(57)【要約】【課題】ゲートウェイ装置間において制御プレーンにおけるプロトコルが用いられる場合でも、無線区間の輻輳状況をコアネットワークに正確に通知し得る移動通信システム、ゲートウェイ装置及び通信制御方法を提供する。【解決手段】SGW100は、GTP-Uトンネルを設定するとともに、GTP-Uトンネルを介してeNB30のCongestion Levelを取得し、取得したCongestion Levelに基づいて、GREトンネルのトンネルヘッダにCongestion Levelを示す情報を含め、GREトンネルを設定するとともに、Congestion Levelを含むトンネルヘッダをPGW200に送信する。PGW200は、GREトンネルを介して受信したトンネルヘッダに含まれるCongestion Levelに基づいて、PCRF50にCongestion Levelを通知する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、
前記第１ゲートウェイ装置は、
前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、
前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、
前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記第２ゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部と
を備え、
前記第２ゲートウェイ装置は、前記第２トンネルを介して受信した前記トンネルヘッダに含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備える移動通信システム。
【請求項２】
前記輻輳制御部は、前記トンネルヘッダに設けられた新たなフィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入する請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記輻輳制御部は、前記トンネルヘッダの予約フィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入する請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記輻輳制御部は、前記トンネルヘッダのトンネル識別用フィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入する請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項５】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、
前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、
前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、
前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記他のゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部と
を備えるゲートウェイ装置。
【請求項６】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、
前記第１ゲートウェイ装置は、
前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、
前記第２トンネルを設定する第２トンネル処理部と、
前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する輻輳制御部と、
前記第１トンネル処理部によって取得された輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するデータ中継部と
を備え、
前記第２ゲートウェイ装置は、前記第１ゲートウェイ装置から前記データが中継された前記第２トンネルと対応づけられた前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備える移動通信システム。
【請求項７】
前記第２トンネル処理部は、それぞれの前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルを予め複数設定し、
前記データ中継部は、予め設定された複数の第２トンネルの中から、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記データを中継する請求項６に記載の移動通信システム。
【請求項８】
前記輻輳制御部は、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルが変化した場合、変化後の前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する請求項６に記載の移動通信システム。
【請求項９】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、
前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、
前記第２トンネルを設定する第２トンネル処理部と、
前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する輻輳制御部と、
前記第１トンネル処理部によって取得された輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するデータ中継部と
を備えるゲートウェイ装置。
【請求項１０】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、
前記第１ゲートウェイ装置は、
前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、
前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、
前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記第２ゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部と
を備え、
前記第２ゲートウェイ装置は、前記第２トンネルを介して受信した前記シグナリング情報に含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備える移動通信システム。
【請求項１１】
前記輻輳制御部は、前記シグナリング情報のオプションフィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入する請求項１０に記載の移動通信システム。
【請求項１２】
前記輻輳制御部は、前記オプションフィールドのうち、ベンダー用モビリティオプションのフィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入する請求項１１に記載の移動通信システム。
【請求項１３】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、
前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、
前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、
前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記他のゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部と
を備えるゲートウェイ装置。
