CN103874136A - 网络系统、卸载设备以及用于网络系统的流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种网络系统。该网络系统包括：可与移动站设备相连接的第一和第二无线基站设备；容纳所述第一和第二无线基站设备的第一网络；第一卸载设备，其用于中继分组数据，并在利用第二地址改写所述移动站设备的第一地址之后将从所述第一无线基站设备发送的分组数据的部分发送至第二网络，或者在利用所述第一地址改写所述第二地址之后将从所述第二网络接收的分组数据发送至所述第一无线基站设备；以及第二卸载设备，其中所述第一卸载设备包括将所述第二地址发送到所述第二卸载设备的第一控制单元，以及所述第二卸载设备包括接收所述第二地址的第二控制单元。

Description

网络系统、卸载设备以及用于网络系统的流量控制方法

技术领域

本文讨论的实施例涉及一种网络系统、卸载设备以及用于该网络系统的流量控制方法。

背景技术

现今，诸如移动电话系统和无线城域网(MAN，Metropolitan AreaNetwork)的无线通信系统被广泛地使用。另外，在无线通信领域中，用于提高通信速度和容量的下一代通信技术正在持续的讨论中。

关于这样的无线通信系统，存在作为示例的LTE／EPC(长期演进／演进分组核心，Long Term Evolution／Evolved Packet Core)。LTE／EPC在3GPP(第三代合作伙伴项目)中被标准化为用来接替第三代移动电话网络(3G移动系统)的下一代无线通信系统。

LTE／EPC包括作为核心网络的EPC网络和LTE网络。LTE网络作为符合LTE标准的无线接入网络，也可以被称为E-UTRAN(演进型UMTS陆地无线接入网络)。此外，也被称作SAE(系统构架演进，SystemArchitecture Evolution)的EPC网络通过IMS(IP多媒体子系统)网络连接到IP(互联网分组)网络(或者简单地，分组网络)。IP网络例如包括ISP(互联网服务提供商)网络(或互联网)和内联网。

在LET／EPC中，移动站(移动终端：UE或用户设备)可以通过LTE网络连接到EPC网络，以及可以通过EPC网络或IMS网络连接到IP网络。通过访问连接到IP网络的各种各样的服务器设备和终端设备，移动站可以接收各种各样的服务，诸如通过浏览器的浏览服务、视频分发服务以及VoIP(IP语音)。

EPC网络包括多个节点，诸如MME(移动管理实体，Mobile ManagementEntity)、S-GW(服务网关，Serving Gateway)、P-GW(分组数据网络网关，Packet Data Network Gateway)以及PCRF(策略和计费规则功能，Policy andCharging Rules Function)。在通过S-GW和P-GW连接到IMS网络的情况下，移动站可以接入IP网络。

现在，在这样的无线通信系统中，存在一种称作流量卸载的技术。在流量卸载中，来自移动站的流量在不通过S-GW和P-GW的情况下而被运送至ISP网络，以便可以减少EPC网络中的流量。

作为流量卸载技术的示例，卸载设备设于EPC网络中。卸载设备用作用于来自移动站(无线接入网络)的流量的锚定点，以将流量从移动站传递至不同于EPC网络的、用于卸载的网络。该用于卸载的网络例如可以称为卸载网络(诸如IP网络和MPLS(多协议标签切换，Multi ProtocolLabel Switching)网络)。卸载的流量通过卸载网络到达目标IP网络。

对于EPC网络中的卸载流量来说，例如，针对每个通信信道当在移动站设置该通信信道时确定用作卸载锚定点的卸载设备。如果连接移动站的基站被改变的话，则不改变用作卸载锚定点的卸载设备。换句话说，来自移动站的全部卸载流量通过卸载设备，即锚定点。由此，可以避免由移动站的移动引起的移动站和IP网络之间的通信的断开或中断。

同时，例如存在如下描述的另一种技术。即，当期望移动终端移动至无线区域、并且对应于那个区域的无线基站容纳于另外的切换系统中时，则从该切换系统(其容纳当前在通信中的无线基站)到容纳于另外的切换系统中的伪终端形成备用连接。由此，例如可以在短时间内作出切换(handover)后的路由选择，并且可以实现对网络链接资源的有效利用。

专利文件1：日本特开平10-243440号公报。

然而，对于上述卸载技术，可能会发生称为“长号现象(trombonephenomenon）”的现象。

例如，存在如下所述的情况。即，在EPC网络中设置有多个卸载设备的情况下，可以通过移动站的移动来改变卸载设备。在这样的情况下，改变后的卸载设备不同于初始作为锚定点的卸载设备。在这种状态下，卸载流量通过初始确定的锚定点，尽管从改变后的卸载设备到目标IP网络的传输距离与从作为锚定点的卸载设备到目标IP网络的传输距离相比可以被大大减小。长号现象意味着，尽管移动站移动，来自移动站的全部卸载流量通过例如初始被确定为锚定点的卸载设备。

因为由长号现象在卸载设备之间产生了额外的流量，所以可以阻止核心网络(EPC网络)中的流量负载的降低。

然而，与备用连接有关的上述技术的目的是通过由切换系统(例如，它不提供长号现象的任何解决办法)形成到伪终端的备用连接来缩短传递(hand-off)时的路由选择时间。因此，通过以上技术，难以减少核心网络中的通信。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种网络系统、卸载设备和用于该网络系统的流量控制方法，以减少核心网络中的流量。

根据实施例的一方面，一种网络系统包括：可与移动站设备相连接的第一和第二无线基站设备；容纳所述第一和第二无线基站设备的第一网络；第一卸载设备，其用于对在所述第一无线基站设备和所述第一网络之间传输的分组数据进行中继，并在利用第二地址改写所述移动站设备的第一地址之后将从所述第一无线基站设备发送的分组数据的部分发送至第二网络，或者在利用所述第一地址改写所述第二地址之后将从所述第二网络接收的分组数据发送至所述第一无线基站设备；以及第二卸载设备，其中所述第一卸载设备包括当所述移动站设备转换从所述第一无线基站设备到所述第二无线基站设备的连接时将所述第二地址发送到介于所述第二无线基站设备和所述第一网络之间的所述第二卸载设备的第一控制单元，以及所述第二卸载设备包括接收所述第二地址的第二控制单元。

附图说明

图1是示出网络系统配置的示例的图。

图2是示出网络系统配置的示例的图。

图3是示出卸载GW70的硬件配置的示例的图。

图4是示出卸载GW70的配置的示例的图。

图5是由CPU实现的功能的说明图。

图6A是示出从移动站60的启动到卸载处理的执行的序列的示例的图。

图6B是示出基于S1的切换处理中的序列的示例的图。

图6C是示出基于X2的切换处理中的序列的示例的图。

图7A是示出用户的逐信道的家庭地址登记表的示例的图。

图7B是示出用户的逐信道的通信目的地登记表的示例的图。

图7C是示出用户的逐信道的地址端口转换表的示例的图。

图8是示出上行链路GTP-u分组的示例的图。

图9是示出下行链路GTP-u分组的示例的图。

图10A和图10B是示出卸载数据包的示例的图。

图11A和图11B是示出卸载数据包的示例的图。

图12A和图12B是示出绑定更新消息的示例的图。

图13A和图13B是示出待被归属代理中继的卸载数据包的示例的图。

图14A至14C是说明载体状态管理数据的图。

图15是说明对应关系管理数据的图。

图16是示出初始上下文设置请求消息的示例的图。

图17是示出初始上下文设置响应消息的示例的图。

图18是示出切换要求消息的示例的图。

图19是示出切换请求消息的示例的图。

图20是示出切换请求确认消息的示例的图。

图21是示出切换命令消息的示例的图。

图22是示出UE(用户设备)上下文释放命令消息的示例的图。

图23是示出X2AP：切换请求消息的示例的图。

图24是示出X2AP：切换请求确认消息的示例的图。

图25是示出X2AP：用户设备上下文释放消息的示例的图。

图26是示出路径切换请求消息的示例的图。

图27是示出路径切换请求确认消息的示例的图。

图28A、28B是示出当卸载GW接收到上行链路GTP-u分组时的处理流程的示例的图。

图29是示出当卸载GW接收到转发到卸载锚的分组时的处理流程的示例的图。

图30是示出在初始上下文设置请求消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图30A是示出虚拟用户设备归属地址捕获(子程序)的示例的图。

图31是示出在初始上下文设置响应消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图32是示出在切换要求消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图33是示出在切换请求消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图33A是示出卸载通信地址捕获处理(子程序)的示例的图。

图34是示出在切换请求确认消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图35是示出在切换命令消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图35A是示出绑定更新处理流程(子程序)的示例的图。

图36是在用户设备上下文释放命令消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图37是示出在X2AP：切换请求消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图38是示出在路径切换请求消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图39是示出在路径切换请求确认消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图40是示出在X2AP：用户设备上下文释放消息的拦截处的处理流程的示例的图。

图41A至41C是示出在产生TCP连接之后的卸载条件应用状态(载体状态数据)的示例的图。

图42A至42C是示出在产生TCP连接之后的卸载条件应用状态(卸载条件应用状态数据)的示例的图。

图43是示出在产生TCP连接之后的卸载条件应用状态(归属代理)的示例的图。

图44是示出在产生TCP连接之后的卸载条件应用状态(流量流)的示例的图。

图45A至45F是示出在基于S1的切换处切换卸载条件应用状态(载体状态数据)的示例的图。

图46A和46B是示出在基于S1的切换处切换卸载条件应用状态(卸载条件应用状态数据)的示例的图。

图47A和47B是示出在基于S1的切换处切换卸载条件应用状态(归属代理)的示例的图。

图48是示出在基于S1的切换处切换卸载条件应用状态(流量流)的示例的图。

图49A至49F是示出在维持的TCP连接的情况下完成切换时的卸载条件应用状态(载体状态数据)的示例的图。

图50A和50B是示出在维持的TCP连接的情况下完成切换时的卸载条件应用状态(卸载条件应用状态数据)的示例的图。

图51A和51B是示出在维持的TCP连接的情况下完成切换时的卸载条件应用状态(归属代理)的示例的图。

图52是示出在维持的TCP连接的情况下完成切换时的卸载条件应用状态(流量流)的示例的图。

图53A至53F是示出在基于X2的切换处切换卸载条件应用状态(载体状态数据)的示例的图。

图54A和54B是示出在基于X2的切换处切换卸载条件应用状态(卸载条件应用状态数据)的示例的图。

图55A和55B是示出在基于X2的切换处切换卸载条件应用状态(归属代理)的示例的图。

图56是示出在基于X2的切换处切换卸载条件应用状态(流量流)的示例的图。

图57A至57F是示出在切换后产生新的TCP连接之后的卸载条件应用状态(载体状态数据)的示例的图。

图58A和58B是示出在切换后产生新的TCP连接之后的卸载条件应用状态(卸载条件应用状态数据)的示例的图。

图59A和59B是示出在切换后产生新的TCP连接之后的卸载条件应用状态(归属代理)的示例的图。

图60是示出在切换后产生新的TCP连接之后的卸载条件应用状态(流量流)的示例的图。

图61A至61F是示出在切换后TCP连接断开之后的卸载条件应用状态(载体状态数据)的示例的图。

图62A和62B是示出在切换后TCP连接断开之后的卸载条件应用状态(卸载条件应用状态数据)的示例的图。

图63A和63B是示出在切换后TCP连接断开之后的卸载条件应用状态(归属代理)的示例的图。

图64是示出在切换后TCP连接断开之后的卸载条件应用状态(流量流)的示例的图。

图65是示出容纳卸载GW中的每个eNB的oGW信息的配置示例的图。

图66是示出网络系统配置的示例的图。

具体实施例

在下文中，将描述本发明的实施例。

[第一实施例]

首先，将描述第一实施例。图1示出了根据第一实施例的网络系统1的示例。网络系统1包括可连接到移动站设备60的第一和第二无线基站设备11A、11C，容纳第一和第二无线基站设备11A、11C的第一网络80，第一和第二卸载设备70(#A)、70(#B)以及第二网络90。在图1所示的示例中，示出了移动站设备60将其连接目的地从第一无线基站设备11A更换到第二无线基站设备11C的情形。另外，在图1中，例如，第一网络80为核心网络，而第二网络90为卸载网络。

