JP6008967B2 - モバイル通信ネットワーク、インフラストラクチャ機器及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、モバイル通信端末へ及び／又はモバイル通信端末からデータを通信するためのモバイル通信ネットワーク、モバイル通信ネットワークのエッジノード又はローカルゲートウェイを形成するためのインフラストラクチャ機器、通信端末、及びデータパケットを通信するための方法に関する。

モバイル通信システムは、ＧＳＭシステム（Global System for Mobiles）から３Ｇシステムへ過去約１０年間にわたり進化してきており、いまや、回路交換通信だけでなくパケットデータ通信も含む。第３世代プロジェクトパートナーシップ（３ＧＰＰ：third generation project partnership）は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）と呼ばれるモバイル通信システムを開発してきた。ＬＴＥにおいて、コアネットワーク部分は、より早期のモバイル無線ネットワークアーキテクチャのコンポーネントの統合と、ダウンリンク上の直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）及びアップリンク上のシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier Frequency Division Multiple Access）に基づく無線アクセスインタフェースとに基づく、より簡略化されたアーキテクチャを形成するように開発されてきた。

情報及びサービスを得るためのインターネットへのアクセスは、現代の電子デバイスにとってはユビキタスとなった。そのため、無線でのインターネットへの接続及びモバイル通信端末へのコンテンツデータの送信を容易にすることができる機能を組み込むために、ＬＴＥ標準などの進化したモバイル通信ネットワークが開発されつつある。コンテンツデータは、ユーザにサービスを提供している任意のタイプのデータであり得る。例えば、コンテンツデータは、ストリームオーディオ又はビデオコンテンツ又はウェブページであってもよいが、これらは例に過ぎない。それ故に、コンテンツデータという用語は、特定のタイプのデータに限定されるべきではなく、より上位層のユーザデータを暗示するために一般的に用いられる。

モバイル通信分野の当業者によって認識されるであろうように、通信リソースは、貴重な商品であり、従って、できる限り効率的に管理されるべきである。

多くのモバイル通信端末がストリーミングビデオ／オーディオ及びインターネットなどのパケットデータネットワークからのデータといったコンテンツデータをモバイル通信ネットワークを介して受信し得ることが予期されてきた。当該コンテンツデータは、幾つかの例において、同じソースからの同じコンテンツデータアイテムであってもよく、従って、当該コンテンツデータの配信を管理することは、技術的な問題を表す。

本発明によれば、複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部分と、通信端末へ又は通信端末からデータパケットを通信するための無線アクセスインタフェースを提供するための複数の基地局を備える無線ネットワーク部分と、を含むモバイル通信ネットワークが提供される。コアネットワーク部分又は無線ネットワーク部分は、アプリケーションサーバからコアネットワークを介して受信されたコンテンツデータを記憶したローカルデータストアを備え、モバイル通信ネットワークは、アプリケーションサーバからのコンテンツにアクセスするための、通信端末からの要求を受信し、コンテンツデータがローカルデータストアに記憶されていることを識別し、及び、あたかもコンテンツデータがアプリケーションサーバから通信されるかのように、コンテンツデータをローカルデータストアから通信するように構成される。

本技法の例示的な実施形態によれば、通信端末によってモバイル通信ネットワークを用いてアプリケーションサーバへアクセスされているコンテンツデータは、当該モバイル通信ネットワーク内のローカルデータストアから提供される。当該ローカルデータストアは、上記モバイル通信ネットワークにアタッチされている通信端末によるアクセスのためにコンテンツデータをキャッシュしている。それ故に、通信端末は、あたかもコンテンツデータがアプリケーションサーバから通信されるかのように、コンテンツデータをローカルデータストアから配信される。

より人気のあるウェブサイト及びアプリケーションの場合、同じデータがモバイル通信ネットワークを用いて１つよりも多くのモバイル通信端末へストリームされ得ることが予期される。従って、同じアプリケーションサーバからの同じコンテンツデータにアクセスしている通信端末の各々についての個別の通信ベアラを介して当該コンテンツデータが通信されている場合、これは、ネットワークの通信リソースの非効率的な使用を表し得る。従って、同じコンテンツデータが複数の通信端末に通信され、当該通信端末は同じコンテンツデータに同時に又は異なる時間にアクセスし得る改善策を見出すことが望ましいであろう。

本発明の実施形態は、リモートアプリケーションサーバへアクセスされるコンテンツデータとローカルデータストア内に存在するコンテンツとの間で効率的に切り替えるための構成も提供することができる。当該切り替えは、コンテンツを要求する通信端末に透過的な手法で、又は、ローカルデータストア内に存在するコンテンツデータへの切り替えがコンテンツにアクセス中の通信端末の動作への影響を低減し又は最小限にして達成され、及び幾つかの例においてはモバイル通信端末に全く影響しない手法で、行われる。ローカルデータストアは、あたかもコンテンツデータが遠隔に位置するＰＤＮサーバへアクセスされるかのように、当該コンテンツデータにアクセスするためのインターネットプロトコル通信へのアクセスを通信端末に提供する「ローカルゲートウェイ」からアクセスされ得る。幾つかの例によれば、モバイル通信端末には、あたかもコンテンツデータがプロトコルミラー、ベアラ再構成（redirection）又はユーザプレーンデータのインターセプションのうちの１つ以上を用いてアプリケーションサーバから提供されるかのように、ローカルデータストアからのコンテンツデータへのアクセスが提供される。幾つかの例において、ローカルデータストアからのコンテンツデータへのアクセスは、ローカルインターネットプロトコルアクセス（Local Internet protocol access）技法又はＳＩＰＴＯ（Selected IP Traffic Offload）技法を用いて提供される。

本発明のさらなる態様及び特徴は、添付の特許請求の範囲において定義され、及び、通信端末、コンテンツデータを通信端末へ通信するためのローカルゲートウェイ又はエッジノードを形成するためのインフラストラクチャ機器、及びデータを通信する方法を含む。

ここで、本発明の例示的な実施形態は、同様の部分が同じ参照番号を有する添付の図面を参照しつつ説明されるであろう。図面において：

本技法を示すための、ＬＴＥ標準に従って動作するモバイル通信ネットワークの概略ブロック図である。 パケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラの動作を示す、図１において示されるネットワークの一部の概略ブロック図である。 ＳＩＰＴＯ技法の高レベルアーキテクチャを示す、図１において示されるモバイル通信ネットワークのネットワークエレメントの概略ブロック図である。 ＬＩＰＡ技法を形成するネットワークコンポーネントの高レベルアーキテクチャである。 パケット検査エンティティが図５ａから図５ｅにおいて示される様々な部分の各々に位置する、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略図を提供する。 パケット検査エンティティが図５ａから図５ｅにおいて示される様々な部分の各々に位置する、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略図を提供する。 パケット検査エンティティが図５ａから図５ｅにおいて示される様々な部分の各々に位置する、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略図を提供する。 パケット検査エンティティが図５ａから図５ｅにおいて示される様々な部分の各々に位置する、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略図を提供する。 パケット検査エンティティが図５ａから図５ｅにおいて示される様々な部分の各々に位置する、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略図を提供する。 一例に係る、パケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラのロケーションを示す、図１に示されるネットワークの一部の概略ブロック図である。 パケットデータネットワークゲートウェイ内に位置するパケット検査エンティティによってトリガされる、中継ノードにおいてコンテンツデータがアップロードされ及び取得される一例を示す呼フロー図である。 中継ノードがパケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラを備え、並びにコンテンツがパケットデータネットワークゲートウェイにアップロードされ及びパケットデータネットワークゲートウェイから取得される一例を示す呼フロー図である。 パケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラが基地局又はローカルゲートウェイの一部である一例を示す呼フロー図である。 パケット検査エンティティがアプリケーションサーバを形成する一例を示す呼フロー図である。 図１０に係る本技法の一実施形態を形成するモバイル通信ネットワークの一部を示す概略ブロック図である。 エッジノード（ｅＮｏｄｅＢ）のうちのいずれがコンテンツをキャッシュすべきかに関する決定がサービングゲートウェイへ渡され、アプリケーションサーバがキャッシュコントローラ及び／又はパケット検査エンティティを備える本技法に係るエレメントの動作の部分フロー図（部分概略図）である。 図１２ａに示されるネットワークエレメントの動作の対応する例示を提供する。 リモートアプリケーションサーバ上のコンテンツデータが変化した後に、コンテンツデータのアイテムがローカルデータストア内のコンテンツデータアイテムのバージョンから更新される動作を示す、さらなる呼フロー図である。 コンテンツデータがローカルデータストア内でローカルにアクセスされることができるか又はリモートアプリケーションサーバを介してアクセスされることができるかを判定するためにローカルノードにおいて実行される処理を示すフロー図である。 コンテンツデータへのアクセスがＳＩＰＴＯ技法を用いて管理される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部を示す概略ブロック図である。 コンテンツデータへのアクセスがＬＩＰＡ技法を用いて管理される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略ブロック図である。 ＳＩＰＴＯ技法を用いる接続切り替えの例に従った、コンテンツデータへのアクセスを示す呼フロー図である。 ＳＩＰＴＯ技法を用いてコンテンツデータにアクセスする際に新たなＰＤＮ／通信ベアラが確立される一例を示す呼フロー図である。 ＳＩＰＴＯ技法の例についてコンテンツデータがユーザプレーンデータ挿入を用いてアクセスされる動作を示す呼フロー図である。 ＬＩＰＡ技法を用いて新たなＰＤＮ通信ベアラを確立することによってコンテンツデータがアクセスされる呼フロー図である。 レガシーシステム内でコンテンツデータにアクセスするためのプロトコルアーキテクチャを示す概略ブロック図である。 ＬＩＰＡ技法を用いてコンテンツデータにローカルにアクセスする一例を提供する、ネットワークエレメントをプロトコルスタック構造と共に示す概略ブロック図である。 ＬＩＰＡ技法を用いるプロトコルミラーリング構造を示す、ネットワークエレメントの概略ブロック図である。 ＬＩＰＡ技法に従ったプロトコルミラーリングを用いて、ローカルに関連付けられるデータストアを介したコンテンツデータへのアクセスを提供するように動作する、図１に示される通信ネットワークの一部のさらなる例である。 コンテンツがローカルデータストアへアクセスされるように切り替える場合の、ＳＩＰＴＯとＬＩＰＡとの間の動作の違いを示す概略ブロック図を提供する。 コンテンツがローカルデータストアへアクセスされるように切り替える場合の、ＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作の違いを示す概略ブロック図を提供する。 プロトコルミラーリングを用いる場合の、ＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作における違いを示す概略ブロック図を提供する。 プロトコルミラーリングを用いる場合の、ＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作における違いを示す概略ブロック図を提供する。

