JP2009527160A - パケット交換による無線通信ネットワークにおいてサービス品質を確保する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、パケット交換による無線通信ネットワークにおいてサービス品質を確保する方法に関する。本発明により、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）とコアネットワーク（ＣＮ）が、互いに独立して、かつ個々のパラメータのシグナリングを行わずに、サービス品質情報を利用し、アップリンクとダウンリンクにおいてサービス品質に対応するパケット伝送を確実にする。このことは、個々のＴＣＬに対してコンフィギュレーションされたローカルな設定だけを使って行われ、今日の従来の方法と比べて複雑さにおいて大きく減少する。この方法は、記載された、既存のデータ伝送に対して、異なるタスクのインターリンク又は該タスクのリンクをすることによって更に単純化される。

Description

本発明は、パケット交換による無線通信ネットワークにおいてサービス品質を確保する方法に関するものであって、特には、今日の第２世代及び第３世代のデジタル無線通信ネットワーク（ＧＳＭ／ＵＭＴＳ）に応用されるサービス品質コンセプトのための新しい方法を含む。

端末機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＵＥ））は、パケット交換による無線通信ネットワークでは無線通信セル内に置かれ、―ネットワークでの登録に成功した後には―伝送されるべきデータにアクセスできるようになる。データ伝送を実際に開始するためには、無線通信ネットワークのコアネット（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ，「ＣＮ」）にあるデータ伝送装置とのパケット指向の接続を構築しなければならない。そのためＵＥは、ネットワークに対して接続構築の要求のシグナリングを行い、そのとき、その接続に望ましいサービス品質をも指定する。そのサービス品質とは下記をいう。
―明示的には、接続におけるパケットフローの技術的特性（例えば、データスループット、伝送の際の遅延、優先順位付け）をパラメータセットの形態で記述する、サービス品質プロフィールと、
―暗示的には、ネットワーク中に（例えば、加入者プロフィールごとに）記憶されている基本プロフィールであって、やはり上記のパラメータセットの形態で存在するものの指示である。

接続構築の要求は、無線アクセスネットワーク（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ，「ＲＡＮ」）を経由してコアネットＣＮに転送され、そこでまず、要求されたサービス品質の許容についての点検と基本プロフィールの選択が加入者プロフィールのパラメータを使って行われる。加入者プロフィールに応じて何とか適応したサービス品質と共に、接続構築の要求がデータ伝送装置に伝送された後、場合によってはサービス品質の低下に伴い、内部基準を考慮して、そして、データ伝送装置が外部の決定ノード又はサービスノードとのさらなるシグナリングを行うことによって得られる、オプションとしての追加的な外部基準を考慮して、新たな点検が行われる。一旦サービス品質が最後に確定されると、接続構築の要求の確認が、コアネットワーク及び無線ネットワークで関与するノードを経由し、要求する側のＵＥに送り返される。必要な無線チャンネルをＵＥにまで構築するために、ＲＡＮでさらなるシグナリングが行われる。この場合、ＲＡＮによってあらためてサービス品質の低下（例えば、リソースの不足により）が起こることがあり、その結果として、ＲＡＮを経由してデータ伝送装置に新たなシグナリングが行われる。一旦接続構築が関与するすべてのノードに最終的に受け入れられると、ＵＥからの及びＵＥへのデータ伝送を開始でき、この場合、この接続を経由して複数かつ互いに異なるサービスを、順次並びに同時に、処理することができる。データ伝送に組み込まれているすべてのノードは、技術的な伝送パラメータによって指定されたサービス品質プロフィールに応じて、データフローを処理しなければならない。

上記の方法を用いた例は、第３世代無線通信ネットワーク「ＵＭＴＳ」であって、この場合、コアネットワークでは，ネットワークノードとして、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と、ＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）とが関与していて、ＲＡＮでは、ノードＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とノードＢ（基地局）とが関与している。上記の手順を、ＵＭＴＳの例を用いて、図1に略記した。

