JP2013516134A

JP2013516134A - トラフィックに課金するためのモバイルネットワーク運用方法および対応するモバイルネットワーク

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Publication number: JP2013516134A
Application number: JP2012546460A
Authority: JP
Inventors: リープシュ、マルコ; フェレールロウライロ、パウロ
Original assignee: NEC Europe Ltd
Current assignee: NEC Europe Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2013-05-09
Also published as: US8693983B2; EP2537290A1; JP2014195318A; JP5875633B2; EP2537290B1; US20120243432A1; WO2011101131A1

Abstract

ブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの確実で容易な課金を可能とするため、モバイルネットワークの運用方法、特に、モバイルネットワークにおけるトラフィックに課金する方法を提供する。モバイルノードとの間のトラフィックに関する課金可能イベントの監視が、課金データを収集する課金ファンクションによって実行される。本方法によれば、課金ファンクションのサブファンクションとして、データフローレベルまたはＩＰ（Internet Protocol）フローレベルで課金可能イベントを監視するサブファンクションが、少なくとも１つの別のネットワーク要素に追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦ（Delegated Chargeable Event Monitoring Function）として追加的に配置される。前記別のネットワーク要素は、課金ファンクションとは異なり、モバイルノードのブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックを通過させる。課金ファンクションおよび前記別のネットワーク要素はそれぞれこのようなサブファンクションを有する。追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦは、監視された課金可能イベントに関する情報を課金ファンクションに報告する。また、好ましくは上記方法を実行する、対応するモバイルネットワークが提供される。

Description

本発明は、モバイルネットワークまたはモバイル通信ネットワークの運用方法、特に、モバイルネットワークまたはモバイル通信ネットワークにおけるトラフィックに課金する方法に関する。モバイルノードとの間のトラフィックに関する課金可能イベントの監視が、課金データを収集する課金ファンクションによって実行される。また、本発明は、モバイルネットワークまたはモバイル通信ネットワークに関する。モバイルネットワークまたはモバイル通信ネットワークは、課金ファンクションを備える。モバイルノードとの間のトラフィックに関する課金可能イベントの監視が、課金データを収集する課金ファンクションによって実行される。

モバイルネットワークまたはモバイル通信ネットワークの運用方法、特に、モバイルネットワークにおけるトラフィックに課金する方法、および対応するモバイルネットワークまたは通信ネットワークは、すでに実現されているさまざまなネットワークで既知である。例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project, ３ＧＰＰ）によって規定されているような、モバイル通信システムにおける課金アーキテクチャは、オンライン課金とオフライン課金とを区別する。オフライン課金は課金可能情報、すなわちデータ量、セッション開始／終了、ハンドオーバーイベント等を収集し、収集した情報をリアルタイムでなく（場合により、サービスが利用された後のいつか）料金請求ドメインに報告するのに対して、オンライン課金は、サービス利用前および利用中に課金システムとのリアルタイムインタラクションを必要とする。オンライン課金は、プリペイドサービスで使用されるように、サービスおよびリソース利用の認可を必要とする。したがって、サービスが利用され課金されることが可能となる前に、コアネットワークは、オンライン課金システム（Online Charging System, ＯＣＳ）に対して認可を要求し、ＯＣＳからの肯定フィードバックの後にのみ、ユーザにサービスを許可しなければならない。ＯＣＳは、リソースまたは限度枠を割り当てる。これは、関連するゲートウェイにおける課金ファンクションによって管理されなければならない。リソース使用がＯＣＳによって停止されるか、限度枠が使い尽くされた場合に、ゲートウェイは、サービスを停止する手段を有していなければならない。したがって、オンライン課金は、コアネットワーク（ゲートウェイ等）における課金ファンクションとＯＣＳとの間で必要なインタラクションがずっと多くなる。

