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WO2009096121A1 - 無線通信システム、基地局装置、ゲートウェイ装置、無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、基地局装置、ゲートウェイ装置、無線通信方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009096121A1
WO2009096121A1 PCT/JP2008/073352 JP2008073352W WO2009096121A1 WO 2009096121 A1 WO2009096121 A1 WO 2009096121A1 JP 2008073352 W JP2008073352 W JP 2008073352W WO 2009096121 A1 WO2009096121 A1 WO 2009096121A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base station
information
wireless communication
address
station device
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/073352
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sadafuku Hayashi
Shingo Shiga
Toshiyuki Tamura
Original Assignee
Nec Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nec Corporation filed Critical Nec Corporation
Priority to CN200880125990.4A priority Critical patent/CN101933350B/zh
Priority to US12/810,093 priority patent/US9271195B2/en
Priority to JP2009551409A priority patent/JP5163658B2/ja
Priority to EP08871880.4A priority patent/EP2237587A4/en
Publication of WO2009096121A1 publication Critical patent/WO2009096121A1/ja

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/12Applying verification of the received information
    • H04L63/126Applying verification of the received information the source of the received data
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/10Integrity
    • H04W12/106Packet or message integrity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0011Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0061Transmission or use of information for re-establishing the radio link of neighbour cell information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a base station device, a gateway device, and a wireless communication method.
  • EUTRAN Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • EPC Evolved Packet Core
  • LTE Long Term Evolution
  • SAE System Architecture Evolution
  • EUTRAN and EPC are sometimes referred to as EPS (Evolved Packet System).
  • an eNode B (evolved Node B) 10 that is a base station apparatus is provided on the EUTRAN side.
  • CN Core Network
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving Gateway
  • P-GW Serving Gateway
  • Packet Data Network Gateway (40) and HSS Home Subscriber Server
  • the eNode B 10 is connected to a UE (User Equipment) 60 that is a radio communication device via a radio interface.
  • the MME 20 is a node having a mobility control (location registration) function of the UE 60, a handover control function, a selection function of the S-GW 30 and the P-GW 40, a bearer management function, and the like (4.4. 2).
  • the S-GW 30 is a node for transferring user plane packet data between the eNode B 10 and the P-GW 40.
  • the HSS 50 is a server that stores user information used for authentication of the UE 60.
  • the S-GW 30 needs to know the originating address of the eNode B 10 in order to confirm the safety of the uplink packet data from the eNode B 10. .
  • the S-GW 30 As a method for the S-GW 30 to know the originating address of the eNode B 10, it is conceivable that the originating address of the eNode B 10 is set in the S-GW 30 manually by a maintenance person (operator) in advance. However, since manual setting by the maintenance personnel is very complicated, there is a problem that, when many eNode Bs 10 are installed, there is a possibility that OPEX (Operation Expenditure) may increase.
  • OPEX Operaation Expenditure
  • the S-GW 30 transmits the received packet data as it is to the P-GW 40 of the upper node without confirming the originating address of the eNode B 10.
  • the source eNode B 10 of the UE 60 at the time of handover is referred to as a Source eNode B 10-S
  • the destination eNode B 10 is referred to as a Target eNode B 10-T (hereinafter the same).
  • Step 2301. since the UE 60 has moved from the area of the Source eNode B 10-S to the area of the Target eNode B 10-T, it is assumed that the Source eNode B 10-S makes a handover decision (HO decision) in Step 2301. .
  • Step 2302 the Source eNode B 10-S transmits a message requesting handover (Handover Request message) to the Target eNode B 10-T.
  • the Target eNode B 10-T transmits a response message (Handover Response message) to the Handover Request message to the Source eNode B 10-S in Step 2304.
  • the source eNode B 10-S transmits a message (Handover Command message) instructing handover to the UE 60.
  • the UE 60 transmits uplink packet data in Step 2307.
  • the S-GW30 receives packet data from the Target eNode B10-T, it does not know the originating address of the Target eNode B10-T, so it ignores the security and confirms the originating address of the Target eNode B10-T. Instead, the received packet data is transmitted to the P-GW 40 as it is.
  • DoS attack Delivery of Service attack
  • the Target eNode B 10-T requests a path switch request (Path Switch Request) in Step 2309. Message) to the MME 20, and in step 2310, the MME 20 transmits a message (User Plane Update Request message) requesting user plane update to the S-GW 30.
  • the S-GW 30 performs downlink path switching from the Source eNode B 10 -S to the Target eNode B 10 -T.
  • the S-GW 30 transmits a response message (User Plan Update Response message) to the User Plane Update Request message to the MME 20.
  • the MME 20 transmits a response message (Path Switch Request Acknowledge message) to the message requesting path switching to the Target eNode B 10-T, and the Target eNode B 10-T displays a message indicating resource release (Step 2314). (Release Resource message) is transmitted to the Source eNode B 10-S.
  • the S-GW 30 it is necessary to confirm the safety of the packet data received from the Target eNode B 10-T to the S-GW 30 even when a handover occurs. It is necessary for the S-GW 30 to know the originating address of the Target eNode B10-T. However, if the eNode B 10 source address is set in the S-GW 30 manually by the maintenance person, there is a possibility that OPEX will increase.
  • the security problem is important in the roaming environment of the UE 60.
  • the eNode B 10, the MME 20, and the S-GW 30 are also provided in the roaming destination outside network (Visit PLMN) of the UE 60.
  • the S-GW 30 of the external network and the P-GW 40 of the own network are usually connected via a public network.
  • the public network is, for example, a public internet network.
  • the P-GW 40 when the P-GW 40 receives packet data from the public network and transfers the packet data to the own network without confirming the safety of the packet data, the packet data at risk of DoS attack spreads in the own network. May cause serious problems such as system failure.
  • the P-GW 40 collates the source address of the packet data received from the public network with the source address of the S-GW 30 that transmitted the packet data, confirms safety, and then receives the received packet data. Must be transferred into the network.
  • the P-GW 40 needs to know the source address of the S-GW 30, but when a handover involving the change of the S-GW 30 occurs in a roaming environment, the source address of the changed S-GW 30 is set. I can't know.
  • the S-GW 30 of the UE 60 roaming destination to the P-GW 40 of the own network. Therefore, it is necessary to confirm the security of the received packet data, and for this purpose, the P-GW 40 needs to know the changed originating address of the S-GW 30. However, if the originating address of the S-GW 30 is set in the P-GW 40 manually by a maintenance person, there is a possibility that OPEX will increase.
  • an object of the present invention is to provide a wireless communication system, a base station device, a gateway device, and a wireless communication method that can solve the above-described problems.
  • the first wireless communication system of the present invention includes: A wireless communication system comprising a base station device, a mobile control node, and a gateway device,
  • the base station device Information on the originating address of a base station device in the vicinity of the base station device is transmitted to the mobility control node,
  • the mobility control node is From the base station device, receiving information of the originating address of the neighboring base station device, Sending information of the originating address of the neighboring base station device to the gateway device,
  • the gateway device is Information on the originating address of the neighboring base station apparatus is received from the mobile control node.
  • the second wireless communication system of the present invention is A wireless communication system comprising a base station device and a gateway device,
  • the base station device Packet data including in the header information of the originating address of a base station device in the vicinity of the base station device is transmitted to the gateway device;
  • the gateway device is From the base station apparatus, packet data including header information of the originating address of the neighboring base station apparatus is received.
  • the third wireless communication system of the present invention is A wireless communication system comprising a base station device, a mobile control node, and a gateway device,
  • the base station device The wireless communication device transmits information on the originating address of the destination base station device that has been handed over from the base station device, to the mobility control node,
  • the mobility control node is From the base station apparatus, information on the originating address of the destination base station apparatus is received, Sending information of the originating address of the destination base station device to the gateway device,
  • the gateway device is Information on the originating address of the destination base station apparatus is received from the mobility control node.
  • the fourth wireless communication system of the present invention is A wireless communication system comprising a base station device, a mobile control node, a gateway device connected to the base station device, and an upper gateway device connected to the gateway device,
  • the gateway device is After the wireless communication device has decided to perform a handover with a change to the gateway device, information on the originating address of the gateway device is transmitted to the upper gateway device,
  • the upper gateway device is: Information on the originating address of the gateway device is received from the gateway device.
  • the first base station apparatus of the present invention is It has a transmission part which transmits the information of the origination address of the base station apparatus of the vicinity of an own base station apparatus to a gateway apparatus via a movement control node.
  • the second base station apparatus of the present invention It has a transmission part which transmits the packet data which contains the information of the origination address of the base station apparatus of the vicinity of an own base station apparatus in a header to a gateway apparatus.
  • the third base station apparatus of the present invention The wireless communication apparatus includes a transmission unit that transmits information of a source address of a destination base station apparatus handed over from the base station apparatus to the gateway apparatus via the movement control node.
  • the first gateway device of the present invention is: It has a receiving part which receives the information of the origination address of the base station apparatus of the vicinity of the said base station apparatus via a movement control node from a base station apparatus.
  • the second gateway device of the present invention is A receiving unit configured to receive, from a base station device, packet data including a header of information on a source address of the neighboring base station device of the base station device;
  • the third gateway device of the present invention is The wireless communication device includes a receiving unit that receives information on the originating address of the destination base station device that has been handed over from the base station device via the mobility control node from the base station device.
  • the fourth gateway device of the present invention is A gateway device connected between the base station device and the upper gateway device,
  • the wireless communication apparatus includes a transmission unit that transmits information on the originating address of the gateway apparatus to the higher-level gateway apparatus after the wireless communication apparatus determines to perform a handover with a change to the gateway.
  • the upper gateway apparatus of the present invention is An upper gateway device connected to a gateway device connected to the base station device,
  • the wireless communication device includes a receiving unit that receives information on the originating address of the gateway device from the gateway device after the wireless communication device has decided to perform handover with the change to the gateway device.
  • the first wireless communication method of the present invention includes: A wireless communication method by a base station device, A transmitting step of transmitting information on a source address of a base station device adjacent to the base station device to a gateway device via a mobility control node;
  • the second wireless communication method of the present invention includes: A wireless communication method by a base station device, There is a transmission step of transmitting packet data including header information of origination addresses of base station devices in the vicinity of the base station device to the gateway device.
  • the third wireless communication method of the present invention is: A wireless communication method by a base station device,
  • the wireless communication apparatus includes a transmission step of transmitting information on the originating address of the destination base station apparatus handed over from the base station apparatus to the gateway apparatus via the mobility control node.
  • the fourth wireless communication method of the present invention is: A wireless communication method using a gateway device, A receiving step of receiving information on a source address of a base station device adjacent to the base station device from the base station device via a mobile control node;
  • the fifth wireless communication method of the present invention provides: A wireless communication method using a gateway device, A receiving step of receiving, from a base station device, packet data including in its header information on the originating address of the neighboring base station device of the base station device;
  • a sixth wireless communication method of the present invention includes A wireless communication method using a gateway device,
  • the wireless communication apparatus includes a reception step of receiving information on a source address of a movement-destination base station apparatus handed over from the base station apparatus via the movement control node from the base station apparatus.
  • the seventh wireless communication method of the present invention is: A wireless communication method using a gateway device connected between a base station device and an upper gateway device, A transmission step of transmitting information on a source address of the gateway device to the higher-level gateway device after a decision to perform a handover with a change to the gateway device;
  • the eighth wireless communication method of the present invention is: A wireless communication method by a gateway device connected to a gateway device connected to a base station device,
  • the wireless communication apparatus includes a receiving step of receiving, from the gateway apparatus, information on an originating address of the gateway apparatus after the wireless communication apparatus has decided to perform a handover with a change to the gateway apparatus.
  • a base station device can provide information on the originating address of a base station device in the vicinity of its own base station device, or information on the originating address of a destination base station device to which the wireless communication device has handed over. Is transmitted to the gateway device.
  • the gateway device can confirm the safety of the packet data received from the base station device even if a handover occurs, the effect of ensuring the security of the wireless communication system can be obtained.
  • the information of the originating address of the base station device is transmitted from the base station device to the gateway device, an effect that manual work by the maintenance person can be reduced is obtained.
  • the gateway device when the wireless communication device performs handover with a change to its own gateway device, the gateway device transmits the information of the originating address of its own gateway device to the higher-level gateway device. It is configured to transmit.
  • the upper gateway apparatus can confirm the safety of the packet data received from the gateway apparatus even if a handover occurs, the effect of ensuring the security of the wireless communication system can be obtained.
  • the information of the originating address of the gateway device is transmitted from the gateway device to the higher-level gateway device, an effect that manual work by the maintenance person can be reduced is obtained.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the detailed structure of the radio
  • FIG. 6 is a sequence diagram for explaining a transmission operation example 1 of an eNode B calling address in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an operation example 2 of transmission of an eNode B calling address in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. It is a sequence diagram explaining the transmission operation example 3 of the calling address of eNodeB in the radio
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating a handover operation example 1 in the wireless communication system according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a handover operation example 2 in the wireless communication system according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a handover operation example 2 in the wireless communication system according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a handover operation example 3 in the wireless communication system according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a handover operation example 3 in the wireless communication system according to the first embodiment of this invention.
  • It is a block diagram which shows schematic structure of the radio
  • It is a block diagram which shows the detailed structure of the radio
  • FIG. 10 is a sequence diagram illustrating an example of a handover operation in the wireless communication system according to the second embodiment of this invention. It is a figure explaining the GTP header which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • the eNode B 10 includes a transmission unit 11A that transmits a message including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 to the MME 20.
  • the information of the origination address of neighboring eNode B10 can be considered to be manually set in the eNode B10 in advance by a maintenance person, for example, this is not restrictive.
  • the MME 20 receives from the eNode B 10 a message including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 and a receiving unit 21A that receives the information containing the originating address information of the neighboring eNode B 10 and the S-GW 30 And a transmitting unit 22A for transmitting to.
  • the S-GW 30 includes a receiving unit 31A that receives a message including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 from the MME 20.
  • the eNode B 10 includes a receiving unit 12A and a control unit 13A in addition to the above-described transmitting unit 11A.
  • 11 A of transmission parts perform the transmission process of the message and packet data to MME20, and perform the process which transmits the message containing the information of the origination address of neighboring eNode B10 to MME20 as mentioned above as an example .
  • the receiving unit 12A performs processing for receiving messages and packet data from the MME 20.
  • the control unit 13A performs processing for generating a message including information to be transmitted to the MME 20.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 11A, the reception unit 12A, and the control unit 13A are also performed between the UE 60, other eNode Bs 10, and the S-GW 30.
  • the MME 20 includes a control unit 23A in addition to the above-described reception unit 21A and transmission unit 22A.
  • the reception unit 21A performs reception processing of messages and packet data from the eNode B 10 and the S-GW 30.
  • the reception unit 21A includes information on the originating address of the neighboring eNode B 10 from the eNode B 10 as described above. Process to receive the message.
  • the transmission unit 22A performs transmission processing of the message and packet data to the Node B 10 and the S-GW 30. As an example, the transmission unit 22A transmits a message including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 as described above. Processing to transmit to the GW 30 is performed.
  • the control unit 23A performs processing for generating a message including information to be transmitted to the eNode B 10 and the S-GW 30.
  • the S-GW 30 includes a transmission unit 32A, a control unit 33A, and a storage unit 34A in addition to the reception unit 31A described above.
  • the receiving unit 31A performs a process of receiving a message and packet data from the MME 20, and as an example thereof, as described above, a process of receiving a message including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 from the MME 20. Do.
  • the transmission unit 32A performs transmission processing of messages and packet data to the MME 20.
  • the control unit 33A performs processing for generating a message including information to be transmitted to the MME 20, processing for storing information on the originating address of the neighboring eNode B 10 in the storage unit 34A, and the source address of the packet data received from the MME 20 in the storage unit 34A.
