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CN111052822A - 节点设备及其控制方法、程序 - Google Patents

节点设备及其控制方法、程序 Download PDF

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CN111052822A
CN111052822A CN201880057201.1A CN201880057201A CN111052822A CN 111052822 A CN111052822 A CN 111052822A CN 201880057201 A CN201880057201 A CN 201880057201A CN 111052822 A CN111052822 A CN 111052822A
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Abstract

MEC节点通过对在多个eNB中的每一个eNB与MME之间发送的信令信息进行分析，来收集指示多个基站的小区内存在的无线终端的移动状态的信息和指示无线终端的通信状态的信息中的至少一个。MEC节点在接收到由MME根据预定的寻呼策略向一个或多个eNB发送的、用于寻呼UE的寻呼消息时，基于如上所述收集的信息来决定寻呼范围。MEC节点向在包括在所决定的寻呼范围内的每个eNB发送用于寻呼UE的寻呼消息。

Description

节点设备及其控制方法、程序
技术领域
本发明涉及用于进行移动网络中的边缘计算的节点设备、其控制方法及程序。
背景技术
ETSI(European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准协会)正在对多路访问边缘计算(MEC)进行标准化。当将MEC应用于移动网络时，在该网络的边缘附近(例如，在基站与核心网络之间)提供向基站小区内的用户设备(UE：UserEquipment)提供IT服务的节点设备(MEC节点)。MEC节点例如使用DPI(Deep PacketInspection，深度包检测)技术来对基站与诸如网关设备等的核心网络节点之间传输的数据包进行在线识别和内容分析，并根据需要使用在MEC节点上运行的应用程序执行处理。
在如上所述的移动网络中，当网络侧开始与UE进行通信时，诸如MME(MobilityManagement Entity，移动管理实体)的移动管理设备执行用于呼叫(寻呼)UE的处理。MME基于根据来自UE的位置注册而保持的位置区域信息，通过一个或多个基站来寻呼UE。根据预定策略(寻呼策略)确定与UE被寻呼的地理区域相对应的寻呼范围(寻呼区域)。
例如，专利文献1公开了一种系统，其基于每个无线终端(UE)的移动频率和通信频率来分配最佳寻呼区域大小。专利文献2公开了一种系统，其考虑到无线接入网(RAN)和UE特有的信息来优化寻呼区域。专利文献3公开了一种系统，其使用基站列表来选定寻呼区域，在该基站的区域中，移动站极有可能出现，该列表是基于预测移动站的移动状态的结果而创建的。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本特开No.2008-193592号公报
专利文献2：日本特开No.2016-514935号公报
专利文献3：国际公开No.2014/049911
发明内容
技术问题
从使MME寻呼处理中涉及的事务负荷和在寻呼成功之前出现的寻呼等待时间平衡的观点来决定用于寻呼处理的寻呼策略。与前述常规技术一样，期望对于每个UE适当地决定这种寻呼策略。例如，可能适合的是，对于具有高移动度的UE，首先在宽范围内进行寻呼，而对于保持静止的UE，在窄范围内进行寻呼。还可能适合的是，对于使用语音服务的UE，首先在宽范围内进行寻呼，以减少传输延时，对于使用允许某种程度的延迟的另一种数据通信服务的UE，从窄范围逐渐扩宽寻呼范围。
然而，执行UE寻呼处理的MME通常处理大量UE，这些UE存在于由该MME处理的多个基站形成的小区中。因此，与上述专利文献1-3一样，实际上难以实现如下寻呼处理：由MME集中管理诸如每个UE的移动历史的历史信息并基于该历史信息为每个UE设置不同的寻呼策略。因此，需要一种用于增加寻呼处理的可扩展性的系统，使得可以以UE为单位控制寻呼策略，而不会增加MME中的寻呼处理所涉及的事务负荷。
鉴于上述问题，完成了本发明。本发明的目的是提供一种在移动网络中，通过使用边缘计算来以无线终端(UE)为单位控制寻呼处理的技术。
解决手段
根据本发明的一个方面所涉及的节点设备是布置在多个基站与核心网络内的移动管理设备之间的、用于边缘计算的节点设备，其特征在于，所述节点设备包括：分析装置，其通过对在所述多个基站中的每个基站与所述移动管理设备之间发送的信令信息进行分析，来收集指示所述多个基站的小区内存在的无线终端的移动状态的信息以及指示所述无线终端的通信状态的信息中的至少一个；决定装置，其在接收到由所述移动管理设备根据预定的寻呼策略向一个或多个基站发送的、用于寻呼所述无线终端的寻呼消息时，基于由所述分析装置收集的信息来决定寻呼范围；以及发送装置，其向包括在由所述决定装置决定的寻呼范围内的每个基站发送用于寻呼所述无线终端的寻呼消息。
