短い時間間隔で、pingを送受信することよって、切断状態へ移行しないようにする。
尚、常時セッション管理部１３は、常時セッションへpingを常に送信するものであってもよいし、端末２に対する通常セッションが切断状態にある場合にのみ、常時セッションへpingを送信するように制御するものであってもよい。
pingとは、発信元ホストから宛先ホストにメッセージを送信し、宛先ホストから応答パケットが返信されることを確認するものである。具体的には、ＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol)の"echo request"パケットを宛先ホストに送信し、宛先ホストから"echo reply"が返信されることによって到達性を確認する。
即ち、常時セッションも、通常セッションと同様に、ユーザプレーンのセッションに過ぎないが、接続状態から切断状態へ移行する無通信期間よりも短い時間間隔で、pingを送受信することよって、切断状態へ移行しないようにする。
尚、常時セッション管理部１３は、常時セッションへpingを常に送信するものであってもよいし、端末２に対する通常セッションが切断状態にある場合にのみ、常時セッションへpingを送信するように制御するものであってもよい。
【0038】
［セッション制御部１４］
セッション制御部１４は、通常セッションが切断状態から接続状態へ移行するセッション確立シーケンスの移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する。これによって、通常セッションのコントロールプレーンにおけるセッション確立シーケンス中であっても、常時セッションを介してユーザデータを送受信することができる。即ち、ユーザプレーンにおける無通信期間経過後の切断状態にあっても、最初のユーザデータの転送遅延をなくすように機能する。
セッション制御部１４は、通常セッションが切断状態から接続状態へ移行するセッション確立シーケンスの移行期間に、常時セッションを介してユーザデータを送受信するように制御する。これによって、通常セッションのコントロールプレーンにおけるセッション確立シーケンス中であっても、常時セッションを介してユーザデータを送受信することができる。即ち、ユーザプレーンにおける無通信期間経過後の切断状態にあっても、最初のユーザデータの転送遅延をなくすように機能する。
【0039】
尚、中継サーバ１のセッション制御部１４は、ＮＥＦ７から、端末２おける通常セッション及び常時セッションのイベント（例えばセッションの確立／解放や、端末ＩＤ、セッション状態、端末ＩＰアドレスなど）を常に収集する。
【0040】
図４は、本発明における第１のシーケンス図である。
【0041】
（Ｓ４１）端末２は、通常接続局３１へセッション確立要求を送信する。これは一般的なSession Establishment手順(UE requested PDU Session Establishment)に従って実行される。セッション確立要求は、通常接続局３１、ＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、ユーザプレーンに通常セッションを確立するべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、ＵＰＦ４１との間で通常セッションを接続状態とし、中継サーバ１との間で通信可能とする。
これによって、端末２は、ＵＰＦ４１との間で通常セッションを接続状態とし、中継サーバ１との間で通信可能とする。
【0042】
（Ｓ４２）Ｓ４１と同様に、端末２は、常時接続局３２へセッション確立要求を送信する。セッション確立要求は、常時接続局３２、ＡＭＦ５及びＳＭＦ６２を介してＵＰＦ４２へ転送される。ＵＰＦ４２は、ユーザプレーンに常時セッションを確立するべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６２、ＡＭＦ５及び常時接続局３２を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６２は、ＮＥＦ７へ、常時セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、ＵＰＦ４２との間で常時セッションを接続状態とし、中継サーバ１との間で通信可能とする。
