JP2020191497A - 情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動体通信においてスケーラビリティと柔軟性の高いデータオフロードを実現する情報処理方法を提供する。【解決手段】MME100が第一のゲートウェイSGW301と通信を行うことで、移動体端末UE10から送信されたパケットの転送経路を確立する第一の確立ステップS11と、品質管理ノードPCRF200の要求で、MME100が所定のパケットに対してデータオフロードを実施することを決定する決定ステップS13と、MME100が、移動体端末UE10が接続された基地局eNB20に対して、所定のパケットの転送経路を第二のゲートウェイSGW302に切り替える旨の切り替え通知を送信する通知ステップS14と、MME100が第二のゲートウェイSGW302に対して転送経路の確立を要求する第二の確立ステップを実行する。【選択図】図4
Description
本発明は、移動体通信に関する。
無線ネットワークを利用した移動体通信が普及している。例えば、3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、LTE(Long Term Evolution)が仕様化され、さ
らに、5G(5th Generation mobile communication system)の仕様が検討されている。
らに、5G(5th Generation mobile communication system)の仕様が検討されている。
移動体通信ネットワークシステムにおいて、データオフロードの必要性が議論されている。例えば、ユーザ装置(UE)は、コアネットワークに接続される外部ネットワーク(典型的にはインターネット)と通信を行うが、コアネットワークに、ローカルネットワーク(例えば、コンテンツのキャッシュを行うためのネットワーク)を配置し、一部の通信をオフロードさせることで、ネットワークトラフィックの削減とローカルサービス品質の向上を図ることができる。
例えば、特許文献1および2には、特定のコンテンツに対応するパケットをオフロードさせる通信制御装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、モバイルネットワーク管理者が設置したローカルネットワークへのデータオフロードを実行することはできるが、オフロードさせたデータを広域ネットワーク(例えばインターネット等)に向けることはできない。
また、特許文献2に記載の発明では、データオフロードのために追加のIPセッションを設けるため、スケーラビリティに欠けるという欠点がある。例えば、異なるAPN設定を用いて、複数の通信経路を設けることはできるが、通信経路を動的に切り替えることが難しい。
また、特許文献2に記載の発明では、データオフロードのために追加のIPセッションを設けるため、スケーラビリティに欠けるという欠点がある。例えば、異なるAPN設定を用いて、複数の通信経路を設けることはできるが、通信経路を動的に切り替えることが難しい。
本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、移動体通信においてスケーラビリティと柔軟性の高いデータオフロードを実現することを目的とする。
本発明に係る情報処理方法は、
移動体端末と通信を行う複数の基地局を含む無線アクセスネットワークと、制御ノード、品質管理ノード、外部ネットワークに接続されたゲートウェイを含むコアネットワークによって、前記移動体端末から送信されたパケットを前記外部ネットワークに中継する方法である。
具体的には、前記制御ノードが、第一のゲートウェイと通信を行うことで、前記移動体端末から送信されたパケットの転送経路を確立する第一の確立ステップと、前記品質管理ノードが、所定のパケットに対してデータオフロードを実施することを決定する決定ステップと、前記制御ノードが、前記移動体端末が接続された前記基地局に対して、前記転送経路を第二のゲートウェイに切り替える旨の切り替え通知を送信する通知ステップと、前
記制御ノードが、前記第二のゲートウェイに対して前記転送経路の確立を要求する第二の確立ステップと、を実行することを特徴とする。
移動体端末と通信を行う複数の基地局を含む無線アクセスネットワークと、制御ノード、品質管理ノード、外部ネットワークに接続されたゲートウェイを含むコアネットワークによって、前記移動体端末から送信されたパケットを前記外部ネットワークに中継する方法である。
具体的には、前記制御ノードが、第一のゲートウェイと通信を行うことで、前記移動体端末から送信されたパケットの転送経路を確立する第一の確立ステップと、前記品質管理ノードが、所定のパケットに対してデータオフロードを実施することを決定する決定ステップと、前記制御ノードが、前記移動体端末が接続された前記基地局に対して、前記転送経路を第二のゲートウェイに切り替える旨の切り替え通知を送信する通知ステップと、前