ここで、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準に従って動作するモバイル通信ネットワークを用いる実装例を参照しつつ、本発明の実施形態が説明されるであろう。以下の説明中、ＬＴＥ／ＳＡＥの専門用語及び名称が用いられる。ただし、本技法の実施形態は、ＧＰＲＳコアネットワークを有するＧＥＲＡＮ及びＵＭＴＳといった他のモバイル通信ネットワークに適用されることができる。

図１は、ＬＴＥネットワークの例示的なアーキテクチャを提供する。図１に示されるように、及び従来のモバイル通信ネットワークと同様に、モバイル通信端末（通信端末）１は、ＬＴＥにおいてエンハンストノードＢ（ｅＮＢ）と呼ばれる基地局２へデータを通信し及び基地局２からデータを通信するように構成される。基地局又はｅＮｏｄｅＢ２は、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ４へ接続される。当該サービングゲートウェイ４は、データパケットを通信端末１へ通信するためのデータパケットのルーティング及びモバイル通信サービスの管理、並びに通信端末がモバイル通信ネットワーク全体にわたってローミングする際のＭＭＥによる移動性の管理を実行するように構成される。この目的のために、ＭＭＥとｅＮＢ２との間にインタフェースが提供される。移動性管理及び接続性を維持するために、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ：mobility management entity）８は、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：home subscriber server）１０に記憶される加入者情報を用いて、通信端末１とのエンハンストパケットサービス（ＥＰＳ）接続を管理する。ＬＴＥアーキテクチャについてのより多くの情報は、Holma H.及びToskala A.著の“LTE for UMTS OFDM and SC-FDMA based radio access”と題された書物の２５頁以降から収集され得る。

サービングゲートウェイ４には、パケットデータネットワークゲートウェイ１２も接続される。パケットデータネットワークゲートウェイ１２は、モバイル通信ネットワークとインターネットプロトコルネットワーク１４との間のインタフェースを形成する。アプリケーションサーバ１６は、インターネットプロトコルネットワークに接続される。図１に示される例の場合、中継ノード１８も配置される。中継ノード１８は、モバイル通信ネットワークの取り得るレンジをｅＮＢ２のレンジを越えて拡張するように提供される。それ故に、ｅＮＢ２は、中継ノード１８へ送信されるべきデータを通信する「ドナー（donor）」ｅＮＢとして動作し、当該中継ノード１８は、ｅＮＢのレンジ外に存在するモバイル通信端末１へ当該データを再送信し、従って、ドナーｅＮＢのレンジが拡張される。

ローカルゲートウェイ（ｅＮＢ／中継）におけるコンテンツのキャッシング
本技法の実施形態は、モバイル通信ネットワークにアタッチされるモバイル通信端末へ通信されるべきコンテンツデータがキャッシュされるべきであることを検出するための構成を提供することができ、及びキャッシュされたコンテンツデータに効率的にアクセスするための構成を提供することができる。以下の説明において、キャッシュ又はキャッシングという用語は、それぞれローカルデータストア又はローカルデータストアにデータを記憶する処理を説明するために用いられる。関連付けられるデータストアは、モバイル通信ネットワークの「エッジノード」を実質的に形成する基地局２又は中継ノード１８に関連付けられる「キャッシュ」と呼ばれ得る。「エッジノード」は、データがモバイル通信端末１へ通信される、モバイル通信ネットワークの最終的な（final）通信エレメントを表現するために用いられる用語である。従って、一例において、エッジノードは、通信サービスとして提供されるコンテンツデータがローカルデータストア又はキャッシュ内でローカルにアクセスされるべきか、又は当該コンテンツデータが発信されるアプリケーションサーバへリモートでアクセスされるべきか、を判定する。幾つかの例において、インフラストラクチャの所有者は、本技法を用いてコンテンツを配信する際の当該所有者の参加レベルを管理し及び構成することができ、事業者／アプリケーションデータプロバイダは、コンテンツデータの配信を監視し及び規制し得る。これは、例えば、以下を含む：
１．ユーザのプリファレンス及びポリシーを考慮すること
２．コンテンツを管理する（記憶する／更新する／削除する）ためのシステムを確立すること。これは、事業者についてのコストを最小化するためのポリシー、例えば、ネットワークリソースが充分に活用されない（underutilized）ときにコンテンツを管理するためのポリシー、又はピーク時にネットワークの使用を回避するためのポリシーも考慮し得る。
３．ネットワークのエッジにおいて特定のサービスがキャッシュされ／ローカルに記憶されるべきか又はリモートサーバから配信されるべきかに関する決定を行うこと。

一例において、インフラストラクチャの所有者は、エンドユーザであり得る。例えば、ホームｅＮＢ又は中継ノードは、ユーザによってユーザの自宅に、又は投資の形態及び利益を生み出すための手段を提供することができる第三者に配置され得る。ユーザの視点からは、そのサービスデータがローカルエンティティによって提供されるのか又はネットワーク内に位置するサーバからリモートで提供されるのかをユーザが見分けることができないという点において、ローカルキャッシュからのコンテンツデータへのアクセスを不可視にすることが望ましい。従って、本技法の実施形態は、モバイル通信端末へ通信されるコンテンツデータが、関連付けられるデータストア内にローカルに記憶される構成を提供する。それ故に、本技法は、モバイル通信端末１によって頻繁にアクセスされるコンテンツデータが、関連付けられるデータストア又はキャッシュ２０にローカルに記憶されるように構成して、他の通信端末１が同じコンテンツデータにアクセスすることを望む場合、アプリケーションサーバ１６からコンテンツデータが通信されるのではなく、ローカルキャッシュ２０から当該通信端末１へ当該コンテンツが提供される。それによって、モバイル通信ネットワークの通信リソースが節約される。

本技法に従って動作するように適合されるモバイル通信ネットワークの例示的な図は、図２に示される。図２において、通信端末１は、特定のコンテンツアイテムを要求する要求２２をアップリンク上で基地局（ｅＮＢ）２へ送信する。対応して、パケットデータ通信ベアラは、コンテンツデータアイテムを、アプリケーションサーバ１６からＩＰネットワーク１４及びＰＧＷ１２を介して当該コンテンツデータを取得したサービングゲートウェイ４から、ダウンリンク通信ストリーム２４を介して送信する。ただし、本技法に従って、基地局２は、本例の場合においては通信ネットワークのエッジノードを形成する。

以下の説明において、基地局及びｅＮＢという用語は、互換的に用いられ得る。なぜなら、ｅＮＢは、基地局の一例であるためである。

基地局２は、キャッシュ又は関連付けられるデータストア２６と、パケット検査エンティティ（packet inspection entity）２８及びキャッシュコントローラ３０のうちの一方又は双方と、を備える。パケット検査エンティティ２８とキャッシュコントローラ３０とは、関連付けられるデータストア２６内にキャッシュされ得るコンテンツデータへのアクセスを提供するためのローカルゲートウェイ３２を、協働して実質的に形成することができる。パケット検査エンティティ２８は、関連付けられるデータストア又はキャッシュ２６内にコンテンツデータが記憶された方がより効果的であるくらい当該コンテンツデータが頻繁にアクセスされているか否かを判定するために、モバイル通信端末１からのアップリンク要求２２、及びデータストリーム２４などの通信されたダウンリンクコンテンツデータを分析する。コンテンツデータアイテムがキャッシュされるべきかを判定するための所定のトリガリング条件、例えば、当該コンテンツデータアイテムにアクセスする通信端末の数、エッジノードがコンテンツをキャッシュするケイパビリティを有するか、及び当該コンテンツデータの複製（copy）がモバイル通信ネットワーク内でローカルに記憶されることを許可する意思がコンテンツ所有者にあるかなどが確立される。それ故に、パケット検査エンティティ２８は、コンテンツデータがローカルデータストアにキャッシュされるべきかを識別し及び判定する高レベルな機能エレメントを提供する。

パケット検査エンティティ２８がローカルゲートウェイ３２内に存在する場合、コンテンツデータは、ローカルゲートウェイによってインターセプトされ及びキャッシュ２６内に記憶される。一例において、コンテンツデータがローカルゲートウェイ３２によってキャッシュされている場合、ローカルゲートウェイは、コンテンツデータがキャッシュされていることを識別するシグナリングメッセージをＰＤＮゲートウェイ１２へ通信し、それによって、ローカルデータストア又はキャッシュ２６からの当該コンテンツデータにアクセスする通信端末１のうちのいずれも適当に制御され、認証され及びアクセスについて課金される（charged）ことができるようにする。別の例において、キャッシュコントローラ３０がローカルゲートウェイ３２内に存在する場合、ローカルデータストア２６内のコンテンツデータへのアクセスの制御は、ローカルゲートウェイ３２において為される。パケット検査エンティティ２８の機能は、コンテンツデータをキャッシュするケイパビリティを有するエッジノードであって、且つ／又は、例えば当該コンテンツにアクセスするモバイル端末の数が理由で当該コンテンツデータをキャッシュするだけの価値がある各エッジノードのローカルデータストア２６内にコンテンツデータが記憶されるべきであることを識別することである。キャッシュコントローラ３０の機能は、アクセスをリモートアプリケーションサーバからエッジノードのローカルデータストアへ切り替えることによって、ローカルデータストア２６からのコンテンツデータへのアクセスを制御することである。ただし、パケット検査エンティティ２８及びキャッシュコントローラ３０はモバイル通信ネットワークの他の部分に別個に配置され又は同じ場所に位置し（co-located）得ることが認識されるであろう。パケット検査エンティティ２８及びキャッシュコントローラ３０のロケーションは、後ほど説明されるであろうこれらのコンポーネントの各々によって実行される機能に影響を及ぼし得る。

ＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡに基づいてコンテンツにアクセスするための技法
典型的に、エンハンストパケット通信（ＥＰＣ）ネットワークは、ユーザにサービスが提供されるレイヤを認識していない。ＥＰＣネットワークにサービスタイプの指標が提供される一例は、サービスデータをハンドリングするために用いられるベアラについて、サービス品質（ＱｏＳ：quality of service）パラメータが割り当てられる場合である。ただし、本技法の実施形態は、キャッシュされるべきコンテンツデータをまず識別し、当該コンテンツデータをエッジノードにキャッシュし、及び当該コンテンツデータへのアクセスを他の通信端末に提供するための、より実用的な且つ効率的な構成を提供する。これは、従来、ＥＰＣネットワークが、より複雑な上位レイヤの例を除いて、通信されつつあるデータのタイプ及び性質を認識していないという技術的な問題があっても、達成される。