これによって、端末２は、ＵＰＦ４２との間で常時セッションを接続状態とし、中継サーバ１との間で通信可能とする。
【0043】
Ｓ４１及びＳ４２によって、端末２は、通常セッションと常時セッションとの２本のセッションを確立する。尚、Dual Connectivity based end to end Redundant User Plane Paths(3GPP)によれば、５Ｇについて、ＵＲＬＬＣ(Ultra Reliable Low Latency Communication)を実現するために、ＵＥ（端末）が２本のセッションを確立することが規定されている。
【0044】
（Ｓ４３）その後、中継サーバ１は、常時セッションを介してpingを定期的に端末２へ送信する。逆に、端末２が、常時セッションを介してpingを定期的に送信するものであってもよい。
【0045】
（Ｓ４４）通常セッションは、所定の無通信期間が経過した際に、接続状態から切断状態へ移行する。
一方で、常時セッションは、Ｓ４３の挙動によって、接続状態が維持される。
一方で、常時セッションは、Ｓ４３の挙動によって、接続状態が維持される。
【0046】
図５は、本発明における第２のシーケンス図である。
【0047】
図５によれば、通常セッションは切断状態にあり、常時セッションは接続状態が維持されているとする。
（Ｓ５１）端末２に、送信すべきユーザデータ(1)が発生したとする。このとき、通常セッションが切断状態であるために、端末２は、ユーザデータ(1)を、常時セッションを介して中継サーバ１へ送信する。中継サーバ１は、そのユーザデータ(1)を、データネットワークへ転送する。
（Ｓ５１）端末２に、送信すべきユーザデータ(1)が発生したとする。このとき、通常セッションが切断状態であるために、端末２は、ユーザデータ(1)を、常時セッションを介して中継サーバ１へ送信する。中継サーバ１は、そのユーザデータ(1)を、データネットワークへ転送する。
【0048】
（Ｓ５２）端末２は、Ｓ５１と同時に、セッション確立要求を通常接続局３１へ送信する。セッション確立要求は、通常接続局３１、ＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、通常セッションを接続状態にするべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。これは一般的なService Request手順(UE Triggered Service Request procedure)に従って実行される。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
即ち、常時接続局３２を介した常時セッションは、端末２における通常セッションが切断状態にある際に、接続状態への移行期間、ユーザデータの送受信を担うものである。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
即ち、常時接続局３２を介した常時セッションは、端末２における通常セッションが切断状態にある際に、接続状態への移行期間、ユーザデータの送受信を担うものである。
【0049】
（Ｓ５３）その後、端末２に、送信すべきユーザデータ(2)が発生した場合、通常セッションを介して、ユーザデータ(2)を中継サーバ１へ送信する。
同様に、端末２に、送信すべきユーザデータ(3)が発生した場合、通常セッションを介して、ユーザデータ(3)を中継サーバ１へ送信する。
また、中継サーバ１は、端末２へ送信すべきユーザデータ(4)が発生した場合、通常セッションを介して、ユーザデータ(3)を端末２へ送信する。
同様に、端末２に、送信すべきユーザデータ(3)が発生した場合、通常セッションを介して、ユーザデータ(3)を中継サーバ１へ送信する。
また、中継サーバ１は、端末２へ送信すべきユーザデータ(4)が発生した場合、通常セッションを介して、ユーザデータ(3)を端末２へ送信する。
【0050】
図６は、本発明における第３のシーケンス図である。
【0051】
【0052】
（Ｓ６１）中継サーバ１は、端末２へ送信すべきユーザデータ(1)を、データネットワークから受信したとする。このとき、中継サーバ１は、通常セッションが切断状態であるために、ユーザデータ(1)を常時セッションを介して端末２へ送信する。