記制御ノードが、前記第二のゲートウェイに対して前記転送経路の確立を要求する第二の確立ステップと、を実行することを特徴とする。
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含む情報処理方法として特定することができる。また、上記手段の少なくとも一部を含む情報処理装置として特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
本発明によれば、一つのIPセッションで選択的にデータオフロードが可能になるため、移動体通信においてスケーラビリティと柔軟性の高いデータオフロードを実現することができる。
図1は、従来技術に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。当該移動体通信システムは、LTE規格(Long Term Evolution)に従ったシステムである。図1に示し
たように、LTEシステムは、無線アクセスネットワーク(RAN,Radio Access Network)、コアネットワーク(EPC,Evolved Packet Core)を有して構成される。EPC
のアーキテクチャには、制御プレーン機能とユーザプレーン機能が分離したアーキテクチャが含まれる。ユーザプレーン機能には、外部ネットワーク(典型的にはインターネット)が接続される。
たように、LTEシステムは、無線アクセスネットワーク(RAN,Radio Access Network)、コアネットワーク(EPC,Evolved Packet Core)を有して構成される。EPC
のアーキテクチャには、制御プレーン機能とユーザプレーン機能が分離したアーキテクチャが含まれる。ユーザプレーン機能には、外部ネットワーク(典型的にはインターネット)が接続される。
無線アクセスネットワーク(RAN)は、例えば、3GPPにおいて規定される無線アクセス手順に準拠したネットワークであり、ユーザ端末(UE)および無線基地局(eNodeB)を含む。無線アクセスネットワークには、コアネットワーク(EPC)が接続される。
コアネットワーク(EPC)は、制御プレーン機能とユーザプレーン機能が分離されたアーキテクチャ(CUPS,Control and User Plane Separation)を含む。
制御プレーン機能には、ユーザ端末の移動や、通信経路を管理する制御エンティティであるMME(Mobile Management Entity)、ユーザデータの中継を制御するSGW−C(Serving Gateway Control Plane)、外部ネットワークとの中継を管理するPGW−C(Packet Data Network Gateway Control Plane)が含まれる。また、ユーザプレーン機能には、ユーザデータの中継を行うSGW−U(Serving Gateway User Plane)、外部ネットワークとの中継点であるPGW−U(Packet Data Network Gateway User Plane)が含まれる(図1では、それぞれSGW,PGWとして図示)。
制御プレーン機能には、ユーザ端末の移動や、通信経路を管理する制御エンティティであるMME(Mobile Management Entity)、ユーザデータの中継を制御するSGW−C(Serving Gateway Control Plane)、外部ネットワークとの中継を管理するPGW−C(Packet Data Network Gateway Control Plane)が含まれる。また、ユーザプレーン機能には、ユーザデータの中継を行うSGW−U(Serving Gateway User Plane)、外部ネットワークとの中継点であるPGW−U(Packet Data Network Gateway User Plane)が含まれる(図1では、それぞれSGW,PGWとして図示)。
LTEネットワークにおいては、ユーザ端末から通信要求を受信したMMEが、ユーザデータの転送経路(ベアラ)を設定する。ベアラとは、ユーザ端末から外部ネットワークに至るまでの論理的な通信経路であり、これにより、例えば、基地局−SGW−PGW−外部ネットワークという経路が確立される。
しかし、このようなシステムでは、複数のユーザ端末から送信されたユーザデータが同一のSGWを経由するため、負荷分散が難しいという課題がある。特許文献1に記載の装置では、SGWからローカルネットワークに至る経路を分岐させ、データのオフロードを実施しているが、SGWに至るまでの経路は共通であるため、負荷分散には限界がある。
これに対応するため、本発明に係る情報処理方法では、
