WO2015141229A1 - 通信装置、通信方法、通信システムおよびプログラム - Google Patents

通信装置、通信方法、通信システムおよびプログラム Download PDF

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WO2015141229A1
WO2015141229A1 PCT/JP2015/001542 JP2015001542W WO2015141229A1 WO 2015141229 A1 WO2015141229 A1 WO 2015141229A1 JP 2015001542 W JP2015001542 W JP 2015001542W WO 2015141229 A1 WO2015141229 A1 WO 2015141229A1
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WO
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sessions
communication
vnf
bearer
communication device
Prior art date
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PCT/JP2015/001542
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English (en)
French (fr)
Inventor
一平 秋好
Original Assignee
日本電気株式会社
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Publication date
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Priority to US15/127,084 priority patent/US20170118781A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/11—Allocation or use of connection identifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/20—Manipulation of established connections
    • H04W76/22—Manipulation of transport tunnels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application No. 2014-058727 filed on Mar. 20, 2014, the entire contents of which are incorporated herein by reference. It shall be.
  • the present invention relates to a communication device, a communication method, a communication system, and a program used for communication.
  • the resources of the communication system are, for example, LTE (Long Term Evolution) developed in recent years, as disclosed in Non-Patent Document 1, a base station (eNodeB), an MME (Mobility Management Entity), a gateway device, and the like. .
  • LTE Long Term Evolution
  • eNodeB base station
  • MME Mobility Management Entity
  • the communication system sets a communication path (bearer) that passes through various resources, and the terminal (UE: User) passes through the communication path.
  • Equipment is provided with a communication service.
  • Non-Patent Document 1 when a resource (for example, a gateway) on a communication path is changed due to addition or the like, a communication path that passes through the changed resource is set. .
  • the Initial Attach procedure disclosed in Chapter 1 is re-executed.
  • An object of the present invention is to provide a technology capable of flexibly controlling resources while suppressing influence on communication services.
  • the communication apparatus of the present invention is a communication apparatus in a communication system that provides a communication service to the terminal via a communication path associated with the terminal, and a plurality of communication apparatuses set between the communication apparatus and a network node.
  • a first means capable of switching the first session to a plurality of second sessions respectively corresponding to the plurality of first sessions; and information relating to the plurality of second sessions to the network node.
  • a second means capable of transmitting the control signal.
  • a communication method of the present invention is a communication method in a communication system that provides a communication service to a terminal via a communication path associated with the terminal, and is a plurality of second sets set between a communication device and a network node.
  • the communication system of the present invention is a communication system that provides a communication service to the terminal via a communication path associated with the terminal, and sets a first session between the communication apparatus and the communication apparatus.
  • a network node wherein the communication device includes a first means capable of switching a plurality of first sessions to a plurality of second sessions respectively corresponding to the plurality of first sessions;
  • a second means capable of transmitting a control signal including information on the plurality of second sessions is included.
  • the program of the present invention includes a plurality of first sessions set between the communication device and a network node in a computer in a communication system that provides a communication service to the terminal via a communication path associated with the terminal.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a communication path in the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the communication apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of session switching of the communication device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of a session switching operation according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a server according to Example 1 of the second embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the control unit of the server according to Example 1 of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an overview of the session switching operation in Example 1 of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a sequence diagram illustrating a first example of the session switching operation in Example 1 of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a sequence diagram illustrating a second example of the session switching operation in Example 1 of the second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a server according to the second example of the second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an overview of a session switching operation in the second example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an example of a session switching operation in Example 2 of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of a server according to Example 3 of the second embodiment.
  • FIG. 15 is a sequence diagram illustrating a first example of the session switching operation in the third example of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a sequence diagram illustrating a second example of the session switching operation in the third example of the second embodiment.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a server according to the fourth example of the second embodiment.
  • FIG. 18 is a sequence diagram illustrating an example of a session switching operation in the fourth example of the second embodiment.
  • FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an example of a communication system according to Example 5 of the second embodiment.
  • FIG. 20 is a sequence diagram illustrating an operation example of the communication system according to Example 5 of the second embodiment.
  • FIG. 21 is a configuration diagram illustrating an example of a communication system according to Example 6 of the second embodiment.
  • FIG. 22 is a sequence diagram illustrating an operation example of the communication system according to Example 6 of the second embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration example of the control device in the communication system according to the third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a sequence diagram illustrating a first example of the operation of the communication system according to the third embodiment.
  • FIG. 25 is a sequence diagram illustrating a second example of the operation of the communication system according to the third embodiment.
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating another configuration example of the control device in the communication system according to the third embodiment.
  • FIG. 27 is a schematic diagram illustrating an example of a data configuration of the management DB in the control device illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 28 is a schematic configuration diagram showing an overview of a session switching operation in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a schematic diagram illustrating a first example of a data configuration of the bearer management DB according to the fourth embodiment.
  • FIG. 30 is a schematic diagram illustrating a second example of the data configuration of the bearer management DB according to the fourth embodiment.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating a configuration example of a control device in the communication system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 32 is a block diagram illustrating a configuration example of the control device in the communication system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a schematic diagram showing a configuration example of the policy DB in FIG.
  • FIG. 34 is a schematic configuration diagram showing an outline of a communication system according to the fifth embodiment.
  • an LTE communication system will be exemplified as a communication system according to the present embodiment.
  • the communication system to which the present invention is applied is not limited to LTE.
  • the present invention can be applied to GPRS (General Packet Radio Service), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), and the like.
  • the communication system includes a terminal 1 such as a mobile phone, a PC (Personal Computer), or a mobile router.
  • the communication system includes a base station (eNB) 2, a gateway 3, an MME 4, and an SGSN (Serving GPRS Support Node) 5 which are a plurality of network nodes for providing a communication service to the terminal 1.
  • the gateway 3 includes an S-GW (Serving Gateway) and a P-GW (PDN (Packet Data Network) Gateway).
  • the terminal 1 is connected to the base station 2 and accesses a network such as the Internet via the gateway 3.
  • the SGSN 5 is connected to UTRAN or GERAN (GSM EDGE Radio Access Network).
  • the S-GW is connected to the UTRAN or the like via the SGSN 5.
  • the network node establishes a session with other network nodes.
  • the session is a connection for transmitting a packet between network nodes, and includes, for example, a bearer set between network nodes or a terminal control session exchanged between network nodes.
  • FIG. 2 shows an example of communication paths set in the communication system of FIG.
  • the communication path is composed of a plurality of sessions set between network nodes.
  • a description will be given using a bearer as an example of a session.
  • the configuration disclosed in FIG. 2 is an example, and the communication path of the present invention includes bearers of a type not disclosed in FIG.
  • the communication system can provide a communication service to the terminal 1 through a communication path associated with the terminal 1.
  • a radio bearer is set in the radio interface between the terminal 1 and the base station 2.
  • An S1 bearer is set in the S1 interface between the base station 2 and the S-GW.
  • An S5 / S8 bearer is set in the S5 / S8 interface between the S-GW and the P-GW.
  • a communication path (EPS (Evolved Packet System) bearer) is constructed by these bearers. That is, the radio bearer, the S1 bearer, and the S5 / S8 bearer respectively constitute a part of the communication path (EPS bearer).
  • FIG. 3 shows a configuration example of the communication device 10 according to the first embodiment.
  • the communication device 10 is a network node of the communication system, for example, any one of the base station 2, the gateway 3, the MME 4, the SGSN 5 and the like illustrated in FIG. That is, in the first embodiment, network nodes such as the base station 2, the gateway 3, the MME 4, and the SGSN 5 have the function of the communication device 10 illustrated in FIG.
  • the communication device 10 can update, for example, some bearers constituting the EPS bearer illustrated in FIG. Therefore, when there is an increase in communication system resources, for example, when a network node is added, the communication device 10 can update only the bearer related to the added resource. Thereby, even when the resources of the communication system are controlled by expansion or reduction, it is possible to avoid the stop of the communication service due to re-execution of the Initial Attach procedure of Non-Patent Document 1.
  • the communication device 10 has a function of switching a bearer set between the communication device 10 (network node) facing the communication device 10 according to resource control (for example, expansion or reduction).
  • the communication device 10 includes a control unit 11 and a switching unit 12.
  • the switching unit 12 can switch a bearer set between the opposing network nodes. For example, the switching unit 12 determines a bearer that switches a bearer's destination or transmission source according to resource control such as addition / reduction of network nodes. And the control part 11 can notify the information regarding the bearer determined to switch to the opposing network node according to the instruction
  • Bearer can switch to the same type of bearer.
  • the switching unit 12 includes a communication device 10 between a plurality of types of bearers (for example, a radio bearer, an S1 bearer, an S5 / S8 bearer, etc.) constituting a part of an EPS bearer and a network node facing the same.
  • the set bearer is switched to the bearer of the same type as the bearer.
  • the switching unit 12 determines a bearer to be switched to the added P-GW among the bearers corresponding to the communication device 10.
  • the switching unit 12 instructs the control unit 11 to notify the opposite network node (S-GW) of information regarding the bearer determined to be switched.
  • the switching unit 12 can instruct the control unit 11 to notify the address of the additional P-GW that is the bearer switching destination and information including the identifier of the bearer after switching.
  • the control unit 11 exchanges control signals with the opposite network node. For example, the control unit 11 exchanges control signals with a network node corresponding to a bearer set with the communication device 10 among a plurality of types of network nodes through which the EPS bearer passes. For example, the control unit 11 notifies the opposite network node of information related to the bearer whose destination or transmission source is changed in accordance with resource control, using a control signal. The information regarding the bearer determined to be switched can be notified, for example, when the bearer is switched.
  • the control unit 11 can independently exchange bearer information with the opposite network node independently of, for example, the Initial Attach procedure of Non-Patent Document 1 described above. Therefore, even if it is a case where a bearer is switched, the communication apparatus 10 can perform bearer switching, without re-executing an Initial Attach procedure. That is, the switching unit 12 of the communication device 10 can switch the bearer that constitutes a part of the EPS bearer while maintaining the EPS bearer.
  • the control unit 11 can transmit information on the bearer to be switched to the opposite network node using, for example, a part of the control signal of the control signal used in the Initial Attach procedure.
  • the control part 11 can transmit the information regarding the bearer to be switched to the opposite network node using the Modify Bearer Request used in the Initial Attach procedure.
  • the control unit 11 can notify a control signal to the opposite network node for each bearer, for example. Moreover, the control part 11 can also switch a some bearer collectively, for example by notifying the opposing network node of the control signal regarding a some bearer.
  • the control unit 11 when an S-GW is added, notifies the opposite network node (P-GW) of information related to the bearer assigned to the added S-GW among the bearers corresponding to the communication device 10. For example, the control unit 11 notifies the opposite network node of the information including the address of the added S-GW and the identifier of the bearer assigned to the added S-GW by the control signal. Based on the notified information, the opposite network node changes the bearer connection destination to the S-GW added from the communication device 10 that has transmitted the control signal.
  • P-GW opposite network node
  • the switching unit 12 switches the bearer in the communication device 10 as illustrated in FIG.
  • the switching unit 12 switches bearers between the communication devices 10 as illustrated in FIG. Moreover, in the example of FIG. 4, the session for terminal control is switched simultaneously with the bearer.
  • FIG. 5 shows an example in which the bearer set between the communication devices 10 (A) and (C) is switched in response to the addition of the communication device 10 (B). As shown.
  • the communication device 10 (A) determines a bearer to be switched to the added communication device (B) according to the addition of the communication device 10 (B).
  • the communication device 10 (A) notifies the communication device 10 (C) of information regarding the bearer to be switched as a control signal (operation S1).
  • the communication device 10 (A) notifies the communication device 10 (C) of bearer information including the address of the communication device 10 (B) and the identifier of the bearer to be switched.
  • the communication device 10 (C) transmits a control signal for constructing a switched bearer with the communication device 10 (B) according to the information notified from the communication device 10 (A) (operation S2). For example, the communication device 10 (C) notifies the communication device 10 (B) of bearer information including the terminal control session information and the identifier of the bearer to be switched.
  • the communication device 10 (B) transmits a response to the information notified from the communication device 10 (C) (operation S3). For example, the communication device 10 (B) notifies the communication device 10 (C) of bearer information including the session information for terminal control and the identifier of the bearer to be switched.
  • the communication device 10 (C) transmits a response to the information notified from the communication device 10 (A) (operation S4).
  • the communication devices 10 (A) to (C) execute switching of the terminal control session and bearer.
  • the terminal control session (1) and bearer (1) set between the communication devices (A) and (C) are connected between the communication devices (B) and (C).
  • the terminal control session (2) and the bearer (2) are switched.
  • the communication device 10 (C) switches the bearer destination from the communication device 10 (A) to (B) based on the information notified from the communication device 10 (A).
  • the communication device 10 can switch only the bearer with the opposite network node. Therefore, the communication service can be stopped by re-execution of the bearer construction procedure. Can be avoided.
  • Second Embodiment According to the second embodiment of the present invention, by providing the function of a network node on a virtual machine, the resource control of the communication system can be executed by adding or removing virtual machines. it can. Therefore, the resource control of the communication system can be executed by software, and the resource control can be executed more easily and flexibly.
  • the technique of the second embodiment can be applied to both the first embodiment described above and the embodiments described later.
  • Example 1 of the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the server 20 capable of operating functions of network nodes such as the base station 2, the gateway 3, and the MME 4 on a virtual machine.
  • the server 20 includes a virtual network function (VNF: Virtual Network Function) 21 and a control unit 22 corresponding to the functions of the network node.
  • VNF Virtual Network Function
  • the VNF 21 has, for example, the same functions as those of the communication device 10 according to the first embodiment described above, that is, the functions of the control unit 11 and the switching unit 12. Since these functions are the same as those described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • the control unit 22 can operate the VNF 21 having a network node function on the virtual machine. As illustrated in FIG. 7, the control unit 22 includes a VM (Virtual Machine) control unit 220 and a path control unit 221.
  • VM Virtual Machine
  • the VM control unit 220 can operate the VNF 21 on the virtual machine.
  • the VNF 21 has a function of notifying a control signal for bearer switching to the opposing VNF 21 or the communication device 10 (function corresponding to the control unit 11 described above).
  • the VM control unit 220 can execute virtual machine resource control (for example, at least one of starting, deleting, and stopping a virtual machine). For example, the VM control unit 220 can start a new virtual machine on another server 20.
  • virtual machine resource control for example, at least one of starting, deleting, and stopping a virtual machine.
  • the VM control unit 220 can start a new virtual machine on another server 20.
  • the VM control unit 220 can also control the starting and stopping of the virtual machine according to the status of the communication system. For example, the VM control unit 220 dynamically starts and stops the VNF 21 according to the communication amount of the communication system, the congestion state, the load on the server 20, and the like. For example, the VM control unit 220 executes control such as starting a new virtual machine in accordance with the load of the virtual machine that executes the VNF 21.
  • the path control unit 221 transfers the received signal (packet or the like) to the VNF 21 corresponding to the bearer to which the signal belongs. For example, the path control unit 221 can transfer the control signal transmitted by the VNF 21 to the network node that is the bearer switching destination.
  • the P-GW 3 is configured by the communication device 10 of the first embodiment described above, but the present invention is not limited to the example of FIG.
  • the opposing P-GW 3 of the VNF 21 may be configured with a virtual network function operated on the virtual machine.
  • the IP address of the VNF 21 (A) is “a”, and the IP address of the P-GW that is the opposite network node is “c”.
