JP4356067B2 - GPRS network system and GPRS network construction method - Google Patents

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Description

本発明は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規定のＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）ネットワークシステムに関し、特に、安価なＧＰＲＳネットワークの構築を可能とするＧＰＲＳネットワークシステムに関する。   The present invention relates to a GPRS (General Packet Radio Service) network system stipulated by 3GPP (3rd Generation Partnership Project), and more particularly to a GPRS network system that enables construction of an inexpensive GPRS network.

現行の３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規定のＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）仕様においては、ローカルプロトコルGTP（GPRS Tunneling Protocol）によるセッション張りや着呼シーケンス等のための制御メッセージ量が多くなっており、同時にGTPは加入者（ユーザ）管理を行うため、保有すべきPDP context等のユーザ情報も多くなっている状況である。   In the GPRS (General Packet Radio Service) specification of the current 3GPP (3rd Generation Partnership Project), the amount of control messages for session extension, incoming call sequence, etc. by the local protocol GTP (GPRS Tunneling Protocol) has increased. At the same time, since GTP performs subscriber (user) management, there is a large amount of user information such as PDP context that should be held.

例えば、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）仕様において、移動端末（ＭＳ）がメールの送信、ネットワークからのVoIPパケット受信等を行うと、その都度Create PDP context Request messageをＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）からＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）へ送信することでGTPトンネルを張る必要がある。   For example, in the GPRS (General Packet Radio Service) specification, each time a mobile terminal (MS) sends a mail, receives a VoIP packet from the network, etc., a Create PDP context Request message is sent from the SGSN (Serving GPRS Support Node) to the GGSN. It is necessary to establish a GTP tunnel by sending to (Gateway GPRS Support Node).

また、移動端末（ＭＳ）へのダウンリンクパケット受信の場合には、ＧＧＳＮよりアクセスしたホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）において、膨大なデータベースから接続先の移動端末（ＭＳ）の位置情報を検索する必要性が発生する。加入者（ユーザ）の移動端末識別子である「IMSI」（International Mobile Station Identity）を格納するホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）には、15digit（1015）という膨大な量の移動端末識別子「IMSI」が格納されるため、移動端末（ＭＳ）の位置情報の検索は、極めて非効率的なものとなる。 In the case of receiving a downlink packet to the mobile terminal (MS), it is necessary to search the location information of the connected mobile terminal (MS) from a huge database in the home location register (HLR) accessed from the GGSN. Occurs. The home location register (HLR) that stores “IMSI” (International Mobile Station Identity), which is the mobile terminal identifier of the subscriber (user), stores a huge amount of mobile terminal identifier “IMSI” of 15 digits (10 15 ). Therefore, the search for the location information of the mobile terminal (MS) is extremely inefficient.

従来の３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規定のＧＰＲＳネットワークシステムとしては、例えば、特開２０００−２０１１７２号公報（特許文献１）や特開２００１−３０８７８１号公報（特許文献２）に開示されるシステムがある。
特開２０００−２０１１７２号公報 特開２００１−３０８７８１号公報 As a conventional GPRS network system stipulated by 3GPP (3rd Generation Partnership Project), for example, there are systems disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-201172 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-308781 (Patent Document 2). is there.
JP 2000-201172 A JP 2001-308781 A

上述したように、これまでのＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）仕様においては、移動端末（ＭＳ）がメールの送信、ネットワークからのVoIPパケット受信等を行うと、その都度Create PDP context Request messageをＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）からＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）へ送信することでGTPトンネルを張る必要があり、トンネル形成のための制御メッセージの送受信量が多くなり、発呼／着呼の処理速度の向上が図れないという問題がある。   As described above, in the GPRS (General Packet Radio Service) specifications so far, whenever a mobile terminal (MS) transmits a mail, receives a VoIP packet from a network, etc., a Create PDP context Request message is sent to SGSN ( It is necessary to create a GTP tunnel by transmitting from the Serving GPRS Support Node (GGSN) to the Gateway GPRS Support Node (GGSN), increasing the amount of control messages sent and received for tunnel formation, and improving the processing speed of outgoing / incoming calls There is a problem that cannot be achieved.

また、移動端末（ＭＳ）へのダウンリンクパケット受信の場合には、ＧＧＳＮよりアクセスしたホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）において、膨大なデータベースから接続先の移動端末（ＭＳ）の位置情報を検索する必要があるため、処理に時間がかかるという問題がある。   In the case of downlink packet reception to the mobile terminal (MS), it is necessary to search the location information of the connected mobile terminal (MS) from a huge database in the home location register (HLR) accessed from the GGSN. Therefore, there is a problem that processing takes time.

さらに、上記トンネル形成及び位置情報の検索のための処理を、ＧＰＲＳ全加入者に対して個々に行うため、総処理量が多くなり利用料金が高くなる傾向にある。   Furthermore, since the tunnel formation and location information search processes are individually performed for all GPRS subscribers, the total processing amount tends to increase and the usage fee tends to increase.

上述した特許文献１や特許文献２に開示される従来のＧＰＲＳネットワークシステムにおいても、上記と同様の問題点を含んでいる。   The conventional GPRS network systems disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above also have the same problems as described above.

本発明の目的は、発呼、着呼の処理速度を向上させることができ、最低帯域保証を受けることができるＧＰＲＳネットワークシステム、ＧＰＲＳネットワークの構築方法を提案することにある。   An object of the present invention is to propose a GPRS network system and a GPRS network construction method capable of improving the processing speed of outgoing and incoming calls and receiving a minimum bandwidth guarantee.

本発明の他の目的は、ネットワークの総呼処理量を低減でき、個々の加入者に対する利用料金を引き下げることが可能となるＧＰＲＳネットワークシステム、ＧＰＲＳネットワークの構築方法を提案することにある。   Another object of the present invention is to propose a GPRS network system and a GPRS network construction method that can reduce the total call processing amount of the network and reduce the usage fee for each subscriber.