ユーザデータ(1)は、ＵＰＦ４２及び常時接続局３２を介して端末２へ送信される。
ユーザデータ(1)は、ＵＰＦ４２及び常時接続局３２を介して端末２へ送信される。
【0053】
（Ｓ６２）中継サーバ１は、Ｓ６１と同時に、ユーザデータ(1)をコピーして通常セッションへも送信する。ユーザデータ(1)を受信したＵＰＦ４１は、通常セッションを接続状態へ移行するべく、ページングを端末２へ向けて送信する。ページングは、ＳＭＦ６１及びＡＭＦ５を介して通常接続局３１へ送信され、通常接続局３１は、そのページングを端末２へ送信する。
【0054】
（Ｓ６３）端末２は、通常接続局３１からのページングを受信した際に、セッション確立要求を通常接続局３１へ送信する。セッション確立要求は、ＡＭＦ５及びＳＭＦ６１を介してＵＰＦ４１へ転送される。ＵＰＦ４１は、通常セッションを接続状態にするべく、セッション確立応答を、ＳＭＦ６１、ＡＭＦ５及び通常接続局３１を介して、端末２へ応答する。また、ＳＭＦ６１は、ＮＥＦ７へ、通常セッションが接続状態に移行した旨のイベントを通知する。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
これによって、端末２は、通常接続局３１を介してＵＰＦ４１との間で、通常セッションを接続状態とする。
【0055】
（Ｓ６４）その後、中継サーバ１は、データネットワークからユーザデータ(2)を受信すると、通常セッションを介してそのユーザデータ(2)を端末２へ送信する。
同様に、中継サーバ１は、データネットワークからユーザデータ(3)を受信すると、通常セッションを介してそのユーザデータ(3)を端末２へ送信する。
また、中継サーバ１は、端末２から通常セッションを介してユーザデータ(4)を受信した場合、そのユーザデータ(4)をデータネットワークへ送信する。
同様に、中継サーバ１は、データネットワークからユーザデータ(3)を受信すると、通常セッションを介してそのユーザデータ(3)を端末２へ送信する。
また、中継サーバ１は、端末２から通常セッションを介してユーザデータ(4)を受信した場合、そのユーザデータ(4)をデータネットワークへ送信する。
【0056】
図５及び図６によれば、通常セッションが切断状態にある際に、ユーザプレーンにおける最初のユーザデータのみを常時セッションを介して転送する。通常セッションが接続状態となるまでの移行期間、ユーザプレーンのユーザデータは常時セッションを介して転送される。そして、通常セッションが接続状態となった後、ユーザプレーンのユーザデータは通常セッションを介して転送される。
【0057】
＜中継サーバ１におけるセッションの状態を表すイベントの受信について＞
中継サーバ１は、通常セッション及び常時セッションの状態を表すイベントを受信するために、以下の２つの方法がある。
（方法１）ＮＥＦ７へ、通常セッション及び常時セッションの状態の通知を予約することによって、ＮＥＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得する。
前述した図２のように、中継サーバ１は、ＮＥＦ７から、端末２によって確立されたセッションの状態を、イベントとして収集する。
通常セッション及び常時セッションの状態（接続状態／切断状態）は、ＳＭＦ６１及び６２によって管理されている。そのために、ＮＥＦ７は、ＳＭＦ６１及び６２から、端末２における通常セッション及び常時セッションの状態を収集する。
ＮＥＦ７は、例えばNF registration/status notification and Exposure with bulk subscriptionの手順に基づいて、イベントの通知を予約するＡＰＩ(Application Programming Interface)を備える。これに対して、ユーザプレーンセッション制御サーバとしての中継サーバ１は、ＮＥＦ７に対して、端末２における通常セッション及び常時セッションの状態のイベントを受信するべく予約する。具体的には、中継サーバ１は、ＮＥＦ７へ、Subscribeを送信しておく。これによって、端末２のセッションに状態変更が発生する毎に、中継サーバ１は、ＮＥＦ７からPublish（イベント）を受信することができる。
（方法２）端末２が、通信可能な通常セッション又は常時セッションを介して、中継サーバ１へ通常セッション及び常時セッションの状態を送信する。
