(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加入者回線の局所的輻輳露出受信側ノードによって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の所定の伝送経路内の輻輳状態公表のための方法であって、前記方法が、
下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信するステップであって、前記ダウンリンク・パケットが、前記ダウンリンク・パケットが受けた輻輳のレベルと上流ノードによって宣言された局所的輻輳露出送信側ノードからユーザ・デバイスまでの伝送経路で発生すると予想される輻輳のレベルを示すヘッダを有するステップと、
無線接続により前記下流のユーザ・デバイスに前記ダウンリンク・パケットを転送するステップと、
前記ダウンリンク・パケットが受けた前記輻輳のレベル並びに前記局所的輻輳露出受信側ノード内で受けた任意の輻輳を示すフィードバックを有するパケットを上流に送信するステップと、
前記ダウンリンク・パケットが受けた前記輻輳のレベルが、宣言された前記輻輳のレベルよりも高いフローにおいて、パケットをドロップするステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記転送するステップが、前記上流ノードによって宣言された前記輻輳のレベルを示さないダウンリンク・パケットを転送することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記受信するステップが、明示的輻輳通知（ＥＣＮ）対応トランスポートを示す外部ヘッダを有し、非ＥＣＮ対応トランスポートを示す内部ヘッダを有するダウンリンク・パケットを受信することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記受信するステップが、インターネット・プロトコル（ＩＰ）ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルによりダウンリンク・パケットを受信することを含み、前記トンネルにより受信された前記ダウンリンク・パケットの外部ヘッダがＥＣＮ対応トランスポートを示す、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記受信するステップが、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）トンネルにより前記ダウンリンク・パケットを受信することを含み、前記上流ノードによって宣言された前記予想下流輻輳のレベルが前記ＧＴＰトンネルにより受信された前記ダウンリンク・パケットのＧＴＰヘッダ及び外部ＩＰヘッダのうちの１つに示される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記フィードバックが、前記ダウンリンク・パケットの前記ヘッダによって示された前記ダウンリンク・パケットが受けた前記輻輳のレベルと、前記局所的輻輳露出受信側ノードがドロップしたパケットの数を示す、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記局所的輻輳露出受信側ノードが基地局を含み、前記送信するステップが、（１）前記基地局がドロップしたパケットの数、（２）前記基地局以前のノードがドロップしたパケットの数、（３）輻輳を受けたことを示すために前記基地局がマークしたパケットの数、及び（４）輻輳を受けたことを示すために前記基地局以前のノードがマークしたパケットの数から選択した情報を含むフィードバックを有するパケットを送信することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
セルラーネットワーク内の加入者回線内の所定の伝送経路内の輻輳状態公表のために構成された局所的輻輳露出受信側ノードであって、前記局所的輻輳露出受信側ノードが、
下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信するように構成された第１のインターフェースであって、前記ダウンリンク・パケットが、前記ダウンリンク・パケットが受けた輻輳のレベルと上流ノードによって宣言された局所的輻輳露出送信側ノードからユーザ・デバイスまでの伝送経路で発生すると予想される輻輳のレベルを示すヘッダを有する、第１のインターフェースと、
無線接続により前記下流のユーザ・デバイスに前記ダウンリンク・パケットを送信するように構成された第２のインターフェースと、
前記ダウンリンク・パケットが受けた前記輻輳のレベル並びに前記局所的輻輳露出受信側ノード内で受けた任意の輻輳を示すフィードバックを、前記第１のインターフェースにより上流に送信されるパケット内に挿入するためのフィードバック・インサータと、
前記ダウンリンク・パケットが受けた前記輻輳のレベルが、宣言された前記輻輳のレベルよりも高いフローにおいて、パケットをドロップするドロッパと、
を含む、ノード。
【請求項９】
前記第２のインターフェースが、前記上流ノードによって宣言された前記予想下流輻輳のレベルを示さず、輻輳を受けたことを示さないダウンリンク・パケットを前記下流のユーザ・デバイスに送信するように構成される、請求項８記載のノード。
【請求項１０】
前記第１のインターフェースが、明示的輻輳通知（ＥＣＮ）対応トランスポートを示す外部ヘッダを有し、非ＥＣＮ対応トランスポートを示す内部ヘッダを有するダウンリンク・パケットを受信するように構成される、請求項８記載のノード。
【請求項１１】
前記第１のインターフェースが、インターネット・プロトコル（ＩＰ）ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルにより前記ダウンリンク・パケットを受信するように構成され、前記受信されたダウンリンク・パケットの外部ヘッダがＥＣＮ対応トランスポートを示す、請求項８記載のノード。
【請求項１２】
前記第１のインターフェースが、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）トンネルにより前記ダウンリンク・パケットを受信するように構成され、前記上流ノードによって宣言された前記予想下流輻輳のレベルが前記受信されたダウンリンク・パケットのＧＴＰヘッダ及び外部ＩＰヘッダのうちの１つに示される、請求項１１記載のノード。
【請求項１３】
前記フィードバック・インサータが、前記ダウンリンク・パケットの前記ヘッダによって示された前記ダウンリンク・パケットが受けた前記輻輳のレベルと、前記局所的輻輳露出受信側ノードがドロップしたパケットの数との組み合わせを示すフィードバックを挿入するように構成される、請求項８記載のノード。
【請求項１４】
前記局所的輻輳露出受信側ノードが基地局を含み、前記フィードバック・インサータが、（１）前記基地局がドロップしたパケットの数、（２）前記基地局以前のノードがドロップしたパケットの数、（３）輻輳を受けたことを示すために前記基地局がマークしたパケットの数、及び（４）輻輳を受けたことを示すために前記基地局以前のノードがマークしたパケットの数から選択した情報を含む前記フィードバックを挿入するように構成される、請求項８記載のノード。
【請求項１５】
加入者回線の局所的輻輳露出送信側ノードによって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の所定の伝送経路内の輻輳状態公表のための方法であって、前記方法が、
下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信するステップと、
輻輳レベルを示すフィードバックを有するパケットを前記セルラーネットワークの下流ノードから受信するステップと、
前記受信したダウンリンク・パケットのヘッダ内に局所的輻輳露出送信側ノードからユーザ・デバイスまでの伝送経路で発生すると予想される輻輳レベルの宣言を挿入するステップと、
前記ヘッダに挿入された前記予想下流輻輳レベルの前記宣言を有する前記ダウンリンク・パケットを前記下流のユーザ・デバイスに向かって転送するステップと、
前記ダウンリンク・パケットを監視し、下流の資源の浪費を防ぐため、攻撃的なフロー／ユーザに関するパケットをドロップするか又はフローを停止するステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ダウンリンク・パケットを受信するステップが、前記輻輳レベルの宣言を備えてないダウンリンク・パケットを受信することを含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記挿入するステップが、ＥＣＮ対応トランスポートとして示されている外部ヘッダ内に前記予想下流輻輳レベルの前記宣言を挿入することを含み、前記ダウンリンク・パケットの内部ヘッダが非ＥＣＮ対応トランスポートを示す、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記転送するステップが、インターネット・プロトコル（ＩＰ）ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルにより前記パケットを転送することを含み、前記トンネルにより転送された前記パケットの外部ヘッダが明示的輻輳通知（ＥＣＮ）対応トランスポートを示す、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記転送するステップが、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）トンネルにより前記パケットを転送することを含み、前記予想下流輻輳レベルの前記宣言を前記ヘッダ内に挿入することが、前記予想下流輻輳レベルの前記宣言をＧＴＰヘッダ及び外部ＩＰヘッダのうちの１つに挿入することを含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記フィードバックによって示された前記輻輳レベルに基づいて計算されたＥＣＮレートから前記局所的輻輳露出送信側ノードにおいて測定された明示的輻輳通知（ＥＣＮ）レートを引くことを更に含み、ＥＣＮレートは、ＥＣＮ−ＣＥマーク付きパケットの数をパケットの総数で割ったものである、請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
前記フィードバックを有する前記パケットを受信するステップが、（１）基地局がドロップしたパケットの数、（２）前記基地局以前のノードがドロップしたパケットの数、（３）輻輳を受けたことを示すために前記基地局がマークしたパケットの数、及び（４）輻輳を受けたことを示すために前記基地局以前のノードがマークしたパケットの数から選択した情報を含むフィードバックを有する前記パケットを受信することを含む、請求項１５記載の方法。
