JP4914938B2 - 無線通信システム、装置、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システムに関し、特に、無線移動局の移動に伴ってノード装置間ハンドオーバが発生した時のＱｏＳ制御を容易にする無線通信システムおよびパケットフローの通信品質保証方法に関する。

３ＧＰＰ２(3rd Generation Partnership Project 2)の寄書「Qualcomm、X31-20040607-018 R1、(2004年6月7日)」（非特許文献１）では、ハンドオーバにおいてＱｏＳ（Quality of Service、通信品質）を保障するシナリオが開示されている。上記文献の７ページのオプション３では、ＲＡＮ（Radio Access Network）間のハンドオーバでＰＤＳＮ（Packet Data Serving Node）がＱｏＳ情報を管理する案が開示されている。本案ではＰＤＳＮは、無線端末装置ＭＳ（Mobile Station）が要求したＱｏＳ（Ｒ ＱｏＳ: Requested QoS）と、保証したＱｏＳ（Ｇ ＱｏＳ: Granted QoS）を管理する。但し、ＰＤＳＮ間のハンドオーバの例は開示されていない。

３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2)の寄書「Nokia、X31-20040629-003、(2004年6月29日)」（非特許文献２）では、ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおいて、ＰＤＳＮ間インタフェース（Ｐ−Ｐインタフェース）でＱｏＳ情報を送る最適化の余地があることが指摘されている（２ページ、３１−３３行）。但し、ハンドオーバにおけるＱｏＳ設定の具体例は開示されていない。

３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2)で標準化が行われている「X.P0011-D-004、 Rev0.5、(2005年11月)」（非特許文献３）では、無線システムにおけるＱｏＳの設定方法が開示されている。本書Annex.Fでは、無線移動局ＭＳ（ Mobile Station）がネットワークにＱｏＳを要求してＲＡＮが許可するコールフローが開示されている。

３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2)で標準化が行われている「X.P0011-D-003、 Rev0.5、(2005年11月)」（非特許文献４）では、Ｐ−Ｐインタフェース（ＰＤＳＮ間インタフェース）を規定している。Chapter 4にＰ−Ｐインタフェースを用いたPDSN間ハンドオーバが開示されている。

図１に本発明で前提となる無線通信システムを示す。
Ｐネットワーク１は、ＩＰ（Internet Protocol）のコアネットワークである。ＰＤＳＮ２、ＰＤＳＮ３は、それぞれＩＰネットワーク１とＲＡＮ（Radio Access Network）４、ＲＡＮ５を接続するノード装置である。ＰＤＳＮ２、ＰＤＳＮ３は、それぞれハンドオーバの移動元（Source）と移動先（Target）となるため、以下の説明では、移動元のＰＤＳＮをｓＰＤＳＮ、移動先のＰＤＳＮをｔＰＤＳＮと表すことにする。ＲＡＮ４、ＲＡＮ５は、それぞれＲＡＮ−ＰＤＳＮ間インタフェース（Ｒ−Ｐインタフェース）によって、ＰＤＳＮ２、ＰＤＳＮ３と接続される無線アクセスネットワークである。

ＲＡＮ４、ＲＡＮ５は、移動端末（無線移動局）ＭＳ１０の移動に伴って、それぞれハンドオーバの移動元（Source）と移動先（Target）となるため、移動元ＲＡＮはｓＲＡＮ、移動先ＲＡＮはｔＲＡＮと表す。ＰＣＦ（Packet Control Function）６、ＰＣＦ８は、それぞれＲＡＮ−ＰＤＳＮ間インタフェース（Ｒ−Ｐインタフェース）によって、ＰＤＳＮ２、ＰＤＳＮ３と接続されるパケット制御装置である。ＰＣＦ６、ＰＣＦ８も、それぞれハンドオーバの移動元（Source）と移動先（Target）となるので、移動元ＰＣＦはｓＰＣＦ６、移動先ＰＣＦはｔＰＣＦ８と表す。

ＢＳ（Base Station）７、ＢＳ９は、それぞれＰＤＳＮ２、ＰＤＳＮ３に接続される無線基地局である。ＢＳ７、ＢＳ９も、それぞれハンドオーバの移動元（Source）と移動先（Target）となるので、移動元ＢＳはｓＢＳ７、移動先ＢＳはｔＢＳ９と表す。

ＡＡＡ（Authentication, Authorization and Accounting）１１は、ＰＤＳＮ２、ＰＤＳＮ３とＩＰネットワーク１を介して接続されたユーザ認証／課金サーバである。以下の説明では、ＭＳ１０が、ｓＰＤＳＮ２に接続されたＢＳ７からｔＰＤＳＮ３に接続されたＢＳ９に移動することによって、ノード装置（ＰＤＳＮ）間ハンドオーバが発生した場合を前提とする。

ＭＳとＰＤＳＮとの間には、通信のためＰＰＰ（Point to Point Protocol）セッションが設定される。ＭＳは、１つのＰＰＰセッション上に設定される複数の接続（コネクション）によって、ＰＤＳＮと通信を行う。接続としては、主接続と補助接続とがある。主接続は、ＭＳとＰＤＳＮとの間でＰＰＰ制御メッセージを通信するため、ＭＳ−ＰＤＳＮ間に必ず張られる１つの接続である。補助接続は、ＶｏＩＰ等のアプリケーション要求に応じて、主接続に追加して張られる接続である。ＭＳ−ＰＤＳＮ間には、必要に応じて複数の補助接続が設定される。

図７は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバの前後でＱｏＳを保証するための従来技術から考えられるコールフローの１例を示す。
ＭＳ−ＰＤＳＮ間には、先ず、主接続を設定してから、ＭＳで動作するアプリケーションの要求に応じて、補助接続のＱｏＳ設定が行われる。ＭＳ１０は、ｓＰＤＳＮ２との間で、主接続（Main SC: Main Service Connection）８１の手順を実行する。主接続手順が完了すると、ｓＰＤＳＮ２は、ＡＡＡ１１にＭＳ１０を認証するためのアクセス要求メッセージ８２を送信し、ＡＡＡ１１からのアクセス承認メッセージ８３を待つ。アクセス承認メッセージ８３には、ＱｏＳユーザプロファイル（ＱＯＳ User Profile）が付加される。ＱＯＳ User Profileには、ＭＳユーザがキャリアと交わす契約で決定されたＱｏＳレベル、すなわち、ＭＳ１０が使用可能なＱｏＳ（承認されたＱｏＳ）が規定されている。

アクセス承認メッセージ８３を受信したｓＰＤＳＮ２は、アクセス許可メッセージ（A11 Session Update Message）８４によって、ｓＲＡＮ４（ｓＢＳ７とｓＰＣＦ６の何れかもしくは両方）にＱＯＳ User Profileを通知する。一方、ＭＳ１０は、主接続手順が完了すると、ｓＢＳ７に対して、ＱｏＳ要求メッセージ８５によって、補助接続のＱｏＳを要求する。ＱｏＳ要求メッセージ８５には、ＭＳ１０が要求するＱｏＳ（Ｒ ＱｏＳ）が指定されている。

ＱｏＳ要求メッセージ８５を受信したｓＲＡＮ４は、ＱｏＳ許可／受付制御（QoS authorization and Admission control）手順８６を実行する。ＱｏＳ許可／受付制御手順８６では、Ｒ ＱｏＳとＱＯＳ User Profileとを比較し、Ｒ ＱｏＳが、ＭＳ１０に承認されたＱｏＳか否かが判定される。Ｒ ＱｏＳが、ＭＳ１０に承認されたＱｏＳであり、且つ、無線区間に帯域等の通信リソースが十分にある場合は、ＭＳ１０に対して、Ｒ ＱｏＳを満たす無線リソースが割り当てられる。ここで、承認されたＱｏＳとは、Ｑ０ＳUser Profileで当該ＭＳユーザに使用が保証されたＱｏＳを意味している。以下の説明では、上記ＱｏＳ許可／受付制御手順８６でＭＳに実際に割り当てられたＱｏＳを、Ｇ ＱｏＳと言う。

ｓＲＡＮ４は、サービス接続メッセージ８７によって、上記手順８６で保証されたＧ ＱｏＳをＭＳ１０に通知する。ＭＳ１０は、上記サービス接続メッセージ８７に応答して、サービス接続完了メッセージ８８をｓＲＡＮ４に返送する。尚、上記手順８６で、Ｒ ＱｏＳが、ＭＳ１０に予め保証された承認ＱｏＳに違反していた場合、またはＲ ＱｏＳを満たす無線リソースが残っていない場合、ｓＲＡＮ４は、Ｒ ＱｏＳの割り当てを拒否する。この場合、ｓＲＡＮ４は、サービス接続メッセージ８７に代えて、拒否メッセージをＭＳ１０に送信する。拒否メッセージが発行された場合は、図７に示すサービス接続メッセージ８７の送信以降のシーケンスは実行されない。

サービス接続完了メッセージ８８を受信したｓＲＡＮ４は、Ａ１１登録要求メッセージ８９によって、Ｇ ＱｏＳとＲ ＱｏＳをｓＰＤＳＮ２に通知する。 ｓＰＤＳＮ２は、Ａ１１登録要求メッセージ８９に応答して、ｓＲＡＮ４にＡ１１登録応答メッセージ９０を返送する。一方、ＭＳ１０は、ＭＳ１０のＩＰアドレスと接続識別子との対応情報をＴＦＴ（Traffic Flow Template）として含むＲｅｓｖメッセージ９１をｓＰＤＳＮ２に送る。ｓＰＤＳＮ２は、Ｒｅｓｖメッセージ９１に応答して、確認応答メッセージ９２をＭＳ１０に返送する。これによって、ｓＰＤＳＮ２とＭＳ１０との間の補助接続９３で、Ｇ ＱｏＳに従ったパケット通信が開始される。

ここで、補助接続９３での通信が開始された後に、ＭＳ１０の移動に伴って、ＰＤＳＮ間ハンドオーバが起ったと仮定する。この場合、主接続８１のハンドオーバを行った後、補助接続９３のハンドオーバとＧ ＱｏＳの再割り当てが行われる。すなわち、ｓＰＤＳＮ２とｔＰＤＳＮ３との間に、Ｐ−Ｐインタフェースで接続９４が設定され、ｔＰＤＳＮ３とＭＳ１０との間に、新たな主接続９５が設定される。次に、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３に、転送メッセージ９６によって、ＱＯＳ User Profileと、Ｇ ＱｏＳと、Ｒ ＱｏＳとが通知される。この後、無線区間でのメッセージ交換９８により、ＭＳ１０、ｔＲＡＮ５、ｔＰＤＳＮ３の間でＱｏＳ設定が行われる。また、ｓＰＤＳＮ２とｔＰＤＳＮ３との間にＰ−Ｐインタフェースで接続１０５が設定され、ｔＰＤＳＮ３とＭＳ１０との間に補助接続１０６が設定される。

