JP2014509104A - モバイルｉｐ−ｃａｎゲートウェイの機能を提供するための構成および前記ｉｐ−ｃａｎからトラフィックをオフロードするためのそのような構成の使用 - Google Patents

Abstract

モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイを提供する構成であって、モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの様に見える第１および第２のゲートウェイ・ノードと、前記第１および第２のゲートウェイ・ノード間のインタフェースとを含み、前記第１のゲートウェイ・ノードは前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに配置され前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの第１のトラフィック処理機能を提供し、前記第１のトラフィック処理機能は前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの前記インタフェースの終端に関係し、前記第２のゲートウェイ・ノードは固定ＩＰ−ＣＡＮに配置され前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの第２のトラフィック処理機能を提供し、前期第２のトラフィック処理機能は前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの前記インタフェースの前記終端に関係しない。

Description

本発明は、一般に、通信ネットワークおよびシステムに関する。

具体的にはモバイル通信ネットワークおよびシステムなどの通信ネットワークおよびシステムの説明は、具体的には、例えば３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）などの標準化団体によって発行された技術仕様書などの文献に見いだすことができる。

そのようなシステムでは、端末またはユーザ機器ＵＥは、アクセス・ネットワークを介して通信サービスにアクセスできる。

アクセス・ネットワークの一例は、ＵＥと外部ＩＰネットワークの間のＩＰ接続を提供することを含むＩＰ接続サービスを提供する、ＩＰ接続アクセス・ネットワーク（ＩＰ−ＣＡＮ）である。外部ＩＰネットワークの例には、公共のインターネット、イントラネット、事業者のＩＰネットワーク．．．などが含まれる。３ＧＰＰのＩＰ−ＣＡＮの例には、（３ＧＰＰのＴＳ２３．０６０で詳細に規定された）ＧＰＲＳおよび（３ＧＰＰのＴＳ２３．４０１で詳細に規定された）発展型パケット・システムＥＰＳが含まれる。通常、ＩＰ接続サービスは、無線アクセス・ネットワーク（例えば、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ、Ｅ−ＵＴＲＡＮ）を介してアクセスされるパケット・コア・ネットワーク（例えば、ＧＰＲＳコア・ネットワーク、発展型パケット・コアＥＰＣ）によって提供される。パケット・コア・ネットワーク・ノードは、特に、外部ＩＰネットワークとインタフェースし、いくつかの機能を提供するゲートウェイ（例えば、ＧＰＲＳコア・ネットワーク内のＧＧＳＮ、発展型パケット・コアＥＰＣ内のＰ−ＧＷ）を含み、機能の一部は（加入者データベース、課金エンティティ、ポリシ制御エンティティ．．．などの）他のネットワーク・エンティティとの相互作用を必要とする。

そのようなネットワークおよびシステムの標準化は、特に、新しい技術および／または機能を導入するために進化している。

そのような新しい技術の一例は、ＵＴＲＡＮ用の３ＧＰＰのＴＳ２５．４６７およびＥ−ＵＴＲＡＮ用の３ＧＰＰのＴＳ３６．３００で詳細に規定された、フェムトセルである。フェムトセル技術は、ＵＴＲＡＮ用のＨＮＢ（Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ）またはＥ−ＵＴＲＡＮ用のＨｅＮＢと呼ばれる、新しい設備を導入する。Ｈ（ｅ）ＮＢは、（Ｅ）ＵＴＲＡＮ無線インタフェースを介して３ＧＰＰのＵＥを、ブロードバンＩＰバックホールを使用するモバイル事業者のネットワークに接続する顧客構内設備である。

そのような新しい機能の一例は、データ・トラフィックのより最適化されたルーティングまたは処理を可能にするトラフィック・オフロードである。一例は、ＧＰＲＳ（３ＧＰＰのＴＳ２３．０６０）およびＥＰＣ（３ＧＰＰのＴＳ２３．４０１）に導入されたＬＩＰＡ（ローカルＩＰアクセス）機能である。ＬＩＰＡ機能により、ユーザ・プレーンがＨ（ｅ）ＮＢサブシステムを除くモバイル事業者のネットワークを通過せずに、Ｈ（ｅ）ＮＢを介して接続されたＩＰ対応ＵＥが同じ住宅／企業ＩＰネットワーク内の他のＩＰ対応エンティティにアクセスすることが可能になる。別の例は、アクセス・ネットワークへのそのＵＥの接続ポイントに近いネットワーク・ノードで、事業者がある特定のタイプのトラフィックをオフロードすることを可能にする、ＳＩＰＴＯ（選択トラフィック・オフロード）機能である。

例えばトラフィック・オフロードなどのそのような機能を改善して、特に事業者および／またはユーザにより多くの利点をもたらす必要がある。本発明の実施形態は、特にそのような必要性に対処する。

一態様において、一実施形態では、モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの機能を提供するための構成により上記その他の目標が達成され、前記構成は、
− 第１のゲートウェイ・ノード、第２のゲートウェイ・ノード、および前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードの間のインタフェースを含み、
− 前記インタフェースによってリンクされた前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードは、モバイルＩＰ−ＣＡＮおよび外部ＩＰネットワークには、前記モバイルＩＰ−ＣＡＮを前記ＩＰネットワークとインタフェースするモバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのように見え、
− 前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに配置された前記第１のゲートウェイ・ノードは、第１のトラフィック処理機能と呼ばれる前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのそれらのトラフィック処理機能を提供し、第１のトラフィック処理機能は前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのインタフェースの終端に関係し、
− 固定ＩＰ−ＣＡＮに配置された前記第２のゲートウェイ・ノードは、第２のトラフィック処理機能と呼ばれる前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのそれらのトラフィック処理機能を提供し、第２のトラフィック処理機能は前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのインタフェースの終端に関係しない。

