JP6894872B2 - Data relay method for relaying between network devices by the shortest path relay device - Google Patents

Data relay method for relaying between network devices by the shortest path relay device Download PDF

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Description

本発明は、ＬＴＥ(Long Term Evolution)／ＥＰＣ(Evolved Packet Core)、又は、５ＧＳ(5 Generation System)のようなコアネットワークを介して、ユーザプレーン(User Plane)及び制御プレーン(Control Plane)のデータを中継する技術に関する。 The present invention relates to user plane (User Plane) and control plane (Control Plane) data via a core network such as LTE (Long Term Evolution) / EPC (Evolved Packet Core) or 5GS (5 Generation System). Regarding the technology to relay.

図１は、従来技術における移動通信システムの概略的な構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mobile communication system in the prior art.

図１の移動通信システムによれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、端末５（ＵＥ(User Equipment)）同士の間を、以下の３つのネットワークを介してデータを中継する。
コアネットワーク２
アクセスネットワーク３
データネットワーク４ According to the mobile communication system of FIG. 1, data is relayed between terminals 5 (UE (User Equipment)) via the following three networks based on the control of the application server 1.
Core network 2
Access network 3
Data network 4

アプリケーションサーバ１は、端末５同士の間に双方向通信アプリケーションを提供する。アプリケーションサーバ１は、発信側端末５１と通信する発信側コアネットワーク装置２１と、着信側端末５２と通信する着信側コアネットワーク装置２２とを制御することによって、発信側端末５１と着信側端末５２との間に、発信側アクセスネットワーク装置３１と着信側アクセスネットワーク装置３２とを介した双方向通信路を確立する。
端末５は、ユーザが所持する既存のスマートフォンや携帯電話機である。 The application server 1 provides a bidirectional communication application between terminals 5. The application server 1 controls the calling side core network device 21 that communicates with the calling side terminal 51 and the called side core network device 22 that communicates with the called side terminal 52, thereby causing the calling side terminal 51 and the called side terminal 52. A two-way communication path is established between the calling side access network device 31 and the called side access network device 32.
The terminal 5 is an existing smartphone or mobile phone owned by the user.

［コアネットワーク２］
コアネットワーク２は、ＣＰＦ(Control Plane Function)及びＵＰＦ(User Plane Function)によって構成される。
コアネットワーク２は、ＬＴＥ／ＥＰＣの場合、基地局である多数のｅＮＢ(evolved Node B)を、ＭＭＥ(Mobility Management Entity)及びＳＧＷ(Serving-Gateway)によって収容する（例えば非特許公報１参照）。
ＭＭＥは、アクセスネットワーク（例えばＲＡＮ(Radio Access Network)）を介して端末５と通信する。ＭＭＥは、端末５の移動管理だけでなく、加入者サーバ（ＨＳＳ(Home Subscriber Server)）と連携した移動端末の認証と、ＩＰ伝達経路の設定制御も実行する。また、ＳＧＷは、ＭＭＥからの制御に基づいてＩＰパケットの伝達制御を実行する。 [Core network 2]
The core network 2 is composed of CPF (Control Plane Function) and UPF (User Plane Function).
In the case of LTE / EPC, the core network 2 accommodates a large number of eNBs (evolved Node B), which are base stations, by an MME (Mobility Management Entity) and an SGW (Serving-Gateway) (see, for example, Non-Patent Publication 1).
The MME communicates with the terminal 5 via an access network (for example, RAN (Radio Access Network)). The MME not only manages the movement of the terminal 5, but also authenticates the mobile terminal linked with the subscriber server (HSS (Home Subscriber Server)) and controls the setting of the IP transmission route. Further, the SGW executes the transmission control of the IP packet based on the control from the MME.

ＥＰＣネットワークには、更に、ＰＧＷ（PDN(Packet Data Network)-Gateway）及びＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）も配置される。ＰＧＷは、インターネット、ＩＭＳなどのＰＤＮとの接続点があり、ＰＤＮから端末５へのＩＰパケットを全て受信する。ＰＣＲＦは、ＰＧＷ及びＳＧＷでの伝達品質制御を実行するための、ＱｏＳ(Quality of Service)、課金方法などのＩＰパケット伝達ポリシーを決定する。 PGW (PDN (Packet Data Network) -Gateway) and PCRF (Policy and Charging Rules Function) are also arranged in the EPC network. The PGW has a connection point with a PDN such as the Internet and IMS, and receives all IP packets from the PDN to the terminal 5. PCRF determines IP packet transmission policies such as Quality of Service (QoS) and billing method for executing transmission quality control in PGW and SGW.

また、コアネットワーク２は、ＬＴＥの次の規格である５ＧＳの場合、５ＧＣ(5G Core)が規定されている（例えば非特許公報２参照）。ＭＭＥに相当するものとして、５ＧＣにおけるＡＭＦ(Access and Mobility Management Function)がある。５ＧＣにおけるＳＭＦ(Session Management Function)／ＵＰＦ(User Plane Function)は、それぞれＳＧＷやＰＧＷ等の信号制御機能及びデータ転送機能を実行する。 Further, in the case of 5GS, which is the next standard of LTE, 5GC (5G Core) is specified for the core network 2 (see, for example, Non-Patent Gazette 2). As an equivalent to MME, there is AMF (Access and Mobility Management Function) in 5GC. The SMF (Session Management Function) / UPF (User Plane Function) in 5GC executes signal control functions such as SGW and PGW and data transfer functions, respectively.

［アクセスネットワーク３］
アクセスネットワーク３は、ＲＡＮの場合、例えばＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)やＬＴＥの無線技術が適用される。ＲＡＮとして配置されたｅＮＢ(evolved Node B)又は５Ｇ基地局が、端末５と無線を介して通信する。 [Access network 3]
In the case of RAN, for example, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) or LTE wireless technology is applied to the access network 3. An eNB (evolved Node B) or a 5G base station arranged as a RAN communicates with the terminal 5 via radio.

［データネットワーク４］
データネットワーク４は、代表的にThe InternetやＩＭＳ(IP Multimedia Subsystem)であり、多数の中継装置４群によって構成されている。コアネットワーク装置２同士及びアクセスネットワーク装置３同士を、中継装置４を介して接続する。 [Data network 4]
The data network 4 is typically The Internet or IMS (IP Multimedia Subsystem), and is composed of a large number of relay devices 4 groups. The core network devices 2 and the access network devices 3 are connected to each other via the relay device 4.

従来、コアネットワーク２及びアクセスネットワーク３の中で、端末５の端末位置情報に基づいて最短経路となるＳＧＷ／ＰＧＷやＳＭＦ／ＵＰＦを選択する技術がある（例えば非特許公報１、２参照）。この技術によっては、双方向通信の発信側端末及び着信側端末のそれぞれにとって、最短経路となる中継装置を選択することができる。
また、移動通信システムでは、端末間通信のＩＰパケットのルートを最適化する技術もある（例えば非特許公報３参照）。この技術によれば、通信開始時には最短経路ではあっても、端末の移動等に伴って、ＩＰアドレス管理装置（アンカー）を必ず経由するＩＰパケットのルート制御となるために、最短経路ではなくなるという課題を解決する。 Conventionally, there is a technique of selecting SGW / PGW or SMF / UPF, which is the shortest route, based on the terminal position information of the terminal 5 among the core network 2 and the access network 3 (see, for example, Non-Patent Publications 1 and 2) . According to this technique, it is possible to select a relay device that is the shortest route for each of the transmitting side terminal and the receiving side terminal of the two-way communication.
Further, in the mobile communication system, there is also a technique for optimizing the route of IP packets for inter-terminal communication (see, for example, Non-Patent Gazette 3). According to this technology, even if it is the shortest route at the start of communication, it is not the shortest route because it controls the route of IP packets that always pass through the IP address management device (anchor) as the terminal moves. Solve the problem.