  • the bearer identifiers (TEID: Tunnel Endpoint Identifier) of the bearers A1 and A2 between the VNF 21 (A) and the P-GW 3 are “XU” and “YU”, respectively.
  • the identifiers (TEID) of the terminal control session between the VNF 21 (A) and the P-GW 3 are “XC” and “YC”, respectively.
  • the IP address of the added VNF 21 (B) is “b”.
  • VNF21 (A) notifies the communication signal which opposes a control signal for every bearer used as the object of switching, for example.
  • the VNF 21 (A) for example, the address of the VNF 21 to which the bearer to be switched is switched, the identifier of the terminal that uses the bearer to be switched (for example, IMSI), and the communication path corresponding to the bearer to be switched.
  • Information including an identifier for example, EPS Bearer ID
  • the P-GW 3 establishes a new session with the VNF 21 (B) based on the notified information (terminal control session and bearers B1 and B2 in FIG. 8).
  • the P-GW 3 sends, to the VNF 21 (B), the IP address of the P-GW 3, the identifier of the terminal that uses the switching target bearer, and the identifier of the terminal control session that uses the switching target bearer And information including the bearer identifier assigned to the bearer after switching is notified by a control signal.
  • the VNF 21 (B) sends the IP address of the VNF 21 (B) to the P-GW 3, the identifier of the terminal control session that uses the bearer to be switched, and the bearer identifier assigned to the bearer after switching. Information including these is notified by a control signal.
  • FIG. 8 shows an example in which a session and a bearer are switched from VNF 21 (A) to VNF 21 (B), but the present invention is not limited to the example of FIG.
  • a session and a bearer may be switched from the communication device 10 (hardware) to the VNF 21 (software) (the same applies to the examples described below).
  • FIG. 9 shows an operation example of switching the bearer (S5 / S8 bearer) between the virtual S-GW configured with the VNF 21 and the P-GW.
  • the present invention is not limited to the example of FIG.
  • the operation illustrated in FIG. 9 is also applicable to switching of other bearers such as an S1-U bearer between the base station and the S-GW.
  • the present invention can also be applied to switching session information for terminal control, such as the S11 interface between the MME 4 and the S-GW and the S1 interface between the base station 2 and the MME 4.
  • VNF 21 (A) when a virtual machine corresponding to VNF 21 (B) is activated (operation S100), VNF 21 (A), for example, has activated a communication status regarding a bearer to be switched to VNF 21 (B). The process proceeds to VNF 21 (B) (operation S101).
  • the VNF 21 (A) transmits a control signal to the P-GW 3 (Operation S102).
  • the VNF 21 (A) includes information including the IP address of the VNF 21 (B) that is the bearer switching destination, the identifier of the terminal that uses the bearer to be switched, and the communication path identifier of the bearer to be switched.
  • the P-GW is notified as a control signal.
  • VNF21 (A) for example, notifies the control signal using Modify Bearer Request or Create Session Request in Initial Attach Procedure disclosed in Chapter 5.3.2 of 3GPP Technical Standard Specification (TS23.401) it can.
  • the VNF 21 can issue only the Modify Bearer Request or the Create Session Request, which is a part of the procedure, without issuing other messages of the Initial Attach procedure.
  • the VNF 21 may notify the control signal by another message.
  • the VNF 21 (A) can notify information on a plurality of bearers by a control signal.
  • the VNF 21 (A) can notify, for example, a CSID (Connection Set Identifier) for specifying a PDN connection group as information on a plurality of bearers by a control signal.
  • CSID Connection Set Identifier
  • the VNF 21 can determine whether or not to issue a control signal for switching the bearer based on the load of the virtual machine or the load of the server 20, for example. For example, the VNF 21 issues a control signal for switching the bearer to another VNF 21 when the load of the virtual machine is higher than a predetermined threshold or when the load of the server 20 operating the virtual machine is higher than the predetermined threshold. it can. In the example of FIG. 9, for example, the VNF 21 (A) controls the bearer to switch to the newly activated VNF 21 (B) because the load of the virtual machine that operates the VNF 21 (A) is higher than a predetermined threshold. Issue a signal. For example, the VNF 21 (A) can determine the number of bearers to be switched to the VNF 21 (B) according to the load of the virtual machine.
  • P-GW 3 exchanges control signals in order to newly establish a terminal control session and bearer set between VNF 21 (A) and P-GW 3 between VNF 21 (B) and P-GW 3. (Operations S103 to S104). Thereafter, the P-GW 3 returns a response to the control signal received in operation S102 to the VNF 21 (A) (operation S105).
  • the bearer set between VNF 21 (A) and P-GW 3 is switched to a bearer newly set between VNF 21 (B) and P-GW 3 (operation S106).
  • FIG. 10 shows an operation example in which the bearer (S5 / S8 bearer) is switched between the virtual S-GW and the P-GW configured with the VNF 21, and here, an operation example when the VNF 21 (B) is deleted.
  • the present invention is not limited to the example of FIG.
  • the operation illustrated in FIG. 10 is also applicable to switching of other bearers such as an S1-U bearer between the base station and the S-GW.
  • the present invention is also applicable to switching of UE control session information such as the S11 interface between the MME 4 and the S-GW and the S1 interface between the base station 2 and the MME 4.
  • the VNF 21 (B) to be deleted for example, shifts the communication status related to all bearers set in the VNF 21 (B) to another VNF (VNF 21 (A) in the example of FIG. 10) (operation S107). .
  • the VNF 21 (B) transmits a control signal to the P-GW 3 for each bearer set in the VNF 21 (B) (operation S108). Since the control signal transmitted by the VNF 21 (B) is the same as the control signal in the operation S102 of FIG. 9 described above, detailed description thereof is omitted.
  • P-GW 3 exchanges control signals to newly establish a terminal control session and bearer established between VNF 21 (B) and P-GW 3 between VNF 21 (A) and P-GW 3. (Operations S109 to S110). Thereafter, the P-GW 3 returns a response to the control signal in the operation S108 to the VNF 21 (B) (operation S111). Since the control signals in the operations S109 to S111 in FIG. 10 are the same as those in S103 to S105 in FIG. 9 described above, detailed description is omitted.
  • the bearer set in the VNF 21 (B) to be deleted is switched to the VNF 21 (A) (operation S112).
  • VNF 21 (B) is deleted after all bearers have been switched, for example (operation S113).
  • Example 2 In the first embodiment described above, an example in which the VNF 21 is constructed for each network node has been described. In the second embodiment, an example in which the VNF 21 is constructed for each detailed function of the network node is shown.
  • the VM control unit 220 can operate the VNF 21 for each detailed function of the network node.
  • the network node illustrated in FIG. 1 has a plurality of functions related to signal processing, as illustrated below.
  • the VM control unit 220 can operate the VNF 21 for each individual function exemplified below.
  • P-GW Packet processing function
  • U-Plane function Function to process control signaling
  • C-Plane function Function to process control signaling
  • PCEF Policy and Charging Enforcement Function
  • PCRF Policy and Charging Rule Function
  • LI Lawful Interception
  • S-GW Packet processing function
  • C-Plane function Function to process control signaling
  • MME4 ⁇ Function to process control signaling (C-Plane function): For example, setting / release of communication session, control of handover, etc. ⁇ Manages subscriber information of communication system in cooperation with HSS (Home Subscriber Server) Function
  • Base station 2 ⁇ Function to perform digital baseband signal processing ⁇ Function to perform analog Radio Frequency (RF) signal processing
  • FIG. 11 shows a configuration example of the server 20 according to the second embodiment.
  • the control unit 22 of the server 20 can construct a VNF 21 for each individual function of the network node.
  • the virtual gateway 3 (S-GW or P-GW) is configured with VNFs 21 corresponding to the C-Plane function and the U-Plane function.
  • FIG. 12 shows an example in which bearers (bearers A1, A2) corresponding to VNF 21 (B) are switched in accordance with the addition of VNF 21 (C) having the U-Plane function.
  • the VNF 21 (A) having the C-Plane function exchanges control signals with the opposing P-GW 3. Further, the VNF 21 (A) having the C-Plane function can control the bearer switching by the VNFs 21 (B) and (C) having the U-Plane function. Since other operations are the same as the example described with reference to FIG. 8, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 13 shows an operation example when a virtual machine corresponding to the VNF 21 (C) having the S-GW U-Plane function is started.
  • the virtual machine (VM) corresponding to the VNF 21 (C) having the U-Plane function is activated (operation S114).
  • the VNF 21 (B) may shift the communication status of the VNF 21 (B) to the activated VNF 21 (C).
  • the VNF 21 (A) having the C-Plane function of the S-GW notifies the P-GW 3 of a control signal related to the bearer for switching to the activated VNF 21 (C) from the VNF 21 (B) (operation S115).
  • VNF21 (A) notifies a control signal for every bearer switched to VNF21 (C), for example.
  • the VNF 21 (A) notifies the P-GW 3 of information including the address of the VNF 21 (C) and the switched TEID by a control signal.
  • the VNF 21 (A) can also notify the P-GW 3 of information regarding a plurality of bearers by a control signal.
  • the bearer set between the VNF 21 (B) and the P-GW 3 is switched to the bearer between the VNF 21 (C) and the P-GW 3 (operation S116).
  • a bearer for downlink P-GW3 to VNF21 (C)
  • the P-GW 3 may transmit a control signal to the VNF 21 (A) having the C-Plane function.
  • the P-GW 3 may transmit information including the IP address of the P-GW 3 and the TEID of the uplink bearer using a control signal.
  • whether or not the P-GW 3 that is the opposite network node transmits a control signal to the VNF 21 (A) is arbitrary.
  • Example 3 In the first embodiment described above, an example in which the communication status is shifted when the virtual machine corresponding to the VNF 21 is started, stopped, or the like has been described (see FIGS. 9 to 10). In the third embodiment, the VNF 21 communicates. A configuration example capable of avoiding status transition will be shown. By avoiding the transition of the communication status by the VNF 21, the period required from the start and stop of the virtual machine to the bearer switching is shortened. By reducing the period required for bearer switching, the performance of the communication system is improved.
  • the server 20 includes a shared DB 23 shared by a plurality of VNFs 21.
  • the communication status related to each VNF 21 can be centrally managed. That is, each VNF 21 stores the communication status in the shared DB 23 without directly managing the communication status. For example, when the communication status is changed by signal processing, each VNF 21 stores the changed communication status in the shared DB 23.
  • the shared DB 23 may be an external storage that can be accessed by the server 20.
  • Each VNF 21 can access the shared DB 23 via, for example, the path control unit 221 of the control unit 22.
  • the path control unit 221 can connect each VNF 21 and the shared DB 23.
  • Each VNF 21 can access the shared DB 23 via the path control unit 221 and manage the communication status by the shared DB 23.
  • a bearer state such as a bearer context
  • the bearer context is described in, for example, Chapter 5.7 of the 3GPP technical specification (TS23.401 V12.3.0).
  • Example 3 can also be applied to the first embodiment described above.
  • each communication device 10 stores the communication status in the shared DB 23, so that each communication device 10 can avoid shifting the communication status to another communication device 10.
  • Example 4 The base station has a function of performing digital baseband signal processing and a function of performing analog RF (Radio Frequency) signal processing.
  • the baseband signal processing function and the radio signal processing are provided. The function is separated.
  • the base station 2 transmits a baseband processing unit 21 (hereinafter referred to as “BBU”) and a wireless unit 25 (hereinafter referred to as “RRH”). To be separated.
  • BBU baseband processing unit
  • RRH wireless unit 25
  • the BBU 21 and the RRH 25 are connected to each other via the network 24.
  • the VNF 21 operated by the server 20 provides the BBU function.
  • the VNF 21 having the BBU function is connected to a higher level network (for example, a backhaul network or a core network of a communication carrier) and executes control / monitoring of a radio base station and digital baseband signal processing.
  • Digital baseband signal processing includes layer 2 signal processing and layer 1 (physical layer) signal processing.
  • Layer 2 signal processing consists of (i) data compression / decompression, (Ii) data encryption, (Iii) Addition / deletion of layer 2 header, (Iv) data segmentation / concatenation, and (v) transfer format generation / decomposition by data multiplexing / separation, At least one of them.
  • layer 2 signal processing includes processing of Radio Link Control (RLC) and Media Access Control (MAC).
  • the physical layer signal processing includes channel coding / decoding (Channel Coding / Decoding), modulation / demodulation (Spreading / De-spreading), resource mapping, and Inverse Fast Fourier Transform (Transfer / De-spreading). This includes generation of OFDM symbol data (baseband OFDM signal) by IFFT.
  • RRH25 is in charge of analog RF signal processing and provides an air interface to the mobile station.
  • Analog RF signal processing includes D / A conversion, A / D conversion, frequency up-conversion, frequency down-conversion, amplification, and the like.
  • the server 20 includes a VNF 21 having a BBU function and a control unit 22.
  • the control unit 22 of the server 20 can operate the VNF 21 having a BBU function.
  • the server 20 is connected to the RRH 25 via the network 24.
  • the path control unit 221 of the control unit 22 can construct a link between the VNF 21 having the BBU function and the RRH 25.
  • the path control unit 221 can establish a peer-to-peer link between the VNF 21 and the RRH 25.
  • the control unit 22 may operate a VNF 21 having a BBU C-Plane function and a VNF 21 having a BBU U-Plane function.
  • FIG. 18 shows an example when the VNF 21 (B) having the BBU function is activated.
  • VNF 21 (A) transmits a control signal to MME 4 in response to activation of VNF 21 (B) (Operation S129) (Operation S130).
  • VNF21 (A) transmits the information regarding the bearer switched from VNF21 (A) to (B) with respect to MME4 with a control signal.
  • VNF21 (A) can transmit a control signal for every bearer to switch.
  • VNF21 (A) can transmit the information regarding a some bearer with a control signal.
  • the information transmitted in operation S130 includes, for example, the IP address of the switching destination VNF 21 (B) and the switched TEID.
  • the MME 4 transmits a control signal to the S-GW 3 based on the information received from the VNF 21 (A) (Operation S131). For example, the MME 4 requests the S-GW 3 for information on the bearer to switch from VNF 21 (A) to (B) (VNF 21 (B) ⁇ S-GW 3 direction) by a control signal.
  • the MME 4 can transmit a control signal for each bearer to be switched.
  • MME4 can request
  • the S-GW 3 switches the bearer information from VNF 21 (A) to (B) (in the direction of VNF 21 (B) ⁇ S-GW 3) to the MME 4 (operation S132).
  • the S-GW 3 transmits information including the IP address of the S-GW 3 and the TEID of the bearer for the VNF 21 (B) ⁇ S-GW 3 direction to the MME 4 by the control signal.
  • the MME 4 transmits the received information to the VNF 21 (B) by a control signal (Operation S133).
  • the VNF 21 (B) transmits the bearer information (in the direction of S-GW3 ⁇ VNF21 (B)) to the MME 4 from the VNF 21 (A) to the (B) (operation S134).
  • the VNF 21 (B) transmits information including the IP address of the VNF 21 (B) and the TEID of the bearer for the S-GW3 ⁇ VNF21 (B) direction by MME4 using the control signal.
  • the MME 4 transmits the information received from the VNF 21 (B) to the S-GW 3 using a control signal (Operation S135).
  • the S-GW 3 transmits a response to the information received in operation S135 to the MME 4 (operation S136).
  • the MME 4 transmits a control signal to the VNF 21 (A) based on the information received from the S-GW 3 (Operation S137).
