JP2016174339A - 通信経路確立方法 - Google Patents
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Abstract
Description
SaMOGは、無線LAN通信網からLTE通信網のバックボーンインフラとして設けられたEPC(Evolved Packet Core)に接続して通信経路を確立するための手続きを規定しており、通信装置が、通信事業者等が提供するWi−Fi(登録商標)アクセスポイントに接続されている場合に、信頼性のある(Trusted)アクセスとして無線LAN通信網からEPCへの接続を許可することとしている。
この点、図6に示す動作例及び図7に示すシーケンス図を参照して具体的に説明する。なお、説明に際し、AAA(Authentication, Authorization, Accounting)サーバ、HSS(Home Subscriber Server)及びPCRF(Policy and Charging Rule Function)については機能を分ける必要がないため、図7(その他の図面も含む)に示すシーケンス図では、これらを一つのノードで表している。
この要求を受けると、ステップS204において、UEと通信中のP−GWでは、PCRFに対してIP−CANセッションの変更手続きを要求するとともに、AAAサーバやHSSが記憶している情報のアップデートを要求し、これらの手続きが完了すると、TWAGに対してセッションを生成した旨の通知を行う。
初めに、図1を参照して、本発明の通信経路確立方法が好適に利用される通信システムSの一例について説明する。図1に示すように、通信システムSは、UE50と、IP移動通信網1と、外部網NWと、を含んで構成される。
外部網NWは、インターネットやIMS等のパケットでデータの通信を行う通信網(PDN:Packet data network)であり、後述するコアネットワーク2及び無線LAN通信網4と接続される。
LTE通信網3は、3GPPで規定されるLTE方式の無線通信に対応した無線通信網であり、UE50と接続されるeNB31(無線基地局)を含む。無線LAN通信網4は、無線通信を利用してデータの送受信を行う非3GPP既定の無線通信網のうち、通信事業者等が公衆無線LANサービスを提供するための無線通信網である。無線LAN通信網4は、通信事業者等が提供する公衆無線LANのアクセスポイントであるAP41と、無線LAN通信網4と外部網NWとの間でパケットを転送するTWAG42とを含む。
コアネットワーク2を構成する各装置は、従来のLTEシステムの構成と同様であるため詳細な説明は省略するが、MME21は、UE50のアクセス制御を行い、S−GW22及びP−GW23は、LTE通信網3と外部網NWとの間でユーザデータの配送を行う。また、AAAサーバ24は、UE50の認証、認可、課金を行い、HSS25は、UE50の加入者情報の管理を行い、PCRF26は、データ配送におけるQoS(Quality of Service)管理を行う。
続いて、図2を参照して、本実施形態の通信経路確立方法の動作の概要について説明する。
通信事業者等が提供する公衆無線LAN(無線LAN通信網4)の通信エリアにUE50が在圏すると、通信システムSでは、当該UE50が無線LAN通信網4を利用可能であるか否かの利用認証を行う。このような認証は、EAP(Extensible Authentication Protocol)と呼ばれ、通信事業者等が提供する公衆無線LANでは、通信事業者が管理するSIMを一意に識別する識別情報(IMSI(International Mobile Subscriber Identity)やTMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity))を用いたEAP−SIMが広く用いられている。
なお、HSS25が抽出するUE50の契約情報は、例えば、UE50が通信事業者と契約しているAPN、現在利用しているLTE通信サービスにおいて接続しているP−GW23のID(種別)等である。
この契約情報検索機能に基づき通知される情報により、TWAG42では、UE50からAPNの通知を受けることなく、UE50が契約しているAPNや利用しているP−GW23の種別等を把握することができる。
