JP2020502958A - マシンツーマシンネットワーク最適化およびオンライン課金 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「MACHINE−TO−MACHINE NETWORK OPTIMIZATION AND ONLINE CHARGING」と題する、2016年12月13日に出願された米国仮特許出願第62/433,412号に対する米国特許法119(e)に基づく利益を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
エボルブドパケットコア(EPC)ネットワークの状況では、ある一定のタイプのM2Mデバイスは必ずしも連続してオンライン状態を保つ必要がない。それにも関わらず、既存の4G LTEネットワークアーキテクチャは、すべての加入者セッションを「常時オン」に保つ。したがって、加入者セッションを維持するために、すべての関連のネットワーク要素(例えば、モビリティ管理エンティティ(MME)、ホーム加入者サーバー(home subscriber server、HSS)、サービングゲートウェイ(SGW)、パケットゲートウェイ(PGW)、ポリシーおよび課金ルール機能(PCRF)、オンライン課金システム(OCS)およびオフライン課金システム(OFCS)は、連続して動作している。加入者/M2Mデバイスの数字が増加するにつれて、このようなネットワーク要素の対応する必要性が直線的に増加する。ネットワーク要素MME、HSS、SGW、PGW、PCRF、OCS、OFCSにおいて10億のセッションを維持することは、大規模な基盤および極端に高い運営者費用を伴う可能性がある。ある一定の要素の仮想化は、費用を削減するのに役立つ可能性があるが、それでも経済上実用性が高くない、または正当ではない場合がある。
●PGWのみ(PCRF、OCSなどの+外部ノードリソース)
●PGWおよびSGW(+外部ノードリソース)
●SGW、MME、およびPGW(+外部ノードリソース)に対して適用することができる。
既存のネットワーク課金アーキテクチャでは、単一のOCSセッションは単一の加入者に対応する。しかし、M2Mデバイスの普及が拡大するにつれて、すなわち「モノのインターネット」(internet of things、IOT)の出現で、このようなデバイスへのサービスの規模を変化させる圧力が生じるであろう。第三世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は、例えば、同じグループに属するM2Mデバイスに対する大量の課金データレコード(CDR)を生成するために、M2Mデバイスに対する課金ガイドライン(TR 23.887に基づく)を規定しているが、オフライン課金のみがサポートされている。
●クレジット制御要求(CCR)
○INITIAL、UPDATEおよびTERMINATE
●クレジット制御応答(CCA)
○INITIAL、UPDATEおよびTERMINATE
●再認可(RAR)
いくつかの実施形態では、Subscription−Id−Typeの属性値ペア(Attribute−Value Pair 、AVP)を使用してユーザーの加入を識別する。特定のM2Mデバイスがいずれのグループに属するかを識別するために、新たな加入識別子タイプ「END_USER_GROUP」を定義することができる。この情報は、例えば、M2M UE Deviceから、またはGTP−C V2メッセージを介してホーム加入者サーバー(HSS)から、受信される可能性がある。Subscription−Id値の一部として国際移動体装置識別番号(International Mobile Station Equipment Identity、IMEI)を送信するために別の加入識別子タイプ「END_USER_IMEI」を追加することができる。DUGを表すためにDiameter(またはクレジット制御アプリケーションに使用することができる任意の他の好適なプロトコル)にDevice−User−Group Name AVPを追加することができる。
いくつかの実施形態では、M2M Device Group Userを識別するために、汎用パケット無線サービス(General Packet Radio Service、GRPS)Tunneling Protocol(GTP−C)メッセージに新たな識別子が追加される。新たな識別子は、UTF8によって符号化することができ、文字列型変数とすることができる。新たな識別子を使用して、単一のアクセスポイント名(access point name、APN)の下で同じタイプのM2Mデバイスのグループ(すなわち、単一のユーザーによってサポートされる)を定義し、これによって、単一のAPN内の複数のM2Mデバイスユーザーグループメンバーをサポートする(すなわち、課金、PCRFポリシー設定などを容易にする)ことができる。ホーム加入者サーバー(HSS)またはUEデバイスはこの新たな情報/属性を送信することができる。HSSが当該情報を送信する場合に、HSSはUEによって渡された情報をオーバーライドすることができる。対応するモビリティ管理エンティティ(MME)は、その場合に、当該情報をSGWに送信することができ、SGWは当該情報をPGWに送信することができる。いくつかの実装形態では、当該情報は、初期のベアラ設定メッセージ、例えば、ベアラが一旦設定されると変更できないCreate Session Requestメッセージの一部として送信される。HSSが当該情報を変更する場合には、ベアラは終了されて新たな属性値で再作成される。
