JP2010288223A - 無線システム及びゲートウェイ - Google Patents

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JP2010288223A JP2009142528A JP2009142528A JP2010288223A JP 2010288223 A JP2010288223 A JP 2010288223A JP 2009142528 A JP2009142528 A JP 2009142528A JP 2009142528 A JP2009142528 A JP 2009142528A JP 2010288223 A JP2010288223 A JP 2010288223A
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博人 中川
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Abstract

【課題】オペレータのポリシー、提供サービス、ネットワーク負荷等の状況により、UEがPGWへ要求することにより、または、PGWが保持するセッション情報に対応して、セッション連続性を維持するか否かの適用や、UE主導またはNW主導の切り替えを可能とする。
【解決手段】無線通信システムにおいて、ハンドオーバ時にPGW5は、UE19からの要求、またはセッション情報として、QoS情報、ポリシー情報に基づき、セッション連続性を維持するか否かを判断し、また、UE主導のIPアドレス割当方式か、NW主導のIPアドレス割当方式かを判断し、IPアドレスの割り当てを行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線システム及びゲートウェイに係り、特に、端末へIPアドレスを割り当てるための無線システム及びゲートウェイに関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)で規定されるLTE(Long Term Evolution)では、PGW(PDN−GW: Packet Data Network Gateway)がアドレスプールを備え、端末であるUE(User Equipment)にIPアドレスの割り当てを行う方式が基本である。
図9に、ネットワーク構成図の一例を示す。
このネットワークは、UE101、PGW102、基地局であるeNB(evolved−NodeB)103、104、105、NBを集約しPGWへデータ転送を行うゲートウェイであるSGW(Serving Gateway)107、108、を備える。オペレータは、負荷分散やメンテナンスなどのために同一PGWにおいてアドレスプールを分離することがあり得る。この場合、PGW102は複数のアドレスプールを備え、複数のアドレスプールから空いているものを選択して使用する。
3GPP TS 23.401 V8.4.1 section 5.3.1 (2008−12) 3GPP TS 23.402 V8.4.1 section 4.7 (2008−12)
LTEシステムでは、常時接続であることから、ハンドオーバ処理が実施されると、ネットワークに収容されるユーザが不均等になる可能性があるため、ユーザの収容を再配分する必要がある。また、設備の更新や、保守作業等で特定のネットワークを停止しなければならない場合、事前に停止が必要なネットワークに収容されているユーザを可能な限り減らしておく必要がある。
同一PGWをアンカーとするハンドオーバの際にPGWにおいてUEに割り当てるIPアドレス情報の更新が必要となる場合がある。このときハンドオーバ時のセッションの連続性および負荷分散を考慮したアドレス更新が課題となる。オペレータ等が設定するポリシーにより、セッションの連続性を維持するか、または維持しないか柔軟に対応できることが必要である。
UEのIPアドレスが変わることを許容しない場合、ハンドオーバ後においても使用中のアドレスプールを選択して使用中のアドレスを継続して払い出し、セッションの連続性を保てるようにする方式の実現が課題である。
またセッションの連続性を維持しないことにより負荷分散によってネットワークリソースの利用効率を上げることを優先させる場合がある。この場合は、ハンドオーバ後に使用中のアドレスが解放されても、負荷の少ないNWおよびアドレスプールを選択して使用出来るようにする方式の実現が課題である。
本発明は、以上の点に鑑み、オペレータ等が設定するポリシー、提供サービス、及び/又は、ネットワーク負荷等の状況により、セッション連続性維持するか否かの適用や、UE主導またはNW主導の切り替えを可能とするIPアドレス割当方式を提供することを目的とする。
より詳細には、本発明は、以下のひとつ又は複数を目的とすることができる。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ時にUEがPGWへ要求することにより、セッション連続性を維持したUE主導のIPアドレス割当方式を提供すること。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ時にPGWが保持するセッション情報に対応し、セッション連続性を維持したNW主導のIPアドレス割当方式を提供すること。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ時にUEがPGWへ要求することにより、セッション連続性を維持しないUE主導のIPアドレス割当方式を提供すること。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ時にPGWが保持するセッション情報に対応し、セッション連続性を維持しないNW主導のIPアドレス割当方式を提供すること。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ時に同じサービスを提供する複数サーバ間の負荷分散を考慮したIPアドレス割当方式を提供すること。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ時に同じサービスを提供する複数サーバ間のユーザの収容替えを考慮したIPアドレス割当方式を提供すること。