  • the bearer set between the VNF 21 (A) and the S-GW 3 becomes the VNF 21 (B) and the S- A bearer newly set up with the GW 3 is switched (operation S138).
  • Example 5 In the fifth embodiment described below, the routing table of the router on the upper network (for example, the Internet) side is updated according to the resource control of the VNF 21 having the P-GW function.
  • the router on the upper network side can be controlled in accordance with the start and stop of the VNF 21 having the P-GW function, the interruption of the downlink traffic from the upper network side can be avoided.
  • the sequence illustrated in FIG. 20 shows an operation example when the VNF 21 (B) having the P-GW function is activated and the bearer is switched from the VNF 21 (A) to the VNF 21 (B).
  • VNF 21 (B) is activated (operation S127), and at least a part of the bearers of VNF 21 (A) is switched to the activated VNF 21 (B). Since the bearer switching operation is the same as the operation described in the other embodiments described above, detailed description thereof is omitted.
  • the VNF 21 (A) transmits a control signal to the router 6 (operation S128).
  • the VNF 21 (A) may transmit a control signal for updating the routing table to the router 6 before executing bearer switching.
  • the VNF 21 (B) may transmit a control signal to the router 6 after the bearer is switched.
  • the VNF 21 (A) transmits information including the address of the UE corresponding to the bearer and the address of the virtual P-GW corresponding to the UE (VNF 21 (B) in the example of FIG. 20) as a control signal. To do.
  • the router 6 updates the routing table so that the traffic addressed to the UE is transferred to the bearer switching destination virtual P-GW (in the example of FIG. 20, VNF 21 (B)). (Operation S129). The router 6 forwards traffic based on the updated routing table.
  • Example 6 In the sixth embodiment, an example in which the correspondence relationship between the VNF 21 and the PCRF 7 is switched in accordance with the resource control of the VNF 21 having the P-GW function will be described.
  • the correspondence relationship between the VNF 21 and the PCRF 7 is switched according to the start / stop of the VNF 21 having the P-GW function.
  • the operation of the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 22 shows an operation example when the VNF 21 (B) having the P-GW function is activated and the bearer is switched from the VNF 21 (A) to the VNF 21 (B).
  • VNF 21 (B) is activated (operation S130) and at least a part of the bearers of VNF 21 (A) is switched to the activated VNF 21 (B). Since the bearer switching operation is the same as the operation described in the other embodiments described above, detailed description thereof is omitted.
  • the VNF 21 (A) transmits a control signal to the PCRF 7 (Operation S131).
  • the VNF 21 (A) may transmit a control signal to the PCRF 7 before executing bearer switching.
  • the VNF 21 (B) may transmit a control signal to the PCRF 7 after the bearer is switched.
  • the VNF 21 (A) transmits, for example, information including information on a bearer and an address of a virtual P-GW (VNF 21 (B) in the example of FIG. 20) corresponding to the bearer as a control signal.
  • the PCRF 7 switches the correspondence relationship with the VNF 21 based on the received control signal (operation S132).
  • Third Embodiment The third embodiment of the present invention can be applied to any of the techniques disclosed in the first embodiment and the second embodiment described above and the techniques disclosed in the embodiments described later. is there.
  • control device 30 performs resource control of the communication device 10 or the VNF 21, and centrally controls resource control of the plurality of communication devices 10 or VNFs 21, thereby improving the operation efficiency of the communication system. Can be improved.
  • control device 30 includes a resource control unit 31 and an interface 32, and can communicate with the communication device 10 and the server 20 via the interface 32.
  • the resource control unit 31 controls the resources of the communication device 10 or the VNF 21.
  • the resource control unit 31 can instruct the control unit 22 of the server 20 to perform resource control such as starting and stopping of a virtual machine for operating the VNF 21, for example. Further, for example, the resource control unit 31 can perform resource control such as starting the communication device 10 pooled in the communication system and incorporating it into the communication system. In the following, the present embodiment will be described using an example in which the resource control unit 31 executes resource control based on the VNF 21.
  • the resource control unit 31 can transmit an instruction for resource control to the control unit 22 of the server 20 via the interface 32.
  • the resource control by the control unit 22 is the same as the example shown in the second embodiment, for example.
  • FIG. 24 shows an example of switching the bearer between the P-GW and the VNF 21 in response to the activation of the VNF 21 (VNF having the S-GW function) by the control device 30.
  • the control device 30 can also perform resource control such as stopping the VNF 21, for example.
  • the resource control unit 31 of the control device 30 instructs the server 20 to start a virtual machine for operating the VNF 21 (B) (operation S20).
  • the control unit 22 of the server 20 activates the virtual machine according to the instruction.
  • the resource control unit 31 can include, for example, the type of function provided by the VNF 21 (S-GW function, P-GW function, PCEF function, etc.) in the instruction to the server 20.
  • the VNF 21 (A) determines the bearer to be switched from the VNF 21 (A) to the VNF 21 (B) in response to the activation of the VNF 21 (B), and transmits a control signal to the P-GW 3 to start the bearer switching procedure. (Operation S21). Since the control signals used in the bearer switching procedure are the same as those in the above-described embodiment (for example, S1 to S4 in FIG. 5), detailed description is omitted.
  • the bearer set between VNF 21 (A) and P-GW 3 is switched to the bearer between VNF 21 (B) and P-GW 3 (operation S22). Since the bearer switching operation is the same as that in the above-described embodiment (for example, S5 in FIG. 5), detailed description is omitted.
  • control device 30 can instruct the VNF 21 to issue a control signal.
  • the resource control unit 31 of the control device 30 instructs the control unit 22 of the server 20 to start the virtual machine corresponding to the VNF 21 (B) (operation S23).
  • the resource control unit 31 instructs bearer switching to the VNF 21 (A) (operation S24).
  • the resource control unit 31 can determine the VNF 21 that is the bearer switching source based on the load of the virtual machine, the load of the server 20, and the like.
  • the resource control unit 31 sets the VNF 21 that is operated by a virtual machine whose load is higher than a predetermined threshold or the VNF 21 that is operated by a server whose load is higher than a predetermined threshold to the VNF 21 that is a bearer switching source. decide.
  • the resource control unit 31 determines VNF 21 (A) as a bearer switching source and instructs VNF 21 (A) to switch bearers.
  • the resource control unit 31 can also specify a bearer to be switched to the VNF 21 (A).
  • the VNF 21 (A) issues a control signal to the P-GW 3 to start a bearer switching procedure (Operation S25) and switches the bearer (Operation S26). Since other operations are the same as those in the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • Configuration example 2 of control device With reference to FIGS. 26 and 27, another configuration example of the control device 30 is shown. As illustrated in FIG. 26, the control device 30 includes a status collection unit 33 and a management DB (Data Base) 34 in addition to the resource control unit 31 and the interface 32.
  • a management DB Data Base
  • the status collection unit 33 collects information from the server 20. For example, the status collection unit 33 stores the configuration information illustrated in FIG. 27 in the management DB 34 based on the collected information. For example, the management DB 34 identifies each VNF 21 by the identifier (VNF Identifier) of the VNF 21, and manages information for each VNF ID.
  • VNF Identifier the identifier
  • the status collection unit 33 can store the status corresponding to each VNF 21 in the management DB 34.
  • the status collection unit 33 can collect, for example, the load status (VM Load or Server Load in FIG. 27) of the virtual machine or server 20 corresponding to each VNF 21 and store it in the management DB 34.
  • the status collection unit 33 can also collect, for example, the load status (NW Load in FIG. 27) of the communication path related to each VNF 21.
  • the resource control unit 31 can execute resource control based on information stored in the management DB 34. For example, the resource control unit 31 can start and stop the virtual machine according to the load on the virtual machine and the server 20. Further, the resource control unit 31 can determine the VNF 21 that is the bearer switching source based on the information stored in the management DB 34.
  • the resource control unit 31 can execute a resource control based on a comparison result by comparing a predetermined threshold value with information in the management DB 34. For example, the resource control unit 31 instructs the server 20 to start the virtual machine operating the VNF 21 having the same type of function when the load of the virtual machine operating the VNF 21 (VM Load in FIG. 27) exceeds a predetermined threshold. To do. For example, when the load of the server 20 (Server Load in FIG. 27) exceeds a predetermined threshold, the resource control unit 31 newly starts a virtual machine on another server 20 whose load is equal to or lower than the predetermined threshold. Instruct.
  • Fourth Embodiment The fourth embodiment of the present invention can be applied to any of the techniques disclosed in the first to third embodiments described above and the techniques disclosed in the later-described embodiments.
  • bearers can be switched for each group to which a plurality of bearers belong. Since bearers are switched for each group, the time required for bearer switching is reduced.
  • the VNF 21 (B) having the S-GW function is activated, and a plurality of bearers set between the VNF 21 (A) and the P-GW 3 are present. Switchable in groups.
  • VNF 21 (A) transmits a control signal including information on a plurality of bearers belonging to the bearer group to P-GW 3.
  • the VNF 21 (A) transmits information including the address of the VNF 21 that is the bearer switching destination and the new TEIDs of a plurality of bearers belonging to the group using a control signal.
  • the VNF 21 (A) transmits information on a plurality of bearers (bearers: A11-A1n) belonging to the bearer group to the P-GW 3 using a control signal.
  • the bearer A11-A1n for the uplink (bearer from the VNF 21 to the P-GW) is switched to the bearer B11-B1n.
  • the P-GW 3 transmits a control signal for switching a bearer for downlink (bearer from the P-GW 3 to the VNF 21) to the VNF 21 (B) that is a bearer switching destination.
  • the plurality of downlink bearers (A21-A2n) are switched to the plurality of bearers (B21-B2n), respectively.
  • VNF 21 has a function of grouping a plurality of bearers.
  • the VNF 21 can group a plurality of bearers and switch the bearers for each group as in the example of FIG.
  • the VNF 21 can manage a bearer group.
  • the VNF 21 groups bearers based on attributes related to bearers. Examples of attributes related to bearers are shown below.
  • ⁇ Stay area of terminal 1 E-UTRAN Cell ID, etc.
  • -Charging characteristics related to terminal 1 Regular charging, prepaid charging, flat rate, etc.
  • Communication status of terminal 1 (whether or not a certain amount of communication has been performed during a certain period) Whether or not the terminal 1 is an MTC (Machine Type Communication) device.
  • the MTC device group to which the terminal 1 belongs. The type of the MTC application with which the terminal 1 communicates.
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected -QoS characteristics-Terminal 1 state
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN) to which the terminal 1 is connected
  • IDLE state Packet Data Network (PDN)
  • said attribute is an illustration and VNF21 can also group a bearer by another attribute.
  • the VNF 21 is capable of grouping bearers based on information about the UE in the EPS Bearer Context disclosed in Chapter 5.7 of the standard specification (3GPP TS 23.401).
  • the VNF 21 can group bearers according to the contract contents between the user of the terminal 1 and the communication carrier.
  • the VNF 21 can group bearers related to users (for example, Premium Subscribers) who have signed a contract with a telecommunications carrier that is more expensive than other users.
  • the VNF 21 can group bearers related to users of normal contracts.
  • the VNF 21 can group bearers according to information on the location of the terminal 1 (for example, GSP information, base station information to which the terminal 1 is attached, etc.). For example, the VNF 21 can group bearers related to the terminals 1 whose positions are close to each other based on GPS information, information on the base station to which the terminal 1 is attached, and the like.
  • the VNF 21 can group bearers according to the bearer QoS (Quality of Service) information.
  • the VNF 21 can group bearers according to a QCI (Quality Class Indicator) corresponding to each bearer.
  • the VNF 21 groups bearers corresponding to a QCI whose priority is lower than a predetermined value, and when the VNF 21 is newly activated, the bearer belonging to the relatively low priority group is newly activated to the VNF 21. Control to switch. Normally, when the bearer is switched to the newly activated VNF 21, a delay or the like occurs in communication, and the user's QoE (Quality of Experience) decreases. However, since only the bearers of a relatively low priority group are targeted for switching, it is possible to limit the QoE reduction to the low priority bearers.
  • MTC Machine Type Communication
  • MTC Machine Type Communication
  • MTC Machine Type Communication
  • MTC is being standardized by technical standard specifications (3GPP TS22.368 etc.). Since it is assumed that the MTC device performs communication at a specific time (for example, “every day, PM 12:00” or “every Friday, AM 3:00”, etc.), a large number of similar MTC devices (for example, smart meters) ) Start communication at the same time, a large amount of traffic can occur at specific times. Therefore, the VNF 21 switches the bearer related to the MTC device to the VNF 21 that exclusively handles the bearer related to the MTC device.
  • 3GPP TS22.368 technical standard specifications
  • the operator of the communication system can also operate the communication system so that the virtual machine that operates the VNF 21 dedicated to the MTC device is dynamically activated at the time when the MTC device is expected to start communication. Further, the operator may operate the communication system so as to delete the virtual machine that operates the VNF 21 dedicated to the MTC device when the communication of the MTC device is completed.
  • the VNF 21 can also group a plurality of bearers according to the CSID for specifying the PDN connection group.
  • the TEID of each bearer may be assigned so that the TEIDs of a plurality of bearers belonging to the group can be collectively identified.
  • the TEID is assigned to each of a plurality of bearers belonging to the group so that the upper 24 bits of the TEID configured by 32-bit information are the same.
  • the VNF 21 can collectively identify a plurality of bearers belonging to the group based on the information of the upper 24 bits of the TEID.
  • the VNF 21 can manage a group of bearers based on a bit mask of TEID (here, the upper 24 bits of TEID).
  • control device 30 can manage a plurality of bearers as a group.
  • the control device 30 includes a bearer management DB 35 in addition to the configuration example illustrated in the above-described embodiment.
  • the bearer management DB 35 can store information of the configuration illustrated in FIG. 29 or FIG. 30, for example. That is, the bearer management DB 35 has information regarding the bearer group set based on the above-described attributes and the like.
  • the resource control unit 31 can execute resource control such as the VNF 21 with reference to the bearer management DB 35.
  • the resource control unit 31 instructs the server 20 to perform resource control of the virtual machine that operates the VNF 21 according to the load of the virtual machine, the load of the server 20, and the like, as in the example of the third embodiment described above. To do.
  • the resource control unit 31 can determine, for example, a bearer group to be allocated to a virtual machine that is newly activated by the above resource control with reference to the bearer management DB 35.
  • the resource control unit 31 assigns the bearer group having the above-described attribute to the VNF 21 operated on the newly activated virtual machine. For example, the resource control unit 31 allocates a plurality of bearers having the same QoS characteristics to the VNF 21 operated on the newly activated virtual machine. For example, the resource control unit 31 assigns a plurality of bearers related to the same MTC device group to the VNF 21 operated on the newly activated virtual machine.
  • the resource control unit 31 can instruct the VNF 21 to switch the bearers belonging to the group.
  • the VNF 21 switches a plurality of bearers belonging to the group according to the instruction.
  • the resource control unit 31 instructs the switching source VNF 21 to switch a plurality of bearers belonging to the group.
  • the resource control unit 31 notifies the switching source VNF 21 of information including attributes (eg, QCI value, TEID bit mask, MTC device group, etc.) corresponding to the group.
  • the VNF 21 switches the bearer corresponding to the notified information to the switching destination VNF 21.
  • the fifth embodiment of the present invention is applicable to the techniques disclosed in the first to fourth embodiments described above.