図１は、３ＧＰＰによるオンラインおよびオフライン課金アーキテクチャのモデルを示している（非特許文献１参照）。共通のコンポーネントとして、課金トリガファンクション（Charging Trigger Function, ＣＴＦ）の低レベル機能がある。これは、モバイル端末へのモビリティアンカーとして作用するパケットデータネットワーク（Packet Data Network, ＰＤＮ）ゲートウェイに配置される。ＣＴＦは、コアネットワーク（Core Network, ＣＮ）ドメイン（ＰＤＮゲートウェイでのベアラレベル）、サービスレベル（メッセージング）およびサブシステムレベル（ＩＰマルチメディアサブシステム）等のさまざまなレベルで課金可能イベントを監視する。オフライン課金は、ＣＴＦから報告されるこれらのイベントを課金データファンクション（Charging Data Function, ＣＤＦ）で収集することを考慮する。そして、作成された課金データ記録は、課金ゲートウェイファンクション（Charging Gateway Function, ＣＧＦ）を通じて料金請求ドメインへ配信される。オンライン課金は、リソース使用認可手続き、限度枠管理等のリアルタイム制御のために、ＣＴＦとオンライン課金システムとの間の直接シグナリングを考慮する。ＯＣＳはサービスの終了を引き起こす可能性があるので、ＣＴＦは、例えばプリペイド料金が使い尽くされたときに特定のユーザに対するリソースの使用を終了するために、例えばアドミッション制御等の外部ファンクションと相互作用する手段を有していなければならない。

現在のモバイル通信システムは、２つのモビリティゲートウェイを有する。これらは、外部ネットワーク（例えばインターネット）とモバイルノードの位置との間でトラフィックを転送する。例えば第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、モバイルノードのモビリティアンカー（これを通じてすべてのトラフィックがルーティングされる）に対するＰＤＮゲートウェイという用語と、ルータ（これはモバイルノードの近くに位置する）に対するサービングゲートウェイという用語を規定している。サービングゲートウェイ（Serving Gateway, ＳＧＷ）はモバイルノードの位置とともに変わるが、ＰＤＮゲートウェイ（ＰＤＮＧＷ）は、モバイルノードのモビリティアンカーであるので、一定のままである。ＣＴＦは、課金可能イベントを収集し、オンライン課金のためにＯＣＳに対して、あるいはオフライン課金のためにＣＤＦに対して報告することを担当する。ＣＴＦは、ＰＤＮＧＷと共同配置される。というのは、アーキテクチャは、モバイルノードとの間のすべてのトラフィックがＰＤＮＧＷを通ると仮定しているからである。モバイル通信アーキテクチャにおける課金に対する現在の仮定を図２に示す。

３ＧＰＰによって規定されるようなモバイル通信システムは、ベアラの概念を利用する。モバイルノードがネットワークにアタッチし、リソースを使用しようとするときには、ベアラを確立する。各ベアラは、所定のリソースおよび品質パラメータと結びついている。複数のＩＰデータフローが単一のベアラを共有することができる。

課金に関して、ＰＤＮＧＷは、各データフローの精度によりトラフィックを区別することができる。というのは、ＰＤＮＧＷは、ポリシー・課金施行ファンクションを実施しているからである。ＳＧＷは、フローレベルではトラフィックの監視を実行せず、ベアラレベルでのみ実行する。ＳＧＷでのこのような監視は、ＳＧＷがＰＤＮＧＷとは異なるプロバイダネットワークに配置されているような一部のローミングの場合にのみ必要とされる。

このようなローミングの場合、３ＧＰＰは、ＳＧＷでの課金情報の監視を考慮する。しかし、この機能は、ベアラレベルで、オフライン課金のみに対する情報に制限される。図３は、ＳＧＷが、オフライン課金のためにＣＤＦへベアラ使用に関する限定されたイベントを報告するようなアーキテクチャを示している。

オンライン課金は、ＰＤＮＧＷとは異なるノードにおけるデータフローレベルでの課金イベントの監視とともに、現在の課金アーキテクチャでは不可能である。

Internet Engineering Task Force（ＩＥＴＦ）および３ＧＰＰにおける現在の活動では、ＰＤＮＧＷからのブレイクアウトトラフィック（例えば、経路最適化およびローカライズされたトラフィック転送）に対するモバイル通信アーキテクチャおよび関連するプロトコルへの拡張を規定している。このようなトラフィックはもはやＰＤＮＧＷを通らないので、ブレイクアウトトラフィックフローへの課金は、従来のアーキテクチャでは不可能である。このようなトラフィックオフロード（負荷軽減）状況では、ＩＰフローレベルで課金可能イベントを監視することが特に重要である。モバイルノードとの間の一部のデータフローは、例えばＳＧＷでブレイクアウトしてインターネットへルーティングされる可能性がある一方、同じモバイルノードとの間の他のデータフローは、異なるパスを通って異なる宛先へルーティングされるかもしれない。同じモバイルノードとの間の残りのフローの一部は、オフロードされずにＰＤＮＧＷを通ってルーティングされるかもしれない。このような状況は、ＩＰフローレベルでＰＤＮＧＷおよびＳＧＷでの課金を必要とする。また、課金は、ＰＤＮＧＷからオフロードされた後、データセッション中に再びＰＤＮＧＷを通ってルーティングされるように戻されるデータフローに対して可能でなければならない。オフロードトラフィックの課金に関する問題を、ブレイクアウトフローおよびあるモバイルノードから別のモバイルノードへのローカライズされたフロールーティングについて、例示的に図４に示す。