３ＧＰＰ２(3rd Generation Partnership Project 2)の寄書「Qualcomm、X31-20040607-018 R1、(2004年6月7日)」 ３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2)の寄書「Nokia、X31-20040629-003、(2004年6月29日)」 ３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2)で標準化が行われている「X.P0011-D-004、 Rev0.5、(2005年11月)」 ３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2)で標準化が行われている「X.P0011-D-003、 Rev0.5、(2005年11月)」

ハンドオーバの前後で、遅延要求が厳しい補助接続をシームレスに維持するためには、高速ハンドオーバが要求される。このため、ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおいては、ＱｏＳ情報処理の効率化が課題となる。ＰＤＳＮは、それに接続される全ユーザのＱｏＳ情報（Ｒ ＱｏＳ、Ｇ ＱｏＳ、ＱＯＳ User Profile）を管理する必要がある。例えば、大都市圏の通信を１台のＰＤＳＮでカバーした場合、極めて多数のユーザのＱｏＳ情報が１台のＰＤＳＮに集中してしまう。

本発明の目的は、ＱｏＳ情報処理を効率化するために、ＲＡＮ機器やＰＤＳＮで扱うＱｏＳ情報量を低減することにある。
本発明の他の目的は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおけるＰＤＳＮ間のＱｏＳ情報転送を効率化することにある。
本発明の更に他の目的は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける移動先ＲＡＮ（ｔＲＡＮ）でのＱｏＳ情報処理の効率化にある。

上記目的を達成するため、本発明は、それぞれ無線基地局とパケット制御装置とからなる複数の無線アクセス網と、上記各無線アクセス網をＩＰ網に接続する複数のノード装置と、無線移動局毎に予め契約で保証された通信品質レベル情報を記憶した認証サーバとからなり、各無線アクセス網が、上記無線基地局と通信する無線移動局からの通信品質要求に応じて、上記パケット制御装置に接続されたノード装置と上記無線移動局との間のパケットフローの通信品質を保証する無線通信システムにおいて、
上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、無線移動局から受信した第１の通信品質要求を上記認証サーバから入手した通信品質レベル情報で検証し、該無線移動局に保証された範囲の通信品質パラメータ群からなる第２の通信品質要求（ＲＡＡ ＱｏＳ:Requested And Authorized QoS）に変換し、更に、該第２の通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第３の通信品質要求（Ｇ ＱｏＳ）に変換し、該第３の通信品質要求に従って、上記無線移動局のパケットフローの通信品質を制御するための手段と、上記第２、第３の通信品質要求の少なくとも一方を上記パケット制御装置に接続されたノード装置に通知するための手段とを備え、
上記各ノード装置が、上記無線アクセス網から通知された通信品質要求を記憶しておき、通信中の無線移動局が他の無線アクセス網に移動した時、上記無線移動局と対応する第２、第３の通信品質要求の少なくとも一方をハンドオーバ先のノード装置に通知するための手段と、ハンドオーバ元の他のノード装置から無線移動局の通信品質要求を受信した時、受信した通信品質要求を該ノード装置に接続された無線アクセス網に通知するための手段とを備え、
上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記ノード装置から上記通信品質要求を受信した時、受信した通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な通信品質要求に変換し、該通信品質要求に従って、移動してきた無線移動局のパケットフローの通信品質を制御することを特徴とする。

ここで、上記第１の通信品質要求が、要求優先度の異なる複数セットの通信品質パラメータからなる場合、前記第２の通信品質要求は、上記複数セットの通信品質パラメータから無線移動局に保証された通信品質レベルに従って選択された上記第１の通信品質要求よりも少ないセット数の通信品質パラメータからなり、上記第３の通信品質要求は、上記第２の通信品質要求と同等、または更に少ないセット数の通信品質パラメータからなる。

更に詳述すると、上記第３の通信品質要求の通信品質パラメータは、例えば、無線アクセス網における送信レート、伝送遅延、エラーレート、無線区間における受信信号の品質または干渉信号電力のうちの少なくとも１つを通信リソースとして、上記第３の通信品質要求から選択される。

また、本発明の無線アクセス網システムは、無線基地局とパケット制御装置とからなり、上記パケット制御装置に接続されたノード装置を介してＩＰ網に接続され、上記無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、
上記無線基地局に接続された無線移動局から受信した第１の通信品質要求に含まれる通信品質パラメータ群を上記ＩＰ網に接続された認証サーバから入手した上記無線移動局に予め保証された通信品質レベル情報で検証し、該無線移動局に保証された範囲の通信品質パラメータ群からなる第２の通信品質要求に変換し、更に、該第２の通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第３の通信品質要求に変換するためのＱｏＳ許可／受付制御手段と、
上記第２、第３の通信品質要求の少なくとも一方を上記パケット制御装置に接続された上記ノード装置に通知するための手段と、
無線移動局のノード装置間ハンドオーバに伴って、他の無線アクセス網、または該他の無線アクセス網に接続された他のノード装置から第２または第３の通信品質要求を受信した時、受信した通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な通信品質要求に変換するＱｏＳ受付制御手段と、
上記ＱｏＳ許可／受付制御手段で生成した第３の通信品質要求、または上記ＱｏＳ受付制御手段で生成した通信品質要求に従って、上記無線基地局に接続された無線移動局のパケットフローの通信品質を制御するための手段とを備えたことを特徴とする。

本発明による無線アクセス網システムの１つの特徴は、上記パケット制御装置が、上記ＱｏＳ許可／受付制御手段で変換された第２の通信品質要求を記憶するための記憶装置と、上記無線基地局に接続された無線移動局にノード装置間ハンドオーバが発生した時、上記第２の通信品質要求をハンドオーバ先となる無線アクセス網のパケット制御装置に通知するための手段とを備えたことにある。この構成によれば、ノード装置を経由することなく、ハンドオーバ元の無線アクセス網からハンドオーバ先の無線アクセス網に第２の通信品質要求を通知できる。

更に、本発明によるパケットフローの通信品質保証方法は、
各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、無線移動局から受信した第１の通信品質要求を認証サーバから入手した通信品質レベル情報で検証し、該無線移動局に保証された範囲の通信品質パラメータ群からなる第２の通信品質要求に変換し、上記第２の通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第３の通信品質要求に変換し、上記第２、第３の通信品質要求の少なくとも一方を上記パケット制御装置に接続されたノード装置に通知し、上記第３の通信品質要求に従って、上記無線移動局のパケットフローの通信品質を制御し、
上記各無線アクセス網に接続される各ノード装置が、無線アクセス網から通知された通信品質要求を記憶し、通信中の無線移動局が他の無線アクセス網に移動した時、上記無線移動局と対応する第２、第３の通信品質要求の少なくとも一方をハンドオーバ先のノード装置に通知し、他のノード装置から無線移動局の通信品質要求を受信した時、受信した通信品質要求を該ノード装置に接続された無線アクセス網に通知し、
上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記ノード装置から受信した通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な通信品質要求に変換し、上記通信品質要求に従って、移動してきた無線移動局のパケットフローの通信品質を制御することを特徴とする。

上記第１の通信品質要求は、例えば、要求優先度の異なる複数セットの通信品質パラメータからなる。この場合、上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記第１の通信品質要求が示す複数セットの通信品質パラメータから、無線移動局に予め保証された通信品質レベル情報に従って、上記第１の通信品質要求から保証すべき通信品質パラメータセットを選択することによって、上記第１の通信品質要求よりも少ないセット数の通信品質パラメータからなる第２の通信品質要求を生成し、上記第２の通信品質要求から、通信品質パラメータのセット数が該第２の通信品質要求と同等、または更に少ない第３の通信品質要求を生成する。

上記第１の通信品質要求は、フロー毎に要求優先度の異なる複数セットの通信品質パラメータで要求通信品質を定義していてもよい。この場合、上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、無線移動局に予め保証された通信品質レベル情報に従って、上記第１の通信品質要求からフロー毎に保証すべき通信品質パラメータセットを選択することによって、前記第２の通信品質要求を生成し、上記第２の通信品質要求から、利用可能な通信リソースに応じて許容可能な通信品質パラメータセットを選択することによって、第３の通信品質要求を生成する。

本発明によれば、ノード装置間ハンドオーバが発生した時、ハンドオーバ元からハンドオーバ先へ転送すべき制御情報量が少なくなるため、ハンドオーバ先無線アクセス網における無線移動局のＱｏＳ制御が容易になり、通信リソースを有効利用できる。

無線システム構成の１例を示す。 図１における無線基地局の構成例を示す。 図１におけるパケット制御装置の構成例を示す。 図１におけるトラヒック制御部の構成例を示す。 図１におけるノード装置の構成例を示す。 図１におけるＡＡＡの構成例を示す。 ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける従来のコールフローの１例を示すシーケンス図である。 ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける本発明のコールフローの第１実施例を示すシーケンス図である。 ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける本発明のコールフローの第２実施例を示すシーケンス図である。 ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける本発明のコールフローの第３実施例を示すシーケンス図である。 ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける本発明のコールフローの第４実施例を示すシーケンス図である。 ＰＤＳＮ間ハンドオーバにおける本発明のコールフローの第５実施例を示すシーケンス図である。 Ｒ ＱｏＳ情報のフォーマットの１例を示す。 Ｇ ＱｏＳ情報のフォーマットの１例を示す。 ＱＯＳ User Profileのフォーマットの１例を示す。 ＱＯＳ User Profileのフォーマットの他の例を示す。 ＰＤＳＮの記憶部が備えるＱｏＳ情報テーブルの１例を示す。 ＢＳまたはＰＣＦの記憶部が備えるＱｏＳ情報テーブルの１例を示す。 ＡＡＡの記憶部が備えるＱＯＳ情報テーブルの１例を示す。 本発明によるＲＡＡ ＱｏＳのパラメータ情報選択処理の１実施例を示すフローチャートである。 本発明によるＲＡＡ ＱｏＳのパラメータ情報選択処理の他の実施例を示すフローチャート。 ＲＡＡ ＱｏＳ情報のフォーマットの１例を示す。 移動先のＲＡＮで実行される受付制御手順の１実施例を示すフローチャート。

以下の実施例では、無線基地局ＢＳとパケット制御装置ＰＣＦの双方に、ＱｏＳ要求の処理機能とＱｏＳ制御機能を備えているが、ＱｏＳ要求の処理機能は、ＢＳとＰＣＦの何れか一方にのみに設けてもよい。