本発明のさらに他の目的は、トンネル形成のための制御メッセージの送受信量を少なくし、またホームロケーションレジスタにおける検索時間を短縮することができるＧＰＲＳネットワークシステム、ＧＰＲＳネットワークの構築方法を提案することにある。   Still another object of the present invention is to propose a GPRS network system and a GPRS network construction method capable of reducing the amount of control message transmission / reception for tunnel formation and reducing the search time in the home location register. is there.

本発明のさらに他の目的は、安価に構築することができるＧＰＲＳネットワークシステム、ＧＰＲＳネットワークの構築方法を提案することにある。     Still another object of the present invention is to propose a GPRS network system and a GPRS network construction method that can be constructed at low cost.

上記目的を達成するための本発明は、３ＧＰＰ規定のＧＰＲＳネットワークシステムであって、ネットワークの加入者のうち、特定のグループに属する加入者を設定し、前記グループを識別するグループ情報と当該グループに属する加入者毎に付与されたメンバー情報からなる、前記グループに属する加入者を識別するユーザ情報のリストを、加入者の移動端末の位置情報を検索するためのホームロケーションレジスタに格納し、
前記ホームロケーションレジスタの前記リストにより、前記グループに属する加入者の移動端末の位置情報を検索し、前記グループに属する加入者の移動端末のみが共用するGTPトンネルを常時構築しておくことを特徴とする。 The present invention for achieving the above object is a GPRS network system of the 3GPP defined, of the network of subscriber sets the subscriber belonging to a specific group, the group information and the group that identifies the group A list of user information for identifying subscribers belonging to the group, comprising member information assigned to each subscriber belonging to the subscriber, is stored in a home location register for retrieving location information of the subscriber's mobile terminal;
The location information of mobile terminals of subscribers belonging to the group is searched from the list of the home location register, and a GTP tunnel shared only by the mobile terminals of subscribers belonging to the group is always constructed. To do.

請求項２の本発明のＧＰＲＳネットワークシステムは、
前記グループに新たに属する加入者に対して前記ユーザ情報を発行すると共に、ネットワークに属するＧＧＳＮ、ＳＧＳＮに対して、前記グループに新たに属する加入者のユーザ情報、移動端末のIP address及び移動端末識別子を含むPDP contextの雛型をマルチキャストにより通知するグループ管理サーバを備えることを特徴とする。 The GPRS network system of the present invention according to claim 2 comprises:
Issues a said user information to subscribers belonging to the new to the group, GGSN belonging to the network, with respect to SGSN, the user information of the subscriber newly belonging to the group, IP address and the mobile terminal identifier of the mobile terminal It includes a group management server for notifying a template of a PDP context including a multicast .

請求項３の本発明のＧＰＲＳネットワークシステムは、前記グループ管理サーバは、前記グループに属する加入者のユーザ情報、移動端末識別子及び前記グループ専用に構築されたGTPトンネルの固有番号をデータベースとして備えることを特徴とする。 The GPRS network system of the present invention according to claim 3 is characterized in that the group management server includes, as a database, user information of subscribers belonging to the group, a mobile terminal identifier, and a unique number of a GTP tunnel constructed exclusively for the group. Features.

請求項４の本発明のＧＰＲＳネットワークシステムは、ネットワーク内の前記ＧＧＳＮと前記ＳＧＳＮ間のリンクについて、前記グループ専用のGTPトンネルの固有番号が設定されることを特徴とする。 The GPRS network system of the present invention according to claim 4 is characterized in that a unique number of a GTP tunnel dedicated to the group is set for a link between the GGSN and the SGSN in the network .

請求項５の本発明のＧＰＲＳネットワークシステムは、前記グループに属する加入者の前記移動端末のルーティング情報、位置情報を、１つの前記ユーザ情報に対して１つのPDP contextとして保有することを特徴とする。 The GPRS network system of the present invention according to claim 5 is characterized in that routing information and location information of the mobile terminals of subscribers belonging to the group are held as one PDP context for one piece of the user information. .

請求項６の本発明は、３ＧＰＰ規定のＧＰＲＳネットワークの構築方法であって、ネットワークの加入者のうち、特定のグループに属する加入者を設定し、前記グループを識別するグループ情報と当該グループに属する加入者毎に付与されたメンバー情報からなる、前記グループに属する加入者を識別するユーザ情報のリストを、加入者の移動端末の位置情報を検索するためのホームロケーションレジスタに格納し、前記ホームロケーションレジスタの前記リストにより、前記グループに属する加入者の移動端末の位置情報を検索し、前記グループに属する加入者の移動端末のみが共用するGTPトンネルを常時設けることを特徴とする。 The present invention of claim 6 is a GPRS network construction method stipulated by 3GPP, wherein among the subscribers of the network, a subscriber belonging to a specific group is set, group information for identifying the group, and a group belonging to the group A list of user information for identifying subscribers belonging to the group consisting of member information assigned to each subscriber is stored in a home location register for retrieving location information of the subscriber's mobile terminal, and the home location The location information of the mobile terminals of the subscribers belonging to the group is searched from the list of registers, and a GTP tunnel shared only by the mobile terminals of the subscribers belonging to the group is always provided .

請求項７の本発明のＧＰＲＳネットワークの構築方法は、前記グループに新たに属する加入者に対して前記ユーザ情報を発行すると共に、ネットワークに属するＧＧＳＮ、ＳＧＳＮに対して、前記グループに新たに属する加入者のユーザ情報、移動端末のIP address及び移動端末識別子を含むPDP contextの雛型をマルチキャストにより通知することを特徴とする。 The GPRS network construction method of the present invention according to claim 7 issues the user information to subscribers newly belonging to the group, and also newly joins the group to GGSN and SGSN belonging to the network. The PDP context template including the user information of the user, the IP address of the mobile terminal, and the mobile terminal identifier is notified by multicast .

請求項８の本発明のＧＰＲＳネットワーク構築方法は、前記グループに属する加入者のユーザ情報、移動端末識別子及び前記グループ専用に構築されたGTPトンネルの固有番号をデータベースとして備えることを特徴とする。 The GPRS network construction method of the present invention according to claim 8 is characterized by comprising as a database user information of subscribers belonging to the group, a mobile terminal identifier, and a unique number of a GTP tunnel constructed exclusively for the group .