上記で言及した外部の決定／サービスノードは、図1には記載されていない。

今日のＵＭＴＳ標準の場合、ユーザデータは図示のノードすべてを通って流れるが、それとは異なり、ＳＧＳＮがシグナリングだけにおいて動作し、ユーザデータ伝達においては動作しないように最適化することが現在追求されている。

図示の方法―従来の技術―の本質的な欠点は下記の通りである。
ａ）サービス品質の合意が、接続ごと（「ベアラ（Ｂｅａｒｅｒ）」ごと）に行われ、本来必要とされる「サービスプロー（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｌｏｗ）」ごと（サービスごと）には行われない。
ｂ）ＣＮとＲＡＮが別々に機能するので、この「ベアラ（Ｂｅａｒｅｒ）」に対しても、ＣＮ及びＲＡＮの間で、サービス品質特性に関して共有する理解が存在しない。
ｃ）サービス品質プロフィールのネゴシェーションの際、一般に希望されるサービスにとって、あるいは、そのときどきにネゴシェーションに関与するノードにとって、意義や必要性のない多くの技術的パラメータについても、ネゴシェートしなければならない。
ｄ）該当する各ノード間のシグナリングが―とくに上記ｃ）項に挙げた事柄が理由となって―非常に煩瑣である。
ｅ）ＵＥがネットワーク中で登録されていても、データ通信を始めるためには、依然として追加的なシグナリングを行わなければならない。
ｆ）通常は、図1に記載したＣＮのコンポーネントが、インターネットプロトコルＩＰに基づくトランスポートネットワーク（バックボーン（Ｂａｃｋｂｏｎｅ））によって互いに接続されている。しかし、無線通信ネットワーク内に設けられたベアラのサービス品質をトランスポートネットワークノードのサービス品質と比較するのは不可能である。
ｇ）既存の接続のサービス品質が事後に変動する場合―例えば、ＵＥの側で別なアプリケーション／サービスを利用する場合―には、上記と同じシグナリングが原則として必要である。
ｈ）サービス品質に関連して互いに区別する必要のあるサービスの並行使用に関しては、サービス品質を区別するためには、別の接続の構築が必要である（上記ａ項も参照）。そのため必要なシグナリングは、手順と手間の点で、上記のシグナリングに匹敵する。

本発明の課題は、パケット交換による無線通信ネットワークにおいてサービス品質を確保する方法であって、上記の欠点をすべて回避し、今日も将来も無線通信ネットワークに利用できるような方法を創成することである。

本発明はこの課題を、請求項1の特徴部を有する方法によって解決する。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項に記載されている。

パケット交換技術として―上記の例ではＵＭＴＳにおいて―インターネットプロトコルＩＰを用いることを、出発点とする。そのほか、無線ネットワーク部分ＲＡＮとコアネットワーク部分ＣＮとの根本的な区別が、この無線通信ネットワークに適用される。

本願で提案される実施の形態は、今日行われているコンセプトの方法上の欠陥、すなわち、複雑で提供される通信サービスに必要なサービス品質の達成を妨げている方法上の欠陥を排除する。本願で提案される実施の形態に含まれる単純化によって、サービス品質を確保するに必要な処理ステップや処理リソースの規模が大きく減少する。さらには、必要とされるシグナリングが最小限に抑えられることにより、迅速な接続構築とより高い能率が、ネットワークの中で得られる。

まず、初期状態は、公知の解決法の初期状態と同一である。端末機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＵＥ））はセル内にあり、―ネットワーク内の登録が成功した後―伝送されるべきデータに到達可能となる。登録直後又はそれより後の時点で、データ伝送のための接続が、それに用いられるサービス品質を含めて、確立される。これは、ここに記載する方法を用いて行うか、あるいは、ＵＥとネットワーク間のそのほかの（事前に行われる）シグナリングの一部として行うことができ、これにより、今日行われている技術の欠点、すなわち、接続構築の際の個別のシグナリング（上記ｅ項参照）が不要となる。例えば、接続構築は、ＵＥをネットワークに登録するときの一部として、あるいは、ＩＰプロトコルのためＵＥをコンフィギュレーションするときに行うことができる。いずれにせよ、ここに記載する方法は、サービス品質に関連するシグナリングの量をいちじるしく削減する。

