JP5994867B2 - ゲートウェイ、通信システム、ゲートウェイの制御方法、及びこれらのためのコンピュータプログラム - Google Patents

ゲートウェイ、通信システム、ゲートウェイの制御方法、及びこれらのためのコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明の実施の形態は、ゲートウェイ、基地局、通信ノード、通信システム、並びにゲートウェイ、基地局及び通信ノードの制御方法に関する。実施の形態は、特に3GPP(3rd Generation Partnership Project)で規定されるフェムトシステムを用いて、マクロネットワークからのリモートIP(Internet Protocol)アクセスを実現可能にする技術に関する。
上記のフェムトシステムとは、HNB(Home Node B)、HeNB(Home evolved Node B)、HNB−GW(Gateway)、HeNB−GWを含むアクセス系統の総称である。
HNBは、エンドユーザの敷地内等に設置可能な小型の無線基地局であり、3GPPのUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)無線方式に対応した移動局(UE:User Equipment)を、ブロードバンドIPバックホール等の公衆網を介して、モバイルオペレータのコアネットワークへ接続する。図1に、4台のHNB 20_1〜20_4(以下、単に符号20を用いて総称することがある)がブロードバンドIPバックホール50を介してコアネットワークへ編入し、以てUE 10をコアネットワークへ接続する通信システムの構成を示す。
HNB−GWは、公衆網を介して接続される複数のHNBを収容し、各HNBと、コアネットワークを構成するMSC(Mobile Switching Centre)、SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)、MGW(Media Gateway)、GGSN(Gateway GPRS Support Node)等の通信ノードとの間でトラヒックを中継する。図1の例では、HNB−GW 60がHNB 20_1〜20_4の各々とSGSN 70との間でトラヒックを中継し、以てGGSN 80を介してUE 10とPDN(Packet Data Network) 90とを接続している。
HeNBは、HNBと同様にエンドユーザの敷地内等に設置可能な小型の無線基地局であり、3GPPのLTE(Long Term Evolution)無線方式に対応したUEを、ブロードバンドIPバックホール等の公衆網を介して、モバイルオペレータのコアネットワークへ接続する。図8に、4台のHeNB 120_1〜120_4(以下、符号120で総称することがある)がブロードバンドIPバックホール150を介してコアネットワークへ編入し、以てUE 110をコアネットワークへ接続する通信システムの構成を示す。
HeNB−GWは、公衆網を介して接続される複数のHeNBを収容し、各HeNBと、コアネットワークを構成するMME(Mobility Management Entity)、S−GW(Serving Gateway)、P−GW(PDN Gateway)等の通信ノードとの間でトラヒックを中継する。図8の例では、HNB−GW 160がHeNB 120_1〜120_4の各々とMME 170及びS−GW 171との間でトラヒックを中継し、以てP−GW 180を介してUE 110とPDN 190とを接続している。
なお、HNB、HeNB、HNB−GW、HeNB−GW、UE、MSC、MGW、SGSN、MME、S−GW、P−GW、PDN各々の詳細については、3GPPスペックの各種部分に規定されている。当該3PGGスペックには、非特許文献1や、TS 22.220、TS 25.467、TS 23.002、TS 23.060、TS36.300等が含まれ、これらを次のような具体的な参照によってここに取り込む。
また、非特許文献1では、LIPA(Local IP Access)機能が標準化されている。これは、大略、HeNBに在圏しているUEが、HeNBが設置されているローカルネットワークにアクセスできるようにするための機能である。具体的には、P−GWと同等の機能を持つL−GW(Local Gateway)がHeNBに内蔵されており、UEからの要求に応じて、UEからのパケットが、HeNB内のL−GW機能を経由して、HeNBが属するローカルIPネットワーク内で直接ルーティングされる。図15に示す例では、ローカルIPネットワーク130に属するHeNB 120_1〜120_3の内のHeNB 120_1及び120_2に、L−GW 330_1及び330_2(以下、符号330で総称することがある)がそれぞれ内蔵されている。
同様に、UMTS無線方式を採用する通信システムにおいては、GGSNと同等の機能を持つL−GW機能をHNBに持たせることでLIPA機能を実現することが可能である。図16に示す例では、ローカルIPネットワーク30に属するHNB 20_1〜20_3の内のHeNB 20_1及び20_2に、L−GW 230_1及び230_2(以下、符号230で総称することがある)がそれぞれ内蔵されている。
一方、上記のマクロネットワークとは、大略、RAN(Radio Access Network)を含むアクセス系統の総称である。
図17に、UMTS無線方式を採用する通信システムにおいて、マクロネットワークからPDNへアクセスするためのネットワーク構成を示す。UE 10は、NB(Node B) 420へ無線接続し、RNC(Radio Network Controller) 430、SGSN 70及びGGSN 80を介してPDN 90へ接続される。ここで、RANは、NB及びRNCにより形成される。NBは、モバイルオペレータによって屋外等に設置される無線基地局であり、UMTS無線方式に対応したUEをコアネットワークへ接続する。RNCは、複数のNBを収容し、各NBとUEとの間の無線リソースを制御する制御装置である。
また、図18に、LTE無線方式を採用する通信システムにおいて、マクロネットワークからPDNへアクセスするためのネットワーク構成を示す。UE 110は、eNB(evolved Node B) 520へ無線接続し、S−GW 171及びP−GW 180を介してPDN 190へ接続される。ここで、RANは、eNBにより形成される。eNBは、NBと同様にモバイルオペレータによって屋外等に設置される無線基地局であり、LTE無線方式に対応したUEをコアネットワークへ接続する。
なお、NB及びeNB各々により形成されるセル(一般にマクロセルと呼称される)は、そのカバレッジが大きく、以て収容可能なUE数が大きい。一方、上記のHNB及びHeNB各々により形成されるセルは、そのカバレッジがNB及びeNB各々と比較して極めて小さいことから、一般にフェムトセルと呼称される。
ところで、非特許文献2では、LIPA機能を用いることで、マクロネットワークからHeNB/HNBが接続されているローカルIPネットワークにリモートアクセスすることが提案されている。以降の説明においては、このアクセスを、リモートIPアクセスと呼称する。L−GWは、P−GWやGGSNと同等の機能を有する。このため、マクロネットワークに在圏しているUEからローカルIPネットワークへのアクセス要求があった場合、通常のパケット通信と同様、SGSNやMME/S−GWを介して、GGSNやP−GWと同等の機能を持つL−GWに接続することができれば、リモートIPアクセスは実現可能である。図19に、UMTS無線方式を採用する通信システムにおいてリモートIPアクセスを実現する場合のネットワーク構成を示し、図20に、LTE無線方式を採用する通信システムにおいてリモートIPアクセスを実現する場合のネットワーク構成を示す。
しかしながら、リモートIPアクセスには、その実現が困難であるという課題がある。
具体的には、SGSN又はS−GWからL−GWに対して通信パスを張るためには、通信パス確立のための制御メッセージを送信する必要がある。通常、SGSN又はS−GWは、GGSN又はP−GWとの間に通信パスを確立するために、UEが接続先として指定したAPN(Access Point Name)を用いて、接続先のGGSN又はP−GWのIPアドレスを導出すると共に、導出したIPアドレス宛てに制御メッセージを送信する。しかしながら、HNB又はHeNB自体は、ローカルIPネットワークに接続されていてプライベートIPアドレスが割り当てられているケースが多い。このため、SGSN又はS−GWからHNB又はHeNBに対して制御メッセージを直接送ることは出来ない。また、仮にパブリックIPアドレスがHNB又はHeNBに対してアサインされるような環境下であったとしても、そのIPアドレスは可変である可能性が高い。このため、SGSN又はS−GWがHNB又はHeNBのIPアドレスを定常的に導出することは困難である。
従って、幾つかの実施の形態の目的は、リモートIPアクセスを、より容易に実現することにある。
