JP2004521577A - 無線通信ネットワークにおけるベアラ許可方法及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明は無線通信ネットワークにおけるベアラ許可方法及びシステムに関し、前記無線通信ネットワークのアプリケーション層の制御機能（ＰＣＦ）での許可結合情報（ＡＵＴＮ）の生成と、前記無線通信ネットワークでの制御機能の実際のアドレスを代表する制御機能識別子の割当及び前記識別子の前記許可結合情報への組み込みと、そのようにして生成された許可結合情報の、前記無線通信ネットワークへのアクセスを有する端末装置（ＵＥ）への伝送と、前記許可結合情報に含まれた制御機能識別子に基づいて許可結合情報の発生元である前記制御機能の実際のアドレスを取得することにより前記無線通信ネットワークのトランスポート層を介して端末装置から生じるベアラ許可と、をこの方法とシステムは含んでいる。このように、実際の制御機能アドレスを端末装置又はユーザ装置に送ることに伴う固有の機密保護リスクが除去され、また許可結合情報の大きさが縮小される。

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明はユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークのような無線通信システムでのベアラ許可に改良された機密保護を提供する方法とシステムに関する。
【０００２】
（発明の背景）
汎欧州移動通信システム（ＧＳＭ）のデータサービスは移動通信の新しい時代に入った。初期のアナログセルラモデムは遅くて信頼性がないのでマーケットにとって魅力が無くなってしまった。今やデータのマーケットは前方へ（よりバースト的に）及び上方へ（さらなる情報へ）と動きつつあり、標準化協会はより高いデータ速度へと、しかしさらに注目に値することはパケットデータサービスに向けて作業しつつあるということである。このことは、データがネットワークを介してさらに効率的に、従ってさらにわずかな費用で送られ、アクセス時間も下げられるので、その魅力をエンドユーザに確実に広めることができる。
【０００３】
データアプリケーションの一般的傾向は、ますますバースト性のデータストリームを生成することであるから、これは回線交換接続の非効率な利用を助長する。さらに、少なくともインターネットアクセス需要の高まりのせいだけではなく、技術と顧客の期待が進むにつれて携帯ネットワークが普及していくと想定されるので、固定ネットワークはデータトラフィックの膨大な増加に遭遇している。現在のＧＳＭ交換ネットワークは狭帯域ＩＳＤＮ（サービス総合ディジタル網）に基づいているので、速度制限の理由はアクセスネットワークからコアネットワークに移る。
【０００４】
新しい一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）はオペレータにパケット単位に課金する能力を提供し、また８倍までのスロットの無線インタフェース容量で高速ネットワーク全体のデータ転送をサポートする。ＧＰＲＳは、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）とゲートウエイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）という２つの新しいノードをＧＳＭネットワークに導入する。ＳＧＳＮはそのサービスエリア内で移動端末の位置を追跡し、移動端末へ／からパケットを送信し／受信して、それをＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）又はＧＧＳＮに伝える。ＧＧＳＮは、外部ネットワークからパケットを受け取りそれをＳＧＳＮに伝えるか、又はＳＧＳＮからパケットを受け取りそれを外部ネットワークに伝える。
【０００５】
ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動通信システム）は高度な情報を直接人々に配信し、新しくて革新的なサービスへのアクセスを人々に提供する。それは場所やネットワークあるいは使用する端末に関係なく、パーソナライズされた移動通信を大量市場に提供する。