端末２は自ら、通常セッション又は常時セッションのセッション確立要求を５Ｇコアシステムへ向けて送信すると共に、ユーザプレーンを介して中継サーバ１へ、セッション状態を送信する。
これら方法１又は２によって、中継サーバ１は、通常セッション及び常時セッションの状態を表すイベントを受信することができる。
中継サーバ１は、通常セッション及び常時セッションの状態を表すイベントを受信するために、以下の２つの方法がある。
（方法１）ＮＥＦ７へ、通常セッション及び常時セッションの状態の通知を予約することによって、ＮＥＦから通常セッション及び常時セッションの状態を取得する。
前述した図２のように、中継サーバ１は、ＮＥＦ７から、端末２によって確立されたセッションの状態を、イベントとして収集する。
通常セッション及び常時セッションの状態（接続状態／切断状態）は、ＳＭＦ６１及び６２によって管理されている。そのために、ＮＥＦ７は、ＳＭＦ６１及び６２から、端末２における通常セッション及び常時セッションの状態を収集する。
ＮＥＦ７は、例えばNF registration/status notification and Exposure with bulk subscriptionの手順に基づいて、イベントの通知を予約するＡＰＩ(Application Programming Interface)を備える。これに対して、ユーザプレーンセッション制御サーバとしての中継サーバ１は、ＮＥＦ７に対して、端末２における通常セッション及び常時セッションの状態のイベントを受信するべく予約する。具体的には、中継サーバ１は、ＮＥＦ７へ、Subscribeを送信しておく。これによって、端末２のセッションに状態変更が発生する毎に、中継サーバ１は、ＮＥＦ７からPublish（イベント）を受信することができる。
（方法２）端末２が、通信可能な通常セッション又は常時セッションを介して、中継サーバ１へ通常セッション及び常時セッションの状態を送信する。
端末２は自ら、通常セッション又は常時セッションのセッション確立要求を５Ｇコアシステムへ向けて送信すると共に、ユーザプレーンを介して中継サーバ１へ、セッション状態を送信する。
これら方法１又は２によって、中継サーバ１は、通常セッション及び常時セッションの状態を表すイベントを受信することができる。
【0058】
＜端末２における通常接続局３１及び常時接続局３２の選択について＞
ＡＭＦ５は、端末２からセッション確立要求を受信した際に、そのセッション状態を、PDUSession_CreateSmContext Requestに載せて、ＳＭＦ６１及び６２へ送信する。
これに対し、ＳＭＦ６１及び６２は、そのセッション状態をＰＣＦ(Policy Control Function)へ送信する（図示なし）。ＰＣＦは、現在の通常接続局３１及び常時接続局３２の状態から、ＵＲＳＰ(UE Route Selection Policy)を生成する。ＵＲＳＰは、端末２が送信トラフィックをいずれのセッションにルーティングするかを指示するものである。そのＵＲＳＰは、端末２へ送信される。
これによって、端末２は、ＵＲＳＰに従って、通常接続局３１及び常時接続局３２を特定し、選択することができる。
ＡＭＦ５は、端末２からセッション確立要求を受信した際に、そのセッション状態を、PDUSession_CreateSmContext Requestに載せて、ＳＭＦ６１及び６２へ送信する。
これに対し、ＳＭＦ６１及び６２は、そのセッション状態をＰＣＦ(Policy Control Function)へ送信する（図示なし）。ＰＣＦは、現在の通常接続局３１及び常時接続局３２の状態から、ＵＲＳＰ(UE Route Selection Policy)を生成する。ＵＲＳＰは、端末２が送信トラフィックをいずれのセッションにルーティングするかを指示するものである。そのＵＲＳＰは、端末２へ送信される。
これによって、端末２は、ＵＲＳＰに従って、通常接続局３１及び常時接続局３２を特定し、選択することができる。
【0059】
図７は、本発明の端末におけるＩＰアドレスの構成を表す説明図である。
【0060】
端末２とデータネットワークとの間で通常セッション又は常時セッションのいずれを経由しても、アプリケーションに影響を及ぼさないようにするために、シームレスに使用可能なＩＰアドレスを付与する必要がある。