別の態様において、一実施形態では、そのような構成を使用してモバイルＩＰ−ＣＡＮからトラフィックをオフロードするための方法により上記その他の目標が達成され、前記方法は、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のトラフィック処理機能の一部として加入者識別情報を受信すること、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードの間の前記インタフェース上の前記第２のゲートウェイ・ノードに、前記加入者識別情報を送信すること、
− 前記加入者識別情報に基づいて、前記第２のゲートウェイ・ノードが関連する加入者プロフィール情報を取得すること、
− 前記加入者プロフィール情報に基づいて、前記第２のゲートウェイ・ノードが前記第２のトラフィック処理機能を提供すること
を含む。

他の態様において、上記その他の目標は、そのような構成用のエンティティおよび／またはそのような方法を実行するためのエンティティによって達成され、前記エンティティは、（例えばローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷなどの）第１のゲートウェイ・ノード、（例えばＢＮＧなどの）第２のゲートウェイ・ノード、そのような第２のゲートウェイ・ノードに関連付けられたＡＡＡサーバなどの、第１のゲートウェイ・ノードおよび／または第２のゲートウェイ・ノードと相互作用するエンティティ．．．などを含む。

ここで、本発明の実施形態による装置および／または方法のいくつかの実施形態が、ほんの一例として、添付図面を参照して記載される。

例えばＬＩＰＡ機能などの機能が回避できるいくつかの欠点を有する、モバイルＩＰ−ＣＡＮからトラフィックをオフロードするための実現可能な解決策を示すように意図された図である。 本発明の実施形態が回避できるいくつかの欠点を有する、例えばＬＩＰＡ機能を使用するモバイルＩＰ−ＣＡＮからトラフィックをオフロードするための実現可能な解決策を示すように意図された図である。 例えば図２に示されたような解決策のそのような欠点を示すように意図された図である。 本発明の実施形態により、モバイルＩＰ−ＣＡＮからトラフィックをオフロードするために使用される、モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの機能を提供するための構成を示すように意図された図である。 本発明の実施形態により、例えば図４に示されたような構成の中で交換される何らかの信号通知を示すように意図された図である。

モバイル・データ・トラフィックの非常に急速な増加に伴って、事業者はそのようなトラフィックに関連するコスト／ビットを削減する方法を探し求めている。特に、事業者は以下を達成するために、３ｇｐｐ無線を介して送信され、主にインターネットに向けられたトラフィックをオフロードする方法（例えばＳＩＰＴＯ）を探し求めている。
１）要件−１）：トランスポート／コア・ネットワークのコストを最小化することが可能な場合、事業者のコアＩＰネットワークを通過して集中型ＰＧＷ／ＧＧＳＮに向かうモバイル・データを回避／最小化する。
２）要件−２）：ＰＧＷ／ＧＧＳＮのコストを最小化し、場合により、そのようなモバイル・データ・トラフィックを処理するＰＧＷ／ＧＧＳＮの使用を回避する。
３）要件−３）：有線ユーザのＩＰトラフィックと同じＩＰレベルのエンティティがモバイル・データ・トラフィックを処理することを可能にする。これにより、固定−モバイル集中事業者（有線と無線のどちらのサービスもサポートする事業者）が、
・いわゆる四重奏サービスを提供し、
・ピアツーピア、ペアレント・コントロール、（より小さい遅延とより低いコストでダウンロードするための）コンテンツ・キャッシング、ヘッダ強化、コンテンツ・サイズ変更、．．．をローカルにサポートするノードを、ファイアウォール（ＦＷ）／ＮＡＴなどのＩＰ機能の（有線ユーザと無線ユーザの間で）共通のサポートに加える
ことが可能になる。

要件−３）は良質の有線サービス基盤も有するモバイル事業者のみに当てはまる。

要件−１）は（より小さい）非集中型ＰＧＷ／ＧＧＳＮを集合ネットワーク内に配置することによって実現される。しかしながら、より多くの（より小さい）ＰＧＷ／ＧＧＳＮを置くと、大きいデータ・センタのプーリング効果が削減され、そのようなモバイル・データ・トラフィックを処理するノードに関連するＣＡＰＥＸを増加させる可能性があるので、そのような配置は要件−２）を満たさない。

この解決策は図１に示される。

このような理由で、３ｇｐｐは、ＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯ機能、および、特に以下の主要な特徴を有する（２３．４０１および２３．０６０で規定された）ＲＡＮ機能内のＬＩＰＡを規定した。
・ＲＡＮ（３ｇｐｐのＲｅｌ１０におけるＨ（ｅ）ＮＢ）と同じ場所に配置されたローカルＧＷ（Ｌ−ＧＷ）は、ＰＧＷ／ＧＧＳＮとして動作する（すなわちコアに向かうＳ５／Ｇｎを終端させる）。
・モバイル・データのユーザ・プレーンは、
− ＲＡＮがＥＲＡＮ／ＬＴＥに対応する場合ＨＥＮＢ機能と同じ場所に配置されたＰＧＷとの間、
− ＲＡＮがＵＴＲＡＮ／Ｗ−ＣＤＭＡに対応する場合ＨＮＢ（ＲＮＣ）機能と同じ場所に配置されたＰＧＷ／ＧＧＳＮとの間
のＲＡＮ内でローカルに交換されるので、ＲＡＮを除く事業者のネットワークを通過しない。
・モバイル・データ・アクセスの制御は、（ＬＴＥ用）ＭＭＥ／（ＵＴＲＡＮ用）ＳＧＳＮの中に留まる。
・（ＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキストがＵＥ向けに（再）確立されるべき場合）ＭＭＥ／ＳＧＳＮは、
− Ｓ１／ｌｕを介してＲＡＮから受信されたＬ−ＧＷアドレス
− ＨＳＳ／ＨＬＲから受信されたＬＩＰＡ用のＡＰＮ権限
に基づいてＬ−ＧＷを割り当てて、このＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキスト向けにＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能をサポートする。
・Ｌ−ＧＷのホストとして働くＲＡＮのサービス領域からＵＥが移動すると、ＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキストが解放される。