第一卸载设备70(#A)中继在第一无线基站设备11A和第一网络80之间传输的分组数据。另外，第一卸载设备70(#A)在利用第二地址来改写移动站设备60的第一地址之后将从第一无线基站设备11A发送的分组数据的部分发送到第二网络90，以及在利用第一地址来改写第二地址之后将从第二网络90接收的分组数据发送到第一无线基站设备11A。将分组数据从第一卸载设备70(#A)发送到第二网络90在一些情况下例如可以被称为“卸载”。这样，通过第一卸载设备70将分组数据卸载到第二网络90，流过第一网络80的分组数据(或流量)量得以减少。

第一卸载设备70(#A)包括第一控制单元78(#A)。当移动站设备60从第一无线基站设备11A到第二无线基站设备11C更换连接时，第一控制单元78(#A)将第二地址发送到介于第二无线基站设备11C和第一网络80之间的第二卸载设备70(#B)。

第二卸载设备70(#B)包括第二控制单元78(#B)。第二控制单元78(#B)接收从第一卸载设备70(#A)发送的第二地址。由此，将第二地址从第一卸载设备70(#A)中复制到第二卸载设备70(#B)中。

例如，关于第二地址，第二卸载设备70(#B)将第三地址设置为用于移动站设备60的地址。然后，第二卸载设备70(#B)可以利用第三地址将从第二无线基站设备11C发送的分组数据发送到第三网络(图中未示出)。另外，第二卸载设备70(#B)可以利用第三地址将从第三网络发送的分组数据发送到第二无线基站设备11C。

这样，即使当移动站设备60从第一无线基站设备11A移动到第二无线基站设备11C时，第二卸载设备70(#B)也可以将待卸载的分组数据卸载到不同于第一网络80的第三网络。

因此，即使当移动站设备60从第一无线基站设备11A移动到第二无线基站设备11C时，待卸载的分组数据不会流至第一网络80中，并且从而可以减小第一网络80(或核心网络)中的流量。

[第二实施例]

接下来，将描述第二实施例。图2是示出第二实施例中的网络系统1的配置的示例的图。

网络系统包括LET网络10、EPC网络20、IMS网络30、ISP(互联网服务提供商，Internet Service Provider)网络(互联网)40以及卸载网络50。

顺便说一下，例如，EPC网络20对应于第一实施例中的第一网络80，而卸载网络50对应于第一实施例中的第二网络90。

LTE网络20是无线接入网络的一个示例。LTE网络10包括符合LTE标准的、被称作“eNodeB(演进型基站，evo1ved Node B)”的无线基站设备(下文中可称为“基站”)11。

EPC网络20是核心网络的一个示例。EPC网络20可以容纳3GPP的无线接入网络，包括第二代(2G：例如，GSM(注册商标)(Global Systemfor Mobile communications，全球移动通信系统))、第三代(3G：例如，W-CDMA(宽带码分多址，Wideband Code Division Multiple Access))、第3.5代(例如，HSPA(高速分组接入，High Speed Packet Access))网络。另外，EPC网络20可以容纳非3GPP无线接入网络，包括CDMA-2000和WiMAX(用于微波接入的宽带互操作性，Wideband interoperability forMicrowave Access)。EPC网络20包括P-GW21、S-GW22、MME23以及卸载设备(下文中可以称为“卸载GW”)70。此外，EPC网络20可以包括诸如PCRF节点的节点。

P-GW21用作连接到诸如ISP网络40的分组网络的连接点。P-GW21例如执行到移动站60的IP地址分配和配送以及用户认证。另外，P-GW21执行QoS(服务质量)控制以及从PCRF指示的装载数据生成，并且还可以包括DHCP服务器功能。

S-GW22例如处理诸如用户数据的U-平面(用户平面，User plane)数据。S-GW22例如用作到3GPP无线接入网络的锚定点，以执行与P-GW21之间的分组数据中继处理。

MME23例如处理与网络控制相关的C-平面(控制平面，Controlplane)数据。MME23也进行载体的建立和释放、位置登记和诸如与移动站60有关的切换的移动控制。此外，MME23与其中登记有订户信息的HSS(归属用户服务器，Home Subscriber Server)协作地执行移动站60的认证。

卸载GW70例如用作控制卸载流量的节点。在图1中，描绘了作为卸载GW70的示例的卸载GW70(#A)、卸载GW70(#B)和卸载GW70(#C)。EPC网络20包括一个或多个卸载设备。每个卸载GW70例如放置于基站11和S-GW22之间。卸载GW70的数量是适当地可设置的，并且也可以为每个基站11安装每个卸载GW70。

卸载GW70拦截在基站11和S-GW22之间交换的C-平面分组。卸载GW70然后在交换于基站11和S-GW22之间的U-平面流量之中确定待卸载的流量(下文中可称为“卸载流量”)。

在确定待卸载的流量之后，卸载GW70例如按如下方式来交换卸载流量。即，卸载GW70在上行链路通信中分支出从移动站60发送的用户平面数据(用户分组)，以传送到卸载网络50(在图2中为卸载网络51)。传送到卸载网络50的流量在不通过EPC网络20的情况下被发送到ISP网络40，并最终抵达目标通信方(例如，网络服务器41)。另一方面，卸载GW70允许从目标通信方发送的下行链路通信中的卸载流量来加入从S-GW22到基站11的流量。后面将描述卸载GW70的配置等的示例。

提供网站#a的网络服务器41和提供网站#b的网络服务器42连接到ISP网络40。每个网络服务器41、42是移动站60的相对通信方(对应关系节点)的示例。网络服务器41、42例如也可以是终端设备，只要其执行TCP通信。

基站11将通过卸载GW70从网络服务器41、42接收的数据转换为无线信号来发送到移动站60。另外，基站11将从移动站60发送的无线信号转换为数据等来通过卸载GW70发送到网络服务器41、42。

此外，基站11通过称作“S1-MME接口”的用户平面接口经过卸载GW70而连接到MME23。另外，基站11通过称作“S11接口”的控制平面接口而连接到S-GW22。S-GW22通过称作“S5”的接口而连接到P-GW21此外，每个基站11通过称作“X2接口”的接口相互连接。

移动站60可以将连接目的地的基站例如从基站11A依次更换到11B、且进一步到11C。移动站60到连接目的地基站11的更换例如可以被称作切换。

此外，切换被分类为横跨不同的MME23被执行的、基于S1的切换以及在相同MME23的管理范围内被执行的、基于X2的切换。在后面描述的操作中，将给出关于以上两个切换类型的说明。通过这样的切换，接收从移动站60发送的卸载流量的卸载GW70也被改变。在图1所示的示例中，当移动站60将连接目的地的基站11从基站11A改变为基站11B时，卸载GW70也从卸载GW70(#A)改变为卸载GW70(#B)。

<卸载GW>

接下来，将给出关于卸载GW70的配置示例的描述。图3示出了卸载GW70的硬件配置的示例。

卸载GW(oGW)70包括信道接口71、分组传送控制单元72、CPU(中央处理单元)73和存储单元(存储器)74。

这里，CPU73例如对应于第一实施例中的第一控制单元78(#A)或第二控制单元78(#B)。

信道接口71例如容纳例如连接于卸载GW70和基站11之间、卸载GW70和S-GW22之间、卸载GW70和MME23、以及卸载GW70和卸载网络50之间的每个信道。卸载GW70包括根据待容纳的信道数量的一个或多个信道接口71。顺便说一下，每个信道接口71由通用或专用半导体电路(比如LSI(大规模集成电路，Large Sca1e Integration)和ASIC(专用集成电路，App1ication Specific Integrated Circuit))形成。

分组传送控制单元72连接到信道接口71、CPU73和存储单元74，并执行分组传送处理。分组传送控制单元72例如包括用于获得对应于分组目的地地址的输出端口的路由表，并将分组输出到输出端口。顺便说一下，分组传送控制单元72由其上安装有通用或专用半导体电路(比如LST、ASIC、PLD(可编程逻辑器件，Programmable Logic Device)和DSP(数字信号处理器，DigitalSignal Processor))的电路芯片形成。

CPU73通过对分组传送控制单元72的控制来控制卸载GW70的整体操作。CPU73是控制器(控制单元)的示例，也是处理器的示例。负责CPU73的功能的控制器例如由专用或通用硬件芯片的应用来实现。

存储单元74例如由诸如ROM(只读存储器)、RAM(随机访问存储器)以及EFPROM(电可擦除可编程只读存储器)的半导体存储器形成。存储单元74提供用于CPU73的工作区域、用于各种待由CPU73执行的程序的每个存储区域等。

图4示出了卸载GW70的配置的示例。示出卸载GW70的图4是通过由CPU73执行存储在存储单元74中的每个程序而实现的每个功能的说明图。图4中所示的卸载GW70的每个功能块当然地可以作为硬件设在卸载GW70中。

CPU73例如用作分发点75和归属服务器76。作为分发点75的功能包括S1AP拦截处理单元171、X2AP拦截处理单元172、加入处理单元173、分发处理单元174、虚拟终端处理单元175、载体状态管理数据176以及卸载条件应用状态管理数据(下文中可称作“卸载条件数据”)177。

另外，作为归属服务器76的功能包括归属代理178和归属地址-转交地址对应关系管理数据(下文中可以称作“对应关系管理数据”)179。

存储单元74存储载体状态管理数据176、卸载条件应用状态管理数据以及对应关系管理数据179。

图5是图3中所示的CPU73所实现的功能的说明图。图5示出了通过移动站60的切换将卸载GW70从源卸载GW70(#A)改变为目标卸载GW70(#C)的示例。源卸载GW70(#A)和目标卸载GW70(#C)的每个配置与图3和图4所示的卸载GW70的配置相同。

S1AP处理单元171例如拦截基站11和MME23之间的基于S1AP(S1应用协议)的控制分组，向目标移动站60分配通信信道，以及检测切换的时机。顺便说一下，S1AP是提供基站11(eUTRAN)和MME23之间的发信号服务的控制平面协议。通过S1AP，基站11和MME23可以执行对载体的建立、改变和释放、切换控制、向等待移动站的传入呼叫控制等。

X2AP传送处理单元172例如拦截基站11之间的基于X2AP(X2应用协议)的控制分组，向目标移动站60分配通信信道，以及检测切换的时机。X2AP是基站(eNodeB)11之间的X2接口上的控制平面协议。通过X2AP，基站11可以执行基站之间的负载管理和切换控制等。

根据分配给目标移动站60的通信信道，分发处理单元174例如从通信信道中提取待利用通信信道发送到网络服务器41、42的数据，并将该数据输出到虚拟终端处理单元175。这样，分发处理单元174可将卸载流量例如分支到卸载网络50。在这种情况下，分发处理单元174可以分支符合卸载应用条件的流量。

此外，在图5所示的示例中，从移动站60发送的流量在GTP-u(用于用户平面的GPRS隧道协议)隧道中流动。GTP-u是例如用于基站11和S-GW22之间的IP传送的协议。不仅是上行链路通信流量，下行链路通信流量也来流过建立在基站11和S-GW22之间的载体(GTP-u隧道)。另外，TEID(隧道端点标识符，Tunnel Endpoint Identifier)例如被插入到流于GTP-u隧道中的GTP分组中，并且表示GTP-u隧道的端点。

加入处理单元173例如根据目标移动站60的信道分配来将从虚拟终端处理单元175中的网络服务器41、42接收的流量向移动站60输出。这样，加入处理单元173例如可以将从卸载网络50接收的流量与来自S-GW22的流量加入到一起。

虚拟终端处理单元175中继移动站60和网络服务器41、42之间的通信。在这种情况下，例如，虚拟终端处理单元175将待发送到卸载网络50的卸载流量的发送源地址从移动站60的IP地址改写为归属地址，并将改写的卸载流量发送到卸载网络50。另外，虚拟终端处理单元175将从卸载网络50接收的卸载流量的发送目的地地址从归属地址改写为移动站60的IP地址，并将改写的卸载流量输出到加入处理单元173。

这里，归属地址表示当网络改变时而不改变的地址。例如，一旦将归属地址授予移动站60，如果移动站60将连接至其的基站从源基站11(11A)改变为目标基站11(11C)，则归属地址不改变。