図２は、本発明の無線基地局ＢＳ７の１例を示す。
ＢＳ７は、ＭＳ１０のアクセスポイントとなる無線基地局である。ネットワークインタフェース（ＮＷ ＩＦ）２５は、ＰＣＦ６に接続するためのネットワークとのインタフェースである。ベースバンド処理部ＢＢ２４は、送受信信号のベースバンド処理、送信信号の変調、受信信号の同期捕捉および復調を行う。中間周波数処理部ＩＦ２３は、中間周波数ＩＦ（Intermediate Frequency）の信号処理を行う。

ＩＦ２３は、ＢＢ２４から入力されるベースバンド信号をＤＡ（Digital to Analog ）変換した後、中間周波数に変換し、無線周波数処理部ＲＦ２２に出力する。また、ＩＦ２３は、ＲＦ２２から入力される信号をＡＤ（Analog to Digital）変換してＢＢ２４に出力する。ＲＦ（無線部）２２は、無線周波数ＲＦ（Radio Frequency）の信号処理を行う。ＲＦ２２は、ＩＦ２３から入力された信号を、無線周波数にアップコンバートし、送信電力を増幅した後、ＭＳ１０に送信するためにアンテナ２１に出力する。また、ＲＦ２２は、アンテナ２１から入力されたＭＳ１０からの無線信号を中間周波数にダウンコンバートして、ＩＦ２３へ出力する。

制御部２７は、ＢＳ７全体の管理機能を有する。ＢＳ７とＰＣＦ６間では、Ａ８、Ａ９パケットで情報が伝送される。Ａ８、Ａ９パケットは、制御情報を格納するヘッダ部と、伝送情報を格納するペイロード部とからなる。ＲＡＮの制御情報は、Ａ９パケットのペイロード部に設定して伝送される。また、ＭＳ１０の送受信情報は、Ａ８パケットのペイロード部に設定して伝送される。

制御部２７は、無線伝送単位およびＰＣＦ６との間で送受信するＡ８、Ａ９パケットの組み立て、分解、廃棄等と、タイマ２６を用いた無線伝送単位の送信タイミング制御と、記憶部２８の情報管理を行う。また、制御部２７は、後述するＱＯＳ User Profileに基づくＲ ＱｏＳからＲＡＡ ＱｏＳへの変換と、通信リソースの状態に応じたＲＡＡ ＱｏＳからＧ ＱｏＳへの変換とを含むＱｏＳ情報処理を行い、Ｇ ＱｏＳに従って各移動端末のＱｏＳ制御を行う。記憶部２８は、送受信データと、ＱｏＳ情報を含む管理情報を保持する。タイマ２６は、時刻に拠り増加するカウンタである。

図３は、本発明のパケット制御装置ＰＣＦ（Packet Control Function）６の１例を示す。
ＰＣＦ６は、Ａ８またはＡ９パケットを作成し、ＢＳ７に送信する。また、ＰＣＦ６は、ＢＳ７からＡ８またはＡ９パケットを受信する。ＰＣＦ６とＰＤＳＮ２間では、Ａ１０、Ａ１１パケットで情報が伝送される。Ａ１０、Ａ１１パケットは、制御情報を格納するヘッダ部と、伝送情報を格納するペイロード部とからなる。ＲＡＮの制御情報は、Ａ１１パケットのペイロード部に設定して伝送される。また、ＭＳ１０の送受信情報は、Ａ１０パケットのペイロード部に設定して伝送される。

ＰＣＦ６は、例えば、ＢＳ７から受信したＡ８パケット、Ａ９パケットのヘッダを書き替えて、それぞれＡ１０パケット、Ａ１１パケットに変換する。また、ＰＤＳＮ２から受信したＡ１０パケット、Ａ１１パケットのヘッダを書き替えて、それぞれＡ８パケット、Ａ９パケットに変換する。ＰＣＦ６は、Ａ１０もしくはＡ１１パケットを作成し、ＰＤＳＮ２に送信する。

ＮＷ ＩＦ３０は、ＰＣＦ８に接続するためのネットワークインタフェース、ＮＷ ＩＦ３１は、ＢＳ７に接続するためのネットワークインタフェース、ＮＷ ＩＦ３６は、ＰＤＳＮ２に接続するためのネットワークインタフェースである。ＳＷ３２、３５は、信号を交換するスイッチである。制御部３３は、ＰＣＦ６全体の管理の他に、ＱＯＳ User Profileに基づくＲ ＱｏＳからＲＡＡ ＱｏＳへの変換と、通信リソースの状態に応じたＲＡＡ ＱｏＳからＧ ＱｏＳへの変換とを含むＱｏＳ情報処理を行う。ＴＣ（Traffic Controller)３４は、Ａ８、Ａ１０パケットの組み立て、分解、送受信を行うトラヒック制御部である。

図４は、本発明のトラヒック制御部ＴＣ３４の１例を示す。
記憶部３７は、送受信パケットデータと、ＰＣＦ６の制御部３３が指定したＱｏＳ情報を含む管理情報を保持する。ＣＰＵ３８は、記憶部３７に保持された情報の管理、Ａ９、Ａ１１パケットの組み立て、分解、廃棄、ＱｏＳ情報に従ったパケットのフロー制御等のパケット送受信管理を行う。タイマ３９は、時刻に拠り増加するカウンタである。

図５は、本発明のノード装置ＰＤＳＮ２の１例を示す。
ＰＤＳＮ２は、ＩＰネットワーク（IP network）１からＩＰパケットを受信する。ＰＤＳＮ２は、Ａ１０パケットまたはＡ１１パケットを作成して、ＰＣＦ６に送信すると共に、ＰＣＦ６から、Ａ１０パケットまたはＡ１１パケットを受信する。ＰＤＳＮ２は、ＩＰパケットを作成して、ＩＰネットワーク１へ送信する。ＮＷ ＩＦ４６は、ＰＣＦ６に接続するためのネットワークとのネットワークインタフェース、ＮＷ ＩＦ４７は、ＩＰネットワーク１に接続するためのネットワークインタフェース、ＮＷ ＩＦ４８は、他のＰＤＳＮに接続するためのネットワークインタフェースである。

記憶部４２は、送受信するＩＰパケット、Ａ１０／Ａ１１パケット、ＱｏＳ情報を含む管理情報を保持する。制御部４３は、記憶部４２に保持された情報の管理、Ａ１０／Ａ１１パケットおよびＩＰパケットの組み立て、分解、廃棄等のパケット送受信管理、ＱｏＳ情報処理を行う。ＵＩＦ４４は、ユーザインタフェースであり、タイマ４５は、時刻に拠り増加するカウンタである。

図６は、本発明の課金／認証サーバであるＡＡＡ（Authentication, Authorization and Accounting）１１の１例を示す。
従来、課金認証プロトコルとしてＲＡＤＩＵＳ（Remote Authentication Dial In User Service）が知られている。ＲＡＤＩＵＳは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）で標準化されている。また、ＲＦＣ２１３９には、Network Access Serverと課金サーバ間での課金情報の伝送プロトコルについて記載されている。

ＡＡＡ１１は、例えば、ＲＡＤＩＵＳに従って、認証や課金のための処理を行う。ＮＷ ＩＦ５１は、ＩＰネットワーク１に接続するネットワークインタフェースである。記憶部５２は、後で詳述するUser QoS Profileを含む管理情報を記憶する。制御部５３は、記憶部５２の記憶された情報の管理、ＩＰパケット送受信の制御、認証および課金処理を行う。ＵＩＦ５４は、ユーザインタフェースであり、無線事業者は、このＵＩＦ５４を用いて、例えば、ユーザとの契約に基づくUser QoS Profile情報の記憶部５３への追加と、User QoS Profileの編集を行う。タイマ５５は、時刻に拠り増加するカウンタであり、ＡＡＡ１１は、タイマ５５によって、課金開始時刻および課金終了時刻を計測し、時間に応じた課金を行う。

次に、図８を参照して、ＭＳ１０の移動に伴ってＰＤＳＮ間ハンドオーバが発生した時、ｓＲＡＮからｔＲＡＮに、ＭＳ１０の削減されたＱｏＳ情報を通知することによって、ｔＲＡＮにおけるＱｏＳ情報処理（Ｇ ＱｏＳの割り当て）を簡略化した本発明によるコールフローの第１実施例について説明する。
ＭＳ１０が、ＱｏＳ要求メッセージ８５で補助接続のＱｏＳ（Ｒ ＱｏＳ）を要求するまでの制御シーケンスは、図７と同様であり、ここでの説明は省略する。

ＭＳ１０がｔＲＡＮに移動する前の状態で、ｓＲＡＮ４（ｓＢＳまたはｓＰＣＦ）は、ＱｏＳ許可／受付制御手順１４０において、ＱＯＳ User Profile を参照し、ＭＳ１０が要求したＱｏＳ（Ｒ ＱＯＳ）が示すパラメータ群から許可可能なＱｏＳパラメータ群を選択し、ＲＡＡ ＱＯＳ（Requested And Authorized QoS）としてメモリに記憶する。

Ｒ ＱＯＳは、図１３を参照して詳述するように、１つまたは複数のフローについての要求ＱｏＳを指定しており、要求ＱｏＳは、フロー毎に複数レベルの要求ＱｏＳを示す複数のＱｏＳパラメータセットで定義されている。また、ＱＯＳ User Profileは、図１５、図１６を参照して詳述するように、Ｒ ＱＯＳに含まれるＱｏＳ定義項目（優先度、ピーク時の伝送レート、許容最大遅延、合計帯域など）の少なくとも一部について、各ＭＳユーザに契約によってに承認された閾値レベルを示している。

ｓＲＡＮ４は、上記Ｑ０Ｓ許可／受付制御手順１４０において、Ｒ ＱｏＳで指定されたＱｏＳパラメータセットをＱＯＳ User Profileと比較し、ＱＯＳ User Profileに適合しないＱｏＳパラメータセットは除外し、Ｒ ＱｏＳをＱＯＳ User Profileに適合したＱｏＳパラメータセット群からなるＲＡＡ ＱｏＳ（Requested And Authorized QoS）に変換する。ｓＲＡＮ４は、現在の無線および有線の通信リソースの状態に基いて、上記ＲＡＡ ＱｏＳが示すＱｏＳパラメータセット群を検証し、ｓＲＡＮ４で保証できるＱｏＳパラメータセットを選択して、ＭＳ１０にＱｏＳの割り当てを行う。以下、ｓＲＡＮ４またはｔＲＡＮがＭＳ１０に実際に割り当てたＱｏＳ（ｓＲＡＮ４がまたはｔＲＡＮがＭＳに保証したＱｏＳパラメータセットで定義されたＱｏＳ）をＧ ＱｏＳと言う。