上記の目的を達成するため、幾つかの実施の形態の第1の態様に係るゲートウェイは、公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立する。このゲートウェイは、前記セキュアなトンネルを介して、各基地局との通信を行う第1の通信手段と、コアネットワークとの通信を行う第2の通信手段と、前記第1及び第2の通信手段を制御して、前記コアネットワークと各基地局との間のトラヒックを中継する制御手段と、を備える。前記制御手段は、各基地局が前記セキュアなトンネルを介して受信したトラヒックを自局が属するローカルネットワーク内にルーティングする機能を有する場合、各基地局がサポートするAPNを記憶し、前記コアネットワークから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から前記複数の基地局のいずれかへの通信パスを確立するための第1のメッセージが受信された場合、前記第1のメッセージを、前記第1のメッセージに含まれる第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する。
また、幾つかの実施の形態の第2の態様に係る基地局は、公衆網を介してコアネットワークへ編入する。この基地局は、前記公衆網を介してゲートウェイとの間にセキュアなトンネルを確立して、前記ゲートウェイとの通信を行う通信手段と、前記セキュアなトンネルを介して受信されたトラヒックを、自局が属するローカルネットワーク内にルーティングするルーティング手段と、前記通信手段及びルーティング手段を制御する制御手段と、を備える。前記通信手段は、前記ゲートウェイから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から自局への通信パスを確立するための第1のメッセージを受信する。前記制御手段は、前記第1のメッセージが受信された場合、前記ルーティング手段に、前記移動局からのトラヒックを、前記ローカルネットワーク内にルーティングさせる。
また、幾つかの実施の形態の第3の態様に係る通信ノードは、コアネットワークに設置される。この通信ノードは、公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイとの通信を行う第1の通信手段と、前記コアネットワークに接続されるRANを介して、前記RANに在圏する移動局との通信を行う第2の通信手段と、前記第1及び第2の通信手段を制御する制御手段と、を備える。前記第2の通信手段は、前記移動局から、前記複数の基地局の内の一の基地局へのアクセスを要求する第1のメッセージを受信する。前記制御手段は、前記移動局から前記一の基地局への通信パスを確立するための第2のメッセージを生成すると共に、前記第1のメッセージに含まれるAPNを前記第2のメッセージ中に設定し、前記第2のメッセージを前記ゲートウェイへ送信する。
また、幾つかの実施の形態の第4の態様に係る通信システムは、コアネットワークに設置される通信ノードと、公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイと、を備える。前記通信ノードは、前記コアネットワークに接続されるRANを介して、前記RANに在圏する移動局から、前記複数の基地局の内の一の基地局へのアクセスを要求する第1のメッセージを受信し、前記移動局から前記一の基地局への通信パスを確立するための第2のメッセージを生成すると共に、前記第1のメッセージに含まれるAPNを前記第2のメッセージ中に設定し、前記第2のメッセージを、前記ゲートウェイへ送信する。前記ゲートウェイは、各基地局が前記セキュアなトンネルを介して受信したトラヒックを自局が属するローカルネットワーク内にルーティングする機能を有する場合、各基地局がサポートするAPNを記憶し、前記通信ノードから前記第2のメッセージを受信した場合、前記第2のメッセージを、前記第2のメッセージに含まれる第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する。
また、幾つかの実施の形態の第5の態様に係る制御方法は、公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイの制御方法を提供する。この制御方法は、各基地局が前記セキュアなトンネルを介して受信したトラヒックを自局が属するローカルネットワーク内にルーティングする機能を有する場合、各基地局がサポートするAPNを記憶し、前記コアネットワークから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から前記複数の基地局のいずれかへの通信パスを確立するための第1のメッセージが受信された場合、前記第1のメッセージを、前記第1のメッセージに含まれる第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する、ことを含む。
また、幾つかの実施の形態の第6の態様に係る制御方法は、公衆網を介してコアネットワークへ編入する基地局の制御方法を提供する。この制御方法は、前記公衆網を介してゲートウェイとの間にセキュアなトンネルを確立して、前記ゲートウェイとの通信を行い、前記ゲートウェイから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から前記基地局への通信パスを確立するための第1のメッセージを受信し、前記第1のメッセージを受信した場合、前記セキュアなトンネルを介して受信した前記移動局からのトラヒックを、前記基地局が属するローカルネットワーク内にルーティングする、ことを含む。
さらに、幾つかの実施の形態の第7の態様に係る制御方法は、コアネットワークに設置される通信ノードの制御方法を提供する。この制御方法は、前記コアネットワークに接続されるRANを介して前記RANに在圏する移動局から、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する複数の基地局の内の一の基地局へのアクセスを要求する第1のメッセージを受信し、前記移動局から前記一の基地局への通信パスを確立するための第2のメッセージを生成すると共に、前記第1のメッセージに含まれるAPNを前記第2のメッセージ中に設定し、前記第2のメッセージを、前記公衆網を介して各基地局との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイへ送信する、ことを含む。
幾つかの実施の形態によれば、リモートIPアクセスを、より容易に実現することが可能である。
実施の形態1に係るゲートウェイ、基地局及び通信ノードを適用する通信システムの構成例を示したブロック図である。 実施の形態1に係る通信システムにおいて、リモートIPアクセスを実現する場合のネットワーク構成例を示したブロック図である。 実施の形態1に係るゲートウェイの構成例を示したブロック図である。 実施の形態1に係る基地局の構成例を示したブロック図である。 実施の形態1に係る通信ノードの構成例を示したブロック図である。 実施の形態1に係るゲートウェイにおける、基地局の登録手順例を示したシーケンス図である。 実施の形態1に係るゲートウェイ、基地局及び通信ノードにおける、通信パスの確立手順例を示したシーケンス図である。 発明の実施の形態5に係るゲートウェイ、基地局及び通信ノードを適用する通信システムの構成例を示したブロック図である。 実施の形態5に係る通信システムにおいて、リモートIPアクセスを実現する場合のネットワーク構成例を示したブロック図である。 実施の形態5に係るゲートウェイの構成例を示したブロック図である。 実施の形態5に係る基地局の構成例を示したブロック図である。 実施の形態5に係る通信ノードの構成例を示したブロック図である。 実施の形態5に係るゲートウェイにおける、基地局の登録手順例を示したシーケンス図である。 実施の形態5に係るゲートウェイ、基地局及び通信ノードにおける、通信パスの確立手順例を示したシーケンス図である。 LTE無線方式を採用する一般的な通信システムにおける、LIPA機能の実現例を示したブロック図である。 UMTS無線方式を採用する一般的な通信システムにおける、LIPA機能の実現例を示したブロック図である。 UMTS無線方式を採用する一般的な通信システムにおいて、マクロネットワークからPDNへアクセスするためのネットワーク構成例を示したブロック図である。 LTE無線方式を採用する一般的な通信システムにおいて、マクロネットワークからPDNへアクセスするためのネットワーク構成例を示したブロック図である。 UMTS無線方式を採用する一般的な通信システムにおいて、リモートIPアクセスを実現する場合のネットワーク構成例を示したブロック図である。 LTE無線方式を採用する一般的な通信システムにおいて、リモートIPアクセスを実現する場合のネットワーク構成例を示したブロック図である。
以下、幾つかの実施の形態に係るゲートウェイ及び通信ノード、並びにこれらを適用する通信システムの実施の形態1〜8を、図1〜図14を参照して説明する。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。ここで、"例示的な(exemplary)"との文言は、"例(example)、事例(instance)又は例証(illustration)として機能する"ことを意味するものとして使用される。ここに"例示的な(exemplary)"なものとして説明される実施形態は、必ずしも、好適なものとして構築されるもの、或いは他の実施形態に対して有利なものでは無い。
[実施の形態1]
