JP2013506332A - 拡張されたアロケーション/リテンションポリシーの解決策 - Google Patents

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Abstract

本発明は、通信ネットワーク内で拡張アロケーション/リテンションプライオリティ(ARP)を扱うための解決策に関する。当該解決策は、拡張ARPを取得し、当該拡張ARPに基づいて承認ARPを取得し、及びこの承認ARPをネットワーク内のノードへ送信することに基づく。さらに、承認ARPは、モビリティ手続のメッセージ内に包含される情報エレメント内に含まれてよい。
【選択図】図4

Description

本発明は、通信ネットワーク内でアロケーション/リテンションプライオリティを扱うための解決策に関する。
アロケーション/リテンションプライオリティは、TS 3GPP 23.107に従って2G/3Gパケットネットワークに導入された。それは、UMTSベアラの割り当て(allocation)及び維持(retention)について、他のUMTSベアラに対する相対的な重要度を特定するために使用される。プライオリティはベアラの割り当て及び維持を実行する際に、ベアラ間で差異を出すために使用される。リソースが乏しい状況では、関係するネットワークエレメントは、アロケーション/リテンションプライオリティを使用することができ、流入制御(admission control)を実行する際に、アロケーション/リテンションプライオリティの低いベアラに対してアロケーション/リテンションプライオリティの高いベアラを優先する。
アロケーション/リテンションプライオリティ属性は、購読(subscription)属性であり、移動端末から交渉されるのではなく、その値はSGSN又はGGSNネットワークエレメントのいずれかにより変更され得る。
マルチプライオリティサービスなどの新たなサービスをパケットドメインに導入することにより、アロケーション/リテンションプライオリティは拡張(evolve)される。
拡張ARPは、プライオリティレベルに関する情報(スカラー)と、プリエンプション能力(フラグ)と、プリエンプション脆弱性(フラグ)とを含む。プライオリティレベルは、リソース要求の相対的な重要度を定義する。これは、リソースが制限されているケースで、ベアラの確立又は修正要求を受け入れ得るか拒否する必要があるかを決定することを可能とする(典型的には、GBRトラフィックの流入制御のために使用される)。また、リソース制限の間にどの既存のベアラを横取り(pre-empt)すべきかを決定するためにも使用され得る。
ARPプライオリティレベルのレンジは、1を最高レベルのプライオリティとして、1から15である。プリエンプション能力(capability)情報は、サービスデータフローがよりプライオリティレベルの低い他のサービスデータフローに既に割り当てられているリソースを取得し得るかを定義する。プリエンプション脆弱性(vulnerability)情報は、サービスデータフローが、よりプライオリティレベルの高いサービスデータフローを収容するために、自身に割り当てられたリソースを失い得るかを定義する。プリエンプション能力及びプリエンプション脆弱性は、“yes”又は“no”のいずれかに設定され得る。
例えば、ビデオ電話は、同じUEについて異なるARP値を伴うEPSベアラを使用することが有益であり得る1つの使用事例である。この使用事例において、事業者は、音声をより高いARPを伴うあるベアラへ、ビデオをより低いARPを伴う他のベアラへマッピングし得る。混雑している状況において(例えば、呼のエッジにおいて)、eNBは、“音声ベアラ”に影響を与えることなく“ビデオベアラ”を破棄(drop)し得る。これにより、サービスの継続性が改善するであろう。
現在のパケットコアネットワークにおいて、3GPP 23.107(テーブル4):UMTSベアラのサービス属性についての値のレンジによれば、(ARP)アロケーション/リテンションプライオリティは、1〜3のレンジでのスカラーとして定義され、Grインタフェース及びGn/Gpインタフェースにおいて実装されてきている。
拡張ARPをいかに導入するか、及び同時に下位互換性の課題をいかに回避するかは、問題となる。
MME/S4−SGSNを伴うE−UTRANアクセスをサポートするPDG−GWは、UEが2G/2GからE−UTRANアクセスへ及びその逆方向へハンドオーバすることを可能とするために、Gn/Gpインタフェースを介してレガシーSGSNと通信する必要がある。
レガシーSGSN、GGSN及びHLRは、拡張ARPを要求するサービスを導入することを可能とするために、拡張ARPのコンセプトへシームレスに移行するための解決策を必要としている。あらためて言えば、PDN−GW及びMMEは、ARPハンドリングを対象とすると、レガシーSGSNと通信するための解決策を必要とする。
