JP2009537110A - 無線通信ネットワークにおけるパケットフィルタの効率的修正 - Google Patents

Abstract

無線通信ネットワークにおいてパケットフィルタを修正するための技術が説明される。1つのスキームにおいて、パケットフィルタは、もし必要であれば、マルチプル操作で実行されてもよい。実行される操作および操作を実行する順序は、置換される現在のパケットフィルタの数（Ｎ）および新しいパケットフィルタの数（Ｍ）に依存するかもしれない。もしＮ＝Ｍであれば、トラヒックフィルタテンプレートのN個のパケットフィルタは単一の操作で置換することができる。もしＮ＞Ｍであれば、最初にトラヒックフィルタテンプレートの中のM個のパケットフィルタを置換し、次にＮ−Ｍ個のパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートから削除することができる。もしＮ＜Ｍであれば、最初にＭ−Ｎ個の新しいパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートに追加し、次にトラヒックフィルタテンプレートの中のＮ個のパケットフィルタを置換することができる。他のスキームにおいて、パケットフィルタは、必要であれば、ダミーパケットフィルタを使用することによって単一の操作で修正することができる。
【選択図】 図４

Description

本件開示は、一般に通信に関係し、より詳細には、パケットフィルタを修正するための技術に関係する。

発明の背景

無線通信ネットワークは、音声、パケットデータなどのようなさまざまな通信サービスを提供するために広く展開されている。そのような無線ネットワークの例は、符号分割多重接続(CDMA)ネットワーク、時分割多重接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多重接続(FDMA)ネットワークおよび直交FDMA(OFDMA)ネットワークを含んでいる。

ユーザは、無線ネットワークからさまざまな通信サービスを得るために、無線デバイス(例えば、セルラーフォン)を利用することができる。各々のサービスは、そのサービスについて指定のQoS（サービスの品質）が確実に達成されるようにすることによって、ユーザの満足に応えて提供することができる。QoSは異なるサービスについて異なるパラメータによって定量化することができる。例えば、パケットデータサービスはある目標パケット誤り率を要求することができるのに対し、音声サービスは比較的厳格な遅れとある最小限の保証されたデータ伝送速度を要求することができる。

無線デバイスは、所望のサービスを求めて1つまたはそれ以上のトラヒックを無線ネットワークと交換することができる。各々のトラヒックフローのためのQoSは、QoSパラメータの集合によって定義することができる。所望のパフォーマンスを得るために、異なるトラヒックフローについて、異なるレベルのQoSを定義することができる。各トラヒックフローは、そのフローに属するデータパケットを識別するのに使用される1つまたはそれ以上のパケットフィルタの集合と関連づけることもできる。各パケットフィルタは、ネットワーク／トランスポート層ヘッダの1つまたはそれ以上のフィールド、および／または、上位層ヘッダの1つまたはそれ以上のフィールドを含む１つまたはそれ以上のフィルタパラメータによって形成することができる。パケットフィルタは、各フローをフローごとに指定されたQoSレベルにおいて送信することができるように、データパケットを適切なトラヒックフローに分離するために使用することができる。トラヒックフローは、マルチプルのサブフローをもつこともできる。この場合、QoSパラメータの集合およびパケットフィルタの集合は、各サブフローについて所望のパフォーマンスを達成するために、サブフローごとに定義することができる。

パケットフィルタを修正することが望ましい場合がある。これは、例えば、1つまたはそれ以上のサブフローが追加または削除される場合である。いくつかの例として、音声チャットアプリケーションのチャットセッションに新しいユーザが加わるとき新しいサブフローが追加されることがある。または、すでに在るストリーミングQoSの事例に他のストリーミングセッションが追加されることがある。新しいパケットフィルタは、無線デバイスにおいて定義され、無線ネットワークに送信されることができる。無線ネットワークは、新しいパケットフィルタを受理し、それらを無線デバイスに送られるデータパケットに適用することができる。パケットフィルタを修正することは、新しいパケットフィルタを無線で送信するために貴重なネットワーク資源を消費する。下記において述べられるように、パケットフィルタの修正のしかたに制約がある場合、ネットワーク資源の消費はさらに重要なことになる可能性がある。

それゆえ、無線ネットワークにおいてパケットフィルタを効率的に修正するための技法に対するニーズがある。

［発明の概要］
本件明細書において、無線通信ネットワークにおいてパケットフィルタを効率的に修正するための技術が説明される。トラヒックフィルタテンプレート(TFT)は、１つのトラヒックフローまたはサブフローについて定義することができる。またTFTは、そのトラヒックフローまたはサブフローについて適用されるべき1つまたはそれ以上の(T個の)パケットフィルタを含むことができる。1つの実施形態において、トラヒックフィルタテンプレートは、もし必要であれば、マルチプル操作で修正することができる。実行される操作および操作を実行する順序は、置換されるべき現在のパケットフィルタの数（N）および新しいフィルタの数（M）に依存するかもしれない。ここで、N≦T、かつM≦Tである。操作は、最も失敗する可能性の高い操作から始めて直列的順序で実行することができる。

もしN=Mであれば、トラヒックフィルタテンプレートの中のN個のパケットフィルタは、単一の操作で置換することができる。もしN＞Mであれば、最初にトラヒックフィルタテンプレートの中のM個パケットフィルタを置換し、次にトラヒックフィルタテンプレートからN−M個のパケットフィルタを削除することができる。もしN＜Mであれば、最初にM−N個の新しいパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートに追加し、次にトラヒックフィルタテンプレートの中のN個のパケットフィルタを置換することができる。各操作は、実行するべき操作(例えば、置換、追加、または削除) を示すシグナリングメッセージ、および置換、追加または削除されるべきパケットフィルタを送ることによって実行することができる。

