JP2005516435A - モバイルIPネットワークにおけるポリシーに基づくUMTSのQoSとIPのQoS管理のためのメカニズム - Google Patents

モバイルIPネットワークにおけるポリシーに基づくUMTSのQoSとIPのQoS管理のためのメカニズム Download PDF

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Abstract

モバイルネットワーク(110)とデーターネットワーク(140,145)との間でとUMTS層とIP層との間でQoSパラメーターをマップするためNOCポリシーサーバー(200)を使う方法と装置(図1)。ポリシーサーバーはSGSN(115)とGGSN(135)との間に結合されている。

Description

本発明はモバイルIPネットワークに係るものであり、そして具体的に言えば、モバイルIPネットワークを横切るUMTのQoSとIPのQoSとの間での一致したQoS管理に係るものである。
モバイル通信装置とモバイルネットワークの発展は急速である。最初、アナログモバイルネットワークでは音声交信と簡単な連絡もしくはページングができた。その後、デジタルモバイルネットワークで音声とデータ交信、例えば暗号化、交信している相手方の認知、短文メーッセージ(SMS)、文書メッセージができるようになった。最近の第三世代(3G)モバイルIPネットワークテクノロジではユーザーが簡単に内容豊富なメディア、情報そして娯楽にモバイルデバイスでアクセスできるようになった。
モバイルデバイスとモバイルネットワークが発展するにつれて、そして一層多くのデーターをユーザが入手できるようになるにつれて、サービスプロバイダーは彼等のユーザーに必要に基づいて異なるレベルのサービスを提供し始めた。例えば、個々の加入者がゲームをするよりもビジネスの方が高度な経済取引のためのサービスを必要とする。様々なサービスクラスがあるということでサービスプロバイダーはネットワーク上で利用できるバンド幅を最も効果的に利用していくようになる。さらに、サービスクラスがあるのでサービスプロバイダーは彼等のユーザーのため最低限のサービスの品質(QoS)を設定するようになる。
第三世代のモバイルネットワークにおいて少なくとも2つの異なるQoSの層はIPベースのコアネットワークにおいて管理される必要がある。これら2つの層はユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)の層のQoSとIP層ディフサーブのQoSを含む。UMTSの層のQoSはIP層ディフサーブのQoSが提供するサービスを利用する。これら2つのQoS層の間での一致したマッピングはエンドツーエンドQoSを達成する上で重要である。昔は2つのQoS層の間でのマッピング法は制限されており、実施困難であった。
あるネットワーキングプロダクトはUMTSのQoS層とIPのQoS層との間のハードコード化したマッピングルールを、モバイルネットワークにおけるサービングジェネラルパケットラジオサービスサポートノード(SGSN)とゲートウエイジェネラルパケットラジオサービスサポートノード(GGSN)とに有している。しかしこのアプローチは規定のルールへのマッピングを制限している。
必要なことは、モバイルネットワーク上のUMTS層とIP層とを横切って一致したエンドツーエンドQoSを簡単に提供する方法である。これらのことを考慮して本発明はなされている。
上述の欠点、不具合そして問題の解決を本発明は目的としているのであり、以下の説明から本発明は理解されよう。
本発明を一つの局面で見れば、モバイルネットワークのためのUMTS層のQoSとIP層のQoSのためのマッピングメカニズムが提供されている。ポリシーサーバーがマッピングメカニズムを維持し、そしてポリシーサーバーはモバイルネットワーク上でサポートノードへ結合されている。このポリシーサーバーはモバイルネットワークを横切ってサポートノードへマッピングルール送る責任がある。
本発明を別の局面で見れば、ポリシーサーバーとサポートノードとは3つのマッピングメカニズムを使っている。それらはアウトソーシングメカニズム、プロビジョニングメカニズムそしてハイブリッドメカニズムである。アウトソーシングメカニズムはポリシーサーバーを使ってすべてのパケットデータープロトコール(PDP)コンテクストイベントを処理し、そして適切なサポートノードへ適切なルールを供給する。プロビジョニングメカニズムではポリシーサーバーは、どのPDPコンテクストイベントよりも前にモバイルネットワークを横切って各サポートノードへ対応マッピングルールをプッシュダウンする。ハイブリッドメカニズムはアウトソーシングメカニズムとプロビジョニングメカニズムの組合せを使っている。これらのメカニズムはネットワークを横切ってUMTS対IPのQoS一致のマッピングを保証し、そして多くの利点を提供する。
本発明をさらに別の局面で見れば、アウトソーシングメカニズムは多くの利点を提供している。例えば、ポリシーサーバーはサポートノードに比して、多くの複雑なマッピングルールを扱う。ポリシーサーバーがPDPコンテクストイベントに関する決定をするからである。それ故、モバイルネットワーク上のサポートノードは複雑なロジックを記憶したり、実行することはない。加えて、SGSNとGGSNとがポリシーサーバーからそれらのマッピングを取得するので、QoSはユーザに対して一定している。
本発明をさらに別の局面で見れば、プロビジョニングメカニズムは多くの利点を提供している。一旦、マッピングルールがサポートノードへプッシュダウンされると、ポリシーサーバーはコールバイコール決定に巻き込まれることはなく、それによりポリシーサーバーのリゾースは節約される。加えて、マッピングルールをリアルタイムでプッシュダウンすることは必要ではなく、それにより処理電力、バンド幅、ポリシサーバーに関する信頼性要請を少なくできる。
本発明をさらに別の局面で見れば、ハイブリッドメカニズムは多くの利点を提供している。ハイブリッドメカニズムは拡張しても複雑にならないようになっている。ユーザーが動いている場合にはユーザーの特定のマッピングルールがユーザーの一次のSGSNとGGSNとへデフォルトルールとしてプッシュダウンされる。ユーザーが動いていており、そして他のSGSNとGGSNとを使っているときはこれらのサポートノードはポリシーサーバーにユーザーのため関連のマッピングをダウンロードすることを頼む。さらに、複雑なルールはポリシーサーバーにより保持され、支持ノードに対してかなりのリソースをフリーにする。