3GPP TS 23.401、「General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access」、[online]、［平成３０年７月１１日検索］、インターネット＜URL:https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=849＞3GPP TS 23.401, "General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access", [online], [Search on July 11, 2018], Internet <URL: https: / /portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=849> 3GPP TS 23.501 「System Architecture for the 5G System」、[online]、［平成３０年７月１１日検索］、インターネット＜URL:https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3144＞3GPP TS 23.501 "System Architecture for the 5G System", [online], [Searched on July 11, 2018], Internet <URL: https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId = 3144 ＞ Electronics and Communications in Japan, Part 1, Vol. 86, No. 2, 2003, “Method for Next-Generation Mobile Networks”Electronics and Communications in Japan, Part 1, Vol. 86, No. 2, 2003, “Method for Next-Generation Mobile Networks”

アプリケーションによっては、２つの端末間で低遅延の双方向通信が要求される。例えば、ビデオ通話や、インタラクションゲーム、遠隔医療等のアプリケーションがある。低遅延の要件を満たすために、移動通信システムでは特に、ユーザプレーンにおける最短経路を選択することが必要となる。 Some applications require low-latency two-way communication between two terminals. For example, there are applications such as video calling, interaction games, and telemedicine. In order to meet the low latency requirement, it is necessary to select the shortest path in the user plane, especially in mobile communication systems.

これに対し、前述した非特許公報１及び２に記載の技術によれば、必ずしも双方向通信にとっての最短経路になるとは限らない。また、非特許公報３に記載の技術によれば、端末のＩＰアドレスがカプセル化されているトンネル区間までも、最短経路にすることはできない。 On the other hand, according to the techniques described in Non-Patent Publications 1 and 2 described above, it is not always the shortest path for bidirectional communication. Further, according to the technique described in Non-Patent Gazette 3, even the tunnel section in which the IP address of the terminal is encapsulated cannot be set as the shortest path.

そこで、本発明は、移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、双方向通信のトンネル区間を最短経路となる中継装置を介して中継するデータ中継方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a data relay method for relaying a tunnel section of bidirectional communication between network devices in a mobile communication system via a relay device having a shortest path.

本発明によれば、アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側端末における発信側アクセスネットワーク装置及び発信側コアネットワーク装置と、着信側端末における着信側アクセスネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用のデータを、中継装置を介して通信させるシステムのデータ中継方法であって、
発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置はそれぞれ、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報の組み合わせ毎に、中継装置を紐付けた経路テーブルを登録しており、
アプリケーションサーバが、発信側端末から、発信側アクセスネットワーク装置及び発信側コアネットワーク装置を介してアプリセッション確立要求を受信した後、発信側コアネットワーク装置から発信側端末位置情報を取得し、着信側アクセスネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置を介して着信側端末へ、アプリセッション確立要求を送信した後、着信側コアネットワーク装置から着信側端末位置情報を取得する第１のステップと、
アプリケーションサーバが、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報を含む中継通信路確立要求を、発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置の両方へ送信する第２のステップと、
発信側コアネットワーク装置は、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、発信側トンネル識別子を含む発信側トンネル確立要求を送信すると共に、着信側コアネットワーク装置も、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、着信側トンネル識別子を含む着信側トンネル確立要求を送信する第３のステップと、
中継装置は、発信側トンネル識別子に基づくデータと、着信側トンネル識別子に基づくデータとを相互に中継する第４のステップと
を有することを特徴とする。 According to the present invention, based on the control of the application server, between a calling party access network device and the originating core network device in the calling terminal, the called party access network device and the terminating a core network device in the called terminal , A data relay method for systems that communicate data for applications via a relay device.
The calling side core network device and the called side core network device each register a route table associated with the relay device for each combination of the calling side terminal position information and the called side terminal position information.
After the application server receives the application session establishment request from the calling side terminal via the calling side access network device and the calling side core network device, the application server acquires the calling side terminal position information from the calling side core network device and accesses the called side. The first step of acquiring the location information of the called party terminal from the called party core network device after sending the application session establishment request to the called party terminal via the network device and the called party core network device,
A second step in which the application server transmits a relay communication path establishment request including the calling side terminal position information and the called side terminal position information to both the calling side core network device and the called side core network device.
The calling side core network device uses its own route table to select a relay device associated with the calling side terminal position information and the called side terminal position information, and sends the relay device to the transmitting side including the calling side tunnel identifier. Along with transmitting the tunnel establishment request, the called core network device also uses its own route table to select the relay device associated with the calling side terminal position information and the called side terminal position information, and sends the relay device to the relay device. A third step of sending a called party tunnel establishment request, including the called party tunnel identifier, and
The relay device is characterized by having a fourth step of mutually relaying the data based on the transmitting side tunnel identifier and the data based on the receiving side tunnel identifier.

本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側アクセスネットワーク装置と着信側アクセスネットワーク装置との間で、アプリケーション用のユーザプレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
発信側トンネル識別子は、第１１のユーザプレーントンネル識別子であり、
発信側トンネル確立要求は、中継装置における第１１のユーザプレーントンネル識別子を含む発信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、発信側アクセスネットワーク装置へ、第１１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
発信側アクセスネットワーク装置は、発信側コアネットワーク装置へ、第１２のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
発信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
着信側として、
着信側トンネル識別子は、第２１のユーザプレーントンネル識別子であり、
着信側トンネル確立要求は、中継装置における第２１のユーザプレーントンネル識別子を含む着信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、着信側アクセスネットワーク装置へ、第２１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
着信側アクセスネットワーク装置は、着信側コアネットワーク装置へ、第２２の着信側ユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第１１のユーザプレーン用トンネル識別子と、発信側アクセスネットワーク装置の第１２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に発信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、自らの第２１のユーザプレーン用トンネル識別子と、着信側アクセスネットワーク装置の第２２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に着信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルを介してユーザプレーンデータを中継する
ことも好ましい。 According to another embodiment of the data relay method of the system of the present invention.
In order to communicate the user plane data for the application between the calling side access network device and the called side access network device via the relay device under the control of the application server.
About the third step
As a caller
The calling tunnel identifier is the eleventh user plane tunnel identifier,
The calling side tunnel establishment request is a calling side user plane tunnel establishment request including the eleventh user plane tunnel identifier in the relay device.
The calling core network device transmits a user plane tunnel establishment request including the eleventh user plane tunnel identifier to the calling access network device.
The calling side access network device transmits a user plane tunnel opposite information notification including the twelfth user plane tunnel identifier to the calling side core network device.
The calling core network device transfers the user plane tunnel opposite information notification to the relay device, and then
As the called party
The called party tunnel identifier is the 21st user plane tunnel identifier,
The called party tunnel establishment request is a called party user plane tunnel establishment request including the 21st user plane tunnel identifier in the relay device.
The called party core network device sends a user plane tunnel establishment request including the 21st user plane tunnel identifier to the called party access network device.
The called party access network device transmits a user plane tunnel opposite information notification including the 22nd called party user plane tunnel identifier to the called party core network device.
The called core network device forwards the user plane tunnel opposite information notification to the relay device,
About the fourth step
The relay device establishes a tunnel for the calling side user plane between its own eleventh user plane tunnel identifier and the twelfth user plane tunnel identifier of the calling side access network device, and its own 21st user. A tunnel for the called party user plane is established between the tunnel identifier for the plane and the tunnel identifier for the 22nd user plane of the called party access network device, and the tunnel for the called party user plane and the tunnel for the called party user plane are used. It is also preferable to relay user plane data.