与此相反，当移动站60将所连接的基站从源基站11(11A)改变为目标基站11(11C)时，分配给移动站60的IP地址可能会改变。例如，P-GW21分配和配送IP地址，以及当容纳移动站60的P-GW21改变时，IP地址也改变。然而，若例如P-GW21改变，归属地址并不改变。当例如网络改变时，IP地址也改变。

在移动站60的切换时，虚拟终端处理单元175将卸载条件数据177从切换前的卸载GW70(源卸载GW70(#A))发送到切换后的卸载GW70(目标卸载GW70(#C))。在卸载条件数据177中，包括有发送到目标卸载GW70(#C)的、源卸载GW70(#A)所使用的归属地址。目标卸载GW70(#C)将不同于归属地址的转交地址设置到移动站60。通过使用转交地址，可以将切换之后的卸载流量发送到不同于切换前的卸载网络的卸载网络50(图2所示示例中的卸载网络52)。

此外，目标卸载GW70(#C)中的虚拟终端处理单元175代替移动站60来将归属地址和转交地址之间的对应关系发送到源卸载GW70(#A)的归属服务器76。在这种情况下，目标卸载GW70(#C)中的虚拟终端处理单元175也将归属地址和转交地址之间的对应关系发送到作为卸载流量的发送目的地的网络服务器41、42。

归属代理178支持例如移动IPv6中的归属代理功能。归属代理178例如从目标卸载GW70(#C)接收转交地址和归属地址，以存储到对应关系管理数据179中。

下文中，将给出关于卸载GW70的更详细的描述。分别地，图6A是示出从启动移动站60到执行卸载处理的示例的序列图，图6B是示出基于S1的切换处理的示例的序列图，而图6C是示出基于X2的切换处理的示例的序列图。后面将描述每个详细的序列。

<卸载条件应用状态管理数据>

图7A至7C示出了保持图5所示的卸载条件数据177的卸载条件应用状态表177A的配置的示例。如图7A至7C所示，卸载条件应用状态表177A包括用户逐信道归属地址登记表177A1(图7A)、用户逐信道通信目的地登记表177A2(图7B)和用户逐信道地址端口转换表177A3(图7C)。卸载设备70例如基于卸载条件应用状态表177A将卸载分组发送到卸载网络50。

用户逐信道归属地址登记表177A1包括条目“oGW内标识符”、“用户信道标识符”和“归属地址信息”。

这里，“oGW内标识符”例如存储用于唯一地识别卸载GW70中的移动站60的信息。另外，“用户信道标识符”例如存储用于唯一地识别移动站60中的用户信道的信息。存储在该“用户信道标识符”中的信息与在移动站60处的信道标识符(E-RAB(E-UTRAN无线接入载体)ID)同步。“归属地址信息”存储归属地址。

通过用户逐信道归属地址登记表177A1，卸载GW70可以将归属地址信息关联于存储在“oGW内标识符”和“用户信道标识符”中的信息。这里，作为存储在“归属地址信息”中的归属地址，保持与虚拟用户设备的归属地址相同的值，直到相关的用户信道断开为止。

另外，用户逐信道通信目的地登记表177A2还包括条目“通信目的地信息”。该“通信目的地信息”例如存储移动站60的通信目的地地址(例如，网络服务器41、42的地址)。通过用户逐信道通信目的地登记表177A2，卸载GW70可以将移动站60的通信目的地地址关联于“oGW内标识符”和“用户信道标识符”。

此外，用户逐信道地址端口转换表177A3包括条目“真实用户设备连接信息”、“会话状态”以及“虚拟用户设备连接信息”。

“真实用户设备连接信息”存储真实用户设备(或移动站60)与相对通信方(或网络服务器41、42)之间的通信中关于待卸载的TCP通信的连接信息。真实用户设备是通过由P-GW21分配和配送的IP地址所识别的移动站60。在图7C所示的示例中，连接信息包括移动站60的标识符和IP地址、以及与移动站60有关的TCP端口号。

“会话状态”例如存储通信信道状态(比如“连接中”、“等待上行链路断开”以及“等待下行链路断开”)。

“虚拟用户设备连接信息”例如存储虚拟用户设备的TCP连接信息。虚拟用户设备表示例如由归属地址识别的移动站60。在图7C所示的示例中，连接信息包括移动站60的标识符、归属地址和TCP端口号。

通过以上用户逐信道地址端口转换表177A3，卸载GW70可以掌握真实用户设备和虚拟用户设备的TCP连接信息之间的相互状态。卸载GW70可以将TCP连接信息中的每一个关联于“oGW内标识符”和“用户信道标识符”。

<分组>

接下来，将描述分组数据格式的示例。图8至13B示出了每个分组数据格式的示例。

图8是从基站11转发到S-GW22的上行链路上的GTP-u分组(上行链路GTP-u分组)的数据格式的示例。GTP-u分组包括用户数据、TCP头、IP头、GTP-u头、UDP_G头、IP_G头、L2(层2)头和L1(层1)头。在GTP-u分组中，包括用户数据、TCP头和IP头的IP分组以GTP-u头、UDP_G头和IP_G头来封装，然后L2头和L1头被给予封装的分组。

在图8所示的示例中，将网络服务器的IP地址设为GTP-u分组中的IP分组的目的地地址(DA，Destination Address)。另外，将移动站60的IP地址设为源地址(SA，Source Address)。另一方面，在IP_G头中，将S-GW22的IP地址设为目的地IP地址，以及将基站11的IP地址设为源IP地址。TEID值表示位于GTP隧道的终结点处的S-GW22。

图9示出了从S-GW22发送至基站11的下行链路上的GTP-u分组(下行链路GTP-u分组)的数据格式的示例。在图9的示例中，在IP头和IP_G头两者中，源IP地址和目的地IP地址与图8所示的GTP-u分组中的相反。TEID值表示基站11中的隧道终结点。

图10A和10B示出了当虚拟用户设备位于归属链路上(或连接于客户端处)时通过卸载网络50在卸载GW70和网络服务器41、42之间交换的卸载流量分组(在下文中可以称作“卸载分组”)的每个示例性格式。正位于归属链路上(或连接于客户端处)的虚拟用户设备表示当移动站60位于客户端网络中的情况以及归属地址信息存在于卸载GW70(#A)中而未被复制到其他处的状态。图10A和10B所示的示例是在切换前的卸载GW70处发送和接收的示例性卸载分组。

在这些图中，图10A示出了从卸载GW70通过卸载网络50被发送到网络服务器41、42的卸载分组的示例。另外，图10B示出了从网络服务器41、42通过卸载网络50发送并在卸载GW70处接收的卸载分组格式的示例。

如图10A所示，在从卸载GW70发送的卸载分组中，归属地址被指定为IP头中的源IP地址。卸载GW70从图8所示的GTP-u分组中提取IP分组，并且在将IP头中的源IP地址从IP地址改写为移动站60的归属地址之后，卸载GW70发送IP分组。

另外，如图10B所示，在卸载GW70接收的卸载分组中，归属地址被指定为IP头中的目的地IP地址。卸载GW70将如图10B所示的卸载分组的目的地IP地址从归属地址改写为移动站60的IP地址。然后，通过将GTP-u头添加到卸载分组，卸载GW70合成并发送GTP-u分组(图9)。

图11A和11B示出了当虚拟用户设备4位于外国链接上(或从外部连接)时通过卸载网络50在卸载GW70和网络服务器41、42之间交换的每个示例性卸载分组。正位于外国链接上的虚拟用户设备表示例如当移动站60位于外部网络中时的情况以及归属地址的信息存在于目标卸载GW70(#C)、而非源卸载GW70(#A)中的状态。图11A和11B示出了在目标卸载GW70(#C)处发送和接收的卸载分组的示例。

在这些图中，图11A示出了通过卸载网络52从目标卸载GW70(#C)发送到网络服务器41、42的卸载分组格式的示例。图11B示出了通过卸载网络52从网络服务器41、42发送并在目标卸载GW70(#C)中接收的示例性卸载分组格式。

与GTP-u分组(图8)相比，在从目标卸载GW70(#C)发送的卸载分组的IP头中，转交地址被指定为源IP地址，而归属地址也被添加为归属地址选项，如图11A所示。

另外，与GTP-u分组(图9)相比，在目标卸载GW70(#C)接收的卸载分组的IP头中，转交地址被指定为目的地IP地址，而归属地址也被添加，如图11B所示。

目标卸载GW70(#C)从发送自基站11的GTP-u分组中提取IP分组，利用转交地址改写源IP地址，并且进一步地将包括添加的归属地址的IP分组发送到卸载网络52。

另外，当目标卸载GW70(#C)从卸载网络52接收卸载分组时，目标卸载GW70(#C)将目的地IP地址从转交地址改写为移动站60的IP地址，并在删除添加的归属地址等之后生成IP分组。然后，通过将GTP-u头等添加到生成的IP分组，目标卸载GW70(#C)生成GTP-u分组，以便使其加入来自S-GW22的GTP-u分组。

图12A和12B是示出绑定更新消息的每个示例性格式的图。当虚拟用户设备随着移动站60的移动而在卸载GW70之间移动(或归属地址被移动)时，绑定更新消息使得归属代理178和网站能够登记“虚拟用户设备存在于新链接上”。

在这些图中，图12A示出了从目标卸载GW70(#C)发送到归属代理178的绑定更新消息格式的示例。另外，图12B示出了从目标卸载GW70(#C)发送到网络服务器41、42的绑定更新消息格式的示例。

如图12A和12B所示，每个绑定更新消息包括归属地址和转交地址对。在两图中，转交地址被指定为IP头中的源IP地址。在待发送至归属代理178的绑定更新消息中，归属地址被指定为IP头中的目的地IP地址。另外，在待发送至网络服务器41、42的绑定更新消息中，网络服务器41、42的IP地址作为目的地IP地址而包括在IP头中。以上处理例如在归属代理178、虚拟终端处理单元175等中执行。

图13A和13B示出了当归属代理178在网络服务器41、42和虚拟用户设备(归属地址)之间中继卸载分组时的卸载分组的每个示例性格式。两个图表示当虚拟用户设备位于外国链接上时的示例。在这些图中，图13A示出了从归属代理178发送至虚拟用户设备的卸载分组格式的示例，而图13B则示出了从虚拟用户设备发送至归属代理178的卸载分组格式的示例。

在图13A所示的卸载分组的IP头中，网络服务器41、42的IP地址被指定为源IP地址，而归属地址则被指定为目的地IP地址。在图13B所示的卸载分组的IP头中，归属地址被指定为源IP地址，而网络服务器41、42的IP地址则被指定为目的地IP地址。以上卸载分组通过设置于归属代理178和虚拟用户设备之间的IP对IP隧道而被中继。例如，虚拟终端处理单元175和归属代理178执行诸如如图13A和13B所示的卸载分组的生成等的IP对IP隧道设置和处理。

<载体状态管理数据>

接下来，将描述载体状态管理数据176(图4)。图14A至14C是说明载体状态管理数据176的图。在该第二实施例中，利用载体用订户识别表176A和载体表176C管理载体状态管理数据176。

载体用订户识别表176A(载体用订户识别表176a、176b)是连续的表。在载体用订户识别表176b中，每个“oGW内用户设备标识符”包括与载体用订户识别表176a中的每个“oGW内用户设备标识符”相同的值，其被描述为指定：包括“oGW内用户设备标识符”的相同值的每行构成相同的记录。

这里，“oGW内用户设备标识符”例如存储用于唯一地识别在卸载GW70的移动站60的信息；“MME设备标识符”例如存储将MME内用户设备标识符授予移动站60的MME23的标识符；“eNB内用户设备标识符(S1AP）”例如存储由基站11授予的移动站60的标识符(eNB UES1AP ID)；“eNB内用户设备标识符(X2AP)”例如存储由基站11授予的移动站60的标识符(eNB UE X2AP ID)；以及“eNB设备标识符”例如存储将eNB内用户设备标识符(S1AP)和“eNB内用户设备标识符(X2AP)”授予移动站60的基站11的标识符。

此外，“T目标小区识别信息”例如存储由切换源基站11选择并由切换目标卸载GW70接收的切换目标小区识别信息；“T目标小区内用户设备识别信息”例如存储由切换目标基站11选择并由切换目标卸载GW70接收的切换目标小区中的移动站60的识别信息；而“目标ID”例如存储由切换源基站11选择并由切换源卸载GW70接收的、切换目标小区中的移动站60的识别信息。

