JP3971388B2 - 無線端末に対するパケットデータの転送 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末へのパケット交換データの転送に関する。

ＧＰＲＳサービス（汎用パケット無線サービス）におけるユーザーデータの転送及びＵＭＴＳシステム（ユニバーサル移動電気通信システム）のパケット交換サービスでは、ＰＤＰ（パケットデータプロトコル）コンテキストが用いられる。ＰＤＰコンテキストは一般に、移動局からＵＭＴＳネットワーク内の境界ノード（ＧＧＳＮ）まで、およびその逆に、ＩＰデータがその上で転送される論理接続である。その移動局について、ＰＤＰアドレス（少なくとも１つ）が特定され、これに対してＵＭＴＳシステム内でいくつかのＰＤＰコンテキストを開くことができる。第１のコンテキストは、一次ＰＤＰコンテキストと呼ばれ、次のＰＤＰコンテキストは二次ＰＤＰコンテキストである。

移動局は、アップリングデータ転送においてどのアプリケーションデータフローがＰＤＰコンテキストのどのリンクに導かれるべきかを知っている。ダウンリンクでは、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノートはまた、外部ＩＰネットワークから受信した各々のデータフローについてどのＰＤＰコンテキストが使用されるかをもパケットを特定して知っていなければならない。この目的で、パケットの宛先ＩＰアドレスが用いられる、すなわちＴＦＴテンプレート（トラヒックフローテンプレート）がまたＵＭＴＳ内で特定される。ＴＦＴテンプレートの概念は、移動局がデータフローの識別のためにゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮに対し一定の与えられたＴＣＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダーフィールド値を送る、というものである。ＴＦＴには、１つ以上のいわゆるパケットフィルタが含まれている。これらのパケットフィルタは、特にＱｏＳ（サービス品質）マッピング、すなわちＵＭＴＳシステムにおいて、例えばＤｉｆｆＳｅｒｖフィールド（差別化サービス）といったようなＱｏＳ情報に従ってサービス品質を提供するデータフロー内に受信済みパケットをマッピングするために使用可能である。

さらに、ＵＭＴＳシステム内では、ＩＰマルチメディアサブシステムＩＭＳがＵＭＴＳ移動局（ＵＥ、ユーザー機器）に対しさまざまなＩＰマルチメディアサービスを提供するように設計されている。ＩＭＳは、移動局へ又は移動局からのデータ転送のために、パケット交換ＵＭＴＳサービス、ＰＤＰコンテキストを利用する。ＩＭＳは、ＳＩＰプロトコル（セッション開始プロトコル）を用いてアプリケーションプレーン上での終端間セッションのネゴシエーションを有効化する機能を含み、該セッションの特徴は例えば、使用されたコーデック、終端ポイント及びサービス品質（ＱｏＳ）などである。ＵＭＴＳネットワーク内でも、合意された終端間のサービス品質をアレンジするため、ＩＭＳには、ＳＩＰ層のＳＤＰ情報（セッション記述プロトコル）に基づき、ＩＭＳセッションのためにサービス品質リソース（帯域幅、遅延など）を認可するためのＰＣＦ機能（ポリシー制御機能）を含む呼出しセッション制御機能（ＣＳＣＦ）を含んでいる。認可決定を結合させるためには、各セッションについてＰＣＦが生成し、ＣＳＣＦから移動局まで伝送されるＰＤＰコンテキスト内で認可トークンが決定される。ＰＤＰコンテキストが駆動されている場合、移動局はゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮに対して、結合情報を構成する認可トークン及びフロー識別子を送る。フロー識別子はＳＩＰセッションと関連付けられたＩＰ媒体フローを識別する。ＧＧＳＮは、ＰＣＦから受信した認可トークンに従ってデータフローに対するサービス品質リソースの提供を制御するＰＥＰ機能（ポリシー実行ポイント）を含む。ＧＧＳＮは、Ｐ−ＣＳＣＦ（プロキシＣＳＣＦ）にあるＰＣＦからの結合情報により指示されたセッションに対してリソースを割当てるための認可を要求する。ＰＣＦ機能性は、該セッションに対するリソース割当てについての最終決定を行ない、ＧＧＳＮに応答する。ＧＧＳＮのＰＥＰ機能は、これに基づいて、一方向性データフローのためのＰＣＦの決定に従って認可制御を実施するための論理「ゲート」を生成する。パケット分類パラメータとして、発信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、発信元ゲート、宛先ゲート及びプロトコルを使用することができる。

上述の構成における１つの問題は、ＴＦＴテンプレート及びＰＥＰ機能性の両方により提供されるゲート機能性を用いて、ＧＧＳＮが、類似のダウンリンクパケットフィルタリングを実行するという点にある。パケットがゲートを通過し場合、図１に例示されているように、ＴＦＴ機能性を用いてＰＤＰコンテキストがパケットのために選択される。これらのフィルタが整合しない場合に問題が発生し、その場合、パケットは正しいＰＤＰコンテキストで終了しない。

従って、本発明の目的は、上述の欠点を回避するための方法及び該方法を実施するための機器を提供することにある。本発明の目的は、独立クレームに記述されている特徴をもつ方法、ネットワーク要素及び無線端末によって達成される。好ましい実施形態は、従属クレーム内で開示されている。

本発明は、端末のアプリケーション−プレーン論理接続のセットアップ中に、分離したシグナリング要素を介して第１のサブシステムのデータフローを識別する識別子を少なくともネゴシエートする段階を含んで成る。識別子のうちの１つ以上のものは、第１のサブシステムのシグナリング要素から、第２のサブシステムにデータを伝送するネットワークノードまで伝送される。該システム内では、第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに対し第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローのマッピングを導くためにネットワークノードで受信した識別子に少なくとも基づいて、フィルタが生成される。少なくともシグナリング要素から受信した識別子に基づいて生成されたフィルタは、第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに結合され、第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローは、フィルタに基づいて第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに対しマッピングされる。

