JP2015222992A - ルーティング制御のためのネットワーク要素、集積回路及び方法 - Google Patents

ルーティング制御のためのネットワーク要素、集積回路及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】OT(opportunistic transparent)ルーティング制御のためのネットワーク要素、集積回路及び方法を提供する
【解決手段】Selected Internet Protocol Traffic Offload(SIPTO)ルートが少なくとも1つの無線通信ユニットによる使用を許容するか否かを識別し、ホーム加入者サーバー(HSS)データベースに少なくとも1つの無線通信ユニットと関連した加入者プロファイルデータを格納する。加入者プロファイルデータは、無線通信ユニットがSIPTOルートを使用することができる接続権限を有しているか否かを示す指示子を含む、格納する段階と、少なくとも1つの無線通信ユニットがSIPTOルートを使用するように許容する少なくとも1つのネットワーク要素を通知するためのSIPTO指示子を生成する段階と、を含む。
【選択図】図4

Description

本発明は、ルーティング制御のためのネットワーク要素、集積回路、及び方法に関する。本発明は、制限されないが、E−UTRAN(Evolved UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)Terrestrial Radio Access Network)内のSIPTO(selective IP Traffic offload)を利用する機会的(oppotunistic)でなルーティング制御のためのネットワーク要素及び方法に適用するためのものである。
EPC(Evolved Packet Core)は、LTE(long−term evolution)及び他の接続技術による使用のための3GPP(3rd generation partnership project)リリース−8に定義されたインターネットプロトコル基盤のコアネットワークである。EPCは、IMS(IP Multimedia Subsystem)で提供されるもののような、多様なサービスに対する接続を効果的に提供するための単純化されたオール−IP(all−IP)コアネットワークアキテクチャーを提供することを目標にする。3GPP EPCは、無線通信/モバイル装置(3GPP用語でUE(User Equipmentという)がパケットデータネットワーク(PDN、Packet Data Network)に接続することができるようにする手段を提供する。現在の標準でUEがPDNに接続することができる唯一の手段は、PDNゲートウェイ(PDN GW)の手段によるものである。これは、トラフィックがPDN GWに到達する前に全体EPC(Evolved Packet Core)を横切ることが要求される。EPCは、ユーザIPデータプグラムのルーティングのために必然的にMME及び接続−不可ゲートウェイ(access−agnostic Gateways)で構成される。現在UEは、EPCネットワーク(時にはコアネットワークという)の手段によって、PDN GW及びSGiインターフェースを介して、PDNに接続する。
SIPTO(Selective IP Traffic offload)は、無線接続ノード(radio access node、例えば、eNodeB(eNB)またはHome Node BまたはHome eNodeB(H(e)NB))によってPDN外部とIPデータを直接交換ことができるようにする手段を提供するメカニズムとして知られている。図1は、SIPTOを利用する公知の第1メカニズムを示す。ここで、UE 105は、EPCを介してPDN135の外部とIPデータを交換する。IPデータ130の交換は、eNBまたはH(e)NB 120と、S−GW(server−gateway)またはPDN GW 125を介して行われる。IPデータ115の交換は、eNBまたはH(e)NB 120からeNBまたはH(e)NB 120と結合されたGGSN(Gateway GPRS(General Packet Radio System)Support Node)またはPDN GW 110を介してスイッチ(switched)される。その後、IPデータは、外部PDN135と直接交換される。
図2は、SIPTOを利用する公知の第2メカニズム200を示す。ここで、UE205は、また、 EPCを介して外部PDN235とIPデータを交換する。IPデータ230の交換は、また、eNBまたはH(e)NB 220及びS−GW(server−gateway)またはPDN GW 225を介して行われる。また、EPCを介したIPデータ交換と対照的に、ネットワークは、直接SIPTO連結を使用することを決定することができる。ここで、IPデータ215の交換は、eNBまたはH(e)NB 220及びeNBまたはH(e)NB 220と連結されたNAT(notational address translation)モジュールまたは階層−3ルーター(layer−3 router)210を介して行われる。その後、IPデータは、外部PDN235と直接交換される。
したがって、SIPTOを使用するために、UEは、SIPTO連結に対するスイッチを活性化(activate)(SIPTO“ブレーキアウト(breakout)”という用語で使用される)させるために、追加の、専用のPDN連結を生成することが必要である。したがって、必須的に、UEは、ブレーキアウトを開始しなければならない。さらに、モバイルIPが3GPPリンクのトップで活性化されなければ(これは現在3GPP標準開発Rel.9で禁止される)、SIPTOからSIPTOではない接続への連結に対する移動性の機会はなく、または、その逆も同様である。最後に、SIPTOブレーキアウトは、要求される場合に発生しなければならない。すなわち、UEは、SIPTOを使用するためには、正しい状態が存在していることを認知しなければならない。したがって、SIPTO PDN連結の使用に対してブレーキアウトを可能にするために、刺激が端末によって受信されることが必要である。
多くの前述した制約にもかかわらず、SIPTO連結を利用したUE及びPDNサーバー間のそのようなデータの直接交換は、いくつかのメリットを提供する。例えば、SIPTOを使用するデータの直接交換は、ネットワークオペレータ(Network Operator)がデータトラフィック超過を無くすことができるようにする。さらに、一部の場合では、エンドユーザーに対するさらに良い性能が達成されることができる。例えば、ホームネットワークまたはエンタープライズネットワーク状況で、エンドユーザーが連結したネットワークが物理的にエンドユーザーに対して閉まっている場合、または無線接続ノード(radio access node)に接続してさえいる場合である。一部の場合に、SIPTOは、それのみが接続を可能とするネットワーク、特に、ホームネットワーク(例えば、home WLANに接続を提供するHome eNodeB)に接続を提供することができる。
Vodafone,3G Macro and HNB-GW non-S4 local breakout using GGSN allocation,3GPP TSG SA WG2 Meeting #74,3GPP,2009年 7月10日,S2-094576
それにもかかわらず、前述した制限以外に、SIPTOメカニズムを利用する時、いくつかの内在した問題が存在する。
第一に、SIPTO接続は、個別PDN連結を要請することを想定されている。これは、UEが新しいIPアドレスを得、新しい連結を開始するか、またはターゲットネットワークに対して存在するクライアント連結を修正しなければならないことを意味する。これは、UEが必ずSIPTOの利用可能性を認知しなければならないし、代案のSIPTO連結を利用するためには、その存在するIP連結のブレーキアウトを可能にするために特定の動作を行わなければならないことと同様に、存在するUE、そして、個別に、SIPTOを支援するためのクライアントソフトウェアの更新を要求する。
第二に、一般に認められた理解としては、追加PDN連結の結果として、IPデータの直接交換のためのSIPTOの使用は、新しいIPアドレス割り当てが要求されることである。IPアドレス移動性が一部のメカニズムを支援することが可能であるとしても、たった3個のこれまで考慮されてきたオプションしかない。第1の考慮は、無線接続モードで移動性アンカーを使用することである。それにより、無線接続ノードによって提供される無線カバレージ内でIPアウトバウンド移動性が提供することができる。この第1の考慮は、IPルーターをネットワークオペレータのネットワークのエッジにトロンボーンバック(trombone back)するように強制しなければならないことに弱点がある。SIPTOの主な目的は、少なくともネットワークオペレータの観点から、バックホールデータトラフィックをオフロード(off−load)することにあるので、これは、非常に大きい不利益である。第二の考慮は、SIPTO及びPDN GWの両方を接続することができるPDN内でモバイルIPを使用することである。すると、3GPPシステムによって提供されるIPアドレスは、PDNでモバイルIPホームエージェントに登録されるためにCoA(care of address)になることができる。この考慮は、そのアプリケーションで3GPP上のモバイルIP(Mobile IP over 3GPP)接続がリリース8及びリリース9で隠されたもののように、深刻に制限される。したがって、ただ新しいターミナル及びコアネットワークだけをこのメカニズムに採用することができる。第3の考慮は、移動性支援を提供しないことである。ここで、UEは、SIPTOオフロード状況に移動する時に確立された任意のセッションを失う。第1考慮のように、ユーザ−経験問題を避けるために、エンドユーザーからサービス不連続を“隠す”ために、クライアントソフトウェアに相当な変化が要求される。
第三に、他の可能なアプローチは複雑になる可能性があり、基本的に相当な追加費用がかかってしまう。例えば、現在論議されるいずれか1つのアプローチは、無線接続ノードで多くのコアネットワーク機能を利用する。しかし、このようなアプローチは、大部分のモバイルオペレータに評判が悪い。彼らは、これがSIPTO機能の単位価格を上昇させることを懸念している。現在論議されている他のアプローチは、無線接続ノードのNAT機能を利用することを含む。しかし、このようなアプローチは、アプリケーション相互作用と同様に、DNS、DHCP構成のような、L3関連機能を複雑にする。それにより、複雑な構成及びゲートウェイがどんな重要な配置(non-trivial deployment)に対しても必要になる可能性がある。これは、エンタープライズSIPTOサービスに対するソリューションを不可能にすることがある。