制御ノードが、第一のゲートウェイと通信を行うことで、移動体端末から送信されたパケットの転送経路を確立し、前記品質管理ノードが、所定のパケットに対してデータオフロードを実施することを決定する。
また、前記制御ノードが、前記移動体端末が接続された前記基地局に対して、前記転送経路を第二のゲートウェイに切り替える旨の切り替え通知を送信し、前記制御ノードが、前記第二のゲートウェイに対して前記転送経路の確立を要求する。
制御ノードが、第一のゲートウェイと通信を行うことで、移動体端末から送信されたパケットの転送経路を確立し、前記品質管理ノードが、所定のパケットに対してデータオフロードを実施することを決定する。
また、前記制御ノードが、前記移動体端末が接続された前記基地局に対して、前記転送経路を第二のゲートウェイに切り替える旨の切り替え通知を送信し、前記制御ノードが、前記第二のゲートウェイに対して前記転送経路の確立を要求する。
本発明では、制御ノードが、ユーザデータの転送経路(例えば、LTEネットワークにおけるベアラ,5GネットワークにおけるIPフロー)を複数個設定可能に構成され、データオフロードを実施すると決定した場合に、基地局に対して転送経路の切り替えを通知する。そして、無線アクセスネットワーク内に位置する基地局が、当該通知に従って、ユーザデータを転送するゲートウェイを切り替える。かかる構成によると、柔軟に通信経路を設定することができ、コアネットワーク内における負荷分散を図ることができる。
なお、前記品質管理ノードは、前記コアネットワークにおいてQoS制御を行うノードであり、所定のQoSポリシーに基づいて、前記所定のパケットに対するデータオフロードの実施を決定することを特徴としてもよい。
移動体通信ネットワークに、QoS制御を行うノードが備わっている場合、QoSに関する所定のポリシーに基づいて、どのタイプのデータをオフロードするかを決定することができる。例えば、送信されるパケットに対して予め定められたQoSポリシーを利用して、オフロードするデータを決定するようにしてもよい。
また、前記品質管理ノードが、前記移動体端末または前記移動体端末から送信されるパケットの属性に基づいて、前記データオフロードの実施を決定することを特徴としてもよい。
例えば、転送しようとするユーザデータの属性ないし種別(通信のタイプ、データの種類、通信先サーバの種類、通信先サーバの論理的な場所など)や、移動体端末の属性ないし種別(現在位置、識別子など)に基づいて、負荷分散を実行することができる。
例えば、転送しようとするユーザデータの属性ないし種別(通信のタイプ、データの種類、通信先サーバの種類、通信先サーバの論理的な場所など)や、移動体端末の属性ないし種別(現在位置、識別子など)に基づいて、負荷分散を実行することができる。
本発明に係る方法は、LTEネットワークを対象とした情報処理方法であって、前記転送経路はベアラであることを特徴としてもよい。本発明は、LTEネットワークに好適に適用することができる。もちろん、本発明は、5Gなどの次世代ネットワークに適用することもできる。
また、転送経路を切り替える場合、前記制御ノードが、前記第一のゲートウェイに対して、確立させた前記転送経路の削除を通知してもよい。
また、前記基地局は、前記切り替え通知を受信した場合に、対応するパケットの転送先を、前記第一のゲートウェイから前記第二のゲートウェイに切り替えることを特徴としてもよい。
かかる構成によると、コアネットワークに到達する前の段階で、ユーザデータの通信経路を切り替えることができるため、負荷の低減に寄与することができる。
かかる構成によると、コアネットワークに到達する前の段階で、ユーザデータの通信経路を切り替えることができるため、負荷の低減に寄与することができる。
(第一の実施形態)
図2は、第一の実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。
第一の実施形態に係る移動体通信システムは、複数のユーザ端末10、複数の基地局20、制御ノード100、複数のSGW(Serving Gateway)、複数のPGW(Packet Data
Network Gateway)、品質管理ノード200から構成される。
図示した移動体通信システムは、制御プレーン(Control Plane)機能を管轄する装置
(制御ノード100)と、ユーザプレーン(User Plane)機能を管轄する装置(品質管理ノード200,SGWおよびPGW)が分離したアーキテクチャである。
なお、本例では、二つのSGW(符号301および302)、二つのPGW(符号401および402)を図示しているが、ゲートウェイの数はこれに限られない。本実施形態では、複数のSGWを総称してSGW300、複数のPGWを総称してPGW400と表現する。