・前記IPアドレス割当方式において、ハンドオーバ処理を利用して前記IPアドレス割当処理を実施するIPアドレス割当方式を提供すること。
本発明によると、例えば、移動端末であるUE、基地局であるeNB、UEの移動管理やセッション管理を行うMME、SGW、AAA、複数のNWを収容しているPDNと、PDNとのネットワークインタフェースと、SGWとのネットワークインタフェースと、セッション情報管理テーブルを保持する記憶部と、IPアドレス割当処理を実施する制御部を備えるPGWから構成される無線通信システムにおいて、ハンドオーバ時にPGWは、UEからの要求、または上記セッション情報として、例えばQoS(Quality of Service)情報、ポリシー情報に基づき、セッション連続性を維持するか否かを判断し、また、UE主導のIPアドレス割当方式か、NW主導のIPアドレス割当方式かを判断し、IPアドレスの割り当てを行う。
また、上記無線通信システムにおいて、PGWがUEから受信するIPアドレス割当要求に該UEが使用中のIPアドレスが設定されている場合、該PGWは、セッション連続性の維持が必要であることを判断することができる。該PGWは、上記IPアドレス要求に設定されているUE識別子を用いて、該UEが使用中のIPアドレスを全アドレスプールから検索し、対応するアドレスプールを選択することができる。該PGWは、選択された該アドレスプールから該UEが使用中のIPアドレスを該UEへ再度割り当て、該アドレスプールの払い出しタイマー等のセッション管理情報を更新することができる。
また、上記無線通信システムにおいて、PGWがUEから受信するIPアドレス割当要求に新規IPアドレス割当が設定されている場合、例えば、0.0.0.0が設定されている場合、もしくは、例えばIPアドレスを要求する契機として、例えば初期接続であるか、システム内ハンドオーバであるか、システム間ハンドオーバであるか等を示すHandover Indicationにより、該PGWは、セッション連続性の維持が不要であることを判断することができる。該PGWは、上記IPアドレス要求に設定されているUE識別子を用いて、該UEが使用中のIPアドレスを全アドレスプールから検索し、対応するアドレスプールを選択する。該PGWは、選択された該アドレスプールから該UEが使用中のIPアドレスを解放し、該アドレスプールの払い出しタイマー等のセッション管理情報を更新することができる。該PGWは、例えば、複数のアドレスプールから、負荷分散を考慮して使用率の小さいアドレスプールを選択する、もしくはランダムにアドレスプールを選択することができる。ここで使用率の小さなアドレスプールとは、例えば、プールに存在する割り当て可能なアドレス数に対して、既にUEに割り当てられているアドレス数の割合が小さいアドレスプールのことである。該PGWは、選択されたアドレスプールから新規にIPアドレスをUEへ割り当て、該アドレスプールの払い出しタイマー等のセッション管理情報を更新することができる。
本発明の第1の解決手段によると、
端末にアドレスを割り当てるゲートウェイと、前記ゲートウェイに接続する複数のパケットデータネットワークとを備えた無線システムであって、

前記ゲートウェイは、
アドレスプールの識別子であるプールID、端末の識別子である端末ID、ゲートウェイが端末へ割り当てたアドレス情報である端末アドレス、アドレス割り当てでセッションの連続性が必要か否かを表す、及び/又は、アドレス割り当てをネットワーク主導で行うか端末主導で行うかを表す端末の割当識別情報を対応して記憶し、セッションを管理するためのテーブルと、
パケットデータネットワーク毎に分離された、端末に割り当てるひとつ又は複数のアドレスを保持する複数のアドレスプールと、
前記テーブルを参照して、端末にいずれかの前記アドレスプールからアドレスを割り当てるための制御部と
を備え、
前記制御部は、端末ID、初期接続又はハンドオーバを表すハンドオーバ識別情報を含むアドレス要求を、前記端末から受信し、
前記制御部は、前記アドレス要求に含まれるハンドオーバ識別情報がハンドオーバの場合、予め定められた設定により、又は、前記制御部は前記テーブルを参照してアドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うか端末主導でアドレス割り当てを行うかの主導判定を行い、
前記主導判定により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うと判定した場合、前記制御部は前記テーブルを参照し、アドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報から、当該端末へのアドレス割り当てはセッションの連続性が必要か否かを判定し、
