JP7262734B2 - Gateway device and communication control method - Google Patents

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Description

本発明は、ゲートウェイ装置及び通信制御方法に関する。 The present invention relates to a gateway device and a communication control method.

従来、LTE通信システムにおいて、非3GPP(Third Generation Partnership Project)無線アクセスを行う非3GPP(non-3GPP)端末をEPC(Evolved Packet Core)に収容するためのコンポーネントとして、ePDG(enhanced Packet DataGateway)が知られている(非特許文献1,2参照)。つまり、ePDGは、公衆無線LAN(Local Area Network)など、セキュリティ上信頼できない非3GPP無線アクセス(Untrusted Non-3GPP IP Access)を収容する場合に、移動端末が接続するゲートウェイとして動作する。 Conventionally, in LTE communication systems, ePDG (enhanced packet data gateway) is known as a component for accommodating non-3GPP (non-3GPP) terminals that perform non-3GPP (Third Generation Partnership Project) radio access in EPC (Evolved Packet Core). (see Non-Patent Documents 1 and 2). In other words, the ePDG operates as a gateway to which mobile terminals connect when accommodating untrusted non-3GPP wireless access (Untrusted Non-3GPP IP Access) such as a public wireless LAN (Local Area Network).

”3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture enhancements for non-3GPP accesses (Release 15)”, 3GPP TS 23.402 V15.0.0 (217-06), P30-P31”3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture enhancements for non-3GPP accesses (Release 15)”, 3GPP TS 23.402 V15.0.0 (217-06), P30-P31 中村武宏、他5名、”3GPP LTE/SAE標準仕様完成における活動と貢献”、NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル Vol.17 No.2、P36-P45Takehiro Nakamura, 5 others, ``Activities and Contributions to Completion of 3GPP LTE/SAE Standard Specifications'', NTT DOCOMO Technical Journal Vol.17 No.2, P36-P45

従来のePDGは、EPCにおける他のコアノード(例えば、HSS(Home Subscriber Server)、PGW(PDN Gateway(Packet Data Network Gateway))、PCRF(Policy and Charging Rule Function)、3GPP AAA Server)と通信接続するためのインタフェースを多く有する。また、非3GPP端末が3GPP通信方式に従って通信するネットワーク(3GPPネットワーク(例えばLTEネットワーク))にアクセスしようとすると、必ずトラフィックがePDGを通過するため、多数の非3GPP端末がLTEネットワークにアクセスする場合、ePDGの処理負荷が大きくなる。また、ePDGはEPCにおける他のコアノードと直接連携するので、ePDGのセキュリティを保つことが必要となる。 Conventional ePDG is for communication connection with other core nodes in EPC (for example, HSS (Home Subscriber Server), PGW (PDN Gateway (Packet Data Network Gateway)), PCRF (Policy and Charging Rule Function), 3GPP AAA Server) has many interfaces. In addition, when a non-3GPP terminal attempts to access a network (3GPP network (e.g., LTE network)) that communicates according to the 3GPP communication scheme, the traffic always passes through the ePDG. Therefore, when a large number of non-3GPP terminals access the LTE network, The processing load of ePDG increases. In addition, since the ePDG directly cooperates with other core nodes in the EPC, it is necessary to maintain the security of the ePDG.

つまり、ePDGは、他のコアノードとのインタフェースが多く、コアネットワークに配置されることが前提となっており、ePDGの機能・ネットワーク容量・安全性の要件が高い。非3GPP端末を収容するためのノードとしてePDGを多数利用する場合に、これらの要件を満たすことが困難である。言い換えると、ePDGには、多数の非3GPPが接続されることが想定されていないため、これらの要件を満たすことが困難である。 In other words, the ePDG has many interfaces with other core nodes and is assumed to be arranged in the core network, and the requirements for ePDG functions, network capacity, and security are high. These requirements are difficult to meet when using a large number of ePDGs as nodes to accommodate non-3GPP terminals. In other words, the ePDG is not expected to have a large number of non-3GPP connections, making it difficult to meet these requirements.

本発明は、上述した従来の状況に鑑みてなされたものであり、3GPPネットワークに非3GPP端末を収容する際の機能を簡素化し、ネットワーク負荷の集中を抑制し、セキュリティを確保できるゲートウェイ装置及び通信制御方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and provides a gateway device and communication device capable of simplifying functions when accommodating non-3GPP terminals in a 3GPP network, suppressing network load concentration, and ensuring security. Provide a control method.

本発明の一態様は、非3GPP(Third Generation Partnership Project)ネットワークに配置された非3GPP端末を3GPPネットワークに収容し、前記非3GPP端末及び複数のノードを有するコアネットワーク装置と通信するゲートウェイ装置であって、制御データを処理するノードであって、加入者情報を管理する管理ノードと連携する第1処理ノードと連携して、前記非3GPP端末のユーザを認証する認証部と、前記第1処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記制御データを中継し、ユーザデータを処理する第2処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記ユーザデータを中継する通信部と、を備え、前記通信部は、3GPP通信方式に従った基地局と前記第1処理ノードとを通信接続するためのインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信し、前記通信部は、前記インタフェースに含まれる、前記コアネットワーク装置と前記ゲートウェイ装置との間におけるハンドオーバーに係るメッセージが省略されたインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信する、ゲートウェイ装置である。 One aspect of the present invention is a gateway device that accommodates a non-3GPP terminal located in a non-3GPP (Third Generation Partnership Project) network in the 3GPP network and communicates with a core network device having the non-3GPP terminal and a plurality of nodes. an authentication unit that authenticates a user of the non-3GPP terminal in cooperation with a first processing node that is a node that processes control data and cooperates with a management node that manages subscriber information; a second processing node that relays the control data between and the non-3GPP terminal and processes user data and a communication unit that relays the user data between the non-3GPP terminal and the communication unit communicates with the core network device via an interface for communicatively connecting a base station according to the 3GPP communication scheme and the first processing node, and the communication unit is included in the interface, the core network A gateway device that communicates with the core network device via an interface that omits messages related to handover between the device and the gateway device.

本発明の一態様は、非3GPPネットワークに配置された非3GPP端末を3GPPネットワークに収容し、前記非3GPP端末及び複数のノードを有するコアネットワーク装置と通信するゲートウェイ装置における通信制御方法であって、制御データを処理するノードであって、加入者情報を管理する管理ノードと連携する第1処理ノードと連携して、前記非3GPP端末のユーザを認証するステップと、前記第1処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記制御データを中継し、ユーザデータを処理する第2処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記ユーザデータを中継するステップとを有し、前記中継するステップは、3GPP通信方式に従った基地局と前記第1処理ノードとを通信接続するためのインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信するステップを含み、前記インタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信するステップは、前記インタフェースに含まれる、前記コアネットワーク装置と前記ゲートウェイ装置との間におけるハンドオーバーに係るメッセージが省略されたインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信するステップを含む、通信制御方法である。 One aspect of the present invention is a communication control method in a gateway device that accommodates a non-3GPP terminal arranged in a non-3GPP network in a 3GPP network and communicates with a core network device having the non-3GPP terminal and a plurality of nodes, authenticating a user of the non-3GPP terminal in cooperation with a first processing node that is a node that processes control data and cooperates with a management node that manages subscriber information; relaying the control data between a 3GPP terminal and relaying the user data between a second processing node that processes user data and the non-3GPP terminal, wherein the relaying comprises: communicating with the core network device via an interface for communicatively connecting a base station according to the 3GPP communication scheme and the first processing node; communicating with the core network device via the interface; a step of communicating with the core network device via an interface included in the interface in which a message related to handover between the core network device and the gateway device is omitted; be.