こうして、第２のサブシステム内でのフィルタパラメータの分離した転送が回避され、アプリケーションプレーン上でネゴシエートされたローカル又は終端間識別子に基づいて特定されたフィルタリングを通過するパケットを、第２のサブシステムの適正なデータフローに接続することが可能となる。例えば、ＩＭＳシステムをサポートするＵＭＴＳシステムでは、ＰＤＰコンテキストに直接パケットを転送することができ、かくして２つのフィルタ機能性が必要とされることはない。

本発明の好ましい実施形態に従うと、識別子が少なくとも１つのフィルタと関連付けられており、アプリケーション−プレーン識別子によって形成されるゲートを構成するゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＰＥＰ機能に対してＰＤＰコンテキストを識別する識別子を転送する、ＴＦＴ情報要素を利用するＵＭＴＳシステムが関係している。ＰＥＰ機能は、識別子により識別されたＰＤＰコンテキストに対しフィルタパラメータを履行するデータフローをマッピングすることができ、かくしてＴＦＴフィルタはゲートウェイＧＰＲＳサポートノードにおいて必要とされない。この場合、移動局内でのＴＦＴ情報要素の処理もまた回避でき、かくして、移動局に必要とされる機能性及びリソースは減少する。
以下では、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳述する。

次に、本発明の好ましい実施形態の方法について、ＵＭＴＳシステムの一例に結びつけて説明する。ただし、本発明は、データフローをマッピングする必要のある任意のパケット交換電気通信システムに適用可能である。本発明の方法は、例えば第２世代ＧＰＲＳサービス（汎用パケット無線サービス）に適用可能である。

ここで図２を参照すると、移動体システムの主要部品として、移動体システムの固定ネットワークを構成するコアネットワークＣＮ及びＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮ、及びユーザー機器ＵＥとも呼ばれる移動局ＭＳが含まれる。ＣＮとＵＴＲＡＮの間のインタフェースはｌｕと呼ばれ、ＵＴＲＡＮとＭＳの間のエアインタフェースはＵｕと呼ばれる。

ＵＴＲＡＮは標準的には、ｌｕｒと呼ばれるインターフェースを間に備えたいくつかの無線ネットワークサブシステムＲＮＳで構成されている（図示せず）。ＲＮＳは、無線ネットワークコントローラＲＮＣと１つ以上の基地局ＢＳから成り、それらについてノードＢという語も用いられる。ＲＮＣとＢＳの間のインタフェースはｌｕｂと呼ばれる。基地局ＢＳは無線経路の実施に参加し、無線ネットワークコントローラＲＮＣは無線リソースを管理する。ＵＭＴＳコアネットワークＣＮに対する接続は、またＧＳＭ基地局サブシステムＢＳＳ又はＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＳＭ進化型高速データレート）ＧＥＲＡＮを介してセットアップすることができる。

コアネットワークＣＮは、ＵＴＲＡＮの外部の移動体システムの基礎構造で構成されている。コアネットワーク内では、移動体サービス交換局／ビジターロケーションレジスタ３Ｇ−ＭＳＣ／ＶＬＲが、回線交換された呼出しに参加し、ホーム加入者サーバーＨＳＳと交信する。パケット無線システムのサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮに対する接続は、インタフェースＧｓ’を介してセットアップされ、固定電話ネットワークＰＳＴＮ／ＩＳＤＮに対する接続は、ゲートウェイＭＳＣ ＧＭＳＣ（図示せず）を介してセットアップされる。移動体サービス交換局３Ｇ−ＭＳＣ／ＶＬＲ及びサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮの両方の無線ネットワーク ＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク）に対する接続は、インタフェースｌｕを介してセットアップされる。

かくしてＵＭＴＳシステムは、ＧＳＭネットワークに接続されたＧＰＲＳシステムに従って主として実施されるパケット無線システムをも含んで成り、このことはまた、ネットワーク要素の名称中でＧＰＲＳシステムに対する言及を説明している。ＵＭＴＳのパケット無線システムは、いくつかのゲートウェイＧＰＲＳサポートノード及びサービングＧＰＲＳサポートノードを含むことができ、標準的にいくつかのサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮが１つのゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮに接続されている。サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮのタスクは、そのサービスエリア内でパケット無線接続能力をもつ移動局を検出すること、これらの移動局からデータパケットを送受信すること、そしてそのサービスエリア内での移動局の場所を監視することにある。さらに、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮは、インタフェースＧｒを介してホーム加入者サーバーＨＳＳと通信する。加入者特定的パケットデータプロトコルのコンテンツを含む記録もまたホーム加入者サーバーＨＳＳ内に記憶される。ＨＳＳは、例えば一人の加入者に許されたＰＤＰコンテキストについての情報及びＩＭＳにより提供されるサービスの使用についての情報を含んでいる。

ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮは、ＵＭＴＳネットワークのパケット無線システムと外部パケットデータネットワークＰＤＮの間のゲートウェイとして動作する。外部データネットワークには例えば、他のネットワークオペレータのＵＭＴＳ又はＧＰＲＳネットワーク、インターネット又は専用のローカルエリアネットワークが含まれる。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮは、インタフェースＧｉを介して前記データネットワークと通信する。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮとサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮの間で転送されるデータパケットは常に、ゲートウェイトンネリングプロトコルＧＴＰに従ってカプセル化される。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮはまた、例えばＳＧＳＮアドレスといったようなルーチング情報及びその移動局のために駆動されたＰＤＰコンテキスト（パケットデータプロトコル）のアドレスをも含んで成る。かくして、外部データネットワークとサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮの間でデータパケットをリンクするために、ルーチング情報が使用される。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮとサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮの間のネットワークは、ＩＰ通信プロトコルを利用したネットワークである。パケットデータシステムはまたその他の多くの機能を含むことができ、そのうち、インテリジェントネットワークサービス、好ましくはＣＡＭＥＬサービスのための制御機能ＳＣＦ及び料金請求に参加する料金請求ゲートウェイＣＧＦが図２に示されている。

