JP2011509611A - 通信ネットワークにおいて、ルートを最適化するためのテクニック - Google Patents
通信ネットワークにおいて、ルートを最適化するためのテクニック Download PDFInfo
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Abstract
通信ネットワークにおいてルート最適化のための技術が提供される。この技術を実現するための方法は、モバイル端末(10)と第1のゲートウェイノード(16)との間の第1のデータセッション(34)についての情報を含み、そしてさらにモバイル端末(10)に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスと関連する第1のデータ要素を提供するステップと、モバイル端末(10)と第2のゲートウェイノード(14)との間の第2のデータセッション(36)についての情報を含み、そしてさらにモバイル端末(10)に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連する第2のデータ要素を提供するステップと、ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続を、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために、ネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続に切替えるステップと、を含む。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本発明は、一般的に、通信ネットワークにおけるルート最適化の分野に関し、特に、本発明は、無線ターミナル及びゲートウェイノード間の通信ネットワークを含むネットワークトラフィックのフローの最適化に関する。
モビリティ管理は、無線通信ネットワークの重要な機能となってきた。このため、いくつかのモビリティ管理の標準が過去数年に渡って発展してきた。
標準化されたモビリティ管理プロトコルの1つが、汎用パケット無線サービス(GPRS:General Packet Radio Service)トンネリングプロトコル(GTP:GPRS Tunneling Protocol)である。GTPは、インターネットプロトコル(IP)に基づいたネットワークプロトコルであり、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)ネットワークのような、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)ネットワークにおいて用いられる。GTPは、3GPPネットワークのローミングインタフェース上におけるモビリティ管理のために用いられる。モビリティ管理に加えて、GTPは、セッション管理、QoS(Quality of Service)のためのベアラコントロール、及び、他のネットワーク機能をもたらす。GTPについては、次の文献に詳細が記載されている。3GPP TS 29060“Third Generation Partnership Project, Technical Specification Group
Core Network and Terminals; General Packet Radio Service (GPRS); GPRS Tunneling
Protocol (GTP) across the Gn and GP interface
(Release 8)”
Core Network and Terminals; General Packet Radio Service (GPRS); GPRS Tunneling
Protocol (GTP) across the Gn and GP interface
(Release 8)”
その他の標準化されたモビリティ管理プロトコルは、モバイルIPV6(MIPv6)である。MIPv6は、1つのサブネットから他のサブネットに移動する場合であっても、モバイル端末に透過的にネットワークコネクションを維持させる一般的なモビリティプロトコルである。MIPv6において、モバイル端末は、IPv6アドレスを用いて認証される。MIPv6は、ネットワークトラフィックのフローを最適化するために、IPv6コレスポンデントノード(CN)及びモバイル端末間のダイレクトルーティングを提供する。このダイレクトルーティングについては、次の文献に記載されている。“Mobility support in IPv6”, RFC 3775 by the Internet Engineering Task
Force (IETF).
Force (IETF).
IPv6のためのレベル3マルチホーミングシムプロトコル(Shim6)、又は、ホストアイデンティティプロトコル(HIP)のような、ホストが接続のマルチプルポイントを介してトラフィックを受信できるようにする他のIETFプロトコルは、よく知られている。
Shim6は、転送プロトコルの下でロケータアジリティを提供するために、レイヤ3シムプロトコルの仕様を定める。その結果、IPv6のためのマルチホーミングは、フェイルオーバー及び負荷分散機能と共に提供される。Shim6については、次の文献に記載されている。 “Level 3 multihoming shim protocol for
IPv6”, internet draft, draft-IETF-shim-6-proto-07.text by IETF.
IPv6”, internet draft, draft-IETF-shim-6-proto-07.text by IETF.
HIPは、エンドポイント識別子とIPアドレスのロケータの役割とを区別する方法を提供する。そして、新しいホストに識別子名のスペースをもたらす。ホストアイデンティティプロトコルについては、次の文献に記載されている。
“Host Identity Protocol (HIP) architecture”, RFC 4423 by IETF
“Host Identity Protocol (HIP) architecture”, RFC 4423 by IETF
GTP、MIPv6、shim6、及びHIPのようなネットワークプロトコルは、独特なモビリティ機能を有する。しかしながら、それらは、また、他のプロトコルがサポートしている重要なネットワーク管理機能に欠けている。
例えば、GTPは、3GPPアーキテクチャに組み込まれ、QoS及びベアらコントロール機能を提供する。しかし、GTPは、ネットワークトラフィックのルート最適化をサポートしていない。しかしながら、ルート最適化は、いわゆるトライアングルルーティングを回避するために有用であるかもしれない。トライアングルルーティングは、無線装置がデータパケットを同じネットワーク内の他の無線装置に送信したい場合に関わる。しかし、他の無線装置は、そのホームネットワークから遠くに位置しているかもしれない。ルート最適化を用いてダイレクトパスが提供されないために、データパケットは、ホームエージェントに辿り着くためのネットワークをトンネルされ、その後、他のエージェントに辿り着くためのネットワークを介してトンネルされて戻る。それにより、不要にネットワークキャパシティが占有される。
