(57)【要約】  モバイル通信ネットワークは、複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部と、データを通信端末とやりとりする無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含む無線ネットワーク部とを含む。モバイル通信ネットワークは、第１の通信端末からコンテンツデータの要求を受信するように構成され、要求は、コンテンツデータと、コンテンツデータにアクセス可能なモバイル通信ネットワークのコアネットワーク部に接続されるアプリケーションサーバとを示す。モバイル通信ネットワークは、所定の条件に従って、モバイル通信ネットワークのエッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置にコンテンツデータを記憶することによってコンテンツデータをキャッシュすべきであると判断し、第２の通信端末が接続されるエッジノードからの第２の通信端末への要求時に、コンテンツデータが通信のためにエッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置に記憶されるようにアレンジするように構成される。エッジノードは、例えば基地局の１つであり得る。
2014528211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル通信ネットワークであって、
複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部と、
通信端末とデータをやりとりする無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含む無線ネットワーク部と、
を含み、前記モバイル通信ネットワークは、
第１の通信端末からコンテンツデータへの要求を受信することであって、前記要求は、前記コンテンツデータと、前記コンテンツデータにアクセス可能な前記モバイル通信ネットワークの前記コアネットワーク部に接続されたアプリケーションサーバとを示す、受信することと、
所定の条件に従って、前記モバイル通信ネットワークのエッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置に前記コンテンツデータを記憶することによって前記コンテンツデータをキャッシュすべきであると判断することと、
第２の通信端末が接続された前記エッジノードから前記第２の通信端末への要求時に、前記コンテンツデータが通信のために前記エッジノードに関連付けられた前記ローカルデータ記憶装置に記憶されるようにアレンジすることと、
を行うように構成される、モバイル通信ネットワーク。
【請求項２】
前記エッジノードは、前記無線ネットワーク部の前記基地局の１つによって形成される、請求項１に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項３】
前記エッジノードは中継ノードによって形成され、前記中継ノードは、前記無線ネットワーク部の前記基地局の１つから前記無線アクセスインタフェースの無線信号を受信し、前記無線信号を前記第１の通信端末又は前記第２の通信端末に再送信するように構成される、請求項１に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項４】
前記モバイル通信ネットワークは、
前記第２の通信端末から、前記アプリケーションサーバから前記コンテンツデータを受信する要求を受信することと、
前記第２のモバイル通信端末からの前記要求に応答して、前記エッジノードに関連付けられた前記ローカルデータ記憶装置から前記第２の通信端末に前記コンテンツデータを通信することと、
を行うように構成される、請求項１、２、又は３のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項５】
前記第１の通信端末が接続される前記モバイル通信ネットワークの前記エッジノードは、前記コンテンツデータを前記アプリケーションサーバから前記第１の通信端末に通信し、前記所定の条件が満たされることに応答して、前記モバイル通信ネットワークは、前記コンテンツデータを前記エッジノードの前記ローカルデータ記憶装置に記憶し、前記アプリケーションサーバからの前記コンテンツデータの通信を、前記エッジノードの前記ローカルデータ記憶装置からの前記コンテンツデータの通信に切り替えるように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項６】
前記モバイル通信ネットワークはパケット検査エンティティを含み、前記パケット検査エンティティは、
前記アプリケーションサーバから前記第１のモバイル通信端末に通信された前記コンテンツデータを表すデータパケットの１つ、又は前記第１の通信端末からの、前記アプリケーションサーバへの前記コンテンツデータの前記要求を表す１つ若しくは複数のデータパケットを識別することと、
前記所定の条件に従って、前記コンテンツデータを前記関連付けられたデータ記憶装置に記憶することによってキャッシュすべきであると判断することと、
を行うように構成される、請求項５に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項７】
前記パケット検査エンティティは、前記アプリケーションサーバ又は前記コアネットワークのインフラストラクチャ機器のうちの一方に配置され、前記エッジノードは、前記アプリケーションサーバからの前記コンテンツデータをキャッシュすべきであるとの前記パケット検査エンティティからの指示を受信することにより、前記コンテンツデータをキャッシュすべきであると判断するように構成される、請求項６に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項８】
前記モバイル通信ネットワークの前記コアネットワーク部は、パケットデータゲートウェイを含み、前記パケットデータゲートウェイは、
前記アプリケーションサーバから前記コンテンツデータにアクセスするために、前記モバイル通信ネットワークによって通信端末に割り振られる１組の可能なアドレスを前記アプリケーションサーバに通信することを行うように構成され、
前記パケット検査エンティティは、
前記所定の条件に従って前記コンテンツデータをキャッシュすべきであると判断することと、
前記エッジノードから前記コンテンツデータにアクセスすべき前記第１の通信端末及び前記第２の通信端末のアドレスの情報を、前記パケットデータゲートウェイを介して前記モバイル通信ネットワークに通信することと、
を行うように構成される、請求項６に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項９】