【０００６】
３ＧＰＰ仕様書 ＴＳ ２３ ０６０ に規定されているように、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）’９９年公開版による一般パケットドメインアーキテクチャ及び伝送機構においては、公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）のような移動セルラサービスを提供する通信ネットワークは、移動アクセスとメッセージの送信又は受信に使用されるアクセス点、参照点及びインタフェースを有する。さらに、パケット交換ＰＬＭＮとインターネットプロトコル（ＩＰ）に基づくネットワークのような他の任意のネットワークがサービス要求の実行に含まれているときには常にネットワーク間相互接続を必要とする。
【０００７】
以下において、アプリケーション層という用語は、ひとつのＩＰサブシステム、例えばＩＰマルチメディアサブシステムなどを表し、そこではＰ−ＣＳＣＦ（プロキシ呼び出し状態制御機能）と複数のＰＣＦ（ポリシー制御機能）が配置される。ＩＰに基づく移動ネットワークアーキテクチャはアプリケーション層とトランスポート層を含む。トランスポート層のプロトコルと構造は通常特定のアクセス形式に最適化され、これに対してアプリケーション層は通常一般的であり、これはアクセス形式には無関係である。アプリケーション層でセッションを設定する時、下位にあるトランスポート層は無線インタフェースにより転送ネットワークに転送ベアラを設定しなければならない。
【０００８】
そのようなネットワークアーキテクチャに必要なネットワーク制御機能及びネットワーク間相互接続制御機能には、サービス要求者が許可されて特定のネットワークサービスを利用することを保証するためにサービス要求者の識別と認証及びサービス要求形式の妥当性確認を実行する認証及び許可機能がある。
【０００９】
この状況での特別な要求は、アプリケーションに要求されるサービス品質は「ベストエフォート」よりもいいサービスの特別の許可を必要とするので、ベアラ許可の要求である。ＩＰマルチメディアはそのようなアプリケーションの１例である。
【００１０】
３ＧＰＰでは、関連するポリシー制御は、パケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストが進行中のマルチメディアセッションに対して許可されるようなやり方で、ＩＰマルチメディアベアラ許可に対して規定される予定である。その一方で、ＧＧＳＮとＰＣＦの間のインタフェースはその目的のために承認されている。
【００１１】
ＰＤＰコンテキストをＩＰマルチメディアセッションにマッピングするために、許可トークン（ＡＵＴＮ）を結合情報として使用するよう提案されている。現在のところ、このＡＵＴＮはセッション開始プロトコル（ＳＩＰ）パラメータ用として、インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ）によりＳＩＰへの許可方式拡張の範囲内で規定されている。
【００１２】
３ＧＰＰでは、３ＧＰＰ ＵＭＴＳ 公開５仕様書の場合のように、現在のところ、ＰＣＦをプロキシ呼び出し状態制御機能（Ｐ−ＣＳＣＦ）内に共に配置するように考慮されている。しかしながら、この仕様書の将来の公開時にＰＣＦが別個のエンティティとして実現されるなら、複数のＰＣＦが外部ネットワークに存在する場合、正しいＰＣＦの決定が問題となりうる。
【００１３】
この問題に対処するために、ＰＣＦアドレスをユーザ装置（ＵＥ）に送られたＡＵＴＮの１部としてＰＣＦを割当てることがさらに提案されている。しかし、ＰＣＦアドレスをＵＥに送ることは、ＳＩＰアプリケーションが例えばラップトップのような端末装置（ＴＥ）内に存在する場合は特に機密保護のリスクを意味する。特に正しく動作していないＵＥは許可要求を繰り返しそれに送ることによりＰＣＦをブロックする。
【００１４】
（発明の概要）
従って、サービスアクセス許可の改良された機密保護を提供するベアラ許可の方法及びシステムを提供することが本発明の目的である。
【００１５】
本発明によれば、この目的は請求項１による方法と請求項７によるシステムとによって達成される。