前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定した場合、ハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定しなかった場合、現在割り当てられているアドレスと関係なく、前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してひとつのアドレスプールを選択し、該アドレスプールからアドレスを端末へ割り当て、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当て、

一方、前記主導判定により、ネットワーク主導のアドレス割り当てを行わないと判定した場合、前記制御部はアドレス要求に含まれる端末アドレスを参照し、
該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていたら、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定して、該アドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていなかったら、前記制御部は、現在割り当てられているアドレスと関係なく前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してアドレスを端末へ割り当てる、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当てる
前記無線システムが提供される。
本発明の第2の解決手段によると、
端末にアドレスを割り当てるゲートウェイと、前記ゲートウェイに接続する複数のパケットデータネットワークとを備えた無線システムにおける前記ゲートウェイであって、

アドレスプールの識別子であるプールID、端末の識別子である端末ID、ゲートウェイが端末へ割り当てたアドレス情報である端末アドレス、アドレス割り当てでセッションの連続性が必要か否かを表す、及び/又は、アドレス割り当てをネットワーク主導で行うか端末主導で行うかを表す端末の割当識別情報を対応して記憶し、セッションを管理するためのテーブルと、
パケットデータネットワーク毎に分離された、端末に割り当てるひとつ又は複数のアドレスを保持する複数のアドレスプールと、
前記テーブルを参照して、端末にいずれかの前記アドレスプールからアドレスを割り当てるための制御部と
を備え、
前記制御部は、端末ID、初期接続又はハンドオーバを表すハンドオーバ識別情報を含むアドレス要求を、前記端末から受信し、
前記制御部は、前記アドレス要求に含まれるハンドオーバ識別情報がハンドオーバの場合、予め定められた設定により、又は、前記制御部は前記テーブルを参照してアドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うか端末主導でアドレス割り当てを行うかの主導判定を行い、
前記主導判定により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うと判定した場合、前記制御部は前記テーブルを参照し、アドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報から、当該端末へのアドレス割り当てはセッションの連続性が必要か否かを判定し、
前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定した場合、ハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定しなかった場合、現在割り当てられているアドレスと関係なく、前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してひとつのアドレスプールを選択し、該アドレスプールからアドレスを端末へ割り当て、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当て、

一方、前記主導判定により、ネットワーク主導のアドレス割り当てを行わないと判定した場合、前記制御部はアドレス要求に含まれる端末アドレスを参照し、
該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていたら、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定して、該アドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていなかったら、前記制御部は、現在割り当てられているアドレスと関係なく前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してアドレスを端末へ割り当てる、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当てる
前記ゲートウェイが提供される。
本発明によると、UE主導、NW主導の何れの場合においても、ハンドオーバ時にセッション連続性優先か負荷分散優先を使い分けて、同一PGWが備えるネットワークに対応した複数のアドレスプールからアドレス割り当てが出来る。アドレス割り当てをUE主導とするかNW主導とするかの動作はオペレータのPGWへの設定で切り替え可能となる。セッション連続性を維持するか否かは、PGWでのQoS情報設定を用いて、PGWの判断により切り替え可能である。