本発明は、レガシーARPとは別の拡張ARPを搬送するオプションとしての情報エレメント(IE)を導入するという解決策に関連する。新たなオプションとしてのIEは、Grインタフェース及びGr/Gpインタフェースの双方のために必要とされる。
さらに、SGSN及びGGSN/PDN−GWは、レガシーARPと拡張ARPとをマッピングすることができる。
本書は、多くの観点において実現され、まず、インフラストラクチャノードにおける方法である。当該方法は、通信ネットワーク内でアロケーション/リテンションプライオリティを扱うために使用される。当該方法は、通信ネットワークに無線接続可能なユーザ機器(UE)のステータスを変更するためのトリガイベントを取得するステップと、購読者登録ノードから、UEについてのレガシーARPと拡張ARPとの組合せを含む購読されるアロケーション/リテンションプライオリティ(ARP)の情報を受信するステップと、ゲートウェイノードへ送信される制御メッセージに、当該レガシー及び拡張ARP情報を含めるステップと、ゲートウェイノードから、承認されたARPについての情報を取得するステップと、購読者登録ノードからの購読されるARPに対するさらなる検証を伴うことなく、UEを接続する無線ネットワークへ、当該承認されたARP情報を送信するステップと、を含む。
上記承認されたARP情報は、拡張ARP情報エレメント及びQoSプロファイル情報エレメントの双方において送信されてよい。
上記トリガイベントは、プライマリPDPコンテキストのアクティブ化、無線アクセス技術の変更(IRAT)などの、SGSN間モビリティ手続、SGSN間ルーティングエリア更新、及びパケット交換(PS)ハンドオーバ、のうち少なくとも1つであってよい。
インフラストラクチャノードは、SGSN又はMMEのうち1つであってよく、購読者登録ノードは、HLR又はHSSのうち1つであってよい。
購読されるARP情報は、購読者登録ノードとサービングノードとの間のGrインタフェースを介するマップ購読者データ挿入手続において受信されてよい。
インフラストラクチャノードが購読者登録ノードからレガシーARPのみを受信すると、ゲートウェイノードへの送信前に、当該レガシーARPを拡張ARPへマッピングするステップ、をさらに含むように上記方法は構成され得る。ゲートウェイノードは、EPCインタフェースを伴わない、SGSN又はGGSNへ向けてのGn又はGpインタフェースを伴うPDN−GWの1つであってよい。
本発明の他の観点として、通信ネットワーク内のインフラストラクチャノードが提供される。当該ノードは、通信ネットワークに無線接続可能なユーザ機器(UE)のステータスを変更するためのトリガイベントを取得し、購読者登録ノードから、UEについてのレガシーARPと拡張ARPとの組合せを含む購読されるアロケーション/リテンションプライオリティ(ARP)の情報を受信し、ゲートウェイノードへ送信される制御メッセージに、当該レガシー及び拡張ARP情報を含め、ゲートウェイノードから承認されたARPについての情報を取得し、UEを接続する無線ネットワークへ承認されたARP情報を送信する、ように構成され得る。
上記インフラストラクチャノードは、サービングGPRSサポートノード(SGSN)であってよく、レガシーARPを拡張ARPへマッピングするようにさらに構成されてもよい。
以下に、限定ではない手法で、添付図面に示した例示的な実施形態を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
本発明に係るネットワークシステムを概略的に示している。 本発明に係るノードを概略的に示している。 本発明に係る方法をブロック図において概略的に示している。 本発明に係る方法をシーケンス図において概略的に示している。
図1において、参照番号100は、本発明に係る通信ネットワークを一般的に描いている。当該ネットワークは、例えばSGSNであるモビリティハンドリングノード103と、パケットデータネットワークゲートウェイ104(GGSN/PDN−GW)と、例えばHLR(Home Location Register)又はHSS(Home Subscriber Server)である購読(subscription)データベース105と、ポリシー及び課金ルール機能ノード106(PCRF)とを含む。上記モビリティノードは、無線アクセスネットワーク102と接続され、無線アクセスネットワーク102は、適切な無線通信技術109を用いてユーザ機器101(UE)を接続する。SGSNは、Gn/Gpインタフェース111を用いてPDN−GWと、Grインタフェース108を用いてHLRと接続される。さらに、GGSN/PDN−GWは、Gxインタフェース110を用いてPCRFと接続される。なお、ネットワーク内のノードは、ルータ、スイッチ、ケーブル及び他の同様のデバイスを用いて物理的に相互接続されるが、それらは、本発明の理解のために必要でないため、図示されていない。
