JP2011530267A - 3gppユーザー機器(ue)から3gppラジオアクセスネットワークを使用してインターネットにアクセスするときに3gppパケット交換コアネットワークを迂回するための方法及びシステム - Google Patents

3gppユーザー機器(ue)から3gppラジオアクセスネットワークを使用してインターネットにアクセスするときに3gppパケット交換コアネットワークを迂回するための方法及びシステム Download PDF

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Abstract

ユーザー機器(UE)からのRAN経由インターネット行きトラフィックについて、パケットコアネットワークを迂回するための技法がここに記載されている。1つの実施形態によれば、ラジオアクセスネットワーク(RAN)のラジオネットワークコントローラ(RNC)からデータのパケットを受信したことに応えて、当該パケットがインターネットに向けに宛先指定されているかどうかが判定される。当該パケットは、ユーザー機器(UE)からRANを介して発せられている。当該パケットは、インターネットに宛先指定されていれば、パケットコアネットワークのSGSN(サービングGPRSサポートノード)に送られることなく、直接、インターネットに経路決めされる。他の方法及び装置も記載されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、概括的には、3GPPネットワーク(GPRS一般パケットラジオサービス及びGPRSのUMTS及びそれ以降に対する進化型)に関する。より厳密には、本発明は、ユーザー機器からラジオアクセスネットワークを使用してインターネットにアクセスするときに3GPPパケットコアネットワークを迂回するための方法に関する。
(関連出願)
本出願は、2008年8月4日出願の米国仮特許出願第61/137,915号の優先権を主張し、同仮特許出願をそっくりそのまま参考文献としてここに援用する。
GPRS/UMTSは、GSM移動局へのパケット交換データサービスを提供するGSM標準の進化型である。パケット交換データサービスは、データの塊を伝送するため、又は断続的又はバースト的な性質のデータ転送のために使用されている。3GPPパケットサービスの典型的な用途として、インターネットブラウジング、ワイヤレス電子メール、及びクレジットカード処理などが挙げられる。
図1は、典型的な3GPPパケットアーキテクチャを示しているブロック線図である。図1を参照すると、ユーザー機器(UE)101は、ラジオアクセスネットワーク(RAN)103のラジオネットワークコントローラ(RNC)102に、通信可能に結合されている。インターネット107及び/又は運営者サービスノード108の様な他のネットワークにアクセスするためには、UE101は、3GPPパケットコアネットワーク106を通過しなくてはならない。典型的には、3GPPパケットコアネットワーク106は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)104とゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)105を含んでいる。これらのサポートノードSGSN及びゲートウェイノードGGSNは、ユーザー端末(又はソース移動局)と宛先との間で通信を中継する。
典型的には、階層構造(図示せず)式に、GGSNには多数のSGSNが関連付けられ、SGSNには多数のRNCが関連付けられ、RNCには多数のUEが関連付けられてゆくことに留意されたい。こうして、UEからのトラフィックが増加すると、階層構造内のより高位のノード(例えば、SGSN及び/又はGGSN)に課されるトラフィックは指数関数的に増加することになる。
移動広帯域データトラフィックパターンの分析に基づくと、UEからのトラフィックの大多数は、セッションが従来型の移動パケットコアに引留されることから恩恵を受けないインターネット行きトラフィックである。インターネット行きトラフィックにSGSN及びGGSNを横断させようとすれば、SGSN/GGSNリソースを使用するため、インターネットトラフィックへの遅延がいたずらに増加することになる。移動広帯域トラフィックの増加に伴い、既存のアーキテクチャの造り付けの階層では、トラフィックの遊動的及びインターネット的な性質が活用されることなく、SGSN、GGSN、及びRANからコアネットワークへの伝送ネットワークへの投資が嵩む結果となる。
米国仮特許出願第61/137,915号
ユーザー機器(UE)からのRAN経由インターネット行きトラフィックについて、パケットコアネットワークを迂回するための技法がここに記載されている。1つの実施形態によれば、ラジオアクセスネットワーク(RAN)のラジオネットワークコントローラ(RNC)からデータのパケットを受信したことに応えて、当該パケットがインターネット向けに宛て先指定されているかどうかが判定される。当該パケットは、ユーザー機器(UE)からRANを介して発せられている。当該パケットは、それがインターネットに宛先指定されていれば、パケットコアネットワークのSGSN(サービングGPRSサポートノード)に送られることなく、直接、インターネットに経路決めされる。
本発明の他の特徴は、添付図面並びに以下に続く詳細な説明から明らかとなるであろう。
本発明は、限定するわけではないが一例として添付図面の各図に示されており、図中、同様の符号は類似の要素を表している。
典型的な3GPPパケットアーキテクチャを示しているブロック線図である。 1つの実施形態による3GPPパケットシステムを示しているブロック線図である。 本発明の1つの実施形態による、3GPPデータパケットを経路決めするためのプロセスを示している流れ線図である。 本発明の1つの実施形態による、データパケットを取り扱うための処理の流れを示しているトランザクション線図である。 本発明の代わりの実施形態による、データパケットを取り扱うための処理の流れを示しているトランザクション線図である。 本発明の1つの実施形態による、IAO−GWを示しているブロック線図である。