図1に示すように、本実施の形態に係る通信システムは、HNB−GW 60と、SGSN 70とを含む。
この内、HNB−GW 60は、SGSN 70及びGGSN 80を含んで構成されるコアネットワークと、公衆網の一つであるブロードバンドIPバックホール50を介してコアネットワークに編入するHNB 20_1〜20_4との間で、トラヒックを中継する。ここで、HNB 20_1〜20_4の各々は、GGSN 80と同等の機能を有するL−GWを内蔵しており、以てLIPA機能を有している。
一方、SGSN 70は、マクロネットワーク(図2に示す如くNB 420及びRNC 430を含んで構成されるRANに在圏するUE 10)からリモートIPアクセスを要求されると、HNB−GW 60との協調動作により、UE 10からHNB 20への通信パスを確立する。
動作においては、図1に示すように、まずHNB−GW 60が、HNB 20_1〜20_4との間にIPsecトンネル40_1〜40_4(以下、符号40で総称することがある)を確立する。次に、HNB 20は、HNB登録要求メッセージを、IPsecトンネル40を介してHNB−GW 60へ送信する。HNB−GW 60は、HNB登録要求メッセージを受信すると、HNB 20がコアネットワークへ編入可能な正当な機器であるか否かを認証する。この結果、HNB 20の認証に成功した場合、HNB−GW 60は、HNB 20の登録処理を完了し、HNB登録応答メッセージをHNB 20へ返信する。
これら一連の処理は3GPPスペックに規定される動作であるが、本実施の形態に特有の動作として、以下に示す処理が実行される。
HNB 20は、LIPA機能を有する場合、HNB登録要求メッセージに自HNB 20がサポートするAPNを含める。HNB−GW 60は、このAPNを、HNB 20のIPアドレスと対応付けて記憶する。HNB−GW 60は、HNB 20のIPアドレスとして、例えばHNB登録要求メッセージの送信元IPアドレスを設定する。
この後、UE 10は、ローカルIPネットワークへのアクセスを所望する場合、PDP(Packet Data Protocol)アクティベーション要求メッセージを、RAN(図2に示すNB 420及びRNC 430)を介してSGSN 70へ送信する。この時、UE 10は、PDPアクティベーション要求メッセージにAPNを含める。
SGSN 70は、PDPアクティベーション要求メッセージを受信すると、PDP作成要求メッセージを生成する。この時、SGSN 70は、PDPアクティベーション要求メッセージに含まれるAPNを、PDP作成要求メッセージ中に設定する。また、SGSN 70は、PDPアクティベーション要求メッセージに含まれるAPNを用いて、HNB−GW 60のIPアドレスを導出する。なお、この導出処理はSGSNがGGSNのIPアドレスを導出する場合と同様であり、その具体的な説明を省略する。そして、SGSN 70は、PDP作成要求メッセージを、HNB−GW 60のIPアドレス宛てに送信する。
HNB−GW 60は、PDP作成要求メッセージを受信すると、このメッセージに含まれるAPNを用いて、HNB 20_1〜20_4の内のどのL−GW(HNB)への通信パスを確立すべきか判断し、適切なL−GW(HNB)に対してPDP作成要求メッセージを転送する。PDP作成要求メッセージに含まれるAPNとしてL−GW 230_1(HNB 20_1)がサポートするAPNがされている場合を例に取ると、HNB−GW 60は、図2に示す如く、このAPNに対応するIPアドレス(HNB 20_1のIPアドレス)を特定する。そして、HNB−GW 60は、PDP作成要求メッセージを、特定したIPアドレス宛てに転送する。
これら一連の処理によって、ローカルIPネットワークからUE迄の間の通信パスが確立されることとなる。
以下、上記の動作を実現するHNB−GW 60、HNB 20及びSGSN 70の具体的な構成例及び動作例を、図3〜図7を参照して詳細に説明する。
図3に示すように、本実施の形態に係るHNB−GW 60は、HNB I/F 61と、CN(Core Network) I/F 62と、制御部63とを含む。HNB I/F 61は、ブロードバンドIPバックホール50を介して、HNB 20との通信を行う。CN I/F 62は、SGSN 70との通信を行う。制御部63は、HNB I/F 61及びCN I/F 62を制御して、HNB 20とSGSN 70との間でトラヒックを中継する。換言すると、制御部63は、HNB I/F 61及びCN I/F 62との協調動作によって、HNB−GW 60を一般的なHNB−GWと同様に機能させる。加えて、制御部63は、HNB 20がサポートするAPNとHNB 20のIPアドレスとを対応付けて記憶する処理、PDP作成要求メッセージに含まれるAPNを用いて、通信パスを確立すべきL−GW(HNB)を特定する処理、特定したL−GW(HNB)に対してPDP作成要求メッセージを転送する処理等を実行する。
また、図4に示すように、本実施の形態に係るHNB 20は、HNB−GW I/F 21と、L−GW 230と、制御部22とを含む。HNB−GW I/F 21は、ブロードバンドIPバックホール50を介して、HNB−GW 60との通信を行う。制御部22は、HNB−GW I/F 21及びL−GW 230を制御して、UE 10からのリモートIPアクセスに際してのパケットを、HNB 20が属するローカルIPネットワーク内にルーティングする。なお、図示を省略するが、HNB 20は、一般的なHNBと同様、フェムトセルを形成してUEとの無線通信を行う機能も有する。
さらに、図5に示すように、本実施の形態に係るSGSN 70は、HNB−GW I/F 71と、RAN I/F 72と、制御部73とを含む。HNB−GW I/F 71は、HNB−GW 60との通信を行う。RAN I/F 72は、図2に示したRNC 430とのインタフェースとして機能し、RNC 430及びNB 420(すなわち、RAN)を介して、UE 10との通信を行う。制御部73は、HNB−GW I/F 71及びRAN I/F 72を制御し、以てSGSN 70を一般的なSGSNと同様に機能させる。加えて、制御部73は、PDPアクティベーション要求メッセージ中からAPNを抽出する処理、PDP作成要求メッセージを生成し、このメッセージ中に抽出したAPNを設定する処理、抽出したAPNを用いてHNB−GW 60のIPアドレスを導出する処理、PDP作成要求メッセージを導出したIPアドレス宛てに送信する処理等を実行する。
次に、HNB−GW 60、HNB 20及びSGSN 70の動作例を、図6及び図7を参照して説明する。
図6に示すように、HNB 20は、HNB−GW 60との通信開始に先立って、自HNB 20がサポートするAPNを含むHNB登録要求メッセージを、HNB−GW 60へ送信する(ステップS11)。
HNB−GW 60内のHNB I/F 61は、HNB 20から受信したHNB登録要求メッセージを、制御部63へ転送する。この時、制御部63は、HNB 20に対する認証処理を実行する。この結果、HNB 20の認証に成功すると、制御部63は、HNB登録要求メッセージ中からAPNを抽出すると共に、抽出したAPNとHNB 20のIPアドレスとを対応付けて記憶する(ステップS12)。
なお、以降の説明においては、これら対応付けられたAPN及びIPアドレスに関する情報を、"APN情報"と呼称することがある。
そして、HNB−GW 60内の制御部63は、HNB 20の登録処理を完了し、HNB登録応答メッセージを生成する。また、制御部63は、HNB I/F 61に、生成したHNB登録応答メッセージをHNB 20に対して送信させる(ステップS13)。
図7に示すように、UE 10は、ローカルIPネットワークへのアクセスを所望する場合、或るHNBがサポートするAPNを含むPDPアクティベーション要求メッセージを、SGSN 70へ送信する。今、UE 10がローカルIPネットワーク30内のL−GW230_1(HNB 20_1)へのアクセスを所望しているものとする。この場合、UE 10は、HNB 20_1がサポートするAPNを、PDPアクティベーション要求メッセージに含める(ステップS21)。
SGSN 70内のRAN I/F 72は、UE 10から受信したPDPアクティベーション要求メッセージを、制御部73へ転送する。制御部73は、PDP作成要求メッセージを生成すると共に、このPDP作成要求メッセージ中に、PDPアクティベーション要求メッセージから抽出したAPNを設定する。また、制御部73は、抽出したAPNを用いてHNB−GW 60のIPアドレスを導出する。そして、制御部73は、HNB−GW I/F 71に、PDP作成要求メッセージを導出したIPアドレス宛てに送信させる(ステップS22)。
HNB−GW 60内のCN I/F 62は、SGSN 70から受信したPDP作成要求メッセージを、制御部63へ転送する。制御部63は、PDP作成要求メッセージに含まれるAPNとAPN情報とを用いて、適切なL−GW(HNB)を選択する。今、PDP作成要求メッセージには、HNB 20_1がサポートするAPNが含まれる。このため、制御部63は、このAPNに対応するL−GW 230_1(HNB 20_1)のIPアドレスを選択する(ステップS23)。
