JP2012531143A - サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素 - Google Patents

サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素 Download PDF

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Abstract

本発明は、サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素を開示し、方法は、アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークが、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報(これは、前記アクセスネットワークの現在のリソース状態を示す情報である)を受信するステップと、前記アプリケーションネットワークが、前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワークに送信する、又は、前記アプリケーションネットワークが、前記リソース情報に従って、現在のサービスパラメータを、ユーザ装置(UE)とネゴシエートして、UEが、ネゴシエーション結果に従って、現在のサービスに関連するパラメータを修正することを可能にするステップとを含む。本発明の実施形態において、アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークは、現在のサービスに関連するサービス要求を調節して、又は、サービスパラメータをUEとネゴシエートして、現在のサービスに関連するサービス要求又はサービスパラメータが、アクセスネットワークの、変化したリソースと適合することを可能にし、かくして、サービス品質が向上する。

Description

本出願は、2009年6月26日に中国専利局に出願された、「METHOD,SYSTEM,AND APPLICATION NETWORK ELEMENT FOR IMPROVING QUALITY OF SERVICE(サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素)と題された、中国特許出願第200910088365.3号の優先権を主張するものであり、当該出願はその全体が参照によって本明細書中に援用される。
本発明は、通信技術に関し、特に、サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素に関する。
通信ネットワークにおいて、アクセスネットワークは、ユーザ装置(User Equipment、UEと略記される)のサービスデータを送信するように構成され、アプリケーションネットワークは、サービスデータの処理を制御するように、すなわち、UEにサービスを提供するように構成される。
従来技術では、アクセスネットワークにリソースを割り当てるステップは、UEが、デフォルトベアラを作成することによって、IPアドレスを取得し、パブリックデータネットワーク(Public Data Network、PDNと略記される)接続をセットアップするステップと、UEが、サービスによって必要とされるリソース(サービス品質(Quality of Service、QoSと略記される)、コーデックなど)を、アプリケーションネットワークとネゴシエートするステップと、アプリケーションネットワークが、サービス要求を形成し、サービス要求を、ポリシー課金実施機能(Policy Charging Enforcement Function、PCRFと略記される)エンティティに送信するステップと、PCRFエンティティが、サービス要求に従って、ポリシー課金制御(Policy Charging Control、PCCと略記される)ルールを作成するステップと、PCRFエンティティが、PCCルールを、パケットデータネットワークゲートウェイ(PDN Gateway、P−GWと略記される)に配信するステップと、P−GWが、PCCルールに従って、サービスによって必要とされる、専用のサービスベアラをセットアップするステップと、UEが、セットアップされた専用のサービスベアラを介して、サービスデータを、遠隔端末(別のUEなど)と交換するステップとを含む。
従来技術における、サービスベアラをセットアップする方法は、以下の問題を有する。上記のステップを介して、UEがサービスデータを交換するためのベアラがセットアップされ、UEがサービスデータを交換するプロセスの間に、アクセスネットワークのリソースが変化した場合(例えば、アクセスネットワークが輻輳した場合)、以前にセットアップされたサービスベアラは、変化したアクセスネットワークリソースに適合せず、以前に形成されたサービス要求も、変化したアクセスネットワークリソースに適合せず、結果として、サービスのQoSが劣化し、更にはサービスの中断が発生する。
従来技術において存在する問題に鑑みて、本発明の実施形態は、QoSを向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素を提供し、これにより、現在のサービスに関連するサービスパラメータ又はサービス要求が、変化したアクセスネットワークリソースに適合し、その結果、QoSが向上する。
本発明の一実施形態は、
アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークによって、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信し、ここで、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報であり、
アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信すること、又は、アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正すること
を含む、QoSを向上させる方法を提供する。
本発明の一実施形態は、
アクセスネットワークのリソースが変化した場合に、リソース情報を送信するように構成された、アクセスネットワークであって、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である、アクセスネットワークと、
リソース情報を受信し、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信するように、又は、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように構成された、アプリケーションネットワークと
を含む、QoSを向上させるシステムを提供する。
本発明の一実施形態は、
アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信するように構成された、受信ユニットであって、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である、受信ユニットと、
受信ユニットに接続され、受信ユニットによって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信するように構成された、又は、受信ユニットによって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように構成された、処理ユニットと
を含む、アプリケーションネットワーク要素を更に提供する。
本発明の第1の実施形態による、QoSを向上させる方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に関係するEPSの概略構成図である。 本発明の第2の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第3の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第4の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第5の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第6の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第7の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第8の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第9の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の実施形態による、QoSを向上させるシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態によるアプリケーションネットワーク要素の概略構成図である。
図1は、本発明の第1の実施形態による、QoSを向上させる方法のフローチャートであり、以下を含む。
ステップ101:アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークは、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信する。ここで、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である。
ステップ102:アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信する、又は、アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEは、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正する。
ステップ102において、アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節することは、アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、現在のサービスに関連するサービス要求を調節することを含んでもよい。
ステップ102の後、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正してもよく、又は、サービスベアラを再セットアップしてもよい。
本発明の実施形態において、サービス要求は、現在のサービスに関連する様々なパラメータについての要求(例えば、現在のサービスに関連する、コーデックのタイプ、ベアラ要求、及びアクセスネットワークパラメータ要求のうちの少なくとも1つ)である。
リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である。リソース情報は、輻輳指示、ユーザ数、CPU使用率、残りの帯域幅、受け入れ可能なコーデック、サポート可能なサービス要求(QoSクラス識別子(QoS Class Identifier、QCIと略記される)など)、及び新たな帯域幅の提案、のうちの少なくとも1つであってもよい。リソース情報の表現は、特定の数、又は特定の識別子であってもよい。例えば、現在、アクセスネットワークが輻輳状態にあることを示すために、1つの識別子が使用されてもよく、アクセスネットワークの現在のCPU使用率を示すために、特定の数が使用されてもよい。
本発明の実施形態で提供される方法によれば、アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アクセスネットワークは、アクセスネットワークのリソース情報を、アプリケーションネットワークに送信し、アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信する、又は、アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEは、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するパラメータを修正する。このようにして、現在のサービスに関連する、サービスパラメータ、又はサービス要求は、変化したアクセスネットワークリソースに適合し、QoSが向上する。
アクセスネットワークの機能を実施することが可能な、複数のタイプのネットワークが存在し、そして、アプリケーションネットワークの機能を実施することが可能な、複数のタイプのネットワークも存在する。図2は、本発明の一実施形態に関係する発展型パケットシステム(Evolved Packet System、EPSと略記される)の概略構成図である。このシステムは、アクセスネットワーク1と、PCRFエンティティ3と、アプリケーションネットワーク2とを含む。アクセスネットワーク1は、発展型UMTS地上無線アクセスネットワーク(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network、E−UTRANと略記される)11と、モビリティ管理エンティティ(Mobility Management Entity、MMEと略記される)12と、サービングゲートウェイ(Serving Gateway、S−GWと略記される)13と、パケットデータネットワークゲートウェイ(Packet Data Network Gateway、P−GWと略記される)14と、ホーム加入者サーバ(Home Subscriber Server、HSSと略記される)15と、UMTS地上無線アクセスネットワーク(UMTS Terrestrial Radio Access Network、UTRANと略記される)と、GSM(登録商標)/EDGE無線アクセスネットワーク(GSM(登録商標)/EDGE Radio Access Network、GERANと略記される)17と、サービスGPRSサポートノード(SERVICE GPRS SUPPORT NODE、SGSNと略記される)18とを含む。