図2は、第一の実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。
第一の実施形態に係る移動体通信システムは、複数のユーザ端末10、複数の基地局20、制御ノード100、複数のSGW(Serving Gateway)、複数のPGW(Packet Data
Network Gateway)、品質管理ノード200から構成される。
図示した移動体通信システムは、制御プレーン(Control Plane)機能を管轄する装置
(制御ノード100)と、ユーザプレーン(User Plane)機能を管轄する装置(品質管理ノード200,SGWおよびPGW)が分離したアーキテクチャである。
なお、本例では、二つのSGW(符号301および302)、二つのPGW(符号401および402)を図示しているが、ゲートウェイの数はこれに限られない。本実施形態では、複数のSGWを総称してSGW300、複数のPGWを総称してPGW400と表現する。
制御ノード100は、ユーザ端末の位置管理、ページング(呼び出し)、ハンドオーバなどの移動制御を行う装置である。制御ノードは、MME(Mobile Management Entity)とも呼ばれる。また、制御ノード100は、ユーザ端末との間で暗号化機能を提供する。さらに、ユーザ端末10からの要求に基づき、当該ユーザ端末と外部ネットワークとの論理的な経路であるベアラの確立や削除を行う。制御ノード100は、制御信号のみを処理し、ユーザデータの取り扱いは行わない。制御ノード100は、3GにおけるSGSN(Serving General Packet Radio Service Support Node)と連携した制御が可能な構成と
なっている。
なっている。
品質管理ノード200は、ユーザデータに対するQoS制御の実行、課金制御ルールを決定するポリシー制御装置である。品質管理ノード200は、PCRF(Policy and Charging Rules Function)とも呼ばれる。例えば、品質管理ノード200は、ユーザデータの内容に応じてQoS値を決定し、決定した値を、ユーザデータの経路上にある装置(SGW300,PGW400,基地局20)に通知する。これにより、ユーザデータごとのQoS制御が可能になる。
本実施形態では、品質管理ノード200は、QoSポリシーに基づいて、所定のユーザデータをオフロードすることを決定する。具体的な処理については後述する。
本実施形態では、品質管理ノード200は、QoSポリシーに基づいて、所定のユーザデータをオフロードすることを決定する。具体的な処理については後述する。
SGW300は、ユーザデータとして送信されるパケットを中継するゲートウェイである。SGW300は、複数の基地局20と通信可能であり、ハンドオーバするユーザ端末を追跡することができる。また、SGW300は、制御ノード100と連携することで、必要に応じてベアラの再設定を行うことができる。
PGW400は、外部ネットワークに対する接続ポイントとなるゲートウェイである。具体的には、ユーザ端末へのIPアドレスの付与、パケット網に対するユーザ認証、アプリケーションレベルでのパケット制御を行う。
PDN500は、コアネットワークに接続された外部ネットワーク(Packet Data Network)であり、典型的にはインターネットである。PDN500には、ユーザ端末10と
通信を行う各種サーバ(ウェブサーバ、メールサーバ、コンテンツサーバ等)が設けられる。
通信を行う各種サーバ(ウェブサーバ、メールサーバ、コンテンツサーバ等)が設けられる。
本実施形態に係るシステムでは、PGW401とPGW402が、それぞれ異なる地点あるいはサービス要件から外部ネットワークへのアクセスを提供している。これにより、外部ネットワーク上のサーバに対してより好適なアクセス経路を提供することができる。
次に、本実施形態に係る制御ノード100の構成について説明する。図3は、制御ノード100の機能構成を表すブロック図である。図示した機能は、記憶装置に記憶されたプログラムがCPUによって実行されることで実現されてもよい。
経路制御部101は、ユーザ端末10が送信するパケットに対して通信経路を設定する。具体的には、ユーザ端末10から送信されたパケットが外部ネットワークに至るまでの論理的な通信経路(ベアラ)を設定する。ベアラは、ユーザ端末10の通信状態やハンドオーバ状態等に基づいて、制御ノード100によって随時更新される。
要求送信部102は、経路制御部101が決定したベアラを、システムが有する各構成要素に通知する。具体的には、新規のベアラを設定するための要求(ベアラ設定要求)、設定されたベアラを削除するための要求などを、経路上に存在するSGW300、ユーザ端末10、ユーザ端末10が接続された基地局20に送信する。