【請求項１４】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、
前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、
前記第１ゲートウェイ装置が、取得した前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含めるステップと、
前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記第２ゲートウェイ装置に送信するステップと、
前記第２ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを介して受信した前記トンネルヘッダに含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップと
を備える通信制御方法。
【請求項１５】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、
前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、
前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するステップと、
前記第１ゲートウェイ装置が、取得した輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するステップと、
前記第２ゲートウェイ装置が、前記第１ゲートウェイ装置から前記データが中継された前記第２トンネルと対応づけられた前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップと
を備える通信制御方法。
【請求項１６】
ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、
前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、
前記第１ゲートウェイ装置が、取得した前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含めるステップと、
前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記第２ゲートウェイ装置に送信するステップと、
前記第２ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを介して受信した前記シグナリング情報に含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップと
を備える通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線区間の輻輳状況に応じた制御を実行する移動通信システム、ゲートウェイ装置及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
3rd Generation Partnership Project（3GPP）では、Serving Gateway（SGW）とPacket Data Network Gateway（PGW）との間におけるシグナリングとして、GPRS Tunneling Protocol（GTP）またはProxy Mobile IP（PMIP）を用い得ることが規定されている。
【０００３】
図１は、PMIPを用いる場合におけるコアネットワーク内での呼設定に伴う通信シーケンスを示す。このような通信シーケンスは、3GPP TS23.402において規定されている（非特許文献１参照）。図１に示すように、SGWおよびPGWは、Mobility Management Entity（MME）及びPolicy and Charging Rules Function（PCRF）とともに、移動局（UE）のアタッチ手順を実行する（S10）。次いで、SGWは、各PDNコネクション用のトンネルに対して、当該トンネルの下り方向のエンドポイントの識別子であるGeneric Routing Encapsulation(GRE) Keyを割り当てる（S20）。
【０００４】
さらに、SGWは、PMIPに従ってProxy Binding Update（PBU）メッセージをPGWに送信（S30）し、PGWは、受信したPBUメッセージに含まれるMN Network Access ID（MN MAI）, Lifetime, Access Point Name（APN）及び下り方向のGRE Keyなどに基づいて、各PDNコネクション用のトンネルに対して、当該トンネルの上り方向のGRE Keyを割り当てる（S40）。また、PGWは、PBUに対する応答であるProxy Binding Acknowledgement（PBA）メッセージをSGWに送信する（S50）。PBAメッセージには上り方向のGRE Keyなどが含まれる。
【０００５】
SGW及びPGWは、相互に交換したGRE Keyに基づいて、アタッチ手順を実行したUEについて、SGWとPGWとの間にGREに従ったトンネル（GREトンネル）をPDN毎に設定する（S60）。
【０００６】
図２は、SGWとPGWとの間にGREトンネルが設定された場合における通信路の概略構成図である。図２に示すように、無線基地局（eNB）とSGWとの間には、GTP-Uに従ったGTP-U（ユーザプレーン）トンネルが設定される。GTP-Uトンネルは、同一のUEと設定される各EPSベアラと対応付けられる。また、SGWとPGWとの間には、GREトンネルが設定される。GREトンネルは、同一のUEと設定される全てのEPSベアラ（PDN毎）と対応付けられる。GREトンネルは、3GPPにおいて規定されるS5/S8インタフェースに準拠しており、PMIPに従って設定される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP TS 23.402 V9.12.0, Clause 4 Architecture Model and Concepts, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture enhancements for non-3GPP accesses (Release 9)、3GPP、２０１２年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したPMIPに従ったGREトンネルには、次のような問題がある。
【０００９】
すなわち、Long Term Evolution（LTE）などの移動通信システムでは、無線区間（UE〜eNB間など）の輻輳状況をコアネットワーク（例えば、PCRF）に通知し、当該輻輳状況に応じて、特定の通信を優先して疎通させるQoS制御などを実行することが規定されている。しかしながら、GREトンネルの場合、同一のUEと設定される「全て」のEPSベアラと対応付けられており、EPSベアラ毎に輻輳状況を通知することが難しい。また、GREトンネルのヘッダには、輻輳状況を通知するためのフィールドも何ら規定されておらず、輻輳状況を通知する手段がない。つまり、PMIPは、制御プレーンのシグナリングであり、GTP-Uのようなユーザプレーンと同様のシグナリングを実現することが難しい。