  • the control device 30 can set an operation policy for the server 20. Since the server 20 can autonomously execute resource control based on the set operation policy, the operation efficiency of the communication system is improved.
  • control device 30 includes a management interface 36 and a policy DB 37.
  • Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
  • the policy DB 37 includes a resource control policy 370 and a bearer switching policy 371.
  • the resource control policy 370 is a policy for the server 20 to autonomously execute resource control of the virtual machine that operates the VNF 21.
  • the bearer switching policy 371 is a policy for the server 20 to autonomously perform bearer switching.
  • the operator of the communication system can construct information in the policy DB 37 via the management interface 36.
  • the management interface 36 can provide, for example, a GUI (Graphical User Interface) to the operator.
  • the operator can set an operation policy in the control device 30 by using a GUI provided by the management interface 36.
  • the control unit 22 activates the virtual machine that operates the VNF 21 having the same function. -When the load of the virtual machine which operates VNF21 becomes below a predetermined threshold value, the control part 22 stops the said virtual machine. The control unit 22 switches the bearer corresponding to the virtual machine to be stopped to the VNF 21 operated on another virtual machine. When the communication load of the system exceeds a predetermined threshold, the control unit 22 activates a virtual machine that operates the VNF 21.
  • the control unit 22 uses a VNF 21 having a C-Plane function (for example, a C-Plane function or an MME function of S-GW or P-GW). Start the operating virtual machine.
  • a C-Plane function for example, a C-Plane function or an MME function of S-GW or P-GW.
  • the resource control unit 31 of the control device 30 notifies the control unit 22 of the server 20 of the resource control policy 370 described above.
  • the control unit 22 autonomously controls the virtual machine based on the notified policy.
  • An example of the bearer switching policy 371 is shown below.
  • the VNF 21 switches the bearer to the VNF 21 having the same function.
  • the VNF 21 switches the bearer to the VNF 21 having the same function.
  • the VNF 21 determines the number of bearers to be switched to another VNF 21 according to the load of the virtual machine.
  • the VNF 21 switches the bearer to the VNF 21 having the same function.
  • the VNF 21 switches bearers for each bearer group.
  • the VNF 21 switches the bearer to the VNF 21 having the same function.
  • VNF21 determines the bearer to switch according to the priority of a bearer. -When the load of the virtual machine which operates VNF21 becomes below a predetermined threshold value, the control part 22 stops the said virtual machine. The VNF 21 to be stopped switches the bearer corresponding to the VNF 21 to the VNF 21 operated on another virtual machine. -When the load of the VNF 21 that processes the C-Plane signal (for example, the C-Plane function or MME function of the S-GW or P-GW) exceeds a predetermined threshold, the VNF 21 processes the C-Plane signal. Switch bearer to VNF21.
  • C-Plane signal for example, the C-Plane function or MME function of the S-GW or P-GW
  • the resource control unit 31 of the control device 30 notifies the VNF 21 of the bearer switching policy 371 described above.
  • the VNF 21 autonomously switches bearers based on the notified policy.
  • the resource control policy 370 and the bearer switching policy 371 are set in the server 20 by the control device 30.
  • the present invention is not limited to the fifth embodiment.
  • the resource control policy 370 may be set in advance in the control unit 22 of the server 20.
  • the bearer switching policy 371 may be set in advance in the VNF 21.

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Abstract

【課題】通信システムにおけるリソース制御を行う場合、通信パスの再確立に伴う通信サービスへの影響を抑止する。 【解決手段】本発明の通信装置は、端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおける通信装置であって、前記通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え可能な第一の手段と、前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信可能な第二の手段とを含む。

Description

通信装置、通信方法、通信システムおよびプログラム
　本発明は、２０１４年３月２０日に出願された日本国特許出願：特願２０１４－０５８７２７号の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用を持って本書に組み込まれているものとする。
　本発明は、通信に用いられる通信装置、通信方法、通信システムおよびプログラムに関する。
　近年、スマートフォンの普及等により、通信トラフィックが急激に増加している。そのため、通信システムのオペレータは、トラフィックの増加に対応するため、通信システムのリソースを増設することが要求されている。
　一方で、トラフィック量は時々刻々と変化するため、トラフィックのピークに合わせてリソースを増設すると、リソースが無駄となってしまうことも想定される。
　従って、通信システムのリソースをより柔軟に制御できる技術への要求が高まっている。
　通信システムのリソースは、例えば近年発展しているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、非特許文献１に開示されているように、基地局（ｅＮｏｄｅＢ）、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）、ゲートウェイ装置等である。
３ＧＰＰ　ＴＳ２３．４０１　Ｖ１２．３．０（２０１３－１２）　３ｒｄ　Ｇｅｅｎｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ；　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ａｓｐｅｃｔｓ；　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｕｎｉｃｅｒｓａｌ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）　ａｃｃｅｓｓ　（Ｒｅｌｅａｓｅ　１２）
　上記非特許文献１の５．３．２章に開示されるように、通信システムは、様々なリソースを経由する通信パス（ベアラ）を設定し、当該通信パスを介して、端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）に通信サービスを提供する。
　しかし、上記非特許文献１の技術では、例えば通信パス上のリソース（例えばゲートウェイ等）が増設等により変更されると、変更後のリソースを経由する通信パスを設定するため、５．３．２．１章に開示されるＩｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順が再実行される。
　“Ｉｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ”手順が再実行されると、通信サービスが中断される等、通信サービスに対する様々な影響が想定される。
　本発明の目的は、通信サービスへの影響を抑止しつつ、柔軟にリソースを制御できる技術を提供することである。
　本発明の通信装置は、端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおける通信装置であって、前記通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え可能な第一の手段と、前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信可能な第二の手段とを含む。
　本発明の通信方法は、端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおける通信方法であって、通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え、前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信することを特徴とする。
　本発明の通信システムは、端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムであって、通信装置と、前記通信装置との間に第一のセッションを設定するネットワークノードとを備え、前記通信装置は、複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え可能な第一の手段と、前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信可能な第二の手段とを含む。
　本発明のプログラムは、端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるコンピュータに、前記通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替える処理と、前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信する処理とを実行させる。
　本発明により、通信サービスへの影響を抑止しつつ、柔軟にリソースを制御できる技術を提供することが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態による通信システムの一例を示す構成図である。 図２は、第１の実施形態による通信システムにおける通信パスの一例を示す模式図である。 図３は、第１の実施形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。 図４は、第１の実施形態による通信装置のセッション切替の一例を示す模式図である。 図５は、第１の実施形態におけるセッション切替動作の一例を示すシーケンス図である。 図６は、本発明の第２の実施形態の実施例１によるサーバの構成例を示すブロック図である。 図７は、第２の実施形態の実施例１によるサーバの制御部が有する機能構成の一例を示すブロック図である。 図８は、第２の実施形態の実施例１におけるセッション切替動作の概要を示す模式的構成図である。 図９は、第２の実施形態の実施例１におけるセッション切替動作の第１例を示すシーケンス図である。 図１０は、第２の実施形態の実施例１におけるセッション切替動作の第２例を示すシーケンス図である。 図１１は、第２の実施形態の実施例２によるサーバの構成例を示すブロック図である。 図１２は、第２の実施形態の実施例２におけるセッションの切替動作の概要を示す模式的構成図である。 図１３は、第２の実施形態の実施例２におけるセッション切替動作の一例を示すシーケンス図である。 図１４は、第２の実施形態の実施例３によるサーバの構成例を示すブロック図である。 図１５は、第２の実施形態の実施例３におけるセッション切替動作の第１例を示すシーケンス図である。 図１６は、第２の実施形態の実施例３におけるセッション切替動作の第２例を示すシーケンス図である。 図１７は、第２の実施形態の実施例４によるサーバの構成例を示すブロック図である。 図１８は、第２の実施形態の実施例４におけるセッション切替動作の一例を示すシーケンス図である。 図１９は、第２の実施形態の実施例５による通信システムの一例を示す構成図である。 図２０は、第２の実施形態の実施例５による通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 図２１は、第２の実施形態の実施例６による通信システムの一例を示す構成図である。 図２２は、第２の実施形態の実施例６による通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 図２３は、本発明の第３の実施形態による通信システムにおける制御装置の構成例を示すブロック図である。 図２４は、第３の実施形態による通信システムの動作の第１例を示すシーケンス図である。 図２５は、第３の実施形態による通信システムの動作の第２例を示すシーケンス図である。 図２６は、第３の実施形態による通信システムにおける制御装置の他の構成例を示すブロック図である。 図２７は、図２６に示す制御装置における管理ＤＢのデータ構成の一例を示す模式図である。 図２８は、本発明の第４の実施形態におけるセッション切替動作の概要を示す模式的構成図である。 図２９は、第４の実施形態におけるベアラ管理ＤＢのデータ構成の第１例を示す模式図である。 図３０は、第４の実施形態におけるベアラ管理ＤＢのデータ構成の第２例を示す模式図である。 図３１は、第４の実施形態による通信システムにおける制御装置の構成例を示すブロック図である。 図３２は、本発明の第５の実施形態による通信システムにおける制御装置の構成例を示すブロック図である。 図３３は、図３２におけるポリシーＤＢの構成例を示す模式図である。 図３４は、第５の実施形態による通信システムの概要を示す模式的構成図である。
　以下、本発明の実施形態を説明する。各実施形態は例示であり、本発明は各実施形態に限定されるものではない。
　１．第１の実施形態
　以下、本実施形態による通信システムとして、ＬＴＥの通信システムを例示する。ただし、本発明が適用される通信システムはＬＴＥに限定されない。例えば、本発明は、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）等にも適用可能である。