上記の問題は、また、外部PDNに接続するためにNAT(notational address translation)を使用するものの公知メカニズムにも当てはまる。また、NATアプローチを採択することは、アプリケーション階層ゲートウェイが要求される。さらに、NAT構成要求は、ブレーキアウトネットワークによって提供される構成サービスと円滑にインターフェースされることができる(特に、動的ホスト構成プロトコル(DHCP、dynamic host configuration protocol)技術を利用する場合)。さらに、NATの使用は、DNS(domain name sever)の適当な動作とインターフェースされることができる。NATを利用する可能性と関連したさらに大きい問題は、UEがSIPTOを利用するか否かに関係なく、UEに対する同一のIPアドレスを維持することが不可能であるという点である。したがって、クライアント−サーバーセッションは、新しいPDN連結が必要ではないとしても、NATを干渉(interposing)することによって中断される。
したがって、ルーティング制御のための方法、また、このための集積回路及び改善されたネットワーク要素が要請される。
本発明は、1つ以上の上記した不利益を単一または組合せによって軽減、緩和、またはオフロードするためのものである。本発明の態様は、添付の請求範囲に記述されたOT(opportunistic transparent)ルーティング制御のためのネットワーク要素、集積回路及び方法を提供する。
本発明の態様によれば、選択インターネットプロトコル伝送機会(SIPTO、selective internet protocol transport opportunity)ルートが少なくとも1つの無線通信ユニットによる使用を許容するか否かを識別するための方法、コアネットワーク要素、集積回路及び動作のためのコードを含むコンピュータプログラムコードを提供する。
本発明の他の態様によれば、外部パケットデータネットワーク(external PDN、external packet data network)と無線通信ユニットとの間にIPデータルーティングのための選択IPトラフィックオフロード(SIPTO、selective IP Traffic offload)が支援されるか否かを判別するための方法、コアネットワーク要素、集積回路及び動作のためのコードを含むコンピュータプログラムコードを提供する。
本発明の他の態様によれば、ネットワークオペレータのコア伝送ネットワークを含む通信ネットワークでIP(internet protocol)データをルーティングするための方法、コアネットワーク要素、集積回路及び動作のためのコードを含むコンピュータプログラムコードを提供する。
本発明の他の態様によれば、外部PDN(packet data network)ルーターを含むTNL(transport network layer)内でSIPTOを支援するための方法、コアネットワーク要素、集積回路及び動作のためのコードを含むコンピュータプログラムコードを提供する。
以下で説明される実施形態において、SIPTOアプローチ(及び一部の場合にOT(Opportunistic Transparent)SIPTOアプローチ)は、無線通信ユニット(またはUE(user equipment))の動作に対してトランスペアレントなものと説明される。したがって、有利にも、無線通信ユニットは、追加のPDN連結、または、支援のための特定UEクライアントソフトウェアを必要としない。さらに、SIPTOアプローチは、追加の特定機能を提供するためにリリース10UEを要求せず、移動性手続を行うために必要な無線通信ユニットを要求しない。有利にも、既存の無線通信ユニットは、説明されるメカニズムによって支援されることができる。少なくとも1つの説明される例では、機会が発生した時、採択することができるという点から、まさに同一の構成を利用するように、機会的(opportunistic)である。移動性は、ルーティングの操作による手段によって支援される。一実施形態において、UEの移動性アンカーは、SIPTOの場合に、トラフィックがPDN GWを介するかまたはPDN GWにルーティングされるか否かに関係なく、PDN GWに残すことができる。有利にも、SIPTOメカニズムは、NATの使用、アプリケーションレベルゲートウェイ、構成隠し(configuration−hiding)または他の機能を要求しない。有利にも、本文献に説明されるSIPTOメカニズムは、無線接続ノードへのコアネットワーク機能導入を要求しない。
本発明とこれらの他の側面が以下で説明される実施形態からリファレンスとともにさらに明確で且つさらに詳細に説明される。
本発明によれば、SIPTOアプローチ(及び一部の場合にOT(Opportunistic Transparent)SIPTOアプローチ)は、無線通信ユニット(またはUE(user equipment))の動作についてトランスペアレントなものと説明された。したがって、無線通信ユニットは、追加的なPDN連結を要求せず、支援のための特定UEクライアントソフトウェアをも要求しない。さらに、SIPTOアプローチは、追加の特定機能を提供するためにリリース10UEを要求せず、移動性手続を行うために必要な無線通信ユニットを要求しない。
より詳細に、本発明の実施形態について例示的な方法として図面を参照して説明する。図面の要素は、単純化及び明確にするために図示され、実際のスケールに合わせて図示されたものではない。参照番号は、理解を容易にするために各図面に含まれている。
GGSNまたはPDN GW及びSIPTOメカニズムを利用する無線接続ノードに採択された公知の直接IPデータ交換を示す図である。 NATプラスルーター及びSIPTOメカニズムを利用する無線接続ノードに採択された公知の直接IPデータ交換を示す図である。 SIPTO確立前後のIPデータフローを支援するネットワークの実施形態を示す図である。 SIPTOに対するOTR(opportunistic transparent routing)の活性化を支援するネットワークの実施形態を示す図である。 OTR SIPTO不活性化メカニズムのネットワークの実施形態を示す図である。 TS 23.401、5.3.2.1に対する接続手続修正(Attach Procedure modifications)の実施形態を示す図である。 SIPTO APNを利用するUEの位置に基づくIPアドレス割り当ての実施形態を示すフローチャートである。 TS 23.401、5.5.1.1.2 X2基盤のハンドオーバー(S−GW再配置とともに及びS−GW再配置無しに)手続に対する修正の実施形態を示す図である。 TS 23.401、5.5.1.1.2 X2基盤のハンドオーバー(S−GW再配置とともに及びS−GW再配置無しに)手続に対する修正の実施形態を示す図である。 E−UTRANインタ−RAT(inter−radioaccesstechnology)ハンドオーバー手続に対する修正の実施形態を示す図である。 E−UTRANインタ−RAT(inter−radioaccesstechnology)ハンドオーバー手続に対する修正の実施形態を示す図である。 E−UTRANインタ−RAT(inter−radioaccesstechnology)ハンドオーバー手続に対する修正の実施形態を示す図である。 E−UTRANインタ−RAT(inter−radioaccesstechnology)ハンドオーバー手続に対する修正の実施形態を示す図である。 OTR(opportunistic transparent routing)活性化手続の実施形態を示す図である。 OTR(opportunistic transparent routing)不活性化手続の実施形態を示す図である。 ネットワークオペレータコア伝送ネットワークトポロジーの実施形態を示す図である。 MPLS TEメカニズムを利用する最適化されたルーティングを可能にする実施形態が示される図である。 本発明の実施形態による信号処理機能を具現するために採択された典型的なコンピューティングシステムを示す図である。
本発明の実施形態は、UEと外部PDNとの間にIPデータの直接交換を支援するSIPTO(selective IP Traffico ffload)を使用するための機会的(opportunistic)及びトランスペアレント(transparent)メカニズムの用語で説明される。特に、UEは、SIPTOを行うことができるeNBまたはH(e)NBのような無線接続ノードの手段によってSIPTO連結を利用してPDNに接続することができる。SIPTOのための機会的及びトランスペアレントルーティング制御は、ホーム(オペレータコアネットワーク伝送;Operators core network transport)リンクをバイパスする他のルーター(SIPTOを介して)の存在を認知すると共に、無線接続ノードに連結される第1のルーターとPDNネットワークまたはISPコア両者のルーティング経路に位置する第2のルーターを利用する。しかし、本文献に説明される本発明の概念が他のルーティングオプションが採択されることができるIPデータネットワークのいかなる形式でも具現されることができることを当業者なら理解することができる。
以下、ネットワークオペレータのコア伝送ネットワーク(Network Operator`s core transport network)を含む通信ネットワークでIP(internet protocol)データをルーティングするための方法及びネットワーク要素の詳細な実施形態が説明される。方法(そしてネットワーク要素内の関連されたモジュール)は、無線接続ノードで、外部パケットデータネットワーク(PDN、packet data network)に接続するための無線通信ユニットから要請を受信する段階と;要請した無線通信ユニットの位置を判別する段階と;ネットワークオペレータのコア伝送ネットワークを介したIPルート以外に、判別された位置で外部PDNと無線通信ユニットとの間にIPデータをルーティングするための選択的IPトラフィックオフロード(SIPTO、selective IP Traffic offload)機会が存在するか否かを判別する段階と;を含む。それに対する反応で、方法は、SIPTO経路が活性化された時、SIPTO経路を介して、ネットワークオペレータのコアネットワークをバイパスし、無線通信ユニットと外部PDNとの間のIPデータルーティングを可能にするIPアドレス割り当てを開始する段階;をさらに含む。