本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側コアネットワーク装置と着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用の制御プレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
発信側トンネル識別子は、第３１の制御プレーントンネル識別子であり、
発信側トンネル確立要求は、中継装置における第３１の制御プレーントンネル識別子を含む発信側制御プレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第３２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側として、
着信側トンネル識別子は、第４１の制御プレーントンネル識別子であり、
着信側トンネル確立要求は、中継装置における第４１の制御プレーントンネル識別子を含む着信側制御プレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第４２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第３１の制御プレーン用トンネル識別子と、発信側コアネットワーク装置の第３２の制御プレーン用トンネル識別子との間に発信側制御プレーン用トンネルを確立し、自らの第４１の制御プレーン用トンネル識別子と、着信側コアネットワーク装置の第４２の制御プレーン用トンネル識別子との間に着信側制御プレーン用トンネルを確立し、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルを介して制御プレーンデータを中継する
ことも好ましい。 According to another embodiment of the data relay method of the system of the present invention.
To communicate control plane data for an application between a calling core network device and a called core network device via a relay device under the control of an application server.
About the third step
As a caller
The calling tunnel identifier is the 31st control plane tunnel identifier,
The calling side tunnel establishment request is a calling side control plane tunnel establishment request including the 31st control plane tunnel identifier in the relay device.
The calling core network device transmits a control plane tunnel facing information notification including its own 32nd control plane tunnel identifier to the relay device.
As the called party
The called party tunnel identifier is the 41st control plane tunnel identifier,
The called party tunnel establishment request is a called party control plane tunnel establishment request including the 41st control plane tunnel identifier in the relay device.
The called core network device transmits a control plane tunnel opposite information notification including its own 42nd control plane tunnel identifier to the relay device.
About the fourth step
The relay device establishes a tunnel for the calling side control plane between its own 31st control plane tunnel identifier and the 32nd control plane tunnel identifier of the calling side core network device, and its own 41st control. A tunnel for the called side control plane is established between the tunnel identifier for the plane and the tunnel identifier for the 42nd control plane of the called side core network device, and the tunnel for the called side control plane and the tunnel for the called side control plane are used. It is also preferable to relay the control plane data.

本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
第１のステップについて、アプリケーションサーバは、発信側端末と着信側端末との間にセッション識別子を割り当てており、
第２のステップについて、アプリケーションサーバは、中継通信路確立要求にセッション識別子を更に含めており、
第３のステップについて、発信側コアネットワーク装置は、発信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含めると共に、着信側コアネットワーク装置も、着信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含め、
第４のステップについて、中継装置は、セッション識別子に紐付くプレーンデータを相互に中継する
ことも好ましい。 According to another embodiment of the data relay method of the system of the present invention.
For the first step, the application server assigns a session identifier between the calling terminal and the called terminal.
For the second step, the application server further includes the session identifier in the relay channel establishment request.
Regarding the third step, the calling core network device further includes the session identifier in the calling tunnel establishment request, and the called party core network device also further includes the session identifier in the calling tunnel establishment request.
Regarding the fourth step, it is also preferable that the relay device relays the plane data associated with the session identifier to each other.

本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
発信側コアネットワーク装置又は着信側コアネットワーク装置は、配下の端末が、異なるアクセスネットワーク装置にハンドオーバした際に、アプリケーションサーバへ、変更された端末位置情報を含む端末位置情報変更要求を送信し、
その後、第３のステップ及び第４のステップを実行する
ことも好ましい。 According to another embodiment of the data relay method of the system of the present invention.
The calling side core network device or the receiving side core network device transmits a terminal position information change request including the changed terminal position information to the application server when the subordinate terminal hands over to a different access network device.
After that, it is also preferable to execute the third step and the fourth step.

本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
ＥＰＣ(Evolved Packet Core)の場合、中継装置は、制御プレーンとしてのＳＧＷ(Serving-Gateway)及びＰＧＷ(PDN(Packet Data Network)-Gateway)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能し、
又は、
５ＧＳ(5 Generation System)の場合、中継装置は、制御プレーンとしてのＳＭＦ(Session Management Function)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＵＰＦ(User Plane Function)として機能する
ことも好ましい。 According to another embodiment of the data relay method of the system of the present invention.
In the case of EPC (Evolved Packet Core), the repeater functions as SGW (Serving-Gateway) and PGW (PDN (Packet Data Network) -Gateway) as control planes and / or SGW and PGW as user planes. Acts as
Or
In the case of 5GS (5 Generation System), the relay device preferably functions as an SMF (Session Management Function) as a control plane and / or as an UPF (User Plane Function) as a user plane.

本発明のシステムのデータ中継方法における他の実施形態によれば、
発信側アクセスネットワーク装置及び／又は着信側アクセスネットワーク装置は、ＲＡＮ(Radio Access Network)であり、
発信側端末位置情報及び／又は着信側端末位置情報は、基地局のセル識別子である
ことも好ましい。 According to another embodiment of the data relay method of the system of the present invention.
The calling side access network device and / or the called side access network device is a RAN (Radio Access Network).
It is also preferable that the calling side terminal position information and / or the receiving side terminal position information is a cell identifier of the base station.

本発明のデータ中継方法によれば、移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、双方向通信のトンネル区間を最短経路となる中継装置を介して中継することができる。また、最短経路の中継装置を選択することによって、データネットワークにおける通信リソースの利用効率を高めることにもつながる。 According to the data relay method of the present invention, the tunnel section of bidirectional communication can be relayed between the network devices in the mobile communication system via the relay device which is the shortest path. Further, by selecting the relay device of the shortest path, it is possible to improve the utilization efficiency of communication resources in the data network.

従来技術における移動通信システムの概略的な構成図である。It is a schematic block diagram of the mobile communication system in the prior art. 本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第１の説明図である。It is 1st explanatory drawing which shows the flow of the user plane data and the control plane data in this invention. 本発明における基本シーケンス図である。It is a basic sequence diagram in this invention. 本発明における第１のステップのシーケンス図である。It is a sequence diagram of the first step in this invention. 第３のステップにおけるシーケンス図である。It is a sequence diagram in the 3rd step. 本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第２の説明図である。It is a 2nd explanatory diagram which shows the flow of the user plane data and the control plane data in this invention. 制御プレーンにおける第３のステップのシーケンス図である。It is a sequence diagram of the 3rd step in the control plane. 端末がハンドオーバした際のシーケンス図である。It is a sequence diagram when a terminal hands over.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図２は、本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第１の説明図である。 FIG. 2 is a first explanatory diagram showing a flow of user plane data and control plane data in the present invention.

図２における本発明の移動通信システムは、図１と比較して、発信側アクセスネットワーク装置３１と着信側アクセスネットワーク装置３２との間で、ユーザプレーンデータを中継するために、データネットワークとして１つの中継装置４のみが介在している。
ＥＰＣの場合、中継装置４は、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能する。また、５ＧＳの場合、中継装置４は、ユーザプレーンとしてのＵＰＦとして機能する。 Compared with FIG. 1, the mobile communication system of the present invention in FIG. 2 has one data network for relaying user plane data between the calling side access network device 31 and the called side access network device 32. Only the relay device 4 is interposed.
In the case of EPC, the relay device 4 functions as SGW and PGW as a user plane. Further, in the case of 5GS, the relay device 4 functions as an UPF as a user plane.