　１．１）システム
　図１において、本実施形態による通信システムは、携帯電話、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モバイルルータ等の端末１を含む。通信システムは、端末１に通信サービスを提供するための複数のネットワークノードである基地局（ｅＮＢ）２、ゲートウェイ３、ＭＭＥ４、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ　ＧＰＲＳ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｎｏｄｅ）５を含む。ゲートウェイ３は、Ｓ－ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ　Ｇａｔｅｗａｙ）とＰ－ＧＷ（ＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）　Ｇａｔｅｗａｙ）とを含む。端末１は、基地局２と接続し、ゲートウェイ３を経由して、インターネット等のネットワークにアクセスする。ＳＧＳＮ５は、ＵＴＲＡＮあるいはＧＥＲＡＮ（ＧＳＭ　ＥＤＧＥ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続する。Ｓ－ＧＷは、ＳＧＳＮ５を介して、ＵＴＲＡＮ等と接続する。
　ネットワークノードは他のネットワークノードとセッションを構築する。セッションは、ネットワークノード間でパケットを伝送するためのコネクションであり、例えば、ネットワークノード間に設定されるベアラ、あるいはネットワークノード間でやり取りされる端末制御用のセッションを含む。
　図２は、図１の通信システムに設定される通信パスの例を示す。通信パスは、ネットワークノード間に設定される複数のセッションで構成される。なお、本明細書では、特に明示していなければ、以降の説明において、セッションの例としてベアラを用いて説明される。なお、図２に開示される構成は一例であり、本発明の通信パスは、図２に開示されていない種類のベアラも含む。通信システムは、端末１に対応付けられた通信パスを介して、端末１に通信サービスを提供できる。
　端末１と基地局２との間の無線インターフェースには、無線ベアラが設定される。基地局２とＳ－ＧＷとの間のＳ１インターフェースには、Ｓ１ベアラが設定される。Ｓ－ＧＷとＰ－ＧＷとの間のＳ５／Ｓ８インターフェースには、Ｓ５／Ｓ８ベアラが設定される。これらのベアラにより、通信パス（ＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）ベアラ）が構築される。つまり、無線ベアラ、Ｓ１ベアラおよびＳ５／Ｓ８ベアラは、通信パス（ＥＰＳベアラ）の一部をそれぞれ構成する。
　１．２）通信装置
　図３は、第１の実施形態による通信装置１０の構成例を示す。通信装置１０は、通信システムのネットワークノード、例えば、図１に例示された基地局２、ゲートウェイ３、ＭＭＥ４、ＳＧＳＮ５等のいずれかである。つまり、第１の実施形態では、基地局２、ゲートウェイ３、ＭＭＥ４、ＳＧＳＮ５等のネットワークノードは、図３に例示された通信装置１０の機能を有する。
　通信装置１０は、例えば、図２で例示されたＥＰＳベアラを構成する一部のベアラを更新することができる。したがって、ネットワークノードが増設される等して通信システムのリソースの増設があると、通信装置１０は、増設されたリソースに関するベアラのみを更新することが可能となる。これにより、通信システムのリソースが増設あるいは減設等により制御された場合でも、非特許文献１のＩｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順の再実行による通信サービスの停止等を回避できる。
　また、通信装置１０は、リソース制御（例えば、増設あるいは減設）に応じて、対向する通信装置１０（ネットワークノード）との間に設定されているベアラを切り替える機能を有する。
　図３に例示するように、通信装置１０は、制御部１１および切替部１２を含む。
　切替部１２は、対向するネットワークノードとの間に設定されているベアラを切り替えることができる。例えば、切替部１２は、ネットワークノードの増設、減設等のリソース制御に応じて、ベアラの宛先あるいは送信元を切り替えるベアラを決定する。そして、制御部１１は、切替部１２からの指示に従って、切替が決定されたベアラに関する情報を対向するネットワークノードに通知することができる。また、切替部１２は、切替が決定されたベアラの宛先あるいは送信元となる通信装置１０に対して、ベアラの切り替えを指示できる。
　ベアラは同種類のベアラへ切り替えることができる。たとえば、切替部１２は、ＥＰＳベアラの一部を構成する複数種類のベアラ（例えば、無線ベアラ、Ｓ１ベアラ、Ｓ５／Ｓ８ベアラ等）のうち当該通信装置１０とそれに対向するネットワークノードとの間に設定されたベアラを当該ベアラと同種のベアラに切り替える。
　一例として、Ｐ－ＧＷが増設された場合、切替部１２は、通信装置１０に対応するベアラのうち、増設されたＰ－ＧＷに切り替えるベアラを決定する。切替部１２は、切替決定されたベアラに関する情報を対向ネットワークノード（Ｓ－ＧＷ）に通知するように制御部１１に指示する。例えば、切替部１２は、ベアラの切り替え先となる増設Ｐ－ＧＷのアドレスと、切替後のベアラの識別子等を含む情報とを通知するように制御部１１に指示できる。
　制御部１１は、対向ネットワークノードとの間で制御信号を交換する。制御部１１は、例えば、ＥＰＳベアラが経由する複数種類のネットワークノードのうち、通信装置１０との間に設定されたベアラに対応するネットワークノードと制御信号を交換する。制御部１１は、例えば、リソース制御に伴って宛先あるいは送信元が変更されるベアラに関する情報を、制御信号により対向ネットワークノードに通知する。この切替決定されたベアラに関する情報は、例えば、ベアラの切り替えを契機として通知されうる。
　制御部１１は、例えば、上述の非特許文献１のＩｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順に依存せず、独自に、対向ネットワークノードとの間でベアラに関する情報を交換できる。よって、通信装置１０は、ベアラを切り替える場合であっても、Ｉｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順を再実行せずに、ベアラ切り替えを実行することができる。つまり、通信装置１０の切替部１２は、ＥＰＳベアラを維持したまま、ＥＰＳベアラの一部を構成するベアラを切り替えることができる。
　制御部１１は、例えば、Ｉｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順で用いられる制御信号の一部の制御信号を用いて、対向ネットワークノードに、切り替えられるベアラに関する情報を送信できる。例えば、制御部１１は、Ｉｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ”手順で用いられるＭｏｄｉｆｙ　Ｂｅａｒｅｒ　Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、切り替えられるベアラに関する情報を、対向ネットワークノードに送信できる。
　制御部１１は、例えば、ベアラ毎に、制御信号を対向ネットワークノードに通知できる。また、制御部１１は、例えば、複数のベアラに関する制御信号を対向ネットワークノードに通知することで、複数のベアラをまとめて切り替えることも可能である。
　例えばＳ－ＧＷが増設された場合、制御部１１は、通信装置１０に対応するベアラのうち、増設されたＳ－ＧＷに割り当てるベアラに関する情報を、対向ネットワークノード（Ｐ－ＧＷ）に通知する。例えば、制御部１１は、増設されたＳ－ＧＷのアドレスと、増設されたＳ－ＧＷに割り当てるベアラの識別子等を含む情報を、制御信号により対向ネットワークノードに通知する。対向ネットワークノードは、通知された情報に基づいて、ベアラの接続先を、制御信号を発信した通信装置１０から増設されたＳ－ＧＷに変更する。
　例えば、ネットワークノードの機能を有するモジュールが通信装置１０に追加されることにより、通信装置１０のリソースが増設される。また、上記モジュールを通信装置１０から削除することにより、通信装置１０のリソースが減設される。この場合、切替部１２は、図３に例示されるように、通信装置１０内でベアラを切り替える。
　通信装置１０が新たに増設もしくは減設される場合、切替部１２は、図４に例示されるように、通信装置１０間でベアラを切り替える。また、図４の例では、ベアラと同時に、端末制御用のセッションも切り替える。
　１．３）セッション切替動作
　図５は、通信装置１０（Ｂ）が増設されたことに応じて、通信装置１０（Ａ）と（Ｃ）との間に設定されたベアラが切り替えられる場合を一例として示す。
　通信装置１０（Ａ）は、通信装置１０（Ｂ）の増設に応じて、増設された通信装置（Ｂ）に切り替えるベアラを決定する。通信装置１０（Ａ）は、切り替えるベアラに関する情報を、制御信号として通信装置１０（Ｃ）に通知する（動作Ｓ１）。通信装置１０（Ａ）は、例えば、通信装置１０（Ｂ）のアドレスと、切替対象のベアラの識別子とを含むベアラ情報を通信装置１０（Ｃ）に通知する。
　通信装置１０（Ｃ）は、通信装置１０（Ａ）から通知された情報に応じて、通信装置１０（Ｂ）と切り替え後のベアラを構築するための制御信号を送信する（動作Ｓ２）。通信装置１０（Ｃ）は、例えば、端末制御用のセッション情報と切替対象のベアラの識別子とを含むベアラ情報を、通信装置１０（Ｂ）に通知する。
　通信装置１０（Ｂ）は、通信装置１０（Ｃ）から通知された情報に対して、応答を送信する（動作Ｓ３）。通信装置１０（Ｂ）は、例えば、端末制御用のセッション情報と切替対象のベアラの識別子とを含むベアラ情報を、通信装置１０（Ｃ）に通知する。
　そして、通信装置１０（Ｃ）は、例えば、通信装置１０（Ａ）から通知された情報に対して、応答を送信する（動作Ｓ４）。
　制御信号の交換に応じて、通信装置１０（Ａ）－（Ｃ）は、端末制御用のセッションおよびベアラの切り替えを実行する。図５の例では、通信装置（Ａ）と（Ｃ）との間に設定された端末制御用のセッション（１）およびベアラ（１）が、通信装置（Ｂ）と（Ｃ）との間の端末制御用のセッション（２）およびベアラ（２）に切り替えられる。例えば、通信装置１０（Ｃ）は、通信装置１０（Ａ）から通知された情報に基づいて、ベアラの宛先を、通信装置１０（Ａ）から（Ｂ）に切り替える。
　第１の実施形態によれば、上述の例のように、通信装置１０は、対向ネットワークノードとの間のベアラのみを切り替えることができるので、ベアラ構築手順の再実行による通信サービスの停止等を回避できる。
　２．第２の実施形態
　本発明の第２の実施形態によれば、ネットワークノードの機能を仮想マシン上で提供することにより、通信システムのリソース制御を仮想マシンの増設あるいは減設等により実行することができる。従って、通信システムのリソース制御がソフトウェアにより実行可能となり、リソース制御がより容易かつ柔軟に実行できる。第２の実施形態の技術は、上述の第１の実施形態、後述の実施形態のいずれにも適用可能である。
　２．１）実施例１
　以下、図６－図１１を参照しながら、第２の実施形態の実施例１について詳細に説明する。
　図６は、基地局２、ゲートウェイ３、ＭＭＥ４等のネットワークノードの機能を仮想マシン上で運用可能なサーバ２０の構成例を示す。サーバ２０は、ネットワークノードの機能に対応する仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ：Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）２１および制御部２２を含む。
　ＶＮＦ２１は、例えば、上述した第１の実施形態による通信装置１０と同様の機能、すなわち制御部１１および切替部１２の機能を有する。これらの機能は、上述の第１の実施形態で説明された通りであるから、詳細な説明は省略される。
　制御部２２は、ネットワークノードの機能を有するＶＮＦ２１を仮想マシン上で運用できる。制御部２２は、図７に例示されるように、ＶＭ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｍａｃｈｉｎｅ）制御部２２０およびパス制御部２２１を含む。
　ＶＭ制御部２２０は、ＶＮＦ２１を仮想マシン上で運用できる。ＶＮＦ２１は、ベアラ切り替えのための制御信号を、対向するＶＮＦ２１もしくは通信装置１０に通知する機能（上述の制御部１１に対応する機能）を有する。
　例えば、ＶＭ制御部２２０は、仮想マシンのリソース制御（例えば、仮想マシンの起動、削除、停止の少なくとも１つ）を実行できる。ＶＭ制御部２２０は、例えば、他のサーバ２０に新たな仮想マシンを起動することができる。
　ＶＭ制御部２２０は、通信システムの状況に応じて、仮想マシンの起動、停止等を制御することもできる。例えば、ＶＭ制御部２２０は、通信システムの通信量、輻輳状況、サーバ２０の負荷等に応じて、動的にＶＮＦ２１の起動、停止等を実行する。また、例えば、ＶＭ制御部２２０は、ＶＮＦ２１を実行する仮想マシンの負荷に応じて、新たな仮想マシンを起動する等の制御を実行する。
　パス制御部２２１は、受信した信号（パケット等）を、当該信号が属するベアラに対応するＶＮＦ２１に転送する。パス制御部２２１は、例えば、ＶＮＦ２１が送信する制御信号を、ベアラの切り替え先のネットワークノードに転送することができる。
　図８を参照しながら、Ｓ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１（Ｂ）が増設されたことに応じて、ＶＮＦ２１（Ａ）に対応する端末制御用セッションおよびベアラ（ベアラＡ１，Ａ２）が切り替えられる例について説明する。なお、図８では、Ｐ－ＧＷ３は、上述の第１の実施形態の通信装置１０により構成されるが、本発明は図８の例に限定されない。ＶＮＦ２１の対向Ｐ－ＧＷ３は、仮想マシン上で運用される仮想ネットワーク機能で構成されてもよい。
　図８の例では、ＶＮＦ２１（Ａ）のＩＰアドレスは“ａ”、対向ネットワークノードであるＰ－ＧＷのＩＰアドレスは“ｃ”である。ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間のベアラＡ１、Ａ２のベアラ識別子（ＴＥＩＤ：Ｔｕｎｎｅｌ　Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）は、それぞれ、“Ｘ－Ｕ”、“Ｙ－Ｕ”である。また、ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間の端末制御用セッションの識別子（ＴＥＩＤ）は、それぞれ、“Ｘ－Ｃ”、“Ｙ－Ｃ”である。増設されたＶＮＦ２１（Ｂ）のＩＰアドレスは、“ｂ”である。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、切り替えの対象となるベアラ毎に、制御信号を対向する通信装置１０に通知する。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、切り替えの対象となるベアラの切り替え先のＶＮＦ２１のアドレスと、切り替え対象のベアラを使用している端末の識別子（例えばＩＭＳＩ）と、切り替え対象のベアラに対応する通信パス識別子（例えばＥＰＳ　Ｂｅａｒｅｒ　ＩＤ）とを含む情報を、制御信号により対向Ｐ－ＧＷに通知する。Ｐ－ＧＷ３は、通知された情報に基づいて、ＶＮＦ２１（Ｂ）と新たにセッションを構築する（図８の端末制御用セッションおよびベアラＢ１、Ｂ２）。
　Ｐ－ＧＷ３は、ＶＮＦ２１（Ｂ）に対して、Ｐ－ＧＷ３のＩＰアドレスと、切り替え対象のベアラを使用している端末の識別子と、切り替え対象のベアラを使用している端末制御用セッションの識別子と、切り替え後のベアラに割り当てるベアラ識別子とを含む情報を、制御信号により通知する。同様に、ＶＮＦ２１（Ｂ）は、Ｐ－ＧＷ３に対して、ＶＮＦ２１（Ｂ）のＩＰアドレスと、切り替え対象のベアラを使用している端末制御用セッションの識別子と、切り替え後のベアラに割り当てるベアラ識別子とを含む情報を、制御信号により通知する。
　図８では、ＶＮＦ２１（Ａ）からＶＮＦ２１（Ｂ）に、セッションとベアラが切り替えられる例が示されたが、本発明は図８の例に限定されない。例えば、通信装置１０（ハードウェア）から、ＶＮＦ２１（ソフトウェア）に対してセッションとベアラが切り替えられてもよい（以降に説明される例でも同様である）。
　次に、図９および図１０を参照して、実施例１の動作例を説明する。
　図９は、ＶＮＦ２１で構成された仮想Ｓ－ＧＷと、Ｐ－ＧＷとの間でベアラ（Ｓ５／Ｓ８ベアラ）を切り替える動作例を示す。なお、本発明は図９の例に限定されない。図９に例示された動作は、例えば、基地局とＳ－ＧＷ間のＳ１－Ｕベアラ等、他のベアラの切り替えにも適用可能である。また、ＭＭＥ４とＳ－ＧＷ間のＳ１１インターフェース、基地局２とＭＭＥ４間のＳ１インターフェース等の、端末制御用のセッション情報の切り替えにも適用可能である。
　図９において、ＶＮＦ２１（Ｂ）に対応する仮想マシンが起動されると（動作Ｓ１００）、それに応じて、ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ＶＮＦ２１（Ｂ）に切り替えるベアラに関する通信ステータスを、起動されたＶＮＦ２１（Ｂ）に移行する（動作Ｓ１０１）。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、Ｐ－ＧＷ３に対して、制御信号を送信する（動作Ｓ１０２）。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ベアラの切り替え先であるＶＮＦ２１（Ｂ）のＩＰアドレスと、切り替え対象のベアラを使用している端末の識別子と、切り替え対象のベアラの通信パス識別子とを含む情報を制御信号としてＰ－ＧＷに通知する。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、３ＧＰＰの技術標準仕様書（ＴＳ２３．４０１）の５．３．２章に開示されたＩｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順におけるＭｏｄｉｆｙ　Ｂｅａｒｅｒ　Ｒｅｑｕｅｓｔ、あるいはＣｒｅａｔｅ　Ｓｅｓｓｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔを用いて、制御信号を通知できる。なお、ＶＮＦ２１は、Ｉｎｉｔｉａｌ　Ａｔｔａｃｈ手順の他のメッセージを発行せず、当該手順の一部であるＭｏｄｉｆｙ　Ｂｅａｒｅｒ　ＲｅｑｕｅｓｔあるいはＣｒｅａｔｅ　Ｓｅｓｓｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔのみを発行することができる。なお、ＶＮＦ２１は、他のメッセージにより制御信号を通知してもよい。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、複数のベアラに関する情報を、制御信号により通知できる。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ＰＤＮコネクション群を特定するためのＣＳＩＤ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を、複数のベアラに関する情報として制御信号により通知できる。