図3は、SIPTOが確立された前及び後にIPデータフローを支援するネットワークの実施形態を示す。図示のように、ネットワークは、まず、一般3GPPアキテクチャー要素を利用して外部PDN 340でUE315とサーバー345との間に第1のIPデータフロー305を提供する。例えば、UE 315は、無線接続ノード320に動作するように連結される。これは、順に、制御平面(C−plane、control plane)データフロー317のためのSGSN(serving GPRS support node)または移動管理エンティティー(MME、mobility management entity)325と、ユーザ平面(U−plane、user plane)データフロー318のためのSGSNまたはS−GW(server gateway)330の形態でネットワークエンティティーに連結される。SGSN/MME 325及びSGSN/S−GW330は、両者共に動作するようにGGSNまたはPDN−GW325に連結され、これは、順に、外部PDNサーバー345に動作するように連結される。しかし、UEは、第2のIPデータフローネットワーク310に示されたように、SIPTO支援を提供する、無線接続ノード(eNB、H(e)NB)のカバレージ領域に移動することができる。したがって、ローミングされたネットワーク310は、SIPTO支援が(a)UEに対して許容されるか、(b)利得があるか、そして、(c)UE(315)に連結された外部PDNサーバー345に可能であるかを判別する。この場合に、SIPTOは、機会を考慮し、そして、開始される。
図示のように、SIPTOの開始によって、ローミングされたネットワーク310は、無線接続ノード320を介してUE 315と外部PDNサーバー345との間の第2のIPデータフローを提供する。特に、無線接続ノード320は、ユーザ平面(U−plane)データフロー380を支援するために第1のルーター350に動作するように連結され、これは、順に、SIPTO連結を介して外部PDNサーバー340に動作するように連結される第2のルーター355に連結される。特に、制御平面データフローに対する変更はなく、その制御平面データフローは、相変らずSGSNまたはMME 325からGGSNまたはPDN−GW 335に通過することができる。第2のルーター355は、外部PDN 340内に位置するか、または、図示のように、SIPTO経路380内にどこかに位置することができる。それで、IPデータフロー変更は、無線接続ノード320内のルーティング方式(routing behaviour)の修正が要求され、さらに、PDN 340からそしてPDN 340へのルーティング方式の修正が要求される。有利にも、目的する(ターゲット)外部PDN 340への経路は、差異があっても、UE 315またはUE 315内に運営されるクライアントソフトウェアの構成または状態について何らの変更も必要としない。
有利にも、既存のUEは、図3のSIPTO連結のようなSIPTO連結を使用することができる。
SIPTO連結の確立によって、UEは、SIPTO接続を提供する無線接続ノードのカバーレージに置かれることができる。さらに、SIPTOの使用を示す機会は中断したり、または、UEとPDN連結は終了などをすることができる。このような場合のうちいずれか1つにおいて、SIPTOセッションは、できれば、PDN連結自体とともに、必ず終了しなければならない。ここで、SIPTOセッションを制御する機能は、状態の変化を判別(または認知)できなければならないし、無線接続ノードの観点からSIPTOが確立される前にIPデータフロー状況に戻るために状態を整理しなければならない。
そこで、一実施形態において、SIPTOは、制限された資源の使用を最適化し、顧客そしてPDNネットワークオペレータに対する性能で利得を提供するために、コアネットワーク(CN)からユーザ平面トラフィックを無くすために使用されなければならない。そのようなSIPTO連結の使用は、移動オペレータの制御の下にあるものと予想することができる。
一実施形態において、PDNサーバー345と第2のルーター355との間のルーティング修正は、PDN 340内でまたは第1のルーター350とPDN 340との間の伝送ネットワークで行われることができる。一実施形態で、もし、第2のルーター355がPDN 340内に位置すれば、ルーティング更新情報を交換するために、モバイルオペレータとPDNオペレータとの間に共同の合意(collaborative agreement)があり得る。例えば、モバイルオペレータは、UE 315がエンタープライズネットワークにSIPTOを行う時、ルーティング更新情報(routing update information)を提供するためにエンタープライズ顧客の同意を得ることができる。また、このモバイルオペレータは、固定されたオペレータの同意を得ることもできる。この場合に、モバイルオペレータは、SIPTO連結が起きた時、固定されたオペレータとルーティング更新情報を交換することができる。どちらの場合にも、第1のルーター350と第2のルーター355との間のIPデータフロー経路は、少なくともSIPTOが活性化された間、P−GWを介した経路であることが好ましい。第2のルーター355の動作を支援する例示的なアキテクチャーは、後述し、図16及び図17に示される。
一実施形態において、さらに図3を参照すれば、第1のルーター350及び第2のルーター355は、言わば、ホームネットワーク内のエンティティーの間に直接連結を提供するために、同一の物理エンティティー(例えば、無線接続ノード320で)内で一緒に位置(co−located)することができる。したがって、この実施形態で、ホームネットワークに対するPDN連結だけがスイッチされたユーザ平面経路を有し、それにより、コアネットワーク、(他の)PDN GWなどに接続するための他のPDN連結を許容する。一実施形態において、SIPTO連結を提供するための接続制御は、ただ認証されたUEに対するものであり、制限されたセット内で、言わば、オペレータによるものであり、H(e)NB所有者によって同意が与えられる。そのような認証は、コアネットワーク内のエンティティーによって制御されることができる。
一実施形態において、最適の経路ルーティングを可能にする経路スイッチを例示するために、共同の合意(collaborative agreement)がオペレータ、伝送ネットワーク及びPNDネットワークの間に存在することができる。この実施形態で、メッセージは、PDNに対する連結を開始し、継続進行するために、コアネットワークから活性化されたSIPTOに伝達されることができる。さらに、この実施形態で、メッセージは、また、PDN連結が中止されるか、またはUSが新しい(ターゲット)無線接続ノードに移動する時、ネットワークから不活性化されたSIPTOに伝達されることができる。したがって、移動性が無線接続ノードから遠くなれば、メッセージは、また、eNB、H(e)NBまたはコアネットワークMMEからSIPTOが不活性化されるほど、伝送されることができる。したがって、このような条件は、無線接続ノードの第1のルーター350とPDN 340の第2のルーター355との間にインタラクション(interaction)のためのトリガーになることができる。さらに、トリガーは、また、PDN 340内の整理動作を開始するようにし、これは、オペレータコアネットワークに向かうルーティング経路を更新する。また、無線接続ノードは、例えば、SIリソース消尽メッセージに基礎して、リソース限界状況(resource bound situation)を支援するためのSIPTO機会が存在するか否かを判別するように構成されることができる。無線接続ノードは、また、第2のルーターがIPデータフローを無線接続ノードに(または無線接続ノードから)伝送するかまたは受信するように構成することができるようにするために、PDNにSIPTOが活性化されたことを通知することができる。最後に、そのような共同モードで、PNDネットワークでまたは、ISP伝送ネットワークからPDNネットワークに、ルーティング状態確立及び整理は、SIPTO連結を支援するために、SIPTOのための機会をトリガーすることができる他の条件によって、eNB、H(e)NB、MMEまたは外部PDNから制御されることが可能でなければならない。
現在、PDN連結は、E−UTRANから初期接続メッセージ(IAM、Initial Attach message)またはUE開始追加PDN連結手続(UE initiated Additional PDN Connection procedure)、またはPDPコンテキスト活性(PDP Context Activation)の手段によって生成される。各場合で、eNB/H(e)NBに戻るメッセージがある。本発明の実施形態で、このようなメッセージは、SIPTOを活性化させ認証するための制御メッセージをさらに含むことを採択する。同様に、eNB/H(e)NBにハンドオーバーしたらすぐ、SIPTO連結が設立されるか否かを示す情報が伝送される。これは、後述する。
図4を参照では、SIPTOのためのOTR(opportunistic transparent routing)の活性化を支援するための追加の例示的なネットワークが示される。図示のように、ネットワークは、一般3GPPアキテクチャー要素を利用して第1及び第2端末415、417の間及び外部PDN 440、438の間に多様なIPデータフロー405、410を提供する。例えば、第1端末415は、機会インターネットオフロード(opportunistic internet offload)の実行を可能にするH(e)NBまたはマクロeNBの形態で、第1無線接続ノード420に無線で連結される。第1無線接続ノード420は、第1インターネットサービス提供者(ISP−1)422の第1のルーター450に動作するように連結される。ネットワークは、最適化されない(non−optimised)ルーティング経路470とともに第1のIPデータフローを支援する。ここで、ISP−1 450は、GGSNまたはPDN−GW 435の形式の3GPPネットワークエンティティーと連結され、これ435は、順に、オペレータ特定IPネットワーク441を介してファイヤーウォール(fire wall)またはプロキシエンティティー442と動作するように連結される。ファイヤーウォールまたはプロキシエンティティー442は、第1外部PDN 440に第2のルーター455を介して動作するように連結される。