他の実施形態において、トラヒックフィルタテンプレートは、もし必要であれば、ダミーパケットフィルタを使用して、単一の操作で修正される。トラヒックフィルタテンプレートは、トラヒックデータをフィルタリングするための少なくとも１つの有効なパケットフィルタ、およびトラヒックデータを通過させるための少なくとも1つのダミーのパケットフィルタを用いて定義される。トラヒックフィルタテンプレートは、トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第1の集合をパケットフィルタの第2の集合で置換することによって修正される。第1および第2の集合には同じ（１つまたはそれ以上の）数のパケットフィルタが含まれるように、第１または第２の集合のいずれかに十分な数のダミーパケットフィルタが含まれる。

本発明のさまざまな態様および実施形態は、以下においてさらに詳細に説明される。

本件発明の特徴および性質は、類似の参照文字が全体を通じて対応的に一体化している図面とともに取りあげられるとき、以下の詳細な説明からさらに明白となるであろう。

［詳細な説明］
本件明細書において、「例示的」という語は、「例、事例、例示として役立つこと」を意味するものとして使われている。本件明細書において「例示的」と記述されるいかなる実施形態または設計も必ずしも他の実施形態または設計に比べて好ましいまたは有利であると解釈されてはならない。

[0019] パケットフィルタを修正するための本件明細書記載の技術は、CDMAネットワーク、TDMAネットワーク、FDMAネットワーク、OFDMAネットワークなどのようなさまざまな無線通信ネットワークのために使用することができる。CDMAネットワークは、広帯域のCDMA(W-CDMA)、cdma2000などのような無線技術を利用することができる。

cdma2000は、IS-95、IS-2000およびIS-856標準をカバーする。TDMAネットワークは、GSM（Global System for Mobile）通信、D-AMPS（Digital Advanced Mobile Phone System）などのような無線技術を利用することができる。D-AMPSは、IS-136およびIS-54標準をカバーする。これらのさまざまな無線技術および標準は、本件技術分野において知られている。W-CDMAおよびGSMは、「第三世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)という名称の組織からの文書において説明されている。cdma2000は、「第三世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)という名称の組織からの文書において説明されている。3GPPおよび3GPP2の文書は、公に利用可能である。明瞭性のために、以下において、本件技術は、W-CDMAを利用するUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークについて特に説明する。したがって、以下の説明の多くの部分において３GPP用語が用いられる。

図1は、無線デバイスのためのパケットデータおよび他のサービスをサポートするUMTSネットワーク100を示す。単純化のために、図1は、1つのノードB 120、1つのSGSノード（Serving GPRS Support Node、SGSN）130、および１つのGGSノード（Gateway GPRS Support Node、GGSN)140を含むUMTSネットワーク100を示している。ノードB 120は、そのカバレッジ内の無線デバイス110のために無線通信を提供する。SGSN 130は、ノードB 120とGGSN 140の間のデータパケット伝送を制御する。GGSN 140は、UMTSネットワーク100における無線デバイスのためのデータサービスをサポートする。GGSN 140は、データネットワーク150に連結されている。データネットワーク150は、インターネットおよび／または他のあるデータネットワークであることができる。GGSN 140は、データネットワーク150を介してさまざまな実体(例えばリモートホスト160)と通信することができる。UMTSネットワーク100は、無線ネットワークおよびパケットデータネットワークからなるとみることができる。無線ネットワークは、ノードB 120およびSGSN 130を含んでおり、無線通信をサポートする。パケットデータネットワークは、GGSN 140を含んでおり、無線ネットワークと外部データネットワークの間のパケット交換通信をサポートする。

無線ネットワークは、典型的には、各ネットワーク実体の多くの事例を含んでいる。これらは他の名前で呼ばれることもある。例えば、cdma2000ネットワークにおいて、ノードB 120は、基地局と呼ばれる。SGSN 130はパケット制御機能(PCF)と呼ばれる。また、GGSN 140は、パケットデータサービングノード(PDSN)と呼ばれる。 無線デバイス110は、任意の瞬間において、無線デバイスがアクティブであるか否か、および無線デバイスがハンドオーバ中であるか否かに依存して、ゼロ、１つまたは複数のノードBと通信することができる。無線デバイス110は、ユーザ設備(UE)、移動局(MS)、ユーザ端末、加入者ユニットなどと呼ばれることもある。無線デバイス110は、セルラーフォン、携帯情報端末(PDA)、ハンドヘルドデバイス、データカード、無線モデムあるいは他のあるデバイスであることができる。

図2は、UMTSネットワーク100による無線デバイス110とリモートホスト160の間のデータ通信のためのプロトコルスタック200の集合の一例を示す。単純化のために、図2は、UMTSネットワーク100のための単一のプロトコルスタックを示している。一般に、UMTSネットワーク100における各ネットワーク実体は、典型的には、他のネットワーク実体との通信のために別個のプロトコルスタックを維持している。

無線デバイス110は、トランスポート層、ネットワーク層、リンク層および物理層を含むプロトコルスタックにより、リモートホスト160と通信する。無線デバイス110およびリモートホスト160におけるアプリケーション(APP)は、トランスポート層およびネットワーク層からなるデータプロトコルスタックを使用してデータ交換をすることができる。トランスポート層は、TCP(Transmission Control Protocol)、UDP（User Datagram Protocol ）および／または他のあるプロトコルを利用することができる。ネットワーク層は、典型的には、インターネットプロトコル(IP)を利用する。トランスポート層のデータ(例えばTCPおよび／またはUDPのためのデータ)は、IPパケットにカプセル化されている。これらはUMTSネットワーク100を介して無線デバイス110とリモートホスト160の間で交換される。無線デバイス110は、リンク層および物理層を介してUMTSネットワーク100とも通信する。リンク層および物理層は、無線技術依存である。UMTSネットワーク100は、リンク層および物理層を介してリモートホスト160と通信する。このリンク層および物理層は、無線デバイス110のために使用されるものと異なるものであってよい。