【００１６】
本発明の好適なさらなる展開は従属請求項の主題である。
【００１７】
従って、アプリケーション層とトランスポート層を有する無線ネットワークのベアラ許可は、
ａ） 前記アプリケーション層の制御機能、例えば複数のポリシー制御機能の中からある１つのポリシー制御機能内に、あるいは複数のサーバー／プロキシの中からある１つのサーバー／プロキシ、例えば前記無線通信ネットワークで提供されているＰ−ＣＳＣＦ内に許可結合情報を生成することと、
ｂ） 前記無線通信ネットワークの前記制御機能の実際のアドレスを表す制御機能識別子を割当て、前記識別子を前記許可結合情報に組み入れることと、
ｃ） そのようにして生成された許可結合情報を端末装置、例えば前記無線通信ネットワークへのアクセスを有するユーザ装置に送信することと、
ｄ） 前記許可結合情報に含まれた制御機能識別子に基づいて前記無線通信ネットワークでその許可結合情報の生成元である前記制御機能の実際のアドレスを取得することにより無線通信ネットワークの前記トランスポート層を介して前記端末装置のベアラ許可を実行することと、
により、実行される。
【００１８】
好適には、識別子はあらかじめ決められた値の範囲から選択された整数値を取るように構成される。
【００１９】
許可結合情報はトランスポート層で端末装置からノードに発送する場合もある。ノードはサービングＧＰＲＳサポートノードでよく、この場合、許可結合情報はトランスポート層でサービングＧＰＲＳサポートノードからさらにゲートウエイＧＰＲＳサポートノードに送られる。ノードは許可結合情報に組み込まれた制御機能識別子から無線通信ネットワーク内の実際の制御機能アドレスを得るように構成される。さらに、ノードは、得られた実際のアドレスを有する制御機能から許可を要求する（ａｕ＿ｒｅｑ）ように構成される。
【００２０】
更に好適には、許可結合情報は許可トークンであり、その生成は、無線通信ネットワークのアプリケーション層のアプリケーションサーバ／プロキシから無線通信ネットワーク内の複数のポリシー制御機能の１つに許可情報を送信することにより開始される。
【００２１】
好適な構成では、生成された許可トークンはアプリケーションサーバ／プロキシに送り返され、アプリケーションサーバ／プロキシにより端末装置に転送され、端末装置によって無線通信ネットワークのトランスポート層、例えばトランスポート層内部のサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）に送られ、トランスポート層内部のサービングＧＰＲＳサポートノードからゲートウエイＧＰＲＳサポートノードに送られる。
【００２２】
それにより、無線通信ネットワークのトランスポート層、例えばゲートウエイＧＰＲＳサポートノードは許可トークンに含まれる制御機能識別子から無線通信ネットワーク内の実際の制御機能アドレスを得るように、また得られた実際のアドレスを有する制御機能から許可を要求するように構成される。
【００２３】
特に好適には、アドレス取得はポリシー制御機能識別子のアクセスポイント指定表と対応するアドレスを使用してゲートウエイＧＰＲＳサポートノードにより実行される。
【００２４】
本発明による無線通信ネットワークにおけるベアラ許可システムは好適には同じ構成要素を含み、従って同じ効果と利点を提供する。以下に、本発明の好適実施例と添付図面に従って本発明を詳細に説明する。
【００２５】
（好適実施例の説明）
図１は公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）の一般パケット交換ドメインアーキテクチャの部分ブロック図を概略的に示し、それは複数の個別の広帯域無線アクセスネットワークが複数の無線技術のユーザ装置（ＵＥ）のＵＭＴＳベースコアネットワークへのアクセスを提供するための代替的又は付加的な無線アクセス技術として導入されるＵＭＴＳベース無線アクセスシステムを例えば含んでいる。
【００２６】
好適実施例では、トランスポート層はＧＰＲＳシステムで構成され、ＩＭＳセッション用ベアラはＰＤＰ（パケットデータプロトコル）コンテキストにより提供される。従って、結合情報（ＡＵＴＮ）はトランスポート層ベアラとＩＭＳセッションを結合している。