他方、MIPv6は、ルート最適化をサポートしている。しかしながら、MIPv6は、QoSのためのベアラコントロールを提供する能力に欠けている。さらに、MIPv6は、3GPPアーキテクチャに組み込まれていない。しかしながら、ほとんどの世界的なネットワーク事業者は、3GPP標準に従ったネットワークにおいて運営及び拡大している。
Shim6及びHIPは、ダイレクトパスを用いることによって、CNsを介した通信の可能性を提供している。しかしながら、MIPv6と同様に、Shim6及びHIPは、QoS及びベアラコントロール機能に欠けている。
従って、通信ネットワークにおけるルート最適化のための技術であり、少なくとも上記で概説された不都合な点のいくつかを避ける技術に対する必要性がある。
この必要性は、第1の観点による通信ネットワークにおけるルート最適化のための方法により充足される。方法は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスと関連づけられる第1のデータ要素を提供するステップと、モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連づけられた第2のデータ要素を提供するステップと、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために、ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続をネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続に切替えるステップと、を含む。
通信ネットワークは、3GPP標準に従ったネットワーク、例えばUMTSネットワークであってもよい。しかしながら、本技術は、3GPP標準に従ったネットワークに限定されない。他の如何なる通信標準またはプロトコルが用いられてもよい。3GPP標準に従った通信ネットワークの場合、第1及び第2のデータ要素は、モバイル端末とゲートウェイノードとの間のパケットデータセッション(例えば、IPアドレス、QoS、又はルーティング情報)についての情報を含む、パケットデータプロトコル(PDP)コンテキストであってよい。モバイル端末は、例えば、通信ネットワークにおいて通信することのできる携帯電話のような、いかなる種類の通信端末であってもよい。第1及び第2のゲートウェイノードは、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)であってよい。第1及び第2のデータセッションは、モバイル端末と第1及び第2のGGSNとの間の、サービングGPRSサポートノード(SGSN)を経由するデータセッションであってよい。モビリティ管理情報は、例えば、ロケーションアップデート、ルーティング、又はローミング情報を含んでもよい。
モバイル端末が、自身のホーム通信ネットワークの受信エリアから他の通信ネットワークの受信エリアに移動する場合、第1のゲートウェイノードは、ホームゲートウェイノードであり、第2のゲートウェイノードは、訪問先の(visited)通信ネットワークのローカルゲートウェイノードである。通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために、ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続(association)、即ち、ホームゲートウェイノードを介した第1のデータセッションは、ネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続、即ち、ローカルゲートウェイノードを介した第2のデータセッションに切替えられてもよい。しかしながら、ルート最適化のための本技術は、上記に説明されたローミングシナリオに限定されない。第1及び第2のゲートウェイノードは、広い受信エリアを有する1つの、同じ通信ネットワークに属していてもよい。この場合、第1のゲートウェイノードは、モバイル端末との最初のコネクションを提供するホームゲートウェイノードであり、第2のゲートウェイノードは、ホームゲートウェイノードよりもモバイル端末に近く位置するローカルゲートウェイノードである。
ホームゲートウェイノードを介して第1のデータセッションに属する、第1のデータ要素と関連づけられたネットワークアドレスは、モバイル端末の固定(permanent)IPアドレスであってよく、ローカルゲートウェイノードを介して第2のデータセッションに属する、第2のデータ要素と関連づけられた第2のネットワークアドレスは、補助的な(supplemental)又は“take care of”IPアドレスであってよい。そしてこのようなIPアドレスは、特に通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために用いられる。
要求される量のネットワークリソースが、いつも、即ちルート最適化が用いられているか否かに関わらず、ネットワークトラフィックフローのために割当てられることを確保するために、第1及び第2のデータ要素は、ネットワークリソース間でシェアされてもよい。第1及び第2のデータ要素は、例えば、同じ無線ベアラ上にマッピングされてもよい。例えば、3GPP通信ネットワークの場合には、2つの異なるPDPコンテキストが同じ無線ベアラ上にマッピングされてもよい。これは、第1及び第2のデータ要素間において、効果的なネットワークリソースのシェアリングを提供する。
あるいは、第1及び第2のデータ要素は、また、異なる無線ベアラ上にマッピングされてもよい。しかし、第1及び第2のデータ要素は、同じ無線リソースを用いる。この方法の実現のために、無線ベアラのためのスケジューリングアルゴリズムが修正され、同じ無線リソースのセットを用いる多重無線ベアラのスケジューリングが可能となる。
さらなる観点によると、通信ネットワークにおけるルート最適化のための方法が提供される。方法は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらにモバイル端末についてのモビリティ管理情報を含み、第1及び第2のネットワークアドレスと関連づけられた第1のデータ要素を提供するステップと、第1のデータ要素を用いて、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するステップと、を含む。このルート最適化のための方法は、ただ1つのデータ要素が提供される第1の観点に従ったルート最適化のための方法とは異なる。しかしながら、このデータ要素は、第1及び第2のネットワークアドレスと関連づけられている。例えば、3GPP標準に従った通信ネットワークの場合には、第1のデータ要素は、PDPコンテキストであったよい。この場合において、PDPコンテキストは、修正されて多重IPアドレスが1つのPDPコンテキストに割当てられうる。