E−UTRAN11、UTRAN16、及びGERAN17は、全ての無線関連機能を実施することが可能である。E−UTRAN11は、発展型ノードB(eNBと略記される)を含んでもよく、又は、ホームノードB(Home eNB)と、ホームノードBゲートウェイ(Home eNodeB Gateway)とを含んでもよい。eNBは、UEと通信してもよい。
MME12、及びSGSN18は、ユーザコンテキスト及びモビリティ状態の管理と、仮のユーザ識別情報を割り当てることとを含む、制御プレーンのモビリティ管理に関与する。
S−GW13は、3GPP内の様々なアクセスネットワーク間のユーザプレーンアンカーポイントであり、かつ、3GPP内の様々なアクセスネットワークをスクリーニングするためのインタフェースである。
P−GW14は、3GPPアクセスネットワークと、非アクセスネットワークとの間のユーザプレーンアンカーポイントであり、かつ、外部パケットデータネットワークとのインタフェースである。
HSS15は、ユーザの加入情報を記憶する。
アプリケーションネットワークは、サービス及びアプリケーションを、ユーザに提供する。図2において、アプリケーションネットワークは、IPマルチメディアサブシステム(IP Multimedia Subsystem、IMSと略記される)であってもよい。IMSは、パケット音声、及びパケットデータを実施することが可能な、かつ、均一なマルチメディアサービス及びアプリケーションを提供することが可能な、ネットワークである。IMSは、IPパケットドメインを、制御シグナリング、及びメディア伝送のための、ベアラチャネルとして使用する。制御シグナリングは、セッション開始プロトコル(Session Initiation Protocol、SIPと略記される)に基づく呼制御シグナリングである。
QoS、及びフローベースの課金の問題を解決するために、PCCアーキテクチャは、ネットワークが、様々なサービスフローを検知し、サービスフローのためのQoS制御及び課金処理を実施することを可能にしてもよい。
PCCアーキテクチャは、PCRFエンティティと、ポリシー及び課金実施機能(Policy and Charging Enforcement Function、PCEFと略記される)エンティティと、加入プロファイルリポジトリ(Subscription Profile Repository、SPRと略記される)と、アプリケーション機能(Application Function、AFと略記される)エンティティと、オフライン課金システム(Offline Charging System、OCSと略記される)と、オンライン課金システム(Online Charging System、OCSと略記される)とを主として含む。
PCRFエンティティは、アクセスネットワークの制約と、事業者のポリシーと、加入プロファイルと、(AFエンティティから取得された)ユーザの進行中のサービスの情報とに従って、対応するPCCルールを決定し、PCCルールを、PCEFエンティティに提供する。PCEFエンティティは、PCCルールを実施する。PCCルールは、サービスデータフロー(音声のIPフローセットなど)を検知するためのルールと、ゲートするかどうかと、サービスデータフローに対応するQoSと、フローベースの課金ルールとを含む。
PCEFエンティティは、PCRFエンティティによって配信された、又は指示された、PCCルールを実施する。具体的には、PCEFエンティティは、サービスデータフローの検知及び測定を実行し、サービスデータフローのQoSを保証し、ユーザプレーンのトラフィックを処理し、制御プレーンのセッション管理をトリガする。PCRFエンティティは、AFエンティティのアプリケーションレイヤのセッション情報に従って、対応するPCCルールを動的に生成又は修正する。PCEFエンティティは、ゲートウェイ内に置かれてもよい。
PCCルールをPCEFエンティティに送信することに加えて、PCRFエンティティは、更に、PCEFエンティティに、特定のイベント(例えば、IP−CANベアラが接続を失った、又は回復した、及び、ゲートウェイが障害状態にある)を検出することを要求してもよい。対応するイベントの発生を検出した場合、PCEFエンティティは、イベントを、PCRFエンティティに報告し、PCRFエンティティは、報告されたイベントに従って、PCCルールを決定し直す。
図2に示すネットワーク構成において、P−GWは、PCEFエンティティの機能を実施し、IMS内のプロキシ呼セッション制御機能(Proxy−Call Session Control Function、P−CSCFと略記される)エンティティは、AFの機能を実施する。P−GW、PCRFエンティティ、及びP−CSCFは、PCCアーキテクチャを形成する。
本発明の実施形態の特定の実施プロセスについて、図2に示すネットワーク構成を参照して、以下に説明する。
ステップ101において、アクセスネットワーク内のeNBは、リソース情報を、IMS内のP−CSCFエンティティに送信してもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶメッセージを、IMS内のP−CSCFに送信する。
図3は、本発明の第2の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ201:アクセスネットワークのリソースが変化した場合、eNBは、リソース情報を運ぶS1−APメッセージを、MMEに送信する(例えば、eNBは、過負荷メッセージ(OVERLOAD)を、MMEに送信する)。
ステップ202:eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信する(例えば、EPSベアラコンテキスト修正要求(Modify EPS Bearer Context Request)を、UEに送信する)。eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を取得し、リソース情報の内容(例えば、リソース情報は、サポート可能なQCIである)に従って、MMEは、eNB上でセットアップされた全てのベアラを選択してもよく、又は、リソース情報内のサポート可能なQCI以外のQCIを有するベアラを選択してもよく、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、メッセージを、UEに送信してもよい。あるいは、MMEは、保証ビットレート(Guaranteed Bit Rate)を保証するベアラを選択してもよい。MMEによってUEに送信されるEPSベアラコンテキスト修正要求(Modify EPS Bearer Context)は、GBRベアラに固有の修正要求である。特定のベアラを選択することによって、影響を受けるベアラを正確に示し、ネットワーク内の制御シグナリングの相互作用を減らすことが可能である。
ステップ202が終了した後、UEは、eNBに、EPSベアラコンテキスト修正応答(Modify EPS Bearer Context Response)を送信してもよい。
ステップ203:EPSベアラコンテキスト修正要求(Modify EPS Bearer Context Response)を受信した後、UEは、リソース情報を取得し、リソース情報を運ぶメッセージを、IMS内のP−CSCFエンティティに送信する(例えば、UEは、SIPシグナリングを、P−CSCFに送信する)。
ステップ204:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEは、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するパラメータを修正することが可能である。例えば、現在のサービスはビデオサービスであり、そして、アクセスネットワークリソースが輻輳状態にある場合、P−CSCFエンティティは、符号化方式を、UEとネゴシエートして、UEによってサポートされる、かつ、アクセスネットワークの現在の輻輳状態を効果的に緩和することが可能な、符号化方式を選択してもよい。UEは、ネゴシエーションの結果に従って、符号化方式を修正してもよい。
ステップ205:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し(例えば、現在のサービスに関連する、帯域幅要求と、符号化要求とを調節し)、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。
ステップ206:P−GWは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正する、又は、サービスベアラを再セットアップする。
第2の実施形態において、ステップ204が実行された後、ステップ205及び206は、実行されなくてもよい。P−CSCFエンティティがUEとネゴシエートする、ステップ204を介して、UEは、QoSを向上させるために、現在のサービスに関連するパラメータを、アクセスネットワークの変化したリソースに適合するように修正することが可能である。
第2の実施形態において、ステップ203が実行された後、ステップ204は、実行されなくてもよい。しかし、ステップ205及び206は、順次実行され、これらのステップにおいて、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、サービス要求を調節し、これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能である。その結果、QoSが向上する。
第2の実施形態において、ステップ203が実行された後、ステップ204、205、及び206は、順次実行されてもよい。これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能であり、その結果、QoSが向上する。
第2の実施形態において、ステップ202で、MMEは、ベアラを選択しなくてもよく、代わりに、ベアラを選択するステップは、eNBによって実行される。具体的には、ステップ201で、eNBは、特定のベアラを選択し、特定のベアラに関連するメッセージ内で運ばれるリソース情報を、MMEに送信する。次に、ステップ202〜206が実行される。特定のベアラを選択することによって、影響を受けるベアラを正確に示し、ネットワーク内の制御シグナリングの相互作用を減らすことが可能である。
図4は、本発明の第3の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ301:eNBは、リソース情報を運ぶRRCメッセージを、UEに送信する。ここで、RRCメッセージは、無線ベアラセットアップ(Radio Bearer Setup)メッセージであってもよい。
ステップ302〜305は、ステップ203〜206と同じである。
図1に示す実施形態において、ステップ101で、アクセスネットワーク内のeNBは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信してもよく、次に、PCRFエンティティは、リソース情報を、IMS内のP−CSCFエンティティに送信する。eNBによって、リソース情報を、PCRFエンティティに送信することは、eNBが、リソース情報を運ぶメッセージを、MMEに送信し、MMEが、リソース情報を、P−GWに送信し、P−GWが、リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、PCRFエンティティに送信することであってもよい。
P−GWによって、リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、PCRFエンティティに送信することは、P−GWが、リソース情報を運ぶ、IP−CANセッション修正メッセージ(IP−CAN Session Modification)、又は、IP−CANセッション通知メッセージ(IP−CAN Session Notification)を送信することであってもよい。以下の実施形態では、IP−CANセッション修正メッセージを例として使用して説明する。
MMEは、以下の方法で、リソース情報を、P−GWに送信してもよい。(1)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、P−GWに送信する。(2)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求(Request Bearer Resource Modification)メッセージを、MMEに送信し、MMEは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。(3)MMEは、リソース情報を、GTP−Cヘッダ内にカプセル化し、ベアラ修正プロセスを介して、GTP−Cヘッダを、S−GWに送信し、S−GWは、GTP−Cヘッダを、P−GWに送信する。
(1)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、P−GWに送信する。
図5は、本発明の第4の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ401:eNBは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、MMEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、OVERLOADを、MMEに送信してもよい。
ステップ402:MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信する。例えば、MMEは、ベアラ更新要求(Update Bearer Request)を、S−GWに送信する。ステップ401で、eNBは、特定のベアラを選択しなくてもよく、代わりに、特定のベアラは、MMEによって選択される。具体的には、MMEは、特定のベアラを選択し、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、ベアラ更新要求(Update Bearer Request)を、S−GWに送信してもよい。
ステップ403:S−GWは、リソース情報を運ぶベアラ更新要求(Update Bearer Request)を、P−GWに送信する。