本発明をさらに別の局面で見れば、QoSプロファイルにおける属性とPDPコンテクストで運ばれるモバイルステーションインテグレーテッドサービスデジタルネットワーク(MSISDN)のナンバーを使ってマッピングルールを発生する。関連のQoSプロファイル属性は、他にもあるが、トラヒッククラス,最大ビットデータ、保証されたビットレート、転送遅延、トラヒック処理優先、そして配分/留置優先である。
本発明の実施例を以下に添付図を参照して詳述するが、これはあくまで本発明の例示に過ぎない。実施例はいずれも詳細に説明されていて当業者であれば十分に実施でき、また本発明の技術思想の範囲内で変更することもできる。実施例は本発明を限定するものではなく、本発明の技術思想は請求の範囲により規定されている。
明細書と請求の範囲を通して以下の用語は、特にその文脈から他の意味に解釈しなければならない限り、ここに明示しているとおりの意味である。用語、サポートノードは「GGSNノード」と「SGSNノード」との両方を参照している。用語「PDPコンテクストイベント」はパケットデータプロトコール(PDP)コンテクストアクチベーション、ディアクチベーションもしくはモディフイケーションプロシージャである。用語「ユーザー」はモバイルネットワークを介してリソースと交信したり、アクセスするためモバイルデバイスを用いる会社、組織のような顧客や個人を参照する。用語「オペレーター」はモバイルネットワークを保持しもしくはそれにサービスする技能者もしくは組織を参照する。用語「識別子」はMSISDNナンバー、IPアドレスもしくはユーザの場所もしくはユーザの特定もしくは認識に関するなにか他の情報である。用語、「知られた」、「知る」はこれらの用語「知られた」、「知る」をそれと一緒に使ったノードもしくは他のネットワークのノードにおけるローカルな蓄積を参照している。添付図では同じ部分には同じ参照数字を付けている。加えて、単数で表現していても開示したものに符合するよう複数と解釈することもある。
作動環境の例示
図1を参照する。この例示としてのモバイルIPネットワークで本発明は実施される。図に示すように、モバイルネットワーク100はモバイルステーション(MS)105、ラジオアクセスネットワーク110、SGSN115、コアネットワーク120、ルーター125A‐C、ネットワークオペレーションセンター(NOC)内のポリシーサーバー200、GGSNA‐B、データーネットワーク140そしてデーターネットワーク145を含んでいる。
モバイルネットワーク100の接続と動作を説明する。MS105はラジオアクセスネットワーク110へ接続されている。一般に、MS105はアクセスネットワーク110のような無線ネットワークへ接続できるどのようなデバイスでもよい。そのようなデバイスには携帯電話、スマートフォーン、ページャー、無線周波数(RF)デバイス、赤外線(IR)デバイス、これらのデバイスの幾つかを組み合わせた集合デバイスなどである。MS105の他にも、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)のような無線インターフエース、手持ちコンピュータ、パソコン、マルチプロセッサーシステム、マイクロプロセッサーベースのもしくはプログラマブルコンシューマーエレクトロニクス、ネットワークPC、身につけれるコンピュータなどがある。
ラジオアクセスネットワーク110はMS105のような無線交信可能のデバイスと情報のやり取りをする。ラジオアクセスネットワーク110は無線と有線の両方の要素を含んでいることもある。例えば、ラジオアクセスネットワーク110は有線電話ネットワークへリンクしたセルラータワーを含んでいる。典型的にはこのセルラータワーは携帯電話、ページャーそして他の無線デバイスと交信し、そして有線電話ネットワークは通常の電話、長距離回線リンクなどと交信する。
あるノードはジェネラルパケットラジオサービス(GPRS)ノードである。例えば、サービングGPRSサポートノード(SGSN)115はラジオアクセスネットワーク110を介してMS105のようなモバイルステーションとデータをやり取りする。SGSN115はMS105に関する位置情報を保持している。SGSN115はコアネットワーク120を介してMS105とゲートウエイGPRSサポートノード(GGSN)135A‐B、との間で交信させる。本発明の一実施例ではインターネットエンジニアリングタスクフォース(IETF)スタンダードカンマンオープーンポリシー(COPS)プロトコールを使ってサポートノードとネットワークオペレーションズセンター(NOC)ポリシーサーバー200との間で交信する。PDPコンテクストイベントのときSGSN115は、MS105により所望のコンテクストをアクチベートまたは活性させ、POPコンテクストをモディフィケートまたは修正することをチェックする。SGSNはポリシーサーバー200からマッピングルールを与えられてPDPコンテクストイベントを処理する。PDPコンテクストイベントはMS105に関するアクチベーション、デアクチベーションもしくはモディフィケーションプロシージャであり得る。一般に、PDPコンテクストイベントが起きるときとはMS105がラジオアクセスネットワーク110にそれがPOPコンテクストにアクチベートしたいと伝えるときである。
コーンネットワーク120はIPパケットベースのバックボーンネットワークで、これはネットワーク内のサポートノードを接続しているルーター125A‐Cのようなルーターを含んでいる。ルーターはメッセージの配布を促進する交信ネットワーク上の中間デバイスである。つながっている接続網を介して多くのコンピュータをリンクする単一のネットワーク上でルーターは送られたメッセージを受け取り、そしてそれらを利用できるルートを介してそれらの正しい行き先に送る。異なるアーキテクチャとプロトコールに基づいているLANを含む相互に接続されている一組のLANではルーターはLANとLANとの間のリンクとして働き、相互間でメッセージを送れるようにする。LAN内の交信リンクは典型的には対となった縒り線、ファイバーオプティックスもしくは同軸ケーブルであり、ネットワークとネットワークとの間の交信リンクはアナログ電話線、T1、T2、T3、T4を含む全面的にもしくは部分的に提供されているデジタルライン、インテグレーテッドデジタルネットワーク(ISDN)、デジタルサブスクライバーライン(DSL)、無線リンクもしくは他の通信リンクである。