本発明によれば、3GPPネットワークに非3GPP端末を収容する際の機能を簡素化し、ネットワーク負荷の集中を抑制し、セキュリティを確保できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the function at the time of accommodating a non-3GPP terminal in a 3GPP network can be simplified, network load concentration can be suppressed, and security can be ensured.

実施形態における非3GPP端末を収容するLTE通信システムの概略構成例を示すブロック図1 is a block diagram showing a schematic configuration example of an LTE communication system accommodating non-3GPP terminals according to an embodiment; FIG. 多数の非3GPP端末を収容するLTE通信システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of an LTE communication system accommodating a large number of non-3GPP terminals 比較例における3GPP端末及び非3GPP端末を収容するLTE通信システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of an LTE communication system accommodating 3GPP terminals and non-3GPP terminals in a comparative example 変形例における多数の3GPP端末及び非3GPP端末を収容するLTE通信システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of an LTE communication system accommodating a large number of 3GPP terminals and non-3GPP terminals in a modification

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態)
図1は、実施形態におけるLTE通信システム5の概略構成例を示す図である。LTE通信システム5は、UE(User Equipment)10Aと、ゲートウェイ30と、制御装置40と、EPC装置50と、を有する。ゲートウェイ30は、処理部31、記憶部32、及び通信部33を備える。EPC装置50は、PGW51、SGW53、MME(Mobility Management Entity)54、及びHSS(Home Subscriber Server)55を備える。LTE通信システム5は、非3GPP端末をLTEネットワークに収容する。
(embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of an LTE communication system 5 in an embodiment. The LTE communication system 5 has a UE (User Equipment) 10A, a gateway 30, a control device 40, and an EPC device 50. The gateway 30 includes a processing section 31 , a storage section 32 and a communication section 33 . EPC device 50 includes PGW 51 , SGW 53 , MME (Mobility Management Entity) 54 , and HSS (Home Subscriber Server) 55 . The LTE communication system 5 accommodates non-3GPP terminals in the LTE network.

UE10Aは、非3GPPネットワークN1を介して、ゲートウェイ30と通信する。非3GPPネットワークN1は、LAN(例えば無線LAN、有線LAN)、インターネット、等を含んでよい。UE10Aは、非3GPP端末である。非3GPP端末は、例えば、LAN(例えば無線LAN、有線LAN)を介して他の通信装置と通信する端末でよい。UE10Aは、ユーザによって所持される。UE10Aは、複数存在してよい。 UE 10A communicates with gateway 30 via non-3GPP network N1. Non-3GPP networks N1 may include LANs (eg, wireless LANs, wired LANs), the Internet, and the like. UE 10A is a non-3GPP terminal. A non-3GPP terminal may be, for example, a terminal that communicates with another communication device via a LAN (eg, wireless LAN, wired LAN). UE 10A is owned by a user. A plurality of UEs 10A may exist.

ゲートウェイ30は、ゲートウェイ30の配下のUE10Aを管理し、UE10AとEPC装置50との間で行われる通信を中継する。ゲートウェイ30は、例えば、屋外に設置されてもよいし、ビル毎に設置されてもよい。ゲートウェイ30は、複数存在してよい。複数のゲートウェイ30の配下それぞれに、1つ以上のUE10Aが存在してよい。従来のLTE通信システムは多数分散された基地局(eNB(eNodeB))を管理するメカニズムを有するが、このメカ二ズムを、非3GPPアクセスを収容するLTE通信システム5にも活用する。 The gateway 30 manages the UE 10A under the control of the gateway 30 and relays communication between the UE 10A and the EPC device 50. The gateway 30 may be installed outdoors, or may be installed in each building, for example. A plurality of gateways 30 may exist. One or more UE 10A may exist under each of the multiple gateways 30 . A conventional LTE communication system has a mechanism for managing a large number of distributed base stations (eNBs (eNodeBs)), and this mechanism is also exploited in the LTE communication system 5 accommodating non-3GPP accesses.

ゲートウェイ30は、ePDGの機能の一部を有し、LTE通信を行うためのEPC装置50にゲートウェイ30配下のUE10Aを収容する基地局として動作してよい。ただし、ePDGと異なり、EPC装置50のPGW51やHSS55とは直接接続されず、EPC装置50のMME54及びSGW53と連携して、UE10Aのユーザの認証機能、制御データ及びユーザデータの中継機能、等を実現する。 The gateway 30 has a part of the ePDG function, and may operate as a base station that accommodates the UE 10A under the gateway 30 in the EPC device 50 for performing LTE communication. However, unlike ePDG, it is not directly connected to the PGW 51 and HSS 55 of the EPC device 50, and cooperates with the MME 54 and SGW 53 of the EPC device 50 to perform the user authentication function of the UE 10A, the control data and user data relay function, etc. come true.

ゲートウェイ30は、LTE通信に係る認証処理とデータの中継処理を行う。この場合、ゲートウェイ30は、EPC装置50における加入者情報を管理するMME54及びHSS55と連携して、UE10Aのユーザを認証する。また、ゲートウェイ30は、UE10Aからの通信データ(例えば制御データ又はユーザデータ)をSGW53、PGW51、SGi(EPC上位のネットワーク)、等に中継し、又は、SGW53、PGW51、SGiからの通信データを、UE10Aに中継する。この場合、ゲートウェイ30は、UE10A及びMME54との間で制御データを中継してよい。また、ゲートウェイ30は、UE10A及びSGW53との間でユーザデータを中継してよい。 The gateway 30 performs authentication processing and data relay processing related to LTE communication. In this case, gateway 30 cooperates with MME 54 and HSS 55 that manage subscriber information in EPC device 50 to authenticate the user of UE 10A. In addition, the gateway 30 relays communication data (for example, control data or user data) from the UE 10A to the SGW 53, PGW 51, SGi (networks above EPC), etc., or relays communication data from the SGW 53, PGW 51, SGi, Relay to UE 10A. In this case, gateway 30 may relay control data between UE 10A and MME 54 . Also, the gateway 30 may relay user data between the UE 10A and the SGW 53.

ゲートウェイ30の処理部31は、プロセッサ(例えばCPU(Central Processing Unit))がメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。ゲートウェイ30の記憶部32は、例えばROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)や各種ストレージ(例えばHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive))を有してよく、各種情報、データ、プログラムを保持する。ゲートウェイ30の通信部33は、UE10AやEPC装置50との間で通信(有線通信又は無線通信)する。 The processing unit 31 of the gateway 30 implements various functions by executing a program held in a memory by a processor (for example, a CPU (Central Processing Unit)). The storage unit 32 of the gateway 30 may have, for example, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and various storages (eg, HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive)), and stores various information, Holds data and programs. A communication unit 33 of the gateway 30 communicates (wired communication or wireless communication) with the UE 10A and the EPC device 50 .

処理部31は、EPC装置50の少なくとも一部のノードと連携して、UE10Aのユーザを認証する。処理部31は、通信部33を介して、制御データやユーザデータを中継する。 The processing unit 31 cooperates with at least some nodes of the EPC device 50 to authenticate the user of the UE 10A. The processing unit 31 relays control data and user data via the communication unit 33 .