この解決策は図２に示される。

このアーキテクチャは以下を可能にする。
１）データはＲＡＮ内でローカルに交換されるので、モバイル・データ・トラフィックは事業者の基幹回線を超えて事業者の集中型データ・センタに向かう必要がない。これにより伝送コストが削減され、要件−１）が満たされる。
２）これ以上ＰＧＷ／ＧＧＳＮノードがない（ＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能がＲＡＮに統合される）ので、ＰＧＷ／ＧＧＳＮのコストが削減される。これにより要件−２）が満たされる。

一方、それは以下の欠点を有する。
・３ｇｐｐのＲｅｌ１０で現在規定されているアーキテクチャは、ＲＡＮ内のＬＩＰＡをサポートするが、ＲＡＮ内のＳＩＰＴＯをサポートしない。
・ＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能は、以下のいずれかにつながるＲＡＮによって実現されなければならい。
−実際は非常に異なる可能性があるＲＡＮノード（ＥＮＢ、フェムト３Ｇセル、かなり中央のＲＮＣ）内で再び行われるべき複合ソフトウェア／ハードウェア。さらに、ＲＡＮはＲＡＮノード上のＰＧＷ／ＧＧＳＮのさまざまなインタフェースを露出／終端させることにつながり、課金、法的傍受（ＬＩ）、．．．を扱うノードについてスケーリング問題をもたらす可能性がある。
−または、Ｌ−ＧＷが既存のＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能の最小限のサブセットのみをサポートする場合の重要な機能の喪失。
・したがって、以下の機能はＬ−ＧＷによってサポートされる可能性がなく、オフロードされるモバイル・データ・トラフィックに適用されない。オフライン課金、オンライン課金、時間／日／月毎に無線を介して送信されるトラフィックの最大量に関する契約制限を実現するトラフィック／使用量測定、法的傍受（ＬＩ）、バックホールを介したダウンリンクＡＭＢＲ強化＆ＩＰ ＱｏＳ、ディープ・パケット・インスペクション（ＤＰＩ）、．．．

この欠点は図３に示される。

一実施形態では、ＲＡＮ内のＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯが、ＲＡＮ内のＬ−ＧＷと有線ＩＰサービス用に配備済みのＢＮＧとの間で分離されたＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能で配備されることが提案される。
・ＲＡＮ内のＳＩＰＴＯの場合、ＲＡＮ内のＬＩＰＡと同じ機能が使用される。
− ＲＡＮと同じ場所に配置されたローカルＧＷ（Ｌ−ＧＷ）は、ＰＧＷ／ＧＧＳＮとして動作する（すなわちコアに向かうＳ５／Ｇｎを終端させる）。
− モバイル・データのユーザ・プレーンは、
・ＲＡＮがＥＲＡＮ／ＬＴＥに対応する場合ＥＮＢ機能と同じ場所に配置されたＰＧＷとの間、
・ＲＡＮがＵＴＲＡＮ／Ｗ−ＣＤＭＡに対応する場合ＲＮＣ機能と同じ場所に配置されたＰＧＷ／ＧＧＳＮとの間
のＲＡＮ内でローカルに交換されるので、ＲＡＮを除くモバイル事業者のネットワークを通過しない。
− モバイル・データ・アクセスの制御は、（ＬＴＥ用）ＭＭＥ／（ＵＴＲＡＮ用）ＳＧＳＮの中に留まる。
− （ＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキストがＵＥ向けに（再）確立されるべき場合）ＭＭＥ／ＳＧＳＮは、
・Ｓ１／ｌｕを介してＲＡＮから受信されたＬ−ＧＷアドレス
・ＨＳＳ／ＨＬＲから受信されたＬＩＰＡ用またはＳＩＰＴＯ用のＡＰＮ権限
に基づいてＬ−ＧＷを割り当てて、このＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキスト向けにＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能をサポートする。
− Ｌ−ＧＷのホストとして働くＲＡＮのサービス領域からＵＥが移動すると、ＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキストが解放される。
− ＲＡＮ内のＳＩＰＴＯは、ＨＮＢ／ＨＥＮＢではないＲＡＮノード全体にわたって提供することができる。その場合、Ｌ−ＧＷの頻繁過ぎる割り当て／解放を回避するために、ＭＭＥ／ＳＧＳＮは、ＲＡＮ内のＳＩＰＴＯをかなり固定されたユーザのみに適用するアルゴリズムを実装することができる。一例として、ＭＭＥ／ＳＧＳＮは、規定値より大きい間ＵＥがＲＡＮ内に留まるのを待って、このＵＥ用のＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキスト向けのＰＧＷ／ＧＧＳＮとして、ＬＧＷをそのＲＡＮ内に割り当てることができる。
・ＲＡＮ内のＬＩＰＡまたはＳＩＰＴＯの場合
− ＲＡＮと同じ場所に配置されたローカルＧＷ（Ｌ−ＧＷ）は、ＧＴＰ−Ｃ（Ｓ５／Ｇｎ）を終端し、無線インタフェースの終端とは関係しないトラフィック機能用のＢＮＧに従う、主に信号通知するゲートウェイである。
− ユーザ用のＰＤＮ接続の作成／ＰＤＰコンテキストの起動と同時に、Ｌ−ＧＷは、ユーザの識別情報（ＩＭＳＩ）を含むように修正され、Ｌ−ＧＷのアドレスも含むＤＨＣＰ要求を介して、ＢＮＧからＩＰアドレスを要求する。ＢＮＧは、ユーザの識別情報（ＩＭＳＩ）に関連付けられた加入者情報とＬ−ＧＷのアドレスのどちらも活用して、関連したＩＰアドレスをこのユーザに割り当てる。
− ＢＮＧがＬ−ＧＷのアドレスを考慮に入れるＩＰアドレスをＵＥに割り当てたので、ＵＥを対象とするダウンリンク・トラフィックは、自然にＲＡＮノード内のＬ−ＧＷを介してルーティングされる。
− ＵＥからのアップリンク・トラフィックも、ＢＮＧを介して（ＲＡＮ内の）Ｌ−ＧＷによって転送される。これは、ＢＮＧがＲＡＮノードのバックホール・リンクを終端させるので、または、ＲＡＮノードのＩＰルーティング・テーブルの適正な構成（モバイル・コア・ノード（ＳＧＷ、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ、．．．）を対象としないトラフィック用の適正なトンネリングの使用）に起因して保証される。
− ＢＮＧは、無線インタフェースの終端とは関係しないトラフィック機能：オフライン課金、オンライン課金、時間／日／月毎に無線を介して送信されるトラフィックの最大量に関する契約制限を実現するトラフィック／使用量測定、法的傍受（ＬＩ）、バックホールを介したダウンリンクＡＭＢＲ強化＆ＩＰ ＱｏＳを提供する。
− ＢＮＧは、（ユーザＩｄ（ＩＭＳＩ）がＬ−ＧＷによりＢＮＧに通信されるので）ユーザの加入に基づいて、無線インタフェースの終端とは関係しないトラフィック機能を提供する。
− ＰＤＮ接続／ＰＤＰコンテキストが解放されると、ＬＧＷはＤＨＣＰの解放によりこの情報をＢＮＧに通信する。