請求項９の本発明のＧＰＲＳネットワーク構築方法は、ネットワーク内の前記ＧＧＳＮと前記ＳＧＳＮ間のリンクについて、前記グループ専用のGTPトンネルの固有番号を設定することを特徴とする。 The GPRS network construction method of the present invention according to claim 9 is characterized in that a unique number of a GTP tunnel dedicated to the group is set for a link between the GGSN and the SGSN in the network .

請求項１０の本発明のＧＰＲＳネットワーク構築方法は、前記グループに属する加入者の前記移動端末のルーティング情報、位置情報を、１つの前記ユーザ情報に対して１つのPDP contextとして保有することを特徴とする。 The GPRS network construction method of the present invention according to claim 10 is characterized in that routing information and location information of the mobile terminals of subscribers belonging to the group are held as one PDP context for one piece of the user information. To do.

本発明のＧＰＲＳネットワークシステムによれば、以下のような優れた効果が得られる。   According to the GPRS network system of the present invention, the following excellent effects can be obtained.

本発明によるＧＰＲＳネットワークシステムを導入することにより、本システムを利用するユーザは発呼、着呼の処理速度を向上させることができ、また１つのGTPトンネルでの処理数が限定されていることで最低帯域保証を受けることができる。さらに、GTPメッセージ量を減らし、ユーザの管理を利用者グループ単位で行うことで安価なＧＰＲＳネットワークを構築することができるようになる。   By introducing the GPRS network system according to the present invention, users who use this system can improve the processing speed of outgoing and incoming calls, and the number of processing in one GTP tunnel is limited. A minimum bandwidth guarantee can be obtained. Furthermore, an inexpensive GPRS network can be constructed by reducing the amount of GTP messages and managing users in units of user groups.

本発明によるＧＰＲＳネットワークシステムを適用することで、加入者（ユーザ）をグループ単位で扱うことが可能となり、またネットワークの総呼処理量を低減できるため、個々のユーザに対する利用料金を引き下げることが可能となる。   By applying the GPRS network system according to the present invention, it becomes possible to handle subscribers (users) in units of groups, and the total call processing amount of the network can be reduced, so it is possible to reduce the usage fee for each user. It becomes.

また、本発明によるＧＰＲＳネットワークシステムでは、加入者を絞り込んでユーザ情報によるセッション管理を行うことで制御メッセージの送受信量を少なくし、またホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）における検索時間を短縮することができる。   Further, in the GPRS network system according to the present invention, the amount of control messages sent and received can be reduced by narrowing down subscribers and performing session management based on user information, and the search time in the home location register (HLR) can be shortened.

キャリア（通信事業者）側にあっては、現行のGPRSネットワークサービスに付加価値を付けたサービスの提供が可能となり、サービスの幅を広げることができる。   On the carrier (telecom carrier) side, it becomes possible to provide services that add value to the current GPRS network service, and the range of services can be expanded.

本発明は、主要なキャリア（通信事業者）が加入者と本発明によるＧＰＲＳネットワークシステムの利用契約を結んだ場合に、その加入者グループ「community」に対して常時張られているGTPトンネルを共用可能とし、これによってトンネル形成の制御メッセージ送受信を省くとともに、加入者グループ「community」の会員番号を用いたホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）データベースによる高速検索を実現する。   The present invention shares a GTP tunnel that is always established for a subscriber group “community” when a major carrier (communication carrier) has signed a contract with a subscriber to use the GPRS network system according to the present invention. In this way, transmission / reception of a tunnel formation control message is omitted, and high-speed search using a home location register (HLR) database using a membership number of a subscriber group “community” is realized.

本発明を適用したＧＰＲＳネットワークシステムの実施例を図１に示す。図１のＧＰＲＳシステムにおいて、１０はグループ管理サーバ、２０はホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）、３０はＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）、４０はＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）、５０及び６０はＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ：）、７０は移動端末（ＭＳ：Mobile Station）、８０はインターネット網である。   An embodiment of a GPRS network system to which the present invention is applied is shown in FIG. In the GPRS system of FIG. 1, 10 is a group management server, 20 is a home location register (HLR), 30 is a GGSN (Gateway GPRS Support Node), 40 is an SGSN (Serving GPRS Support Node), 50 and 60 are RNCs (radio network) Controllers :) and 70 are mobile terminals (MS), and 80 is an Internet network.

なお、図１では、ＧＰＲＳネットワークシステムの一構成例を示しており、ＧＰＲＳネットワークシステムを構成するＳＧＳＮ４０やＲＮＣ５０、６０及び移動端末（ＭＳ）７０の数については図示の内容に限定されない。   Note that FIG. 1 shows a configuration example of the GPRS network system, and the number of SGSNs 40, RNCs 50 and 60, and mobile terminals (MS) 70 constituting the GPRS network system is not limited to the illustrated contents.

グループ管理サーバ１０は、本システムを利用する移動端末（ＭＳ）７０（本システムの利用契約を行った加入者の移動端末）に対し利用者グループ「community」のユーザIDである「UID」を発行する。また、データベースとして各グループ「community」ごとの所属メンバー、TEIDセットなどのリストを備える。   The group management server 10 issues “UID” which is a user ID of the user group “community” to the mobile terminal (MS) 70 (the mobile terminal of the subscriber who has made a use contract of this system) using the system. To do. The database also includes a list of members belonging to each group “community”, TEID sets, and the like.