この収容数記憶機能に基づき通知される情報により、TWAG42では、EPCの負荷状況(PDNコネクション数)を把握することができ、必要に応じて、LTE通信サービスにおいて利用しているP−GW23とは異なるP−GW23を介した通信経路を確立する等することで、EPCの負荷分散を実現することができる。
本実施形態では、IMSIやTMSI等のSIMを一意に識別する情報を契約者情報と呼び、また、この契約者情報に基づきHSS25からTWAG42に通知される情報(APN、利用中のP−GW23の種別、利用可能なP−GW23、当該P−GW23のPDNコネクション数)を契約情報と呼ぶ。
この通信履歴記憶機能に基づき通知される情報により、TWAG42では、UE50の通信状況に応じて通信経路を確立することができる。例えば、TWAG42は、UE50がパケットを送受信しているタイミングを避けて、LTE通信網3から無線LAN通信網4に通信経路を切り替えることができる。
続いて、図3を参照して、通信システムSの動作について説明する。図3は、LTE通信網3から無線LAN通信網4に通信経路を切り替える際の処理の流れを示すシーケンス図の一部である。
他方、認証が成功した場合、ステップS103において、HSS25の契約情報検索機能は、当該IMSIが契約しているAPN、及びLTE通信網3を介した通信で現在利用しているP−GW23のIDをHSS25が保有する情報から検索する。続いて、HSS25の収容数記憶機能は、ステップS104において、認証が成功したIMSIが契約しているAPNに基づいて、当該IMSIが利用可能なP−GW23のID、及び当該P−GW23が現在収容している通信経路の数(PDNコネクション数)をHSS25が保有する情報から検索する。
TWAG42の接続先決定機能では、ステップS106において、通知された契約情報にタイマーを付して一時的に記憶する。
認証が成功したUE50は、ステップS108において、L3アタッチのトリガをTWAG42に対して送信し、APNの通信に用いる通信網の切り替えを要求する。
この要求を受けると、P−GW23の通信履歴記憶機能は、IMSIをキーとして検索を行い、UE50におけるパケットの最終通過時刻を取得し、TWAG42の接続先決定機能に対して返答する。
具体的には、P−GW23の通信履歴記憶機能は、UE50がLTE通信網3を介した通信経路において現在確立しているAPNの種別、当該UE50(IMSI)が利用可能なP−GW23の収容コネクション数、当該UE50の通信状況(通信中か否か)に基づいて、無線LAN通信網3から外部網NWまでの接続形態を決定する。
シームレスハンドオーバーによれば、通信経路P2においてUE50に通知されるIPアドレスは、通信経路P1と同一のIPアドレスとなることから、通信を途切れさせることなく、無線LAN通信網4にトラヒックをオフロードすることができる。
シームレスハンドオーバーによれば、TWAG42又はAP41からIPアドレスの払い出しが行われるため、LTE通信サービスで利用していたIPアドレスとは異なるアドレスがUE50に通知されることになるものの、EPC(P−GW23)の負荷を低減することができる。
例えば、UE50が現在利用しているAPNが、音声通信(VoLTE)である場合にはIPアドレスを変更してしまうことを避けるために同一のP−GW23を継続利用(シームレスハンドオーバー)し、データ通信である場合にはP−GW23を変更することによる負荷分散やP−GW23を介さず外部網NWに直接接続(LBO)することによる負荷低減を優先するといった決定方法が想定される。
続いて、ステップS112において、TWAG42の接続先決定機能は、UE50に対してL3アタッチの完了を通知する。これにより、UE50からeNB31、S−GW22、P−GW23を経由していた通信経路P1(図3参照)が、UE50からAP41、TWAG42、P−GW23を経由する通信経路P2に切り替わる。
続いて、ステップS122において、TWAG42の接続先決定機能は、LTE通信サービスで利用していたP−GW23とは異なるP−GW23が接続先である旨をUE50に対して通知する。これにより、通信経路P1が、UE50からAP41、TWAG42、変更後のP−GW23を経由する通信経路P2Aに切り替わる。