【００１０】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ゲートウェイ装置間において制御プレーンにおけるプロトコルが用いられる場合でも、無線区間の輻輳状況をコアネットワークに正確に通知し得る移動通信システム、ゲートウェイ装置及び通信制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、前記第１ゲートウェイ装置は、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記第２ゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備え、前記第２ゲートウェイ装置は、前記第２トンネルを介して受信した前記トンネルヘッダに含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備えることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第２の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記他のゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備えることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第３の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、前記第１ゲートウェイ装置は、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第２トンネルを設定する第２トンネル処理部と、前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する輻輳制御部と、前記第１トンネル処理部によって取得された輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するデータ中継部とを備え、前記第２ゲートウェイ装置は、前記第１ゲートウェイ装置から前記データが中継された前記第２トンネルと対応づけられた前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備えることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第２トンネルを設定する第２トンネル処理部と、前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する輻輳制御部と、前記第１トンネル処理部によって取得された輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するデータ中継部とを備えることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第５の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、前記第１ゲートウェイ装置は、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記第２ゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備え、前記第２ゲートウェイ装置は、前記第２トンネルを介して受信した前記シグナリング情報に含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備えることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第６の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記他のゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第７の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、取得した前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含めるステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記第２ゲートウェイ装置に送信するステップと、前記第２ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを介して受信した前記トンネルヘッダに含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップとを備えることを要旨とする。
【００１８】
本発明の第８の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、取得した輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するステップと、前記第２ゲートウェイ装置が、前記第１ゲートウェイ装置から前記データが中継された前記第２トンネルと対応づけられた前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップとを備えることを要旨とする。
【００１９】
本発明の第９の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、取得した前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含めるステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記第２ゲートウェイ装置に送信するステップと、前記第２ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを介して受信した前記シグナリング情報に含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の特徴によれば、ゲートウェイ装置間において制御プレーンにおけるプロトコルが用いられる場合でも、無線区間の輻輳状況をコアネットワークに正確に通知し得る移動通信システム、ゲートウェイ装置及び通信制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来例に係るPMIPを用いる場合におけるコアネットワーク内での呼設定に伴う通信シーケンスを示す図である。
【図２】従来例に係るSGWとPGWとの間にGREトンネルが設定された場合における通信路の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る移動通信システム10の全体概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係るSGW100の機能ブロック構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係るPGW200の機能ブロック構成図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るGTP-Uトンネル及びGREトンネルの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るGREトンネルのトンネルヘッダへのCongestion Levelの割り当て例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るCongestion Levelに応じた複数のGREトンネルを予め設定しておく場合における通信シーケンスを示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るCongestion Levelが変化した場合に変化後のCongestion Levelに応じたGREトンネルを設定する場合おける通信シーケンスを示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るPMIPのシグナリング情報を用いてCongestion Levelを通知する場合における通信シーケンスを示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るPBUメッセージへのCongestion Levelの割り当て例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２３】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２４】