【請求項２２】
セルラーネットワーク内の加入者回線内の所定の伝送経路内の輻輳状態公表のために構成された局所的輻輳露出送信側ノードであって、前記局所的輻輳露出送信側ノードが基地局とインターネットとの間の前記加入者回線内に配備され、前記局所的輻輳露出送信側ノードが、
下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信するように構成された第１のインターフェースと、
前記セルラーネットワークの下流ノードから輻輳レベルを示すフィードバックを有するパケットを受信するように構成された第２のインターフェースと、
前記受信したダウンリンク・パケットのヘッダ内に局所的輻輳露出送信側ノードからユーザ・デバイスまでの伝送経路で発生すると予想される輻輳レベルの宣言を挿入するように構成された輻輳露出インサータと、
前記ダウンリンク・パケットを監視し、下流の資源の浪費を防ぐため、攻撃的なフロー／ユーザに関するパケットをドロップするか又はフローを停止するポリサと、
を含み、
前記送信側ノードが、前記ヘッダ内に挿入された前記予想下流輻輳レベルの前記宣言を有する前記ダウンリンク・パケットを前記下流のユーザ・デバイスに向かって転送するように構成される、ノード。
【請求項２３】
前記第１のインターフェースが、前記輻輳レベルの宣言を備えていないダウンリンク・パケットを受信するように構成される、請求項２２記載のノード。
【請求項２４】
前記フィードバック・インサータが、明示的輻輳通知（ＥＣＮ）対応トランスポートとして示されている前記ダウンリンク・パケットの外部ヘッダ内に前記予想下流輻輳レベルの前記宣言を挿入するように構成され、前記ダウンリンク・パケットの内部ヘッダが非ＥＣＮ対応トランスポートを示す、請求項２２記載のノード。
【請求項２５】
前記送信側ノードが、インターネット・プロトコル（ＩＰ）ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルにより前記パケットを転送するように構成され、前記トンネルにより転送された前記パケットの外部ヘッダが明示的輻輳通知（ＥＣＮ）対応トランスポートを示す、請求項２２記載のノード。
【請求項２６】
前記送信側ノードが、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）トンネルにより前記パケットを転送するように構成され、前記ヘッダがＧＴＰヘッダを含み、前記フィードバック・インサータが、前記予想下流輻輳レベルの前記宣言を前記ＧＴＰヘッダ内に挿入するように構成される、請求項２５記載のノード。
【請求項２７】
前記フィードバックによって示された前記輻輳レベルに基づいて計算されたＥＣＮレートから、前記第１のインターフェースにより受信された前記局所的輻輳露出送信側ノードにおいて測定された明示的輻輳通知（ＥＣＮ）レートを引くように構成されたポリサを更に含み、ＥＣＮレートは、ＥＣＮ−ＣＥマーク付きパケットの数をパケットの総数で割ったものである、請求項２２記載のノード。
【請求項２８】
攻撃的なソースに接続された複数のユーザに関するフローがいずれも高い明示的輻輳通知（ＥＣＮ）レートを引き起こすことを検出することにより、前記攻撃的なソースを検出するように構成されたポリサを更に含む、請求項２２記載のノード。
【請求項２９】
前記ネットワーク・ノードがサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）及びパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）のうちの１つを含む、請求項２２記載のノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年９月１日に出願され、参照により本明細書に取り入れられる米国仮出願第６１／３７８９８０号の利益を請求するものである。
【０００２】
本発明の諸実施形態は、ネットワーキングの分野に関し、より具体的には、ネットワーキングの分野における輻輳回避に関する。
【背景技術】
【０００３】
ネットワークの輻輳は、そのネットワークが対応できるものより多くのパケット又はデータがネットワークによって伝送される時に発生する可能性がある。ネットワークは典型的に、固定帯域幅又は固定パケット伝送速度などの固定容量を有する。ネットワークの固定容量より多くのパケットを転送する必要がある場合、ネットワークは、このようなトラフィック・サージに対応するために、キューを使用してパケットをバッファリングすることができる。しかし、ネットワーク・エレメントは一般に、固定サイズのキュー及びその他の資源を有する。ネットワークの輻輳は、このような固定サイズの資源がほとんど又は完全に使用され（例えば、キューがほとんど一杯になっている可能性がある）、追加のパケット伝送に対応できない時に発生する可能性がある。従来、このような輻輳を経験しているネットワークは単にパケットをドロップするだけである可能性がある。しかし、パケットをドロップすることは、ドロップしたパケットの再伝送を引き起こすなど、特定の欠点を有し、それが更にネットワークの輻輳の一因になるか又はネットワークの輻輳を長引かせる可能性がある。
【０００４】
明示的輻輳通知（ＥＣＮ）は、初期輻輳の場合にパケットをドロップする代わりにパケットをマークすることを伴う、既知の輻輳回避方式である。初期輻輳を経験しているＥＣＮ認識ネットワーク・エレメントは、パケットをドロップする代わりに、輻輳が発生していることを示すためにパケットのヘッダ内のＥＣＮフィールドをマークすることができる。例として、ＥＣＮは、４つの異なるＥＣＮコードポイントをコード化するためにＥＣＮフィールドに割り当てられているＩＰプロトコル・ヘッダ（ＩＰｖ４又はＩＰｖ４）内のＤｉｆｆＳｅｒｖフィールドに２つの最下位ビットを使用することができる。００というＥＣＮコードポイントは、エンドポイントがＥＣＮ対応トランスポート（ECN-capable transport）をサポートしないか又は自発的にそれをサポートする気がない場合に、非ＥＣＮ対応トランスポート（not ECN-capable transport）（即ち、非ＥＣＴ）を示すことができる。２つのＥＣＮコードポイント、即ち、１０又は０１（それぞれ、ＥＣＴ（０）及びＥＣＴ（１））のうちのいずれか一方はＥＣＮ対応トランスポート（ＥＣＴ）を示すことができる。１１というＥＣＮコードポイントは、輻輳を経験したか又は輻輳に遭遇したこと（ＥＣＮ−ＣＥ）を示すことができる。例えば、ＥＣＮ対応ノード又はキューは、輻輳に遭遇したか又は輻輳を経験した場合に確率論的にＥＣＮフィールドを１１に設定し、次にＥＣＮマーク付きパケットを転送することができる。激しい輻輳を回避するために、ルータ及びその他のネットワーク・エレメントは、平均キュー長に応じた確率でパケットをマークすることができる。ＥＣＮに関するフィードバックを指定するための適切なプロトコルの例としては、ＴＣＰ、ＤＣＣＰ、ＳＣＴＰ、及びＲＴＰ／ＵＤＰを含む。マークしたパケットのパーセンテージ又は割合は、ネットワーク内の輻輳のレベルを示し、そのレベルに直接関連する可能性がある。ＥＣＮでは、ＥＣＮマーク付きパケットのエンドポイント受信側（receiver）は、ネットワークが輻輳を経験していることを送信側（sender）に通知するために、マークしたパケットのパーセンテージ又は割合或いは輻輳のレベルに関するフィードバック又は情報を送信側に返すことができる。送信側は、今後のパケットがドロップされないようにその伝送速度を低下させることが予想される。有利なことに、ＥＣＮは、ネットワーク内の輻輳の量及びドロップされるパケットの数を低減するのに役立つ可能性がある。
【０００５】
輻輳露出（congestion exposure）（ＣｏｎＥＸ）は、もう１つの輻輳回避方式又はプロトコルである。輻輳露出はＥＣＮを使用し、ＥＣＮに基づくものにすることができる。輻輳露出は、パケットが遭遇することが予想される残存経路輻輳（remaining path congestion）について送信側がネットワークに通知できるようにするメカニズムを提供することができる。ＥＣＮでは、ネットワークはパケットをＥＣＮマークするか又はパケットをドロップすることにより輻輳を信号で知らせることができ、受信側はこの情報をフィードバックとして送信側に戻すことができる。輻輳露出は、送信側が予想される残存経路輻輳情報をネットワーク内にリレー又は挿入して、この予想される輻輳をネットワークに通知できるようにすることにより、これを基礎としている。予想される経路残余輻輳（rest-of-path congestion）情報は、ＥＣＮフィードバックに示されるものと同じフロー内で前のパケットが以前遭遇した輻輳に基づくか又はそこから導出することができる。ネットワーク・ノードは、この情報を使用して、トラフィックを送信又は転送することによってそのフローがどの程度の輻輳を引き起こす可能性があるかを推定することができ、この情報に基づいて決断することができる。輻輳露出は、そのフローが引き起こすか又は発生を可能にする輻輳についてそのフローの責任であることを示すための情報及び能力を提供することができ、輻輳を管理するのに役立つ可能性がある。
【０００６】