また、ネットワークは、SIPTOが活性化されると共に、最適化されたルーティング経路480を利用する第2のIPデータフローを支援する。それで、マクロ−セルeNB 420は、第1のPDN 440に対する個別PDN連結のために、第1UEに対するインターネットオフロードを行うことが認証されることを認知しなければならない。それで、もし、マクロeNB 420が第1のルーター450からインターネットオフロード“トンネル/連結”を誘発することができる十分な構成を有していたら、第1のPDN 440の共同ルーター、例えば、第2のルーター455が存在するか否かを判別し、第1のUE 415に対してSIPTO支援が許容されるか、UE 415に連結される外部PDNサーバー440に対するSIPTO連結が考慮され、そして、活性化されるか否かを判別する。この場合、第1のルーター450と第2のルーター455との間の最適化されたルーティング経路48を利用する直接SIPTO連結は、機会が考慮され、そして、開始される。一実施形態において、これは、eNB 420自体がUE 415の他のPDN連結に対して認知することを要求せず、どのEPSベアラー(EPSbearers)がSIPTOを使用するように認証されたか、そして、どのeNBがPDNに直接接続することができるか否かも要求されない。
一実施形態において、共同第2のルーター455は、図16及び図17に示されたように、第1UEのIPアドレスに対してオペレータネットワーク及びSGiインターフェースを介したルーティング経路よりさらに良いルーティング経路を可能にする。第1のUE 415と第1のPDN 440との間のユーザ平面トラフィック(アップリンク及びダウンプリンク)は、SIPTOのための機会(Opportunity)が発生した時、トラフィックオフロード(すなわち、バックホール(backhaul))のために使用されるeNB、H(e)NB及びパケットデータネットワークとの間の、SIPTO IPターミネーションレファレンスポイントを横切ることができる。最適化されたルーティング経路が全体ネットワークに対して使用されるために始まるまで、一部のトラフィックがSGiインターフェースの手段によって第1のUE 415に続いて伝送されることができるという点は注目すべきものである。
一実施形態において、第2のルーター455は、図示のように、第1PDN455内に位置する。ここで、モバイルオペレータは、PDNオペレータとルーティング情報を交換する。代案的に、追加の例で、第2のルーター455は、第1eNB420とPDN 440との間の伝送ネットワーク内に位置する。ここで、モバイルオペレータは、伝送ネットワークオペレータとルーティング情報を交換する。
同様に、完全性のために、第2UE 417は、H(e)NBまたはeNBの形式で、第2無線接続ノード419に無線で連結される。第2無線接続ノード419は、第2インターネットサービス提供者(ISP−2)423の第3ルーター452に動作するように連結される。それで、ネットワークは、最適化されないルーティング経路475とともに第3のIPデータフローを支援する。ここで、ISP−2 423は、GGSNまたはPDN−GW 435の形式で、3GPPネットワークエンティティーに連結される。これ435は、順に、オペレータ特定IPネットワーク441を介してファイヤーウォールまたはプロキシエンティティー442に連結される。ファイヤーウォールまたはプロキシエンティティー422は、また、第4ルーター457を介して第2外部PDN438に動作するように連結される。
類似の方式で、ネットワークは、また、SIPTOが活性化されると共に、最適化されたルーティング経路485を利用する第4IPデータフローを支援する。したがってネットワーク410は、SIPTO支援が(a)第2UE 417に対して許容されるか、(b)利得があるか、そして、(c)UE 417に連結された外部PDNサーバー348に可能であるかを判別する。この場合に、第3ルーター452と第4ルーター457との間の最適化されたルーティング経路485を利用する直接SIPTO連結は、機会を考慮し、そして、開始される。
有利にも、第1及び第2UE 415、417の両方は、直接SIPTO連結に対するブレーキアウトが発生したかを知る必要がない。さらに、第1のUE 415及び第2UE 417は、各無線接続ノード(eNBまたはH(e)NB)420、419によって開始される直接SIPTO連結に対する使用可否の判別のように、そのようなSIPTO連結を支援するために適応されるも必要ない。
OTR SIPTO連結が活性化されれば、SIPTO連結は、一部の段階では注意して不活性化されることが必要である。図5を参照すれば、OTR SIPTO不活性化500によるネットワークの実施形態が示される。図示のように、第2のルーターは、SIPTOの不活性化によってP−GWにトラフィックをルーティングする。
前記したように、SIPTO連結(最適化された)ルーティング連結の不活性化を誘発することができるいくつかの条件がある。例えば、UEは、既にSIPTOを利用するように認証されず、または、“オーバーロード”条件は、SIPTOに対して適用されない。代案的に、SIPTO連結は、UEがブレーキアウトを提供するそのサービングeNBまたはH(e)NBのカバレージの外に移動した時、または、SIPTOトンネル/連結/ルーティングがルーター、例えば、図4のルーター450によって中断された時、不活性化が要求されることができる。上述したもののうちいずれの状況でも、SIPTOルートの不活性化によって、第2のルーターは、UEに対して意図されたすべてのダウンプリンク(DL)トラフィックをPDN GW(例えば、SGiを介して)にフォワーディングし、PDNで好適なOTR SIPTOルーティング経路の使用を中止する。UEに対するPDNからすべてのダウンプリンクトラフィックは、SGiの方式(または経路)によって伝送されられる。
一実施形態において、ポリシーのセットは、OTR SIPTOが活性化されるか否かを判別するのに適用されることができる。例えば、1つ以上の次の判別が作われることができる。
(i)ネットワークオペレータが所定の無線通信ユニット(UE)がSIPTO(所定の各PDNに対して)に対する接続を許容するか?この実施形態で、新しいフィールドが無線通信ユニット(UE)がSIPTO(所定の各PDNに対して)に対して接続されたか否かを示すHSS(Home Subscriber Server)加入者プロファイル内に含まれることができる。
(ii)ネットワークオペレータが所定のH(e)NBまたはeNBが使用するSIPTO(所定の各PDNに対して)に対してブレーキアウトをするように許容するか?ここで、MMEは、H(e)NBまたはeNBオペレータを制御し、これを判断し、SIPTOが許容されるか否かをeNBまたはH(e)NBに通知するように構成される。例えば、以下で説明される、図6に示された接続手続(Attach procedure)からIE(information element)内に伝送される。
(iii)H(e)NBの所有者は、これをブレーキアウト(所定の各APNに対して)することを許すか?ここで、これは、H(e)NB内に構成される。
図6を参照すれば、eNBまたはH(e)NBに実際認証情報を伝達するために、TS 23.401、5.3.2.1の接続手続に修正の実施形態600が示された。図示のように、修正されたMMEは、接続受諾(Attach Accept)メッセージ605をeNodeBに伝送する。接続受諾(Attach Accept)メッセージ605は、APN、GUTI、PDNType、PDNアドレス、TAIリスト、EPSベアラー識別、セッション管理要請、プロトコル構成オプション、KSIASME、NASシーケンス番号、NAS−MAC、IMSボイスオーバーPSセッション支援指示子、非常サービス支援指示子、及び特に、SIPTO許容指示子(SIPTO Allowed indicator)を含む。この方式で、MMEは、UE加入ポリシーが連結されたAPNに対して真(TRUE)に設定されたSIPTO−許容パラメータを含み、オペレータポリシーがeNBが活性化されたSIPTOを行うようにする時、SIPTO許容指示子(SIPTO Allowed indicator)を真(TRUE)に設定する。そうでなければ、SIPTO許容指示子が偽(FALSE)に設定される。接続受諾(Attach Accept)メッセージ606内で、真に設定されたSIPTO許容指示子を受信したeNBは、以後のセクションで説明されるような、ユーザ平面のSIPTOハンドリングを行うことができる。類似の修正がベアラー設定要請/連結受諾(Bearer Set−upRequest/Connectivity Accept)メッセージ内で、PDN連結を要請されたUEに関連したセクション5.10.2に適用されることができる。
図7を参照すれば、SIPTO APNを利用するUEの位置に基づくIPアドレスを割り当てるメカニズムの例示的なフローチャート700が示された。P−GW/GGSNが(もし、機会が発生すれば、)SIPTOを可能にするルーティング経路内にIPアドレスを割り当てるために、SIPTO許容指示子は、また、言わば、接続/PDN連結手続(Attach/PDN Connectivity procedure)で、P−GWに到逹しなければならない。これは、もし、SIPTOに対する機会が発生すれば、PDNまたは伝送IPネットワークが続いて最適化されたルーティング経路を確立するように許容する特別範囲から、オペレータが(例えば、TS 29.061:“PLMN支援パケット基盤サービスとPDNとの間のインターワーキング(Interworking between PLMN supporting packet based services and PDNs)”に説明されたメカニズムによって)IPアドレスを割り当てることができるようにしなければならない。
図7に示された例は、705段階に示されたように、これが連結され、P−GW/GGSNに位置を示す時、UE位置の判別を利用する。したがって、例えば、MMEは、どのターゲットネットワークがTS 29.061手続を採択するか否かを判別するためにネットワーク情報をP−GW/GGSNに伝送する。このような考慮で、MMEは、APNに対するx、eNBからのy、PNDはzであることを認知するように構成される。このような方式で、P−GW/GGSNは、710段階に示されたように、H(e)NBまたはeNBのバックホール動作をサービスするISP PDN zの要請されたIPアドレスを誘導することができる。そして、P−GW/GGSNは、715段階のように、機会が発生した時、SIPTOが使用されるように許容する特定範囲からUEにIPアドレスを割り当てることができる。割り当てられたIPアドレスは、OTR SIPTO動作を支援するためにISPに(/から)ルーティングすることができるPDN連結と関連する。