此外，“S目标小区识别信息”例如存储由切换源基站选择并由切换源卸载GW70接收的切换目标小区识别信息；而“S目标小区内用户设备识别信息”例如存储由切换目标基站11选择并由切换源卸载GW70接收的、切换目标小区中的用户设备识别信息。

<载体表>

在图14C所示的载体表176B中，“oGW内用户设备标识符”存储用于唯一地识别在卸载GW70的移动站60的信息。关于相同的移动站60，载体表176B和载体用订户识别表176A中的每个“oGW内用户设备标识符”存储相同的标识符。“用户信道标识符”存储用于唯一地识别与移动站60中的信道标识符(E RAB ID)同步的、移动站60中的用户信道的信息。

“上行链路信道分配信息”例如存储待转发至S-GW22的、与用户信道标识符有关的上行链路分组的目的地信息。“下行链路信道分配信息”例如存储待转发至基站11的、与用户信道标识符有关的下行链路分组的目的地信息。

“卸载通信地址”基于每个虚拟用户设备存储例如发送和接收通过卸载网络50的分组的地址。以上地址也可用于例如卸载GW70中容纳的链接上的发送和接收。在图14C所示的示例中，归属地址或转交地址是与对应的移动站60的标识符存储在一起的。

<对应关系管理数据>

接下来，将描述对应关系管理数据179(图4)的示例性格式。图15是用于说明对应关系管理数据(图15中，描述了归属代理状态管理数据)179的图。对应关系管理数据179是利用归属代理状态管理表179A来管理的。

“归属地址”例如存储当移动站60设置用户信道(use channel)(载体)时、授予在对应的卸载GW70处的虚拟用户设备的卸载通信地址。归属地址例如是归属链接上的虚拟用户设备的地址。

“转交地址”例如存储随着移动站60的移动、在虚拟用户设备的移动目的地处的卸载通信地址(转交地址)。转交地址例如是外国链接上的虚拟用户设备的地址。

顺便提及，归属地址和转交地址之间的对应关系的登记通过利用来自虚拟用户设备的绑定更新消息而被报告给归属代理。

<消息>

接下来，将描述各个节点之间交换的主要消息的示例性数据格式。图16至27示出了消息的示例性数据格式。

图16示出了当移动站60启动时从MME23发送至基站11的初始上下文设置请求消息的示例性数据格式。另外，图17示出了作为初始上下文设置请求消息的响应消息的初始上下文设置响应消息的示例性数据格式。初始上下文设置响应消息是从基站11发送到MME23的。

图18示出了当在移动站60执行基于S1的切换时从移动站60发送到源MME23的切换要求消息的示例性数据格式。另外，图19示出了在基于S1的切换时从目标MME23发送到目标基站11的切换请求消息的示例性数据格式。

此外，图20示出了响应于切换请求消息而从目标基站11发送到目标MME23的切换请求确认消息的示例性数据格式。另外，图21示出了从源MME23发送到源基站(或服务基站)11的切换命令消息的示例性格式；而图22则示出了从源MME23发送到源基站11的用户设备上下文释放命令消息的示例性格式。

图23示出了在基于X2的切换时从源基站11经由目标卸载GW70(#C)发送到目标基站11的X2AP：切换请求消息的示例性数据格式；而图24则示出了作为X2AP：切换请求消息的响应消息的X2AP：切换请求确认消息的示例性数据格式。X2AP：切换请求确认消息是从目标基站11通过目标卸载GW70(#C)发送到源基站11的。此外，图25示出了X2AP：用户设备上下文释放消息的示例性格式。

图26示出了在基于X2的切换时从目标基站11发送到MME23的路径切换请求消息的示例性格式。另外，图27示出了作为对路径切换请求消息的响应的、从MME23发送到目标基站11的路径切换请求确认消息的示例性格式。

<处理流程>

接下来将给出关于卸载GW70中的处理流程的描述。图28A至图40示出了卸载GW70中的示例性处理流程。下文中按照图号顺序给出描述。顺便说一下，以下处理例如由CPU73(图3)来执行。

图28A、28B示出了当在分发点的卸载GW70接收从基站11转发到S-GW22的上行链路GTP-u分组(图8)时的示例性处理流程。以上上行链路GTP-u分组成为待发送至卸载网络50的卸载分组。

在开始处理时，CPU73提取其中存储在载体表176B(FIG.14C)中的上行链路信道分配信息与接收的分组中的TEID相匹配的载体表176B中的记录，并识别oGW内用户设备标识符和用户信道标识符(S1)。

接下来，CPU73判断是否存在任何记录(S2)。如果不存在记录(S2中的“否”)，则CPU73将接收的分组(上行链路GTP-u分组)中继至S-GW22(S16)，并完成图28A和28B中所示的处理。

另一方面，如果存在记录(S2中的“是”)，则CPU73从用户逐信道地址端口转换表177A3(图7C)中提取对应于oGW内用户设备标识符和用户信道标识符的、并且其TCP连接信息与接收的分组中的TCP连接信息(源IP地址(SA)和源端口号码(src port))相匹配的记录(S3)。

接下来，CPU73判断是否存在记录(S4)。如果存在记录(S4中的“是”)，则处理前进至S5，反之如果不存在记录(S4中的“否”)，则处理前进至S9。

在S5中，CPU73判断GTP-u用户数据是否为TCP断开请求（标志=fin）。CPU73例如基于“fin”是否作为TCP头的“标志”包括在接收的分组中来执行以上判断。如果判断它是断开请求（S5中的“断开请求”），则处理前进至S6，而如果判断它不是断开请求（S5中的“非断开请求”），则处理前进至S12。

在S6中，CPU73判断所提取的记录中的会话状态是否指示“等待上行链路断开确认”（S6）。如果会话状态指示等待上行链路断开确认（S6中的“等待上行链路断开确认”），则处理前进至S7，而如果会话状态指示非等待上行链路断开确认（S6中的“非等待上行链路断开确认”），则处理前进至S8。

在S7中，CPU73删除从用户逐信道地址端口转换表177A3中提取的记录（S3）。然后，处理前进至S12。

同时，在S8中，CPU73将“等待下行链路断开确认”设置到从用户逐信道地址端口转换表177A3中提取的记录中的会话状态中（S8）。

另外，在S9中，CPU73判断GTP-u用户数据是否为TCP连接请求（标志=syn）。CPU73例如基于“syn”是否作为TCP头的“标志”包括在接收的分组中来执行以上判断。如果GTP-u用户数据是TCP连接请求（S9中的“连接请求”），则处理前进至S10，而如果GTP-u用户数据是非TCP连接请求（S10中的“非TCP连接请求”），则处理前进至S16。

在S10中，CPU73捕获对应于用户信道的使用端口（use port），以将其获得作为虚拟用户设备端口信息。

接下来，CPU73将接收的分组中的TCP连接信息（SA，scr port）和虚拟用户设备端口信息添加到对应于用户逐信道地址端口转换表177A3（图7C）中的oGW内用户设备标识符和用户信道标识符的记录，来分别作为真实用户设备连接信息和虚拟用户设备连接信息（S11）。由此，在用户逐信道地址端口转换表177A3中，真实用户设备连接信息和虚拟用户设备连接信息例如被添加到对应于oGW内用户设备标识符和用户信道标识符的记录。

接下来，CPU73从接收的分组的GTP-u封装中提取GTP-u用户数据，以获得作为TCP/IP分组，并利用用户逐信道地址端口转换表177A3中的虚拟连接信息来改写TCP/IP分组中的发送端TCP信息（图29中的S12）。由此，例如，CPU73可以基于用户逐信道地址端口转换表177A3改变接收的分组的TCP头和IP头。例如，CPU73将接收的分组(图8)的TCP头中的“发送源端口号码”从对应于真实用户设备的端口号码改写为对应于虚拟用户设备(图10A)的端口号码。另外，例如，CPU73将接收的分组的IP头中的源IP地址从对应于真实用户设备的IP地址(或移动站60的IP地址)改写为对应于虚拟用户设备(图10A)的归属地址。

接下来，CPU73判断虚拟用户设备的位置是否在归属链接上(S13)。例如，CPU73根据用户逐信道归属地址登记表177A1(图7A)中的归属地址信息是否匹配于与归属地址的oGW内用户设备标识符和用户信道标识符对应的载体表176B(图14C)中的卸载通信地址来执行以上判断。如果以上两个地址相互匹配，则CPU73可以判断虚拟用户设备在归属链接上，反之如果这两个地址不匹配，则CPU73可以判断虚拟用户设备不在归属链接上。

当虚拟用户设备在归属链接上(S13中的“在归属链接内”)时，在不处理S14的情况下，CPU73将其中改变了源IP地址和发送源端口号码的TCP／IP分组完整无损地(intact)发送到卸载网络50(S15)。

另一方面，当虚拟用户设备未在归属链接上(S13中的“在归属链接外”)时，CPU73前进至S14。在S14中，基于TCP／IP分组中的SA，CPU73添加归属地址选项，并利用载体表176B中的卸载通信地址来改写SA。当虚拟用户设备未在归属链接上时的情况是将包括归属地址的信息从源卸载GW70(#A)发送到目标卸载GW70(#C)。在这样的情况下，目标卸载GW70(#C)将待发送到卸载网络50的分组的源IP地址从归属地址改写为转交地址，并进一步添加归属地址选项来包括归属地址。CPU73(在目标卸载GW70(#C)中)例如执行这样的改写和添加。

接下来，CUP73将把转交地址作为源IP地址来与归属地址选项中所添加的归属地址一起存储的TCP／IP分组(图11A)发送到卸载网络50(S15)。

CPU73然后完成处理序列。

图29示出了当在卸载锚定点的卸载GW70从卸载网络50接收转发到卸载锚定点的分组时的处理流程的示例。

在开始处理时，CPU73提取接收的分组(TCP／IP)中的目的地信息(dst信息)，来作为卸载GW70侧上的TCP连接信息(S21)。

接下来，CPU73判断虚拟用户设备的位置是否在归属链接上(S22)。例如，类似于图28B中所示的S13，CPU73基于用户逐信道归属地址登记表177A1中的归属地址是否匹配载体表176B中的卸载通信地址来执行以上判断。如果虚拟用户设备的位置在归属链接上(S22中的“在归属链接内”)，则处理前进至S24，反之如果虚拟用户设备的位置在归属链接外(S22中的“在归属链接外”)，则处理前进至S23。

在S23中，CPU73利用接收的分组的路由类型2来改写TCP连接信息的目的地IP地址(DA)。例如，目标卸载GW70(#C)的CPU73从卸载网络52接收TCP／IP分组(图11B)，并将IP头中的目的地IP地址从转交地址改写为包括在扩展头(路由类型2)中的归属地址。然后，处理前进至S24。

在S24中，CPU73提取其中虚拟用户设备连接信息与TCP连接信息相匹配的用户逐信道地址端口转换表177A3中的记录。例如，CPU73提取用户逐信道地址端口转换表177A3中的、包括与接收的TCP／IP分组的TCP头或IP头中的连接信息相匹配的用户设备虚拟连接信息的记录。

接下来，CPU73判断是否存在任何记录(S25)。如果不存在记录(S25中的“否”)，则完成图29所示的处理。另一方面，如果存在记录(S25中的“是”)，则处理前进至S26。

在S26中，CPU73判断接收的分组是否为TCP断开请求(标志=fin)。如果接收的分组被判断为不是断开请求分组(S26中的“非断开请求”)，则处理前进至S27，反之如果接收的分组被判断为是断开请求(S26中的“断开请求”)，则处理前进至S29。

在S27中，CPU73从GTP-u封装中提取GTP-u用户数据，并利用与TCP／IP分组的卸载GW端TCP连接信息对应的用户设备端TCP连接信息来改写TCP／IP分组的目的地(dst)中的TCP连接信息。此外，CPU73执行GTP-u封装以生成GTP-u分组。例如，CPU73通过利用移动站60的IP地址(或真实用户设备IP地址)改写包括在TCP／IP分组的IP头中的归属地址来生成GTP-u分组。