根据本发明另一方面所涉及的节点设备是是布置在多个基站与核心网络内的移动管理设备之间的、用于边缘计算的节点设备，其特征在于，所述节点设备包括：获取装置，其从所述多个基站中的每个基站获取指示所述多个基站中的每个基站的小区内的无线电通信状态的信息；决定装置，其在接收到由所述移动管理设备根据预定的寻呼策略向一个或多个基站发送的、用于寻呼所述多个基站的小区内存在的无线终端的寻呼消息时，基于由所述获取装置获取的信息来决定寻呼范围；以及发送装置，其向包括在由所述决定装置决定的寻呼范围内的每个基站发送用于寻呼所述无线终端的寻呼消息。
发明的有益效果
根据本发明，在移动网络中，通过使用边缘计算能够以无线终端(UE)为单位控制寻呼处理。因此，能够以无线终端为单位控制寻呼策略，而不会影响现有的移动管理设备的操作。
通过以下结合附图的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。注意的是，在整个附图中，相同的附图标记指示相同或相似的组件。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与那些描述一起用于说明本发明的原理。
图1是表示包括MEC节点的网络的配置的示例的图。
图2是表示MEC节点的硬件配置的示例的框图。
图3是表示MEC节点的功能配置的示例的框图。
图4A是表示由MEC节点(信息管理单元)管理的信息的示例的图。
图4B是表示由MEC节点(信息管理单元)管理的信息的示例的图。
图4C是表示由MEC节点(信息管理单元)管理的信息的示例的图。
图5是表示由MEC节点执行的处理顺序的流程图。
图6是表示终端注册处理(S5)中的顺序的流程图。
图7是表示信息更新处理(S6)中的顺序的流程图。
图8是表示寻呼控制(S9)中的顺序的流程图。
图9A是表示由MEC节点执行的寻呼控制的示例的图。
图9B是表示由MEC节点执行的寻呼控制的示例的图。
图9C是表示由MEC节点执行的寻呼控制的示例的图。
图10是表示由MME进行的寻呼处理的示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例。注意的是，已经从附图中省略了对实施例的描述不必要的组成元件。
在下文中描述的实施例假定LTE/LTE-高级网络作为应用于本发明的移动网络的示例。注意的是，本发明可以应用于除了LTE网络之外的移动网络中。例如，本发明可以应用在当前由第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化的第五代(5G)移动网络中。
<网络配置>
在本实施例中假定的LTE网络由作为无线接入网络的E-UTRAN(EvolvedUniversal Terrestrial Radio Network，演进通用陆地无线网络)和作为核心网络的EPC(Evolved Packet Core，演进数据包核心)构成。E-UTRAN由多个基站(基站设备)构成。在LTE中，基站被称为eNodeB(以下称为“eNB”)。eNB经由X2接口相互连接。每个eNB还经由S1接口直接连接到EPC。注意的是，X2接口和S1接口都是逻辑接口。S1接口由用于发送用户平面(U平面)信号(用户数据)的S1-U接口和用于发送控制信号的S1-MME接口构成。S1-U接口将每个eNB连接到作为网关设备的S-GW(服务网关)。S1-MME接口将每个eNB连接到MME(移动管理设备)。
图1是表示包括作为根据本发明实施例的节点设备的MEC节点10的网络的配置示例的图。MEC节点10是用于边缘计算的节点设备(在本实施例中为MEC)。图1示出了EPC的MME11和S-GW12，分别作为核心网络中的移动管理设备和网关设备的示例。注意的是，在当前正在标准化的5G移动网络中，移动管理设备被称为AMF(接入和移动管理功能)，并且网关设备被称为UPF(用户平面功能)。
如图1所示，在本实施例中，MEC节点10布置在由MME11处理的多个eNB与包括MME11的EPC之间(在eNB与MME11之间的控制信道中)。因此，由MME11处理的许多eNB中的至少一些eNB由MEC节点10处理，并且MEC节点10由MME11处理。MEC节点10配置为具有用于分析经由S1接口(S1-U接口或S1-MME接口)在eNB与EPC之间传输的数据包的内容(对数据包进行解码)的功能(DPI功能)。
MEC节点10不限于如图1的示例中所示处理五个eNB，能够处理任意数量的eNB。此外，单个MME11可以处理多个MEC节点10，每个MEC节点10处理不同的eNB组。注意的是，图1中示出的网络配置的示例示例性指示功能配置，而不一定指示物理配置。例如，MEC节点10可以物理地安装在与网关设备(S-GW或P-GW(数据包数据网络网关))相同的壳体中。
<寻呼处理>
这里将参考图10给出在本实施例中预先假定的LTE网络中的寻呼处理的概述。
MME管理多个TA(追踪区域)以便管理无线终端(UE)的位置。每个TA是由一个或多个eNB(一个或多个小区)构成的、指示UE的位置的小区单元。MME为每个UE制作一个或多个TA的列表，生成TAI列表(TAI-List)，TAI列表为一个或多个TA的标识符(TAI)的列表，并将该列表分配给UE。TAI列表通常包括UE最近所在的TA的TAI等等。在图10的示例中，MME管理三个TA(TA#1、TA#2以及TA#3)，并且向UE分配包括TA#1和TA#2的TAI列表。