前記モバイル通信ネットワークは、前記コンテンツデータをキャッシュすべきであるとの指示と、前記コンテンツデータにアクセス中の前記第１の通信端末及び前記第２の通信端末の前記アドレスとの受信に応答して、前記エッジノードに接続された前記第１の通信端末及び前記第２の通信端末の前記アドレスを前記エッジノードに通信し、前記第１の通信端末及び前記第２の通信端末を前記エッジノードからの前記キャッシュされたコンテンツデータにアクセスさせるように構成される、請求項８に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項１０】
前記所定の条件は、前記コンテンツデータを前記エッジノードの前記ローカルデータ記憶装置に記憶すべきと判断するトリガー条件であり、前記所定の条件は、
通信端末からの前記コンテンツデータの要求の数、
前記コンテンツデータを受信している通信端末の数、又は
前記サービス／コンテンツデータの輸送に必要なデータ量であって、すなわち、サービス／コンテンツのデータ量が大きいほど、前記コンテンツをローカルにキャッシュする前記コマンドをトリガーするのに必要な、同じサービス／コンテンツを要求する通信装置の数は少なくなる、前記サービス／コンテンツデータの輸送に必要なデータ量
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項１１】
前記１つ又は複数の基地局及び前記１つ又は複数の中継ノードのそれぞれは、前記モバイル通信ネットワークのエッジノードを形成し、前記所定の条件は、前記基地局のそれぞれにローカルデータ記憶装置が関連付けられているか否かを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項１２】
前記所定の条件は、ローカルデータ記憶装置が関連付けられた前記基地局又は前記中継ノードのそれぞれに、前記基地局又は前記中継ノードからの前記コンテンツデータにアクセスしている前記通信端末の数が、所定の閾値を超えることを含む、請求項１１に記載のモバイル通信ネットワーク。
【請求項１３】
モバイル通信ネットワークを使用してデータパケットを介してコンテンツデータを通信する方法であって、前記モバイル通信ネットワークは、複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部と、データをモバイル通信端末とやりとりする無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含む無線ネットワーク部とを含み、前記方法は、
第１の通信端末からコンテンツデータの要求を受信することであって、前記要求は、前記コンテンツデータと、前記コンテンツデータにアクセス可能な前記通信ネットワークの前記コアネットワーク部に接続されたアプリケーションサーバとを示す、受信することと、
所定の条件に従って、前記モバイル通信ネットワークのエッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置に前記コンテンツデータを記憶することによって前記コンテンツデータをキャッシュすべきであると判断することと、
第２の通信端末が接続された前記エッジノードから前記第２の通信端末への要求時に、前記コンテンツデータが通信のために前記エッジノードに関連付けられた前記ローカルデータ記憶装置に記憶されるようにアレンジすることと、
を含む、方法。
【請求項１４】
モバイル通信ネットワークのエッジノードを形成する基地局であって、前記モバイル通信ネットワークは、複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部と、前記基地局を含む無線ネットワーク部とを含み、前記基地局は、
データを通信端末とやりとりする無線アクセスインタフェースを提供することと、
第１の通信端末からコンテンツデータの要求を受信することであって、前記要求は、前記コンテンツデータと、前記コンテンツデータにアクセス可能な前記モバイル通信ネットワークの前記コアネットワーク部に接続されたアプリケーションサーバとを示す、受信することと、
所定の条件に従って、前記コンテンツデータを前記基地局に関連付けられたローカルデータ記憶装置に記憶することによって前記コンテンツデータをキャッシュすべきと判断することと、
第２の通信端末が接続された前記基地局から前記第２の通信端末への要求時に、前記コンテンツデータが通信のために前記基地局の前記ローカルデータ記憶装置に記憶されるようにアレンジすることと、
を行うように構成される、基地局。
【請求項１５】
添付図面を参照して実質的に上述したモバイル通信ネットワーク及び基地局。
【請求項１６】
添付図面を参照して実質的に上述した通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、モバイル通信端末にデータを通信し、且つ／又はモバイル通信端末からデータを通信するモバイル通信ネットワーク、モバイル通信ネットワークのエッジノード又はローカルゲートウェイを形成するインフラストラクチャ機器、及びデータパケットを通信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
モバイル通信システムは、ここ１０数年の間にＧＳＭ（登録商標）システム（グローバルシステムフォーモバイル）から３Ｇシステムに進化し、現在では、パケットデータ通信及び回線交換通信を含む。第３世代プロジェクトパートナーシップ（３ＧＰＰ）は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）と呼ばれるモバイル通信システムを開発し、このシステムでは、コアネットワーク部が開発されて、初期のモバイル無線ネットワークアーキテクチャの構成要素と、下りリンクでの直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）及び上りリンクでの単一搬送波周波数分割多元アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ）に基づく無線アクセスインタフェースとの統合に基づくより簡易なアーキテクチャを形成する。
【０００３】
情報及びサービスを得るためのインターネットへのアクセスは、現代の電子装置にとって普遍的になった。したがって、ＬＴＥ規格等の進化したモバイル通信ネットワークは、インターネットへの接続及びコンテンツデータのモバイル通信端末への無線送信を促進することができる特徴を組み込むために開発中である。コンテンツデータは、サービスをユーザに提供している任意のタイプのデータであることができる。例えば、コンテンツデータは、ストリーミングオーディオ若しくはビデオコンテンツ、又はウェブページとすることができるが、これらは単なる例である。したがって、コンテンツデータという用語は、特定のタイプのデータに限定されるべきではなく、一般に上位層ユーザデータを暗示するために使用される。
【０００４】