ｓＲＡＮ４は、サービス接続メッセージ８７によって、Ｇ ＱｏＳをＭＳ１０に通知する。ＭＳ１０は、サービス接続メッセージ８７に応答して、ｓＲＡＮ４にサービス接続完了メッセージ８８を返送する。ｓＲＡＮ４は、Ａ１１登録要求メッセージ１４１によって、ｓＰＤＳＮ２にＱｏＳ情報（本実施例では、Ｇ ＱｏＳとＲＡＡ ＱｏＳ）を通知する。

例えば、ｓＲＡＮ４の構成要素となるｓＢＳ７とｓＰＣＦ６のうち、ｓＢＳ７が、ＱｏＳ許可／受付制御手順１４０を実行し、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶部２８に記憶した場合、ｓＢＳ７の制御部２７が、記憶部２８からＲＡＡ ＱｏＳを読み出し、ＲＡＡ ＱｏＳとＧ ＱｏＳとを含むＱｏＳ情報通知メッセージを作成して、ＮＷ ＩＦ２５からｓＰＣＦ６に送信する。上記ＱｏＳ情報通知メッセージは、ｓＰＣＦ６のＮＷ ＩＦ３１で受信され、制御部３３で解析され、制御部３３によって、Ｇ ＱｏＳとＲＡＡ ＱｏＳを含むＡ１１登録要求メッセージ１４１が作成される。

ｓＰＣＦ６の制御部３３は、Ａ１１登録要求メッセージ１４１をＮＷ ＩＦ３６からｓＰＤＳＮ２に送信する。上記Ａ１１登録要求メッセージ１４１は、ｓＰＤＳＮ２のＮＷ ＩＦ４６で受信され、制御部４３によって解析される。ｓＰＤＳＮ２の制御部４３は、Ａ１１登録要求メッセージ１４１に含まれるＧ ＱｏＳとＲＡＡ ＱｏＳを記憶部４２に記憶し、ｓＲＡＮ４にＡ１１登録応答メッセージ９０を送る。

ＭＳ１０は、ＭＳ１０のＩＰアドレスと接続識別子との対応関係を示すＲｅｓｖメッセージ９１をｓＰＤＳＮ２に送る。ｓＰＤＳＮ２は、上記Ｒｅｓｖメッセージ９１に応答して、確認応答メッセージ９２をＭＳ１０に返送する。これによって、ｓＰＤＳＮ２とＭＳ１０との間の補助接続９３の設定が完了し、ＭＳ１０は、補助接続９３を通してＱｏＳ（Ｇ ＱｏＳ）保証された通信が可能となる。

補助接続９３による通信開始後に、ＭＳ１０の移動によってＰＤＳＮ間ハンドオーバが起こったと仮定する。ハンドオーバの発生は、例えば、ｔＲＡＮで検出し、ｔＰＤＳＮを経てｓＰＤＳＮに通知できる。ｓＰＤＳＮ２は、ＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを含む転送メッセージ１４２をｔＰＤＳＮ３に送信する。この場合、ｓＰＤＳＮ２の制御部４３は、例えば、記憶部４２に記憶されたＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを読み出し、上記転送メッセージ１４２を作成する。このメッセージ１４２は、ＮＷ ＩＦ４８からｔＰＤＳＮ３に送信される。

ｔＰＤＳＮ３は、アクセス許可メッセージ１４３によって、ＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳをｔＲＡＮ５に転送する。ｔＰＤＳＮ３の制御部４３は、ＮＷ ＩＦ４８で受信した転送メッセージ１４２を解析し、転送メッセージ１４２に含まれるＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶部４２に記憶する。ｔＰＤＳＮ３の制御部４３は、ＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを含むアクセス許可メッセージ１４３を作成し、該アクセス許可メッセージ１４３をＮＷ ＩＦ４６からｔＰＣＦ８に送信する。

ｔＰＣＦ８の制御部３３は、ＮＷ ＩＦ３６から受信した転送メッセージ１４３を解析し、該メッセージ１４３に含まれるＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶部３７に記憶する。ｔＰＣＦ８の制御部３３は、ＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを含むＱｏＳ情報通知メッセージを作成し、ＮＷ ＩＦ３１からｔＢＳ９に送信する。ｔＢＳ９の制御部２７は、ＮＷ ＩＦ７で受信したＱｏＳ情報通知メッセージを解析し、ＱｏＳ情報通知メッセージに含まれるＱＯＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶部２８に記憶する。

ｔＲＡＮ５は、ＱｏＳ受付制御手順１４４において、ｔＰＤＳＮ３から転送メッセージ１４３で通知されたＲＡＡ ＱｏＳが示すＱｏＳパラメータセット群を現在の通信リソースの状態に基いて検証し、保証可能なＱｏＳパラメータセットを選択し、ＭＳ１０に、保証されたＱｏＳパラメータセットで定義されたＱｏＳをＧ ＱｏＳとして割り当てる。すなわち、ｔＲＡＮ５の通信リソースに、ＲＡＡ ＱｏＳが要求する複数レベルのＱｏＳのうちの何れかで、新たな接続を収容できる余裕があれば、ｔＲＡＮ５は、Ｇ ＱｏＳの割り当てを行う。ＲＡＡ ＱｏＳに含まれるいずれのレベルをも満足させるだけの通信リソースの余裕がなければ、ＲＡＡ ＱｏＳでのＧ ＱｏＳの割り当ては行わず、ＭＳ１０に要求拒否メッセージを送る。

ＱｏＳ許可／受付制御手順１４０を実行したｔＲＡＮ４側で既に承認済みとなっているため、ｔＲＡＮ５は、ＱｏＳ受付制御手順１４４では、ＲＡＡ ＱｏＳがＭＳ１０に承認されたＱｏＳであることを確認するためのＲＡＡ ＱｏＳとＱＯＳ User Profileとの比較処理を省略できる。ｔＲＡＮ５は、ＲＡＡ ＱｏＳとＭＳ１０に割り当てたＧ ＱｏＳとを含むＡ１１登録要求メッセージ１４５をｔＰＤＳＮ３に送る。ｔＰＤＳＮ３は、Ａ１１登録要求メッセージ１４５に応答して、ｔＲＡＮ５にＡ１１登録応答メッセージ１００を返送する。

ｔＲＡＮ５は、サービス接続メッセージ１０１によって、受付制御手順１４４で保証されたＱｏＳ（Ｇ ＱｏＳ）をＭＳ１０に送る。ＭＳ１０は、サービス接続メッセージ１０１に応答して、ｔＲＡＮ５にサービス接続完了メッセージ１０２を返送する。以下、ハンドオーバ前と同様に、ＭＳ１０、ｔＲＡＮ５、ｔＰＤＳＮ３の間でＱｏＳ設定が行われ、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３を経由してＭＳ１０まで、補助接続１０６が設定される。

本実施例によれば、上述したように、ＱｏＳ受付制御手順１４４で、ＱＯＳ User Profileを用いた処理が不要となる。従って、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３に送信されるメッセージ１４２では、実施例で示したＱｏＳ User Profile、Ｇ ＱｏＳ、ＲＡＡ ＱｏＳのうち、ＲＡＡ ＱｏＳを含む何れか１つまたは２つのパラメータのみを転送し、他のパラメータを省略しても良い。

本実施例では、ｓＲＡＮ４は、Ｒ ＱｏＳに含まれるＱｏＳパラメータセット群の中から、ＱｏＳ User Profileに基いて、ＭＳユーザに許可できるＱｏＳパラメータセット群をＲＡＡ ＱｏＳとして選択して、ｓＰＤＳＮ２に記憶する。この場合、ｓＰＤＳＮは、ユーザに許可できない不要なＱｏＳパラメータ情報を記憶対象から除外できるため、メモリの記憶容量を節約できる。

また、本実施例では、ＱｏＳ受付制御手順１４４を実行するｔＲＡＮ５側（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）でも、ｔＰＤＳＮ３から受信したＲＡＡ ＱｏＳ情報を記憶する必要があるが、ｔＲＡＮ５がｔＰＤＳＮ３から受信したＲＡＡ ＱｏＳは、ＭＳ１０へのＧ ＱｏＳの割当てには不要となるＱｏＳパラメータが既に除外された状態となっているため、メモリの記憶容量を節約できる。また、ＱｏＳ受付制御手順１４４では、ｓＲＡＮ側で認証済みのＱｏＳパラメータ情報を含むＲＡＡ ＱｏＳに基いて、ＭＳ１０へＧ ＱｏＳの割当てを実行できるため、ＱｏＳ User Profileに基くＱｏＳ認証処理を省略して、ＱｏＳ割当てを短時間で完了できる。

更に、本実施例によれば、ｓＲＡＮからｓＰＳＤＮへの送信メッセージ１４１のペイロードが、Ｒ ＱｏＳに代えて、ＲＡＡ ＱｏＳを含んでいる。同様に、ｓＰＳＤＮからｔＰＳＤＮへの送信メッセージ１４２と、ｔＰＳＤＮからｔＲＡＮへの送信メッセージ１４３のペイロードにも、ＲＡＡ ＱｏＳが設定されている。これらのメッセージは、Ｒ ＱｏＳの送信メッセージに比較して、ペイロード長を短くできるため、有線ネットワーク内での通信リソースを節約できる。

図９は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバが発生した時に実行される本発明によるコールフローの第２実施例の通信シーケンスを示す。本実施例では、ｓＰＤＳＮがＱｏＳ情報を削減し、ＰＤＳＮを介してｔＲＡＮに、削減されたＱｏＳ情報を通知することによって、ｔＲＡＮにおけるＱｏＳ情報の処理（Ｇ ＱｏＳの割り当て）を簡略化したことを特徴としている。

ｓＲＡＮ４は、Ａ１１登録要求メッセージ８９によって、ＭＳ１０に割り当てたＱｏＳ（Ｇ ＱｏＳ）と要求されたＱｏＳ（Ｒ ＱｏＳ）をｓＰＤＳＮ２に通知する。ｓＰＤＳＮ２は、Ａ１１登録要求メッセージ８９に応答して、ｓＲＡＮ４にＡ１１登録応答メッセージ９０を返送する。ｓＰＤＳＮ２が上記Ａ１１登録応答メッセージ９０を送るまでのシーケンスは、図７と同様である。

本実施例では、ｓＰＤＳＮ２が、ＲＡＡ ＱｏＳのパラメータ情報選択１４６で、ＱＯＳ User Profileを参照して、Ｒ ＱｏＳをＲＡＡ ＱｏＳに変換し、これを記憶部に保持する。ＲＡＡ ＱｏＳのパラメータ情報選択１４６から後のシーケンスは、図８と同様である。ｔＲＡＮ５（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）は、ＱｏＳ受付制御手順１４４において、ｔＰＤＳＮ３から転送メッセージ１４３で通知されたＲＡＡ ＱｏＳが示すＱｏＳパラメータセット群を現在の無線および有線の通信リソースの状態に基いて検証し、保証可能なＱｏＳパラメータセットを選択して、ＭＳ１０にＧ ＱｏＳを割り当てる。