図1に示すように、ゲートウェイ30は、非3GPP端末としてのUE10Aと通信し、3GPP端末と通信しない。したがって、ゲートウェイ30は、3GPP端末と通信するための通信インタフェースを有しなくてよい。 As shown in FIG. 1, gateway 30 communicates with UE 10A as a non-3GPP terminal and not with a 3GPP terminal. Therefore, the gateway 30 need not have a communication interface for communicating with 3GPP terminals.

EPC装置50は、LTEのコアネットワークに配置される装置であり、LTEプロトコルに従って、ゲートウェイ30と通信する。EPC装置50のPGW51、SGW53、MME54、及びHSS55の各ノードは、論理ノードでもよいし、物理ノードでもよい。つまり、1つの装置(サーバ)に機能が集約されてもよいし、複数の個別の装置(サーバ)に機能が分散されてもよい。また、EPC装置50は、PCRFのノードを備えてよい。なお、EPC装置50は、この構成には限定されず、他の付随的な要素を含むことができる。 The EPC device 50 is a device arranged in the LTE core network, and communicates with the gateway 30 according to the LTE protocol. Each node of the PGW 51, SGW 53, MME 54, and HSS 55 of the EPC device 50 may be either a logical node or a physical node. In other words, the functions may be integrated into one device (server), or the functions may be distributed among a plurality of individual devices (servers). The EPC device 50 may also include a PCRF node. Note that the EPC device 50 is not limited to this configuration and can include other incidental elements.

MME54とHSS55とは、PCRFとともに、制御データであるCプレーンデータを処理する。SGW53及びPGW51は、ユーザデータであるUプレーンデータを処理する。したがって、例えば、外部ネットワーク(EPC装置50よりも上流側)からUE10AへのUプレーンデータつまりUプレーンのトラフィックは、外部ネットワークからEPC装置50に到達すると、PGW51、SGW53、及びゲートウェイ30を介して、UE10Aへ伝送される。 The MME 54 and HSS 55 process C-plane data, which is control data, together with the PCRF. The SGW 53 and PGW 51 process U-plane data, which is user data. Therefore, for example, U-plane data from the external network (on the upstream side of the EPC device 50) to the UE 10A, that is, U-plane traffic, reaches the EPC device 50 from the external network via the PGW 51, the SGW 53, and the gateway 30, It is transmitted to UE 10A.

MME54は、移動制御などを提供するノードであり、位置登録、ページング、ハンドオーバー等の移動制御、及びベアラ(データの通信経路)の確立又は削除を行う。なお、LTE通信システム5に3GPP端末が含まれない場合、MME54は、ハンドオーバーの機能を有しなくてよい。 The MME 54 is a node that provides mobility control and the like, and performs location registration, paging, mobility control such as handover, and establishment or deletion of bearers (data communication paths). Note that if the LTE communication system 5 does not include a 3GPP terminal, the MME 54 does not have to have a handover function.

HSS55は、LTEにおける加入者管理データベースを有するノードであり、加入者の契約情報、認証情報、位置情報等の管理を行う。MME54は、HSS55から通知される認証情報に基づき、ユーザ認証を実施する。 The HSS 55 is a node having a subscriber management database in LTE, and manages subscriber contract information, authentication information, location information, and the like. MME54 implements user authentication based on the authentication information notified from HSS55.

SGW53は、ゲートウェイ30に接続され、非3GPPアクセスを収容し、UE10AやPGW51へデータを伝送するゲートウェイである。 The SGW 53 is a gateway that is connected to the gateway 30, accommodates non-3GPP access, and transmits data to the UE 10A and the PGW 51.

PGW51は、外部ネットワーク(PDN)との接続点において、UE10AへのIPアドレスの割り当てやパケット転送等を行うゲートウェイである。PGW51は、PCRFと連携することで、PCRFが有するポリシ(ポリシ制御情報)に従って、動作してよい。PGW51は、PCRFが有するポリシに従って、各ベアラを介して通信される通信量や通信速度を制御してよい。 The PGW 51 is a gateway that assigns an IP address to the UE 10A, transfers packets, etc., at a connection point with an external network (PDN). By cooperating with the PCRF, the PGW 51 may operate according to the policy (policy control information) of the PCRF. The PGW 51 may control the amount of communication and the speed of communication through each bearer according to the policy of the PCRF.

PCRFは、ユーザデータ転送のQoS(Quality of Service;パケットの優先転送等、通信の品質の制御)及び課金の為の制御を行うノードである。PCRFが決定したQoS値は、PGW51に通知される。PGW51は、通知されたQoS値に従って、Uプレーンデータに対してQoS制御を実施する。QoS値は、例えば、ポリシの制御情報に含まれる設定値でよい。 The PCRF is a node that controls QoS (Quality of Service; communication quality control such as packet priority transfer) for user data transfer and charging. The QoS value determined by the PCRF is notified to the PGW 51 . The PGW 51 performs QoS control on U-plane data according to the notified QoS value. The QoS value may be, for example, a set value included in policy control information.

EPC装置50は、処理部、記憶部、通信部、を有する。EPC装置50の各ノードが論理ノードである場合には、1つの装置に処理部、記憶部、及び通信部が設けられてよい。EPC装置50の各ノードが物理ノードである場合、各ノードに処理部、記憶部、及び通信部が設けられてよい。 The EPC device 50 has a processing section, a storage section, and a communication section. When each node of the EPC device 50 is a logical node, one device may be provided with a processing unit, a storage unit, and a communication unit. When each node of the EPC device 50 is a physical node, each node may be provided with a processing unit, a storage unit, and a communication unit.

EPC装置50の処理部は、プロセッサ(例えばCPU)がメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。EPC装置50の記憶部は、例えばROMやRAMや各種ストレージ(例えばHDD、SSD)を有してよく、各種情報、データ、プログラムを保持する。EPC装置50の通信部は、ゲートウェイ30や外部ネットワークにおける各種装置との間で通信(有線通信又は無線通信)する。EPC装置50による通信は、LTE通信を含む。LTE通信は、VoLTE通信を含んでよい。 The processing unit of the EPC device 50 implements various functions by executing a program held in a memory by a processor (for example, CPU). The storage unit of the EPC device 50 may have, for example, ROM, RAM, and various storages (eg, HDD, SSD), and holds various information, data, and programs. The communication unit of the EPC device 50 communicates (wired communication or wireless communication) with various devices in the gateway 30 and an external network. Communication by the EPC device 50 includes LTE communication. LTE communication may include VoLTE communication.

図2は、多数の非3GPP端末としてのUE10Aを収容するLTE通信システム5の構成例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an LTE communication system 5 that accommodates UEs 10A as many non-3GPP terminals.

図2に示すLTE通信システム5では、非3GPPネットワークN1の一例としての無線LANにおいて通信を管理するAP(Access Point)20が配置されている。つまり、UE10Aとゲートウェイ30との通信を、AP20が中継している。図1のLTE通信システム5においても、AP20が配置されてよい。 In the LTE communication system 5 shown in FIG. 2, an AP (Access Point) 20 that manages communication in a wireless LAN as an example of the non-3GPP network N1 is arranged. That is, the AP 20 relays communication between the UE 10A and the gateway 30. FIG. The AP 20 may be arranged in the LTE communication system 5 of FIG. 1 as well.