ＩＭＳシステムの要素のうち、図２はまた、次の３つの異なる役割をもち得る呼出しセッション制御機能ＣＳＣＦも例示している。すなわち、ＰＣＦ機能を含みＳＩＰメッセージをその他のＳＩＰネットワーク要素に転送するプロキシ-ＣＳＣＦ（Ｐ−ＣＳＣＦ）、加入者ホームネットワーク接点であり、サービングＣＳＣＦ（Ｓ−ＣＳＣＦ）を割当てて、かつＳ−ＣＳＣＦにＳＩＰリクエストを転送する問合せ−ＣＳＣＦ（Ｉ−ＣＳＣＦ）、および移動局の終端間セッションを制御するＣＳＣＦであるＳ−ＣＳＣＦ、がそれである。ＩＭＳシステムについてのさらに詳細な記述に関しては、３ＧＰＰ仕様書３ＧＰＰ ＴＳ２３．２２８，ｖ．５．３．０（２００２年１月）、「ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ），ステージ２，リリース５」を参照されたい。

ＵＭＴＳパケットデータプロトコルアーキテクチャは、ユーザープレーンと制御プレーンに分割される。制御プレーンは、ＵＭＴＳ特定的シグナリングプロトコルを含んで成る。図３は、移動局とＧＧＳＮの間のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）内でユーザーデータを送達するユーザープレーンを例示している。無線ネットワークＵＴＲＡＮと移動局ＭＳの間のインタフェースＵｕにおいて、物理層Ｌ１での低レベルデータ転送がＷＣＤＭＡ又はＴＤ−ＣＤＭＡプロトコルに従って起こる。物理層の頂部のＭＡＣ層は、物理層とＲＬＣ層（無線リンク制御）の間でデータパケットを転送し、ＲＬＣ層は、異なる論理接続の無線リンクの管理に参加する。ＲＬＣの機能性には、例えば、１つ以上のＲＬＣデータパケット内に伝送されるべきデータのセグメント化が含まれる。ＲＬＣの頂部でＰＤＣＰ層（ＰＤＣＰ−ＰＤＵ）のデータパケットが含むヘッダーフィールドを圧縮することが可能である。データパケットはセグメント化され、次にＲＬＣフレーム内で転送され、これに対し、データ転送にとって非常に重要であるアドレス及びチェック情報が付加される。ＲＬＣ層は、ＰＤＣＰ層に対してサービス品質ＱｏＳの定義能力を提供し、またアクノレッジされた転送モードでの損傷あるフレームの再伝送にも参加する（その他のモードはトアンスペアレント型転送及び非アクノレッジ型転送である）、すなわち誤り訂正を実行する。ＰＤＣＰ、ＲＬＣ及びＭＡＣは、転送リンク層を構成する。サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮは、移動局ＭＳから無線ネットワークＲＡＮを介して入ってくるデータパケットをさらに正しいゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮへとルーチングすることにも参加する。この接続は、コアネットワークを介して転送される全てのユーザーデータ及びシグナリングをカプセル化しトンネリングするトンネリングプロトコルＧＴＰを利用する。ＧＴＰプロトコルは、コアネットワークにより利用されるＩＰ上でランされる。ＩＰプロトコルは、２つの異なる目的のためにＵＭＴＳネットワーク内で使用可能である。上部ＩＰ層は、ＭＳとＧＧＳＮの間及び外部ＩＰネットワーク内のピアデバイスに対して使用される、いわゆるアプリケーション層ＩＰである。アプリケーションＡＰＰが利用するＴＣＰ又はＵＤＰプロトコルは上部ＩＰ層の頂上で実行され得る。アプリケーション層ＡＰＰは、また、ＣＳＣＦと通信できるＳＩＰ機能性をも有している。アプリケーションＡＰＰ及び上部ＩＰスタックが分離したデータ端末（ＴＥ，端末機器）内にあってもよく、分離した移動端末部分ＭＴがＵＭＴＳネットワークに対する通信デバイスとして作用する、ということにも留意すべきである。この種の無線端末の１例としては、ポータブルコンピュータ及びＵＭＴＳカードホンの組合せがある。

パケット交換サービスを得るためには、移動局ＭＳは、アタッチ手順を実施して、ＭＳの場所をサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮにおいて既知の状態にしなければならない。このとき、ＭＳは、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮから短かいメッセージ及び呼出しを受信することができる。パケット交換データを受信し伝送するためには、ＭＳは、ＭＳをゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮで既知のものにし、移動局ＭＳ、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ及びゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮにおいて論理データ転送コンテキストを生成する少なくとも１つのＰＤＰコンテキストを駆動させなくてはならない。ＰＤＰコンテキストが生成されているとき、ＩＰｖ４又はＩＰｖ６アドレスでありうる（ＰＤＰタイプがＩＰである場合）ＰＤＰアドレスが該ＭＳのために定義づけされる。ＰＤＰアドレスは、ＧＧＳＮによって維持されるコンテキストテーブル内で、ネゴシエートされたＱｏＳプロファイルといったようなその他のＰＤＰコンテキストデータに加えて定義される。