本実施例によれば、第1実施例と同様、ｓＰＤＳＮは、ユーザに許可できない不要なＱｏＳパラメータ情報を記憶対象から除外し、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶すればよいため、メモリの記憶容量を節約できる。また、ＱｏＳ受付制御手順１４４を実行するｔＲＡＮ５側（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）でも、ｔＲＡＮ５がｔＰＤＳＮ３から受信したＲＡＡ ＱｏＳが、ＭＳ１０へのＧ ＱｏＳの割当てには不要となるＱｏＳパラメータを既に除外した状態となっているため、メモリの記憶容量を節約できる。

また、ＱｏＳ受付制御手順１４４では、ＱｏＳ User Profileに基くＱｏＳ認証処理を省略して、ＱｏＳ割当てを短時間で完了できる。更に、移動したＭＳ１０のＱｏＳ情報をｓＲＡＮ４からｓＰＤＳＮに通知する時、ｓＰＳＤＮからｔＰＳＤＮへの送信メッセージ１４２と、ｔＰＳＤＮからｔＲＡＮへの送信メッセージ１４３のペイロード長を短くできるため、有線ネットワーク内での通信リソースを節約できる。

上述した図８、図９の実施例では、ＭＳ１０に移動先となるｔＲＡＮ５が、ｔＰＤＳＮ３からＲＡＡ ＱｏＳを受信しているが、ｓＲＡＮ４からｔＲＡＮ５にＲＡＡ ＱｏＳを直接的に通知するようにしても良い。

図１０は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバが発生した時に実行される本発明によるコールフローの第３実施例の通信シーケンスを示す。本実施例では、ＰＣＦ間に通信インタフェースが存在し、この通信インタフェースを介して、ＲＡＮ間で制御メッセージ７０を送受信できる場合に適用される。ｔＰＤＳＮ３を経由して主接続９５が確立されるまでのシーケンスは、図８と同様である。
本実施例は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバが発生した時、ＲＡＮ間転送メッセージ７０によって、ｓＲＡＮ４からｔＲＡＮ５に直接的にＲＡＡ ＱｏＳを通知することを特徴としている。

例えば、ｓＲＡＮ４側で、ｓＢＳ７がＱｏＳ許可／受付制御手順１４０を実行し、ＲＡＡ ＱｏＳをｓＢＳ７の記憶部２８に記憶したと仮定する。この場合、ｓＢＳ７の制御部２７が、記憶部２８からＲＡＡ ＱｏＳを読み出し、ＲＡＡ ＱｏＳ通知メッセージを作成して、ＮＷ ＩＦ２５からｓＰＣＦ６に送信する。

上記ＲＡＡ ＱｏＳ通知メッセージは、ｓＰＣＦ６のＮＷ ＩＦ３１で受信され、制御部３３が、受信メッセージを解析して、ＲＡＡ ＱｏＳを含むＲＡＮ間の制御メッセージ７０を作成する。ｓＰＣＦ６の制御部３３は、上記制御メッセージ７０をＮＷ ＩＦ３０からｔＰＣＦ８に送信する。

ｔＰＣＦ８の制御部３３は、ＮＷ ＩＦ３０から制御メッセージ７０を受信すると、受信メッセージ７０からＲＡＡ ＱｏＳを抽出し、ＲＡＡ ＱｏＳ通知メッセージを作成して、ＮＷ ＩＦ３１からｔＢＳ９に送信する。ｔＢＳ９の制御部２７は、受信したＲＡＡ ＱｏＳ通知メッセージを解析し、受信メッセージが示すＲＡＡ ＱｏＳを記憶部２８に記憶する。受付制御１４４以降のシーケンスは、図８と同様である。

ｔＢＳ９は、ＱｏＳ受付制御手順１４４において、ｔＰＣＦ８からＲＡＡ ＱｏＳ通知メッセージで通知されたＲＡＡ ＱｏＳが示すＱｏＳパラメータセット群を現在の通信リソースの状態に基いて検証し、保証可能なＱｏＳパラメータセットを選択して、ＭＳ１０にＧ ＱｏＳを割り当てる。

本実施例によれば、第1実施例と同様、ｓＰＤＳＮは、ユーザに許可できない不要なＱｏＳパラメータ情報を記憶対象から除外し、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶すればよいため、メモリの記憶容量を節約できる。また、受付制御手順１４４を実行するｔＢＳ９でも、受信したＲＡＡ ＱｏＳが、ＭＳ１０へのＧ ＱｏＳの割当てには不要となるＱｏＳパラメータを既に除外した状態となっているため、メモリの記憶容量を節約できる。また、ＱｏＳ受付制御手順１４４では、ＱｏＳ User Profileに基くＱｏＳ認証処理を省略して、ＱｏＳ割当てを短時間で完了できる。

図１１は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバが発生した時に実行される本発明によるコールフローの第４実施例の通信シーケンスを示す。ｔＰＤＳＮ３を経由して主接続９５が確立されるまでのシーケンスは、図８と同様である。
補助接続９３での通信開始後に、ＭＳ１０にＰＤＳＮ間ハンドオーバが起こったと仮定する。本実施例では、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３に、転送メッセージ１４８によってＲＡＡ ＱｏＳを通知する。ｔＰＤＳＮ３は、上記ＲＡＡ ＱｏＳをアクセス許可メッセージ１４９によってｔＲＡＮ５に通知する。

上記ＲＡＡ ＱｏＳは、ｓＲＡＮ側で実行したＱｏＳ許可／受付制御手順１４０によって、ＱＯＳ User Profileを適用して既に承認済みであることが保証されているため、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３に、ｔＲＡＮ側でＭＳ１０の要求ＱｏＳを承認するためのＱＯＳ User Profileを送る必要は無い。また、ｔＲＡＮ５で実行するＱｏＳ受付制御１４４では、上記ＲＡＡ ＱｏＳがＭＳ１０に承認されたＱｏＳであることを確認するためのＲＡＡ ＱｏＳとＱＯＳ User Profileとの比較処理を省略できる。

ｔＲＡＮ５（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）は、ＱｏＳ受付制御手順１４４において、ｔＰＤＳＮ３から転送メッセージ１４３で通知されたＲＡＡ ＱｏＳが示すＱｏＳパラメータセット群を現在の無線、有線の通信リソースの状態に基いて検証し、保証可能なＱｏＳパラメータセットを選択して、ＭＳ１０にＧ ＱｏＳを割り当てる。

本実施例によれば、第1実施例と同様、ｓＰＤＳＮは、ユーザに許可できない不要なＱｏＳパラメータ情報を記憶対象から除外し、ＲＡＡ ＱｏＳを記憶すればよいため、メモリの記憶容量を節約できる。また、ＱｏＳ受付制御手順１４４を実行するｔＲＡＮ５側（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）でも、ｔＲＡＮ５がｔＰＤＳＮ３から受信したＲＡＡ ＱｏＳが、ＭＳ１０へのＧ ＱｏＳの割当てには不要となるＱｏＳパラメータを既に除外した状態となっているため、メモリの記憶容量を節約できる。また、ＱｏＳ受付制御手順１４４では、ＱｏＳ User Profileに基くＱｏＳ認証処理を省略して、ＱｏＳ割当てを短時間で完了できる。更に、ＭＳ１０のＱｏＳ情報を通知するメッセージ１４１、１４８、１４９のペイロード長を短くできるため、有線ネットワーク内での通信リソースを節約できる。

図１２は、ＰＤＳＮ間ハンドオーバが発生した時に実行される本発明によるコールフローの第５実施例の通信シーケンスを示す。補助接続９３での通信開始後に、ＭＳ１０のＰＤＳＮ間ハンドオーバが起こった場合、ｔＰＤＳＮ３を経由して主接続９５が確立される迄のシーケンスは、図８と同様である。但し、本実施例では、補助接続９３の確立過程で、ｓＲＡＮからｓＰＤＳＮ２に、Ａ１１登録要求メッセージ１４１によってＧ ＱｏＳが通知されている。

本実施例では、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３に、転送メッセージ１５０によってＧ ＱｏＳを通知する。ｔＰＤＳＮ３は、アクセス許可メッセージ１５１によって、Ｇ ＱｏＳをｔＲＡＮ５に通知する。
ｓＲＡＮ側で実行したＱｏＳ許可／受付制御手順８６によって、上記Ｇ ＱｏＳが既に承認済みであることが保証されているため、ｓＰＤＳＮ２やｔＰＤＳＮ３は、ｔＲＡＮ５にＱＯＳ User Profileを送信する必要は無い。また、ｔＲＡＮ５では、ＱｏＳ受付制御手順１５２で、Ｇ ＱｏＳの内容がＭＳ１０に承認できるＱｏＳか否かを確認する必要はない。

ｔＲＡＮ５（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）は、ＱｏＳ受付制御手順１５２において、ｔＰＤＳＮ３からアクセス許可メッセージ１５１で通知されたＧ ＱｏＳのパラメータセット群を現在の無線および有線の通信リソースの状態に基いて検証し、保証可能なＱｏＳパラメータセットを選択して、ＭＳ１０にＧ ＱｏＳを割り当てる。

本実施例では、ｓＰＤＳＮ２は、情報量が削減されたＧ ＱｏＳを記憶すればよいため、メモリ容量を節約できる。ｔＲＡＮ５（ｔＢＳ９またはｔＰＣＦ８）も、Ｇ ＱｏＳを記憶すればよく、ユーザに許可できない不要なＱｏＳパラメータ情報を記憶する必要が無いため、メモリ容量が節約できる。また、ＱｏＳ受付制御手順１５２では、ＱｏＳ User Profileに基くＱｏＳ認証処理を省略して、ＱｏＳ割当てを短時間で完了できる。更に、ＭＳ１０のＱｏＳ情報を通知するメッセージ８９、１５０、１５１のペイロード長を短くできるため、有線ネットワーク内での通信リソースを節約できる。

図１１、図１２に示した実施例では、ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３へのＱｏＳ情報通知メッセージ１４８または１５０が、情報量の削減されたＲＡＡ ＱｏＳまたはＧ ＱｏＳのみを含んでいるため、転送情報量、及びシステムにおける処理量を低減することができ、結果的に高速なハンドオーバを実現できる。

ｓＰＤＳＮ２からｔＰＤＳＮ３に、ＲＡＡ ＱｏＳまたはＧ ＱｏＳを送った場合でも、ｓＰＤＳＮが、転送メッセージ１４８、１５０とは別のメッセージで、ｔＰＤＳＮにＱＯＳ User Profileを送るようにしても良い。このようにすれば、ハンドオーバ後のＭＳ１０が新たなＱｏＳフロー設定を要求した時、ＭＳ１０のＱＯＳ User ProfileをｔＰＤＳＮからｔＲＡＮに直ちに供給できる。