TAI列表对应于只要存在UE就不必向MME进行位置注册请求的区域(TA组)。当移动到TAI列表之外的TA时，UE经由该TA内的eNB向MME发送其中设置了存在UE的TA的TAU(追踪区域更新)请求(位置注册请求)消息。因此，由MME保持的指示UE所位于的TA的位置区域信息被更新。
在LTE网络中，当从诸如因特网的外部网络向UE发布用户数据数据包时，下行链路数据通知从S-GW发送到MME。在接收到下行链路数据通知时，MME基于该UE的位置区域信息来寻呼相应的UE。具体地，MME根据预定的寻呼策略将用于寻呼相应的UE的寻呼消息发送到一个或多个eNB。在图10所示的示例中，对TA#1执行寻呼，对于TA#1，已经通过UE进行了位置注册。
已经从MME接收到寻呼消息的eNB在该eNB形成的小区内发送该寻呼消息。如图10所示，响应于从eNB接收到寻呼消息，被寻呼的UE经由发送了寻呼消息的eNB#2向MME发送服务请求消息。因此，建立了在UE与eNB#2之间的连接以及在eNB#2与S-GW之间的连接，并且通过那些连接的下行链路和上行链路数据的传输成为可能。
MME使用的上述寻呼策略限定了寻呼范围(寻呼区域)、频率(时间间隔)等。寻呼策略可以限定按以下顺序执行寻呼：(1)UE最近所在区域的eNB(最近的eNB)、(2)UE最近注册位置的TA(最近的TA)以及(3)TAI列表(TAI-List)。备选地，可以限定按以下顺序执行寻呼：(1)最近的TA、(2)TAI-List以及(3)TAI-List(即，在对最近的TA进行寻呼之后，对于TAI列表重复两次寻呼)。
在本实施例中，MME11不执行以UE为单位的寻呼策略的控制，而是根据与UE无关地预先设置的寻呼策略对每个UE执行寻呼处理(即，用于经由S1-MME接口向一个或多个eNB发送寻呼消息的处理)。另一方面，通过布置在eNB与MME11之间的MEC节点10来实施以UE为单位的寻呼策略的控制(调整)。
具体地，通过对在多个eNB中的每一个eNB与MME11之间传送的信令信息进行分析，MEC节点10收集指示存在于多个eNB的小区中的UE的移动状态的信息和指示UE的通信状态的信息中的至少一个。在接收到由MME11根据预定的寻呼策略向一个或多个eNB发送的、用于寻呼UE的寻呼消息时，MEC节点10基于如上所述收集的信息来决定寻呼范围。MEC节点10还向存在于已经决定的寻呼范围内的每个eNB发送用于寻呼UE的寻呼消息。
以这种方式，使用边缘计算而以UE为单位控制寻呼处理。因此，实现了以UE为单位控制寻呼策略，而不会增加MME11上的寻呼处理中涉及的事务负荷。换句话说，能够以UE为单位控制(调整)寻呼策略而不会影响现有移动管理设备(MME)的操作。
以下将描述用于实现这种寻呼处理的MEC节点的配置的示例，以及由MEC节点执行的处理顺序的具体示例。
<MEC节点的配置>
图2是表示根据本实施例的MEC节点10的硬件配置的示例的框图。MEC节点10包括CPU21、ROM22、RAM23、外部存储设备24(HDD等)以及通信设备25(通信接口)。
在MEC节点10中，由CPU21执行存储在例如ROM22、RAM23或外部存储设备24中的用于实现MEC节点10的功能的程序。注意的是，可以用诸如ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、DSP(数字信号处理器)等的一个或多个处理器代替CPU21。
通信设备25可以在CPU21的控制下对在EPC内的MME11或S-GW12与由MEC节点10处理的每个eNB之间发送的数据包进行传输(接收和发送)，并且可以与每个eNB通信(例如，从每个eNB获取本地信息)。通信设备25还可以在CPU21的控制下与另一相邻的MEC节点通信。MEC节点10可以包括分别连接到不同目的站的多个通信设备25。
注意的是，MEC节点10可以包括用于执行各种功能的专用硬件，或者一些功能可以由硬件执行而其余功能由运行程序的计算机执行。备选地，可以使用计算机和程序来执行所有功能。
图3是表示根据本实施例的MEC节点10的功能配置的示例的框图。MEC节点10的功能是例如由图2所示的硬件实现的逻辑功能，并且可以通过CPU21执行存储在ROM22等中的程序来得到实现。在本实施例中，MEC节点10包括数据包发送/接收单元31、流识别单元32、信令分析单元33、终端信息分析单元34、信息管理单元35以及寻呼控制单元36。注意的是，MEC节点10还可以包括本地信息获取单元37，其用于实现从所处理的每个eNB获取本地信息(例如，指示小区内每个eNB的无线通信状态的信息)的功能。
数据包发送/接收单元31具有用于接收在eNB与EPC之间发送的数据包的功能，以及用于向eNB或EPC发送数据包的功能。流识别单元32对由数据包发送/接收单元31接收的数据包的流进行识别。在本实施例中，流识别单元32对一系列接收到的数据包的流是否是包含信令信息(控制信息)的控制数据包(S1-MME数据包)的流或包含用户数据的数据包(S1-U数据包)的流进行识别。
信令分析单元33对从多个eNB中的任一个eNB和MME11接收的数据包中包含的信令信息进行分析，以识别接收到的数据包所针对的UE(目标UE)和接收到的数据包中包含的消息的类型。信令分析单元33将识别结果输出到终端信息分析单元34。