サービスベースのローカルポリシーを実施するために、ＧＧＳＮは、ＰＣＦから受信した認可に従ってデータフローに対するサービス品質リソースの提供を制御するＰＥＰ機能（ポリシー実行ポイント）を含んで成る。かくしてＰＥＰにより提供されるゲーティング機能性は、パケットフィルタパラメータのセットすなわちパケットフィルタＰＦの形で、可能性のあるヘッダーフィールドについての情報を包含させることによって、一定の与えられたフロー又はフローグループを識別する傾向をもつ。

図４が例示しているように、好ましい実施形態に従うと、ＰＥＰは、外部ネットワーク ＰＤＮから受信したデータフローを正しいＰＤＰコンテキストへと直接マッピングするようにアレンジされている。パケットフィルタＰＦ内では、３ＧＰＰ仕様内のゲーティング機能性のために特定された５つのパケット分類パラメータのうちの１つ以上のもの、ＴＦＴ情報要素（発信元ＩＰアドレス（外部ネットワークＰＤＮ内のピアデバイスのアドレスを意味する）、発信元ゲート、宛先ゲート、ＤｉｆｆＳｅｒｖフィールド（差別化サービス）、フロー識別子（ＩＰｖ６）、プロトコル番号（ＩＰｖ４）／後続ヘッダーフィールド（ＩＰｖ６）、ＩＰＳｅｃプロトコルと関連付けたセキュリティパラメータインデックスＳＰＩ）を適用するときに使用可能な任意のフィルタパラメータ、上述のものの組合せ、又は終端間又は局所的にネゴシエーション済みの（例えばＵＭＴＳネットワーク内のＭＳにより）データフローを識別する任意のその他の識別子を使用することができる。システムは、プロキシ機能性を利用することができ、これによると、フィルタパラメータは、終端間データフローの識別子を識別せず、例えば移動局ＭＳのアドレスの代りにＧＧＳＮ要素のアドレスを識別する。パケットフィルタＰＦは、Ｐ−ＣＳＣＦ要素における識別用識別子からデータフローのための論理アプリケーション−プレーン接続を確立するときに、完全に定義づけされ得（ＰＣＦ機能）、ＧＧＳＮまで転送され得る（ＰＥＰ機能）。ＰＥＰ機能は、例えばＰＤＰアドレスに基づいて少なくとも１つのＰＤＰコンテキストに対しそれが結合させるデータフローのためのパケットフィルタＰＦにより定義されるゲートを決定する。パケットフィルタＰＦは標準的には、ＰＤＰコンテキスト特定型であり、このため、各々のパケットフィルタＰＦ（一定の与えられたデータフローについて）が１つのＰＤＰコンテキストに結合される。この場合、ＴＦＴ情報要素及びＧＧＳＮでそれに基づいて実施されるＴＦＴフィルタリングは、ＰＥＰが「ゲートを通過して」つまりフィルタパラメータに従ってダウンリンクパケットを正しいＰＤＰコンテキスト内にマッピングできることから、全く必要とされない。こうして、２重のフィルタリングによってひき起こされる全ての欠点、すなわち、「移動局ＭＳ及びゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮの両方における、ＴＦＴ情報要素の使用に必要とされる機能性、フィルタ−パラメータを逸脱させることによりひき起こされる誤り」を回避できることから、有意な利点が得られる。

二次的ＰＤＰコンテキストを使用すべきである場合、駆動の間、移動局ＭＳからＴＦＴ情報要素の代りに結合データが転送される。ＧＧＳＮが、同じＰＤＰアドレスを含む（１次及び２次）ＰＤＰコンテキストから２次ＰＤＰコンテキストを区別できるためには、それは、２次ＰＤＰコンテキストを識別する識別子に対してパケットフィルタＰＦを個別に結合させなくてはならない。１実施形態に従うと、この識別子はＴＥＩＤ（トンネル−エンド−ポイント識別子）である。ＴＥＩＤ識別子は、ＳＧＳＮとＧＧＳＮの間でユーザーデータをトンネリングする上で使用される。もう１つの代替案は、移動局ＭＳが選択し２次ＰＤＰコンテキスト駆動リクエストの中で伝送するＮＳＡＰＩ識別子（ネットワークサービスアクセスポイント）である。これらの識別子は当然のことながら、ＰＥＰ機能内で一定の与えられたパケットフィルタＰＦに対し１次ＰＤＰコンテキストを結合するためにも使用可能である。

しかしながら、１つの好ましい実施形態に従うと、移動局ＭＳはなおも、２次ＰＤＰコンテキスト駆動又は修正メッセージ内でＴＦＴ情報要素を伝送するものの、その中にいかなるフィルタ情報も含まない。ＧＧＳＮで使用されるフィルタ情報は、アプリケーションプレーン上でネゴシエートされＰＣＦ機能から得られたデータフローの識別子に基づいて決定され、ＴＦＴフィルタリングはＧＧＳＮにおいて使用されない。この実施形態は、サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮは変更される必要がなく、３ＧＰＰ仕様書中に定義されている通りに動作し、ＴＦＴ情報要素内に含まれる２次ＰＤＰコンテキスト駆動リクエストをアクセプトすることができるという利点を提供する。この場合、ＩＭＳ結合情報すなわち、認可トークン及びフロー識別子は、またＴＦＴ情報要素を用いて移動局ＭＳからＧＧＳＮまで転送され、かくしてゲートのパケットフィルタにより決定されたデータフローが結合されるべき２次ＰＤＰコンテキストを指示することができる。