本実施形態では、経路制御部101は、デフォルトとして設定されるデフォルトベアラ(Default Bearer)のほか、追加ベアラ(Dedicated Bearer)を設定可能に構成される。デフォルトベアラと追加ベアラは、経由するSGWが異なるという点において相違する。本実施形態では、デフォルトベアラは、SGW301およびPGW401を経由してPDN500に至る経路である。また、追加ベアラはSGW302およびPGW402を経由してPDN500に至る経路である。
次に、本実施形態に係る移動体通信システムの動作について説明する。
図4は、ユーザ端末10と、移動体通信ネットワークを構成する各構成要素間における、ベアラおよびセッション設定に関する通信シーケンス図である。なお、UEはユーザ端末、eNBは基地局をそれぞれ表す。
図4は、ユーザ端末10と、移動体通信ネットワークを構成する各構成要素間における、ベアラおよびセッション設定に関する通信シーケンス図である。なお、UEはユーザ端末、eNBは基地局をそれぞれ表す。
ユーザ端末10が通信を開始すると、まず、デフォルトベアラの確立が行われる(ステップS11)。
図5は、デフォルトベアラの確立処理をより詳細に示したシーケンス図である。
まず、ステップS110で、ユーザ端末10が、基地局20との間で制御リンクを確立し、ステップS111で、ユーザ端末10が、制御ノード100に対してアタッチ要求を送信する。当該アタッチ要求には、外部ネットワークであるPDN500を識別する情報等が含まれる。
図5は、デフォルトベアラの確立処理をより詳細に示したシーケンス図である。
まず、ステップS110で、ユーザ端末10が、基地局20との間で制御リンクを確立し、ステップS111で、ユーザ端末10が、制御ノード100に対してアタッチ要求を送信する。当該アタッチ要求には、外部ネットワークであるPDN500を識別する情報等が含まれる。
次に、制御ノード100が、PDN500への通信経路の設定を開始する。具体的には、受信したアタッチ要求と、ユーザ端末10に関する情報(加入者情報、移動に関する状況等)に基づいて、アンカーポイントとなるSGWを決定する。ここでは、SGW301が選択されたものとする。
そして、制御ノード100が、選択されたSGW301に対してベアラ設定要求を送信する(ステップS112)。
そして、制御ノード100が、選択されたSGW301に対してベアラ設定要求を送信する(ステップS112)。
次に、SGW301とPGW401が、ベアラ設定要求に応じて、ベアラを設定する処理(通信セッションを確立する処理)を行う(ステップS113)。本ステップでは、SGW301とPGW401との間におけるパケットの転送経路の設定、IPアドレスの割り当てなどが行われる。本ステップにより、SGW301とPGW401との間における通信経路が確立される。
なお、本ステップでは、品質管理ノード200が、QoS制御に関する処理を行ってもよい。例えば、送信予定であるパケットの種別に応じてQCI値(後述)を決定し、SGW301およびPGW401が、決定されたQCI値に基づいて、実施するフロー制御の内容を決定してもよい。
なお、本ステップでは、品質管理ノード200が、QoS制御に関する処理を行ってもよい。例えば、送信予定であるパケットの種別に応じてQCI値(後述)を決定し、SGW301およびPGW401が、決定されたQCI値に基づいて、実施するフロー制御の内容を決定してもよい。
ベアラの設定が完了すると、ステップS114で、ベアラ設定応答が制御ノード100に返される。ベアラ設定応答には、SGW301に関する情報や、ユーザ端末10に割り当てられたIPアドレスに関する情報などが含まれる。
次に、制御ノード100が、基地局20に対して無線ベアラ設定要求を送信する(ステップS115)。
基地局20は、無線ベアラ設定要求に基づいて、ユーザ端末10とSGW301とを結ぶ経路を生成し、次いで、ユーザ端末10との無線データリンクを確立する(ステップS116)。接続が確立されると、無線ベアラの設定が完了(アタッチ要求に対する処理が完了)した旨の応答を制御ノード100に返す(ステップS177)。
本ステップでは、ユーザ端末10とSGW301の間における通信経路(無線ベアラ)が確立される。
基地局20は、無線ベアラ設定要求に基づいて、ユーザ端末10とSGW301とを結ぶ経路を生成し、次いで、ユーザ端末10との無線データリンクを確立する(ステップS116)。接続が確立されると、無線ベアラの設定が完了(アタッチ要求に対する処理が完了)した旨の応答を制御ノード100に返す(ステップS177)。
本ステップでは、ユーザ端末10とSGW301の間における通信経路(無線ベアラ)が確立される。
以上の処理によって、ユーザ端末10とPGW401との間のデフォルトベアラの確立が完了し、ユーザ端末10からPDN500への通信が可能な状態となる。