モバイル電気通信の分野の当業者により理解されるように、通信リソースは価値ある商品であり、したがって、可能な限り効率的に管理しなければならない。
【０００５】
多くのモバイル通信端末が、モバイル通信ネットワークを介して、インターネット等のパケットデータネットワークから、ストリーミングビデオ、オーディオ、及びデータ等のコンテンツデータを受信中であり得ることが考えられてきており、コンテンツデータは、いくつかの例では同じソースからの同じコンテンツデータアイテムであり得、したがって、そのコンテンツデータの輸送の管理が技術的な問題を表す。
【発明の概要】
【０００６】
発明の概要
本発明によれば、複数のインフラストラクチャ機器を有するコアネットワーク部と、通信端末とデータをやりとりする無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含む無線ネットワーク部とを含むモバイル通信ネットワークが提供される。モバイル通信ネットワークは、第１の通信端末からコンテンツデータへの要求を受信するように構成され、要求は、コンテンツデータ及びコンテンツデータにアクセス可能なモバイル通信ネットワークのコアネットワーク部に接続されたアプリケーションサーバを示す。モバイル通信ネットワークは、所定の条件に従って、モバイル通信ネットワークのエッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置にコンテンツデータを記憶することによってコンテンツデータをキャッシュすべきであると判断することと、第２の通信端末が接続されたエッジノードから第２の通信端末への要求時に、コンテンツデータが通信のためにエッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置に記憶されるように構成することとを行うように構成される。
【０００７】
モバイル通信ネットワークのエッジノードは、例えば、通信端末がモバイル通信ネットワークにアクセスする際に介するノード、例えば、基地局又は中継ノード等であり得る。
【０００８】
本技法の実施形態によれば、エッジノード、ＰＤＮゲートウェイ、又はアプリケーションサーバのうちの少なくとも１つは、所定の条件に従って、エッジノードからの他のモバイル通信装置への要求時に、第１のモバイル端末に通信されたコンテンツデータを通信するためにエッジノードに関連付けられたデータ記憶装置に記憶することによってキャッシュすべきであると判断するように構成される。したがって、例えば、エッジノードは、複数のモバイル通信端末のうちの第２のモバイル通信端末から、アプリケーションサーバからのコンテンツデータを受信する要求を受信し、第２のモバイル通信端末からの要求に応答して、ローカルデータ記憶装置から第２のモバイル通信端末にコンテンツデータを通信し得る。
【０００９】
より普及したウェブサイト及びアプリケーションでは、モバイル通信ネットワークを使用して同じデータを２つ以上のモバイル通信端末にストリーミングし得ることが考えられる。したがって、同じコンテンツデータが、同じアプリケーションサーバからそのコンテンツデータにアクセス中の各通信端末の個々の通信ベアラを介して通信中である場合、これは、ネットワークの通信リソースの非効率的な使用を表し得る。したがって、同じコンテンツデータが、同時に又は異なるときにこのコンテンツにアクセスし得る通信端末に通信される改良を見つけることが望ましい。
【００１０】
本発明の実施形態は、コンテンツデータが、「エッジノード」に関連付けられたローカルデータ記憶装置にキャッシュされる構成を提供し、エッジノードは、中継ノード、基地局、又はホーム基地局、ローカルゲートウェイ等とすることができる。コンテンツを、エッジノードに関連付けられたデータ記憶装置にローカルにキャッシュすることにより、このコンテンツデータにアクセスしたい他のモバイル端末に、まるでコンテンツデータが、コンテンツデータの送り元のアプリケーションサーバからリモートに通信されるかのように、ローカルデータ記憶装置からコンテンツデータが提供される。したがって、コアネットワークを介するコンテンツデータの通信は、各接続又は通信端末に関して少なくとも低減するため、ネットワークの通信リソースの節減が提供される。
【００１１】
本発明の実施形態は、所定の条件に従ってコンテンツデータのどのアイテムをエッジノードのキャッシュ又はローカルデータ記憶装置に記憶すべきかを判断する構成を、モバイル通信ネットワーク内に提供することもできる。所定の条件は、ローカルデータ記憶装置へのコンテンツデータアイテムのキャッシュをトリガーする条件を提供することができる。さらに、モバイル通信ネットワークは、どのエッジノードがデータのキャッシュに利用可能であるかを判断するように構成し得、その理由は、例えば、エッジノードが、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置に記憶し、コンテンツデータが通信端末によって要求される場合、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置から通信するために、エッジノードに関連付けられたローカルデータ記憶装置を含むからである。いくつかの例では、コンテンツデータアイテムのキャッシュをトリガーする関数は、パケット検査エンティティに記憶し得、キャッシュされたコンテンツデータアイテムへのアクセスの制御は、キャッシュコントローラによって提供し得、キャッシュコントローラは、パケット検査エンティティと同じ場所に配置し得、又は実際には同じエンティティであり得る。
【００１２】
いくつかの実施態様は、コンテンツを要求する通信端末にとってトランスペアレントに、又はコンテンツにアクセスする際通信端末への影響を低減するように、リモートアプリケーションサーバからアクセスされるコンテンツデータと、エッジノードに関連付け得るローカルデータ記憶装置に存在するコンテンツとを効率的に切り替える構成を提供することができる。次に、エッジノードは、通信端末に、まるでコンテンツデータがリモートに配置されたＰＤＮサーバからアクセスされているかのようにコンテンツデータにアクセスするためのインターネットプロトコル通信へのアクセスを提供する「ローカルゲートウェイ」を形成し得る。
【００１３】
本発明の更なる態様及び特徴は、添付の特許請求の範囲において規定され、通信端末、通信端末にコンテンツデータを通信するローカルゲートウェイ又はエッジノード、及びデータを通信する方法を含む。
【００１４】
これより、本発明の実施形態例について添付図面を参照して説明し、添付図面では、同様の部分は指定された同じ参照を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技法を示す、ＬＴＥ規格に従って動作するモバイル通信ネットワークの概略ブロック図である。