ＴＦＴ情報要素のフィルタパラメータの部分的使用も実現可能であり、かくして、ＧＧＳＮのＰＥＰ機能がパケットフィルタとして使用することになる１つ以上のフィルタパラメータを、移動局ＭＳがＴＦＴ情報要素に対し付加することが可能になる。この一例として、ＭＳは、ＩＰｖ６アドレスが使用されるとき、自らに対しそのＩＰｖ６アドレスのサフィックスに新しいインタフェース識別子を割当てる。この場合、ＭＳは、ＴＦＴ情報要素においてＰＤＰコンテキスト駆動又は修正メッセージ内で、ＰＣＦにより指示されたフィルタパラメータに加えて新しいフィルタパラメータとしてＧＧＳＮが設定する、ＧＧＳＮのための新しいインタフェース識別子を指示する。かくしてこの実施形態においては、ＰＣＦ及びＭＳの両方により決定されたフィルタパラメータを使用することができるが、実際のフィルタリングは好ましくは、ＰＥＰ機能によって１回だけ行われ、ＴＦＴフィルタリングは必要とされない。

さらにもう１つの実施形態に従うと、ＰＥＰ機能のフィルタリングに加えて、ＧＧＳＮにおいてＴＦＴフィルタリングも使用される。この場合、手順は、ＧＧＳＮはＴＦＴフィルタによって使用されるフィルタパラメータへと、ゲート機能性により使用されるフィルタパラメータをコピーするという点を除いて、図１に例示されている通りである。この実施形態は、異なるフィルタパラメータによってひき起こされる問題を回避するものの、ＧＧＳＮはなおもパケット上で２つのフィルタリングを実行する。この実施形態は、ＰＥＰ機能（そして場合によってはＴＦＴ情報要素）から得たパケットフィルタパラメータに従ってパケットをろ波し、そのパケットフィルタに付随するＰＤＰコンテキスト（１次又は２次）にパケットをリンクするようにＴＦＴフィルタ機能性をアレンジすることによって、さらに進歩させることができる。この場合、ＰＥＰ機能の中でいかなるフィルタ機能性も全く必要とされない。ただし、以下では、ＰＥＰ機能がフィルタリングを実施している１つの実施形態について詳しく例示する。

図５は、Ｐ−ＣＳＣＦのＰＣＦ機能から得られたパケット分類子をパケットフィルタＰＦとして使用している１つの実施形態に従ったゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮの動作を例示している。ステップ５０１では、ＧＧＳＮは、ＰＤＰコンテキストを駆動させるリクエストを受信する。このリクエストは、ＧＧＳＮがそれに基づいて正しいＣＳＣＦ要素を見い出すことになる（かくしてこの要素はＰ−ＣＳＣＦの役割を果たしＰＣＦ機能性をそなえる）、Ｐ−ＣＳＣＦから移動局により得られた結合情報、すなわち１つ以上のフロー識別子及び認可トークンを含む。

ＧＧＳＮは、認可トークンによって指示されたＰ−ＣＳＣＦのＰＣＦ機能性に対し要求されたリソースを認可するリクエストを送信する（５０２）。ＰＣＦは、パケット分類子を特定することによってリソースを割当てる決定をし、ＧＧＳＮは、パケット分類子を含む応答を受信する（５０３）。この応答には、アプリケーションプレーン上でネゴシエートされたデータフロー識別子から定義される、ＰＣＦによって決定されたパケット分類パラメータが含まれる。リソースを確保できる場合、ＧＧＳＮ（ＰＥＰ機能）は、１つ以上のＰＤＰコンテキストのためのそのパケットフィルタパラメータとしてＰＣＦが決定するパケット分類パラメータを使用する論理ゲートを生成する（５０４）。かくしてゲートは、ＰＤＰアドレスに基づいて少なくとも１つのＰＤＰコンテキストに結合される。パケット分類子により決定されたゲート、ひいてはゲートを通過するデータフローが結合させられるＰＤＰコンテキスト識別子を、各々のゲート特定的パケット分類子について決定することなどにより、ゲートは結合させられる。

２次ＰＤＰコンテキストが使用される場合、同じＰＤＰアドレスを含むその他のＰＤＰコンテキストから１つの２次ＰＤＰコンテキストを区別する１つの識別子が、ＰＤＰアドレスに加えて（又はその代りに）、ＰＥＰ機能内でパケットフィルタにより決定されたゲートの結合情報内で使用されるべきである。この識別子は、例えばＮＳＡＰＩ又はＴＥＩＤであり得る。ゲート生成ステップ５０４においては、ＧＧＳＮは、パケットフィルタ ＰＦとＰＤＰコンテキストを一意的に識別する識別子を関連付けするようにアレンジされる。

ＧＧＳＮは、標準的にはなお、ＰＣＦに応答する。ＰＣＦがリソース割当てを許容する場合、ＧＧＳＮは、リクエストに従ってＰＤＰコンテキストを確立することができる（５０１）。この場合、ＰＤＰコンテキストは、（ＳＧＳＮ又はＧＧＳＮが、例えば加入者データ又はそれ自体のリソースの制限を理由にして、要求された品質に制約を加えなければならなかったのではないかぎり）、移動局ＭＳのＩＰプレーン又はアプリケーションプレーンのサービス品質パラメータからＵＭＴＳネットワークにより適合されたサービス品質を用いて確立される。ＰＤＰコンテキストの駆動、修正又は解放のさらに詳細な説明については、３ＧＰＰ仕様書３ＧＰＰ ＴＳ ２３．０６０Ｖ５．０．０「汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ），サービス説明，ステージ２，リリース５’、２００２年１月、第９節、Ｐ１１９〜１４０も参照されたい。