移動端末（ＭＳ）の位置情報を検索するためのデータベースであるホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０には、加入者の移動端末識別子「IMSI」、IP addressなどロケーションについての情報が格納されている。なお、本実施例のホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０は、以下の特徴を有する。ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０のsubscription data（加入者データ）中に各グループ「community」に所属する移動端末（ＭＳ）７０の「UID」(ユーザID)リストを別途有する。この「UID」は、グループ「community」を識別するcommunity識別子「CID」(community ID：グループ情報)の８ビットと、グループ「community」に属する加入者をメンバーとして識別するmember識別子「MID」(member ID：メンバー情報)の１６bitからなる。ユーザID「UID」を有する加入者については検索効率を上げるために独立したリストとして保有する。   The home location register (HLR) 20, which is a database for searching for the location information of the mobile terminal (MS), stores information about the location such as the subscriber's mobile terminal identifier “IMSI” and IP address. The home location register (HLR) 20 of this embodiment has the following characteristics. The subscription data (subscriber data) of the home location register (HLR) 20 has a separate “UID” (user ID) list of the mobile terminals (MS) 70 belonging to each group “community”. This “UID” includes 8 bits of a community identifier “CID” (community ID: group information) for identifying the group “community”, and a member identifier “MID” (member for identifying a subscriber belonging to the group “community” as a member. ID: Member information). The subscriber having the user ID “UID” is held as an independent list in order to increase search efficiency.

移動端末（ＭＳ）７０は、無線リンクを用いて基地局（ノード：Node）とのパケット送受信を行う。本実施例においては、本システムとの加入契約を結んでいる移動端末（ＭＳ）７０は、グループ管理サーバ１０よりユーザID「UID」の発行を受ける。   A mobile terminal (MS) 70 performs packet transmission / reception with a base station (node) using a wireless link. In this embodiment, a mobile terminal (MS) 70 that has a subscription agreement with this system receives a user ID “UID” from the group management server 10.

ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ：Radio Network Controller）５０、６０には、配下の基地局（ノード：Node）からの呼が集まる。   RNCs (Radio Network Controllers) 50 and 60 collect calls from subordinate base stations (nodes).

ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）４０は、GPRSユーザーの位置管理、セキュリティ管理やアクセス制御を行うノードであり、配下の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）５０、６０からの呼が集まる。なお、本実施例のＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）４０は、以下の特徴を有する。   An SGSN (Serving GPRS Support Node) 40 is a node that performs GPRS user location management, security management, and access control, and calls from subordinate radio network controllers (RNCs) 50 and 60 are collected. The SGSN (Serving GPRS Support Node) 40 of this embodiment has the following characteristics.

ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）３０との間でGTPトンネルを張るためのCreate PDP context Request/Response信号のやり取りを行い、このGTPトンネルに固有番号「TEID」（Tunnel Endpoint ID）を割り振る。   A Create PDP context Request / Response signal is exchanged with a GGSN (Gateway GPRS Support Node) 30 to establish a GTP tunnel, and a unique number “TEID” (Tunnel Endpoint ID) is assigned to this GTP tunnel.

本実施例のＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）４０は、community専用のGTPトンネル固有番号「TEID」を用いて全ＳＧＳＮ４０−ＧＧＳＮ３０間のリンクについて常時GTPトンネルを張っている。   The SGSN (Serving GPRS Support Node) 40 of the present embodiment always establishes a GTP tunnel for all the links between the SGSN 40 and the GGSN 30 using a community-specific GTP tunnel unique number “TEID”.

本実施例では、各加入者のルーティング情報、位置情報を１つのユーザID「UID」に対して１つの「PDP context」として保有する（なお、これまでの３ＧＰＰ仕様では１つのGTPトンネル固有番号「TEID」に対し「PDP context」が保有されている）。   In the present embodiment, routing information and location information of each subscriber is held as one “PDP context” for one user ID “UID” (in the 3GPP specifications so far, one GTP tunnel unique number “ "PDP context" is held for "TEID").

ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）３０は、パケット・データ網との相互接続点となるノードであり、配下のＳＧＳＮ４０からの呼が集まる。無線アクセスネットワークとインターネット網８０とのゲートウェイ（gateway）として機能する。GTPカプセリングの終端及び開始点となる。なお、以下の特徴がある。   A GGSN (Gateway GPRS Support Node) 30 is a node serving as an interconnection point with the packet data network, and calls from the subordinate SGSN 40 gather. It functions as a gateway between the radio access network and the Internet network 80. This is the end and start point of GTP encapsulation. There are the following features.

ＳＧＳＮ４０との間でGTPトンネルを張るためのCreate PDP context Request/Response信号のやり取りを行い、このGTPトンネルにGTPトンネル固有番号「TEID」を割り振る。   A Create PDP context Request / Response signal is exchanged with the SGSN 40 to establish a GTP tunnel, and a GTP tunnel unique number “TEID” is assigned to this GTP tunnel.

本実施例のＧＧＳＮ３０は、community専用のGTPトンネル固有番号「TEID」を用いて全ＳＧＳＮ４０−ＧＧＳＮ３０間のリンクについて常時GTPトンネルを張っている。   The GGSN 30 of this embodiment always establishes a GTP tunnel for the links between all the SGSNs 40 and the GGSN 30 using the community-specific GTP tunnel unique number “TEID”.

本実施例では、各加入者のルーティング情報、位置情報を1つのユーザID「UID」に対して1つの「PDP context」として保有する。   In the present embodiment, routing information and location information of each subscriber are held as one “PDP context” for one user ID “UID”.

本実施例のＧＧＳＮ３０は、ダウンリンクパケットを受信すると、「PDP context」中で宛先の移動端末（ＭＳ）７０のDestination IP addressをキーとしてユーザID「UID」を検索し、ユーザID「UID」が存在するならこれをホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０に通知した後、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０においてはユーザID「UID」を用いた高速検索を行う。これにより、配下のＳＧＳＮ、ＲＮＣを特定する。   When receiving the downlink packet, the GGSN 30 of the present embodiment searches the user ID “UID” in the “PDP context” using the destination IP address of the destination mobile terminal (MS) 70 as a key, and the user ID “UID” is If it exists, this is notified to the home location register (HLR) 20, and then the home location register (HLR) 20 performs a high-speed search using the user ID “UID”. Thereby, the subordinate SGSN and RNC are specified.