1つの方法の実行において、モビリティ管理情報は、トンネルIDを含んでも良い。例えば、3GPP標準に従った通信ネットワークにおいて、トンネルIDは、PDPコンテキストにおけるトンネルデータを指定しているGGSNによって割当てられる番号である。トンネルIDによって、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローの問題のあるルーティングは回避されうる。
さらなる観点によると、上記方法は、第1のデータ要素と関連づけられた第3のデータ要素を提供するステップと、第2のデータ要素と関連づけられた第4のデータ要素を提供するステップと、を含む。第3及び第4のデータ要素は、例えば、セカンダリPDPコンテキストであってよい。セカンダリPDPコンテキストは、QoSデータを提供してもよい。セカンダリPDPコンテキストは、異なるネットワークフローについて、異なるQoSを提供してもよい。そのようなセカンダリPDPコンテキストは、両方のプライマリPDPコンテキストについて設定されてもよい。2つのプライマリPDPコンテキストがリソースをシェアする場合において、ネットワークトラフィックのフローは、ルーと最適化が用いられるか否かに関わらず、要求された量のネットワークリソースを受信するだろう。
1つの方法の実行において、第2及び第3のデータ要素は、ネットワークリソースリザベーションに関する情報を含む。そして、様々なネットワークフローに対して、様々なQoSが提供されるだろう。
データ要素、即ち、第1、第2、第3、及び第4のデータ要素のうち1又は2以上は、モバイル端末、サポートノード、第1のゲートウェイノード、第2のゲートウェイノード、ポリシーコントロールシステム、又は他の如何なる適したネットワークコンポーネントのうちの少なくとも1つによって生成されてもよい。
1つの方法の実行において、上記方法は、バインディングアップデートメッセージを対応するノードに送信するステップをさらに含んでもよい。コレスポンデントノードは、モバイル端末と通信又は対応するネットワークノードである。コレスポンデントノードは、モバイル又は固定された装置のいずれであってもよい。モバイル端末は、第1のネットワークアドレス経由で到達可能なホームエージェントを必要としない。しかしながら、ネットワークトラフィックのルーティングを最適化するために、バインディングアップデートメッセージは、モバイル端末によってコレスポンデントノードに送信されてもよい。そのため、ルート最適化されたネットワークトラフィックは、第2の、即ちローカルゲートウェイノード上を第2のデータセッション経由で送信されるだろう。
ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続がネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続に切替えられる場合において、ネットワークトラフィックを最適化さていない全てのルートは、第1のデータ要素と接続される。そして、ネットワークトラフィックを最適化された全てのルートは、第2のデータ要素と接続される。
本発明は、ハードウェアの形、ソフトウェアの形、及びハードウェアとソフトウェアとが合わさったアプローチの形で実現することが可能である。ソフトウェアのアプローチに関しては、コンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラム製品が1又は2以上のネットワークコンポーネンツ上で実行されるときに、ここで記述された方法の1又は2以上のステップを実行するためのプログラムコードを含む。コンピュータプログラム製品は、コンピュータにより読み込むことのできる記録メディアに保存されてもよい。
ハードウェアの観点に関しては、ネットワークノードが提供される。ネットワークノードは、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスに関する第1のデータ要素を提供する機能と、モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連づけられた第2のデータ要素を提供する機能と、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために、ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続をネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続に切替える機能と、を有する。通信ネットワークが3GPP標準に従ったネットワークである場合に、ネットワークノードは、GGSNであってもよい。
さらにハードウェアの観点によると、他のネットワークノードが提供される。ネットワークノードは、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1及び第2のネットワークアドレスと関連づけられた第1のデータ要素を提供sるう機能と、第2のデータ要素を用いて、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化する機能と、を有する。通信ネットワークが3GPP標準に従ったネットワークである場合には、ネットワークノードはGGSNであってよい。
またさらにハードウェアの観点によれば、モバイル端末が提供される。モバイル端末は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスと関連づけられた第1のデータ要素を提供する機能と、モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連づけられ、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために用いられる第2のデータ要素を提供する機能と、を有する。
またさらにハードウェアの観点によれば、第1のゲートウェイノードと、第2のゲートウェイノードと、ネットワークノードとを有する通信ネットワークが提供される。
さらなる観点によれば、トラフィックフローテンプレート(TFT)が提供される。TFTは、モバイル端末とゲートウェイノードとの間のデータセッションについての情報ろ、モバイル端末に関するモビリティ管理情報と、を含むデータ要素に割当てられる。TFTは、ネットワークトラフィックのルーティングに関する情報と、ネットワークトラフィックのルーティングに関する情報が最適化されたネットワークルートと関係するか否かに関する情報と、を含む。TFTについては、一般的に次の文献に記述されている。3GPP TS 24.008“Technical Specification Group Core Network and Terminals; Mobile
Radio Interface Layer 3 Specification; Core Network Protocols, Stage 3”これは、参照することにより全て本書に援用される。
Radio Interface Layer 3 Specification; Core Network Protocols, Stage 3”これは、参照することにより全て本書に援用される。