この解決策は図４に示される。

この解決策：
１．Ｌ−ＧＷを可能な限り単純に保つ。
２．配備済みのＢＮＧを活用して、Ｌ−ＧＷによっては実現されないパケット処理機能（課金、ＬＩ、．．．）をサポートする。
３．共通有線−無線ＩＰサービス：ファイアウォール（ＦＷ）／ＮＡＴ、ローカルにピアツーピアをサポートするノード、ペアレント・コントロール、（より小さい遅延とより低い伝送コストでダウンロードするための）コンテンツ・キャッシング、ヘッダ強化、コンテンツ・サイズ変更、．．．の配備を容易にする。
４．１つのＢＮＧは多くのＬ−ＧＷ（多くのＲＡＮノード）をサービスできるので、事業者の加入者データベース／課金／法的傍受とインタフェースするノードの数を制限する。

一実施形態では、以下のポイントを提供することができる。
・Ｌ−ＧＷからＢＮＧに送信されるＤＨＣＰ要求の中へのＩＭＳＩの追加
・ＢＮＧからＡＡＡに送信されるＡＡＡ要求の中へのＩＭＳＩの追加
・ＢＮＧのＡＡＡサーバは、モバイル（ＩＭＳＩ）加入者に関連付けられた加入者データを取得する。これは、モバイルＰＣＲＦへのインタフェースを有するか、またはモバイルＰＣＲＦと同じ場所に配置された、ＢＮＧのＡＡＡサーバをもつことによって実現することができる。

注記：
・この説明において、単語「ＲＡＮ」は、実際の配置が主に（Ｎｏｄｅ−ＢとＲＮＣの機能が同じ場所に配置された）ＥＮＢおよび３Ｇ−ＵＴＲＡＮメトロ／フェムトセルを対象とする、任意の無線アクセス・ネットワークを意味する。
・この説明において、表現「ＭＭＥ／ＳＧＳＮ」は、ＭＥの役割、ＳＧＳＮの役割、または両方をサポートするノードを意味する。
・ＰＧＷ／ＧＧＳＮ機能をＲＡＮ内のＬ−ＧＷとＢＮＧの間で分割することは、その他の発展型パケット・コア（ＭＭＥ／ＳＧＳＮ／ＳＧＷ／ＨＳＳ）に対して透過である。
・ＢＮＧは、ＲＡＮが３ＧであるかもしくはＬＴＥであるか、または、オフロードがフェムトから来るのかもしくはマクロＲＡＮから来るのかを知らない可能性がある。
・Ｌ−ＧＷをもつＲＡＮ内のＳＩＰＴＯをサポートするために、ＭＭＥまたはＳＧＳＮは、ＲＡＮ内のＬＩＰＡのサポート用と同様の論理回路をもたなければならない。すなわち、ＲＡＮから（Ｓ１またはｌｕを介した）ＭＭＥまたはＳＧＳＮへの信号通知における、ＲＡＮによって公示されたローカルＧＷの存在を考慮に入れなければならない。これは、ＳＩＰＴＯに適格なＰＤＮ接続またはＰＤＰコンテキストの場合、ＭＭＥまたはＳＧＳＮは、ＲＡＮ内のＬ−ＧＷがこのＰＤＮ接続またはＰＤＰコンテキストをサービスするＰＧＷまたはＧＧＳＮとして選ばれることを実現できることを意味する。これは、また、ＲＡＮ内のＳＩＰＴＯをサポートするために、ＨＮＢ／ＨＥＮＢ以外のＲＡＮノードは、（ｌｕ／Ｓ１を介して）コアに送信される信号通知によりＬ−ＧＷの能力を公示できることを意味する。