３ＧＰＰで考慮されているもう１つの技術として、トラフィックオフロードファンクション（Traffic Offload Function, ＴＯＦ）でトラフィックをブレイクアウトすることがある。ＴＯＦは、モビリティゲートウェイに配置されるのではなく、モバイルノードのモビリティゲートウェイ間のトラフィック転送トンネルのパス上に配置される。ブレイクアウトのためのＴＯＦの使用は、例えば、３ＧＰＰのGeneral Packet Radio Service（ＧＰＲＳ）で考慮される。ＧＰＲＳでは、カプセル化およびトンネリングを用いて、モバイルノードのトラフィックがゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（Gateway GPRS Support Node, ＧＧＳＮ）とサービングＧＰＲＳサポートノード（Serving GPRS Support Node, ＳＧＳＮ）との間で転送される。ＴＯＦは、モバイルノードのアップリンクトラフィックを検査し、ブレイクアウトのために、関連するフローのデータパケットを捕捉する。モバイルノードへ送信されるダウンリンクパケットに対しては、ＴＯＦは、モバイルノードへさらに転送するために、これらのパケットをトンネルに注入する。トラフィックブレイクアウトは、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮに対して透過的のまま保持される。モバイルノードのハンドオーバーによりＳＧＳＮが変わるとき、トンネルエンドポイントおよび関連するトラフィックパスも変わる。モバイルノードのＴＯＦが、更新されたトンネルパス上にもはや存在しない場合、ＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間の更新されたトンネルパス上で、新たなＴＯＦを選択しなければならない。ＴＯＦを用いたトラフィックオフロードはＧＧＳＮおよびＳＧＳＮに対する変更を必要としないので、ＴＯＦは、オフロードトラフィックの課金をサポートしなければならない。モバイルノードのハンドオーバーおよび担当ＴＯＦの変更の場合、担当する課金コンポーネントの動的変更がサポートされなければならない。

課金のアーキテクチャおよび原理に関してさらに詳細には、以下の文書から入手可能である。
・非特許文献２
・非特許文献３
・非特許文献４

次のリストに、オフロードトラフィックおよびローカライズされたルーティングの状況でのモバイル通信システムにおける現在の課金アーキテクチャの問題点を要約する。
・ＰＤＮＧＷのようなモバイルノードのモビリティアンカーではないＳＧＷまたは他のブレイクアウトゲートウェイ（例えばｅＮｏｄｅＢ）でのＩＰデータフローの監視。
・動的状況での課金。この場合、トラフィックルーティングはセッション中に、例えばブレイクアウトとＰＤＮＧＷ経由のルーティングとの間で、動的に変化する。
・ブレイクアウトゲートウェイ（例えばＳＧＷまたはｅＮｏｄｅＢ）で課金ファンクションを複製することには以下の問題点がある。
○トラフィックルーティングにおける動的変更をサポートしない。というのは、ブレイクアウトゲートウェイに配置される専用のＣＴＦは、モバイルノードに対して設定されるからである。動的にＣＴＦを変更することはサポートされない。
○ブレイクアウトゲートウェイとＯＣＳ／ＣＤＦとの間の新規なインタフェースは、事業者ポリシーと衝突し、複雑さを増大させるおそれがある。
・トラフィックオフロードファンクションは、モビリティゲートウェイに配置されるのではなく、そのようなゲートウェイ間のトンネルのパス上に（例えばルータに）配置され、モバイルノードのハンドオーバー中に変わる可能性がある。このようなトラフィックオフロードファンクションは、完全なＣＴＦを実現することができない。というのは、モバイルノードのトラフィックオフロードファンクションが変わる場合には、ＣＴＦおよびモバイルノードの関連する課金状態もまた再配置されなければならないからである。

3rd Generation Partnership Project. Charging architecture and principles (Release9). 3GPP TS 32.240, V9.0.0, December 2009 Marco Liebsch, Sangjin Jeong, and Qin Wu. PMIPv6 Localized Routing Problem Statement, draft-ietf-netext-pmip6-lr-ps.txt, October 2009 3rd Generation Partnership Project. Packet Switched Domain Charging (Release 9). 3GPP TS 32.251, V9.2.0, December 2009 3rd Generation Partnership Project. Diameter Charging Applications (Release 9)