ユーザー機器(UE)からのRAN経由インターネット行きトラフィックについて、3GPPコアネットワークを迂回するための技法をここに記載する。以下の記述には、本発明の実施形態のより完全な説明がもたらされるように、数多くの詳細事項を示している。しかしながら、当業者には、本発明の実施形態がこれらの特定の詳細事項なしに実践されてもよいことが明らかとなるであろう。場合によっては、本発明の実施形態が曖昧になるのを避けるために、よく知られている構造及びデバイスは、詳細にではなくブロック線図の形式で示している。
本明細書での「1つの実施形態」又は「或る実施形態」という言及は、当該実施形態に関連付けて記述されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれていることを意味する。本明細書の様々な箇所に「1つの実施形態では」という句が登場しているが、同句は必ずしも全てが同一の実施形態を指しているとは限らない。
本発明の特定の実施形態によれば、RANからのトラフィックで、インターネットへ指定されているトラフィックは、受信されると、3GPPパケットコアネットワークのSGSN及び/又はGGSNの様な特定の構成要素を通過する必要なく(例えば迂回して)、直接、インターネットに経路決めされる。1つの実施形態では、インターネットアクセスポイントネーム(APN)オフロード(IAO)デバイス(ここではIAOゲートウェイ(IAO−GW)又はインターネットブレイクアウトデバイスとも呼ばれている)が実装され、インターネットの存在点又は運営者のネットワークトポロジーに基づく任意の他の好都合な点の付近に設置されている。この出願全体を通し、IAO−GWは、RANの端にRNCと同一場所に設置されているものとして記述されているが、その様なIAO−GWは同様に他の場所に設置されていてもよい。また、IAO−GWは、RNCと一体化されていてもよいし、又は代わりに、IAO−GWはSGSNと一体化されていてもよい。
1つの実施形態によれば、IAO−GWは、運営者のサービスに向けて宛先指定されているトラフィックを、インターネット向けに宛先指定されているトラフィックから見分ける知能を含んでいる。それに応えて、インターネット行きトラフィックは、インターネットアクセスポイント(例えば、最寄りのインターネットアクセスポイント)へ方向転換され、一方、他のトラフィックは、運営者のコアネットワークに向かう、即ち3GPPパケットコアネットワークのSGSNまでの、自身の経路を進んでゆくことを許容される。結果として、トラフィックの大多数はインターネット行きであるため、3GPPパケットコアネットワークへのアクセス並びにSGSN及びGGSNのリソース利用は著しく減少する。
図2は、1つの実施形態による3GPPパケットシステムを示しているブロック線図である。図2を参照すると、図1と同様に、システム200は、ラジオアクセスネットワーク(RAN)203のラジオネットワークコントローラ(RNC)202に通信可能に結合されているユーザー機器(UE)201を含んでいる。先行技術では、インターネット207及び/又は運営者サービスノード208の様な他のネットワークにアクセスするためには、EU201は、3GPPパケットコアネットワーク206を通過しなくてはならない。典型的には、3GPPパケットコアネットワーク206は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)204と、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)205と、ホームロケーションレジスタ(HLR)209を含んでいる。これらのサポートノードSGSN204とゲートウェイノードGGSN205には、ユーザー端末(又はソース移動局)と宛先ノード(例えば、インターネットのサーバー又は別の移動局)との間で通信を中継する機能がある。この場合も同様に、階層構造(図示せず)式に、GGSNには多数のSGSNが関連付けられ、SGSNには多数のRNCが関連付けられ、RNCには多数のUEが関連付けられてゆく可能性があることに留意されたい。
SGSN204は、UE201又はGGSN205との間でデータ伝送を達成する。例えば、SGSN204は、RNC202からアップリンクセッションを収集し、ゲートウェイノードGGSN205からRNC202に向けて送り出されたダウンリンクセッションを配信する。SGSN204は、SGSN204とGGSN205の間のパケットサービスをトネリング(GTP−GPRSトネリングプロトコル)によって管理する。SGSN204は、ホームロケーションレジスタ(HLR)209に記憶されている加入者プロフィールを受信し、常にそのコピーを保有しておく。加入者プロフィールは、加入しているサービス(インターネット、運営者のウォールドガーデンなど)についての情報を所有している。
GGSN205は、インターネット107、運営者サービスノード208の様な外部データパケットネットワークへの論理的インターフェースとして機能し、コアネットワーク206とその様な外部パケットデータネットワーク107、208との間を結合するよう機能する。より具体的には、GGSN205は、SGSN204からアップリンクセッションを収集し、インターネット107又は運営者サービス208にアクセスする。3GPPパケットコアネットワーク206のGGSN205は、ダウンリンクセッション用にSGSN204までのトンネルを設定する。
HLR209は、移動局の登録済み所在地情報を含む加入者プロフィールを記憶するためのデータベースノードであり、サポートノードSGSN204からの要求があり次第、同ノードへ加入者データのコピーを届ける。より具体的には、HLR209は、移動体加入者のそれぞれについての永久的な加入者データを記憶しており、その様なデータには、PSTN付番プランを使用することによって専有の移動体加入を指定する移動局ISDN番号(MSISDN)や、それぞれの加入者に割り付けられていて移動ネットワークシステムでの信号伝送時の識別に使用される専有の身分証明又はIDである国際移動体加入者身分証明(IMSI)が含まれる。