  • a process for confirming the safety of the received packet data is performed by collating with the stored source address.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 32A, the reception unit 31A, and the control unit 33A are also performed between the eNode B 10 and the P-GW 40.
  • the eNode B 10 transmits information on the originating address of its own eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 to the S-GW 30 via the MME 20.
  • “attach” refers to the first access to the eNode B 10 of the UE 60, for example, the first access after the power is turned on.
  • step 301 the UE 60 transmits a message requesting attachment to the eNode B 10 (Attach Request message).
  • the transmitter 11A of the eNode B 10 starts an attach procedure including information on the originating address of its own eNode B 10, the originating address of the neighboring eNode B 10, and the information of the Attach Request message.
  • the attach start message (Initial UE Message message) is transmitted to the MME 20.
  • the transmitting unit 22A of the MME 20 in step 304 the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10
  • a message requesting bearer generation (Create Default Bearer Request message) including the above information is transmitted to the S-GW 30.
  • information on the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 is stored in the storage unit 34A by the control unit 33A.
  • step 305 the transmitting unit 32A of the S-GW 30 requests a bearer generation message (Create Default Bearer Request message) including information on the originating address of its own S-GW 30 and the originating address of the neighboring S-GW 30. ) To the P-GW 40.
  • a bearer generation message Create Default Bearer Request message
  • step 306 the P-GW 40 transmits a response message (Create Default Bearer Response message) to the Create Default Bearer Request message to the S-GW 30.
  • step 307 the transmission unit 32A of the S-GW 30 transmits a response message (Create Default Bearer Response message) to the MME 20 in response to a response message to the Create Default Bearer Request message.
  • step 308 the transmission unit 22A of the MME 20 accepts the attachment (Attach Accept), and transmits a message requesting setup of the initial context of the UE 60 (Initial Context Setup Request message) to the eNode B 10.
  • step 309 the transmission unit 11A of the eNode B 10 accepts the attachment and transmits a message requesting establishment of a radio bearer (Radio Bearer Establishment Request message) to the UE 60.
  • Radio Bearer Establishment Request message Radio Bearer Establishment Request message
  • step 310 the UE 60 transmits a response message (Radio Bearer Establishment Response message) to the Radio Bearer Establishment Request message to the eNode B 10. Further, in step 311, the transmission unit 11 ⁇ / b> A of the eNode B 10 transmits a response message (Initial UE Context Response message) to the Initial Context Setup Request message to the MME 20.
  • a response message Radio Bearer Establishment Response message
  • the control unit 33A of the S-GW 30 collates the source address of the received packet data with the source address stored in the storage unit 34A. If the storage unit 34A has a source address that matches the source address of the received packet data in the storage unit 34A, the control unit 33A determines that the received packet data is safe and transfers it to the P-GW 40 using the transmission unit 32A. If it is not in 34A, the received packet data is judged to be dangerous and discarded.
  • the S-GW 30 transmits from the eNode B 10 via the MME 20 the originating address of the eNode B 10 and the originating eNode B 10 that may become the Target eNode B 10-T. Address information can be acquired.
  • the S-GW 30 can confirm the safety of the packet data received from the eNode B 10 even if a handover occurs, the security of the wireless communication system can be ensured.
  • the eNode B 10 address information is transmitted from the eNode B 10 to the S-GW 30, the manual work by the maintenance staff can be reduced.
  • the MME 20 only needs to transfer the eNode B 10 address information received from the eNode B 10 to the S-GW 30, so there is no need to store the eNode B 10 address information.
  • the MME 20 has an IP security function, and can determine whether the eNode B 10 is safe. That is, since the MME 20 can determine that it is a calling address notification from the secure eNode B 10, only the calling address notified from the safe eNode B 10 can be notified to the S-GW 30 in Step 304 of FIG. .
  • the eNode B 10 transmits information on the calling address of its own eNode B 10 and the calling address of the neighboring eNode B 10 to the S-GW 30 via the MME 20 when the UE 60 makes a call.
  • step 401 it is assumed that UE 60 transmits a message for calling (Service Request message) to eNode B 10.
  • the transmitter 11A of the eNode B 10 starts a calling procedure (Service Request procedure) including information on the calling address of the own eNode B 10, the calling address of the neighboring eNode B 10, and the information of the Service Request message.
  • a calling procedure Service Request procedure
  • the message Initial UE Message message
  • the transmission unit 22A of the MME 20 requests a message (Initial Context) that requests setup of the initial context of the UE 60 in Step 404.
  • a Setup Request message is transmitted to the eNode B 10, and the transmitter 11 A of the eNode B 10 transmits a message for establishing a radio bearer (Radio Bearer Establishment message) to the UE 60 in Step 405.
  • Radio Bearer Establishment message Radio Bearer Establishment message
  • the transmitting unit 22A of the MME 20 transmits a message (Update Bearer Request message) requesting a bearer update including information on the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 to the S-GW 30.
  • a message (Update Bearer Request message) requesting a bearer update including information on the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 to the S-GW 30.
  • information on the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 is stored in the storage unit 34A by the control unit 33A.
  • step 407 the transmission unit 32A of the S-GW 30 transmits a response message (Update Bearer Response message) to the Update Bearer Request message to the MME 20.
  • a response message Update Bearer Response message
  • the control unit 33A of the S-GW 30 collates the source address of the packet data received from the eNode B 10 with the source address stored in the storage unit 34A. To do. If the storage unit 34A has a source address that matches the source address of the received packet data in the storage unit 34A, the control unit 33A determines that the received packet data is safe and transfers it to the P-GW 40 using the transmission unit 32A. If it is not in 34A, the received packet data is judged to be dangerous and discarded.
  • step 409 the transmission unit 11A of the eNode B 10 transmits a response message (Initial Context Response message) to the Initial Context Setup Request message to the MME 20.
  • the S-GW 30 sends the eNode B 10 through the MME 20 and the eNode B 10 calling address and the Target eNode B 10-T in the neighboring eNode B 10 Information on the calling address can be acquired.
  • the S-GW 30 can confirm the safety of the packet data received from the eNode B 10 even if a handover occurs, the security of the wireless communication system can be ensured.
  • the MME 20 only needs to transfer the eNode B 10 address information received from the eNode B 10 to the S-GW 30, so there is no need to store the eNode B 10 address information.
  • the MME 20 and the S-GW 30 are changed by the location registration of the UE 60, and the MME 20 and the S-GW 30 before the change are referred to as the source MME 20-S and the source S-GW 30-S, respectively.
  • the latter MME 20 and S-GW 30 are referred to as Target MME 20-T and Target S-GW 30-T, respectively (hereinafter the same).
  • the MME 20 and the S-GW 30 before and after the change are determined based on information included in the location registration request message (TAU Request message) from the UE 60.
  • UE 60 transmits a TAU Request message for location registration to eNode B 10 in step 501.
  • the transmitter 11A of the eNode B 10 starts a TA update procedure (TA Update procedure) including information on the originating address of its own eNode B 10, the originating address of the neighboring eNode B 10 and information on the TAU Request message in Step 502.
  • TA Update procedure TA Update procedure
  • the transmitter 11A of the eNode B 10 starts a TA update procedure (TA Update procedure) including information on the originating address of its own eNode B 10, the originating address of the neighboring eNode B 10 and information on the TAU Request message in Step 502.
  • Step 503 the transmission unit 22A of the Target MME 20-T transmits a message requesting the context information of the UE 60 (Context Request message) to the Source MME 20-S.
  • the transmission unit 22A of the Source MME 20-S transmits a response message (Context Response message) to the Context Request message to the Target MME 20-T.
  • Step 505 when the authentication of the UE 60 by the Target MME 20-T using the user information stored in the HSS 50 is successful in Step 505, the transmitter 22A of the Target MME 20-T determines that the context of the UE 60 is the Target MME 20-T in Step 506.
  • a message Context Acknowledge message
  • Step 507 a Create Bearer including information on the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 Send a Request message to the Target S-GW30-T.
  • the Target S-GW 30-T information on the originating address of the eNode B 10 and the originating address of the neighboring eNode B 10 is stored in the storage unit 34A by the control unit 33A.
  • the transmission unit 32A of the Target S-GW 30-T includes information on the originating address of the Target S-GW 30-T and the originating address of the neighboring S-GW, and sets the data transfer route to the Source S- A message (Update Bearer Request message) requesting switching from the GW 30-S to the Target S-GW 30-T is transmitted to the P-GW 40.
  • the Source S- A message Update Bearer Request message
  • the P-GW 40 transmits a response message (Update Bearer Response message) to the Update Bearer Request message to the Target S-GW 30 -T.
  • the transmission unit 32A of the Target S-GW 30-T transmits a response message to the Create Bearer Request message (Create Bearer Response message) to the Target MME 20-T.
  • step 511 bearer release processing related to the Source S-GW 30-S is performed.
  • the transmission unit 22A of the Target MME 20-T transmits a message (Initial Context Setup Request message) to the eNode B 10 to accept the location registration (TAU Accept).
  • the transmission unit 11 ⁇ / b> A of the eNode B 10 transmits a message (Radio Bearer Establishment Request message) requesting establishment of a radio bearer to the UE 60, including a message (TAU Accept message) to accept location registration.
  • Step 514 the UE 60 transmits a response message (Radio Bearer Establishment Response message) to the Radio Bearer Establishment Request message to the eNode B 10. Subsequently, in step 515, the transmission unit 11A of the eNode B 10 transmits a response message (Initial Context Setup Response message) to the Initial Context Setup Request message to the Target MME 20-T.
  • a response message (Radio Bearer Establishment Response message) to the Radio Bearer Establishment Request message to the eNode B 10.
  • step 515 the transmission unit 11A of the eNode B 10 transmits a response message (Initial Context Setup Response message) to the Initial Context Setup Request message to the Target MME 20-T.
  • the control unit 33A of the Target S-GW 30-T collates the source address of the received packet data with the source address stored in the storage unit 34A. If the storage unit 34A has a source address that matches the source address of the received packet data in the storage unit 34A, the control unit 33A determines that the received packet data is safe and transfers it to the P-GW 40 using the transmission unit 32A. If it is not in 34A, the received packet data is judged to be dangerous and discarded.
  • the Target S-GW 30-T may become the eNode B 10 source address and the Target eNode B 10-T from the eNode B 10 via the Target MME 20-T during the location registration of the UE 60.
  • the originating address of a certain neighboring eNode B 10 can be acquired.
  • the Target S-GW 30-T can confirm the safety of the packet data received from the eNode B 10 even when a handover occurs, so that the security of the wireless communication system can be ensured.
  • the Target MME 20-T only needs to forward the eNode B10 address information received from the eNode B10 to the Target S-GW30-T, and therefore stores the eNode B10 address information. There is no need to keep it.
  • the eNode B 10 when the eNode B 10 starts up, the eNode B 10 transmits information on the originating address of the neighboring eNode B 10 to the MME 20 and stores it in the MME 20. Then, the eNode B 10 transmits information on the calling address of its own eNode B 10 to the MME 20 at the time of attaching, calling, location registration, etc., and the MME 20 receives the information on the calling address of the eNode B 10 received from the eNode B 10. The information is transmitted to the S-GW 30 together with information on the originating address of the neighboring eNode B 10 stored at the time of startup.
  • step 601 when the eNode B 10 is started up the transmitter 11A of the eNode B 10 A setup message (S1 Setup Request message) including information on the calling address of the eNode B 10 is transmitted to the MME 20.
  • S1 Setup Request message information on the calling address of the eNode B 10 is transmitted to the MME 20.
  • information on the originating address of the neighboring eNode B 10 is stored in a storage unit (not shown) by the control unit 23A.
  • the transmission unit 22A of the MME 20 transmits a response message (S1 Setup Response message) to the S1 Setup Request message to the eNode B 10 in Step 603A.
  • control unit 13A of the eNode B 10 does not need to include the information of the originating address of the neighboring eNode B 10 in the Initial UE Message message at step 302 in FIG.
  • control unit 23A of the MME 20 may further include information on the originating address of the neighboring eNode B 10 stored in the storage unit in the Create Default Bearer Request message and send it to the S-GW 30. it can.
  • the S-GW 30 obtains the calling address of the neighboring eNode B 10 that may become the Target eNode B 10-T from the MME 20 at the time of attachment, call origination, or location registration. Can do.
  • the eNode B 10 origination address information can also be acquired from the eNode B 10 via the MME 20 at the time of attachment or the like.
  • the S-GW 30 can confirm the safety of the packet data received from the eNode B 10, so that the security of the wireless communication system can be ensured.
  • the eNode B 10 address information is transmitted from the eNode B 10 to the S-GW 30 via the MME 20, manual work by the maintenance staff can be reduced.
  • the eNode B 10 need only transmit the information of the originating address of the neighboring eNode B 10 only once at the time of start-up, so there is no need to transmit it every time it is attached.
  • the eNode B 10 transmits information on the originating address of the neighboring eNode B 10 to the MME 20 when the own eNode B 10 is started up, but when the neighboring eNode B 10 is started up, as shown in FIG. 9B. As described above, it is possible to transmit the information of the originating address of the launched neighboring eNode B 10 to the MME 20.
  • the transmitter 11A of the eNode B 10 transmits a setup message (X2 Setup Request message) including its originating address to the neighboring eNode B 10 via the X2 interface in Step 602B. To do.
  • a response message (X2 Setup Response message) to the X2 Setup Request message is transmitted from the neighboring eNode B10.
  • the transmission unit 11A of the eNode B 10 transmits a reconfiguration message (S1 Reconfiguration message) including the originating address of the neighboring eNode B 10 to the MME 20.
  • the MME 20 transmits a response message (S1 Reconfiguration Response message) to the S1 Reconfiguration message.
  • the originating address information of the own eNode B 10 can be transmitted to the MME 20.
  • step 601C for example, when an interface card is added as traffic increases, the transmitting unit 11A of the eNode B 10 uses the source address of the added interface card in step 602C instead of S1 Setup.
  • the included reconfiguration message (S1 Reconfiguration message) is transmitted to the MME 20.
  • step 603C the MME 20 transmits a response message (S1 Reconfiguration Response message) to the S1 Reconfiguration message.
  • information on the originating address of the neighboring eNode B 10 where the addition or setting change is made may be transmitted to the MME 20. it can.
  • step 601D for example, when an interface card is added, the transmitter 11A of the eNode B 10 sends a reconfiguration message (X2 Reconfiguration message) including its originating address in step 602D to the X2 interface. To the nearby eNode B10. Next, a response message (X2 Reconfiguration Response message) to the X2 Reconfiguration message is transmitted from the neighboring eNode B 10. Thereafter, in step 604D, the transmission unit 11A of the eNode B 10 transmits a reconfiguration message (S1 Reconfiguration message) including the originating address of the neighboring eNode B 10 to the MME 20. Next, in step 605D, the MME 20 transmits a response message (S1 Reconfiguration Response message) to the S1 Reconfiguration message.
  • S1 Reconfiguration Response message a response message (S1 Reconfiguration Response message) to the S1 Reconfiguration message.
  • the storage unit 34A of the S-GW 30 stores the calling address of the Source eNode B 10-S and the neighboring eNode B 10. It is assumed that the calling address information has already been saved.
  • the S-GW 30 receives uplink packet data from the Target eNode B 10-T.
  • the storage unit 34A of the S-GW 30 also stores information on the originating address of the eNode B 10 in the vicinity of the Source eNode B 10-S, which may be the Target eNode B 10-T.
  • control unit 33A of the S-GW 30 confirms the safety of the received packet data without waiting for subsequent messages (Path Switch Request message and User Plane Update Request message) via the MME 20 from the Target eNode B 10-T. can do.