【００２７】
ネットワーク間接続は、パケット交換ドメインＰＬＭＮ及びインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのネットワークのような任意の他のネットワークがサービス要求の実行にかかわっている場合には常に必要である。そのようなネットワーク間接続は、固定ネットワーク参照点ＧｉへのＰＬＭＮと２つの別個のＰＬＭＮを接続するＰＬＭＮ間インタフェースであるＧｐインタフェースとをそれぞれ介して確立される。
【００２８】
共通パケット交換ドメインコアネットワークはパケット交換サービス（ＰＳ）を提供し、間欠性及びバースト性のデータ転送又は大きなデータ量の時々発生する伝送のような非リアルタイムトラフィックと音声やビデオなどのリアルタイムトラフィックの効率的転送を可能とするためにいくつかのサービス品質レベルをサポートするように設計される。
【００２９】
サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）は、基本的には端末装置（ＴＥ）と移動端末（ＭＴ）からなる個別移動局（ＭＳ）の接続点を形成し、それの位置を追跡しそして機密保護機能とアクセス制御を実行する。ＳＧＳＮは、Ｉｕインタフェースを介してＵＭＴＳ陸上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）に、またＩＰベースＰＬＭＮ内バックボーンネットワーク（Ｇｎインタフェース）を介してゲートウエイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）に接続される。ＳＧＳＮは、ＰＤＰコンテキスト起動時に、ＧＧＳＮとＵＴＲＡＮすなわち加入者が使用しているであろうＵＴＲＡＮ内の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）とともにルーティングの目的に使用されるべきＰＤＰコンテキストを確立する。つぎにＧＧＳＮが外部パケット交換ネットワークとの相互接続を提供する。ＧＧＳＮはＰＬＭＮ内或いはＰＬＭＮ間バックボーンネットワークを介して複数のＳＧＳＮに接続されてもいい。
【００３０】
上述したように、ＰＳサービスにアクセスするために、すなわちＰＳデータを送受信するために、ＭＳは外部データネットワークとの相互接続が開始される前にＭＳ自身をＧＧＳＮに認知させるために適切なＰＤＰコンテキストを起動する。適用可能なＰＤＰコンテキスト関連動作は３ＧＰＰ仕様書ＴＳ ２３ ０６０にも規定されている。相互接続の間中、ユーザデータは、データパケットにＰＳ専用プロトコル情報を備えまたカプセル化とトンネリングによりそのデータパケットを転送することにより、ＭＳと外部データネットワークすなわちＧＧＳＮ又はＭＳの間で透過的に転送される。
【００３１】
従って、相互接続を準備するための初期許可ネゴシエーションがＧＧＳＮとそこへのＰ−ＣＳＣＦとの間で実行される。
【００３２】
本発明の好適実施例を以下に図２を参照して説明する。
【００３３】
図２はポリシー制御機能（ＰＣＦ）が追加されるか、あるいはＰ−ＣＳＣＦに共に配置される図１の一般パケット交換ドメインアーキテクチャの構成を概略的に示す。シグナリングフローの方向が破線内の対応する矢印で示される。
【００３４】
図２によれば、複数のＰＣＦが少なくとも１つの外部ネットワークに与えられＰ−ＣＳＣＦとパケット交換コアネットワーク内のＧＧＳＮと通信するように構成される。さらに、シグナリング通信が、Ｐ−ＣＳＣＦとＵＥ間、ＵＥとＳＧＳＮ間及びＳＧＳＮとＧＧＳＮ間で確立される。
【００３５】
外部ネットワーク内に存在する複数のＰＣＦと共に動作して、Ｐ−ＣＳＣＦは許可情報（ａｕ−ｉｎｆ）をそれらのＰＣＦの１つに送る。これに応答して、Ｐ−ＣＳＣＦにより転送された許可情報に基づき、許可要求が送信されている宛先のＰＣＦによって許可トークン（ＡＵＴＮ）がアプリケーション層で生成され、それからＰ−ＣＳＣＦに送り返されて許可情報としてＵＥに向けて発送される。
【００３６】
ところで、現行の構成のようにもしＰＣＦアドレスがＡＵＴＮの一部として割当てられ、従ってＡＵＴＮに含まれるなら、ＡＵＴＮをＵＥに送ることはＰＣＦアドレスをＵＥに送ることになり、前述の固有の機密保護リスクという結果を招くことになる。