図3は、トランスポート、ネットワークおよびリンクの各層におけるデータ単位のフォーマットおよびカプセル化を示している。トランスポート層において、データはトランスポート層セグメント（例えばTCPセグメント）として送信され、各セグメントはヘッダおよびペイロードを含んでいる。セグメントのヘッダは、発信元ポートおよび宛て先ポートを含んでいる。ここで、ポートは、ペイロードにおけるデータと関連づけられる論理チャネルを示している。ネットワーク層におけるIPについて、データはIPパケット（またはデータグラム)として送信され、各IPパケットはIPヘッダおよびIPペイロードを含んでいる。IPヘッダは、発信元ノードのための発信元IPアドレス、およびIPパケットの宛て先ノードのための宛て先IPアドレスを含んでいる。発信元および宛て先IPアドレスは、32ビットのIPバージョン4(IPv4)アドレスまたは128ビットのIPバージョン6(IPv6)アドレスであってもよい。IPペイロードは、トランスポート層セグメントまたは他のあるデータを運んでもよい。IPパケットは、リンク層フレームにカプセル化されている。各リンク層フレームは、典型的には、ネットワーク層データのためのヘッダ（例えば発信元および宛て先アドレスを備えたヘッダ）およびペイロードを含んでいる。例えば、イーサネット（登録商標）のフレームのヘッダは、そのイーサネットフレームの送り手および受け手についての発信元MAC(Media Access Control)アドレスおよび宛て先MACアドレスを含んでいる。

無線デバイス110は、１つまたはそれ以上のサービスを求めて１つまたはそれ以上のトラヒックフローをUMTSネットワーク100と交換することができる。１つのトラヒックフローは、1つまたはそれ以上のデータフローを運ぶことができる。このデータフローは、サブフローまたはIPフローと呼ばれることがある。各データフローは、データパケットのストリームである。データパケットは、典型的にはIPパケットである。各データフローは、そのフローについて所望のQoSまたはパフォーマンスを指定するQoSパラメータの集合に関係づけられることができる。各データフローは、3GPPにおいてトラヒックフィルタテンプレート(TFT)と呼ばれる1つまたはそれ以上のパケットフィルタの集合によって定義される(およびその集合と関係づけられる)こともできる。パケットフィルタは、IPヘッダの１つまたはそれ以上のフィールドおよび／または上位層ヘッダ（例えばTCPまたはUDPヘッダ）の１つまたはそれ以上のフィールドについて１つまたはそれ以上のフィルタパラメータ／コンポーネントによって形成される。3GPPの場合、パケットフィルタは、発信元IPアドレス、宛て先IPアドレス、発信元ポート、宛て先ポートなどについて定義することができる。データパケットは、当該データパケットの適用可能なフィールドが当該パケットフィルタのフィルタパラメータと一致する場合、パケットフィルタと一致する。3GPPの場合のQoSおよびパケットフィルタは、「モバイル無線インターフェース層３仕様；コアネットワークプロトコル；第3段階（2005年9月）」という名称の3GPP TS 24.008 V6.10.0に記述されている。これは公に利用可能である。
図2は、UMTSネットワーク100から無線デバイス110へのダウンリンクトラヒックのためのUMTSネットワーク100におけるパケットフィルタの使用を示す。ダウンリンクにおいて、UMTSネットワーク100は、パケットフィルタを用いてデータパケットをフィルタリングし、これらのデータパケットを適切なデータフローに分離する。これらのデータフローはその後、指定のQoSで無線デバイス110に送られる。アップリンクにおいて、無線デバイス110は、パケットフィルタを用いて上位層のアプリケーションからのデータパケットをフィルタリングし、これらのデータパケットを適切なフローに分離する。これらのフローはその後、指定のQoSでUMTSネットワーク100に送られる。UMTSネットワーク100においてダウンリンクのトラヒックのために使用されるパケットフィルタは、典型的には、無線デバイス110においてアップリンクのトラヒックのために使用されるパケットフィルタとは異なる。単純化のために、アップリンクのためのパケットフィルタは図2には示されていない。

3GPPの場合、無線デバイス110に、1つまたはそれ以上のPDP(パケットデータプロトコル)コンテキストプロファイル(プライマリおよびセカンダリ)を備えておくことができる。各プライマリPDPコンテキストプロファイルは、特定サービスドメインへの特定サービスプロバイダの無線ネットワークを使用して確立されるべき特定データ通話を定義することができる。各セカンダリPDPコンテキストプロファイルは、特定のQoSを有し、特定のTFTによって識別されることができる。無線デバイス110は、所望の通話を確立するために、特定のPDPコンテキストのアクティベーションを要求することができる。無線デバイス110は、所望のQoSを要求し、セカンダリPDPコンテキストのためにUMTSネットワーク100へ送られるアクティベーション要求の中にTFTを含むことができる。TFTは、無線デバイス110へのダウンリンクトラヒックのためにUMTSネットワーク100によって利用されるべきパケットフィルタを含んでいる。セカンダリPDPコンテキストのアクティベーションに成功すると、指定のQoSおよびTFTは、通話のために使用される。

3GPPは、無線デバイス110が以下の操作によって、現在のTFTを修正することを可能にする。

・追加操作―現在のTFTに1つまたはそれ以上の新しいパケットフィルタを加えること、
・削除操作―現在のTFTから1つまたはそれ以上のパケットフィルタを削除すること、および
・置換操作―現在のTFTの中の1つまたはそれ以上のパケットフィルタを置換すること。