図2では、非3GPP端末としてのUE10Aを収容するゲートウェイ30が、EPC装置50の配下に多数配置されて管理するアーキテクチャとなっている。ゲートウェイ30は、数的分散、地理的分散も可能である。ゲートウェイ30とEPC装置50との間のインタフェースには、LTE通信システムの一般的な基地局としてのeNBを収容する場合と同一のS1インタフェースを用いてよい。この場合、S1インタフェースが有するメッセージ群のうち、S1AP(S1 Application Protocol)のハンドオーバーに係るメッセージを省略したインタフェースを用いることができる。 In FIG. 2, the architecture is such that a large number of gateways 30 accommodating UE 10A as non-3GPP terminals are arranged under the control of EPC device 50 and managed. Gateways 30 can also be numerically distributed, geographically distributed. The interface between the gateway 30 and the EPC device 50 may use the same S1 interface as when accommodating an eNB as a general base station of the LTE communication system. In this case, it is possible to use an interface that omits the messages related to the handover of S1AP (S1 Application Protocol) among the messages that the S1 interface has.

S1APプロトコルの詳細については、以下の参考非特許文献1に記載されている。
(参考非特許文献1:”3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Access Network E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP) (Release 8)”、 3GPP TS 36.413 V8.0.0 (2007-12)、 P22-P27, P44-P50)
Details of the S1AP protocol are described in Reference 1 below.
(Reference Non-Patent Document 1: ``3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Access Network E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP) (Release 8)'', 3GPP TS 36.413 V8.0.0 (2007 -12), P22-P27, P44-P50)

S1APは、HANDOVER REQUIRED, HANDOVER COMAND, HANDOVER PREPARATION FAILURE, HANDOVER REQUEST, HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE, HANDOVER FAILURE, HANDOVER NOTIFY, HANDOVER CANCEL, HANDOVER CANCEL ACKNOWLEDGE等のハンドオーバーに係るメッセージを含む。ゲートウェイ30は、ハンドオーバーを実施しない場合、eNBと比較すると、これらのハンドオーバーに係るメッセージに対応しなくてよい。具体的には、ゲートウェイ30は、eNBの一部の機能を有しつつ、ハンドオーバーに係るメッセージを送受する機能を有しなくてよい。 S1AP includes handover related messages such as HANDOVER REQUIRED, HANDOVER COMAND, HANDOVER PREPARATION FAILURE, HANDOVER REQUEST, HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE, HANDOVER FAILURE, HANDOVER NOTIFY, HANDOVER CANCEL, HANDOVER CANCEL ACKNOWLEDGE. The gateway 30 may not respond to these handover related messages compared to the eNB if it does not perform the handover. Specifically, the gateway 30 does not need to have the function of transmitting and receiving messages related to handover while having some of the functions of the eNB.

また、LTE通信システム5は、非3GPP端末を収容するが、3GPP端末を収容するLTE通信システムに近いアーキテクチャを、非3GPPネットワークN1の管理に対して適用する。 Also, although the LTE communication system 5 accommodates non-3GPP terminals, an architecture similar to that of the LTE communication system accommodating 3GPP terminals is applied to the management of the non-3GPP network N1.

例えば、非3GPPネットワークN1(例えば無線LAN)が敷設された拠点と同じ拠点にePDGを配置することは困難であり得る。一方、ゲートウェイ30は、eNB(eNodeB)と同様に、遠隔地や3GPPネットワーク(例えばLTEネットワークN2)と管理者と異なる施設に配置され得る。 For example, it may be difficult to deploy the ePDG at the same site where the non-3GPP network N1 (eg, wireless LAN) is installed. On the other hand, the gateway 30, like an eNB (eNodeB), can be located in a remote location or in a facility different from the 3GPP network (eg, LTE network N2) and administrator.

また、ゲートウェイ30の台数の増減に対して、EPC装置50の各ノードやリンクは、柔軟に対応可能である。例えば、UE10Aの端末数が増えることに伴うトラフィック増に応じて、ノードやリンクを増加したり、ゲートウェイ30に接続されるUE10Aの端末数が増える特定時間帯において、ノードの機能の増強やリンクの設定を増加したりすることが考えられる。例えば、社内拠点のユースケースでは、日中時間帯では有効に動作するゲートウェイ30の数を増やし、夜時間帯では有効に動作するゲートウェイ30の数を減らしてよい。また、拠店数が増加した場合に、ゲートウェイ30の数が増加してよい。 Each node and link of the EPC device 50 can flexibly cope with an increase or decrease in the number of gateways 30 . For example, in response to an increase in traffic associated with an increase in the number of UE 10A terminals, the number of nodes and links may be increased. It is conceivable to increase the setting. For example, in a use case of an in-house base, the number of gateways 30 that effectively operate may be increased during the daytime hours, and the number of gateways 30 that effectively operate may be decreased during the nighttime hours. Also, the number of gateways 30 may be increased when the number of branch offices is increased.

このように、LTE通信システム5は、ゲートウェイ30の数を増減させても、ePDGの数を増やさなくて済む。したがって、LTE通信システム5は、UE10Aの増加に伴ってePDGとHSS及びPGWとの連携を増加させるためのHSS及びPGW側の連携情報の増加を抑制でき、手間を低減でき、設計を簡素化できる。また、LTE通信システム5は、ePDG用のHSSに保持される加入者管理データベースに加入者情報を追加登録することも不要となり、設計を簡素化できる。したがって、LTE通信システム5は、ゲートウェイ30の数を増減に対する柔軟性を向上できる。 Thus, the LTE communication system 5 does not need to increase the number of ePDGs even if the number of gateways 30 is increased or decreased. Therefore, the LTE communication system 5 can suppress the increase in cooperation information on the HSS and PGW side for increasing the cooperation between the ePDG and the HSS and PGW as the number of UEs 10A increases, can reduce labor, and can simplify the design. . In addition, the LTE communication system 5 does not require additional registration of subscriber information in the subscriber management database held in the HSS for ePDG, thereby simplifying the design. Therefore, the LTE communication system 5 can improve flexibility in increasing or decreasing the number of gateways 30 .

図3は、比較例における3GPP端末及び非3GPP端末を収容するLTE通信システム5Xの構成例を示すブロック図である。図3では、3GPP端末はUE10Bで示され、非3GPP端末はUE10Aで示されている。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an LTE communication system 5X accommodating 3GPP terminals and non-3GPP terminals in a comparative example. In FIG. 3, the 3GPP terminal is denoted UE 10B and the non-3GPP terminal is denoted UE 10A.

LTE通信システム5Xは、多数の基地局(ここではeNB30X)及び端末(ここでは3GPP端末としてのUE10B)の管理を想定したアーキテクチャを有する。そのため、LTE通信システム5Xは、LTE通信に係る処理負荷を分散して処理するアーキテクチャを有する。一方、LTE通信システム5XにおけるePDG60Xは、ePDG60Xがオフローディングを目的として後に追加された機能(ノード)であるので、LTEネットワークN2を管理するLTE通信システム本来のデザインとは異なる一極集中型の機能部となっている。つまり、ePDG60Xは、LTE通信システム5Xにおける分散処理のメリットを享受していない。 The LTE communication system 5X has an architecture assuming management of a large number of base stations (here, eNB 30X) and terminals (here, UE 10B as 3GPP terminals). Therefore, the LTE communication system 5X has an architecture that distributes and processes the processing load related to LTE communication. On the other hand, ePDG60X in the LTE communication system 5X is a function (node) added later for the purpose of offloading, so it is a centralized function that is different from the original design of the LTE communication system that manages the LTE network N2. Department. In other words, the ePDG 60X does not enjoy the merit of distributed processing in the LTE communication system 5X.