【００３７】
好適実施例によれば、ＰＣＦ識別子は外部ネットワークで各ＰＣＦに割当てられる。ＰＣＦ識別子は１，２，３などの整数値である。ＰＣＦがＡＵＴＮを生成する場合、ＰＣＦはこのＰＣＦ識別子をＰＣＦアドレスの代わりにＡＵＴＮの一部として割当て、そしてＡＵＴＮをＰ−ＣＳＣＦに送り、こんどはＰ−ＣＳＣＦがそれをＵＥに送る。
【００３８】
好適には、完全なＰＣＦアドレス（又はＩＰアドレス）の代わりにＰＣＦ識別子を使用することは、トークンの大きさも縮小し、従って伝送負荷を低減することにより改善された動作効率を提供するか同じ大きさのトークンに更なる情報の組み込みが可能となる。
【００３９】
ＵＥに与えられた情報はＰＣＦ識別子の値を含むだけなので、ＵＥは受信したＡＴＵＮから現在のＰＣＦアドレスを決定することができず、したがってＰＣＦアドレスをＵＥに送ることに本来伴う機密保護リスクを除去する。
【００４０】
正しいアドレスの再生は以下のように行なわれる。ＡＵＴＮを受信した後、ＵＥはそれを、ＩＰマルチメディアセッション用のベアラ又は複数のベアラを確立する場合、データ転送に使用されるトランスポート層のトランスポートチャネルを経由してＳＧＳＮに発送する。そのあとＳＧＳＮはＡＵＴＮを外部ネットワークと通信するＧＧＳＮに転送する。
【００４１】
本発明によれば、ＧＧＳＮは有効ＰＣＦ識別子と対応するＰＣＦアドレスのアクセスポイント指定表を有している。ＰＣＦ識別子を含むＡＵＴＮを受信すると、ＧＧＳＮは正しいＰＣＦアドレスをＰＣＦ識別子から得ることができ、従って許可要求（ａｕ−ｒｅｑ）を正しいＰＣＦ、すなわち前にＡＴＵＮを発送したＰＣＦに送ることができる。
【００４２】
当然のことながら、本発明は必ずしもＳＩＰの使用を必要としないが、それぞれのメッセージ内容をシグナリングメッセージで伝送することの可能な外部（ＩＰ）ネットワークによってアプリケーションセッションを設定するのに使用される、アプリケーション層の任意のシグナリングプロトコルに適用可能である。
【００４３】
本発明は前述の好適実施例に限定されず、呼処理ネットワーク構成要素及び許可結合情報が許可された接続を設定するためにベアラをアプリケーションセッションに結合するための機構を提供する任意のネットワークで実現できることも特に述べておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の実現可能な一般パケット交換ドメインアーキテクチャの部分ブロック図を概略的に示す図である。
【図２】
図２は、本発明の好適実施例による許可トークンを使用するＩＰマルチメディアベアラ許可の原理を簡略化して示す図である。

Claims (17)

1. アプリケーション層とトランスポート層を有する無線通信ネットワークにおけるベアラ許可方法であって、
   ａ）前記アプリケーション層の制御機能で許可結合情報を生成するステップと、
   ｂ）前記制御機能の実際のアドレスを代表する制御機能識別子を無線通信ネットワーク内で割当てるステップ及び前記識別子を前記許可結合情報に組み込むステップと、
   ｃ）上記のようにして生成された前記許可結合情報を前記無線通信ネットワークへのアクセスを有する端末装置に伝送するステップと
   ｄ）前記許可結合情報内に含まれた前記制御機能識別子に基づいて前記無線通信ネットワークで前記許可結合情報の生成元である前記制御機能の実際のアドレスを得ることにより前記無線通信ネットワークの前記トランスポート層を介して前記端末装置の前記のベアラ許可を実行するステップと、を有する方法。
2. 前記識別子が所定範囲の値から選択された整数値を取るように構成されている請求項１に記載の方法。
3. 前記許可結合情報が許可トークンを含み、その生成は前記無線通信ネットワーク内のプロキシ呼び出し状態制御機能（Ｐ−ＣＳＣＦ）から前記無線通信ネットワーク内の複数のポリシー制御機能の１つへ許可情報を伝送することにより開始される請求項１又は２に記載の方法。
4. 生成された前記許可トークンが前記プロキシ呼び出し状態制御機能へ送られ、それから前記プロキシ呼び出し状態制御機能により前記端末装置へ転送される請求項３に記載の方法。