ネットワークをＲＡＮネットワーク部分とコアネットワーク部分とに区分するのに応じて、接続を無線通信接続とコアネットワーク接続とに区分できる。この無線通信接続はＲＡＮによって管理され、下記のパラメータを特色とする。
―無線フロー識別子（ＲＦＩ）と、
―トランスポートクラスラベル（ＴＣＬ）と、
―サービス品質を確保することに関連して無線接続を制御するためにＲＡＮが用いる、無線接続のパラメータのＴＣＬ値によって指定された無線ネットワーク固有の記述である。

コアネットワーク接続は主としてＣＮに管理され、下記のパラメータを特色とする。
―ＣＮフロー識別子（ＣＦＩ）と、
―トランスポートクラスラベル（ＴＣＬ）と、
―サービス品質を確保することに関連してコアネットワーク接続を制御するためにＣＮが用いる、コアネットワーク接続のパラメータのＴＣＬ値によって指定されたコアネットワーク固有の記述である。

上記３つのパラメータの知識は、ＲＡＮ又はＣＮにおいて、その都度だけ必要であるが、他方でＴＣＬ値は、ＲＡＮでもＣＮでも既知である。しかし、本方法の機能形態にとっては、上記識別子／ラベルがＲＡＮ及びＣＮで既知であるかどうか、あるいは、同一であるかどうかは、些細なことである。ＲＦＩとＣＦＩは、ＵＥの自己同一性との組み合わせにのみ一意性を持つように形成することができる。

システム設計に応じて、そのときどきに無線ネットワークに固有のパラメータ又はコアネットワークに固有のパラメータが、ＴＣＬから間接的に導き出されるか、あるいは、このパラメータの一部又は全部を明示的にＴＣＬに記述することもできる。固有のパラメータの一部又は全部を導き出す場合は、コンフィギュレーション可能なノード固有のルールに基づいて導き出す。この方法の重要な特徴は、指定されたＴＣＬの制限内で許容され、及び場合によってはそれにともなう導出ルールの限界が許す限り、ＲＡＮとＣＮとが、互いに独立して、そして対応するシグナリングを行わずに、それぞれが管理するＲＡＮ／ＣＮ接続の固有のパラメータを変更できることにある。

さらにはいずれの接続も、次のようなパケットフィルタを有すること特徴とするが、このパケットフィルタは、接続のためのＩＰ制御情報（ＩＰヘッダ）のプロパティを決定し、その結果、このパケットフィルタに対応するパケットだけが、この接続上でＵＥに転送される。特には、この場合、「すべてのパケットをこのＵＥのために」というルールを、接続に適用させることができる。新規／現行の接続のためのこのパケットフィルタの確立／変更については、ＵＥとＣＮの間で合意するようにすることができ、あるいは、別な方法として、例えば加入者プロフィールに基づいて、ＣＮによって見つけ出すことができる。しかし、それに必要な手順は、サービス品質に関する本方法の構成要素ではない。

Ａ）既存の接続を経由した一定のサービス品質での伝送
この接続を経由してＵＥに伝送される（「ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）」）パケットは（ＣＮがパケットフィルタを用いてこの接続にパケットを割り当てた後）、その接続に適用されるラベルＣＦＩ及びＴＣＬによって識別表示される。対応して確立されたＲＡＮ接続を経由してパケットを転送するため、このＣＦＩがＲＡＮによって用いられる。すなわち、ＲＡＮはＣＦＩをＲＦＩにマッピングする。ＴＣＬはさらに、接続のため確立されたサービス品質をもって、無線インタフェースを介してこのパケットが転送されるべき旨を指定するが、この場合、ＴＣＬ自体の伝送を、無線インタフェース経由で送る必要はない。