　ＶＮＦ２１は、例えば、仮想マシンの負荷あるいはサーバ２０の負荷に基づいて、ベアラを切り替えるための制御信号を発行するか否かを決定できる。例えば、ＶＮＦ２１は、仮想マシンの負荷が所定の閾値よりも高い場合あるいは仮想マシンを運用するサーバ２０の負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ベアラを他のＶＮＦ２１に切り替えるための制御信号を発行できる。図９の例では、ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ＶＮＦ２１（Ａ）を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値よりも高いため、新たに起動されたＶＮＦ２１（Ｂ）にベアラを切り替えるために制御信号を発行する。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、仮想マシンの負荷に応じて、ＶＮＦ２１（Ｂ）に切り替えられるベアラの数を決定できる。
　Ｐ－ＧＷ３は、ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間に設定されていた端末制御セッションおよびベアラをＶＮＦ２１（Ｂ）とＰ－ＧＷ３との間に新たに設定するために制御信号を交換する（動作Ｓ１０３～Ｓ１０４）。その後、Ｐ－ＧＷ３は、ＶＮＦ２１（Ａ）に動作Ｓ１０２で受信した制御信号に対する応答を返す（動作Ｓ１０５）。
　ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間に設定されていたベアラは、ＶＮＦ２１（Ｂ）とＰ－ＧＷ３との間に新たに設定されるベアラに切り替えられる（動作Ｓ１０６）。
　図１０は、ＶＮＦ２１で構成された仮想Ｓ－ＧＷとＰ－ＧＷとの間でベアラ（Ｓ５／Ｓ８ベアラ）を切り替える動作例、ここではＶＮＦ２１（Ｂ）が削除される場合の動作例を示す。なお、本発明は図１０の例に限定されない。図１０に例示された動作は、例えば、基地局とＳ－ＧＷ間のＳ１－Ｕベアラ等、他のベアラの切り替えにも適用可能である。また、ＭＭＥ４とＳ－ＧＷ間のＳ１１インターフェース、基地局２とＭＭＥ４間のＳ１インターフェース等の、ＵＥ制御用のセッション情報の切り替えにも適用可能である。
　削除されるＶＮＦ２１（Ｂ）は、例えば、ＶＮＦ２１（Ｂ）に設定されている全てのベアラに関する通信ステータスを、他のＶＮＦ（図１０の例では、ＶＮＦ２１（Ａ））に移行する（動作Ｓ１０７）。
　ＶＮＦ２１（Ｂ）は、例えば、ＶＮＦ２１（Ｂ）に設定されているベアラ毎に、Ｐ－ＧＷ３に対して制御信号を送信する（動作Ｓ１０８）。ＶＮＦ２１（Ｂ）が送信する制御信号は、上述の図９の動作Ｓ１０２での制御信号と同様なので、詳細な説明は省略される。
　Ｐ－ＧＷ３は、ＶＮＦ２１（Ｂ）とＰ－ＧＷ３との間に設定されていた端末制御セッションおよびベアラを、ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間に新たに設定するために制御信号を交換する（動作Ｓ１０９～Ｓ１１０）。その後、Ｐ－ＧＷ３は、ＶＮＦ２１（Ｂ）に動作Ｓ１０８での制御信号に対する応答を返す（動作Ｓ１１１）。図１０の動作Ｓ１０９～Ｓ１１１の制御信号は、上述の図９のＳ１０３～Ｓ１０５と同様なので、詳細な説明は省略される。
　削除されるＶＮＦ２１（Ｂ）に設定されているベアラは、ＶＮＦ２１（Ａ）に切り替えられる（動作Ｓ１１２）。　ＶＮＦ２１（Ｂ）は、例えば、全てのベアラが切り替えられた後に削除される（動作Ｓ１１３）。
　２．２）実施例２
　上述した実施例１では、ネットワークノード毎にＶＮＦ２１が構築される例が説明されたが、実施例２では、ネットワークノードが有する詳細な機能毎にＶＮＦ２１が構築される例を示す。
　ＶＭ制御部２２０は、ネットワークノードが有する詳細な機能毎に、ＶＮＦ２１を運用することができる。例えば、図１に例示されたネットワークノードは、以下に例示されるように、信号処理に関する複数の機能を有する。ＶＭ制御部２２０は、例えば、以下に例示された個別の機能毎に、ＶＮＦ２１を運用できる。
ゲートウェイ３（Ｐ－ＧＷ）：
・パケットを処理する機能（Ｕ－Ｐｌａｎｅ機能）
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能）
・通信に応じた課金状態を管理する機能（ＰＣＥＦ：Ｐｏｌｉｃｙ　ａｎｄ　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　Ｅｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
・ＱｏＳ等のポリシーを制御する機能（ＰＣＲＦ：Ｐｏｌｉｃｙ　ａｎｄ　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　Ｒｕｌｅ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
・通信を傍受するための合法的傍受（ＬＩ：Ｌａｗｆｕｌ　Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ）機能
ゲートウェイ３（Ｓ－ＧＷ）：
・パケットを処理する機能（Ｕ－Ｐｌａｎｅ機能）
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能）
ＭＭＥ４：
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能）：例えば、通信用のセッションの設定・解放、ハンドオーバーの制御等
・ＨＳＳ（Ｈｏｍｅ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｓｅｒｖｅｒ）と連携して、通信システムの加入者情報を管理する機能
基地局２：
・デジタルベースバンド信号処理を行う機能
・アナログＲａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＲＦ）信号処理を行う機能
　図１１は、実施例２によるサーバ２０の構成例を示す。サーバ２０の制御部２２は、ネットワークノードが有する個別の機能毎に、ＶＮＦ２１を構築できる。図１１の例では、仮想ゲートウェイ３（Ｓ－ＧＷもしくはＰ－ＧＷ）が、Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能とＵ－Ｐｌａｎｅ機能の各々に対応するＶＮＦ２１で構成される。
　図１２は、Ｕ－Ｐｌａｎｅの機能を有するＶＮＦ２１（Ｃ）の増設に応じて、ＶＮＦ２１（Ｂ）に対応するベアラ（ベアラＡ１，Ａ２）が切り替えられる例を示す。
　図１２の例において、Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ａ）が、対向Ｐ－ＧＷ３との間で制御信号を交換する。また、Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ａ）は、Ｕ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ｂ）、（Ｃ）によるベアラ切り替えを制御できる。その他の動作は図８で説明された例と同様なので、詳細な説明は省略される。
　図１３は、Ｓ－ＧＷのＵ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ｃ）に対応する仮想マシンが起動された場合の動作例を示す。
　Ｕ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ｃ）に対応する仮想マシン（ＶＭ）が起動される（動作Ｓ１１４）。ＶＮＦ２１（Ｂ）は、起動されたＶＮＦ２１（Ｃ）に対して、ＶＮＦ２１（Ｂ）が有する通信ステータスを移行してもよい。
　Ｓ－ＧＷのＣ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ａ）は、Ｐ－ＧＷ３に対して、ＶＮＦ２１（Ｂ）から、起動されたＶＮＦ２１（Ｃ）に切り替えるベアラに関する制御信号を通知する（動作Ｓ１１５）。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ＶＮＦ２１（Ｃ）に切り替えるベアラ毎に、制御信号を通知する。ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ＶＮＦ２１（Ｃ）のアドレスと切り替え後のＴＥＩＤとを含む情報を、制御信号によりＰ－ＧＷ３に通知する。ＶＮＦ２１（Ａ）は、複数のベアラに関する情報を、制御信号によりＰ－ＧＷ３に通知することもできる。
　ＶＮＦ２１（Ｂ）とＰ－ＧＷ３との間に設定されたベアラは、ＶＮＦ２１（Ｃ）とＰ－ＧＷ３との間のベアラに切り替えられる（動作Ｓ１１６）。Ｓ１１６の動作により、ＶＮＦ２１（Ｃ）とＰ－ＧＷ３との間に、ダウンリンク用（Ｐ－ＧＷ３からＶＮＦ２１（Ｃ））のベアラが設定される。アップリンク用のベアラ切り替えのため、Ｐ－ＧＷ３は、Ｃ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１（Ａ）に対して、制御信号を送信してもよい。例えば、Ｐ－ＧＷ３は、Ｐ－ＧＷ３のＩＰアドレスと、アップリンク用のベアラのＴＥＩＤとを含む情報を、制御信号により送信してもよい。但し、対向ネットワークノードであるＰ－ＧＷ３は、ＶＮＦ２１（Ａ）に対して、制御信号を送信するか否かは任意である。
　２．３）実施例３
　上述した実施例１では、ＶＮＦ２１に対応する仮想マシンが起動、停止等された場合に通信ステータスを移行する例が説明されたが（図９－図１０参照）、実施例３では、ＶＮＦ２１が通信ステータスの移行を回避可能な構成例を示す。ＶＮＦ２１が通信ステータスの移行を回避することにより、仮想マシンの起動、停止等が実行されてからベアラ切り替えまでに要する期間が短縮される。ベアラ切り替えまでに要する期間が短縮されることで、通信システムのパフォーマンスが向上する。
　図１４に例示するように、サーバ２０は、複数のＶＮＦ２１により共有される共有ＤＢ２３を含む。共有ＤＢ２３を用いることで、それぞれのＶＮＦ２１に関する通信ステータスを集中管理できる。つまり、それぞれのＶＮＦ２１は、通信ステータスを直接管理せず、共有ＤＢ２３に格納する。例えば、信号処理によって通信ステータスが変更された場合、各ＶＮＦ２１は、変更された通信ステータスを共有ＤＢ２３に格納する。共有ＤＢ２３は、サーバ２０がアクセス可能な外部ストレージでもよい。
　それぞれのＶＮＦ２１は、例えば、制御部２２のパス制御部２２１を介して、共有ＤＢ２３にアクセスできる。パス制御部２２１は、各ＶＮＦ２１と共有ＤＢ２３とを接続できる。それぞれのＶＮＦ２１は、パス制御部２２１を介して共有ＤＢ２３にアクセスし、共有ＤＢ２３により通信ステータスを管理できる。
　通信ステータスには、例えば、ベアラコンテキストのようなベアラの状態を示す情報等が記憶される。ベアラコンテキストについては、例えば、３ＧＰＰの技術仕様書（ＴＳ２３．４０１　Ｖ１２．３．０）の５．７章等に記載されている。
　実施例３は、上述の第１の実施形態にも適用可能である。例えば、それぞれの通信装置１０が共有ＤＢ２３に通信ステータスを格納することにより、各通信装置１０は、通信ステータスを他の通信装置１０に移行することを回避できる。
　図１５および図１６に示すように、実施例３によるベアラ切替動作では、図９の動作Ｓ１０１および図１０の動作Ｓ１０７の通信ステータス移行動作が回避されている。その他の動作、すなわち、図１５の動作Ｓ１１７～Ｓ１２２は図９の動作Ｓ１００、Ｓ１０２～Ｓ１０６で、図１６の動作Ｓ１２３～Ｓ１２８は図１０の動作Ｓ１０８～Ｓ１１３で、それぞれ説明された通りなので、詳細な説明は省略される。
　２．４）実施例４
　基地局は、デジタルベースバンド信号処理を行う機能と、アナログＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号処理を行う機能とを有するが、実施例４による通信システムの基地局では、ベースバンド信号処理機能と無線信号処理機能とが分離されている。
　＜システム構成＞
　図１７に例示するように、実施例４による通信システムでは、基地局２が、ベースバンド処理部２１（以下、ＢＢＵ：Ｂａｓｅ　Ｂａｎｄ　Ｕｎｉｔ）と無線部２５（以下、ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ　Ｒａｄｉｏ　Ｈｅａｄ）とに分離される。ＢＢＵ２１とＲＲＨ２５は、ネットワーク２４を介して互いに接続される。
　実施例４では、サーバ２０で運用されるＶＮＦ２１が、ＢＢＵの機能を提供する。
　ＢＢＵの機能を有するＶＮＦ２１は、上位ネットワーク（たとえば通信事業者のバックホールネットワークあるいはコアネットワーク）に接続され、無線基地局の制御・監視とデジタルベースバンド信号処理を実行する。デジタルベースバンド信号処理は、レイヤ２信号処理とレイヤ１（物理レイヤ）信号処理を含む。レイヤ２信号処理は、（ｉ）　データ圧縮／復元、
（ｉｉ）　データ暗号化、
（ｉｉｉ）　レイヤ２ヘッダの追加／削除、
（ｉｖ）データのセグメンテーション／コンカテネーション、及び
（ｖ）　データの多重／分離による転送フォーマットの生成／分解、
のうち少なくとも１つを含む。
　たとえばＥ－ＵＴＲＡの場合、レイヤ２信号処理は、Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ）及びＭｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）の処理を含む。物理レイヤ信号処理は、伝送路符号化／復号化（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｃｏｄｉｎｇ／Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、変調／復調（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、拡散／逆拡散（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ／Ｄｅ－ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）、リソースマッピング、及びＩｎｖｅｒｓｅ　Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＩＦＦＴ）によるＯＦＤＭシンボルデータ（ベースバンドＯＦＤＭ信号）の生成などを含む。
　ＲＲＨ２５は、アナログＲＦ信号処理を担当し、移動局にエア・インタフェースを提供する。アナログＲＦ信号処理は、Ｄ／Ａ変換、Ａ／Ｄ変換、周波数アップコンバージョン、周波数ダウンコンバージョン、増幅などを含む。
　図１７に例示するように、実施例４のサーバ２０はＢＢＵの機能を有するＶＮＦ２１と制御部２２とを有する。
　サーバ２０の制御部２２は、ＢＢＵの機能を有するＶＮＦ２１を運用できる。サーバ２０は、ネットワーク２４を介して、ＲＲＨ２５と接続される。制御部２２のパス制御部２２１は、例えば、ＢＢＵの機能を有するＶＮＦ２１とＲＲＨ２５との間のリンクを構築することができる。例えば、パス制御部２２１は、ＶＮＦ２１とＲＲＨ２５との間に、ピアツーピアのリンクを構築できる。
　制御部２２は、ＢＢＵのＣ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１と、ＢＢＵのＵ－Ｐｌａｎｅ機能を有するＶＮＦ２１とを運用してもよい。
　＜動作＞
　図１８は、ＢＢＵの機能を有するＶＮＦ２１（Ｂ）が起動された場合の例を示す。
　図１８において、ＶＮＦ２１（Ａ）は、ＶＮＦ２１（Ｂ）の起動（動作Ｓ１２９）に応じて、ＭＭＥ４に対して制御信号を送信する（動作Ｓ１３０）。例えば、ＶＮＦ２１（Ａ）は、ＭＭＥ４に対して、ＶＮＦ２１（Ａ）から（Ｂ）に切り替えるベアラに関する情報を、制御信号により送信する。ＶＮＦ２１（Ａ）は、切り替えるベアラ毎に、制御信号を送信できる。また、ＶＮＦ２１（Ａ）は、複数のベアラに関する情報を、制御信号により送信できる。動作Ｓ１３０で送信される情報は、例えば、切り替え先のＶＮＦ２１（Ｂ）のＩＰアドレスと、切り替え後のＴＥＩＤとを含む。
　ＭＭＥ４は、ＶＮＦ２１（Ａ）から受信した情報に基づいて、Ｓ－ＧＷ３に対して制御信号を送信する（動作Ｓ１３１）。例えば、ＭＭＥ４は、Ｓ－ＧＷ３に対して、ＶＮＦ２１（Ａ）から（Ｂ）に切り替える（ＶＮＦ２１（Ｂ）⇒Ｓ－ＧＷ３方向）ベアラに関する情報を、制御信号により要求する。ＭＭＥ４は、切り替えるベアラ毎に、制御信号を送信できる。また、ＭＭＥ４は、複数のベアラに関する情報を、制御信号により要求できる。
　Ｓ－ＧＷ３は、ＭＭＥ４からの要求に応じて、ＶＮＦ２１（Ａ）から（Ｂ）に切り替える（ＶＮＦ２１（Ｂ）⇒Ｓ－ＧＷ３方向の）ベアラ情報をＭＭＥ４に送信する（動作Ｓ１３２）。例えば、Ｓ－ＧＷ３は、Ｓ－ＧＷ３のＩＰアドレスと、ＶＮＦ２１（Ｂ）⇒Ｓ－ＧＷ３方向用のベアラのＴＥＩＤとを含む情報を、制御信号によりＭＭＥ４へ送信する。ＭＭＥ４は、受信した情報を、制御信号により、ＶＮＦ２１（Ｂ）に送信する（動作Ｓ１３３）。
　ＶＮＦ２１（Ｂ）は、ＶＮＦ２１（Ａ）から（Ｂ）に切り替える（Ｓ－ＧＷ３⇒ＶＮＦ２１（Ｂ）方向の）ベアラ情報をＭＭＥ４に送信する（動作Ｓ１３４）。例えば、ＶＮＦ２１（Ｂ）は、ＶＮＦ２１（Ｂ）のＩＰアドレスと、Ｓ－ＧＷ３⇒ＶＮＦ２１（Ｂ）方向用のベアラのＴＥＩＤとを含む情報を、制御信号によりＭＭＥ４送信する。
　ＭＭＥ４は、ＶＮＦ２１（Ｂ）から受信した情報を、制御信号によりＳ－ＧＷ３に送信する（動作Ｓ１３５）。Ｓ－ＧＷ３は、動作Ｓ１３５で受信した情報に対する応答をＭＭＥ４に送信する（動作Ｓ１３６）。ＭＭＥ４は、Ｓ－ＧＷ３から受信した情報に基づいて、ＶＮＦ２１（Ａ）に対して制御信号を送信する（動作Ｓ１３７）。
　こうして、ＶＮＦ２１（Ａ）が動作Ｓ１３０の制御信号に対する応答として動作Ｓ１３７の制御信号を受信すると、ＶＮＦ２１（Ａ）とＳ－ＧＷ３との間に設定されていたベアラは、ＶＮＦ２１（Ｂ）とＳ－ＧＷ３との間に新たに設定されるベアラに切り替えられる（動作Ｓ１３８）。
　２．５）実施例５
　以下で説明する実施例５では、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１のリソース制御に応じて、上位ネットワーク（例えば、インターネット）側のルータのルーティングテーブルがアップデートされる。