如果待分析的信令信息被加密，则信令分析单元33从信息管理单元35获取所识别出的目标UE使用的加密信息(加密密钥)。此外，信令分析单元33使用获取的加密信息来对与目标UE有关的加密的信令信息进行解密。在本实施例中，可以通过终端信息分析单元34从另一相邻的MEC节点获取该加密信息，如稍后将描述的。
终端信息分析单元34根据由信令分析单元33识别的消息类型从包含在接收到的数据包中的消息中收集信息，并使信息管理单元35保持(管理)所收集的信息。例如，如果上述消息是与连接、位置注册或切换有关的消息，则终端信息分析单元34从该消息中收集指示目标UE的移动状态的信息。如果上述消息是与无线电连接或无线电释放有关的消息，则终端信息分析单元34从该消息中收集指示目标UE的通信状态的信息。下面将描述在收集UE的移动历史作为指示移动状态的信息并且收集UE的通信历史作为指示通信状态的信息的情况下由MEC节点10执行的处理的具体示例。
终端信息分析单元34还具有用于从另一相邻的MEC节点获取由信令分析单元33识别的目标UE所使用的加密信息(加密密钥)的功能。具体地，基于接收到的数据包中包含的未加密的信令信息，终端信息分析单元34确定在目标UE即将被MEC节点10处理之前对MEC节点进行处理的另一MEC节点，并从确定的另一节点设备获取加密信息。
然而，根据包含在接收到的数据包中的消息的类型，基于信令信息确定的MEC节点可以具有或可以不具有加密信息。例如，在该消息是与位置注册或切换相关的消息且所述位置注册或切换未涉及目标UE在由不同的MME管理的区域之间的移动的情况下，基于信令信息确定的MEC节点具有加密信息。因此，在这种情况下，基于信令信息来确定另一MEC节点并尝试获取加密信息是有用的。
信息管理单元35管理基站信息、相邻的MEC节点信息以及用户信息，其示例在随后提到的图4A至图4C中所示。由终端信息分析单元34收集的信息可以由信息管理单元35作为用户信息来管理。信息管理单元35在每条信息被存储在外部存储设备24中的状态下管理每条信息。
在从MME11接收到寻呼消息时，寻呼控制单元36基于由终端信息分析单元34收集以及由信息管理单元35管理的信息来决定寻呼范围。寻呼控制单元36还向存在于所决定的寻呼范围中的每个eNB发送寻呼消息。
<由信息管理单元管理的信息>
接下来将参考图4A至图4C描述由信息管理单元35管理的信息的示例。信息管理单元35可以以表格格式管理每条信息，如图4A至图4C所示。
图4A是由信息管理单元35管理的基站信息的示例。基站信息包含基站(eNB)的标识信息；与每个eNB所属的TA对应的TAI，TAI与该标识信息相关联；以及指示处理每个eNB的MEC节点的信息。基站信息是为MEC节点10预先设置的信息，并且在稍后描述的终端注册处理等中使用。注意的是，可以响应于网络配置的改变(例如，添加由MEC节点10或相邻的MEC节点处理的eNB)来更新基站信息。
图4B是由信息管理单元35管理的相邻的MEC节点信息的示例。作为与MEC节点10相邻的每个MEC节点的信息，相邻的MEC节点信息包含对每个MEC节点进行处理的MME，以及分配给每个MEC节点的IP地址。相邻的MEC节点信息是针对MEC节点10预先设置的信息，并且在稍后描述的终端注册处理等中使用。注意的是，可以响应于网络配置的改变(例如，添加相邻的MEC节点)来更新相邻的MEC节点信息。
图4C是由信息管理单元35管理的用户信息的示例。用户信息至少包含每个无线终端(UE)的加密信息和历史信息，并且对应于与正在或已经由MEC节点10处理的UE有关的信息。加密信息是当对由数据包发送/接收单元31接收的控制数据包中包括的NAS(非接入层)消息(经由eNB在UE和MME11之间发送和接收的消息)进行解码时使用的NAS加密信息(加密密钥)。历史信息包含UE的移动历史和通信历史中的至少一个。
这里，NAS是UE和MME之间的协议栈中的功能层。NAS消息作为MME与eNB之间的S1AP(应用协议)消息的有效载荷和作为eNB与UE之间的RRC(无线电资源控制)协议消息的有效载荷而发送。以此方式，NAS消息遍历已经被封装在较低层消息中的eNB。NAS消息由发送节点(UE或MME)使用NAS加密信息进行加密。注意的是，指示NAS消息是否被加密的标志被添加到NAS消息的标头部分。因此，可以通过参考该标志来识别NAS消息是否被加密。
<MEC节点处理顺序>
图5是表示由MEC节点10执行的处理顺序的流程图。在MEC节点10中，每当数据包发送/接收单元31接收到在EPC和由MEC节点10处理的eNB之间发送的数据包时，执行根据图5中示出的顺序的处理。注意的是，图5至图8的步骤中的处理的执行顺序不限于所示出的顺序，并且可以根据需要改变顺序来执行处理。
首先，在步骤S1中，在接收到从EPC或eNB发送的数据包时，数据包发送/接收单元31将接收到的数据包输出到流识别单元32。接下来，在步骤S2中，流识别单元32执行接收到的数据包的流识别。具体地，流识别单元32判定接收到的数据包是否是控制数据包(S1-MME数据包)，并且如果接收到的数据包是控制数据包，则使处理进入步骤S3。另一方面，如果接收到的数据包不是控制数据包(即，是包含用户数据的S1-U数据包)，则流识别单元32使处理进入步骤S8。在这种情况下，在步骤S8中，数据包发送/接收单元31基于流识别单元32进行的流识别的结果，将接收到的数据包发送(传送)到在该接收到的数据包中指定的原始目的站，然后结束该处理。