このとき、ＧＧＳＮは、ゲートに結合されているＰＤＰコンテキストを用いて移動局に対し、ゲートのために定義されたフィルタ条件を実行する受信されたダウンリンクパケットを転送することができる（５０６）。外部パケットデータネットワークから１つのパケットが受信されると、そのヘッダーフィールドがチェックされる。これを行なうとき、ＧＧＳＮは、外部ＩＰネットワークＰＤＮから受信したパケットのヘッダーフィールドを、ゲートのフィルタ条件（ＰＦ）と比較し、それに基づいて、そのパケットを端末に転送できるか否か、又できる場合には各ＩＰパケットにどのＰＤＰコンテキストを適用すべきかをＧＧＳＮが知る。パケットがそのフィルタ条件に対応するゲートが発見された場合、すなわちパケットのヘッダーフィールドがＧＧＳＮにおいてＰＣＦが決定した（ＰＥＰ機能）パケット分類パラメータ（パケット分類子）のセットに対応する場合、ＰＥＰは、そのゲートに付随するＰＤＰコンテキストの識別子を決定し、ＰＤＰコンテキスト及びその中に定義されたＵＭＴＳネットワークのサービス品質の保留に従って転送されるべきパケットを導く。パケット識別子が、ＰＤＰコンテキストに結合されたフィルタ条件に適合しない場合、パケットは、ＰＤＰコンテキストを用いて転送され得ない。

図５に例示されているゲートウェイＧＰＲＳサポートノードの機能は、ＰＤＰコンテキストの修正、すなわち例えば、新しいアプリケーションのニーズに合わせて既存のＰＤＰコンテキストを変更することをＭＳが要求した場合にも利用可能である。この場合、ステップ５０４において、ＧＧＳＮは、アクティブ状態のＰＤＰコンテキストに結合されたゲートを生成する。ＧＧＳＮは、新しいＰＤＰコンテキストを生成せず、リクエスト５０１に従って駆動されたＰＤＰコンテキストを修正するにすぎない。データが結合情報を用いて予め検索された場合には、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮにより維持された中間メモリー内にＰＣＦ機能性により送られた結合情報及びパケットフィルタが発見されることも実現可能である。さらに、ＧＧＳＮのＰＥＰ機能性が認可及びＰＣＦからの結合情報を別々に要求する（プル）必要はなく、ＰＣＦがニーズの発生前にＧＧＳＮに対しそれらを自動的に与えることもできる（プッシュ）ということも可能である。

図６は、本発明の好ましい実施形態に従ってサービスベースのローカルポリシーを適用する場合の２次ＰＤＰコンテキストの駆動をさらに詳細に例示するシグナリングダイヤグラムを示している。Ｐ−ＣＳＣＦは、終端ポイント及び帯域幅必要条件といったような、セットアップすべきアプリケーション−プレーンセッションについての必要な情報を含むＳＤＰメッセージを受信する（６０１）。メッセージ６０１は、もう１方の当事者からアプリケーション−プレーン論理接続又は移動局ＭＳへのＩＭＳセッション勧誘リクエストのため、例えばもう１つのＣＳＣＦ要素（Ｓ−ＣＳＣＦ）から発信され得る。ＰＣＦ機能は、ＳＤＰ情報に基づいてＩＭＳセッションのためのサービス品質リソース（帯域幅、遅延など）を認可する。ＰＣＦは、そのセッションのための認可トークンを生成し、移動局ＭＳに対しその認可トークンを送る（６０２）。Ｐ−ＣＳＣＦ（ＰＣＦ）と移動局ＭＳの間の通信についてのさらに詳しい記述に関しては、３ＧＰＰ仕様書３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２０７、ｖ．５．２．０，「終端間ＱｏＳのコンセプト及びアーキテクチャ，リリース５’」を参照のこと。

移動局ＭＳは、ＧＰＲＳサービス品質に、アプリケーション−プレーン（又はＩＰ−プレーン）のサービス品質必要条件を適合させる（６０３）、すなわち、ＰＤＰコンテキストのために要求されるべきＱｏＳパラメータを特定する。ＰＤＰコンテキストが駆動された時点で、移動局は、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮに対して、２次ＰＤＰコンテキストリクエストの慣用のデータのみならず認可トークン及びフロー識別子をも含めたＰＤＰコンテキスト駆動リクエストを送る（６０４）。

ステップ６０３では、ＭＳは、この実施形態ではいかなるフィルタパラメータも含まないＴＦＴ情報要素をも生成し、かつこの実施形態ではメッセージ６０４内でこれを送る。かくしてＭＳは、ＩＭＳシステムＰ−ＣＳＣＦ要素を利用するセッションのセットアップが関係している場合、フィルタパラメータ無しのＴＦＴ情報要素を生成するようにアレンジされる。その結果、ＭＳは、分離したネットワーク要素すなわちＰ−ＣＳＣＦ（ＰＣＦ機能）がネットワークノード内でデータフローをマッピングするために用いられるパケットフィルタを決定するか否かをチェックするようにアレンジされている。このチェックは、ＣＳＣＦから受信された情報（６０２）、すなわちサービスベースのローカルプロトコルのために駆動されるべきＰＤＰコンテキストが関係しているか否かを指示する情報に基づいてステップ６０３で容易に実施可能である。ＰＣＦは、それ自身で決定したパケットフィルタＰＦのみが使用されるべきであることを指示する分離した情報を送ることもできる。該チェックに基づいて、データフローをマッピングするために用いられるべきフィルタがＰＣＦ機能の中で決定された場合には、ＭＳは、フィルタ情報無しでコンフィギュレーションメッセージを生成する。この場合、ＭＳは、好ましくは結合情報、すなわちフロー識別子と認可トークンを含むＴＦＴ情報要素を生成し、Ｐ−ＣＳＣＦ及びサービス特定的ローカルプロトコルをＧＧＳＮで識別されうるようにする。ＭＳは、２次ＰＤＰコンテキストに対して、識別用識別子、例えば、２次ＰＤＰコンテキスト駆動リクエスト６０４の一部であるＮＳＡＰＩ識別子を割当てる。その他のタイプの識別子も使用可能である。