本発明の目的は、モバイルネットワーク運用方法および対応するモバイルネットワークにおいて、ブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの確実で容易な課金を可能とするような改良およびさらなる展開を行うことである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法および請求項１６の構成を備えたモバイルネットワークによって達成される。

請求項１に記載の通り、本方法は、以下のことを特徴とする。すなわち、課金ファンクションのサブファンクションとして、データフローレベルまたはＩＰ（Internet Protocol）フローレベルで課金可能イベントを監視するサブファンクションが、少なくとも１つの別のネットワーク要素に追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦ（Delegated Chargeable Event Monitoring Function, 委任された課金可能イベント監視ファンクション）として追加的に配置される。前記別のネットワーク要素は、課金ファンクションとは異なり、モバイルノードのブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの通過を保証する。課金ファンクションおよび前記別のネットワーク要素はそれぞれこのようなサブファンクションを有し、追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦは、監視された課金可能イベントに関する情報を課金ファンクションに報告する。

請求項１６に記載の通り、本モバイルネットワークは、以下のことを特徴とする。すなわち、課金ファンクションのサブファンクションとして、データフローレベルまたはＩＰ（Internet Protocol）フローレベルで課金可能イベントを監視するサブファンクションが、少なくとも１つの別のネットワーク要素に追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦ（Delegated Chargeable Event Monitoring Function）として追加的に配置される。前記別のネットワーク要素は、課金ファンクションとは異なり、モバイルノードのブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの通過を保証する。課金ファンクションおよび前記別のネットワーク要素はそれぞれこのようなサブファンクションを有し、追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦは、監視された課金可能イベントに関する情報を課金ファンクションに報告する手段を有する。

本発明によって認識されたこととして、通常の課金ファンクションの機能を相異なるネットワーク要素上に分割することによって、ブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの確実な課金が可能となる。具体的には、課金ファンクションのサブファンクションとして、データフローレベルまたはＩＰフローレベルで課金可能イベントを監視するサブファンクションが、少なくとも１つの別のネットワーク要素に追加的に配置される。これにより、課金ファンクションには、対応するサブファンクションが依然として配置され、前記少なくとも１つの別のネットワーク要素には、別のサブファンクションが配置される。当該別のネットワーク要素は、課金ファンクションとは異なり、あるいは、課金ファンクションが配置されるネットワーク要素とは異なる。また、このような少なくとも１つの別のネットワーク要素は、モバイルノードのブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックを通過させる。すなわち、課金ファンクションのサブファンクションとして、課金可能イベントを監視するサブファンクションが複製される。これにより、課金ファンクションおよび前記別のネットワーク要素はそれぞれこのようなサブファンクションを有する。データフローレベルまたはＩＰフローレベルで課金可能イベントを認識した後、追加サブファンクションは、モバイルノードのトラフィックの確実な課金を行うために、監視された課金可能イベントに関する情報を課金ファンクションに報告する。追加サブファンクションはＤ−ＣＥＭＦ（Delegated Chargeable Event Monitoring Function）と呼ばれる。

元の課金ファンクション内および少なくとも１つの適当な別のネットワーク要素上にこのようなサブファンクションを実現することによって、ブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの確実で容易な課金が可能となる。

好ましい実施形態において、課金ファンクションは、ＣＴＦ（Charging Trigger Function）であってもよい。ＣＴＦは、別のネットワーク要素にサブファンクションが追加的に配置されるにもかかわらず、不変のまま維持されてもよい。

しかし、効果的な課金手続きに関して、課金ファンクションは、Ｄ−ＣＥＭＦと協調する機能を有してもよい。特に、Ｄ−ＣＥＭＦから報告される情報を受信するための受信ユニットまたは受信機能が課金ファンクションに提供されてもよい。課金ファンクションから、委任された課金可能イベント監視のためのコマンドを受信するための受信ユニットまたは受信機能がＤ−ＣＥＭＦに提供されてもよい。

具体的には、協調は、Ｄ−ＣＥＭＦでのコンフィグレーションを設定および削除すること、および／または、監視された課金可能イベントに関する報告された情報を受信することを含んでもよい。

具体的実施形態において、課金ファンクションは、ネットワークのＰＤＮＧＷに配置されてもよい。このようなＰＤＮＧＷ上の配置は好ましい。というのは、大部分のトラフィックがＰＤＮＧＷを通るからである。