ステップ404:ベアラ更新要求を受信した後、P−GWは、リソース情報を運ぶIP−CANセッション修正(IP−CAN Session Modification)メッセージを、PCRFエンティティに送信する。場合によっては、ベアラ更新要求(Update Bearer Request)を受信した後、P−GWは、その中のリソース情報に関する判定を行って、繰り返されたリソース情報であるかどうかを判断してもよく、繰り返されたリソース情報である場合、P−GWは、PCRFエンティティに送信しなくてもよく、繰り返されたリソース情報ではない場合、P−GWは、IP−CANセッション修正(IP−CAN Session Modification)メッセージを介して、リソース情報を、PCRFエンティティに送信する。あるいは、ベアラ更新要求(Update Bearer Request)を受信した後、P−GWは、その中のリソース情報の優先度に従って、リソース情報がPCRFエンティティに送信される必要があるかどうかを判断してもよい。例えば、保証ビットレートの要求に従って、ビットレートを十分に保証することが可能なリソース情報の優先度は、低く設定され、ビットレートを十分に保証することが可能ではないリソース情報の優先度は、高く設定される。低い優先度のリソース情報に関しては、P−GWは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信しなくてもよく、高い優先度のリソース情報に関しては、P−GWは、リソース情報を、PCRFに送信してもよい。あるいは、ベアラ更新要求(Update Bearer Request)を受信した後、P−GWは、その中のリソース情報が、現在のPCCルールに適合するかどうかを判断してもよく、適合する場合、リソース情報は破棄され、適合しない場合、リソース情報は、PCRFエンティティに送信される。
ステップ405:PCRFエンティティは、リソース情報の一部(例えば、コーデック又は帯域幅に関連する情報)を選択し、選択されたリソース情報を、P−CSCFエンティティに送信する(例えば、PCRFは、選択されたリソース情報を、Diameterプロトコルによって規定された情報要素内にカプセル化し、Diameterプロトコルによって規定された情報要素を、P−CSCFエンティティに送信する)。
ステップ406:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータについて、UEとネゴシエートする。例えば、現在のサービスはビデオサービスであり、そして、アクセスネットワークリソースが輻輳状態にある場合、P−CSCFエンティティは、符号化方式を、UEとネゴシエートして、UEによってサポートされる、かつ、アクセスネットワークの現在の輻輳状態を効果的に緩和することが可能な、符号化方式を選択してもよい。
ステップ407:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節する。例えば、P−CSCFエンティティは、現在のサービスに関連する、帯域幅要求と、符号化要求とを調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。具体的には、調節されたサービス要求は、Diameterプロトコルによって規定された情報要素を介して、PCRFエンティティに送信されてもよく、PCRFエンティティは、調節されたサービス要求に従って、PCCルールを生成し、PCCルールを、P−GWに送信する。
ステップ408:P−GWは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正する、又は、サービスベアラを再セットアップする。
第4の実施形態において、ステップ406が実行された後、ステップ407及び408は、実行されなくてもよい。P−CSCFエンティティがUEとネゴシエートする、ステップ406を介して、UEは、QoSを向上させるために、現在のサービスに関連するパラメータを、アクセスネットワークの変化したリソースに適合するように修正することが可能である。
第4の実施形態において、ステップ405が実行された後、ステップ406は、実行されなくてもよい。しかし、ステップ407及び408は、順次実行され、これらのステップにおいて、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、サービス要求を調節し、これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能であり、その結果、QoSが向上する。
第4の実施形態において、ステップ405が実行された後、ステップ406、407、及び408は、順次実行されてもよい。これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能であり、その結果、QoSが向上する。
図5に示す実施形態において、eNBは、ステップ401〜404を介して、リソース情報を、PCRFエンティティに送信する。ステップ403及び404で、リソース情報は、ベアラ更新要求(Update Bearer Request)内で運ばれるだけでなく、他のメッセージ内で運ばれてもよい。例えば、制御プレーン用GTPトンネリングプロトコル(GPRS Tunneling Protocol for Control Plane、GTP−Cと略記される)のメッセージのタイプが追加されてもよく、リソース情報は、追加されたメッセージ内で運ばれる。表1に、本発明の実施形態に関係するGTP−Cメッセージのタイプを示す。
Figure 2012531143
表1において、メッセージタイプ値172〜175の間に、リソース情報を運ぶことが可能な、MMEからSGWに送信される新たなタイプのメッセージが追加されてもよい。例えば、新たなOVERLOADが追加されてもよい。メッセージタイプ値103〜127の間に、リソース情報を運ぶことが可能な、SGWからPGWに送信される新たなタイプのメッセージが追加されてもよい。
(2)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信し、MMEは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。
図6は、本発明の第5の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ501:eNBは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、MMEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、そして、特定のベアラに関連し、かつ、リソース情報を運ぶ、OVERLOADを、MMEに送信してもよい。
ステップ502:eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信する(例えば、EPSベアラコンテキスト修正要求(Modify EPS Bearer Context Request)が、UEに送信される)。
ステップ503:UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信し、MMEは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。
ステップ504〜508の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
(3)MMEは、リソース情報を、GTP−Cヘッダ内にカプセル化し、ベアラ修正プロセスを介して、GTP−Cヘッダを、S−GWに送信し、S−GWは、GTP−Cヘッダを、P−GWに送信する。
GTP−Cヘッダは、各データパケットのヘッダ内に含まれる。MME、S−GW、及びP−GWの間で送信される、各データパケットは、GTP−Cヘッダを運ぶ。ベアラ修正プロセスを介して、GTP−Cヘッダを、S−GWに送信することは、ベアラ修正プロセスにおいてMMEとS−GWとの間で送信されるシグナリングメッセージを介して、リソース情報を運ぶGTP−Cヘッダを、S−GWに送信し(ここで、シグナリングメッセージは、データパケットの一タイプであり)、ベアラ修正プロセスにおいてS−GWとP−GWとの間で送信されるシグナリングメッセージを介して、リソース情報を運ぶGTP−Cヘッダを、P−GWに送信することを含む。
図7は、本発明の第6の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ601:eNBは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、MMEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、そして、リソース情報を運び、かつ、特定のベアラに関連する、OVERLOADを、MMEに送信してもよい。
ステップ602:eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を、GTP−Cヘッダ内にカプセル化する。
ステップ603:GTP−Cヘッダは、ベアラ修正プロセスを介して、S−GWに送信され、S−GWは、GTP−Cヘッダを、P−GWに送信する。
ステップ604〜608の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
ステップ602で、リソース情報を、GTP−Cヘッダに搬入するやり方は、リソース情報を、GTP−Cシグナリングメッセージの予備ビットに搬入することであってもよい。例えば、リソース情報は、GTP−Cシグナリングメッセージの予備(spare)ビットに埋められてもよい。表2に、本発明の実施形態に関係するGTP−Cヘッダ構成を示し、ここで、GTP−Cヘッダは、発展型パケットコア(Evolved Packet Core、EPCと略記される)のGTP−Cヘッダである。
Figure 2012531143
第1の実施形態のステップ101において、リソース情報は、アクセスネットワーク内のeNBによって、PCRFエンティティに送信されてもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を、GTP−Uデータパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化し、GTP−Uトンネルを介して、リソース情報を、P−GWに送信してもよく、P−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、PCRFエンティティに送信する。
図8は、本発明の第7の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ701:eNBは、リソース情報を、GTP−Uデータパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、リソース情報を、特定のベアラに関連するGTP−Uパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化してもよい。
ステップ702:eNBは、リソース情報を運ぶGTP−U拡張ヘッダを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信する。ステップ703〜707の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
表3に、本発明の実施形態に関係するGTP−Uヘッダの概略構成図を示す。
Figure 2012531143
リソース情報は、表3に示すGTP−U拡張ヘッダ内に含まれてもよく、表3のオクテット12において示されるGTP−U拡張ヘッダで、次の拡張ヘッダが拡張されてもよい。次の拡張ヘッダは、表4に示す通りである。表3に示すGTP−U拡張ヘッダのオクテット12から拡張される拡張ヘッダの構成を、表5に示す。最初に、次の拡張ヘッダ内の、拡張ヘッダフラグが、1に設定される。すなわち、オクテット1内の第3ビットが、1に設定される。次に、リソース情報が、オクテットm+1内で運ばれ、ここで、mは、自然数である。
Figure 2012531143
第1の実施形態のステップ101において、リソース情報は、アクセスネットワーク内のeNBによって、PCRFエンティティに送信されてもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を運ぶことが可能なユーザプレーン用GTPトンネリングプロトコル(GTP Tunneling Protocol for User Plane、GTP−Uと略記される)メッセージ内に、リソース情報をカプセル化してもよい。そして、リソース情報を運ぶことが可能なGTP−Uメッセージを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信する。P−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、PCRFエンティティに送信する。表5に、本発明の実施形態に関係するGTP−Uメッセージのタイプを示す。
Figure 2012531143
表5において、メッセージタイプ値253のeNB負荷報告メッセージは、リソース情報を運ぶことが可能なGPT−Uメッセージであってもよい。もちろん、リソース情報を運ぶことが可能な、新たに追加されるGTP−Uメッセージのメッセージタイプ値は、代わりに、他の値であってもよく、リソース情報を運ぶことが可能な、新たに追加されるGTP−Uメッセージの名前は、代わりに、eNB負荷報告メッセージに限定されない、他の名前であってもよい。
図9は、本発明の第8の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ801:eNBは、リソース情報を、新たに追加されたGTP−Uメッセージに搬入する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、特定のベアラに関連する、新たに追加されたGTP−Uメッセージ内に、リソース情報をカプセル化する。
ステップ802:eNBは、リソース情報を運ぶ、新たに追加されたGTP−Uメッセージを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信する。