HLR209は、VLR(ビジターロケーションレジスタ)のアドレスに対応する現在加入者所在地を含むデータもその中に記憶している。それは、移動体加入者一人一人について、当該移動体加入者に許容されているサービスのリストを記憶している。
更に、1つの実施形態によれば、GPRSコアネットワーク206のSGSN204とRAN203のRNC202に、IAO−GW215が通信可能に結合されている。例示を目的として、この実施例では、IAO−GW215はSGSN204とRNC203の間に実装されている。しかしながら、IAO−GW215は、他の場所に設置されていてもよい。1つの実施形態では、IAO−GW215は、UE/RNCとSGSNの間を流れる制御トラフィックを翻訳するように構成されている。特に、IAO−GW215は、制御トラフィックを調べて、UE201が、インターネット207との通信経路を確立しようとしているのか、それとも運営者サービス208との通信経路を確立しようとしているのかを判定するように構成されている。
トラフィックが、運営者のサービス208向けであれば、制御トラフィックと関連付けられているデータトラフィックの両方が、運営者のサービス208へ行き着くために、GGSN205へ転送されるように経路209経由でSGSN204に到達できるようにされる。この筋書きでは、IPアドレス(運営者のサービス208に対しUE201を表しているもの)はGGSN205によって割り付けられており、IPルータは、このIPアドレスに宛先指定されている全てのトラフィックをGGSN205に経路決めするように構成され、するとGGSN205は、SGSN204とRNC202を経由してUE201にデータをトンネルする。こうして、IAO−GW215は、UE201と3GPPパケットコアネットワーク206の間で、UE201をネットワーク206に登録するためにやり取りされる制御トラフィックにも、UE201とネットワーク206の間での相互認証にも干渉しない。
トラフィックがインターネット207向けに宛先指定されていると判定された場合、IAW GW215は、当該トラフィックを、3GPPパケットコアネットワーク206のSGSN204及び/又はGGSN205を迂回しながら経路210経由でインターネット207に向かわせる。こうして、インターネット行きトラフィックのみが直接インターネット207に方向転換されることになり、一方で残りのトラフィックは3GPPパケットコアネットワーク206に進入することを許容されることになる。
1つの実施形態では、UE201は、インターネット207との接続を確立しようとするとき、定義済みのAPNを使用して要求を送り、するとIAO−GW215が介入する。具体的には、IAO−GW215は、当該要求がSGSN204経由でGGSN205へ進行するのを許容する。GGSN205は、応答を生成し、それをUE201に向けて送る。GGSN205からの応答には、GGSN205のIPアドレスプールからの、GGSN205によって割り付けられているIPアドレスが入っており、そのIPアドレスによって、更なるトラフィックはGGSN205に経路決めされてゆくことになる。これに応えて、IAO−GW215は、GGSN205によって割り付けられているこのIPアドレスを、IAO−GW215によって割り付けられているIPアドレスに差し替える。UE201は、インターネット207にトラフィックを送るときに、このアドレスを使用する。結果として、(インターネット207への)更なるトラフィックは、3GPPパケットコアネットワーク206のSGSN204及び/又はGGSN205を迂回してIAO−GW215に経路決めされることになる。
1つの実施形態によれば、特定のインターネット行きトラフィックを、3GPPパケットコアネットワーク206を通過させることなく直接インターネット207へ方向転換させるべきか否かは、例えば管理者によって、特定的に構成されてもよい。1つの実施形態では、IAO−GW215は、方向転換させられるインターネット行きトラフィックに関連付けられているAPNのリストを所有している表又はデータベース211の様な構成情報を維持している。APNネームは、典型的に加入者の情報に関する表又はデータベース212を維持しているHLR209からの情報から複製されてもよい。
こうして、インターネット行きトラフィックがIAO−GW215で受信されると、IAO−GW215は、トラフィックを調べて、当該トラフィックの関連付けられているAPNが表211に載っているかどうかを判定する。表211の中に対応するAPNが見つけられれば、当該トラフィックは3GPPパケットコアネットワーク206を迂回してインターネット207へ方向転換される。そうでなければ、トラフィックは3GPPパケットコアネットワーク206に進入するのを許容されることになる。1つの実施形態では、その様な設定は、管理者によって設定された特定の構成次第で、有効にもされれば無効にもされ得る。例えば、特定のAPNのインターネットブレイクアウト経路決めは、対応するエントリを表211から削除することによって無効にすることもできるし、或いは代わりに、当該エントリに関連付けられている属性を、その様な属性を指し示すための所定の値に設定してもよい。もう1つの実施形態では、ブレイクアウト経路決めは、所定の期間に亘って設定されており、その期間の後、経路決めは自動的に無効にされる。
この出願全体を通して、アクセスネットワーク及びゲートウェイデバイスの一例として、3G RAN及びRNCが使用されていることに留意されたい。しかしながら、本発明は、これらの構成要素を有するネットワークでの使用に限定されない。他の構成を適用することもできる。例えば、RAN203はフェムトセルで、RNC202はフェムトゲートウェイデバイスであってもよい。