上記のようにGTPセッションが事前に張られているため、３ＧＰＰ規定のSuccessful Network-Requested PDP Context Activation Procedure におけるＧＧＳＮ３０での「PDU Notification Response」受信後に、PDP context Activation Procedureは起こらない（Create PDP context Request / Response信号のやり取りが発生しない）。   Since the GTP session is established in advance as described above, the PDP context Activation Procedure does not occur after receiving the “PDU Notification Response” at the GGSN 30 in the Successful Network-Requested PDP Context Activation Procedure specified in 3GPP (Create PDP context Request / Response signal exchange does not occur).

また、ＧＧＳＮ３０は、グループ管理サーバ１０とのインタフェースを持ち、移動端末（ＭＳ）７０へのユーザID「UID」発行の仲介をする。   The GGSN 30 has an interface with the group management server 10 and mediates the issuance of the user ID “UID” to the mobile terminal (MS) 70.

ここで、上記のように構成される本実施例のネットワークシステムの動作について説明する。   Here, the operation of the network system of the present embodiment configured as described above will be described.

まず、ＳＧＳＮ-ＧＧＳＮ間のpermanent GTPセッション構築について図２を参照して説明する。図２に、グループ管理サーバ１０を含むネットワークを示す。   First, the construction of a permanent GTP session between SGSN and GGSN will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a network including the group management server 10.

本実施例によるネットワークシステムにおいては、ＳＧＳＮ４０-ＧＧＳＮ３０間のpermanent GTPセッションが張られていることが前提となる。以下にセッション構築の手続きを説明する。   In the network system according to the present embodiment, it is assumed that a permanent GTP session between the SGSN 40 and the GGSN 30 is established. The session construction procedure is described below.

本実施例によるネットワークシステムのキャリア（通信事業者）はグループ管理サーバ１０を備えており、これによるtriggerでＧＧＳＮ３０から全ＳＧＳＮ４０に対しGTPトンネルが張られる。この際、ＧＧＳＮ３０はグループ「community」専用に割り当てられたGTPトンネル固有番号「TEID」を用い、ＳＧＳＮ４０ごとに１インクリメントすることで異なる値をＳＧＳＮ４０に設定するようにする。この動作は、新たなGSNノードの導入、ノードの起動時などに行うものである。   The carrier (communication carrier) of the network system according to the present embodiment includes the group management server 10, and a GTP tunnel is established from the GGSN 30 to all the SGSNs 40 by this trigger. At this time, the GGSN 30 uses the GTP tunnel unique number “TEID” allocated exclusively for the group “community”, and sets a different value in the SGSN 40 by incrementing by 1 for each SGSN 40. This operation is performed when a new GSN node is introduced or the node is started.

グループ「community」への新規の加入者は、グループ管理サーバ１０よりユーザID「UID」の発行を受ける。これは以下のような手順で行われる。   A new subscriber to the group “community” receives a user ID “UID” from the group management server 10. This is done in the following procedure.

まず、移動端末（ＭＳ）７０は、ユーザID「UID」の発行要求をRNC５０（又はＲＮＣ６０）、ＳＧＳＮ４０、ＧＧＳＮ３０を経由してグループ管理サーバ１０まで送信する。   First, the mobile terminal (MS) 70 transmits a request for issuing the user ID “UID” to the group management server 10 via the RNC 50 (or RNC 60), the SGSN 40, and the GGSN 30.

この発行要求には、移動端末（ＭＳ）７０の移動端末識別子「IMSI」が含まれており、受信したグループ管理サーバ１０は、この移動端末識別子「IMSI」に対し1つのユーザID「UID」を割り当て、上りとは逆ルート（ＧＧＳＮ３０→ＳＧＳＮ４０→ＲＮＣ５０→移動端末（ＭＳ）７０）を経由して移動端末（ＭＳ）７０に通知する。   This issuance request includes the mobile terminal identifier “IMSI” of the mobile terminal (MS) 70, and the received group management server 10 assigns one user ID “UID” to the mobile terminal identifier “IMSI”. The mobile terminal (MS) 70 is notified via a route reverse to the allocation and uplink (GGSN 30 → SGSN 40 → RNC 50 → mobile terminal (MS) 70).

また、グループ管理サーバ１０は、各グループ「community」に所属するメンバーのユーザID「UID」、移動端末識別子「IMSI」、各グループ「community」が保有するGTPトンネル固有番号「TEID」のセットからなるリスト１０−１をデータベース化して保有している。   The group management server 10 includes a set of a user ID “UID” of a member belonging to each group “community”, a mobile terminal identifier “IMSI”, and a GTP tunnel unique number “TEID” held by each group “community”. List 10-1 is stored in a database.

グループ管理サーバ１０は、自身のキャリア（通信事業者）が所有する全てのＧＧＳＮ３０、ＳＧＳＮ４０に対し新規の加入者向けに作成する「PDP context」の雛型をマルチキャストにより通知する。この「PDP context」の雛型には、端末IP address、新規加入者のユーザID「UID」、移動端末識別子「IMSI」などが含まれる。   The group management server 10 notifies all GGSNs 30 and SGSNs 40 owned by its own carrier (communication carrier) of the “PDP context” template created for a new subscriber by multicast. The “PDP context” template includes a terminal IP address, a new subscriber user ID “UID”, a mobile terminal identifier “IMSI”, and the like.

次に、本実施例のネットワークシステムにおけるアップリンクパケット送信（例えば、メール送信）の動作について説明する。   Next, the operation of uplink packet transmission (for example, mail transmission) in the network system of the present embodiment will be described.

メール送信時など、移動端末（ＭＳ）７０よりパケットを発信する場合のロジックを図３に示す。   FIG. 3 shows the logic when a packet is transmitted from the mobile terminal (MS) 70, such as when sending a mail.

移動端末（ＭＳ）７０よりメール送信のためSMTPサーバ９０にデータを転送する場合、まず移動端末（ＭＳ）７０−ＲＮＣ４０−ＳＧＳＮ３０間のリンクを確立する（ＲＮＣ５０−ＳＧＳＮ４０間については、RANAP（Radio Access Network Application）プロトコルによってセッションが張られ、結果的にGTPトンネルが形成される）。   When data is transferred from the mobile terminal (MS) 70 to the SMTP server 90 for mail transmission, first, a link between the mobile terminal (MS) 70 and the RNC 40 and the SGSN 30 is established (the RNAP (Radio Access between the RNC 50 and the SGSN 40). Network Application) protocol establishes a session, resulting in a GTP tunnel).