Ａ．（ＰＧＷ／ＧＧＳＮとして動作する）Ｌ−ＧＷが、ＩＰｖ４アドレスを必要とするＰＤＰコンテキストの開始／ＰＤＮセッションの作成の要求を受信するケース
一実施形態では、以下のステップを提供することができる。
１．ＲＡＮノード内のＬ−ＧＷは、３ｇｐｐＬＩＰＡ機能毎にＰＤＰコンテキストの開始／ＰＤＮセッションの作成の要求を受信する。この要求は、要求されたＰＤＰタイプ（ＩＰＶ４またはＩＰｖ６またはＩＰｖ４とＩＰｖ６の両方がこのＰＤＮ接続に関連付けられる）だけでなく、対象モバイルのＩＭＳＩを含むＧＴＰ−ｃ（Ｓ５／Ｇｎ）メッセージに対応する。この要求は、３ｇｐｐのＲｅｌ８／Ｒｅｌ９／Ｒｅｌ１０の仕様を完全に順守する。下記の説明は、ＵＥがＰＧＷ／ＧＧＳＮからＩＰＶ４アドレスを要求するケースに対応する。他のケースは後で説明される。
２．Ｌ−ＧＷは、要求内のＩＭＳＩを取り出し、そのリンク上のこのＩＭＳＩを含むＤＨＣＰ要求をＢＮＧに向けて送信する。ＤＨＣＰ要求のタイプは、ＰＤＰタイプ（ＩＰＶ４／Ｖ６に対する要求）に依存する。言い換えれば、一実施形態では、ＩＭＳＩはＬ−ＧＷからＢＮＧに送信されるＤＨＣＰ要求に追加される。３ｇｐｐの２９．０６１で規定されたＲａｄｉｕｓアカウンティング・メッセージ内のＰＧＷ／ＧＧＳＮによって送信されたパラメータなどの他のパラメータも要求に追加することができる。
３．ＢＮＧは、ＤＨＣＰ要求内のＩＭＳＩを取り出し、ＩＭＳＩを含むＲａｄｉｕｓ要求をそのＡＡＡサーバに送信する。
４．ＡＡＡサーバは、ＩＭＳＩに基づいて、ＡＡＡサーバがＲａｄｉｕｓ回答内のＢＮＧに送信する有線ユーザ・プロフィールに変換する（モバイル）ユーザ・プロフィールを取得する。このユーザ・プロフィールのいくつかのパラメータは、ＰＬＭＮのすべてのモバイル・ユーザに対して同じである場合があり、いくつかのパラメータはモバイル・ユーザの加入者に特有である場合がある。
５．ＢＮＧは、ＩＰアドレスがユーザに割り当てられたことに注意する（すなわち、Ｌ−ＧＷから来るＤＨＣＰ要求をサービスする）。このＩＰアドレスの範囲は、ＡＡＡサーバから受信されたユーザ・プロフィール、および／またはＤＨＣＰ要求内で受信されたＬ−ＧＷアドレスに依存する。このＩＰアドレスの割り当ては、ローカルに遂行されるか、または外部ＤＨＣＰサーバのサービスを使用することができる。
６．ＢＮＧは、割り当てられたＩＰアドレスを提供することにより、Ｌ−ＧＷでＤＨＣＰプロトコルを終了する。ＢＮＧは、割り当てられたＩＰアドレスをＡＡＡサーバから受信された加入者プロフィールと関連付けるＩＰコンテキストを作成する。このコンテキストは、課金、ＬＩ、ＱｏＳ制御（ＡＭＢＲの強化）、ＤＰＩ．．．機能を制御して、このＩＰアドレスをもつトラフィックに適用する。
７．ＬＧＷは、ＰＤＰコンテキストの開始／ＰＤＮセッションの作成の要求（ＧＴＰ−ｃ（Ｓ５／Ｇｎ））に回答し、ＵＥに割り当てられるＩＰアドレスを提供する。
８．次いで、ＢＮＧは、そのＡＡＡサーバから受信されたユーザ加入者情報に基づいて、無線インタフェースの終端とは関係しないトラフィック機能：オフライン課金、オンライン課金、時間／日／月毎に無線を介して送信されるトラフィックの最大量に関する契約制限を実現するトラフィック／使用量測定、法的傍受（ＬＩ）、バックホールを介したダウンリンクＡＭＢＲ強化＆ＩＰ ＱｏＳを提供する。ＢＮＧは、ＤＨＣＰ要求内で受信された他のパラメータ（３ｇｐｐの２９．０６１で規定されたＲａｄｉｕｓアカウンティング・メッセージ内のＰＧＷ／ＧＧＳＮによって送信されたパラメータ）を使用して、これらの作業を完遂する（例えば、オンライン課金／オフライン課金／モバイル・コアとの法的傍受関連の対話を発行する）ことができる。

これらのステップは図５に示される。

他のケース（ＵＥがＤＨＣＰを介したＩＰｖ４アドレス、ＩＰｖ６を要求する）
Ｂ．ＵＥがＤＨＣＰを介してそれ自体のＩＰｖ４アドレスを要求するケース
一実施形態では、以下のステップを提供することができる。