［第１実施形態］
（１）移動通信システムの全体概略構成
図３は、本発明の第１実施形態に係る移動通信システム10の全体概略構成図である。図３に示すように、移動通信システム10は、Long Term Evolution（LTE）に準拠しており、移動局20（以下、UE20）、無線基地局30（以下、eNB30）、Mobility Management Entity 40（以下、MME40）、Policy and Charging Rules Function 50（以下、PCRF50）、Serving Gateway 100（以下、SGW100）及びPacket Data Network Gateway 200（以下、PGW200）を含む。
【００２５】
UE20は、eNB30とLTEに従った無線通信を実行する。MME40は、eNB30を収容し、モビリティ制御やベアラ制御機能などを提供する。PCRF50は、ユーザデータ転送のQuality of Service（QoS）制御及び課金のための制御を実行する。本実施形態において、PCRF50はポリシー・課金ルール装置を構成する。
【００２６】
SGW100は、3GPP（LTE）のアクセスシステムを収容する在圏パケット交換機である。PGW200は、PCRF50と連携し、QoS制御やベアラ設定制御などを実行する。本実施形態において、SGW100は第１ゲートウェイ装置を構成し、PGW200は第２ゲートウェイ装置を構成する。
【００２７】
SGW100は、ユーザプレーンにおけるプロトコル、具体的には、GPRS Tunneling Protocol（GTP）-U（第１プロトコル）に従ってeNB30とGTP-Uトンネル（第１トンネル）を設定する。また、PGW200は、制御プレーンにおけるプロトコル、具体的には、Proxy Mobile IP（PMIP、第２プロトコル）に従ってSGW100とGREトンネル（第２トンネル）を設定する。
【００２８】
GTP-Uトンネル及びGREトンネルには、UE20と設定されるEPSベアラが割り当てられるとともに、当該トンネルを介してeNB30の輻輳状況、具体的は、eNB30が形成するセルの輻輳状況、つまり、無線区間の輻輳状況を報告するcongestion reportがeNB30からPCRF50に通知される。
【００２９】
（２）移動通信システムの機能ブロック構成
次に、移動通信システム10の機能ブロック構成について説明する。具体的には、SGW100及びPGW200の機能ブロック構成について説明する。
【００３０】
（２．１）SGW100
図４は、SGW100の機能ブロック構成図である。図４に示すように、SGW100は、GTPトンネル処理部101、データ中継部103、GREトンネル処理部105、輻輳制御部107及びPMIPシグナリング部109を備える。
【００３１】
GTPトンネル処理部101は、eNB30と設定するGTP-Uトンネルに関する処理を実行する。具体的には、GTPトンネル処理部101は、eNB30とGTP-Uトンネル（第１トンネル）を設定する。GTP-Uトンネルは、同一のUE20と設定される各EPSベアラと対応付けられる。
【００３２】
また、GTPトンネル処理部101は、GTP-Uトンネルを介してeNB30、つまり、無線区間の輻輳レベルを取得する。具体的には、GTPトンネル処理部101は、GTP-Uトンネルのヘッダに含まれるCongestion Reportによって示されるCongestion Levelを取得する。
【００３３】
データ中継部103は、GTP-Uトンネル及びGREトンネルを介して、UE20が送受信するデータを中継する。具体的には、データ中継部103は、当該トンネル上に設定されたEPSベアラを用いてUE20が送受信するユーザデータや制御データを中継する。
【００３４】
GREトンネル処理部105は、PGW200と設定するGREトンネルに関する処理を実行する。具体的には、GREトンネル処理部105は、PGW200とGREトンネル（第２トンネル）を設定する。GREトンネルは、同一のUE20と設定される全てのEPSベアラと対応付けられる。
【００３５】
また、GREトンネル処理部105は、輻輳制御部107からの指示に基づいて、Congestion Levelを含むGREトンネルのトンネルヘッダをPGW200に送信する。なお、トンネルヘッダの具体的な構成例については後述する。
【００３６】
輻輳制御部107は、eNB30からのCongestion Reportに含まれるCongestion Levelに基づく輻輳制御を実行する。具体的には、輻輳制御部107は、GTPトンネル処理部101によって取得されたCongestion Levelに基づいて、GREトンネルのトンネルヘッダに当該Congestion Levelを示す情報を含める。
【００３７】
より具体的には、輻輳制御部107は、当該トンネルヘッダに設けられた新たなフィールドにCongestion Levelを示す情報を挿入することができる。また、輻輳制御部107は、当該トンネルヘッダの予約フィールド（Reserved1(Optional)）にCongestion Levelを示す情報を挿入することや、当該トンネルヘッダのトンネル識別用フィールド（Key(Optional)）にCongestion Levelを示す情報を挿入することもできる。
【００３８】
PMIPシグナリング部109は、PMIPに従った制御プレーンにおけるシグナリングを実行する。具体的には、PMIPシグナリング部109は、PDN毎にPMIPに従ったシグナリングを実行し、GREトンネルのトンネルヘッダを用いて、当該トンネルのエンドポイントを示す情報であるGRE Keyや、シーケンス番号などを通知する。
【００３９】
また、PMIPシグナリング部109は、輻輳制御部107からの指示に基づいて、上述したCongestion Levelを示す情報をトンネルヘッダの所定位置に割り当てる。
【００４０】
（２．２）PGW200
図５は、PGW200の機能ブロック構成図である。図５に示すように、PGW200は、GREトンネル処理部201、データ中継部203、輻輳レベル通知部205及びPMIPシグナリング部207を備える。
【００４１】
GREトンネル処理部201は、上述したGREトンネル処理部105と同様に、SGW100と設定するGREトンネルに関する処理を実行する。具体的には、GREトンネル処理部201は、SGW100とGREトンネルを設定するとともに、トンネルヘッダに含まれるCongestion Levelを取得する。
【００４２】
データ中継部203は、GREトンネルを介してUE20が送受信するデータを中継する。具体的には、データ中継部203は、当該トンネル上に設定されたEPSベアラを用いてUE20から送信されたユーザデータなどを他網（不図示）に中継するとともに、他網から送信されたUE20宛てのユーザデータなどを、当該EPSベアラを用いてSGW100に中継する。また、データ中継部203は、輻輳レベル通知部205からの指示に基づいて、GREトンネル処理部201によって取得されたCongestion LevelをPCRF50に中継する。
【００４３】
輻輳レベル通知部205は、PCRF50（ポリシー・課金ルール装置）にCongestion Levelを通知する。具体的には、輻輳レベル通知部205は、GREトンネルを介して受信したトンネルヘッダに含まれるCongestion Levelに基づいて、PCRF50に当該Congestion Levelを通知する。より具体的には、輻輳レベル通知部205は、GREトンネル処理部201によって取得されたCongestion Levelを、PMIPシグナリング部207を介して受信し、受信したCongestion Levelをデータ中継部203に指示する。
【００４４】
なお、輻輳レベル通知部205は、受信したCongestion Levelを、運用保守（O&M）システムや外部ネットワークなどに通知するインターフェース（APIなど）を備えてもよい。また、当該Congestion Levelが通知されるPCRF50も同様なインタフェースを備えてもよい。