本技法の実施形態は、関連付けられるデータストア２６内にコンテンツデータを記憶した後、あたかも通信端末がアプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにリモートでアクセスしているかのように、関連付けられるデータストア又はキャッシュ２６からのコンテンツデータへのアクセスを提供することができる。あたかも通信端末がコンテンツデータにインターネットプロトコルを介してアクセスしているかのように、非アクセス層（non access stratum）のシグナリングレベルにおけるコンテンツデータにアクセスするために提案される２つの技法が存在し、これらの技法は、インターネットプロトコルベースのサービスを提供するためのローカルゲートウェイの使用を制御するために３ＧＰＰによって定義されている。これらは、ＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡとして知られる。これらの概念は、制御エンティティ又はＣプレーンエンティティがコアネットワーク部分に位置する一方で、ユーザコンポーネント又はＵプレーンコンポーネントがモバイル通信ネットワークのエッジノードに存在するという点において類似する。

エッジノードに関連付けられるデータストアにローカルに記憶されたコンテンツデータにアクセスするためにＳＩＰＴＯ技法及びＬＩＰＡ技法を用いることによって、２つの異なる管理モデルを提供することができる。当該２つの管理モデルは、ネットワーク支援（network assisted）管理モデル及びネットワークアクティブ（network active）管理モデルである。ネットワーク支援モデルは、ネットワークがアプリケーションサーバをトリガし、且つアプリケーションプロキシがローカルノード内に存在する場合に考えられることができる。この処理は、アプリケーションサーバ／プロキシにとって可視である。ネットワークアクティブ管理モデルは、ネットワークがコンテンツをローカルノードへプッシュする場合に考えられることができる。これは、アプリケーションサーバにとって不可視である。アプリケーションサーバは、コンテンツが変化した場合にネットワークが情報を提供することを支援し得る。

ネットワーク支援管理モデル及びネットワークアクティブ管理モデルの各々は、コンテンツデータアイテムを提供するアプリケーションサーバを事業者が制御するか、並びにネットワークによって提供される情報を処理し及び使用するために充分なケイパビリティをアプリケーションサーバが有するかに依存して、選択され得る。

ＳＩＰＴＯをサポートするネットワークエレメントの高レベルアーキテクチャの一例は、図３に示され、ＬＩＰＡをサポートするネットワークエレメントの一例は、図４に示される。後に説明されるように、ローカルに記憶されたコンテンツデータへのアクセスを提供するためのＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの適合は、後述されるであろう。

図３において、モバイル通信端末１は、従来、図１に表されるようにｅＮＢ２、サービングゲートウェイ４、及びＰＤＮゲートウェイ１２を介したデータパス５０からコンテンツデータを受信したであろう。しかしながら、ＳＩＰＴＯ技法を用いると、通信端末によるコンテンツデータへのアクセスは、当該通信端末１がコンテンツデータをデータパス５４を介して受信するように、アクセスポイント名又はＩＰアドレスをローカルＰＤＮゲートウェイ５２に変更すること（diverting）によって達成される。対照的に、図４に示されるＬＩＰＡ技法についての高レベルアーキテクチャは、通信端末がＬＩＰＡ技法を使用してホームｅＮＢ又はローカルゲートウェイ３２を用いてローカルキャッシュからのコンテンツにアクセスする構成を提供する。従って、ローカルゲートウェイ３２は、ＩＰバックホールネットワーク６０に接続されるホームルータ５８を介してホームネットワーク５６にアタッチされるホームｅＮＢを形成する。サービングゲートウェイ６２は、ＬＩＰＡにおけるユーザプレーンデータ送信については用いられない。サービングゲートウェイ６２は、ローカルゲートウェイ（即ち、ローカルＰ−ＧＷ）からのダミーの空のユーザプレーンパケットの受信を介したページングをトリガするためにのみ用いられる。ＬＩＰＡについてのデータパスは、ローカルＰ−ＧＷ（Ｌ−ＧＷ）とｅＮＢとの間のＩＰバックホールを介する。ｅＮＢとローカルゲートウェイとの間のインタフェースは、内部インタフェースである。移動性は、ＬＩＰＡについてはサポートされておらず、これは、ＳＩＰＴＯについても実質的に当てはまる。モバイル通信端末をアプリケーションサーバ１６を介したリモートアクセスから例えばローカルゲートウェイ３２内のローカルキャッシュへ切り替えるための技法のさらなる説明は、後述されるであろう。

パケット検査エンティティ（ＰＩＥ）及びキャッシュコントローラのロケーション
本技法の実施形態は、コンテンツ管理のための所定の条件又はトリガを定義する。トリガは、コンテンツデータアイテムがネットワークによって操作される（アップロードされる／更新される／削除される）必要がある条件を示す。トリガは、様々なソースに由来し得る。いずれのエンティティがトリガを生成するかに関する決定は、以下の実例によって示されるように、トラフィックのモニタリング、検出及び識別を実行しているエンティティのロケーションに依存する。当該実例において、このエンティティは、パケット検査エンティティと呼ばれる。ネットワークの視点からは、コンテンツデータが中継ノードにおいてキャッシュされるか又はｅＮＢにおいてキャッシュされるかは問題ではなく、それ故に、上述されたように、中継ノード又はｅＮＢは、エッジノードの一般的な例と呼ばれる。以下の例は、モバイル通信ネットワークがコンテンツデータアイテムはローカルデータストアにキャッシュされるべきであることを判定し、及び他のモバイル通信端末による当該コンテンツデータへのアクセスを可能にする例示的な構成を提供する。本技法の実施形態によって対処される技術的な問題は、コンテンツデータがＥＰＣデータ通信ネットワークを介して通信されるべき場合、当該コンテンツデータはキャッシュされるべきであると判定することである。この理由は、コンテンツデータ及びそのリソースを識別するサービスレイヤをＥＰＣネットワークが認識していないためである。従って、本技法は、パケット検査エンティティを提供し、当該パケットエンティティは、上述されたように、図２に示されるような、通信端末１によって通信される、コンテンツデータアイテムについての要求と、通信端末１へ通信されるコンテンツデータアイテムと、の双方を検査するために用いられる。ただし、パケット検査エンティティ２８は、図５ａ〜図５ｅに示されるように任意のネットワークコンポーネント内に存在し得る。

図５ａにおいて、パケット検査エンティティ２８は、キャッシュデータストア２６にアクセスできる基地局２内に位置する。パケット検査エンティティ２８は、キャッシュされるべきコンテンツデータアイテムを識別することに関与する。パケット検査エンティティ２８が基地局２内に位置する場合、パケット検査エンティティ２８は、基地局２がコンテンツデータをキャッシュできるか否かに関する、基地局２のケイパビリティの知識を有するであろう。この例において、基地局２は、通信端末１についてのエッジノードを形成する。

図２において説明されたようなキャッシュコントローラ３０は、通信端末１によるコンテンツデータへのアクセスを提供する。キャッシュコントローラ３０はモバイル通信ネットワーク内のどこにでも位置し得るが、キャッシュコントローラをエッジノードの近くに位置させることによって、コンテンツデータアイテムをキャッシュするためのエッジノードのケイパビリティとコンテンツデータにアクセスしている通信端末との双方についてのより多くの知識がキャッシュコントローラに提供されるという点において、キャッシュコントローラ３０を基地局２又はサービングゲートウェイ４内に位置させることは、利点をもたらす。ただし、コンテンツにアクセスするための正確な認証（authentication）、承認（authorisation）及び課金（charging）（即ち、ＡＡＡ機能）を確保するために、キャッシュコントローラは、通信端末のうちのいずれが様々なコンテンツデータアイテムの各々を受信しているのかの標識をＰＤＮゲートウェイへ通信しなければならないであろう。

図５ｂに示されるように、パケット検査エンティティは、２つの部分２８．１、２８．２に分けられてもよく、マスタ部分２８．１は、サービングゲートウェイ４に位置し、スレーブ部分２８．２は、トリガリング条件に従ってコンテンツデータを記憶するための情報を当該マスタ部分が提供することを支援する。サービングゲートウェイ４は、１つの地理的領域内の複数の基地局又はｅＮＢ２に接続されるため、サービングゲートウェイ４は、これら複数の基地局２のうちのいずれがローカルデータストア２６内にコンテンツデータを記憶するケイパビリティを有するかについての知識を有し、それ故に、特定のソースからの当該コンテンツデータをキャッシュするための決定が一旦パケット検査エンティティ２８によって為されると、当該コンテンツデータのキャッシングを制御することができる。それ故に、パケット検査エンティティ２８のスレーブ部分２８．２は、この知識を用いて、最大の利益をもたらすこととなるロケーションにおいてコンテンツデータが記憶されるように調整する（arranges）。従って、主な決定は、マスタ部分２８．１によって為され、スレーブ部分２８．２は、どのようにこの要求を配信するかについてのインテリジェントな決定を下し、又はこの情報をパケットデータネットワークゲートウェイ１２へ渡す。図５ｃに示されるように、パケット検査エンティティ２８がパケットデータゲートウェイ（ＰＤＮ）１２内に位置する場合、ＰＤＮゲートウェイは、コンテンツデータにアクセスする通信端末に対応する、ＩＰレイヤ通信の終端点（terminating end points）の各々にアクセスできる一方で、ＰＤＮゲートウェイ１２は、当該コンテンツデータをキャッシュするためのエッジノード又は基地局２のケイパビリティの知識を有しないことがあり得る。従って、ＰＤＮゲートウェイ１２は、特定のソースからのコンテンツデータはキャッシュされるべきであると判定した後、基地局内のキャッシュコントローラ３０と通信して、ローカルデータストア２６内のコンテンツデータのキャッシングを制御し得る。このシナリオにおいて、（ローカルＰＧＮ−ＧＷ（即ち、Ｌ−ＧＷ）がｅＮＢと同じ場所に位置しない限り）Ｓ−ＧＷは、上述された理由から、支援する必要がある。ただし、キャッシュコントローラがＰＤＮゲートウェイに位置する場合、承認、ポリシング及び課金は、より容易となる。なぜなら、ＬＴＥネットワークの従来の構成によれば、ＰＤＮゲートウェイは、これらの機能を実行するように構成されるためである。

以下の説明において、ローカルゲートウェイという用語は、ＰＤＮゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）のローカルな機能を推論し及び暗示するために用いられ、当該ＰＤＮゲートウェイは、ＬＩＰＡの場合はｅＮＢと同じ場所に位置するが、ＳＩＰＴＯの場合は同じ場所に位置しない。