そして、制御部63は、HNB I/F 61に、PDP作成要求メッセージを選択したIPアドレス宛てに送信させる(ステップS24)。
L−GW 230_1(HNB 20_1)は、PDP作成要求メッセージを受信すると、PDP作成応答メッセージを、HNB−GW 60へ返信する(ステップS25)。
これにより、HNB−GW 60とL−GW 230_1との間に通信パスが確立される。
次いで、HNB−GW 60は、PDP作成応答メッセージをSGSN 70へ送信する(ステップS26)。
これにより、SGSN 70とHNB−GW 60との間に通信パスが確立される。
最後に、SGSN 70は、PDPアクティベーション応答メッセージをUE 10へ送信する(ステップS27)。
これにより、UE 10とSGSN 70との間に通信パスが確立される。
上記の処理によって、ローカルIPネットワークからUE迄の間の通信パスが確立され、以てリモートIPアクセスが実現されることとなる。
以上説明した通り、本実施の形態によれば、下記の第1〜第4の効果を奏する。
一般的なSGSNでは、HNBにプライベートIPアドレス或いは可変であるパブリックIPアドレスが割り当てられていることに起因して、HNBに対して通信パス確立のための制御メッセージを直接送ることは困難であった。しかしながら、本実施の形態では、制御メッセージにHNBがサポートするAPNを含めるという簡易な機構によってHNBへの通信パスを確立でき、以てリモートIPアクセスを容易に実現できるという第1の効果が得られる。
また、本実施の形態では、制御メッセージ及び通信パスがHNB−GWとHNBとの間IPsecトンネル内で伝送及び確立される。このため、通信内容が第三者に盗み見られてしまうリスクを回避できるという第2の効果が得られる。
また、HNBはエンドユーザの敷地内等に設置される機器であり、場合によっては不当に改造された機器が存在する虞がある。一般的なSGSNは、接続先の機器を認証する機能を有しておらず、このような不当なHNBへの通信パスを確立してしまう虞がある。しかしながら、本実施の形態では、SGSNがHNB−GWにPDP作成要求メッセージを送信した際、HNB−GWはHNBを既に認証済みである。このため、SGSNにHNBの認証機能を実装すること無く、正当なL−GW(HNB)への通信パスを確立することができるという第3の効果が得られる。
さらに、HNBとSGSNとの間に通信パスを確立するに際して、一般的なSGSNでは、そのIPアドレスをHNBに対して通知する必要がある。SGSNは多数のユーザの通信路を収容する通信ノードであり、このような通信ノードのIPアドレスを、エンドユーザの敷地内に設置されるHNBに通知してしまうことにはセキュリティ上の大きな問題があった。しかしながら、本実施の形態では、HNBに対してSGSNのIPアドレスを通知せずに済む。このため、SGSNのIPアドレスをHNBに通知する場合と比してセキュリティを高めることができるという第4の効果が得られる。
[実施の形態2]
本実施の形態に係る通信システム、HNB−GW、HNB及びSGSNは、上記の実施の形態1と同様に構成できる。但し、本実施の形態は、HNB−GW内の制御部が、各HNBとの通信開始に先立って、各HNBがサポートするAPNを、各HNBのIPアドレスと予め対応付けて記憶する点で、上記の実施の形態1と異なる。
具体的には、HNB 20は、その登録手順において図6に示した例とは異なり、自HNB 20がサポートするAPNをHNB−GW 60へ通知しない。代わりに、HNB−GW 60には、APN情報が、例えばオペレータによってデータベースとして予め記憶される。
HNB−GW 60は、図7と同様にSGSN 70からPDP作成要求メッセージを受信すると、PDP作成要求メッセージに含まれるAPNを用いてデータベースを参照し、以て適切なL−GW(HNB)を選択する。
このように、本実施の形態では、HNBからHNB−GWへのAPNの通知が不要である。このため、既存のHNB登録手順に対して改修を施すこと無く、リモートIPアクセスを実現できるという効果が得られる。また、HNBとHNB−GWの間のトラヒック量を、上記の実施の形態1と比して低減できるという効果も得られる。
[実施の形態3]
本実施の形態に係る通信システム、HNB−GW、HNB及びSGSNは、上記の実施の形態1と同様に構成できる。但し、本実施の形態は、PDP作成要求メッセージにCSG(Closed Subscriber Group)−IDが含まれる点と、HNB−GW内の制御部が、各HNBがサポートするAPNを、CSG−IDとさらに対応付けて記憶し、PDP作成要求メッセージに含まれるCSG−IDが記憶しているCSG−IDと一致する場合に、PDP作成要求メッセージをHNBへ転送する点で、上記の実施の形態1と異なる。なお、CSGとは、特定のユーザグループ(UEグループ)のみに対して、或るローカルIPネットワーク内に設置される特定のHNBへのアクセスを許可することを意味する。UEは、予め付与されたCSG−IDを用いて、特定のHNBへアクセスすることが可能である。
具体的には、HNB 20は、図6に示した登録手順において、HNB登録要求メッセージにCSG−IDをさらに含める。
HNB−GW 60は、HNB 20からHNB登録要求メッセージを受信すると、このメッセージに含まれるCSG−IDを、APN情報の情報要素として記憶する。
一方、UE 10は、図7に示したPDPアクティベーション要求メッセージの送信に際して、CSG−IDをPDPアクティベーション要求に含める。
SGSN 70は、UE 10から受信したPDPアクティベーション要求メッセージ中からAPN及びCSD−IDを抽出する。そして、SGSN 70は、PDP作成要求メッセージ中に抽出したAPN及びCSG−IDを設定して、HNB−GW 60へ送信する。
HNB−GW 60は、図7と同様にしてPDP作成要求メッセージに含まれるAPNを用いて適切なL−GW(HNB)を選択する。但し、HNB−GW 60は、このAPNに対応して記憶しているCSG−IDが、PDP作成要求メッセージに含まれるCSG−IDと一致する場合(すなわち、UE 10が、選択したL−GW(HNB)へのアクセスを許可されている場合)に、PDP作成要求メッセージを選択したL−GW(HNB)へ転送する。一方、両CSG−IDが一致しない場合(すなわち、UE 10が、選択したL−GW(HNB)へのアクセスを許可されていない場合)、HNB−GW 60は、PDP作成要求メッセージの転送を行わない。
このように、本実施の形態では、リモートIPアクセスを、HNBへのアクセスを許可された正当なUEに対してのみ実施できるという効果が得られる。
なお、HNBからHNB−GWへのCSG−IDの通知は必須では無く、CSG−IDを、上記の実施の形態2と同様にしてデータベース中に予め設定するようにしても良い。この場合も、上記の効果は同様に得られる。加えて、既存のHNB登録手順に対する改修が不要であり、且つHNBとHNB−GWの間のトラヒック量を低減できるという効果も得られる。
[実施の形態4]
本実施の形態に係る通信システム、HNB−GW、HNB及びSGSNは、上記の実施の形態1と同様に構成できる。但し、本実施の形態は、HNB−GW内の制御部が、各HNBがLIPA機能を有するか否かを示す情報(以下、機能情報と呼称する)をさらに記憶し、PDP作成要求メッセージを、機能情報が"LIPA機能有り"を示すHNBに対してのみ転送する点で、上記の実施の形態1と異なる。
本実施の形態によれば、LIPA機能を有するHNBとLIPA機能を有さないHNBとが混在する環境下であっても、HNB−GWが、リモートIPアクセスに際してLIPA機能を有するHNBを適切に選択できるという効果が得られる。
なお、機能情報は、HNB登録手順においてHNBからHNB−GWへ通知するようにしても良いし、データベース中に予め設定するようにしても良い。いずれの場合も、上記の効果は同様に得られる。後者の場合、既存のHNB登録手順に対する改修が不要であり、且つHNBとHNB−GWの間のトラヒック量を低減できるという効果も得られる。
[実施の形態5]
上記の実施の形態1〜4では、UMTS無線方式を採用する通信システムを扱った。しかしながら、実施の形態に係るゲートウェイ、基地局及び通信ノードは、LTE無線方式を採用する通信システムにも適用できる。
図8に示すように、本実施の形態に係る通信システムは、HeNB−GW 160と、S−GW 171とを含む。
この内、HeNB−GW 160は、MME 170、S−GW 171及びP−GW 180を含んで構成されるコアネットワークと、ブロードバンドIPバックホール150を介してコアネットワークに編入するHeNB 120_1〜120_4との間で、トラヒックを中継する。ここで、HeNB 120_1〜120_4の各々は、P−GW 180と同等の機能を有するL−GWを内蔵しており、以てLIPA機能を有している。
一方、S−GW 171は、マクロネットワーク(図9に示す如くeNB 520を含んで構成されるRANに在圏するUE 110)からリモートIPアクセスを要求されると、HeNB−GW 160との協調動作により、UE 110からHeNB 120への通信パスを確立する。