在步骤S3中，信令分析单元33对接收到的数据包中包含的信令信息进行分析，以识别接收到的数据包所针对的UE(目标UE)以及接收到的数据包中包含的消息的类型。信令分析单元33将识别的结果输出到终端信息分析单元34。注意的是，在由信息管理单元35管理分析加密的信令信息所需的加密信息的情况下，信令分析单元33使用该加密信息。
接下来，在步骤S4中，终端信息分析单元34判定所识别的目标UE的信息是否已经由信息管理单元35保持(管理)作为用户信息，如果未保持信息则使处理进入步骤S5，并且如果保持信息则使处理进入步骤S6。在步骤S5中，终端信息分析单元34通过图6所示的顺序执行针对目标UE的终端注册处理。另一方面，在步骤S6中，终端信息分析单元34通过图7所示的顺序执行针对目标UE的信息更新处理。在完成步骤S5或步骤S6的处理后，终端信息分析单元34使处理进入步骤S7。
在完成终端注册处理(步骤S5)或信息更新处理(步骤S6)之后，在步骤S7中，寻呼控制单元36基于信令分析单元33的识别结果判定接收到的数据包中包含的消息的类型是否是寻呼。如果消息类型不是寻呼，则寻呼控制单元36使处理进入步骤S8。在这种情况下，在步骤S8中，数据包发送/接收单元31将接收到的数据包发送(传送)到在该接收到的数据包中指定的原始目的站，然后结束处理。另一方面，如果消息类型是切换，则寻呼控制单元36使处理进入步骤S9，并通过图8所示的顺序执行寻呼控制。在完成寻呼控制之后，寻呼控制单元36结束通过图5所示的顺序执行的处理。
<终端注册过程>
接下来将参考图6描述终端注册处理(步骤S5)的顺序。终端注册处理是用于通过在由信息管理单元35管理的用户信息中注册目标UE的信息来使目标UE由MEC节点10处理(注册)的处理。
首先，在步骤S11至步骤S14中，终端信息分析单元34基于由信令分析单元33做出的识别结果来判断包含在接收到的数据包中的消息的类型，然后根据所判断的类型执行处理。具体地，终端信息分析单元34判断消息类型是否为IMSI(International MobileSubscriber Identity，国际移动用户识别码)连接、GUTI(Globally Unique TemporaryIdentifier，全球唯一临时标识符)连接、X2切换、S1切换或位置注册。如果消息类型不是这些类型中的任一个，则终端信息分析单元34结束终端注册过程，而不基于接收到的数据包执行处理。
(IMSI连接)
如果消息类型是IMSI连接(步骤S11中为“是”)，则终端信息分析单元34使处理进入步骤S17。可以基于UE经由eNB发送到MME11以便在UE上加电等时新连接到网络(以向UE注册网络)的连接请求消息来确定稍后描述的IMSI连接和GUTI连接。特别地，当UE首先在网络中注册时进行IMSI连接请求，因此该UE的信息不被相邻的MEC节点保持。因此，终端信息分析单元34将处理进入到步骤S17，而不执行步骤S16的处理。
(GUTI连接)
如果消息类型是GUTI连接(步骤S12中为“是”)，则终端信息分析单元34使处理进入步骤S16。发出GUTI连接请求的目标UE的加密信息可以由相邻的MEC节点保持。因此，在步骤S16中，终端信息分析单元34向相邻的MEC节点查询目标UE的加密信息，以尝试从相邻的MEC节点获取目标UE的加密信息。
具体地，终端信息分析单元34参考连接请求消息中的“上次访问注册TAI”元素，并获取与目标UE最近(最后)存在的TA相对应的TAI。此外，基于由信息管理单元35管理的基站信息，终端信息分析单元34将与所获取的TAI相关联的处理MEC节点确定为最近处理目标UE的MEC节点，并且向该MEC节点查询。如果无法获取与最近存在目标UE的TA相对应的TAI，则终端信息分析单元34基于连接请求消息中的“附加GUTI”中保持的GUTI来推测最近存在目标UE的一个或多个MEC节点。终端信息分析单元34还向每个推测的MEC节点进行查询。终端信息分析单元34然后使处理进入步骤S17。
(X2切换)
如果消息类型是X2切换(步骤S13中为“是”)，则终端信息分析单元34使处理进入步骤S16。X2切换是属于同一MME11的eNB之间进行的切换。在X2切换中，通过切换源eNB和切换目的eNB之间的X2接口发送和接收控制消息，并从切换目的eNB向MME11发送路径切换请求消息。可以基于该路径切换请求消息来确定X2切换。
在步骤S16中，如上所述，终端信息分析单元34尝试从相邻的MEC节点获取目标UE的加密信息。具体地，如果路径切换请求消息中的“源MME GUMMEI”元素包含信息，则终端信息分析单元34确定最近处理目标UE的MME。进一步地，基于由信息管理单元35管理的相邻的MEC节点信息，终端信息分析单元34将与所确定的MME相关联的处理MEC节点推测为最近处理目标UE的一个或多个MEC节点。终端信息分析单元34然后向每个推测的MEC节点查询。另一方面，如果路径切换请求消息中的“源MME GUMMEI”元素不包含信息，则终端信息分析单元34基于由信息管理单元35管理的相邻的MEC节点信息向所有相邻的MEC节点进行查询。终端信息分析单元34然后使处理进入步骤S17。
(位置注册或S1切换)
