JP2015195438A - Ｐｇｗ装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＧＷ、ＤＲＡ、複数のＰＣＲＦ装置を含む移動通信システムについて、ネットワークトラフィックの増加や、ＤＲＡの処理負荷の増大をもたらすような、ＰＧＷとＤＲＡとの間で行われるサービス要求の通信またはその量を抑える。【解決手段】少なくとも１つのＡＰＮおよびＰＣＲＦ装置がそれぞれ互いに対応付けられて登録されるメモリ手段と、ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが前記メモリ手段にて対応付けられているＰＣＲＦ装置に前記ユーザに対するポリシー情報の要求を送信する制御手段とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、ＰＧＷ装置、方法およびプログラムに関する。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規定されている勧告において、帯域・課金制御機能であるＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）、ＰＣＲＦ選択装置であるＤＲＡ（Diameter Routing Agent）が示されている。ＤＲＡはＰＧＷ（Packet Data Network Gateway）の代わりに、ユーザに対するポリシー情報の要求を送信する先のＰＣＲＦ装置を選択する。ＤＲＡはネットワークを利用するユーザとユーザに対する帯域制御および課金制御を行うＰＣＲＦとの対応を示すマッピング情報を有し、ＰＧＷからポリシー情報の要求を受信してマッピング情報に従ってＰＣＲＦ装置を選択する。なお、ＰＧＷは、例えば、ラウンドロビン方式によって、ポリシー情報の要求を送信するＤＲＡを選択する。ＰＧＷは選択したＤＲＡにアクセスし、ポリシー情報を要求するＰＣＲＦ装置が選択され、そのＰＣＲＦ装置からユーザに対するポリシー情報を取得する。

図１は上述のＰＧＷ、ＤＲＡ、ＰＣＲＦ装置の構成においてＰＧＷがポリシー情報を取得する動作フローを示す。なお、ＰＣＲＦ装置はＰＣＲＦ１、ＰＣＲＦ２の２台あるものとする。また、ＰＣＲＦ１、ＰＣＲＦ２はユーザ１、ユーザ２にそれぞれ対応しているものとする。

ユーザ１からのイベントトリガ信号により（Ｓ１０１）、ＰＧＷはポリシー情報の要求であるＣＣ（Credit Control）−ＲｅｑｕｅｓｔをＤＲＡに送信する（Ｓ１０２）。ＤＲＡは受信したＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔに応じて、マッピング情報に従って選択したＰＣＲＦ１がユーザ１に対応していることを示すＣＣ−ＡｎｓｗｅｒをＰＧＷに返信する（Ｓ１０３）。ＰＣＣはPolicy and Charging Controlの略称である。ＰＧＷは受信したＣＣ−ＡｎｓｗｅｒからＰＣＲＦ１がユーザ１に対応していることを知り、ＰＣＲＦ１との間でＳＣＴＰアソシエーション、さらにＤｉａｍｅｔｅｒコネクションを確立する。ＳＣＴＰはStream Control Transmission Protocolの略称である。次に、ＰＧＷはＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）をＰＣＲＦ１に送信する（Ｓ１０４）。ＰＣＲＦ１は受信したＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）に応じて、ユーザ１に対するポリシー情報を含むＣＣ−Ａｎｓｗｅｒ（ＰＣＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）をＰＧＷに返信する（Ｓ１０５）。

同様に、ユーザ２からのイベントトリガ信号により（Ｓ１０６）、ＰＧＷはポリシー情報の要求であるＣＣ−ＲｅｑｕｅｓｔをＤＲＡに送信する（Ｓ１０７）。ＤＲＡは受信したＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔに応じて、マッピング情報に従って選択したＰＣＲＦ２がユーザ２に対応していることを示すＣＣ−ＡｎｓｗｅｒをＰＧＷに返信する（Ｓ１０８）。ＰＧＷは受信したＣＣ−ＡｎｓｗｅｒからＰＣＲＦ２がユーザ２に対応していることを知り、ＰＣＲＦ２との間でＳＣＴＰアソシエーション、さらにＤｉａｍｅｔｅｒコネクションを確立する。次に、ＰＧＷはＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）をＰＣＲＦ２に送信する（Ｓ１０９）。ＰＣＲＦ２は受信したＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）に応じて、ユーザ２に対するポリシー情報を含むＣＣ−Ａｎｓｗｅｒ（ＰＣＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）をＰＧＷに返信する（Ｓ１１０）。