再ＥＣＮ（re-ECN）は輻輳露出の既知の実現例である。再ＥＣＮについては、２０１０年１０月２５日付けでＢｏｂ  Ｂｒｉｓｃｏｅ他により「Ｒｅ−ＥＮＣ：  Ａｄｄｉｎｇ  Ａｃｃｏｕｎｔａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｃａｕｓｉｎｇ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  ｔｏ  ＴＣＰ／ＩＰ」というタイトルで公表されたインターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ）トランスポートエリア作業部会のインターネット原案の１〜５１ページに記載されている。再ＥＣＮプロトコルは、各パケットがインターネットワーク内の任意のインターフェースと交差する時に、その経路の残余部分における正確な輻輳予測を伝達するように、各パケット内にフィールドを提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一態様では、加入者回線の局所的輻輳露出受信側ノードによって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線（local loop）内の局所的輻輳露出（localized congestion exposure）のための方法は、いくつかのステップを含む。１つのステップでは、下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットが受信される。ダウンリンク・パケットは、そのダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベルを示すヘッダを有する。ヘッダは、上流ノードによって宣言された予想下流輻輳（expected downstream congestion）のレベルも示す。もう１つのステップでは、ダウンリンク・パケットは無線接続により下流のユーザ・デバイスに転送される。更に他のステップでは、ダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベル並びに局所的輻輳露出受信側ノード内で経験した任意の輻輳を示すフィードバックを有するパケットが上流に送信される。考えられる利点の１つは、加入者回線内で輻輳を管理できるようにするために、輻輳露出が加入者回線の外側でサポートされるかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内で局所的輻輳露出を達成できることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
他の態様では、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のために構成された局所的輻輳露出受信側ノードが提供される。受信側ノードは、下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信するように構成された第１のインターフェースを含む。ダウンリンク・パケットは、そのダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベルを示すヘッダを有する。ヘッダは、上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルも示す。受信側ノードは、無線接続により下流のユーザ・デバイスにダウンリンク・パケットを送信するように構成された第２のインターフェースも有する。また、受信側ノードは、ダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベル並びに局所的輻輳露出受信側ノード内で経験した任意の輻輳を示すフィードバックを、第１のインターフェースにより上流に送信されるパケット内に挿入するためのフィードバック・インサータ（feedback inserter）も含む。考えられる利点の１つは、加入者回線内で輻輳を管理できるようにするために、輻輳露出が加入者回線の外側でサポートされるかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内で局所的輻輳露出を達成できることである。
【０００９】
更に他の態様では、加入者回線の局所的輻輳露出送信側ノードによって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のための方法は、いくつかのステップを含む。１つのステップでは、下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットが受信される。もう１つのステップでは、輻輳レベルを示すフィードバックを有するパケットがセルラーネットワークの下流ノードから受信される。更に他のステップでは、予想下流輻輳レベルの宣言が、受信したダウンリンク・パケットのヘッダ内に挿入される。もう１つのステップでは、そのヘッダに挿入された予想下流輻輳レベルの宣言を有するダウンリンク・パケットが、下流のユーザ・デバイスに向かって転送される。考えられる利点の１つは、加入者回線内で輻輳を管理できるようにするために、輻輳露出が加入者回線の外側でサポートされるかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内で局所的輻輳露出を達成できることである。
【００１０】
更に他の態様では、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のために構成された局所的輻輳露出送信側ノードが提供される。局所的輻輳露出送信側ノードは、基地局とインターネットとの間の加入者回線内に配備される予定である。送信側ノードは、下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信するように構成された第１のインターフェースを有する。送信側ノードは、セルラーネットワークの下流ノードから輻輳レベルを示すフィードバックを有するパケットを受信するように構成された第２のインターフェースも有する。送信側ノードの輻輳露出インサータ（congestion exposure inserter）は、受信したダウンリンク・パケットのヘッダ内に予想下流輻輳レベルの宣言を挿入するように構成される。送信側ノードは、そのヘッダ内に挿入された予想下流輻輳レベルの宣言を有するダウンリンク・パケットを下流のユーザ・デバイスに向かって転送するように構成される。考えられる利点の１つは、加入者回線内で輻輳を管理できるようにするために、輻輳露出が加入者回線の外側でサポートされるかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内で局所的輻輳露出を達成できることである。
【００１１】
本発明は、本発明の諸実施形態を例示するために使用される以下の説明及び添付図面を参照することにより、最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）セルラーネットワークにおける局所的輻輳露出の一実施形態例を示す図である。
【図２】外部及び内部ＩＰヘッダの一実施形態例である。
【図３】加入者回線の局所的輻輳露出受信側ノード（例えば、ｅＮｏｄｅＢ又はその他の基地局）によって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のための方法の一実施形態例のブロック・フローダイアグラムである。
【図４】フィードバックのためのレポート・フォーマットの一実施形態例を示すブロック図である。
【図５】セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のために構成された局所的輻輳露出受信側ノード（例えば、ｅＮｏｄｅＢ又はその他の基地局）の一実施形態例のブロック図である。
【図６】加入者回線の局所的輻輳露出送信側ノード（例えば、ゲートウェイ）によって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のための方法の一実施形態例のブロック・フローダイアグラムである。
【図７】セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のために構成された局所的輻輳露出送信側ノード（例えば、ゲートウェイ）の一実施形態例のブロック図である。
【図８】ＥＣＮがエンドツーエンドでサポートされる、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク内の局所的輻輳露出の第２の実施形態例を示す図である。
【図９】ＥＣＮと輻輳露出の両方がエンドツーエンドでサポートされる、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク内の局所的輻輳露出の第３の実施形態例を示す図である。
【図１０】パケットがユーザ装置からインターネットにアップロードされる、アップロード・シナリオのための３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク内の局所的輻輳露出の一実施形態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は局所的輻輳露出のための方法及び装置について記載したものである。以下の説明では、特定のネットワーク構成、特定のタイプの輻輳情報、ヘッダ内の特定のフィールドなど、数多くの具体的な詳細が明記されている。しかし、本発明の諸実施形態はこれらの具体的な詳細なしで実践できることは言うまでもない。その他の事例では、この説明の理解を曖昧にしないために、周知の回路、構造、及び技法は詳細に示されていない。
【００１４】
本明細書において「ある実施形態」、「一実施形態」、「一実施形態例」などに言及する場合、記載されている実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含む可能性があるが、すべての実施形態が必ずしもその特定の特徴、構造、又は特性を含むわけではない可能性があることを示している。その上、このような表現は必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性が一実施形態に関連して記載されている場合、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、その他の実施形態に関連してこのような特徴、構造、又は特性に影響を及ぼすことは当業者の知識の範囲内であると思われる。
【００１５】
現在、ＥＣＮ、再ＥＣＮ、及び輻輳露出の使用は非常に限られている。重要な寄与要因は、これらの輻輳回避方式が、インターネットなどの公衆網により受信側端末から送信側端末へのエンドツーエンドを使用するには非常に困難なものになりがちであることである。完全なエンドツーエンド配備を達成することが困難である理由の１つは、それが典型的に、これらの輻輳回避方式をサポートするように、携帯電話、スマートフォン、ラップトップ、サーバ、ルータ、スイッチなどの受信側及び送信側端末の変更を必要とすることである。例えば、送信側は輻輳露出においてネットワーク内にフィードバックを挿入できる必要がある。これは典型的に、例えば、関心のあるオペレーティング・システム（例えば、サーバ用のＬｉｎｕｘ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）など、携帯電話用のＡｎｄｒｏｉｄ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｍｏｂｉｌｅなど）において伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）／インターネット・プロトコル（ＩＰ）スタックによるサポートを必要とする。しかし、このような端末の製造業者／ベンダは多数存在し、その端末にこれらの輻輳回避方式をサポートさせることに同意するよう、このような製造業者／ベンダのすべてを説得することは困難なことである。