GGSN135A‐Bはルーター125A‐Cを介してコアネットワーク120へ結合され、そしてネットワーク140やネットワーク145のようなデーターネットワークへの無線ガイドウエイとして働く。ネットワーク140、150は公共のインターネットもしくは私的なデーターネットワークである。GGSN135A‐BはMS105にネットワーク140とネットワーク145にアクセスさせる。
通信媒体を介してコアネットワーク120へNOCポリシーサーバー200は結合している。ポリシーサーバー200はマッピングルールに従ってオペレーターによってプログラムされ、UMTSのサービス品質(QoS)をモバイルIPネットワーク100のためIPQoSマッピングへと管理する。詳しく言えば、オペレーターはモバイルIPネットワーク100上のサポートノードにより使われるマッピングルールを発生してエンドーツーエンドQoSを保証するのを助ける。これらのマッピングルールはポリシーサーバー200によりサポートノードへ供給される。ポリシーサーバー200は幾つかのQoSマッピングメカニズムのどれかを使ってマッピングルールを発生し、そしてそれらのルールをサポートノードへ与える。これらのメカニズムはアウトソーシングメカニズム、プロビジョニングメカニズムそしてハイブリッドメカニズム(図3−8とその関連記載参照)を含む。
UMTSクラスをディフサーブクラスにマップできるというだけでなくオペレータは特定のユーザーやユーザーグループのためQoSプロファイルにおける他の属性に従ってサービスを識別できる。例えば、ユーザーグループAからの会話トラヒックがエクスペダイテッドフォワーディング(EF)クラスで搬送でき、ユーザーグループBからの会話トラヒックがアシュアードフォワーディング(AF)クラスで搬送できる。MS105の特定のユーザーはこれらのユーザーグループの中の一つに、SGSNサポートノードとGGSNサポートノードとの両方に知られているユーザーのモバイルステーションインテグレーテッドサービスデジタルネットワーク(MSISDN)ナンバーにより識別される。
ポリシーサーバーを使ってエンドーツーエンドQoSを確実にする助としていることが多くの利点をもたらす。同じアプリケーショントラヒックに対して異なるQoSを与える融通性をオペレーターに持たせれる。例えば、会話トラヒックをコアネットワークにおけるEFクラスもしくはAFクラスのどちらにでもマップできる。クラス毎に異なるチャージングストラクチャーをオペレーターは採用できる。また、オペレーターの仕事量を減らせる。モバイルIPネットワークを横切ってサポートノードを個別に形成する代わりにオペレーターはポリシーサーバーでマッピングルールを一度で形成できる。それからポリシーサーバーはモバイルIPネットワークを横切ってマッピングルールを配布する。さらに、マッピングルールが発生され、そしてポリシーサーバから直接くるので、UMTSQoSからIPQoSへのマッピングはモバイルIPネットワークを横断して一致している。マッピングルールはQoSにおける関連の属性とPDPコンテクストにおいて運ばれる識別子とを使う。本発明の一実施例によればMSISDNナンバーをユーザーの識別子として使用する。関連の属性は他にもあるが、トラヒッククラス、最大ビットレート、保証されたビットレート、転送遅延、トラヒック処理優先そして割当/留置優先である。発信源もしくは行き先のMSISDNナンバーはカードで言えば何にでも使える鬼札を含んでおり、その場合QoSプロファイル属性はディファレンシエーテッドサービスコードポイント(DSCP)を決定する。DSCPに加えて、マッピングルールはメータリングパラメータとアウトプロファイルアクションも含んでいる。メータリングパラメータは例えば平均レート、バーストサイズそしてピークレートのようなパラメータである。
IPパケットヘッダーにおけるDSCPフイールドを使ってパケットをクラスに区分してエンドツーエンドQoSを確実にするのを助けるようにする。DSCPは、サービスのクラスを決めるIPパケットヘッダーにおける6ビットフイールドである。DSCPと他のQoSメカニズムはサービスプロバイダーを助けてそれらのリソースをモバイルIPネットワーク上で配分し、例えばパケットバイパケットベースでバンド幅を配分してユーザーの要求に応える。ポリシーサーバー200はサポートノードへマッピングルールを送りDSCPビットを変えて特定のユーザーとのサービスレベルアグリーメント(SLA)に基づいてQoSを維持する。さらに、ルーター125A‐CはDSCPビットに働きかけてユーザーのためのQoSを維持する。例としてのポリシーサーバーは図2を参照して詳述する。
さらに、コンピュータと他の関連の電子デバイスがネットワーク140とネットワーク145とへ接続されている。公共インターネット自体は多数のそのような相互接続されたネットワーク、コンピュータ、ルーターから形成されている。モバイルIPネットワーク100は図1に示す要素よりも多くの要素を含んでいる。しかしながら、この図示の要素だけで本発明の実施例を説明するのに十分である。
上に述べた通信リンクにおいて情報を伝達するのに使用する媒体は、コンピュータが読めるタイプの媒体、すなわち通信媒体である。一般に、コンピュータが読める媒体とはコンピュータがアクセスできる媒体であればなんでもよい。典型的な通信媒体は、コンピュータが読める命令、データ構造、プログラムモジュールもしくは搬送波のような変調データ信号内のデータや他の転送メカニズム内のデータであり、どのような情報配布媒体でもよい。術語「変調されたデータ信号」とは、信号に情報を符号化するような仕方で一つもしくはそれ以上の特性を変えられている信号のことである。例として、通信媒体は、対となった縒り線、同軸ケーブル、ファイバーオプティックス、導波管、他の有線媒体や無線媒体例えば音響、RF、赤外線その他の無線媒体を含む。