上記において、ＰＧＷはＰＣＲＦ装置にポリシー情報の要求を送信するのに先だって、ＤＲＡとポリシー情報の要求の送信先となるＰＣＲＦ装置について問い合わせを行っている。つまり、ＰＧＷとＤＲＡとの間でサービス要求の通信が行われている。このような通信は、特に小規模なＭＶＮＯ（Mobile Virtual Network Operator）事業者の運営に影響を及ぼすことになる、ネットワークトラフィックの増加や、ＤＲＡの処理負荷の増大をもたらす。

ＤＲＡやＰＣＲＦに関連する技術が特許文献１に記載されている。

すなわち、特許文献１に記載の技術は、複数のデバイスから受信された少なくとも２つのメッセージを関連付けるために、ポリシーおよび課金規則ノード（ＰＣＲＮ）内のＤＰＡ（Diameter Proxy Agent）によって実行される方法である。ＰＣＲＮは、Policy and Charging Rules Nodeの略称である。その方法は、第１のデバイスから、第１の加入者プロファイルに関連する少なくとも１つの属性を含む第１のセッションバインド識別子（ＳＢＩ）を含む第１のメッセージを受信するステップを含む。ＳＢＩはSession Bind Identifierの略称である。また、その方法は、ＰＣＲＮを含む複数のＰＣＲＮブレード内の第１のＰＣＲＮブレードに第１のメッセージを転送するステップであって、第１のＰＣＲＮブレードが第１のメッセージに関する第１のセッションを作成、転送するステップを含む。また、その方法は、第２のデバイスから、第２の加入者プロファイルに関連する少なくとも１つの属性を含む第２のＳＢＩを含む第２のメッセージを受信するステップを含む。さらに、その方法は、第１のメッセージの第１のＳＢＩおよび第２のメッセージの第２のＳＢＩが同じ加入者プロファイルに関連するとき、ＤＰＡによって、第２のメッセージを第１のＰＣＲＮブレードに転送するステップを含む。つまり、特許文献１に記載の技術において、ＰＣＲＦは、同じ情報セットを含み得るメッセージをバインドすることが可能であり、適用可能なセッション内でそのようなメッセージを実施することが可能である。

特表２０１３−５２６０９１号公報

特許文献１に記載の技術において、ＰＣＲＦは、同じ情報セットを含み得るメッセージをバインドすることが可能であり、適用可能なセッション内でそのようなメッセージを実施することが可能である。しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、ＰＧＷとＤＲＡとの間でのサービス要求の通信またはその量を抑えるようなことが行われていない。つまり、ＰＧＷ、ＤＲＡ、複数のＰＣＲＦ装置を含む移動通信システムについて、ネットワークトラフィックの増加や、ＤＲＡの処理負荷の増大をもたらすような、ＰＧＷとＤＲＡとの間で行われるサービス要求の通信またはその量を抑えることが課題である。

本発明の目的は、この課題を解決するＰＧＷ装置、方法およびプログラムを提供することである。

本発明のＰＧＷ装置は、少なくとも１つのＡＰＮ（Access Point Name）およびＰＣＲＦ装置がそれぞれ互いに対応付けられて登録されるメモリ手段と、ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが前記メモリ手段にて対応付けられているＰＣＲＦ装置に前記ユーザに対するポリシー情報の要求を送信する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明のＰＧＷ装置の制御方法は、少なくとも１つのＡＰＮおよびＰＣＲＦ装置をそれぞれ互いに対応付けてメモリ手段に登録し、ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが前記メモリ手段にて対応付けられているＰＣＲＦ装置に前記ユーザに対するポリシー情報の要求を送信することを特徴とする。

本発明によれば、ＰＧＷ、ＤＲＡ、複数のＰＣＲＦ装置を含む移動通信システムについて、ＰＧＷとＤＲＡとの間で行われるサービス要求の通信またはその量を抑えることが可能となる。