図5を参照して説明した処理は、従来技術に係るベアラ設定手順である。
図4に戻り、説明を続ける。
本実施形態に係る移動体通信ネットワークでは、品質管理ノード200が、予め設定されたQoSポリシーに基づいて、ユーザ端末10が送信するパケットに対して異なるベアラを割り当てるべきである旨を決定する。
図4に戻り、説明を続ける。
本実施形態に係る移動体通信ネットワークでは、品質管理ノード200が、予め設定されたQoSポリシーに基づいて、ユーザ端末10が送信するパケットに対して異なるベアラを割り当てるべきである旨を決定する。
ここで、QoSポリシーについて説明する。品質管理ノード200は、ネットワークポリシーや課金に関する制御を行う装置である。品質管理ノード200は、ユーザデータにQCI(QoS Class Identifier)を割り当て、帯域保証や遅延時間の保証をすべく、SGWおよびPGWに対して制御を行う。
本実施形態では、制御ノード100が、ユーザデータに対応するQCIに基づいて、SGW301を経由する経路(すなわち、デフォルトベアラ)を利用するか、SGW302を経由する経路(すなわち、追加ベアラ)を利用するかを決定する。換言すると、品質管理ノード200は、保有しているQoSポリシーに基づいて、どのQoSフローがどのベアラを利用するかを決定する。
本実施形態では、制御ノード100が、ユーザデータに対応するQCIに基づいて、SGW301を経由する経路(すなわち、デフォルトベアラ)を利用するか、SGW302を経由する経路(すなわち、追加ベアラ)を利用するかを決定する。換言すると、品質管理ノード200は、保有しているQoSポリシーに基づいて、どのQoSフローがどのベアラを利用するかを決定する。
なお、本例ではQCIに基づいて複数のベアラを切り替える例を挙げるが、ベアラの切り替えは他の基準によって行ってもよい。例えば、ユーザ端末10が通信するサーバの種別、当該サーバとのネットワークトポロジ的な距離、ユーザ端末10の種別、ユーザ端末10の地理的位置、ユーザ端末10が利用する通信アプリケーション等に応じて、ベアラの切り替えを行ってもよい。さらに、外部アプリケーションサーバとの調整結果に基づいてベアラの切り替えを行ってもよい。
図4の例では、品質管理ノード200が、デフォルトベアラから追加ベアラへの切り替えを決定すると、ベアラの切り替えを要求するデータ(セッション変更要求)が制御ノード100に送信される(ステップS12)。
次に、ステップS13で、制御ノード100が、ベアラの切り替え(データオフロード)処理を開始することを決定する。
次に、ステップS13で、制御ノード100が、ベアラの切り替え(データオフロード)処理を開始することを決定する。
なお、本例では、品質管理ノード200がベアラの切り替えを決定する例を挙げたが、ベアラの切り替えは、制御ノード100のみによって判断されてもよい。例えば、品質管理ノード200が、ポリシーのみを提供し、制御ノード100が、当該ポリシーに従ってデータオフロードの対象となる通信と、オフロード先を決定するようにしてもよい。
ステップS14では、制御ノード100が、無線アクセスネットワーク(基地局20)に対して、追加ベアラの設定要求を送信する。
基地局20は、当該要求に基づいて、ユーザ端末10とSGW301とを結ぶ経路を、ユーザ端末10とSGW302とを結ぶ経路に変更し、次いで、ユーザ端末10との無線データリンクを確立する(ステップS15)。接続が確立されると、追加ベアラの設定が完了した旨の応答を制御ノード100に返す(ステップS16)。
本ステップにより、ユーザ端末10とSGW302の間における通信経路(無線ベアラ)が確立される。
基地局20は、当該要求に基づいて、ユーザ端末10とSGW301とを結ぶ経路を、ユーザ端末10とSGW302とを結ぶ経路に変更し、次いで、ユーザ端末10との無線データリンクを確立する(ステップS15)。接続が確立されると、追加ベアラの設定が完了した旨の応答を制御ノード100に返す(ステップS16)。
本ステップにより、ユーザ端末10とSGW302の間における通信経路(無線ベアラ)が確立される。
さらに、制御ノード100は、追加ベアラが利用するSGWであるSGW302に対して、セッションの確立を要求する(ステップS17)。
当該要求を受信したSGW302は、PGW402との間で、ベアラを設定する処理(セッションを確立する処理)を行う。ここでは、SGW302とPGW402との間におけるパケットの転送経路の設定、IPアドレスの割り当てなどが行われる。本ステップにより、SGW302とPGW402との間における通信経路が確立される。なお、セッションの確立には、品質管理ノード200が参加してもよい。
セッションが確立すると、その旨の応答がSGW302から制御ノード100へ送信される。