さらに好ましい実施形態において、前記別のネットワーク要素は、モバイルノードのトラフィックのブレイクアウトを可能にするＳＧＷ（Serving Gateway）もしくは他のいずれかのゲートウェイまたはルータであってもよい。これにより、ブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの非常に確実な課金が可能である。というのは、このようなトラフィックは、前記ＳＧＷもしくはゲートウェイまたはルータを通るからである。

さらに別の好ましい実施形態において、前記別のネットワーク要素は、ｅＮｏｄｅＢ（Evolved NodeB）であってもよい。トラフィックのブレイクアウトは、このようなｅＮｏｄｅＢからも可能である。したがって、Ｄ−ＣＥＭＦは、確実な課金のために、このようなｅＮｏｄｅＢに配置されてもよい。この場合、Ｄ−ＣＥＭＦは、別のＤ−ＣＥＭＦと通信してもよく、当該別のＤ−ＣＥＭＦは、ＳＧＷに配置されてもよい。その場合、ｅＮｏｄｅＢで監視された課金可能イベントに関する情報は、ｅＮｏｄｅＢのＤ−ＣＥＭＦからＳＧＷのｅＮｏｄｅＢに、さらに課金ファンクションに報告される。

ブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの非常に確実で容易な課金を実現するため、報告される情報は、監視された課金可能イベント、セッションまたはトラフィックのデータ量および／またはセッション開始／終了および／またはハンドオーバーイベントを含んでもよい。

個々の状況に応じて、情報の報告は、既存のインタフェースを通じて実行されても、新たに提供されるインタフェースを通じて実行されてもよい。既存のインタフェースを使用する場合、本発明の方法を実現するために、追加的なネットワーク要素を提供する必要はない。

非常に簡便で容易な課金手続きを実現するため、ローカライズされたトラフィック経路の設定またはトラフィックブレイクアウトの設定が前記別のネットワーク要素に存在するときには必ず、課金ファンクションは、前記別のネットワーク要素におけるＤ−ＣＥＭＦに課金可能イベントの監視を委任してもよい。さらに好ましい実施形態において、ローカライズされたトラフィック経路の設定またはトラフィックブレイクアウトの設定が他のネットワーク要素で生じた場合、前記別のネットワーク要素は、当該他のネットワーク要素にＤ−ＣＥＭＦを委任してもよい。このように、相異なる別のネットワーク要素間で階層構造を実現してもよい。

別のネットワーク要素の階層構造の場合、他のネットワーク要素のＤ−ＣＥＭＦは、監視された課金可能イベントに関する情報を前記別のネットワーク要素に報告してもよく、前記別のネットワーク要素は、この情報を課金ファンクションに報告してもよい。これにより、課金ファンクションへ情報を切れ目なく報告および転送することが可能である。

非常に高度で簡便な課金手続きに関して、課金ファンクションは、イベントがそのサブファンクションから報告されたか、それとも前記少なくとも１つの別のネットワーク要素上のＤ−ＣＥＭＦから報告されたか、それとも他のネットワーク要素のＤ−ＣＥＭＦから報告されたかを区別することが可能であってもよい。

オンライン課金の場合、課金ファンクションは、課金データを報告するために、オンライン課金システムへ、または、料金請求ドメインへの既存のインタフェースを使用してもよい。オフライン課金の場合、課金ファンクションは、課金データを報告するために、ＣＤＦ（Charging Data Function）へ、または、料金請求ドメインへの既存のインタフェースを使用してもよい。いずれの場合も、トラフィックの非常に確実で容易な課金が可能である。