ネットワーク100を形成するノード200は、全て、図2に示したような少なくとも1つの処理部201を備える。さらに、ノードは、少なくとも1つの記憶部202及び少なくとも1つの通信インタフェース203をも備える。処理部は、記憶部内に記憶され又は処理部内に記憶されるソフトウェア又はハードウェアの命令セットを実行するように構成される、例えば、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、ASIC(application specific integrated circuit)又はFGPA(field programmable gate array)などの適当ないかなるタイプであってもよい。記憶部は、揮発性及び/又は不揮発性のタイプであってよく、コンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。通信インタフェースは、有利には、例えばイーサネットタイプなどのパケットデータインタフェースである。
セッションの変更が行われると、モビリティ管理ノードは、購読者(subscriber)データベースからARP情報を取得する。このARP情報は、購読者データベース内に記憶されており、購読されるARPとしてユーザと関連付けられる。
購読されるARPは、例えばHLRである購読者データベース内に記憶される、あるPDN接続についての購読されるQoSプロファイルの一部であり、ネットワークへのUEの接続(attachment)の間に、Grインタフェースを介して、例えばSGSNであるモビリティ管理ノードへ伝達される。
UEがプライマリPDPコンテキストをアクティブ化する際、SGSNは、Gn/Gpインタフェースを介して、PDN−GW/GGSNへ、購読されるARPに基づく要求ARP、並びに自身の流入及び輻輳制御を含め、そこでPDN−GW/GGSNはポリシー及び課金制御機能とのインタラクション及び/又は自身の流入及び輻輳制御のいずれかの結果に基づいて、ARPを許可し得る。
PDN−GW/GGSNから応答されるARPは、承認された(又は交渉された)ARPとなり、さらに無線ネットワーク、即ちRNC又はBSSへ送信される。
これは、本発明に係る方法のステップ群を示す図3に例示されている。まず、SGSNにおいてHLRから購読されるARPが取得される(301)。SGSNは、ARP情報を含む要求制御メッセージをゲートウェイへ送信する(302)。SGSNは、承認されたARP情報を含む応答制御メッセージをゲートウェイから受信する(303)。SGSNは、承認されたARP情報を無線ネットワークへ転送する(304)。
本発明に係る解決策において、Gr及びGnインタフェースの双方の上で拡張ARP情報を搬送する、オプションとしての情報エレメント(IE)が導入される。
本発明により導入されるものと同じ原理が、RAT間のモビリティ、即ち2G/3G Gn/Gp SGSN及びMMEの間のケースについて、PDN−GW及びMMEにも適用される。
図4は、ホームPLMNにおける接続及びPDPコンテキストのアクティブ化の間でARPがいかに扱われるかを示しており、即ちGpインタフェースは描かれていない。図4は、本発明に係る解決策の例示的な使用に過ぎず、ネットワークへのUEの初回の接続についての一例である。
UEは、適切な無線ネットワークノードを介して、SGSNへ接続要求を送信し(401)、SGSNは、UEのGPRSロケーションの更新を伴うメッセージをHLRへ送信する(402)。HLRは、購読されるARP情報を含む購読データ挿入メッセージと共にSGSNへ応答する(403)。すると、SGSNは、接続容認メッセージをUEへ返送する(404)。
UEは、PDPコンテキストのアクティブ化のための要求をSGSNへ送信し(405)、SGSNは、購読されるARPからの要求ARPを含むPDPコンテキスト生成要求をPDN−GW/GGSNへ送信する(406)。PDN−GW/SSGNは、信用(credit)承認のためにPCRFと通信することになる(407及び408)。その要求は要求ARPを含み、その応答はPCRFからの承認されたARPを含む。
PDN−GW/GGSNは、承認されたARP(s)を含むPDPコンテキスト生成応答と共にSGSNへ応答(408)するであろう。すると、SGSNは、PDPコンテキストアクティブ化容認メッセージを送信する(409)。
なお、上述した例において、“PDN−GW/GGSN”との用語は、EPCインタフェース無しでレガシーSGSN又はレガシーGGSNと通信するためにGn/Gpインタフェースを実装するPDN−GWを意味する。
図4において、全てのシグナリングが示されているのではなく、本発明の使用例を説明するために関連するシグナリングのみが示されていることは理解されるべきである。
それぞれ様々に扱われるいくつかの異なる状況が存在し、いくつかの状況及びそれぞれの解決策が以下に議論される。
1.HLRが拡張ARPをサポートする場合、2G/3Gネットワーク内にUEが接続する際に、HLRからSGSNへ、MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA手続を通じてレガシー購読ARP及び新たな拡張購読ARPがGrインタフェースを介して伝達され、そうでない場合には、レガシー購読ARPのみが送信される。