当該要求を受信したSGW302は、PGW402との間で、ベアラを設定する処理(セッションを確立する処理)を行う。ここでは、SGW302とPGW402との間におけるパケットの転送経路の設定、IPアドレスの割り当てなどが行われる。本ステップにより、SGW302とPGW402との間における通信経路が確立される。なお、セッションの確立には、品質管理ノード200が参加してもよい。
セッションが確立すると、その旨の応答がSGW302から制御ノード100へ送信される。
次に、制御ノード100は、必要に応じて、既にデフォルトベアラによって確立されたセッションを更新すべく、SGW301に対して、セッション変更要求を送信する(ステップS19)。また、SGW301が、セッション変更要求に応じて、既に確立したセッションを更新し、その旨の応答を返す(ステップS20)。これにより、SGW301とPGW401との間における通信経路が更新される。
以上に説明した処理により、ユーザ端末10は、オフロードすべきデータがPGW402を経由して外部ネットワークと通信することが可能になる。
以上に説明した処理により、ユーザ端末10は、オフロードすべきデータがPGW402を経由して外部ネットワークと通信することが可能になる。
第一の実施形態では、品質管理ノード200がQoS制御を行う仕組みを利用して、外部ネットワークに対する論理的な通信経路を切り替える。これにより、スケーラビリティの高いデータオフロードを実現することができる。また、無線アクセスネットワーク内において通信経路を分岐させることができるため、コアネットワークにおける特定のゲートウェイに負荷が集中することを避けることができる。
(第二の実施形態)
第一の実施形態では、本発明をLTEネットワークに適用する例を述べたが、本発明は、5Gネットワーク等の次世代ネットワークに適用することもできる。
図6は、第二の実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。第二の実施形態に係る移動体通信システムは、5Gネットワークを利用した通信システムである。
第一の実施形態では、本発明をLTEネットワークに適用する例を述べたが、本発明は、5Gネットワーク等の次世代ネットワークに適用することもできる。
図6は、第二の実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。第二の実施形態に係る移動体通信システムは、5Gネットワークを利用した通信システムである。
5Gネットワークは、LTEネットワークと比較して、制御ノードが、ユーザ端末の移動を管理するノードと、セッションを管理するノードに分割されているという点において相違する。第二の実施形態では、制御ノード100が、モビリティ管理を司る移動制御ノード110と、セッション管理を司るセッション制御ノード120に分割される。前者はAMF(Access and Mobility management Function)、後者はSMF(Session Management Function)とも呼ばれる。
また、ユーザプレーン機能を、UPF(User Plane Function)が担うという点におい
て相違する。5GネットワークにおけるUPFは、第一の実施形態におけるSGWおよびPGWの機能を包含しており、ユーザプレーン処理に特化した機能を提供する。
品質管理ノード200は、PCF(Policy Control function)とも呼ばれ、LTEネ
ットワークと同様に、QoSに関する制御を司る。
て相違する。5GネットワークにおけるUPFは、第一の実施形態におけるSGWおよびPGWの機能を包含しており、ユーザプレーン処理に特化した機能を提供する。
品質管理ノード200は、PCF(Policy Control function)とも呼ばれ、LTEネ
ットワークと同様に、QoSに関する制御を司る。
図7は、第二の実施形態における、通信経路の設定およびセッション設定に関する通信シーケンス図である。なお、gNBは基地局を表す。
LTEネットワークにおいては、ベアラ単位でQoS制御が行われていたが、5Gネットワークにおいては、ベアラ単位ではなく、IPフロー単位でQoS制御が可能になっている。第二の実施形態において設定された、論理的な通信経路をQoSフローと称する。
LTEネットワークにおいては、ベアラ単位でQoS制御が行われていたが、5Gネットワークにおいては、ベアラ単位ではなく、IPフロー単位でQoS制御が可能になっている。第二の実施形態において設定された、論理的な通信経路をQoSフローと称する。
第二の実施形態におけるステップS31〜S41は、第一の実施形態におけるステップS11〜S21にそれぞれ対応する。第二の実施形態では、移動体通信ネットワークを構成する各構成要素の名称と、ベアラ設定の代わりにQoSフローの設定が行われるという点、品質管理ノード200が行うQoS制御に5QI(5G QoS Indicator)値が利用されるという点などを除き、その動作は基本的に第一の実施形態と共通である。