  • step 701 the control unit 33A of the S-GW 30 collates the source address of the received packet data with the source address stored in the storage unit 34A.
  • the storage unit 34A has a source address that matches the source address of the received packet data, it is assumed that the control unit 33A determines that the received packet data is safe.
  • the transmitting unit 32A transfers the received packet data to the P-GW 40 in step 702.
  • the transmission unit 11A of the Target eNode B 10-T sends a Path Switch Request message including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 to the MME 20 in Step 703.
  • the transmitting unit 22A of the MME 20 transmits to the S-GW 30 a User Plane Update Request message including information on the originating address of the eNode B 10 in the vicinity of the Target eNode B 10-T.
  • information on the originating address of the eNode B 10 in the vicinity of the Target eNode B 10-T is stored in the storage unit 34A by the control unit 33A.
  • the S-GW 30 uses the information of the originating address of the eNode B10 in the vicinity of the Source eNode B10-S to ensure the safety of the packet data received from the eNode B10. Can be confirmed.
  • FIGS. 11 and 12 the same parts as those in FIG. 2 and parts common to FIGS. 11 and 12 are denoted by the same reference numerals.
  • the source address of the source eNode B 10-S and nearby addresses are stored in the storage unit 34A of the S-GW 30. It is assumed that the eNode B10 calling address information has already been saved.
  • the S-GW 30 receives uplink packet data from the Target eNode B 10-T.
  • step 801 the control unit 33A of the S-GW 30 collates the source address of the received packet data with the source address stored in the storage unit 34A.
  • the control unit 33A determines that the received packet data is dangerous.
  • control unit 33A of the S-GW 30 starts storing the received packet data in a buffer (not shown) in step 802, and starts time measurement by a timer (not shown) in step 803.
  • the transmission unit 11A of the Target eNode B 10-T sends a Path Switch Request message including information on the originating address of its Node B 10 to the MME 20 in Step 804. Send to.
  • the transmitting unit 22A of the MME 20 transmits a User Plane Update Request message including information on the calling address of the Node B10 of the Target eNode B10-T to the S-GW 30.
  • the controller 33A of the S-GW 30 performs downlink path switching in Step 2311, and then in Step 806, the source address of the packet data received in Step 2307 is the Target eNode B10 received in Step 805. -Match with the originating address of T.
  • the control unit 33A determines that the received packet data is safe.
  • the transmission unit 32A reads the received packet data from the buffer and transfers it to the P-GW 40.
  • the control unit 33A stops the timer.
  • step 901 if the source address that matches the source address of the received packet data is not notified and the measured time of the timer exceeds the preset time, the control unit 33A of the S-GW 30 In step 902, the timer is stopped and the received packet data is discarded from the buffer.
  • control unit 33A of the S-GW 30 receives the packet data thereafter in step 903, the control unit 33A discards the received packet data without storing it in the buffer in step 904. Transfer to the GW 40 is stopped.
  • the S-GW 30 uses the source address information of the eNode B 10 adjacent to the Source eNode B 10-S and the source address information of the Target eNode B 10-T itself. The safety of the packet data received from the eNode B 10 can be confirmed.
  • the Target eNode B10-T notifies the calling address individually, so that the calling address and the called address do not necessarily have to be equal, so the degree of freedom in designing the radio communication system may be increased. it can. Hereinafter, this reason will be described.
  • the S-GW 30 checks the source address of the packet data received from the eNode B 10 with the destination address of the eNode B 10 notified from the MME 20 when the bearer is set up. It is also possible to determine that there is a discard.
  • the source and destination addresses of the eNode B 10 are not necessarily equal, not only can the degree of freedom in designing the radio communication system be improved, but also the security of the radio communication system can be improved. Can be further increased.
  • the eNode B10 source address and destination address may be made equal. In this case, if the MME 20 receives only one address from the Target eNode B 10-T in step 804, the MME 20 cannot determine whether the address is a source address.
  • Step 804 information (Indicator) indicating that the source address and destination address are equal is additionally included in the Path Switch Request message. Can do.
  • the MME 20 can determine whether or not the address received from the Target eNode B 10-T is the calling address in Step 804. Therefore, in the S-GW 30, the safety of the packet data received from the eNode B 10 is determined. Can be confirmed.
  • FIG. 13 and FIG. 14 the same reference numerals are given to the same parts as in FIG. 2 and the parts common to FIG. 13 and FIG. 14,
  • the storage unit 34A of the S-GW 30 stores the source address of the Source eNode B 10-S and nearby addresses. It is assumed that the eNode B10 calling address information has already been saved.
  • the S-GW 30 receives uplink packet data from the Target eNode B 10-T.
  • step 1001 the control unit 33A of the S-GW 30 collates the source address of the received packet data with the source address stored in the storage unit 34A.
  • the control unit 33A determines that the received packet data is dangerous.
  • control unit 33A of the S-GW 30 starts time measurement using a timer (not shown) in step 1002, and the transmission unit 32A continues to transfer the received packet data to the P-GW 40 in step 1003.
  • the transmission unit 11A of the Target eNode B 10-T sends a Path Switch Request message including the information of the originating address of its Node B 10 to the MME 20 in Step 1004. Send to.
  • the transmitting unit 22A of the MME 20 transmits a User Plane Update Request message including information on the calling address of the Node B10 of the Target eNode B10-T to the S-GW 30.
  • the control unit 33A of the S-GW 30 performs downlink path switching in Step 2311, and then in Step 1006, the source address of the packet data received in Step 2307 is the Target eNode B10 received in Step 1005. -Match with the originating address of T.
  • the control unit 33A determines that the received packet data is safe and stops the timer in step 1007.
  • step 1101 the control unit 33A of the S-GW 30 if the measured time of the timer exceeds the preset time without being notified of the source address that matches the source address of the received packet data.
  • step 1102 the timer is stopped.
  • control unit 33A of the S-GW 30 Even if the control unit 33A of the S-GW 30 receives the packet data after that in step 1103, the control unit 33A discards the received packet data in step 1104, and stops the transfer to the P-GW 40 in step 1105. .
  • the S-GW 30 uses the source address information of the eNode B 10 adjacent to the Source eNode B 10-S and the source address information of the Target eNode B 10-T itself. The safety of the packet data received from the eNode B 10 can be confirmed.
  • the degree of freedom in designing the radio communication system can be increased, and the security of the radio communication system can be further increased.
  • the eNode B 10 includes a transmission unit 11B that directly transmits packet data including the header address information of the neighboring eNode B 10 to the S-GW 30.
  • the information of the origination address of neighboring eNode B10 can be considered to be manually set in the eNode B10 in advance by a maintenance person, for example, this is not restrictive.
  • the S-GW 30 includes a receiving unit 31B that receives packet data including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 in the header from the eNode B 10.
  • the eNode B 10 includes a receiving unit 12A and a control unit 13A in addition to the above-described transmitting unit 11A.
  • the transmission unit 11B performs transmission processing of the message and packet data to the S-GW 30, and as an example, as described above, the packet data including the information of the originating address of the neighboring eNode B 10 in the header is converted into S -Process to send to GW30.
  • the receiving unit 12B performs processing for receiving messages and packet data from the S-GW 30.
  • the control unit 13B performs processing for generating a message including information to be transmitted to the S-GW 30 and packet data including the information in the header.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 11B, the reception unit 12B, and the control unit 13B are also performed between the UE 60, other eNode Bs 10, and the MME 20.
  • the S-GW 30 includes a transmission unit 32B, a control unit 33B, and a storage unit 34B in addition to the reception unit 31B described above.
  • the receiving unit 31B performs processing for receiving a message and packet data from the eNode B 10, and as an example, as described above, from the eNode B 10, the packet data including information on the originating address of the neighboring eNode B 10 in the header. Process to receive.
  • the transmission unit 32B performs transmission processing of messages and packet data to the eNode B10.
  • the control unit 33B is a process for generating a message including information to be transmitted to the eNode B 10, a process for storing information on the originating address of the neighboring eNode B 10 in the storage unit 34B, and an originating address of the packet data received from the eNode B 10 A process for confirming the safety of the received packet data is performed by comparing with the originating address stored in 34B.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 32B, the reception unit 31B, and the control unit 33B are also performed between the MME 20 and the P-GW 40.
  • the source address of the Source eNode B 10-S is already notified to the S-GW 30 by any one of the transmission operation examples 1 to 4 of the source address of the eNode B 10 in the first embodiment described above. It is assumed that the data is already stored in the storage unit 34 of the S-GW 30.
  • the control unit 13B of the Source eNode B 10-S determines handover in Step 2301. .
  • control unit 13B of the Source eNode B 10-S includes the originating address of the neighboring eNode B 10 in the header of the packet data received from the UE 60 in Step 1401, and the transmission unit 11B transmits the packet data to the S-GW 30. To do.
  • the control unit 13B of the Source eNode B 10-S includes the originating address of the neighboring eNode B 10 in the GTP header (6 of 3GPP TS 29.060, V8.2.0).
  • the GTP header has a part describing an extension header type (Extension Header Type) as shown in the upper table of FIG. Therefore, in this part, the originating address (Neighbouring eNB addresses) of the neighboring eNode B 10 defined as shown in the center table of FIG. 18 is described. Further, the description contents at this time are as shown in the table at the bottom of FIG.
  • Extension Header Type Extension Header Type
  • the S-GW 30 can acquire the source address of the neighboring eNode B 10 that may become the Target eNode B 10-T from the Source eNode B 10-S when the handover is determined.
  • the source address information of the Source eNode B 10-S can be acquired from the Source eNode B 10-S at the time of attachment or the like.
  • the S-GW 30 can confirm the safety of the packet data received from the eNode B 10 even if a handover occurs, the security of the wireless communication system can be ensured.
  • the eNode B 10 address information is transmitted from the eNode B 10 to the S-GW 30 via the MME 20 or directly from the eNode B 10. it can.
  • the eNode B 10 when the eNode B 10 according to the present embodiment performs a handover in which the UE 60 performs its own eNode B 10 as the Source eNode B 10-S, the eNode B 10 transmits a message including information on the calling address of the Target eNode B 10-T to the MME 20. A transmission unit 11C for transmission is included. Information about the Target eNode B 10-T is received from the Target eNode B 10-T as will be described later.
  • the MME 20 receives from the eNode B 10 a message 21C that receives a message including information on the calling address of the Target eNode B 10-T, and a message including information on the calling address of the Target eNode B 10-T.
  • a transmission unit 22C that transmits to the GW 30;
  • the S-GW 30 includes a receiving unit 31C that receives a message including information on the calling address of the Target eNode B 10-T from the MME 20.
  • the eNode B 10 includes a receiving unit 12C and a control unit 13C in addition to the above-described transmitting unit 11C.
  • the transmission unit 11C performs processing for transmitting the message and packet data to the MME 20, and as an example thereof, as described above, processing for transmitting a message including information on the calling address of the Target eNode B 10-T to the MME 20. Do.
  • the receiving unit 12C performs reception processing of messages and packet data from the MME 20.
  • the control unit 13C performs processing for generating a message including information to be transmitted to the MME 20.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 11C, the reception unit 12C, and the control unit 13C are also performed between the UE 60, the other eNode B 10, and the S-GW 30.
  • the MME 20 includes a control unit 23C in addition to the reception unit 21C and the transmission unit 22C described above.
  • the receiving unit 21C performs processing for receiving messages and packet data from the eNode B 10 and the S-GW 30. As an example, the receiving unit 21C receives information on the calling address of the Target eNode B 10-T from the eNode B 10 as described above. Process to receive the message that contains.
  • the transmission unit 22C performs transmission processing of the message and packet data to the Node B 10 and the S-GW 30. As an example, the transmission unit 22C transmits a message including the information of the source address of the Target eNode B 10-T as described above. -Process to send to GW30.
  • the control unit 23C performs processing for generating a message including information to be transmitted to the eNode B 10 and the S-GW 30.
  • the S-GW 30 includes a transmission unit 32C, a control unit 33C, and a storage unit 34C in addition to the above-described reception unit 31C.
  • the receiving unit 31C performs a process of receiving a message and packet data from the MME 20, and as an example thereof, a process of receiving a message including information on the calling address of the Target eNode B 10-T from the MME 20 as described above. I do.
  • the transmission unit 32C performs transmission processing of messages and packet data to the MME 20.
  • the control unit 33C generates a message including information to be transmitted to the MME 20, stores information on the originating address of the neighboring eNode B 10 in the storage unit 34C, and stores the originating address of the packet data received from the MME 20 in the storage unit 34C.
  • a process for confirming the safety of the received packet data is performed by collating with the stored source address.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 32C, the reception unit 31C, and the control unit 33C are also performed with the P-GW 40.
  • the source address of the Source eNode B 10-S is already notified to the S-GW 30 by one of the transmission operation examples 1 to 4 of the source address of the eNode B 10 in the first embodiment described above. It can also be assumed that the data is already stored in the storage unit 34C of the S-GW 30.
  • the transmission unit 11C of the Target eNode B 10-T After setting the radio resource in step 2303, the transmission unit 11C of the Target eNode B 10-T generates the target eNode B 10-T in Step 1801. A response message (Handover Response message) to the Handover Request message including address information is transmitted to the Source eNode B 10-S.
  • step 1802 the transmission unit 11C of the Source eNode B 10-S transmits, to the MME 20, a message indicating that a handover has occurred (Handover Inform message) including information on the source address of the Target eNode B 10-T.
  • step 1803 the transmission unit 22C of the MME 20 transmits a message (Pre-User Plane Update Request message) including information on the calling address of the Target eNode B 10-T to the S-GW 30.
  • step 1804 the transmission unit 32C of the S-GW 30 transmits a response message (Pre-User Plane Update Response message) to the Pre-User Plane Update Request message to the MME 20.
  • the S-GW 30 information on the calling address of the Target eNode B 10-T is stored in the storage unit 34C by the control unit 33C.
  • control unit 33C of the S-GW 30 confirms the safety of the received packet data without waiting for subsequent messages (Path Switch Request message and User Plane Update Request message) via the MME 20 from the Target eNode B10-T. can do.
  • step 1805 the control unit 33C of the S-GW 30 collates the source address of the received packet data with the source address stored in the storage unit 34C.
  • the storage unit 34C has a source address that matches the source address of the received packet data, it is assumed that the control unit 33C determines that the received packet data is safe. In this case, the transmitting unit 32C transfers the received packet data to the P-GW 40 in step 1806.
  • the source eNode B10-S source address information is obtained from the Source eNode B10-S at the time of attachment or the like according to any of the eNode B10 source address transmission operation examples 1 to 4 in the first embodiment described above. It can also be acquired.
  • the S-GW 30 can acquire the source address of the Target eNode B 10-T from the Source eNode B 10-S at the time of handover determination.
  • the S-GW 30 can confirm the safety of the packet data received from the eNode B 10 even if a handover occurs, the security of the wireless communication system can be ensured.
  • the Source eNode B 10-T is the Target eNode B 10-T.
  • the S-GW 30 can confirm the safety from the first packet data received from the Target eNode B 10-T. Further, in the present embodiment, since the eNode B 10 address information is transmitted from the eNode B 10 to the S-GW 30, manual work by the maintenance staff can be reduced.
  • the source eNode B10-S transmits the information of the originating address of the Target eNode B10-T, not the originating address of the neighboring eNode B10-S, so the originating address of the neighboring eNode B10-S
  • the amount of information to be transmitted can be reduced compared to the case of transmitting the information.
  • the S-GW 30 when the S-GW 30 according to the present embodiment performs a handover with a change to its own S-GW 30 while the UE 60 is roaming to an external network, the S-GW 30 originates
  • the transmitter 32D transmits a message including address information to the P-GW 40 via the public network.