接下来，CPU73将生成的GTP-u分组发送到基站11(S28)。CPU73然后完成图29所示的处理。

同时，在S29中，CPU73判断从用户逐信道地址端口转换表177A3中提取的记录中的会话状态是否为“等待下行链路断开确认”。

如果会话状态指示“等待下行链路断开确认”(S29中的“等待下行链路断开确认”)，则CPU73删除从用户逐信道地址端口转换表177A3中提取的记录(S31)。处理然后前进至S27。

另一方面，如果会话状态并非“等待下行链路断开确认”(S29中的“非等待下行链路断开确认”)，则处理前进至S30。在S30中，CPU73将“等待上行链路断开确认”设置到用户逐信道地址端口转换表177A3中匹配的记录的会话状态中。然后，处理前进至S27。

图30示出了当初始上下文设置请求消息(MME23→基站11：FIG.16)被拦截时待被例如CPU73的S1AP拦截处理单元171执行的处理流程的示例。

在开始处理时，CPU73将初始上下文设置消息中的“MME UE S1APID”和“eNB UE S1AP ID”分别登记到载体用订户识别表176A(图14A、14B)中的“MME内用户设备标识符”和“eNB内用户设备标识符(S1AP）”中(S61)。

接下来，CPU73基于每个用户信道标识符(E RAB ID)将初始上下文设置消息中的上行链路信道分配信息登记到载体表176B(图14C)的上行链路分配信息中(S62)。

接下来，CPU73执行虚拟用户设备归属地址捕获处理(S63)。图30A示出了虚拟用户设备归属地址捕获处理的处理流程的示例。图30A所示的处理例如在CPU73的虚拟终端处理单元175中执行。

在开始处理时，CPU73重复关于每个卸载目标用户的用户信道标识符(E RAB ID)的以下处理(S63b至S63d)(S63a)。

CPU73捕获卸载通信地址(S63b)。例如，卸载GW70向DHCP服务器发布对归属地址的请求，并从DHCP服务器接收多个归属地址。然后，根据接收的归属地址，卸载GW70基于每个用户信道标识符以不与被分配给另外的用户信道标识符的归属地址重复的方式设置归属地址。这里，卸载GW70中的归属服务器76例如可以代替DHCP服务器来生成归属地址。

接下来，CPU73将卸载通信地址设置到与载体表176B(图14C)中的用户信道标识符(E RAB ID)对应的“卸载通信地址”中(S63c)。例如，CPU73将捕获的归属地址登记到载体表176B中的对应的“卸载通信地址”中。

接下来，CPU73将卸载通信地址设置到对应于oGW内用户设备标识符和用户信道标识符的、用户逐信道归属地址登记表177A1中的“归属地址信息”中(S63d)。CPU73然后完成图30A和30所示的处理。

图31示出了当初始上下文设置响应消息(基站11备MME23：图17)被拦截时的、待被例如CPU73的S1AP拦截处理单元171执行的处理流程的示例。

在开始处理时，CPU73以初始上下文设置响应消息中的“MME UES1AP ID”检索载体用订户识别表176A(图14A、14B)中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录(S71)。

接下来，CPU73基于每个用户信道标识符(E RAB ID)将初始上下文设置响应消息中的下行链路信道分配信息设置到载体表176B中的下行链路信道分配信息中(S72)。CPU73然后完成图31所示的处理。

图32示出了在执行基于S1的切换时当切换要求消息(从源基站11到源MME23：图18)被拦截时、待被CPU73的S1AP拦截处理单元171执行的处理流程的示例。图32所示的处理例如可以在基于S1的切换处由源卸载GW70(#A)来执行。

在开始处理时，CPU73以切换要求消息中的“MME UE S1AP ID”检索载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录(S81)。

接下来，CPU73将切换要求消息的“源到目标透明容器”中的“目标ID”和小区识别信息分别设置到载体表176B中的对应记录的“目标ID”和“S目标小区识别信息”中(S82)。CPU73然后完成图32所示的处理。

图33示出了在执行基于S1的切换时当切换请求消息(目标MME23→目标基站11：图19)被拦截时、待被CPU73的S1AP拦截处理单元171执行的处理流程的示例。图33所示的处理例如可以在基于S1的切换处由目标卸载GW70(#C)执行。

在开始处理时，CPU73将切换请求消息的“源到目标透明容器”中的“MME UE S1AP ID”和小区识别信息登记到载体用订户识别表176A中的“MME内用户设备标识符”和“S目标小区识别信息”中(S83)。

接下来，CPU73基于每个用户信道标识符(E-RAB ID)将切换请求消息中的上行链路信道分配信息登记到载体表176B中(S84)。

接下来，CPU73执行卸载通信地址捕获处理(S85)。图33示出了例如由CPU73的虚拟终端处理单元175执行的卸载通信地址捕获处理的处理流程的示例。

在开始处理时，CPU73对于卸载目标用户的用户信道标识符(E-RAB ID)重复以下处理(S85b和S85c)(S85a)。

接下来，CPU73捕获卸载通信地址(S85b)。例如，CPU73将对转交地址的请求发送到DHCP服务器、归属服务器76等，并接收多个转交地址候选。CPU73然后以不与用于另一用户信道标识符的转交地址重复的方式来选择转交地址。本处理中的卸载通信地址例如是转交地址。

接下来，CPU73将卸载通信地址设置到与载体表176B中的用户信道标识符(E-RAB ID)相对应的“卸载通信地址”中(S85c)。例如，CPU73将所选择的转交地址登记到载体表176B中的对应的“卸载通信地址”中。CPU73然后完成图33A、33B所示的处理。

图34示出了在执行基于S1的切换时当切换请求确认消息(目标基站11→目标MME23：图20)被拦截时、待被CPU73的S1AP拦截处理单元171执行的处理流程的示例。图34所示的处理例如可以在基于S1的切换处由目标卸载GW70(#C)来执行。

在开始处理时，CPU73以切换请求确认消息中的“MME UE S1APID”检索载体用订户识别表176A(图14A、14B)中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录(S86)。

接下来，CPU73将切换请求确认消息的“目标到源透明容器”中的“eNB UE S1AP ID”和小区内用户设备识别信息确定为载体用订户识别表176A的eNB UE S1AP标识符和T目标小区内用户设备识别信息，以存入所识别的记录中(S87)。

接下来，CPU73基于每个用户信道标识符(E-RAB ID)将切换请求确认消息中的“下行链路信道分配信息”设置到载体表176B中的“下行链路信道分配信息”中(S88)。CPU73然后完成图34所示的处理。

图35示出了在执行基于S1的切换处当切换命令消息(源MME23→源基站11：图21)被拦截时、待由CPU73的S1AP拦截处理单元171所执行的处理流程的示例。图35所示的处理例如可以在基于S1的切换处由源卸载GW70(#A)执行。

在开始处理时，CPU73以切换命令消息中的“MME UE S1AP ID”检索载体用订户识别表176A(图14A、14B)中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录以及识别oGW内用户设备标识符(S91)。

接下来，CPU73将切换命令消息中的“目标到源透明容器”中的小区内用户设备识别信息设置到载体用订户识别表176A的“S目标小区内用户设备识别信息”中(S92)。

接下来，CPU73识别其中源卸载GW70(#A)的载体用订户识别表176A中的“目标ID”、“S目标小区识别信息”和“S目标小区内用户设备识别信息”分别匹配目标卸载GW70(#C)的载体用订户识别表176A中的“eNB设备标识符”、“T目标小区识别信息”和“T目标小区内用户设备识别信息”的记录(S94)。

接下来，CPU73添加与用户逐信道归属地址登记表177A1(FIG.7A)、用户逐信道通信目的地登记表177A2(FIG.7B)和用户逐信道地址端口转换表177A3(FIG.7C)中的oGW内用户设备标识符对应的每个记录，来作为与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道归属地址登记表177A1、用户逐信道通信目的地登记表177A2和用户逐信道地址端口转换表177A3中的oGW内用户设备标识符对应的每个记录(S95)。

接下来，CPU73执行绑定更新处理(S96)。图35A示出了绑定更新处理的处理流程的示例。该处理例如可以由CPU73的归属代理178来执行。

在开始处理时，CPU73对目标卸载GW70(#C)的用户逐信道归属地址登记表177A1(图7A)中的全部记录重复以下处理(S96b到S96d)。

接下来，根据目标卸载GW70(#C)的载体表176B(图14C)，CPU73将对应于用户信道标识符的卸载通信地址(例如，转交地址)提取到移动站60(S96b)。

接下来，CPU73将绑定更新消息(图12B)从目标卸载GW70(#C)发送到源卸载GW70(#A)的归属地址(S96c)。

接下来，CPU73将绑定更新消息(图12B)从目标卸载GW70(#C)发送到对应于用户信道的全部通信目的地。

由此，例如，目标卸载GW70(#C)将归属地址和对应于归属地址的转交地址发送到源卸载GW70(#A)和网络服务器41、42。CPU73然后完成图35A和35所示的处理。

图36示出了当用户设备上下文释放命令消息(源MME23→源基站11：图22)被拦截时、在基于S1的切换处由CPU73的S1AP拦截处理单元171所执行的处理流程的示例。图36所示的处理例如可以在执行基于S1的切换处由源卸载GW70(#A)执行。

在开始处理时，CPU73以用户设备上下文释放命令消息中的“MMEUE S1AP ID”检索载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录和oGW内用户设备标识符(S101)。

接下来，CPU73删除与卸载条件应用状态表177A(图7A到7C)中的oGW内用户设备标识符对应的记录(S102)。

接下来，CPU73删除与载体用订户识别表176A和载体表176B(图14C)中的oGW内用户设备标识符对应的每个记录(S103)。CPU73然后完成图36所示的处理。

图37示出了当X2AP：切换请求消息(源基站11→目标基站11：图23)被拦截时、在基于X2的切换处由CPU73的X2AP拦截处理单元171所执行的处理流程的示例。图37所示的处理例如可以由源卸载GW70(#A)和目标卸载GW70(#C)来执行。

在开始处理时，CPU73判断切换请求消息的发送源基站11是否为容纳在自卸载GW70中的基站11(S111)。如果基站11容纳于自卸载GW70中(S111中的“容纳于自己的oGW中”)，则处理前进至S120。另一方面，如果基站11未容纳于自卸载GW70中(S111中的“容纳于另外的oGW中”)，则处理前进至S112。

在S112中，CPU73捕获oGW内用户设备标识符。

接下来，CPU73将切换请求消息中的“MME UE S1AP ID”关联于oGW内用户设备标识符，以登记到载体用订户识别表176A(图14A、14B)的“MME内用户设备标识符”中(S113)。

接下来，CPU73将切换请求消息中的“上行链路信道分配信息”关联于oGW内用户设备标识符，以基于每个用户信道标识符(E-RAB ID)登记到载体表176B的上行链路信道分配信息中(S114)。

接下来，CPU73执行处理(图30A)来捕获卸载通信地址(S115)。由此，例如，目标卸载GW70(#C)可以生成转交地址。顺便说一下，当卸载GW70(当执行基于X2的切换时为源卸载GW70(#A))在基于X2的切换的执行前接收初始上下文设置请求消息时，生成归属地址(图30、30A）。

接下来，CPU73识别容纳发送源基站11的源卸载GW70(#A)(S116)。

接下来，CPU73识别其中载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符与源卸载GW70(#A)的载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符相匹配的记录，。由此，CPU73识别源卸载GW70(#A)的oGW内用户设备标识符(S117)。

接下来，CPU73添加与源卸载GW70(#A)的用户逐信道归属地址登记表177A1(图7A)、用户逐信道通信目的地登记表177A2(图7B)和用户逐信道地址端口转换表177A3(图7C)中的oGW内用户设备标识符相对应的每个记录，来作为与目标卸载GW70(#C)的表(用户逐信道归属地址登记表177A1、用户逐信道通信目的地登记表177A2和用户逐信道地址端口转换表177A3)中的oGW内用户设备标识符对应的每个记录(S118)。

接下来，CPU73执行绑定更新处理(图35A)(S119)。由此，例如，目标卸载GW70(#C)可以将归属地址和对应于归属地址的转交地址通过卸载网络52发送到网络服务器41、42。另外，目标卸载GW70(#C)例如可以将归属地址和对应于归属地址的转交地址发送到源卸载GW70(#A)。