図１３は、ＱｏＳ要求メッセージ８５に含まれるＲ ＱｏＳのフォーマットの１例を示す。
ユーザＩＤ（Ｕｓｅｒ ＩＤ）１５９は、ＭＳ１０のユーザ識別子、フロー数（Num Flow）１６０は、ＭＳ１０がＱｏＳを要求するフロー（補助接続）の数ｎを示している。Num Flow１６０の後には、フロー毎の要求ＱｏＳを示すｎ個のフローエントリが、Ｒ ＱｏＳ（Flow ID＝１）１６１〜Ｒ ＱｏＳ（Flow ID＝ｎ）１６３として含まれる。ここで、Ｒ ＱｏＳ（Flow ID＝１）のフローエントリは、フローＩＤ＝１をもつフローについて、ＭＳ１０が要求したＱｏＳの内容を定義した情報ブロック１５８からなる。他のエントリも同様の情報ブロックからなっている。

情報ブロック１５８は、この情報ブロック１５８のＱｏＳ定義が適用されるフローの識別子を示すフローＩＤ１６４と、複数のＱｏＳパラメータエントリ（Ｒ ＱｏＳパラメータセット）１６７〜１６９と、情報ブロック１５８に含まれるＱｏＳパラメータエントリの個数ｍを示すセット数（Num Set）１６６と、長さ（Length）１６５とからなっている。長さ（Length）１６５は、それに続くNum Set１６６とＱｏＳパラメータエントリ１６７〜１６９の長さを示している。これらのパラメータエントリ１６７〜１６９は、それぞれセットＩＤ（Set ID）を有し、要求優先度順に配列されている。

各ＱｏＳパラメータエントリは、例えば、情報ブロック１５７に示すように、ＱｏＳパラメータエントリの長さを示すSet Length１７０と、ＱｏＳパラメータエントリの識別子となるセットＩＤ（Set ID）１５７と、会話、ストリーミング等のトラヒック種別を示すトラヒッククラス（Traffic class）１７２と、無線リソースの割り当て優先度を示す優先度（Priority）１７３と、ピーク時の伝送レートを示すピークレート（Peak rate）１７４と、フローに許容される最大遅延値を示す最大遅延（Max latency）１７５と、フローに許容されるデータロスレートの最大値を示す最大ロスレート（Max loss rate）１７６と、フローに許容されるジッタの最大値を示す最大ジッタ（max jitter）１７７を指定している。

図１４は、Ｇ ＱｏＳのフォーマットの１例を示す。
Ｇ ＱｏＳは、要求元ＭＳ１０のユーザ識別子を示すUser ID１７９と、後続するフローエントリの個数ｎを示すNum Flow１８０と、ｎ個のフローエントリ１８１〜１８３とからなる。各フローエントリは、ブロック１７８に示すように、フロー識別子を示すFlow ID１８４と、ＱｏＳパラメータセットを特定するセットＩＤ（Set ID）１８５とからなる。Flow ID１８４とセットＩＤ（Set ID）１８５の値によって、ＭＳ１０は、図１３で説明したＲ ＱｏＳが指定する各フローにおいて、ＱｏＳパラメータセット（パラメータエントリ）１６７〜１６９の中のどれが割り当てられたかが判る。

図１５は、ＱＯＳ User Profileのフォーマットの１例を示す。
ＱＯＳ User Profile は、ＭＳユーザの識別子を示すUser ID１９１と、契約によって当該ユーザに承認されたSet IDのリストを示す承認Set ID（Authorized Set ID）１９２と、当該ユーザに承認された優先度を示す承認優先度（Authorized Priority）１９３と、当該ユーザに承認された通信帯域（伝送レート）の合計値を示す承認合計帯域（Authorized Aggregate ＢＷ）１９４とを示している。

図１６は、ＱＯＳ User Profileのフォーマットの他の１例を示す。
ここに示したＱＯＳ User Profile は、ＭＳ１０のユーザ識別子を示すUser ID２００、契約によって当該ユーザに承認されたSet IDのリストを示す承認Set ID （Authorized Set ID）２０１、当該ユーザに承認されたtraffic classを示す承認Traffic class（Authorized Traffic class）２０２、当該ユーザに承認された優先度を示す承認優先度（Authorized Priority）２０３、当該ユーザに承認されたPeak rateを示す承認Peak rate（Authorized Peak rate）２０４、当該ユーザに承認されたMax latencyを示す承認Max latency（Authorized Max latency）２０５、当該ユーザに承認されたMax loss rateを示す承認Max loss rate（Authorized Max loss rate）２０６、当該ユーザに承認されたMax jitterを示す承認Max jitter（Authorized Max jitter）２０７、承認総帯域（Authorized Aggregate BW）１９４とを示している。

図１７は、ＰＤＳＮ２、３が記憶部４２に保持するＱｏＳ情報テーブル（ＰＤＳＮテーブル）のエントリの１例を示す。
ＰＤＳＮテーブルには、ＭＳユーザの識別子を示すUser ID２１０と対応して、User QoS Profile２１１と、ＲＡＡ ＱｏＳ２１２と、Ｇ ＱｏＳ２１３とを示す複数のエントリが登録される。

User QoS Profile２１１は、図１５または図１６に示したＱｏＳ User ProfileからUser ID２００を除いた内容となっている。ＲＡＡ ＱｏＳ２１２は、User QoS Profileに基づくＲＡＡ ＱｏＳのパラメータ情報選択処理によって、Ｒ ＱｏＳの情報量を削減したものである。User QoS Profileに基づくＲＡＡ ＱｏＳのパラメータセット選択処理については、図２０、図２１を参照して後で詳述する。Ｇ ＱｏＳ２１３は、ＲＡＮがＭＳユーザに実際に割り当てたＱｏＳであって、図１４に示したＧ ＱｏＳからUser ID１７９を除いた内容となっている。

図１８は、ＢＳの記憶部２８、またはＰＣＦの記憶部３７が保持するＱｏＳ情報テーブル（ＢＳ／ＰＣＦテーブル）のエントリの１例を示す。
ＢＳ／ＰＣＦテーブルも、図１７に示したＰＤＳＮテーブルと同様、User ID２１５と対応して、ＭＳユーザのUser QoS Profile２１６と、ＲＡＡ ＱｏＳ２１７と、Ｇ ＱｏＳ２１８とを示している。User QoS Profile２１６の内容は、図１７のUser QoS Profile２１１と同様である。

図１９は、ＡＡＡ１１が記憶部５２に保持するＱｏＳ情報のテーブル（ＡＡＡテーブル）のエントリの１例を示す。ＡＡＡテーブルには、ＭＳユーザの識別子を示すUser ID２２０と対応して、User QoS Profile２２１を示する複数のエントリが登録されている。User QoS Profile２２１の内容は、図１７のUser QoS Profile２１１と同様である。

図２２は、ＲＡＡ ＱｏＳのフォーマットの１例を示す。
ＲＡＡ ＱｏＳは、User QoS Profileに基づくＲＡＡ ＱｏＳパラメータセットの選択処理によって、図１３に示したＲ ＱｏＳから、User QoS Profileに適合しないＱｏＳパラメータセット（パラメータエントリ）を削減した内容となっている。

ＲＡＡ ＱｏＳは、Ｒ ＱｏＳと同様、ユーザＩＤ（User ID）２５９と、フロー数（Num Flow）２６０と、フロー毎のＱｏＳを示す複数のフローエントリ、ＲＡＡ ＱｏＳ（Flow ID＝１）２６１〜ＲＡＡ ＱｏＳ（Flow ID＝ｎ）２６３からなる。各フローエントリは、例えば、ＲＡＡ ＱｏＳ（Flow ID＝１）のエントリに付随して示すように、ＱｏＳの内容を定義する情報ブロック２５８からなる。

情報ブロック２５８は、Ｒ ＱｏＳの情報ブロック１５８と同様、情報ブロック２５８のＱｏＳ定義が適用されるフローの識別子を示すフローＩＤ２６４と、複数のＱｏＳパラメータエントリ（ＲＡＡ ＱｏＳパラメータセット）２６７〜２６９と、情報ブロック２５８に含まれるＱｏＳパラメータエントリの個数ｈを示すセット数（Num Set）２６６と、長さ（Length）２６５とからなっている。これらのエントリ２６７〜２６９は、要求順位を示すセットＩＤ（Set ID）の順に配列されている。ＲＡＡ ＱｏＳの各フローエントリに含まれるＱｏＳパラメータエントリ（ＲＡＡ ＱｏＳパラメータセット）の個数ｈは、Ｒ ＱｏＳの各フローエントリに含まれるＱｏＳパラメータエントリ（Ｒ ＱｏＳパラメータセット）の個数ｍ以下となる。ＲＡＡ ＱｏＳパラメータ情報選択処理において、ＱｏＳ User Profileを適用してＲ ＱｏＳのパラメータセット群の中からＱｏＳ User Profileに適合しないＱｏＳパラメータセットを削除するためである。

Ｒ ＱｏＳと同様、各ＱｏＳパラメータエントリは、例えば、情報ブロック２５７に示すように、エントリの長さを示すSet Length２７０、エントリの識別子となるセットＩＤ（Set ID）２５７と、トラヒック種別を示すトラヒッククラス（Traffic class）２７２と、無線リソースの割り当て優先度を示す優先度（Priority）２７３と、ピーク時の伝送レートを示すピークレート（Peak rate）２７４と、フローに許容される最大遅延値を示す最大遅延（Max latency）２７５と、フローに許容される最大のデータロスレートの値を示す最大ロスレート（Max loss rate）２７６と、フローに許容されるジッタの最大値を示す最大ジッタ（max jitter）２７７とを指定している。

図２０は、ハンドオーバ元となるＢＳ７、ＰＣＦ６、またはＰＤＳＮ２が、ＱｏＳ許可／受付制御手順１４０または８６で実行するＲＡＡ ＱｏＳのパラメータ情報選択（ＱｏＳ許可）処理の１実施例を示すフローチャートである。
本実施例のＲＡＡ ＱｏＳパラメータ情報選択処理では、図１５に示したＱｏＳ User Profileを適用して、ＭＳ１０が要求した図１３のＲ ＱｏＳのパラメータセット群の中から、ＱｏＳ User Profileに適合しないＱｏＳパラメータセットを削除する。これによって、Ｒ ＱｏＳは、ＱｏＳ User Profileで承認されたＱｏＳパラメータセットのみを残したＲＡＡ ＱＯＳに変換される。