如果消息类型是位置注册或S1切换(步骤S14中为“是”)，则终端信息分析单元34使处理进入步骤S15。可以从UE到MME11基于TAU请求消息来确定位置注册，并且可以基于从MME11发送到切换目的eNB的切换请求消息来确定S1切换。在步骤S15中，终端信息分析单元34判定位置注册或S1切换是否涉及目标UE在MME之间的移动，如果是，则使处理进入步骤S17，否则使处理进入步骤S16。
如果执行了不涉及MME之间的移动的位置注册或S1切换，则可以从最近处理目标UE的MEC节点获取目标UE的加密信息。因此，如上所述，在步骤S16中，终端信息分析单元34尝试从相邻的MEC节点获取目标UE的加密信息。注意的是，如果执行了涉及MME之间的移动的位置注册或S1切换，则可以从目标UE与待连接的新MME之间交换的信息中获取加密信息。
具体地，如果消息类型是位置注册，则终端信息分析单元34参考TAU请求消息内的“上次访问注册的TAI”元素，并获取与目标UE最近(最后)存在的TA相对应的TAI。此外，基于由信息管理单元35管理的基站信息，终端信息分析单元34将与所获取的TAI相关联的处理MEC节点确定为最近处理目标UE的MEC节点，并向该MEC节点查询。如果不能获取与最近存在目标UE的TA相对应的TAI，则终端信息分析单元34基于在TAU请求消息内的“旧GUTI”元素中保持的GUTI，推测最近存在目标UE的一个或多个MEC节点。进一步地，终端信息分析单元34查询每个推测的MEC节点。终端信息分析单元34然后使处理进入步骤S17。
同时，如果消息类型是S1切换，则终端信息分析单元34参考切换请求消息中的“源eNB到目标eNB透明容器”元素中包含的“最后访问小区信息”，并获取与最近处理目标UE的eNB相对应的ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier，E-UTRAN小区全局标识符)。此外，基于由信息管理单元35管理的基站信息，终端信息分析单元34确定最近处理所获取的ECGI所指示的eNB的MEC节点，并对该MEC节点进行查询。终端信息分析单元34然后使处理进入步骤S17。
在步骤S17中，终端信息分析单元34使信息管理单元35存储从包含在接收到的数据包中的信令信息中收集的用户信息。另外，如果在步骤S16中已经从相邻的MEC节点成功地获取了加密信息，则终端信息分析单元34使信息管理单元35存储所获取的加密信息。然后，在步骤S18中，终端信息分析单元34开始收集目标UE的移动历史和通信历史，并且结束终端注册处理。注意的是，可以根据接收到的数据包的消息类型来获取移动历史和通信历史，这将在后面使用图7进行描述。
<信息更新处理>
接下来将参考图7描述信息更新处理(步骤S6)的顺序。信息更新处理是用于基于接收到的数据包来更新由信息管理单元35作为用户信息而管理的目标UE的移动历史或通信历史的处理。
首先，在步骤S21至步骤S22中，终端信息分析单元34判断包含在所接收的数据包中的消息的类型，然后根据所判断的类型执行处理。具体地，终端信息分析单元34判定消息类型是否为无线电连接、无线电释放、X2切换、S1切换或者位置注册。如果消息类型不是这些类型中的任一个，则终端信息分析单元34结束信息更新处理而不基于接收到的数据包执行处理。
(无线电连接或释放)
如果消息类型是无线电连接或释放(步骤S21中为“是”)，则终端信息分析单元34使处理进入步骤S23。可以例如基于初始UE消息来确定无线电连接，该初始UE消息是从eNB发送到MME11的S1AP消息。初始UE消息是用于在eNB与MME11之间建立S1连接的消息。可以例如基于UE上下文释放请求来确定无线电释放，UE上下文释放请求是从eNB发送到MME11的S1AP消息。UE上下文释放请求是用于终止在eNB和MME11之间的S1连接的消息。
在步骤S23中，基于由数据包发送/接收单元31接收的数据包中包含的消息的详情和发布时间，终端信息分析单元34对由信息管理单元35管理的UE通信历史进行更新。例如，终端信息分析单元34可以根据无线电连接在通信历史中保存UE开始通信的时间，并且可以根据无线电释放在通信历史中保存UE停止通信的时间。注意的是，终端信息分析单元34还可以通过分析在eNB和MME11之间发送的其他消息来将通信的详情包括在通信历史中。在通信历史的更新完成时，终端信息分析单元34结束信息更新处理。
(X2切换、S1切换或位置注册)
如果消息类型是X2切换、S1切换或位置注册(步骤S22中为“是”)，则终端信息分析单元34将处理移至步骤S24。在步骤S24中，基于由数据包发送/接收单元31接收的数据包中包含的消息的详情和发布时间，终端信息分析单元34对由信息管理单元35管理的UE移动历史进行更新。例如，终端信息分析单元34可以从接收到的数据包中获取指示分别与切换源小区和切换目的小区相对应的eNB的信息(ID等)作为位置信息，并将该信息以及发布接收到的数据包的时间一起保存在移动历史中。另外，终端信息分析单元34从接收到的数据包中获取与UE进行位置注册的TA相对应的TAI作为位置信息，并将该信息与发布接收到的数据包的时间一起保存在移动历史中。在完成移动历史的更新时，终端信息分析单元34结束信息更新处理。
尽管在图7的示例中未示出，但是，如果已经接收到包含连接请求消息的数据包，则终端信息分析单元34可以基于消息和发布消息的时间的详情来更新移动历史。
<寻呼控制>