この接続を経由してＵＥから伝送される（「アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）」）パケットは（ＵＥが内部の手段を用いてこの接続にパケットを割り当てた後）、この接続に割り当てられたＲＦＩを用いてＵＥによって識別表示される。対応して確立されたＣＮ接続を経由してパケットを転送するため、このＲＦＩがＲＡＮによって用いられる。すなわち、ＲＡＮは、ＲＦＩをＣＦＩにマッピングする。さらには、この接続に適用するＴＣＬが付加され、このＴＣＬは、このパケットがこの接続のため確立されたサービス品質をもって、コアネットワークを経由して転送されるべき旨を指定する。

上記方法のバリエーションでは、ＴＣＬが間歇的にあるいは完全にカットされる。なぜならば、先行するパケットと比較して、サービス品質は既存のままであるが、ＴＣＬは変更されていないからである。

これらの接続を経由して、ＵＥに、及びＵＥから、送信／受信されるパケットは、前もってＲＡＮ接続又はＣＮ接続上で、あるいはＣＮからＵＥまで一貫して、暗号化することができる。ＵＥから外部ターゲットまでの暗号化も同様に可能である。さらには、たとえばＩＰヘッダ圧縮のような、搬送ボリュームの最適化も可能である。

図２は、既存の接続を経由するデータ伝送の上記の手順を模式的に示す。

Ｂ）既存の接続を経由するが、サービス品質の変更をともなう伝送
その接続に用いられているサービス／目的に関して、合意されたサービス品質が適当でない（高すぎる／低すぎる）こと、若しくは、それ以前に指定／要求されたリソースがもはや利用できないか又は引き続き利用できないことの決定が既存の接続に関してなされる。そうすると接続のサービス品質の変更が、上記変更理由を決定したノード（ＵＥ，ＲＡＮ，ＣＮ）によって引き起こされる。

Ｂ１）ＵＥによって引き起こされるサービス品質の変更
ＵＥは、前もって合意されていたサービス品質をもはや必要としないこと、又は、より高品質のサービスを実行すべきことを決定する。

それに応じて、ＵＥはサービス品質を上げたり、又は、下げたりすることを要求する。この場合の手順は下記の通りである。
１．ＵＥはＲＡＮに対して、それが既存のＴＣＬと一致できないようなやり方で、その接続の無線ネットワーク固有のパラメータを変更するように要求する。この要求を伝達するためには、場合によっては、無線シグナリング接続を前もって構築する必要がある場合もある。
２．ＲＡＮは、無線接続の変更に適するＴＣＬを見つけ出す。
３．ＲＡＮは、新たなＴＣＬでマーキングされた、この接続のアップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）パケットをＣＮに送信する。上記Ａ）項に記載するように、ＴＣＬがカットされている場合、変更されたＴＣＬを付したパケットを少なくとも１つ送信する。新たなＴＣＬがＣＮに確実に受信されるために、複数のパケットに、順次又はある一定の間隔を置いて、新たなＴＣＬが加えられることもある。この時点でユーザデータが存在しない場合、別の方法として、新たなＴＣＬでマーキングしたダミーパケットが、接続を介して送信されることが可能である。
４．ＣＮでは、新たなＴＣＬに必要なコアネットワークに固有の接続パラメータが見つけ出される。
５．必要なリソースの利用可能性が点検される：
ａ）上記の点検の結果が肯定的な場合、新たなＴＣＬが、（ＣＦＩで識別表示された）接続に割り当てられる。
ｂ）肯定的でない場合、サービス品質は、実際に利用できるリソースによって低減され、そのサービス品質に対応するＴＣＬがその接続に割り当てられる（それが「古い」ＴＣＬである可能性がある！）。サービス品質を引き下げなければならない場合には、この点検を省略できる。
６．ＣＮにおいて新たなＴＣＬが割り当てられた場合、オプションとして、ＵＥへの接続に関する新たなＴＣＬの許容性を、そのほかの情報、例えば、加入者プロフィールのような情報を用いて点検することができる。そのためには、必要な場合には、外部の判断ノード又はサービスノードをこれに含ませておいてもよい。サービス品質を引き下げなければならない場合には、この点検を省略できる。
７．ＣＮは、ここで、この接続のダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）パケットに、上記で見つけ出されたＴＣＬを加える。上記Ａ）項に記載したようなＴＣＬをカットするという技術を用いる場合、変更されたＴＣＬを付したパケットを少なくとも１つ送信しなければならない。新たなＴＣＬがＲＡＮに確実に受信されるためには、該新たなＴＣＬが複数のパケットに順次に加えられるか、又は、ある程度の間隔を置いてパケットに送られてもよい。この時点でユーザデータが存在しない場合には、別の方法として、その接続を介して、該新たなＴＣＬをマーキングしたダミーパケットが送信されることが可能である。
８．それが必要な場合又はまだ行われていない場合、無線接続のこれらパラメータはステップ７で予め指定された実際のＴＣＬに対応して、次のようにカスタマイズされる：
ａ）ＲＡＮとＵＥが無線接続の変更をまだ実行していない場合（ステップ１参照）、その変更をここで、実際のＴＣＬに応じて実行する。
ｂ）無線接続の変更がすでに実行済みの場合、もし必要であれば、この変更を実際のＴＣＬに対応してカスタマイズする。