2.拡張ARPをサポートするSGSNは、UEがPDPコンテキストのアクティブ化を試行すると、GTPのIEであるQoSプロファイル及び新たなオプションとしてのIEである拡張ARPを用いて、購読される拡張ARP及びレガシーARPを、PDN−GW/GGSNに向けてのGTPメッセージ“Create PDP context request”内に含める。
3.拡張ARPをサポートするSGSNがHLRからレガシーARPのみを受信すると、SGSNは、それを3GPP 23.401内のAnnexEに基づいて拡張ARPへマッピングし、GTPのIEであるQoSプロファイル及び新たなオプションとしてのIEである拡張ARPを用いて、購読される拡張ARP及びレガシーARPを、PDN−GW/GGSNに向けてのGTPメッセージ“Create PDP context request”内に含める。
4.SGSNは、HLRから受信される拡張ARPを認識しない場合、GTPのIEであるQoSプロファイルを用いて、レガシーARPのみを、PDN−GW/GGSNに向けてのGTPメッセージ“Create PDP context request”内に含める。
5.拡張ARPをサポートするPDN−GW/GGSNは、レガシーARPのみを受信すると、それを3GPP 23.401内のAnnexEに基づいて拡張ARPへマッピングし、PCRFへ送信して承認を求める。PDN−GW/GGSNは、承認された拡張ARPをGxインタフェースを介してPCRFから取得すると、それをレガシーARPへマッピングし直して、それのみを、SGSNに返送されるGTPメッセージ“Create PDP context response”内に含める。
6.拡張ARPをサポートするPDN−GW/GGSNは、拡張ARP及びレガシーARPの双方をGTPメッセージ“Create PDP context request”内で受信すると、拡張ARPを用いて、PCRFに向けてGxインタフェースを介して承認を求める。PDN−GW/GGSNは、承認された拡張ARPを取得すると、SGSNへ、GTPメッセージ“Create PDP context response”内で拡張ARPのみを返送する。
7.レガシーGGSNは、SGSNから受信される拡張ARPを認識しない場合、自身の流入及び輻輳制御に基づいて、要求されたARPを許可する。
本発明は、拡張ARPを要件とするサービスを導入することを可能とし、及び同時に完全な下位互換性のために、レガシーARPから拡張ARPのコンセプトへのシームレスな移行のための解決策を提供する。
なお、“comprising”という語は列挙される以外の要素又はステップの存在を排除するものではなく、要素の前に付く“a”又は“an”という語はそうした要素の複数の存在を排除するものではない。さらに、いかなる参照記号も請求項の範囲を限定するものではなく、本発明は少なくとも部分的にハードウェア及びソフトウェアの双方の手段により実装されてよく、複数の“手段”又は“部”が同一のハードウェアアイテムにより表現されてもよい。
上で言及し説明した実施形態は、一例として与えられているに過ぎず、本発明を限定するものではない。以下に記述する特許請求の範囲において請求される発明の範囲内の他の解決策、用途、目的及び機能は、当業者にとって明らかであろう。
[略語]
GTP GPRS Tunnelling protocol
ARP Allocation and Retention Priority
SGSN Serving GPRS support node
GGSN Gateway GPRS support node
RNC Radio network controller
UE User equipment
UMTS Universal Mobile telecommunications system
E−UTRAN Evolved UTRAN
UTRAN Universal terrestrial radio access network
GBR Guaranteed bit rate
EPS Evolved packet system
EPC Evolved packet core
eNB evolved Node B
PDN Packet data network
PDN−GW Packet data network gateway
BSS Base station subsystem
PDP Packet data protocol
MME Mobility management entity
QoS Quality of Service
IE Information element
PCRF Policy and charging rules function
RAT Radio access technology
HLR Home location register
BSC Base station controller
[定義]
Gi GGSNとパケットデータネットワークとの間のリファレンスポイント