図３は、本発明における基本シーケンス図である。 FIG. 3 is a basic sequence diagram in the present invention.

図３によれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、発信側端末５１における発信側コアネットワーク装置２１と、着信側端末５２における着信側コアネットワーク装置２２との間で、アプリケーション用のデータを、中継装置４を介して通信させる。 According to FIG. 3, based on the control of the application server 1, the data for the application is transmitted between the calling side core network device 21 in the calling side terminal 51 and the receiving side core network device 22 in the receiving side terminal 52. Communication is performed via the relay device 4.

ここで、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２はそれぞれ、以下のように紐付けた「経路テーブル」を登録している。
発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報の組み合わせ毎 -> 中継装置４
即ち、発信側端末５１のCell-IDと着信側端末５２のCell-IDの組み合わせ毎に、中継装置４のアドレス情報（ＦＱＤＮ、ＩＰアドレス等）が登録されている。 Here, the calling side core network device 21 and the receiving side core network device 22 each register a "route table" linked as follows.
For each combination of calling terminal location information and called terminal location information-> Relay device 4
That is, the address information (FQDN, IP address, etc.) of the relay device 4 is registered for each combination of the Cell-ID of the calling terminal 51 and the Cell-ID of the receiving terminal 52.

また、発信側アクセスネットワーク装置３１及び／又は着信側アクセスネットワーク装置３２が、ＲＡＮ(Radio Access Network)である場合、発信側端末位置情報及び／又は着信側端末位置情報は、基地局のセル識別子であってもよい。
尚、端末５の位置情報は様々な粒度で表現することができ、Cell-IDに代えて、基地局ＩＤやＴＡＩ(Tracking Area Identifier)であってもよい。 When the calling side access network device 31 and / or the called side access network device 32 is a RAN (Radio Access Network), the calling side terminal position information and / or the called side terminal position information is a cell identifier of the base station. There may be.
The position information of the terminal 5 can be expressed with various particle sizes, and may be a base station ID or a TAI (Tracking Area Identifier) instead of the Cell-ID.

コアネットワーク装置２がＥＰＣである場合、Cell-IDは、加入者サーバ（ＨＳＳ）やＰＣＲＦ経由でＭＭＥから取得される。また、Cell-IDは、ＥＣＧＩ(E-UTRAN Cell Global Identifier)であってもよい。
また、コアネットワーク装置が５Ｇコアである場合、ＡＭＦからCell-IDを取得するものであってもよい。勿論、Cell-IDは、複数のCell同士で、再利用されるものであってもよい。 When the core network device 2 is an EPC, the Cell-ID is obtained from the MME via the subscriber server (HSS) or PCRF. Further, the Cell-ID may be an ECGI (E-UTRAN Cell Global Identifier).
Further, when the core network device is a 5G core, the Cell-ID may be acquired from the AMF. Of course, the Cell-ID may be reused among a plurality of Cells.

図３によれば、以下の４つのステップが実行されている。
（Ｓ１：第１のステップ）
アプリケーションサーバ１が、発信側コアネットワーク装置２１から発信側端末位置情報を取得し、着信側コアネットワーク装置２２から着信側端末位置情報を取得する。 According to FIG. 3, the following four steps are executed.
(S1: First step)
The application server 1 acquires the calling side terminal position information from the calling side core network device 21, and acquires the called side terminal position information from the called side core network device 22.

（Ｓ２：第２のステップ）
アプリケーションサーバ１が、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報を含む「中継通信路確立要求」を、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２の両方へ送信する。
例えば、コアネットワーク装置２がＥＰＣである場合、中継通信路確立要求としては、アプリケーションサーバ１がＰＣＲＦへDiameter:AARリクエストを送信し、更にＰＣＲＦがＰＧＷへDiameter:RARリクエストを送信することとなる。
また、コアネットワーク装置２が５Ｇコアである場合、中継通信路確立要求としては、アプリケーションサーバ１がＰＣＦへNpcf_Policy Authorization createリクエストを送信し、ＰＣＦがＳＭＦへNpcf_SMPolicyControl Updateリクエストを送信することとなる。
(S2: Second step)
The application server 1 transmits a "relay communication path establishment request" including the calling side terminal position information and the receiving side terminal position information to both the calling side core network device 21 and the called side core network device 22.
For example, if the core network apparatus 2 is EPC, as the relay communication path establishment request, the application server 1 Diameter to PCRF: the sending the RAR request: sends a AAR request, further Diameter PCRF is the PGW ..
When the core network device 2 has a 5G core, the application server 1 sends an Npcf_Policy Authorization create request to the PCF, and the PCF sends an Npcf_SMPolicyControl Update request to the SMF as a relay communication path establishment request.

他の実施形態として、アプリケーションサーバ１が、前述した経路テーブルを保持するものであってもよい。その場合、アプリケーションサーバ１が、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に代えて、自らの経路テーブルによって選択した「中継装置ＩＤ」又は「中継装置アドレス情報」を、中継通信路確立要求に含めるものであってもよい。ここで、コアネットワーク装置２は、中継装置ＩＤを取得した場合、中継装置ＩＤから中継装置アドレス情報を得ることができるテーブルを持っておく必要がある。 As another embodiment, the application server 1 may hold the route table described above. In that case, the application server 1 uses the "relay device ID" or "relay device address information" selected by its own route table as a relay communication path establishment request instead of the calling side terminal position information and the receiving side terminal position information. It may be included. Here, when the relay device ID is acquired, the core network device 2 needs to have a table in which the relay device address information can be obtained from the relay device ID.

（Ｓ３：第３のステップ）
発信側コアネットワーク装置２１は、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置４を選択する。そして、発信側コアネットワーク装置２１は、当該中継装置へ、発信側トンネル識別子を含む発信側トンネル確立要求を送信する。 (S3: 3rd step)
The calling side core network device 21 uses its own route table to select the relay device 4 associated with the calling side terminal position information and the called side terminal position information. Then, the transmitting side core network device 21 transmits a transmitting side tunnel establishment request including the transmitting side tunnel identifier to the relay device.

また、着信側コアネットワーク装置２２も、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置４を選択し、当該中継装置へ、着信側トンネル識別子を含む着信側トンネル確立要求を送信する。 In addition, the called party core network device 22 also uses its own route table to select the relay device 4 associated with the calling side terminal position information and the called party terminal position information, and connects the relay device to the called party tunnel identifier. Send a callee tunnel establishment request that includes.

（Ｓ４：第４のステップ）
中継装置４は、発信側トンネル識別子に基づくデータと、着信側トンネル識別子に基づくデータとを相互に中継する。
そのために、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２はそれぞれ、ユーザプレーンのトンネル確立要求を中継装置４へ送信することによって、発信側アクセスネットワーク装置３１及び着信側アクセスネットワーク装置３２の間に、発信側端末５１及び着信側端末５２専用のユーザプレーンのトンネルを確立する。
また、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２はそれぞれ、制御プレーンのトンネル確立要求を中継装置４へ送信することによって、発信側コアネットワーク装置２１及び着信側コアネットワーク装置２２の間に、発信側端末５１及び着信側端末５２専用の制御プレーンのトンネルを確立する。 (S4: 4th step)
The relay device 4 relays the data based on the transmitting side tunnel identifier and the data based on the receiving side tunnel identifier to each other.
Therefore, the calling side core network device 21 and the called side core network device 22 respectively transmit the tunnel establishment request of the user plane to the relay device 4, and thereby between the calling side access network device 31 and the called side access network device 32, respectively. In addition, a user plane tunnel dedicated to the calling side terminal 51 and the receiving side terminal 52 is established.
Further, the calling side core network device 21 and the called side core network device 22 respectively transmit a tunnel establishment request of the control plane to the relay device 4 between the calling side core network device 21 and the called side core network device 22. , Establish a control plane tunnel dedicated to the calling terminal 51 and the receiving terminal 52.