一実施形態において、PGWまたはGGSNは、H(e)NBまたはeNB内に位置し、前述のフローチャートは、SIPTOブレーキアウトアドレスはブレーキアウトネットワークに対する理想的な候補であることを保証する(特に、インターネットブレーキアウトシナリオ、ここで、対応するノードは、公共接続可能なインターネットで或るネットワーク上にもあり得る。)。NAT−基盤アプローチのために、1つの単一のアドレスがいくつかのUEを隠すために使用されることができる。しかし、NATは、相変らず単一のアドレスを得なければならないし、このような理由で、29.061手続は、依然として前述の所定の理由に対して適用されなければならない。したがって、図7に示された実施形態は、存在するSIPTOソリューションに対して既存の機種と下位互換性がある(backward compatible)。
図8及び図9を参照すれば、TS 23.401、5.5.1.1.2 X2基盤のサービングゲートウェイ(S−GW)再配置800を有するハンドオーバー、そして、S−GW再配置850無しのハンドオーバーに対する修正の実施形態が示される。TS 23.401、5.5.1.1.2 X2基盤のサービングゲートウェイ(S−GW)再配置800を有するハンドオーバー修正例で、MMEは、経路スイッチ要請受付(Path Switch Request Ack)メッセージ805で経路スイッチ要請(Path Switch Request)メッセージを確認しなければならない(このメッセージは、ユーザ平面に対するサービングゲートウェイアドレス及びアップリンクTEID、そして、特に、SIPTO許容指示子を含む)。一実施形態において、UE−AMBRが変更されれば、例えば、ターゲットeNBで同一のAPNに関連したすべてのEPSベアラーが拒絶されることを示すと、MMEは、経路スイッチ要請受付メッセージ805でターゲットeNBに対してUE−AMBRの更新された値を提供する。そして、ターゲットeNBは、連続されたアップリンクパケットをフォワーディングするために、新しいサービングゲートウェイアドレス及び端末装置識別子(TEID、terminal equipment Identifiers)を利用することを開始する。この実施形態で、前述したように、UE加入ポリシーが連結されたAPNに対して真(TRUE)に設定されたSIPTO許容パラメータを含み、オペレータポリシーがeNBがSIPTO活性化を行うように許容する時、MMEは、SIPTO許容指示子を真(TRUE)に設定することができる。そうでなければ、SIPTO許容指示子は、偽(FALSE)に設定される。もし一部のEPSベアラーがコアネットワークで成功的にスイッチされなかったら、MMEは、経路スイッチ要請受付メッセージ805でこれらEPSベアラーが確立に失敗し、失敗されたEPSベアラーのコアネットワーク資源を解除するためのベアラー解除手続を開始することを示す。そして、ターゲットeNBは、EPSベアラーがコアネットワークに確立されなかったことを認知した時、対応するベアラーコンテキストを削除する。
S−GW再配置850無しのTS 23.401、5.5.1.1.2 X2基盤ハンドオーバーの修正の実施形態で、MME、ターゲットMMEは、ハンドオーバー要請(Handover Request)メッセージをターゲットeNBに伝送する。このメッセージは、設定のためのEPSベアラー、AMBR、S1APコーズ(S1AP Cause)、ソースターゲットトランスペアレントコンテーナ(Source to Target transparent container)、ハンドオーバー制限リスト(Handover Restriction List)及び特に、SIPTO許容指示子を含む。ハンドオーバー要請メッセージ855は、ターゲットeNBにセキュリティコンテキスト、及びベアラーに関連した情報を含む、UEコンテキストを生成する。各EPSベアラーに対して、セットアップのためのベアラーは、ユーザ平面に対するサービングゲートウェイアドレス及びアップリンクTEID、及びEPSベアラーサービス品質(QoS、Quality of Service)を含む。ターゲットMMEで可能であれば、ハンドオーバー制限リスト(Handover Restriction List)も伝送されることができる。UE加入ポリシーが連結されたAPNに対して真(TRUE)に設定されたSIPTO許容パラメータを含み、オペレータポリシーがeNBがSIPTO活性化を行うように許容する時、MMEは、SIPTO許容指示子を真(TRUE)に設定することができる。そうでなければ、SIPTO許容指示子は、偽(FALSE)に設定される。
真に設定されたSIPTO許容指示子を受信したeNBは、ユーザ平面のSIPTOハンドリングを行う。ここで、SIAPコーズ(S1AP Cause)は、ソースMMEから受信されたRANコーズ(RAN Cause)を示す。そして、ターゲットeNBは、ハンドオーバー要請受付(Handover Request Acknowledge)メッセージ(このメッセージはEPSベアラー設定結果(EPS Bearer Setup Result)、ターゲットソーストランスペアレントコンテナ(Target to Source transparent container)を含む)をターゲットMMEに伝送する。EPSベアラー設定結果は、拒絶されたEPSベアラーのリスト、そしてアドレスのリスト及びS1−Uレファレンスポイント上のダウンプリンクトラフィックのためのターゲットeNBに割り当てられたTEID(各ベアラー当たり1つのTEID)及びアドレス、そして必要に応じて、フォワーディングされたデータを受信するためのTEIDを含む。もし、UE−AMBRが変更されたら、例えば、同一のAPNに関連したすべてのEPSベアラーがターゲットeNBで拒絶されることを示すと、MMEは、新しいUE−AMBRを再算出し、修正されたUE−AMBR値をターゲットeNBにシグナリングする。
前述の図8〜図13のTS 23.401、5.5.1.1.2 X2基盤のサービングゲートウェイ(S−GW)再配置800を有するハンドオーバー、そして、S−GW再配置850無しのハンドオーバー手続の前述の実施形態と類似の方式で、E−UTRAN inter−RAT(inter−radio access technology、RAT間の)ハンドオーバー手続の例示的な修正を示す。例えば、E−UTRAN Inter−RATハンドオーバーのためのUTRAN Iuモード900でセクション5.5.2.2.2によるハンドオーバー要請で、修正されたハンドオーバー要請905が使用される。同様に、例えば、E−UTRAN Inter−RATハンドオーバーのためのGERAN A/Gbモード910でセクション5.5.2.4.2によるハンドオーバー要請で、修正されたハンドオーバー要請915が使用される。同様に、例えば、3G SGSN MME合成ハードハンドオーバー及びSRNS再配置手続920のD3.4によるハンドオーバー要請で、修正されたハンドオーバー要請925が使用される。同様に、例えば、E−UTRAN Inter−RATハンドオーバーのためのGERANA/Gbモード930のD3.8.2によるハンドオーバー要請で、修正されたハンドオーバー要請935が使用される。
図14を参照すれば、OTR(opportunistic transparent routing)活性化手続1000の実施形態が示される。この信号フローは、UE 1015、第1のルーター1020またはeNB形式のネットワーク要素、第2(遠隔)ルーター1055、MME 1025、サービングゲートウェイ(S−GW)1030及びPDN GW 1040間のシグナリングを含む。eNBまたは第1のルーター1120は、信号フロー1070、1072、1074、1076に示されたように、第2のルーター1055を介してUE 1015とPDN GW 1040との間のユーザ平面通信を確立する。1078段階で、SIPTO IP終了レファレンスポイントトンネル(SIPTO IP termination reference point tunnel)、連結または要求されるルーティング状態は、SIPTO機会の活性化によって、第1のルーター1020と第2(遠隔)ルーター1055との間に確立される。1080段階で、SIPTO IP終了レファレンスポイントトンネルが確立されれば、eNBまたは第1のルーター1020は、スイッチ経路を決定しなければならないし、よって、SIPTOルーティングが始まる。さらに、MME 1125は、信号フロー1082で、S1インターフェースを介したSIPTO活性化に起因して切迫した経路スイッチのeNBまたは第1のルーター1020によって、情報を得ることができる。MME 1025は、信号フロー1084に示されたように、eNBまたは第1のルーター1020にこの情報を受付(確認)したことを通知することができる。代案的に、一実施形態において、MME1025は、経路スイッチを拒否することができ、このポイントでSIPTOを行うために、eNB 1020からの認証をオフロードする。前者の場合、信号フロー1086、1088、1090に示されたように、ユーザ平面がSIPTOを使用するようにeNB 1020からPDN GW 1040で直接、第2のルーター1055を介して、経路はスイッチされる。
OTR SIPTOの活性化は、“機会的(opportunistic)”という用語が使用され、なぜなら、これは、例えば、トラフィックをオフロードするために最適化として発生するからである。例えば、一部の負荷条件は、オフロードが要求されることを示すことができる。そのような場合に、ネットワークオペレータは、公知のオペレータ及び管理(O&M)メカニズムを利用する任意のeNBによってサービスされる多数のセルに対してSIPTOを“ターンオン”することができる。他の実施形態は、エンタープライズ環境でSIPTOの使用である。ここで、SIPTOは、エンタープライズに属する特定UEだけに対して可能であることができる(例えば、加入基盤上の)。一方、エンタープライズに対する他の訪問者は、OTR SIPTO支援が可能な利得を有するそれらUE無しに同一のH(e)NBを使用することができる。