また、本発明によると、同一PGWが異なるネットワークに対応する複数のアドレスプールを備える場合に、ハンドオーバ後においても使用中のアドレスプールを選択して使用中のアドレスを継続して払い出すため、セッションの連続性を保てるように出来る。
また、本発明によると、同一PGWが異なるネットワークに対応する複数のアドレスプールを備える場合に、ハンドオーバ時に負荷の少ないサーバおよびアドレスプールを選択して使用出来る。
また、本発明によると、同一PGWが異なるネットワークに対応する複数のアドレスプールを備える場合に、ハンドオーバ時にネットワークまたはサーバのメンテナンスのために、該ネットワークに対応するアドレスプールからアドレスを割り当てないようにすることで、サービスを停止することなくネットワークまたはサーバのメンテナンスが出来る。
また、本発明によると、基地局間もしくはSGW間の第1のハンドオーバ処理を利用してPDN間の第2のハンドオーバに必要な前記IPアドレス割当処理を実施することにより、シグナリングを効率化できる。
無線システムの構成図の一例。 セッション連続性を維持したUE主導のIPアドレス割当についてのシーケンス図の一例。 セッション連続性を維持したNW主導のIPアドレス割当についてのシーケンス図の一例。 セッション連続性を維持しないUE主導のIPアドレス割当についてのシーケンス図の一例。 セッション連続性を維持しないNW主導のIPアドレス割当についてのシーケンス図の一例。 PGWブロック構成図の一例。 PGW制御部の処理フローチャートの一例。 PGW記憶部管理テーブルの説明図の一例。 ネットワーク構成図の一例。
[無線システム]
図1に、前提とする無線通信システムの構成図を示す。PGW5は物理entityでも論理entityであっても良い。PGW5は複数のアドレスプール6、7 ・・・、 8を備えている。アドレスプール6、7 ・・・、 8は、それぞれネットワーク(NW: Network)NW1、NW2、 ・・・ 、NW3に設置されるサーバ21、22、23に接続するUEに対してアドレスの割り当てを行う。サーバ21、22、 ・・・、23は、同一のサービスを提供する。相互のアドレスプールでアドレスの重複は無く、各NWのアドレス空間は分離されている。NW1、NW2、 ・・・ 、NW3は同一のAPN(Access Point Name)で識別されるPDN(Packet Data Network)20に収容される。UEがサーバ21、22、 ・・・、23の何れに接続しても、UEへは同一のサービスが提供される。PGW5は複数のアドレスプールから空いているものを選択して使用する。eNB(evolved−NodeB)13、14、15は、基地局、MME(Mobility Management Entity)11、12は、移動管理エンティティ、SGW(Serving Gateway)は、eNBを集約しPGWへデータ転送を行うゲートウェイ、AAA(Authentication Authorization Accounting)は、認証・認可・課金管理を行うエンティティである。
本実施の形態は、図1に示す無線通信システムにおいて、例えば、eNB13の通信エリア16からeNB14の通信エリア17へのハンドオーバ時に、オペレータのポリシー、提供サービス、及び/又は、ネットワーク負荷等の状況により、負荷分散またはセッション連続性の優先の適用や、UE主導またはNW主導の切り替えを可能とするIPアドレス割当方式を提供する。
[PGWブロック構成の一例]
図6に、本実施の形態によるPGWのブロック構成図の一例を示す。ネットワークIF 201はPDN等のコアネットワークとのネットワークインタフェースである。ネットワークIF 202はSGWとのネットワークインタフェースである。制御部203は、例えば後述のフローによりアドレス割り当て処理を実施する。記憶部204は、例えば後述のセッション管理テーブルを保持する。また、記憶部204は、各アドレスプール6、7・・・、8の負荷状況を示す情報をさらに記憶してもよい。ユーザIF 205はPGWの管理や制御に用いられるユーザインタフェースである。記憶部204には、PGW5がNW主導であるか否かを、ユーザによりユーザIF 205を介して、予め設定しておくことができる。
[PGW記憶部セッション管理テーブルの一例]
図8に、本実施の形態によるPGWの記憶部204のセッション管理テーブルの一例を示す。Pool ID 100はIPアドレスプールの識別子である。UE ID 101はUEの識別子である。UE IP address 102はPGWがUEへ払いだしたIPアドレス情報である。Session 103はアドレスリースタイム等のセッション管理情報である。
QoS 104はUEのQoS情報である。例えばQoS 104とは、当該UEが利用中のサービスに求められる品質を示すQCI(QoS Class Index)のリストである。PGWの制御部は、ハンドオーバ時の当該UEへのIPアドレス払い出し時に、QoS 104を参照し、セッションの連続性を優先させるか否かの判定に用いる。例えば、QCIの設定値は、VoIP等リアルタイム性が必要なサービスを示すQCI=1の場合は、セッションの連続性が必要であることを示し、また例えば、伝送遅延を許容するサービスを示すQCI=2は、セッションの連続性が必要ないことを示すように定義可能である。