TFTは、一般的に異なるユーザトラフィックフロー間を分割するために用いられる。TFTは、特定のPDPコンテキスト上にルートされるためのフィルターとマッチするトラフィックを通す一連のフィルターとして実現される。インカミングネットワークトラフィックがモバイル端末に到達するとき、パケット分類器は、一般的に、TFTに基づいたPDPコンテキスト選択肢を提供し、インカミングデータパケットを正確なPDPコンテキストに起因する特定のQoSにマッピングする。その結果、多重セカンダリPDPコンテキストは、同じPDPアドレスに関連づけられることができる。そしてそれは、プライマリPDPコンテキストによって決定される。TFTを用いて、ネットワークトラフィックは、ルート最適化のための様々なオプション、すなわち、データセッションが可能であるとしても、マッピングされることが可能である。
TFTは、IPアドレス及びネットワークトラフィックフローの、データパケットの転送ヘッダからの情報(通常ポートナンバー)を用いて、IPネットワークトラフィックフローを決定してもよい。TFTは、IPパケット又はモバイル端末及びコレスポンデントノードのホームアドレスのソース及び宛先フィールドについてIPアドレスであるか否かを示してもよい。TFTの分類器は、従って、そのようなTFTのデスクリプタ中にそのような示唆が存在する場合に、データパケットを解析し、ホームアドレスを抽出するために展開される。
次に、本発明は、図に示される例示としての実施形態を参照して記述されるだろう。
本発明の一実施形態に係る装置を含む通信ネットワークを描いたブロック図である。
通信ネットワークにおいて、第1のシグナリング実施形態を描くシグナリングチャートである。
通信ネットワークにおいて、第2のシグナリング実施形態を描くシグナリングチャートである。
第1の実施形態に係る方法を描くフローチャートである。
第2の実施形態に係る方法を描くフローチャートである。
第1の実施形態に係るネットワークノードを描くブロック図である。
第2の実施形態に係るネットワークノードを描くブロック図である。
一実施形態に係るモバイル端末を描くブロック図である。
一実施形態に係るトラフィックフローテンプレートを描くブロック図である。
以下において、限定ではなく説明の目的のために、本発明の詳細な理解を与えるために、特定のステップのシーケンス、インタフェース、及び構成のような、特定の詳細が説明される。本発明は、これらの特定の詳細とは離れた他の実施形態において実施されうることは当業者にとって明白であろう。
さらに、当業者は、ここで説明される機能及びプロセスは、プログラムされたマイクロプロセッサ又は一般的な目的を有するコンピュータと連動してソフトウェアの機能として用いられることを理解するだろう。全ての実施形態はがまず方法及び装置の形態で記述されることは理解されるだろう。本発明は、また、コンピュータプロセッサ及びプロセッサと連動したメモリを含むシステムにおいて、コンピュータプログラム製品において実施されるだろう。メモリは、ここで開示される機能を実行することのできる1又は2以上のプログラムと共にエンコードされる。
続く実施形態において、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化する様々な例となるシナリオが開示される。これらの例となる実施形態は、3GPP通信ネットワークとGTPとMIPv6ネットワークプロトコルとに基づいている。しかしながら、本発明は、3GPP通信ネットワークと、GTPとMIPv6ネットワークプロトコルとに限定されない。本発明は、他の通信ネットワークと他のネットワークプロトコルとに従うものであってもよい。
図1は、通信ネットワークを描く概要的なブロック図を示す。通信ネットワークは、3GPP標準に従ったネットワークである。通信ネットワークは、構造的にユーザエリア20と、ローカルエリア22とホームエリア24とコレスポンデントエリア26とに分けられる。
通信ネットワークは、モバイル端末、又はユーザ装置10と、SGSN12と、第1のGGSN16と、第2のGGSN14と、コレスポンデントノード18とを有する。SGSN12は、ユーザプレーンエンティティ(UPE)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、又はロングタームエボリューション(LTE)eNodeBであってもよい。第1のGGSN16は、第1のゲートウェイノードを示し、第2のGGSN14は、第2のゲートウェイノードを示す。第1のGGSN16及び第2のGGSN14は、LTEシステムアーキテクチャエボリューション(SAE)ゲートウェイであってもよい。第1のGGSN16は、ユーザ装置10のホームエリア24に位置し、第2のGGSN14は、ユーザ装置10のローカルエリア22、すなわち、ユーザ装置10の近くに位置する。図1に従った実施形態は、ユーザ装置10のローミングシチュエーションに関する。従って、“ホーム”及び“ローカル”エンティティ間は区別される。
ユーザ装置10と第1のGGSN16との間のSGSN12を介した第1のデータセッションのセットアップのために、接続手順が実行される。この目的のために、ホームプライマリPDPコンテキスト(図示せず。)は、ユーザ装置10と第1のGGSN16との間に確立される。ホームプライマリPDPコンテキストは、ユーザ装置10により生成される。しかしながら、ホームプライマリPDPコンテキストは、第1のGGSN16により生成されてもよい。参照符号25は、ホームネットワークアドレスを示している。もしユーザ装置10がホームネットワーク24の受信エリアに位置しているならば、ユーザ装置10に宛てたネットワークトラフィック30は、コレスポンデントノード18から第1のGGSN16及びSGSN12を介して、ユーザ装置10にルートされるだろう。しかし、このネットワークトラフィックのフローは、ユーザ装置10がGGSN16の受信エリアに位置していない場合には最適でないかもしれない。この場合において、ネットワークキャパシティは、不要に占有されてしまうかもしれない。
図1に示されるように、ユーザ装置10は、第2のGGSN14の近くであって、第1のGGSN16からは遠くに位置している。その上、ユーザ装置10は、他の受信エリア、即ち、第2のGGSN14のローカル受信エリア22に位置しているかもしれない。そのようなシチュエーションにおいて、第1のGGSN16を経由したネットワークトラフィックのルーティングは、最適でないかもしれない。役に立たないトライアングルルーティングが不要にネットワークキャパシティを占有し、ネットワークトラフィックの送信時間を遅らせているかもしれない。これを回避するために、ユーザ装置10と第2のGGSN14との間のSGSN12を経由するデータセッション36がセットアップされる。添付の手順を用いて、ローカルプライマリPDPコンテキスト(図示せず。)はユーザ装置10とGGSN14との間に確立される。ローカルプライマリPDPコンテキストは、ユーザ装置10により生成される。しかしながら、ローカルプライマリPDPコンテキストは、第2のGGSN14により生成されてもよい。参照符号23は、ローカルネットワークアドレスを示す。