図2の示す例としてのポリシーサーバーはモバイルIPネットワークを横切ってマッピングルールをSGSNとGGSNとの両方へ与える。従って、ポリシーサーバー200はマッピングルールに関するデータを送受する。例えば、モバイルIPネットワーク上でポリシーサーバー200はマッピングルールを送り、そしてSGSNとGGSNとからデータを受ける。
ポリシーサーバー200は図2に示すよりも多くの要素を含んでいる。しかしながら、示されている要素だけで本発明の実施例を示すに十分である。図2に示すように、ポリシーサーバー200はコアネットワーク120や他の通信ネトワークにインターフエースを介して接続されている。ネットワークインターフエース210はポリシーサーバー200をコアネットワーク120へ接続するのに必要な回路を含み、そしてTCPのトップで作動しているCOPSプロトコールを含む様々な通信プロトコールで使用できるようネットワークインターフエース210は構成されている。他の通信プロトコールも使える。それらは例えば、UDPプロトコールである。典型的にはネットワークインターフエースユニット210はポリシーサーバー200内に含まれるカードである。
ポリシーサーバー200は処理ユニット212、ビデオディスプレイ214、マスメモリも含んでおり、すべてバス222を介して接続されている。マスメモリはRAM216、ROM232そして一つもしくはそれ以上の恒久的なマスメモリ、例えばハードディスクドライブ238、テープドライブ、CD‐ROM/DVD‐ROMドライブ226、及び又はフロッピディスクドライブを含む。このマスメモリはポリシーサーバー200の動作を制御する作動システム220を蓄積する。この要素は当業者なら知っている汎用サーバー作動システム220例えばUNIX(登録商標)、LINUX(商標)もしくはマイクロソフトのウインドウNT(登録商品名)を備えている。ベーシックインプット/アウトプットシステム(“BIOS”)218もポリシーサーバー200の低レベル作動を制御するため設けられている。
上述のマスメモリは別のタイプのコンピュータが読める媒体すなわちコンピュータ記憶媒体を示している。コンピュータ記憶媒体は揮発性と不揮発性、除去できる、そして除去できない媒体を含んでおり、それらはコンピュータが読める命令、データ構造、プログラムモジュールその他のデータのような情報の蓄積の技術と方法において使われている。コンピュータ記憶媒体の例はRAM、ROM、EEROM、フラッシュメモリや他のメモリ技術、CDROM、デジタルバーサタイルディスク(DVD)や他のオプティカルメモリ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク、その他の磁気記憶デバイスもしくは所望の情報を記憶するのに使い、コンピュータによりアクセスできる媒体を含む。
マスメモリはポリシーサーバープログラム230のためプログラムコードとデータ(図面と以下の関連記述参照)そしてプログラム234を蓄積する。ポリシーサーバープログラム230はコンピュータ実行可能の命令を含んでおり、この命令はポリシーサーバーコンピュータ200が実行するときは、UMTS層とIP層とを横切ってQoSルール一致を保持する。ポリシーサーバー200はJAVA(登録商標)バーチャルマシーン、HTTPリクエストを受け渡しするHTTPハンドラーアプリケーション、顧客のコンピュータ上で作動するWWWブラウザーへ転送するJAVA(登録商標)アプレット、IPセックハンドラー、トランスポートレイヤセキュリティ(TLS)ハンドラーそして確実な接続を扱うHTTPSハンドラーアプリケーションを含む。IPセックハンドラーもしくはTLSハンドラーのどちらもCOPSプロトコールのためのセキュリティ保護を与えるのに使われる。HTTPSハンドラーアプリケーションは外部セキュリティアプリケーションと一緒に通信のため使われて確実な仕方で個人の情報を送受する。
ポリシーサーバー200も、マウス、キーボード、スキャナーもしくは他の入力デバイス(図2には示されていない)のような外部デバイスとの交信のための入力/出力インターフエース224を備えている。同様に、ポリシーサーバー200はCD‐ROM/DVD‐ROMドライブ226のような付加的なマスメモリとハードディスクドライブ228とを備えている。ハードディスクドライブ228はポリシーサーバー200により使われて他にもあるが、アプリケーションプログラム、データーベースそしてサーバープログラム230により使われるプログラムデータを蓄積する。例えば、QoSマッピングルール、ユーザーデータベース、関連のデータベースなど蓄積される。
ポリシーをベースとしたメカニズム
ネットワークを横切ってサポートノード上にマッピングポリシーを展開するポリシーをベースとしたメカニズム実施するポリシーサーバー300の全体を図3に示す。開始ブロックの後でプロセスはブロック310へ進み、その点でネットワーク上のサポートノードはポリシーサーバーに登録する。本発明の一実施例ではブートアップ上でSGSNとGGSNのそれぞれがIETFCOPSプロトコールにより規定されるようにポリシーサーバーに登録する。異なるプロトコールを使って登録することもできる。決定ブロック315へ移るときアウトソーシングメカニズムを使うかどうかについて決定する(図4と関連説明参照)。
一般に、アウトソーシングメカニズムを選択するとき、サポートノードはポリシーサーバーにすべてのPDPコンテクストイベントを扱うマッピングルールを尋ねる。アウトソーシングメカニズムを選択するとき、プロセスはブロック320へ戻り、そこではアウトソーシングメカニズムはポリシーサーバーによって使われる。アウトソーシングメカニズムを選択しないとき、プロセスは決定ブロック325へ進み、プロビジョニングメカニズムを使うかどうかを決定する(図6と関連説明参照)。一般に、プロビジョニングメカニズムの下ではポリシーサーバーは対応マッピングルールを、PDPコンテクストイベント前にネットワークを横切って各サポートノードへプッシュダウンする。プロビジョニングメカニズムがプロビジョニング決定ブロック325で選択されると、プロセスはブロック330へ進み、その点でプロビジョニングメカニズムが実行される。プロビジョニングメカニズムが選択されないと、プロセスは決定ブロック335へ進み、そこでハイブリッドメカニズムを使うかどうかについて決定する。一般に、ハイブリッドメカニズムはアウトソーシングメカニズムとプロビジョニングメカニズムの組合せを使う(図7と関連説明参照)。ハイブリッドメカニズムを選択するときプロセスはブロック340へ進み、そこではハイブリッドメカニズムを使用する。