動作においては、図8に示すように、まずHeNB−GW 60が、HeNB 120_1〜120_4との間にIPsecトンネル140_1〜140_4(以下、符号140で総称することがある)を確立する。次に、HeNB 120は、S1確立要求メッセージを、IPsecトンネル140を介してHeNB−GW 160へ送信する。HeNB−GW 160は、S1確立要求メッセージを受信すると、HeNB 120がコアネットワークへ編入可能な正当な機器であるか否かを認証する。この結果、HeNB 20の認証に成功した場合、HeNB−GW 160は、S1確立要求メッセージをMME 170へ転送する。HeNB−GW 160は、MME 170からS1確立応答メッセージを受信すると、このS1確立応答メッセージをHeNB 120へ転送する。
これら一連の処理は3GPPスペックに規定される動作であるが、本実施の形態に特有の動作として、以下に示す処理が実行される。
HeNB 120は、LIPA機能を有する場合、S1確立要求メッセージに自HeNB 120がサポートするAPNを含める。HeNB−GW 160は、このAPNを、HeNB 120のIPアドレスと対応付けて記憶する。HeNB−GW 60は、HeNB 120のIPアドレスとして、例えばS1確立要求メッセージの送信元IPアドレスを設定する。
この後、UE 110は、ローカルIPネットワークへのアクセスを所望する場合、PDN接続要求メッセージを、RAN(図9に示すeNB 520)を介してMME 170へ送信する。この時、UE 110は、PDN接続要求メッセージにAPNを含める。MME 170は、PDN接続要求メッセージを受信すると、セッション作成要求メッセージを、S−GW 171へ送信する。この時、MME 170は、PDN接続要求メッセージに含まれるAPNを、セッション作成要求メッセージ中に設定する。
S−GW 171は、セッション作成要求メッセージを受信すると、セッション作成要求メッセージに含まれるAPNを用いて、HeNB−GW 160のIPアドレスを導出する。なお、この導出処理はS−GWがP−GWのIPアドレスを導出する場合と同様であり、その具体的な説明を省略する。そして、S−GW 171は、セッション作成要求メッセージを、HeNB−GW 160のIPアドレス宛てに転送する。
HeNB−GW 160は、セッション作成要求メッセージを受信すると、このメッセージに含まれるAPNを用いて、HeNB 120_1〜120_4の内のどのL−GW(HeNB)への通信パスを確立すべきか判断し、適切なL−GW(HeNB)に対してセッション作成要求メッセージを転送する。セッション作成要求メッセージに含まれるAPNとしてL−GW 330_1(HeNB 120_1)がサポートするAPNがされている場合を例に取ると、HeNB−GW 160は、図9に示す如く、このAPNに対応するIPアドレス(HeNB 120_1のIPアドレス)を特定する。そして、HeNB−GW 160は、セッション作成要求メッセージを、特定したIPアドレス宛てに転送する。
これら一連の処理によって、ローカルIPネットワークからUE迄の間の通信パスが確立されることとなる。
以下、上記の動作を実現するHeNB−GW 160、HeNB 120及びS−GW 171の具体的な構成例及び動作例を、図10〜図14を参照して詳細に説明する。
図10に示すように、本実施の形態に係るHeNB−GW 160は、HeNB I/F 161と、CN I/F 162と、制御部163とを含む。HeNB I/F 161は、ブロードバンドIPバックホール150を介して、HeNB 120との通信を行う。CN I/F 162は、S−GW 171との通信を行う。制御部163は、HeNB I/F 161及びCN I/F 162を制御して、HeNB 120とS−GW 171との間でトラヒックを中継する。換言すると、制御部163は、HeNB I/F 161及びCN I/F 162との協調動作によって、HeNB−GW 160を一般的なHeNB−GWと同様に機能させる。加えて、制御部163は、HeNB 20がサポートするAPNとHeNB 120のIPアドレスとを対応付けて記憶する処理、セッション作成要求メッセージに含まれるAPNを用いて、通信パスを確立すべきL−GW(HeNB)を特定する処理、特定したL−GW(HeNB)に対してセッション作成要求メッセージを転送する処理等を実行する。
また、図11に示すように、本実施の形態に係るHeNB 120は、HeNB−GW I/F 121と、L−GW 330と、制御部122とを含む。HeNB−GW I/F 121は、ブロードバンドIPバックホール150を介して、HeNB−GW 160との通信を行う。制御部122は、HeNB−GW I/F 121及びL−GW 330を制御して、UE 110からのリモートIPアクセスに際してのパケットを、HeNB 120が属するローカルIPネットワーク内にルーティングする。なお、図示を省略するが、HeNB 20は、一般的なHeNBと同様、フェムトセルを形成してUEとの無線通信を行う機能も有する。
さらに、図12に示すように、本実施の形態に係るS−GW 171は、HeNB−GW I/F 171_1と、RAN I/F 171_2と、制御部171_3とを含む。HeNB−GW I/F 171_1は、HeNB−GW 160との通信を行う。RAN I/F 171_2は、図8に示したeNB 520とのインタフェースとして機能し、eNB 520(すなわち、RAN)を介して、UE 110との通信を行う。制御部171_3は、HeNB−GW I/F 171_1及びRAN I/F 171_2を制御し、以てS−GW 171を一般的なS−GWと同様に機能させる。加えて、制御部171_3は、セッション作成要求メッセージ中からAPNを抽出する処理、抽出したAPNを用いてHeNB−GW 160のIPアドレスを導出する処理、セッション作成要求メッセージを導出したIPアドレス宛てに転送する処理等を実行する。
次に、HeNB−GW 160、HeNB 120及びS−GW 171の動作例を、図13及び図14を参照して説明する。
図13に示すように、HeNB 20は、HeNB−GW 160との通信開始に先立って、自HeNB 120がサポートするAPNを含むS1確立要求メッセージを、HeNB−GW 160へ送信する(ステップS31)。
HeNB−GW 160内のHeNB I/F 161は、HeNB 120から受信したS1確立要求メッセージを、制御部163へ転送する。この時、制御部163は、HeNB 120に対する認証処理を実行する。この結果、HeNB 120の認証に成功すると、制御部163は、S1確立要求メッセージ中からAPNを抽出すると共に、抽出したAPNとHeNB 120のIPアドレスとを対応付け、APN情報として記憶する(ステップS32)。
そして、HeNB−GW 160内の制御部163は、S1確立要求メッセージをMME170へ転送する(ステップS33)。
HeNB−GW 160内のCN I/F 162は、MME170からS1確立応答メッセージを受信すると、S1確立応答メッセージを制御部163へ転送する(ステップS34)。
この時、HeNB−GW 160内の制御部163は、HeNB I/F 161に、S1確立応答メッセージをHeNB 120に対して転送させる(ステップS35)。
図14に示すように、UE 110は、ローカルIPネットワークへのアクセスを所望する場合、或るHeNBがサポートするAPNを含むPDN接続要求メッセージを、MME 170へ送信する。今、UE 110がローカルIPネットワーク130内のL−GW 330_1(HeNB 120_1)へのアクセスを所望しているものとする。この場合、UE 110は、HeNB 120_1がサポートするAPNを、PDN接続要求メッセージに含める(ステップS41)。
MME 170は、PDN接続要求メッセージを受信すると、HSS(Home Subscriber Server) 173に対して位置更新要求メッセージを送信する。MME 170は、HSS 173から位置更新応答メッセージを受信すると、セッション作成要求メッセージを生成すると共に、このセッション作成要求メッセージ中に、PDN接続要求メッセージから抽出したAPN、HSS 173から受信するAPN又はUE 110から受信するその他のメッセージに含まれるAPNを設定する。
そして、MME 170は、セッション作成要求メッセージを、S−GW 171へ送信する(ステップS42)。
S−GW 171内のRAN I/F 171_2は、MME 170から受信したセッション作成要求メッセージを、制御部171_3へ転送する。制御部171_3は、セッション作成要求メッセージから抽出したAPNを用いて、HeNB−GW 160のIPアドレスを導出する。そして、制御部171_3は、HeNB−GW I/F 171_1に、セッション作成要求メッセージを導出したIPアドレス宛てに転送させる(ステップS43)。
HeNB−GW 160内のCN I/F 162は、S−GW 171から受信したセッション作成要求メッセージを、制御部163へ転送する。制御部163は、セッション作成要求メッセージに含まれるAPNとAPN情報とを用いて、適切なL−GW(HeNB)を選択する。今、セッション作成要求メッセージには、HeNB 120_1がサポートするAPNが含まれる。このため、制御部163は、このAPNに対応するL−GW 330_1(HeNB 120_1)のIPアドレスを選択する(ステップS44)。