【００１６】
完全なエンドツーエンド配備を達成することが困難であるもう１つの理由は、インターネット内のルータの製造業者がＥＣＮ及び輻輳露出をサポートするよう自社のルータを変更することを渋りがちであることである。ＥＣＮ及び輻輳露出をサポートするために、特にボトルネック・リンク上の経路に沿ったルータは、輻輳を示すためにＥＣＮフィールドをマークしなければならないが、それを行わない場合、ＥＣＮも適切に機能しない可能性がある。その上、ファイアウォール又は侵入検知システム（ＩＤＳ）などのミドルボックスを経路に沿ってセットアップさせることは一般的である。輻輳露出フレームワークは、これらのミドルボックスがＥＣＮマーク又は輻輳露出情報をクリアしないようなものでなければならない。ミドルボックスは異なるネットワーク管理エンティティに属す可能性があるので、これは保証するのが難しいものである。上記の理由から、エンドツーエンドで機能する輻輳露出の配備が困難なものになり、かなりの時間を要することになると想定することは妥当なことである。
【００１７】
本明細書には局所的輻輳露出のための方法及び装置が開示されている。局所的輻輳露出という用語は局所的再ＥＣＮを包含するものである。例えば、局所的再ＥＣＮの一実施形態は局所的輻輳露出の一実施形態でもある。局所的輻輳露出では、輻輳露出情報は、エンドツーエンドのみではなく、局所化される。局所的輻輳露出の利点の１つは、この局所性である。局所的輻輳露出は、例えば、輻輳露出をエンドツーエンドで使用可能にすることが不可能であるか又は実用的ではない時に有用であり、例えば、特定の経路に沿って配備することができる。輻輳露出に関するこれまでの提案はいずれも純粋にエンドツーエンド・ベースであり、上述のように、輻輳露出をサポートするためにエンドホストに対する変更を必要とする。これは、輻輳露出プロトコルを採用する際に配備上の負担を発生する可能性がある。新しい局所的輻輳露出はこのような制限を除去するものである。局所的輻輳露出は、エンドホストに対する変更なしに公正な資源制御を達成することができる。局所的輻輳露出におけるインフラストラクチャ・ノードの数は典型的にエンドホストの数よりかなり少なく、すべてのインフラストラクチャ・ノードは同じネットワーク管理エンティティの制御下にある可能性があるので、配備のオーバヘッドは大幅に低減することができる。加えて経路に沿ったミドルボックスによってＥＣＮ機能をリセットできるか又はＩＰｖ６拡張ヘッダを除去できるので、エンドツーエンド輻輳露出は非効率的になる可能性があるが、この問題は局所的輻輳露出において回避できるか又は少なくともより管理しやすいものになる可能性がある。加えて、本明細書に開示されている局所輻輳露出手法は漸増的に配備可能であり、広く配備された状態になると、エンドツーエンド輻輳露出に向かう自然な足掛かりとして機能する可能性がある。
【００１８】
図１は、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）セルラーネットワーク１００における局所的輻輳露出の一実施形態例を示している。局所的輻輳露出はＬＴＥネットワークにおいて実用的かつ有用である。この実施形態例では、エンドホストではＥＣＮも輻輳露出もサポートされない。これは、当初、主流のケースになりそうである。
【００１９】
この図は、ＬＴＥアーキテクチャ・セルラーネットワーク１００の一例と、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク内のデータ・トラフィックに関するデータプレーン経路を描写している。ｅＮｏｄｅＢ１０３はＬＴＥネットワーク基地局に与えられた名前である。ネットワーク内にはその他の基地局（図示せず）が存在する可能性があることを認識されたい。ｅＮｏｄｅＢは、ユーザ・デバイス又はユーザ装置１０１とネットワークとの間の実際の無線接続１０２を実現するために使用される。ユーザ装置から／ユーザ装置へのユーザデータペイロード（インターネット・プロトコル（ＩＰ）パケット）は、サービングゲートウェイ（サービングＧＷ又はＳ−ＧＷ）１０５とパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）１０６という２つの論理ノードによって処理される。サービングＧＷは、ｅＮｏｄｅＢに向かうＳ１−Ｕユーザプレーン・インターフェースを終端させる。また、サービングＧＷは、ユーザ装置１０１向けのダウンリンクＩＰパケットのうち、偶然、アイドル・モードになっているものをバッファリングする。ＰＤＮ−ＧＷは、インターネット１０８に向かうゲートウェイとして機能する。ＰＤＮ−ＧＷは、ＳＧｉインターフェースによる外部ＩＰネットワーク（例えば、インターネット）への相互接続点である。また、ＰＤＮ−ＧＷは、ＩＰアドレス割り振り、課金、パケット・フィルタリング、及びポリシーベースのフロー制御のための機能も含む。Ｓ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷはＬＴＥにより論理的に分離されたエンティティであるが、１つ又は複数の物理システム上に物理的に配備できることを認識されたい。Ｓ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷは、ＬＴＥのコア・ネットワーク・アーキテクチャを表すシステムアーキテクチャ・エボリューション（ＳＡＥ）のサブコンポーネントである。ＳＡＥの主要コンポーネント又はコアは、ＳＡＥコア又は進化したパケットコア（ＥＰＣ）として知られている。例示されているＬＴＥアーキテクチャは、ｅＮｏｄｅＢとＳ−ＧＷとの間の第１のルータ１０４と、ＰＤＮ−ＧＷをインターネットに接続する第２のルータ１０７も含む。ネットワークは２つ以上のルータ（例えば、基地局とＳ−ＧＷとの間により多くのルータ、Ｓ−ＧＷとＰＤＮ−ＧＷとの間に１つ又は複数のルータ、ＰＤＮ−ＧＷとインターネットとの間により多くのルータなど）を含むことできることを認識されたい。ｅＮｏｄｅＢ、第１のルータ１０４、Ｓ−ＧＷ、ＰＤＮ−ＧＷは一般に同じネットワーク・オペレータ・エンティティによって所有され操作される。インターネットは複数のルータを含み、単純にするため、そのうちの第３のルータ１０９のみが例示されている。ソース又はサーバ１１０はインターネットを越えてセルラーネットワークに結合される。
【００２０】
図1に示されている、このＬＴＥインフラストラクチャ例を取り上げると、輻輳は、ｅＮｏｄｅＢ（最も可能性が高い）、Ｓ−ＧＷ、ＰＤＮ−ＧＷ、並びに経路に沿ったルータ及びスイッチなど、複数の場所で発生する可能性がある。最近、一部はビデオ・ダウンロードなどにより、セルラーネットワーク内でデータ・トラフィックが大幅に増加している。ダウンロード・シナリオでは、ユーザ・デバイス（例えば、携帯電話）１０１はサーバ又はソース１１０からコンテンツ（例えば、ストリーミングした映画）をダウンロードする。ダウンロード方向のトラフィック量の方が典型的にアップストリーム方向よりかなり多くなるので、この図ではダウンロード・シナリオが例示されている。その結果、ダウンロード・シナリオの方がトラフィック量が多いために輻輳を引き起こす可能性が高く、その場合、局所的輻輳露出はより多くの恩恵をもたらす。以下に更に記載されているように、アップロード・シナリオについても同様のセットアップを行うことができるが、アップロード方向のトラフィック量が輻輳を引き起こす点まで増加しない限り（例えば、ユーザ装置がテレビ電話を使用するか、ビデオを送信するか、又はその他の方法で大量のデータを送信する場合）、局所的輻輳露出の恩恵はそれほど明白ではない可能性がある。
【００２１】
局所的輻輳露出フレームワークは、ＬＴＥインフラストラクチャ・ノード、例えば、ｅＮｏｄｅＢ、Ｓ−ＧＷ、及びＰＤＮ−ＧＷで実現される。この図ではｅＮｏｄｅＢ（基地局）ノードとＰＤＮ−ＧＷノードとの間の経路が例示されているが、本発明の範囲はこの特定の経路に限定されない。この場合、局所的輻輳露出はＰＤＮ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間の経路に沿って配備される。これは、輻輳露出ループがＰＤＮ−ＧＷノードとｅＮｏｄｅＢノードとの間に局所的にのみ延びていることを意味する。ＥＣＮ又は輻輳露出はいずれもこのループの外側でサポートする必要はない。しかし、本発明の諸実施形態は、ＥＣＮ及び輻輳露出がエンドツーエンド経路内に配備される場合に機能する。
【００２２】
この例示されている実施形態では、基地局又はｅＮｏｄｅＢは輻輳露出受信側ノードとして機能し、ＰＤＮ−ＧＷは輻輳露出送信側ノードとして機能する。ＰＤＮ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間の経路に沿ったノード（例えば、図示の通り、Ｓ−ＧＷ、ｅＮｏｄｅＢ、及びＳ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間の第1のルータ１０４）は、輻輳を経験していることを示すためにパケットのＥＣＮビットをマークすることができる（「１１３でＥＣＮビットをマークする」）。基地局又はｅＮｏｄｅＢは、パケットが経験した輻輳のレベルを示すためにそのパケット内のＥＣＮマーキングに関するフィードバックを提供することができる（「１１１でＥＣＮマーキングをフィードバックする」）。ＰＤＮ−ＧＷは、フィードバックを受信し、フィードバック又は輻輳情報を輻輳露出又は再ＥＣＮ情報としてネットワーク内に再挿入することができる（「１１２でフィードバックを再挿入する」）。輻輳露出は輻輳通知をデータ・ヘッダにコード化する。ＰＤＮ−ＧＷから送信されたパケットは、その経路の残余部分の輻輳条件について正確な予測を伝達することができる。再フィードバックは、ノードがＥＣＮマーキングを実行する時にこのウィンドウでマークしたパケットの割合を示す表示と、前のウィンドウでマークしたパケットの割合を示す表示の両方を含むことができる。有利なことに、輻輳露出が加入者回線の外側でサポートされるかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内で局所的輻輳露出を達成することができる。潜在的な利点の１つは、セルラーネットワークの１つ又は複数のノードが局所的輻輳露出情報を使用して、例えば、資源を割り振るか又は制御すること、パケットをドロップすること、悪意あるフローを発見すること、不正を働くユーザを発見すること、悪意あるトラフィックがより多くのネットワーク資源を消費するのを停止すること、及び／又はダウンストリームで引き起こす輻輳について責任があるフロー、顧客、及びデータソースをその他の方法で保持することのうちの１つ又は複数を行うことができることである。