ステップ803〜807の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
第1の実施形態のステップ101において、リソース情報は、アクセスネットワーク内のeNBによって、PCRFエンティティに送信されてもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を運ぶRRCメッセージを、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信し、P−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、PCRFエンティティに送信する。
図10は、本発明の第9の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ901:eNBは、リソース情報を運ぶRRCメッセージを、UEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択してもよく、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、RRCメッセージを、UEに送信する。
ステップ902:eNBによって送信されたRRCメッセージを受信した後、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信し、MMEは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。eNBからRRCメッセージを受信した後、UEは、更に、特定のベアラを選択してもよい。例えば、UEは、保証ビットレート(Guaranteed Bit Rate)を保証するベアラを選択してもよく、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、選択されたベアラに関連する、ベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信する。
ステップ903:P−GWは、リソース情報を運ぶIP−CANセッション修正メッセージ(IP−CAN Session Modification message)を、PCRFエンティティに送信する。
ステップ903〜907の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
図3〜図10に示す実施形態において、eNBがリソース情報を送信する場合、eNBは、特定のベアラを選択してもよく、そして、特定のベアラに関連するメッセージ内で運ばれるリソース情報を、MME、S−GW、UE、又はP−GWに送信する。
図3、及び図4に示す実施形態において、eNBは、リソース情報を、PCCアーキテクチャ内のPCRFエンティティを通過せずに、P−CSCFエンティティに送信する。図5、図6、図7、図8、図9、及び図10に示す実施形態において、eNBは、リソース情報を、PCCアーキテクチャ内のPCRFエンティティを通過して、P−CSCFに送信する。
本発明の前述の実施形態において、本発明の実施方策について、eNBがリソース情報を送信することを例として使用して説明した。リソース情報は、アクセスネットワーク内の他のネットワーク要素によって送信されてもよく、例えば、リソース情報は、UTRAN、又はGERAN内のネットワーク要素によって送信されてもよく、又は、リソース情報は、WiMAXネットワーク内のネットワーク要素によって送信されてもよく、又は、リソース情報は、(SGW、又はPGWなどの)他のネットワーク要素によって送信されてもよい。
具体的なプロセスは、前述の実施形態におけるプロセスと同様である。例えば、UTRANは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、SGSNに送信し、SGSNは、リソース情報を、SGWに送信し、SGWは、リソース情報を、P−GWに送信し、P−GWは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信し、PCRFエンティティは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信し、P−CSCFエンティティは、サービスパラメータを、UEと再ネゴシエートし、又は、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。
更に、例えば、SGWは、リソース情報を、P−GWに送信し、P−GWは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信し、PCRFエンティティは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信し、P−CSCFエンティティは、サービスパラメータを、UEと再ネゴシエートし、又は、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。
アプリケーションネットワークは、Googleサーバなどの、他のIPアプリケーションネットワークであってもよい。
図11は、本発明の一実施形態による、QoSを向上させるシステムの概略構成図である。このシステムは、アクセスネットワーク100と、アプリケーションネットワーク200とを含む。アクセスネットワーク100は、アクセスネットワーク100のリソースが変化した場合に、リソース情報を送信するように構成され、ここで、リソース情報は、アクセスネットワーク100の現在のリソースステータスを示す情報である。アプリケーションネットワーク200は、リソース情報を受信し、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク100に送信するように、又は、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように構成される。
アプリケーションネットワーク100は、P−CSCFエンティティを含む、IMSであってもよく、アクセスネットワーク200は、eNBを含み、ここで、eNBは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信するように構成される。具体的には、eNBは、リソース情報を、UEを介して、P−CSCFエンティティに送信するように構成されてもよい。
図11に示すシステムは、アプリケーションネットワーク200、及びアクセスネットワーク100のそれぞれに接続された、PCRFエンティティを更に含んでもよく、アプリケーションネットワークは、IMSであり、ここで、IMSは、P−CSCFエンティティを含み、アクセスネットワークは、eNBを含む。eNBは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信するように特に構成されてもよく、PCRFエンティティは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信するように特に構成される。
PCRFエンティティは、P−CSCFエンティティによって送信されたサービス要求に従って、PCCルールを生成し、PCCルールを、アクセスネットワーク内のP−GWに送信するように更に構成されてもよい。
図12は、本発明の一実施形態によるアプリケーションネットワーク要素の概略構成図である。ネットワーク要素は、受信ユニット300と、処理ユニット400とを含み、ここで、受信ユニット300は、処理ユニット400に接続される。受信ユニット300は、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信するように構成され、処理ユニット400は、受信ユニット300に接続され、そして、受信ユニット300によって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信するように構成される、又は、受信ユニット300によって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータについて、UEとネゴシエートするように(これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように)構成される。
当業者は、実施形態の方法におけるステップの全て又は一部が、ハードウェアによって、プログラムの命令の下で実施されてもよい、ということを理解するであろう。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体内に記憶されてもよく、プログラムが実行された場合、実施形態の方法におけるステップが実行される。記憶媒体は、ROM、RAM、磁気ディスク、又はコンパクトディスク読み取り専用メモリなどの、プログラムコードを記憶することが可能な任意の媒体であってもよい。
最後に、実施形態は、本発明の技術的解決法を説明するために提供されたにすぎず、本発明を限定することを意図するものではない、ということに留意されたい。本発明について、例示的実施形態を参照して詳細に説明してきたが、修正又は均等な置換が、本発明の技術的解決法に対して行われてもよく、そのような修正又は均等な置換は、修正された技術的解決法を、本発明の精神及び範囲から逸脱させるものではないということが、当業者によって理解されるであろう。
本出願は、2009年6月26日に中国専利局に出願された、「METHOD,SYSTEM,AND APPLICATION NETWORK ELEMENT FOR IMPROVING QUALITY OF SERVICE(サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素)と題された、中国特許出願第200910088365.3号の優先権を主張するものであり、当該出願はその全体が参照によって本明細書中に援用される。
本発明は、通信技術に関し、特に、サービス品質を向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素に関する。
通信ネットワークにおいて、アクセスネットワークは、ユーザ装置(Eと略記される)のサービスデータを送信するように構成され、アプリケーションネットワークは、サービスデータの処理を制御するように、すなわち、UEにサービスを提供するように構成される。
従来技術では、アクセスネットワークにリソースを割り当てるステップは、UEが、デフォルトベアラを作成することによって、IPアドレスを取得し、パブリックデータネットワーク(DNと略記される)接続をセットアップするステップと、UEが、サービスによって必要とされるリソース(サービス品質(oSと略記される)、コーデックなど)を、アプリケーションネットワークとネゴシエートするステップと、アプリケーションネットワークが、サービス要求を形成し、サービス要求を、ポリシー課金及びルール機能(CRFと略記される)エンティティに送信するステップと、PCRFエンティティが、サービス要求に従って、ポリシー課金制御(CCと略記される)ルールを作成するステップと、PCRFエンティティが、PCCルールを、パケットデータネットワークゲートウェイ(−GWと略記される)に配信するステップと、P−GWが、PCCルールに従って、サービスによって必要とされる、専用のサービスベアラをセットアップするステップと、UEが、セットアップされた専用のサービスベアラを介して、サービスデータを、遠隔端末(別のUEなど)と交換するステップとを含む。
従来技術における、サービスベアラをセットアップする方法は、以下の問題を有する。上記のステップを介して、UEがサービスデータを交換するためのベアラがセットアップされ、UEがサービスデータを交換するプロセスの間に、アクセスネットワークのリソースが変化した場合(例えば、アクセスネットワークが輻輳した場合)、以前にセットアップされたサービスベアラは、変化したアクセスネットワークリソースに適合せず、以前に形成されたサービス要求も、変化したアクセスネットワークリソースに適合せず、結果として、サービスのQoSが劣化し、更にはサービスの中断が発生する。
従来技術において存在する問題に鑑みて、本発明の実施形態は、QoSを向上させる方法、システム、及びアプリケーションネットワーク要素を提供し、これにより、現在のサービスに関連するサービスパラメータ又はサービス要求が、変化したアクセスネットワークリソースに適合し、その結果、QoSが向上する。
本発明の一実施形態は、
アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークによって、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信し、ここで、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報であり、
アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信すること、又は、アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正すること
を含む、QoSを向上させる方法を提供する。
本発明の一実施形態は、
アクセスネットワークのリソースが変化した場合に、リソース情報を送信するように構成された、アクセスネットワークであって、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である、アクセスネットワークと、
リソース情報を受信し、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信するように、又は、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように構成された、アプリケーションネットワークと
を含む、QoSを向上させるシステムを提供する。
本発明の一実施形態は、
アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信するように構成された、受信ユニットであって、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である、受信ユニットと、