然后，CPU73完成图37所示的处理。

同时，在S120中，CPU73以切换请求消息中的“MME UE S1AP ID”检索载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录。

接下来，CPU73将切换请求消息中包括的“旧eNB UE X2AP ID”记录到载体用订户识别表176A中的“eNB内用户设备标识符(X2AP)”中(S121)。CPU73然后完成图37所示的处理。

图38示出了在执行基于X2的切换处当路径切换请求消息(目标基站11→MME23：图26)被拦截时、待由CPU73的X2AP拦截处理单元172所执行的处理流程的示例。图38所示的处理例如可以由执行基于X2的切换的目标卸载GW70(#C)执行。

在开始处理时，CPU73以路径切换请求消息中的“MME UE S1APID”检索载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录(S131)。

接下来，CPU73基于每个用户信道标识符(E RAB ID)将路径切换请求消息中的“下行链路信道分配信息”设置到载体表176B中的下行链路信道分配信息中(S132)。CPU73然后完成图38所示的处理。

图39示出了在执行基于X2的切换处当路径切换请求确认消息(MME23→目标基站11：图27)被拦截时、待由CPU73的X2AP拦截处理单元172所执行的处理流程的示例。图39所示的处理例如可以由执行基于X2的切换的目标卸载GW70(#C)来执行。

在开始处理时，CPU73以路径切换请求确认消息中的“MME UES1AP ID”检索载体用订户识别表176A中的MME内用户设备标识符，以识别对应的记录(S135)。

接下来，CPU73基于每个用户信道标识符(E RAB ID)将路径切换请求确认消息中的“上行链路信道分配信息”设置到载体表176B中的上行链路信道分配信息中(S136)。CPU73然后完成图39所示的处理。

图40示出了在执行基于X2的切换时当X2AP：用户设备上下文释放消息(目标基站11→源基站11：图25)被拦截时、待由CPU73的X2AP拦截处理单元172所执行的处理流程的示例。

在开始处理时，CPU73判断用户设备上下文释放消息的发送源基站11是否为容纳于自卸载GW70中的基站(S121)。如果发送源基站11容纳于卸载GW70中(S121中的“容纳于自身的oGW中”)，则完成图40所示的处理。另一方面，如果发送源基站11未容纳于卸载GW70中(S121中的“容纳于另外的GW70中”)，则处理前进至S122。

在S122中，CPU73以用户设备上下文释放消息中的“E旧eNB UEX2AP ID”检索载体用订户识别表176A中的eNB内用户设备标识符，以识别对应的记录以及识别oGW内用户设备标识符。

接下来，CPU73删除与卸载条件应用状态表177A中的oGW内用户设备标识符对应的记录(S123)。

接下来，CPU73删除与载体用订户识别表176A和载体表176B中的oGW内用户设备标识符对应的每个记录(S124)。CPU73然后完成图40所示的处理。

<oGW容纳表>

图65示出了容纳每个基站11的卸载GW信息(或eNB容纳表)的示例性配置，其中卸载GW70存储于存储单元74中。CPU73可以通过参考图65所示的eNB容纳表来检索容纳基站11的卸载GW70。eNB容纳表例如用于在切换移动站60时识别用作卸载GW70之中的分发点的卸载GW70。

<操作示例>

在下文中，将参照图6A至图6C和图41至图64来描述根据第二实施例的操作示例。

<操作示例1：生成TCP连接>

首先，将描述从移动站60的启动到待被卸载的TCP通信的卸载的操作。图6A为示出了操作示例的序列图。

[操作1-1]

在图6A所示的序列图中，当启动移动站60时，移动站60执行与基站11的连接程序。即，移动站60将连接请求消息(附接请求消息)发送至基站11(图6A中的<1>)。通过基站11(eNB#1)将该附接请求消息发送至MME23(MME#1)。

在接收到附接请求消息时，MME23将创建会话请求消息发送至S-GW22(SGW#1)(图6A中的<2>)。

接下来，MME23从S-GW22(图6A中的<3>)接收创建会话响应消息。

[操作1-2]

在接收到创建会话响应消息时，MME23生成初始上下文设置消息(图16)以发送至基站11(图6A中的<4>)。

卸载GW70拦截发送至基站11的初始上下文设置消息(图6A中的<5>)。这里，卸载GW70执行如图30和图30A所描述的处理。通过图30中所描述的处理，oGW内用户设备标识符(8000)、MME内用户设备标识符(MME#1UE S1AP ID#x)、MME设备标识符(MME#1)和eNB内用户设备标识符(eNB UE S1AP ID#x)被登记到载体用用户识别表176A和载体表176B(指的是图41中所示的表176A和176B)中。此外，eNB设备标识符(eNB#1)、用户信道标识符(1、2)、上行链路信道分配信息(TEID#SGW-u1、SGW#1、TEID#SGW-u2、SGW#2)和卸载通信地址((卸载的非应用)、UE#x-归属地址)被登记到以上的表176A和176B中。

此外，通过图30A中所示的处理，生成归属地址作为卸载通信地址。

[操作1-3]

通过卸载GW70中的CPU73将用户逐信道归属地址登记表177A1的存储内容设置成图42A中所示的状态。即，登记用户逐信道归属地址登记表177A1中的oGW内用户设备标识符(8000)、用户信道标识符(2)和归属地址信息(UE#x-归属-地址)。

[操作1-4]

返回参照图6A，基站11在接收到初始上下文设置请求消息时发送初始上下文设置响应消息(图17)(图6A中的<6>)。

卸载GW70拦截发送至MME23的初始上下文设置请求消息(图6A中的<7>)。此时，卸载GW70执行如图31所示的处理。

据此，将下行链路信道分配信息(eNB-TEID#1、eNB#1、eNB-TEID#2、eNB#1)登记到载体表176B(指的是图41)中。

[操作1-5]

返回参照图6A，接下来，当移动站60开始与站点连接(图6A中的<8>)时，基站11发送GTP-u分组(图8)至S-GW22(图6A中的<9>)。卸载GW70接收以上GTP-u分组，并执行如图28A、28B所示的处理(图6A中的<10>)。此时，CPU73执行处理S1至S4、S9至S14和S15。据此，卸载GW70通过卸载网络50发送卸载分组(图10A)至网络服务器41、42(图28B中的S15和图6A中的<11>)。

[操作1-6]

通过图28B中所示的处理S15，卸载GW70将对应于oGW内用户设备标识符和用户信道标识符的通信目的地网络服务器41、42的IP地址登记到用户逐信道通信目的地登记表177A2(指的是图42B)中。

[操作1-7]

而且，通过图28A中所示的包括S11的处理，卸载GW70将各自对应于oGW内用户设备标识符和用户信道标识符的实时用户设备连接信息、会话状态和虚拟用户设备连接信息登记到用户逐信道地址端口转换表177A3(指的是图42C)中。

[操作1-8]

返回参照图6A，当卸载分组（TCP/IP分组）通过卸载网络50到达网络服务器41、42时，来自网络服务器41、42的下行链路卸载分组（图10B）通过卸载网络50到达卸载GW70（图6A中的<12>）。在接收到卸载分组时，卸载GW70执行如图29所示的处理（S21-S22、S24-S28）。

[操作1-9]

返回参照图6A，接下来，卸载GW70发送下行链路GTP-u分组（图9）至基站11（图6A中的<14>）。据此，例如，如图44所示建立了通过卸载网络50的TCP通信。

图43示出了生成TCP连接之后归属代理状态管理表179A的示例性配置。当在生成TCP连接之后在移动站60上不执行切换时，不生成转交地址。因此，归属服务器76（或卸载GW70）不向归属代理状态管理表179A中登记信息以产生如图43所示的状态。

[操作1-10]

图6A中的上述<9>至<14>描述了相对于连接请求的数据序列的示例。接下来，将描述发送除连接请求之外的用户数据时的情况。首先，例如，以以下方式发送从移动站60指定到网络服务器41、42的上行链路数据。

即，在接收到从移动站60发送的上行链路数据（图6A中的<15>）时，基站11发送GTP-u分组（图8）至S-GW22（图6A中的<16>）。在接收到GTP-u分组时，卸载GW70执行如图28A和28B所示的处理以通过卸载网络50发送卸载分组（图10A）至网络服务器41、42（图6A中的<18>）。

[操作1-11]

接下来，将描述从网络服务器41、42指定到移动站60的下行链路数据。例如以以下方式来发送下行链路数据。

即，卸载GW70通过卸载网络50接收卸载分组（图10B）。卸载GW70然后执行图29中所示的处理以发送GTP-u分组（图9）至基站11（图图6A中的<21>）。基站11将下行链路数据发送至移动站60（图6A中的<22>）。

<操作示例2：在基于S1的切换时保持TCP连接>

接下来，将描述其中伴随移动站60的移动将移动站60从切换源基站(在后文中其可以被称为“源基站”)11(11A)切换到基站(在后文中其可以称为“目标基站”)11(11C)同时保持移动站60的TCP通信的操作示例。图6B为示出了以上操作示例的序列图。在后文中，将参照图6B给出该描述。

[操作2-1]

随着移动站(UE)60移动，当源基站(源eNB)11(11A)开始基于S1的切换时，源基站11(11A)发送切换要求消息(图18)至源MME23(#1)(图6B中的<1>)。

作为切换源的源卸载GW70(#A)拦截切换要求消息以执行如图32所示的处理(S81、S82)(图6B中的<2>)。

[操作2-2]

图45A至图45F为示出了在基于S1的切换时切换卸载条件应用状态的示例的图。通过图32中所示的处理，切换要求消息中的切换目标基站11(11C)的标识符即“目标ID=eNB#2”和切换目标小区识别信息“S-目标小区识别信息=小区D#x”被登记到源卸载GW70(#A)的载体表176B中并被标识。

[操作2-3]

返回参照图6B，接下来，源MME23(#1)将前向重定位请求消息发送至切换目标MME23(#2)(图6B中的<3>)。

接下来，目标MME23(#2)发送切换请求消息(图19)至目标基站11(11C)(图6B中的<4>)。

切换目标的目标卸载GW70(目标oGW)(#C)拦截切换请求消息以执行如图33、33A所示的处理(图6B中的<5>)。

[操作2-4]

通过拦截切换请求消息，如图45A至45F所示，目标卸载GW70(#C)将oGW内用户设备标识符、MME设备标识符、eNB设备标识符、用户信道标识符、上行链路信道分配信息和卸载通信地址(转交地址)登记到载体用用户识别表176A’中以使其固定。

[操作2-5]

返回参照图6B，在接收到切换请求消息时，目标基站11(11C)发送切换请求确认消息(图20)至目标MME23(#2)(图6B中的<6>)。

目标卸载GW70(#C)拦截切换请求确认消息以执行如图34所示的处理(图6B中的<7>)。

[操作2-6]

通过图34中的处理，目标卸载GW70(#C)将下行链路信道分配信息登记到载体表176B’中以使得固定，如图45A至45F所示。

[操作2-7]

返回参照图6B，在接收到切换请求确认消息时，目标MME23(#2)将前向重定位响应消息发送至源MME23(#1)(图6B中的<8>)。

接下来，源MME23(#1)发送切换命令消息(图21)至源基站11(11A)(图6B中的<9>)。

源卸载GW70(#A)拦截切换命令消息以执行如图35、35A所示的处理(图6B中的<10>)。

[操作2-8]

通过执行图35、35A中所示的处理，源卸载GW70(#A)将S目标小区内用户设备识别信息登记到源卸载GW70(#A)的载体用用户识别表176A中以使其固定。

据此，源卸载GW70(#A)的载体用用户识别表176A中的目标ID、S目标小区识别信息和S目标小区内用户设备识别信息与目标卸载GW70(#C)的载体用用户识别表176A中的eNB设备标识符、T目标小区识别信息和T目标小区内用户设备识别信息匹配。从而，保持在源卸载GW70(#A)中的移动站60的oGW中用户设备标识符(8000)能够与保持在目标卸载GW70(#C)中的oGW内用户设备标识符(8102)相关联(图35中的S94)。

[操作2-9]

然后，通过图35中所示的处理S95，源卸载GW70(#A)将与源卸载GW70(#A)中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的归属地址信息等发送至目标卸载GW70(#C)(图6B中的<x>)。然后目标卸载GW70(#C)将接收到的归属地址信息等复制到与每个表中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的每个项中。