図４は、本発明における第１のステップのシーケンス図である。 FIG. 4 is a sequence diagram of the first step in the present invention.

（Ｓ１１）発信側端末５１は、着信側端末５２との間で双方向アプリケーションで通信するために、発信側アクセスネットワーク装置３１及び発信側コアネットワーク装置２１を介してアプリケーションサーバ１へ、「アプリセッション確立要求」を送信する。
アプリケーションサーバ１が例えばＩＭＳである場合、アプリセッション確立要求は、INVITEリクエストである。
このとき、アプリケーションサーバ１は、発信側端末５１と着信側端末５２との組み合わせに対する新たなセッションであることを認識し、セッション識別子を割り当てる。 (S11) The calling terminal 51 sends an "application session" to the application server 1 via the calling access network device 31 and the calling core network device 21 in order to communicate with the called terminal 52 in a two-way application. Send "establishment request".
When the application server 1 is, for example, IMS, the application session establishment request is an INVITE request.
At this time, the application server 1 recognizes that it is a new session for the combination of the calling side terminal 51 and the called side terminal 52, and assigns a session identifier.

（Ｓ１２）アプリケーションサーバ１は、発信側コアネットワーク装置２１へ、「端末位置情報要求」を送信する。これによって、発信側コアネットワーク装置２１から、発信側端末位置情報を取得する。 (S12) The application server 1 transmits a "terminal position information request" to the calling side core network device 21. As a result, the calling side terminal position information is acquired from the calling side core network device 21.

（Ｓ１３）アプリケーションサーバ１は、着信側コアネットワーク装置２１及び着信側アクセスネットワーク装置３２を介して、着信側端末５２へ、「アプリセッション確立要求」を送信する。これに対して、着信側端末５２は、着信側アクセスネットワーク装置３２及び着信側コアネットワーク装置２２を介して、アプリケーションサーバ１へ、アプリセッション確立応答を送信する。 (S13) The application server 1 transmits an "application session establishment request" to the called side terminal 52 via the called side core network device 21 and the called side access network device 32. On the other hand, the called side terminal 52 transmits an application session establishment response to the application server 1 via the called side access network device 32 and the called side core network device 22.

（Ｓ１４）アプリケーションサーバ１は、着信側コアネットワーク装置２２へ、「端末位置情報要求」を送信する。これによって、着信側コアネットワーク装置２２から、着信側端末位置情報を取得する。 (S14) The application server 1 transmits a "terminal position information request" to the called core network device 22. As a result, the position information of the called party terminal is acquired from the called party core network device 22.

（Ｓ１５）そして、アプリケーションサーバ１は、発信側コアネットワーク装置２１及び発信側アクセスネットワーク装置３１を介して発信側端末５１へ、「アプリセッション確立応答」を送信する。
尚、アプリケーションサーバ１が例えばＩＭＳである場合、アプリセッション確立応答は、200レスポンス又は183レスポンスであってもよい。 (S15) Then, the application server 1 transmits an "application session establishment response" to the calling side terminal 51 via the calling side core network device 21 and the calling side access network device 31.
When the application server 1 is, for example, IMS, the application session establishment response may be 200 response or 183 response.

（Ｓ２）アプリケーションサーバ１は、中継通信路確立要求にセッション識別子を更に含める。尚、中継通信路確立要求に新たなセッション識別子を含めることなく、他のセッション識別子を再利用するものであってもよい。
（Ｓ３）発信側コアネットワーク装置は、発信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含めると共に、着信側コアネットワーク装置も、着信側トンネル確立要求にセッション識別子を更に含める。
（Ｓ４）中継装置は、セッション識別子に紐付くプレーンデータを相互に中継する。 (S2) The application server 1 further includes the session identifier in the relay communication path establishment request. It should be noted that other session identifiers may be reused without including a new session identifier in the relay channel establishment request.
(S3) The calling side core network device further includes the session identifier in the calling side tunnel establishment request, and the called side core network device also further includes the session identifier in the called side tunnel establishment request.
(S4) The relay device relays the plane data associated with the session identifier to each other.

図５は、本発明の第３のステップにおけるシーケンス図である。 FIG. 5 is a sequence diagram in the third step of the present invention.

図５によれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、発信側アクセスネットワーク装置３１と着信側アクセスネットワーク装置３２との間で、アプリケーション用のユーザプレーンデータを、中継装置４を介して通信させる。 According to FIG. 5, based on the control of the application server 1, the user plane data for the application is communicated between the calling side access network device 31 and the called side access network device 32 via the relay device 4.

図５によれば、Ｓ３における発信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３１１）発信側コアネットワーク装置２１は、発信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第１１のユーザプレーントンネル識別子(IDa1)を含む発信側ユーザプレーントンネル確立要求を送信する。尚、発信側ユーザプレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３１２）発信側コアネットワーク装置２１は、発信側アクセスネットワーク装置３１へ、第１１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa1)を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信する。
（Ｓ３１３）発信側アクセスネットワーク装置３１は、発信側端末５１との間で、無線通信路（無線ベアラ）を確立する。
（Ｓ３１４）発信側アクセスネットワーク装置３１は、発信側コアネットワーク装置２１へ、第１２のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa2)を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信する。
（Ｓ３１５）発信側コアネットワーク装置２１は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置４へ転送する。 According to FIG. 5, the following steps are executed as the calling side in S3.
(S311) The calling side core network device 21 transmits a calling side user plane tunnel establishment request including the eleventh user plane tunnel identifier (IDa1) in the relay device 4 to the relay device 4 as a calling side tunnel establishment request. .. The calling side user plane tunnel establishment request may further include QoS information and a session identifier.
(S312) The calling side core network device 21 transmits a user plane tunnel establishment request including the eleventh user plane tunnel identifier (IDa1) to the calling side access network device 31.
(S313) The calling side access network device 31 establishes a wireless communication path (wireless bearer) with the calling side terminal 51.
(S314) The calling side access network device 31 transmits a user plane tunnel opposite information notification including the twelfth user plane tunnel identifier (IDa2) to the calling side core network device 21.
(S315) The transmitting side core network device 21 transfers the user plane tunnel opposite information notification to the relay device 4.

また、図５によれば、Ｓ３における着信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３２１）着信側コアネットワーク装置２２は、着信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第２１のユーザプレーントンネル識別子(IDb1)を含む着信側ユーザプレーントンネル確立要求を送信する。尚、着信側ユーザプレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３２２）着信側コアネットワーク装置２２は、着信側アクセスネットワーク装置３２へ、第２１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDb1)を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信する。
（Ｓ３２３）着信側アクセスネットワーク装置３２は、着信側端末５２との間で、無線通信路（無線ベアラ）を確立する。
（Ｓ３２４）着信側アクセスネットワーク装置３２は、着信側コアネットワーク装置２２へ、第２２の着信側ユーザプレーン用トンネル識別子(IDb2)を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信する。
（Ｓ３２５）着信側コアネットワーク装置２２は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送する。 Further, according to FIG. 5, the following steps are executed as the called party in S3.
(S321) The called-side core network device 22 transmits a called-side user plane tunnel establishment request including the 21st user plane tunnel identifier (IDb1) in the relay device 4 to the relay device 4 as a called-side tunnel establishment request. .. The callee user plane tunnel establishment request may further include QoS information and a session identifier.
(S322) The called side core network device 22 transmits a user plane tunnel establishment request including the 21st user plane tunnel identifier (IDb1) to the called side access network device 32.
(S323) The called party access network device 32 establishes a wireless communication path (wireless bearer) with the called party terminal 52.
(S324) The called party access network device 32 transmits a user plane tunnel opposite information notification including the 22nd called party user plane tunnel identifier (IDb2) to the called party core network device 22.
(S325) The called-side core network device 22 transfers the user plane tunnel opposite information notification to the relay device.