いくつかの実施形態では、各加入者に対する加入者ポリシーを取得する代わりに、ポリシー制御および課金機能(PCEF)が、ポリシー制御および課金ルール機能(PCRF)からグループポリシーが既に受信されているかどうかを判定することができる。M2Mデバイスグループユーザー名および関連のAPNに基づいて、PCEFは、加入者ポリシーデータに対する要求をPCRFに送信することが可能である。加入者ポリシーデータが所与のM2Mデバイスグループユーザーに対して利用可能になると、M2Mデバイスグループユーザー(例えば、PGW)はこのポリシーデータをキャッシュすることが可能になる。いくつかの実施形態では、同じDUGおよびAPNを有する別のM2Mデバイスは、最初にローカルにチェックして、ポリシーデータが既にフェッチされているかどうかを判定することが可能である。フェッチされている場合には、当該M2Mデバイスは、当該ポリシーデータを使用することになる。PCRFまたはローカル構成データを使用して、所与のユーザーグループ内の加入者の数を判定することができる。PCRFはまた、有効期限タイマー(例えば、PCRFが更新のチェックを実行するまでの所定の時間間隔)を設定して、これらの加入者ルールの再評価を強制することができる。PCRFは、これらのデバイスグループの運営者構成の変化があるときには常に、それでもまだ再認可(RAR)メッセージを使用してユーザーグループに基づいて再認証することができる。
Claims (27)
- モバイル通信ネットワーク内のネットワークリソースを保存する方法であって、
既存のユーザー端末(「UE」)セッションと関連付けられたネットワークリソースを解放することが可能であると判定することであって、前記既存のUEセッションはUEと関連付けられている、ことと、
前記既存のUEセッションに関連する情報のサブセットを識別することであって、前記情報のサブセットを使用して、前記UEと関連付けられた新たなUEセッションを作成することが可能である、ことと、
前記情報のサブセットを記憶することと、
1つ以上のネットワークノードにおいて、前記既存のUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを解放することであって、前記UEは前記解放を通知されない、ことと、
前記UEにデータを転送する要求を受信することと、
前記記憶されたセッション情報のサブセットを使用して新たなUEセッションを作成し、かつ前記1つ以上のネットワークノードにおいて、前記新たなUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを確立することと、
前記新たなUEセッションを使用して前記UEに前記データを転送することと、を含む、方法。 - 前記既存のUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを解放することが可能であると前記判定することが、基準のセットのうちの1つ以上の基準に基づいており、前記基準のセットが、
一人以上の加入者が非アクティブである期間と、
セッション期間を特定する認証、認可、及び課金(「AAA」)サーバーからの情報と、
特定のリソースが使用中である期間と、
ネットワーク負荷と、
最近最も使用されていないアルゴリズムと、
所定の閾値を超過する容量と、
最近最も使用されていない1つ以上のリソースの識別情報と、を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報のサブセットが、UE IP Addressと、Page情報と、モビリティ管理エンティティ(MME)/サービングゲートウェイ(SGW)情報とを含む、請求項1に記載の方法。
- 1つ以上のネットワークノードにおいて、前記既存のUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを前記解放することが、解放原因コードを伝送することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記解放原因コードが、前記1つ以上のネットワークノードに、前記1つ以上のネットワークノードにおいて、前記既存のUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを解放して、前記UEへの前記解放の通知を保留するように、指示する、請求項1に記載の方法。
- 前記情報のサブセットを前記記憶することが、パケットゲートウェイ(「PGW」)に情報を記憶することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記情報のサブセットを前記記憶することが、パケットゲートウェイ(「PGW」)において接続されたノードに情報を記憶することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記情報のサブセットを前記記憶することが、セッションデータベース内に情報を記憶することを含む、請求項1に記載の方法。
- 通信ネットワーク内のグループに属する一人以上の加入者にデータリソースを許可する方法であって、
オンライン課金セッションを作成する要求を受信することであって、前記要求が一人以上の加入者と関連付けられている指定ユーザーグループ(「DUG」)を識別する、ことと、
前記DUGが既存のオンライン課金セッションと関連付けられているかどうかを判定することであって、
前記DUGと関連付けられた既存のオンライン課金セッションがない場合に、新たなオンライン課金セッションを要求するオンライン課金ノードに前記DUGを識別するメッセージを送信し、前記DUGに割り当てられたポリシーデータを前記オンライン課金ノードから受信し、
既存のオンライン課金セッションが前記DUGと関連付けられている場合に、前記DUGに以前に割り当てられたポリシーデータを読み出す、ことと、
前記ポリシーデータに基づいて前記一人以上の加入者にデータリソースを許可することであって、前記データリソースが前記一人以上の加入者によって共有される、ことと、を含む、方法。 - 前記ポリシーデータが1つ以上のクォータを含み、各クォータが1つ以上のサービスまたはレーティンググループと関連付けられている、請求項9に記載の方法。
- 前記オンライン課金ノードが、オンライン課金システム(「OCS」)サーバーまたはポリシー制御および課金ルール機能(「PCRF」)サーバーである、請求項9に記載の方法。
- 前記ポリシーデータをキャッシュすることを更に含む、請求項9に記載の方法。
- 所定の時間間隔に基づいて前記ポリシーデータに対する更新をチェックすることを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記セッションを削除する要求が、前記DUGと関連付けられた最新の加入者と関連付けられている場合にのみ、前記オンライン課金セッションを削除することを更に含む、請求項9に記載の方法。