ＰＧＷ、ＤＲＡ、ＰＣＲＦ装置の構成においてＰＧＷがポリシー情報を取得する動作フローを示す図である。 本発明の第１の実施形態における移動通信システムの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における移動通信システムにおいてＵＥからサービスネットワークへのベアラを確立する動作フローを示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるユーザ、ＡＰＮ、ＰＣＲＦ装置の間の対応関係の例を示す表である。 本発明の第１の実施形態における移動通信システムにおいてＰＧＷがポリシー情報を取得する動作フローを示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるＰＧＷ装置の構成例を示す図である。

本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

図２は本実施形態における移動通信システムの構成例を示す。本移動通信システムは、サービスネットワーク１、ＳＧＷ（Service Network Gateway）２、ＰＧＷ１０、ＰＣＲＦ装置２０、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）３、ｅＮｏｄｅＢ（Evolved Node B）４、ＵＥ（User Equipment）３０を有する。ＳＧＷ２、ＰＧＷ１０、ＰＣＲＦ装置２０はコアネットワークを構成する。ＭＭＥ３、ｅＮｏｄｅＢ４はＬＴＥ無線アクセス収容網を構成する。ＵＥ３０の通信に関係のあるパス（ベアラ）の管理は、ネットワーク構成上、ＵＥ３０、ＭＭＥ３、ＳＧＷ２、ＰＧＷ１０により行なわれる。なお、ＰＣＲＦ装置２０として、ＰＣＲＦ装置２０−１、ＰＣＲＦ装置２０−２、ＵＥ３０として、ＵＥ３０−１、ＵＥ３０−２が本システムに接続されており、ＵＥ３０−１、ＵＥ３０−２のユーザがそれぞれユーザ１、ユーザ２であるものとする。

ＰＧＷ１０は、メモリ部１１を備える。ＰＧＷ１０は、ＰＣＲＦ装置３０でルールの決定されたポリシーの適用および課金、パケットフィルタリングなどを行い、また、ＵＥ３０のサービスネットワーク１（Ｗｅｂ閲覧サービスやＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）など）への接続を行う。

ＰＣＲＦ装置２０は、ポリシー・課金制御ルール機能を有し、ＰＧＷ１０、ＳＧＷ２で適用されるパケットの優先転送、通信品質の制御などのＱｏＳ（Quality of Service）のポリシー制御および課金制御ルールの決定を行う。

ＳＧＷ２は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）および３ＧＰＰ無線の収容、ユーザデータの伝送、ＬＴＥおよび３ＧＰＰ無線アクセス収容網のユーザデータの転送経路の切替、ルーティングなどを行う。

ＭＭＥ３は、端末の位置登録、端末の着信時呼び出し、ハンドオーバーなどのモビリティ管理を行う。

上述の構成例を踏まえ、本実施形態における移動通信システムの動作について、図２〜図５を参照して説明する。

まず、前提として、本移動通信システムにおいてＵＥからサービスネットワークへのベアラを確立する動作を図２、図３を参照して説明しておく。なお、図３はＵＥからサービスネットワークへのベアラを確立する動作フローを示し、そこでは、ＰＣＲＦ装置２０は１台であるものとする。

ユーザによりＵＥ３０に電源の投入等が行われると、ＵＥ３０から、ＵＥ３０をネットワークに登録する要求であるＡｔｔａｃｈ ＲｅｑｕｅｓｔがＭＭＥ３に送信される（Ｓ３０１）。ＭＭＥ３は受信したＡｔｔａｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔに応じて、ＵＥ３０とｅＮｏｄｅＢ４との間の認証・秘匿処理を行う（Ｓ３０２）。次に、ＭＭＥ３はＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ ＲｅｑｕｅｓｔをＳＧＷ２に送信する（Ｓ３０３）。ＳＧＷ２はＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ ＲｅｑｕｅｓｔをＰＧＷ１０に送信する（Ｓ３０４）。なお、この際、ＳＧＷ２からＰＧＷ１０にＡＰＮ情報も送信される。次に、ＰＧＷ１０はＰＣＲＦ装置２０との間でＳＣＴＰアソシエーション、さらにＤｉａｍｅｔｅｒコネクションを確立する（Ｓ３０５）（詳細は後述のため省略）。その上で、ＰＧＷ１０はＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）をＰＣＲＦ装置２０に送信する（Ｓ３０６）。ＰＣＲＦ装置２０は受信したＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）に応じて、ＣＣ−Ｓｅｓｓｉｏｎを生成し、ＱｏＳおよび課金の判定を行い、ＣＣ−Ａｎｓｗｅｒを返信する（Ｓ３０７）。この際、ＰＣＲＦ装置２０においてそのセッションに対するセッション情報が生成される。また、ＰＣＲＦ装置２０はＱｏＳルールにもとづき、帯域制御として、例えば、３Ｇ端末によるセッションに係るＰＧＷに関する帯域を２Ｍｂｐｓ（bit per second）に、ＬＴＥ端末によるセッションに係るＰＧＷに関する帯域を１００Ｍｂｐｓに設定する。なお、ＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ、ＣＣ−ＡｎｓｗｅｒはＩＥＴＦ ＲＦＣ ４００６に準拠する。ＰＧＷ１０は受信したＣＣ−Ａｎｓｗｅｒに応じて、Ｃｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ ＲｅｓｐｏｎｓｅをＳＧＷ２に送信する（Ｓ３０８）。ＳＧＷ２はＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ ＲｅｓｐｏｎｓｅをＭＭＥ３に送信する（Ｓ３０９）。ＭＭＥ３は受信したＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅに応じて、Ａｔｔａｃｈ ＡｃｃｅｐｔをＵＥ３０に送信する（Ｓ３１０）。ｅＮｏｄｅＢ４、ＭＭＥ３、ＳＧＷ２でベアラ確立の処理が行われ、ＵＥ３０からサービスネットワーク１へのベアラが確立する（Ｓ３１１）。