【００４５】
PMIPシグナリング部207は、上述したPMIPシグナリング部109と同様に、PMIPに従った制御プレーンにおけるシグナリングを実行する。具体的には、PMIPシグナリング部207は、PDN毎にPMIPに従ったシグナリングを実行し、GREトンネルのトンネルヘッダに含まれる当該トンネルのエンドポイントを示す情報であるGRE Keyや、シーケンス番号などを取得する。
【００４６】
また、PMIPシグナリング部207は、GREトンネル処理部201によって取得されたCongestion Levelを判定し、判定したCongestion Levelを輻輳レベル通知部205に通知する。
【００４７】
（３）移動通信システムの動作
次に、上述した移動通信システム10の動作について説明する。具体的には、GTP-Uトンネル及びGREトンネルの設定に関わるeNB30、SGW100及びPGW200の動作概略と、GREトンネルのトンネルヘッダにおけるCongestion Levelの割り当て例について説明する。
【００４８】
（３．１）動作概略
図６は、本実施形態に係るGTP-Uトンネル及びGREトンネルの構成例を示す。本実施形態では、GREトンネルの既存のトンネルヘッダを拡張することによって、Congestion LevelがGREトンネル経由でPGW200に通知される。
【００４９】
図６に示すように、eNB30とSGW100との間では、GTP-Uトンネルが複数設定される。GTP-Uトンネルは、同一のUE20と設定される各EPSベアラと対応付けられており、各GTP-Uトンネルのヘッダには、Congestion Level（図中のCong. Level、以下同）が含まれている。図６に示す例では、EPSベアラ#1のCongestion Levelが”1”であり、EPSベアラ#2のCongestion Levelが”2”であることが示されている。なお、例えばCongestion Levelの数値が大きい程、輻輳の程度が高いことを意味する。
【００５０】
また、SGW100とPGW200との間では、単一のGREトンネルが設定される。GREトンネルは、同一のUE20と設定される全てのEPSベアラと対応付けられている。このため、SGW100は、EPSベアラ#1を介して受信したデータ（ユーザデータ及び制御データ）をPGW200に中継する場合、GREトンネルのトンネルヘッダのCongestion Levelを”1”に設定する。同様に、SGW100は、EPSベアラ#2を介して受信したデータをPGW200に中継する場合、GREトンネルのトンネルヘッダのCongestion Levelを”2”に設定する。
【００５１】
また、PGW200は、SGW100からGREトンネルを介して受信したCongestion Levelに基づいて、当該Congestion LevelをPCRF50に転送する。なお、PGW200は、受信したCongestion Levelが複数存在する場合、必要に応じてCongestion Levelを統合（例えば、最も高いCongestion Levelに統合）してもよい。
【００５２】
（３．２）Congestion Levelの割り当て例
図７（ａ）〜（ｃ）は、GREトンネルのトンネルヘッダへのCongestion Levelの割り当て例を示す。なお、当該トンネルヘッダのフォーマットは、RFC 2784において規定されている。
【００５３】
図７（ａ）は、トンネルヘッダの新たなフィールドにCongestion Levelを割り当てる例を示す。図７（ａ）に示すように、トンネルヘッダに設けられた新たなフィールド（図中の５段目のフィールド）にCongestion Levelが割り当てられる。図７（ａ）では、4ビットが割り当てられているが、ビット数は、想定されるCongestion Levelの数に応じて変更して構わない（以下の例でも同様）。また、図７（ａ）とは異なるが、GREと同時利用できる別のIP拡張ヘッダ（例えば、”http://datatracker.ietf.org/doc/draft-quinn-sfc-nsh”に規定されているGREと同時利用できる別のIP拡張ヘッダ）にCongestion Levelを割り当てる形で応用してもよい。
【００５４】
図７（ｂ）は、トンネルヘッダの予約フィールド（Reservied1(Optional)）にCongestion Levelを割り当てる例を示す。図７（ｂ）に示すように、Reservied1(Optional)フィールドのうちの4ビットがCongestion Levelに割り当てられている。
【００５５】
図７（ｃ）は、トンネルヘッダのトンネル識別用フィールド（Key(Optional)）にCongestion Levelを割り当てる例を示す。図７（ｃ）に示すように、従来、Key(Optional)フィールドには、GRE Key用として32ビットが割り当てられているが、GRE Key用を28ビットに削減し、4ビットがCongestion Levelに割り当てられている。
【００５６】
（４）作用・効果
本実施形態によるCongestion Levelの通知方式によれば、既存のGREトンネルのトンネルヘッダの所定位置にCongestion Levelを示す情報が割り当てられるため、既存のPMIPに従ったシグナリングを活用でき、新たなシグナリングを規定する必要がない。特に、図７（ｃ）に示した割り当て例の場合、IETFによる当該RFCの改訂も必要なく、3GPP内での規定のみで実現できる。
【００５７】
すなわち、このようなCongestion Levelの通知方式によれば、ゲートウェイ装置（SGW100〜PGW200間）において制御プレーンにおけるプロトコル（PMIP）が用いられる場合でも、無線区間の輻輳状況をコアネットワークに正確に通知し得る。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下、上述した第１実施形態と異なる部分について主に説明し、同様の部分については、その説明を適宜省略する。
【００５９】
本実施形態では、Congestion Level毎に異なるGREトンネルを設定することによって、Congestion Levelのコアネットワーク（PCRF50など）への通知を実現する。
【００６０】
（１）移動通信システムの機能ブロック構成
本実施形態に係るSGW100及びPGW200も、第１実施形態に係るSGW100及びPGW200と同様の機能ブロック構成（図４及び図５参照）を有する。
【００６１】
（１．１）SGW100
本実施形態に係るSGW100の場合、輻輳制御部107は、Congestion Levelに対応づけられたGREトンネルの設定をGREトンネル処理部105に指示する。GREトンネル処理部105は、GREトンネルを設定するが、それぞれのCongestion Levelに対応づけられたGREトンネルを予め複数設定することができる。
【００６２】
或いは、輻輳制御部107は、GTPトンネル処理部101によって取得されたCongestion Levelが変化した場合、変化後のCongestion Levelに対応づけられたGREトンネルの設定をGREトンネル処理部105に指示することもできる。GREトンネル処理部105は、輻輳制御部107からの当該指示に基づいて、変化後のCongestion Levelに対応づけられたGREトンネルを設定する。
【００６３】
また、データ中継部103は、GTPトンネル処理部101によって取得されたCongestion Levelに対応するGREトンネルを選択し、選択したGREトンネルを用いて、GTP-Uトンネルを介して受信したデータを中継する。さらに、データ中継部103は、GREトンネル処理部105によって予め設定された複数のGREトンネルの中から、GTPトンネル処理部101によって取得されたCongestion Levelに対応づけられたGREトンネルを選択し、選択したGREトンネルを用いてデータを中継することもできる。
【００６４】
（１．２）PGW200