(変形例)
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。
例えば、本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。
例えば、本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
また、1つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、1つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成(サーバ構成)によって実現するかは柔軟に変更可能である。
本発明は、上記の実施形態で説明した機能を実装したコンピュータプログラムをコンピュータに供給し、当該コンピュータが有する1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体によってコンピュータに提供されてもよいし、ネットワークを介してコンピュータに提供されてもよい。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクドライブ(HDD)等)、光ディスク(CD−ROM、DVDディスク・ブルーレイディスク等)など任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気カード、フラッシュメモリ、光学式カード、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体を含む。
10・・・ユーザ端末
20・・・基地局
100・・・制御ノード
200・・・品質管理ノード
301,302・・・SGW
401,402・・・PGW
500・・・PDN
20・・・基地局
100・・・制御ノード
200・・・品質管理ノード
301,302・・・SGW
401,402・・・PGW
500・・・PDN
Claims (6)
- 移動体端末と通信を行う複数の基地局を含む無線アクセスネットワークと、制御ノード、品質管理ノード、外部ネットワークに接続されたゲートウェイを含むコアネットワークによって、前記移動体端末から送信されたパケットを前記外部ネットワークに中継する方法であって、
前記制御ノードが、第一のゲートウェイと通信を行うことで、前記移動体端末から送信されたパケットの転送経路を確立する第一の確立ステップと、
前記品質管理ノードが、所定のパケットに対してデータオフロードを実施することを決定する決定ステップと、
前記制御ノードが、前記移動体端末が接続された前記基地局に対して、前記転送経路を第二のゲートウェイに切り替える旨の切り替え通知を送信する通知ステップと、
前記制御ノードが、前記第二のゲートウェイに対して前記転送経路の確立を要求する第二の確立ステップと、
を実行する、情報処理方法。 - 前記品質管理ノードは、前記コアネットワークにおいてQoS制御を行うノードであり、所定のQoSポリシーに基づいて、前記所定のパケットに対するデータオフロードの実施を決定する、
請求項1に記載の情報処理方法。 - 前記決定ステップでは、前記品質管理ノードが、前記移動体端末または前記移動体端末から送信されるパケットの属性に基づいて、前記データオフロードの実施を決定する、
請求項1に記載の情報処理方法。 - LTEネットワークを対象とした情報処理方法であって、前記転送経路はベアラである、
請求項1から3のいずれか1項に記載の情報処理方法。 - 前記第二の確立ステップでは、前記制御ノードが、前記第一のゲートウェイに対して、確立させた前記転送経路の削除を通知する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の情報処理方法。 - 前記基地局は、前記切り替え通知を受信した場合に、対応するパケットの転送先を、前記第一のゲートウェイから前記第二のゲートウェイに切り替える、
請求項1から5のいずれかに記載の情報処理方法。
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鈴木啓介、ほか: "LTEを収容するコアネットワーク(EPC)の開発", NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル, JPN6022026470, 1 April 2011 (2011-04-01), pages 26 - 31, ISSN: 0004811940 * |
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