ＳＧＳＮ４０−ＧＧＳＮ３０間では、本システムの契約者用の「TEID」によるトンネル２００が既に張られており、また、ＳＧＳＮ４０とＧＧＳＮ３０の両方にユーザID「UID」から検索可能なPDP context（1「UID」に対し1「PDP context」領域が確保される）が保存されている。   Between the SGSN 40 and the GGSN 30, a tunnel 200 with a “TEID” for a contractor of this system has already been established, and a PDP context (1 “UID”) that can be searched from both the SGSN 40 and the GGSN 30 from the user ID “UID”. 1 "PDP context" area is reserved).

こうしてＲＮＣ５０−ＳＧＳＮ４０−ＧＧＳＮ３０間でGTPトンネルによるリンクが張られると、移動端末（ＭＳ）７０はメールデータを乗せたパケット送信を開始する。   When a link is established between the RNC 50, the SGSN 40, and the GGSN 30 by the GTP tunnel, the mobile terminal (MS) 70 starts transmitting a packet carrying mail data.

ＲＮＣ５０−ＳＧＳＮ４０間と、ＳＧＳＮ４０−ＧＧＳＮ３０間は、互いに独立したGTPトンネルであり、ＲＮＣ５０−ＳＧＳＮ４０間については従来の３ＧＰＰ仕様に基づき、本システム契約とは依存しない加入者ごとのセッションに対応したGTPトンネル固有番号「TEID」が設定されている。   The RNC 50-SGSN 40 and the SGSN 40-GGSN 30 are independent GTP tunnels. The RNC 50-SGSN 40 is based on the conventional 3GPP specifications and is a GTP tunnel corresponding to a session for each subscriber that does not depend on this system contract. The unique number “TEID” is set.

一方、ＳＧＳＮ４０−ＧＧＳＮ３０間は、グループ「community」に所属する加入者間で共用されるGTPトンネル固有番号「TEID」が設定されている。加入者ごとのセッションを区別する必要性から、GTPヘッダの拡張ヘッダフィールドにユーザID「UID」情報を含めてデータ送信を行う。ユーザID「UID」はＳＧＳＮ４０のPDP contextにおいて受信パケットの「Source IP address」をキーに検索し、存在している場合に上記GTP拡張ヘッダに含められる。   On the other hand, between the SGSN 40 and the GGSN 30, a GTP tunnel unique number “TEID” that is shared between subscribers belonging to the group “community” is set. Since it is necessary to distinguish the session for each subscriber, data is transmitted by including the user ID “UID” information in the extension header field of the GTP header. The user ID “UID” is searched using the “Source IP address” of the received packet in the PDP context of the SGSN 40 as a key, and if present, is included in the GTP extension header.

メールデータパケットは、ＧＧＳＮ３０でインターネット網８０に入り、SMTPサーバ９０に転送される。   The mail data packet enters the Internet network 80 by the GGSN 30 and is transferred to the SMTP server 90.

次に、本実施例のネットワークシステムにおけるダウンリンクパケット受信（例えば、VoIPパケット受信）の動作について説明する。   Next, the operation of downlink packet reception (for example, VoIP packet reception) in the network system of the present embodiment will be described.

VoIPパケット受信時など、ネットワークよりパケットを受信する場合のロジックを図４に示す。   The logic for receiving a packet from the network, such as when receiving a VoIP packet, is shown in FIG.

図４においては、外部ネットワークに存在する移動端末（ＭＳ）１１０がＧＡＴＥＷＡＹ（ゲートウェイサーバ）１００を介してGPRS配下の移動端末（ＭＳ）７０にVoIPパケットを送信する例を示している。   FIG. 4 shows an example in which a mobile terminal (MS) 110 existing in an external network transmits a VoIP packet to a mobile terminal (MS) 70 under GPRS via a GATEWAY (gateway server) 100.

GPRSはこのようなダウンリンクパケットがＧＧＳＮ３０に到着して初めてセッション手続きを開始する。また、送信先が移動端末（ＭＳ）７０であるため、その時点での移動端末（ＭＳ）７０の最新の位置情報の取得を行う。   GPRS starts the session procedure only when such a downlink packet arrives at the GGSN 30. Further, since the transmission destination is the mobile terminal (MS) 70, the latest location information of the mobile terminal (MS) 70 at that time is acquired.

ＧＧＳＮ３０は、「PDP context」中で宛先の移動端末（ＭＳ）７０のDestination IP addressをキーとしてユーザID「UID」を検索し、ユーザID「UID」が存在するならば、これをホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０に通知する。移動端末（ＭＳ）７０の位置情報はホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０においてデータベースとして管理されており、ＧＧＳＮ３０はホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０にアクセスすることでその位置情報を取得する。   The GGSN 30 searches the user ID “UID” in the “PDP context” using the destination IP address of the destination mobile terminal (MS) 70 as a key. If the user ID “UID” exists, the GGSN 30 searches for the user ID “UID”. HLR) 20 is notified. The location information of the mobile terminal (MS) 70 is managed as a database in the home location register (HLR) 20, and the GGSN 30 acquires the location information by accessing the home location register (HLR) 20.

本システムにおいて、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２０にはユーザID「UID」を検索子としてリスト化された加入者データ（subscription data）テーブル２０−１が別途用意されており、宛先の移動端末（ＭＳ）７０が本システム契約を結んでいる場合は全てこのsubscription data（加入者データ）テーブル２０−１を用いて検索を行う。   In this system, the home location register (HLR) 20 is separately provided with a subscriber data (subscription data) table 20-1 listed with the user ID “UID” as a search element, and the destination mobile terminal (MS) ) When all of 70 have signed this system contract, a search is performed using this subscription data (subscriber data) table 20-1.