5. 前記許可結合情報が前記端末装置から前記トランスポート層のノードへ発送される請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ノードがサービングＧＰＲＳサポートノードであり、また前記許可結合情報が前記トランスポート層の前記サービングＧＰＲＳサポートノードからゲートウエイＧＰＲＳサポートノードにさらに伝送される請求項５に記載の方法。
7. 前記ノードは、前記許可結合情報に組み込まれた前記制御機能識別子から前記無線通信ネットワーク内で実際の前記制御機能アドレスを取得するようになっている請求項５に記載の方法。
8. 前記ノードは、取得された実際の前記のアドレスを有する制御機能からの許可を要求するようになっている請求項７に記載の方法。
9. 前記のアドレス取得が、前記制御機能識別子と対応するアドレスのアクセスポイント指定表を使用して前記ノードにより実行される請求項７に記載の方法。
10. 前記ゲートウエイＧＰＲＳサポートノードが、前記許可トークンに含まれるポリシー制御機能識別子から前記無線通信ネットワーク内で実際の前記ポリシー制御機能アドレスを取得して、実際の前記アドレスを有する前記ポリシー制御機能からの許可を要求するようになっている請求項６に記載の方法。
11. 前記アドレス取得が、前記ポリシー制御機能識別子と対応するアドレスのアクセスポイント指定表を使用して前記ゲートウエイＧＰＲＳサポートノードにより実行される請求項１０に記載の方法。
12. 無線通信ネットワークにおけるベアラ許可システムであって、
    ａ）前記無線通信ネットワークのアプリケーション層で提供される制御機能（ＰＣＦ）で許可結合情報を生成する手段と、
    ｂ）前記制御機能の実際のアドレスを代表する制御機能識別子を無線通信ネットワーク内で割当てる手段及び前記識別子を前記許可結合情報に組み込む手段と、
    ｃ）上記のようにして生成された前記許可結合情報を前記無線通信ネットワークへのアクセスを有する端末装置に伝送する手段と、
    ｄ）前記許可結合情報内に含まれた前記制御機能識別子に基づいて前記無線通信ネットワークで前記許可結合情報の生成元である前記制御機能の実際のアドレスを得ることにより前記無線通信ネットワークのトランスポート層を介して前記端末装置の前記のベアラ許可を実行する手段と、
    を有するシステム。
13. 前記識別子が所定範囲の値から選択された整数値である請求項１２に記載のシステム。
14. 前記許可結合情報が許可トークンを含み、その生成は前記無線通信ネットワーク内で複数のポリシー制御機能の１つへ許可情報を伝送してコアネットワーク内のプロキシ呼び出し状態制御機能（Ｐ−ＣＳＣＦ）により開始される請求項１２又は１３に記載のシステム。
15. 前記ポリシー制御機能が、生成された前記許可トークンを前記プロキシ呼び出し状態制御機能へ送り返すように構成され、該プロキシ呼び出し状態制御機能は前記トークンを前記端末装置へ転送するように構成され、該端末装置は前記トークンを前記コアネットワーク内のサービングＧＰＲＳサポートノードへ伝送するように構成され、また前記サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）は前記トークンを前記コアネットワーク内のゲートウエイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）に伝送するように構成されている請求項１４に記載のシステム。
16. 前記ゲートウエイＧＰＲＳサポートノードが、前記許可トークンに含まれるポリシー制御機能識別子から前記無線通信ネットワーク内で実際の前記ポリシー制御機能アドレスを取得して、取得された実際の前記のアドレスを有する前記ポリシー制御機能からの許可を要求する（ａｕ−ｒｅｑ）ように構成される請求項１５に記載の方法。
17. 前記ゲートウエイＧＰＲＳサポートノードが、前記ポリシー制御機能識別子と対応するアドレスのアクセスポイント指定表を使用して前記のアドレス取得を実行するように構成される請求項１５に記載の方法。

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