受信ユニットに接続され、受信ユニットによって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信するように構成された、又は、受信ユニットによって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように構成された、処理ユニットと
を含む、アプリケーションネットワーク要素を更に提供する。
本発明の第1の実施形態による、QoSを向上させる方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に関係するEPSの概略構成図である。 本発明の第2の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第3の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第4の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第5の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第6の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第7の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第8の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の第9の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図である。 本発明の実施形態による、QoSを向上させるシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態によるアプリケーションネットワーク要素の概略構成図である。
図1は、本発明の第1の実施形態による、QoSを向上させる方法のフローチャートであり、以下を含む。
ステップ101:アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークは、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信する。ここで、リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である。
ステップ102:アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信する、又は、アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEは、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正する。
ステップ102において、アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節することは、アプリケーションネットワークによって、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、現在のサービスに関連するサービス要求を調節することを含んでもよい。
ステップ102の後、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正してもよく、又は、サービスベアラを再セットアップしてもよい。
本発明の実施形態において、サービス要求は、現在のサービスに関連する様々なパラメータについての要求(例えば、現在のサービスに関連する、コーデックのタイプ、ベアラ要求、及びアクセスネットワークパラメータ要求のうちの少なくとも1つ)である。
リソース情報は、アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である。リソース情報は、輻輳指示、ユーザ数、CPU使用率、残りの帯域幅、受け入れ可能なコーデック、サポート可能なサービス要求(QoSクラス識別子(CIと略記される)など)、及び新たな帯域幅の提案、のうちの少なくとも1つであってもよい。リソース情報の表現は、特定の数、又は特定の識別子であってもよい。例えば、現在、アクセスネットワークが輻輳状態にあることを示すために、1つの識別子が使用されてもよく、アクセスネットワークの現在のCPU使用率を示すために、特定の数が使用されてもよい。
本発明の実施形態で提供される方法によれば、アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アクセスネットワークは、アクセスネットワークのリソース情報を、アプリケーションネットワークに送信し、アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信する、又は、アプリケーションネットワークは、リソース情報に従って、現在のサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEは、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するパラメータを修正する。このようにして、現在のサービスに関連する、サービスパラメータ、又はサービス要求は、変化したアクセスネットワークリソースに適合し、QoSが向上する。
アクセスネットワークの機能を実施することが可能な、複数のタイプのネットワークが存在し、そして、アプリケーションネットワークの機能を実施することが可能な、複数のタイプのネットワークも存在する。図2は、本発明の一実施形態に関係する発展型パケットシステム(PSと略記される)の概略構成図である。このシステムは、アクセスネットワーク1と、PCRFエンティティ3と、アプリケーションネットワーク2とを含む。アクセスネットワーク1は、発展型UMTS地上無線アクセスネットワーク(−UTRANと略記される)11と、モビリティ管理エンティティ(MEと略記される)12と、サービングゲートウェイ(−GWと略記される)13と、パケットデータネットワークゲートウェイ(−GWと略記される)14と、ホーム加入者サーバ(SSと略記される)15と、UMTS地上無線アクセスネットワーク(TRANと略記される)と、GSM(登録商標)/EDGE無線アクセスネットワーク(ERANと略記される)17と、サービスGPRSサポートノード(GSNと略記される)18とを含む。
E−UTRAN11、UTRAN16、及びGERAN17は、全ての無線関連機能を実施することが可能である。E−UTRAN11は、発展型ノードB(eNBと略記される)を含んでもよく、又は、ホームeNBと、ホームノードBゲートウェイを含んでもよい。eNBは、UEと通信してもよい。
MME12、及びSGSN18は、ユーザコンテキスト及びモビリティ状態の管理と、仮のユーザ識別情報を割り当てることとを含む、制御プレーンのモビリティ管理に関与する。
S−GW13は、3GPP内の様々なアクセスネットワーク間のユーザプレーンアンカーポイントであり、かつ、3GPP内の様々なアクセスネットワークをスクリーニングするためのインタフェースである。
P−GW14は、3GPPアクセスネットワークと、非アクセスネットワークとの間のユーザプレーンアンカーポイントであり、かつ、外部パケットデータネットワークとのインタフェースである。
HSS15は、ユーザの加入情報を記憶する。
アプリケーションネットワークは、サービス及びアプリケーションを、ユーザに提供する。図2において、アプリケーションネットワークは、IPマルチメディアサブシステム(MSと略記される)であってもよい。IMSは、パケット音声、及びパケットデータを実施することが可能な、かつ、均一なマルチメディアサービス及びアプリケーションを提供することが可能な、ネットワークである。IMSは、IPパケットドメインを、制御シグナリング、及びメディア伝送のための、ベアラチャネルとして使用する。制御シグナリングは、セッション開始プロトコル(IPと略記される)に基づく呼制御シグナリングである。
QoS、及びフローベースの課金の問題を解決するために、PCCアーキテクチャは、ネットワークが、様々なサービスフローを検知し、サービスフローのためのQoS制御及び課金処理を実施することを可能にしてもよい。
PCCアーキテクチャは、PCRFエンティティと、ポリシー及び課金実施機能(CEFと略記される)エンティティと、加入プロファイルリポジトリ(PRと略記される)と、アプリケーション機能(Fと略記される)エンティティと、オフライン課金システム(CSと略記される)と、オンライン課金システム(CSと略記される)とを主として含む。
PCRFエンティティは、アクセスネットワークの制約と、事業者のポリシーと、加入プロファイルと、(AFエンティティから取得された)ユーザの進行中のサービスの情報とに従って、対応するPCCルールを決定し、PCCルールを、PCEFエンティティに提供する。PCEFエンティティは、PCCルールを実施する。PCCルールは、サービスデータフロー(音声のIPフローセットなど)を検知するためのルールと、ゲートするかどうかと、サービスデータフローに対応するQoSと、フローベースの課金ルールとを含む。
PCEFエンティティは、PCRFエンティティによって配信された、又は指示された、PCCルールを実施する。具体的には、PCEFエンティティは、サービスデータフローの検知及び測定を実行し、サービスデータフローのQoSを保証し、ユーザプレーンのトラフィックを処理し、制御プレーンのセッション管理をトリガする。PCRFエンティティは、AFエンティティのアプリケーションレイヤのセッション情報に従って、対応するPCCルールを動的に生成又は修正する。PCEFエンティティは、ゲートウェイ内に置かれてもよい。
PCCルールをPCEFエンティティに送信することに加えて、PCRFエンティティは、更に、PCEFエンティティに、特定のイベント(例えば、IP−CANベアラが接続を失った、又は回復した、及び、ゲートウェイが障害状態にある)を検出することを要求してもよい。対応するイベントの発生を検出した場合、PCEFエンティティは、イベントを、PCRFエンティティに報告し、PCRFエンティティは、報告されたイベントに従って、PCCルールを決定し直す。
図2に示すネットワーク構成において、P−GWは、PCEFエンティティの機能を実施し、IMS内のプロキシ呼セッション制御機能(−CSCFと略記される)エンティティは、AFの機能を実施する。P−GW、PCRFエンティティ、及びP−CSCFは、PCCアーキテクチャを形成する。
本発明の実施形態の特定の実施プロセスについて、図2に示すネットワーク構成を参照して、以下に説明する。
ステップ101において、アクセスネットワーク内のeNBは、リソース情報を、IMS内のP−CSCFエンティティに送信してもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶメッセージを、IMS内のP−CSCFに送信する。
図3は、本発明の第2の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ201:アクセスネットワークのリソースが変化した場合、eNBは、リソース情報を運ぶS1−APメッセージを、MMEに送信する(例えば、eNBは、過負荷メッセージ(OVERLOAD)を、MMEに送信する)。
ステップ202:eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信する(例えば、EPSベアラコンテキスト修正要求、UEに送信する)。eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を取得し、リソース情報の内容(例えば、リソース情報は、サポート可能なQCIである)に従って、MMEは、eNB上でセットアップされた全てのベアラを選択してもよく、又は、リソース情報内のサポート可能なQCI以外のQCIを有するベアラを選択してもよく、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、メッセージを、UEに送信してもよい。あるいは、MMEは、保証ビットレート(Guaranteed Bit Rate)を保証するベアラを選択してもよい。MMEによってUEに送信されるEPSベアラコンテキスト修正要求は、GBRベアラに固有の修正要求である。特定のベアラを選択することによって、影響を受けるベアラを正確に示し、ネットワーク内の制御シグナリングの相互作用を減らすことが可能である。
ステップ202が終了した後、UEは、eNBに、EPSベアラコンテキスト修正応答送信してもよい。
ステップ203:EPSベアラコンテキスト修正要求(Modify EPS Bearer Context Response)を受信した後、UEは、リソース情報を取得し、リソース情報を運ぶメッセージを、IMS内のP−CSCFエンティティに送信する(例えば、UEは、SIPシグナリングを、P−CSCFに送信する)。
ステップ204:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEは、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するパラメータを修正することが可能である。例えば、現在のサービスはビデオサービスであり、そして、アクセスネットワークリソースが輻輳状態にある場合、P−CSCFエンティティは、符号化方式を、UEとネゴシエートして、UEによってサポートされる、かつ、アクセスネットワークの現在の輻輳状態を効果的に緩和することが可能な、符号化方式を選択してもよい。UEは、ネゴシエーションの結果に従って、符号化方式を修正してもよい。
ステップ205:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し(例えば、現在のサービスに関連する、帯域幅要求と、符号化要求とを調節し)、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。
ステップ206:P−GWは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正する、又は、サービスベアラを再セットアップする。