そして、制御部163は、HeNB I/F 61に、セッション作成要求メッセージを選択したIPアドレス宛てに転送させる(ステップS45)。
L−GW 330_1(HeNB 120_1)は、セッション作成要求メッセージを受信すると、セッション作成応答メッセージを、HeNB−GW 160へ返信する(ステップS46)。
これにより、HeNB−GW 160とL−GW 330_1との間に通信パスが確立される。
次いで、HeNB−GW 160は、セッション作成応答メッセージをS−GW 171へ送信する(ステップS47)。
これにより、S−GW 171とHeNB−GW 160との間に通信パスが確立される。
次いで、S−GW 171は、セッション作成応答メッセージをMME 170へ送信する(ステップS48)。
これにより、MME 170とS−GW 171との間に通信パスが確立される。
最後に、MME 170は、デフォルトベアラ作成要求メッセージをUE 110へ送信し(ステップS49)、その応答として、デフォルトベアラ作成応答メッセージをUE 110から受信する(ステップS50)。
これにより、UE 110とMME 170との間に通信パスが確立される。
上記の処理によって、ローカルIPネットワークからUE迄の間の通信パスが確立され、以てリモートIPアクセスが実現されることとなる。
以上説明した通り、本実施の形態によれば、下記の第5〜第8の効果を奏する。
一般的なS−GWでは、HeNBにプライベートIPアドレス或いは可変であるパブリックIPアドレスが割り当てられていることに起因して、HeNBに対して通信パス確立のための制御メッセージを直接送ることは困難であった。しかしながら、本実施の形態では、制御メッセージにHeNBがサポートするAPNを含めるという簡易な機構によってHeNBへの通信パスを確立でき、以てリモートIPアクセスを容易に実現できるという第5の効果が得られる。
また、本実施の形態では、制御メッセージ及び通信パスがHeNB−GWとHeNBとの間IPsecトンネル内で伝送及び確立される。このため、通信内容が第三者に盗み見られてしまうリスクを回避できるという第6の効果が得られる。
また、HeNBはエンドユーザの敷地内等に設置される機器であり、場合によっては不当に改造された機器が存在する虞がある。一般的なS−GWは、接続先の機器を認証する機能を有しておらず、このような不当なHeNBへの通信パスを確立してしまう虞がある。しかしながら、本実施の形態では、S−GWがHeNB−GWにセッション作成要求メッセージを送信した際、HeNB−GWはHeNBを既に認証済みである。このため、S−GWにHeNBの認証機能を実装すること無く、正当なL−GW(HeNB)への通信パスを確立することができるという第7の効果が得られる。
さらに、HeNBとS−GWとの間に通信パスを確立するに際して、一般的なS−GWでは、そのIPアドレスをHeNBに対して通知する必要がある。S−GWは多数のユーザの通信路を収容する通信ノードであり、このような通信ノードのIPアドレスを、エンドユーザの敷地内に設置されるHeNBに通知してしまうことにはセキュリティ上の大きな問題があった。しかしながら、本実施の形態では、HeNBに対してS−GWのIPアドレスを通知せずに済む。このため、S−GWのIPアドレスをHeNBに通知する場合と比してセキュリティを高めることができるという第8の効果が得られる。
[実施の形態6]
本実施の形態に係る通信システム、HeNB−GW、HeNB及びS−GWは、上記の実施の形態5と同様に構成できる。但し、本実施の形態は、HeNB−GW内の制御部が、各HeNBとの通信開始に先立って、各HeNBがサポートするAPNを、各HeNBのIPアドレスと予め対応付けて記憶する点で、上記の実施の形態5と異なる。
具体的には、HeNB 120は、そのS1確立手順において図13に示した例とは異なり、自HeNB 120がサポートするAPNをHeNB−GW 160へ通知しない。代わりに、HeNB−GW 160には、APN情報が、例えばオペレータによってデータベースとして予め記憶される。
HeNB−GW 160は、図14と同様にS−GW 171からセッション作成要求メッセージを受信すると、セッション作成要求メッセージに含まれるAPNを用いてデータベースを参照し、以て適切なL−GW(HeNB)を選択する。
このように、本実施の形態では、HeNBからHeNB−GWへのAPNの通知が不要である。このため、既存のS1確立手順に対して改修を施すこと無く、リモートIPアクセスを実現できるという効果が得られる。また、HeNBとHeNB−GWの間のトラヒック量を、上記の実施の形態5と比して低減できるという効果も得られる。
[実施の形態7]
本実施の形態に係る通信システム、HeNB−GW、HeNB及びS−GWは、上記の実施の形態5と同様に構成できる。但し、本実施の形態は、セッション作成要求メッセージにCSG−IDが含まれる点と、HeNB−GW内の制御部が、各HeNBがサポートするAPNを、CSG−IDとさらに対応付けて記憶し、セッション作成要求メッセージに含まれるCSG−IDが記憶しているCSG−IDと一致する場合に、セッション作成要求メッセージをHeNBへ転送する点で、上記の実施の形態5と異なる。なお、本実施の形態におけるCSGとは、特定のユーザグループ(UEグループ)のみに対して、或るローカルIPネットワーク内に設置される特定のHeNBへのアクセスを許可することを意味する。UEは、予め付与されたCSG−IDを用いて、特定のHeNBへアクセスすることが可能である。
具体的には、HeNB 20は、図13に示したS1確立手順において、S1確立要求メッセージにCSG−IDをさらに含める。
HeNB−GW 160は、HeNB 120からS1確立要求メッセージを受信すると、このメッセージに含まれるCSG−IDを、APN情報の情報要素として記憶する。
一方、UE 110は、図14に示したPDN接続要求メッセージの送信に際して、CSG−IDをPDN接続要求メッセージに含める。また、MME 170は、このCSG−IDをセッション作成要求メッセージに含めて、S−GW 171へ送信する。
S−GW 171は、MME 170から受信したセッション作成要求メッセージを、HeNB−GW 160へ転送する。
HeNB−GW 160は、図14と同様にしてセッション作成要求メッセージに含まれるAPNを用いて適切なL−GW(HeNB)を選択する。但し、HeNB−GW 160は、このAPNに対応して記憶しているCSG−IDが、セッション作成要求メッセージに含まれるCSG−IDと一致する場合(すなわち、UE 110が、選択したL−GW(HeNB)へのアクセスを許可されている場合)に、セッション作成要求メッセージを選択したL−GW(HeNB)へ転送する。一方、両CSG−IDが一致しない場合(すなわち、UE 110が、選択したL−GW(HeNB)へのアクセスを許可されていない場合)、HeNB−GW 160は、セッション作成要求メッセージの転送を行わない。
このように、本実施の形態では、リモートIPアクセスを、HeNBへのアクセスを許可された正当なUEに対してのみ実施できるという効果が得られる。
なお、HeNBからHeNB−GWへのCSG−IDの通知は必須では無く、CSG−IDを、上記の実施の形態6と同様にしてデータベース中に予め設定するようにしても良い。この場合も、上記の効果は同様に得られる。加えて、既存のS1確立手順に対する改修が不要であり、且つHeNBとHeNB−GWの間のトラヒック量を低減できるという効果も得られる。
[実施の形態8]
本実施の形態に係る通信システム、HeNB−GW、HeNB及びS−GWは、上記の実施の形態5と同様に構成できる。但し、本実施の形態は、HeNB−GW内の制御部が、各HeNBがLIPA機能を有するか否かを示す機能情報をさらに記憶し、セッション作成要求メッセージを、機能情報が"LIPA機能有り"を示すHeNBに対してのみ転送する点で、上記の実施の形態5と異なる。
本実施の形態によれば、LIPA機能を有するHeNBとLIPA機能を有さないHeNBとが混在する環境下であっても、HeNB−GWが、リモートIPアクセスに際してLIPA機能を有するHeNBを適切に選択できるという効果が得られる。
ここで、機能情報は、S1確立手順においてHeNBからHeNB−GWへ通知するようにしても良いし、データベース中に予め設定するようにしても良い。いずれの場合も、上記の効果は同様に得られる。後者の場合、既存のS1確立手順に対する改修が不要であり、且つHeNBとHeNB−GWの間のトラヒック量を低減できるという効果も得られる。
なお、本発明概念は、上記の実施の形態には限定されず、特許請求の範囲で定義される精神と範囲から逸脱すること無く適宜に変更が成され得る。
この出願は、2012年5月23日に出願された日本出願特願2012−117401を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイであって、
前記セキュアなトンネルを介して、各基地局との通信を行う第1の通信手段と、
コアネットワークとの通信を行う第2の通信手段と、
前記第1及び第2の通信手段を制御して、前記コアネットワークと各基地局との間のトラヒックを中継する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