本発明の実施形態は、ブレイクアウトトラフィックの課金のための分散課金アーキテクチャを実現するために、特定の課金関連ファンクション（３ＧＰＰ課金アーキテクチャを参照アーキテクチャとして）をサブコンポーネントに機能的に分割し、いくつかのサブコンポーネントの複製および分散配置を行うことを含んでもよい。従来のアーキテクチャにおける最低レベルの課金ファンクションである課金トリガファンクション（ＣＴＦ）をサブファンクションに分割してもよい。その場合、課金可能イベント（例えば、データ量、セッション開始／終了等）を監視するための関連サブファンクションが複製され、ブレイクアウトトラフィックが通る異なるネットワークコンポーネントに配置されてもよい。３ＧＰＰでは、これはＳＧＷもしくは他のいずれかのゲートウェイまたはルータであってもよい。これにより、モバイルノードのトラフィックのブレイクアウトが可能となる。ＳＧＷ上の複製されたサブファンクションは「委任された課金可能イベント監視ファンクション（Ｄ−ＣＥＭＦ）」と呼ばれ、測定されたデータ量を元のＣＴＦに報告してもよい。元のＣＴＦは、依然としてＰＤＮＧＷに存在してもよい。これにより、課金アーキテクチャと外部課金システムとの間の既存のインタフェースを維持することが可能となる。課金ファンクションの最小限のセットのみがＰＤＮＧＷおよびＳＧＷ上に複製されるので、通常のトラフィックおよびブレイクアウトトラフィックに対して、ＰＤＮＧＷ上およびＳＧＷ上で計測が実行可能である。外部料金請求ドメインへの課金記録の報告は、依然としてＰＤＮＧＷ内の元のＣＴＦおよび関連する追加課金ファンクションによって実行されてもよい。さらに、ｅＮｏｄｅＢのような、アクセスネットワークにさらに近いネットワーク要素への委任を実行することが可能である。その場合、この複製されたファンクションは、ＳＧＷへ階層的に報告をしてもよい。そして、ＳＧＷは、ＰＤＮＧＷに報告を返してもよい。

本発明において、主要な状態は依然として元の課金ファンクションに維持されてもよい。必要なファンクションの最小限のセットのみが複製され、Ｄ−ＣＥＭＦファンクションに分散配置されてもよい。

既存のインタフェースが使用可能であるため、ブレイクアウトゲートウェイ／ルータから料金請求ドメインへの新たなインタフェースは不要である。したがって、ローミングの場合のセキュリティの問題はなくなる。

本発明の好ましい実施形態の重要な特徴は、以下のように要約することができる。
１．本発明は、ＣＴＦ上にイベント監視ファンクションを複製する方法ということができる。このファンクションは、ＣＴＦから分離されたＤ−ＣＥＭＦというファンクションである。
２．Ｄ−ＣＥＭＦは、ＣＴＦとは異なる物理ネットワーク要素に分散配置される。
３．Ｄ−ＣＥＭＦの分散配置は、例えば、ＳＧＷまたはｅＮｏｄｅＢに対して実行可能である。
４．課金の主要な状態はＣＴＦに保持される。
５．監視関連状態は、ＣＴＦ上およびＤ−ＣＥＭＦ上の両方の監視サブファンクションで確立され維持される。
６．Ｄ−ＣＥＭＦは、ブレイクアウトトラフィック／ローカライズされたトラフィックが通るネットワークエンティティに配置されることが可能である。
７．Ｄ−ＣＥＭＦは、階層的に、アクセスおよび報告イベントにより近いネットワーク要素にさらに委任されることが可能である。
８．Ｄ−ＣＥＭＦは、ＣＴＦからの委任によりブレイクアウトトラフィックを監視する。
９．Ｄ−ＣＥＭＦで監視されたイベントはＣＴＦに報告される。
１０．ＣＴＦは、報告されたイベントが、ローカルな監視サブファンクションから報告されたかリモートのＤ−ＣＥＭＦから報告されたかにかかわらず、報告されたイベントを同じように処理してもよい。
１１．ＣＴＦは、イベントがローカルな監視ファンクションから報告されたか、それともリモートのＤ−ＣＥＭＦから報告されたかを区別することが可能であってもよい。
１２．ＣＴＦは、報告されたイベントが、ＣＴＦのローカルな監視ファンクションから来たか、それともリモートのＤ−ＣＥＭＦから来たかに応じて、報告されたイベントを別様に扱ってもよい。
１３．ＣＴＦは、従来の標準に従って、報告されたイベントを処理し、料金請求システムへの外部インタフェースを使用してもよい。
１４．オンライン課金のため、ＣＴＦは、オンライン課金システムへの既存のインタフェースを使用してもよい。
１５．オフライン課金のため、ＣＴＦは、ＣＤＦへの既存のインタフェースを使用してもよい。

本発明によれば、追加的なインタフェースや機能エンティティを追加することを必要とせずに、ブレイクアウトトラフィックの確実な課金が可能となる。

本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

オンラインおよびオフライン課金のための課金アーキテクチャモデルの模式図である。ＰＤＮＧＷで課金可能イベントを監視するための３ＧＰＰ課金アーキテクチャを例示する図である。ローミングの場合におけるＰＤＮゲートウェイでのＩＰフロー監視およびＳＧＷでのベアラ監視を示す図である。トラフィックオフロードおよびローカライズされたルーティングの状況に対してデータフローの課金を実行するための現在の課金アーキテクチャに伴う問題を示す模式図である。Ｄ−ＣＥＭＦとＣＴＦとの間の相互作用を用いた、本発明によるモバイルネットワークの運用方法の第１実施形態を例示する図である。本発明によるさまざまな課金機能の配備の模式図である。本発明による階層的アプローチを用いて分散配置されたさまざまなファンクションの配備の模式図である。