ＵＥがＰＧＷ／ＧＧＳＮから直接ＩＰアドレスを取得しないが、ＤＨＣＰを使用する（ＤＨＣＰクライアントがＵＥ内にある）場合、Ｌ−ＧＷは、ＢＮＧと連絡をとらずにＰＤＰコンテキストの開始要求（＊）に直接回答する。次いで、Ｌ−ＧＷは、ＵＥとＢＮＧの間の（ＲＦＣ２１３１およびＲＦＣ１５４２に準拠する）ＤＨＣＰリレーとして動作する。Ｌ−ＧＷ内のＤＨＣＰリレーは、ＢＮＧに送信されるＤＨＣＰ要求にＩＭＳＩを追加する必要がある。この場合、ＢＮＧの挙動は、Ｌ−ＧＷがＤＨＣＰクライアントとして動作するか、またはＤＨＣＰリレーとして動作するかには依存しない。
ａ．（＊）Ｌ−ＧＷは、３ｇｐｐの２３．０６０［および２３．４０１］の以下の文章に従ってＰＧＷ／ＧＧＳＮとして動作する。ＵＥは、プロトコル構成オプションの構成要素内のネットワークに、ＲＦＣ２１３１で規定されたＤＨＣＰｖ４で、ＩＰｖ４アドレスを取得したいと示すことができる。その場合、ＧＧＳＮ［ＰＧＷ］は、ＰＤＰコンテキストの開始手順の一部として、ＩＰｖ４アドレスをＵＥに提供しないが、ＰＤＰアドレスを０．０．０．０としてセットする。ＰＤＰコンテキストの確立手順が完了した後、ＵＥは、ＤＨＣＰｖ４を使用することにより、ＩＰｖ４アドレス割り当てを開始する。
ｂ．Ｌ−ＧＷの挙動に関しては、Ｌ−ＧＷ内のＤＨＣＰリレーは、ＢＮＧに送信されるＤＨＣＰ要求にＩＭＳＩを追加する必要がある。３ｇｐｐの２９．０６１で規定されたＲａｄｉｕｓアカウンティング・メッセージ内のＰＧＷ／ＧＧＳＮによって送信されたパラメータなどの他のパラメータもＤＨＣＰ要求に追加することができる。

これらの精度は別として、このケースは、特に黒丸３．、４．、５．、６．、および８．について、上記のケースＡと同様に働く。

Ｃ．ＵＥが、無国籍アドレス自動構成（ＳＬＡＡＣ）を介して、ＩＰｖ６アドレスを取得することを要求するケース
一実施形態では、以下のステップを提供することができる。

この場合、Ｌ−ＧＷは、ＤＨＣＰｖ６信号通知でＵＥのＳＬＡＡＣ信号通知をＢＮＧにマップする。Ｌ−ＧＷが（ＳＧＷ／ＳＧＳＮから）ＰＤＮセッションの作成／ＰＤＰコンテキストの開始を受信すると、Ｌ−ＧＷは、これをＢＮＧへのＤＨＣＰｖ６要求に変換する。このＤＨＣＰｖ６要求は、少なくとも（＊）ＵＥのＩＭＳＩを含む。Ｌ−ＧＷが、（Ｌ−ＧＷがＤＨＣＰクライアントとして動作するＤＨＣＰｖ６信号通知を介して）ＢＮＧによりＩＰｖ６プレフィックスを割り当てると、Ｌ−ＧＷは、ＵＥへのＩＰｖ６プレフィックス割り当ての残りの手順に関与する。すなわち、割り当てられたプレフィックスを含むＧＴＰ−ｃ信号通知（ＰＤＰコンテキストの開始／ＰＤＮセッションの作成）を介してＳＧＷ／ＳＧＳＮに回答し、次いで、割り当てられたプレフィックスを含むＲＡ（ルータ公示）をＵＥに送信する。
（＊）．３ｇｐｐの２９．０６１で規定されたＲａｄｉｕｓアカウンティング・メッセージ内のＰＧＷ／ＧＧＳＮによって送信されたパラメータなどの他のパラメータもＤＨＣＰ要求に追加することができる。

これらの精度は別として、このケースは、特に黒丸３．、４．、５．、６．、および８．について、上記のケースＡと同様に働く。

一態様において、一実施形態では、モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの機能を提供するための構成が提供され、前記構成は、
− 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、前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードの間のインタフェースとを含み、
− 前記インタフェースによってリンクされた前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードは、モバイルＩＰ−ＣＡＮおよび外部ＩＰネットワークには、前記モバイルＩＰ−ＣＡＮを前記ＩＰネットワークとインタフェースするモバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのように見え、
− 前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに配置された前記第１のゲートウェイ・ノードは、第１のトラフィック処理機能と呼ばれる前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのそれらのトラフィック処理機能を提供し、第１のトラフィック処理機能は前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのインタフェースの終端に関係し、
− 固定ＩＰ−ＣＡＮに配置された前記第２のゲートウェイ・ノードは、第２のトラフィック処理機能と呼ばれる前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのそれらのトラフィック処理機能を提供し、第２のトラフィック処理機能は前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのインタフェースの終端に関係しない。

一実施形態では、
− 前記モバイルＩＰ−ＣＡＮは、無線アクセス・ネットワークＲＡＮを介してアクセスされるパケット・コア・ネットワークを含み、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードは、前記ＲＡＮと同じ場所に配置される。

一実施形態では、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードは、Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂと、またはＨｏｍｅ ｅＮｏｄｅ Ｂと、またはＥＮＢと、またはＵＴＲＡＮと同じ場所に配置されたローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷを含む。

一実施形態では、
− 前記第２のゲートウェイ・ノードは、ブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイＢＮＧを含む。