Policy 105はUEのPolicy情報である。例えばPolicy 105とは、当該UEへのIPアドレス払い出しにおいて、セッションの連続性を優先させる否かを示す情報であり、PGWの制御部はPolicy 105を参照し、当該UEへのIPアドレス払い出しにおいて、セッションの連続性を優先させるか否かの判定に用いる。また例えば、Policy 105とは当該UEへのIPアドレス払い出しにおいて、UE主導の制御とするかNW主導の制御とするかの情報であり、PGWの制御部はPolicy 105を参照し、当該UEへのIPアドレス払い出しにおいて、UE主導の制御とするかNW主導の制御とするかの判定に用いることができる。例えば、Policy105の設定値は、P=1はUE主導、P=2はNW主導のように設定可能である。また例えばPolicy105の設定値をP=3がNW主導かつセッション連続性維持しないことを示すように定義することも可能である。なお、Policy105は、上述のセッションの連続性を優先させるか否かを示す情報と、UE主導又はNW主導を示す情報の一方又は両方を含むことができる。
[セッション連続性を維持したUE主導のIPアドレス割当の一例]
図2に、本実施の形態によるIPアドレス割当のコールフローの一例を示す。シグナリングメッセージ32〜37により、UEの初期接続が行われる。PGW制御部は、例えば、NW1に対応するPool1からAdr11をUEへ割り当て、PGW記憶部にセッション管理テーブルを作成し、データフロー38が確立される。
UEは、S(Source)−eNBからT(Target)−eNBへのハンドオーバ時に、S(Source)−SGWを経由してシグナリングメッセージ39〜41により、使用しているNW1に対応するPool1から割り当てたAdr11を提示してPGWへIPアドレスを要求する。PGW制御部は、シグナリングメッセージ39に設定されているUEIDにより、PGW記憶部に登録されているセッション管理テーブル情報のQoS104又はPolicy105を参照し、UE主導の制御が可能であることを判断する。また、PGW制御部は、IPアドレスとしてAdr11がシグナリングメッセージ39に設定されていることにより、UEがセッション連続性の維持を要求していることを判断する。PGW制御部は、NW1に対応するPool1から再度Adr11をUEへ割り当て、シグナリングメッセージ42〜44によりUEへ送信する。以上でハンドオーバが完了し、UE、T−eNB、T(Target)−SGW、PGW、サーバ1のデータフロー45が確立する。
なお、UE主導又はNW主導を示す情報と、セッションの連続性の維持が必要か否かを示す情報の両方がPolicy105に含まれる場合は、QoS104を参照せず、Policy105のみを参照すればよい(以下、図3〜図5も同様)。
[セッション連続性を維持したNW主導のIPアドレス割当の一例]
図3に、本実施の形態によるIPアドレス割当のコールフローの一例を示す。シグナリングメッセージ32〜37により、UEの初期接続が行われる。PGW制御部は、例えば、NW1に対応するPool1からAdr11をUEへ割り当て、PGW記憶部にセッション管理テーブルを作成し、データフロー38が確立される。
UEは、S(Source)−eNBからT(Target)−eNBへのハンドオーバ時に、S(Source)−SGWを経由してシグナリングメッセージ39〜41により、使用しているNW1に対応するPool1から割り当てたAdr11を提示してPGWへIPアドレスを要求する。または、UEは、0.0.0.0を設定することにより又は設定無しで新規IPアドレスの割当をPGWに要求する。PGW制御部は、シグナリングメッセージ39に設定されているUEIDにより、PGW記憶部に登録されているセッション管理テーブル情報のQoS104及び/又はPolicy105を参照し、NW主導の制御であることと、セッション連続性の維持が必要であることを判断し、UEからの要求に関らず、NW1に対応するPool1から再度Adr11をUEへ割り当て、シグナリングメッセージ42〜44によりUEへ送信する。以上でハンドオーバが完了し、UE、T−eNB、T(Target)−SGW、PGW、サーバ1のデータフロー45が確立する。
[セッション連続性を維持しないUE主導のIPアドレス割当の一例]
図4に、本実施の形態によるIPアドレス割当のコールフローの一例を示す。シグナリングメッセージ52〜57により、UEの初期接続が行われる。PGW制御部は、例えば、NW1に対応するPool1からAdr11をUEへ割り当て、PGW記憶部にセッション管理テーブルを作成し、データフロー58が確立される。
UEは、S(Source)−eNBからT(Target)−eNBへのハンドオーバ時に、S(Source)−SGWを経由してシグナリングメッセージ59〜61により、0.0.0.0を設定し又は設定無しで新規IPアドレスの割当をPGWに要求する。PGW制御部は、シグナリングメッセージ59に設定されているUEIDにより、PGW記憶部に登録されているセッション管理テーブル情報のQoS104又はPolicy105を参照し、UE主導の制御であることを判断する。また、PGW制御部は、IPアドレスとして0.0.0.0がシグナリングメッセージ39に設定されていること、又は、IPアドレスがシグナリングメッセージ39に設定無しであることにより、UEがセッション連続性の維持を要求していることを判断する。例えば、PGW記憶部に、Poolの負荷を記憶し、PGW制御部は、PGW記憶部を参照することにより各Poolの負荷を把握し、既用のAdr11を払い出したPool1より負荷の小さいNW2に対応するPool2から、Adr23をUEへ割り当てる。PGW制御部は、シグナリングメッセージ62〜64に割り当てたAdr23を設定しUEへ送信する。以上でハンドオーバが完了し、UE、T−eNB、T(Target)−SGW、PGW、サーバ2のデータフロー65が確立する。