  • the P-GW 40 according to the present embodiment includes a receiving unit 41D that receives information about the calling address of the Target S-GW 30-T from the Target S-GW 30-T after the change by the handover via the public network. ing.
  • the S-GW 30 includes a receiving unit 31D and a control unit 33D in addition to the transmitting unit 32D described above.
  • the transmission unit 32D performs transmission processing of the message and packet data to the P-GW 40.
  • the transmission unit 32D sends a message including information on the originating address of its own S-GW 30 to the P-GW 40 as described above. Process to send.
  • the receiving unit 31D performs processing for receiving messages and packet data from the P-GW 40.
  • the control unit 33D performs processing for generating a message including information to be transmitted to the P-GW 40.
  • transmission and reception of messages and packet data by the transmission unit 32D, the reception unit 31D, and the control unit 33D are also performed between the MME 20 and the eNode B10.
  • the P-GW 40 includes a transmission unit 42D, a control unit 43D, and a storage unit 44D in addition to the reception unit 41D described above.
  • the reception unit 41D performs reception processing of the message and packet data from the S-GW 30, and as an example, as described above, from the Target S-GW 30-T, the source address of the Target S-GW 30-T A process for receiving a message including the information is performed.
  • the transmission unit 42D performs transmission processing of messages and packet data to the S-GW 30.
  • the control unit 43D performs processing for generating a message including information to be transmitted to the S-GW 30, processing for storing the information of the source address of the Target S-GW 30-T in the storage unit 34D, and a packet received from the Target S-GW 30-T. By comparing the data source address with the source address stored in the storage unit 34D, processing for confirming the safety of the received packet data is performed.
  • the Source eNode B 10-S moves in Step 2101 to Source Suppose that a handover is determined that involves a change from S-GW30-S to Target S-GW30-T.
  • the source eNode B 10-S transmits a message for preparing a handover (Handover Required message) to the source MME 20, and the source MME 20 in step 2103, the address of the UE 60 Context, the address of the P-GW 40, and the like.
  • a message (Forward Relocation Request message) is sent to the Target MME 20-T.
  • the Target MME 20-T transmits a message requesting bearer generation (Create Bearer Request message) to the Target S-GW 30-T, and the transmission unit 32D of the Target S-GW 30-T performs step 2105. Then, a message (Pre-Update Bearer Request message) including information on the source address of the Target S-GW 30-T is transmitted to the P-GW 40. In the P-GW 40, information on the calling address of the Target S-GW 30-T is stored in the storage unit 44D by the control unit 43D.
  • the transmission unit 42D of the P-GW 40 transmits a response message (Pre-Update Bearer Response message) to the Pre-Update Bearer Request message to the Target S-GW 30-T, and the Target S-GW 30-T.
  • the transmitting unit 32D transmits a response message (Create Bearer Response message) to the Create Bearer Request message to the Target MME 20-T.
  • Step 2108 the Target MME 20-T transmits a message requesting handover (Handover Request message) to the Target eNode B 10-T.
  • Step 2109 the Target eNode B 10-T sends a response message ( (Handover Request Acknowledge message) is transmitted to the Target MME 20-T.
  • Step 2110 the Target MME 20-T sends a response message (Forward Relocation Response message) to the Forward Relocation Request message to the Source MME 20-S, and the Source MME 20-S commands handover in Steps 2111, 1122.
  • Message (Handover Command message) to be transmitted to the UE 60 via the Source eNode B 10-S.
  • the UE 60 transmits a message indicating handover completion (Handover Complete message) to the Target eNode B 10-T in Step 2114. To do.
  • the control unit 43D of the P-GW 40 causes the source address of the received packet data in step 2116. Is compared with the calling address stored in the storage unit 44D.
  • the source address of the Target S-GW 30-T that matches the source address of the received packet data is in the storage unit 44D, and the control unit 43D determines that the received packet data is safe.
  • the transmission unit 42D transfers the received packet data into its own network.
  • the Target eNode B 10-T sends a message (Handover Notify message) notifying that the UE 60 has connected to the Target eNode B 10-T to the Target MME 20-T, and the Target MME 20-T
  • a message (Forward Relocation Complete message) notifying that the UE 60 has been handed over is transmitted to the Source MME 20-S. ledge message) to the Target MME20-T.
  • the Target MME 20-T transmits a message (Update Bearer Request message) requesting an update of the bearer to the P-GW 40 via the Target S-GW 30- in Steps 2121 and 2122, and the P-GW 40 transmits.
  • the unit 42D transmits a response message (Update Bearer Response message) to the Update Bearer Request message to the Target MME 20-T via the Target S-GW 30-.
  • the transmitting unit 42D of the P-GW 40 transmits downlink packet data to the Target S-GW 30-.
  • the Source MME 20-S sends a resource release message (Release Resource message) in Step 2126 to the Source eNode B10- To S.
  • the Source MME 20-S transmits a message requesting to delete the bearer (Delete Bearer Request message) to the Source S-GW B30-S, and the transmission unit 32D of the Source S-GW B30-S
  • a response message Delete Bearer Response message
  • Delete Bearer Response message is transmitted to the Source MME 20-S.
  • the P-GW 40 obtains the information of the originating address of the Target S-GW 30-T when performing a handover with a change from the Source S-GW 30-S to the Target S-GW 30-T. can do.
  • the P-GW 40 can confirm the safety of the packet data received from the S-GW 30 even when a handover accompanied by the change of the S-GW 30 occurs. it can.
  • the P-GW 40 receives packet data from the S-GW 30 via the public network, and thus there is a high possibility that the security of the wireless communication system is threatened. .
  • the packet data safety confirmation according to the present embodiment is more effective.
  • the Source S-GW 30-S is the Target S-GW 30. Since the information on the originating address of -T is transmitted to the P-GW 40 via the MME 20, the P-GW 40 can confirm the safety from the first packet data received from the Target S-GW 30-T.
  • the LTE wireless communication system has been described as an example.
  • the present invention can be applied not only to the LTE radio communication system but also to other radio communication systems including a base station apparatus, a mobile control node, and a gateway apparatus.
  • the wireless communication system in which the mobile control node and the gateway device are separated has been described as an example.
  • the present invention is also applicable to a wireless communication system in which the mobile control node and the gateway device are integrated. can do.

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Abstract

 本発明の無線通信システムは、基地局装置(10)と、移動制御ノード(20)と、ゲートウェイ装置(30)と、を有する。基地局装置(10)は、自己の基地局装置(10)の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノード(20)に送信する。移動制御ノード(20)は、基地局装置(10)から、近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信し、近隣の基地局装置の発アドレスの情報をゲートウェイ装置(30)に送信する。ゲートウェイ装置(30)は、移動制御ノード(20)から、近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する。

Description

無線通信システム、基地局装置、ゲートウェイ装置、無線通信方法
 本発明は、無線通信システム、基地局装置、ゲートウェイ装置、無線通信方法に関する。
 現在、3GPP(3rd Generation Partnership Projects)において標準化が進められているLTE(Long Term Evolution)では、EUTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network、UMTS=Universal Mobile Telecommunication System)およびEPC(Evolved Packet Core)が、図1に示すように構成されている無線通信システムが提案されている(非特許文献1の4.2.1、非特許文献2のFigure 4)。ただし、これらの名称はこの限りではなく、EUTRANをLTEと称し、EPCをSAE(System Architecture Evolution)と称し、EUTRANとEPCとでEPS(Evolved Packet System)と称することもある。
 図1を参照すると、EUTRAN側には、基地局装置であるeNode B(evolved Node B)10が設けられている。また、EPC側には、CN(Core Network) Nodeとして、移動制御ノードであるMME(Mobility Management Entity)20、ゲートウェイ装置であるS-GW(Serving Gateway)30、上位ゲートウェイ装置であるP-GW(Packet Data Network Gateway)40、およびHSS(Home Subscriber Server)50が設けられている。また、eNode B10は、無線通信装置であるUE(User Equipment)60と無線インタフェースを介して接続されている。
 ここで、MME20は、UE60の移動制御(位置登録)機能、ハンドオーバ制御機能、S-GW30およびP-GW40の選択機能、ベアラ管理機能等を備えるノードである(非特許文献1の4.4.2)。また、S-GW30は、eNode B10とP-GW40との間でユーザプレーンのパケットデータを転送するノードである。また、P-GW40は、自ネットワーク(Home PLMN、PLMN=Public Land Mobile Network)から外ネットワーク(Visit PLMN)への送信パケットデータと、外ネットワークから自ネットワークへの受信パケットデータを転送するノードである。また、HSS50は、UE60の認証に用いるユーザ情報を保存するサーバである。
 ところで、無線通信システムのセキュリティを確保するためには、例えば、S-GW30は、eNode B10からのアップリンクのパケットデータの安全性を確認するためにeNode B10の発アドレスを知ることが必要である。
 S-GW30がeNode B10の発アドレスを知る方法としては、事前に保守者(オペレータ)の手作業によりeNode B10の発アドレスをS-GW30に設定することが考えられる。しかし、保守者の手作業による設定は、大変煩雑であるため、数多くのeNode B10を設置する場合に、OPEX(Operation Expenditure)の増加につながる可能性があるという問題がある。
 また、セキュリティを無視して、保守者の手作業による設定をしないことも考えられる。この場合、S-GW30は、eNode B10からパケットデータを受信しても、eNode B10の発アドレスを確認せずに、受信したパケットデータをそのまま上位ノードのP-GW40に送信する。
 ここで、セキュリティの問題を、図2に示されるようなハンドオーバのケース(非特許文献1のFigure 5.5.1.2-1)を参照して説明する。
 なお、図2においては、ハンドオーバ時のUE60の移動元のeNode B10をSource eNode B10-Sと称し、移動先のeNode B10をTarget eNode B10-Tと称する(以下、同じ)。
 図2を参照すると、UE60が、Source eNode B10-SのエリアからTarget eNode B10-Tのエリアへ移動したため、Source eNode B10-Sが、ステップ2301において、ハンドオーバの決定(HO decision)をしたとする。
 すると、Source eNode B10-Sは、ステップ2302において、ハンドオーバを要求するメッセージ(Handover Requestメッセージ)をTarget eNode B10-Tに送信する。
 次に、Target eNode B10-Tは、ステップ2303において、無線リソースを設定した後、ステップ2304において、Handover Requestメッセージに対する応答メッセージ(Handover Responseメッセージ)をSource eNode B10-Sに送信する。Source eNode B10-Sは、ステップ2305において、ハンドオーバを命令するメッセージ(Handover Commandメッセージ)をUE60に送信する。
 次に、ステップ2306において、UE60とTarget eNode B10-Tとの間で無線同期を取った後、UE60は、ステップ2307において、アップリンクのパケットデータを送信する。
 しかし、S-GW30は、Target eNode B10-Tからパケットデータを受信しても、Target eNode B10-Tの発アドレスを知らないため、セキュリティを無視して、Target eNode B10-Tの発アドレスを確認せずに、受信したパケットデータをそのままP-GW40に送信することになる。
 このように、セキュリティを無視すると、大量のパケットデータの送信によって無線通信システムを麻痺させてサービスを継続できなくさせる攻撃、いわゆるDoS攻撃(Denial of Service attack)の危険性がある不正なパケットデータが自ネットワーク内に蔓延することによりシステム障害などの重大な問題を引き起こす恐れがある。
 以降、ステップ2308において、UE60がハンドオーバの完了を示すメッセージ(Handover Completeメッセージ)をTarget eNode B10-Tに送信すると、Target eNode B10-Tは、ステップ2309において、パス切り替えを要求するメッセージ(Path Switch Requestメッセージ)をMME20に送信し、MME20は、ステップ2310において、ユーザープレーンのアップデートを要求するメッセージ(User Plane Update Requestメッセージ)をS-GW30に送信する。これを受けて、S-GW30は、ステップ2311において、Source eNode B10-SからTarget eNode B10-Tへのダウンリンクのパス切替を行う。
 その後、S-GW30は、ステップ2312において、User Plane Update Requestメッセージに対する応答メッセージ(User Plane Update Responseメッセージ)をMME20に送信する。MME20は、ステップ2313において、パス切り替えを要求するメッセージに対する応答メッセージ(Path Switch Request Acknowledgeメッセージ)をTarget eNode B10-Tに送信し、Target eNode B10-Tは、ステップ2314において、リソース開放を示すメッセージ(Release Resourceメッセージ)をSource eNode B10-Sに送信する。
 したがって、無線通信システムのセキュリティを確保するためには、ハンドオーバが発生した場合も、Target eNode B10-TからS-GW30に受信されたパケットデータの安全性を確認する必要があり、そのためには、S-GW30がTarget eNode B10-Tの発アドレスを知ることが必要である。ただし、保守者による手作業でS-GW30にeNode B10の発アドレスを設定すると、OPEXの増加につながる可能性がある。
 また、セキュリティの問題は、UE60のローミング環境においても重要である。
 ここで、ローミング環境におけるセキュリティの問題を、図3を参照して説明する(非特許文献1のFigure 4.2.2-1)。
 図3を参照すると、UE60のローミング先の外ネットワーク(Visit PLMN)においても、eNode B10、MME20、およびS-GW30が設けられている。
 また、外ネットワークのS-GW30と自ネットワーク(Home PLMN)のP-GW40とは、通常は公衆ネットワークを介して接続されている。公衆ネットワークは、例えば、公衆インターネット網などである。
 例えば、P-GW40は、公衆ネットワークからパケットデータを受信した場合に、そのパケットデータの安全性を確認しないで自ネットワーク内に転送すると、DoS攻撃の危険性があるパケットデータを自ネットワーク内に蔓延させてしまい、システム障害などの重大な問題を引き起こす恐れがある。
 そのため、P-GW40は、公衆ネットワークから受信したパケットデータの発アドレスを、そのパケットデータを送信してきたS-GW30の発アドレスと照合し、安全性を確認してから、受信したパケットデータを自ネットワーク内に転送する必要がある。そのためには、P-GW40は、S-GW30の発アドレスを知る必要があるが、ローミング環境において、S-GW30の変更を伴うハンドオーバが発生した場合に、変更後のS-GW30の発アドレスを知ることはできない。