TFT操作は、新しいTFT情報要素(IE)を含んでいるPDPコンテキスト修正要求メッセージ（a Modify PDP Context Request message）をUMTSネットワークへ送ることにより実行することができる。新しいTFT情報要素は、実行するべき操作（例えば、追加、削除または置換）示すTFT操作コードを含んでいる。TFT情報要素にはただ１つの操作コードが含まれているので、要求メッセージによってただ1つのTFT操作が実行される。TFT情報要素は、追加、削除または置換されるべきパケットフィルタのリストも含んでいる。各パケットフィルタは、固有のパケットフィルタ識別子によって識別される。リストは、削除されるべきパケットフィルタの識別子を含む必要があるのみである。リストは、追加または置換されるべきパケットフィルタのコンポーネント／パラメータにくわえ、識別子も含んでいる。

3GPP仕様のリリース1999において、置換操作は、現在のTFTの中のN個のパケットフィルタをPDPコンテキスト修正要求メッセージに含まれるN個の新しいパケットフィルタで置換する。ここで、N≧１である。リリース1999における置換操作は、新しいパケットフィルタの数は置換されるべきパケットフィルタの数と等しいと仮定している。例えば、リリース1999において、２つの現在のパケットフィルタを３つの新しいフィルタで置換することはできないし、３つの現在のパケットフィルタを２つの新しいパケットフィルタで置換することもできない。そのような置換をすると、エラーに遭遇する。

多くの場合において、N個の現在のパケットフィルタをM個の新しいパケットフィルタで置換することが望まれる。ここで、MはNに等しくても等しくなくてもよい。無線リソースを節約するために、修正は、できるかぎり無線(OTA)シグナリングの消費を少なくするべきである。本件明細書において、効率的にパケットフィルタを修正するためのいくつかの実施形態が説明される。

1つの実施形態において、TFTは、もし必要であれば、マルチプル操作によって修正される。実行するべき操作および操作を実行する順序は、置換されるべきパケットフィルタの数（N）および新しいパケットフィルタの数（M）に依存するかもしれない。表1は、N=M、N＞MおよびN＜Mの３つのありうる場合について、実行する操作を要約している。

N=Mの場合、TFTの中のN個の現在のパケットフィルタをN個の新しいパケットフィルタで置換するために単一の置換操作を実行することができる。TFTは、T個の全パケットフィルタを含んでよい。ここで、T≧Mである。もしN＜Tであって、T個の全パケットフィルタの部分集合のみが修正されるのであれば、無線デバイス110は、修正されるべきものについてN個の新しいパケットフィルタのみを備えたPDPコンテキスト修正要求メッセージを送ることができる。無線デバイス110は、変化していない残りのＴ−Ｎ個のパケットフィルタについては何も送る必要はない。このことはシグナリングオーバーヘッドを低減する可能性がある。

N＞Mの場合、TFTの中のN個の現在のパケットフィルタをM個の新しいパケットフィルタで置換するために、置換および削除の操作の組み合わせを実行することができる。無線デバイス110は、修正されるべきもののためのM個の新しいパケットフィルタとともに置換操作のためのPDPコンテキスト修正要求メッセージを最初に送信することができる。もしM＜Tであって、TFTの中のT個の全パケットフィルタの部分集合のみが修正されるのであれば、無線デバイス110は、変化したものについて新しいパケットフィルタのみを送信することができる。もし置換操作が成功したら、次に無線デバイス110は、TFTから削除されるべきＮ−Ｍ個のパケットフィルタのための削除操作のために、他の１つのPDPコンテキスト修正要求メッセージを送信することができる。

置換操作は、フィルタパラメータの指定の誤りなど、さまざまな理由によって失敗する可能性がある。表1に示される実施形態において、最初に置換操作が実行されている。それは、削除操作より置換操作のほうが失敗する可能性が高いからである。もし置換操作が失敗したら、無線デバイス110は置換操作を再度試みる、および／または削除操作を異常終了させる。もし置換操作が成功し、かつ削除操作が失敗したら、無線デバイス110は、TFTにおける元のパケットフィルタを用いて他の１つの置換操作をすることによって置換操作に復帰することができる。復帰操作は、元の置換操作の影響を取り消し、無効化する。他の実施形態において、最初に削除操作を実行し、続いて置換操作を実行することができる。

N＜Mの場合、TFTの中のN個の現在のパケットフィルタをM個の新しいパケットフィルタで置換するために、置換および追加の操作の組み合わせを実行することができる。無線デバイス110は、TFTに追加されるべきＭ−Ｎ個の新しいパケットフィルタのための追加操作のために、最初にPDPコンテキスト修正要求メッセージを送信することができる。もし追加操作が成功したら、次に無線デバイス110は、修正されるべきもののためのN個の新しいパケットフィルタとともに、置換操作のための他の１つのPDPコンテキスト修正要求メッセージを送信することができる。もし、M＜Tであって、TFTの中のT個の全パケットフィルタの部分集合のみが修正されるのであれば、無線デバイス110は、変化したものについて新しいパケットフィルタのみを送ることができる。もし、M≧Tであって、TFTの中の１つまたはそれ以上の現在のパケットフィルタが修正されないのであれば、無線デバイス110は、変化したもののための新しいパケットフィルタのみを送信すればよく、変化していないものについては何も送信する必要はない。

追加操作は、UMTSネットワークにおけるリソースの不足、フィルタパラメータの指定の誤りなど、さまざまな理由によって失敗する可能性がある。表1に示される実施形態では、最初に追加操作が実行されている。それは、置換操作より追加操作のほうが失敗する可能性が高いからである。もし追加操作が失敗したら、無線デバイス110は、追加操作を再度試みる、および／または置換操作を異常終了させる。もし追加操作が成功し、かつ置換操作が失敗したら、無線デバイス110は、TFTの中に新しく追加されたパケットフィルタに対して削除操作をすることによって、前の追加操作に復帰する。他の実施形態において、最初に置換操作を実行し、続いて追加操作を実行することができる。