【図２】パケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラの動作を示す、図１に示されるネットワークの一部の概略ブロック図である。
【図３】ＳＩＰＴＯ技法の高レベルのアーキテクチャを示す、図１に示されるモバイル通信ネットワークのネットワーク要素の概略ブロック図である。
【図４】ＬＩＰＡ技法を形成するネットワーク構成要素の高レベルのアーキテクチャである。
【図５ａ】パケット検査エンティティがある部分に配置される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分の概略表現を提供する。
【図５ｂ】パケット検査エンティティが図５ａとは異なる部分に配置される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分の概略表現を提供する。
【図５ｃ】パケット検査エンティティが図５ａ及び図５ｂとは異なる部分に配置される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分の概略表現を提供する。
【図５ｄ】パケット検査エンティティが図５ａ〜図５ｃとは異なる部分に配置される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分の概略表現を提供する。
【図５ｅ】パケット検査エンティティが図５ａ〜図５ｄとは異なる部分に配置される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分の概略表現を提供する。
【図６】一例によるパケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラの位置を示す、図１に示されるネットワークの部分の概略ブロック図である。
【図７】コンテンツデータが、パケットデータネットワークゲートウェイに配置されたパケット検査エンティティによってトリガーされる、中継ノードにおいてアップロードされ検索される一例を示す呼フロー図である。
【図８】中継ノードがパケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラを含み、コンテンツがパケットデータネットワークゲートウェイからアップロードされ検索される一例を示す呼フロー図である。
【図９】パケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラが基地局又はローカルゲートウェイの部分である一例を示す呼フロー図である。
【図１０】パケット検査エンティティがアプリケーションサーバの部分を形成する一例を示す呼フロー図である。
【図１１】図１０による本技法の実施形態を形成するモバイル通信ネットワークの部分を示す概略ブロック図である。
【図１２ａ】アプリケーションサーバはキャッシュコントローラ及び／又はパケット検査エンティティを含み、どのエッジノード（ｅノードＢ）がコンテンツをキャッシュすべきかについての決定がサービングゲートウェイに渡される、本技法による要素の動作の一部流れ図一部概略表現である。
【図１２ｂ】図１２ａに示されるネットワーク要素の動作の対応する図を提供する。
【図１３】リモートアプリケーションサーバのコンテンツデータが変更された後、コンテンツデータのアイテムが、ローカルデータ記憶装置内のコンテンツデータアイテムのバージョンから更新される動作を示す更なる呼フロー図である。
【図１４】ローカルノードにおいて実行されて、コンテンツデータにローカルデータ記憶装置内でローカルにアクセスすることができるか、それともリモートアプリケーションサーバを介してアクセスすることができるかを判断するプロセスを示す流れ図である。
【図１５】コンテンツデータへのアクセスが、選択されたＩＰトラフィックオフロード（ＳＩＰＴＯ）技法を使用して管理される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分を示す概略ブロック図である。
【図１６】コンテンツデータへのアクセスが、ローカルＩＰアクセス（ＬＩＰＡ）技法を使用して管理される、図１に示されるモバイル通信ネットワークの部分の概略ブロック図である。
【図１７】ＳＩＰＴＯ技法を使用する接続切り替え例によるコンテンツデータへのアクセスを示す呼フロー図である。
【図１８】ＳＩＰＴＯ技法を使用してコンテンツデータにアクセスする場合に、新しいＰＤＮ／通信ベアラが確立される一例を示す呼フロー図である。
【図１９】ＳＩＰＴＯ技法の例の場合にユーザプレーンデータ挿入を使用してコンテンツデータがアクセスされる動作を示す呼フロー図である。
【図２０】ＬＩＰＡ技法を使用して新しいＰＤＮ通信ベアラを確立することによってコンテンツデータがアクセスされる呼フロー図である。
【図２１】レガシーシステム内のコンテンツデータにアクセスするプロトコルアーキテクチャを示す概略ブロック図である。
【図２２】ＬＩＰＡ技法を使用してコンテンツデータにローカルにアクセスする例を提供するプロトコルスタック構成を有するネットワーク要素を示す概略ブロック図である。
【図２３】ＬＩＰＡ技法を使用するプロトコルミラーリング構成を示すネットワーク要素の概略ブロック図である。
【図２４】ＬＩＰＡ技法によりプロトコルミラーリングを使用してローカルに関連付けられたデータ記憶装置を介してコンテンツデータへのアクセスを提供するように動作する図１に示される通信ネットワークの部分の更なる例である。
【図２５ａ】ローカルデータ記憶装置からアクセスされるようにコンテンツを切り替える場合のＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作での違いを示す概略ブロック図を提供する。
【図２５ｂ】ローカルデータ記憶装置からアクセスされるようにコンテンツを切り替える場合のＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作での違いを示す概略ブロック図を提供する。
【図２６ａ】プロトコルミラーリングを使用する場合のＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作での違いを示す概略ブロック図を提供する。
【図２６ｂ】プロトコルミラーリングを使用する場合のＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの動作での違いを示す概略ブロック図を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
これより、本発明の実施形態について、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格に従って動作するモバイル通信ネットワークを使用する実施形態を参照して説明する。以下の説明では、ＬＴＥ／ＳＡＥの用語及び名称を使用する。しかし、本技法の実施形態は、ＧＰＲＳコアネットワークを有するＵＭＴＳ及びＧＥＲＡＮ等の他のモバイル通信システムに適用することができる。