図4はアウトソーシングメカニズムを使用するプロセスを示す。例示するという目的で単一のサポートノードのためのプロセスを説明する。開始ブロックの後プロセスはブロック410へ進み、そこではサポートノードがポリシーサーバーに登録する。決定ブロック415へ移って、PDPコンテクストイベントが発生しているかどうかについてサポートノードにおいて決定がなされる。PDPコンテクストイベントが起こっていないとき、プロセスはブロック420へ進み、その点でロジックはPDPコンテクストイベントを待つ。コンテクストイベントが起きていたら、プロセスはブロック425に進み、そこでPDPコンテクストイベントを受けたサポートノードはポリシーサーバーにそのイベントをどう処理するかについての対応マッピングルールを尋ねる。ブロック430に進むとサポートノードは、マッピングルールを含むポリシーサーバーから応答を受けたかどうかを決定する。ポリシーサーバーから応答を受け取っていないときはサポートノードは応答を待つ(ブロック435)。ポリシーサーバーから応答を受けとっていたとき、プロセスはブロック440へ進み、そこでマッピングルールはサポートノードにより実行される。次に、プロセスは終了ブロックへ進み、他のアクションを処理するところへ戻る。
サポートノードと比較して複雑なマッピングルールをポリシーサーバーは仕切ることができる。ポリシーサーバーはそのイベントについての決定をできるからである。それ故、ネットワーク上のサポートノードは複雑なロジックを蓄積し,実行する必要がある。加えて、アウトソーシングメカニズムは動いているユーザーにとって利点を有している。SGSNとGGSNとがポリシーサーバーからマッピングルールを得るので、QoSはユーザーに対しては変わらない。例えば、ユーザーが彼等のホームモバイルネットワーク内を動いていて、PDPコンテクストイベントが発生すると同じポリシーサーバーに尋ねる。ユーザーが彼等のホームモバイルネットワークを出て動いているとき、ユーザーのホームモバイルネットワークポリシーサーバーにコンタクトして適切なマッピングルールを決めることができる。
図5はPDPコンテクストイベントの例としてのフロー500とアウトソーシングメッセージのフローを示している。この図に示すように、メッセージフロー500はMS510、UMTSテレストリアルラジオアクセスネットワーク(UTRAN)515、SGSN520、GGSN525、ポリシーサーバー530をこの順に含む。MS510、UTRAN515、SGSN520、GGSN525、そしてポリシーサーバー530がメッセージの開始点と終了点である。例としてのメッセージフローを説明する。第1に、MS510は「PDPコンテクストリクエストをアクチベートする」メッセージ535をSGSN520へ送り、第2に、SGSN520が「PDPコンテクストリクエストをつくる」メッセージ540をGGSN525へ送る。第3にGGSN525は「リクエスト」メッセージ545をポリシーサーバー530へ送る。第4に、ポリシーサーバー530は「決定」メッセージ550をGGSN520へ送る。第5に、GGSN525は「リポート」メッセージ555をポリシーサーバー530へ戻す。第6に、GGSN525が「PDPコンテクスト応答をつくる」メッセージ560をSGSN520へ送る。第7にSGSN520は「POPコンテクストアクセプトをアクチベートする」メッセージ565をMS510へ送る。第8に、SGSN520は「リクエスト」メッセージ570をポリシーサーバー530へ送る。第9にポリシーサーバー530は「決定」メッセージ575をSGSN520へ送る。最後第10に、SGSN520は「レポート」メッセージ580をポリシーサーバー530へ戻す。
リクエストメッセージ(第3メッセージ545と第8メッセージ570)において、SGSN520とGGSN535とはMSISDNナンバーとMS510に関連のQoS属性とを含む。リクエストメッセージもPDPコンテクストイベントを特定するハンドルを含んでいる。決定メッセージ(第4メッセージ550と第9メッセージ575)はポリシーサーバー530から得たオペレーター規定ルールで決めたDSCPを含む。PDPコンテクストイベントがデアクチベーションプロシージャであるとき、SGSN520とGGSN525とは削除リクエストメッセージをポリシーサーバー530へ送る。削除リクエストメッセージはポリシーサーバーにPDPコンテクストが存在していないことを知らせる。
図6はサポーティングノード上のプロビジョニングメカニズムのためのプロセスを示す。開始ブロックの後プロセスは610へ進み、そこでサポートノードはブートアップ上のポリシーサーバに登録する。ポリシーサーバーに登録後サポートノードはポリシーリクエスト615をポリシーサーバーに送りマッピングルールを要求する。ブロック620へ進み、サポートノードはポリシーサーバーからマッピングルールを受けるのを待つ。決定ブロック625に移るときマッピングルールが受け取られる時について決定する。マッピングルールが受け取られていないときはロジックはブロック620へ戻る。マッピングルールが受け取られているとそのマッピングルールはサポートノードにより蓄積される630。決定ブロック635へ移るとき、PDPコンテクストイベントが起こっているかどうかについての決定がなされる。PDPコンテクストイベントが起きていると、ロジックはブロック650へ進み、そこでPDPコンテクスト蓄積ルールに適当なマッピングルールが実行される。例えば、サポートノードはポリシーサーバーから得たマッピングルールに従ってDSCPを決定する。
PDPコンテクストイベントが起きていないと、プロセスはブロック640へ進み、その点でプロセスはポリシーサーバーによりサポートノードへ送られた更新されたルールをモニターする。決定ブロック645へ進むと、更新されたマッピングルールがポリシーサーバーによりサポートノードへプッシュダウンされたかどうかについて決定する。更新されたマッピングルールが受け取られているとき、プロセスはブロック630へ戻り、その点でその更新されたルールを蓄積する。更新されたマッピングルールが受け取られていないとき、プロセスはブロック640へ戻り、モニターを続ける。プロセスは終了ブロックへ進み、そして他のアクションを処理する。