[セッション連続性を維持しないNW主導のIPアドレス割当の一例]
図5に、本実施の形態によるIPアドレス割当のコールフローの一例を示す。シグナリングメッセージ52〜57により、UEの初期接続が行われる。PGW制御部は、例えば、NW1に対応するPool1からAdr11をUEへ割り当て、PGW記憶部にセッション管理テーブルを作成し、データフロー58が確立される。
UEは、S(Source)−eNBからT(Target)−eNBへのハンドオーバ時に、S(Source)−SGWを経由してシグナリングメッセージ59〜61により、既用のNW1に対応するPool1から割り当てたAdr11を提示してPGWへIPアドレスを要求する。または、0.0.0.0を設定すること又は設定無しにより新規IPアドレスの割当をPGWに要求する。PGW制御部は、シグナリングメッセージ59〜61に設定されているUEIDにより、PGW記憶部に登録されているセッション管理テーブル情報のQoS104及び/又はPolicy105を参照し、NW主導の制御であることと、セッション連続性を維持しないことを判断する。例えば、PGW記憶部は各Poolの負荷を記憶しているため、PGW制御部は、このPGW記憶部を参照することで、各Poolの負荷を把握し、既用のAdr11を払い出したPool1より負荷の小さいNW2に対応するPool2から、Adr23をUEへ割り当てる。PGW制御部は、シグナリングメッセージ62〜64に割り当てたAdr23を設定しUEへ送信する。以上でハンドオーバが完了し、UE、T−eNB、T(Target)−SGW、PGW、サーバ2のデータフロー65が確立する。

オペレータがネットワークまたはサーバのメンテナンスを行う場合、例えば、PGW制御部は、PGW記憶部内のPool1のPolicy105をすべてNW主導かつセッション維持をしないように設定することができる。これによりPGW制御部は、以後シグナリングメッセージ59〜61で受信するアドレス割当要求に対して、Pool2からアドレスを割り当て、Pool1に対応するサーバに収容されるユーザをPool2に収容替え可能である。
[PGW制御部処理フローチャートの一例]
図7に、本実施の形態によるPGW制御部処理フローチャートの一例を示す。PGW(制御部)は、ステップS1でUEからアドレス要求を受信すると、ステップS2で、Handover IndicationによりIPアドレス割当を要求する事由を判定する。アドレス要求に設定されるHandover Indicationが初期接続の場合、PGWはステップS3で任意のアドレスプールからUEにIPアドレスを割り当て、セッション管理テーブルを作成し、PGW記憶部に記憶する。
次に、PGWは、ステップS1でアドレス要求を受信し、ステップS2で、アドレス要求に設定されるHandover Indicationがハンドオーバ(HO)の場合、PGWはステップS4においてNW主導またはUE主導でアドレス割当を行うか判定を行う。例えばPGW制御部は、ステップS1のアドレス要求に設定されるUEIDから、PGW記憶部に初期接続時に作成したセッション管理テーブルのPolicy情報を参照し、当該UEへのアドレス割当はNW主導か否か(UE主導、もしくはNW主導とUE主導どちらも許容するか)を判定する。例えば、Policy情報として、P=1がUE主導を示し、P=2がNW主導のように定義し設定可能である。また例えば、NW主導かつセッション連続性を維持しない前述のようなP=3が設定されている場合、後述するステップS5とステップS7の処理における判定も可能である。
ステップS4において、NW主導でアドレス割当を行う判定をした場合、ステップS5において、PGWは、セッション連続性の可否を判定する。例えば、PGW制御部は、ステップS1のアドレス要求に設定されるUEIDから、PGW記憶部に初期接続時に作成したセッション管理テーブルのQoS情報を参照し、セッション連続性の可否を判定する。例えば、QoS情報として、QCI=1がセッション連続性が必要であることを示し、QCI=2がセッション連続性が必要ないことを示すように定義し設定可能である。
ステップS5において、PGW制御部が、セッション連続性が必要と判定した場合、ステップS7において、PGW制御部は、HO以前から割り当てられているIPアドレスを再度当該UEへ割り当てる。一方、ステップS5において、PGW制御部が、セッション連続性が必要ないと判定した場合、ステップS8において、PGW制御部は、例えば、PGW記憶部内のプールの負荷を考慮してIPアドレスをUEへ割り当てる。
また、ステップS4において、NW主導以外(例えば、UE主導)でアドレス割当を行う判定をした場合、ステップS6において、PGWは、セッション連続性の可否を判定する。PGW制御部は、例えば、ステップS1で受信したアドレス要求を参照し、そこに割当済みのIPアドレス(HO以前から割り当てられているIPアドレス)が設定されているか否かでこれを判定することもできる。UEからのアドレス要求に割当済みのIPアドレスが設定されている場合、セッション連続性が必要であることを示す。一方、割当済みのIPアドレスが設定されていない場合、例えば、0.0.0.0が設定されている場合又は設定無しの場合は、セッション連続性が必要ないことを判定する。
ステップS6において、PGW制御部が、セッション連続性が必要と判定した場合、ステップS9において、PGW制御部は、HO以前から割り当てられているIPアドレスを再度当該UEへ割り当てる。一方、ステップS6において、PGW制御部が、セッション連続性が必要ないと判定した場合、ステップS10において、PGW制御部は、例えば、PGW記憶部内のプールの負荷を考慮してIPアドレスをUEへ割り当てる。