ユーザID「UID」のうちメンバー数を示すmember識別子「MID」は16bitフィールドとするため、各グループ「community」のエントリ数は「65535」に制限する。これにより、ポインタテーブル検索等を用いることで、各community識別子「CID」に対するmember識別子「MID」について16bit幅での検索を常に行えるようにする。   Since the member identifier “MID” indicating the number of members in the user ID “UID” is a 16-bit field, the number of entries in each group “community” is limited to “65535”. Thus, by using a pointer table search or the like, it is possible to always perform a search with a 16-bit width for the member identifier “MID” for each community identifier “CID”.

検索によりsubscription data（加入者データ）テーブル２０−１から宛先の移動端末（ＭＳ）７０在圏のＳＧＳＮ４０が分かると、本システムでは既にＧＧＳＮ３０−ＳＧＳＮ４０間のGTPトンネルが張られているため、該当するＳＧＳＮ４０に対してデータを転送する。   If the SGSN 40 located in the destination mobile terminal (MS) 70 is found from the subscription data (subscriber data) table 20-1 by the search, the GTP tunnel between the GGSN 30 and the SGSN 40 has already been established in this system. Data is transferred to the SGSN 40.

また、ＳＧＳＮ４０では、「PDP context」に宛先の移動端末（ＭＳ）７０の「RNC address in use」（現在の移動端末（ＭＳ）７０の在圏RNCアドレス）が記録されているので、これを元に該当RNC５０へデータを転送する。   In the SGSN 40, the “RNC address in use” of the destination mobile terminal (MS) 70 (the current RNC address of the mobile terminal (MS) 70) is recorded in the “PDP context”. The data is transferred to the corresponding RNC 50.

本実施例によるＧＰＲＳネットワークシステムを導入することにより、契約したユーザは発呼、着呼の処理速度を向上させることができ、また１つのGTPトンネル固有番号「TEID」での処理数が限定されていることで最低帯域保証を受けることができる。さらに、GTPメッセージ量を減らし、加入者（ユーザ）の管理をグループ「community」単位で行うことで、安価なGPRSネットワークを構築することができる。   By introducing the GPRS network system according to the present embodiment, the contracted user can improve the processing speed of outgoing and incoming calls, and the number of processing with one GTP tunnel unique number “TEID” is limited. Can guarantee the minimum bandwidth. Furthermore, an inexpensive GPRS network can be constructed by reducing the amount of GTP messages and managing subscribers (users) for each group “community”.

キャリア（通信事業者）側にあっては、現行のGPRSネットワークサービスに付加価値を付けたサービスの提供が可能となり、サービスの幅を広げることができる。   On the carrier (telecom carrier) side, it becomes possible to provide services that add value to the current GPRS network service, and the range of services can be expanded.

なお、同一ＧＰＲＳ内での移動端末（ＭＳ）−移動端末（ＭＳ）間通信の場合で、双方の移動端末（ＭＳ）に本システムが適用された場合、アップリンク及びダウンリンク両方で高速化を実現できる。従って、本システムを利用するある加入者グループ「community」に属するユーザに対し頻繁に相互通信を行うような利用者がいる場合、キャリア（通信事業者）がその利用者に対して本システムによる利用（契約）を勧めることでサービスの幅を広げることができる。   In the case of communication between a mobile terminal (MS) and a mobile terminal (MS) in the same GPRS, when this system is applied to both mobile terminals (MS), the speed is increased in both uplink and downlink. realizable. Therefore, when there are users who frequently communicate with each other for users who belong to a certain subscriber group “community” who use this system, the carrier (communication carrier) uses the system for that user. By encouraging (contract), the range of services can be expanded.

本システムの特徴は、同一の利用者グループ「community」の所属メンバーが地域的に同一の場所に存在する必要はなく、散在していて構わない点にある。上記のように頻繁にアップリンク、ダウンリンク往復のトラヒックを扱う利用者グループ「community」の形態としては、例えばinternet空間で趣味や興味を同じくするユーザ間のVoIP会話やチャットなどが考えられる。   A feature of this system is that members belonging to the same user group “community” do not have to be located in the same place in the region, and may be scattered. As a form of the user group “community” that frequently handles uplink and downlink round-trip traffic as described above, for example, VoIP conversations and chats between users who have the same hobbies and interests in the internet space can be considered.

以上好ましい実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not necessarily limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.

本発明を適用したＧＰＲＳネットワークシステムの実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of the GPRS network system to which this invention is applied. 本実施例のＧＰＲＳネットワークシステムにおけるＳＧＳＮ-ＧＧＳＮ間のGTPセッション構築の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of the GTP session construction between SGSN-GGSN in the GPRS network system of a present Example. 本実施例のＧＰＲＳネットワークシステムにおけるアップリンクパケット送信の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of the uplink packet transmission in the GPRS network system of a present Example. 本実施例のＧＰＲＳネットワークシステムにおけるダウンリンクパケット受信の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of downlink packet reception in the GPRS network system of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

１０：グループ管理サーバ
１０−１：リスト
２０：ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）
２０−１：加入者データ（subscription data）テーブル
３０：ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）
４０：ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）
５０、６０：無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）
７０、１１０：移動端末（ＭＳ）
８０：インターネット網
９０：ＳＭＴＰサーバ
１００：ＧＡＴＥＷＡＹ（ゲートウェイサーバ）
２００：GTPトンネル 10: Group management server 10-1: List 20: Home location register (HLR)
20-1: Subscriber data table 30: GGSN (Gateway GPRS Support Node)
40: SGSN (Serving GPRS Support Node)
50, 60: Radio network controller (RNC)
70, 110: Mobile terminal (MS)
80: Internet network 90: SMTP server 100: GATEWAY (gateway server)
200: GTP tunnel

Claims (10)