さらなる例は、パケット検査エンティティ２８がアプリケーションサーバ１６内に存在し又はアプリケーションサーバ１６に関連付けられて存在する場合である。後に説明されるように、インターネットプロトコルサービスにアクセスする通信端末１にモバイル通信ネットワークによって割り当てられるアドレスの取り得る範囲の標識をアプリケーションサーバ１６が受信する場合、アプリケーションサーバ１６は、いずれのコンテンツデータが通信端末１へ送信されているのかを識別することができ、それ故に、パケット検査エンティティ２８は、いずれのコンテンツデータがキャッシュされるべきかを判定することができる。アプリケーションサーバ１６内のパケット検査エンティティ２８は、キャッシュされるべきコンテンツデータについての宛先ＩＰアドレスの点において通信端末１を識別した後、制御シグナリングをＰＤＮゲートウェイ１２へ通信する。当該制御シグナリングは、コンテンツデータをキャッシュするための基地局（エッジノード）２へサービングゲートウェイ４を介して渡される。ここで、当該基地局２は、コンテンツデータをキャッシュするケイパビリティを有する。

図５ａに示される例に対応する同様の例は、図５ｅにおいて提供される。図５ｅにおいて、中継ノード１８は、通信端末１についての通信ネットワークのエッジノードを形成する。中継ノード１８は、図５ａに示されるｅＮＢ２によって実行される手法と同じ手法でコンテンツデータがキャッシュされるべきか否かを判定するパケット検査エンティティ２８を備える。

従って、図５ａから図５ｅを参照しつつ上述された例によれば、任意のネットワークエレメントがパケット検査エンティティ２８を備え得ることが認識されるであろう。ただし、認識されるであろうように、基地局２又は中継ノード１８であり得るエッジノード内にパケット検査エンティティ２８が位置しない場合、パケット検査エンティティは、当該エッジノードがデータストア２６にローカルにコンテンツデータを記憶できるか否かについての知識を有しないことがあり得る。他方、コンテンツデータへのアクセスを制御して、コンテンツデータへのアクセス及び関連付けられる通信サービスのための認証、承認及び課金を容易にするために、パケット検査エンティティ２８が特定のコンテンツデータアイテムをキャッシュするための決定を行う場合、キャッシュコントローラ３０は、コンテンツデータのアイテムがキャッシュされたという標識をＰＤＮゲートウェイ１２へ通信する必要があるであろう。さらに、キャッシュコントローラ３は、特定の通信端末１がコンテンツデータアイテムにアクセスしたという標識を通信する必要があり得る。パケット検査及びデータのキャッシングの制御のための様々なロケーションのさらなる例示的な動作は、以下の段落において説明される図７〜図１０において提供される呼フロー図中で提供される。

ＰＤＮ−ＧＷにおけるトリガ、コンテンツのアップロード及び取得
図６は、パケット検査エンティティ２８がＰＤＮゲートウェイ１２内に位置する例を示す。上述されたように、ＰＤＮゲートウェイ２８は、複数のｅＮＢ２又は複数の中継ノード１８のうちのいずれがキャッシング機能（facility）を有するのか又はいずれの通信端末１が複数のｅＮＢ２のうちのいずれにアタッチされるのかについての知識を有しない。ただし、この知識は、サービングゲートウェイ４には利用可能である。それ故に、図６に示される例の場合、サービングゲートウェイ４は、関連付けられるデータストア２６を有するｅＮＢ２内へのコンテンツデータのキャッシングを制御するためのキャッシュコントローラ３０を備える。それ故に、ＰＤＮゲートウェイ１２は、特定のソースからのコンテンツデータが通信端末１によるアクセスのためにキャッシュされるべきであると判定した後、モバイル通信端末のセットについてのコンテンツデータがキャッシュされるべきであるという制御メッセージ８０をサービングゲートウェイ４へ通信する。サービングゲートウェイ４は、ｅＮＢ２の各々にアタッチされる通信端末の数を判定して、ローカルな「ホットスポット（hot spots）」を識別する。ホットスポットは、一定の閾値の数を超える、基地局２のうちの１つにアタッチされる通信端末の数から識別される。あるいは、所定の閾値を越える、キャッシュされた同じコンテンツデータにアクセスしている通信端末の数に従って、ホットスポットインジケータが設定され得る。これらの閾値のうちのいずれかがトリガされる場合、サービングゲートウェイ４は、ｅＮＢがローカルデータストア２６にアクセスできる場合はコンテンツデータをローカルデータストア２６にキャッシュするように当該ｅＮＢ２に指示する。従って、図６において、ｅＮＢ８２は、ローカルデータストアにアクセスできないため、コンテンツデータアイテムをキャッシュすることができない一方で、複数のｅＮＢのうちの別のｅＮＢ８４は、当該ｅＮＢ８４にアタッチされる充分な数の通信端末、又はキャッシュ２６内にコンテンツデータを記憶するに値するだけの、当該コンテンツデータにアクセスする充分な数の通信端末を有しないことがあり得る。同様に、別のｅＮＢ８６は、当該ｅＮＢ８６にアタッチされる充分な数のモバイル端末１を有し得るが、キャッシング機能を有しない。従って、サービングゲートウェイ４は、コンテンツをローカルにキャッシュするためのエッジノードの能力、及びコンテンツデータにアクセスし又は当該エッジノードにアタッチされる通信端末の数に依存して、コンテンツデータアイテムのキャッシングを制御することができる。これらは、コンテンツデータをキャッシュするための所定の条件の例である。

キャッシュされたコンテンツデータにアクセスすることを望む通信端末は、コンテンツデータを通信するために通信ネットワークによって確立された通信ベアラのＩＰ宛先アドレス、又は、ＩＭＳＩ若しくはＧＵＴＩといった何らかの他のモバイル識別子のいずれかによって識別されることができる。

それ故に、エッジノードは、コンテンツをキャッシュすることをネットワークによって指示される。一例において、これは、リモートノードから提供される内部情報に基づいて、ＰＤＮゲートウェイによって実現され得る。例えば、ＰＤＮゲートウェイは、ＰＣＣによってアクセスされることができ、ＰＣＥＦは、既存のＰＣＣフレームワークにおいてＰＤＮゲートウェイにおいて存在する。ＰＣＣは、ＳＩＰシグナリングコンテンツにアクセスすることができる。ＰＤＮゲートウェイは、統計的な処理／プロファイリング及びＤＰＩ技法を用いて、同様のコンテンツデータアイテムが特定のサービングゲートウェイにおいて終端するベアラ上で要求されるかをチェックすることもできる。シグナリングをサポートする観点において、ＰＤＮゲートウェイは、ＭＭＥを介してＧＴＰ／ＰＭＩＰ（Ｓ５インタフェース又はＳ８インタフェース）及びＳ１インタフェース上でエッジノードに通知する。これは、ＬＴＥ−Ａの中継器及びｅＮＢの双方に適用可能であり、ＨｅＮＢは、エッジノードとして動作する。なぜなら、これらのエンティティは、Ｓ１インタフェースを終端させるためである。この例は、図７に示される例によって、より詳細に例示される。

図７において、通信端末１がアプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにＰＤＮゲートウェイ１２、サービングゲートウェイ４を介してアクセスする呼フロー図が示される。サービングゲートウェイ４は、ｅＮＢ２又はドナーｅＮＢ１８及び中継ノード１８を介してＭＭＥ８を用いる。メッセージフローＭ１において、通信端末１がアプリケーションサーバ１６上のコンテンツデータにアクセスすることを可能にする従来のメッセージ交換が為される。メッセージフローＭ２は、コンテンツデータが中継ノード１８を介して通信端末１へ配信される対応する例を提供する。図７に示される例の場合、トラフィックのモニタリングは、ＰＤＮゲートウェイ１２内で処理ステップＳ１として実行される。それ故に、ＰＤＮゲートウェイ１２は、いずれのコンテンツデータアイテムがキャッシュされるべきかを判定するパケット検査エンティティ２８を備え得る。一定の数のアクセスが同じコンテンツデータアイテムに為される場合など、トリガリング条件が満足される（Ｓ１）場合、ＰＤＮゲートウェイ１２は、コンテンツデータアイテムがキャッシュされるべきであると判定する。従って、ＰＤＮゲートウェイ１２は、通信端末１を識別する特定のアドレスのセットについて又は同じコンテンツにアクセスするために用いられる多数のベアラを有する特定のＳ−ＧＷについてコンテンツデータがキャッシュされるべきであるというメッセージＭ３をサービングゲートウェイ４へ通信する。サービングゲートウェイ４は、コンテンツデータが特定の基地局又はｅＮＢ２によってキャッシュされることができるかに関して、処理ステップＳ２において何らかのさらなる識別を実行し、当該コンテンツデータがキャッシュされることができる場合、メッセージフローＭ４が提供されて、コンテンツデータがキャッシュされるべきであることが他のノードに通知される。処理ステップＳ３において判定されるように、特定の基地局２についてコンテンツデータが利用可能ではない場合、メッセージ交換Ｍ５、Ｍ６を介して、ステップＳ４においてコンテンツデータは基地局２へダウンロードされる。

コンテンツはエッジノードにはダウンロードされない。むしろ、幾つかの例において、エッジノードは、コンテンツを記憶するように指示され、及び、開始しようとしているモバイル通信端末への送信から又はスケジューリングされた手段を介してコンテンツが取得されるべきである場合、マーカーは、この段階において構成され、エッジノードへの専用の一時的なベアラが用いられる。コンテンツをアップロードするための２つの手法が存在する：
１．マーキングが用いられる場合、モバイル通信端末への進行中の送信から取得；
２．送信をスケジューリングし、及びコンテンツのアップローディングのためだけに確立される一時的なベアラを使用する。

通信端末１がメッセージＭ７を介してコンテンツデータに初めてアクセスする場合、コンテンツデータは、メッセージ交換Ｍ８を介して、ローカルデータストア２６上で利用可能となる。中継ノード１８は、メッセージ交換Ｍ９を介して、コンテンツデータが通信端末１によって中継ノード上でアクセスされることができることを示し、及び、メッセージ交換Ｍ１０を通じて、コンテンツデータは、ローカルデータストア２６から通信端末１へ提供される。

代替的な実施形態において、コンテンツをキャッシュするための、エッジノード２、１８のケイパビリティに関連する情報は、ＰＤＮゲートウェイによってサービングゲートウェイ４を介してアクセスされることができる。当該サービングゲートウェイ４は、典型的に、データを記憶するための、ｅＮＢ及び中継ノードのケイパビリティに関する何らかの情報を記憶するであろう。マーカーは、他のユーザへ向けて送信されるコンテンツデータをエッジノードが抽出し及び当該コンテンツデータを将来の使用のためにローカルストレージに記憶する（place）ことを可能にするために用いられ得る。（提案）