プロビジョニングメカニズムはいくつもの利点を有する。マッピングルールがサポートノードへ一旦プッシュダウンされると、コール毎の決定にポリシーサーバーは巻き込まれることはなく、それによりポリシーサーバーのリソースを節約する。加えて、マッピングルールはリアルタイムでプッシュダウンされる必要はなく、それにより処理パワー、バンド幅そしてポリシーサーバーに関する信頼性要請をセーヴする。
アウトソーシングメカニズムとプロビジョニングメカニズムとの両方を使うサポーティングノード上のハイブリッドメカニズム700のためのプロセスを図7に示す。開始ブロック後ロジックの流れはブロック710へ進み、サポートノードはポリシーサーバーに登録する。ポリシーサーバーに登録後、サポートノードはポリシーリクエストをポリシーサーバーに送り、デフォルトマッピングルールを要求する(ブロック715)。ブロック720に進むと、サポートノードはデフォルトマッピング受け取るの待つ。決定ブロック725に移ると、デフォルトマッピングルールが受け取られるときについて決定する。デフォルトルールが受け取られていないとき、プロセスはブロック720へ戻り、待ちつづける。デフォルトルールが受け取られているときは、サポートノードによりそのデフォルトマッピングルールを蓄積する730。決定ブロック735へ進むと、到来PDPコンテクストイベントがあるかどうかについて決定する。PDPコンテクストイベントが起こっていないときは、プロセスはブロック740に流れ、その点でプロセスは更新されたデフォルトルールをモニターする。決定ブロック745へ進んだとき、ポリシーサーバーによりサポートノードへ更新されたデフォルトマッピングがプッシュダウンされているかどうかについて決定する。デフォルトの更新されたマッピングルールが受け取られたとき、プロセスはブロック730へ戻り、その点でその更新されたデフォルトマッピングルールを蓄積する。デフォルトの更新されたマッピングルールが受け取られないとき、プロセスは決定ブロック735へ戻って、PDPコンテクストイベントが発生したときを決定する。PDPコンテクストイベントが起きていたときはサポートノードに蓄積されたデフォルトルールがブロック750でプロセスにより走査される。決定ブロック755へ進んだとき、PDPコンテクストにとってデフォルトルールのどれが適切であるかどうかについての決定がなされる。PDPコンテクストにとってそのデフォルトルールが適切でないときは、ロジックはブロック760へ進み、その点でサポートノードはアウトソーシングメカニズムを使ってポリシーサーバーに尋ねる(図4と関連説明参照)。プロセスがブロック765へ進むと、その点でポリシーサーバーから受け取ったマッピングルールを実行する。デフォルトルールが適切であると、プロセスはブロック770へ進みそこでデフォルトルールはサポートノードにより実行される。それからプロセスは終了ブロックへ進み、そして他のアクションを処理するため戻る。
ハイブリッドメカニズムは大きさと簡単さとの釣り合いが取れている。動き回っているユーザーの場合ユーザー規定マッピングルールはデフォルトルールとしてそのユーザーの一次のSGSNとGGSNへプッシュダウンされる。ユーザーが動き回り、そして他のSGSNとGGSNを使ってトラヒックを処理しているとき、これらのサポートノードはポリシーサーバーにそのユーザーに対して関連マッピングルールをプッシュダウンするよう頼む。加えて、複雑なルールはポリシーサーバーにより保持され、それによりサポートノードのためかなりのリソースをフリーにする。
モバイルIPネットワーク上のサポートノードにポリシーサーバーが応答するプロセスを図8に示す。開始ブロックの後プロセスはブロック810へ進み、そこでポリシーサーバーはサポートノードからのリクエストを待つ。そのリクエストは登録のための初期化リクエスト、終了リクエスト、もしくはポリシーリクエストである。決定ブロック815へ移ると、リクエストを受け取ったかどうかを決定する。リクエストが受け取られていないとき、プロセスはブロック820へ進み、そこでポリシーサーバーはリクエストを待つ。リクエストが受け取られているとき、ポリシーサーバーはリクエストに応答する825。アウトソーシングメカニズムが選択されたとき、PDPコンテクストイベント毎にサポートノードへ適切なマッピングルールがプッシュダウンされる。プロビジョニングメカニズムが選択されると、サポートノードのためポリシーサーバー上での今のマッピングルールがプッシュダウンされてくる。ハイブリッドメカニズムが選択されると、デフォルトルールがサポートノードへプッシュダウンされる。ハイブリッドメカニズムの下ではポリシーサーバーも、受け取ったPDPコンテクストに対応するルールを持っていないサポートノードによりどのようなリクエストにも応答する。
決定ブロック830へ進んだときマッピングルールが更新されたかどうかについて決定する。オペレーターはポリシーサーバー上で常にマッピングルールを更新する。マッピングルールを更新するとき、プロセスはブロック835へ進み、そこでルールが更新される。ポリシーサーバ上でルールが更新されるとき、そしてプロビジョニングメカニズムが選択されるとき、その更新されたルールはネットワーク上でその影響されたサポートノードへプッシュダウンされる。ハイブリッドメカニズムが選択され、そしてその更新されたルールがデフォルトルールに作用すると、その更新されたルールがネットワーク上のその影響されたサポートノードへプッシュダウンされる。ルールが更新されないときは、プロセスはブロック810へ戻ってリクエストをモニターする。プロセスは終了ブロックへ進み、それから戻って他のアクションを処理する。
本発明の製作と利用について例とデーターとを挙げて上に詳しく述べた。本発明の技術思想は請求の範囲に記載されており、その範囲内で種々に実施例を変更できる。