第2の実施形態において、ステップ204が実行された後、ステップ205及び206は、実行されなくてもよい。P−CSCFエンティティがUEとネゴシエートする、ステップ204を介して、UEは、QoSを向上させるために、現在のサービスに関連するパラメータを、アクセスネットワークの変化したリソースに適合するように修正することが可能である。
第2の実施形態において、ステップ203が実行された後、ステップ204は、実行されなくてもよい。しかし、ステップ205及び206は、順次実行され、これらのステップにおいて、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、サービス要求を調節し、これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能である。その結果、QoSが向上する。
第2の実施形態において、ステップ203が実行された後、ステップ204、205、及び206は、順次実行されてもよい。これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能であり、その結果、QoSが向上する。
第2の実施形態において、ステップ202で、MMEは、ベアラを選択しなくてもよく、代わりに、ベアラを選択するステップは、eNBによって実行される。具体的には、ステップ201で、eNBは、特定のベアラを選択し、特定のベアラに関連するメッセージ内で運ばれるリソース情報を、MMEに送信する。次に、ステップ202〜206が実行される。特定のベアラを選択することによって、影響を受けるベアラを正確に示し、ネットワーク内の制御シグナリングの相互作用を減らすことが可能である。
図4は、本発明の第3の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ301:eNBは、リソース情報を運ぶRRCメッセージを、UEに送信する。ここで、RRCメッセージは、無線ベアラセットアップッセージであってもよい。
ステップ302〜305は、ステップ203〜206と同じである。
図1に示す実施形態において、ステップ101で、アクセスネットワーク内のeNBは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信してもよく、次に、PCRFエンティティは、リソース情報を、IMS内のP−CSCFエンティティに送信する。eNBによって、リソース情報を、PCRFエンティティに送信することは、eNBが、リソース情報を運ぶメッセージを、MMEに送信し、MMEが、リソース情報を、P−GWに送信し、P−GWが、リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、PCRFエンティティに送信することであってもよい。
P−GWによって、リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、PCRFエンティティに送信することは、P−GWが、リソース情報を運ぶ、IP−CANセッション修正メッセージ又は、IP−CANセッション通知メッセージ送信することであってもよい。以下の実施形態では、IP−CANセッション修正メッセージを例として使用して説明する。
MMEは、以下の方法で、リソース情報を、P−GWに送信してもよい。(1)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、P−GWに送信する。(2)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求(Request Bearer Resource Modification)メッセージを、MMEに送信し、MMEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。(3)MMEは、リソース情報を、GTP−Cヘッダ内にカプセル化し、ベアラ修正プロセスを介して、GTP−Cヘッダを、S−GWに送信し、S−GWは、GTP−Cヘッダを、P−GWに送信する。
(1)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、P−GWに送信する。
図5は、本発明の第4の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ401:eNBは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、MMEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、OVERLOADを、MMEに送信してもよい。
ステップ402:MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信する。例えば、MMEは、ベアラ更新要求、S−GWに送信する。ステップ401で、eNBは、特定のベアラを選択しなくてもよく、代わりに、特定のベアラは、MMEによって選択される。具体的には、MMEは、特定のベアラを選択し、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、ベアラ更新要求、S−GWに送信してもよい。
ステップ403:S−GWは、リソース情報を運ぶベアラ更新要求、P−GWに送信する。
ステップ404:ベアラ更新要求を受信した後、P−GWは、リソース情報を運ぶIP−CANセッション修正ッセージを、PCRFエンティティに送信する。場合によっては、ベアラ更新要求受信した後、P−GWは、その中のリソース情報に関する判定を行って、繰り返されたリソース情報であるかどうかを判断してもよく、繰り返されたリソース情報である場合、P−GWは、PCRFエンティティに送信しなくてもよく、繰り返されたリソース情報ではない場合、P−GWは、IP−CANセッション修正ッセージを介して、リソース情報を、PCRFエンティティに送信する。あるいは、ベアラ更新要求受信した後、P−GWは、その中のリソース情報の優先度に従って、リソース情報がPCRFエンティティに送信される必要があるかどうかを判断してもよい。例えば、保証ビットレートの要求に従って、ビットレートを十分に保証することが可能なリソース情報の優先度は、低く設定され、ビットレートを十分に保証することが可能ではないリソース情報の優先度は、高く設定される。低い優先度のリソース情報に関しては、P−GWは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信しなくてもよく、高い優先度のリソース情報に関しては、P−GWは、リソース情報を、PCRFに送信してもよい。あるいは、ベアラ更新要求受信した後、P−GWは、その中のリソース情報が、現在のPCCルールに適合するかどうかを判断してもよく、適合する場合、リソース情報は破棄され、適合しない場合、リソース情報は、PCRFエンティティに送信される。
ステップ405:PCRFエンティティは、リソース情報の一部(例えば、コーデック又は帯域幅に関連する情報)を選択し、選択されたリソース情報を、P−CSCFエンティティに送信する(例えば、PCRFは、選択されたリソース情報を、Diameterプロトコルによって規定された情報要素内にカプセル化し、Diameterプロトコルによって規定された情報要素を、P−CSCFエンティティに送信する)。
ステップ406:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータについて、UEとネゴシエートする。例えば、現在のサービスはビデオサービスであり、そして、アクセスネットワークリソースが輻輳状態にある場合、P−CSCFエンティティは、符号化方式を、UEとネゴシエートして、UEによってサポートされる、かつ、アクセスネットワークの現在の輻輳状態を効果的に緩和することが可能な、符号化方式を選択してもよい。
ステップ407:P−CSCFエンティティは、受信されたメッセージ内のリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節する。例えば、P−CSCFエンティティは、現在のサービスに関連する、帯域幅要求と、符号化要求とを調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。具体的には、調節されたサービス要求は、Diameterプロトコルによって規定された情報要素を介して、PCRFエンティティに送信されてもよく、PCRFエンティティは、調節されたサービス要求に従って、PCCルールを生成し、PCCルールを、P−GWに送信する。
ステップ408:P−GWは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正する、又は、サービスベアラを再セットアップする。
第4の実施形態において、ステップ406が実行された後、ステップ407及び408は、実行されなくてもよい。P−CSCFエンティティがUEとネゴシエートする、ステップ406を介して、UEは、QoSを向上させるために、現在のサービスに関連するパラメータを、アクセスネットワークの変化したリソースに適合するように修正することが可能である。
第4の実施形態において、ステップ405が実行された後、ステップ406は、実行されなくてもよい。しかし、ステップ407及び408は、順次実行され、これらのステップにおいて、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、サービス要求を調節し、これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能であり、その結果、QoSが向上する。
第4の実施形態において、ステップ405が実行された後、ステップ406、407、及び408は、順次実行されてもよい。これにより、アクセスネットワークは、調節されたサービス要求に従って、現在のサービスベアラを修正すること、又は、サービスベアラを再セットアップすることが可能であり、その結果、QoSが向上する。
図5に示す実施形態において、eNBは、ステップ401〜404を介して、リソース情報を、PCRFエンティティに送信する。ステップ403及び404で、リソース情報は、ベアラ更新要求で運ばれるだけでなく、他のメッセージ内で運ばれてもよい。例えば、制御プレーン用GPRSトンネリングプロトコル(TP−Cと略記される)のメッセージのタイプが追加されてもよく、リソース情報は、追加されたメッセージ内で運ばれる。表1に、本発明の実施形態に関係するGTP−Cメッセージのタイプを示す。
Figure 2012531143
表1において、メッセージタイプ値172〜175の間に、リソース情報を運ぶことが可能な、MMEからSGWに送信される新たなタイプのメッセージが追加されてもよい。例えば、新たなOVERLOADが追加されてもよい。メッセージタイプ値103〜127の間に、リソース情報を運ぶことが可能な、SGWからPGWに送信される新たなタイプのメッセージが追加されてもよい。
(2)MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信し、MMEは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。
図6は、本発明の第5の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ501:eNBは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、MMEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、そして、特定のベアラに関連し、かつ、リソース情報を運ぶ、OVERLOADを、MMEに送信してもよい。
ステップ502:eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を運ぶメッセージを、UEに送信する(例えば、EPSベアラコンテキスト修正要求、UEに送信される)。
ステップ503:UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信し、MMEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。
ステップ504〜508の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
(3)MMEは、リソース情報を、GTP−Cヘッダ内にカプセル化し、ベアラ修正プロセスを介して、GTP−Cヘッダを、S−GWに送信し、S−GWは、GTP−Cヘッダを、P−GWに送信する。
GTP−Cヘッダは、各データパケットのヘッダ内に含まれる。MME、S−GW、及びP−GWの間で送信される、各データパケットは、GTP−Cヘッダを運ぶ。ベアラ修正プロセスを介して、GTP−Cヘッダを、S−GWに送信することは、ベアラ修正プロセスにおいてMMEとS−GWとの間で送信されるシグナリングメッセージを介して、リソース情報を運ぶGTP−Cヘッダを、S−GWに送信し(ここで、シグナリングメッセージは、データパケットの一タイプであり)、ベアラ修正プロセスにおいてS−GWとP−GWとの間で送信されるシグナリングメッセージを介して、リソース情報を運ぶGTP−Cヘッダを、P−GWに送信することを含む。
図7は、本発明の第6の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ601:eNBは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、MMEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、そして、リソース情報を運び、かつ、特定のベアラに関連する、OVERLOADを、MMEに送信してもよい。
ステップ602:eNBによって送信されたOVERLOADを受信した後、MMEは、リソース情報を、GTP−Cヘッダ内にカプセル化する。
ステップ603:GTP−Cヘッダは、ベアラ修正プロセスを介して、S−GWに送信され、S−GWは、GTP−Cヘッダを、P−GWに送信する。
ステップ604〜608の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