[変形例]
上述のフローチャートにおいて、次のような処理を行うこともできる。
・ ステップS5の判定において、Policy105にセッション連続性が必要か否かを示す情報を含む場合、QoS104を参照せず、Policy105のみの情報を用いてもよい。
・ PGW5がNW主導であると予め設定されている場合は、PGW制御部は、ステップS4で、アドレス要求によらずNW主導とするようにしてもよい。
・ PGW5が、NW主導であり且つセッションの連続性を維持しないように予め設定されている場合は、PGW制御部は、アドレス要求によらずセッションの連続性を維持せずアドレス割り当てを行うようにしてもよい。
・ アドレス要求の端末アドレスに、null(0.0.0.0等)が設定されている場合又はアドレスが設定されていない場合、PGW制御部は、ステップS4で、NW主導であると判定するようにしてもよい。
・ アドレス要求の端末アドレスに、nullが設定されている場合又はアドレスが設定されていない場合、PGW制御部は、セッション連続性を維持しないと判定するようにしてもよい。
本発明は、3GPPで規定されるLTE以外にも、各種のプロトコルや方式に適用することができる。
1〜3 NW
4 AAA
5 PGW
6〜8 Pool
9、10 SGW
11、12 MME
13〜15 eNB
16〜18 eNBの通信エリア
19 UE
20 PDN
21〜23 サーバ
32〜37 シグナリングメッセージ
38 データフロー
39〜44 シグナリングメッセージ
45 データフロー
52〜57 シグナリングメッセージ
58 データフロー
59〜64 シグナリングメッセージ
65 データフロー
201、202 NW IF
203 Control Unit
204 Memory Unit
205 UIF
S1〜S10 処理ステップ

Claims (9)

  1. 端末にアドレスを割り当てるゲートウェイと、前記ゲートウェイに接続する複数のパケットデータネットワークとを備えた無線システムであって、

    前記ゲートウェイは、
    アドレスプールの識別子であるプールID、端末の識別子である端末ID、ゲートウェイが端末へ割り当てたアドレス情報である端末アドレス、アドレス割り当てでセッションの連続性が必要か否かを表す、及び/又は、アドレス割り当てをネットワーク主導で行うか端末主導で行うかを表す端末の割当識別情報を対応して記憶し、セッションを管理するためのテーブルと、
    パケットデータネットワーク毎に分離された、端末に割り当てるひとつ又は複数のアドレスを保持する複数のアドレスプールと、
    前記テーブルを参照して、端末にいずれかの前記アドレスプールからアドレスを割り当てるための制御部と
    を備え、
    前記制御部は、端末ID、初期接続又はハンドオーバを表すハンドオーバ識別情報を含むアドレス要求を、前記端末から受信し、
    前記制御部は、前記アドレス要求に含まれるハンドオーバ識別情報がハンドオーバの場合、予め定められた設定により、又は、前記制御部は前記テーブルを参照してアドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うか端末主導でアドレス割り当てを行うかの主導判定を行い、
    前記主導判定により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うと判定した場合、前記制御部は前記テーブルを参照し、アドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報から、当該端末へのアドレス割り当てはセッションの連続性が必要か否かを判定し、
    前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定した場合、ハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定しなかった場合、現在割り当てられているアドレスと関係なく、前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してひとつのアドレスプールを選択し、該アドレスプールからアドレスを端末へ割り当て、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当て、

    一方、前記主導判定により、ネットワーク主導のアドレス割り当てを行わないと判定した場合、前記制御部はアドレス要求に含まれる端末アドレスを参照し、
    該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていたら、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定して、該アドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていなかったら、前記制御部は、現在割り当てられているアドレスと関係なく前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してアドレスを端末へ割り当てる、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当てる
    前記無線システム。