本発明がその中で使われる例としてのモバイルIPネットワークを示す。 モバイルIPネットワークを横切ってSGSNとGGSNとの両方へマッピングルールを提供する例としてのポリシーサーバーを示す。 ネットワークを横切ってサポートノード上でマッピングポリシーを展開するポリシーベースのメカニズムを実施するプロセスの全体図である。 アウトソーシングメカニズムを使うロジックフローである。 PDPイベントのための例示としてのメッセージフローとアウトソーシングメッセージフローを示す。 プロビジョニングメカニズムを使うロジックフローを示す。 アウトソーシングメカニズムとプロビジョニングメカニズムの両方を使うハイブリッドメカニズムのロジックフローである。 本発明の特徴にしたがって、ネットワーク上のサポートノードに応答するポリシーサーバーのロジックフローを示す。

Claims (28)

  1. 少なくとも1つのSGSNと少なくとも1つのGGSNとを含むサポートノードを含んだモバイルネットワークにおいてUMTS層のQoSをIP層のQoSにマッピングするルールを管理する方法において、
    ポリシーサーバーで少なくとも一つのマッピングルールを形成し、そして
    ポリシーに基づく管理機構を使ってポリシーサーバーから前記の少なくとも一つのマッピングルールをモバイルネットワーク上のサポートノードへ与えてPDPコンテクストイベントに応答できるようにした
    ことを特徴とする方法。
  2. ポリシーに基づく管理機構を使うことが、アウトソーシングメカニズム、プロビジョニングメカニズムそしてハイブリッドメカニズムから少なくとも一つのポリシーに基づく管理機構を選択することを含んでいる請求項2に記載の方法。
  3. アウトソーシングメカニズムは、
    PDPコンテクストイベントが起きるときを、そしてPDPコンテクストイベントが起きるときを決定し、
    前記の少なくとも一つのマッピングルールがPDPコンテクストイベントを処理するために少なくとも一つのサポートノードからポリシーサーバーに尋ね、
    PDPコンテクストイベントを処理するためポリシーサーバーから前記の少なくとも一つのマッピングルールを受け取ったときを決定し、そして
    少なくとも一つのサポートノード上で前記の少なくとも一つのマッピングルールを実行する請求項2に記載の方法。
  4. プロビジョニングメカニズムはさらに、
    少なくとも1つのサポートノードをポリシーサーバーに登録し、
    少なくとも一つのサポートノードから少なくとも一つのマッピングルールに対するポリシーリクエストをポリシーサーバーへ送り、
    その少なくとも一つのサポートノードにおいてポリシーサーバーから受けたその少なくとも一つのマッピングルールを蓄積し、そして
    その少なくとも一つのサポートノードに係るPDPコンテクストイベントが生じたときその蓄積した少なくとも一つのマッピングルールを実行する
    請求項2に記載の方法。
  5. 更新したマッピングルールをモニターし、そして
    その更新したマッピングルールをポリシーサーバーから受け取ったときその更新したマッピングルールを蓄積する
    請求項4に記載の方法。
  6. ハイブリッドメカニズムがさらに、
    少なくとも一つのサポートノードをポリシーサーバーに登録し、
    ポリシーサーバーへポリシーリクエストを送ってその少なくとも一つのサポートノードのためデフォルトマッピングルールを要求し、
    ポリシーサーバーからそのデフォルトマッピングルールを受けとるとき前記の少なくとも一つのサポートノードにそのデフォルトマッピングルールを蓄積し、そして
    前記の少なくとも一つのサポートノードに係るPDPコンテクストイベントが発生するとき、
    その蓄積されたデフォルトマッピングルールを走査し、
    前記の少なくとも一つのサポートノードに係るPDPコンテクストイベントにその蓄積されたデフォルトマッピングルールが適当であるときを決定し、そして
    そのデフォルトマッピングルールを実行するとき、そしてPDPコンテクストイベントがPDPコンテクストイベントに適当でないとき、PDPコンテクストイベントに適当な別のマッピングルールをポリシーサーバーに尋ね、そしてそのポリシーサーバーから受け取ったときにはそのPDPコンテクストイベントに適当なその別のマッピングルールを実行する
    請求項2に記載の方法。
  7. 更新したマッピングルールをモニターし、
    その更新したマッピングルールをポリシーサーバーから受け取ったときは少なくとも一つのサポートノードにその更新したマッピングルールを蓄積する
    請求項6に記載の方法。
  8. 少なくとも一つのマッピングルールを発生すると言うことがさらに、QoSプロファイルから選択した識別子と属性とを使って少なくとも一つのマッピングルールを発生する請求項1に記載の方法。
  9. MSISDN、トラヒッククラス、最大ビットレート、保証されたビットレート、転送遅延、トラヒック処理優先そして割りつけ優先から属性を選択する請求項8に記載の方法。
  10. 少なくとも1つのSGSNと少なくとも1つのGGSNとをそれぞれが含んでいるサポートノードを含むモバイルネットワークにおけるUMTS層QoSとIP層QoSとの間のマッピング管理のためマッピングルールを与える装置において、
    プロセッサーとコンピュータで読み取れる媒体、
    このコンピュータで読み取れる媒体からプロセッサ上で実施する作動環境、
    ネットワーク上でサポートノードと交信するよう配置されたネットワークインターフエースユニット、そして
    作動システムの制御下で実行し、そして作動を遂行するポリシーサーバープログラム
    を備え、このポリシーサーバープログラムが、
    少なくとも一つのマッピングルールを蓄積し、
    マッピングメカニズムを使ってUMTS層QoSとIP層QoSとの間の少なくとも一つのマッピングルールを管理し、そして
    その少なくとも一つのマッピングルールをモバイルネットワーク上の少なくとも一つのサポートノードへ与える
    ようにした装置。
  11. マッピングメカニズムを使ってUMTS層QoSとIP層QoSとの間のマッピングを管理することがアウトソーシングメカニズム、プロビジョニングメカニズムそしてハイブリッドメカニズムから少なくとも一つのポリシーに基づく管理機構を選択することを含んでいる請求項10に記載の装置。
  12. さらに、少なくとも一つのマッピングルールを更新したときを決定し、そして
    更新したとき更新マッピングルールを蓄積
    するようにした請求項11に記載の装置。