図3は、本発明の1つの実施形態による、GPRSデータパケットを経路決めするためのプロセスを示しているフロー線図である。プロセス300は処理論理部によって行うことができ、処理論理部は、ソフトウェア、ハードウェア、又は両方の組合せを含んでいてもよいことに留意されたい。例えば、プロセス300は、図2のIAO−GW215によって行われてもよい。
図3を参照すると、ブロック301で、3GPPネットワークのRANのRNCからパケットが受信されるが、このとき、パケットは、RNCに関連付けられているUEから始められていてもよい。ブロック302で、処理論理部は、当該パケットがインターネットの宛先ノードに到達しようとしている(例えば、インターネット行きトラフィック)かどうかを判定する。1つの実施形態では、パケットは、当該パケットに関連付けられているプロトコル、ソースアドレス、及び/又は宛先アドレスの組合せに基づいて調べられてもよい。1つの実施形態では、IAO−GWは、全ての制御トラフィックの真ん中に座して、トラフィックがインターネット行きトラフィックであるかどうか、即ちサービスはインターネット行きか否かを、識別することができる。この決定はAPNに基づく。IAO−GWは、データパケットを受信したとき、データパケットがインターネット行きトラフィックであるか否かを、宛先IPアドレス(及びセッションID)によって知る。
パケットがインターネット行きであると判定されると、ブロック303で、当該パケットは、対応する3GPPパケットコアネットワーク(例えば、SGSN及びGGSN)を通過することなく、直接、インターネットの宛先ノードに経路決めされる。そうでなければ、ブロック304で、当該パケットは、3GPP仕様に則り、3GPPパケットコアネットワークのSGSNに経路決めされる。同様に他のオペレーションが行われてもよい。
図4Aは、データパケットを取り扱うための処理の流れを示しているトランザクション線図である。この場合は、ユーザーは、運営者サービス(即ち、非インターネットサービス)を要求しており、IAO GWは、UEのトラフィックをブレイクアウトしてそれを直接インターネットに送ることはしない。代わりに、UEからのトラフィックは、SGSN及びGGSNを通過する。
図4Aを参照すると、UE401が、インターネット又は運営者のサービスノードの様な外部ネットワークのノードにアクセスするため接続を確立しようとするとき、UE401は、APNを含んでいるPDP(パケットデータプロトコル)コンテキスト要求を生成し、当該要求をRNC402に送る。PDPコンテキスト要求は、SGSNとGGSNの両方に存在するデータ構造であって、加入者がアクティブなセッションを有しているときには加入者のセッション情報を含んでいるデータ構造である、PDPコンテキストを含んでいる。UEは、3GPPを使用したい場合、最初にPDPコンテキストを添付し、次にそれをアクティブにする。これにより、加入者が現在訪れているSGSN及び加入者アクセスポイントとして機能しているGGSNにPDPコンテキストデータ構造が割り付けられる。記録されているデータは、加入者のIPアドレス及びSGSNとGGSNについての加入者のトンネル終点ID(TEID)に関する情報を含んでいる。更に、アクセスポイントが選択され、APNが確定される。
IAO−GW403が、RNCからトランザクション406−407を経て回送されてきたPDPコンテキスト要求を受信したとき、IAO−GW403は、その様な要求がインターネットへアクセスすることであるか否かを、関連付けられているAPNを調べることによって判定する。IAO−GW403は、確立させるべき接続はインターネット行きではないと判定し、関連付けられているAPNは、運営者のサービスか又は他のトラフィック(例えば、インターネットトラフィック)であって運営者がIAO GWでブレイクアウトしないと決めたトラフィックを識別している。これらの場合には、IAO−GW403は、このセッションを非IAOとしてマークし、当該要求を修正なしにSGSN404に中継し、SGSN404は、当該要求を、トランザクション408−409を介してGGSN405へ送る。
要求に応えて、GGSN405は、自身のIPアドレスプールからの、要求されているAPNに適切な割り付けられているIPアドレスで応答し、当該応答を、トランザクション410を介してSGSN404に送る。当該応答に応えて、SGSN404は、SGSN404によって割り付けられている輸送層アドレスを有するRAB(ラジオアクセスベアラ)割り当て要求をIAO−GW403経由でトランザクション411−412を介してRNC402に送る。トランザクション411−412では、ここでも同様に、IAO−GW403は単に中継デバイスとして働く。RAB割り当てが完了してしまえば、PDPコンテキストのアクティブ化は、GGSN405によって割り付けられているIPアドレスを使用し、トランザクション413−415を経て完了する。
こうして、セッションセットアップオペレーションが行われ、その間、IAO−GW403は中継デバイスとして働く。結果として、RNC402とSGSN404の間にはGTPトンネルが作成され、当該セッションの以降のデータはRNC402とSGSN404の間でGTPトンネルを経由してやり取りされる。即ち、全トラフィックは3GPPパケットコアネットワークのSGSN404とGGSN405を通過しなくてはならないということである。IAO−GW403は、単に遅延デバイスとして働く。
図4Bは、本発明の代わりの実施形態による、IAO事例での制御パケットを取り扱うための処理の流れを示しているトランザクション線図である。この実施形態では、UE401は、接続を確立したいという要求を送り、当該要求がトランザクション406−407を経てIAO−GW403に受信されたとき、図4Aに示されている処理の流れと同様に、IAO−GW403は、当該要求がインターネット向けであるか否かを、例えば当該要求に関連付けられているAPNを調べることによって判定する。