ステップ６０４の後、移動局ＭＳとサービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮの間でセキュリティ機能を実施することができる。ＳＧＳＮは、ＧＧＳＮに対してＰＤＰコンテキスト生成リクエストを送る（６０５）。ＧＧＳＮは、リクエスト６０５を受信し、認可トークンに基づいて適切なＰ−ＣＳＣＦを決定する。

ＧＧＳＮは、Ｐ−ＣＳＣＦからフロー識別子により指示されたセッションの駆動のためにリソースを割当てるための認可を要求する（６０６）。Ｐ−ＣＳＣＦのＰＣＦが、リクエスト６０６に対応するＩＰフロー情報を発見した場合、それは、セッションに対するリソース割当てについての最終的決定を行ない、ＧＧＳＮに応答する（６０７）。この応答には、認可トークン、アプリケーションプレーン上でネゴシエートされフィルタとして意図された１つ以上のデータフロー識別子をもつパケット分類子及び、３ＧＰＰ仕様書３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２０７，ｖ．５．２．０「終端間ＱｏＳのコンセプト及びアーキテクチャ，リリース５’」内でＣＳＣＦとＧＧＳＮの間のＧｏインタフェースについて規定されたその他の情報が含まれる。この実施形態のもつ利点は、Ｇｏインタフェース内でいかなる変更も必要とされず、ＧＧＳＮは２次ＰＤＰコンテキストに対する結合を実施する必要しかないという点にある。

ＧＧＳＮは、決定メッセージ６０７に応答する（６０８）。ＧＧＳＮのＰＥＰ機能は、パケット分類パラメータを用いたフロー識別子に従ったデータフローについてのＰＣＦの決定に従ってアクセス制御を実施する「ゲート」を生成する。ゲートひいてはパケット分類子は、その他の２次ＰＤＰコンテキストと区別する識別子に基づいて駆動されている２次ＰＤＰコンテキストに対し結合させられる（６０９）。かくして、ＧＧＳＮは、好ましくは、結合情報、パケット分類子、そしてマッピングされるべき各々のデータフローについてＰＤＰコンテキストを識別する少なくとも１つの識別子を維持する。Ｇｏインタフェースから受信したその他の情報も、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮに記憶することができる。ＧＧＳＮは、ＰＣＦから受信したサービス品質情報に基づいて、ＰＤＰコンテキストに要求されたサービス品質がアプリケーションプレーン上でネゴシエートされＰＣＦにより認可されたサービス品質を上回らないことをチェックする。ＧＧＳＮは、ＰＤＰコンテキストテーブル内に新しいコンテキストを生成するものの、受信したＴＦＴ情報要素にはフィルタパラメータが含まれないことから、ＴＦＴフィルタ機能性を使用することはない。

次に、ＧＧＳＮは、ＳＧＳＮに対し応答を送る（６１０）。ＳＧＳＮは、無線ネットワークサービスの確立を開始することができ、かくして、移動局ＭＳのために、無線アクセスベアラーがセットアップされる（６１１）。要求されたＱｏＳ属性が例えば加入者契約に基づいて提供され得ない場合、ＳＧＳＮは、これをゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮに知らせ、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮは新しいＱｏＳ属性を確認する。ＳＧＳＮは、パケットフロー識別子及び無線優先性を、ネゴシエートされたＱｏＳに従って設定し、移動局ＭＳに応答する（６１２）。移動局ＭＳは、新しいＰＤＰコンテキストでそのコンテキスト情報を更新する。ＭＳは今や、アプリケーションプレーン上でネゴシエートされた論理接続のデータパケットを送受信すること、そしてＰＤＰコンテキストを使用することができる。ステップ６１２の後、移動局又はそれのためにサービス品質を確保するエンティティのアプリケーションはなおも、終端間セッションを最終的に駆動するのに必要なメッセージを送ることができる。例えば、ＲＳＶＰプロトコルを用いるアプリケーションは、ＲＳＶＰ経路及びＲＳＶＰ応答メッセージを送受信でき、これに基づいてまた、ＰＤＰコンテキスト、無線アクセスチャネル及びＰＥＰゲート機能性も更新することができる。

ＧＧＳＮは、ダウンリンクパケットを受信した（６１３）時点で、パケット分類子をチェックする（６１４）、すなわち、任意のパケット分類子に基づいてそのパケットがＧＰＲＳネットワークに容認され得るか否かを決定する。そのフィルタパラメータにパケット識別子が対応しているパケット分類子が発見された場合、そのパケットは、該パケット分類子に結合されたＰＤＰコンテキスト及びこのＰＤＰコンテキスト内で定義されたＧＴＰトンネルを用いて移動局ＭＳに送られる（６１５）。

図６は、２次ＰＤＰコンテキストの駆動を例示している。以上のことに基づいて、当該フィルタリング及びマッピング機能性はまた、その他のＰＤＰコンテキスト駆動状況に対しても、また一般的にアクティブのＰＤＰコンテキストの修正ステップにおいても適用可能である。異なるＰＤＰコンテキストが異なるＰＤＰアドレスを有する場合、ＰＥＰ機能がパケットフィルタＰＦを、それらのパケットが送られるべきＧＴＰトンネルを指示するＰＤＰアドレスに結合させただけで充分である。以上で例示した方法は、移動体発信及び移動体終端の両方のアプリケーション−プレーン論理接続の配置に対し適用可能である。ＰＤＰコンテキストが除去されるか又はアプリケーション−プレーン論理接続が解放される場合、パケット分類子とＰＤＰコンテキストの間の結合をＰＥＰ機能から除去することができる。

本発明は、移動局内及びネットワーク要素内で（１つの実施形態に従うとゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮ内で）、１つ以上のプロセッサ内で実行されるコンピュータソフトウェアとして実施可能である。ハードウェア解決法又はソフトウェアとハードウェアの解決法の組合せを使用することもできる。