図3では、非3GPP端末としてのUE10Aにおいて通信要求が発生すると、AP20等を介して、通信データがePDG60Xを通る。また、3GPP端末としてのUE10Bにおいて通信要求が発生すると、eNB30X、MME54X、SGW53X、HSS55X、PGW51X、等を介して、通信データがePDG60Xを通る。LTE通信システム5Xでは、LTEネットワークN2と非3GPPネットワークN1との境界に、ePDG60Xが配置されている。 In FIG. 3, when a communication request occurs in the UE 10A as a non-3GPP terminal, communication data passes through the ePDG 60X via the AP 20 and the like. Also, when a communication request occurs in the UE 10B as a 3GPP terminal, communication data passes through the ePDG 60X via the eNB 30X, MME 54X, SGW 53X, HSS 55X, PGW 51X, and the like. In the LTE communication system 5X, an ePDG 60X is arranged at the boundary between the LTE network N2 and the non-3GPP network N1.

よって、LTEネットワークN2と非3GPPネットワークN1をまたぐ通信では、全ユーザのトラフィックがePDG60Xに集中することになる。また、参考非特許文献2に示されているように、ePDG60Xは、S2bインタフェース、SWuインタフェース、SWnインタフェース、SWmインタフェース、Gxbインタフェース、等を有する必要があり、必要となるインタフェースが多数存在する。また、ePDG60Xは、HSS55Xの加入者データベースのように高いセキュリティレベルが要求されるノードと接続されるため、セキュリティの担保が必要となる。また、ePDG60Xは、他のノードと連携せずにHSS55Xと連携するために、MME54Xが有するHSS55Xとの連携機能を有している。よって、LTE通信システム5Xでは、MME54の機能(例えばユーザを認証するための認証機能)が重複して設けられている。 Therefore, in communication across the LTE network N2 and the non-3GPP network N1, all user traffic is concentrated on the ePDG 60X. Also, as shown in Reference Non-Patent Document 2, the ePDG 60X must have an S2b interface, a SWu interface, a SWn interface, a SWm interface, a Gxb interface, etc., and there are many required interfaces. Also, since the ePDG 60X is connected to a node that requires a high security level, such as the subscriber database of the HSS 55X, it is necessary to ensure security. In addition, the ePDG 60X has a function of cooperating with the HSS 55X of the MME 54X in order to cooperate with the HSS 55X without cooperating with other nodes. Therefore, in the LTE communication system 5X, the functions of the MME 54 (for example, the authentication function for authenticating the user) are redundantly provided.

言い換えると、ePDG60Xは、図3から理解できるように、MME54Xと連携していない。MME54Xは、UE10Aのユーザを認証するためにHSS55Xと連携する機能を有する。ePDG60Xは、MME54Xが有するユーザ認証機能をePDGを再実装するような形式となっている。つまり、MME54Xは、UE10Bのユーザを認証するためにHSS55Xと連携する機能を有する。よって、ePDG60Xの数を増やす場合、多数のePDG60XのためのMME54Xに相当するノードを多数作成して管理する必要があった。 In other words, the ePDG 60X does not cooperate with the MME 54X as can be understood from FIG. MME 54X has a function of cooperating with HSS 55X to authenticate the user of UE 10A. The ePDG 60X has a format in which the user authentication function of the MME 54X is re-implemented in the ePDG. That is, the MME 54X has a function of cooperating with the HSS 55X to authenticate the user of the UE 10B. Therefore, when increasing the number of ePDG 60X, it was necessary to create and manage many nodes corresponding to MME 54X for many ePDG 60X.

これに対し、LTE通信システム5は、ゲートウェイ30を有することで、非3GPP端末としてのUE10Aを収容する場合に、MME54のユーザ認証のための連携機能(認証連携機能)を有するePDG60Xを別途用意する必要がなく、MME54の機能を重複して実装する必要がなく、LTE通信するための機能を簡素化できる。 On the other hand, the LTE communication system 5 has the gateway 30, so that when accommodating the UE 10A as a non-3GPP terminal, an ePDG 60X having a cooperation function (authentication cooperation function) for user authentication of the MME 54 is separately prepared. There is no need to duplicate the functions of the MME 54, and the functions for LTE communication can be simplified.

また、LTE通信システム5Xでは、LTE通信システム5Xに加入する契約者数を基に、ePDG60Xの必要台数を予測し、予測結果を基にePDG60Xの設置台数を固定的に定められ、運用途中でePDG60Xの数が変更されることを想定していなかった。そのため、契約者数の増減に応じたePDG60Xの数を増減に対する柔軟性を有していない。 In addition, in the LTE communication system 5X, the required number of ePDG60X is predicted based on the number of subscribers to the LTE communication system 5X, and the number of installed ePDG60X is fixed based on the prediction result. was not expected to change the number of Therefore, it does not have the flexibility to increase or decrease the number of ePDG 60X according to the increase or decrease of the number of subscribers.

これに対し、本実施形態のLTE通信システム5によれば、HSS55、PGW51、ゲートウェイ30、AP20、UE10A、等を集約したアーキテクチャとなっている。更に、LTE通信システム5は、ePDG60Xに代わり、認証機能及び中継機能をゲートウェイ30が有する構成である。また、LTE通信システム5では、ゲートウェイ30とMME54及びSGW53とが連携し、このMME54及びSGW53がHSS55及びPGW51と連携することで、非3GPP端末としてのUE10AをLTE通信システム5のLTEネットワークN2に収容可能である。よって、LTE通信システム5は、ePDG60Xとは異なり、PGW51とHSS55と直接連携するためのインタフェースを備えることが不要である。よって、非3GPP端末としてのUE10AをLTE通信システム5に収容するための機能が簡素化できる。 In contrast, according to the LTE communication system 5 of the present embodiment, the architecture is such that the HSS 55, PGW 51, gateway 30, AP 20, UE 10A, and the like are integrated. Furthermore, the LTE communication system 5 has a configuration in which the gateway 30 has an authentication function and a relay function instead of the ePDG 60X. In addition, in the LTE communication system 5, the gateway 30 and the MME 54 and SGW 53 cooperate, and the MME 54 and SGW 53 cooperate with the HSS 55 and PGW 51 to accommodate the UE 10A as a non-3GPP terminal in the LTE network N2 of the LTE communication system 5. It is possible. Therefore, unlike the ePDG 60X, the LTE communication system 5 does not need to have an interface for direct cooperation with the PGW 51 and the HSS 55 . Therefore, the function for accommodating the UE 10A as a non-3GPP terminal in the LTE communication system 5 can be simplified.

また、LTE通信システム5は、非3GPP端末としてのUE10Aを収容するゲートウェイ30とEPC装置50とが通信するために、既存のS1インタフェース(S1AP)を用いることができる。よって、LTE通信システム5は、ゲートウェイ30とEPC装置50とが通信するためのインタフェースを新たに生成することを不要にできる。 Also, the LTE communication system 5 can use an existing S1 interface (S1AP) for communication between the gateway 30 that accommodates the UE 10A as a non-3GPP terminal and the EPC device 50 . Therefore, the LTE communication system 5 can eliminate the need to newly create an interface for communication between the gateway 30 and the EPC device 50 .