 したがって、無線通信システムのセキュリティを確保するためには、ローミング環境において、S-GW30の変更を伴うハンドオーバが発生した場合も、UE60のローミング先の外ネットワークのS-GW30から自ネットワークのP-GW40に受信されたパケットデータの安全性を確認する必要があり、そのためには、P-GW40が変更後のS-GW30の発アドレスを知ることが必要である。ただし、保守者による手作業でP-GW40にS-GW30の発アドレスを設定すると、OPEXの増加につながる可能性がある。
 以上まとめると、無線通信システムにおいては、ローミング環境であるか否かに拘わらず、保守者による手作業を低減しつつ、ハンドオーバが発生した場合のセキュリティを確保することが重要な課題となっている。
3GPP TS 23.401,V8.0.0 3GPP TS 36.300,V8.2.0
 そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決することができる無線通信システム、基地局装置、ゲートウェイ装置、無線通信方法を提供することにある。
 本発明の第1の無線通信システムは、
 基地局装置と、移動制御ノードと、ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局装置は、
 前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、前記移動制御ノードに送信し、
 前記移動制御ノードは、
 前記基地局装置から、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信し、
 前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記ゲートウェイ装置に送信し、
 前記ゲートウェイ装置は、
 前記移動制御ノードから、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する。
 本発明の第2の無線通信システムは、
 基地局装置と、ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局装置は、
 前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、前記ゲートウェイ装置に送信し、
 前記ゲートウェイ装置は、
 前記基地局装置から、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する。
 本発明の第3の無線通信システムは、
 基地局装置と、移動制御ノードと、ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記基地局装置は、
 無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、前記移動制御ノードに送信し、
 前記移動制御ノードは、
 前記基地局装置から、前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信し、
 前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を前記ゲートウェイ装置に送信し、
 前記ゲートウェイ装置は、
 前記移動制御ノードから、前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信する。
 本発明の第4の無線通信システムは、
 基地局装置と、移動制御ノードと、前記基地局装置と接続されたゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置と接続された上位ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
 前記ゲートウェイ装置は、
 無線通信装置が前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、前記上位ゲートウェイ装置に送信し、
 前記上位ゲートウェイ装置は、
 前記ゲートウェイ装置から、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を受信する。
 本発明の第1の基地局装置は、
 自己の基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信部を有する。
 本発明の第2の基地局装置は、
 自己の基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、ゲートウェイ装置に送信する送信部を有する。
 本発明の第3の基地局装置は、
 無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信部を有する。
 本発明の第1のゲートウェイ装置は、
 基地局装置から移動制御ノードを介して、当該基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信部を有する。
 本発明の第2のゲートウェイ装置は、
 基地局装置から、当該基地局装置の前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する受信部を有する。
 本発明の第3のゲートウェイ装置は、
 基地局装置から移動制御ノードを介して、無線通信装置が当該基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信部を有する。
 本発明の第4のゲートウェイ装置は、
 基地局装置と上位ゲートウェイ装置との間に接続されたゲートウェイ装置であって、
 無線通信装置が前記ゲートウェイへの変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、前記上位ゲートウェイ装置に送信する送信部を有する。
 本発明の上位ゲートウェイ装置は、
 基地局装置に接続されたゲートウェイ装置と接続された上位ゲートウェイ装置であって、
 無線通信装置が前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置から、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を受信する受信部を有する。
 本発明の第1の無線通信方法は、
 基地局装置による無線通信方法であって、
 前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する。
 本発明の第2の無線通信方法は、
 基地局装置による無線通信方法であって、
 前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、ゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する。
 本発明の第3の無線通信方法は、
 基地局装置による無線通信方法であって、
 無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する。
 本発明の第4の無線通信方法は、
 ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
 基地局装置から移動制御ノードを介して、当該基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信ステップを有する。
 本発明の第5の無線通信方法は、
 ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
 基地局装置から、当該基地局装置の前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する受信ステップを有する。
 本発明の第6の無線通信方法は、
 ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
 基地局装置から移動制御ノードを介して、無線通信装置が当該基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信ステップを有する。
 本発明の第7の無線通信方法は、
 基地局装置と上位ゲートウェイ装置との間に接続されたゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
 前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、前記上位ゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する。
 本発明の第8の無線通信方法は、
 基地局装置に接続されたゲートウェイ装置と接続された上位ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
 無線通信装置が前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置から、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を受信する受信ステップを有する。
 本発明の一態様によれば、基地局装置は、自己の基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報、または、無線通信装置がハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、ゲートウェイ装置に送信する構成となっている。
 したがって、ゲートウェイ装置は、ハンドオーバが発生しても、基地局装置から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができるという効果が得られる。
 さらに、基地局装置の発アドレスの情報は、基地局装置からゲートウェイ装置に送信されるため、保守者による手作業を低減することができるという効果が得られる。
 また、本発明の別の態様によれば、ゲートウェイ装置は、無線通信装置が、自己のゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする場合、自己のゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、上位ゲートウェイ装置に送信する構成となっている。
 したがって、上位ゲートウェイ装置は、ハンドオーバが発生しても、ゲートウェイ装置から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができるという効果が得られる。
 さらに、ゲートウェイ装置の発アドレスの情報は、ゲートウェイ装置から上位ゲートウェイ装置に送信されるため、保守者による手作業を低減することができるという効果が得られる。
無線通信システムの全体構成を示す図である。 関連する無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例を説明するシーケンス図である。 無線通信システムにおけるローミングの概念を説明する図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムの詳細構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例1を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例2を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例3を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例4を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例4を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例4を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるeNode Bの発アドレスの送信動作例4を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例1を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例2を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例2を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例3を説明するシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例3を説明するシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態の無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態の無線通信システムの詳細構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例を説明するシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態に係るGTPヘッダを説明する図である。 本発明の第3の実施形態の無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態の無線通信システムの詳細構成を示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態の無線通信システムにおけるハンドオーバ動作例を説明するシーケンス図である。 本発明の第4の実施形態の無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態の無線通信システムの詳細構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態の無線通信システムのハンドオーバ動作例を説明するシーケンス図である。
 以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
 なお、以下で説明する全ての実施形態において、無線通信システムの全体構成自体は、図1に示したものと同様である。
 (第1の実施形態)
 まず、本実施形態の概略構成について、図4を参照して説明する。
 図4を参照すると、本実施形態に係るeNode B10は、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージをMME20に送信する送信部11Aを有している。なお、近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、例えば、保守者が事前に手作業でeNode B10に設定することが考えられるが、この限りではない。
 また、本実施形態に係るMME20は、eNode B10から、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージを受信する受信部21Aと、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージをS-GW30に送信する送信部22Aと、を有している。
 また、本実施形態に係るS-GW30は、MME20から、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージを受信する受信部31Aを有している。
 次に、本実施形態の詳細構成について、図5を参照して説明する。
 図5を参照すると、本実施形態に係るeNode B10は、上述した送信部11Aの他、受信部12Aおよび制御部13Aを有している。
 送信部11Aは、メッセージおよびパケットデータのMME20への送信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージをMME20に送信する処理を行う。
 受信部12Aは、MME20からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行う。
 制御部13Aは、MME20に送信する情報を含むメッセージを生成する処理等を行う。
 なお、送信部11A、受信部12A、および制御部13Aによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、UE60、他のeNode B10、およびS-GW30との間でも行われるものとする。
 また、本実施形態に係るMME20は、上述した受信部21Aおよび送信部22Aの他、制御部23Aを有している。
 受信部21Aは、eNode B10およびS-GW30からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、eNode B10から、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージを受信する処理を行う。
 送信部22Aは、メッセージおよびパケットデータのNode B10およびS-GW30への送信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージをS-GW30に送信する処理を行う。
 制御部23Aは、eNode B10およびS-GW30に送信する情報を含むメッセージを生成する処理等を行う。
 また、本実施形態に係るS-GW30は、上述した受信部31Aの他、送信部32A、制御部33A、および記憶部34Aを有している。
 受信部31Aは、MME20からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、MME20から、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むメッセージを受信する処理を行う。
 送信部32Aは、メッセージおよびパケットデータのMME20への送信処理を行う。
 制御部33Aは、MME20に送信する情報を含むメッセージを生成する処理、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を記憶部34Aに保存する処理、MME20から受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存された発アドレスと照合することで、受信したパケットデータの安全性を確認する処理等を行う。
 なお、送信部32A、受信部31A、および制御部33Aによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、eNode B10およびP-GW40との間でも行われるものとする。
 以下、本実施形態の動作について説明する。
 [eNode B10の発アドレスの送信動作例1]
 本例では、eNode B10が、UE60のアタッチ時に、自己のeNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報を、MME20を介してS-GW30に送信する。なお、アタッチとは、UE60のeNode B10への最初のアクセスのことであり、例えば、電源投入後の最初のアクセス等が該当する。
 以下、本例の動作について、図6を参照して説明する。
 図6を参照すると、ステップ301において、UE60がeNode B10に対してアタッチを要求するメッセージ(Attach Requestメッセージ)を送信したとする。
 すると、eNode B10の送信部11Aは、ステップ302において、自己のeNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報やAttach Requestメッセージの情報を含む、アタッチ手順(Attach procedure)を開始するためのアタッチ開始メッセージ(Initial UE Messageメッセージ)をMME20に送信する。
 次に、ステップ303において、HSS50に保存されたユーザ情報を用いたMME20によるUE60の認証が成功すると、MME20の送信部22Aは、ステップ304において、eNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含む、ベアラ生成を要求するメッセージ(Create Default Bearer Requestメッセージ)をS-GW30に送信する。S-GW30では、eNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、制御部33Aにより記憶部34Aに保存される。
 次に、S-GW30の送信部32Aは、ステップ305において、自己のS-GW30の発アドレスおよび近隣のS-GW30の発アドレスの情報を含む、ベアラ生成を要求するメッセージ(Create Default Bearer Requestメッセージ)をP-GW40に送信する。
 次に、P-GW40は、ステップ306において、Create Default Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Create Default Bearer Responseメッセージ)をS-GW30に送信する。続いて、S-GW30の送信部32Aは、ステップ307において、Create Default Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージに対する応答メッセージ(Create Default Bearer Responseメッセージ)をMME20に送信する。
 次に、MME20の送信部22Aは、ステップ308において、アタッチを容認(Attach Accept)し、UE60の初期コンテキストのセットアップを要求するメッセージ(Initial Context Setup Requestメッセージ)をeNode B10に送信する。続いて、eNode B10の送信部11Aは、ステップ309において、アタッチを容認し、無線ベアラの確立を要求するメッセージ(Radio Bearer Establishment Requestメッセージ)をUE60に送信する。
 次に、UE60は、ステップ310において、Radio Bearer Establishment Requestメッセージに対する応答メッセージ(Radio Bearer Establishment Responseメッセージ)をeNode B10に送信する。また、eNode B10の送信部11Aは、ステップ311において、Initial  Context Setup Requestメッセージに対する応答メッセージ(Initial UE Context Responseメッセージ)をMME20に送信する。
 その後、S-GW30の制御部33Aは、eNode B10からパケットデータを受信すると、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存されている発アドレスと照合する。制御部33Aは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Aにあれば、受信したパケットデータを安全と判断して送信部32Aを用いてP-GW40に転送し、記憶部34Aになければ、受信したパケットデータを危険性があると判断して破棄する。
 以降、UE60のハンドオーバ時に、後述するハンドオーバシーケンスが行われる。
 上述したように本例では、S-GW30は、UE60のアタッチ時に、eNode B10からMME20を介して、そのeNode B10の発アドレスおよびTarget eNode B10-Tとなる可能性がある近隣のeNode B10の発アドレスの情報を取得することができる。
 したがって、S-GW30は、ハンドオーバが発生しても、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。
 また、本例では、eNode B10の発アドレスの情報は、eNode B10からMME20をS-GW30に送信されるため、保守者による手作業を低減することができる。
 また、本例では、MME20は、eNode B10から受信したeNode B10の発アドレスの情報を、単にS-GW30に転送すればよいため、eNode B10の発アドレスの情報を記憶しておく必要がない。
 なお、本例では、MME20は、IPのセキュリティ機能を備えており、eNode B10が安全かどうかを判断できる。つまり、MME20は、安全なeNode B10からの発アドレス通知であることを判断できるため、図6のステップ304において、安全なeNode B10から通知された発アドレスのみをS-GW30に通知することができる。
 [eNode B10の発アドレスの送信動作例2]
 本例では、eNode B10が、UE60の発呼時に、自己のeNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報を、MME20を介してS-GW30に送信する。
 以下、本例の動作について、図7を参照して説明する。
 図7を参照すると、ステップ401において、UE60がeNode B10に対して発呼のためのメッセージ(Service Requestメッセージ)を送信したとする。
 すると、eNode B10の送信部11Aは、ステップ402において、自己のeNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報やService Requestメッセージの情報を含む、発呼手順(Service Request procedure)を開始するためのメッセージ(Initial UE Messageメッセージ)をMME20に送信する。
 次に、ステップ403において、HSS50に保存されたユーザ情報を用いたMME20によるUE60の認証が成功すると、MME20の送信部22Aは、ステップ404において、UE60の初期コンテキストのセットアップを要求するメッセージ(Initial Context Setup Requestメッセージ)をeNode B10に送信し、eNode B10の送信部11Aは、ステップ405において、無線ベアラの確立のためのメッセージ(Radio Bearer Establishmentメッセージ)をUE60に送信する。
 また、ステップ406において、MME20の送信部22Aは、eNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含み、ベアラのアップデートを要求するメッセージ(Update Bearer Requestメッセージ)をS-GW30に送信する。S-GW30では、eNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、制御部33Aにより記憶部34Aに保存される。