本実施形態に係るPGW200の場合、輻輳レベル通知部205は、SGW100からデータが中継されたGREトンネルと対応づけられたCongestion Levelに基づいて、PCRF50に当該Congestion Levelを通知する。
【００６５】
（２）移動通信システムの動作
次に、本実施形態に係る移動通信システム10の動作について説明する。具体的には、eNB30、SGW100及びPGW200によるGTP-Uトンネル及びGREトンネルの設定に伴う通信シーケンスについて説明する。
【００６６】
（２．１）GREトンネルの事前設定
図８は、Congestion Levelに応じた複数のGREトンネルを予め設定しておく場合における通信シーケンスを示す。図８に示すように、SGW100は、PMIPに従って、Proxy Binding Update（PBU）メッセージをPGW200に送信し、PGW200は、PBUに対する応答であるProxy Binding Acknowledgement（PBA）メッセージをSGW100に送信する（S1〜S4）。
【００６７】
ここで、SGW100及びPGW200は、Congestion Levelに応じた複数のGREトンネルを予め設定する。具体的には、Congestion Levelが”0”に対応するPBU/PBAメッセージを送受信し、GREトンネル#1が設定される（S1, S2）。同様に、Congestion Levelが”1”に対応するPBU/PBAメッセージを送受信し、GREトンネル#2が設定される（S3, S4）。
【００６８】
つまり、GREトンネル#1は、Congestion Level=0用であり、GREトンネル#2は、Congestion Level=1用である。また、PBUには、Congestion Levelを示す情報が含まれてもよい（図中の楕円で囲んだ部分を参照）。但し、このような情報は必須ではない。Congestion Levelを示す情報が含まれていない場合、SGW100及びPGW200は、Congestion Level毎に対応するGREトンネルに割り当てられるGRE Keyの情報を事前に交換しておけばよい。
【００６９】
このように、本実施形態では、eNB30とSGW100とのGTP-Uトンネルを介して設定されるEPSベアラ#1のCongestion Levelに関わらず、予め異なるCongestion Levelに応じた複数のGREトンネルが設定される。なお、予め設定される複数のGREトンネルは、全てのCongestion Level分について設定してもよいし、一部のCongestion Level分について設定してもよい。
【００７０】
図８に示すように、EPSベアラ#1のCongestion Levelが”0”から”1”に変化した場合、予め設定されているGREトンネル#2を用いてデータが中継される。また、PGW200は、SGW100からデータが中継されたGREトンネル#2と対応づけられたCongestion Level（”1”）に基づいて、PCRF50に当該Congestion Levelを通知する。なお、第１実施形態と同様に、PGW200は、同時期に複数のGREトンネルを介してデータを受信した場合、必要に応じてCongestion Levelを統合（例えば、最も高いCongestion Levelに統合）してもよい。
【００７１】
（２．２）Congestion Levelに応じたGREトンネルの設定
図９は、Congestion Levelが変化した場合に変化後のCongestion Levelに応じたGREトンネルを設定する場合おける通信シーケンスを示す。図９に示すように、まず、EPSベアラのCongestion Levelが”0”であるため、当該Congestion Levelに応じたPBU/PBAメッセージが送受信され、Congestion Level=0用のGREトンネル#1が設定される（S1, S2）。
【００７２】
次いで、EPSベアラ#1のCongestion Levelが”0”から”1”に変化した場合、変化後のCongestion Levelに応じたPBU/PBAが送受信され、Congestion Level=1用のGREトンネル#2が設定される（S3, S4）。なお、SGW100及びPGW200は、GREトンネル#1を解放（削除）してもよい。
【００７３】
PGW200は、SGW100からデータが中継されたGREトンネル#2と対応づけられたCongestion Level（”1”）に基づいて、PCRF50に変化後のCongestion Levelを通知する。
【００７４】
（３）作用・効果
本実施形態によるCongestion Levelの通知方式によれば、Congestion Level毎に異なるGREトンネルが設定され、当該GREトンネルを介してUE20宛てのデータ及びUE20からのデータ（ユーザデータ及び制御データ）が中継されるため、用いられるGREトンネルによってCongestion Levelを通知することができる。このため、Congestion Levelを通知するために制御プレーンにおけるPMIPのシグナリングに依存する必要がなく、また、GREトンネルのユーザプレーンにも依存しない。
【００７５】
SGW100及びPGW200では、Congestion Levelに応じたGREトンネルの設定やデータのGREトンネルへのマッピングが必要となるものの、このようなCongestion Levelの通知方式によれば、ゲートウェイ装置（SGW100〜PGW200間）において制御プレーンにおけるプロトコル（PMIP）が用いられる場合でも、無線区間の輻輳状況をコアネットワークに正確に通知し得る。
【００７６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下、上述した第１実施形態または第２実施形態と異なる部分について主に説明し、同様の部分については、その説明を適宜省略する。
【００７７】
本実施形態では、PMIPのシグナリング（PBUメッセージ）を拡張することによって、Congestion Levelのコアネットワーク（PCRF50など）への通知を実現する。
【００７８】
（１）移動通信システムの機能ブロック構成
本実施形態に係るSGW100及びPGW200も、第１実施形態に係るSGW100及びPGW200と同様の機能ブロック構成（図４及び図５参照）を有する。
【００７９】
（１．１）SGW100
本実施形態に係るSGW100の場合、輻輳制御部107は、GTPトンネル処理部101によって取得されたCongestion Levelに基づいて、PMIP（第２プロトコル）のシグナリング情報にCongestion Levelを示す情報を含める。具体的には、輻輳制御部107は、PGW200に送信されるPBUメッセージにCongestion Levelを示す情報を含める。
【００８０】
より具体的には、輻輳制御部107は、PBUメッセージのオプションフィールドにCongestion Levelを示す情報を挿入する。本実施形態では、輻輳制御部107は、当該オプションフィールドのうち、ベンダー用モビリティオプション（Vendor-specific mobility option）のフィールドにCongestion Levelを示す情報を挿入することができる。
【００８１】
また、GREトンネル処理部105は、GREトンネルを設定するとともに、Congestion Levelを含むPBUメッセージをPGW200に送信する。
【００８２】
（１．２）PGW200
本実施形態に係るPGW200の場合、輻輳レベル通知部205は、GREトンネルを介して受信したPBUメッセージに含まれるCongestion Levelに基づいて、PCRF50にCongestion Levelを通知する。
【００８３】
（２）移動通信システムの動作
次に、本実施形態に係る移動通信システム10の動作について説明する。具体的には、PMIPのシグナリング情報を用いてCongestion Levelを通知する場合における通信シーケンスについて説明する。
【００８４】
（２．１）動作概略