ここでは、ＢＳの記憶部２８（または、ＰＣＦの記憶部３７、ＰＤＳＮの記憶部４２）が、ＱＯＳ User Profileを保持しているものとする。この場合、ＢＳの制御部２７（またはＰＣＦの制御部３３、ＰＤＳＮの制御部４３）が、以下手順で、Ｒ ＱｏＳのフローエントリ毎に、全てのＱｏＳパラメータセットをＱＯＳ User Profileと照合し、Ｒ ＱｏＳからＱＯＳ User Profileに適合したＱｏＳパラメータセット（ＲＡＡ ＱｏＳパラメータセット）を選択する。

制御部２７は、Step０で、Ｒ ＱｏＳのUser ID１５９と、Num Flow１６０が示す全フロー数ｎと、各フローに対応するNum Set１６６が示すＱｏＳパラメータエントリの個数ｍを検出する。また、制御部２７は、記憶部２８のＱｏＳテーブル（図１８のＢＳ／ＰＣＦテーブル）に確保されたＲＡＡ ＱｏＳ２１７（またはＲＡＡ ＱｏＳ２１２）の記憶エリアに、図２２に示したＲＡＡ ＱｏＳのUser ID２５９とNum Flow２６０の値を書き込む。

制御部２７は、Step１で、フローエントリを特定するためのインデックスＪの値を「１」に設定し、ＲＡＡ ＱｏＳ２１７（またはＲＡＡ ＱｏＳ２１２）の第１ＲＡＡ ＱｏＳエントリにFlow ID２６４、Length２６５、Num Set ID２６７の値を書き込む。Step２で、制御部２７は、パラメータエントリを特定するためのインデックスＩの値を「１」に設定する。

制御部２７は、Step３で、Ｒ ＱｏＳのFlow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック１５７のSet ID１７１の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Set ID１９２で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep４に進み、そうでなければ、Step ８でFlow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応するＲ ＱｏＳ情報を廃棄する。Step ８では、ＱｏＳテーブルのＲＡＡ ＱｏＳ２１７（またはＲＡＡ ＱｏＳ２１２）へのＱｏＳ情報の書込みは行われないが、Num Set２６６の値がデクリメント（−１）され、Length２６５の値が、現在値からSet Length１７０分を減算した値に書き換えられる。

例えば、情報ブロック１５７のSet ID１７１の値が「３」で、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Set ID１９２で、値「１、２、３、４、５、６、７、８」が指定されていた場合、Set ID１７１は、Authorized Set ID１９２の指定範囲内となるため、フローチャートシーケンスはStep４に進む。

制御部２７は、Step４で、上記情報ブロック１５７のPriority１７３の値がＱＯＳ User ProfileのAuthorized Priority１９３の指定範囲内か否かを判定し、指定範囲内であれば、Step５に進み、ＱｏＳテーブルのＲＡＡ ＱｏＳ２１７（またはＲＡＡ ＱｏＳ２１２）に、Flow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック１５７の内容を書き込む。Priority１７３の値が指定範囲内に含まれていなければ、制御部２７はStep８を実行する。例えば、Priorityが優先度の低い順に０〜１５のランクを有し、Priority１７３が「１０」で、Authorized Priority１９３が「０〜８」を指定していた場合、制御部２７は、要求Priority１７３が許容範囲外と判定して、Step８を実行する。

制御部２７は、Step ５またはStep８を実行した後、Step６で、パラメータエントリ用のインデックスＩの値をインクリメント（＋１）し、Step７で、Ｉの値をＲ ＱｏＳエントリ個数ｍと比較する。Ｉの値がｍ以下であればStep３に戻り、Ｒ ＱｏＳの第Ｊフローエントリの次パラメータエントリを判定対象として、上述した処理を繰り返す。

Step７でＩの値がｍを超えた場合、制御部２７は、Step９でフローエントリ用のインデックスＪの値をインクリメント（＋１）し、Step１０でＪの値をＲ ＱｏＳのフローエントリ数ｎと比較する。Ｊの値がｎ以下であれば、Step２に戻る。これによって、判定対象となるフローエントリを替えて、最初のパラメータエントリから上述した処理が繰り返される。Step１０でパラメータＪの値がｎを超えた時点で、ＲＡＡ ＱｏＳパラメータ選択処理が終了する。

図２１は、ハンドオーバ元となるＢＳ７、ＰＣＦ６、またはＰＤＳＮ２で実行するＲＡＡ ＱｏＳパラメータ選択（ＱｏＳ許可）処理の他の実施例を示すフローチャートである。
本実施例では、図１６に示したＱｏＳ User Profileを適用して、ＭＳ１０が要求した図１３のＲ ＱｏＳがＲＡＡ ＱＯＳに変換される。

ここでも、ＢＳの記憶部２８（またはＰＣＦの記憶部３７、ＰＤＳＮの記憶部４２）が、ＱＯＳ User Profileを保持しているものとする。この場合、ＢＳの制御部２７（またはＰＣＦの制御部３３、ＰＤＳＮの制御部４３）が、以下手順で、Ｒ ＱｏＳのフローエントリ毎に、全てのＱｏＳパラメータセットをＱＯＳ User Profileと照合し、Ｒ ＱｏＳからＱＯＳ User Profileに適合したＲＡＡ ＱｏＳパラメータセットを選択する。

Step１１〜Step１３での処理内容は、図２０のStep０〜Step２と同一であり、説明を省略する。制御部２７は、Step１４で、Ｒ ＱｏＳのFlow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック１５７のSet Id１７１の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Set ID２０１で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であれば、Step１５に進み、そうでなければ、Step２２で、Flow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応するＱｏＳ情報の廃棄し、ＱｏＳテーブルNum Set２６６の値をデクリメント（−１）し、Length２６５の値をSet Length１７０分を減算した値に書き換える。

Step１５では、制御部２７は、上記情報ブロック１５７のTraffic class１７２の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Traffic class２０２で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep１６に進み、そうでなければ、Step２２を実行する。例えば、Ｒ ＱｏＳのTraffic class１７２がInteractive classを指定し、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Traffic class２０２がBackground classとStreaming classとを指定していた場合、制御部２７は、Traffic class１７２が指定範囲外と判断して、Step２２を実行する。

Step１６では、制御部２７は、上記情報ブロック１５７のPriority１７３の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Priority２０３で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep１７に進み、そうでなければStep２２を実行する。

Step１７では、制御部２７は、上記情報ブロック１５７のPeak rate１７４の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Peak rate２０４で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep１８に進み、そうでなければStep２２を実行する。

Step１８では、制御部２７は、上記情報ブロック１５７のMax latency１７５の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Max latency２０５で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep１９に進み、そうでなければStep２２を実行する。例えば、Ｒ ＱｏＳのMax latency１７５が２０ｍｓ、Authorized Max latency２０５が１０ｍｓ以上となっていた場合、Max latency１７５が指定範囲内となるため、Step１９が実行される。
Step１９では、制御部２７は、Ｒ ＱｏＳのFlow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック１５７のMax loss rate１７６の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Max loss rate２０６で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep２０に進み、そうでなければStep２２を実行する。例えば、Max loss rate１７６が「１０〜６」を指定し、authorized Max loss rate２０６が「１０〜４」を指定していた場合、Max loss rate１７６が指定範囲内となるため、Step２０が実行される。

Step２０では、制御部２７は、上記情報ブロック１５７のMax jitter１７７の値が、ＱＯＳ User ProfileのAuthorized Max jitter２０７で指定された範囲内か否かを判定し、指定範囲内であればStep２１に進み、そうでなければStep２２を実行する。例えば、Max jitter１７７の値が２ｍｓで、Authorized Max jitter２０７で５ｍｓ以下と指定されていた場合、Max jitter１７７は指定範囲内となるため、Step２１が実行される。

Step２１では、制御部２７は、ＱｏＳテーブルのＲＡＡ ＱｏＳ２１７（またはＲＡＡ ＱｏＳ２１２）にFlow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック１５７の内容を書き込む。
制御部２７は、Step２１またはStep２２を実行した後、Step２３〜Step２６を実行する。これらのステップは、図２０のStep７〜Step１０と同様であり、ここでの説明は省略する。

図２３は、ｔＲＡＮがＱｏＳ受付制御手順１４４で実行するＲＡＡ ＱｏＳ判定処理の１実施例を示すフローチャートである。
ＲＡＡ ＱｏＳ判定処理を実行するｔＲＡＮは、ｔＢＳ、ｔＰＣＦの少なくとも一方であり、システム構成に依って、ｔＢＳ、ｔＰＣＦのどちらが実行しても良い。ここでは、ｔＢＳ（またはｔＰＣＦ）が、ＲＡＡ ＱｏＳ判定処理（受付制御手順１４４）を実行する場合について説明する。ＱｏＳ許可／受付制御手順１４０、８６でも、これと同様のＲＡＡ ＱｏＳ判定処理によって、ＭＳへのＧ ＱｏＳの割り当てが行われる。

ＲＡＡ ＱｏＳ判定処理を実行する前に、ｔＢＳは、記憶部２８に形成された図１８で示したＱｏＳテーブルに、User ID２１５と、User QoS Profile２１６と、図２２に示したフォーマットをもつＲＡＡ ＱｏＳ２１７とを記憶しているものと仮定する。この時点では、ＱｏＳテーブルのＧ ＱｏＳ２１８は空の状態にある。ＢＳの制御部２７は、以下の手順で、ＲＡＡ ＱｏＳのフローエントリ毎に、ＲＡＡ ＱｏＳパラメータセットを検査する。

制御部２７は、先ず、Step３０で、ＲＡＡ ＱｏＳから、User ID２５９をもつＲＡＡ ＱｏＳのNum Flow２６０が示す全フロー数ｎと、各フローに対応するNum Set２６６が示すＱｏＳパラメータエントリの個数ｈを抽出し、ＱｏＳテーブルのＧ ＱｏＳ２１８用のエリアにUser ID１７９とNum Flow１８０の値を書き込む。制御部２７は、Step３１で、フローエントリを特定するためのインデックスＪの値を１に設定し、Step３２で、パラメータエントリを特定するためのインデックスＩの値を１に設定する。

制御部２７は、Step３３で、ＲＡＡ ＱｏＳのFlow ID＝Ｊ、Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック２５７が示すPeak rate２７４がｔＲＡＮで保証できる（サービス可能）か否かを判定する。この場合、制御部２７は、例えば、制御情報として得られる無線区間の状態情報から、Peak rate２７４を十分保証可能か否かを判断する。無線区間の状態情報は、ｔＢＳ（またはＭＳ）で測定される受信信号の品質、干渉信号電力、通信データレート、エラーレートなど、ｔＢＳとＭＳとの間の通信チャネルにおけるＱｏＳを反映するものであればよい。また、例えば、ＢＳの記憶部２８に、無線区間で達成可能なピークレートを予め保持しておき、これ参照してPeak rate２７４が保証可能か否かを判断しても良い。ＲＡＡ ＱｏＳが要求するPeak rate２７４が保証可能であればStep３４に進み、不可能ならStep３７を実行する。