 次に、S-GW30の送信部32Aは、ステップ407において、Update Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Update Bearer Responseメッセージ)をMME20に送信する。
 次に、ステップ408において、UE60がアップリンクのパケットデータを送信すると、S-GW30の制御部33Aは、eNode B10から受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存されている発アドレスと照合する。制御部33Aは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Aにあれば、受信したパケットデータを安全と判断して送信部32Aを用いてP-GW40に転送し、記憶部34Aになければ、受信したパケットデータを危険性があると判断して破棄する。
 その後、eNode B10の送信部11Aは、ステップ409において、Initial Context Setup Requestメッセージに対する応答メッセージ(Initial Context Responseメッセージ)をMME20に送信する。
 以降、UE60のハンドオーバ時に、後述するハンドオーバシーケンスが行われる。
 上述したように本例では、S-GW30は、UE60の発呼時に、eNode B10からMME20を介して、そのeNode B10の発アドレスおよびTarget eNode B10-Tとなる可能性がある近隣のeNode B10の発アドレスの情報を取得することができる。
 したがって、S-GW30は、ハンドオーバが発生しても、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。
 また、本例では、eNode B10の発アドレスの情報は、eNode B10からS-GW30に送信されるため、保守者による手作業を低減することができる。
 また、本例では、MME20は、eNode B10から受信したeNode B10の発アドレスの情報を、単にS-GW30に転送すればよいため、eNode B10の発アドレスの情報を記憶しておく必要がない。
 [eNode B10の発アドレスの送信動作例3]
 本例では、eNode B10が、UE60の位置登録(TA Update、TA=Tracking Area)時に、自己のeNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報を、MME20を介してS-GW30に送信する。なお、位置登録は、着信時にページングを行うエリアであるTAをUE60に割り当てるために行われる(非特許文献1の5.3.3.1)。
 以下、本例の動作について、図8を参照して説明する。
 なお、図8においては、UE60の位置登録によりMME20およびS-GW30が変更されるものとし、変更前のMME20およびS-GW30を、それぞれSource MME20-SおよびSource S-GW30-Sと称し、変更後のMME20およびS-GW30を、それぞれTarget MME20-TおよびTarget S-GW30-Tと称する(以下、同じ)。変更前後のMME20およびS-GW30は、UE60からの位置登録要求メッセージ(TAU Requestメッセージ)に含まれる情報を基に決定される。
 図8を参照すると、ステップ501において、UE60がeNode B10に対して位置登録のためのTAU Requestメッセージを送信したとする。
 すると、eNode B10の送信部11Aは、ステップ502において、自己のeNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報やTAU Requestメッセージの情報を含む、TA更新手順(TA Update procedure)を開始するためのメッセージ(Initial UE Messageメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、Target MME20-Tの送信部22Aは、ステップ503において、UE60のコンテキスト情報を要求するメッセージ(Context Requestメッセージ)をSource MME20-Sに送信する。Source MME20-Sの送信部22Aは、ステップ504において、Context Requestメッセージに対する応答メッセージ(Context Responseメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、ステップ505において、HSS50に保存されたユーザ情報を用いたTarget MME20-TによるUE60の認証が成功すると、Target MME20-Tの送信部22Aは、ステップ506において、UE60のコンテキストがTarget MME20-Tにて有効になった旨を示すメッセージ(Context Acknowledgeメッセージ)をSource MME20-Sに送信し、さらに、ステップ507において、eNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むCreate Bearer RequestメッセージをTarget S-GW30-Tに送信する。Target S-GW30-Tでは、eNode B10の発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、制御部33Aにより記憶部34Aに保存される。
 次に、Target S-GW30-Tの送信部32Aは、ステップ508において、Target S-GW30-Tの発アドレスおよび近隣のS-GWの発アドレスの情報を含み、データの転送ルートをSource S-GW30-SからTarget S-GW30-Tに切り替えるよう要求するメッセージ(Update Bearer Requestメッセージ)をP-GW40に送信する。
 次に、P-GW40は、ステップ509において、Update Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Update Bearer Responseメッセージ)をTarget S-GW30-Tに送信する。Target S-GW30-Tの送信部32Aは、ステップ510において、Create Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Create Bearer Responseメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、ステップ511において、Source S-GW30-Sに関するベアラの解放処理が行われる。
 次に、Target MME20-Tの送信部22Aは、ステップ512において、位置登録を容認する(TAU Accept)旨のメッセージ(Initial Context Setup Requestメッセージ)をeNode B10に送信する。eNode B10の送信部11Aは、ステップ513において、位置登録を容認する旨のメッセージ(TAU Acceptメッセージ)を含み、無線ベアラの確立を要求するメッセージ(Radio Bearer Establishment Requestメッセージ)をUE60に送信する。
 次に、ステップ514において、UE60は、Radio Bearer Establishment Requestメッセージに対する応答メッセージ(Radio Bearer Establishment Responseメッセージ)をeNode B10に送信する。続いて、eNode B10の送信部11Aは、ステップ515において、Initial Context Setup Requestメッセージに対する応答メッセージ(Initial Context Setup Responseメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 その後、Target S-GW30-Tの制御部33Aは、eNode B10からパケットデータを受信すると、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存されている発アドレスと照合する。制御部33Aは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Aにあれば、受信したパケットデータを安全と判断して送信部32Aを用いてP-GW40に転送し、記憶部34Aになければ、受信したパケットデータを危険性があると判断して破棄する。
 以降、UE60のハンドオーバ時に、後述するハンドオーバシーケンスが行われる。
 上述したように本例では、Target S-GW30-Tは、UE60の位置登録時に、eNode B10からTarget MME20-Tを介して、そのeNode B10の発アドレスおよびTarget eNode B10-Tとなる可能性がある近隣のeNode B10の発アドレスを取得することができる。
 したがって、Target S-GW30-Tは、ハンドオーバが発生しても、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。
 また、本例では、保守者が手作業でeNode B10の発アドレスをTarget S-GW30-Tに設定する必要がないため、保守者による手作業を低減することができる。
 また、本例では、Target MME20-Tは、eNode B10から受信したeNode B10の発アドレスの情報を、単にTarget S-GW30-Tに転送すればよいため、eNode B10の発アドレスの情報を記憶しておく必要がない。
 [eNode B10の発アドレスの送信動作例4]
 本例では、eNode B10が、eNode B10の立ち上げ時に、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信し、MME20に保存する。そして、eNode B10が、アタッチ時、発呼時、位置登録時等に、自己のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信し、MME20が、eNode B10から受信したeNode B10の発アドレスの情報を、立ち上げ時に保存しておいた近隣のeNode B10の発アドレスの情報とともに、S-GW30に送信する。
 以下、本例の動作について、図9Aを参照して説明する。
 図9Aを参照すると、ステップ601において、eNode B10の立ち上げ時に、MME20との間のSCTP(Stream Control Transmission Protocol)コネクションが設定されると、eNode B10の送信部11Aは、ステップ602Aにおいて、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むセットアップメッセージ(S1 Setup Requestメッセージ)をMME20に送信する。MME20では、近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、制御部23Aにより不図示の記憶部に保存される。
 その後、MME20の送信部22Aは、ステップ603Aにおいて、S1 Setup Requestメッセージに対する応答メッセージ(S1 Setup Responseメッセージ)をeNode B10に送信する。
 以降、図6に示したAttach Requestシーケンス等が行われる。
 そのため、eNode B10の制御部13Aは、例えば、その後のアタッチ時に、図6のステップ302において、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をInitial UE Messageメッセージに含める必要はない。また、MME20の制御部23Aは、図6のステップ304において、記憶部に保存しておいた近隣のeNode B10の発アドレスの情報をCreate Default Bearer Requestメッセージにさらに含め、S-GW30に送ることができる。
 上述したように本例では、S-GW30は、アタッチ時、発呼時、または位置登録時に、MME20から、Target eNode B10-Tとなる可能性がある近隣のeNode B10の発アドレスを取得することができる。なお、eNode B10の発アドレスの情報も、アタッチ時等に、そのeNode B10からMME20を介して取得することができる。
 上述したように本例では、S-GW30は、ハンドオーバが発生しても、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。
 また、本例では、eNode B10の発アドレスの情報は、eNode B10からMME20を介してS-GW30に送信されるため、保守者による手作業を低減することができる。
 また、本例では、eNode B10は、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を、立ち上げ時に1回だけ送信すればよいため、アタッチ等をする度に送信する必要がない。
 なお、本例では、eNode B10が、自己のeNode B10の立ち上げ時に、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信しているが、近隣のeNode B10の立ち上げ時には、図9Bに示すように、立ち上げられた近隣のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信することができる。
 図9Bを参照すると、ステップ601Bの立ち上げ時に、eNode B10の送信部11Aは、ステップ602Bにおいて、自己の発アドレスを含むセットアップメッセージ(X2 Setup Requestメッセージ)を、X2インタフェースで近隣のeNode B10に送信する。次に、ステップ603Bにおいて、近隣のeNode B10からは、X2 Setup Requestメッセージに対する応答メッセージ(X2 Setup Responseメッセージ)が送信される。その後、eNode B10の送信部11Aは、ステップ604Bにおいて、近隣のeNode B10の発アドレスを含むリコンフィグレーションメッセージ(S1 Reconfigurationメッセージ)を、MME20に送信する。次に、ステップ605Bにおいて、MME20からは、S1 Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージ(S1 Reconfiguration Responseメッセージ)が送信される。
 また、本例では、eNode B10の立ち上げ時に、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信している。しかし、無線通信システムにおいて、ある地域におけるトラヒック量に応じて、通信サービスを安定的かつ最適にするためには、eNode B10を再立ち上げする必要は必ずしもなく、eNode B10の増設や設定データの設定変更等で対応することも可能である。
 例えば、自己のeNode B10の増設や設定変更等があった場合には、図9Cに示すように、自己のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信することができる。
 図9Cを参照すると、ステップ601Cにおいて、例えば、トラヒックの増加に伴いインタフェースカードを増設した場合、eNode B10の送信部11Aは、ステップ602Cにおいて、S1 Setupの代わりに、増設したインタフェースカードの発アドレスを含むリコンフィグレーションメッセージ(S1 Reconfigurationメッセージ)を、MME20に送信する。次に、ステップ603Cにおいて、MME20からは、S1 Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージ(S1 Reconfiguration Responseメッセージ)が送信される。
 また、近隣のeNode B10の増設や設定変更等があった場合には、図9Dに示すように、増設や設定変更等があった近隣のeNode B10の発アドレスの情報をMME20に送信することができる。
 図9Dを参照すると、ステップ601Dにおいて、例えば、インタフェースカードを増設した場合、eNode B10の送信部11Aは、ステップ602Dにおいて、自己の発アドレスを含むリコンフィグレーションメッセージ(X2 Reconfigurationメッセージ)を、X2インタフェースで近隣のeNode B10に送信する。次に、近隣のeNode B10からは、X2 Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージ(X2 Reconfiguration Responseメッセージ)が送信される。その後、eNode B10の送信部11Aは、ステップ604Dにおいて、近隣のeNode B10の発アドレスを含むリコンフィグレーションメッセージ(S1 Reconfigurationメッセージ)を、MME20に送信する。次に、ステップ605Dにおいて、MME20からは、S1 Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージ(S1 Reconfiguration Responseメッセージ)が送信される。
 [ハンドオーバ動作例1]
 以下、本例の動作について、図10を参照して説明する。
 なお、図10においては、図2と同様の部分には同一の符号を付している。
 また、図10においては、上述したeNode B10の発アドレスの送信動作例1~4のいずれかにより、S-GW30の記憶部34Aには、Source eNode B10-Sの発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報がすでに保存されていることを前提している。
 図10を参照すると、図2と同様の処理を経て、ステップ2307において、S-GW30には、Target eNode B10-Tから、アップリンクのパケットデータが受信される。
 このとき、S-GW30の記憶部34Aには、Target eNode B10-Tとなる可能性がある、Source eNode B10-Sの近隣のeNode B10の発アドレスの情報も保存されている。
 そのため、S-GW30の制御部33Aは、以降のTarget eNode B10-TからMME20を介したメッセージ(Path Switch RequestメッセージとUser Plane Update Requestメッセージ)を待たずに、受信したパケットデータの安全性を確認することができる。
 即ち、S-GW30の制御部33Aは、ステップ701において、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存されている発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Aにあるため、制御部33Aは、受信したパケットデータを安全と判断したとする。この場合、送信部32Aは、ステップ702において、受信したパケットデータをP-GW40に転送する。
 次に、ステップ2308において、UE60からHandover Completeメッセージが送信されると、Target eNode B10-Tの送信部11Aは、ステップ703において、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むPath Switch RequestメッセージをMME20に送信し、MME20の送信部22Aは、ステップ704において、Target eNode B10-Tの近隣のeNode B10の発アドレスの情報を含むUser Plane Update RequestメッセージをS-GW30に送信する。S-GW30では、Target eNode B10-Tの近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、制御部33Aにより記憶部34Aに保存される。
 以降は、図2と同様の処理が行われる。
 上述したように本例では、S-GW30は、ハンドオーバが発生しても、Source eNode B10-Sの近隣のeNode B10の発アドレスの情報を用いて、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができる。
 [ハンドオーバ動作例2]
 以下、本例の動作について、図11および図12を参照して説明する。
 なお、図11および図12においては、図2と同様の部分や図11および図12に共通する部分には同一の符号を付している。
 また、図11および図12においては、上述したeNode B10の発アドレスの送信動作例1~4のいずれかにより、S-GW30の記憶部34Aには、Source eNode B10-Sの発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報がすでに保存されていることを前提している。
 図11を参照すると、図2と同様の処理を経て、ステップ2307において、S-GW30には、Target eNode B10-Tから、アップリンクのパケットデータが受信される。
 次に、S-GW30の制御部33Aは、ステップ801において、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存されている発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Aになく、制御部33Aは、受信したパケットデータを危険性があると判断したとする。
 この場合、S-GW30の制御部33Aは、ステップ802において、受信したパケットデータの不図示のバッファへの格納を開始し、ステップ803において、不図示のタイマーによる時間計測を開始する。
 次に、ステップ2308において、UE60からHandover Completeメッセージが送信されると、Target eNode B10-Tの送信部11Aは、ステップ804において、自己のNode B10の発アドレスの情報を含むPath Switch RequestメッセージをMME20に送信する。続いて、MME20の送信部22Aは、ステップ805において、Target eNode B10-TのNode B10の発アドレスの情報を含むUser Plane Update RequestメッセージをS-GW30に送信する。
 次に、S-GW30の制御部33Aは、ステップ2311において、ダウンリンクのパス切替を行った後、ステップ806において、ステップ2307で受信したパケットデータの発アドレスを、ステップ805で受信したTarget eNode B10-Tの発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスがTarget eNode B10-Tの発アドレスと一致するため、制御部33Aは、受信したパケットデータを安全と判断する。この場合、送信部32Aは、ステップ807において、受信したパケットデータをバッファから読み出してP-GW40に転送し、ステップ808において、制御部33Aは、タイマーを停止する。
 一方、タイマーの計測時間が予め設定した時間を超過しても、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが通知されない場合は、図12のような動作が行われる。
 即ち、図12を参照すると、ステップ901において、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが通知されないまま、タイマーの計測時間が予め設定した時間を超過した場合、S-GW30の制御部33Aは、ステップ902において、タイマーを停止して、受信したパケットデータをバッファから破棄する。
 また、S-GW30の制御部33Aは、ステップ903において、その後にパケットデータを受信しても、ステップ904において、受信したパケットデータをバッファには格納せずに破棄し、ステップ905において、P-GW40への転送を停止する。
 以降は、図2と同様の処理が行われる。
 上述したように本例では、S-GW30は、ハンドオーバが発生した場合、Source eNode B10-Sの近隣のeNode B10の発アドレスの情報やTarget eNode B10-T自体の発アドレスの情報を用いて、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができる。
 また、本例では、Target eNode B10-Tは、発アドレスを個別に通知することから、発アドレスと着アドレスとを必ずしも等しくする必要がないため、無線通信システムの設計の自由度を高めることもできる。以下、この理由について説明する。
 例えば、保守者による手作業を低減するために、eNode B10の発アドレスと着アドレスとを等しくすることも考えられる。そうすれば、S-GW30は、eNode B10から受信したパケットデータの発アドレスを、ベアラ設定時にMME20から通知されたeNode B10の着アドレスと照合し、一致しなければ受信したパケットデータを危険性があると判断して破棄することも可能になる。
 しかし、その反面、eNode B10では、発アドレスと着アドレスとを等しくしなければならないため、設計上の自由度が奪われることになる。また、例えば、パケットデータを送信するインタフェースカードのハードウェアと、パケットデータを受信するインタフェースカードのハードウェアとを異ならせることができなくなるため、負荷集中時に自律に負荷を分散できなくなる。その結果、最悪のケースとして、バースト的な負荷集中によってシステム障害などの重大な問題を引き起こす恐れがある。
 したがって、本例のように、eNode B10の発アドレスと着アドレスとを必ずしも等しくする必要がない構成であれば、無線通信システムの設計の自由度を高めることができるだけでなく、無線通信システムのセキュリティをさらに高めることもできる。
 ただし、無線通信システムの設計上、eNode B10の発アドレスと着アドレスとを等しくすることもある。この場合、MME20は、ステップ804において、Target eNode B10-Tから1つのアドレスしか受信しなかった場合、そのアドレスが発アドレスであるか否かを判断することができない。
 そこで、Target eNode B10-Tは、発アドレスと着アドレスとを等しくする場合、ステップ804において、発アドレスと着アドレスとが等しいことを示す情報(Indicator)を、Path Switch Requestメッセージに追加で含めることができる。
 それにより、MME20は、ステップ804において、Target eNode B10-Tから受信したアドレスが発アドレスであるか否かを判断することができるため、S-GW30では、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができる。