図１０は、PMIPのシグナリング情報を用いてCongestion Levelを通知する場合における通信シーケンスを示す。図１０に示すように、SGW100は、EPSベアラ#1のCongestion Level（”1”）に基づいて、GREトンネル#1を介して送信されるデータのCongestion Levelが”1”であることをPGW200に通知するため、当該Congestion Levelを含むPBUメッセージをPGW200に送信する（S1）。PBUメッセージには、Congestion Level以外に、MN Network Access ID（MN MAI）, Lifetime, Access Point Name（APN）及び下り方向のGRE Keyなどが含まれる。
【００８５】
PGW200は、Congestion Level（”1”）を含むPBUメッセージに基づいて、PCRF50に当該Congestion Levelを通知する（S2）。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、PGW200は、同時期に複数のPBUメッセージを受信した場合、必要に応じてCongestion Levelを統合（例えば、最も高いCongestion Levelに統合）してもよい。
【００８６】
PGW200は、PBUメッセージに対する応答であるPBAメッセージをSGW100に送信する（S3）。
【００８７】
また、SGW100は、EPSベアラ#2のCongestion Level（”2”）に基づいて、GREトンネル#1を介して送信されるデータのCongestion Levelが”2”であることを、上述したEPSベアラ#1と同様に、ステップS1〜S3の処理を繰り返すことによって、PGW200に通知する。
【００８８】
（２．２）輻輳レベルの割当例
図１１（ａ）及び（ｂ）は、PBUメッセージへのCongestion Levelの割り当て例を示す。図１１（ａ）は、本実施形態に係るPBUメッセージのフォーマットを示し、図１１（ｂ）は、PBUメッセージのMobility optionsに含まれるVendor-specific mobility optionフィールドの構成例を示す。
【００８９】
図１１（ａ）に示すように、PBUメッセージのフォーマットのうち、Mobility optionsを利用してCongestion Levelを示す情報が通知される。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、Vendor-specific mobility optionフィールドにCongestion Level用のビットが割り当てられる。より具体的には、Vendor-specific mobility option用の新たなSub-Typeを規定し、当該Sub-Typeの配下において、特定のCongestion Levelが示される。
【００９０】
（３）作用・効果
本実施形態によるCongestion Levelの通知方式によれば、PMIPのシグナリング（PBUメッセージ）を拡張することによって、Congestion Levelのコアネットワーク（PCRF50など）への通知が実現される。つまり、PMIPの制御プレーンにおけるシグナリングを用いてCongestion Levelをコアネットワークに通知でき、GREトンネルのユーザプレーンを用いる必要がなく、また、第２実施形態のように複数のGREトンネルを設定する必要もない。
【００９１】
すなわち、このようなCongestion Levelの通知方式によれば、ゲートウェイ装置（SGW100〜PGW200間）において制御プレーンにおけるプロトコル（PMIP）が用いられる場合でも、無線区間の輻輳状況をコアネットワークに正確に通知し得る。
【００９２】
［その他の実施形態］
上述したように、本発明の第１実施形態〜第３実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【００９３】
例えば、上述した本発明の実施形態では、GTP-Uトンネル及びGREトンネルを例として説明したが、本発明の適用範囲は、GTP-U及びGREプロトコルに限定されるものではない。eNB30〜SGW100間のトンネルがユーザプレーンのプロトコルに従ったものであり、SGW100〜PGW200間のトンネルが制御プレーンのプロトコルに従ったものである場合には、本発明を適用し得る。
【００９４】
また、上述した実施形態では、SGW100及びPGW200を例として説明したが、本発明を適用し得るゲートウェイ装置は、SGW及びPGWに限定されない。例えば、無線LANをPGWに収容するS2a参照点を収容するTWAN、もしくは同じく無線LANをPGWに収容するS2b参照点を収容するePDGが上述したSGWと同等の機能を提供してもよい。
【００９５】
また、上述した第３実施形態ではPBUメッセージを例として記載したが、Congestion Levelを通知する専用の新しいPMIP信号を用意してもよい。
【００９６】
なお、本発明は、以下のように表現されてもよい。本発明の第１の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコル（GTP-U）に従って無線基地局（eNB30）と第１トンネル（GTP-Uトンネル）を設定する第１ゲートウェイ装置（SGW100）と、制御プレーンにおける第２プロトコル（PMIP）に従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネル（GREトンネル）を設定する第２ゲートウェイ装置（PGW200）とを含む移動通信システム（移動通信システム10）であって、前記第１ゲートウェイ装置は、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部（GTPトンネル処理部101）と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダ（GREヘッダ）に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部（輻輳制御部107）と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記第２ゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部（GREトンネル処理部105）とを備え、前記第２ゲートウェイ装置は、前記第２トンネルを介して受信した前記トンネルヘッダに含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置（PCRF50）に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部（輻輳レベル通知部205）を備えることを要旨とする。
【００９７】
本発明の第１の特徴において、前記輻輳制御部は、前記トンネルヘッダに設けられた新たなフィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入してもよい。
【００９８】
本発明の第１の特徴において、前記輻輳制御部は、前記トンネルヘッダの予約フィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入してもよい。
【００９９】
本発明の第１の特徴において、前記輻輳制御部は、前記トンネルヘッダのトンネル識別用フィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入してもよい。
【０１００】
本発明の第２の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置（PGW200）と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置（SGW100）であって、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記他のゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備えることを要旨とする。