フロー仕様は、フローのための特定のパラメータ(例えば、帯域幅、待ち時間、ジッタ、誤り率等またはこれらの組み合わせについて)を定義する。フロー仕様は、TFTの修正の一部として―例えば新しいサブフローのために追加的帯域幅を必要とするアプリケーションによって―修正することができる。フロー仕様の修正は、失敗する確率がより高いので、第1の操作に含めておくことができる。もしTFT修正またはフロー修正のどれかが第1の操作において失敗したら、第2の操作は異常終了させられてもよい。もし第1の操作が成功し、第2の操作が失敗したら、元のフロー仕様に復帰するために、復帰操作―それが第1の操作の部分として含まれていた場合―を実行することができる。

図4は、必要であればマルチプル操作でパケットフィルタを修正するためのプロセス400の実施形態を示す。トラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも1つのパケットフィルタは、1つの操作で置換される(ブロック410)。トラヒックフィルタテンプレートは、少なくとも1つのパケットフィルタからなる任意の集合であってよく、パケットフィルタ集合または他のある用語で呼ばれてよい。少なくとも1つの新しいパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートに追加することまたは少なくとも1つの現在のパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートから削除することのいずれかが他の１つの操作で実行される（ブロック420）。

この操作は、失敗する可能性が最も高い操作から始めて直列的順序で実行することができる。N=Mの場合、トラヒックフィルタテンプレートの中のN個のパケットフィルタは、単一の操作で置換することができる。N＞Mの場合、最初にトラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも1つのパケットフィルタを置換し、次に少なくとも1つの現在のパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートから削除することができる。もしトラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも1つのパケットフィルタを置換する際にエラーに遭遇したら、TFTの中のパケットフィルタの元の集合を用いてもう一度置換操作をすることによって置換操作に復帰すること、および／または削除操作をスキップすることができる。N＜Mの場合、最初に少なくとも1つの新しいパケットフィルタをトラヒックフィルタテンプレートに追加し、次にトラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも1つのパケットフィルタを置換することができる。少なくとも1つの新しいパケットフィルタを追加する際にエラーに遭遇したら、置換操作をスキップするまたは遅延させることができる。

シグナリングメッセージ(例えば、3GPPにおけるPDPコンテキスト修正要求メッセージ)は、各操作のたびに送信することもできる。トラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも１つのパケットフィルタを置換するために、あるシグナリングメッセージを送信することができる。少なくとも１つの新しいパケットフィルタを追加することまたは少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除することのいずれかを実行するために、他の１つのシグナリングメッセージを送信することができる。
他の実施形態において、TFTは、もし必要であれば、ダミーパケットフィルタを使用して単一の操作で修正される。任意のTFTについて、パケットフィルタのある最大数(X)を許容することができる。例えば、3GPPバージョン6は、TFTのために最大8のパケットフィルタを定義することを可能にする。もし、T＜Xであって、TFTにおいてT個のパケットフィルタのみが定義およびインストールされている(例えばアプリケーションによって)のであれば、X−T個のダミーパケットフィルタをTFTにインストールすることができる(例えば無線デバイス110によって)。こうしてTFTは、許容パケットフィルタの最大数を含むことになる。その後、パケットフィルタの任意の修正のために必要とされるだけの数のパケットフィルタについて単一の置換操作を実行することができる。

表2は、TFTの中のN個の現在のパケットフィルタをM個の新しいパケットフィルタで置換するために実行するべき操作を要約するものである。ここで、N≦X、かつM≦Xである。表2は、N=M、N＞M、およびN＜Mの３つのありうる場合を示している。

表２における実施形態は、R個のパケットフィルタを１つの操作で置換する。ここにおいて、RはNおよびMのうち大きいほうの数である。他の実施形態において、TFTの中のX個のパケットフィルタがすべて置換される。この実施形態において、PDPコンテキスト修正要求メッセージは、M個の新しいパケットフィルタおよびＸ−Ｍ個のダミーパケットフィルタを含むだろう。

各ダミーパケットフィルタは、それがどのトラヒックデータとも一致しないように定義することができる。本質的に、ダミーパケットフィルタは、すべてのトラヒックデータを通過させるものであって、単にパケットフィルタの修正のためだけに使用されるものである。ダミーパケットフィルタは、さまざまなやりかたで定義することができる。無線デバイス110に送られるトラヒックデータのためにUMTSネットワーク100において適用されることができるいくつかの例示的なダミーパケットフィルタは、次のものを含んでいる。

1. 無線デバイス110のIPアドレスと等しい発信元IPアドレスを備えたパケットフィルタ、
2. ０（ゼロ）に等しい発信元ポートまたは宛て先ポートを備えたパケットフィルタ、
3. ローカルのループバックアドレスと等しい発信元または宛て先IPアドレスを備えたパケットフィルタ、
4. マルチキャストまたはブロードキャストのIPアドレスと等しい発信元IPアドレスを備えたパケットフィルタ、および
5. IPv6リンクローカルアドレスと等しい発信元または宛て先IPアドレスを備えたパケットフィルタ。