また、LTE通信システム5では、ゲートウェイ30が、ハンドオーバーに係る機能を有しなくてよい。非3GPPネットワークN1における装置(例えばAP20)においてハンドオーバーに係る処理が行われるか、又はハンドオーバーに係る処理が不要であるためである。ハンドオーバーの処理は他の処理と比較して処理負荷が大きいので、省略可能であることは有益である。 Also, in the LTE communication system 5, the gateway 30 does not have to have a handover function. This is because a device (for example, AP 20) in the non-3GPP network N1 performs handover-related processing or does not require handover-related processing. Since handover processing has a large processing load compared to other processing, it is beneficial to be able to omit it.

また、ePDG60XがMME54Xの機能を有することとは異なり、ゲートウェイ30とは別途設けられたEPC装置50のMME54がHSS55と連携することで、ゲートウェイ30は、認証連携機能を実装することが不要となる。 Also, unlike the ePDG 60X having the function of the MME 54X, the MME 54 of the EPC device 50 provided separately from the gateway 30 cooperates with the HSS 55, so that the gateway 30 does not need to implement the authentication cooperation function. .

また、ゲートウェイ30は、LTE通信システム5Xにオフローディング用に配置されたePDG60Xとは異なり、LTE通信システム5の分散処理の機能を利用でき、UE10Aの端末数に応じて設置数を増減可能である。よって、ゲートウェイ30に非3GPP端末としてのUE10Aとの間の通信トラフィックが集中することを抑制できる。 In addition, unlike the ePDG 60X arranged for offloading in the LTE communication system 5X, the gateway 30 can use the distributed processing function of the LTE communication system 5, and the number of installations can be increased or decreased according to the number of terminals of the UE 10A. . Therefore, it is possible to suppress the concentration of communication traffic with the UE 10A as a non-3GPP terminal on the gateway 30 .

また、ゲートウェイ30は、加入者情報を扱うHSS55やPCRFとは直結されないので、加入者情報を安全に扱える。 Further, since the gateway 30 is not directly connected to the HSS 55 or PCRF that handle subscriber information, the subscriber information can be safely handled.

また、LTE通信システム5は、EPC装置50を用いて非3GPP端末としてのUE10Aを管理する場合、管理に用いるノードの機能を低減でき、各ノードを通過するトラフィックを分散できる。 Also, when managing the UE 10A as a non-3GPP terminal using the EPC device 50, the LTE communication system 5 can reduce the functions of the nodes used for management, and distribute the traffic passing through each node.

(変形例)
図4は、変形例における3GPP端末及び非3GPP端末を収容するLTE通信システム5Aの構成例を示すブロック図である。図2では、非3GPP端末としてのUE10AがLTE通信システム5内で通信することを例示したが、図4では、非3GPP端末としてのUE10Aとともに、3GPP端末としてのUE10BがLTE通信システム5A内で通信することを例示する。また、SGW53は、通信端末にUE10AとともにUE10Bが含まれるので、3GPPアクセスを収容してよい。
(Modification)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an LTE communication system 5A that accommodates 3GPP terminals and non-3GPP terminals in a modified example. Although FIG. 2 illustrates that UE 10A as a non-3GPP terminal communicates within the LTE communication system 5, in FIG. 4, UE 10A as a non-3GPP terminal and UE 10B as a 3GPP terminal communicate within the LTE communication system 5A. exemplify what to do. In addition, since the SGW 53 includes the UE 10B as well as the UE 10A in communication terminals, the SGW 53 may accommodate 3GPP access.

UE10Aにおいて通信要求が発生した場合、UE10Aは、AP20を介して、ゲートウェイ30Aとの間で通信データを通信する。この場合、ゲートウェイ30Aは、LTE通信システム5のゲートウェイ30と同様の機能を有する。UE10Bは、AP20を介さずに、ゲートウェイ30Aとの間で通信データを通信する。つまり、ゲートウェイ30Aは、LTE通信システム5XのeNB30Xと同様の機能も有する。なお、UE10Bが接続されることがあるので、UE10Bと通信するための通信インタフェースは省略されずに設けられる。 When a communication request occurs in the UE 10A, the UE 10A communicates communication data with the gateway 30A via the AP20. In this case, gateway 30A has the same function as gateway 30 of LTE communication system 5 . The UE 10B communicates communication data with the gateway 30A without going through the AP20. That is, the gateway 30A also has functions similar to those of the eNB 30X of the LTE communication system 5X. Since the UE 10B may be connected, the communication interface for communicating with the UE 10B is provided without omission.

また、ゲートウェイ30A、通信接続先(例えば通信先や通信元)が非3GPP端末としてのUE10Aであり、3GPP端末としてのUE10Bを含まないか否かを判定してよい。ゲートウェイ30Aは、通信接続先が3GPP端末であるか非3GPP端末であるかを、例えば通信接続先がゲートウェイ30Aに接続する通信方式(例えばLTE通信等の3GPP通信方式、無線LAN通信等の非3GPP通信方式)を参照して判定してよい。ゲートウェイ30は、通信接続先に3GPP端末を含まないと判定した場合に、ハンドオーバーに係る機能を省略し、通信接続先に3GPP端末を含むと判定した場合に、ハンドオーバーに係る機能を省略しないように、ハンドオーバーに係る機能を切り替えてもよい。これにより、LTE通信システム5Aは、ハンドオーバーの必要時にハンドオーバーを実現しつつ、ハンドオーバーの不要時に処理負荷を軽減できる。 Also, the gateway 30A may determine whether or not the communication connection destination (for example, communication destination or communication source) is the UE 10A as a non-3GPP terminal and does not include the UE 10B as a 3GPP terminal. The gateway 30A determines whether the communication connection destination is a 3GPP terminal or a non-3GPP terminal, for example, a communication method (for example, a 3GPP communication method such as LTE communication, a non-3GPP terminal such as wireless LAN communication, etc.) in which the communication connection destination connects to the gateway 30A. communication method). The gateway 30 omits the function related to handover when determining that the communication connection destination does not include the 3GPP terminal, and does not omit the function related to handover when determining that the communication connection destination includes the 3GPP terminal. , the functions related to handover may be switched. As a result, the LTE communication system 5A can reduce the processing load when handover is unnecessary while realizing handover when handover is necessary.

なお、ハンドオーバーに係る機能を省略することは、S1APのハンドオーバーに係るメッセージを送信しないこと、受信しないこと、受信するが無効化すること、受信するが分析しないこと、等を含んでよい。 Note that omitting handover-related functions may include not transmitting, not receiving, receiving but disabling, receiving but not analyzing, etc., S1AP handover-related messages.

このように、LTE通信システム5は、3GPP端末及び非3GPP端末の双方のLTE通信に対応しつつ、非3GPP端末をLTEネットワークN2に収容する場合の部分的なトラフィックの集中を抑制でき、セキュリティを容易に担保でき、必要なノード数を低減できる。 In this way, the LTE communication system 5 supports LTE communication for both 3GPP terminals and non-3GPP terminals, and can suppress partial concentration of traffic when non-3GPP terminals are accommodated in the LTE network N2, thereby improving security. It can be easily secured and the number of required nodes can be reduced.