これにより、通信経路P1が、UE50からAP41、TWAG42、を経由する通信経路P3に切り替わる。
また、通信経路P2A(図4(B))を確立した場合、LTE通信サービスで利用していたP−GW23とは異なるP−GW23は、UE50に対するS−GW22までの通信路を確立していないため、TWAG42は、異なるP−GW23に対してS−GW22までの通信経路を確立する旨の通知を行うこととしてもよい。S−GW22と異なるP−GW23との間の通信経路を確立することで、P−GW23を切り替えた場合であっても通信断を発生させることなくハンドオーバーすることができる。
以上、本発明の通信経路確立方法が好適に用いられる通信システムSについて説明したが、このような通信経路確立方法によれば、以下の効果が期待できる。
これにより、無線LANに対応したUE50であれば、本実施形態の通信経路確立方法により通信経路の切り替えを行うことができるため、WLCP機能という特別な機能を有しているか否かに関わらず、LTE通信網3から無線LAN通信網4に通信経路を切り替えることができる。
これにより、LTE通信網3のトラヒック分散に加え、EPCの負荷分散、負荷低減を適切に実現することができる。
2・・・コアネットワーク
21・・・MME
22・・・S−GW
23・・・P−GW
24・・・AAAサーバ
25・・・HSS
26・・・PCRF
3・・・LTE通信網
31・・・eNB
4・・・無線LAN通信網
41・・・AP
42・・・TWAG
50・・・UE(通信装置)
NW・・・外部網
Claims (7)
- 複数種類の通信網を介した通信経路を確立する通信経路確立方法であって、
第1通信網を利用して通信している通信装置が第2通信網に在圏すると、当該第2通信網に設けられたゲートウェイにおいて、前記通信装置の契約者情報を取得するステップと、
取得した前記契約者情報に基づいて前記通信装置の前記第1通信網における通信に関する契約情報を特定するステップと、
前記ゲートウェイにおいて、特定した前記契約情報に基づいて前記第2通信網から、前記第1通信網及び前記第2通信網に接続される外部網までの通信経路を確立するステップと、
を含む通信経路確立方法。 - 前記取得するステップにおいて取得した前記契約者情報に基づいて、前記第2通信網の利用認証を行うステップ、を更に含み、
前記特定するステップ及び前記確立するステップは、前記利用認証の結果、利用が許可された前記通信装置に対して行われる、
請求項1に記載の通信経路確立方法。 - 前記契約情報は、前記通信装置が前記第1通信網における通信で利用しているゲートウェイの種別であり、
前記契約情報を特定すると、特定した種別のゲートウェイから前記通信装置の前記第1通信網における通信における通信状況を取得するステップ、を更に含み、
前記確立するステップは、前記契約情報に前記通信状況を加味して、前記外部網までの通信経路を確立する、
請求項1又は2に記載の通信経路確立方法。 - 前記契約情報は、前記通信装置が前記第1通信網における通信で利用しているゲートウェイの種別であり、
前記確立するステップは、前記第2通信網から前記種別のゲートウェイを介して前記外部網に接続する第1通信経路を確立する、
請求項1から3の何れか1項に記載の通信経路確立方法。 - 前記契約情報は、前記通信装置が前記第1通信網における通信において利用しているゲートウェイの種別及び当該通信において前記通信装置が利用可能なゲートウェイの種別であり、
前記確立するステップは、前記通信装置が利用可能なゲートウェイのうち、利用しているゲートウェイとは異なるゲートウェイを介して前記第2通信網から前記外部網に接続する第2通信経路を確立する、
請求項1から3の何れか1項に記載の通信経路確立方法。 - 前記確立するステップは、ゲートウェイを介することなく前記第2通信網から前記外部網に接続する第3通信経路を確立する、
請求項1から3の何れか1項に記載の通信経路確立方法。 - 前記確立するステップにおいて、前記外部網に接続する新たな通信経路を確立すると、前記通信装置が前記第1通信網における通信において利用している通信経路を破棄するステップ、
を更に含む請求項5又は6に記載の通信経路確立方法。
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