　実施例５によれば、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１の起動、停止等に応じて、上位ネットワーク側のルータを制御できるので、上位ネットワーク側からのダウンリンクトラフィックの中断等を回避できる。
　図１９に例示する実施例５による通信システムでは、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１のリソース制御に応じて、上位ネットワークのルータ６を制御可能である。以下、図２０を参照して、実施例５の動作について説明する。
　図２０に例示するシーケンスは、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１（Ｂ）が起動され、ＶＮＦ２１（Ａ）からＶＮＦ２１（Ｂ）にベアラが切り替えられた場合の動作例を示す。
　図２０において、ＶＮＦ２１（Ｂ）が起動され（動作Ｓ１２７）、ＶＮＦ２１（Ａ）のベアラの少なくとも一部が、起動されたＶＮＦ２１（Ｂ）に切り替えられるものとする。ベアラの切り替え動作は、上述した他の実施例で説明された動作と同様なので、詳細な説明は省略される。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、ルータ６に対して、制御信号を送信する（動作Ｓ１２８）。ＶＮＦ２１（Ａ）は、ベアラ切り替えの実行前に、ルータ６に対して、ルーティングテーブルをアップデートするための制御信号を送信してもよい。なお、ベアラの切り替え後に、ＶＮＦ２１（Ｂ）が、ルータ６に対して制御信号を送信してもよい。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ベアラに対応するＵＥのアドレスと、当該ＵＥに対応する仮想Ｐ－ＧＷ（図２０の例では、ＶＮＦ２１（Ｂ））のアドレスとを含む情報を、制御信号として送信する。
　ルータ６は、受信した制御信号に基づいて、ＵＥ宛てのトラフィックが、ベアラの切り替え先の仮想Ｐ－ＧＷ（図２０の例では、ＶＮＦ２１（Ｂ））に転送されるようにルーティングテーブルを更新する（動作Ｓ１２９）。ルータ６は、更新されたルーティングテーブルに基づいて、トラフィックを転送する。
　２．６）実施例６
　実施例６では、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１のリソース制御に応じて、ＶＮＦ２１とＰＣＲＦ７との対応関係を切り替える例を示す。
　図２１に例示するように、実施例６による通信システムでは、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１の起動、停止等に応じて、ＶＮＦ２１とＰＣＲＦ７との対応関係を切り替える。以下、図２２を参照して実施例６の動作について説明する。
　図２２は、Ｐ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１（Ｂ）が起動され、ＶＮＦ２１（Ａ）からＶＮＦ２１（Ｂ）にベアラが切り替えられた場合の動作例を示す。
　図２２において、ＶＮＦ２１（Ｂ）が起動され（動作Ｓ１３０）、ＶＮＦ２１（Ａ）のベアラの少なくとも一部が、起動されたＶＮＦ２１（Ｂ）に切り替えられるものとする。ベアラの切り替え動作は、上述した他の実施例で説明された動作と同様なので、詳細な説明は省略される。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、ＰＣＲＦ７に対して、制御信号を送信する（動作Ｓ１３１）。ＶＮＦ２１（Ａ）は、ベアラ切り替えの実行前に、ＰＣＲＦ７に対して、制御信号を送信してもよい。なお、ベアラの切り替え後に、ＶＮＦ２１（Ｂ）が、ＰＣＲＦ７に対して制御信号を送信してもよい。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、例えば、ベアラに関する情報と、当該ベアラに対応する仮想Ｐ－ＧＷ（図２０の例では、ＶＮＦ２１（Ｂ））のアドレスとを含む情報を、制御信号として送信する。
　ＰＣＲＦ７は、受信した制御信号に基づいて、ＶＮＦ２１との対応関係を切り替える（動作Ｓ１３２）。
　３．第３の実施形態
　本発明の第３の実施形態は、上述の第１の実施形態および第２の実施形態で開示された技術、後述の実施形態で開示される技術のいずれにも適用可能である。
　第３の実施形態によれば、制御装置３０が、通信装置１０あるいはＶＮＦ２１のリソース制御を実行し、特に複数の通信装置１０あるいはＶＮＦ２１のリソース制御を集中制御することにより、通信システムの運用効率を向上させることができる。
　３．１）制御装置の構成例１
　図２３に例示するように、制御装置３０は、リソース制御部３１およびインターフェース３２を含み、インターフェース３２を介して、通信装置１０やサーバ２０と通信できる。
　リソース制御部３１は、通信装置１０あるいはＶＮＦ２１のリソースを制御する。リソース制御部３１は、例えば、ＶＮＦ２１を運用するための仮想マシンの起動、停止等のリソース制御を、サーバ２０の制御部２２に指示することができる。また、例えば、リソース制御部３１は、通信システムにプールされている通信装置１０を起動して通信システムに組み入れる等のリソース制御も可能である。なお、本実施形態は、以降、リソース制御部３１が、ＶＮＦ２１に基づくリソース制御を実行する例により説明される。
　リソース制御部３１は、インターフェース３２を介して、サーバ２０の制御部２２に、リソース制御のための指示を送信できる。制御部２２によるリソース制御は、例えば、上記の第２の実施形態で示された例と同様である。
　３．２）動作例１
　図２４は、制御装置３０によるＶＮＦ２１（Ｓ－ＧＷ機能を有するＶＮＦ）の起動に応じて、Ｐ－ＧＷとＶＮＦ２１との間のベアラを切り替える例を示す。なお、制御装置３０は、図２４に示された動作例以外に、例えば、ＶＮＦ２１の停止等のリソース制御も可能である。
　制御装置３０のリソース制御部３１は、サーバ２０に対して、ＶＮＦ２１（Ｂ）を運用するための仮想マシンの起動を指示する（動作Ｓ２０）。サーバ２０の制御部２２は、指示に応じて、仮想マシンを起動する。リソース制御部３１は、例えば、ＶＮＦ２１が提供する機能の種別（Ｓ－ＧＷ機能、Ｐ－ＧＷ機能、ＰＣＥＦ機能等）をサーバ２０への指示に含めることができる。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、ＶＮＦ２１（Ｂ）の起動に応じて、ＶＮＦ２１（Ａ）からＶＮＦ２１（Ｂ）に切り替えるベアラを決定し、Ｐ－ＧＷ３に対して制御信号を送信して、ベアラ切替手順を開始する（動作Ｓ２１）。ベアラ切替手順で使用する制御信号は、上述の実施形態（例えば、図５のＳ１～Ｓ４）と同様なので、詳細な説明は省略される。
　ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間に設定されていたベアラは、ＶＮＦ２１（Ｂ）とＰ－ＧＷ３との間のベアラに切り替えられる（動作Ｓ２２）。ベアラ切り替えの動作は、上述の実施形態（例えば、図５のＳ５）と同様なので、詳細な説明は省略される。
　３．３）動作例２
　図２５に例示するように、制御装置３０は、ＶＮＦ２１に対して、制御信号の発行を指示することができる。
　図２５において、制御装置３０のリソース制御部３１は、ＶＮＦ２１（Ｂ）に対応する仮想マシンの起動を、サーバ２０の制御部２２に指示する（動作Ｓ２３）。
　リソース制御部３１は、ＶＮＦ２１（Ａ）に対して、ベアラ切り替えを指示する（動作Ｓ２４）。リソース制御部３１は、例えば、仮想マシンの負荷、サーバ２０の負荷等に基づいて、ベアラの切り替え元とするＶＮＦ２１を決定できる。例えば、リソース制御部３１は、負荷が所定の閾値よりも高い仮想マシンで運用されているＶＮＦ２１あるいは負荷が所定の閾値よりも高いサーバで運用されているＶＮＦ２１を、ベアラの切り替え元とするＶＮＦ２１に決定する。図２５の例では、リソース制御部３１は、ＶＮＦ２１（Ａ）を、ベアラの切り替え元に決定し、ＶＮＦ２１（Ａ）に対してベアラ切り替えを指示する。リソース制御部３１は、ＶＮＦ２１（Ａ）に対して、切り替えるベアラを指定することもできる。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、指示に応じて、Ｐ－ＧＷ３に対して制御信号を発行して、ベアラ切替手順を開始し（動作Ｓ２５）、ベアラを切り替える（動作Ｓ２６）。その他の動作は、上述の実施形態と同様なので、詳細な説明は省略される。
　３．４）制御装置の構成例２
　図２６および図２７を参照して、制御装置３０の他の構成例を示す。図２６に例示されるように、制御装置３０は、リソース制御部３１およびインターフェース３２の他に、ステータス収集部３３および管理ＤＢ（Ｄａｔａ　Ｂａｓｅ）３４を含む。
　ステータス収集部３３は、サーバ２０から情報を収集する。例えば、ステータス収集部３３は、収集した情報に基づいて、図２７に例示される構成の情報を管理ＤＢ３４に格納する。管理ＤＢ３４は、例えば、ＶＮＦ２１の識別子（ＶＮＦ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）により各ＶＮＦ２１を識別し、ＶＮＦ　ＩＤ毎に情報を管理する。
　ステータス収集部３３は、それぞれのＶＮＦ２１に対応する状況を、管理ＤＢ３４に格納できる。ステータス収集部３３は、例えば、各ＶＮＦ２１に対応する仮想マシンあるいはサーバ２０の負荷状況（図２７のＶＭ　ＬｏａｄやＳｅｒｖｅｒ　Ｌｏａｄ）を収集し、管理ＤＢ３４に格納できる。ステータス収集部３３は、例えば、各ＶＮＦ２１に関連する通信経路の負荷状況（図２７のＮＷ　Ｌｏａｄ）を収集することもできる。
　リソース制御部３１は、管理ＤＢ３４に格納された情報に基づいて、リソース制御を実行できる。例えば、リソース制御部３１は、仮想マシン、サーバ２０の負荷等に応じて、仮想マシンの起動、停止等を実行できる。また、リソース制御部３１は、管理ＤＢ３４に格納された情報に基づいて、ベアラの切り替え元とするＶＮＦ２１を決定できる。
　リソース制御部３１は、所定の閾値と、管理ＤＢ３４の情報とを比較し、比較結果に基づいてリソース制御を実行できる。例えば、リソース制御部３１は、ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷（図２７のＶＭ　Ｌｏａｄ）が所定の閾値を超過した場合、同種の機能を有するＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの起動をサーバ２０に指示する。また、例えば、リソース制御部３１は、サーバ２０の負荷（図２７のＳｅｒｖｅｒ　Ｌｏａｄ）が所定の閾値を超過した場合、負荷が所定の閾値以下の他のサーバ２０に、新たに仮想マシンを起動することを指示する。
　４．第４の実施形態
　本発明の第４の実施形態は、上述の第１－第３の実施形態で開示された技術、後述の実施形態で開示された技術のいずれにも適用可能である。
　第４の実施形態によれば、複数のベアラが属するグループ毎に、ベアラを切り替えることができる。グループ毎にベアラが切り替えられるので、ベアラ切り替えに要する時間が短縮される。
　＜ベアラ切替の概要＞
　図２８に例示されるように、本実施形態によるシステムでは、Ｓ－ＧＷの機能を有するＶＮＦ２１（Ｂ）が起動され、ＶＮＦ２１（Ａ）とＰ－ＧＷ３との間に設定された複数のベアラがグループ単位で切り替えられる。
　ＶＮＦ２１（Ａ）は、Ｐ－ＧＷ３に対して、ベアラグループに属する複数のベアラに関する情報を含む制御信号を送信する。例えば、ＶＮＦ２１（Ａ）は、ベアラの切り替え先となるＶＮＦ２１のアドレスと、グループに属する複数のベアラの新たなＴＥＩＤとを含む情報を、制御信号により送信する。図２８の例では、ＶＮＦ２１（Ａ）は、ベアラグループに属する複数のベアラ（ベアラ：Ａ１１－Ａ１ｎ）に関する情報を、制御信号によりＰ－ＧＷ３に送信する。アップリンク用（ＶＮＦ２１からＰ－ＧＷへのベアラ）のベアラＡ１１－Ａ１ｎは、ベアラＢ１１－Ｂ１ｎに切り替えられる。
　Ｐ－ＧＷ３は、ベアラの切り替え先となるＶＮＦ２１（Ｂ）に対して、ダウンリンク用（Ｐ－ＧＷ３からＶＮＦ２１へのベアラ）のベアラを切り替えるための制御信号を送信する。図２８の例では、ダウンリンク用の複数のベアラ（Ａ２１－Ａ２ｎ）は、それぞれ、複数のベアラ（Ｂ２１－Ｂ２ｎ）に切り替えられる。
　その他の動作は図８と同様なので、詳細な説明は省略される。
　ＶＮＦ２１は、複数のベアラをグループ化する機能を有する。ＶＮＦ２１は、複数のベアラをグループ化し、図２８の例のように、グループ毎にベアラを切り替えることができる。
　＜ベアラのグループ化＞
　図２９に例示するベアラ管理ＤＢ２１０に基づいて、ＶＮＦ２１は、ベアラグループを管理できる。図２９の例では、ＶＮＦ２１は、ベアラに関する属性に基づいて、ベアラをグループ化する。ベアラに関する属性の例を以下に示す。
・端末１の滞在エリア（Ｅ－ＵＴＲＡＮ　Ｃｅｌｌ　ＩＤ等）
・端末１に関する課金特性（通常課金、プリペイド課金、フラットレート等）
・端末１の通信状態（一定期間に一定量以上の通信をしたか否か）
・端末１がＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）デバイスであるか否か
・端末１が属するＭＴＣデバイスグループ
・端末１が通信するＭＴＣアプリケーションの種別
・オペレータＩＤ（端末１が接続しているコアネットワークのオペレータのＩＤ）
・端末１が接続しているＰａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＤＮ）
・ＱｏＳ特性
・端末１の状態（ＩＤＬＥ状態、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態）：ＩＤＬＥ状態は、例えば、端末１がコアネットワークとの間でセッション管理およびモビリティ管理のための制御信号の継続的な交換を行っていない状態、あるいは基地局との無線接続が解放（Ｒｅｌｅａｓｅ）された状態等である。ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態は、例えば、端末１がコアネットワークとの間でセッション管理およびモビリティ管理のための制御信号の継続的な交換を行っている状態、あるいは基地局と無線接続している状態等である。
　なお、上記の属性は例示であり、ＶＮＦ２１は、他の属性によりベアラをグループ化することも可能である。
　ＶＮＦ２１は、標準仕様書（３ＧＰＰ　ＴＳ２３．４０１）の５．７章に開示されているＥＰＳ　Ｂｅａｒｅｒ　Ｃｏｎｔｅｘｔのうち、ＵＥに関する情報に基づいてベアラをグループ化することが可能である。
　ＶＮＦ２１は、端末１の利用者と通信事業者との契約内容に応じて、ベアラをグループ化することが可能である。例えば、ＶＮＦ２１は、他の利用者よりも高額の契約を通信事業者と締結した利用者（たとえば、Ｐｒｅｍｉｕｍ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ）に関するベアラをグループ化することが可能である。また、ＶＮＦ２１は、通常契約の利用者に関するベアラをグループ化することが可能である。
　ＶＮＦ２１は、端末１の位置に関する情報（たとえば、ＧＳＰ情報、端末１がアタッチしている基地局情報等）に応じて、ベアラをグループ化することが可能である。例えば、ＶＮＦ２１は、ＧＰＳ情報、端末１がアタッチしている基地局に関する情報等に基づいて、位置が互いに近接する端末１に関するベアラをグループ化することが可能である。
　ＶＮＦ２１は、ベアラのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）情報に応じて、ベアラをグループ化することが可能である。例えば、ＶＮＦ２１は、各ベアラに対応するＱＣＩ（Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｃｌａｓｓ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に応じて、ベアラをグループ化することが可能である。例えば、ＶＮＦ２１は、優先度が所定値よりも低いＱＣＩに対応するベアラをグループ化し、ＶＮＦ２１が新たに起動された場合に、比較的低い優先度のグループに属するベアラを新たに起動されたＶＮＦ２１に切り替えるように制御する。通常、ベアラが新たに起動されたＶＮＦ２１に切り替えられると、通信に遅延等が発生し、ユーザのＱｏＥ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）が低下する。しかしながら、比較的低い優先度のグループのベアラだけを切り替え対象にすることで、ＱｏＥの低下を低優先のベアラに限ることができる。
　なお、上述したベアラに関する属性のなかにあるＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、例えばスマートメータ、自動販売機など、必ずしも人間の介入を必要としないデータ通信の形態を意味する。ＭＴＣは、技術標準仕様書（３ＧＰＰ　ＴＳ２２．３６８等）で標準化が進められている。ＭＴＣデバイスは、特定の時間（例えば、「毎日、ＰＭ１２：００」とか「毎週金曜日、ＡＭ３：００」等）に通信を行う場合が想定されるので、多数の同種のＭＴＣデバイス（例えば、スマートメータ）が同じ時間に通信を開始すると、大量のトラフィックが特定の時間に発生する可能性がある。そこで、ＶＮＦ２１は、ＭＴＣデバイスに関するベアラを、ＭＴＣデバイスに関するベアラを専用に扱うＶＮＦ２１に切り替える。これにより、ＭＴＣデバイスに関する通信が非ＭＴＣデバイスに関する通信のパフォーマンスを低下させる事態を抑止できる。また、通信システムのオペレータは、ＭＴＣデバイスが通信を開始すると想定される時間に、ＭＴＣデバイス専用のＶＮＦ２１を運用する仮想マシンが動的に起動されるように通信システムを運用することもできる。また、オペレータは、ＭＴＣデバイスの通信が完了した場合に、ＭＴＣデバイス専用のＶＮＦ２１を運用する仮想マシンを削除するように、通信システムを運用してもよい。
　ＶＮＦ２１は、ＰＤＮコネクション群を特定するためのＣＳＩＤに応じて、複数のベアラをグループ化することもできる。
　各ベアラのＴＥＩＤは、グループに属する複数のベアラの各々のＴＥＩＤを一括して識別できるように割り当てられてもよい。例えば、ＴＥＩＤは、グループに属する複数のベアラの各々に対して、３２ｂｉｔの情報で構成されるＴＥＩＤの上位２４ｂｉｔが同一となるように割り当てられる。このようにＴＥＩＤを割り当てることにより、ＶＮＦ２１は、ＴＥＩＤの上位２４ｂｉｔの情報により、グループに属する複数のベアラを一括して識別できる。
　例えば、図３０のベアラ管理ＤＢ２１０の例のように、ＶＮＦ２１は、ＴＥＩＤのビットマスク（ここでは、ＴＥＩＤの上位２４ｂｉｔ）に基づいて、ベアラのグループを管理できる。
　＜制御装置＞