Gn 同一の若しくは異なるPLMN内のSGSNの間の、又は同一のPLMN内の、SGSNとGGSNとの間のインタフェース
Gp 異なるPLMN内のSGSNとPDN−GW/GGSNとの間のインタフェース。Gpインタフェースは、協同して動作するGPRS PLMNによりサービス提供されるエリアにまたがるGPRSネットワークサービスのサポートを可能にする
Gr SGSNとHLRとの間のインタフェース
Gx PDN−GW内でPCRFからポリシー及び課金実施機能8PCEF)への(QoS)ポリシー及び課金ルールの転送を提供する

Claims (14)

  1. 通信ネットワーク(100)内でアロケーション/リテンションプライオリティを扱うための、インフラストラクチャノード(103,200)における方法であって、
    前記通信ネットワークに無線接続(109)可能なユーザ機器(UE)のステータスを変更するためのトリガイベントを取得するステップと;
    購読者登録ノード(105)から、前記UEについての購読されるアロケーション/リテンションプライオリティ(ARP)の情報を受信するステップと、
    前記ARP情報は、レガシーARPと拡張ARPとの組合せを含むことと;
    ゲートウェイノード(104)へ送信される制御メッセージに、前記レガシー及び拡張ARP情報を含めるステップと;
    前記ゲートウェイノードから、承認されたARPについての情報を取得するステップと;
    前記購読者登録ノードからの購読されるARPに対するさらなる検証を伴うことなく、前記UEを接続する無線ネットワーク(102)へ、前記承認されたARP情報を送信するステップと;
    を含む方法。
  2. 前記承認されたARP情報は、拡張ARP情報エレメント及びQoSプロファイル情報エレメントの双方において送信される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記トリガイベントは、プライマリPDPコンテキストのアクティブ化である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記トリガイベントは、無線アクセス技術の変更(IRAT)などの、SGSN間モビリティ手続である、請求項1に記載の方法。
  5. 前記トリガイベントは、SGSN間ルーティングエリア更新及びパケット交換(PS)ハンドオーバのうち少なくとも1つである、請求項1に記載の方法。
  6. 前記インフラストラクチャノードは、SGSN又はMMEのうち1つである、請求項1に記載の方法。
  7. 購読される前記ARP情報は、前記購読者登録ノードとサービングノードとの間のGrインタフェースを介するマップ購読者データ挿入手続において受信される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記購読者登録ノードは、HLR又はHSSのうち1つである、請求項1に記載の方法。
  9. 前記制御メッセージは、QoS及び拡張ARPのための情報エレメント(IE)を含むGPRSトンネリングプロトコル(GTP)を用いたPDPコンテキスト生成要求である、請求項1に記載の方法。
  10. 前記インフラストラクチャノードが前記購読者登録ノードからレガシーARPのみを受信すると、前記ゲートウェイノードへの送信前に、当該レガシーARPを拡張ARPへマッピングするステップ、をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記ゲートウェイノードは、EPCインタフェースを伴わない、SGSN又はGGSNへ向けてのGn又はGpインタフェースを伴うPDN−GWの1つである、請求項1に記載の方法。
  12. 通信ネットワーク(100)内のインフラストラクチャノード(103,200)であって、
    前記通信ネットワークに無線接続(109)可能なユーザ機器(UE)のステータスを変更するためのトリガイベントを取得し;
    購読者登録ノード(105)から、前記UEについての購読されるアロケーション/リテンションプライオリティ(ARP)の情報を受信し(301)、前記ARP情報はレガシーARPと拡張ARPとの組合せを含み;
    ゲートウェイノード(104)へ送信される制御メッセージに、前記レガシー及び拡張ARP情報を含め(302);
    前記ゲートウェイノードから、承認されたARPについての情報を取得し(303);
    前記UEを接続する無線ネットワーク(102)へ、前記承認されたARP情報を送信する(304);
    ように構成されるノード。
  13. 前記インフラストラクチャノードは、サービングGPRSサポートノード(SGSN)である、請求項12に記載のインフラストラクチャノード。
  14. 前記インフラストラクチャノードは、レガシーARPを拡張ARPへマッピングするようにさらに構成される、請求項12に記載のインフラストラクチャノード。
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