ステップ602で、リソース情報を、GTP−Cヘッダに搬入するやり方は、リソース情報を、GTP−Cシグナリングメッセージの予備ビットに搬入することであってもよい。例えば、リソース情報は、GTP−Cシグナリングメッセージの予備ットに埋められてもよい。表2に、本発明の実施形態に関係するGTP−Cヘッダ構成を示し、ここで、GTP−Cヘッダは、発展型パケットコア(PCと略記される)のGTP−Cヘッダである。
Figure 2012531143
第1の実施形態のステップ101において、リソース情報は、アクセスネットワーク内のeNBによって、PCRFエンティティに送信されてもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を、GTP−Uデータパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化し、GTP−Uトンネルを介して、リソース情報を、P−GWに送信してもよく、P−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、PCRFエンティティに送信する。
図8は、本発明の第7の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ701:eNBは、リソース情報を、GTP−Uデータパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、リソース情報を、特定のベアラに関連するGTP−Uパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化してもよい。
ステップ702:eNBは、リソース情報を運ぶGTP−U拡張ヘッダを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信する。ステップ703〜707の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
表3に、本発明の実施形態に関係するGTP−Uヘッダの概略構成図を示す。
Figure 2012531143
リソース情報は、表3に示すGTP−U拡張ヘッダ内に含まれてもよく、表3のオクテット12において示されるGTP−U拡張ヘッダで、次の拡張ヘッダが拡張されてもよい。次の拡張ヘッダは、表4に示す通りである。表3に示すGTP−U拡張ヘッダのオクテット12から拡張される拡張ヘッダの構成を、表に示す。最初に、次の拡張ヘッダ内の、拡張ヘッダフラグが、1に設定される。すなわち、オクテット1内の第3ビットが、1に設定される。次に、リソース情報が、オクテットm+1内で運ばれ、ここで、mは、自然数である。
Figure 2012531143
第1の実施形態のステップ101において、リソース情報は、アクセスネットワーク内のeNBによって、PCRFエンティティに送信されてもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を運ぶことが可能なユーザプレーン用GPRSトンネリングプロトコル(TP−Uと略記される)メッセージ内に、リソース情報をカプセル化してもよい。そして、リソース情報を運ぶことが可能なGTP−Uメッセージを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信する。P−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、PCRFエンティティに送信する。表5に、本発明の実施形態に関係するGTP−Uメッセージのタイプを示す。
Figure 2012531143
表5において、メッセージタイプ値253のeNB負荷報告メッセージは、リソース情報を運ぶことが可能なGTP−Uメッセージであってもよい。もちろん、リソース情報を運ぶことが可能な、新たに追加されるGTP−Uメッセージのメッセージタイプ値は、代わりに、他の値であってもよく、リソース情報を運ぶことが可能な、新たに追加されるGTP−Uメッセージの名前は、代わりに、eNB負荷報告メッセージに限定されない、他の名前であってもよい。
図9は、本発明の第8の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ801:eNBは、リソース情報を、新たに追加されたGTP−Uメッセージに搬入する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択し、特定のベアラに関連する、新たに追加されたGTP−Uメッセージ内に、リソース情報をカプセル化する。
ステップ802:eNBは、リソース情報を運ぶ、新たに追加されたGTP−Uメッセージを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信する。
ステップ803〜807の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
第1の実施形態のステップ101において、リソース情報は、アクセスネットワーク内のeNBによって、PCRFエンティティに送信されてもよい。具体的には、eNBは、リソース情報を運ぶRRCメッセージを、UEに送信し、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信し、P−GWは、リソース情報を運ぶメッセージを、PCRFエンティティに送信する。
図10は、本発明の第9の実施形態による、QoSを向上させる方法のシグナリング相互作用図であり、以下を含む。
ステップ901:eNBは、リソース情報を運ぶRRCメッセージを、UEに送信する。具体的には、eNBは、特定のベアラを選択してもよく、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、特定のベアラに関連する、RRCメッセージを、UEに送信する。
ステップ902:eNBによって送信されたRRCメッセージを受信した後、UEは、リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信し、MMEは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、S−GWは、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信する。eNBからRRCメッセージを受信した後、UEは、更に、特定のベアラを選択してもよい。例えば、UEは、保証ビットレート保証するベアラを選択してもよく、そして、リソース情報を運ぶ、かつ、選択されたベアラに関連する、ベアラリソース修正要求メッセージを、MMEに送信する。
ステップ903:P−GWは、リソース情報を運ぶIP−CANセッション修正メッセージ、PCRFエンティティに送信する。
ステップ903〜907の実施プロセスは、ステップ404〜408の実施プロセスと同じである。
図3〜図10に示す実施形態において、eNBがリソース情報を送信する場合、eNBは、特定のベアラを選択してもよく、そして、特定のベアラに関連するメッセージ内で運ばれるリソース情報を、MME、S−GW、UE、又はP−GWに送信する。
図3、及び図4に示す実施形態において、eNBは、リソース情報を、PCCアーキテクチャ内のPCRFエンティティを通過せずに、P−CSCFエンティティに送信する。図5、図6、図7、図8、図9、及び図10に示す実施形態において、eNBは、リソース情報を、PCCアーキテクチャ内のPCRFエンティティを通過して、P−CSCFに送信する。
本発明の前述の実施形態において、本発明の実施方策について、eNBがリソース情報を送信することを例として使用して説明した。リソース情報は、アクセスネットワーク内の他のネットワーク要素によって送信されてもよく、例えば、リソース情報は、UTRAN、又はGERAN内のネットワーク要素によって送信されてもよく、又は、リソース情報は、WiMAXネットワーク内のネットワーク要素によって送信されてもよく、又は、リソース情報は、(SGW、又はPGWなどの)他のネットワーク要素によって送信されてもよい。
具体的なプロセスは、前述の実施形態におけるプロセスと同様である。例えば、UTRANは、リソース情報を運ぶOVERLOADを、SGSNに送信し、SGSNは、リソース情報を、SGWに送信し、SGWは、リソース情報を、P−GWに送信し、P−GWは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信し、PCRFエンティティは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信し、P−CSCFエンティティは、サービスパラメータを、UEと再ネゴシエートし、又は、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。
更に、例えば、SGWは、リソース情報を、P−GWに送信し、P−GWは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信し、PCRFエンティティは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信し、P−CSCFエンティティは、サービスパラメータを、UEと再ネゴシエートし、又は、P−CSCFエンティティは、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク内のP−GWに送信する。
アプリケーションネットワークは、Googleサーバなどの、他のIPアプリケーションネットワークであってもよい。
図11は、本発明の一実施形態による、QoSを向上させるシステムの概略構成図である。このシステムは、アクセスネットワーク100と、アプリケーションネットワーク200とを含む。アクセスネットワーク100は、アクセスネットワーク100のリソースが変化した場合に、リソース情報を送信するように構成され、ここで、リソース情報は、アクセスネットワーク100の現在のリソースステータスを示す情報である。アプリケーションネットワーク200は、リソース情報を受信し、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワーク100に送信するように、又は、リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように構成される。
アプリケーションネットワーク200は、P−CSCFエンティティを含む、IMSであってもよく、アクセスネットワーク100は、eNBを含み、ここで、eNBは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信するように構成される。具体的には、eNBは、リソース情報を、UEを介して、P−CSCFエンティティに送信するように構成されてもよい。
図11に示すシステムは、アプリケーションネットワーク200、及びアクセスネットワーク100のそれぞれに接続された、PCRFエンティティを更に含んでもよく、アプリケーションネットワークは、IMSであり、ここで、IMSは、P−CSCFエンティティを含み、アクセスネットワークは、eNBを含む。eNBは、リソース情報を、PCRFエンティティに送信するように特に構成されてもよく、PCRFエンティティは、リソース情報を、P−CSCFエンティティに送信するように特に構成される。
PCRFエンティティは、P−CSCFエンティティによって送信されたサービス要求に従って、PCCルールを生成し、PCCルールを、アクセスネットワーク内のP−GWに送信するように更に構成されてもよい。
図12は、本発明の一実施形態によるアプリケーションネットワーク要素の概略構成図である。ネットワーク要素は、受信ユニット300と、処理ユニット400とを含み、ここで、受信ユニット300は、処理ユニット400に接続される。受信ユニット300は、アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信するように構成され、処理ユニット400は、受信ユニット300に接続され、そして、受信ユニット300によって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、アクセスネットワークに送信するように構成される、又は、受信ユニット300によって受信されたリソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータについて、UEとネゴシエートするように(これにより、UEが、ネゴシエーションの結果に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを修正するように)構成される。
当業者は、実施形態の方法におけるステップの全て又は一部が、ハードウェアによって、プログラムの命令の下で実施されてもよい、ということを理解するであろう。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体内に記憶されてもよく、プログラムが実行された場合、実施形態の方法におけるステップが実行される。記憶媒体は、ROM、RAM、磁気ディスク、又はコンパクトディスク読み取り専用メモリなどの、プログラムコードを記憶することが可能な任意の媒体であってもよい。
最後に、実施形態は、本発明の技術的解決法を説明するために提供されたにすぎず、本発明を限定することを意図するものではない、ということに留意されたい。本発明について、例示的実施形態を参照して詳細に説明してきたが、修正又は均等な置換が、本発明の技術的解決法に対して行われてもよく、そのような修正又は均等な置換は、修正された技術的解決法を、本発明の囲から逸脱させるものではないということが、当業者によって理解されるであろう。

Claims (20)

  1. アクセスネットワークのリソースが変化した場合、アプリケーションネットワークによって、前記アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信し、ここで、前記リソース情報は、前記アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報であり、