即，如图46A和46B所示，与被登记在源卸载GW70(#A)的用户逐信道归属地址登记表177A1中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的用户信道标识符和归属地址信息分别被复制到与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道归属地址登记表177A1’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的用户信道标识符和归属地址信息中。

而且，与被登记在源卸载GW70(#A)的用户逐信道通信目的地登记表177A2中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的用户信道标识符和通信目的地信息分别被复制到与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道归属地址登记表177A1’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的用户信道标识符和通信目的地信息中。

此外，与被登记在源卸载GW70(#A)的用户逐信道地址端口转换表177A3中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的用户信道标识符、实时的用户设备连接信息、会话状态和虚拟用户设备连接信息分别被复制到与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道地址端口转换表177A3’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的用户信道标识符、实时的用户设备连接信息、会话状态和虚拟用户设备连接信息中。

[操作2-10]

目标卸载GW70(#C)开始了解到针对待被卸载的流量中的每个流量的归属地址信息，并将绑定更新消息发送至源卸载GW70(#A)的管理归属地址的归属代理178，并发送至通信目的地的网络服务器41、42(图6B中的<Y>和<Z>)。

分别地，图47A示出了保持在源卸载GW70(#A)中的归属代理状态管理表179A的示例，并且图47B示出了保持在目标卸载GW70(#C)中的归属代理状态管理表179A的示例。

源卸载GW70(#A)的归属代理178通过将其上现存有虚拟用户设备的链路(目标卸载GW70(#C)侧的链路)上的通信地址(转交地址)与虚拟用户设备的归属地址相关联来将以上通信地址存储在归属代理状态管理表179A中。通过该绑定更新消息，网络服务器41、42还能够了解虚拟用户设备的移动目的地。

[操作2-11]

据此，如图48所示，在伴随移动站60的移动的基于S1的切换过程中，路线被变化为移动站60→目标基站11(11C)→目标卸载GW70(#C)→卸载网络52→网络服务器41、42，同时保持TCP连接完整无损。

顺便说一下，如图47A所示，源卸载GW70(#A)将一组归属地址和转交地址保持在归属代理状态管理表179A中。据此，源卸载GW70(#A)通过在归属代理178与虚拟用户设备之间建立的IP对IP隧道(图13A)来发送指定到归属地址的卸载流量(图10B)至目标卸载GW70(#C)。通过后续描述的处理，将绑定更新消息发送至网络服务器41、42。然而，网络服务器41、42在接收到以上消息之前不了解虚拟用户设备的转交地址。因此，会出现网络服务器41、42可发送下行链路数据至归属地址的情况。源卸载GW70(#A)能够使用归属代理状态管理表179A来通过IP对IP隧道将指定到归属地址的下行链路数据发送至目标卸载GW70(#C)。

在图6B中，在完成针对切换请求消息的处理时，目标基站11(11C)将切换通知消息即完成消息发送至目标MME23(#2)。据此，下行链路数据的目的地基站11从源基站11(11A)被改变到目标基站11(11C)。

[操作2-12]

在将绑定更新消息发送至归属代理178和网络服务器41、42之后，以以下方式发送从移动站60发送的上行链路数据(图6B中的<11>)。

即，在接收到来自移动站60的数据时，目标基站11(11C)发送GTP-u分组(图8)至目标S-GW22(#2)(图6B中的<12>)。

在接收到GTP-u分组时，处于分发点的目标卸载GW70(#C)执行如图28A、28B所示的处理，使得通过卸载网络52发送卸载分组(TCP／IP分组：图11A)至网络服务器41、42(图6B中的<13>)。

[操作2-13]

接下来，以以下方式发送从网络服务器41、42通过卸载网络52指定到移动站60的下行链路数据。

即，网络服务器41、42发送卸载分组(图11B)至转交地址(图6B中的<15>)。

在接收到卸载分组时，目标卸载GW70(#C)执行如图29所示的处理以发送GTP-u分组(图9)至目标基站11(11C)(图6B中的<17>)。

接下来，目标基站11(11C)发送下行链路数据至移动站60(图6B中的<18>)。

[操作2-14]

为了释放被固定用于移动站60的资源，源MME23(#1)发送用户设备上下文释放命令消息(图22)至源基站11(11A)(图6B中的<20>)。

源卸载GW70(#A)拦截用户设备上下文释放命令消息以执行如图36所示的处理。

[操作2-15]

通过图36中所示的处理S101至S103，源卸载GW70(#A)删除与源卸载GW70(#A)中的oGW内用户设备标识符对应的记录，如图49A至49F和图50A和50B所示。

更具体地，源卸载GW70(#A)删除源卸载GW70(#A)的载体用用户识别表176A、载体表176B、用户逐信道归属地址登记表177A1、用户逐信道通信目的地登记表177A2和用户逐信道地址端口转换表177A3中的每个记录。然后，源卸载GW70(#A)释放源卸载GW70(#A)中的相关资源。顺便提及，图51A和51B分别示出了归属代理状态管理表179A、179A在切换被完成之后的示例。

据此，如图52所示，例如，执行基于S1的切换同时保持移动站60处的TCP连接完整无损。

<操作示例3：在基于X2的切换时保持TCP连接>

接下来，描述伴随移动站60的移动从源基站11(11A)切换到目标基站11(11C)同时保持移动站60的TCP通信的操作。图6C为示出了这样的操作示例的序列图。在后文中，将参照图6C来给出该描述。

[操作3-1]

随着移动站(UE)60移动，当源基站(源eNB)11(11A)开始基于X2的切换时，源基站11(11A)发送X2AP：切换请求消息(图23)至目标基站(目标eNB)11(11C)(图6B中的<1>)。

(图6C中的<1>)。

源卸载GW70(#A)拦截X2AP：切换请求消息以执行如图37所示的处理(S111、S120、S121)(图6C中的<2>)。

[操作3-2]

通过图37中所示的处理，源卸载GW70(#A)识别载体用用户识别表176A中的eNB内用户设备标识符(X2AP)(指的是图53A至53F)。

[操作3-3]

接下来，目标卸载GW(oGW)70(#B)拦截X2AP：切换请求消息以执行如图37(S11-S119)所示的处理、图33和图33A所示的处理(图6C中的<3>)。

[操作3-4]

通过图37(S117)中所示的处理，在目标卸载GW70(#C)中固定oGW内用户设备标识符、MME内用户设备标识符、MME设备标识符、eNB设备标识符、用户信道标识符、上行链路信道分配信息和卸载通信地址(转交地址)，如图53A至53F所示。

[操作3-5]

而且，通过图37中所示的处理(S117)，固定目标卸载GW70(#C)的载体用用户识别表176A中的MME内用户设备标识符。据此，源卸载GW70(#A)的载体用用户识别表176A中的MME内用户设备标识符与目标卸载GW70(#C)的载体用用户识别表176A中的MME内用户设备标识符匹配。从而，源卸载GW70(#A)中的移动站60的oGW内用户设备标识符(8000)能够与目标卸载GW70(#C)中的移动站60的oGW内用户设备标识符(8102)相关联。

[操作3-6]

然后，通过图37中所示的处理S118，源卸载GW70(#A)将与源卸载GW70(#A)中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的归属地址信息等发送至目标卸载GW70(#C)(图6C中的<X’>)。然后，目标卸载GW70(#C)将接收到的归属地址信息等复制到与oGW内用户设备标识符(8102)对应的每个表项目中。

即，如图54A和54B所示，与被登记在源卸载GW70(#A)的用户逐信道归属地址登记表177A1中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的用户信道标识符和归属地址信息分别被复制到与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道归属地址登记表177A1’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的用户信道标识符和归属地址信息中。

而且，与被登记在源卸载GW70(#A)的用户逐信道通信目的地登记表177A2中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的用户信道标识符和通信目的地信息分别被复制到与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道归属地址登记表177A1’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的用户信道标识符和通信目的地信息中。

此外，与被登记在源卸载GW70(#A)的用户逐信道地址端口转换表177A3中的oGW内用户设备标识符(8000)对应的用户信道标识符、实时的用户设备连接信息、会话状态和虚拟用户设备连接信息分别被复制到与目标卸载GW70(#C)的用户逐信道地址端口转换表177A3’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的用户信道标识符、实时的用户设备连接信息、会话状态和虚拟用户设备连接信息中。

[操作3-7]

此外，通过图37中所示的处理S119(图35A)，目标卸载GW70(#C)开始了解到针对待被卸载的流量中的每个流量的归属地址信息。目标卸载GW70(#C)将绑定更新消息发送至源卸载GW70(#A)的管理归属地址的归属代理178，并发送至通信目的地网络服务器41、42(图6C中的<Y’>和<Z’>)。

分别地，图55A示出了源卸载GW70(#A)中的归属代理状态管理表179A的示例，并且图55B示出了目标卸载GW70(#C)中的归属代理状态管理表179A的示例。

源卸载GW70(#A)的归属代理178通过将其上现存有虚拟用户设备的链路(目标卸载GW70(#C)侧的链路)上的通信地址(转交地址)与虚拟用户设备的归属地址相关联来将该通信地址存储在归属代理状态管理表179A中。通过该绑定更新消息，通信目的地网络服务器41、42还能够了解虚拟用户设备的移动目的地。

[操作3-8]

之后，目标基站11(11C)发送X2AP：切换请求确认消息。此消息通过目标卸载GW70(#C)和源卸载GW70(#A)到达源基站11(11A)(图6C中的<4>)。

之后，来自卸载网络50和P-GW21的下行链路数据通过源基站11(11A)、源卸载GW70(#A)、目标卸载GW70(#C)和目标基站11(11C)到达移动站60(图6C中的<5>)。

而且，来自移动站60的上行链路数据通过目标基站11(11C)和目标卸载GW70(#C)到达卸载网络50或P-GW21(图6C中的<6>)。

[操作3-9]

接下来，目标卸载GW70(#C)朝向MME23发送路径变换请求消息(图26)(图6C中的<7>)。

目标卸载GW70(#C)拦截路径变换请求消息以执行如图38所示的处理(图6C中的<8>)。

[操作3-10]

接下来，MME23响应于路径变换请求消息来发送路径变换请求确认消息(图27)(图6C中的<9>)。

目标卸载GW70(#C)拦截路径变换请求确认消息以执行如图39所示的处理(S135和S136)。

[操作3-11]

通过图39中所示的处理，与目标卸载GW70(#C)的载体表176B’中的oGW内用户设备标识符(8102)对应的“上行链路信道分配信息”从“SGW#1”被改变到“SGW#2”。

据此，如图56所示，在伴随移动站60的移动的基于X2的切换过程中，路线被变化为移动站60→目标基站11(11C)→目标卸载GW70(#C)→网络服务器41、42，同时保持TCP连接完整无损。

[操作3-12]

在将该绑定更新消息发送至网络服务器41、42并且改变了路线之后，以以下方式来发送从移动站60指定到网络服务器41、42的上行链路数据。

即，当基站11从移动站60接收到上行链路数据时，基站11朝向目标S-GW22(#2)发送GTP-u分组(图8)(图6C中的<10>、图6C中的<11>)。

在接收到GTP-u分组时，处于分发点的卸载GW70(#B)执行如图28A和28B所示的处理，以通过卸载网络50发送卸载分组(图11A)至网络服务器41、42(图6C中的<12>)。

[操作3-13]

接下来，以以下方式发送从网络服务器41、42指定到移动站60的下行链路数据。

即，网络服务器41、42发送卸载分组(图11B)至转交地址(图6C中的<13>)。

在接收到卸载分组时，卸载GW70(#B)执行如图29所示的处理以发送GTP-u分组(图9)至目标基站11(11C)(图6C中的<14>)。在接收到GTP-u分组时，基站11(11C)将下行链路数据发送至移动站60(图6C中的<15>)。

[操作3-14]

接下来，虽然图6C中未示出，但是目标基站11(11C)发送X2AP：用户设备上下文释放消息(图25)至源基站11(11A)。

接下来，源卸载GW70(#A)拦截X2AP：用户设备上下文释放消息以执行图40中所示的处理(S121-S124)。

[操作3-15]