 [ハンドオーバ動作例3]
 以下、本例の動作について、図13および図14を参照して説明する。
 なお、図13および図14においては、図2と同様の部分や図13および図14に共通する部分には同一の符号を付している。
 また、図13および図14においては、上述したeNode B10の発アドレスの送信動作例1~4のいずれかにより、S-GW30の記憶部34Aには、Source eNode B10-Sの発アドレスおよび近隣のeNode B10の発アドレスの情報がすでに保存されていることを前提している。
 図13を参照すると、図2と同様の処理を経て、ステップ2307において、S-GW30には、Target eNode B10-Tから、アップリンクのパケットデータが受信される。
 次に、S-GW30の制御部33Aは、ステップ1001において、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Aに保存されている発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Aになく、制御部33Aは、受信したパケットデータを危険性があると判断したとする。
 この場合、S-GW30の制御部33Aは、ステップ1002において、不図示のタイマーによる時間計測を開始し、送信部32Aは、ステップ1003において、受信したパケットデータをP-GW40に転送し続ける。
 次に、ステップ2308において、UE60からHandover Completeメッセージが送信されると、Target eNode B10-Tの送信部11Aは、ステップ1004において、自己のNode B10の発アドレスの情報を含むPath Switch RequestメッセージをMME20に送信する。続いて、MME20の送信部22Aは、ステップ1005において、Target eNode B10-TのNode B10の発アドレスの情報を含むUser Plane Update RequestメッセージをS-GW30に送信する。
 次に、S-GW30の制御部33Aは、ステップ2311において、ダウンリンクのパス切替を行った後、ステップ1006において、ステップ2307で受信したパケットデータの発アドレスを、ステップ1005で受信したTarget eNode B10-Tの発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスがTarget eNode B10-Tの発アドレスと一致するため、制御部33Aは、ステップ1007において、受信したパケットデータを安全と判断してタイマーを停止する。
 一方、タイマーの計測時間が予め設定した時間を超過しても、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが通知されない場合は、図14のような動作が行われる。
 即ち、図14を参照すると、ステップ1101において、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが通知されないまま、タイマーの計測時間が予め設定した時間を超過した場合、S-GW30の制御部33Aは、ステップ1102において、タイマーを停止する。
 また、S-GW30の制御部33Aは、ステップ1103において、その後にパケットデータを受信しても、ステップ1104において、受信したパケットデータを破棄し、ステップ1105において、P-GW40への転送を停止する。
 以降は、図2と同様の処理が行われる。
 上述したように本例では、S-GW30は、ハンドオーバが発生した場合、Source eNode B10-Sの近隣のeNode B10の発アドレスの情報やTarget eNode B10-T自体の発アドレスの情報を用いて、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができる。
 また、本例では、eNode B10の発アドレスと着アドレスとを必ずしも等しくする必要がないため、無線通信システムの設計の自由度を高めることができるとともに、無線通信システムのセキュリティをさらに高めることもできる。
 ただし、Target eNode B10-Tは、発アドレスと着アドレスとを等しくする場合、ステップ1104において、発アドレスと着アドレスとが等しいことを示す情報を、Path Switch Requestメッセージに追加で含めることができる。
 (第2の実施形態)
 まず、本実施形態の概略構成について、図15を参照して説明する。
 図15を参照すると、本実施形態に係るeNode B10は、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、S-GW30に直接送信する送信部11Bを有している。なお、近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、例えば、保守者が事前に手作業でeNode B10に設定することが考えられるが、この限りではない。
 また、本実施形態に係るS-GW30は、eNode B10から、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する受信部31Bを有している。
 次に、本実施形態の詳細構成について、図16を参照して説明する。
 図16を参照すると、本実施形態に係るeNode B10は、上述した送信部11Aの他、受信部12Aおよび制御部13Aを有している。
 送信部11Bは、メッセージおよびパケットデータのS-GW30への送信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、S-GW30に送信する処理を行う。
 受信部12Bは、S-GW30からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行う。
 制御部13Bは、S-GW30に送信する情報を含むメッセージおよびその情報をヘッダに含むパケットデータを生成する処理等を行う。
 なお、送信部11B、受信部12B、および制御部13Bによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、UE60、他のeNode B10、およびMME20との間でも行われるものとする。
 また、本実施形態に係るS-GW30は、上述した受信部31Bの他、送信部32B、制御部33B、および記憶部34Bを有している。
 受信部31Bは、eNode B10からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、eNode B10から、近隣のeNode B10の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する処理を行う。
 送信部32Bは、メッセージおよびパケットデータのeNode B10への送信処理を行う。
 制御部33Bは、eNode B10に送信する情報を含むメッセージを生成する処理、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を記憶部34Bに保存する処理、eNode B10から受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Bに保存された発アドレスと照合することで、受信したパケットデータの安全性を確認する処理等を行う。
 なお、送信部32B、受信部31B、および制御部33Bによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、MME20およびP-GW40との間でも行われるものとする。
 以下、本実施形態のハンドオーバ動作について、図17を参照して説明する。
 なお、図17においては、図2と略同様のハンドオーバ動作が行われるため、本実施形態の特徴的部分のみを示し、その他の部分は省略している。
 また、図17においては、上述した第1の実施形態におけるeNode B10の発アドレスの送信動作例1~4のいずれかにより、Source eNode B10-Sの発アドレスは、S-GW30にすでに通知され、S-GW30の記憶部34にすでに保存されていることを前提している。
 図17を参照すると、UE60が、Source eNode B10-SのエリアからTarget eNode B10-Tのエリアへ移動したため、Source eNode B10-Sの制御部13Bが、ステップ2301において、ハンドオーバの決定をしたとする。
 すると、Source eNode B10-Sの制御部13Bは、ステップ1401において、UE60から受信したパケットデータのヘッダに近隣のeNode B10の発アドレスを含め、送信部11Bは、そのパケットデータをS-GW30に送信する。
 一般的に、eNode B10では、GTP(GPRS Tunnelling Protocol、GPRS=General Packet Radio Service)を使用して、パケットデータを転送する。
 そのため、Source eNode B10-Sの制御部13Bは、図18に示すように、GTPヘッダに、近隣のeNode B10の発アドレスを含める(3GPP TS 29.060,V8.2.0の6.)。
 具体的には、GTPヘッダには、図18の上部の表のように、拡張ヘッダタイプ(Extension Header Type)を記述する部分がある。そのため、この部分に、図18の中央の表のように定義された近隣のeNode B10の発アドレス(Neighbouring eNB addresses)を記述する。また、このときの記述内容は、図18の下部の表のようになる。
 なお、S-GW30では、Source eNode B10-Sの近隣のeNode B10の発アドレスの情報は、制御部33Bにより記憶部34Bに保存される。
 上述したように本実施形態では、S-GW30は、ハンドオーバ決定時に、Source eNode B10-Sから、Target eNode B10-Tとなる可能性がある近隣のeNode B10の発アドレスを取得することができる。なお、Source eNode B10-Sの発アドレスの情報は、アタッチ時等に、そのSource eNode B10-Sから取得することができる。
 したがって、S-GW30は、ハンドオーバが発生しても、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。
 また、本実施形態では、eNode B10の発アドレスの情報は、eNode B10からMME20を介して、または、eNode B10から直接、S-GW30に送信されるため、保守者による手作業を低減することができる。
 (第3の実施形態)
 まず、本実施形態の概略構成について、図19を参照して説明する。
 図19を参照すると、本実施形態に係るeNode B10は、UE60が自己のeNode B10をSource eNode B10-Sとするハンドオーバをする場合、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージをMME20に送信する送信部11Cを有している。なお、Target eNode B10-Tの情報は、後述のように、Target eNode B10-Tから受信する。
 また、本実施形態に係るMME20は、eNode B10から、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージを受信する受信部21Cと、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージをS-GW30に送信する送信部22Cと、を有している。
 また、本実施形態に係るS-GW30は、MME20から、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージを受信する受信部31Cを有している。
 次に、本実施形態の詳細構成について、図20を参照して説明する。
 図20を参照すると、本実施形態に係るeNode B10は、上述した送信部11Cの他、受信部12Cおよび制御部13Cを有している。
 送信部11Cは、メッセージおよびパケットデータのMME20への送信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージをMME20に送信する処理を行う。
 受信部12Cは、MME20からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行う。
 制御部13Cは、MME20に送信する情報を含むメッセージを生成する処理等を行う。
 なお、送信部11C、受信部12C、および制御部13Cによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、UE60、他のeNode B10、およびS-GW30との間でも行われるものとする。
 また、本実施形態に係るMME20は、上述した受信部21Cおよび送信部22Cの他、制御部23Cを有している。
 受信部21Cは、eNode B10およびS-GW30からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、eNode B10から、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージを受信する処理を行う。
 送信部22Cは、メッセージおよびパケットデータのNode B10およびS-GW30への送信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージをS-GW30に送信する処理を行う。
 制御部23Cは、eNode B10およびS-GW30に送信する情報を含むメッセージを生成する処理等を行う。
 また、本実施形態に係るS-GW30は、上述した受信部31Cの他、送信部32C、制御部33C、および記憶部34Cを有している。
 受信部31Cは、MME20からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、MME20から、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージを受信する処理を行う。
 送信部32Cは、メッセージおよびパケットデータのMME20への送信処理を行う。
 制御部33Cは、MME20に送信する情報を含むメッセージを生成する処理、近隣のeNode B10の発アドレスの情報を記憶部34Cに保存する処理、MME20から受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Cに保存された発アドレスと照合することで、受信したパケットデータの安全性を確認する処理等を行う。
 なお、送信部32C、受信部31C、および制御部33Cによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、P-GW40との間でも行われるものとする。
 以下、本実施形態のハンドオーバ動作について、図21を参照して説明する。
 なお、図21においては、図2と同様の部分には同一の符号を付している。
 ここで、図21においては、上述した第1の実施形態におけるeNode B10の発アドレスの送信動作例1~4のいずれかにより、Source eNode B10-Sの発アドレスは、S-GW30にすでに通知され、S-GW30の記憶部34Cにすでに保存されていることを前提とすることもできる。
 図21を参照すると、図2と同様の処理を経て、ステップ2303において、無線リソースを設定した後、Target eNode B10-Tの送信部11Cは、ステップ1801において、自己のTarget eNode B10-Tの発アドレスの情報を含む、Handover Requestメッセージに対する応答メッセージ(Handover Responseメッセージ)をSource eNode B10-Sに送信する。
 次に、Source eNode B10-Sの送信部11Cは、ステップ1802において、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含む、ハンドオーバが発生した旨のメッセージ(Handover Informメッセージ)をMME20に送信する。続いて、MME20の送信部22Cは、ステップ1803において、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を含むメッセージ(Pre-User Plane Update Requestメッセージ)をS-GW30に送信する。次に、S-GW30の送信部32Cは、ステップ1804において、Pre-User Plane Update Requestメッセージに対する応答メッセージ(Pre-User Plane Update Responseメッセージ)をMME20に送信する。S-GW30では、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報は、制御部33Cにより記憶部34Cに保存される。
 そのため、S-GW30の制御部33Cは、以降のTarget eNode B10-TからMME20を介したメッセージ(Path Switch RequestメッセージとUser Plane Update Requestメッセージ)を待たずに、受信したパケットデータの安全性を確認することができる。
 即ち、S-GW30の制御部33Cは、ステップ1805において、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Cに保存されている発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが記憶部34Cにあるため、制御部33Cは、受信したパケットデータを安全と判断したとする。この場合、送信部32Cは、ステップ1806において、受信したパケットデータをP-GW40に転送する。
 以降は、図2と同様の処理が行われる。なお、Source eNode B10-Sの発アドレスの情報は、上述した第1の実施形態におけるeNode B10の発アドレスの送信動作例1~4のいずれかにより、アタッチ時等に、Source eNode B10-Sから取得することもできる。
 上述したように本実施形態では、S-GW30は、ハンドオーバ決定時に、Source eNode B10-Sから、Target eNode B10-Tの発アドレスを取得することができる。
 したがって、S-GW30は、ハンドオーバが発生しても、eNode B10から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。
 また、UE60がTarget eNode B10-Tを介したアップリンクデータ(パケットデータ)の送信を始める前に(例えば、UE60に対するHandover Commandメッセージの前に)、Source eNode B10-Sが、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を、MME20を介してS-GW30に送信するため、S-GW30は、Target eNode B10-Tから受信する最初のパケットデータから安全性を確認することができる。 また、本実施形態では、eNode B10の発アドレスの情報は、eNode B10からS-GW30に送信されるため、保守者による手作業を低減することができる。
 また、本実施形態では、Source eNode B10-Sは、近隣のeNode B10-Sの発アドレスではなく、Target eNode B10-Tの発アドレスの情報を送信するため、近隣のeNode B10-Sの発アドレスの情報を送信する場合と比較して、送信する情報の情報量を低減することができる。
 (第4の実施形態)
 まず、本実施形態の概略構成について、図22を参照して説明する。
 図22を参照すると、本実施形態に係るS-GW30は、UE60が外ネットワークにローミングしている状態で、自己のS-GW30への変更を伴うハンドオーバをする場合、自己のS-GW30の発アドレスの情報を含むメッセージを、公衆ネットワークを介してP-GW40に送信する送信部32Dを有している。 また、本実施形態に係るP-GW40は、ハンドオーバによる変更後のTarget S-GW30-Tから公衆ネットワークを介して、Target S-GW30-Tの発アドレスの情報を受信する受信部41Dを有している。
 次に、本実施形態の詳細構成について、図23を参照して説明する。
 図23を参照すると、本実施形態に係るS-GW30は、上述した送信部32Dの他、受信部31Dおよび制御部33Dを有している。
 送信部32Dは、メッセージおよびパケットデータのP-GW40への送信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、自己のS-GW30の発アドレスの情報を含むメッセージをP-GW40に送信する処理を行う。
 受信部31Dは、P-GW40からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行う。
 制御部33Dは、P-GW40に送信する情報を含むメッセージを生成する処理等を行う。
 なお、送信部32D、受信部31D、および制御部33Dによるメッセージおよびパケットデータの送受信は、MME20およびeNode B10との間でも行われるものとする。
 また、本実施形態に係るP-GW40は、上述した受信部41Dの他、送信部42D、制御部43D、および記憶部44Dを有している。
 受信部41Dは、S-GW30からのメッセージおよびパケットデータの受信処理を行うものであり、その一例として、上述のように、Target S-GW30-Tから、そのTarget S-GW30-Tの発アドレスの情報を含むメッセージを受信する処理を行う。
 送信部42Dは、メッセージおよびパケットデータのS-GW30への送信処理を行う。
 制御部43Dは、S-GW30に送信する情報を含むメッセージを生成する処理、Target S-GW30-Tの発アドレスの情報を記憶部34Dに保存する処理、Target S-GW30-Tから受信したパケットデータの発アドレスを記憶部34Dに保存された発アドレスと照合することで、受信したパケットデータの安全性を確認する処理等を行う。
 以下、本実施形態の動作について、図24を参照して説明する。
 図24を参照すると、UE60が、外ネットワークにローミングしている状態で、Source eNode B10-SのエリアからTarget eNode B10-Tのエリアへ移動したため、Source eNode B10-Sが、ステップ2101において、Source S-GW30-SからTarget S-GW30-Tへの変更を伴うハンドオーバの決定をしたとする。
 すると、Source eNode B10-Sは、ステップ2102において、ハンドオーバを準備するためのメッセージ(Handover Requiredメッセージ)をSource MME20に送信し、Source MME20は、ステップ2103において、UE60のContextやP-GW40のアドレス等を送るためのメッセージ(Forward Relocation Requestメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、Target MME20-Tは、ステップ2104において、ベアラ生成を要求するメッセージ(Create Bearer Requestメッセージ)をTarget S-GW30-Tに送信し、Target S-GW30-Tの送信部32Dは、ステップ2105において、Target S-GW30-Tの発アドレスの情報を含むメッセージ(Pre-Update Bearer Requestメッセージ)をP-GW40に送信する。P-GW40では、Target S-GW30-Tの発アドレスの情報は、制御部43Dにより記憶部44Dに保存される。
 次に、P-GW40の送信部42Dは、ステップ2106において、Pre-Update Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Pre-Update Bearer Responseメッセージ)をTarget S-GW30-Tに送信し、Target S-GW30-Tの送信部32Dは、ステップ2107において、Create Bearer Requestメッセージ対する応答メッセージ(Create Bearer Responseメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、Target MME20-Tは、ステップ2108において、ハンドオーバを要求するメッセージ(Handover Requestメッセージ)をTarget eNode B10-Tに送信し、Target eNode B10-Tは、ステップ2109において、ハンドオーバ要求に対する応答メッセージ(Handover Request Acknowledgeメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、Target MME20-Tは、ステップ2110において、Forward Relocation Requestメッセージに対する応答メッセージ(Forward Relocation Responseメッセージ)をSource MME20-Sに送信し、Source MME20-Sは、ステップ2111,2112において、ハンドオーバを命令するメッセージ(Handover Commandメッセージ)を、Source eNode B10-Sを介してUE60に送信する。
 次に、ステップ2113において、UE60とTarget eNode B10-Tとの間で無線同期を取った後、UE60は、ステップ2114において、ハンドオーバ完了を示すメッセージ(Handover Completeメッセージ)をTarget eNode B10-Tに送信する。
 次に、ステップ2115において、Target S-GW30-TからのアップリンクのパケットデータがP-GW40に受信されると、P-GW40の制御部43Dは、ステップ2116において、受信したパケットデータの発アドレスを記憶部44Dに保存されている発アドレスと照合する。ここでは、受信したパケットデータの発アドレスと一致するTarget S-GW30-Tの発アドレスが記憶部44Dにあり、制御部43Dは、受信したパケットデータを安全と判断したとする。この場合、例えば、送信部42Dは、受信したパケットデータを自ネットワーク内に転送する。