これによって、図５によれば、Ｓ４におけるユーザプレーントンネルとして、以下のように確立される。
中継装置４は、自らの第１１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa1)と、発信側アクセスネットワーク装置３１の第１２のユーザプレーン用トンネル識別子(IDa2)との間に発信側ユーザプレーン用トンネルを確立する。
また、中継装置４は、自らの第２１のユーザプレーン用トンネル識別子(IDb1)と、着信側アクセスネットワーク装置３２の第２２のユーザプレーン用トンネル識別子(IDb2)との間に着信側ユーザプレーン用トンネルを確立する。
これによって、中継装置４は、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルを介してユーザプレーンデータを中継する。
また、中継装置４は、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルに、セッション識別子を紐付けて管理する。
尚、発信側ユーザプレーン用トンネルを、発信側端末５１のＩＰアドレスに紐付けるものであってもよいし、着信側ユーザプレーン用トンネルを、着信側端末５２のＩＰアドレスに紐付けるものであってもよい。 As a result, according to FIG. 5, the user plane tunnel in S4 is established as follows.
The relay device 4 establishes a tunnel for the calling side user plane between its own eleventh user plane tunnel identifier (IDa1) and the twelfth user plane tunnel identifier (IDa2) of the calling side access network device 31. To do.
Further, the relay device 4 has a tunnel for the called side user plane between its own 21st user plane tunnel identifier (IDb1) and the 22nd user plane tunnel identifier (IDb2) of the called side access network device 32. To establish.
As a result, the relay device 4 relays the user plane data through the tunnel for the calling side user plane and the tunnel for the receiving side user plane.
Further, the relay device 4 manages the tunnel for the calling side user plane and the tunnel for the receiving side user plane by associating them with the session identifier.
The tunnel for the calling party user plane may be linked to the IP address of the calling party terminal 51, or the tunnel for the calling party user plane may be linked to the IP address of the calling party terminal 52. May be good.

図６は、本発明におけるユーザプレーンデータ及び制御プレーンデータのフローを表す第２の説明図である。 FIG. 6 is a second explanatory view showing the flow of user plane data and control plane data in the present invention.

図６における本発明の移動通信システムは、図２と比較して更に、データネットワークとして１つの中継装置４が、発信側コアネットワーク装置２１と着信側コアネットワーク装置２２との間で、制御プレーンデータを更に中継している。
ＥＰＣの場合、中継装置４は、制御プレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能し、又は、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能する。また、５ＧＳの場合、中継装置４は、制御プレーンとしてのＳＭＦとして、又は、ユーザプレーンとしてのＵＰＦとして機能する。 In the mobile communication system of the present invention in FIG. 6, as compared with FIG. 2, one relay device 4 as a data network further controls plane data between the calling side core network device 21 and the receiving side core network device 22. Is being relayed further.
In the case of EPC, the relay device 4 functions as SGW and PGW as a control plane, or functions as SGW and PGW as a user plane. Further, in the case of 5GS, the relay device 4 functions as an SMF as a control plane or an UPF as a user plane.

図７は、制御プレーンにおける第３のステップのシーケンス図である。 FIG. 7 is a sequence diagram of the third step in the control plane.

図７によれば、アプリケーションサーバ１の制御に基づいて、発信側コアネットワーク装置２１と着信側コアネットワーク装置２２との間で、アプリケーション用の制御プレーンデータを、中継装置４を介して通信させる。 According to FIG. 7, based on the control of the application server 1, the control plane data for the application is communicated between the calling side core network device 21 and the receiving side core network device 22 via the relay device 4.

図７によれば、Ｓ３における発信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３１１）発信側コアネットワーク装置２１は、発信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第３１の制御プレーントンネル識別子(IDc1)を含む発信側制御プレーントンネル確立要求を送信する。尚、発信側制御プレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３１５）発信側コアネットワーク装置２１は、中継装置４へ、第３２の制御プレーン用トンネル識別子(IDc2)を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信する。 According to FIG. 7, the following steps are executed as the calling side in S3.
(S311) The calling side core network device 21 transmits a calling side control plane tunnel establishment request including the 31st control plane tunnel identifier (IDc1) in the relay device 4 to the relay device 4 as a calling side tunnel establishment request. .. The calling side control plane tunnel establishment request may further include QoS information and a session identifier.
(S315) The transmitting side core network device 21 transmits a control plane tunnel facing information notification including the 32nd control plane tunnel identifier (IDc2) to the relay device 4.

また、図７によれば、Ｓ３における着信側として、以下のステップを実行する。
（Ｓ３２１）着信側コアネットワーク装置２２は、着信側トンネル確立要求として、中継装置４へ、当該中継装置４における第４１の制御プレーントンネル識別子(IDd1)を含む着信側制御プレーントンネル確立要求を送信する。尚、着信側制御プレーントンネル確立要求には、ＱｏＳ情報及びセッション識別子を更に含むものであってもよい。
（Ｓ３２５）着信側コアネットワーク装置２２は、中継装置４へ、第４２の制御プレーン用トンネル識別子(IDd2)を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信する。 Further, according to FIG. 7, the following steps are executed as the called party in S3.
(S321) The called-side core network device 22 transmits a called-side control plane tunnel establishment request including the 41st control plane tunnel identifier (IDd1) in the relay device 4 to the relay device 4 as a called-side tunnel establishment request. .. The callee control plane tunnel establishment request may further include QoS information and a session identifier.
(S325) The called-side core network device 22 transmits a control plane tunnel facing information notification including the 42nd control plane tunnel identifier (IDd2) to the relay device 4.

これによって、図７によれば、Ｓ４における制御プレーントンネルとして、以下のように確立される。
中継装置４は、自らの第３１の制御プレーン用トンネル識別子(IDc1)と、発信側コアネットワーク装置の第３２の制御プレーン用トンネル識別子(IDc2)との間に発信側制御プレーン用トンネルを確立する。
また、中継装置４は、自らの第４１の制御プレーン用トンネル識別子(IDd1)と、着信側コアネットワーク装置の第４２の制御プレーン用トンネル識別子(IDd2)との間に着信側制御プレーン用トンネルを確立する。
これによって、中継装置４は、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルを介して制御プレーンデータを中継する。
また、中継装置４は、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルに、セッション識別子を紐付けて管理する。 As a result, according to FIG. 7, the control plane tunnel in S4 is established as follows.
The relay device 4 establishes a tunnel for the calling side control plane between its own 31st control plane tunnel identifier (IDc1) and the 32nd control plane tunnel identifier (IDc2) of the calling side core network device. ..
Further, the relay device 4 provides a tunnel for the called side control plane between its own 41st control plane tunnel identifier (IDd1) and the 42nd control plane tunnel identifier (IDd2) of the called side core network device. Establish.
As a result, the relay device 4 relays the control plane data through the tunnel for the calling side control plane and the tunnel for the receiving side control plane.
Further, the relay device 4 manages the tunnel for the calling side control plane and the tunnel for the receiving side control plane by associating them with the session identifier.