【００１７】
図１は、ＬＴＥネットワークのアーキテクチャ例を提供する。図１に示されるとともに、従来のモバイル通信ネットワークと同様に、モバイル通信端末（通信端末）１は、ＬＴＥではエンハンストノードＢ（ｅＮＢ）と呼ばれる基地局２とデータをやりとりするように構成される。基地局又はｅノードＢ２はサービングゲートウェイＳ−ＧＷ４に接続され、このゲートウェイは、データパケットを通信端末１に通信するためのデータパケットのルーティング及びモバイル通信サービスの管理と、モバイル通信ネットワーク全体を通して通信端末がローミングする際のＭＭＥによるモビリティの管理とを実行するように構成される。この目的で、インタフェースがＭＭＥとｅＮＢ２との間に提供される。モビリティ管理及び接続性を維持するために、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）８は、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）１０に記憶された加入者情報を使用して通信端末１とのエンハンストパケットサービス（ＥＰＳ）接続を管理する。ＬＴＥアーキテクチャについての詳細情報は、「LTE for UMTS OFDM and SC-FDMA based radio access」Holma H. and Toskala A. page 25 ffという名称の書籍から収集し得る。
【００１８】
サービングゲートウェイ４には、パケットデータネットワークゲートウェイ１２も接続され、このゲートウェイは、モバイル通信ネットワークとインターネットプロトコルネットワーク１４との間のインタフェースを形成する。アプリケーションサーバ１６が、インターネットプロトコルネットワークに接続される。図１に示される例では、中継ノード１８も展開される。中継ノード１８は、モバイル通信ネットワークの可能な範囲をｅＮＢ２の範囲を超えて拡張するために提供される。したがって、ｅＮＢ２は「ドナー」ｅＮＢとして動作し、このドナーｅＮＢは中継ノード１８に送信されるデータを通信し、次に、中継ノード１８はそのデータを、ｅＮＢ２の範囲外にあるモバイル通信端末１に再送信し、したがって、ドナーｅＮＢの範囲を拡張する。
【００１９】
ローカルゲートウェイ（ｅＮＢ／中継）へのコンテンツのキャッシュ
本技法の実施形態は、モバイル通信ネットワークに接続されたモバイル通信端末に通信すべきコンテンツデータをキャッシュすべきか否かを検出する構成を提供することができ、キャッシュされたコンテンツデータに効率的にアクセスする構成を提供することができる。以下の説明では、キャッシュ又はキャッシングという用語は、ローカルデータ記憶装置又はローカルデータ記憶装置にデータを記憶する処理のそれぞれを記述するために使用される。関連付けられたデータ記憶装置は、事実上、モバイル通信ネットワークの「エッジノード」を形成する基地局２又は中継ノード１８に関連付けられる「キャッシュ」と呼ぶことができる。「エッジノード」とは、ポイントデータがモバイル通信端末１に通信されるモバイル通信ネットワークの最後の通信要素を表すために使用される用語である。したがって、一例では、エッジノードは、通信サービスとして提供されるコンテンツデータに、ローカルデータ記憶装置又はキャッシュにおいてローカルにアクセスすべきか、それとも起点となるアプリケーションサーバからリモートにアクセスすべきかを判断する。いくつかの例では、インフラストラクチャの所有者は、本技法を使用してコンテンツを配信するに当たり、参加者レベルを管理し構成することができ、オペレータ／アプリケーションデータプロバイダは、コンテンツデータの配信を監督し規制し得る。例えば、これは以下を含み得る。
１．ユーザの嗜好及びポリシーを考慮に入れる。
２．システムがコンテンツ管理（記憶／更新／削除）できるようにする。これもまた、オペレータのコストを最小化して、例えば、ネットワークリソースが十分に活用されない場合にコンテンツを管理し、又はピーク時でのネットワーク使用を回避するポリシーを考慮に入れることができる。
３．参加者サービスをネットワークのエッジにローカルにキャッシュ／記憶するか、それともリモートサーバに送るかについて判断する。
【００２０】
一例では、インフラストラクチャの所有者はエンドユーザであることができ、例えば、ホームｅＮＢ又は中継ノードは、利益を生み出す投資及び手段の一形態を提供可能なユーザのホーム又は第三者によって展開することができる。ユーザの視点から、サービスデータがローカルエンティティによって提供されるか、それともネットワークにリモートに配置されたサーバから提供されるか、ユーザがわからないという点で、不可視のローカルキャッシュからコンテンツデータにアクセスすることが望ましい。したがって、本技法の実施形態は、モバイル通信端末に通信されるコンテンツデータが、関連付けられたデータ記憶装置にローカルに記憶される構成を提供する。したがって、本技法は、モバイル通信端末１によって頻繁にアクセスされるコンテンツデータを、関連付けられたデータ記憶装置又はキャッシュ２０にローカルに記憶し、それにより、他の通信端末１がそれと同じコンテンツデータにアクセスしたい場合、コンテンツは、アプリケーションサーバ１６からコンテンツデータを通信するのではなくローカルキャッシュ２０から通信端末１に提供され、それにより、モバイル通信ネットワークの通信リソースを節減するように構成する。
【００２１】
本技法により動作するように構成されるモバイル通信ネットワークの図例を図２に示す。図２では、通信端末１は、特定のコンテンツアイテム２２を要求する要求を上りリンクで基地局（ｅＮＢ）２に送信する。それに対応して、パケットデータ通信ベアラは、ＩＰネットワーク１４及びＰＧＷ１２を介してアプリケーションサーバ１６からコンテンツデータを検索したサービングゲートウェイ４から、下りリンク通信ストリーム２４を介してそのコンテンツデータを送信する。しかし、本技法により、本例では、基地局２は、通信ネットワークのエッジノードを形成する。
【００２２】
以下の説明では、ｅＮＢは基地局の一例であるため、基地局及びｅＮＢという用語は同義で使用し得る。
【００２３】
基地局２は、キャッシュ又は関連付けられたデータ記憶装置２６と、パケット検査エンティティ２８及びキャッシュコントローラ３０のうちの一方又は両方とを含む。事実上、パケット検査エンティティ２８及びキャッシュコントローラ３０は一緒に、関連付けられたデータ記憶装置２６内にキャッシュし得るコンテンツデータへのアクセスを提供するローカルゲートウェイ３２を形成することができる。パケット検査エンティティ２８は、モバイル通信端末１からの上りリンク要求２２と、データストリーム２４等の通信される下りリンクコンテンツデータとを解析し、そのコンテンツデータが仮に、関連付けられたデータ記憶装置又はキャッシュ２６内に記憶された場合により効率的になるのに十分、コンテンツデータが頻繁にアクセスされているか否かを判断する。コンテンツデータアイテムにアクセスする通信端末の数、エッジノードがコンテンツをキャッシュする能力を有するか否か、及びコンテンツの所有者が、コンテンツデータアイテムのコピーをモバイル通信ネットワーク内にローカルに記憶することを許可する意志があるか否か等、コンテンツデータアイテムをキャッシュすべきか否かを判断する所定のトリガー条件が確立される。したがって、パケット検査エンティティ２８は、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置にキャッシュすべきか否かを識別し判断する高レベル機能要素を提供する。