従って、ホームプライマリPDPコンテキストと接続し、元々データセッション34を経由してルートされていたネットワークトラフィックは、ローカルプライマリPDPコンテキストとの接続と切替えられ、データセッション36を経由してルートされる。その結果、ルート最適化されたネットワークフロー31が提供される。最適化されたネットワークトラフィックは、コレスポンデントノード18から第2のGGSN14及びSGSN12を経由してユーザ装置10にルートされる。ルート最適化されていないネットワークトラフィックは、コレスポンデントノード18から第1のGGSN14及びSGSN12を経由してユーザ装置10にルートされる。さらに、ホームプライマリPDPコンテキスト及びローカルプライマリPDPコンテキストは、同じ無線ベアラにマッピングされ、ネットワークリソースをシェアする。結果として、ネットワークトラフィックのフローは、ルート最適化が用いられるか否かに関わらず、要求された量のネットワークリソースを得る。
図2は、ルート最適化のための第1のシグナリングチャートの一例を示す。ローミングシナリオに関する図1に従った実施形態からそれて、図2に従った実施形態は、1つのランドモバイルネットワーク(PLMN)におけるルート最適化に関する。シグナリングチャートは、ネットワーク要素ユーザ装置210、第1のSGSN212、第1のローカルゲートウェイノード214、ホームゲートウェイノード216、コレスポンデントノード218、第2のSGSN220、及び第2のローカルゲートウェイノード222を示す。ローカル及びホームゲートウェイ214、216、及び222は、PDPコンテキストに到達し、IPアドレスを割当てるいかなるネットワークノードであってもよい。第2及び第2のSGSN212及び220は、RNCs又はeNodeBsであってよい。シグナリングチャートは、3つのシグナリング状態、即ち、接続ステート224、第2のPDPコンテキストセットアップステート226、及びハンドオーバーステート228から構成される。
図2に従った実施形態において、プライマリPDPコンテキストは、ユーザ装置210の通信ネットワークへの接続のときすぐにセットアップされる。接続ステート224の間、ユーザ装置210とホームゲートウェイ216との間のデータセッションについてのプライマリPDPコンテキストは、矢印230,232,234及び236によって示されるように、最初に確立される。図2を通して示されるように、メッセージは応答メッセージによって応答される。しかしながら、ユーザ装置210が自身のホームゲートウェイ216から遠く離れてしまうと、ネットワークトラフィックのルーティングは準最適、例えば、トライアングルルーティングが存在するようになる。ゲートウェイを変更するために、矢印238,240,241,242、及び244に示されるように、ローカルプライマリPDPコンテキストは接続ステート224の間、ユーザ装置210とローカルゲートウェイ214との間に確立される。ホームゲートウェイノード216は、まだホームPDPコンテキストに関与する。しかしながら、ユーザ装置210のより近くに位置するローカルゲートウェイノード214は、ローカルPDPコンテキストに割当てられる。その結果、ユーザ装置210は、その固定IPアドレス、QoS、及びチャージングステートをキープすることができる。さらに、最適なルーテイングが可能である。
ダッシュ付きの矢印246及び248は、ホームゲートウェイがローカルプライマリPDPコンテキストが確立されたことを知らせるためのSGSN212及びホームゲートウェイ216の間のオプショナルメッセージを示す。その後、矢印250によって示されるように、バインディングアップデートメッセージがユーザ装置210によってコレスポンデントノード218に送信される。バインディングアップデートメッセージ250の応答は、矢印252によって示される。図2に従った実施形態において、ホーム及びローカルプライマリPDPコンテキストは、SGSNによって確立される。しかしながら、ホーム及びローカルプライマリPDPコンテキストは、ユーザ装置210によって確立されてもよい。
次に、セカンダリPDPコンテキストのセットアップ手順226のためのシグナリングについて記述される。様々なネットワークトラフィックフローについて分化したQoSを提供するために、セカンダリPDPコンテキストは、セカンダリPDPコンテキストセットアップ手順226の間に確立される。セカンダリPDPコンテキスト確立は、SGSN21によって初期化される。しかしながら、セカンダリPDPコンテキストの確立は、ユーザ装置210又はポリシーコントロールシステム(図示せず)により初期化されてもよい。セカンダリPDPコンテキストセットアップ手順226の間、まず、ホームセカンダリPDPコンテキストが、矢印254、256、258、及び260により示されるように、ユーザ装置210とホームゲートウェイ216との間に確立される。セカンダリPDPコンテキストセットアップ手順226の間、ローカルセカンダリPDPコンテキストは、また、矢印262、264、266、268、及び270によって示されるように確立される。図2に従った実施形態は、ネットワーク由来のホームセカンダリPDPコンテキストの確立に関するもののみだけれども、ローカルセカンダリPDPコンテキストの確立は、ユーザ装置由来のホームセカンダリPDPコンテキストの確立のケースに似ている。
異なるネットワークフローについて異なるQoSを有するセカンダリPDPコンテキストは、ネットワークのポリシーコントロールインフラストラクチャー(図示せず)により確立されてもよい。この目的のために、ポリシーコントロールインフラストラクチャーに拡張することが必要であるかもしれない。このような拡張は、ポリシーコントロールレーティングファンクション(PCRF)−to−PCRFインタフェース(図示せず)を用いるポリシーコントロールシステムにおいて実装されてもよい。例えば、ホームPCRFは、ローカルPCRFにローカルPDPコンテキストのために適切なセカンダリPDPコンテキストをセットアップさせてもよい。もうひとつの方法として、ローカルPCRF又はGGSNは、自動的にホームPDPコンテキストのために確立された全てのセカンダリPDPコンテキストのレプリカを生成してもよい。そのようなレプリカは、そしてローカルプライマリPDPコンテキストに添付され、コレスポンディングホームセカンダリPDPコンテキストとともに、シェアリングリソースによりマークされてもよい。
以下に、ハンドオーバーステージ228の間のシグナリングが説明される。まず、矢印272及び274により示されるように、PDPコンテキスト情報は、SGSN212からSGSN220に転送される。その後、ホームPDPコンテキスト(いくつかはこのステージに存在するかもしれない。)は、矢印276及び278により示されるように、更新される。ローカルPDPコンテキスト(いくつかは存在するかもしれない)は、そして矢印280、282、284、286、及び290により示されるように、ユーザ装置210と新しいローカルゲートウェイ222との間に確立される。ハンドオーバー228の間、ユーザ装置210は、セカンダリPDPコンテキスト確立手順226の結果、多重のホーム及びローカルPDPコンテキストを有していてもよい。ダッシュ付の矢印292及び294は、ホームゲートウェイ216にローカルPDPコンテキストが確立されたことを知らせるオプショナルメッセージを表している。その後、ユーザ装置210は、バインディングアップデートメッセージ296をコレスポンデントノード208に送信する。そしてそれは、矢印298で示される応答メッセージによって応答される。ハンドオーバーステージ228の間、古いローカルPDPコンテキストは、追加的に削除されてもよい(図2に従った実施形態においては示されていない。)。