図８は、端末がハンドオーバした際のシーケンス図である。 FIG. 8 is a sequence diagram when the terminal hands over.

図８によれば、着信側端末５２が、移動することによってハンドオーバしている。
（Ｓ８１）着信側端末５２は、アクセスネットワーク装置３２１からアクセスネットワーク装置３２２へ、通信先を切り替えている。
（Ｓ８２）アクセスネットワーク装置３２２は、コアネットワーク装置２２へパス切替要求を送信する。
（Ｓ８３）コアネットワーク装置２２は、アクセスネットワーク装置３２１からアクセスネットワーク装置３２２へ、通信先を切り替えるため、データ通信路修正要求を、既に中継している中継装置４１へ送信する。
（Ｓ８４）また、コアネットワーク装置２２は、更新された端末位置情報を含む端末位置情報通知を、アプリケーションサーバ１へ送信する。
（Ｓ８５）アプリケーションサーバ１は、前述したＳ２及びＳ３を実行する。これによって、経路テーブルを用いて、ハンドオーバ後の端末位置情報に対応する中継装置４２が選択される。 According to FIG. 8, the receiving terminal 52 is handed over by moving.
(S81) The called side terminal 52 switches the communication destination from the access network device 321 to the access network device 322.
(S82) The access network device 322 transmits a path switching request to the core network device 22.
(S83) The core network device 22 transmits a data communication path correction request to the relay device 41 that has already been relayed in order to switch the communication destination from the access network device 321 to the access network device 322.
(S84) Further, the core network device 22 transmits a terminal position information notification including the updated terminal position information to the application server 1.
(S85) The application server 1 executes the above-mentioned S2 and S3. As a result, the relay device 42 corresponding to the terminal position information after the handover is selected by using the route table.

以上、詳細に説明したように、本発明のデータ中継方法によれば、移動通信システムにおけるネットワーク装置間に対して、双方向通信のトンネル区間を最短経路となる中継装置を介して中継することができる。また、最短経路の中継装置を選択することによって、データネットワークにおける通信リソースの利用効率を高めることにもつながる。 As described in detail above, according to the data relay method of the present invention, the tunnel section of bidirectional communication can be relayed between network devices in a mobile communication system via a relay device that is the shortest path. it can. Further, by selecting the relay device of the shortest path, it is possible to improve the utilization efficiency of communication resources in the data network.

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。 With respect to the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications and omissions within the scope of the technical idea and viewpoint of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above explanation is just an example and does not attempt to restrict anything. The present invention is limited only to the scope of claims and their equivalents.

１ アプリケーションサーバ
２ コアネットワーク
２１ 発信側コアネットワーク装置
２２ 着信側コアネットワーク装置
３ アクセスネットワーク
３１ 発信側アクセスネットワーク装置
３２ 着信側アクセスネットワーク装置
４ 中継装置、データネットワーク
５ 端末
５１ 発信側端末
５２ 着信側端末 1 Application server 2 Core network 21 Calling side core network device 22 Calling side core network device 3 Access network 31 Calling side access network device 32 Calling side access network device 4 Relay device, data network 5 Terminal 51 Calling side terminal 52 Calling side terminal

Claims (7)

アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側端末における発信側アクセスネットワーク装置及び発信側コアネットワーク装置と、着信側端末における着信側アクセスネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用のデータを、中継装置を介して通信させるシステムのデータ中継方法であって、
発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置はそれぞれ、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報の組み合わせ毎に、中継装置を紐付けた経路テーブルを登録しており、
アプリケーションサーバが、発信側端末から、発信側アクセスネットワーク装置及び発信側コアネットワーク装置を介してアプリセッション確立要求を受信した後、発信側コアネットワーク装置から発信側端末位置情報を取得し、着信側アクセスネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置を介して着信側端末へ、アプリセッション確立要求を送信した後、着信側コアネットワーク装置から着信側端末位置情報を取得する第１のステップと、
アプリケーションサーバが、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報を含む中継通信路確立要求を、発信側コアネットワーク装置及び着信側コアネットワーク装置の両方へ送信する第２のステップと、
発信側コアネットワーク装置は、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、発信側トンネル識別子を含む発信側トンネル確立要求を送信すると共に、着信側コアネットワーク装置も、自らの経路テーブルを用いて、発信側端末位置情報及び着信側端末位置情報に紐付けられた中継装置を選択し、当該中継装置へ、着信側トンネル識別子を含む着信側トンネル確立要求を送信する第３のステップと、
前記中継装置は、発信側トンネル識別子に基づくデータと、着信側トンネル識別子に基づくデータとを相互に中継する第４のステップと
を有することを特徴とするシステムのデータ中継方法。 Based on the control of the application server, the originating access network device and the originating core network device in the calling terminal, with the terminating side access network device and the terminating a core network device in the called terminal, the data for the application , A data relay method for systems that communicate via relay devices.
The calling side core network device and the called side core network device each register a route table associated with the relay device for each combination of the calling side terminal position information and the called side terminal position information.
After the application server receives the application session establishment request from the calling side terminal via the calling side access network device and the calling side core network device, the application server acquires the calling side terminal position information from the calling side core network device and accesses the called side. The first step of acquiring the location information of the called party terminal from the called party core network device after sending the application session establishment request to the called party terminal via the network device and the called party core network device,
A second step in which the application server transmits a relay communication path establishment request including the calling side terminal position information and the called side terminal position information to both the calling side core network device and the called side core network device.
The calling side core network device uses its own route table to select a relay device associated with the calling side terminal position information and the called side terminal position information, and sends the relay device to the transmitting side including the calling side tunnel identifier. Along with transmitting the tunnel establishment request, the called core network device also uses its own route table to select the relay device associated with the calling side terminal position information and the called side terminal position information, and sends the relay device to the relay device. A third step of sending a called party tunnel establishment request, including the called party tunnel identifier, and
A data relay method for a system, wherein the relay device includes a fourth step of mutually relaying data based on a transmitting side tunnel identifier and data based on a receiving side tunnel identifier. アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側アクセスネットワーク装置と着信側アクセスネットワーク装置との間で、アプリケーション用のユーザプレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
前記発信側トンネル識別子は、第１１のユーザプレーントンネル識別子であり、
前記発信側トンネル確立要求は、中継装置における第１１のユーザプレーントンネル識別子を含む発信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、発信側アクセスネットワーク装置へ、第１１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
発信側アクセスネットワーク装置は、発信側コアネットワーク装置へ、第１２のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
発信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
着信側として、
前記着信側トンネル識別子は、第２１のユーザプレーントンネル識別子であり、
前記着信側トンネル確立要求は、中継装置における第２１のユーザプレーントンネル識別子を含む着信側ユーザプレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、着信側アクセスネットワーク装置へ、第２１のユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル確立要求を送信し、
着信側アクセスネットワーク装置は、着信側コアネットワーク装置へ、第２２の着信側ユーザプレーン用トンネル識別子を含むユーザプレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側コアネットワーク装置は、ユーザプレーントンネル対向情報通知を、中継装置へ転送し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第１１のユーザプレーン用トンネル識別子と、発信側アクセスネットワーク装置の第１２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に発信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、自らの第２１のユーザプレーン用トンネル識別子と、着信側アクセスネットワーク装置の第２２のユーザプレーン用トンネル識別子との間に着信側ユーザプレーン用トンネルを確立し、発信側ユーザプレーン用トンネル及び着信側ユーザプレーン用トンネルを介してユーザプレーンデータを中継する
ことを特徴とする請求項１に記載のシステムのデータ中継方法。 In order to communicate the user plane data for the application between the calling side access network device and the called side access network device via the relay device under the control of the application server.
About the third step
As a caller
The calling side tunnel identifier is the eleventh user plane tunnel identifier, and is
The calling side tunnel establishment request is a calling side user plane tunnel establishment request including the eleventh user plane tunnel identifier in the relay device.
The calling core network device transmits a user plane tunnel establishment request including the eleventh user plane tunnel identifier to the calling access network device.
The calling side access network device transmits a user plane tunnel opposite information notification including the twelfth user plane tunnel identifier to the calling side core network device.
The calling core network device transfers the user plane tunnel opposite information notification to the relay device, and then
As the called party
The called party tunnel identifier is the 21st user plane tunnel identifier, and is
The called party tunnel establishment request is a called party user plane tunnel establishment request including the 21st user plane tunnel identifier in the relay device.
The called party core network device sends a user plane tunnel establishment request including the 21st user plane tunnel identifier to the called party access network device.
The called party access network device transmits a user plane tunnel opposite information notification including the 22nd called party user plane tunnel identifier to the called party core network device.
The called core network device forwards the user plane tunnel opposite information notification to the relay device,
About the fourth step
The relay device establishes a tunnel for the calling side user plane between its own eleventh user plane tunnel identifier and the twelfth user plane tunnel identifier of the calling side access network device, and its own 21st user. A tunnel for the called party user plane is established between the tunnel identifier for the plane and the tunnel identifier for the 22nd user plane of the called party access network device, and the tunnel for the called party user plane and the tunnel for the called party user plane are used. The data relay method for a system according to claim 1, wherein the user plane data is relayed. アプリケーションサーバの制御に基づいて、発信側コアネットワーク装置と着信側コアネットワーク装置との間で、アプリケーション用の制御プレーンデータを、中継装置を介して通信させるために、
第３のステップについて、
発信側として、
前記発信側トンネル識別子は、第３１の制御プレーントンネル識別子であり、
前記発信側トンネル確立要求は、中継装置における第３１の制御プレーントンネル識別子を含む発信側制御プレーントンネル確立要求であり、
発信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第３２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
着信側として、
前記着信側トンネル識別子は、第４１の制御プレーントンネル識別子であり、
前記着信側トンネル確立要求は、中継装置における第４１の制御プレーントンネル識別子を含む着信側制御プレーントンネル確立要求であり、
着信側コアネットワーク装置は、中継装置へ、自らの第４２の制御プレーン用トンネル識別子を含む制御プレーントンネル対向情報通知を送信し、
第４のステップについて、
中継装置は、自らの第３１の制御プレーン用トンネル識別子と、発信側コアネットワーク装置の第３２の制御プレーン用トンネル識別子との間に発信側制御プレーン用トンネルを確立し、自らの第４１の制御プレーン用トンネル識別子と、着信側コアネットワーク装置の第４２の制御プレーン用トンネル識別子との間に着信側制御プレーン用トンネルを確立し、発信側制御プレーン用トンネル及び着信側制御プレーン用トンネルを介して制御プレーンデータを中継する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシステムのデータ中継方法。 To communicate control plane data for an application between a calling core network device and a called core network device via a relay device under the control of an application server.
About the third step
As a caller
The calling side tunnel identifier is the 31st control plane tunnel identifier, and is
The calling side tunnel establishment request is a calling side control plane tunnel establishment request including the 31st control plane tunnel identifier in the relay device.
The calling core network device transmits a control plane tunnel facing information notification including its own 32nd control plane tunnel identifier to the relay device.
As the called party
The called party tunnel identifier is the 41st control plane tunnel identifier, and is
The called party tunnel establishment request is a called party control plane tunnel establishment request including the 41st control plane tunnel identifier in the relay device.
The called core network device transmits a control plane tunnel opposite information notification including its own 42nd control plane tunnel identifier to the relay device.
About the fourth step
The relay device establishes a tunnel for the calling side control plane between its own 31st control plane tunnel identifier and the 32nd control plane tunnel identifier of the calling side core network device, and its own 41st control. A tunnel for the called side control plane is established between the tunnel identifier for the plane and the tunnel identifier for the 42nd control plane of the called side core network device, and the tunnel for the called side control plane and the tunnel for the called side control plane are used. The data relay method for a system according to claim 1 or 2, wherein the control plane data is relayed. 第１のステップについて、アプリケーションサーバは、発信側端末と着信側端末との間にセッション識別子を割り当てており、
第２のステップについて、アプリケーションサーバは、前記中継通信路確立要求に前記セッション識別子を更に含めており、
第３のステップについて、発信側コアネットワーク装置は、発信側トンネル確立要求に前記セッション識別子を更に含めると共に、着信側コアネットワーク装置も、着信側トンネル確立要求に前記セッション識別子を更に含め、
第４のステップについて、前記中継装置は、前記セッション識別子に紐付くプレーンデータを相互に中継する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。 For the first step, the application server assigns a session identifier between the calling terminal and the called terminal.
Regarding the second step, the application server further includes the session identifier in the relay communication path establishment request.
Regarding the third step, the calling side core network device further includes the session identifier in the calling side tunnel establishment request, and the called side core network device also further includes the session identifier in the called side tunnel establishment request.
The data relay method of the system according to any one of claims 1 to 3, wherein the relay device relays plane data associated with the session identifier to each other with respect to the fourth step. 発信側コアネットワーク装置又は着信側コアネットワーク装置は、配下の端末が、異なるアクセスネットワーク装置にハンドオーバした際に、アプリケーションサーバへ、変更された端末位置情報を含む端末位置情報変更要求を送信し、
その後、第３のステップ及び第４のステップを実行する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。 The calling side core network device or the receiving side core network device transmits a terminal position information change request including the changed terminal position information to the application server when the subordinate terminal hands over to a different access network device.
The system data relay method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the third step and the fourth step are then executed. ＥＰＣ(Evolved Packet Core)の場合、前記中継装置は、制御プレーンとしてのＳＧＷ(Serving-Gateway)及びＰＧＷ(PDN(Packet Data Network)-Gateway)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＳＧＷ及びＰＧＷとして機能し、
又は、
５ＧＳ(5 Generation System)の場合、前記中継装置は、制御プレーンとしてのＳＭＦ(Session Management Function)として機能し、及び／若しくは、ユーザプレーンとしてのＵＰＦ(User Plane Function)として機能する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。 In the case of EPC (Evolved Packet Core), the relay device functions as an SGW (Serving-Gateway) and a PGW (PDN (Packet Data Network) -Gateway) as a control plane, and / or an SGW as a user plane and Functions as a PGW,
Or
In the case of 5GS (5 Generation System), the relay device functions as an SMF (Session Management Function) as a control plane and / or as an UPF (User Plane Function) as a user plane. The system data relay method according to any one of claims 1 to 5. 発信側アクセスネットワーク装置及び／又は着信側アクセスネットワーク装置は、ＲＡＮ(Radio Access Network)であり、
発信側端末位置情報及び／又は着信側端末位置情報は、基地局のセル識別子である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシステムのデータ中継方法。 The calling side access network device and / or the called side access network device is a RAN (Radio Access Network).
The data relay method of the system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the calling side terminal position information and / or the receiving side terminal position information is a cell identifier of a base station.
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