当該要求がインターネット向けであると判定された場合、RAB割り当ての要求がSGSN404からトランザクション411を経て受信されると、IAO−GW403は、トランザクション412中に、SGSN404によって割り付けられている輸送層アドレスをIAO−GW403によって割り付けられているものと差し替えるように構成される。これにより、事実上、3GPP仕様で記述されている制御面のSGSNはユーザー面SGSNから切り離される。ここで、SGSN404は制御面SGSNとなり、一方IAO−GW403はユーザー面SGSNとなる。また、RNC402とSGSN404は、これが起こっていることを知らず、よって、RNC402とSGSN404には少しの衝撃もない。結果として、RNC402とSGSN404では設定を変える必要は一切ない。
同様に、IAO−GW403が、SGSN404からトランザクション413を経て、PDPコンテキストのアクティブ化を受け入れる応答を受信すると、IAO−GW403は、GGSN405によって割り付けられているIPアドレスをIAO−GW403によって内部的に割り付けられているIPアドレスに差し替えるように構成され、当該応答をRNC402に送る。結果として、GTPトンネルが、図4Aに説明されているRNCとSGSNの間ではなくて、RNC402とIAO−GW403の間に作成され、当該セッションの以降のインターネットデータは、RNC402とIAO−GW403の間でやり取りされる。これには、事実上、制御面GGSNをユーザー面GGSNから切り離す効果がある。ここで、GGSN405は制御面GGSNとなり、一方、IAO−GW403は、ユーザーIPアドレスを割り当てるユーザー面GGSNとなる。この仕組みは、シャーシ内での荷重分担のために数個のGGSNをどの様に実装するかということに似ている。この構成の下では、RNC402、SGSN404、又はGGSN405には一切変更が必要ない。
図5は、本発明の1つの実施形態によるIAO−GWを示しているブロック線図である。例えば、IAO−GW500は、図2のIAO−GW215のポートとして実装されていてもよい。図2を参照すると、IAO−GW500は、限定するわけではないが、1つ又はそれ以上のラインカード502−504(インターフェースカード又はユーザー面とも呼ばれる)に、メッシュネットワーク、相互接続、バス、又はそれらの組合せであってもよいメッシュ505を介して、通信可能に結合されている制御カード501(制御面とも呼ばれている)を含んでいる。ラインカード503−504のそれぞれは、インターフェース506−508の様な1つ又はそれ以上のインターフェース(ポートとも呼ばれる)にそれぞれ関連付けられている。それぞれのラインカードは、パケットを、制御カード501によって設定されている構成(経路決め表)に応じて対応するインターフェースを経由して経路決めするための、経路決め機能ブロック(例えば、ブロック513−151)を含んでいる。例示を目的として、インターフェース506はRANのRNCに結合され、インターフェース507はインターネットに結合され、インターフェース508は運営者サービス用の3GPPパケットコアネットワークのSGSNに結合されるものと仮定する。
1つの実施形態によれば、制御カード501は、構成ユニット509と、パケット検閲部510と、IPアドレスプールデータベース511と、構成データベース512を含んでいる。1つの実施形態では、データベース512は、どのトラフィックノードのAPNを、3GPPパケットコアネットワークを迂回して直接インターネットに方向転換させるべきかに関する情報を記憶するために使用されている。上述の様に、管理者は、どのAPNをインターネットブレイクアウト用とするかを、ユーザーインターフェース(例えば、コマンドラインインターフェース(CLI))516を介して構成する又は指定することができる。ユーザーインターフェース516を通して、管理者は、インターネットブレイクアウト用の特定のAPNを(APNの削除又は追加により)有効にする及び/又は無効にすることもできる。
パケット検閲部510は、接続を確立するためのセッション開始要求制御パケットを検閲して、要求に提供されているAPN値とデータベース512に記憶/構成されているAPNを比較することによって、トラフィックがインターネット行きとなるかどうかを判定する。そうであるなら、構成ユニット509は、自身所有のIPアドレスプール511からの特定のIPアドレスに差し替えることを含め、図4Bに示されているものと同様のプロセスを行う。制御カード501によってセットアップされた構成に基づき、それぞれのラインカードのパケットルータ機能ブロックは、対応するデータパケットを、3GPPパケットコアネットワークを迂回しながら、例えばインターフェース507を介して直接インターネットに経路決めするように構成される。そうではなく、構成ユニット509が、パケットは3GPPパケットコアネットワーク向けに宛先指定されていると判定した場合、パケットルータは、当該パケットを、例えばインターフェース508を介して3GPPパケットコアネットワークに経路決めすることになる。
制御カード501の機能性の幾つかは、ラインカードに委譲又は複製されていてもよいことに留意されたい。例えば、データベース512の特定の情報は、ラインカード502−504に複製されて、ラインカード502−504内の記憶場所(図示せず)に記憶されていてもよい。また、図5に示されている構成要素の幾つか又は全ては、ハードウェア、ソフトウェア、又は両者の組合せに実装されていてもよいことに留意されたい。
上述のソリューションでは、輸送経路とIAO−GWが構成されることのみが必要となり、他のノードはまったく影響を受けない。当該ソリューションは、運営者がブレイクアウトすると決めたAPNにのみ適用される。即ち、或る特定のAPNは、IAO構成を変更することによって、IAO−GW内で特化的に有効にもされ無効にもされ得るということである。他の全てのAPN及びサービスは、移動性、課金、及びローミングなどに関して全く影響を受けない。オペレーション、パケットコアノード、経路決め、又はユーザー体験(例えば透明性)には一切変更が必要ない。ここに記載されているソリューションは、如何なる移動パケットコアとも巧く機能する。ブレイクアウト用に構成されているAPNでは、ユーザー体験とオペレーションの殆どは同じままである。ここに記載されているソリューションで使用されている機構の殆どは、既に、3GPPによって標準化されている。現行の3GPP移動ネットワークアーキテクチャ及びオペレーションにする脅威は一切ない。