【００２４】
パケット検査エンティティ２８がローカルゲートウェイ３２内にある場合、コンテンツデータはローカルゲートウェイによってインターセプトし、キャッシュ２６内に記憶することができる。一例では、コンテンツデータがローカルゲートウェイ３２によってキャッシュされている場合、ローカルゲートウェイは、コンテンツデータがキャッシュされていることを識別するシグナリングメッセージをＰＤＮゲートウェイ１２に通信し、それにより、ローカルデータ記憶装置又はキャッシュ２６からそのコンテンツデータにアクセスしている任意の通信端末１を、アクセスに関して適宜制御し、認証し、課金することができる。別の例では、キャッシュコントローラ３０がローカルゲートウェイ３２内にある場合、ローカルデータ記憶装置２６内のコンテンツデータへのアクセスの制御は、ローカルゲートウェイ３２において行われる。パケット検査エンティティ２８の機能は、コンテンツデータをキャッシュする能力を有する各エッジノードのローカルデータ記憶装置２６にそのコンテンツデータを記憶すべきか否かを識別し、且つ／又は例えば、そのコンテンツにアクセスするモバイル端末の数によりどのコンテンツデータをキャッシュする価値があるかを識別することである。キャッシュコントローラ３０の機能は、アクセスをリモートアプリケーションサーバからエッジノードのローカルデータ記憶装置に切り替えることにより、ローカルデータ記憶装置２６からのそのコンテンツデータへのアクセスを制御することである。しかし、パケット検査エンティティ２８及びキャッシュコントローラ３０をモバイル通信ネットワークの他の部分に別個に配置してもよく、又は同じ場所に配置してもよいことが理解されるだろう。パケット検査エンティティ２８及びキャッシュコントローラ３０の場所は、手短に説明するように、これらの構成要素のそれぞれによって実行される機能的をもたらし得る。
【００２５】
ＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡに基づいてコンテンツにアクセスする技法
通常、エンハンストパケット通信（ＥＰＣ）ネットワークは、サービスがユーザに提供されるレイヤを認識しない。サービスタイプの表示がＥＰＣネットワークに提供される例は、サービス品質（ＱｏＳ）パラメータが、サービスデータの処理に使用されるベアラに割り振られる場合である。しかし、本技法の実施形態は、まず、キャッシュすべきコンテンツデータを識別し、次に、そのコンテンツデータをエッジノードにキャッシュし、次に、そのコンテンツデータへのアクセスを他の通信端末に提供する、より実用的で効率的な構成を提供する。これは、従来、ＥＰＣネットワークが、より複雑な上位層の例を除き、通信中のデータのタイプ及び性質を認識しないという技術的な問題がある場合であっても達成される。
【００２６】
コンテンツデータを関連付けられたデータ記憶装置２６内に記憶すると、本技法の実施形態は、まるで通信端末がアプリケーションサーバ１６からリモートにコンテンツデータにアクセスしているかのように、関連付けられたデータ記憶装置又はキャッシュ２６からのそのコンテンツデータへのアクセスを通信端末１に提供することができる。まるで、ローカルゲートウェイの使用を制御して、インターネットプロトコルに基づくサービスを提供するように３ＧＰＰによって定義されているインターネットプロトコルを介して通信端末がコンテンツデータにアクセスしているかのように、非アクセス層シグナリングレベルでコンテンツデータにアクセスするために提案される２つの技法がある。これらは選択ＩＰトラフィックオフロード（ＳＩＰＴＯ）及びローカルインターネットプロトコルアクセス（ＬＩＰＡ）として知られている。これらの概念は、制御又はＣプレーンエンティティがコアネットワーク部に配置され、一方、ユーザ又はＵプレーン構成要素がモバイル通信ネットワークのエッジノードにあるという点で同様である。
【００２７】
ＳＩＰＴＯ技法及びＬＩＰＡ技法を使用して、エッジノードに関連付けられたデータ記憶装置にローカルに記憶されたコンテンツデータにアクセスすることは、ネットワーク支援モデル及びネットワークアクティブ管理モデルである２つの異なる管理モデルを提供することができる。ネットワーク支援モデルは、ネットワークが、ローカルノードに存在するアプリケ−ションサーバ及びアプリケーションプロキシをトリガーする場合と考えることができる。このプロセスはアプリケーションサーバ／プロキシに可視である。ネットワークアクティブ管理モデルは、ネットワークが、コンテンツをローカルノードにプッシュする場合と考えることができる。これはアプリケーションサーバには不可視である。アプリケーションサーバは、コンテンツが変更された場合、ネットワークが情報を提供するのを支援し得る。
【００２８】
ネットワーク支援モデル及びネットワークアクティブ管理モデルのそれぞれは、オペレータが、コンテンツデータアイテムを提供するアプリケーションサーバに対する制御権を有するか否か及びアプリケーションサーバがネットワークによって提供される情報の処理及び使用に十分な能力を有するか否かに応じて選択し得る。
【００２９】
ＳＩＰＴＯをサポートするネットワーク要素の高レベルのアーキテクチャ例を図３に示し、一方で、ＬＩＰＡをサポートするネットワーク要素の例を図４に示す。手短に説明するように、ローカルに記憶されたコンテンツデータへのアクセスを提供するようなＳＩＰＴＯ及びＬＩＰＡの構成を後に提供する。
【００３０】