当業者にとっては、技術の進歩に伴って、本発明の基本的考え方をさまざまな形で実施できるということは明白である。かくして、本発明及びその実施形態は、以上の例に制限されず、クレームの範囲内で変更することができる。

ＰＤＰコンテキスト内へのダウンリンクパケットのフィルタリング及びマッピングを例示する図である。 ＵＭＴＳシステムを一般的に例示する図である。 ＵＭＴＳユーザープレーンプロトコルアーキテクチャを示す図である。 本発明の好ましい実施形態に従ったフィルタ及びマッピング機能性を含むゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮを例示する図である。 本発明の好ましい実施形態に従ったゲートウェイノードの機能の流れ図である。 二次的ＰＤＰコンテキストの駆動を示す図である。

Claims (9)

1. 第２のサブシステム内のネットワークノードを介して第１のサブシステムから第２のサブシステム内の端末までパケットデータを伝送する方法であって、
   前記第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローのマッピングを前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローへと導くために、少なくとも１つのフィルタが生成され、
   前記少なくとも１つのフィルタが前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに結合されており、
   前記第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローが、前記フィルタに基づいて前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに対してマッピングされる方法において、
   前記端末のアプリケーション−プレーン論理接続のセットアップ中に、分離したシグナリング要素を介して前記第１のサブシステムのデータフローを識別する識別子を少なくともネゴシエートする段階、
   前記ネットワークノードに対し前記シグナリング要素からの識別子のうちの１つ以上を伝送する段階、
   少なくとも前記ネットワークノード内で受信した少なくとも前記識別子に基づいて前記フィルタを生成する段階、及び
   前記シグナリング要素から受信した少なくとも前記識別子に基づいて生成された前記フィルタを前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに結合させる段階、
   をそなえることを特徴とする方法。
2. 前記アプリケーション−プレーンのネゴシエーションに参加する要素において前記アプリケーション−プレーン上でデータフローを識別する前記識別子をネゴシエートする段階、
   前記第２のサブシステム内の前記ネットワークノードに対しデータフローを識別する前記識別子を伝送する段階、及び
   セッションを管理する前記要素により伝送され前記データフローを識別する前記識別子から前記ネットワークノードで前記フィルタを生成する段階、
   をそなえることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記端末のために特定された任意のフィルタの中で定義されていない受信済みパケットの識別子に応答して前記端末に対するネットワークノードで受信したパケットの伝送を防止する、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 少なくとも２つのデータフローを介して前記第２のシステム内の端末のアドレスに対しデータを転送する能力に応答して、前記端末の同じアドレスを利用するデータフローと個別に区別するために前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローについての識別子を特定する段階、及び
   前記識別子を前記フィルタに結合する段階、
   をそなえることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第２のサブシステムが、パケット交換サービスを提供するＵＭＴＳシステム又はＧＰＲＳシステムであり、かくして前記フィルタは少なくとも１つのＰＤＰコンテキストに結合され、これを用いて前記フィルタのパラメータに従ったパケットが前記端末に転送される、
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ＩＭＳシステムをサポートするゲートウェイＧＰＲＳサポートノードのＰＥＰ機能内で少なくとも１つのＰＤＰコンテキストに対し前記フィルタを結合する段階、及び
   前記第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローを前記第２のサブシステム内の少なくとも１つのＰＤＰコンテキストに対しマッピングするように前記ＰＥＰ機能をアレンジする段階、
   をそなえることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 二次ＰＤＰコンテキストを生成する必要性に応えて、いかなるフィルタ条件も含んでいないＴＦＴ情報要素を前記端末内で生成する段階、
   二次ＰＤＰコンテキスト駆動リクエスト内のＴＦＴ情報要素を伝送する段階、
   前記二次ＰＤＰコンテキストを個別に識別する識別子を前記フィルタに結合する段階、及び
   前記識別子により識別された前記二次ＰＤＰコンテキストを用いて、前記フィルタのパラメータに従ってパケットを伝送する段階、
   をそなえることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 第１のサブシステムから第２のサブシステムまでのパケット交換データ転送のためのネットワーク要素であって、
   前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに対し前記第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローのマッピングを導くために少なくとも１つのフィルタを生成するようにアレンジされており、
   前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローと前記少なくとも１つのフィルタを関連付けるようにアレンジされており、
   前記フィルタに基づいて前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに対し前記第１のサブシステムの少なくとも１つのデータフローをマッピングするようにアレンジされているネットワーク要素において、
   分離したシグナリング要素から前記第１のサブシステムのデータフローを識別する少なくとも１つ以上の識別子を受信するようにアレンジされていること、
   少なくとも受信済み識別子に基づいて前記フィルタを生成するようにアレンジされていること、及び
   少なくとも前記シグナリング要素から受信した識別子に基づいて生成された前記フィルタを、前記第２のサブシステムの少なくとも１つのデータフローに関連付けするようにアレンジされていること、
   を特徴とするネットワーク要素。
9. 外部システムに対しパケット無線ネットワークをリンクするためにパケットデータプロトコルコンテキストを駆動又は修正するために移動システム内のネットワークノードに対しコンフィギュレーション信号を伝送するようにアレンジされている、パケット無線ネットワークのための無線端末において、
   前記ネットワークノードにおけるデータフローをマッピングするために用いられるフィルタが、分離したネットワーク要素によって決定されているか否かをチェックするようにアレンジされていること、及び
   分離したネットワーク要素の中で決定されているデータフローをマッピングするために用いられる前記フィルタに応答してフィルタ−情報無しで前記コンフィギュレーションメッセージを生成するようにアレンジされていること、
   を特徴とする無線端末。

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