３ＧＰＰ規定のＧＰＲＳネットワークシステムであって、
ネットワークの加入者のうち、特定のグループに属する加入者を設定し、
前記グループを識別するグループ情報と当該グループに属する加入者毎に付与されたメンバー情報からなる、前記グループに属する加入者を識別するユーザ情報のリストを、加入者の移動端末の位置情報を検索するためのホームロケーションレジスタに格納し、
前記ホームロケーションレジスタの前記リストにより、前記グループに属する加入者の移動端末の位置情報を検索し、
前記グループに属する加入者の移動端末のみが共用するGTPトンネルを常時構築しておくことを特徴とするＧＰＲＳネットワークシステム。 A GPRS network system defined by 3GPP,
Among the subscribers of the network, it sets the subscribers belonging to a particular group,
The location information of the subscriber's mobile terminal is searched for a list of user information that identifies the subscriber belonging to the group, which includes group information for identifying the group and member information assigned to each subscriber belonging to the group. Store in the home location register for
The location information of mobile terminals of subscribers belonging to the group is searched by the list of the home location register,
A GPRS network system in which a GTP tunnel shared only by mobile terminals of subscribers belonging to the group is always constructed. 前記グループに新たに属する加入者に対して前記ユーザ情報を発行すると共に、ネットワークに属するＧＧＳＮ、ＳＧＳＮに対して、前記グループに新たに属する加入者のユーザ情報、移動端末のIP address及び移動端末識別子を含むPDP contextの雛型をマルチキャストにより通知するグループ管理サーバを備えることを特徴とする請求項１に記載のＧＰＲＳネットワークシステム。 The user information is issued to the subscriber newly belonging to the group, and the user information of the subscriber newly belonging to the group, the IP address of the mobile terminal, and the mobile terminal identifier are assigned to the GGSN and SGSN belonging to the network. The GPRS network system according to claim 1 , further comprising: a group management server that notifies a template of a PDP context including the information by multicast. 前記グループ管理サーバは、前記グループに属する加入者のユーザ情報、移動端末識別子及び前記グループ専用に構築されたGTPトンネルの固有番号をデータベースとして備えることを特徴とする請求項２に記載のＧＰＲＳネットワークシステム。 The GPRS network system according to claim 2 , wherein the group management server includes user information of subscribers belonging to the group, a mobile terminal identifier, and a unique number of a GTP tunnel constructed exclusively for the group as a database. . ネットワーク内の前記ＧＧＳＮと前記ＳＧＳＮ間のリンクについて、前記グループ専用のGTPトンネルの固有番号が設定されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のＧＰＲＳネットワークシステム。 The GPRS network system according to claim 2 or 3 , wherein a unique number of the GTP tunnel dedicated to the group is set for the link between the GGSN and the SGSN in the network. 前記グループに属する加入者の前記移動端末のルーティング情報、位置情報を、１つの前記ユーザ情報に対して１つのPDP contextとして保有することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載のＧＰＲＳネットワークシステム。 Routing information of the mobile terminal of a subscriber belonging to the group, the position information, any one of the preceding claims 2, characterized in that it possesses a single PDP context for one of the user information GPRS network system described in 1. ３ＧＰＰ規定のＧＰＲＳネットワークの構築方法であって、
ネットワークの加入者のうち、特定のグループに属する加入者を設定し、
前記グループを識別するグループ情報と当該グループに属する加入者毎に付与されたメンバー情報からなる、前記グループに属する加入者を識別するユーザ情報のリストを、加入者の移動端末の位置情報を検索するためのホームロケーションレジスタに格納し、
前記ホームロケーションレジスタの前記リストにより、前記グループに属する加入者の移動端末の位置情報を検索し、
前記グループに属する加入者の移動端末のみが共用するGTPトンネルを常時設けることを特徴とするＧＰＲＳネットワーク構築方法。 A GPRS network construction method defined in 3GPP,
Among the subscribers of the network, it sets the subscribers belonging to a particular group,
The location information of the subscriber's mobile terminal is searched for a list of user information that identifies the subscriber belonging to the group, which includes group information for identifying the group and member information assigned to each subscriber belonging to the group. Store in the home location register for
The location information of mobile terminals of subscribers belonging to the group is searched by the list of the home location register,
A GPRS network construction method characterized in that a GTP tunnel shared only by mobile terminals of subscribers belonging to the group is always provided. 前記グループに新たに属する加入者に対して前記ユーザ情報を発行すると共に、ネットワークに属するＧＧＳＮ、ＳＧＳＮに対して、前記グループに新たに属する加入者のユーザ情報、移動端末のIP address及び移動端末識別子を含むPDP contextの雛型をマルチキャストにより通知することを特徴とする請求項６に記載のＧＰＲＳネットワーク構築方法。 The user information is issued to the subscriber newly belonging to the group, and the user information of the subscriber newly belonging to the group, the IP address of the mobile terminal, and the mobile terminal identifier are assigned to the GGSN and SGSN belonging to the network. The GPRS network construction method according to claim 6 , wherein a template of a PDP context including is notified by multicast. 前記グループに属する加入者のユーザ情報、移動端末識別子及び前記グループ専用に構築されたGTPトンネルの固有番号をデータベースとして備えることを特徴とする請求項７に記載のＧＰＲＳネットワーク構築方法。 The GPRS network construction method according to claim 7 , comprising user information of subscribers belonging to the group, a mobile terminal identifier, and a unique number of a GTP tunnel constructed exclusively for the group as a database. ネットワーク内の前記ＧＧＳＮと前記ＳＧＳＮ間のリンクについて、前記グループ専用のGTPトンネルの固有番号を設定することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のＧＰＲＳネットワーク構築方法。 The GPRS network construction method according to claim 7 or 8 , wherein a unique number of a GTP tunnel dedicated to the group is set for a link between the GGSN and the SGSN in a network. 前記グループに属する加入者の前記移動端末のルーティング情報、位置情報を、１つの前記ユーザ情報に対して１つのPDP contextとして保有することを特徴とする請求項７から請求項９の何れか1項に記載のＧＰＲＳネットワーク構築方法。
Routing information of the mobile terminal of a subscriber belonging to the group, the position information, any one of claims 7 to 9, characterized in that held as one PDP context for one of the user information A GPRS network construction method according to claim 1.
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