【0061】
［同一ＩＰアドレスを付与する場合］
端末のＩＰアドレスは、通常セッションと常時セッションとで同一のものであってもよい。
端末２とデータネットワークとの間の通信には、通常セッションで付与されるＩＰアドレスを使用する。端末２は、起動時に最初に、通常セッションを確立するべく、セッション確立要求を通常接続局３１へ送信する。即ち、端末２は、通常セッションでＩＰアドレスが付与されない限り、常時接続局３２へセッション確立要求を送信しない。そして、端末２が常時接続局３２へセッション確立要求を送信し、常時セッションを確立した際に、通常セッションで付与されたＩＰアドレスを更に付与する。
端末のＩＰアドレスは、通常セッションと常時セッションとで同一のものであってもよい。
端末２とデータネットワークとの間の通信には、通常セッションで付与されるＩＰアドレスを使用する。端末２は、起動時に最初に、通常セッションを確立するべく、セッション確立要求を通常接続局３１へ送信する。即ち、端末２は、通常セッションでＩＰアドレスが付与されない限り、常時接続局３２へセッション確立要求を送信しない。そして、端末２が常時接続局３２へセッション確立要求を送信し、常時セッションを確立した際に、通常セッションで付与されたＩＰアドレスを更に付与する。
【0062】
［異なるＩＰアドレスを付与する場合］
端末のＩＰアドレスは、通常セッションと常時セッションとで異なるものであってもよい。この場合、以下の２つのパターンによって、ＩＰアドレスをシームレスに使用可能とする。
（パターン１）端末２は、常時セッションのＩＰアドレスと、通常セッションのＩＰアドレスとを使い分ける。また、中継サーバ１は、データネットワークとの間では、通常セッションのＩＰアドレスを使用する。そのために、中継サーバ１は、常時セッションとデータネットワークとの間では、常時セッションのＩＰアドレスと、通常セッションのＩＰアドレスとを相互に変換する。
端末のＩＰアドレスは、通常セッションと常時セッションとで異なるものであってもよい。この場合、以下の２つのパターンによって、ＩＰアドレスをシームレスに使用可能とする。
（パターン１）端末２は、常時セッションのＩＰアドレスと、通常セッションのＩＰアドレスとを使い分ける。また、中継サーバ１は、データネットワークとの間では、通常セッションのＩＰアドレスを使用する。そのために、中継サーバ１は、常時セッションとデータネットワークとの間では、常時セッションのＩＰアドレスと、通常セッションのＩＰアドレスとを相互に変換する。
【0063】
（パターン２）端末２は、通常セッションのＩＰアドレスを含むデータパケットを、常時セッションのＩＰアドレスでカプセル化して、常時セッションとの間で送受信する。また、中継サーバは、常時セッションとデータネットワークとの間では、常時セッションのＩＰアドレスを除去又は付加して、ユーザデータを送受信する。
【0064】
以上、詳細に説明したように、本発明の移動通信システム、中継サーバ及び方法によれば、セッションが切断状態にあっても、通信開始時にコントロールプレーンのセッション確立シーケンスに要する時間を削減することができる。
【0065】
尚、これにより、例えば「セッションが切断状態にあっても、通信開始時にコントロールプレーンのセッション確立シーケンスに要する時間を削減することができる」ことから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
【0066】
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】
【0067】
１ 中継サーバ
１１ 通常セッション通信部
１２ 常時セッション通信部
１３ 常時セッション管理部
１４ セッション制御部
２ 端末
３１ 通常接続局
３２ 常時接続局
４１ ＵＰＦ#1
４２ ＵＰＦ#2
５ ＡＭＦ
６１ ＳＭＦ#1
６２ ＳＭＦ#2
７ ＮＥＦ
１１ 通常セッション通信部
１２ 常時セッション通信部
１３ 常時セッション管理部
１４ セッション制御部
２ 端末
３１ 通常接続局
３２ 常時接続局
４１ ＵＰＦ#1
４２ ＵＰＦ#2
５ ＡＭＦ
６１ ＳＭＦ#1
６２ ＳＭＦ#2
７ ＮＥＦ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】