次に、本移動通信システムにおいてＰＧＷがポリシー情報を取得する動作を図２、図４、図５を参照して説明する。なお、図５はＰＧＷがポリシー情報を取得する動作フローを示す。

予め、管理者等によりＰＧＷ１０のメモリ部１１に全てのユーザのＡＰＮ毎にポリシー情報の要求を送信する先のＰＣＲＦ装置が登録される。例えば、図４に示されているように、ユーザ、ＡＰＮ、ＰＣＲＦ装置が対応付けられてメモリ部１０に登録されるものとする。図４はユーザ、ＡＰＮ、ＰＣＲＦ装置の間の対応関係の例を示す。ユーザがアクセスするＡＰＮ毎にポリシー制御ルールの決定を行うＰＣＲＦ装置が対応付けられる。

ユーザの操作により、ＵＥ３０からＡｔｔａｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ等が送信されると、前述のＳ３０２〜Ｓ３０４の処理が行われる。これをイベントトリガとして（図５ Ｓ５０１）、ＰＧＷ１０はＳ３０４の処理でＳＧＷから送信されたＡＰＮにメモリ部１１において対応しているＰＣＲＦ装置２０との間でＳＣＴＰアソシエーションを確立する。すなわち、ＰＧＷ１０は当該ＰＣＲＦ装置２０にＩＮＩＴを送信する（Ｓ５０２）。当該ＰＣＲＦ装置２０は受信したＩＮＩＴに応じて、ＰＧＷ１０にＩＮＩＴ−ＡＣＫを返信する（Ｓ５０３）。次に、ＰＧＷ１０は当該ＰＣＲＦ装置２０にＣＯＯＫＩＥを送信する（Ｓ５０４）。当該ＰＣＲＦ装置２０は受信したＣＯＯＫＩＥに応じて、ＰＧＷ１０にＣＯＯＫＩＥ−ＡＣＫを返信する（Ｓ５０５）。次に、ＰＧＷ１０は当該ＰＣＲＦ装置２０との間でＤｉａｍｅｔｅｒコネクションを確立する。すなわち、ＰＧＷ１０は当該ＰＣＲＦ装置２０にＣＥＲを送信する（Ｓ５０６）。当該ＰＣＲＦ装置２０は受信したＣＥＲに応じて、ＰＧＷ１０にＣＥＡを返信する（Ｓ５０７）。ＣＥＲはCapability Exchange Request、ＣＥＡはCapability Exchange Answerの略称である。なお、例えば、ユーザ１のＵＥ３０−１からパケットデータが送信される場合、図４の例により、パケットデータのＡＰＮはＡＰＮ１となり、ＰＣＲＦ装置２０はＰＣＲＦ装置２０−１となる。以降、例えば、ＰＣＲＦ装置２０はＰＣＲＦ装置２０−１であるものとする。次に、ＰＧＷ１０はＰＣＲＦ装置２０−１にユーザ１に対するポリシー情報の要求であるＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）を送信する（Ｓ５０８）。ＰＣＲＦ装置２０−１は受信したＣＣ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｉｎｉｔｉａｌ）に応じて、ユーザ１に対するポリシー情報であるＣＣ−Ａｎｓｗｅｒ（ＰＣＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）をＰＧＷ１０に返信する（Ｓ５０９）。