本発明の好ましい実施形態によれば、ブレイクアウトトラフィックの課金のための分散課金アーキテクチャを実現するために、課金トリガファンクションをサブファンクションに機能的に分割し、サブファンクションの複製および分散配置が実現される。これを図５に示す。データパケット測定およびトラフィックデータの収集のための最低レベルの課金ファンクションである課金トリガファンクション（ＣＴＦ）がサブファンクションに分割される。そして、ＩＰフローレベルで課金可能イベントを監視するための関連サブファンクションが複製され、ＳＧＷもしくは他のいずれかのゲートウェイまたはルータに配置される。これにより、モバイルノードのトラフィックのブレイクアウトが可能となる。例えばＳＧＷに配置されることが可能な新たな外部サポートファンクションは「委任された課金可能イベント監視ファンクション（Ｄ−ＣＥＭＦ）」と呼ばれ、イベントを「ＣＴＦ」に報告する。このＣＴＦは、依然としてＰＤＮＧＷにある。この（マスタ）ＣＴＦは元のＣＴＦであり、Ｄ−ＣＥＭＦアダプタのようなリモートのＤ−ＣＥＭＦと相互作用するための追加機能を実現する。仮想的には、ＣＴＦのローカルな課金可能イベント監視ファンクション（マスタ）と、Ｄ−ＣＥＭＦにおけるリモートの課金可能イベント監視ファンクションは、ＣＴＦの残りのファンクションにとって、単一の監視ファンクションのように見えるかもしれない。しかし、報告されたイベントにより、ＣＴＦは、ローカルに報告されたイベントとリモートから報告されたイベントとを区別することが可能であってもよい。

本発明の重要な特性として、ＩＰフローに対する課金可能イベントの監視は、一度に同じイベントに対して、ＣＴＦおよびＤ−ＣＥＭＦで実行可能である。これは、課金ファンクションの状態における変更および更新なしで、ブレイクアウトトラフィック、ローカライズされたトラフィック、あるいはＰＤＮゲートウェイ経由のトラフィックの間での経路の動的変更をサポートする。また、本発明が提案する拡張によれば、ネットワークプロバイダのポリシーと衝突する可能性のある追加的なインタフェースを導入することを必要とせずに、課金アーキテクチャと外部課金システムとの間の既存のインタフェースを維持することが可能となる。本発明が提案する拡張は、在圏事業者ネットワーク内のＳＧＷとホームプロバイダネットワークに関連するＯＣＳとの間等に新たなインタフェースは不要である。課金ファンクションの最小限のセットのみがＰＤＮＧＷおよびＳＧＷ上に複製されるので、通常のトラフィックおよびブレイクアウトトラフィックに対して、ＩＰフローレベルに基づく課金可能イベントの監視が、ＰＤＮＧＷ上およびＳＧＷ上で実行可能である。ＯＣＳおよびＣＤＦのような外部課金コンポーネントへの課金情報の報告は、依然としてＣＴＦによって実行される。ＣＴＦは、本明細書に記載の例においては、ＰＤＮＧＷに配置される。

可能な配備の例を図６に示す。ローカライズされた経路の設定またはブレイクアウトトラフィックの設定がＳＧＷに存在するときには必ず、与えられたフローに対して、ＰＤＮＧＷにおけるＣＴＦは、（ＳＧＷにおける）Ｄ−ＣＥＭＦに課金可能イベントの監視を委任する。これ以降は、Ｄ−ＣＥＭＦが、監視されたイベントをＰＤＮＧＷにおけるＣＴＦに報告する。そして、このイベントは、オフライン課金のためにＣＤＦへ、またはオンライン課金のためにＯＣＳへ送信されることが可能である。

図７は、トラフィックブレイクアウトが起こる他のネットワークエンティティにＤ−ＣＥＭＦがさらに委任される場合を示している。この動作モードでは、ＳＧＷは、課金可能イベントの計測を、インターネットトラフィックがブレイクアウトされるｅＮｏｄｅＢにさらに委任する。これ以降は、計測報告はＳＧＷへ送信される。そして、ＳＧＷはその報告を、ＰＤＮＧＷにおけるメインＣＴＦへ転送する。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims

モバイルネットワークの運用方法、特に、モバイルネットワークにおけるトラフィックに課金する方法において、モバイルノードとの間のトラフィックに関する課金可能イベントの監視が、課金データを収集する課金ファンクションによって実行され、
課金ファンクションのサブファンクションとして、データフローレベルまたはＩＰ（Internet Protocol）フローレベルで課金可能イベントを監視するサブファンクションが、少なくとも１つの別のネットワーク要素に追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦ（Delegated Chargeable Event Monitoring Function）として追加的に配置され、前記別のネットワーク要素は、課金ファンクションとは異なり、モバイルノードのブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの通過を保証し、課金ファンクションおよび前記別のネットワーク要素はそれぞれこのようなサブファンクションを有し、追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦは、監視された課金可能イベントに関する情報を課金ファンクションに報告することを特徴とする、モバイルネットワークの運用方法。
課金ファンクションが、ＣＴＦ（Charging Trigger Function）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
課金ファンクションが、Ｄ−ＣＥＭＦと協調する機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
協調が、Ｄ−ＣＥＭＦでのコンフィグレーションを設定および削除すること、および／または、監視された課金可能イベントに関する報告された情報を受信することを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
課金ファンクションが、ネットワークのＰＤＮＧＷ（Packet Data Network Gateway）に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
前記別のネットワーク要素が、モバイルノードのトラフィックのブレイクアウトを可能にするＳＧＷ（Serving Gateway）もしくは他のいずれかのゲートウェイまたはルータであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
前記別のネットワーク要素が、ｅＮｏｄｅＢ（evolved NodeB）であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
報告される情報が、監視された課金可能イベント、セッションまたはトラフィックのデータ量および／またはセッション開始／終了および／またはハンドオーバーイベントを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
情報の報告が、既存のインタフェースを通じて、または、新たに提供されるインタフェースを通じて実行されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
ローカライズされたトラフィック経路の設定またはトラフィックブレイクアウトの設定が前記別のネットワーク要素に存在するときには必ず、課金ファンクションが、該ネットワーク要素におけるＤ−ＣＥＭＦに課金可能イベントの監視を委任することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
ローカライズされたトラフィック経路の設定またはトラフィックブレイクアウトの設定が他のネットワーク要素で生じた場合、前記別のネットワーク要素が、該他のネットワーク要素にＤ−ＣＥＭＦを委任することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
他のネットワーク要素のＤ−ＣＥＭＦが、監視された課金可能イベントに関する情報を前記別のネットワーク要素に報告し、前記別のネットワーク要素が、この情報を課金ファンクションに報告することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
課金ファンクションは、イベントがそのサブファンクションから報告されたか、それとも前記少なくとも１つの別のネットワーク要素上のＤ−ＣＥＭＦから報告されたか、それとも他のネットワーク要素のＤ−ＣＥＭＦから報告されたかを区別することができることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
課金ファンクションが、オンライン課金の場合に課金データを報告するために、オンライン課金システムへ、または、料金請求ドメインへの既存のインタフェースを使用することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
課金ファンクションが、オフライン課金の場合に課金データを報告するために、ＣＤＦ（Charging Data Function）へ、または、料金請求ドメインへの既存のインタフェースを使用することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
モバイルネットワーク、好ましくは請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のモバイルネットワークの運用方法、特に、モバイルネットワークにおけるトラフィックに課金する方法を実行するモバイルネットワークにおいて、該モバイルネットワークは課金ファンクションを備え、モバイルノードとの間のトラフィックに関する課金可能イベントの監視が、課金データを収集する課金ファンクションによって実行され、
課金ファンクションのサブファンクションとして、データフローレベルまたはＩＰ（Internet Protocol）フローレベルで課金可能イベントを監視するサブファンクションが、少なくとも１つの別のネットワーク要素に追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦ（Delegated Chargeable Event Monitoring Function）として追加的に配置され、前記別のネットワーク要素は、課金ファンクションとは異なり、モバイルノードのブレイクアウトトラフィックおよび／またはローカライズされたトラフィックの通過を保証し、課金ファンクションおよび前記別のネットワーク要素はそれぞれこのようなサブファンクションを有し、追加サブファンクションＤ−ＣＥＭＦは、監視された課金可能イベントに関する情報を課金ファンクションに報告する手段を有することを特徴とするモバイルネットワーク。