接下来，将参照图8描述寻呼控制(步骤S9)的顺序。在接收到由MME11根据预定的寻呼策略向一个或多个eNB发送的、用于寻呼目标UE的寻呼消息时，寻呼控制单元36通过图8所示的顺序开始寻呼控制。执行寻呼控制以便控制由MME11开始的针对目标UE的寻呼处理。
首先，在步骤S31中，寻呼控制单元36基于由信息管理单元35管理的目标UE的历史信息(移动历史和通信历史中的至少一个)，决定包括一个或多个eNB的寻呼范围，寻呼消息将被发送到该一个或多个eNB。例如，可以基于移动历史和通信历史来预测移动方向或移动目的位置，并且可以将在移动方向或移动目的位置内的位置附近的eNB包括在寻呼范围内。备选地，如果终端信息分析单元34已经收集了目标UE的寻呼成功率作为通信历史，则寻呼控制单元36可以基于寻呼成功率来决定寻呼范围。
接下来，在步骤S32中，寻呼控制单元36向在步骤S31所决定的寻呼范围内的每个eNB发送用于寻呼目标UE的寻呼消息，然后结束处理。注意的是，如果寻呼失败，则寻呼控制单元36可以多次重复发送寻呼消息。在这种情况下，寻呼控制单元36可以在多次发送中的一次发送中，将寻呼消息发送到分配给目标UE的TAI列表(TAI-List)中的所有eNB。这使得即使由于寻呼控制单元36调整了寻呼范围而从寻呼范围中省略了目标UE所在的区域的eNB，也能够使寻呼成功。
图9A至图9C是表示上述寻呼控制的具体示例的图。参照图9A和图9B示出了由MEC节点10扩大了由MME11的寻呼策略设置的寻呼范围的示例。图9C示出了由MEC节点10使由MME11的寻呼策略设置的寻呼范围变窄的示例。
图9A的示例假定UE是车载终端等并且在TA#1内以特定速度继续移动的场景。在该示例中，MME11根据预设的寻呼策略向待寻呼的UE(目标UE)的最后eNB(在该示例中为eNB#1)发送寻呼消息。作为响应，MEC节点10基于目标UE的移动历史和通信历史决定寻呼范围应该是更宽的最后的TA(在该示例中为TA#1)，并将寻呼消息发送到TA#1中存在的eNB#1和eNB#2。换句话说，MEC节点10将MME11的寻呼范围调整为更宽的范围并发送寻呼消息。注意的是，MEC节点10可以将比最后TA更宽的TAI-List决定为寻呼范围。
图9B的示例假定UE在相邻的eNB#2和eNB#3之间的小区边界附近频繁移动的场景。与图9A的示例同样地，在本示例中，MME11根据预定的寻呼策略向待寻呼的UE(目标UE)的最后的eNB(在该示例中为eNB#1)发送寻呼消息。作为响应，MEC节点10基于目标UE的移动历史和通信历史决定寻呼范围应该是更宽的TAI-List(在该示例中为TA#1和TA#2)，并且将寻呼消息发送到TAI-List中存在的eNB#1、eNB#2、eNB#3以及eNB#4。换句话说，MEC节点10将MME11的寻呼范围调整为更宽的范围并发送寻呼消息。
图9C的示例假定UE是静止的IoT终端等并且在eNB#2的小区内大致上保持静止的场景。在该示例中，MME11根据预定的寻呼策略将寻呼消息发送到待寻呼的UE(目标UE)的最后的TA(在该示例中为TA#1)。作为响应，MEC节点10基于目标UE的移动历史和通信历史决定寻呼范围应该是较窄的最后的eNB(在该示例中为eNB#2)，并将寻呼消息发送到eNB#2。换句话说，MEC节点10将MME11的寻呼范围调整为较窄的范围并发送寻呼消息。
根据到此为止描述的本实施例，通过使用MEC节点10以UE为单位控制寻呼处理，可以以UE为单位控制寻呼策略，而不会增加MME11上的寻呼处理中涉及的事务负荷。换句话说，可以以UE为单位控制(调整)寻呼策略，而不影响现有移动管理设备(MME)的操作。另外，通过根据UE的移动状态和通信状态控制寻呼处理，可以改善寻呼消息的发送量、响应时间等。此外，由MEC节点10处理的UE的数量保持低于MME11的UE的数量，这使得可以引入用于控制寻呼处理的更复杂的处理(计算等)并实现更精确的寻呼处理。
<其他实施方式>
可以对前述实施方式做出许多变化。例如，如图3所示，MEC节点10可以包括本地信息获取单元37。本地信息获取单元37具有用于将从每个eNB获取指示由MEC节点10处理的每个eNB的小区内的无线电通信状态的信息作为本地信息的功能。在这种情况下，在从MME11接收到寻呼消息时，寻呼控制单元36基于由终端信息分析单元34收集的本地信息来决定寻呼范围。备选地，寻呼控制单元36可以根据信息管理单元35管理的信息和本地信息来决定寻呼范围。进一步地，寻呼控制单元36向存在于所决定的寻呼范围中的每个eNB发送寻呼消息。通过该处理，MEC节点10可以基于每个eNB的小区内的本地状态来调整寻呼策略。
注意的是，可以通过用于使计算机作为MEC节点而发挥功能的计算机程序来实现根据本实施例的MEC节点(管理装置)。该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中并以这种状态分布或者可以分布在网络上。
本发明不限于以上实施例，并且可以在本发明的精神和范围内进行各种改变和变型。因此，为了使公众知道本发明的范围，提出以下权利要求。
本申请要求享有2017年9月29日提交的日本专利申请号2017-190864的优先权，并且通过引用将其全部内容并入本文。

Claims (15)

1.一种节点设备，其是布置在多个基站与核心网络内的移动管理设备之间的、用于边缘计算的节点设备，其特征在于，所述节点设备包括：