エッジノードにおけるトリガ
この例によれば、エッジノードは、例えばＳＩＰシグナリングメッセージなどのシグナリングメッセージを受信することによって、又は、例えばウェブブラウジング要求内のＵＲＬアドレスを検出することによって、要求されたコンテンツデータのタイプを発見して、コンテンツデータが、記憶されたローカルデータから配信されるべきか、を判定する。この例において、エッジノードは、記憶されている／キャッシュされているコンテンツデータアイテムを知得しているため、適当な場合、これを用いる決定を行い得る。この判定は、ポート番号、ＩＰアドレス、ＦＱＤＮ等に基づいても為され得る。エッジノードにおいてローカルＩＰアクセスが可能である場合、コンテンツは、トリガリング条件が満足される場合にエッジノードによってフェッチされることができる。しかしながら、ローカルＩＰアクセスが利用可能ではない場合、コンテンツデータアイテムは、ネットワークによって配信されなければならない。エッジノードトリガリングのこれら２つの代替的な例は、図８及び図９において提供される。

図８は、中継ノード１８であるエッジノードがコンテンツデータはキャッシュされるべきであると判定する場合についての例示的な呼フロー図を提供する。図８は図７に示されるフロー図に対応するため、相違点のみが説明されるであろう。図７に示される例とは対照的に、パケットトラフィックのモニタリングＳ１０、及び特定のソースについてのコンテンツをキャッシュするためのトリガリング条件が満足されるという判定Ｓ１２は、中継ノード１８によって実行され、それ故に、中継ノード１８は、パケット検査エンティティ２８を備え得る。ステップＳ１４において、コンテンツデータが中継ノード１８のローカルデータストア内で現在は利用可能ではないと判定され、メッセージ交換Ｍ２０によって、コンテンツデータは、ＰＤＮゲートウェイ１２を介してアクセスされる。それによって、ステップＳ１６において、コンテンツデータは、アプリケーションサーバ１６から取得される。メッセージ交換Ｍ２２を用いることによって、コンテンツデータは、ステップＳ１８において、関連付けられるデータストア２６内で中継ノードに利用可能となり、及び、メッセージ交換Ｍ２４において、モバイル通信端末に提供される。別の例において、コンテンツデータは、ステップＳ２０において、ｅＮｏｄｅＢからモバイル通信端末へダウンロードされる。なぜなら、メッセージ交換を用いることによって、コンテンツデータは、ｅＮｏｄｅＢにおいて既に存在しているためである。メッセージ交換Ｍ２５は、モバイル通信端末から提供され、当該モバイル通信端末は、メッセージ交換Ｍ２６においてｅＮｏｄｅＢからコンテンツデータを受信する。

図９において提供される呼フロー図は、コンテンツデータを記憶するか否かの判定がエッジノードにおいてトリガされる図８に示される例に対応するが、コンテンツデータがＰＤＮゲートウェイからアップロードされ及び取得される、図８に示される例とは異なり、コンテンツデータは、エッジノード及びローカルゲートウェイ３２からアップロードされ及び取得される。メッセージ交換Ｍ３０を用いることによって、通信端末１は、アプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにＰＤＮゲートウェイ１２及びサービングゲートウェイ４を介してアクセスすることを要求する。ステップＳ２０において、通信端末とアプリケーションサーバとの間のトラフィックがモニタリングされ、トリガリング条件が満足される場合、特定のソースからのコンテンツデータはキャッシュされるべきであると判定される。ステップＳ２４によって判定されるように、コンテンツデータが現在は利用可能ではない場合、ステップＳ２６において、ローカルゲートウェイ３２は、アプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにアクセスする。メッセージ交換Ｍ３２を通じて、通信端末１は、コンテンツデータへのアクセスを要求し、及び、ステップＳ２８において、コンテンツデータは、エッジノードから利用可能となる。当該エッジノードは、メッセージ交換Ｍ３４を介して当該コンテンツデータにアクセスするためのローカルゲートウェイを形成する。同様に、コンテンツデータは、エッジノードとしての中継ノード１８にダウンロードされることができ、当該中継ノード１８は、同じコンテンツへのアクセスを中継ノード１８を介して他の通信端末に提供するためのキャッシュデータストア２６を備え、当該アクセスは、メッセージ交換Ｍ３６によって提供される。

アプリケーションサーバにおけるトリガ、コンテンツのアップロード及び取得
図１０は、トラフィックのモニタリング及びパケット検査エンティティの機能がアプリケーションサーバ１６及びＰＤＮゲートウェイ１２内に提供されることを除き、図７、図８及び図９に示される例に対応する呼フロー図の例を提供する。この例において、コンテンツデータをローカルにキャッシュするためのトリガリング条件は、アプリケーションサーバにおいて判定される。これは、アプリケーションサーバによってアプリケーションプロキシへ通知されることができる。ネットワークは、トリガリング条件をアプリケーションサーバから中継し得る。アプリケーションサーバは、コンテンツをエッジノードにキャッシュすることが望ましいという標識もネットワークから受信し得る。あるいは、アプリケーションサーバは、ネットワーク事業者によって提供される付加的な情報、例えば、サービスへの加入などの何らかの基準を満たすユーザに割り当てられるＩＰアドレス、エッジノードがコンテンツをキャッシュすることができるかに関する情報、エッジノードに関するグルーピング、ハンドリングされるＩＰアドレス及び要求されるサービス等に基づいて、この検出を行うことができる。

その他の例については、メッセージ交換Ｍ４０及びＭ４２を通じて、通信端末１は、アプリケーションサーバ１６上のコンテンツデータにサービングゲートウェイ４を介してアクセスする。図１０において、ＰＤＮゲートウェイ１２は、ステップＳ４２においてコンテンツデータのキャッシングをトリガするための条件が満足されたかを判定するための情報をアプリケーションサーバ１６に提供することに関与する。従って、メッセージ交換Ｍ４４において、ＰＤＮゲートウェイは、通信端末１へ提供されているサービスに関する情報をアプリケーションサーバ１６に通信する。

図１０に示されるように、代替案は、ステップＳ４４及びＳ４６において提供される。ステップＳ４４及びＳ４６は、トラフィックのモニタリング及びコンテンツデータをキャッシュするためのトリガリング条件が満足されるかの判定がアプリケーションサーバ１６によって実行されることを除き、Ｓ４０及びＳ４２に対応する。アプリケーションサーバ１６、又はアプリケーションサーバ１６と協働するＰＤＮゲートウェイ１２が、ある数の通信端末がコンテンツデータにアクセスしているという理由で、コンテンツデータはキャッシュされるべきであると判定する場合、何らかの帯域内シグナリングＭ４６を用いて、コンテンツデータはキャッシュされるべきであるという制御メッセージが中継ノード１８へ送信され、及び当該コンテンツデータにアクセスしている通信端末が識別される。従って、ステップＳ４８において、中継ノードは、ｅＮＢ２などの他の基地局によってもキャッシュされるコンテンツデータをキャッシュする。そのため、ステップＳ５０及びＳ５２において、中継ノード１８及びｅＮＢ２は、コンテンツが利用可能であると判定し、それによって、メッセージ交換Ｍ４８及びＭ５０を通じて、通信端末は、当該通信端末が中継ノード１８又はｅＮＢ２からのコンテンツデータにアクセスすることができることを通知される。

幾つかの例において、モバイル通信端末は、コンテンツデータをサービスの一部として要求する。これに応じて、エッジノードは、コンテンツがキャッシュされることをモバイル端末に通知しないが、コンテンツがキャッシュから提供されることのみをモバイル端末通知する。唯一の間接的な標識は、ネットワークが（全てのＩＰフロー又は１つのＩＰフローのみについて）別のＰＤＮ接続を確立している場合である。この場合において、これはモバイル通信端末にとって透過的ではない。

認識されるであろうように、ローカルストレージは、アプリケーションプロキシを用いるなどの様々な手段によって実装されることができる。一旦、コンテンツをエッジノードにおいて記憶するという決定が行われると、エッジノードは、コンテンツデータを受信し及び記憶する。この処理は、コンテンツにアクセスする通信端末にとっては実質的に不可視であり得る。

図１１、図１２ａ及び図１２ｂは、特定の範囲の通信端末によってアクセスされ得るコンテンツデータがキャッシュされるべきか否かを判定するためのパケット検査エンティティをアプリケーションサーバ１６が備えるこの例示的な構成を示す例示的なブロック図を提供する。この目的のために、アプリケーションサーバ１６は、ＰＤＮゲートウェイ１２がインターネットプロトコルネットワークへのインタフェースを形成するモバイル通信ネットワークからのサービスを要求し得る通信端末１についてのアドレス空間をＰＤＮゲートウェイ１２から受信する。従って、メッセージ１００において、ＰＤＮゲートウェイは、アドレス空間をアプリケーションサーバ１６へ通信する。図１２に示されるように、ＩＰアドレスプールがＰＤＮゲートウェイ１２からアプリケーションサーバ１６へ通信されるメッセージ交換７００が示される。

一旦、モバイル通信ネットワークからの通信サービスを受信する通信端末について特定のソースからのコンテンツデータをキャッシュするという決定が為されると、例えば、帯域内シグナリングを用いて、アプリケーションサーバは、特定のソースからのコンテンツデータがキャッシュされるべきであること、及びキャッシュされる当該コンテンツデータにアクセスし得る通信端末の識別された宛先アドレスの取り得る範囲の標識をＰＤＮゲートウェイへ通信する。従って、図１２ａに示されるように、帯域内シグナリング７０２を用いて、ＰＤＮゲートウェイは、キャッシュされるべきコンテンツデータの情報及び当該コンテンツデータについての宛先アドレスを提供される。しかしながら、上述されたように、ＰＤＮゲートウェイ１２は、基地局のうちのいずれがデータコンテンツをキャッシュするためのローカルデータストアにアクセスできるのかについての知識、又は、いずれの通信端末がコンテンツデータにアクセスしているのか及び当該通信端末がアタッチされる基地局についての知識を有しない。従って、図１２ａに示されるように、さらなるメッセージ７０４及び７０６によって、ＰＤＮゲートウェイは、コンテンツデータに当該コンテンツデータのソースからアクセスしている通信端末の標識を、キャッシュされるべきコンテンツデータの標識と共に、サービングゲートウェイ４を介して基地局２へ通信する。それ故に、実質的に、図１２ｂに示されるように、アプリケーションサーバ及び基地局上のプロトコルスタックは、ローカルデータストアからのコンテンツデータへのアクセスを制御するための、プロトコルレイヤＺ ７０８として示される、より上位層のプロトコルメッセージを交換している。

モバイル通信端末へ提供されるサービスのＩＤ（identification）は、以下のような情報を含むメタデータを用いて作成され得る：ＵＲＬ、サーバＩＰアドレス、ポート番号、コンテンツタイプ、プロトコルタイプ（例えば、ｈｔｔｐ、ＲＴＰ等）、有効期間、タグ情報、ローカルノードＩＤ（随意的）。これは、キャッシュされたコンテンツデータを識別し、当該キャッシュされたコンテンツデータを操作するために、ネットワークにおいて用いられ得る。これは、一旦コンテンツデータがキャッシュされた後、サービスプロバイダが当該コンテンツデータを管理することを可能にするために用いられ得る。