図３では、モバイル通信端末１は従来通り、図１に表されるように、データパス５０からｅＮＢ２、サービングゲートウェイ４、及びＰＤＮゲートウェイ１２を介してコンテンツデータを受信する。しかし、ＳＩＰＴＯ技法を使用すると、通信端末によるコンテンツデータへのアクセスは、通信端末１がデータパス５４を介してコンテンツデータを受信するように、アクセスポイント名又はＩＰアドレスをローカルＰＤＮゲートウェイ５２に転換させることによって達成される。それとは対照的に、図４に示されるＬＩＰＡ技法の高レベルアーキテクチャは、通信端末が、ＬＩＰＡ技法を使用して、ホームｅＮＢ又はローカルゲートウェイ３２を使用してローカルキャッシュからコンテンツにアクセスする構成を提供する。したがって、ローカルゲートウェイ３２は、ＩＰバックホールネットワーク６０に接続するホームルータ５８を介してホームネットワーク５６に取り付けられるホームｅＮＢを形成する。サービングゲートウェイ６２は、ＬＩＰＡでは、ユーザプレーンデータ送信に使用されない。サービングゲートウェイ６２は、ローカルゲートウェイ（すなわち、ローカルＰ−ＧＷ）からダミーの空ユーザプレーンパケットの受信を介してページングをトリガーするためにのみ使用される。ＬＩＰＡの場合のデータパスは、ローカルＰ−ＧＷ（Ｌ−ＧＷ）とｅＮＢとの間にＩＰバックホールを介する。ｅＮＢとローカルゲートウェイとの間のインタフェースは内部インタフェースである。モビリティは、ＬＩＰＡではサポートされず、このことは実際に、ＳＩＰＴＯにも当てはまる。モバイル通信端末を、アプリケ−ションサーバ１６を介するリモートアクセスから、例えば、ローカルゲートウェイ３２内のローカルキャッシュに切り替える技法の更なる例について手短に説明する。
【００３１】
パケット検査エンティティ（ＰＩＥ）及びキャッシュコントローラのロケーション
本技法の実施形態は、コンテンツ管理に所定の条件又はトリガーを定義する。トリガーは、ネットワークによってコンテンツデータアイテムを操作（アップロード／更新／削除）する必要がある条件を示す。トリガーは異なるソースから来ることができる。どのエンティティがトリガーを生成するかの決定は、以下の説明のための例に示されるように、トラフィックの監視、検出、及び区別を実行しているエンティティのロケーションに依存し、この例では、このエンティティはパケット検査エンティティと呼ばれる。ネットワークの視点から、コンテンツが中継ノードにキャッシュされるか、それともｅＮＢにキャッシュされるかは問題ではないため、上述したように、エッジノードの一般例と呼び得る。以下の例は説明のための構成を提供し、この構成では、モバイル通信ネットワークが、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置にキャッシュすべきであると判断し、次に、他のモバイル通信端末によるそのコンテンツデータへのアクセスを可能にする。本技法によって対処される技術的な問題は、ＥＰＣデータ通信ネットワークを介してコンテンツデータを通信すべき場合に、そのコンテンツデータをキャッシュすべきであると判断することである。これは、ＥＰＣネットワークが、コンテンツデータ及びそのソースを識別するサービスレイヤを認識しないためである。したがって、本技法はパケット検査エンティティを提供し、上述したように、このエンティティを使用して、図２に示されるように通信端末１によって通信されるコンテンツデータアイテムへの要求及び通信端末１に通信されているコンテンツデータアイテムへの要求の両方を検査する。しかし、パケット検査エンティティ２８は、図５ａ〜図５ｅに示されるように、任意のネットワーク構成要素に存在することができる。
【００３２】
図５ａでは、パケット検査エンティティ２８は、キャッシュデータ記憶装置２６にアクセスすることができる基地局２内に配置される。パケット検査エンティティ２８は、キャッシュすべきコンテンツデータの識別を担当する。パケット検査エンティティ２８は、基地局２内に配置される場合、コンテンツデータをキャッシュ可能であるか否かについて基地局２の能力の知識を有する。この例では、基地局２は、通信端末１のエッジノードを形成する。
【００３３】
図２に示されるように、キャッシュコントローラ３０は、通信端末１によるコンテンツデータへのアクセスを提供する。キャッシュコントローラ３０はモバイル通信ネットワーク内の任意の場所に配置することができるが、キャッシュコントローラ３０を基地局２内又はサービングゲートウェイ４内に配置することで、キャッシュコントローラをエッジノードの近傍に配置することにより、コンテンツデータアイテムをキャッシュするエッジノードの能力と、コンテンツデータにアクセスしている通信端末との、両方のより多くの知識がキャッシュコントローラに提供されるという点で利点が提供される。しかし、コンテンツへのアクセスに関して正確な認証、許可、及び課金（すなわち、ＡＡＡ機能）を保証するために、キャッシュコントローラは、通信端末のいずれが異なるコンテンツデータアイテムのそれぞれを受信しているかの表示をＰＤＮゲートウェイに通信する必要がある。
【００３４】
図５ｂに示されるように、パケット検査エンティティ２８．１、２８．２は、２つの部分に分けることができ、マスタ部２８．１はサービングゲートウェイ４に配置され、スレーブ部２８．２は、トリガー条件に従ってコンテンツデータを記憶するための情報を提供するに当たりマスタ部を支援する。サービングゲートウェイ４は、地理的エリア内の複数の基地局又はｅＮＢ２に接続されるため、これらの複数の基地局２のいずれが、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置２６に記憶する能力を有するか、ひいては、これらの複数の基地局２のいずれが、特定のソースからのそのコンテンツデータをキャッシュするとパケット検査エンティティ２８によって判断された場合、コンテンツデータのキャッシングを制御することができるかの知識を有する。したがって、この知識を使用して、パケット検査エンティティ２８のスレーブ部２８．２は、最も恩恵をもたらすロケーションに記憶されるようにコンテンツデータをアレンジする。したがって、主な判断は、マスタ部２８．１によって行われ、スレーブ部２８．２は、この要求をどのように分散させるかについての知的判断を行うか、又はこの情報をパケットデータネットワークゲートウェイ１２に渡す。図５ｃに示されるように、パケット検査エンティティ２８がパケットデータゲートウェイ（ＰＤＮ）１２内に配置される場合、ＰＤＮゲートウェイ１２は、コンテンツデータにアクセスしている通信端末に対応するＩＰレイヤ通信の各終端エンドポイントへのアクセスを有するが、コンテンツデータをキャッシュするエッジノード又は基地局２の能力の知識を有さないことがある。したがって、特定のソースからのコンテンツデータをキャッシュすべきであると判断されると、ＰＤＮゲートウェイ１２は、基地局内のキャッシュコントローラ３０と通信して、ローカルデータ記憶装置２６内へのコンテンツデータのキャッシングを制御し得る。このシナリオでは、上述した理由から、Ｓ−ＧＷが支援する必要がある（ローカルＰＧＮ−ＧＷ（すなわち、Ｌ−ＧＷ）がｅＮＢと同じ場所に配置されない限り）。しかし、キャッシュコントローラがＰＤＮゲートウェイに配置される場合、従来の構成のＬＴＥネットワークによれば、ＰＤＮゲートウェイは認証、ポリシー施行、及び課金を実行するように構成されるため、これらの機能はより容易に行われる。
【００３５】
以下の説明では、ローカルゲートウェイという用語は、ＬＩＰＡではｅＮＢと同じ場所に配置されるが、ＳＩＰＴＯではそうではないＰＤＮゲートウェイＰＤＮ−ＧＷのローカル機能を暗示し、意味するために使用される。
【００３６】