UMTSネットワーク100から無線デバイス110に送られるIPパケットは、宛て先IPアドレスとして、無線デバイス110のIPアドレスを持っているはずであり、したがって上記において与えられた第1のダミーパケットフィルタとは一致しないだろう。0のポートは未定義であるから、いかなるパケットも上記第2のダミーパケットフィルタと一致するために０の発信元ポートまたは０の宛て先ポートを持つということはないはずである。ローカルのループバックIPアドレス(例えば127.0.0.1)で送信されるパケットは、ローカルノードのループバックのために使用されるものであって、発信元ノードから離れることはないはずである。したがって、UMTSネットワーク100は、上記において与えられた第3のダミーパケットフィルタのためのローカルのループバックIPアドレスを備えたいかなるパケットも受信せず、もし受信されても典型的にはこれらのパケットを拒絶するだろう。マルチキャストおよびブロードキャストのIPアドレスと等しい発信元IPアドレスを備えたパケットは、途中でルータによって破棄されることになっており、UMTSネットワーク100には達しないはずである。

IPv6は、リンクローカルアドレスおよびグローバルアドレスを定義する。グローバルアドレスが無限の範囲を持っているのに対し、リンクローカルアドレスは所定のリンクの中で有効なだけである。宛て先IPアドレスのためにリンクローカルアドレスを備えたIPパケットは、そのリンクの外側には転送されない。無線デバイス110に行くことになっているIPパケットは典型的にはグローバルアドレスを使用して送信されるので、リンクローカルアドレスは上記において与えられる5番目のダミーパケットフィルタのために使用することができる。しかしながら、もしネットワークがIPパケットを送るためにリンクローカルアドレスを使用するのであれば、ダミーパケットフィルタはリンクローカルアドレスを用いて形成されるべきではない。

他のパラメータおよび／またはパラメータ値に基づいて他のタイプのダミーパケットフィルタを定義することもできる。各ダミーパケットフィルタはUMTSネットワーク100において適用されるから、適用するのがより簡単なダミーパケットフィルタ―例えば上位層のパラメータではなくてネットワーク層のパラメータを備えたダミーパケットフィルタ―を定義するのが望ましい。

一般に、TFTは、Xまたはそれより少数のパケットフィルタで定義することができる。ここで、Xは許容されるパケットフィルタの最大数である。TFTに含むべきダミーパケットフィルタの数は、期待されるパケットフィルタの最大数に基づいて選択することができる。それは、サービス、トラヒックのクラスおよび／または他の要素に依存するかもしれない。より少数のダミーパケットフィルタを使用することは、ネットワークによって行われる追加的フィルタリングの量を少なくすることができる反面、新しいパケットフィルタを追加するとき追加的シグナリングを送信しなければならない可能性を高くするかもしれない。

図5は、ダミーパケットフィルタを使用してパケットフィルタを修正するためのプロセス500の実施形態を示す。少なくとも１つの有効なパケットフィルタおよび少なくとも1つのダミーパケットフィルタを有するトラヒックフィルタテンプレートが定義される(ブロック510)。有効なパケットフィルタは、トラヒックデータのフィルタリングに使用されるパケットフィルタである。ダミーパケットフィルタは、トラヒックデータを通過させる(またはフィルタリングしない)ために使用されるパケットフィルタである。トラヒックフィルタテンプレートは、トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第1の集合をパケットフィルタの第2の集合で置換することによって修正される（ブロック520）。第1および第2の集合に含まれるパケットフィルタの数（１またはそれ以上）が等しくなるように、２つの集合のいずれかに十分な数のダミーパケットフィルタが含まれる。

もし第1および第2の集合が等しい数の有効パケットフィルタを含んでいるのであれば、第1の集合も第2の集合もダミーパケットフィルタを含む必要はない。もし第1の集合が第2の集合より多くの有効パケットフィルタを含んでいるのであれば、２つの集合を等しくするために、第2の集合は少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含むことができる。もし第2の集合が第1の集合より多くの有効パケットフィルタを含んでいるのであれば、２つの集合を等しくするために、第1の集合は少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含むことができる。トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第1の集合を置換するために、パケットフィルタの第2の集合とともに単一のシグナリングメッセージ(例えば3GPPの PDPコンテキスト修正要求メッセージ)を送信することができる。

図6は、無線デバイス110およびGGSN 140の実施形態のブロック図を示す。無線デバイス110は、UMTSネットワーク100と双方向通信をすることができる。送信パスにおいて、モデムプロセッサ610は、無線デバイス110によって送信されるデータを処理(例えば、符号化および変調)し、データチップを生成する。送信機(TMTR)612は、データチップを調整(例えば、アナログ変換、フィルタリング、増幅および周波数アップコンバート)し、アップリンク信号を生成する。この信号はアンテナ614を介して送信される。受信パスにおいては、UMTSネットワーク100におけるノードB 120および他のノードBによって送信されたダウンリンク信号がアンテナ614によって受信される。受信機(RCVR)612は、アンテナ614から受信した信号を処理(例えば、フィルタリング、増幅、周波数ダウンコンバートおよびデジタル化)し、復調および復号のために、データサンプルをモデムプロセッサ610に供給する。

コントローラ／プロセッサ620は、さまざまな機能を実行し、さらに無線デバイス110内の処理ユニットの操作を制御する。メモリ622は、無線デバイス110のためにデータおよびプログラムコードを記憶する。

無線デバイス110は、上記において説明されたように、パケットフィルタを修正することができる。メモリ622は、(1)無線デバイス110からUMTSネットワーク100へ送られるトラヒックデータに適用されるアップリンクのパケットフィルタ、および、(2)UMTSネットワーク100から無線デバイス110へ送られるトラヒックデータに適用されるダウンリンクのパケットフィルタを記憶することができる。コントローラ／プロセッサ620は、ダウンリンクのパケットフィルタの修正のために、図4のプロセス400および／または図５のプロセス500を実行することができる。