各基地局が前記セキュアなトンネルを介して受信したトラヒックを自局が属するローカルネットワーク内にルーティングする機能を有する場合、各基地局がサポートするAPN(Access Point Name)を記憶し、
前記コアネットワークから、前記コアネットワークに接続されるRAN(Radio Access Network)に在圏する移動局から前記複数の基地局のいずれかへの通信パスを確立するための第1のメッセージが受信された場合、前記第1のメッセージを、前記第1のメッセージに含まれる第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する、
ゲートウェイ。
(付記2)
付記1において、
前記制御手段は、各基地局がサポートするAPNを、各基地局との通信開始に先立って予め記憶する、
ことを特徴としたゲートウェイ。
(付記3)
付記1において、
前記第1の通信手段は、各基地局との通信開始に際して、各基地局から、各基地局がサポートするAPNを含む第2のメッセージを受信し、
前記制御手段は、前記第2のメッセージに含まれるAPNを記憶する、
ことを特徴としたゲートウェイ。
(付記4)
付記1〜3のいずれか一項において、
前記制御手段は、
各基地局に接続可能な移動局に関する情報を、データベースに保持し、
前記データベースを参照して、前記第1のメッセージに対応する移動局が、前記第1のAPNに対応する基地局に接続可能か否かを判定し、
当該移動局が前記第1のAPNに対応する基地局に接続可能と判定した場合にのみ、前記第1のメッセージを、前記第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する、
ことを特徴としたゲートウェイ。
(付記5)
付記4において、
前記データベースは、各基地局との通信開始に先立って予め構築される、
ことを特徴としたゲートウェイ。
(付記6)
付記1〜5のいずれか一つにおいて、
前記制御手段は、
前記第1のAPNに対応する基地局が複数在る場合、一つの基地局を選択し、
前記第1のメッセージを、前記選択した基地局宛てに転送する、
ことを特徴としたゲートウェイ。
(付記7)
公衆網を介してコアネットワークへ編入する基地局であって、
前記公衆網を介してゲートウェイとの間にセキュアなトンネルを確立して、前記ゲートウェイとの通信を行う通信手段と、
前記セキュアなトンネルを介して受信されたトラヒックを、自局が属するローカルネットワーク内にルーティングするルーティング手段と、
前記通信手段及びルーティング手段を制御する制御手段と、を備え、
前記通信手段は、
前記ゲートウェイから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から自局への通信パスを確立するための第1のメッセージを受信し、
前記制御手段は、
前記第1のメッセージが受信された場合、前記ルーティング手段に、前記移動局からのトラヒックを、前記ローカルネットワーク内にルーティングさせる、
基地局。
(付記8)
コアネットワークに設置される通信ノードであって、
公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイとの通信を行う第1の通信手段と、
前記コアネットワークに接続されるRANを介して、前記RANに在圏する移動局との通信を行う第2の通信手段と、
前記第1及び第2の通信手段を制御する制御手段と、を備え、
前記第2の通信手段は、
前記移動局から、前記複数の基地局の内の一の基地局へのアクセスを要求する第1のメッセージを受信し、
前記制御手段は、
前記移動局から前記一の基地局への通信パスを確立するための第2のメッセージを生成すると共に、前記第1のメッセージに含まれるAPNを前記第2のメッセージ中に設定し、
前記第2のメッセージを、前記ゲートウェイへ送信する、
通信ノード。
(付記9)
付記8において、
前記第1の通信手段は、複数のゲートウェイとの通信を行い、
前記制御手段は、前記APNを用いて、前記第2のメッセージの送信先とすべき一のゲートウェイのIPアドレスを導出する、
ことを特徴とした通信ノード。
(付記10)
付記8又は9において、
前記第1のメッセージは、前記ゲートウェイに、前記移動局が前記一の基地局へ接続可能であるか否かを判定させるための情報をさらに含み、
前記制御手段は、前記情報を前記第2のメッセージ中にさらに設定する、
ことを特徴とした通信ノード。
(付記11)
コアネットワークに設置される通信ノードと、
公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイと、を備え、
前記通信ノードは、
前記コアネットワークに接続されるRANを介して、前記RANに在圏する移動局から、前記複数の基地局の内の一の基地局へのアクセスを要求する第1のメッセージを受信し、
前記移動局から前記一の基地局への通信パスを確立するための第2のメッセージを生成すると共に、前記第1のメッセージに含まれるAPNを前記第2のメッセージ中に設定し、
前記第2のメッセージを、前記ゲートウェイへ送信し、
前記ゲートウェイは、
各基地局が前記セキュアなトンネルを介して受信したトラヒックを自局が属するローカルネットワーク内にルーティングする機能を有する場合、各基地局がサポートするAPNを記憶し、
前記通信ノードから前記第2のメッセージを受信した場合、前記第2のメッセージを、前記第2のメッセージに含まれる第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する、
通信システム。
(付記12)
付記11において、
前記移動局は、
前記ゲートウェイに、前記移動局が前記一の基地局へ接続可能であるか否かを判定させるための情報を、前記第1のメッセージにさらに含め、
前記通信ノードは、
前記情報を、前記第2のメッセージ中にさらに設定し、
前記ゲートウェイは、
各基地局に接続可能な移動局に関する情報を、データベースに保持し、
前記データベースを参照して、前記移動局が、前記第1のAPNに対応する基地局に接続可能か否かを判定し、
前記移動局が前記第1のAPNに対応する基地局に接続可能と判定した場合にのみ、前記第2のメッセージを、前記第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する、
ことを特徴とした通信システム。
(付記13)
付記12において、
前記データベースは、各基地局との通信開始に先立って予め構築される、
ことを特徴とした通信システム。
(付記14)
付記11〜13のいずれか一つにおいて、
前記ゲートウェイは、各基地局がサポートするAPNを、各基地局との通信開始に先立って予め記憶する、
ことを特徴とした通信システム。
(付記15)
付記11〜13のいずれか一つにおいて、
各基地局は、前記ゲートウェイとの通信開始に際して、各基地局がサポートするAPNを含む第3のメッセージを、前記ゲートウェイへ送信し、
前記ゲートウェイは、前記第3のメッセージに含まれるAPNを記憶する、
ことを特徴とした通信システム。
(付記16)
公衆網を介して複数の基地局の各々との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイの制御方法であって、
各基地局が前記セキュアなトンネルを介して受信したトラヒックを自局が属するローカルネットワーク内にルーティングする機能を有する場合、各基地局がサポートするAPNを記憶し、
前記コアネットワークから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から前記複数の基地局のいずれかへの通信パスを確立するための第1のメッセージが受信された場合、前記第1のメッセージを、前記第1のメッセージに含まれる第1のAPNに対応する基地局宛てに転送する、
ことを含む制御方法。
(付記17)
公衆網を介してコアネットワークへ編入する基地局の制御方法であって、
前記公衆網を介してゲートウェイとの間にセキュアなトンネルを確立して、前記ゲートウェイとの通信を行い、
前記ゲートウェイから、前記コアネットワークに接続されるRANに在圏する移動局から前記基地局への通信パスを確立するための第1のメッセージを受信し、
前記第1のメッセージを受信した場合、前記セキュアなトンネルを介して受信した前記移動局からのトラヒックを、前記基地局が属するローカルネットワーク内にルーティングする、
ことを含む制御方法。
(付記18)
コアネットワークに設置される通信ノードの制御方法であって、
前記コアネットワークに接続されるRANを介して前記RANに在圏する移動局から、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する複数の基地局の内の一の基地局へのアクセスを要求する第1のメッセージを受信し、
前記移動局から前記一の基地局への通信パスを確立するための第2のメッセージを生成すると共に、前記第1のメッセージに含まれるAPNを前記第2のメッセージ中に設定し、
前記第2のメッセージを、前記公衆網を介して各基地局との間にセキュアなトンネルを確立するゲートウェイへ送信する、
ことを含む制御方法。
10, 110 UE
20, 20_1〜20_4 HNB
30, 31, 130, 131 ローカルIPネットワーク