図3は、ルート最適化のための第2のシグナリングチャートの一例を示す。シグナリングチャートは、ユーザ装置310と、第1のSGSN312と、ホームゲートウェイノード316と、第2のSGSN320と、ローカルゲートウェイノード322と、コレスポンデントノード318とを示す。
ユーザ装置310は、通信ネットワークと、そのホームネットワーク内で接続する。そのため、初期状態においては、いずれのローカルプライマリPDPコンテキストも確立していない。その後、ユーザ装置310は、そのホームゲートウェイ316の受信エリアからローカルゲートウェイ322の受信エリアに移動する。そのため、ローカルプライマリPDPコンテキストはハンドオーバーの後確立される。
シグナリングチャートは、接続ステージ324と、ハンドオーバーステージ328とを含む。接続ステージ324の間、ホームプライマリPDPコンテキストは、矢印330、332、334、及び336により示されるように、ユーザ装置310とホームゲートウェイ316との間をSGSN312を経由して確立される。その後、ハンドオーバー328を提供するために、ホームプライマリPDPコンテキスト情報は、矢印338、及び340により示されるように、SGSN312からSGSN320に転送される。その後、ホームPDPコンテキストは、矢印342及び344により示されるように、更新される。そして、ローカルPDPコンテキストは、矢印346、348、350、352、及び354により示されるように、ユーザ装置310とローカルゲートウェイ322との間に確立される。ダッシュ付の矢印356及び358は、ホームゲートウェイ316にローカルPDPコンテキストが確立されたことを知らせる追加的なメッセージを表す。その後、ユーザ装置310は、矢印360により示されるように、バインディングアップデートメッセージをコレスポンディングノード318に送信する。このバインディングアップデートメッセージは、応答メッセージ362により応答される。
図3に従った実施形態において、SGSN312及びSGSN320は、ローカルPDPコンテキストの確立を初期化する。しかしながら、このローカルPDPコンテキストの確立は、ユーザ装置310により実行されてもよい。
図4は、第1の実施形態の方法のフローチャート400を示す。方法の実施形態は、通信ネットワークにおけるルート最適化に関し、ユーザ装置又は図1に示すゲートウェイノード又は他の装置により実現される。
方法は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第1のデータ要素を提供するステップ410により開始する。第1のデータ要素は、第1のネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態においては、第1のデータ要素は、ユーザ装置10および第1のGGSN16間で提供されてもよい。次のステップ415において、モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第2のデータ要素が提供される。第2のデータ要素は、第2のネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態において、第2のデータ要素は、ユーザ装置10と第2のGGSN14との間で提供されてもよい。その後、ステップ420において、ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続は、ネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続に切替えられる。そして、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローは最適化される。図1に従った実施形態において、ネットワークトラフィック30は、ルート最適化されたパス31に切替えられてもよい。
図5は、第2の実施形態に係る方法のフローチャート500を示す。方法の実施形態は、通信ネットワークにおけるルート最適化に関し、ユーザ装置または図1に示されるゲートウェイノード又は他の装置により実現されてもよい。
図5に示されるように、方法は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第1のデータ要素を提供するステップ510により開始する。第1のデータ要素は、第1及び第2のネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態において、第1のデータ要素は、ユーザ装置10と第1のGGSN16との間に提供されてもよい。さらに、第1のデータ要素は、2つのIPアドレスを含んでいてもよい。次のステップ515において、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローは、第1のデータ要素を用いて最適化される。図1に従った実施形態において、ネットワークトラフィック30は、ルート最適化されたパス31に切替えられてもよい。
図6は、ネットワークノード600の第1の装置の実施形態が描かれた概要ブロック図である。ネットワークノードは、図1に示されるゲートウェイノード、又は他のネットワーク要素であってもよい。
ネットワークノード600は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第1のデータ要素を提供する機能610を有し、第1のデータ要素は、ネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態において、ネットワークノードは、第1のGGSN16であってもよい。また、第1のデータ要素は、ユーザ装置10と第1のGGSN16との間に提供されてもよい。ネットワークノード600は、さらに、モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第2のデータ要素を提供する機能615を有する。第2のデータ要素は、第2のネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態において、第2のデータ要素は、ユーザ装置10と第2のGGSN14との間に提供されてもよい。加えて、ネットワークノード600は、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために、ネットワークトラフィックと第1のデータ要素との接続をネットワークトラフィックと第2のデータ要素との接続に切替える機能620を有する。図1に従った実施形態において、ネットワークトラフィック30は、ルート最適化されたパス31に切替えられてもよい。