有利に、OTR SIPTOの活性化は、UEがこれが発生したかを認知する必要がないことのように、UEに対してトランスペアレントである。したがって、UEは、このサービスを得るために、これを活性化させるための特別なPDN連結など、または、この機能のための特別な支援が要求されない。説明されたOTR SIPTOメカニズムは、eNBまたはH(e)NB内に位置するルーティングモジュールを使用する。
一実施形態の具現によって、3GPP標準のTS 23.401に対する新しい条項(節)が次に表現される。
4.X.機会的トランスペアレントルーティング選択IPトラフィックオフロード(4.X.Opportunistic transparent routing selective IP Traffic offload)
4.X.1 一般(4.X.1 General)
4.X.2 機会的トランスペアレントルーティング活性化(4.X.2 Opportunistic transparent routing Activation)
eNBは、コアネットワークユーザ平面の採択なく、ターゲットPDNに直接ユーザ平面トラフィックの機会的トランスペアレントルーティング(Opportunistic transparent routing)を提供することができる。これは、図4.X.2−1に示す。
UEは、PDN連結のユーザ平面ハンドリングを認知することができないようにする。活性化は、次の条件が満足する時に行われる。
−eNBが真に設定されたSIPTO許容指示子をMMEから受信する。
−eNBは、SIPTOを活性化させるためのオペレータが定義した条件を実行する(例えば、S1−U上の負荷のしきい値(threshold))
−UEは、ECM−CONNECTED状態にある。
図15は、OTR(opportunistic transparent routing)不活性化手続1100の信号フローの実施形態を示す。信号フローの実施形態で、OTR SIPTOの不活性化は、次の条件中の1つ以上が起こると発生する。
(i)The UE moves out of coverage of the eNB/H(e)NB that is supporting OTR SIPTO;
(ii)UEがOTR SIPTOを支援するeNB/H(e)NBのカバレージの外に移動する;
(iii)PDN不活性化/分離イベントに従う;
(iv)OTR SIPTOへの移行を後押しするようにする“機会(opportunity)”は、(例えば、超過トラフィック負荷のように)これ以上支援しないものとして判別される;
(v)non−3GPP接続/3GPP接続に従うハンドオーバーまたは新しいターゲットeNB/H(e)NBへのハンドオーバー;
(vi)UEがIDLEモードに転換される;または
UEがIDLEモードに転換された時、OTR SIPTO連結が不活性化される代わりに、eNBは、UEのペイジングを開始するための動作を取ることができる。このシナリオで、eNBは、PDN GWに、すなわち、S1−Uインターフェースの手段によって、アップリンクゼロデータ長さループバックIPパケット(uplink zero data length loopback IP packet)を端末に伝送することができる。パケットがS−GWに到着した時、一般的に、ペイジングがトリガーされる。
信号フローは、UE 1115、eNB形式のネットワーク要素または第1のルーター1120、第2(遠隔)ルーター1155、MME 1125、S−GW 1130及びPDN GW 1140間のシグナリングを含む。eNBまたは第1のルーター1120は、信号フロー1170に示されたように、第2のルーター1155を介してUE 1115とPDN GW 1140との間のユーザ平面通信を確立する。1180段階で、eNBまたは第1のルーター1120は、これがスイッチ経路にならなければならないことを決定し、よって、SIPTOルーティングを中断する。一実施形態において、このスイッチは、すなわち、機会条件がない場合(例えば、SI上の負荷がしきい値以下に減少すれば)、または、PDN連結が不活性化されることによって、または、UEが他の接続ノードにハンドオーバーされることなどによってトリガーされることができる。その後、eNBまたは第1のルーター1120は、信号フロー1181に示されたように、第2のルーター1155と自分との間の通信を可能にするSIPTO IPターミネーションレファレンスポイントのトンネル/連結/ルーティング状態を終了する。その後、第2のルーター1155は、PDN GW 1140からUE 1115へのダウンプリンクトラフィックがもし可能であれば、新しい経路に沿ってPDN GW 1140にフォワーディングされることを保証するために、PDN GW 1140に不活性化をシグナリングする。さらに、MME 1125は、信号フロー1185で、PDN GW 1140に対するSIインターフェースを介してSIPTOルーティングから一般ルーティングへの切迫した経路スイッチのeNBまたは第1のルーター1120によって情報を提供される。MME 1125は、信号フロー1187に示されたように、eNBまたは第1のルーター1120にこの情報を受信確認(受付)することができる。そして、経路は、信号フロー1186、1188、1190、1192に示されたように、第2のルーター1155を介して直接PDN GW 1140に行く代わりに、PDN GW 1150を経由してユーザ平面にルーティングするために、SIPTOからスイッチされる。
代案的な実施形態で、信号フロー1185及び信号フロー1187は、MMEがSIPTOルートからの移行を減少させることがまれなことのように、一般ルート(非−SIPTOルート)の確立後に発生することができる。
この方式で、例示的な信号フローは、OTR不活性化手続を提供するメカニズムを説明する。
図16を参照すれば、ネットワークオペレータコア伝送ネットワークトポロジー1200の実施形態が示される。例えば、このトポロジーは、オペレータIPバックボーンにSIPTOのための機会ルーティング経路最適化を可能にするように構成されるものである。したがって、図16に示された実施形態は、図3のPDNサーバー345と第2のルーター255との間の通信を支援するための1つの例示的なアキテクチャーを提供する。ネットワークオペレータコアで、一般的にIP伝送ネットワーク階層(TNL、Transport Network Layer)と呼ばれる、ネットワークトポロジーは、POP(providers points of presence)でバックボーンノード間の相当な経路分配(path diversity)を提供するように設計される。POP内で、バックボーンノードは、(例えば、ISP−1 1202、ISP−2 1212及びISP−3 1222のような、他のインターネットサービス提供者(ISP)と)公衆(public)及び/または個別接続(private peering)、(高いボリュームトラフィックのための)提供者データセンター、及び大型(複雑な)企業顧客に連結される。例えば、ISP 1202、1212、1222及びオペレータコアTNL 1250のような、接続ポイントでこのようなネットワークの間にルーティングの決定は、外部BGP(E−BGP)ルート加入ポリシー1206、1216、1226によって一般的に、制御される。ISP間のBGP接続は、外部(external)と呼ばれ、提供者ネットワーク内のBGP接続は、内部(internal)と呼ばれる。提供者コア1250内で、内部BGP 1252、1254は、接続、例えば、ルーター1208、1218、1228、1238の間でルーティング情報交換に対して厳格な要求事項を有する。内部BGPルーターは、完全なメッシュ(mesh)で、相互間に一般的な接続のために構成される。オペレータコアTNL 1250内で、最も短い経路は、ネットワークトポロジーによってOSPFまたはIS−ISで決定される。
図16に示されたように、ルーティング経路最適化を可能にする方法に関して、例えば、SIPTOに対する機会が発生した時、IPバックボーン内に位置するルーティング経路スイッチ1260をトリゴリングすることによるもののように、多様な可能性が存在する。実際オペレータネットワークで、個別ルーティング経路の選択は、例えば、ネットワークトポロジ、SIPTO IPブレーキアウトネットワーク間の連結(interconnection)及びオペレータバックボーンネットワークアキテクチャーのような、ファクターの数に依存することができる。
外部パーティーと第2のルーターとの間、すなわち図4の第2のルーター455または第2のルーター457との間のルーティング経路最適化修正は、第1のルーターとPDNとの間の伝送ネットワークで、またはPDN内で行われることができる。もし、第2のルーターがPDN内に位置すれば、ルーティング更新情報を交換するために、モバイルオペレータとPDNオペレータとの間の共同合意(collaborative agreement)されなければならない。
ルーティングオペレーションの第1実施形態で、共同第2のルーターは、PDNで構成されるAS(Autonomous System)内でSIPTOのための機会が発生した時、さらに良いルーティングメトリックを広告するように構成される。一実施形態において、広告は、例えば、eNB/H(e)NBがインターネットバックボーンに連結を提供する外部PDN及びISPと連結されたIPネットワークとして同一のAS上にあるシナリオで、OSPFまたはIS−ISプロトコルを利用して行われることができる。したがって、比較的単純な配置のために、eNB/HeNBは、直接単一オペレータによって制御及び管理されるネットワークに直接連結され、OSPFまたはIS−ISプロトコルの使用が使用されることができる。
しかし、大型スケール配置で、コストファクターとともに、別個に、最も短い経路ルート選択手続を利用することは、経路ローディングで、重要な不均衡をもたらすことができることのように、OSPF及びIS−ISと関連したコストメトリックは、使用されるトラフィックエンジニアリングに対して非常に単純化された態様を有することができる。これは、特に、eNB/HeNBが連結されたそれら自分のネットワーク及び/またはインターネットバックボーンに対してサービスを提供するISPの形式で、多様な内部連結(interconnection)がオペレータIPバックボーンと外部接続パートナーとの間で可能な場合である。そのような大型スケール配置で、最適化されたルーティングが図17に示されたような、MPLS TEメカニズムを利用して行われることができる。