【０１０１】
本発明の第３の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、前記第１ゲートウェイ装置は、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第２トンネルを設定する第２トンネル処理部と、前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する輻輳制御部と、前記第１トンネル処理部によって取得された輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するデータ中継部（データ中継部103）とを備え、前記第２ゲートウェイ装置は、前記第１ゲートウェイ装置から前記データが中継された前記第２トンネルと対応づけられた前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備えることを要旨とする。
【０１０２】
本発明の第３の特徴において、前記第２トンネル処理部は、それぞれの前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルを予め複数設定し、前記データ中継部は、予め設定された複数の第２トンネルの中から、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記データを中継してもよい。
【０１０３】
本発明の第３の特徴において、前記輻輳制御部は、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルが変化した場合、変化後の前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示してもよい。
【０１０４】
本発明の第４の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第２トンネルを設定する第２トンネル処理部と、前記輻輳レベルに対応づけられた第２トンネルの設定を前記第２トンネル処理部に指示する輻輳制御部と、前記第１トンネル処理部によって取得された輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するデータ中継部とを備えることを要旨とする。
【０１０５】
本発明の第５の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを含む移動通信システムであって、前記第１ゲートウェイ装置は、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記第２ゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備え、前記第２ゲートウェイ装置は、前記第２トンネルを介して受信した前記シグナリング情報に含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知する輻輳レベル通知部を備えることを要旨とする。
【０１０６】
本発明の第５の特徴において、前記輻輳制御部は、前記シグナリング情報のオプションフィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入してもよい。
【０１０７】
本発明の第５の特徴において、前記輻輳制御部は、前記オプションフィールドのうち、ベンダー用モビリティオプションのフィールドに前記輻輳レベルを示す情報を挿入してもよい。
【０１０８】
本発明の第６の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定するとともに、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って他のゲートウェイ装置と第２トンネルを設定するゲートウェイ装置であって、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得する第１トンネル処理部と、前記第１トンネル処理部によって取得された前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含める輻輳制御部と、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記他のゲートウェイ装置に送信する第２トンネル処理部とを備えることを要旨とする。
【０１０９】
本発明の第７の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、取得した前記輻輳レベルに基づいて、前記第２トンネルのトンネルヘッダに前記輻輳レベルを示す情報を含めるステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記トンネルヘッダを前記第２ゲートウェイ装置に送信するステップと、前記第２ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを介して受信した前記トンネルヘッダに含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップとを備えることを要旨とする。
【０１１０】
本発明の第８の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、取得した輻輳レベルに対応する第２トンネルを選択し、選択した前記第２トンネルを用いて前記第１トンネルを介して受信したデータを中継するステップと、前記第２ゲートウェイ装置が、前記第１ゲートウェイ装置から前記データが中継された前記第２トンネルと対応づけられた前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップとを備えることを要旨とする。
【０１１１】
本発明の第９の特徴は、ユーザプレーンにおける第１プロトコルに従って無線基地局と第１トンネルを設定する第１ゲートウェイ装置と、制御プレーンにおける第２プロトコルに従って前記第１ゲートウェイ装置と第２トンネルを設定する第２ゲートウェイ装置とを用いた通信制御方法であって、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第１トンネルを設定するとともに、前記第１トンネルを介して前記無線基地局の輻輳レベルを取得するステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、取得した前記輻輳レベルに基づいて、前記第２プロトコルのシグナリング情報に前記輻輳レベルを示す情報を含めるステップと、前記第１ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを設定するとともに、前記輻輳レベルを含む前記シグナリング情報を前記第２ゲートウェイ装置に送信するステップと、前記第２ゲートウェイ装置が、前記第２トンネルを介して受信した前記シグナリング情報に含まれる前記輻輳レベルに基づいて、ポリシー・課金ルール装置に前記輻輳レベルを通知するステップとを備えることを要旨とする。
【０１１２】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【０１１３】
10…移動通信システム
20…UE
30…eNB
40…MME
50…PCRF
100…SGW
101…GTPトンネル処理部
103…データ中継部
105…GREトンネル処理部
107…輻輳制御部
109…PMIPシグナリング部
200…PGW
201…GREトンネル処理部
203…データ中継部
205…輻輳レベル通知部
207…PMIPシグナリング部
【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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【図１１】
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