ここに記載されているソリューションは同様に、移動性を、それが今日3GPP運営者ネットワークでサポートされているように完全にサポートする。移動性の型式にもよるが、RNC又はSGSNは、移動性のための制御アンカーとして働き続け、移動性は、運営者のネットワークへの如何なる衝撃もなしにIAO−GWに対し透過的にサポートされる。
また、IAO−GWに構成されるAPNは局所的なブレイクアウトのみを対象としているため、外行きローミングは、ここに記載のソリューションには全く影響されない。入ってくるローミングに関しては、運営者が内部ローミング利用者のブレイクアウトを望まないのであれば、IAO−GWでローミングAPNは構成されない。トラフィックは、3GPP仕様に則ってSGSNで取り扱われ、ユーザー体験又はネットワークオペレーションには何らの衝撃もない。運営者が、内部ローミング利用者について局所的なブレイクアウトを望むなら、対応するローミングAPNがIAO−GW内に構成される。IAO−GWは、内部ローミング利用者用のこのAPNについて局所的なブレイクアウトを提供する。課金は、3GPPローミングの実践に則って実施される。
ワイルドカードAPNは、非インターネットブレイクアウトAPNと同じに取り扱われ、全てのトラフィックは透過的にSGSNに中継される。
以上、ユーザー機器(EA)からのRAN経由インターネット行きトラフィックについて3GPPパケットコアネットワークを迂回するための技法をここに記載した。これまでの詳細な説明のうち幾つかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対するオペレーションのアルゴリズム及び記号表現の観点から提示した。これらのアルゴリズム的記述及び表現は、データ処理技術分野の当業者が、彼らの研究の実態を、同技術分野の他の当業者に最も効果的に伝えるために使用するやり方である。アルゴリズムは、ここでは、そして一般的には、所望の結果に導くオペレーションの自己矛盾のないシーケンスであると考えられる。オペレーションは物理的量の物理的操作を要するものである。必ずしもというわけではないが、大抵は、これらの量は、記憶する、転送する、組み合わせる、比較する、又は別のやり方で操作することができる、電気的又は磁気的な信号の形態をとっている。場合によっては、主に共通使用を理由に、これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数など、として言及するのが都合がよいことが判っている。
しかしながら、これら及び類似の用語の全ては、適切な物理的量に関連付けられるものであって、これらの量に適用される単に便宜上の標示であることを念頭に置くべきである。以上の考察から自明のこととして別途特に指定のない限り、本説明全体を通じて、「処理する」、「演算する」、「計算する」、「判定する」、「表示する」など、の様な用語を用いている考察は、コンピュータシステム又は類似の電子演算デバイスの行為及び/又はプロセスであって、コンピュータシステムのレジスタ及び/又はメモリ内で物理的(電子的)量として表現されているデータを、コンピュータシステムのメモリ、レジスタ、又は他のその様な情報を記憶、伝送、又は表示するデバイス内で同様に物理的量として表現される他のデータへと操作及び/又は変換する、行為及びプロセスを指すものと理解されたい。
本発明の実施形態は、ここでのオペレーションを行うための装置にも関する。装置は、要求されている目的のために特別に作られていてもよいし、又は装置は、コンピュータに記憶されているコンピュータプログラムによって選択的にアクティブにされ又は再構成される汎用コンピュータを備えていてもよい。その様なコンピュータプログラムはコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されていてもよい。機械読み取り可能媒体は、情報を機械(例えば、コンピュータ)が読み取ることのできる形式で記憶又は伝送するための如何なる機構をも含む。例えば、機械読み取り可能(例えば、コンピュータ読み取り可能)媒体は、機械(例えば、コンピュータ)読み取り可能記憶媒体(例えば、読み取り専用メモリ(「ROM」)、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイスなど)、機械(例えば、コンピュータ)読み取り可能伝送媒体(電気的、光学的、音響学的、又は他の形態の伝搬信号(例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など))などを含む。
ここに提示されているアルゴリズム及び表示は、本質的には、如何なる特定のコンピュータ又は他の装置にも関係付けられない。様々な汎用システムがここでの教示によるプログラムと共に使用されてもよいであろうし、又は必要な方法のオペレーションを行うためにより特化された装置を作るのが都合がよいと判明するかもしれない。各種のこれらのシステムに求められる構造は、以上の説明から見えてくるであろう。また、本発明の実施形態は、何ら特定のプログラミング言語に関連付けて説明されているわけではない。ここに記載されている本発明の実施形態の教示を実施するのに、各種プログラミング言語を使用することができるということが理解されるであろう。
以上の明細書では、本発明の実施形態を、その特定の例示となる実施形態に関連付けて説明してきた。それらには、以下の特許請求の範囲に示されている本発明のより広範な精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることは明白となるであろう。本明細書及び図面は、従って、限定を課すというよりむしろ例示目的の意味で受けとめられたい。
200 システム
201、401 ユーザー機器(UE)