図7は、ネットワークノードの第2の実施形態を描くブロック図である。ネットワークノードは、図1に示すゲートウェイノード、又はたのネットワーク要素であってもよい。
ネットワークノード700は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第1のデータ要素を提供する機能710を有する。第1のデータ要素は、第1及び第2のネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態において、ネットワークノードは、第1のGGSN16であってよく、第1のデータ要素は、ユーザ装置10と第1のGGSN16との間に提供されてもよい。ネットワークノード700は、通信ネットワークにおいて、第2のデータ要素を用いて、ネットワークトラフィックのフローを最適化する機能720をさらに有する。図1に従った実施形態において、ネットワークトラフィック30は、ルート最適化されたパス31に切替えられてもよい。
図8は、ユーザ装置800のブロック図を示す。ユーザ装置は、図1に示されるユーザ装置またはその他のモバイル端末であってよい。
ユーザ装置800は、モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第1のデータ要素を提供する機能810を有する。第1のデータ要素は、第1のネットワークアドレスと関連づけられている。図1に従った実施形態において、ユーザ装置は、ユーザ装置10であってよく、第1のデータ要素は、ユーザ装置10と第1のGGSN16との間に提供されてもよい。ユーザ装置800は、モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、モバイル端末に関するモビリティ管理情報をさらに含む第2のデータ要素を提供する機能815をさらに有する。第2のデータ要素は、第2のネットワークアドレスと関連付けられている。図1に従った実施形態において、第2のデータ要素は、ユーザ装置10と第2のGGSN14との間に提供されてもよい。第2のデータ要素は、通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックのフローを最適化するために用いられる。図1に従った実施形態において、ネットワークトラフィック30は、ルート最適化されたパス31に切替えられてもよい。
図9は、トラフィックフローテンプレート900の概要ブロック図を示す。トラフィックフローテンプレートは、図1に示される通信ネットワーク又は他の通信ネットワークにおいて、データセッションを提供するために用いられてもよい。
トラフィックフローテンプレート900は、モバイル端末とゲートウェイノードとの間のデータセッションについての情報、及び、モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含むデータ要素に割当てられうる。図1に従った実施形態において、データセッションは、ユーザ装置10と第1のGGSN16との間に確立されてもよい。トラフィックフローテンプレート900は、ネットワークトラフィックのルーティングに関する情報910を含む。さらに、トラフィックフローテンプレート900は、ネットワークトラフィックのルーティングに関する情報が最適化されたネットワークルートと関係するか否かについての情報915を含む。図1に従った実施形態において、ルート最適化されていないトラフィックは、第1のGGSN16を経由してルートされてよい。そして、ルート最適化されたネットワークトラフィックは、第2のGGSN14を経由したトラフィックフローテンプレートを用いてルートされてもよい。
既に述べたように、本技術は、GTP、PDPコンテキスト、又はMIPv6に限定されず、全ての種類のL2テクノロジーにより用いられてよい。例えば、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)ネットワークサービスフロー及びCDMA(Code Division Multiple Access)2000ベアラは、ルート最適化のための本技術に従ったルート最適化と組合わせてよい。
さらに、モバイルIP以外のエンド トゥ エンドのモビリティプロトコルが用いられてよい。そのようなプロトコルは、多重接続が利用可能である場合に、モバイル端末に追加的な位置情報をコレスポンデントノードに送信することを許す。そのような追加的なプロトコルについての例は、HIP又はshim6を含むけれども、これらに限定されない。
本ルート最適化スキームをMIPv6について用いると、MIPv6の実装は修正されるだろう。MIPv6は、常に直接到達可能なホームサブネットと共に機能する必要がある。全てのルート最適化されていないトラフィックは、ホームプライマリPDPコンテキスト経由で送信される。さらに、追加的なインタフェースは、モバイル端末が技術的にホームに位置しているときであっても、認められ、ルート最適化のために用いられる。そして、モバイル端末は、ホームエージェントなしで機能することができる。しかしながら、モバイル端末は、ルート最適化を初期化してもよい。
本ルート最適化スキームを3GPPネットワークにおいて実装するために、モバイル端末への拡張が、少なくともルート最適かのための2つのプライマリPDPコンテキストが確立されるために必要である。また、第2のプライマリPDPコンテキストは、また、通信ネットワーク自身により確立されうる。もし、第2のプライマリPDPコンテキストが通信ネットワークにより確立されるならば、ネットワークは、モバイル端末に第2の確立されたプライマリPDPコンテキストがルート最適化のために用いられうることを示さなければならない。
ルート最適化のための本技術がGTPとともに実現されるときには、モバイル端末がルート最適化を初期化するkとおができるという利点がある。それにより、GTPにおいてサポートされる全てのQoS特性は、まだ利用可能である。さらに、マルチホーミングメカニズムに基づいた如何なるホストも、GTPとの組合わせにおいて利用可能である。
ルート最適化のための本技術のさらなる利点としては、如何なるネットワークローミングインタフェースも置き換える必要がなく、ローミング契約しているネットワーク事業者と関連する変更の必要がないことである。
さらに、QoSだけでなく、ネットワークトラフィックのチャージング特性が保たれる。これは、ルート最適化が初期化された場合であっても同様である。
さらに、ルート最適化のための本技術は、ホームパブリックモバイルネットワーク(HPLMN)内における、ローカルブレークアウトの問題を解決する。さらに、そのような問題は、ローミングのケースにおいてのみ解決されるものではない。
本発明の一実施形態は、添付の図面及び明細書中において描かれるけれども、本発明は、ここに開示される実施形態に限定されて解釈されるべきではない。特に、本発明は、説明され、続く請求項により定義される本発明の本質から逸脱しない限り、多くの再構成、改良、及び置き換えが可能である。
Claims (18)