- モバイル通信ネットワーク内のネットワークリソースを保存する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記モバイル通信ネットワークが、
既存のユーザー端末(「UE」)セッションと関連付けられたネットワークリソースを解放することが可能であると判定し、前記既存のUEセッションはUEと関連付けられていると判定し、
前記既存のUEセッションに関連する情報のサブセットを識別し、前記UEと関連付けられた新たなUEセッションを作成するために前記情報のサブセットを使用することができると識別し、
前記情報のサブセットを記憶し、
1つ以上のネットワークノードにおいて、前記既存のUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを解放するメッセージを前記1つ以上のネットワークノードに送信し、前記UEは前記解放を通知されず、
前記UEにデータを転送する要求を受信し、
前記記憶されたセッション情報のサブセットを使用して新たなUEセッションを作成し、前記1つ以上のネットワークノードにおいて前記新たなUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを確立し、かつ
前記新たなUEセッションを使用して前記UEに前記データを転送するように構成されたネットワークノードを含む、非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記既存のUEセッションと関連付けられた前記ネットワークリソースを解放することが可能であるとの前記判定が、基準のセットのうちの1つ以上の基準に基づいており、前記基準のセットが、
一人以上の加入者が非アクティブである期間と、
セッション期間を特定する認証、認可、および課金(「AAA」)サーバーからの情報と、
特定のリソースが使用中である期間と、
ネットワーク負荷と、
最近最も使用されていないアルゴリズムと、
所定の閾値を超過する容量と、
最近最も使用されていない1つ以上のリソースの識別情報と、を含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記情報のサブセットが、UE IP Addressと、Page情報と、モビリティ管理エンティティ(MME)/サービングゲートウェイ(SGW)情報とを含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記メッセージが解放原因コードを含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記解放原因コードが、前記1つ以上のネットワークノードに、前記1つ以上のネットワークノードにおいて、前記既存のUEセッションと関連付けられたネットワークリソースを解放して、前記UEへの前記解放の通知を保留するように、指示する、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記ネットワークノードが、パケットゲートウェイ(「PGW」)またはPGWに接続されたノードを含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記情報のサブセットの前記記憶することが、セッションデータベースに情報を記憶することを含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 通信ネットワーク内のグループに属する一人以上の加入者にデータリソースを許可する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記通信ネットワークが、
オンライン課金セッションを作成する要求を受信し、前記要求が一人以上の加入者と関連付けられている指定ユーザーグループ(「DUG」)を識別し、
前記DUGが既存のオンライン課金セッションと関連付けられているかどうかを判定し、
前記DUGと関連付けられた既存のオンライン課金セッションがない場合に、新たなオンライン課金セッションを要求するオンライン課金ノードに前記DUGを識別するメッセージを送信し、前記DUGに割り当てられたポリシーデータを前記オンライン課金ノードから受信し、
既存のオンライン課金セッションが前記DUGと関連付けられている場合に、前記DUGに以前に割り当てられたポリシーデータを読み出し、かつ
前記ポリシーデータに基づいて前記一人以上の加入者にデータリソースを許可し、前記データリソースが前記一人以上の加入者によって共有されるように構成されたネットワークノードを含む、非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記ポリシーデータが1つ以上のクォータを含み、各クォータが1つ以上のサービスまたはレーティンググループと関連付けられている、請求項22に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記オンライン課金ノードが、オンライン課金システム(「OCS」)サーバーまたはポリシー制御および課金ルール機能(「PCRF」)サーバーである、請求項22に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記ネットワークノードが、前記ポリシーデータをキャッシュするように更に構成されている、請求項22に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記ネットワークノードが、所定の時間間隔に基づいて前記ポリシーデータに対する更新をチェックするように更に構成されている、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記ネットワークノードが、前記セッションを削除する要求が、前記DUGと関連付けられた最新の加入者と関連付けられている場合にのみ、前記オンライン課金セッションを削除するように更に構成されている、請求項22に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
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