図17を参照すれば、MPLS TEメカニズムを利用する最適化されたルーティングアキテクチャー1300が示される。MPLS基盤トラフィックエンジニアリング(TE、traffic engineering)は、MPLS上のトラフィックエンジニアリングに対する要求事項である、RFC2702に記述されたように、追加のルート/回路解除及びルート/回路を確立するのに関連したシグナリングオーバーヘッド無しに、ATMから一般的に得られる仮想−回路を模倣(emulate)するために、大型スケールバックボーンネットワークでのメカニズムに使用される。したがって、MPLSトラフィックエンジニアリングは、たびたび、トラフィックトランク(traffic trunk)と呼ばれるMPLSトラフィックを伝達する回路を利用し、基礎リンクトポロジーとは独立的にルーティングされることができる。
MPLSを有するトラフィックエンジニアリングは、次のコンポーネントを有する。
(i)OSPF及びIS−ISに対するトラフィックエンジニアリング拡張で構成されたIGPコンポネント;及び
(ii)RSVPまたはCR−LDPに対するトラフィックエンジニアリングに基づくシグナリングコンポネント。
トラフィックエンジニアリングは、管理されるIPコアを介して経路を生成するためにMPLSを利用する。実際経路選択は、例えば、入場LSR 1342のような、各LSR(Label Switching Router)上に含まれた特別データベース1345を利用して行われる。特別データベース1345は、時には、トラフィックエンジニアリングリンク状態データベース(TE−LSDB、traffic engineering link state database)と言う。TE−LSDB 1345は、(単一のIGP領域によって境界が設定される)コアのネットワークトポロジーを含む。経路選択に対する制限(例えば、イグレス(egress)、要求される経路、帯域幅、及びラベルスイッチングルーターインターフェースの包含/除外など)が提供された後、TE−LSDB 1345は、不適合なリンクをオフロードし、経路がスイッチされた最も短いラベルが選択される。
したがって、図17に示された実施形態は、すべての外部BGPルーター(例えば、ISP TN1306内の第1のルーター1308、ターゲットPDN 1352内の第2のルーター1350及びオペレータパケットベアラーネットワーク1314内の第3ルーター1320)と、(単一ASによって境界が定められる)単一提供者/ネットワークオペレータコアバックボーン1332との間のトンネルを確立するための1つの例示的なMPLS及びトラフィックエンジニアリングアキテクチャー1300を提供する。ショット−カットルーティングのアプリケーションで、プレフィックス(前置、prefixes)の選択は、FEC(Forward Equivalence Class)と呼ばれ、外部BGP NEXT HOPルーター1346によってあらかじめ決定される。これは、イグレス(egress)ルーター1326、1330または1340のうちいずか1つによって直接接続することができる。
例えば、RFC4090に説明されたファストリルートメカニズム(fast reroute mechanism)のような、LSPトンネルのためのRSVP−TEに対するファストリルート拡張を利用することは、例えば、図17のイグレスLSR−2 1330及びイグレスルーター1340のような、SIPTOを許容するPDNの経路にある各LSRが所定のLSPトンネルに対する各主ラベルスイッチされたホップ(hop)に対してRFC4090に記述されたメカニズムを利用するバックアップラベルスイッチ経路の生成を要求する。バックアップラベルスイッチ経路は、SIPTOに対する機会が発生する時に対する適当なルーティング経路を提供することができる。
バックアップラベルスイッチ経路の確立は、RSVP−TEに提供されるシグナリング拡張を使用することが必要なミッドポイントラベルスイッチングルーターの義務であり、各ミッドポイントラベルスイッチルーターに対して適当な優先順位を伝達するためのLSPトンネルのためのRSVP−TEに対するファストリルート拡張に関連した内容であるRFC4090に含まれる。ミッドポイントラベルスイッチングルーターがSIPTOに対するケイパビリティー(capability)に関する情報を提供されると仮定すれば、そして、これは、SIPTOが使用されるか、または、そうでない場合に対するイングレスラベルスイッチングルーター(ILSR、Ingress Label Switching Router)に表現されたトラフィックエンジニアリングポリシーと一致するバックアップ経路を決定する。
本発明の実施形態がOTR SIPTO機会に対する参照とともに記述されたとしても、これは、OTR(opportunistic transparent routing)が使用されるか、使用されない、すべてのSIPTOメカニズムに対して同一に適用される実施形態であることを想定することができる。
本発明の実施形態がLTE/EPCネットワークを参照に記述されたとしても、代案のアプリケーションに対して、本発明の概念がUMTS(UniversalMobileTele communicaton System)セルラ通信システムまたはGPRS(general packet radio system)にも同一に適用されることができ、さらに、3GPP無線接続技術にも適用されることができる。ある実施形態で、フローチャートに示された一部または全部の段階がハードウェア及び/またはソフトウェアで具現されることができる。
図18を参照すれば、本発明の実施形態による信号処理機能を具現するために採択された典型的なコンピューティングシステム1400が示された。この形式のコンピューティングシステムは、AP(access point)及び無線通信ユニットで使用されることができる。この技術分野における通常の知識を有する者は、また、どのように本発明を他のコンピューティングシステムまたはアキテクチャーを利用して具現することができるかを理解することができる。コンピューティングシステム1400は、例えば、デスクトップ、ラップトップ、またはノートパソコンコンピュータ、携帯用(hand−held)コンピューティング装置(PDA、セルラーフォン、パームトップ(palmtop)、など)、メインフレーム、サーバー、クライアント、または所定のアプリケーションまたは環境に好ましいかまたは適当なものとして、他のあらゆる形式の特別または一般目的のコンピューティング装置を使用してもよい。コンピューティングシステム1400は、プロセッサ1404のような1つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサ1404は、例えば、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、または他の制御モジュールのような、一般または特別目的のプロセッシングエンジンで具現されることができる。この実施形態で、プロセッサ1404は、バス1402に連結されるか、または他の通信媒体と連結される。
コンピューティングシステム1400は、プロセッサ1404を実行させるための情報及び命令(インストラクション、instruction)を格納するために、RAM(random access memory)または他の動的メモリー(dyanmic memory)のようなメインメモリー1408を含む。メインメモリー1408は、また、プロセッサ1404によって実行される命令の実行中に臨時変数または他の中間情報を格納するために使用されることができる。コンピューティングシステム1400は、プロセッサ1404に対する静的情報及び命令を格納するために、バス1402に連結されるROM(read only memory)または他の静的格納装置(static storage device)を含むことができる。
コンピューティングシステム1400は、情報格納システム1410を含むことができる。これは、例えば、メディアドライブ1812及び脱着可能なストレージ(storage)インターフェース1420を含むことができる。メディアドライブ1412は、ハードディスクドライブ、プロッピィーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光学ディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)またはデジタルビデオドライブ(DVD)リードまたはライトドライブ(RまたはRW)、または他の固定または脱着可能なメディアドライブのような、固定または脱着可能なストレージ媒体を支援するドライブまたは他のメカニズムを含む。ストレージメディア1418は、メディアドライブ1412によって読み取るか、書き込むことができる、例えば、ハードディスク、フロッピー(登録商標)、磁気テープ、光学ディスク、CDまたはDVD、または他の固定または脱着可能な媒体を含む。羅列されたこのような例のように、ストレージメディア1418は、個別コンピュータソフトウェアまたはその中に格納されたデータを有するコンピュータ読み取り可能な格納媒体を含む。
代案的な実施形態において、情報格納システム1810は、コンピューティングシステム1400にローディングするためのコンピュータプログラムまたは他のインストラクションまたはデータを許容するための他の類似のコンポーネントを含むことができる。そのようなコンポネンートは、脱着可能なストレージユニット1418からコンピューティングシステム1400に伝送されるソフトウェア及びデータを許容する脱着可能な格納ユニット1422及びインターフェース1420を含む。これは、例えば、プログラムカートリッジ及びカートリッジインターフェース、脱着可能なメモリー(removable memory)(例えば、フラッシュメモリーまたは他の脱着可能なメモリーモジュール)及びメモリースロット、及び他の格納ユニット1422及びインターフェース1420のようなものを含むことができる。
コンピューティングシステム1400は、通信インターフェース1424を含むことができる。通信インターフェース1424は、データ及びソフトウェアがコンピューティングシステム1400と外部装置との間に伝送されるようにする。通信インターフェース1424の例は、モデム、(イーサネット(登録商標)または他のNICカードのような)ネットワークインターフェース、(例えば、USBフォトのような)通信ポート、PCMCIAスロット及びカードなどを含む。通信インターフェース1424を介して伝送されるソフトウェア及びデータは、信号の形式であり、この信号は、電気、電磁気、及び光学または通信インターフェース1424によって受信されることができる他の信号になることができる。このような信号は、チャネル1428を介して通信インターフェース1424に提供される。チャネル1428は、信号を輸送することができ、無線媒体、有線またはケーブル、繊維光学(fiber optics)、または他の通信媒体を利用して具現されることができる。チャネルの一部の例は、電話線、セルラフォンリンク、RFリンク、ネットワークインターフェース、LANまたはWAN、及び他の通信チャネルを含む。