　図３１に例示するように、ＶＮＦ２１と同様に、制御装置３０が複数のベアラをグループとして管理することもできる。制御装置３０は、上述の実施形態で例示された構成例に加え、ベアラ管理ＤＢ３５を含む。
　ベアラ管理ＤＢ３５は、例えば、図２９あるいは図３０で例示した構成の情報を格納することができる。つまり、ベアラ管理ＤＢ３５は、上述の属性等に基づいて設定されたベアラグループに関する情報を有する。リソース制御部３１は、ベアラ管理ＤＢ３５を参照し、ＶＮＦ２１等のリソース制御を実行できる。
　リソース制御部３１は、例えば、上述の第３の実施形態の例のように、仮想マシンの負荷、サーバ２０の負荷等に応じて、ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンのリソース制御を、サーバ２０に指示する。
　リソース制御部３１は、例えば、上記のリソース制御により新たに起動される仮想マシンに割り当てるベアラグループを、ベアラ管理ＤＢ３５を参照して決定できる。
　リソース制御部３１は、上述の属性によるベアラグループを、新たに起動された仮想マシン上で運用されるＶＮＦ２１に割り当てる。例えば、リソース制御部３１は、同一のＱｏＳ特性を有する複数のベアラを、新たに起動された仮想マシン上で運用されるＶＮＦ２１に割り当てる。また、例えば、リソース制御部３１は、同一のＭＴＣデバイスグループに関する複数のベアラを、新たに起動された仮想マシン上で運用されるＶＮＦ２１に割り当てる。
　リソース制御部３１は、グループに属するベアラの切り替えを、ＶＮＦ２１に指示できる。ＶＮＦ２１は、指示に応じて、グループに属する複数のベアラを切り替える。例えば、リソース制御部３１は、切り替え元のＶＮＦ２１に、グループに属する複数のベアラの切り替えを指示する。例えば、リソース制御部３１は、切り替え元のＶＮＦ２１に対して、グループに対応する属性（例えば、ＱＣＩ値、ＴＥＩＤのビットマスク、ＭＴＣデバイスグループ等）を含む情報を通知する。ＶＮＦ２１は、通知された情報に対応するベアラを、切り替え先のＶＮＦ２１に切り替える。
　５．第５の実施形態
　本発明の第５の実施形態は、上述の第１－第４の実施形態で開示された技術に適用可能である。
　第５の実施形態によれば、制御装置３０は、サーバ２０に対して運用ポリシーを設定できる。サーバ２０が、設定された運用ポリシーに基づいて、自律的にリソース制御を実行できるので、通信システムの運用効率が向上する。
　図３２に例示するように、制御装置３０は、管理インターフェース３６、ポリシーＤＢ３７を含む。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
　図３３に例示するように、ポリシーＤＢ３７は、リソース制御ポリシー３７０とベアラ切り替えポリシー３７１とを含む。リソース制御ポリシー３７０は、サーバ２０が、ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンのリソース制御を、自律的に実行するためのポリシーである。ベアラ切り替えポリシー３７１は、サーバ２０が、ベアラ切り替えを自律的に実行するためのポリシーである。
　通信システムのオペレータは、管理インターフェース３６を介して、ポリシーＤＢ３７の情報を構築できる。管理インターフェース３６は、例えば、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を、オペレータに提供できる。オペレータは、管理インターフェース３６が提供するＧＵＩを利用して、制御装置３０に運用ポリシーを設定できる。
　リソース制御ポリシー３７０の例を以下に示す。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値を超過した場合、制御部２２は同一機能を有するＶＮＦ２１を運用する仮想マシンを起動する。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値以下となった場合、制御部２２は当該仮想マシンを停止する。制御部２２は、停止される仮想マシンに対応するベアラを、他の仮想マシン上で運用されるＶＮＦ２１に切り替える。
・システムの通信負荷が所定の閾値を超過した場合、制御部２２は、ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンを起動する。
・Ｃ－Ｐｌａｎｅの信号の増加率が所定の閾値を超過した場合、制御部２２は、Ｃ－Ｐｌｅｎａ機能（例えば、Ｓ－ＧＷやＰ－ＧＷのＣ－Ｐｌａｎｅ機能、ＭＭＥ機能）を有するＶＮＦ２１を運用する仮想マシンを起動する。
　制御装置３０のリソース制御部３１は、上述のリソース制御ポリシー３７０を、サーバ２０の制御部２２に通知する。制御部２２は、通知されたポリシーに基づいて、自律的に仮想マシンを制御する。
　ベアラ切り替えポリシー３７１の例を以下に示す。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値を超過した場合、ＶＮＦ２１は同一機能を有するＶＮＦ２１にベアラを切り替える。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値を超過した場合、ＶＮＦ２１は同一機能を有するＶＮＦ２１にベアラを切り替える。ＶＮＦ２１は、仮想マシンの負荷に応じて、他のＶＮＦ２１に切り替えられるベアラの数を決定する。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値を超過した場合、ＶＮＦ２１は同一機能を有するＶＮＦ２１にベアラを切り替える。ＶＮＦ２１は、ベアラグループ毎にベアラを切り替える。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値を超過した場合、ＶＮＦ２１は同一機能を有するＶＮＦ２１にベアラを切り替える。ＶＮＦ２１は、ベアラの優先度に応じて、切り替えるベアラを決定する。
・ＶＮＦ２１を運用する仮想マシンの負荷が所定の閾値以下となった場合、制御部２２は当該仮想マシンを停止する。停止されるＶＮＦ２１は、自身に対応するベアラを、他の仮想マシン上で運用されるＶＮＦ２１に切り替える。
・Ｃ－Ｐｌａｎｅ信号を処理するＶＮＦ２１（例えば、Ｓ－ＧＷやＰ－ＧＷのＣ－Ｐｌａｎｅ機能、ＭＭＥ機能）の負荷が所定の閾値を超過した場合、ＶＮＦ２１は、Ｃ－Ｐｌａｎｅ信号を処理する他のＶＮＦ２１にベアラを切り替える。
　制御装置３０のリソース制御部３１は、上述のベアラ切り替えポリシー３７１を、ＶＮＦ２１に通知する。ＶＮＦ２１は、通知されたポリシーに基づいて、自律的にベアラを切り替える。
　第５の実施形態では、上記のリソース制御ポリシー３７０およびベアラ切り替えポリシー３７１が制御装置３０によりサーバ２０に設定される例を示した。但し、本発明は第５の実施形態に限定されない。例えば、リソース制御ポリシー３７０は、サーバ２０の制御部２２に予め設定されていてもよい。また、例えば、ベアラ切り替えポリシー３７１は、ＶＮＦ２１に予め設定されていてもよい。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記したそれぞれの実施形態に限定されるものではない。本発明は、各実施形態の変形・置換・調整に基づいて実施できる。また、本発明は、各実施形態を任意に組み合わせて実施することもできる。即ち、本発明は、本明細書の全ての開示内容、技術的思想に従って実現できる各種変形、修正を含む。また、本発明は、ＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術分野にも適用可能である。
１　　　　　　　　　　　　端末
２　　　　　　　　　　　　基地局
３　　　　　　　　　　　　ゲートウェイ
４　　　　　　　　　　　　ＭＭＥ
５　　　　　　　　　　　　ＳＧＳＮ
６　　　　　　　　　　　　ルータ
７　　　　　　　　　　　　ＰＣＲＦ
１０　　　　　　　　　　　通信装置
１１　　　　　　　　　　　制御部
１２　　　　　　　　　　　切替部
２０　　　　　　　　　　　サーバ
２１　　　　　　　　　　　仮想ネットワーク機能
２２　　　　　　　　　　　制御部
２２０　　　　　　　　　　ＶＭ制御部
２２１　　　　　　　　　　パス制御部
２３　　　　　　　　　　　共有ＤＢ
２４　　　　　　　　　　　ネットワーク
２５　　　　　　　　　　　ＲＲＨ
３０　　　　　　　　　　　制御装置
３１　　　　　　　　　　　リソース制御部
３２　　　　　　　　　　　インターフェース
３３　　　　　　　　　　　ステータス収集部
３４　　　　　　　　　　　管理ＤＢ
３５　　　　　　　　　　　ベアラ管理ＤＢ
３６　　　　　　　　　　　管理インターフェース
３７　　　　　　　　　　　ポリシーＤＢ
３７０　　　　　　　　　　リソース制御ポリシー
３７１　　　　　　　　　　ベアラ切替ポリシー
 

Claims (34)

  1. 　端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおける通信装置であって、
    　前記通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え可能な第一の手段と、
    　前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信可能な第二の手段と
    　を含むことを特徴とする通信装置。
  2. 　前記第一の手段は、前記通信パスの一部を構成する前記複数の第一のセッションを前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１の通信装置。
  3. 　前記第一の手段は、端末制御用の前記複数の第一のセッションを前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１または２の通信装置。
  4. 　前記第一の手段は、前記通信パスの一部を構成する複数種類のセッションのうち、前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションと同種の前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項の通信装置。
  5. 　前記第一の手段は、前記通信パスを維持したまま、前記通信パスの一部を構成する前記複数の第一のセッションを、前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の通信装置。
  6. 　前記第二の手段は、前記通信パスを構築するために用いられる複数種類の制御信号の一部の制御信号を用いて、前記複数の第二のセッションに関する情報を前記ネットワークノードに通知可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の通信装置。
  7. 　前記第二の手段は、前記通信システムを構成する複数種類のネットワークノードのうち、前記第一のセッションに対応するネットワークノードに対して、前記制御信号を送信可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の通信装置。
  8. 　前記第二の手段は、前記複数の第二のセッションの各々の識別情報を含む前記制御信号を、前記ネットワークノードに送信可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の通信装置。
  9. 　前記第一の手段は、セッションに関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項の通信装置。
  10. 　前記第一の手段は、端末の位置に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項の通信装置。
  11. 　前記第一の手段は、セッションの通信品質に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項の通信装置。
  12. 　前記第一の手段は、端末の通信状態に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項の通信装置。
  13. 　前記第一の手段は、端末の課金特性に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項の通信装置。
  14. 　前記第一の手段は、端末が所定の種別のデバイスか否かに基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項の通信装置。
  15. 　前記第一の手段は、端末がＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）デバイスであるか否かに基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項の通信装置。
  16. 　前記第一の手段は、セッションの識別子の一部の情報に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替え可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項の通信装置。
  17. 　端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおける通信方法であって、
    　通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え、
    　前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信する
    　ことを特徴とする通信方法。
  18. 　前記通信パスの一部を構成する前記複数の第一のセッションを前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７の通信方法。
  19. 　端末制御用信号である前記複数の第一のセッションを前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７または１８の通信方法。
  20. 　前記通信パスの一部を構成する複数種類のセッションのうち、前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションと同種の前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項の通信方法。
  21. 　前記通信パスを維持したまま、前記通信パスの一部を構成する前記複数の第一のセッションを、前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか１項の通信方法。
  22. 　前記通信パスを構築するために用いられる複数種類の制御信号の一部の制御信号を用いて、前記複数の第二のセッションに関する情報を前記ネットワークノードに通知する
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか１項の通信方法。
  23. 　前記通信システムを構成する複数種類のネットワークノードのうち、前記第一のセッションに対応するネットワークノードに対して、前記制御信号を送信する
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれか１項の通信方法。
  24. 　前記複数の第二のセッションの各々の識別情報を含む前記制御信号を、前記ネットワークノードに送信する
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれか１項の通信方法。
  25. 　セッションに関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれか１項の通信方法。
  26. 　端末の位置に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２５のいずれか１項の通信方法。
  27. 　セッションの通信品質に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２６のいずれか１項の通信方法。
  28. 　端末の通信状態に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２７のいずれか１項の通信方法。
  29. 　端末の課金特性に関する属性に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２８のいずれか１項の通信方法。
  30. 　端末が所定の種別のデバイスか否かに基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至２９のいずれか１項の通信方法。
  31. 　端末がＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）デバイスであるか否かに基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至３０のいずれか１項の通信方法。
  32. 　セッションの識別子の一部の情報に基づいてグループ化された前記複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する前記複数の第二のセッションに切り替える
    　ことを特徴とする請求項１７乃至３１のいずれか１項の通信方法。
  33. 　端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムであって、
    　通信装置と、
    　前記通信装置との間に第一のセッションを設定するネットワークノードとを備え、
    　前記通信装置は、
    　複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替え可能な第一の手段と、
    　前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信可能な第二の手段と
    　を含むことを特徴とする通信システム。
  34. 　端末に対応付けられた通信パスを介して前記端末に通信サービスを提供する通信システムにおけるコンピュータに、
    　前記通信装置とネットワークノードとの間に設定される複数の第一のセッションを、前記複数の第一のセッションにそれぞれ対応する複数の第二のセッションに切り替える処理と、
    　前記ネットワークノードに対して、前記複数の第二のセッションに関する情報を含む制御信号を送信する処理と
    　を実行させることを特徴とするプログラム。
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