据此，如图49A至49F和图50A和50B所示，从源卸载GW70(#A)的载体用用户识别表176A和载体表176B中删除与oGW内用户设备标识符(8000)对应的每个记录。而且，从用户逐信道归属地址登记表177A1、用户逐信道通信目的地登记表177A2和用户逐信道地址端口转换表177A3中删除与oGW内用户设备标识符(8000)对应的每个记录。释放源卸载GW70(#A)中的相关资源。

因而，保持TCP连接的通信，如图52所示。

<操作示例4：在切换之后生成新的TCP连接>

接下来，在移动站60保持TCP连接的同时，将参照图57A至图60等描述在切换之后生成新的TCP连接。

[操作4-1]

当移动站60开始与网站建立新的连接时，从目标基站11(11C)朝向目标S-GW22(#2)发送GTP-u分组(图8)。

在接收到GTP-u分组时，卸载GW70(#B)执行如图28所示的处理。卸载GW70(#B)通过卸载网络52发送卸载分组(图11A)至网络服务器41、42。

[操作4-2]

这时，卸载GW70(#B)将与oGW内用户设备标识符和用户信道标识符对应的新的TCP连接信息存储到载体用用户识别表176A’(指的是图57A至57F)中。

[操作4-3]

此外，卸载GW70(#B)将网络服务器41、42的地址添加到用户逐信道通信目的地登记表177A2’(指的是图58A和58B)中。此外，目标卸载GW70(#C)将实时的用户设备连接信息、会话状态和虚拟用户设备连接信息存储到用户逐信道地址端口转换表177A3’(指的是58A和58B)中。

[操作4-4]

接下来，当卸载分组通过卸载网络52到达网络服务器41、42时，从网络服务器41、42发送的卸载分组(图11B)通过卸载网络52到达卸载GW70(#B)。在接收到卸载分组时，卸载GW70(#B)执行如图29所示的处理。

[操作4-5]

接下来，卸载GW70(#B)朝向目标基站11(11C)发送GTP-u分组(图6)。据此，如图60所示，通过卸载网络52建立了新的TCP通信。顺便说一下，图59A和59B示出了在新的TCP通信被建立之后的归属代理状态管理表179A、179A。

[操作4-6]

针对保持的TCP通信，与操作2与操作3在移动站60与网络服务器41、42之间的上行链路和下行链路数据传送路线和卸载GW70(#A、#B)处的处理方面没有不同，因此将省略其描述。

[操作4-7]

现在，以以下方式来发送在新的TCP连接中从移动站60朝向网络服务器41、42的上行链路数据。即，通过GTP-u分组(图8)来发送从基站11(11C)转送至S-GW22(#2)的上行链路数据。在接收到GTP-u分组时，卸载GW70(#B)执行图28所示的处理以通过卸载网络50发送卸载分组(图11A)至网络服务器41、42。

另一方面，以以下方式来发送通过新的TCP连接从网络服务器41、42朝向移动站60的下行链路数据。

即，卸载分组(图11B)被从网络服务器41、42发送至卸载GW70(#B)。

在接收到卸载分组时，卸载GW70(#B)执行如图29所示的处理以发送GTP-u分组(图9)至基站11(11C)。

<操作示例5：在切换之后断开TCP连接>

接下来，将描述在保持TCP连接时切换移动站60之后断开TCP连接的情况的描述。将通过适当地参照附图61A至64等来给出该描述。

当移动站60与网络服务器41、42断开TCP连接时，从目标卸载GW70(#C)朝向目标S-GW22(#2)发送GTP-u分组(图8)。在接收到GTP-u分组时，目标卸载GW70(#C)执行如图28A和28B所示的处理以通过卸载网络52将卸载分组(图11A)发送至网络服务器41、42。

然后，以相对于TCP连接的oGW内用户设备标识符、用户信道标识符和实时的用户设备连接信息对应地，将“等待DL断开确认”存储到目标卸载GW70(#C)中的用户逐信道地址端口转换表177A3’的“会话状态”中，如图62A和62B所示。

当卸载分组通过卸载网络52到达网络服务器41、42时，卸载分组(图11B)通过卸载网络52从网络服务器41、42被发送并且到达目标卸载GW70(#C)。

在接收到卸载分组时，目标卸载GW70(#C)执行如图29所示的处理。

据此，删除如图62A和62B所示的目标卸载GW70(#C)的用户逐信道地址端口转换表177A3’中的与TCP连接的对应记录。

接下来，卸载GW70(#B)朝向目标基站11(11C)发送GTP-u分组(图9)。据此，相对于TCP连接的TCP断开确认被发送至移动站60。

据此，如图64所示，删除了相对于先前TCP连接的路线。然而，保持相对于新TCP连接的路线完整无损。

顺便说一下，图61A至61F示出了载体用用户识别表176A、176A’和载体表176B、176B’的每个示例。而且，图63示出了归属代理状态管理表179A、179A的每个示例。

<第二实施例中的功能和效果>

在移动站60移动时，能够通过最短路线来执行网络服务器41、42与被安装在EPC20和RAN(无线接入网络：例如，图2中的LTE网络10)之间的接合点处的目标卸载GW70(#B)之间的通信。因此，通过卸载GW70优化了卸载网络50和移动传送网络(或核心网络)中的资源的使用。

而且，在移动站60移动时，源卸载GW70(#A)发送(或复制或切换)归属地址至目标卸载GW70(#C)。据此，例如，目标卸载GW70(#C)能够使用与归属地址不同的地址(即，转交地址)将流量发送至与归属地址所使用的卸载网络51不同的卸载网络52。

此外，目标卸载GW70(#C)将归属地址和转交地址(绑定更新消息)发送至为通信目的地的网络服务器41、42。据此，例如，目标卸载GW70(#C)能够将归属地址和与归属地址对应的转交地址通知给网络服务器41、42。因此，网络服务器41、42能够接收或发送包括归属地址和转交地址的流量。在这种情况下，网络服务器41、42能够通过卸载网络52发送并接收流量。

从而，如果切换移动站60，则在网络服务器41、42与移动站60之间交换的上行链路数据和下行链路数据不流过例如核心网络(EPC网络)20，因此，可以减少核心网络中流动的流量。

图66示出了作为方案的网络系统1的示例性配置。在图66中，示出了卸载网络50的连接配置的示例，该卸载网络50在卸载GW70和网络服务器41、42之间独立于移动EPC网络20提供移动支持IPv6(RFC6275)功能。还在此情况下，在移动站60移动之后，例如，在移动站60与网络服务器41、42之间交换的一部分数据不流过EPC网络20，使得能够减少核心网络中流动的流量。

通过本发明，可以提供网络系统、卸载设备和用于该网络系统的流量控制方法来减少核心网络中的流量。

Claims (14)

1.一种网络系统，包括：

能够与移动站设备相连接的第一和第二无线基站设备；

容纳所述第一和第二无线基站设备的第一网络；

第一卸载设备，其用于对在所述第一无线基站设备和所述第一网络之间传输的分组数据进行中继，并在利用第二地址改写所述移动站设备的第一地址之后将从所述第一无线基站设备发送的分组数据的部分发送至第二网络，或者在利用所述第一地址改写所述第二地址之后将从所述第二网络接收的分组数据发送至所述第一无线基站设备；以及

第二卸载设备，其中

所述第一卸载设备包括第一控制单元，用于当所述移动站设备将连接从所述第一无线基站设备更换到所述第二无线基站设备时将所述第二地址发送到介于所述第二无线基站设备和所述第一网络之间的所述第二卸载设备，以及

所述第二卸载设备包括接收所述第二地址的第二控制单元。

2.根据权利要求1所述的网络系统，其中，即使当所述移动站设备将连接从所述第一无线基站设备更换到所述第二无线基站设备时，所述第二地址也不改变。

3.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述第一地址是IP（互联网协议）地址，而所述第二地址是归属地址。

4.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述第二控制单元在利用第三地址改写所述移动站设备的所述第一地址之后将从所述第二无线基站设备发送的分组数据发送到第三网络，或者在利用所述第一地址改写所述第三地址之后将从所述第三网络接收的分组数据发送到所述第二无线基站。

5.根据权利要求1所述的网络系统，其中

所述第二控制单元将第三地址和从所述第一卸载设备接收的所述第二地址发送到第三网络，以及

所述第二控制单元在利用所述第三地址改写所述第一地址之后当将从所述第二无线基站设备发送的分组数据发送到所述第三网络时使用所述第三地址，或者在利用所述第一地址改写所述第三地址之后当将从所述第三网络接收的分组数据发送到所述第二无线基站设备时使用所述第三地址。

6.根据权利要求1所述的网络系统，其中

所述第二控制单元将所述第三地址和从所述第一卸载设备接收的所述第二地址发送到归属服务器，以及

所述第二控制单元在利用所述第三地址改写所述第一地址之后当将从所述第二无线基站设备发送的分组数据发送到第三网络时使用所述第三地址，或者在利用所述第一地址改写所述第三地址之后当将从所述第三网络接收的分组数据发送到所述第二无线基站设备时使用所述第三地址。

7.根据权利要求6所述的网络系统，其中，所述归属服务器包括在所述第一卸载设备中。

8.根据权利要求5或6所述的网络系统，其中，当所述移动站设备将连接目的地从所述第一基站设备改变为所述第二基站设备时使用所述第三地址。

9.根据权利要求8所述的网络系统，其中，所述第三地址是转交地址。

10.根据权利要求1所述的网络系统，其中

所述第一卸载设备包括在所述第一卸载设备中可识别的移动站设备的第一标识符和信道标识符的每个中存储所述第二地址、通信目的地信息和TCP连接信息的第一卸载条件应用状态表，以及

所述第一控制单元通过利用所述卸载条件应用状态表将分组数据发送到所述第二网络，或从所述第二网络接收分组数据。

11.根据权利要求1所述的网络系统，其中

所述第一和第二控制单元拦截当所述移动站设备将连接从所述第一无线基站设备更换到所述第二无线基站设备时发送和接收的与切换有关的消息，基于所拦截的消息中所包括的信息识别对应于所述第一标识符并在所述第二卸载设备中可识别的所述移动站设备的第二标识符，以及将所述第二地址信息复制到与在所述第二卸载设备中存储的第二卸载条件应用状态表中的所识别的第二标识符对应的记录中。

12.一种卸载设备，其用于中继在无线基站设备之间传输的分组数据，所述无线基站设备可连接到移动站设备和容纳所述无线基站设备的第一网络，所述卸载设备还用于在利用第二地址改写所述移动站设备的第一地址之后将从所述第一无线基站设备发送的分组数据的部分发送到第二网络，或者在利用所述第一地址改写所述第二地址之后将从所述第二网络接收的分组数据发送到所述无线基站设备，所述卸载设备包括：

控制单元，其当所述移动站设备将连接从所述无线基站设备更换到另外的无线基站设备时将所述第二地址发送到介于所述另外的无线基站设备和所述第一网络之间的另外的卸载设备。

13.一种卸载设备，其介于可连接到移动站设备的无线基站设备和容纳所述无线基站设备的第一网络之间，所述卸载设备包括：

控制单元，其从另外的卸载设备接收第二地址，其中

所述另外的卸载设备中继在所述无线基站设备和所述第一网络之间传输的分组数据，以及在利用所述第二地址改写所述移动站设备的第一地址之后将从所述另外的无线基站设备发送的分组数据的部分发送到第二网络，或者在利用所述第一地址改写所述第二地址之后将从所述第二网络接收的分组数据发送到所述另外的无线基站设备。

14.一种网络系统中的流量控制方法，所述网络系统包括可连接到移动站设备的第一和第二无线基站设备、容纳所述第一和第二无线基站设备的第一网络、第二卸载设备以及第一卸载设备，其用于中继在所述第一无线基站设备和所述第一网络之间传输的分组数据，并在利用第二地址改写所述移动站的第一地址之后将从所述第一无线基站设备发送的分组数据的部分发送到第二网络，或者在利用所述第一地址改写所述第二地址之后将从所述第二网络接收的分组数据发送到所述第一无线基站设备，所述流量控制方法包括：

当所述移动站设备将连接从所述第一无线基站设备更换到所述第二无线基站设备时，通过所述第一卸载设备将所述第二地址发送到介于所述第二无线基站设备和所述第一网络之间的所述第二卸载设备；以及

通过所述第二卸载设备接收所述第二地址。

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