【００２３】
ＬＴＥセルラーネットワークでは、ＰＤＮ−ＧＷノードとｅＮｏｄｅＢノード（ＬＴＥネットワーク基地局）との間のパケットは汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）によりトンネリングされる。ＧＴＰはペイロード・プロトコルに関するデータを配信するための配信プロトコルである。ＧＴＰは、ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）／インターネット・プロトコル（ＩＰ）より上のトンネリング・プロトコルである。ＧＴＰはＵＤＰ又はＴＣＰのいずれか一方とともに使用することができる。ＵＤＰ及びＴＣＰはトランスポート層又はレベルにある。トランスポート層又はレベルはＩＰより高いネットワーク層又はレベルにある。ＩＰはインターネット層又はレベルにある。加えて、ＧＴＰは論理的にＵＤＰより高い。ＧＴＰ経路はＩＰアドレス及びＵＤＰポート番号によって各ノードで識別される。ＧＴＰプロトコルは、データ・トラフィック（ＧＴＰ−Ｕ）及び制御トラフィック（ＧＴＰ−Ｃ）の両方に関するものを含む。即ち、ＰＤＮ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間のユーザプレーン・トラフィック又は経路はＧＴＰ−Ｕ（ユーザプレーン用のＵ）トンネルによりトンネリングされ、制御信号のために個別のＧＴＰ−Ｃプロトコルが存在する。これは、パケット転送がＩＰレベルで実行されるインターネット上のエンドツーエンド経路とは非常に異なるものである。
【００２４】
本発明のこの例示されている実施形態では、輻輳露出はＰＤＮ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間のＧＴＰ−Ｕ経路に沿って配備される。即ち、ＧＴＰ−Ｕ経路は輻輳露出をサポートする。ＧＴＰのより高いレベルで局所的輻輳露出を実現することは実現を容易にするものである。これらのトンネリング・プロトコルは、ＧＴＰプロトコルとともに取り入れられた輻輳メカニズムを制御するために相当なフレキシビリティをオペレータに提供する。既存のＧＴＰトンネルは、輻輳回避メカニズムなしのＵＤＰベースのトンネリング・プロトコルである。この経路によるＥＣＮに関するサポートは、現在、指定されていないが、比較的簡単なものである。汎用ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＩＰトンネリングについては、ＥＣＮを参照することができる。
【００２５】
図２は、外部ＩＰヘッダ２１５及び内部ＩＰヘッダ２１６の一実施形態例である。外部ＩＰヘッダは外部輻輳遭遇又は経験マーキング（ＣＥｏ）２１７を有する。内部ＩＰヘッダは内部輻輳遭遇又は経験マーキング（ＣＥｉ）２１８を有する。ＧＴＰ−Ｕトンネル内のＥＣＮに関するサポートを実現することは、外部ＩＰヘッダがＥＣＮ対応として示されることを含むことができる。ＧＴＰトンネリングに関するこのようなＥＣＮマーキング・サポートは新しいものであると考えられる。一態様では、内部ヘッダがＥＣＮ対応ではない場合、外部ＩＰヘッダ内のＥＣＮ−ＣＥマーキングはトンネル出口（tunnel egress）で内部ＩＰヘッダにコピーすることができない。一態様では、ＧＴＰ−Ｕプロトコルは、フィードバック・レポートを信頼できるものにするために任意選択のシーケンス番号を使用することができる。
【００２６】
図３は、加入者回線の局所的輻輳露出受信側ノードによって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のための方法３２０の一実施形態例のブロック・フローダイアグラムである。一実施形態では、局所的輻輳露出受信側ノードはｅＮｏｄｅＢ又はその他の基地局にすることができる。
【００２７】
この方法は、ブロック３２１で、下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信することを含む。ダウンリンク・パケットは、そのダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベルを示すヘッダを有する（例えば、輻輳に遭遇したか又は輻輳を経験したというＥＣＮ−ＣＥマーキング又はその他の表示）。また、ヘッダは、上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルも示す（例えば、再ＥＣＮ情報又はその他の輻輳露出情報）。
【００２８】
一実施形態では、受信されたダウンリンク・パケットは、ＥＣＮ対応トランスポートを示す外部ヘッダと、非ＥＣＮ対応トランスポートを示す内部ヘッダとを有することができる。一実施形態では、ダウンリンク・パケットは、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルにより受信することができ、受信されたダウンリンク・パケットの外部ヘッダはＥＣＮ対応トランスポートを示すことができる。一態様では、このトンネルは汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）トンネルにすることができ、上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルはＧＴＰトンネルにより受信されたダウンリンク・パケットのＧＴＰヘッダに示すことができる。
【００２９】
この方法は、ブロック３２２で、無線接続により下流のユーザ・デバイスにダウンリンク・パケットを転送することを含む。一実施形態では、例えば、下流のユーザ・デバイスが輻輳露出をサポートしない時に、転送されたダウンリンク・パケットは上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルを示すことができない。
【００３０】
また、この方法は、ブロック３２３で、ダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベル並びに局所的輻輳露出受信側ノード内で経験した任意の輻輳を示すフィードバックを有するパケットを上流に送信することも含む。この場合、ｅＮｏｄｅＢ、基地局、又はその他のノードは、通常の輻輳露出／ＥＣＮ配備において受信側ノードとして機能する。
【００３１】
ｅＮｏｄｅＢはＥＣＮ−ＣＥマークを収集し、ＰＤＮ−ＧＷにフィードバックを提供することができる。その上、ｅＮｏｄｅＢ内のスケジューラは、輻輳に遭遇する可能性のあるポイントである。その他のポイントは、アクティブキュー管理（ＡＱＭ）アルゴリズムを備えた無線リンク制御（ＲＬＣ）層上のキューにすることができる。ＥＣＮは内部ＩＰヘッダについて使用可能ではないので、輻輳表示としてパケットをドロップすることができる。この輻輳情報もＰＤＮ−ＧＷにフィードバックすることができる。一態様では、この輻輳情報は外部ＩＰヘッダ上のＥＣＮ−ＣＥマークと結合する（例えば、論理和を取る）ことができる（図２のＣＥｉ||ＣＥｏ）。考えられるレポート間隔はラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）ごとに１回又はそれより長い間隔にすることができる。一実施形態では、フィードバックは、インラインで、例えば、複数又は多数のパケットにわたるＥＣＮコードポイント・ビットにより提供することができる。
【００３２】
フィードバックは様々なタイプの情報を含むことができる。図４は、フィードバックのためのレポート・フォーマット４２４の一実施形態例を示すブロック図である。レポート・フォーマットは、以下のタイプの情報のうちの１つ又は複数を含むことができる。
（ａ）最後に受信したパケットのシーケンス番号４２５
（ｂ）受信したパケットの総数（ｅＮｏｄｅＢ又は基地局によるもの）４２６
（ｃ）ｅＮｏｄｅＢ又は基地局が（例えば、スケジューラ又はＡＱＭで）ドロップしたパケットの総数４２７
（ｄ）ｅＮｏｄｅＢ又は基地局が（例えば、スケジューラ又はＡＱＭで）ＥＣＮ−ＣＥマークしたパケットの総数４２８
（ｅ）ｅＮｏｄｅＢ以前のノードがドロップしたパケット（ＧＴＰ−Ｕトンネル・パケット）の総数４２９
（ｆ）ｅＮｏｄｅＢ又は基地局以前のノードがＥＣＮ−ＣＥマークしたパケット（ＧＴＰ−Ｕトンネル・パケット）の総数４３０
（ｇ）マーク及び／又はドロップしたパケットのリスト４３１。これは輻輳量（congestion volume）（マーク又はドロップしたパケットのサイズの合計）の計算に有用である可能性がある。輻輳量は、マークしたパケットの量を表すことができ、マークしたすべてのパケットの累積パケット・サイズとして計算することができ、これは総トラフィック量に関連して述べることができ、その場合、輻輳量はパーセンテージとして表される。輻輳量は、フローごと、ユーザごと、フローの集合ごとなどで計算することができる。その上、輻輳量は時間ごと又は累積メトリックとして計算することができる。
【００３３】
従って、ｅＮｏｄｅＢ又は基地局は、フィードバックを提供し、輻輳露出／ＥＣＮ配備において受信側ノードとして機能することができる。有利なことに、上記でリストした様々なタイプの情報は、ｅＮｏｄｅＢ又は基地局が容易に把握することができ、携帯電話又はその他のユーザ装置が把握できないか又は容易に把握することができない。これらの情報の一部は、基地局が内々に関与するものであるか、基地局内部のものであるか、又は基地局のみが把握するものである。例えば、基地局は典型的に、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、又は（ｆ）についてリストしたタイプの情報を把握するか又は算出することができるが、携帯電話又はその他のユーザ装置はこれらのタイプの情報を把握するか又は算出することができない。例えば、（ｃ）及び（ｅ）についてリストしたタイプの情報について考慮すると、基地局は、（例えば、どれが欠落しているかを確認するためにパケット・シーケンス番号を分析することにより）その基地局がドロップしたパケットの総数及びその基地局以前のノードがドロップしたパケットの総数を把握するか又は算出することができる。しかし、携帯電話又はその他のユーザ装置は、その携帯電話以前にドロップされたパケットの総数を把握又は算出できるだけである可能性があるが、これらのパケットのうちのどれが基地局以前にドロップされたものであるかと、それに対して、これらのパケットのうちのどれが基地局によってドロップされたものであるかを区別することができない。
【００３４】