202、402 ラジオネットワークコントローラ(RNC)
203 ラジオアクセスネットワーク(RAN)
204、404 サービングGPRSサポートノード(SGSN)
205、405 ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)
206 3GPPパケットコアネットワーク
207 インターネット
208 運営者サービスノード
209 ホームロケーションレジスタ(HLR)
215、403、500 インターネットアクセスオフロードゲートウェイ(IAO−GW)
501 制御カード
502、503、504 ラインカード
505 メッシュ
506、507、508 インターフェース
509 構成ユニット
510 パケット検閲部
511 IPアドレスプールデータベース
512 構成データベース
513、514、515 ルータ
516 ユーザーインターフェース

Claims (21)

  1. パケットネットワークのネットワークトラフィックを処理するための機械実行される方法において、
    ラジオアクセスネットワーク(RAN)のラジオネットワークコントローラ(RNC)から、前記RANのユーザー機器(UE)から発せられたデータのパケットを受信したことに応えて、前記パケットがインターネット向けに宛先指定されているかどうかを判定する段階と、
    前記パケットがインターネットに宛先指定されていれば、前記パケットを、前記パケットコアネットワークのSGSN(サービングGPRSサポートノード)へ送ることなく、直接、インターネットに経路決めする段階と、から成る方法。
  2. 前記パケットがインターネット向けに宛先指定されていなければ、前記パケットを、前記3GPPパケットコアネットワークの前記SGSNに経路決めする段階を更に含んでいる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記パケットがインターネット向けに宛先指定されているかどうかを判定する段階と、前記パケットを、前記パケットコアネットワークを通過させることなく、直接、インターネットに経路決めする段階は、前記RNCと前記パケットコアネットワークの前記SGSNの間に設置されているインターネットアクセスオフロード(IAO)ゲートウェイ(IAO−GW)内で行われる、請求項1に記載の方法。
  4. 前記RNC経由での前記EUからの通信セッションを確立したいという要求に応えて、前記IAO−GWが、前記要求によって指定されているAPNがインターネットサービスに関連付けられているかどうかを判定する段階と、
    前記RNCと前記IAO−GWの間にGPRSトネリングプロトコル(GTP)トンネルを確立して、その結果、前記GTPトンネルを通ってやり取りされるデータが、前記3GPPパケットコアネットワークの前記SGSNを通過することなく、前記IAO−GWで、直接、インターネットに経路決めされるようにする段階と、を更に含んでいる、請求項1に記載の方法。
  5. 前記通信セッションの確立中に、前記IAO−GWを介して、前記SGSNから受信されたRAB(ラジオアクセスベアラ)割り当て要求の中の第1の輸送層アドレスを第2の輸送層アドレスに置き換える段階であって、前記第1の輸送層アドレスは前記SGSNのIPアドレスであり、前記第2の輸送層アドレスは前記IAO−GWのIPアドレスである、アドレスを置き換える段階と、
    前記UEの前記RAB割り当てを完了し、前記RNCと前記IAO−GWの間に前記GTPトンネルを作成するために、前記第2の輸送層アドレスを有する前記RAB割り当て要求を前記RNCに伝送する段階と、を更に含んでいる、請求項4に記載の方法。
  6. 前記通信セッションの確立中に、前記IAO−GW内で、前記GGSNから前記SGSN経由で受信されたPDP(パケットデータプロトコル)コンテキストアクティブ化の受け入れメッセージの中の第1のIPアドレスを、第2のIPアドレスに置き換える段階であって、前記第1のIPアドレスは前記GGSNによって割り付けられているユーザーアプリケーション層IPアドレスであり、前記第2のIPアドレスは、前記IAO−GWによって割り付けられているユーザーアプリケーション層IPアドレスである、アドレスを置き換える段階と、
    要求されているサービスのPDPコンテキスト作成手続きを完了するために、前記第2のIPアドレスを有する前記PDPコンテキストアクティブ化の受け入れメッセージを前記RNCに伝送する段階と、を更に含んでいる、請求項4に記載の方法。
  7. 前記GTPトンネルを横断してゆく以降のデータは、前記パケットコアネットワークの前記SGSN又は前記GGSNにアクセスすることなくインターネットにアクセスするために、前記IAO−GWと前記通信セッションによって指定された前記APNに関連付けられている対応する宛先との間に経路決めされる、請求項4に記載の方法。
  8. 前記GTPトンネルを横断してゆく以降のデータは、前記パケットコアネットワークの前記SGSN又は前記GGSNにアクセスすることなくインターネットにアクセスするために、前記IAO−GWと前記通信セッションによって指定された前記APNに関連付けられている対応する宛先との間に経路決めされる、請求項6に記載の方法。
  9. 命令を記憶させた機械読み取り可能記憶媒体において、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、データネットワークのネットワークトラフィックを処理するための方法であって、
    ラジオアクセスネットワーク(RAN)のラジオネットワークコントローラ(RNC)から、前記RANのユーザー機器(UE)から発せられたデータのパケットを受信したことに応えて、前記パケットがインターネット向けに宛先指定されているかどうかを判定する段階と、
    前記パケットがインターネットに宛先指定されていれば、前記パケットを、前記パケットコアネットワークのSGSN(サービングGPRSサポートノード)へ送ることなく、直接、インターネットに経路決めする段階と、から成る方法、を行わせる命令を記憶させた機械読み取り可能記憶媒体。