以上のように、本実施形態のゲートウェイ30(ゲートウェイ装置の一例)は、非3GPPネットワークN1に配置されたUE10A(非3GPP端末の一例)をLTEネットワークN2(3GPPネットワークの一例)に収容し、UE10A及び複数のノードを有するEPC装置50(コアネットワーク装置の一例)と通信する。ゲートウェイ30は、処理部31(認証部の一例)及び通信部33を備える。処理部31は、MME54と連携して、UE10Aのユーザを認証する。MME54は、制御データを処理するノードであって、HSS55と連携する第1処理ノードの一例である。HSS55は、加入者情報を管理する管理ノードの一例である。通信部33は、MME54とUE10Aとの間で制御データを中継し、SGW53とUE10Aとの間でユーザデータを中継する。SGW53は、ユーザデータを処理する第2処理ノードの一例である。通信部33は、eNBとMME54とを通信接続するためのS1インタフェース(インタフェースの一例)を介して、EPC装置50と通信してよい。eNBは、LTE通信方式(3GPP通信方式の一例)に従った基地局の一例である。 As described above, the gateway 30 (an example of a gateway device) of the present embodiment accommodates the UE 10A (an example of a non-3GPP terminal) located in the non-3GPP network N1 in the LTE network N2 (an example of a 3GPP network), and an EPC device 50 (an example of a core network device) having a plurality of nodes. The gateway 30 includes a processing section 31 (an example of an authentication section) and a communication section 33 . The processing unit 31 cooperates with the MME 54 to authenticate the user of the UE 10A. The MME 54 is a node that processes control data and is an example of a first processing node that cooperates with the HSS 55 . HSS 55 is an example of a management node that manages subscriber information. The communication unit 33 relays control data between the MME 54 and the UE 10A, and relays user data between the SGW 53 and the UE 10A. The SGW 53 is an example of a second processing node that processes user data. The communication unit 33 may communicate with the EPC device 50 via an S1 interface (an example of an interface) for communication connection between the eNB and the MME 54 . The eNB is an example of a base station that complies with the LTE communication scheme (an example of the 3GPP communication scheme).

これにより、ゲートウェイ30は、UE10AをLTEネットワークN2に収容する場合に、MME54の認証連携機能を有するePDG60Xを別途用意することを不要にでき、MME54の機能を重複して実装することを不要にでき、LTE通信するための機能を簡素化できる。また、ゲートウェイ30は、通信接続先がAP20やEPC装置50のMME54やSGW53に集約でき、ePDG60Xを備える場合と比較して、ゲートウェイ30が有するインタフェースの数を低減できる。また、ゲートウェイ30は、HSS55やPCRFが有する加入者情報やポリシ情報等の重要な情報に直接接続することを回避できるので、ゲートウェイ30のセキュリティを高くしなくても、LTE通信システム5全体のセキュリティを維持できる。また、ゲートウェイ30は、既存の通信インタフェースを利用してEPC装置50側で通信でき、新たな通信インタフェースを設けることが不要となり、UE10AをLTEネットワークN2に収容可能なLTE通信システム5を容易に構築できる。 As a result, when the UE 10A is accommodated in the LTE network N2, the gateway 30 can eliminate the need to separately prepare the ePDG 60X having the authentication cooperation function of the MME 54, and can eliminate the need to duplicate the functions of the MME 54. , the function for LTE communication can be simplified. In addition, the gateway 30 can aggregate communication connection destinations to the AP 20, the MME 54 of the EPC device 50, and the SGW 53, and can reduce the number of interfaces that the gateway 30 has compared to the case where the ePDG 60X is provided. In addition, since the gateway 30 can avoid direct connection to important information such as subscriber information and policy information possessed by the HSS 55 and PCRF, the security of the entire LTE communication system 5 can be avoided without increasing the security of the gateway 30. can be maintained. In addition, the gateway 30 can communicate on the EPC device 50 side using an existing communication interface, eliminating the need to provide a new communication interface, and easily constructing the LTE communication system 5 that can accommodate the UE 10A in the LTE network N2. can.

このように、ゲートウェイ30は、LTEネットワークN2等の3GPPネットワークに非3GPP端末を収容する際の機能を簡素化し、ネットワーク負荷の集中を抑制し、セキュリティを確保できる。 In this way, the gateway 30 simplifies functions when accommodating non-3GPP terminals in a 3GPP network such as the LTE network N2, suppresses network load concentration, and ensures security.

また、通信部33は、S1インタフェースに含まれるハンドオーバーに係るメッセージが省略されたインタフェースを介して、EPC装置50と通信してよい。 Further, the communication unit 33 may communicate with the EPC device 50 via an interface in which the handover-related message included in the S1 interface is omitted.

これにより、ゲートウェイ30は、簡略化した既存の通信インタフェースを利用してEPC装置50側と通信でき、ハンドオーバーに係る比較的処理負荷の大きい処理を不要にできる。 As a result, the gateway 30 can communicate with the EPC device 50 using a simplified existing communication interface, and can eliminate the need for relatively heavy processing load related to handover.

また、通信部33は、LTEネットワークN2に配置されたUE10B(3GPP端末の一例と通信してよい。処理部31は、MME54と連携して、UE10Bのユーザを認証してよい。通信部33は、MME54とUE10Bとの間で制御データを中継し、MME54とUE10Bとの間でユーザデータを中継してよい。 Further, the communication unit 33 may communicate with the UE 10B (an example of a 3GPP terminal) arranged in the LTE network N2. , control data may be relayed between MME 54 and UE 10B, and user data may be relayed between MME 54 and UE 10B.

これにより、ゲートウェイ30Aは、非3GPP端末としてのUE10Aだけでなく、3GPP端末としてのUE10BともLTE通信可能である。したがって、ゲートウェイ30Aは、簡易な構成で、ネットワーク負荷を軽減して、セキュリティを確保して、3GPP端末及び非3GPP端末の双方の通信が可能なLTE通信システム5Aの構築を支援できる。 This allows the gateway 30A to perform LTE communication not only with the UE 10A as a non-3GPP terminal, but also with the UE 10B as a 3GPP terminal. Therefore, the gateway 30A has a simple configuration, reduces network load, ensures security, and supports construction of the LTE communication system 5A that enables communication between both 3GPP terminals and non-3GPP terminals.

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Various embodiments have been described above with reference to the drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope described in the claims, and these also belong to the technical scope of the present invention. Understood.

上記実施形態では、EPC装置50は、1つであることを主に例示したが、複数存在してよい。この場合、UE10A毎に異なるEPC装置50に接続され、データ中継が行われてもよい。例えば、第1のゲートウェイ30の通信部33が、第1のEPC装置50AのMME54と第1のUE10Aとの間で制御データを中継し、第1のEPC装置50AのSGW53と第1のUE10Aとの間でユーザデータを中継し、第2のゲートウェイ30の通信部33が、第2のEPC装置50AのMME54と第2のUE10Aとの間で制御データを中継し、第2のEPC装置50AのSGW53と第2のUE10Aとの間でユーザデータを中継してよい。 Although one EPC device 50 is mainly illustrated in the above embodiment, a plurality of EPC devices may exist. In this case, each UE 10A may be connected to a different EPC device 50 to relay data. For example, the communication unit 33 of the first gateway 30 relays control data between the MME 54 of the first EPC device 50A and the first UE 10A, and the SGW 53 of the first EPC device 50A and the first UE 10A , the communication unit 33 of the second gateway 30 relays control data between the MME 54 of the second EPC device 50A and the second UE 10A, and the second EPC device 50A of User data may be relayed between the SGW 53 and the second UE 10A.