GGSN 140は、データ交換をサポートするためのさまざまな機能を実行するコントローラ／プロセッサ640を含んでいる。メモリ642は、GGSN 140のためのプログラムコードおよびデータを記憶する。パケットフィルタの修正のために、コントローラ／プロセッサ640は、無線デバイス110とシグナリングメッセージを交換することができる。また、メモリ642は、無線デバイス110のためにダウンリンクのパケットフィルタを記憶することができる。コントローラ／プロセッサ640は、無線デバイス110に送るべきトラヒックデータにダウンリンクのパケットフィルタを適用することもできる。

明瞭性のために、パケットフィルタ修正技術は、特に3GPPについて説明された。これらの技術は、cdma2000についても―他の無線技術についてはもちろんのこと―使用することができる。

本件明細書において説明されたパケットフィルタ修正技術は、さまざまな手段によって実装することができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはこれらの組み合わせにおいて実装することができる。ハードウェアによる実装については、パケットフィルタを修正するために使用される処理ユニットは、1つまたはそれ以上の特定用途向けIC(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本件明細書において説明されている機能を実行するように設計されている他の電子ユニット、またはこれらの組み合わせの内部において実装することができる。

ファームウェアおよび／またはソフトウェアによる実装については、本件技術は、本件明細書において説明されている機能を実行するモジュール(例えば、手順、機能など)を用いて実装することができる。ファームウェアおよび／またはソフトウェアコードは、メモリ(例えば図6のメモリ622)に格納されて、プロセッサ(例えばプロセッサ620)によって実行されてもよい。メモリは、プロセッサの内部または外部において実装することができる。

開示された実施形態の前記説明は、あらゆる当業者が本件発明を製造または使用することができるように提供されている。これらの実施形態についてのさまざまな修正は、当業者には容易に明白なことであろう。また、本件明細書において定義されている一般原理は、本件発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に対して適用することが可能である。したがって、本件発明は、本件明細書に示される実施形態に限定されるようには意図されておらず、本件明細書に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることになっている。

図１は、無線ネットワークと通信する無線デバイスを示す。 図２は、データ通信のための例示的なプロトコルスタックを示す。 図3は、トランスポート、ネットワークおよびリンクの層のデータ単位のカプセル化を示す。 図4は、パケットフィルタをマルチプル操作で修正するプロセスを示す。 図5は、ダミーパケットフィルタを使用してパケットフィルタを修正するプロセスを示す。 図6は、無線デバイスのブロック図を示す。

Claims (39)

1. トラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも１つのパケットフィルタを１つの操作で置換する、および少なくとも１つの新しいパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートに追加することまたは少なくとも１つの現在のパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートから削除することのいずれかを他の１つの操作で実行するように形成されている少なくとも１つのプロセッサ、および
   前記少なくとも１つのプロセッサに連結されているメモリ
   を備える装置。
2. 前記少なくとも１つのプロセッサは、最も失敗する可能性の高い操作から始めて直列的順序で前記置換操作および前記追加または削除操作のいずれかを実行するように形成されている、請求項１の装置。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサは、最初に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換する、次に前記トラヒックフィルタテンプレートから前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除するように形成されている、請求項１の装置。
4. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換する際にエラーに遭遇する場合は前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除することをスキップするように形成されている、請求項３の装置。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記トラヒックフィルタテンプレートから前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除する際にエラーに遭遇する場合は前記トラヒックフィルタテンプレートの中の元のパケットフィルタで置換操作を実行するように形成されている、請求項３の装置。
6. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記置換操作でフロー仕様を修正する、前記置換操作が失敗した場合は前記削除操作をスキップする、および前記置換操作が成功しかつ前記削除操作が失敗した場合は前記フロー仕様で修正操作を実行するように形成されている、請求項３の装置。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサは、最初に前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートに追加する、次に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換するように形成されている、請求項１の装置。
8. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを追加する際にエラーに遭遇した場合は前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換することをスキップするように形成されている、請求項７の装置。
9. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換する際にエラーに遭遇した場合は前記トラヒックフィルタテンプレートから前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを削除するように形成されている、請求項７の装置。
10. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記追加操作でフロー仕様を修正する、前記追加操作が失敗した場合は前記置換操作をスキップする、および前記追加操作が成功しかつ前記削除操作が失敗した場合は前記フロー仕様で修正操作を実行するように形成されている、請求項７の装置。
11. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換するためにシグナリングメッセージを送信する、および前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを追加することまたは前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除することのいずれかを実行するために他のシグナリングメッセージを送信するように形成されている、請求項１の装置。
12. トラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも１つのパケットフィルタを１つの操作で置換すること、および
    少なくとも１つの新しいパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートに追加することまたは少なくとも１つの現在のパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートから削除することのいずれかを他の１つの操作で実行すること
    を備える方法。
13. 前記置換すること、および追加することまたは削除することの前記いずれかは、
    最初に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換すること、および
    次に前記トラヒックフィルタテンプレートから前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除すること
    を備える、請求項１２の方法。
14. 前記置換すること、および追加することまたは削除することの前記いずれかは、
    最初に前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートに追加すること、および
    次に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換すること
    を備える、請求項１２の方法。
15. トラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも１つのパケットフィルタを１つの操作で置換するための手段、および
    少なくとも１つの新しいパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートに追加することまたは少なくとも１つの現在のパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートから削除することのいずれかを他の１つの操作で実行するための手段
    を備える装置。
16. 置換するための前記手段、および追加することまたは削除することのいずれかを実行するための前記手段は、
    最初に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換するための手段、および
    次に前記トラヒックフィルタテンプレートから前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除するための手段
    を備える、請求項１５の装置。
17. 置換するための前記手段、および追加することまたは削除することのいずれかを実行するための前記手段は、
    最初に前記トラヒックフィルタテンプレートに前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを追加するための手段、および
    次に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換するための手段
    を備える、請求項１５の装置。
18. 無線デバイスにおいて操作可能な命令を記憶するためのプロセッサ可読媒体であって、前記命令は、
    トラヒックフィルタテンプレートの中の少なくとも１つのパケットフィルタを１つの操作で置換すること、および
    少なくとも１つの新しいパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートに追加することまたは少なくとも１つの現在のパケットフィルタを前記トラヒックフィルタテンプレートから削除することのいずれかを他の１つの操作で実行すること
    を備えるプロセッサ可読媒体。
19. 最初に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換すること、および
    次に前記トラヒックフィルタテンプレートから前記少なくとも１つの現在のパケットフィルタを削除すること
    を備える操作可能な命令を記憶する、請求項１８のプロセッサ可読媒体。
20. 最初に前記トラヒックフィルタテンプレートに前記少なくとも１つの新しいパケットフィルタを追加すること、および
    次に前記トラヒックフィルタテンプレートの中の前記少なくとも１つのパケットフィルタを置換すること
    を備える操作可能な命令を記憶する、請求項１８のプロセッサ可読媒体。
21. トラヒックフィルタテンプレートを、もし必要であれば、マルチプル操作で修正する、および前記マルチプル操作を最も失敗する可能性の高い操作から始めて直列的順序で実行するように形成されている少なくとも1つのプロセッサ、および
    前記少なくとも1つのプロセッサに連結されているメモリ
    を備える装置。
22. 前記マルチプル操作は、置換操作およびそれに続く削除操作を備える、請求項２１の装置。
23. 前記マルチプル操作は、追加操作およびそれに続く置換操作を備える、請求項２１の装置。
24. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記マルチプル操作の各々のたびにシグナリングメッセージを送信する、請求項２１の装置。
25. トラヒックデータをフィルタリングするための少なくとも1つの有効パケットフィルタおよびトラヒックデータを通過させるための少なくとも１つのダミーパケットフィルタを有しているトラヒックフィルタテンプレートを定義する、および前記トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第１の集合をパケットフィルタの第２の集合で置換することによって前記トラヒックフィルタパラメータを修正する、ここにおいて前記第１の集合および前記第２の集合が等しい数のパケットフィルタを含むように十分な数のダミーパケットフィルタが前記第１の集合または前記第２の集合に含まれるように形成されている少なくとも１つのプロセッサ、および
    前記少なくとも1つのプロセッサに連結されているメモリ
    を備える装置。
26. 前記第１の集合および前記第２の集合は、等しい数の有効パケットフィルタを含み、前記第１の集合または前記第２の集合のいずれもダミーパケットフィルタを含んでいない、請求項２５の装置。
27. 前記第１の集合は、前記第２の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第２の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項２５の装置。
28. 前記第２の集合は、前記第１の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第１の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項２５の装置。
29. 前記トラヒックフィルタテンプレートは、許容されるパケットフィルタの最大数を含む、請求項２５の装置。
30. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第１の集合を置換するためにパケットフィルタの第2の集合とともにシグナリングメッセージを送信するように形成されている、請求項２５の装置。
31. トラヒックデータをフィルタリングするための少なくとも1つの有効パケットフィルタおよびトラヒックデータを通過させるための少なくとも１つのダミーパケットフィルタを有しているトラヒックフィルタテンプレートを定義すること、および
    前記トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第１の集合をパケットフィルタの第２の集合で置換することによって前記トラヒックフィルタパラメータを修正すること、ここにおいて前記第１の集合および前記第２の集合が等しい数のパケットフィルタを含むように十分な数のダミーパケットフィルタが前記第１の集合または前記第２の集合に含まれる、
    を備える方法。
32. 前記第１の集合は、前記第２の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第２の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項３１の方法。
33. 前記第２の集合は、前記第１の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第１の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項３１の方法。
34. トラヒックデータをフィルタリングするための少なくとも1つの有効パケットフィルタおよびトラヒックデータを通過させるための少なくとも１つのダミーパケットフィルタを有しているトラヒックフィルタテンプレートを定義するための手段、および
    前記トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第１の集合をパケットフィルタの第２の集合で置換することによって前記トラヒックフィルタパラメータを修正するための手段、ここにおいて前記第１の集合および前記第２の集合が等しい数のパケットフィルタを含むように十分な数のダミーパケットフィルタが前記第１の集合または前記第２の集合に含まれる、
    を備える装置。
35. 前記第１の集合は、前記第２の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第２の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項３４の装置。
36. 前記第２の集合は、前記第１の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第１の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項３４の装置。
37. 無線デバイスにおいて操作可能な命令を記憶するためのプロセッサ可読媒体であって、前記命令は、
    トラヒックデータをフィルタリングするための少なくとも1つの有効パケットフィルタおよびトラヒックデータを通過させるための少なくとも１つのダミーパケットフィルタを有しているトラヒックフィルタテンプレートを定義すること、および
    前記トラヒックフィルタテンプレートの中のパケットフィルタの第１の集合をパケットフィルタの第２の集合で置換することによって前記トラヒックフィルタパラメータを修正すること、ここにおいて前記第１の集合および前記第２の集合が等しい数のパケットフィルタを含むように十分な数のダミーパケットフィルタが前記第１の集合または前記第２の集合に含まれる、
    を備えるプロセッサ可読媒体。
38. 前記第１の集合は、前記第２の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第２の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項３７のプロセッサ可読媒体。
39. 前記第２の集合は、前記第１の集合より多くの有効パケットフィルタを含み、前記第１の集合は、少なくとも１つのダミーパケットフィルタを含む、請求項３７のプロセッサ可読媒体。

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