 次に、Target eNode B10-Tは、ステップ2117において、UE60がTarget eNode B10-Tに接続したことを通知するメッセージ(Handover Notifyメッセージ)をTarget MME20-Tに送信し、Target MME20-Tは、ステップ2118において、UE60がハンドオーバしたことを通知するメッセージ(Forward Relocation Completeメッセージ)をSource MME20-Sに送信し、Source MME20-Sは、ステップ2119において、Forward Relocation Completeメッセージに対する応答メッセージ(Forward Relocation Complete Acknowledgeメッセージ)をTarget MME20-Tに送信する。
 次に、Target MME20-Tは、ステップ2121,2122において、ベアラのアップデートを要求するメッセージ(Update Bearer Requestメッセージ)を、Target S-GW30-を介してP-GW40に送信し、P-GW40の送信部42Dは、ステップ2122,2123において、Update Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Update Bearer Responseメッセージ)を、Target S-GW30-を介してTarget MME20-Tに送信する。その後に、P-GW40の送信部42Dは、ステップ2124において、ダウンリンクのパケットデータをTarget S-GW30-に送信する。
 以降、ステップ2125において、HSS50に保存されたユーザ情報を用いてUE60の位置が更新されると、Source MME20-Sは、ステップ2126において、リソース開放を示すメッセージ(Release Resourceメッセージ)をSource eNode B10-Sに送信する。また、Source MME20-Sは、ステップ2127において、ベアラの削除を要求するメッセージ(Delete Bearer Requestメッセージ)をSource S-GW B30-Sに送信し、Source S-GW B30-Sの送信部32Dは、ステップ2128において、Delete Bearer Requestメッセージに対する応答メッセージ(Delete Bearer Responseメッセージ)をSource MME20-Sに送信する。
 以上では、UE60が外ネットワークにローミングしている場合を説明したが、本実施形態の図24に示される動作は、UE60が外ネットワークにローミングしている場合に限られるものではない。
 上述したように本実施形態では、P-GW40は、Source S-GW30-SからTarget S-GW30-Tへの変更を伴うハンドオーバをする場合、Target S-GW30-Tの発アドレスの情報を取得することができる。
 したがって、P-GW40は、S-GW30の変更を伴うハンドオーバが発生しても、S-GW30から受信したパケットデータの安全性を確認することができるため、無線通信システムのセキュリティを確保することができる。特に、UE60が外ネットワークにローミングしている場合、P-GW40は、公衆ネットワークを介して、S-GW30からパケットデータを受信することになるため、無線通信システムのセキュリティが脅かされる可能性が高い。このようなローミング環境においては、本実施形態によるパケットデータの安全性確認がより一層効果的である。
 また、UE60がTarget eNode B10-Tを介したアップリンクデータ(パケットデータ)の送信を始める前に(例えば、UE60に対するHandover Commandメッセージの前に)、Source S-GW30-Sが、Target S-GW30-Tの発アドレスの情報を、MME20を介してP-GW40に送信するため、P-GW40は、Target S-GW30-Tから受信する最初のパケットデータから安全性を確認することができる。
 また、本実施形態では、保守者が手作業でS-GW30の発アドレスをP-GW40に設定する必要がないため、保守者による手作業を低減することができる。
 以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 例えば、以上の実施形態では、LTEの無線通信システムを例として説明した。しかし、本発明は、LTEの無線通信システムに限らず、基地局装置、移動制御ノード、ゲートウェイ装置を備える他の無線通信システムにも適用することができる。
 また、以上の実施形態では、移動制御ノードとゲートウェイ装置とが分離した無線通信システムを例として説明したが、本発明は、移動制御ノードとゲートウェイ装置とが一体となった無線通信システムにも適用することができる。
 本出願は、2008年1月31日に出願された日本出願特願2008-021303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。

Claims (57)

  1.  基地局装置と、移動制御ノードと、ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
     前記基地局装置は、
     前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、前記移動制御ノードに送信し、
     前記移動制御ノードは、
     前記基地局装置から、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信し、
     前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記ゲートウェイ装置に送信し、
     前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動制御ノードから、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する、無線通信システム。
  2.  前記基地局装置は、
     無線通信装置の前記基地局装置へのアタッチ時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項1に記載の無線通信システム。
  3.  前記基地局装置は、
     無線通信装置の発呼時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項1に記載の無線通信システム。
  4.  前記基地局装置は、
     無線通信装置の前記基地局装置への位置登録時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項1に記載の無線通信システム。
  5.  前記基地局装置は、
     前記基地局装置の立ち上げ時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項1に記載の無線通信システム。
  6.  前記ゲートウェイ装置は、
     前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を保存し、
     無線通信装置がハンドオーバした移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記保存された発アドレスと照合する、請求項1から5のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  7.  前記基地局装置は、
     前記基地局装置が前記移動先の基地局装置となった場合、前記の基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項6に記載の無線通信システム。
  8.  前記基地局装置は、
     前記基地局装置が前記移動先の基地局装置となった場合、前記基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信し、
     前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスを記憶していない場合、前記受信したパケットデータの発アドレスを、前記移動先の基地局装置から受信した発アドレスと照合する、請求項6に記載の無線通信システム。
  9.  前記基地局装置は、
     前記基地局装置が前記移動先の基地局装置となった場合、前記基地局装置の発アドレスと着アドレスとが等しい旨の情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項7に記載の無線通信システム。
  10.  前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスを記憶していないことを検出した後、一定期間内に前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータをバッファに保存し、
     前記一定期間内に、前記移動先の基地局装置から受信した発アドレスが前記受信したパケットデータの発アドレスと一致した場合、前記バッファに保存したパケットデータを上位ノードに転送する、請求項8または9に記載の無線通信システム。
  11.  前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスを記憶していないことを検出した後、一定期間内に前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータを上位ノードに転送する、請求項8または9に記載の無線通信システム。
  12.  基地局装置と、ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
     前記基地局装置は、
     前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、前記ゲートウェイ装置に送信し、
     前記ゲートウェイ装置は、
     前記基地局装置から、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する、無線通信システム。
  13.  前記基地局装置は、
     無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバする旨の決定があった後に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、前記ゲートウェイ装置に送信する、請求項12に記載の無線通信システム。
  14.  前記ゲートウェイ装置は、
     前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を保存し、
     無線通信装置がハンドオーバした移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記保存された発アドレスと照合する、請求項12または13に記載の無線通信システム。
  15.  基地局装置と、移動制御ノードと、ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
     前記基地局装置は、
     無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、前記移動制御ノードに送信し、
     前記移動制御ノードは、
     前記基地局装置から、前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信し、
     前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を前記ゲートウェイ装置に送信し、
     前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動制御ノードから、前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信する、無線通信システム。
  16.  前記基地局装置は、
     前記基地局装置が前記移動先の基地局装置となった場合、移動元の基地局装置からのハンドオーバ要求に応答して、前記基地局装置の発アドレスの情報を前記移動元の基地局装置に送信し、
     前記基地局装置が前記移動元の基地局装置となった場合、前記移動先の基地局装置から受信した、前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、前記移動制御ノードに送信する、請求項15に記載の無線通信システム。
  17.  前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を保存し、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記保存された発アドレスと照合する、請求項15または16に記載の無線通信システム。
  18.  前記基地局装置は、
     ハンドオーバを命令するメッセージを前記無線通信装置に送信する前に、前記ゲートウェイ装置の発アドレス情報を、前記移動制御ノードを介して前記ゲートウェイ装置に送信する、請求項15から17のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  19.  基地局装置と、移動制御ノードと、前記基地局装置と接続されたゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置と接続された上位ゲートウェイ装置と、を有してなる無線通信システムであって、
     前記ゲートウェイ装置は、
     無線通信装置が前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、前記上位ゲートウェイ装置に送信し、
     前記上位ゲートウェイ装置は、
     前記ゲートウェイ装置から、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を受信する、無線通信システム。
  20.  前記ゲートウェイ装置は、
     前記移動制御ノードからのベアラ生成要求に応答して、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を前記上位ゲートウェイ装置に送信する、請求項19に記載の無線通信システム。
  21.  前記上位ゲートウェイ装置は、
     前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を保存し、
     前記ゲートウェイ装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記保存された発アドレスと照合する、請求項19または20に記載の無線通信システム。
  22.  前記ゲートウェイ装置は、前記基地局装置がハンドオーバを命令するメッセージを前記無線通信装置に送信する前に、前記ゲートウェイ装置の発アドレス情報を前記上位ゲートウェイ装置に送信する、請求項19から21のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  23.  自己の基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信部を有する、基地局装置。
  24.  前記送信部は、
     無線通信装置の前記基地局装置へのアタッチ時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項23に記載の基地局装置。
  25.  前記送信部は、
     無線通信装置の発呼時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項23に記載の基地局装置。
  26.  前記送信部は、
     無線通信装置の前記基地局装置への位置登録時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項23に記載の基地局装置。
  27.  前記送信部は、
     前記基地局装置の立ち上げ時に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項23に記載の基地局装置。
  28.  前記送信部は、
     無線通信装置が前記基地局装置にハンドオーバした場合、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項23から27のいずれか1項に記載の基地局装置。
  29.  前記送信部は、
     無線通信装置が前記基地局装置にハンドオーバした場合、前記基地局装置の発アドレスの情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項23から27のいずれか1項に記載の基地局装置。
  30.  前記送信部は、
     無線通信装置が前記基地局装置にハンドオーバした場合、前記基地局装置の発アドレスと着アドレスとが等しい旨の情報を前記移動制御ノードに送信する、請求項29に記載の基地局装置。
  31.  自己の基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、ゲートウェイ装置に送信する送信部を有する、基地局装置。
  32.  前記送信部は、
     無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバする旨の決定があった後に、前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、前記ゲートウェイ装置に送信する、請求項31に記載の基地局装置。
  33.  無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信部を有する、基地局装置。
  34.  前記送信部は、
     前記基地局装置が前記移動先の基地局装置となった場合、移動元の基地局装置からのハンドオーバ要求に応答して、前記基地局装置の発アドレスの情報を前記移動元の基地局装置に送信し、
     前記基地局装置が前記移動元の基地局装置となった場合、前記移動先の基地局装置から受信した、前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、前記移動制御ノードに送信する、請求項33に記載の基地局装置。
  35.  前記送信部は、
     ハンドオーバを命令するメッセージを前記無線通信装置に送信する前に、前記ゲートウェイ装置の発アドレス情報を、前記移動制御ノードを介して前記ゲートウェイ装置に送信する、請求項33または34に記載の基地局装置。
  36.  基地局装置から移動制御ノードを介して、当該基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信部を有する、ゲートウェイ装置。
  37.  前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を保存する記憶部と、
     無線通信装置がハンドオーバした移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記記憶部に保存された発アドレスと照合する制御部と、をさらに有する、請求項36に記載のゲートウェイ装置。
  38.  前記受信部は、
     前記移動先の基地局装置から、当該移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信し、
     前記制御部は、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが前記記憶部にない場合、前記受信したパケットデータの発アドレスを、前記移動先の基地局装置から受信した発アドレスと照合する、請求項37に記載のゲートウェイ装置。
  39.  前記制御部は、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが前記記憶部にないことを検出した後、一定期間内に前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータをバッファに保存し、
     前記ゲートウェイ装置は、さらに、
     前記一定期間内に、前記移動先の基地局装置から受信した発アドレスが前記受信したパケットデータの発アドレスと一致した場合、その時点で、前記バッファに保存したパケットデータを上位ノードに転送する送信部を有する、請求項38に記載のゲートウェイ装置。
  40.  前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスと一致する発アドレスが前記記憶部にないことを検出した後、一定期間内に前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータを上位ノードに転送する送信部をさらに有する、請求項38に記載のゲートウェイ装置。
  41.  基地局装置から、当該基地局装置の前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する受信部を有する、ゲートウェイ装置。
  42.  前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報を保存する記憶部と、
     無線通信装置がハンドオーバした移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記記憶部に保存された発アドレスと照合する制御部と、をさらに有する、請求項41に記載のゲートウェイ装置。
  43.  基地局装置から移動制御ノードを介して、無線通信装置が当該基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信部を有する、ゲートウェイ装置。
  44.  前記移動先の基地局装置の発アドレスの情報を保存する記憶部と、
     前記移動先の基地局装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記記憶部に保存された発アドレスと照合する制御部と、をさらに有する、請求項43に記載のゲートウェイ装置。
  45.  基地局装置と上位ゲートウェイ装置との間に接続されたゲートウェイ装置であって、
     無線通信装置が前記ゲートウェイへの変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、前記上位ゲートウェイ装置に送信する送信部を有する、ゲートウェイ装置。
  46.  前記送信部は、
     前記移動制御ノードからのベアラ生成要求に応答して、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を前記上位ゲートウェイ装置に送信する、請求項45に記載のゲートウェイ装置。
  47.  前記送信部は、
     前記基地局装置がハンドオーバを命令するメッセージを前記無線通信装置に送信する前に、前記ゲートウェイ装置の発アドレス情報を前記上位ゲートウェイ装置に送信する、請求項45または46に記載のゲートウェイ装置。
  48.  基地局装置に接続されたゲートウェイ装置と接続された上位ゲートウェイ装置であって、
     無線通信装置が前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置から、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を受信する受信部を有する、上位ゲートウェイ装置。
  49.  前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を保存する記憶部と、
     前記ゲートウェイ装置から受信したパケットデータの発アドレスを、前記記憶部に保存された発アドレスと照合する制御部と、をさらに有する、請求項48に記載の上位ゲートウェイ装置。
  50.  基地局装置による無線通信方法であって、
     前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する、無線通信方法。
  51.  基地局装置による無線通信方法であって、
     前記基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを、ゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する、無線通信方法。
  52.  基地局装置による無線通信方法であって、
     無線通信装置が前記基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を、移動制御ノードを介してゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する、無線通信方法。
  53.  ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
     基地局装置から移動制御ノードを介して、当該基地局装置の近隣の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信ステップを有する、無線通信方法。
  54.  ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
     基地局装置から、当該基地局装置の前記近隣の基地局装置の発アドレスの情報をヘッダに含むパケットデータを受信する受信ステップを有する、無線通信方法。
  55.  ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
     基地局装置から移動制御ノードを介して、無線通信装置が当該基地局装置からハンドオーバした移動先の基地局装置の発アドレスの情報を受信する受信ステップを有する、無線通信方法。
  56.  基地局装置と上位ゲートウェイ装置との間に接続されたゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
     前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を、前記上位ゲートウェイ装置に送信する送信ステップを有する、無線通信方法。
  57.  基地局装置に接続されたゲートウェイ装置と接続された上位ゲートウェイ装置による無線通信方法であって、
     無線通信装置が前記ゲートウェイ装置への変更を伴うハンドオーバをする旨の決定があった後に、前記ゲートウェイ装置から、前記ゲートウェイ装置の発アドレスの情報を受信する受信ステップを有する、無線通信方法。
     
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