- 通信ネットワークにおけるルート最適化のための方法(400)であって、
モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスと関連付けられている第1のデータ要素を提供するステップ(410)と、
前記モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連付けられている第2のデータ要素を提供するステップ(415)と、
前記通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックの前記フローを最適化するために、ネットワークトラフィックと前記第1のデータ要素との接続をネットワークトラフィックと前記第2のデータ要素との接続に切替えるステップ(420)と、
を含む方法。 - 前記第1のデータ要素及び前記第2のデータ要素は、ネットワークリソースをシェアする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のデータ要素及び前記第2のデータ要素は、前記同じ無線ベアラにマッピングされる、請求項1または2のいずれかに記載の方法。
- 前記第1のデータ要素及び前記第2のデータ要素は、異なる無線ベアラにマッピングされ、前記同じ無線リソースを用いる、請求項1または2のいずれかに記載の方法。
- 通信ネットワークにおけるルート最適化のための方法(500)であって、
モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1及び第2のネットワークアドレスと関連付けられている第1のデータ要素を提供するステップ(510)と、
前記第1のデータ要素を用いて、前記通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックの前記フローを最適化するステップ(515)と、
を含む方法。 - 前記モビリティ管理情報は、トンネルIDを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1のデータ要素と関連づけられた第3のデータ要素を提供するステップと、
前記第2のデータ要素と関連づけられた第4のデータ要素を提供するステップと、
をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第2のデータ要素及び前記第3のデータ要素は、ネットワークリソースリザベーションに関する情報を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記データ要素は、少なくとも前記モバイル端末、サポートノード、前記第1のゲートウェイノード、前記第2のゲートウェイノード、又はポリシーコントロールシステムのいずれかによって生成されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 対応するノードへのバインディングアップデートメッセージを送信するステップをさらに含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 全てのルートがない最適化されたネットワークトラフィックは、前記第1のd-得た要素と関連づけられる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 1又は2以上のネットワークコンポーネント上で実行されるときに、請求項1〜11のいずれか1項による前記方法のステップを実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。
- コンピュータが読み込むことのできる記録メディアに記憶された、請求項12に記載のコンピュータプログラム製品。
- モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスと関連付けられている第1のデータ要素を提供する機能(610)と、
前記モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連付けられている第2のデータ要素を提供する機能(615)と、
前記通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックの前記フローを最適化するために、ネットワークトラフィックと前記第1のデータ要素との接続をネットワークトラフィックと前記第2のデータ要素との接続に切替える機能(620)と、
を備える、ネットワークノード(600)。 - モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1及び第2のネットワークアドレスと関連づけられている第1のデータ要素を提供する機能(710)と、
前記第2のデータ要素を用いて、前記通信ネットワークにおけるネットワークトラフィックの前記フローを最適化する機能(720)と、
を含む、ネットワークノード(700)。 - 前記モバイル端末と第1のゲートウェイノードとの間の第1のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第1のネットワークアドレスと関連づけられた第1のデータ要素を提供する機能(810)と、
前記モバイル端末と第2のゲートウェイノードとの間の第2のデータセッションについての情報を含み、そしてさらに、前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含み、第2のネットワークアドレスと関連付けられている第2のデータ要素を提供する機能(815)と、
を含み、
前記第2のデータ要素は、前記通信ネットワークにおける前記ネットワークトラフィックのフローを最適化するために用いられる、モバイル端末(800)。 - 第1のゲートウェイノード(16)と、第2のゲートウェイノード(14)と、請求項14〜16のいずれかに記載のネットワークノードとを含む通信ネットワーク。
- モバイル端末とゲートウェイノードとの間のデータセッションについての情報、及び、前記モバイル端末に関するモビリティ管理情報を含むデータ要素に割り当てることができるトラフィックフローテンプレート(900)であって、
ネットワークトラフィックのルーティングに関する情報(910)と、
前記ネットワークトラフィックのルーティングに関する情報が、最適化されたネットワークルートと関係しているか否かに関する情報(915)と、
を含むトラフィックフローテンプレート(900)。
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Legal Events
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A521 | Request for written amendment filed |
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A02 | Decision of refusal |
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