この文献において、用語コンピュータプログラム製品、コンピュータ読み取り可能な媒体などは、典型的に、例えば、メモリー1408、ストレージ装置1418またはストレージユニット1422のような媒体を示すように使用された。これら及びコンピュータ読み取り可能な媒体の他の形式は、プロセッサが特定動作を行うように、プロセッサ1404によって使用される1つ以上の命令を格納することができる。そのようなインストラクションは、一般的にコンピュータプログラムコード(これは、コンピュータプログラムまたは他のグルーピングの形式にグルーピングされることができる。)で示される。これらは、実行される時、コンピューティングシステム1400は、本発明の実施形態の機能を行うようにする。コードは、直接プロセッサが特定動作を行うようにするか、そうするようにコンパイルされるか、及び/または、他のソフトウェア、ハードウェア及び/または、ファームウエア要素とともに組み合わせてそうするようにすることができる(例えば、標準関数を行うためのライブラリ)。
実施形態において、要素は、ソフトウェアを利用して具現されることができる。ソフトウェアは、例えば、脱着可能なストレージ装置1422、ドライブ1412または通信インターフェース1424を利用して、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納されることができ、そして、コンピューティングシステム1400にロードされることができる。制御モジュール(この例で、ソフトウェアインストラクションまたはコンピュータプログラムコード)は、プロセッサ1404によって実行される時、プロセッサ1404が本文献に記述されたような発明の機能を行うようにすることができる。
特に、前述の発明の概念は、IPルーティングケイパビリティーを含む集積回路に対して半導体製造者によって適用されることができることを予想することができる。これは、例えば、SIPTOを支援するための信号処理モジュール、または、ASIC(application−specific integrated circuit)及び/または他のザブシステム要素のような、スタンドアローン(stand−alone)装置の設計で半導体製造者が本発明の概念を採択することができることをさらに予想することができる。
前述の技術は、発明を明確にするために、他の機能的ユニット及びプロセッサに対する参照とともに本発明の実施形態を説明していることを理解しなければならない。しかし、これは、例えば、ビームフォーミングモジュールまたはビームスキャニングモジュールに対して、他の機能ユニットまたはプロセッサ間の機能の適当な分配が本発明を損傷させることなく行われることができることは当然である。例えば、分離したプロセッサまたは制御機によって行われるものと説明された機能は、同一のプロセッサまたは制御機によって行われることもできる。したがって、特定機能ユニットに対する参照は、厳格な論理または物理構造または組職を示すものと言うよりは、説明された機能を提供するための適当な手段に対する参照として認識されなければならない。
本発明の多様な形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウエアまたはこれらの組合せのような適当な形態に具現されることができる。本発明は、少なくとも部分的に、1つ以上のデータプロセッサを運営するコンピュータソフトウェア及び/またはデジタル信号プロセッサまたはFPGA装置のような構成モジュールコンポーネントのように、選択的に具現されることができる。したがって、本発明の実施形態の要素及びコンポーネントは、物理的に、機能的にそして、論理的に適当な方式に具現されることができる。さらに、機能は、単一ユニット、複数のユニット、または他の機能ユニットの一部として具現されることができる。
本発明がいくつかの実施形態によって説明されたが、これは、本発明を制限するための意図として使用されるものではない。本発明の権利範囲は、添付の請求範囲だけによって制限されなければならない。さらに、構成が個別実施形態によって説明されたが、この分野において通常の知識を有する者なら、本発明によって多様な実施形態が組み合わせられることを理解することができる。請求範囲で、用語“含む”は、他の要素または段階の存在を除外するものではない。
さらに、個別的に羅列されたとしても、複数の手段、要素または方法の段階は、例えば、単一ユニットまたはプロセッサによって具現されることができる。さらに、個別構成は、他の請求項に含まれているとしても、これらは、組合せによって利得をもたらすことができる。そして、他の請求項に含まれた構成は、その構成の組合せが実現可能でないか、及び/または、利得がないことを示すものではない。また、請求項において1つのカテゴリー内の構成の組合せは、このカテゴリーを制限するものではなく、その構成が同一に他の請求項のカテゴリーに適当な方式で適用可能である。
さらに、この請求項の構成の順序は、その構成が必ず行われなければならない特定手順を反映するものではなく、特に、方法請求項の個別段階の順序は、必ずそのような手順に行われなければならない手順を示すものではない。それよりは、その段階は、適当な手順によって行われることができる。さらに、単数参照は、複数型を除外するものではない。したがって、1つ、第1、第2などのような言及は、複数形式を不可能にするものではない。
このように、SIPTOを利用するIPデータをルーティングするための改善された無線接続ノードネットワーク要素、集積回路及び方法が説明された。ここで、従来技術方式の前述した問題点が大幅に解消された。
305 ・・・ IPデータフロー
310 ・・・ ローミングされたネットワーク
315 ・・・ UE(User Equipment)
318 ・・・ データフロー

Claims (6)

  1. 移動性管理エンティティー(MME、mobility management entity)でSIPTO(Selected Internet Protocol Traffic Offload)が端末に許容されたか否かを判断する方法において、
    ホーム加入者サーバー(HSS、Home Subscriber Server)に格納された加入者情報およびAPN(access point name)に基づいて、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを前記MMEが識別する段階と、
    前記端末にSIPTOが使用できるか否かを指示する指示情報を前記MMEがP−GWに伝送する段階と、を含み、
    前記加入者情報は、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを前記MMEに指示し、
    前記指示情報は、前記P−GWで前記端末がSIPTOを使用できる特定範囲のIPアドレスを前記端末に割り当てるのに用いられる
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記ホーム加入者サーバーは、前記端末のための前記加入者情報を格納している
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. SIPTO(Selected Internet Protocol Traffic Offload)が端末に許容されたか否かを判断する移動性管理エンティティー(MME、mobility management entity)において、
    ホーム加入者サーバー(HSS、Home Subscriber Server)に格納された加入者情報およびAPN(access point name)に基づいて、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを前記MMEが識別し、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを指示する指示情報を前記MMEがP−GWに伝送するように制御する信号処理モジュールを含み、
    前記加入者情報は、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを前記MMEに指示し、
    前記指示情報は、前記P−GWで前記端末がSIPTOを使用できるIPアドレスを前記端末に割り当てるのに用いられる
    ことを特徴とするMME。
  4. 前記ホーム加入者サーバーは、前記端末のための前記加入者情報を格納している
    ことを特徴とする請求項3に記載のMME。
  5. ホーム加入者サーバー(HSS、home subscriber server)、移動性管理エンティティー(MME、mobility management entity)、P−GWを含むシステムのSIPTO(selective internet protocol traffic offload)提供方法において、
    端末にSIPTOが使用できるか否かを指示する加入者情報を前記HSSに格納する段階と、
    前記HSSに格納された加入者情報およびAPN(access point name)に基づいて、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを前記MMEが識別する段階と、
    前記端末にSIPTOが使用できるか否かを指示する指示情報を前記MMEがP−GWに伝送する段階と、
    前記P−GWで前記端末がSIPTOを使用できる特定範囲のIPアドレスを前記端末に割り当てる段階と、を含む
    ことを特徴とする方法。
  6. ホーム加入者サーバー(HSS、home subscriber server)、移動性管理個体(MME、mobility management entity)、P−GWを含むシステムにおいて、
    端末にSIPTOが使用できるか否かを指示する加入者情報を格納する前記HSSと、
    前記HSSに格納された加入者情報およびAPN(access point name)に基づいて、前記端末にSIPTOが使用できるか否かを識別する前記MMEと、
    前記端末がSIPTOを使用できる特定範囲のIPアドレスを前記端末に割り当てる前記P−GWと、を含むシステム。
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