  13. 少なくとも一つのマッピングルールをポリシーサーバーに蓄積し、さらに、
    QoSプロファイルから属性を選択し、そして
    この選択された属性と識別子に応答して識別サービスコードポイントを発生する請求項12に記載の装置。
  14. MSISDN、トラヒッククラス、最大ビットレート、保証されたビットレート、転送遅延、トラヒック処理優先そして割りつけ優先から属性を選択する請求項13に記載の装置。
  15. さらに、少なくとも一つのマッピングルールを少なくとも一つのサポートノードへプッシュするようにした請求項11に記載の装置。
  16. さらに、少なくとも一つのマッピングルールを更新したときを決定し、
    更新したとき更新マッピングルールを蓄積し、そして
    その更新したマッピングルールを少なくとも一つのサポートノードへプッシュするようにした請求項15に記載の装置。
  17. ハイブリッドメカニズムがさらに、
    少なくとも一つのサポートノードへデフォルトマッピングルールを送り、そして
    このデフォルトマッピングルールにより扱われない少なくとも一つのサポートノードに関するPDPコンテクストイベントが発生したとき、
    そのPDPコンテクストを扱う別のマッピングルールを走査し、そして
    そのPDPコンテクストイベントに適当な他のマッピングルールをその少なくとも一つのサポートノードへ送る
    ようにした請求項11に記載の装置。
  18. デフォルトマッピングルールを更新したときを決定し、
    更新したときデフォルトマッピングルールを蓄積し、そして
    この更新デフォルトルールを少なくとも一つのサポートノードへプッシュする
    ようにした請求項17に記載の装置。
  19. アウトソーシングメカニズムがさらに、
    PDPコンテクストイベントが起きるときを、そしてPDPコンテクストイベントが起きるときを決定し、
    各マッピングルールがPDPコンテクストイベントを処理するため少なくとも一つのサポートノードからポリシーサーバーに尋ね、
    PDPコンテクストイベントを処理するためポリシーサーバーから各マッピングルールを受け取ったときを決定し、そして
    少なくとも一つのサポートノード上でそれぞれ受け取ったマッピングルールを実行する
    ようにしている請求項11に記載の装置。
  20. サポートノードとポリシーサーバーとを備え、これらのサポートノードは少なくとも一つのSGSNと少なくとも一つのGGSNとを含んでおり、各サポートノードはモバイルネットワークを横切って交信するように配置されたネットワークユニットを含み、そして前記のポリシーサーバーはモバイルネットワーク上で2つの層の間でQoSを管理する少なくとも一つのマッピングルールを与えるように形成され、前記のポリシーサーバーはサポートノードと交信するよう配置されたネットワークインターフエースユニットと、作動システムの制御下で実行し作動を遂行するポリシーサーバープログラムを含み、このポリシーサーバープログラムは2つの層の間でのQoSの管理に関する少なくとも一つのマッピングルールを蓄積し、少なくとも一つのサポートノードからのリクエストを受け、その少なくとも一つのマッピングルールを決定し、そしてその少なくとも一つのマッピングルールを前記の少なくとも一つのサポートノードへ送る
    ようにしたモバイルネットワーク上で2つの層の間でQoSマッピングルールを管理するシステム。
  21. アウトソーシングメカニズム、プロビジョニングメカニズムそしてハイブリッドメカニズムから2つの層の間でQoSマッピングを管理するためのマッピングメカニズムを選択することを含んでいる請求項20に記載のシステム。
  22. 少なくとも一つのマッピングルールを決定すると言うことが、QoSプロファイルから属性を選択し、そしてその選択した属性と識別子とを使ってその少なくとも一つのマッピングルールを発生するようにした請求項21に記載のシステム。
  23. MSISDN、トラヒッククラス、最大ビットレート、保証されたビットレート、転送遅延、トラヒック処理優先そして割りつけ優先から属性を選択する請求項22に記載のシステム。
  24. プロビジョニングメカニズムがさらに、マッピングルールを少なくとも一つのサポートノードへプッシュすることを含んでいる請求項21に記載のシステム。
  25. 少なくとも一つのマッピングルールを更新した時を決定し、
    更新したとき更新マッピングルールを蓄積し、そして
    その更新したマッピングルールを少なくとも一つのサポートノードへプッシュする
    ようにした請求項24に記載のシステム。
  26. ハイブリッドメカニズムがさらに、
    少なくとも一つのサポートノードへデフォルトマッピングルールを送り、そして
    このデフォルトマッピングルールにより扱われない少なくとも一つのサポートノードに関するPDPコンテクストイベントが発生したとき、
    そのPDPコンテクストを扱う別のマッピングルールを走査し、そして
    そのPDPコンテクストイベントに適当な当該別のマッピングルールをその少なくとも一つのサポートノードへ送る
    ようにした請求項24に記載のシステム。
  27. デフォルトマッピングを更新した時を決定し、
    更新したときデフォルトマッピングルールを蓄積し、そして
    少なくとも一つのサポートノードへ更新デフォルトマッピングルールをプッシュする
    ようにした請求項26に記載のシステム。
  28. アウトソーシングメカニズムがさらに、
    PDPコンテクストイベントが起きるときを、そしてPDPコンテクストイベントが起きるときを決定し、
    前記の少なくとも一つのマッピングルールがPDPコンテクストイベントを処理するため少なくとも一つのサポートノードからポリシーサーバーに尋ね、
    PDPコンテクストイベントを処理するためポリシーサーバーから前記の少なくとも一つのマッピングルールを受け取ったときを決定し、そして
    前記の少なくとも一つのマッピングルールを実行して少なくとも一つのサポートノード上でPDPコンテクストイベントを処理する
    ようにした請求項25に記載のシステム。
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