  2. 前記制御部は、アドレス要求を受信すると、アドレス要求に含まれるハンドオーバ識別情報が初期接続の場合、前記制御部は、複数の前記アドレスプールからひとつのアドレスプールを選択し、該アドレスプールから端末にアドレスを割り当てることを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  3. 前記ゲートウェイがネットワーク主導であると予め設定されている場合は、前記制御部は、前記主導判定で、アドレス要求によらずネットワーク主導とすることを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  4. 前記ゲートウェイが、ネットワーク主導であり且つセッションの連続性を維持しないように予め設定されている場合は、前記制御部は、アドレス要求によらずセッションの連続性を維持せずアドレス割り当てを行うことを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  5. 前記割当識別情報は、ネットワーク主導か端末主導かの識別情報を含み、
    前記制御部は、前記割当識別情報により、前記主導判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  6. 前記割当識別情報は、ネットワーク主導か端末主導かの第1識別情報と、セッション連続性を維持するか否かの第2識別情報を含み、
    前記制御部は、前記割当識別情報により、前記主導判定と、セッション連続性を維持するか否かの判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  7. 前記アドレス要求の端末アドレスに、nullが設定されている場合又はアドレスが設定されていない場合、前記制御部は、前記主導判定で、ネットワーク主導であると判定することを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  8. 前記アドレス要求の端末アドレスに、nullが設定されている場合又はアドレスが設定されていない場合、前記制御部は、セッション連続性を維持しないと判定することを特徴とする請求項1に記載の無線システム。
  9. 端末にアドレスを割り当てるゲートウェイと、前記ゲートウェイに接続する複数のパケットデータネットワークとを備えた無線システムにおける前記ゲートウェイであって、

    アドレスプールの識別子であるプールID、端末の識別子である端末ID、ゲートウェイが端末へ割り当てたアドレス情報である端末アドレス、アドレス割り当てでセッションの連続性が必要か否かを表す、及び/又は、アドレス割り当てをネットワーク主導で行うか端末主導で行うかを表す端末の割当識別情報を対応して記憶し、セッションを管理するためのテーブルと、
    パケットデータネットワーク毎に分離された、端末に割り当てるひとつ又は複数のアドレスを保持する複数のアドレスプールと、
    前記テーブルを参照して、端末にいずれかの前記アドレスプールからアドレスを割り当てるための制御部と
    を備え、
    前記制御部は、端末ID、初期接続又はハンドオーバを表すハンドオーバ識別情報を含むアドレス要求を、前記端末から受信し、
    前記制御部は、前記アドレス要求に含まれるハンドオーバ識別情報がハンドオーバの場合、予め定められた設定により、又は、前記制御部は前記テーブルを参照してアドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うか端末主導でアドレス割り当てを行うかの主導判定を行い、
    前記主導判定により、ネットワーク主導でアドレス割り当てを行うと判定した場合、前記制御部は前記テーブルを参照し、アドレス要求に含まれる端末IDに対する割当識別情報から、当該端末へのアドレス割り当てはセッションの連続性が必要か否かを判定し、
    前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定した場合、ハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定しなかった場合、現在割り当てられているアドレスと関係なく、前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してひとつのアドレスプールを選択し、該アドレスプールからアドレスを端末へ割り当て、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当て、

    一方、前記主導判定により、ネットワーク主導のアドレス割り当てを行わないと判定した場合、前記制御部はアドレス要求に含まれる端末アドレスを参照し、
    該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていたら、前記制御部は、セッションの連続性を保ってアドレス割り当てを行う必要があると判定して、該アドレスを再度当該端末へ割り当て、一方、該端末アドレスにハンドオーバ以前から割り当てられているアドレスが設定されていなかったら、前記制御部は、現在割り当てられているアドレスと関係なく前記アドレスプール間のロードバランスを考慮してアドレスを端末へ割り当てる、又は、低負荷若しくは使用率の小さいアドレスプール又はランダムに選択したアドレスプールから、アドレスを端末へ割り当てる
    前記ゲートウェイ。
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