以上のように、ＰＧＷはユーザ、ＡＰＮ、ＰＣＲＦ装置の対応関係の情報をメモリ部に有し、ユーザからのパケットデータのＡＰＮからそのユーザに対応するＰＣＲＦ装置を認識し、ポリシー情報の要求をそのＰＣＲＦ装置に送信する。すなわち、ＰＧＷはＤＲＡを介さずにポリシー情報の要求する先のＰＣＲＦ装置を認識することが可能となる。

このように、ＰＧＷ、ＤＲＡ、複数のＰＣＲＦ装置を含む移動通信システムについて、ＰＧＷとＤＲＡとの間で行われるサービス要求の通信またはその量を抑えることが可能となる。

次に、本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。

図６は本実施形態におけるＰＧＷ装置の構成例を示す。ＰＧＷ装置１００は、メモリ部１０１、制御部１０２を備える。

メモリ部１０１には、少なくとも１つのＡＰＮおよびＰＣＲＦ装置がそれぞれ互いに対応付けられて登録される。

制御部１０２は、ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが対応付けられているＰＣＲＦ装置にユーザに対するポリシー情報の要求を送信する。

上述の構成例を踏まえ、本実施形態におけるＰＧＷ装置１００の動作について、図６を参照して説明する。

管理者等によりメモリ部１０１に少なくとも１つのＡＰＮおよびＰＣＲＦ装置がそれぞれ互いに対応付けられて登録される。

ＰＧＷ装置１００において、ユーザより所定の信号が受信されると、制御部１０２はその信号におけるＡＰＮがメモリ部１０１にて対応付けられているＰＣＲＦ装置にそのユーザに対するポリシー情報の要求を送信する。

以上のように、ＰＧＷはユーザ、ＡＰＮ、ＰＣＲＦ装置の対応関係の情報をメモリ部に有し、ユーザからのパケットデータのＡＰＮからそのユーザに対応するＰＣＲＦ装置を認識し、ポリシー情報の要求をそのＰＣＲＦ装置に送信する。すなわち、ＰＧＷはＤＲＡを介さずにポリシー情報の要求する先のＰＣＲＦ装置を認識することが可能となる。

このように、ＰＧＷ、ＤＲＡ、複数のＰＣＲＦ装置を含む移動通信システムについて、ＰＧＷとＤＲＡとの間で行われるサービス要求の通信またはその量を抑えることが可能となる。

本発明は、ＰＧＷ装置、方法およびプログラムに利用可能である。

１ サービスネットワーク
２ ＳＧＷ
３ ＭＭＥ
４ ｅＮｏｄｅＢ
１０ ＰＧＷ
２０ ＰＣＲＦ装置
３０ ＵＥ
１００ ＰＧＷ装置
１０１ メモリ部
１０２ 制御部

Claims (3)

1. 少なくとも１つのＡＰＮ（Access Point Name）およびＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）装置がそれぞれ互いに対応付けられて登録されるメモリ手段と、
   ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが前記メモリ手段にて対応付けられているＰＣＲＦ装置に前記ユーザに対するポリシー情報の要求を送信する制御手段と
   を備えることを特徴とするＰＧＷ（Packet Data Network Gateway）装置。
2. 少なくとも１つのＡＰＮおよびＰＣＲＦ装置をそれぞれ互いに対応付けてメモリ手段に登録し、
   ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが前記メモリ手段にて対応付けられているＰＣＲＦ装置に前記ユーザに対するポリシー情報の要求を送信することを特徴とするＰＧＷ装置の制御方法。
3. 少なくとも１つのＡＰＮおよびＰＣＲＦ装置をそれぞれ互いに対応付けてメモリ手段に登録するステップを備え、
   ユーザより受信した所定の信号におけるＡＰＮが前記メモリ手段にて対応付けられているＰＣＲＦ装置に前記ユーザに対するポリシー情報の要求を送信することを特徴とするＰＧＷ装置のプログラム。

Images