  10. 前記方法が、前記パケットがインターネット向けに宛先指定されていなければ、前記パケットを、前記パケットコアネットワークの前記SGSNに経路決めする段階を更に含んでいる、請求項9に記載の機械読み取り可能記憶媒体。
  11. 前記パケットがインターネット向けに宛先指定されているかどうかを判定する段階と、前記パケットを、前記パケットコアネットワークを通過させることなく、直接、インターネットに経路決めする段階は、前記RNCと前記3GPPパケットコアネットワークの前記SGSNの間に結合されているインターネットアクセスオフロード(IAO)デバイス内で行われる、請求項9に記載の機械読み取り可能記憶媒体。
  12. 前記方法が、
    前記RNC経由での前記EUからの通信セッションを確立したいという要求に応えて、前記IAO−GWが、前記要求によって指定されているAPNがインターネットのアクセスポイントに関連付けられているかどうかを判定する段階と、
    前記RNCと前記IAO−GWの間にGPRSトネリングプロトコル(GTP)トンネルを確立して、その結果、前記GTPトンネルを通ってやり取りされるデータが、前記パケットコアネットワークの前記SGSNを通過することなく、直接、インターネットを相手に経路決めされるようにする段階と、を更に含んでいる、請求項9に記載の機械読み取り可能記憶媒体。
  13. 前記方法が、
    前記通信セッションの確立中に、前記IAO−GWを介して、前記SGSNから受信されたRAB(ラジオアクセスベアラ)割り当て要求の第1の輸送層アドレスを第2の輸送層アドレスに置き換える段階であって、前記第1の輸送層アドレスは前記SGSNによって割り付けられており、前記第2の輸送層アドレスは前記IAO−GWによって割り付けられている、アドレスを置き換える段階と、
    前記UEの前記RAB割り当てを完了するために、前記第2の輸送層アドレスを有する前記RAB割り当て要求を前記RNCに伝送する段階と、を更に含んでいる、請求項12に記載の機械読み取り可能記憶媒体。
  14. 前記方法が、
    前記通信セッションの確立中に、前記IAO−GW内で、前記GGSNから前記SGSN経由で受信されたPDP(パケットデータプロトコル)コンテキストアクティブ化の受け入れメッセージの第1のIPアドレスを、第2のIPアドレスに置き換える段階であって、前記第1のIPアドレスは前記GGSNによって割り付けられており、前記第2のIPアドレスは前記IAO−GWによって割り付けられている、アドレスを置き換える段階と、
    前記RNCと前記IAO−GWの間に前記GTPトンネルを作成するために、前記第2のIPアドレスを有する前記PDPコンテキストアクティブ化の受け入れメッセージを前記RNCに伝送する段階と、を更に含んでいる、請求項12に記載の機械読み取り可能記憶媒体。
  15. 前記GTPトンネルを横断してゆく以降のデータは、前記パケットコアネットワークの前記SGSN又は前記GGSNにアクセスすることなくインターネットにアクセスするために、前記IAO−GWと前記通信セッションによって指定された前記APNに関連付けられている対応するアクセスポイントとの間に経路決めされる、請求項13に記載の機械読み取り可能記憶媒体。
  16. ラジオアクセスネットワーク(RAN)のラジオネットワークコントローラ(RNC)から、前記RANのユーザー機器(UE)から発せられたデータのパケットを受信したことに応えて、前記パケットがインターネット向けに宛先指定されているかどうかを判定するためのパケット検閲部と、
    前記パケットがインターネット向けに宛先指定されていると判定されれば、前記パケットを、前記パケットコアネットワークのSGSN(サービングGPRSサポートノード)へ送ることなく、直接、インターネットに経路決めするための、前記パケット検閲部に結合されているパケットルータと、を備えている装置。
  17. 前記パケットルータは、前記パケットがインターネット向けに宛先指定されていないと判定されれば、前記パケットを、前記パケットコアネットワークの前記SGSNに経路決めするよう構成される、請求項16に記載の装置。
  18. 前記RANの前記RNCからパケットを受信するための第1のインターフェースと、
    前記パケットがインターネット行きであると判定された場合に前記パケットをインターネットへ伝送するための第2のインターフェースと、
    前記パケットがインターネット行きでないと判定された場合に前記パケットを前記パケットコアネットワークの前記SGSNへ伝送するための第3のインターフェースと、を更に備えている、請求項16に記載の装置。
  19. 前記RNC経由での前記EUからの通信セッションを確立したいという要求に応えて、前記パケット検閲部は、前記要求によって指定されているAPNがインターネットサービスに関連付けられているかどうかを判定するように構成され、前記通信セッション内でやり取りされる以降のデータは、前記要求されているAPNに関連付けられているインターネット行きサービスである、請求項16に記載の装置。
  20. 1つ又はそれ以上のAPNのリストを記憶するための記憶部を更に備えており、前記パケット検閲部は、前記要求の前記APNを、前記1つ又はそれ以上のAPNのリストに対して比較するように構成され、前記要求されているAPNが前記記憶部からのリスト掲載のAPNのうちの1つと一致すれば、前記要求されているAPNのトラフィックは直接インターネットへ方向転換される、請求項19に記載の装置。
  21. ユーザーが、前記1つ又はそれ以上のAPNのリストを構成して、前記パケットコアネットワークを通過することなく直接インターネットにアクセスするための特定のAPNを有効にしたり無効にしたりできるようにするためのユーザーインターフェースを更に備えている、請求項19に記載の装置。
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