Step３４では、制御部２７は、上記情報ブロック２５７が示すMax latency２７５がｔＲＡＮで保証できる（サービス可能）か否かを判定する。制御部２７は、例えば、記憶部２８に形成される送受信バッファの容量を参照して、必要なMax latency２７５が十分保証可能かを否かを判断する。保証可能な最大遅延を予め記憶部２８に保持しておき、これを参照してMax latency２７５を実現できるか否かを判断しても良い。Max latency２７５が保証可能であればStep３５に進み、そうでなければStep３７を実行する。

Step３５では、制御部２７は、上記情報ブロック２５７のMax loss rate２７６がｔＲＡＮで保証できる（サービス可能）か否かを判定する。この判定は、例えば、制御情報として得られる無線区間の状態情報を参照して行う。記憶部２８に最大損失率を予め保持しておき、これを参照してMax loss rate２７６が保証可能か否かを判断しても良い。Max loss rate２７６を保証可能ならStep３６に進み、そうでなければStep３７を実行する。

Step３６では、制御部２７は、Flow ID＝Ｊのフローに対して、Set ID＝Ｉと対応するＲＡＡ ＱｏＳパラメータセットを受け付ける。この場合、制御部２７は、フローエントリ用のインデクスＪの値と、パラメータエントリ用のインデクスＩの値を、それぞれＧ ＱｏＳ（Flow ID J）のFlow ID１８４、Set ID１８５として書き込む。

制御部２７は、この後、Step４０で、フローエントリ用のインデックスＪの値をインクリメントし、Step４１で、インデクスＪの値をフロー数ｎと比較する。Ｊがｎ以下であれば、制御部２７は、Step３２に戻って、パラメータエントリのインデクスＩの値を初期値１に戻し、新たなFlow ID＝Ｊをもつフローエントリの最初の情報ブロック２５７について、上述した判定を繰り返す。Step４１で、Ｊがｎを超えた場合、制御部２７は、このＲＡＡ ＱｏＳ判定処理を終了する。

Set ID＝Ｉに対応する情報ブロック２５７で、Peak rate、Max latency、Max loss rateの何れかで保証不可能となった場合、制御部２７は、Step３７で、パラメータエントリ用のインデックスＩの値をインクリメント（＋１）し、Step３８で、Ｉの値をパラメータエントリ数ｈと比較する。インデックスＩの値がｈ以下であればStep３３に戻り、同一フローエントリの次のパラメータエントリについて、上述した判定を繰り返す。

Step３８で、インデックスＩの値がｈを超えた場合、ＲＡＡ ＱｏＳのFlow ID＝Ｊのフローには、許可できるパラメータセットが無かったことになる。この場合、制御部２７は、Step３９で、Flow ID＝Ｊのフローについては、ＲＡＡ ＱｏＳを拒否し、Ｇ ＱｏＳへのＲＡＡ ＱｏＳパラメータの割当てを省略して、Step４０に進む。

上記フローチャートから明らかなように、ＭＳの移動先となったｔＲＡＮ（ｔＢＳまたはｔＰＣＦ）では、移動元のｓＲＡＮから通知されたＲＡＡ ＱｏＳに基づいて、ＭＳ１０へのＱｏＳの割り当て（Ｇ ＱｏＳ）を行う。この場合、ＲＡＡ ＱｏＳは、ＭＳが最初に送信したＲ ＱｏＳよりもパラメータセットの数が少ないため、ＭＳへのＱｏＳの割り当て処理時間を短縮できる。尚、特定フローについてＱｏＳ拒否が発生した場合、制御部２７からＭＳ１０に、ＱｏＳを保証できなかったフローのFlow IDを通知するようにしてもよい。

上記実施例では、３種類のＱｏＳパラメータについて、保証可能か否かを判定したが、判定対象となるＱｏＳパラメータは、実施例以外のものであってもよい。例えば、Ｒ ＱｏＳまたはＲＡＡ ＱｏＳで、Max jitter１７７の要求値を指定する代わりに、jitter発生の許容可否をフラグ情報で指定するようにしても良い。この場合、ＱｏＳUser Profileには、jitter無しの通信の可否を示す情報も登録しておく。

本発明は、移動体無線ネットワークに適用できる。

Claims (8)

1. それぞれ無線基地局とパケット制御装置とからなる複数の無線アクセス網と、上記各無線アクセス網をＩＰ網に接続する複数のノード装置と、無線移動局毎に予め契約で保証された通信品質レベル情報を記憶した認証サーバとからなり、各無線アクセス網が、上記無線基地局と通信する無線移動局からの第１の通信品質要求に応じて、上記パケット制御装置に接続されたノード装置と上記無線移動局との間のパケットフローの通信品質を保証する無線通信システムであって、
   上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、
   無線移動局が送信する上記第１の通信品質要求と上記通信品質レベル情報に基づき変換した該無線移動局に保証された範囲の通信品質パラメータ群からなる第２の通信品質要求を、該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第３の通信品質要求に変換する手段と、
   該第３の通信品質要求に従って、上記無線移動局のパケットフローの通信品質を制御するための手段と、
   上記第２通信品質要求を上記パケット制御装置に接続されたノード装置に通知するための手段と、を備え、
   上記各ノード装置が、上記無線アクセス網から通知された上記第２の通信品質要求を記憶する手段と、
   通信中の無線移動局が他の無線アクセス網に移動した時、上記無線移動局と対応する第２の通信品質要求をハンドオーバ先のノード装置に通知するための手段と、
   他のノード装置から無線移動局の上記第２の通信品質要求を受信した時、受信した上記第２の通信品質要求を該ノード装置に接続された無線アクセス網に通知するための手段とを備え、
   上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記ノード装置から上記第２の通信品質要求を受信した時、受信した上記第２の通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第４の通信品質要求に変換し、該第４の通信品質要求に従って、移動してきた無線移動局のパケットフローの通信品質を制御することを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記第１の通信品質要求が、要求優先度の異なる複数セットの通信品質パラメータからなり、前記第２の通信品質要求が、上記複数セットの通信品質パラメータから前記保証された通信品質レベル情報に従って選択された上記第１の通信品質要求よりも少ないセット数の通信品質パラメータからなり、前記第３の通信品質要求が、上記第２の通信品質要求と同等、または更に少ないセット数の通信品質パラメータからなることを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、無線アクセス網における送信レート、伝送遅延、エラーレート、無線区間における受信信号の品質または干渉信号電力のうちの少なくとも１つを前記通信リソースとして、前記無線移動局に許容可能な通信品質パラメータ群を選択することを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記各ノード装置が、通信中の無線移動局が他の無線アクセス網に移動した時、前記ハンドオーバ先のノード装置に前記第２の通信品質要求を通知し、他のノード装置から第２の通信品質要求を受信した時、受信した第２の通信品質要求を該ノード装置に接続された無線アクセス網に通知し、
   前記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記パケット制御装置に接続されたノード装置から上記第２の通信品質要求を受信した時、上記第２の通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な通信品質パラメータ群からなる前記第４の通信品質要求に変換し、該第４の通信品質要求に従って、移動してきた無線移動局のパケットフローの通信品質を制御することを特徴とする無線通信システム。
5. それぞれ無線基地局とパケット制御装置とからなる複数の無線アクセス網と、上記各無線アクセス網をＩＰ網に接続する複数のノード装置と、無線移動局毎に予め契約で保証された通信品質レベル情報を記憶した認証サーバとからなる無線通信システムにおけるパケットフローの通信品質保証方法であって、
   上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、
   無線移動局の送信する第１の通信品質要求と上記通信品質レベル情報に基づき変換した該無線移動局に保証された範囲の通信品質パラメータ群からなる第２の通信品質要求を、該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第３の通信品質要求に変換し、
   上記第２の通信品質要求を上記パケット制御装置に接続されたノード装置に通知し、上記第３の通信品質要求に従って、上記無線移動局のパケットフローの通信品質を制御し、
   上記各ノード装置が、
   上記無線アクセス網から通知された上記第２の通信品質要求を記憶し、通信中の無線移動局が他の無線アクセス網に移動した時、上記無線移動局と対応する第２の通信品質要求をハンドオーバ先のノード装置に通知し、他のノード装置から無線移動局の上記第２の通信品質要求を受信した時、受信した上記第２の通信品質要求を該ノード装置に接続された無線アクセス網に通知し、
   上記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記ノード装置から受信した上記第２の通信品質要求を該無線アクセス網の通信リソースで許容可能な第４の通信品質要求に変換し、上記第４の通信品質要求に従って、移動してきた無線移動局のパケットフローの通信品質を制御することを特徴とするパケットフローの通信品質保証方法。
6. 請求項５に記載のパケットフローの通信品質保証方法において、
   前記第１の通信品質要求が、要求優先度の異なる複数セットの通信品質パラメータからなり、
   前記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、上記第１の通信品質要求が示す複数セットの通信品質パラメータから、前記通信品質レベル情報で保証された範囲の通信品質パラメータセットを選択して、上記第１の通信品質要求よりも少ないセット数の通信品質パラメータからなる前記第２の通信品質要求を生成し、上記第２の通信品質要求から、通信品質パラメータのセット数が該第２の通信品質要求と同等、または更に少ない前記第３の通信品質要求を生成することを特徴とするパケットフローの通信品質保証方法。
7. 請求項５に記載のパケットフローの通信品質保証方法において、
   前記第１の通信品質要求が、フロー毎に要求優先度の異なる複数セットの通信品質パラメータで要求通信品質を定義しており、
   前記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、前記無線移動局に予め保証された通信品質レベル情報に従って、上記第１の通信品質要求からフロー毎に保証すべき通信品質パラメータセットを選択することによって、前記第２の通信品質要求を生成し、上記第２の通信品質要求から、利用可能な通信リソースに応じて許容可能な通信品質パラメータセットを選択することによって、前記第３の通信品質要求を生成することを特徴するパケットフローの通信品質保証方法。
8. 請求項５〜請求項７の何れかに記載のパケットフローの通信品質保証方法において、
   前記各無線アクセス網の無線基地局とパケット制御装置の少なくとも一方が、無線アクセス網における送信レート、伝送遅延、エラーレート、無線区間における受信信号の品質または干渉信号電力のうちの少なくとも１つを前記通信リソースとして、前記第２の通信品質要求または前記ノード装置から受信した前記第２の通信品質要求から通信品質パラメータを選択し、前記無線移動局に許容可能な前記第４の通信品質要求を生成することを特徴とするパケットフローの通信品質保証方法。

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