上記の手順説明は、時間的な順序をかならずしも示しているものではない。

Ｂ２）ＲＡＮによって引き起こされるサービス品質の変更
この変更は、例えば、ＲＡＮにおいて、合意された接続サービス品質を維持するのに十分なリソースをもはや利用できない場合、あるいは、それ以前に利用された後に取り除かれたリソースがふたたび利用可能となる場合に行われる。それに応じて、ＲＡＮはサービス品質を上げたり、又は、下げたりする。この場合の手順は前記Ｂ１に記載した手順と同一であるが、ただし、ステップ１における無線接続が、ここではＢ１に記載するようなＵＥからではなく、ＲＡＮから行われる点が異なる。

上記の手順説明は、時間的な順序をかならずしも示しているものではない。

Ｂ３）ＣＮによって引き起こされるサービス品質の変更
この変更は、例えば、ＣＮにおいて、合意された接続サービス品質を維持するのに十分なリソースをもはや利用できない場合、あるいは、それ以前に利用された後に取り除かれたリソースがふたたび利用可能となる場合に行われる。この変更は、事前に合意されたサービス品質がもはや不要となること、又は従来よりも高品質のサービスを実行すべきことをＣＮが決定したときも引き起こされる。同様に、ＣＮと外部の決定ノード又はサービスノードとのコミュニケーションによって、既存の接続の変更を引き起こすことも可能である。

上記に応じて、ＣＮはサービス品質を上げたり、又は、下げたりすることを引き起こす。この場合の手順は、上記Ｂ１に記載した手順と原則的に同一であるが、個々のステップが必要に応じて逆の順序とされ、ＣＮが出発点となる点が異なる。それに応じて、ＲＡＮにおいて要求されたリソースが利用できない可能性がある―その限りにおいて、ＲＡＮはＣＮから指示されたのとは異なるＴＣＬを、アップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）の際に返送することができる。

上記の手順説明は、時間的な順序をかならずしも示しているものではない。
Ｃ）サービス品質の決定を伴う接続の確立
ＵＥ又はＵＰＥは、所定のサービス品質を持つ（新たな）接続を構築する必要性を確定する。これは、最初の接続の場合、例えば、ネットワークへの登録又はその他のシグナリングの過程で行われる。これについては冒頭に説明した―すなわち本提案には属さない手順である。