分析装置，其通过对在所述多个基站中的每个基站与所述移动管理设备之间发送的信令信息进行分析，来收集指示所述多个基站的小区内存在的无线终端的移动状态的信息以及指示所述无线终端的通信状态的信息中的至少一个；
决定装置，其在接收到由所述移动管理设备根据预定的寻呼策略向一个或多个基站发送的、用于寻呼所述无线终端的寻呼消息时，基于由所述分析装置收集的信息来决定寻呼范围；以及
发送装置，其向包括在由所述决定装置决定的寻呼范围内的每个基站发送用于寻呼所述无线终端的寻呼消息。
2.根据权利要求1所述的节点设备，其特征在于，
所述分析装置对从所述多个基站或所述移动管理设备接收的数据包中包括的信令信息进行分析，以识别包括在该数据包中的消息的类型，并根据所识别的类型从所述消息中收集信息。
3.根据权利要求2所述的节点设备，其特征在于，
如果所述消息是与连接、位置注册或切换有关的消息，则所述分析装置从所述消息中收集指示所述移动状态的信息。
4.根据权利要求2或3所述的节点设备，其特征在于，
如果所述消息是与无线电连接或无线电释放有关的消息，则所述分析装置从所述消息中收集指示所述通信状态的信息。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的节点设备，其特征在于，
所述节点设备能够与相邻的另一节点设备通信；并且
所述分析装置从另一节点设备获取所述无线终端使用的加密密钥，并使用所获取的所述加密密钥对与所述无线终端有关的加密信令信息进行解码。
6.根据权利要求5所述的节点设备，其特征在于，
所述分析装置基于未加密的信令信息确定在所述无线终端即将被所述节点设备处理之前对所述无线终端进行处理的另一节点设备，并从所确定的该另一节点设备获取所述加密密钥。
7.根据权利要求5或6所述的节点设备，其特征在于，
在所述消息是与位置注册或切换相关的消息且所述位置注册或切换未涉及所述无线终端在由不同的移动管理设备管理的区域之间的移动的情况下，所述分析装置基于未加密的信令信息确定在所述无线终端即将被所述节点设备处理之前对所述无线终端进行处理的另一节点设备，并从所确定的该另一节点设备获取所述加密密钥。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的节点设备，其特征在于，
在多次重复发送所述寻呼消息的情况下，所述发送装置在多次发送中的一次发送中，对被分配给所述无线终端的、作为只要存在所述无线终端就不需要向所述移动管理设备进行位置注册的区域内的所有基站发送所述寻呼消息。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的节点设备，其特征在于，
所述分析装置收集所述无线终端的移动历史作为指示所述移动状态的信息，并收集所述无线终端的通信历史作为指示所述通信状态的信息。
10.根据权利要求9所述的节点设备，其特征在于，
所述决定装置基于所述移动历史以及所述通信历史来对所述无线终端的移动方向或移动目的地的位置进行预测，并且使沿着所述移动方向的位置或所述移动目的地的位置附近的基站包括在寻呼范围内。
11.根据权利要求9所述的节点设备，其特征在于，
所述分析装置收集所述无线终端的寻呼成功率作为所述通信历史，
所述决定装置基于所述寻呼成功率来决定所述寻呼范围。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的节点设备，其特征在于，所述节点设备还包括：
获取装置，其从所述多个基站中的每个基站获取指示所述多个基站中的每个基站的小区内的无线电通信状态的信息，
所述决定装置基于由所述分析装置收集的信息和由所述获取装置获取的信息来决定所述寻呼范围。
13.一种节点设备，其是布置在多个基站与核心网络内的移动管理设备之间的、用于边缘计算的节点设备，其特征在于，所述节点设备包括：
获取装置，其从所述多个基站中的每个基站获取指示所述多个基站中的每个基站的小区内的无线电通信状态的信息；
决定装置，其在接收到由所述移动管理设备根据预定的寻呼策略向一个或多个基站发送的、用于寻呼所述多个基站的小区内存在的无线终端的寻呼消息时，基于由所述获取装置获取的信息来决定寻呼范围；以及
发送装置，其向包括在由所述决定装置决定的寻呼范围内的每个基站发送用于寻呼所述无线终端的寻呼消息。
14.一种节点设备的控制方法，所述节点设备是布置在多个基站与核心网络内的移动管理设备之间的、用于边缘计算的节点设备，其特征在于，所述方法包括：
分析步骤，在所述分析步骤中，通过对在所述多个基站中的每个基站与所述移动管理设备之间发送的信令信息进行分析，来收集指示所述多个基站的小区内存在的无线终端的移动状态的信息以及指示所述无线终端的通信状态的信息中的至少一个；
决定步骤，在所述决定步骤中，在接收到由所述移动管理设备根据预定的寻呼策略向一个或多个基站发送的、用于寻呼所述无线终端的寻呼消息时，基于在所述分析步骤中收集的信息来决定寻呼范围；以及
发送步骤，在所述发送步骤中，向包括在于所述决定步骤中决定的寻呼范围内的每个基站发送用于寻呼所述无线终端的寻呼消息。
15.一种程序，其用于使计算机执行根据权利要求14所述的节点设备的控制方法的各步骤。
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