一実施形態では、
− 前記第１のトラフィック処理機能は、ＧＴＰ−ｃおよびＧＴＰ−ｕのプロトコルを終端するために、発展型パケット・コアＥＰＣのＳ５インタフェース上のＰ−ＧＷにより、または、ＧＰＲＳコア・ネットワークのＧｎインタフェース上のＧＧＳＮによって実行される機能を含む。

一実施形態では、
− 前記第２のトラフィック処理機能は、課金、トラフィック使用量測定、合法的傍受、ＱｏＳ制御、レート・ポリシ、ダウンリンクＡＭＢＲ強化、ＤＰＩのうちの少なくとも１つの機能を含む。

別の態様において、そのような構成を使用して、モバイルＩＰ−ＣＡＮからトラフィックをオフロードするための方法が提供され、一実施形態では、前記方法は、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のトラフィック処理機能の一部として加入者識別情報を受信すること、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードの間の前記インタフェース上の前記第２のゲートウェイ・ノードに、前記加入者識別情報を送信すること、
− 前記加入者識別情報に基づいて、前記第２のゲートウェイ・ノードが、関連する加入者プロフィール情報を取得すること、
− 前記加入者プロフィール情報に基づいて、前記第２のゲートウェイ・ノードが、前記第２のトラフィック処理機能を提供すること
を含む。

一実施形態では、前記方法は、
− 前記第２のゲートウェイ・ノードが、割り当てられたＩＰアドレスを前記第１のゲートウェイ・ノードに提供すること
を含む。

一実施形態では、前記方法は、
− 前記第２のゲートウェイ・ノードが、割り当てられたＩＰアドレスを前記加入者プロフィールに関連付けるＩＰコンテキストを作成すること
を含む。

一実施形態では、前記方法は、
− 前記第２のゲートウェイ・ノードが、前記第２のゲートウェイ・ノードに関連付けられたＡＡＡサーバから前記加入者プロフィール情報を取得すること
を含む。

一実施形態では、前記方法は、
− 前記第２のゲートウェイ・ノードに関連付けられたＡＡＡサーバが、前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに関連付けられたＰＣＲＦとのインタフェースを介して、前記加入者プロフィール情報を取得すること
を含む。

一実施形態では、前記方法は、
− 前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードにより前記第２のゲートウェイ・ノードに送信されるＤＨＣＰ要求にＩＭＳＩを追加すること
を含む。

一実施形態では、前記方法は、
− 前記第２のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードから受信されたＤＨＣＰ要求内のＩＭＳＩを取り出し、ＩＭＳＩを含むＲａｄｉｕｓまたはＤｉａｍｅｔｅｒの要求をそのＡＡＡサーバに送信すること
を含む。

一実施形態では、
− 前記トラフィック・オフロードは、前記ＩＰ−ＣＡＮのパケット・コア・ネットワークを通過しないユーザ・プレーンのトラフィックを含む。

一実施形態では、
− ローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷの頻繁過ぎる割り当て／解放を回避するために、ローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷは、固定として検出されたＵＥに、例えば、ローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷをサポートしようとしているＲＡＮ内に規定された遅延を超える遅延の間留まったＵＥにのみ割り当てられる。

他の態様は、そのような構成用のエンティティおよび／またはそのような方法を実行するためのエンティティに関し、前記エンティティは、（例えばローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷなどの）第１のゲートウェイ・ノード、（例えばＢＮＧなどの）第２のゲートウェイ・ノード、そのような第２のゲートウェイ・ノードに関連付けられたＡＡＡサーバなどの第１のゲートウェイ・ノードおよび／または第２のゲートウェイ・ノードと相互作用するエンティティ、．．．などを含む。

そのようなエンティティの詳細な実装は、当業者にいかなる特殊な問題も起こさず、したがって、当業者に対して、上記になされたよりもさらに完全に開示される必要はない。

当業者は、さまざまな上記の方法のステップが、プログラミングされたコンピュータによって実行できることを容易に認識する。本明細書において、いくつかの実施形態は、プログラム記憶装置、例えばデジタル・データ記憶媒体も包含するものであり、それらはマシン可読またはコンピュータ可読であり、命令のマシン実行可能またはコンピュータ実行可能なプログラムを符号化し、前記命令は前記上述された方法のステップの一部または全部を実行する。プログラム記憶装置は、例えば、デジタル・メモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学式可読デジタル・データ記憶媒体であり得る。実施形態は、上述された方法の前記ステップを実行するようにプログラムされたコンピュータも包含するものである。

ＰＧＷ：３ｇｐｐの２３．４０１で規定されたようなパケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ
ＧＧＳＮ：３ｇｐｐの２３．０６０で規定されたようなゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード
ＮＡＴ：例えば、端末がプライベートＩＰアドレスを割り当てられるとき必要なネットワーク・アドレス変換
ＣＡＰＥＸ：資本支出
ＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯ：ローカルＩＰアクセス／選択ＩＰトラフィック・オフロード
ＲＡＮ：ＵＴＲＡＮまたは（ＬＴＥとも呼ばれる）ＥＲＡＮなどの無線アクセス・ネットワーク
ＥＮＢ：３ｇｐｐの３６．３００で規定されたような（ＬＴＥの有効範囲をサービスする）発展型Ｎｏｄｅ−Ｂ
ＭＭＥ：３ｇｐｐの２３．４０１で規定されたようなモビリティ管理エンティティ
ＳＧＳＮ：３ｇｐｐの２３．０６０で規定されたようなサービングＧＰＲＳサポート・ノード
ＡＭＢＲ：総合最大ビット・レート
ＢＮＧ：ＢＢＦ（ブロードバンド・フォーラム）のＷＴ−１０１文書で規定されたようなブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイ
ＤＨＣＰ：ＲＦＣ２１３１などのＩＥＴＦのＲＦＣによって規定された動的ホスト構成プロトコル
ＩＭＳＩ：３ｇｐｐの２３．００３で規定されたような国際移動電話加入者識別番号
ＰＣＲＦ：３ＧＰＰの２３．２０３で規定されたようなポリシおよび課金ルール機能