    前記アプリケーションネットワークによって、前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワークに送信すること、又は、前記アプリケーションネットワークによって、前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、ユーザ装置(UE)とネゴシエートし、これにより、前記UEが、ネゴシエーションの結果に従って、前記現在のサービスに関連する前記サービスパラメータを修正すること
    を含む、サービス品質を向上させる方法。
  2. 前記アプリケーションネットワークによって、前記リソース情報に従って、前記現在のサービスに関連する前記サービス要求を調節することは、
    前記アプリケーションネットワークによって、前記リソース情報に従って、前記現在のサービスに関連するサービスパラメータを、UEとネゴシエートし、前記現在のサービスに関連する前記サービス要求を調節すること
    を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記アプリケーションネットワークは、IPマルチメディアサブシステム(IMS)であり、
    前記アプリケーションネットワークによって、前記アクセスネットワークによって送信された前記リソース情報を受信することは、前記アクセスネットワーク内のノードB(eNB)によって、前記リソース情報を、前記IMS内のプロキシ呼セッション制御機能(P−CSCF)エンティティに送信すること
    を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記アクセスネットワーク内の前記eNBによって、前記リソース情報を、前記IMS内の前記P−CSCFエンティティに送信することは、
    前記eNBによって、前記リソース情報を、前記UEに送信し、
    前記UEによって、前記リソース情報を運ぶセッション開始プロトコル(SIP)シグナリングを、前記IMS内の前記P−CSCFエンティティに送信すること
    を含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記eNBによって、前記リソース情報を、前記UEに送信することは、前記eNBによって、特定のベアラを選択し、そして、前記リソース情報を運ぶ、かつ、前記特定のベアラに関連する、メッセージを、前記UEに送信することを含み、ここで、前記特定のベアラは、保証ビットレートベアラ、又は、前記リソース情報内にないQoSクラス識別子を有するベアラである、請求項4に記載の方法。
  6. 前記eNBによって、前記リソース情報を、前記UEに送信することは、
    前記eNBによって、前記リソース情報を運ぶ無線リソース制御(RRC)メッセージを、前記UEに送信すること、又は、
    前記eNBによって、前記リソース情報を運ぶ過負荷メッセージ(OVERLOAD)を、モビリティ管理エンティティ(MME)に送信し、前記MMEによって、前記リソース情報を運ぶEPSベアラコンテキスト修正要求を、前記UEに送信すること
    を含む、請求項4に記載の方法。
  7. 前記MMEによって、前記リソース情報を運ぶ前記EPSベアラコンテキスト修正要求を、前記UEに送信することは、前記MMEによって、特定のベアラを選択し、そして、前記リソース情報を運ぶ、かつ、前記特定のベアラに関連する、前記EPSベアラコンテキスト修正要求を、前記UEに送信することを含み、ここで、前記特定のベアラは、保証ビットレートベアラ、又は、前記リソース情報内にないQoSクラス識別子を有するベアラである、請求項6に記載の方法。
  8. 前記アプリケーションネットワークは、IMSであり、
    前記アプリケーションネットワークによって、前記アクセスネットワークによって送信された前記リソース情報を受信することは、前記アクセスネットワーク内のeNBによって、前記リソース情報を、ポリシー及び課金実施機能(PCRF)エンティティに送信し、前記PCRFエンティティによって、前記リソース情報を、前記IMS内のP−CSCFエンティティに送信すること
    を含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記アクセスネットワーク内の前記eNBによって、前記リソース情報を、前記PCRFエンティティに送信することは、
    前記eNBによって、前記リソース情報を運ぶメッセージを、MMEに送信し、前記MMEによって、前記リソース情報を、パケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW)に送信し、前記P−GWによって、前記リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、前記PCRFエンティティに送信すること、又は、
    前記eNBによって、前記リソース情報を運ぶRRCメッセージを、前記UEに送信し、前記UEによって、前記リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、P−GWに送信し、前記P−GWによって、前記リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、前記PCRFエンティティに送信すること、又は、
    前記eNBによって、前記リソース情報を、ユーザプレーン用GTPトンネリングプロトコル(GTP−U)データパケットの拡張ヘッダ内にカプセル化し、前記リソース情報を、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信し、前記P−GWによって、前記リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、前記PCRFエンティティに送信すること、又は、
    前記eNBによって、前記リソース情報を、前記リソース情報を運ぶことが可能なGTP−Uメッセージ内にカプセル化し、前記リソース情報を運ぶ前記GTP−Uメッセージを、GTP−Uトンネルを介して、P−GWに送信し、前記P−GWによって、前記リソース情報を運ぶIP−CANメッセージを、前記PCRFエンティティに送信すること
    を含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記eNBによって、前記リソース情報を運ぶ前記メッセージを、前記MMEに送信することは、前記eNBによって、特定のベアラを選択し、前記リソース情報を運ぶ、かつ、前記特定のベアラに関連する、メッセージを、前記MMEに送信することを含み、
    前記eNBによって、前記リソース情報を運ぶ前記RRCメッセージを、前記UEに送信することは、前記eNBによって、特定のベアラを選択し、前記リソース情報を運ぶ、かつ、前記特定のベアラに関連する、前記RRCメッセージを、前記UEに送信することを含み、
    前記eNBによって、前記リソース情報を、前記ユーザプレーン用GTPトンネリングプロトコル(GTP−U)データパケットの前記拡張ヘッダ内にカプセル化することは、前記eNBによって、特定のベアラを選択し、前記リソース情報を、前記特定のベアラに関連する、前記GTP−Uデータパケットの前記拡張ヘッダ内にカプセル化すること含み、
    前記eNBによって、前記リソース情報を、前記リソース情報を運ぶことが可能な前記GTP−Uメッセージ内にカプセル化することは、前記eNBによって、特定のベアラを選択し、前記リソース情報を、前記特定のベアラに関連する、かつ、前記リソース情報を運ぶことが可能な、前記GPT−Uメッセージ内にカプセル化すること含み、
    ここで、前記特定のベアラは、保証ビットレートベアラ、又は、前記リソース情報内にないQoSクラス識別子を有するベアラである、
    請求項9に記載の方法。
  11. 前記MMEによって、前記リソース情報を、前記P−GWに送信することは、
    前記MMEによって、前記リソース情報を運ぶメッセージを、S−GWに送信し、前記S−GWによって、前記リソース情報を運ぶメッセージを、前記P−GWに送信すること、又は、
    前記MMEによって、前記リソース情報を運ぶメッセージを、前記UEに送信し、前記UEによって、前記リソース情報を運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、前記MMEに送信し、前記MMEによって、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、S−GWに送信し、前記S−GWによって、運ぶベアラリソース修正要求メッセージを、前記P−GWに送信すること、又は、
    前記MMEによって、前記リソース情報を、制御プレーン用GTPプロトコル(GTP−C)ヘッダ内にカプセル化し、前記GTP−Cヘッダを、ベアラ修正プロセスを介して、S−GWに送信し、前記S−GWによって、前記GTP−Cヘッダを、前記P−GWに送信すること
    を含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記P−GWによって、前記リソース情報を運ぶ前記IP−CANメッセージを、前記PCRFエンティティに送信することは、前記P−GWによって、前記リソース情報を運ぶ、IP−CANセッション修正メッセージ、又はIP−CANセッション通知メッセージを、前記PCRFエンティティに送信することを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記PCRFエンティティによって、前記リソース情報を、前記IMS内の前記P−CSCFエンティティに送信することは、前記PCRFエンティティによって、前記リソース情報を運ぶ、かつ、Diameterプロトコルによって規定された、情報要素を、前記P−CSCFエンティティに送信することを含む、請求項8〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワークに送信することは、前記IMS内の前記P−CSCFエンティティによって、前記リソース情報を運ぶ、かつ、Diameterプロトコルによって規定された、情報要素を、前記PCRFエンティティに送信し、前記PCRFエンティティによって、前記調節されたサービス要求に従って、ポリシー及び課金制御(PCC)ルールを生成し、前記PCCルールを、前記アクセスネットワーク内の前記P−GWに送信することを含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワークに送信することは、前記IMS内の前記P−CSCFエンティティによって、前記調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワーク内の前記P−GWに送信することを含む、請求項14に記載の方法。
  16. アクセスネットワークのリソースが変化した場合に、リソース情報を送信するように構成された、前記アクセスネットワークであって、ここで、前記リソース情報は、前記アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である、前記アクセスネットワークと、
    前記リソース情報を受信し、前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワークに送信するように、又は、前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、ユーザ装置(UE)とネゴシエートし、これにより、前記UEが、ネゴシエーションの結果に従って、前記現在のサービスに関連する前記サービスパラメータを修正するように構成された、アプリケーションネットワークと
    を備える、サービス品質を向上させるシステム。
  17. 前記アプリケーションネットワークは、IPマルチメディアサブシステム(IMS)であり、ここで、前記IMSは、プロキシ呼セッション制御機能(P−CSCF)エンティティを含み、前記アクセスネットワークは、ノードB(eNB)を含み、前記eNBは、前記リソース情報を、前記P−CSCFエンティティに送信するように構成される、請求項16に記載のシステム。
  18. 前記アプリケーションネットワーク、及び前記アクセスネットワークのそれぞれに接続された、ポリシー及び課金実施機能(PCRF)エンティティを更に備え、
    前記アプリケーションネットワークは、IMSであり、ここで、前記IMSは、P−CSCFエンティティを含み、前記アクセスネットワークは、eNBを含み、
    前記eNBは、前記リソース情報を、前記PCRFエンティティに送信するように特に構成され、
    前記PCRFエンティティは、前記リソース情報を、前記P−CSCFエンティティに送信するように構成される、
    請求項16に記載のシステム。
  19. 前記PCRFエンティティは、前記P−CSCFエンティティによって送信された前記サービス要求に従って、ポリシー及び課金制御(PCC)ルールを生成し、前記PCCルールを、前記アクセスネットワーク内のパケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW)に送信するように更に構成される、請求項18に記載のシステム。
  20. アクセスネットワークによって送信されたリソース情報を受信するように構成された、受信ユニットであって、前記リソース情報は、前記アクセスネットワークの現在のリソースステータスを示す情報である、前記受信ユニットと、
    前記受信ユニットに接続され、そして、前記受信ユニットによって受信された前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービス要求を調節し、調節されたサービス要求を、前記アクセスネットワークに送信するように、又は、前記受信ユニットによって受信された前記リソース情報に従って、現在のサービスに関連するサービスパラメータを、ユーザ装置(UE)とネゴシエートするように(これにより、前記UEが、ネゴシエーションの結果に従って、前記現在のサービスに関連する前記サービスパラメータを修正するように)構成された、処理ユニットと
    を備える、アプリケーションネットワーク要素。
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