例示されているレポート・フォーマットは一実施形態例に過ぎない。前述のように、このレポート・フォーマットはこれらのタイプの情報のうちの１つ又は複数を含むことができる（即ち、この情報のすべてが必須であるわけではない）。その上、レポート・フォーマットの代替実施形態は、上記でリストしたものに加えて、その他のタイプの情報を含むことができる。当然のことながら、様々なタイプの情報の順序／配置は必須ではなく、任意選択で再配置することができる。
【００３５】
図５は、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のために構成された局所的輻輳露出受信側ノードの一実施形態例のブロック図である。一実施形態では、局所的輻輳露出受信側ノードはｅＮｏｄｅＢ又はその他の基地局にすることができる。
【００３６】
局所的輻輳露出受信側ノードは、接続５３７により下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケット５３６を受信するように構成された第１のインターフェース５３５を有する。ダウンリンク・パケットはそのダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベルを示すヘッダを有する（例えば、輻輳に遭遇したか又は輻輳を経験したことを示すＥＣＮ−ＣＥマーキング又はその他の表示）。ヘッダは、上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルも示す（例えば、再ＥＣＮ情報又はその他の輻輳露出情報）。
【００３７】
一実施形態では、受信されたダウンリンク・パケットは、ＥＣＮ対応トランスポートを示す外部ヘッダと、非ＥＣＮ対応トランスポートを示す内部ヘッダとを有することができる。一実施形態では、ダウンリンク・パケットは、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルにより受信することができ、受信されたダウンリンク・パケットの外部ヘッダはＥＣＮ対応トランスポートを示すことができる。一態様では、このトンネルは汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）トンネリング・プロトコル（ＧＴＰ）トンネルにすることができ、上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルはＧＴＰトンネルにより受信されたダウンリンク・パケットのＧＴＰ及び／又は外部ＩＰヘッダに示すことができる。一態様では、予想下流輻輳のレベルはＩＰヘッダ拡張部で伝達することができる。他の態様では、予想下流輻輳のレベルはＩＰｖ６ヘッダ内のフロー・ラベル・フィールドからのビットを使用して伝達することができる。
【００３８】
局所的輻輳露出受信側ノードは、無線接続５４０によりダウンリンク・パケット５３９を下流のユーザ・デバイスに送信するように構成された第２のインターフェース５３８を有する。一実施形態では、例えば、下流のユーザ・デバイスが輻輳露出をサポートしない時に、転送されたダウンリンク・パケットは上流ノードによって宣言された予想下流輻輳のレベルを示すことができない。
【００３９】
局所的輻輳露出受信側ノードは、ダウンリンク・パケットが経験した輻輳のレベルを示すフィードバックを、第１のインターフェースにより上流に送信されるパケット５４２内に挿入するためのフィードバック・インサータ５４１を有する。フィードバック・インサータは、図４に示されているタイプの情報のうちの任意の１つ又は複数を含むフィードバックを挿入することができる。フィードバック・インサータは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（例えば、回路）、又は組み合わせで実現することができる。
【００４０】
一実施形態では、局所的輻輳露出ループは、予想下流輻輳の過小表示を防止又は抑止するために出口においてドロッパ（dropper）５４３（例えば、エッジ出口ドロッパ）又はその他のガードを含むことができる。一態様では、ドロッパ又はガードは最後のネットワーク出口に導入することができるが、これは必須ではない。
【００４１】
局所的輻輳露出は、再ＥＣＮフレームワークのように、下流輻輳メトリックの移動平均が持続的に正又は負になるフローを意味する、正又は負のフローを定義することができる。負のフローは、送信側が宣言又は主張するものより多くの輻輳経験又は遭遇（ＣＥ）マーク付きパケットを引き起こさせるものである。正のフローでは、主張又は宣言した輻輳の方が実際のレベルより多くなる。主張又は宣言した輻輳レベルから実際の輻輳レベルを引くことにより導出されるので、負のフロー又はメトリックの概念が発生する可能性がある。
【００４２】
ガード又はドロッパ５４３は負の下流輻輳になるフローでパケットをドロップすることができ、即ち、実際に引き起こされた輻輳は主張又は宣言されたものより高くなる。トラフィックが受信側以前の最後のネットワーク・ノードを離れると、フロー内の正のオクテットの一部分は輻輳マーキングによって導入された負のオクテットの一部分と一致しなければならず、その差はゼロになる。正である場合、ドロッパはいかなるアクションも行わず、ソースが本来のものより遅いことを意味する。ルータ又はドロッパは、例えば、公正さを保証するために、負のフロー内のパケットをドロップすることができる。有利なことに、これは、輻輳が正直に宣言されたことと、送信側の速度が適切に対応することの両方を保証するのに役立つ可能性がある。その上、例えば、ＰＤＮ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間の経路が信頼される場合、任意選択でドロッパを省略することができる。
【００４３】
局所的輻輳露出手法は、過剰な輻輳を回避できるようにソースが行動するために必要なインセンティブ（例えば、鞭と人参のメカニズム）を導入するものである。この結果、すべてのユーザにとってより安定したインターネット経験が得られる可能性がある。一態様では、局所的輻輳露出手法は、トラフィックのタイプ（例えば、ビデオオンデマンド（ＶｏＤ）、ピアツーピア（ｐ２ｐ）など）に基づいて判断しないようにネット中立になる可能性があり、その代わりに局所的輻輳露出手法は発生した輻輳の量についてのみ配慮するが、本発明の範囲はこの点について限定されない。
【００４４】
もう一度、図５を参照すると、一実施形態では、基地局又はｅＮｏｄｅＢは、ＥＣＮマーカ或いはその他の輻輳経験／遭遇マーカ５４４を有することができる。ＥＣＮマーカは、パケットのＥＣＮフィールドをマークする（例えば、ＥＣＮ−ＣＥをマークする）ことができる。代わって、他の実施形態では、基地局又はｅＮｏｄｅＢは必ずしもＥＣＮマーカを備えていない可能性がある。例えば、基地局又はｅＮｏｄｅＢは、それがどのパケットをＥＣＮマークするかを把握することができ、それに対してＥＣＮマーキングせずにこのようなパケットをフィードバックに取り入れることができる。
【００４５】
一実施形態では、図５の局所的輻輳露出受信側ノードの実施形態例は、図３の動作及び方法の実施形態例を実行することができる。しかし、図３の動作及び方法は図５に関連して述べたもの以外の本発明の代替実施形態でも実行できることを理解されたい。更に、図５の局所的輻輳露出受信側ノードは図３のものとは異なるその他の動作及び方法を実行することができる。
【００４６】
図６は、加入者回線の局所的輻輳露出送信側ノードによって実行される、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のための方法６４８の一実施形態例のブロック・フローダイアグラムである。一実施形態では、局所的輻輳露出送信側ノードはセルラーネットワーク・ゲートウェイ（例えば、ＰＤＮ−ＧＷ又はＳ−ＧＷ）にすることができる。代わって、局所的輻輳露出送信側ノードはルータにすることもできる。
【００４７】
この方法は、ブロック６４９で、下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケットを受信することを含む。一実施形態では、例えば、端末が輻輳露出をサポートしない時に、受信されたダウンリンク・パケットは予想下流輻輳の宣言を備えていない可能性がある（例えば、再ＥＣＮ情報又はその他の輻輳露出情報が全く存在しない可能性がある）。一実施形態では、受信されたダウンリンク・パケットは非ＥＣＮ対応トランスポートを示すヘッダを有することができる。
【００４８】
この方法は、ブロック６５０で、輻輳レベルを示すフィードバックを有するパケットをセルラーネットワークの下流ノードから受信することを含む。一実施形態では、フィードバックは、図４に示されているタイプの情報のうちの任意の１つ又は複数を含むことができる。このような情報の可能な例としては、基地局がドロップしたパケットの総数、基地局以前のノードがドロップしたパケットの総数、基地局がＥＣＮ−ＣＥマークしたパケットの総数、基地局以前のノードがＥＣＮ−ＣＥマークしたパケットの総数などのうちの１つ又は複数を含むことができる。
【００４９】
この方法は、ブロック６５１で、受信したダウンリンク・パケットのヘッダ内に予想下流輻輳レベルの宣言を挿入することを含む。一実施形態では、予想下流輻輳情報の宣言又は主張は、再ＥＣＮ情報又はその他の輻輳露出情報を含むことができる。本発明の範囲は実際のレベルに正確に対応する宣言又は主張された予想下流輻輳レベルに限定されないことを認識されたい（例えば、宣言又は主張された輻輳レベルは、本発明の範囲に限定せずに、虚偽のものになる可能性がある）。
【００５０】
この方法は、ブロック６５２で、そのヘッダに挿入された予想下流輻輳レベルの宣言を有するダウンリンク・パケットを下流のユーザ・デバイスに向かって転送することを含む。一実施形態では、ダウンリンク・パケットは、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＩＰトンネルではないトンネルにより転送することができ、転送されたダウンリンク・パケットの外部ヘッダはＥＣＮ対応トランスポートを示すことができる。一態様では、このトンネルはＧＴＰトンネルにすることができ、予想下流輻輳のレベルの宣言はダウンリンク・パケットのＧＴＰヘッダに示すことができる。一実施形態では、ＰＤＮ−ＧＷは輻輳情報をＧＴＰ−Ｕヘッダに再挿入することができる。
【００５１】
図７は、セルラーネットワーク内の加入者回線内の局所的輻輳露出のために構成された局所的輻輳露出送信側ノード７０６の一実施形態例のブロック図である。局所的輻輳露出送信側ノードは、基地局とインターネットとの間の加入者回線内に配備される予定である。一実施形態では、局所的輻輳露出送信側ノードはセルラーネットワーク・ゲートウェイ（例えば、ＰＤＮ−ＧＷ又はＳ−ＧＷ）にすることができる。代わって、局所的輻輳露出送信側ノードはルータにすることもできる。
【００５２】