コンテンツの変更（更新／削除）
図１３は、キャッシュされているが、周期的に変化することがあり得、それ故に、アプリケーションサーバによって更新されるコンテンツデータを更新する処理を示す呼フロー図を提供する。メッセージ交換Ｍ６０及びＭ６２において、通信端末１は、アプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにアクセスする。サービスステップＳ６０において、ＰＤＮゲートウェイ１２は、エッジノードとして動作するｅＮＢ２のローカルデータストア上に記憶されるコンテンツデータの更新をスケジューリングする。従って、メッセージ交換Ｍ６４を介して、コンテンツデータの更新は、基地局２へ通信され、それによって、ステップＳ６２において、コンテンツデータは、アプリケーションサーバ１６から取得され、及びメッセージ交換Ｍ６６を介してコンテンツデータをｅＮＢ２へ通信することによってキャッシュされる。従って、ステップＳ６４において、コンテンツデータは、通信端末１への通信について利用可能となる。

代替案として、メッセージ交換Ｍ６８を介して、アプリケーションサーバ１６は、帯域内シグナリングを用いて、エッジノードとして動作する例えば中継ノード又は基地局２内のコンテンツデータを更新することができる。そのため、コンテンツデータは、ステップＳ６６において帯域内シグナリングを介して更新され、及びステップＳ６８において利用可能となる。メッセージ交換Ｍ７０は、ＡＡＡの目的のために用いられ、コンテンツのアップロードのためには用いられない。Ｓ６８及びＳ７０において、コンテンツはエッジノードにおいて既に利用可能であるとみなされる。ただし、Ｓ６８について、コンテンツは、メッセージ交換Ｍ６８を介してアップロード済みである。本技法のこの例を用いることによって、コンテンツデータは、管理され及び更新され／除去されることができる。説明されたように、この管理は、帯域内シグナリングを用いてアプリケーションサーバによって又はＰＤＮゲートウェイによって達成されることができる。

キャッシュされたコンテンツデータとローカルコンテンツデータとの間の切り替え
上述された本技法の実施形態は、例えばパケット検査エンティティによってサービス又はコンテンツデータをキャッシュするためのトリガリング条件の例を提供する。キャッシュコントローラは、キャッシュされたコンテンツへのアクセスを提供する。本技法によれば、モバイル通信ネットワークは、アプリケーションサーバからのコンテンツデータにリモートでアクセスするのではなく、ローカルデータストア又はキャッシュからのコンテンツデータへのアクセスを提供するように適合される。エッジノードからのコンテンツデータへのローカルなアクセスを提供することを可能とするために、エッジノードは、以下のステップを行うことが必要とされる：
・サービス又はコンテンツデータ要求のインターセプト（Intercept）
・要求されるコンテンツデータがローカルで利用可能であるかの確認。これは、典型的に、キャッシュされたコンテンツデータを記述するメタデータを有するデータベースに適合フィルタを適用することによって実現され得る。メタデータは、以下のような情報を含む：ＵＲＬ、サーバＩＰアドレス、ポート番号、コンテンツタイプ、プロトコルタイプ（例えば、ｈｔｔｐ、ＲＴＰ等）、有効期間、タグ情報、ローカルノードＩＤ（随意的）。これは、キャッシュされたコンテンツを識別するためにネットワークにおいて用いられる。
・データのソースの切り替え。

切り替えは、ＰＤＮ接続及びベアラ確立時には行われることができない。なぜなら、ＰＤＮ接続及びベアラがコンテンツデータの取得のためだけに確立され、且つ、一旦サービスデータが配信されると、当該ベアラは終了されない限り、この段階においては、ユーザがいずれのサービス又はコンテンツデータを要求するかは知得されていないためである。しかしながら、コンテンツ要求及びアクセスごとに必要とされる付加的な制御プレーンシグナリングを考えると、これは現実的ではない。それ故に、ローカルに記憶されているコンテンツをユーザが要求したことをネットワークが発見する場合に、サービスデータを切り替えるために、動的な手段が必要とされる。

本技法によれば、モバイル通信ネットワーク内の１つ以上のエレメントは、図１４に示され及び以下のように要約される、ローカルノード又はエッジノードにおける識別処理のステップを実行するように動作するキャッシュコントローラを備える：

Ｓ８０：処理の開始から、ステップＳ８２において、データパケットは、上述されたパケット検査エンティティによってモニタリングされ、当該パケット検査エンティティは、コンテンツデータの送信及び特定のソースからのコンテンツデータアイテムについての要求の受信をインターセプトする。

Ｓ８４：ステップＳ８４において、キャッシュコントローラは、要求されたコンテンツデータが例えばエッジノード（例、基地局又は中継ノード）に関連付けられるローカルデータストア又はキャッシュ上でローカルに利用可能であるかを判定する。ローカルコンテンツデータが利用可能ではない場合、フローはステップＳ８２に戻り、この処理は、上述されたようにパケット検査エンティティがコンテンツデータはキャッシュされるべきかを判定することを継続する。

Ｓ８６：要求されるコンテンツデータがエッジノードのローカルデータストア上でローカルに利用可能である場合、エッジノードは、アクセスをローカルデータストアからのコンテンツデータへ切り替える。

Ｓ８８：ステップＳ８８において、データはローカルデータストアから通信端末へ供給され、ステップＳ９０において、キャッシュコントローラは、さらなるコンテンツデータが必要とされるかを判定し及びコンテンツデータの供給を継続し、さらなるコンテンツデータが必要とされない場合、制御は、開始Ｓ８０へ戻る。

ＳＩＰＴＯ技法又はＬＩＰＯ技法を用いてコンテンツデータを通信端末へ提供するように動作するネットワーク間の高レベルなアーキテクチャ上の差異を示す図３及び図４を参照しつつ上述された例に対応して、図１５及び図１６は、どのようにＳＩＰＴＯ技法及びＬＩＰＯ技法が実装されることができるかについてのより詳細な例を示す。これら２つの例示的なオプション間には、幾つかの類似点及び相違点がある。

図１５において、ウェブコンテンツへのＳＩＰＴＯアクセスを実装する、モバイル通信ネットワークの一部が示される。図１５に示されるように、通信ベアラ１００、１０２は、遠隔に位置するアプリケーションサーバ１０４から利用可能であり得るコンテンツデータへのアクセスを提供する。ただし、後述されるように、コンテンツデータは、ローカルキャッシュ２６から代わりに提供される。

図１６において、ＬＩＰＯ技法は、ローカルゲートウェイによってｅＮＢ２を介してアクセスされるローカルデータストア２６を備えるように示される。ローカルゲートウェイ３２は、Ｓ５／Ｓ８インタフェースによってサービングゲートウェイ４に接続され、ｅＮＢ２は、インタフェースＳ１を介してサービングゲートウェイ４へ接続される。図１５に示される例の場合、従来、コンテンツデータをｅＮＢ２を介してモバイル通信端末へ通信するように構成される、遠隔に位置するサーバ１１０が提供される。ただし、図１６に示されるように、コンテンツデータは、データストア２６上にローカルに記憶され、及びローカルゲートウェイ３２を介してアクセスされる。コンテンツデータへのアクセスをリモートサーバからローカルキャッシュへ切り替えるためのＳＩＰＴＯ技法のさらなる例は、以下のように説明される：

ＳＩＰＴＯ技法
本技法によれば、事業者によって管理されるＰＤＮゲートウェイへの少なくとも１つのデフォルトベアラを有するＰＤＮ接続を通信端末が確立すると、当該通信端末は、当該通信端末がそれを介してモバイル通信ネットワークにアタッチしたエッジノードのローカルデータストア内に複製としてキャッシュされたコンテンツデータアイテムを要求し得る。本技法の実施形態は、コンテンツデータへのアクセスをリモートサーバからローカルゲートウェイを形成するエッジノード上のローカルに記憶された複製へ切り替えるための構成を、そのように切り替えるための決定が為された際に、提供することができる。問題は、どのようにシステムが切り替えを行うかである。幾つかのオプションが可能である。当該オプションは、以下に提示される：
・接続の切り替え：通信端末がコンテンツデータにアクセスするために確立したＰＤＮ接続について用いられるＰＤＮゲートウェイは、ローカルゲートウェイに切り替えられる必要がある；これは、コンテンツデータを取得するために用いられるＩＰフローのみについてである。なぜなら、レガシーの／過去のＰ−ＧＷ及びＰＤＮ接続が用いられる他のＩＰフロー全てについては、Ｐ−ＧＷは、エッジノードに切り替えられたフローを閉ざし（gate）／ブロックし得るためである。
・トリガされる新たなＰＤＮ接続／ベアラのセットアップ：あるいは、新たなＰＤＮ接続が生成され、デフォルトベアラ／他のベアラが確立され、通信端末は、コンテンツの取得については当該ベアラを用いるように命じられる。これらは、幾らかの非アクティブ期間の後、黙示的に解放される。元々のＰＤＮ接続／ベアラは、そのまま維持されるが、通信端末は、ネットワークによってトリガされる。このソリューションは、ミラーリングされたローカルプロトコルスタックを用いる必要を回避する。なぜなら、通信端末は、それらの新たなインスタンスを生成するためである。
・ユーザプレーンデータ挿入：ｅＮＢは、通信端末の要求をインターセプトし、及びそのローカルデータを通信端末へ転送し、この情報を通信端末へ直接供給する。

認識されるであろうように、ローカルゲートウェイ又はエッジノードからのキャッシュはコンテンツを提供するが、プロトコルスタックが何らかの状態情報を保持する場合、幾つかのシナリオにおいて、プロトコルスタックのバーチャルなインスタンス化も必要とされ得る。例えば、ＴＣＰインスタンス化は、接続情報を維持する。これは、通信端末側がコンテンツの切り替えに気づかないようにするために必要とされる。

ＳＩＰＴＯ技法を用いる３つのバリエーションが存在し、当該３つのバリエーションは、図１７、図１８及び図１９を参照しつつ、以下の段落において説明される。図１７、図１８及び図１９は、ＳＩＰＴＯ技法を用いてコンテンツデータにアクセスする例を説明する３つの例示的な呼フローを提供する。