Claims (17)

1. モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの機能を提供するための構成であって、前記構成が、
   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、前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードの間のインタフェースとを含み、
   前記インタフェースによってリンクされた前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードが、前記モバイルＩＰ−ＣＡＮおよび外部ＩＰネットワークには、前記モバイルＩＰ−ＣＡＮを前記ＩＰネットワークとインタフェースするモバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのように見え、
   前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに配置された前記第１のゲートウェイ・ノードが、第１のトラフィック処理機能と呼ばれる前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのそれらのトラフィック処理機能を提供し、第１のトラフィック処理機能が前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの前記インタフェースの終端に関係し、
   固定ＩＰ−ＣＡＮに配置された前記第２のゲートウェイ・ノードが、第２のトラフィック処理機能と呼ばれる前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイのそれらのトラフィック処理機能を提供し、第２のトラフィック処理機能が前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに向かう前記モバイルＩＰ−ＣＡＮゲートウェイの前記インタフェースの前記終端に関係しない
   構成。
2. 前記モバイルＩＰ−ＣＡＮが無線アクセス・ネットワークＲＡＮを介してアクセスされるパケット・コア・ネットワークを含み、
   前記第１のゲートウェイ・ノードが前記ＲＡＮと同じ場所に配置された、
   請求項１に記載の構成。
3. 前記第１のゲートウェイ・ノードが、Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂと、またはＨｏｍｅ ｅＮｏｄｅ Ｂと、またはＥＮＢと、またはＵＴＲＡＮと同じ場所に配置されたローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷを含む、
   請求項１または２に記載の構成。
4. 前記第２のゲートウェイ・ノードが、ブロードバンド・ネットワーク・ゲートウェイＢＮＧを含む、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構成。
5. 前記第１のトラフィック処理機能が、ＧＴＰ−ｃおよびＧＴＰ−ｕのプロトコルを終端するために、発展型パケット・コアＥＰＣのＳ５インタフェース上のＰ−ＧＷにより、または、ＧＰＲＳコア・ネットワークのＧｎインタフェース上のＧＧＳＮによって実行される機能を含む、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構成。
6. 前記第２のトラフィック処理機能が、課金、トラフィック使用量測定、合法的傍受、ＱｏＳ制御、レート・ポリシ、ダウンリンクＡＭＢＲ強化、ＤＰＩのうちの少なくとも１つの機能を含む、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構成。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項による構成を使用して、モバイルＩＰ−ＣＡＮからトラフィックをオフロードするための方法であって、
   前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のトラフィック処理機能の一部として加入者識別情報を受信するステップと、
   前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードと第２のゲートウェイ・ノードの間の前記インタフェース上の前記第２のゲートウェイ・ノードに、前記加入者識別情報を送信するステップと、
   前記加入者識別情報に基づいて、前記第２のゲートウェイ・ノードが、関連する加入者プロフィール情報を取得するステップと、
   前記加入者プロフィール情報に基づいて、前記第２のゲートウェイ・ノードが、前記第２のトラフィック処理機能を提供するステップと
   を含む、方法。
8. 前記第２のゲートウェイ・ノードが、割り当てられたＩＰアドレスを前記第１のゲートウェイ・ノードに提供するステップ
   を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記第２のゲートウェイ・ノードが、割り当てられたＩＰアドレスを前記加入者プロフィールに関連付けるＩＰコンテキストを作成するステップ
   を含む、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記第２のゲートウェイ・ノードが、前記第２のゲートウェイ・ノードに関連付けられたＡＡＡサーバから前記加入者プロフィール情報を取得するステップ
    を含む、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記第２のゲートウェイ・ノードに関連付けられたＡＡＡサーバが、前記モバイルＩＰ−ＣＡＮに関連付けられたＰＣＲＦとのインタフェースを介して、前記加入者プロフィール情報を取得するステップ
    を含む、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記第１のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードにより前記第２のゲートウェイ・ノードに送信されるＤＨＣＰ要求にＩＭＳＩを追加するステップ
    を含む、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記第２のゲートウェイ・ノードが、前記第１のゲートウェイ・ノードから受信されたＤＨＣＰ要求内の前記ＩＭＳＩを取り出し、前記ＩＭＳＩを含むＲａｄｉｕｓまたはＤｉａｍｅｔｅｒの要求をそのＡＡＡサーバに送信するステップ
    を含む、請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記トラフィック・オフロードが、前記ＩＰ−ＣＡＮの前記パケット・コア・ネットワークを通過しないユーザ・プレーンのトラフィックを含む、
    請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
15. ローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷの頻繁過ぎる割り当て／解放を回避するために、ローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷが、固定として検出されたＵＥに、例えば、前記ローカル・ゲートウェイＬ−ＧＷをサポートしようとしている前記ＲＡＮ内に規定された遅延を超える遅延の間留まったＵＥにのみ割り当てられる、
    請求項７乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構成用のエンティティ。
17. 請求項７乃至１４のいずれか１項に記載の方法を実行するために構成されたエンティティ。

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