Ｃ１）ＵＥによる最初の接続の確立
通信自体を可能とするために、上記と異なる方法として、ＵＥは個別に接続の確立を引き起こすことができる。そうすると、ＵＥは、登録の際、必要な認証、識別、通信の各パラメータを得ていることになる。接続構築の手順は下記のように行う。
１．ＵＥはＲＡＮに対し、上記Ｂ１、第１項に記載した方法に従って、無線ネットワーク接続のためのリソースを要求する。この要求を伝達するため、とくに無線シグナリング接続を前もって確立しておく必要がある場合もある。
２．すでにＢで説明したように、ＵＥとＲＡＮは、新たな接続のためにＲＡＮにおいて確立されたガイドラインに関連して、その接続の無線接続固有のパラメータについて合意に至る。ＲＡＮは、この無線接続に適するＴＣＬを見つけ出して、接続のためのＲＦＩを決定する。
３．ＲＡＮは、新たなＴＣＬと下記のものでマーキングされている１つ又は複数のアップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）パケットをＣＮに送信する。
ａ）ＣＮがそれを新たな接続の要求と解釈するような特別なＣＦＩと、
ｂ）登録の際に指定されるＵＥ識別パラメータであって、必要な範囲にあるものである。
すでに冒頭に説明したように、例えば、ＣＦＩが、ＵＥ識別によって固有とされる場合には、ａ）とｂ）とを組み合わせることもできる。この場合、これをもって、接続に対して有効なＣＦＩがすでに確立されている。
４．ＣＮは、新たな接続のため用いられるべきＣＦＩを生成するか、又は、すでに固有であるＣＦＩを利用し、Ｂで説明したように、実際のＴＣＬを確立する。この場合、ＣＮは（例えば、リソースのナローパス、ローカルのガイドライン、あるいは加入者プロフィールにおける制限が理由で）ＲＡＮが要求するＴＣＬの値を場合によっては引き下げることも可能である。
５．ＣＮは、確立されたＴＣＬ、その接続に有効なＣＦＩ、そして別個に送るのが必要であればＵＥ識別パラメータを伴う１つ又は複数のダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）パケットを、ＲＡＮに送信する。
６．必要であれば、ＲＡＮとＵＥとの間の無線接続を更にカスタマイズする。これをもって接続が確立される。
７．上記複数のステップにより又は個別の手順において、必要なＩＰパラメータ（例えば、ＩＰアドレス）を有するＵＥのコンフィギュレーションを行う。
８．上記複数のステップにより又は個別の手順において、ＣＮでのＵＥの通知と認証、そして、その点検が行われる。この場合、上記Ｂで説明したように、そのＴＣＬが許容できるかどうかの点検が、加入者データに基づいて行われる。
９．ステップ７及び８に記載した個々の手順は、ここに説明しているサービス品質に関する方法の構成要素ではない。
１０．この最初の接続に有効なパケットフィルタは、「すべてのパケット」と明示して設置することができる。もう１つ別のパケットフィルタが希望され、このパケットフィルタに対応する特別なパケットだけが、この接続を経由して送信される場合、パケットフィルタの設置は、Ｃ２第６ステップに記載のように行う。
１１．ここ確立された接続のサービス品質の修正は、上記Ｂに記載のように行う。

Ｃ２）ＵＥによるさらなる接続の確立
これは最初の接続確立と同一手順で行うことができる。別な方法としては、新たな接続を要求するために既存の接続を利用することもできる。この場合、この新たな要求を、既存の接続のユーザデータパケットに埋め込むことができ、改めての認証を単純化又は回避することができる。この手順は下記の通りである。
１．無線接続パラメータ、対応するＴＣＬ、新たなＲＦＩが見つけ出される方法で、ＵＥがＲＡＮに対して、新たな無線接続のためのリソースを、公知の方法により要求する。
２．ＲＡＮは、既存の接続のアップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）において、希望のＴＣＬと、Ｃ１第２ステップに記載されたようにして確立されたＣＦＩとを、１つ又は複数のパケットに挿入する。この時点で、その接続のためのユーザデータが存在しない場合には、別な方法として、新たなＴＣＬをマーキングしたダミーパケットが、その接続を介して送信されることが可能である。
３．ＣＮにおいてすでに説明した手順が実行され、ＣＮは最終的なＴＣＬとＣＦＩとをダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）で、下記のようにして送信する。
ａ）既存接続の―場合によってはダミーの―パケットに埋め込んで送信する。
ｂ）Ｃ１第５ステップに記載の方法で、すなわち、すでに新たな接続として送信する。
４．必要であれば、ＲＡＮとＵＥの間で無線接続のカスタマイズをもう一度行う。新たな接続はこれをもって確立される。
５．ＵＥは、他の接続に関してこの接続の上で同一のＩＰアドレスを用いるか、あるいは、異なるアドレスを用いることもできる。用いられるべきアドレスを決定するために役立つメカニズムは、このサービス品質に関する方法の構成要素ではない。
６．対応するパケットをダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）でこの接続経由で転送するように、この接続のためにいかなるパケットフィルタを用いるのかを決定する必要もある。これについては、ここに説明しているサービス品質に関する方法以外のメカニズムを用いることで、ＵＥとＣＮが合意を行う。
７．ステップ６には依存せず、ＵＥはすでに、新たな接続経由でデータを送信することもできよう。この接続に有効なパケットフィルタが存在しない場合には、もし望ましければ、ＣＮはこれらのデータを破棄することができる。別な方法として、ＣＮは、アップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）パケットから、ダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）パケットフィルタのためのコンフィギュレーションを、この接続のためにＵＥの新たなＩＰアドレスがあればそれを含めて、明示的に導き出すことができる。
８．新たな接続のサービス品質は、Ｂに記載した方法を用いて、いつでも変更できる。この場合、合意されたサービス品質に対応せずにその接続が利用されないことによって、あるいは、ある一定の時間経過後も、依然としてパケットフィルタを確立していないことによって、１つの変更が引き起こされることもある。