局所的輻輳露出送信側ノードは、第１の接続７５７により下流のユーザ・デバイス向けのダウンリンク・パケット７５６を受信するように構成された第１のインターフェース７５５を有する。一実施形態では、例えば、端末が輻輳露出をサポートしない時に、このインターフェースは、予想下流輻輳の宣言を備えていないダウンリンク・パケットを受信する可能性がある（例えば、再ＥＣＮ情報又はその他の輻輳露出情報が全く存在しない可能性がある）。一実施形態では、このインターフェースは、非ＥＣＮ対応トランスポートを示すヘッダを有するダウンリンク・パケットを受信することができる。
【００５３】
局所的輻輳露出送信側ノードは、第２の接続７６０によりセルラーネットワークの下流ノードから輻輳レベルを示すフィードバックを有するパケット７５９を受信するように構成された第２のインターフェース７５８を有する。一実施形態では、第２のインターフェースは、図４に示されているタイプの情報のうちの任意の１つ又は複数を含むことができるフィードバックを受信することができる。
【００５４】
局所的輻輳露出送信側ノードは、受信したダウンリンク・パケット７６２のヘッダ内に予想下流輻輳レベルの宣言を挿入するように構成された輻輳露出インサータ７６１を有する。一実施形態では、輻輳露出インサータは、再ＥＣＮ情報又はその他の輻輳露出情報を含む予想下流輻輳情報の宣言又は主張を挿入することができる。輻輳露出インサータは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（例えば、回路）、又はその組み合わせで実現することができる。送信側ノードは、そのヘッダ内に挿入された予想下流輻輳レベルの宣言を有するダウンリンク・パケットを下流のユーザ・デバイスに向かって転送するように構成される。
【００５５】
正直なマーキングを保証するために、正しい動作を保証するのに役立つようにいくつかのエンティティをネットワーク内に含めることができる。１つのエンティティはソース輻輳制御である。送信側は、下流の輻輳が増加するにつれて、ＴＣＰフレンドリー輻輳応答の何らかのバージョンで、その速度を減速することができる。前述のように、セルラーネットワークはエッジ出口ドロッパを有することができる。その上、一実施形態では、セルラーネットワークは入口ポリサ（ingress policer）を有することができる。再ＥＣＮ及び輻輳露出プロトコルは、パケットがそれ自体の予想下流輻輳に関する情報を段達することを保証する。一実施形態では、ＰＤＮ−ＧＷ又はアクセス・ルータは、その入口にポリサを配備して、使用しなければならない輻輳制御が何であっても、その輻輳制御にソースが適合していることをチェックすることができる。ポリサは、下流の資源の浪費を回避するのに役立つように、入口で攻撃的なフロー／ユーザに関するパケットをドロップするか又はフローを停止することができる。図示の通り、一実施形態では、ＰＤＮ−ＧＷは任意選択でポリサ７６３を有することができる。代わって、他のコンポーネント（例えば、ＰＤＮ−ＧＷをインターネットに接続するアクセス・ルータ又は第１のホップ・ルータ）はこのようなポリサを有することができる。
【００５６】
この警備（policing）（例えば、ＰＤＮ−ＧＷによるもの）はフローごと又は顧客ごとのいずれかに基づいて実行することができる。例として、フロー、ユーザ、又は顧客の集合がその当然の割り当て分より多くの輻輳をネットワーク内で発生しないことを保証するために、時間の経過につれて徐々に資源を割り振るように、変更されたバルク・トークンバケットを維持することができる。トークンは、それぞれのユーザがネットワーク内で消費できる輻輳の量を表すことができる。変更されたバルク・トークンバケットは、初期トークン・レベル、充填率、及びバケット深さなどのパラメータを有することができる。加入の有効期間にわたるユーザからのすべてのトラフィックは同じトークン・バケットで警備することができる。このような変更されたバルク・トークンバケットは必須ではない。代わって、例えば、様々なタイプの移動平均又は再ＥＣＮ又は輻輳露出について知られている手法など、それぞれのユーザがネットワーク内で消費できる輻輳の量を表すため及び／又はネットワーク資源を割り振るためのその他の手法を代わりに使用することができる。
【００５７】
ＰＤＮ−ＧＷ又はポリサは、オペレータの選択次第でフローに関する警備を適用することができる。例えば、ＰＤＮ−ＧＷ又はポリサは、１％を超えるＥＣＮレート又は輻輳量を引き起こすソースについて、入口でパケットをドロップすることができる。ＥＣＮレートは、ＥＣＮ−ＣＥマーク付きパケットの数をパケットの総数で割ったものを表すことができる。この値は、典型的に、スライディング・ウィンドウについて、例えば、最後の１００パケットについて計算される。もう１つの例として、よりフレンドリーなアクションは、そのサービスがどの程度、ネットワークを混雑させるかに関するフィードバックをコンテンツ・プロバイダに提供することである。
【００５８】
もう一度、図７を参照すると、ＰＤＮ−ＧＷは、フィードバックを分析するために任意選択のフィードバック・アナライザ７６４も含む。フィードバック・アナライザは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はその組み合わせで実現することができる。ＰＤＮ−ＧＷは、基地局又はｅＮｏｄｅＢからフィードバック又は輻輳情報（例えば、図４に示されているタイプの情報）を獲得する。ＰＤＮ−ＧＷ又はフィードバック・アナライザは、この情報に基づいて、以下のもののうちの１つ又は複数を検出又は発見することができる。
（ａ）悪意あるフローを発見すること
（ｂ）不正を働くユーザを発見すること
（ｃ）攻撃的なトラフィックのソースを発見すること、及び／又は
（ｄ）ネットワーク内の過負荷のスポットをより容易に発見すること。
【００５９】
この検出は、ＥＣＮマーク付きパケットの統計値を保持することにより実現することができる。可能なアクションの一例として、ＰＤＮ−ＧＷは、複数のユーザが１つの特定のソース（例えば、人気のあるビデオオンデマンド（ＶｏＤ）サービス）に接続されているかどうか並びにこれらのフローがいずれも非常に高いＥＣＮレートを引き起こすことを確認することができる。その場合、そのソースはその輻輳制御アルゴリズムを改善する必要がある可能性がある。もう１つの興味深いケースは、あるユーザが多くのソースからデータを獲得し、総計で高いＥＣＮレートを示す場合である。その場合、そのユーザは分散サービス妨害（ＤＤｏＳ）攻撃を受ける可能性がある。この２つのシナリオはいずれも、ＰＤＮ−ＧＷ内でＥＣＮマーキング・レートをモニターすることによって検出することができる。
【００６０】
ダウンロード使用のケースを取り上げると、ｅＮｏｄｅＢにおいてＥＣＮ及び何らかの類いの警備のみを実現することは、本発明の一実施形態について考えられるオプションの１つであり、魅力的である可能性がある。しかし、このようにする場合の潜在的な欠点の１つは、特定のソースが輻輳の責任を負うべきであるかどうかを把握することが困難であることである（例えば、ソース内のサービス妨害（ＤｏＳ）又は非応答性輻輳制御アルゴリズム）。ｅＮｏｄｅＢがＥＣＮマークをＰＤＮ−ＧＷにフィードバックし、その結果、ＰＤＮ−ＧＷがより良好な分析を実行して、バルク・データに基づいて不正を働くソースを局所化し、より良い警備判断を行うことができる方がより望ましい。更に、入口ホップ、例えば、ＰＤＮ−ＧＷで警備判断を施行することは、悪意あるトラフィックがより多くのネットワーク資源を消費するのを停止するために効率的な方法である。
【００６１】
一実施形態では、Ｓ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷ（例えば、発信キュー）はＥＣＮ対応にすることができる。例えば、これらは、それぞれ、外部ＩＰヘッダ上に遭遇又は経験した輻輳を示すようにＥＣＮ−ＣＥを設定できるＥＣＮマーカを有することができる。一態様では、これらは、平均キュー長に応じた確率でパケットをマークすることができる。輻輳レベルをパケットにコード化するために、輻輳が発生した時に必ずパケットをマークするＥＣＮ使用可能ルータが必要である。経路に沿ったルータもＥＣＮ対応にすることができる。一態様では、これは、商用ルータで広くサポートされるランダム初期検知（ＲＥＤ）とともに実現することができる。図示の通り、例示されている送信側ノード７０６は任意選択のＥＣＮマーカ又はその他の輻輳露出インサータ７６５を有する。代わって、図１に示されているように、ＰＤＮ−ＧＷはブラケットの外側にすることができ、必ずしもＥＣＮマーク・パケットを必要としないが、むしろ、これはその他のノード（例えば、Ｓ−ＧＷ、ルータなど）によって実行することができる。
【００６２】
一実施形態では、図７の局所的輻輳露出送信側ノードの実施形態例は、図６の動作及び方法の実施形態例を実行することができる。しかし、図６の動作及び方法は図７に関連して述べたもの以外の本発明の代替実施形態でも実行できることを理解されたい。更に、図７の局所的輻輳露出送信側ノードは図６のものとは異なるその他の動作及び方法を実行することができる。
【００６３】
図８は、ＥＣＮがエンドツーエンドでサポートされる、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク８００内の局所的輻輳露出の第２の実施形態例を示している。ＥＣＮは、両方のエンドポイント（例えば、ユーザ装置８０１及びソース８１０）で使用可能である。インターネットのルータもＥＣＮをサポートすることができる。
【００６４】
例示されているＬＴＥセルラーネットワークは、ユーザ装置８０１と、ユーザ装置への無線接続８０２を有するｅＮｏｄｅＢ８０３と、第１のルータ８０４と、Ｓ−ＧＷ８０５と、ＰＤＮ−ＧＷ８０６とを含む。ＬＴＥセルラーネットワークは、前述の通りにすることができ、前述の変形例のすべてを備えることができる。また、インターネット８０８、第２のルータ８０７、第３のルータ８０９、及びソース８１０も示されている。
【００６５】
ｅＮｏｄｅＢはＥＣＮ使用可能である。ソースもＥＣＮ使用可能である。ｅＮｏｄｅＢはＥＣＮ使用可能ソースにフィードバックを提供する（「８１１でＥＣＮマーキングをフィードバックする」）。ｅＮｏｄｅＢ、第１のルータ、Ｓ−ＧＷ、ＰＤＮ−ＧＷ、及びインターネットのルータはＥＣＮマーキングを実行することができる（「８１３でＥＣＮビットをマークする」）。ＰＤＮ−ＧＷは警備を実行することができる。ＰＤＮ−ＧＷは輻輳露出情報を提供することができる（「８１２でフィードバックを再挿入する」）。
【００６６】