つまり、通信部33は、S1インタフェースを介して、UE10A毎に異なるEPC装置50に対して、制御データ及びユーザデータを中継してよい。これにより、ゲートウェイ30は、3GPPネットワークを利用するための契約等に従って、同一ゲートウェイ配下の端末であっても、契約内容やUE10Aの設定等に応じて異なるEPC装置50(例えばSGW-PGW-SGiの系)に対して通信内容を中継できる。 That is, the communication unit 33 may relay control data and user data to the EPC device 50 that differs for each UE 10A via the S1 interface. As a result, according to the contract for using the 3GPP network, the gateway 30 can use different EPC devices 50 (for example, SGW-PGW-SGi) according to contract details, settings of the UE 10A, etc., even if the terminals are under the same gateway. system) can relay the contents of communication.

本発明は、3GPPネットワークに非3GPP端末を収容する際の機能を簡素化し、ネットワーク負荷の集中を抑制し、セキュリティを確保できるゲートウェイ装置及び通信制御方法等に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a gateway device, a communication control method, etc. that can simplify functions when accommodating non-3GPP terminals in a 3GPP network, suppress network load concentration, and ensure security.

5,5A LTE通信システム
10,10A,10B UE
20 AP
30,30A ゲートウェイ
31 処理部
32 記憶部
33 通信部
50,50X EPC装置
51,51X PGW
53,53X SGW
54,54X MME
55,55X HSS
N1 非3GPPネットワーク
N2 LTEネットワーク
5,5A LTE communication system 10,10A,10B UE
20 APs
30, 30A gateway 31 processing unit 32 storage unit 33 communication unit 50, 50X EPC device 51, 51X PGW
53, 53X SGW
54, 54X MME
55,55X HSS
N1 non-3GPP network N2 LTE network

Claims (5)

非3GPP(Third Generation Partnership Project)ネットワークに配置された非3GPP端末を3GPP(登録商標)ネットワークに収容し、前記非3GPP端末及び複数のノードを有するコアネットワーク装置と通信するゲートウェイ装置であって、
制御データを処理するノードであって、加入者情報を管理する管理ノードと連携する第1処理ノードと連携して、前記非3GPP端末のユーザを認証する認証部と、
前記第1処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記制御データを中継し、ユーザデータを処理する第2処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記ユーザデータを中継する通信部と、
を備え、
前記通信部は、3GPP通信方式に従った基地局と前記第1処理ノードとを通信接続するためのインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信し、
前記通信部は、前記インタフェースに含まれる、前記コアネットワーク装置と前記ゲートウェイ装置との間におけるハンドオーバーに係るメッセージが省略されたインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信する、
ゲートウェイ装置。
A gateway device that accommodates a non-3GPP terminal located in a non-3GPP (Third Generation Partnership Project) network in a 3GPP (registered trademark) network and communicates with a core network device having the non-3GPP terminal and a plurality of nodes,
an authentication unit that authenticates a user of the non-3GPP terminal in cooperation with a first processing node that is a node that processes control data and cooperates with a management node that manages subscriber information;
a communication unit that relays the control data between the first processing node and the non-3GPP terminal, and relays the user data between the second processing node that processes user data and the non-3GPP terminal;
with
The communication unit communicates with the core network device via an interface for communication connection between a base station conforming to the 3GPP communication scheme and the first processing node ,
The communication unit communicates with the core network device via an interface, which is included in the interface and omits messages related to handover between the core network device and the gateway device,
gateway device.
前記3GPPネットワークは、LTEネットワークであり、the 3GPP network is an LTE network;
前記コアネットワーク装置は、EPC装置であり、the core network device is an EPC device,
前記第1処理ノードは、MMEであり、the first processing node is an MME;
前記第2処理ノードは、SGWであり、the second processing node is an SGW;
前記管理ノードは、HSSである、the management node is an HSS;
請求項1に記載のゲートウェイ装置。The gateway device according to claim 1.
前記コアネットワーク装置は、複数存在し、
前記通信部は、前記インタフェースを介して、前記非3GPP端末毎に異なる前記コアネットワーク装置に対して、前記制御データ及び前記ユーザデータを中継する、
請求項1又は2に記載のゲートウェイ装置。
a plurality of the core network devices,
The communication unit relays the control data and the user data to the core network device, which differs for each non-3GPP terminal, via the interface.
The gateway device according to claim 1 or 2 .
前記通信部は、前記3GPPネットワークに配置された3GPP端末と通信し、
前記認証部は、前記第1処理ノードと連携して、前記3GPP端末のユーザを認証し、
前記通信部は、前記第1処理ノードと前記3GPP端末との間で前記制御データを中継し、前記第2処理ノードと前記3GPP端末との間で前記ユーザデータを中継する、
請求項1~3のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The communication unit communicates with a 3GPP terminal located in the 3GPP network,
The authentication unit authenticates a user of the 3GPP terminal in cooperation with the first processing node,
The communication unit relays the control data between the first processing node and the 3GPP terminal, and relays the user data between the second processing node and the 3GPP terminal.
The gateway device according to any one of claims 1 to 3 .
非3GPPネットワークに配置された非3GPP端末を3GPPネットワークに収容し、前記非3GPP端末及び複数のノードを有するコアネットワーク装置と通信するゲートウェイ装置における通信制御方法であって、
制御データを処理するノードであって、加入者情報を管理する管理ノードと連携する第1処理ノードと連携して、前記非3GPP端末のユーザを認証するステップと、
前記第1処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記制御データを中継し、ユーザデータを処理する第2処理ノードと前記非3GPP端末との間で前記ユーザデータを中継するステップと、
を有し、
前記中継するステップは、3GPP通信方式に従った基地局と前記第1処理ノードとを通信接続するためのインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信するステップを含み、
前記インタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信するステップは、
前記インタフェースに含まれる、前記コアネットワーク装置と前記ゲートウェイ装置との間におけるハンドオーバーに係るメッセージが省略されたインタフェースを介して、前記コアネットワーク装置と通信するステップを含む、
通信制御方法。
A communication control method in a gateway device that accommodates a non-3GPP terminal arranged in a non-3GPP network in a 3GPP network and communicates with a core network device having the non-3GPP terminal and a plurality of nodes,
authenticating a user of the non-3GPP terminal in cooperation with a first processing node that is a node that processes control data and that cooperates with a management node that manages subscriber information;
relaying the control data between the first processing node and the non-3GPP terminal and relaying the user data between a second processing node processing user data and the non-3GPP terminal;
has
The step of relaying includes a step of communicating with the core network device via an interface for communication connection between a base station conforming to the 3GPP communication scheme and the first processing node,
communicating with the core network device via the interface,
communicating with the core network device via an interface included in the interface in which a message related to handover between the core network device and the gateway device is omitted;
Communication control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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3GPP architecture framework proposal for Next Generation Network Architecture with Access Independent Core,3GPP TSG-SA WG2#113AH S2-161351,2016年03月03日
3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; System Architecture for 5G system; Stage2 (Release 15)[online],3GPP TS 23.501 V15.3.0 (2018-09),2018年09月,https://www.3gpp.org/ftp//Specs/archive/23_series/23.501/23501-f30.zip
NB-IOT - Architecture overview,3GPP TSG-RAN WG2#91bis R2-154514,2015年09月29日

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