接続の切り替え：
図１７において提示される第１の例の場合、エッジノードは、通信端末によって要求されるコンテンツデータが、関連付けられるローカルデータストアにおいて利用可能であることを検出し、それに応じてネットワークに通知し、並びに、ネットワークが通信端末からの要求を処理し及び遠隔に位置するソース（アプリケーションサーバ）からコンテンツデータを供給することを阻止する。バーチャルローカルゲートウェイは、ミラーリングされたプロトコルスタック及びローカルキャッシュから提供されるコンテンツデータを用いてローカルＰＤＮ接続についてインスタンス化される。これは、コンテンツデータを取得するために用いられるＩＰフローのみについてのものである。従って、図１７において、通信端末１は、メッセージＭ１００を通じて、ローカルゲートウェイ１２０からの、特定のソースからのコンテンツデータへのアクセスを要求する。

図１７は、コンテンツについての要求のモニタリングがｅＮＢローカルゲートウェイ１２０内で実行されるか又はＰＤＮゲートウェイ１２内で実行されるかに依存してコンテンツデータを配信するための２つの代替的な構成Ａ及びＢを提供する。第１の構成Ａでは、ステップＳ１００において、要求のモニタリングがｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０において行われ、ステップＳ１０２において、ｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０は、ローカルコンテンツがローカルデータストア又はキャッシュ２６から利用可能であるかを判定する。ＰＤＮゲートウェイは、メッセージ交換１０２を用いて、コンテンツデータがローカルデータストアから通信端末へ提供されることができるかに関して確認され（consulted）、及び、コンテンツデータを取得するために用いられるＩＰフローのみについてのローカルＰＤＮ−ＧＷをインスタンス化するために、ＰＤＮ情報を要求される。

この例において、エッジノードとして動作するｅＮＢは、インターネットプロトコルを用いたコンテンツデータへのアクセスを制御するためのローカルゲートウェイとなる。

第２の代替的な構成Ｂにおいて、コンテンツデータにアクセスするための要求は、メッセージ交換Ｍ１０４を介してパケットデータゲートウェイ１２へ通信される。当該パケットデータゲートウェイ１２は、ステップＳ１０４において要求をモニタリングして、コンテンツがｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０からローカルに利用可能であるかをステップＳ１０４及びＳ１０６において検出する。メッセージ交換１０６を用いて、ＰＤＮコンテキストデータは、通信端末１によるアクセスのためにローカルゲートウェイ１２０へアップロードされる。これは、ステップＳ１０８において、関連するＩＰフローについてｅＮＢ／ローカルＰ−ＧＷにおけるミラーリングされたＰＤＮ接続のインスタンス化を可能にして、あたかもアプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにアクセスしたかのように、ローカルデータストアからのコンテンツデータへのアクセスを通信端末１に提供するためである。ステップＳ１１０において、ミラーリングされたプロトコルスタックが生成され、メッセージ交換Ｍ１１０を通じて、サービスデータがローカルゲートウェイから提供され、及びＰＤＮゲートウェイは通知される。

トリガされる新たなＰＤＮ／ベアラの確立：
例えば、新たなＰＤＮ接続及びベアラが確立される、ローカルに記憶されたコンテンツデータへのＳＩＰＴＯアクセスについての呼フローは、図１８に示される。図１８は、コンテンツデータを通信するために新たな通信ベアラ及びＰＤＮ接続が確立されることを除き、図１７に示される呼フローに実質的に対応する。従って、相違点のみが説明されるであろう（ベアラは１つ又は複数のＩＰフローを搬送し得ることに留意されたい）。

図１８において、通信端末の要求が、キャッシュされるコンテンツデータアイテムに関連することを検出するエッジノードは、ネットワークに通知し、及び新たなＰＤＮ接続／ベアラがエッジノードにおいて生成されることを要求する。通信端末は、コンテンツデータにアクセスするための新たなパラメータ、例えば、ＩＰアドレス等、が用いられる必要があること、及び異なるＰＤＮ接続上でコンテンツが提供されるであろうことを通知される。通信端末は、新たに確立されるベアラ上のこの新たなＰＤＮ接続上でサービス要求を再送信し得る。通信端末は、随意的に、キャッシュされた情報にアクセスすることによってローカルゲートウェイとして動作するｅＮＢによってハンドリングされる別の要求を送信し得る。このソリューションは、ローカルプロトコルスタックを用いる必要を回避する。なぜなら、通信端末は、それらの新たなインスタンスを生成するためである。このソリューションは、通信端末にとってあまり透過的ではない。

図１８に示されるように、メッセージステップＳ１１２において、エッジノードは、ＩＰローカルゲートウェイ１１０を形成し、当該ローカルゲートウェイは、サービングゲートウェイ４とのメッセージ交換Ｍ１１０を介してサービングゲートウェイ４からのＰＤＮ接続を生成するための要求を開始する。メッセージ１１６において、確認応答（acknowledgement）が送信され、当該確認応答は、メッセージ交換１１８により、サービングゲートウェイ４によって確認される。これに対応して、一旦コンテンツデータがローカルゲートウェイ１２０へ提供されると、代替的な構成Ｂの場合、メッセージ交換Ｍ１１８は、通信端末１との通信ベアラを再構成して、ローカルゲートウェイを形成するエッジノードからコンテンツデータを配信するために提供される。

Ｕプレーンデータ挿入：
図１９は、ＰＤＮゲートウェイ又はアプリケーションサーバ内に提供されるであろうプロトコルスタックをミラーリングするｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０からエッジノードが形成されるさらなる例を提供する。ミラーリングされたプロトコルスタックは、あたかもローカルデータがアプリケーションサーバ１６から通信されるかのように、通信端末への通信についてのデータパケットにローカルデータを挿入することに供される。そのため、このソリューションは、通信端末及びネットワークにとってより透過的である。通信端末からの要求が、キャッシュされるコンテンツデータに関連することを検出するエッジノードは、当該要求をインターセプトし、及び当該要求をさらに転送しない。プロトコルレイヤのローカルなインスタンス化が用いられ、コンテンツデータのローカルにキャッシュされた複製は、通信端末について既に攻勢されているベアラを用いて通信される。コンテンツデータに関連するアップリンクトラフィックも、エッジノードにおいてインターセプトされる。このソリューションは、通信端末に透過的である。

図１９に示されるように、ステップＭ１２０において、ローカルゲートウェイは、ミラープロトコルスタックをインスタンス化して、サービングゲートウェイ、ＰＤＮゲートウェイ又はアプリケーションサーバ内のプロトコルスタックの動作を模倣する。ステップＳ１２２において、ローカルコンテンツは、ローカルデータストアからのデータをデータパケット内に挿入することによって、通信端末を宛先とする当該データパケット内で提供される。

ＬＩＰＡ技法
ＬＩＰＡ技法を用いるための２つの取り得る代替的なバリエーションがあり、当該バリエーションは、以下の通りである。
・トリガされる新たなＰＤＮ接続／ベアラセットアップを用いること：新たなＰＤＮ接続が生成され、デフォルトベアラ／他のベアラが確立され、及び、通信端末は、コンテンツの取得のためにこれらを用いるように命じられる。これらは、幾らかの非アクティブ期間の後、黙示的に解放される。元々のＰＤＮ接続／ベアラは、そのまま維持されるが、通信端末は、ネットワークによってトリガされる。このソリューションは、ミラーリングされたローカルプロトコルスタックを用いる必要を回避する。なぜなら、通信端末はそれらの新たなインスタンスを生成するためである。
・ユーザプレーンデータ挿入：ＬＩＰＡアクセスは、ローカルユーザについて構成される。ローカルノードは、例えば、ユーザプレーントラフィックをモニタリングし及び幾つかのリクエストタイプについてパターンマッチを検索することによって、通信端末の要求をインターセプトする。一旦マッチが見つかると、ローカルノードは、そのローカルストレージ／キャッシュからローカルゲートウェイへデータを提供し、通信端末の要求を終了させる。
ＬＩＰＡ技法についてのこれら２つの代替案は、以下においてより詳細に説明される：

トリガされる新たなＰＤＮ接続／ベアラの確立：
図２０は、ローカルデータストアから通信端末へコンテンツデータを提供するためのＬＩＰＡ技法の動作を表す呼フロー図を提供する。当該呼フローは、図１７、図１８及び図１９について上述された呼フローに対応するため、相違点のみが説明されるであろう。

図１８図２０に示される例の場合、ステップＳ１４０は、通信端末とのＰＤＮ接続を生成するための要求を開始して、エッジノードから形成されるローカルゲートウェイに通信端末を接続し、又は、より具体的には、ローカルデータストアからローカルコンテンツを取得する。従って、メッセージ交換Ｍ１２０において、無線リソース接続を再構成するための要求は、通信端末１と交換される。これは、コンテンツデータにアクセスするためにＰＤＮ通信ベアラをローカルゲートウェイに提供する。一旦トリガがローカルゲートウェイから到来すると、ＰＤＮ接続生成要求が受信され、当該要求は、ＭＭＥへ転送される。ＭＭＥは、このデータ更新セッションコンテキスト情報管理を処理し、及びＮＡＳメッセージを形成して、切り替え情報をモバイル端末へ提供する。そのため、ＭＭＥは、整合性（integrity）が保護される（暗号化され得る）、セキュアなＮＡＳ通信を提供し、これは、ｅＮｏｄｅＢによって変更されることができない。図２０の第２の部分において、ローカルゲートウェイとｅＮｏｄｅＢとは同じ場所に位置するため、ローカルゲートウェイは、ＰＤＮ接続についての要求を、内部インタフェースを介してｅＮｏｄｅＢへ通信する。この要求は、Ｓ１インタフェースを介してＭＭＥへ送信される。ＭＭＥは、同様の機能を第１の部分について実行する。

Ｕプレーンデータ挿入
一旦トリガリング条件が満足され、且つコンテンツデータがローカルに記憶されると、ローカルゲートウェイを形成するエッジノードは、通信端末への配信のために何らかのコンテンツデータがローカルキャッシュ／ストアから供給されることができるかを検出するために、通信端末のトラフィックをモニタリングすることを必要とされる。この処理は、通信端末にとって透過的であるべきである。なぜなら、通信端末は、同じベアラ上でコンテンツデータを受信することができるためである。

ＬＴＥ／ＥＰＣにおけるレガシーのユーザプレーンプロトコルスタックアーキテクチャは、図２１において提示される。図２１は、ＬＴＥ ＥＰＣ接続についてのエンドツーエンドプロトコルアーキテクチャの一例を提供する。図２２は、コンテンツデータのローカルな記憶がローカルデータストア内で為され、それによって、コンテンツデータがローカルノード又はエッジノードから提供される場合に採用される構成を提供する。図２２において、ボックス１３０内のエレメントはローカルデータをローカルデータストア１２６から提供するように適合されることが分かる。図２２から分かるように、アプリケーションサービスデータは、通信端末１３２からミラーリングプロトコルを介して提供され、これは、ローカルゲートウェイ１３４のキャッシュデータストア内のプロトコルによって対応して反映される。ローカルゲートウェイ１３６のローカルデータストアにおけるプロトコルは、アプリケーションサーバ１１６内のアプリケーションサービスデータ及びプロトコル１４０をミラーリングするために提供される。