40, 40_1〜40_4, 140, 140_1〜140_4 IPsecトンネル
50, 150 ブロードバンドIPバックホール
60 HNB−GW
61 HNB I/F
62, 162 CN I/F
22, 63, 73, 122, 163, 171_3 制御部
70 SGSN
21, 71 HNB−GW I/F
72, 171_2 RAN I/F
80 GGSN
90, 190 PDN
120, 120_1〜120_4 HeNB
160 HeNB−GW
161 HeNB I/F
170 MME
171 S−GW
121, 171_1 HeNB−GW I/F
173 HSS
180 P−GW
230, 230_1, 230_2, 330, 330_1, 330_2 L−GW
420 NB
430 RNC
520 eNB

Claims (10)

  1. 複数の基地局及びコアネットワークへ接続されるゲートウェイであって、
    前記コアネットワークから、前記複数の基地局のいずれか一つへの通信パスを確立するメッセージであって、受信APN(Access Point Name)を含むメッセージを受信する受信機と、
    前記メッセージに含まれるAPNに応じ、前記受信APNに対応する宛先基地局を示す情報を用いて、前記メッセージの宛先を判定するコントローラと、
    を備え
    前記ゲートウェイは、HNB−GW(Home Node B−Gateway)又はHeNB−GW(Home evolved Node B−Gateway)である
    ートウェイ。
  2. 請求項1において、
    前記メッセージを、送信先としての前記宛先基地局へ送信する送信機、
    をさらに備えたゲートウェイ。
  3. 請求項1又は2において、
    メモリ、をさらに備え、
    前記メモリは、
    前記APNを、記憶APNとして記憶し、
    前記記憶APNに対応する宛先基地局の指示を含む情報を、記憶する、
    ことを特徴としたゲートウェイ。
  4. 請求項3において、
    前記メモリは、前記記憶APNを、自ゲートウェイが前記指示された宛先基地局の情報を用いて移動局のために通信メッセージの送信を開始する前に、記憶する、
    ことを特徴としたゲートウェイ。
  5. 請求項2において、
    前記宛先基地局へ接続することを許可された1以上の移動局を示す情報を、記憶するデータベース、をさらに備え、
    前記メッセージは、要求移動局の指示を含み、
    前記コントローラは、前記データベースを用いて前記メッセージへ応答して、前記指示された要求移動局が前記許可された移動局の一つであるか否かを判定し、
    前記送信機は、前記指示された要求移動局が前記許可された移動局の一つである場合に、前記メッセージを送信先としての前記宛先基地局へ送信する、
    ことを特徴としたゲートウェイ。
  6. 複数の基地局と、
    コアネットワークと、
    前記複数の基地局及びコアネットワークと通信するゲートウェイと、を備え、
    前記ゲートウェイは、
    前記コアネットワークから、前記複数の基地局のいずれか一つへの通信パスを確立するメッセージであって、受信APN(Access Point Name)を含むメッセージを受信する受信機と、
    前記メッセージに含まれるAPNに応じ、前記受信APNに対応する宛先基地局を示す情報を用いて、前記メッセージの宛先を判定するコントローラと、を含
    前記ゲートウェイは、HNB−GW(Home Node B−Gateway)又はHeNB−GW(Home evolved Node B−Gateway)である
    移動体通信システム。
  7. 請求項6において、
    前記ゲートウェイは、前記メッセージを送信先としての前記宛先基地局へ送信する送信機、を含む、
    ことを特徴とした移動体通信システム。
  8. 複数の基地局及びコアネットワークへ接続されるゲートウェイを制御する方法であって、
    前記ゲートウェイは、HNB−GW(Home Node B−Gateway)又はHeNB−GW(Home evolved Node B−Gateway)であり、
    前記コアネットワークから、前記複数の基地局のいずれか一つへの通信パスを確立するメッセージであって、受信APN(Access Point Name)を含むメッセージを受信し、
    前記メッセージに含まれるAPNに応じ、前記受信APNに対応する宛先基地局を示す情報を用いて、前記メッセージの宛先を判定する、
    ことを含む方法。
  9. 請求項8において、
    前記メッセージを、送信先としての前記宛先基地局へ送信する、
    ことをさらに含む方法。
  10. プロセッサを複数の基地局及びコアネットワークへ接続されるゲートウェイのための方法を実施するよう制御するための指示を含む、コンピュータプログラムであって、
    前記ゲートウェイは、HNB−GW(Home Node B−Gateway)又はHeNB−GW(Home evolved Node B−Gateway)であり、
    前記方法は、
    前記コアネットワークから、前記複数の基地局のいずれか一つへの通信パスを確立するメッセージであって、受信APN(Access Point Name)を含むメッセージを受信し、
    前記メッセージに含まれるAPNに応じ、前記受信APNに対応する宛先基地局を示す情報を用いて、前記メッセージの宛先を判定する、ことを含む、
    コンピュータプログラム。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105491678B (zh) * 2014-09-19 2019-12-17 北京佰才邦技术有限公司 连接分组数据网络的方法、装置和系统
JP2018093252A (ja) * 2015-04-07 2018-06-14 シャープ株式会社 端末装置、mme、pgw、及び通信制御方法
GB2537140A (en) * 2015-04-08 2016-10-12 Vodafone Ip Licensing Ltd Routing communications traffic
JP6643367B2 (ja) * 2015-06-30 2020-02-12 ノキア ソリューションズ アンド ネットワークス オサケユキチュア ユーザ装置をベースとする中継局の高速且つ柔軟な配備
US11212661B2 (en) * 2020-03-13 2021-12-28 At&T Intellectual Property I, L.P. Apparatuses and methods for facilitating network connectivity via an access point name

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20020026A0 (fi) * 2002-01-08 2002-01-08 Nokia Corp GGSN:n valitseminen jaetussa matkaviestinverkossa
US8077681B2 (en) * 2002-10-08 2011-12-13 Nokia Corporation Method and system for establishing a connection via an access network
EP2341747B1 (en) * 2008-10-30 2017-02-01 Sun Patent Trust Base station devices, gateway device, call connecting method, and wireless communication system
MX2011010539A (es) * 2009-04-23 2011-10-24 Ericsson Telefon Ab L M Acceso de ip local a traves de una estacion base femto.
CN101909088B (zh) * 2009-06-03 2015-06-10 中兴通讯股份有限公司 家庭基站系统中获取公网ip地址的方法及系统
CN101932074B (zh) * 2009-06-25 2013-01-23 华为技术有限公司 一种家庭基站本地ip接入的控制方法及装置
WO2011045882A1 (ja) * 2009-10-13 2011-04-21 日本電気株式会社 移動通信システム、ゲートウェイ装置、基地局装置、ゲートウェイ装置の制御方法、及びコンピュータ可読媒体
JP5893554B2 (ja) * 2010-04-14 2016-03-23 シャープ株式会社 位置管理装置、パケットデータネットワークゲートウェイ装置、移動局装置及び位置管理装置の通信方法
WO2012032782A1 (ja) * 2010-09-09 2012-03-15 パナソニック株式会社 通信システム、通信方法、並びに移動端末及び基地局装置
CN102325348B (zh) * 2011-07-19 2014-05-21 电信科学技术研究院 一种lipa pdn连接的建立方法和设备

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