一実施形態では、ＬＴＥセルラーネットワーク内の局所的輻輳露出は主に、ＰＤＮ−ＧＷからｅＮｏｄｅＢ（又はＵＥ）へのトラフィックを保護することに関心がある可能性がある。このため、一態様では、このローカル・ネットワーク内で行われたＥＣＮ−ＣＥマーキングのみを考慮することができる。従って、ＰＤＮ−ＧＷ入口（又はその他の局所的輻輳露出送信側）における警備又はポリサは、ｅＮｏｄｅＢ又は基地局（或いはその他の局所的輻輳露出受信側）からフィードバックされたＥＣＮレートから、測定された着信ＥＣＮレート（ＰＤＮ−ＧＷ入口におけるもの）を引くことができる。これは、フローがＰＤＮ−ＧＷからの下流経路に沿ってどの程度混雑するかを示す尺度を提供することになる。
【００６７】
図９は、ＥＣＮと輻輳露出の両方がエンドツーエンドでサポートされる、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク９００内の局所的輻輳露出の第３の実施形態例を示している。ＥＣＮは、両方のエンドポイント（例えば、ユーザ装置９０１及びソース９１０）で使用可能である。輻輳露出も両方のエンドポイントで使用可能である。インターネットのルータもＥＣＮ及び輻輳露出をサポートすることができる。
【００６８】
例示されているＬＴＥセルラーネットワークは、ユーザ装置９０１と、ユーザ装置への無線接続９０２を有するｅＮｏｄｅＢ９０３と、第１のルータ９０４と、Ｓ−ＧＷ９０５と、ＰＤＮ−ＧＷ９０６とを含む。ＬＴＥセルラーネットワークは、前述の通りにすることができ、前述の変形例のすべてを備えることができる。また、インターネット９０８、第２のルータ９０７、第３のルータ９０９、及びソース９１０も示されている。
【００６９】
ＥＣＮ使用可能ユーザ装置又はデバイスはＥＣＮ使用可能ソースにフィードバックを提供する（「ＥＣＮマーキングをフィードバックする」）。ＥＣＮ使用可能ソースは輻輳露出情報を提供してネットワーク内に戻すことができ（「フィードバックを再挿入する」）、それはＥＣＮ使用可能ユーザ装置又はデバイスに完全に到達することができる。ｅＮｏｄｅＢ、第１のルータ、Ｓ−ＧＷ、ＰＤＮ−ＧＷ、及びインターネットのルータはＥＣＮマーキングを実行することができる（「ＥＣＮビットをマークする」）。
【００７０】
ＰＤＮ−ＧＷはポリサを有することができる。ｅＮｏｄｅＢはドロッパを有することができ、エッジ出口ドロッパとして動作することができる。このエンドツーエンド経路はユーザ装置（ＵＥ）とデータ・プロバイダ・サーバとの間に確立することができ、ＩＰ接続はｅＮｏｄｅＢ、Ｓ−ＧＷなどの上のオーバレイ経路の上に確立される。ポリサは、モバイル・オペレータの制御下の経路の第１のホップ、即ち、ＰＤＮ−ＧＷ上に配備することができる。ドロッパは、経路の出口、この例では、モバイル・バックホール内の最後のホップであるｅＮｏｄｅＢに配備される。また、ドロッパは、ネットワーク内の資源輻輳問題次第で、Ｓ−ＧＷ上に、又は、例えば、ｅＮｏｄｅＢ以前の最後のホップ上に配備することもできる。
【００７１】
局所的輻輳露出の実施形態例は、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワークに関して図示され記載されている。本明細書で使用するＬＴＥという用語は、ＬＴＥの今後のバージョン及びリリース、例えば、ＬＴＥ  Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇなどを包含するものである。その上、本明細書に開示されている局所的輻輳露出の方法及び装置の諸実施形態は、３Ｇ、ＬＴＥ、及び４Ｇセルラーネットワークの後継など、今後の非ＬＴＥセルラーで使用することができる。
【００７２】
有利なことに、輻輳露出が加入者回線の外側でサポートされるかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内で局所的輻輳露出を達成することができる。有利なことに、セルラーネットワークの１つ又は複数のノードが局所的輻輳露出情報を使用して、資源を割り振るか又は制御すること、パケットをドロップすること、悪意あるフローを発見すること、不正を働くユーザを発見すること、悪意あるトラフィックがより多くのネットワーク資源を消費するのを停止することなどのうちの１つ又は複数を行うことができる。
【００７３】
現在、大量のトラフィックがダウンロード方向に経験されているため、例えば、携帯電話へのビデオ・ダウンロードのため、パケットがインターネットからユーザ装置にダウロードされるダウンロード・シナリオが例示されている。しかし、パケットがユーザ装置（例えば、携帯電話）からその他のユーザ装置又はサーバへのルート内のインターネットにアップロードされるアップロード方向でも大量のトラフィックを経験する可能性がある。例えば、これはテレビ電話のケース或いは携帯電話又はその他のユーザ装置がビデオ又はその他の大量のデータをアップロードする場合になる可能性がある。
【００７４】
図１０は、パケットがユーザ装置からインターネットにアップロードされる、アップロード・シナリオのための３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラーネットワーク内の局所的輻輳露出の一実施形態例を示している。例示のために、エンドポイントが輻輳露出又はＥＣＮをサポートしないケースの局所的輻輳露出が使用されているが、その他の実施形態は図８〜図９のシナリオに該当する。
【００７５】
この図は、ユーザ装置１００１と、ユーザ装置への無線接続１００２を有するｅＮｏｄｅＢ１００３と、第１のルータ１００４と、Ｓ−ＧＷ１００５と、ＰＤＮ−ＧＷ１００６とを含む、ＬＴＥセルラーネットワーク１０００を示している。ＬＴＥセルラーネットワークは、前述の通りにすることができ、前述の変形例のすべてを備えることができる。また、インターネット１００８、第２のルータ１００７、第３のルータ１００９、及びソース１０１０も示されている。
【００７６】
このアップロード・シナリオでは、ＰＤＮ−ＧＷは輻輳露出受信側ノードであり、ｅＮｏｄｅＢは輻輳露出送信側ノードである。代わって、他のノード（例えば、Ｓ−ＧＷ）が輻輳露出受信側ノードである可能性があり、他のノード（例えば、第１のルータ１００４）が輻輳露出送信側ノードである可能性がある。ＰＤＮ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間の経路に沿ったノード（例えば、図示の通り、Ｓ−ＧＷ、ｅＮｏｄｅＢ、及びＳ−ＧＷとｅＮｏｄｅＢとの間の第1のルータ１００４）は、輻輳を経験していることを示すためにパケットをＥＣＮマークすることができる（「１０１３でＥＣＮビットをマークする」）。ＰＤＮ−ＧＷは、パケットが経験した輻輳のレベルを示すためにそのパケット内のＥＣＮマーキングに関するフィードバックを提供することができる（「１０１１でＥＣＮマーキングをフィードバックする」）。ｅＮｏｄｅＢ又は基地局は、フィードバックを受信し、フィードバック又は輻輳情報を輻輳露出又は再ＥＣＮ情報としてネットワーク内に再挿入することができる（「１０１２でフィードバックを再挿入する」）。ｅＮｏｄｅＢ又は基地局は、任意選択でポリサを有し、警備を実行することができる。また、或いは、代わって、この警備は他のノード（例えば、第１のルータ１００４又はＳ−ＧＷ）で実行することができる。ＰＤＮ−ＧＷは、ドロッパを有することができ、輻輳情報に基づいてパケットのドロップを実行することができる。また、或いは、代わって、このドロッパは他のノード（例えば、第１のルータ１００４又はＳ−ＧＷ）に含めることができる。
【００７７】
追加の代替実施形態が企図されている。本発明の実施形態（複数も可）について説明してきたが、次に代替実施形態（複数も可）について説明する。前の実施形態（複数も可）と同様に、これらの代替実施形態（複数も可）は局所的輻輳回避方式である。
【００７８】
第１の代替実施形態は、局所的輻輳露出も存在するかどうかにかかわらず、セルラーネットワーク内の加入者回線内又はモバイル・バックホール内或いはＧＴＰトンネルによる局所的明示的輻輳通知（ＥＣＮ）に関係する。例えば、ＥＣＮ送信側は、ＥＣＮ送信側が受信したパケットの内部ヘッダが非ＥＣＮ対応と指定されている場合でも、外部ヘッダをＥＣＮ対応として指定することができる。内部ヘッダがＥＣＮ対応と指定されている場合、ＥＣＮ送信側は任意選択で着信ＥＣＮマーキングを無視するか又は取り去ることができる。ＥＣＮ送信側はＧＴＰトンネルによりパケットを転送することができる。１つ又は複数のその他の下流ノードは、内部ヘッダが非ＥＣＮ対応と指定されている場合でも、外部ヘッダをＥＣＮマークすることができる。ＥＣＮ受信側はＥＣＮ−ＣＥマーク付きパケットに関するフィードバックを返すことができる。
【００７９】
第２の代替実施形態は、非セルラーネットワーク又は非モバイル・バックホール・ネットワーク内の局所的ＥＣＮ又は局所的輻輳露出に関係する。様々な実施形態では、ケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）、デジタル加入者線接続マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）、その他のデジタル加入者線（ＤＳＬ）装置、又はマルチサービス・エッジ・ルータ（ＭＳＥＲ）は、本明細書の他の箇所に開示されているように局所的ＥＣＮ又は局所的輻輳露出に関するエンドポイント（送信側又は受信側）の特徴を取り入れることができる。
【００８０】
図中のフローダイアグラムは本発明の特定の実施形態によって実行される動作の特定の順序を示しているが、このような順序は模範的なものであることを理解されたい（例えば、代替実施形態では、これらの動作を異なる順序で実行すること、特定の動作を組み合わせること、特定動作を重複することなどが可能である）。
【００８１】
上記の説明及び特許請求の範囲では、「結合された（coupled）」及び「接続された（connected）」という用語並びにそれらの派生語を使用する可能性がある。これらの用語は互いに同義語として意図されたものではないことを理解されたい。「結合された」は、互いに物理的又は電気的に直接接触している場合もあれば、そうではない場合もある２つ以上の要素が互いに協力するか又は相互作用することを示すために使用される。「接続された」は、互いに結合された２つ以上の要素間の通信の確立を示すために使用される。
【００８２】
いくつかの実施形態に関して本発明を説明してきたが、当業者であれば、本発明は記載されている諸実施形態に限定されず、特許請求の範囲の精神及び範囲内の変更及び修正により実践可能であることを認識するであろう。従って、この説明は限定ではなく例証と見なすべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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