この例において、キャッシュは、コンテンツデータを提供しなければならないだけでなく、ローカルに記憶されたコンテンツデータへのアクセスが通信端末に不可視となるように、プロトコルスタックがインスタンス化されなければならない。通信端末から到来するサービス要求内のマッチングパターンを検索する、ローカルノードにおけるロジックコンポーネントへのニーズがある。これは、ローカルで利用可能なコンテンツデータが通信端末に供給されることができるかを検出するために必要とされる。また、アプリケーション層よりも下位のリモートプロトコルスタックをミラーリングするためにローカルエンティティが必要とされる。これは、より下位の層のプロトコルデータを透過的に転送することによって実現されることができる。これは、ローカルノードがプロトコルスタックについての情報を収集することを可能にして、ミラーリングされたプロトコルをインスタンス化することを可能にする。一旦フィルタがパターンに一致すると、ローカルノードは、サービスデータソースを透過的に切り替えることができるだけでなく、プロトコルスタックのローカルインスタンスへ切り替えることもできる。

プロトコルミラーリングは、図２３においてより詳細に示される。図２３において、図２２に示される部分と対応する部分は、同じ参照番号を有する。図２３から分かるように、ローカルゲートウェイは、アプリケーションサーバにおいて存在するプロトコルにマッピングされるミラーリングプロトコルを提供して、コンテンツデータがアプリケーションサーバ１１６からリモートで提供されるのではなく、ローカルデータストアから提供される構成を提供する。対応する構成は、一旦プロトコルがローカルゲートウェイ及び通信端末１内でミラーリングされた後のローカルサービスデータ配信について、図２４にも示される。

本技法のさらなる実例として、図２５ａは、ＳＩＰＴＯ技法を用いて、コンテンツデータアイテムへのアクセスをリモートサーバからローカルデータストアへ切り替えるように構成される、ネットワークの動作の図である。図２５ａに示されるように、ｅＮｏｄｅＢから形成されるローカルパケットデータゲートウェイＬ−ＰＧＷ／ｅＮｏｄｅＢは、パケットデータゲートウェイとは別個に示される。この例において、ＩＰ接続のうちの１つであるＩＰフロー５は、ＰＤＮ接続１をミラーリングするために用いられ、コンテンツデータは、当該ＰＤＮ接続１を介してローカルデータストアから取得される。図２５ｂに示される例においては、ＬＩＰＡ技法が用いられる。図２５ｂの例において、ｅＮｏｄｅＢから形成されるローカルパケットデータゲートウェイは、アクセスをＰＤＮ接続１からＰＤＮ接続２へ切り替えることによって、キャッシュからのコンテンツデータアイテムへのアクセスを切り替えるように示される。

図２６ａ及び図２６ｂに示されるさらなる例において、ＬＩＰＡ及びＳＩＰＴＯは、プロトコルスニッフィング、スプーフィング、プロトコルのインスタンス化、データ挿入及び切り替えを用いてローカルコンテンツへのアクセスを切り替えるために用いられる。ＬＩＰＡの例を示す図２６ａに示されるように、ＩＰフロー５は、コンテンツデータを取得するために用いられ、切り替えの後、コンテンツは、プロトコルスプーフィングを用いてＬ−ＰＧＷ／ｅＮＢ内のローカルキャッシュへアクセスされる。対照的に、図２６ｂにおいて、ＳＩＰＴＯの例の場合、キャッシュを備えるｅＮｏｄｅＢは、パケットデータゲートウェイ及びサービングゲートウェイを用いて、コンテンツデータを取得し、並びにスプーフし、プロトコルをミラーリングし、及びデータを挿入し、それによって、あたかもアプリケーションサーバからのコンテンツがアクセスされるかのように、ローカルデータストアからのコンテンツデータへ切り替える。

本発明の様々なさらなる態様及び特徴は、添付の特許請求の範囲において定義される。本発明の範囲を逸脱することなく、上述された実施形態に様々な変形が為され得る。例えば、本発明の実施形態は、他のタイプのモバイル通信ネットワークへの適用を見出し、ＬＴＥには限定されない。コンテンツデータのキャッシングをトリガし及びキャッシュされたコンテンツデータへのアクセスを提供する機能的な動作は、上記説明においてパケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラに割り当てられているが、これらは実例に過ぎず、この機能性は上述されたような適当な適合によりネットワークの任意の部分における異なるエンティティに設けられ得ることが認識されるべきである。本願は、英国特許出願第ＧＢ１１１５７４６．８号及び第ＧＢ１１１５７４５．０号のパリ条約優先権の利益を享受し、これらの出願の内容は、参照によって本明細書に包含される。

Claims (11)

1. 複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部分と、
   通信端末へ又は通信端末からデータパケットを通信するための無線アクセスインタフェースを提供するための複数の基地局を備える無線ネットワーク部分と、
   を含むモバイル通信ネットワークであって、
   前記コアネットワーク部分又は無線ネットワーク部分は、アプリケーションサーバから前記コアネットワーク部分を介して受信されたコンテンツデータを記憶したローカルデータストアを備え、前記モバイル通信ネットワークは、
   前記アプリケーションサーバからの前記コンテンツデータにアクセスするための、通信端末からの要求を受信し、
   前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていると識別し、及び、
   前記アプリケーションサーバは、第１のアクセスポイント名を用いてパケットデータネットワークゲートウェイを介してアクセス可能であり、前記モバイル通信ネットワークは、
   前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていると検出することに応じて、宛先変更メッセージを前記通信端末へ通信する、
   ように構成され、当該宛先変更メッセージは、前記ローカルデータストアの前記コンテンツデータにアクセスすることができる、ローカルゲートウェイの第２のアクセスポイント名を提供する、
   モバイル通信ネットワーク。
2. 前記モバイル通信ネットワークは、少なくとも、当該モバイル通信ネットワークを介して制御プレーンシグナリングを通信し、及び、前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていることを検出すると、前記コンテンツデータをユーザプレーンデータとして通信するための機能を、前記通信端末に提供するように構成される、請求項１に記載のモバイル通信ネットワーク。
3. 前記コンテンツデータは、ＰＤＮ接続上でユーザプレーンデータとして通信され、当該ＰＤＮ接続は、少なくともデフォルトのベアラを提供する、請求項２に記載のモバイル通信ネットワーク。
4. 前記モバイル通信ネットワークは、前記通信端末にＰＤＮ接続を提供するように構成され、当該ＰＤＮ接続は、デフォルトのベアラと少なくとも１つの専用のベアラとを提供し、及び前記コンテンツデータは、前記少なくとも１つの専用のベアラを介してユーザプレーンデータとして通信される、請求項２に記載のモバイル通信ネットワーク。
5. 前記ローカルゲートウェイは、前記ローカルデータストア上の前記コンテンツデータへのアクセスを提供するプロキシサーバを備え、前記通信端末は、前記ローカルデータストアから前記コンテンツデータを受信するために、前記宛先変更メッセージに応じて、前記ローカルゲートウェイを介して当該プロキシサーバへのＰＤＮ接続及び通信ベアラを確立するように構成される、請求項１に記載のモバイル通信ネットワーク。
6. 前記モバイル通信ネットワークは、
   前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていることを検出することに応じて、前記パケットデータネットワークゲートウェイと協働して動作して、前記ローカルデータストアからの前記コンテンツデータへのアクセスを提供するローカルゲートウェイについてのベアラコンテキスト情報を生成する、
   ように構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモバイル通信ネットワーク。
7. 前記モバイル通信ネットワークは、
   前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに存在することを検出することに応じて、宛先アドレスを前記ローカルゲートウェイへ変更する、
   ように構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモバイル通信ネットワーク。
8. 前記基地局は、宛先アドレス、ポート番号、及び前記アプリケーションサーバにアクセスすることを可能とする前記パケットデータネットワークゲートウェイのアクセスポイント名のうちの少なくとも１つを識別することによって、前記通信端末によってアクセスされる前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていると検出するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のモバイル通信ネットワーク。
9. 前記コンテンツデータは、ＬＩＰＡ（Local Internet Protocol Access）又はＳＩＰＴＯ（Selected IP Traffic Offload）プロトコルのうちの１つを用いて、前記ローカルデータストアから前記通信端末へ通信される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のモバイル通信ネットワーク。
10. モバイル通信ネットワークを用いてデータパケットを介してコンテンツデータを通信する方法であって、当該モバイル通信ネットワークは、複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部分と、通信端末へ又は通信端末からデータパケットを通信するための無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を備える無線ネットワーク部分と、を含み、前記方法は、
    アプリケーションサーバから前記コアネットワーク部分を介して受信されたコンテンツデータを記憶したローカルデータストアを、前記無線ネットワーク部分又は前記コアネットワーク部分において提供することと、
    前記アプリケーションサーバからの前記コンテンツデータにアクセスするための要求を通信端末から受信することと、
    前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていることを識別することと、
    前記アプリケーションサーバは、第１のアクセスポイント名を用いてパケットデータネットワークゲートウェイを介してアクセスすることと、前記モバイル通信ネットワークは、
    前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていると検出することに応じて、宛先変更メッセージを前記通信端末へ通信することと、を含み、
    当該宛先変更メッセージは、前記ローカルデータストアの前記コンテンツデータにアクセスすることができる、ローカルゲートウェイの第２のアクセスポイント名を提供する、
    方法。
11. モバイル通信ネットワークのインフラストラクチャ機器であって、当該モバイル通信ネットワークは、コアネットワーク部分と、通信端末へ又は通信端末からデータパケットを通信するための無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を備える無線ネットワーク部分と、を含み、前記インフラストラクチャ機器は、
    アプリケーションサーバから前記コアネットワーク部分を介して受信されたコンテンツデータを記憶したローカルデータストアを備え、前記インフラストラクチャ機器は、
    前記アプリケーションサーバからの前記コンテンツデータにアクセスするための要求を通信端末から受信し、
    前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていることを識別し、及び、
    第１のアクセスポイント名を用いてパケットデータネットワークゲートウェイを介して前記アプリケーションサーバにアクセスし、前記モバイル通信ネットワークが前記コンテンツデータが前記ローカルデータストアに記憶されていると検出することに応じて、宛先変更メッセージを前記通信端末へ通信するように構成され、
    当該宛先変更メッセージは、前記ローカルデータストアの前記コンテンツデータにアクセスすることができる、ローカルゲートウェイの第２のアクセスポイント名を提供する、
    インフラストラクチャ機器。
    

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