Ｃ３）ＣＮによる最初の接続の確立
例えば、ＵＥのＩＰアドレスが決定された場合、あるいは、ＵＥのＩＰアドレスにあててパケットが到着するが、まだ接続が存在しない場合、ＣＮはこの手順を引き起こすことができる。このための手順は、Ｃ１と同様であるが、必要に応じて逆の順序とする。

このＵＥへの既存の接続が適当なパケットフィルタを持たないとき、そのＵＥのためのパケットが到着する場合も、ＣＮはここに記載するような新たな接続構築を始めることができる。別な方法として、このＵＥへの既存の接続のパケットフィルタを変更することもできる。接続構築とは異なって、ＣＮとＵＥ間におけるパケットフィルタ構築のネゴシェーションは、ここに記載するサービス品質に関する方法の構成要素ではない。

Ｃ４）ＣＮによるさらなる接続の確立
例えば、ＵＥのためのパケットが到着するが、ＵＥへの接続としてサービス品質の点で適当な接続が存在しない場合、ＣＮはこの手順を引き起こすことができる。既存の接続を修正する代わりに、ここでは新たな接続を構築した方が有意義である。これはとくに、この接続を経由して伝送されるべきパケットが、パケットフィルタによって、ほかのパケットから分離可能なのが有意義である場合に、あてはまる。同様にして、新たな接続構築は、ＣＮが外部の決定ノード又はサービスノードと通信することによって引き起こすことができる。

そのための手順は、Ｃ２と同様であるが、必要に応じて順序を逆にする。

Ｄ）既存の接続の終了
これは、ＵＥ，ＲＡＮ，又はＣＮが惹起することができるが、場合によっては、外部の決定ノード／サービスノードとのシグナリングに基づいても引き起こすことができる。

ＵＥ，ＲＡＮ，又はＣＮのいずれが接続の終了を開始するかにかかわらず、ＲＡＮとＵＥ間のシグナリングによって無線接続を解除する。

Ｂに記載のメカニズムによってコアネットワーク接続を解除する。この場合ＴＣＬは、ＲＡＮとＣＮがそれを「接続終了」と解釈するような、特別な値に設定される。

次にＲＡＮとＣＮは、接続のため指定されたすべてのリソースと設定を非活動状態にする。場合によっては、例えば、接続に有効なパケットフィルタのログオフ／リセットのため、ＵＥとＣＮ間で前もってシグナリングを行わなければならないこともある。

アップリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）とダウンリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）におけるパケットの伝送を、サービス品質に関連して、確実に行うために、無線アクセスネットＲＡＮとコアネットＣＮは、この方法で表示されたサービス品質情報を、互いに独立して、かつ個々のパラメータのシグナリングを行わずに利用する。これは、個々のＴＣＬのためにコンフィギュレーションされた、ローカルの設定だけを用いて行われる。これにより、今日一般に行われる方法と比較して、複雑性を徹底的に軽減することができる。さまざまに異なるタスク同士を、あるいはそれらタスクと既存のデータ伝送とを、ここに説明したように組み合わせることによって、さらなる単純化が得られる。

この方法が適用可能なネットワークの例
本方法を適用できるネットワークの例は、第３世代移動通信ネットワークであるＧＳＭであって、この場合、コアネットワークはＳＧＳＮ及びＧＧＳＮの各ノードから、そして、ＲＡＮはＢＴＳ及びＢＳＣの各ノードからなる。

もう１つの例は、第３世代移動通信ネットワークであるＵＭＴＳであって、この場合、コアネットワークはＳＧＳＮ及びＧＧＳＮの各ノードから、そしてＲＡＮはＮｏｄｅＢ及びＲＮＣの各ノードからなる。

さらにもう１つの例は、移動通信ネットワーク第３世代の発展形であって、これは３ＧＰＰにおいて「ＳＡＥ」及び「ＬＴＥ」という作業タイトルで仕様策定作業中である。この場合、コアネットワークはＭＭＥ及びＵＰＥの各ノードから、そしてＲＡＮはｅＮｏｄｅＢ及び場合によっては中央のシグナリングノードからなる。

ここに挙げた方法のバリエーションとして、ＲＡＮとＣＮ間のバックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）及び外部のネットワークにおけるサービス品質を取り入れるものがある。それを下記に挙げる。
―バックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）におけるｄｉｆｆＳｅｒｖと、
―Ｇｉファイバ上でのｄｉｆｆＳｅｒｖと、
―上記と同様なｉｎｔＳｅｒｖである。

従来の技術における接続構築の手順を示す。 本発明による接続構築の手順を示す。

Claims (8)

1. パケット交換による無線通信ネットワークでのサービス品質を確保する方法であって、コアネットワークＣＮと無線アクセスネットワークＲＡＮとを有し、パケット指向の接続のサービス品質がサービス品質情報に基づいて決定されるものにおいて、
   無線アクセスネットワークＲＡＮとコアネットワークＣＮが、互いに独立して、かつ個々のパラメータのシグナリングを行わずに、サービス品質情報を利用し、接続内においてサービス品質に対応するパケット伝送を確実にすることを特徴とする方法。
2. それぞれ無線ネットワーク固有のパラメータ又はコアネットワーク固有のパラメータが、トランスポートクラスラベルＴＣＬから間接的に導き出されるか、あるいは前記パラメータの一部又は全部が、ＴＣＬに明示的に表示されており、固有のパラメータの全部又は一部が導き出される場合、その導出がコンフィギュレーション可能なノード固有のルールに基づいて行われることを特徴とする前記請求項１に記載の方法。
3. 指定されたＴＣＬの限界及びそれにともなう前記導出ルールの限界が許す限り、前記無線アクセスネットワークＲＡＮと前記コアネットワークＣＮとが、互いに独立して、かつ対応するシグナリングを行わずに、それぞれが管理するＲＡＮ／ＣＮ接続の固有のパラメータを変更することができることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記接続を経由して実行されるサービス／目的について合意されたサービス品質が妥当でないことが、又はそれ以前に指定／要求されたリソースがもはや利用できないか若しくは引き続き利用できないことが、既存の接続において検知される場合、上記変更理由を検知したノードによって、接続のサービス品質の変更が引き起こされることを特徴とする前記請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 前記サービス品質の変更が、端末機器ＵＥによって引き起こされることを特徴とする前記請求項４に記載の方法。
6. 前記サービス品質の変更が、無線アクセスネットワークＲＡＮによって引き起こされることを特徴とする前記請求項４に記載の方法。
7. 前記サービス品質の変更が、コアネットワークＣＮによって引き起こされることを特徴とする前記請求項４に記載の方法。
8. 前記各請求項のいずれかに記載の方法を実行する装置。

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