更なる例は、パケット検査エンティティ２８がアプリケ−ションサーバ１６内に存在するか、又はアプリケーションサーバ１６に関連付けて存在する場合である。手短に説明するように、アプリケーションサーバ１６は、インターネットプロトコルサービスにアクセス中の通信端末１にモバイル通信ネットワークによって割り振られるアドレスの可能な範囲の情報を受信する場合、どのコンテンツデータが通信端末１に送信されているかを識別することができ、したがって、パケット検査エンティティ２８は、どのコンテンツをキャッシュすべきかを判断することができる。キャッシュすべきコンテンツデータの宛先ＩＰアドレスに関して通信端末１を識別すると、アプリケーションサーバ１６内のパケット検査エンティティ２８は、コンテンツデータをキャッシュする制御シグナリングをＰＤＮゲートウェイ１２に通信し、このシグナリングは、サービングゲートウェイ４を介して、コンテンツデータをキャッシュする能力を有する基地局（エッジノード）２に渡される。
【００３７】
図５ａに示される例に対応する同様の例が図５ｅに提供され、この例では、中継ノード１８が、通信端末１の通信ネットワークのエッジノードを形成する。中継ノード１８はパケット検査エンティティ２８を含み、このエンティティは、図５ａに示されるｅＮＢ２によって実行される方法と同じ方法でコンテンツデータをキャッシュすべきか否かを判断する。
【００３８】
したがって、図５ａ〜図５ｅを参照する上記の例によれば、任意のネットワーク要素がパケット検査エンティティ２８を含むことができることが理解されるだろう。しかし、理解されるように、パケット検査エンティティ２８は、基地局２又は中継ノード１８であり得るエッジノード内に配置されない場合、エッジノードがコンテンツデータをデータ記憶装置２６にローカルに記憶することができるか否かについての知識を有さないことがある。他方、コンテンツデータへのアクセスを制御して、コンテンツデータへのアクセス及び関連付けられた電気通信サービスに関して認証、許可、及び課金を促進するために、パケット検査エンティティ２８が、特定のコンテンツデータアイテムをキャッシュすると判断する場合、キャッシュコントローラ３０は、コンテンツデータのそのアイテムがＰＤＮゲートウェイ１２にキャッシュされたとの情報を通信する必要がある。さらに、キャッシュコントローラ３は、特定の通信端末１がコンテンツデータアイテムにアクセスしたとの情報を通信する必要があることがある。パケット検査及びデータキャッシュの制御についての異なるロケーションの更なる動作例が、以下の段落において説明される図７〜図１０に提供される呼フロー図に提供される。
【００３９】
ＰＤＮ−ＧＷでのトリガー、コンテンツのアップロード及び検索
図６は、パケット検査エンティティ２８がＰＤＮゲートウェイ１２内に配置される例を示す。上述したように、ＰＤＮゲートウェイ２８は、ｅＮＢ２又は中継ノード１８のいずれがキャッシュ設備を有するか、又はいずれの通信端末１がいずれのｅＮＢ２に接続されているかについての知識を有さない。しかし、この知識はサービングゲートウェイ４に提供される。したがって、図６に示される例では、サービングゲートウェイ４がキャッシュコントローラ３０を含み、このコントローラ３０は、関連付けられたデータ記憶装置２６を有するｅＮＢ２内へのコンテンツデータのキャッシュを制御する。したがって、通信端末１により、特定のソースからのコンテンツデータをアクセスのためにキャッシュすべきであると判断されると、ＰＤＮゲートウェイ１２は、１組のモバイル通信端末のコンテンツデータをキャッシュすべきサービングゲートウェイ４に制御メッセージ８０を通信する。次に、サービングゲートウェイ４は、各ｅＮＢ２に接続されている通信端末の数を特定して、ローカル「ホットスポット」を識別する。ホットスポットは、特定の閾値数を超える、基地局２の１つに接続された通信端末の特定の数から識別される。代替的には、所定の閾値を超える、同じキャッシュされたコンテンツデータにアクセスしている通信端末の数に従って、ホットスポットインジケータを設定することができる。これらの閾値のいずれか一方がトリガーされる場合、そのｅＮＢがローカルデータ記憶装置２６にアクセスすることができるとき、サービングゲートウェイ４は、ｅＮＢ２にコンテンツデータをローカルデータ記憶装置２６にキャッシュするように指示する。したがって、図６では、ｅＮＢ８２はローカルデータ記憶装置へのアクセスを有さず、したがって、コンテンツデータアイテムをキャッシュすることができず、一方、別のｅＮＢ８４は、接続されている、十分な数の通信端末を有さないか、又はコンテンツデータをキャッシュ２６内に記憶する価値のあるコンテンツデータにアクセスしている、十分な数の通信端末を有さないことがある。同様に、別のｅＮＢ８６は、接続されている十分な数のモバイル端末１を有し得るが、キャッシュ設備を有さない。したがって、サービングゲートウェイ４は、コンテンツをローカルにキャッシュするエッジノードの能力と、コンテンツデータにアクセスしている通信端末の数又はそのエッジノードに接続されている通信端末の数とに応じて、コンテンツデータアイテムのキャッシュを制御することができる。これらはコンテンツデータをキャッシュする所定の条件の例である。
【００４０】
キャッシュされたコンテンツデータにアクセスしたい通信端末は、コンテンツデータを通信する通信ネットワークによって確立された通信ベアラのＩＰ宛先アドレス又はＩＭＳＩ若しくはＧＵＴＩ等の他の何らかのモバイル識別子のいずれかによって識別することができる。
【００４１】
したがって、エッジノードは、ネットワークによりコンテンツをキャッシュするように命令される。一例では、これは、リモートノードから提供される内部情報に基づいてＰＤＮゲートウェイによって実現することができる。例えば、ＰＣＣがＰＤＮゲートウェイにアクセスすることができ、ＰＣＥＦは、既存のＰＣＣフレームワークではＰＤＮゲートウェイに存在する。ＰＣＣは、ＳＩＰシグナリングコンテンツへのアクセスを有する。ＰＤＮゲートウェイは、統計学的処理／プロファイリング技法及びＤＰＩ技法を使用して、同様のコンテンツデータアイテムが、特定のサービングゲートウェイで終端するベアラで要求されるか否かをチェックすることもできる。シグナリングのサポートに関して、ＰＤＮゲートウェイは、ＧＴＰ／ＰＭＩＰ（Ｓ５又はＳ８インタフェース）及びＳ１インタフェースを経由してＭＭＥを介してエッジノードに通知する。これは両方のＬＴＥ−Ａ中継に当てはまり、ｅＮＢ、ＨｅＮＢは、Ｓ１インタフェースを終端させるため、エッジノードとして機能する。この例は、図７に示される例によってより詳細に説明される。
【００４２】
図７に、呼フロー図を示し、この図では、通信端末１は、ＰＤＮゲートウェイ１２と、ｅＮＢ２又はドナーｅＮＢ１８を介してＭＭＥ８を使用するサービングゲートウェイ４と、中継ノード１８とを介してアプリケーションサーバ１６からコンテンツデータにアクセスする。メッセージフローＭ１では、従来通りのメッセージ交換が行われ、通信端末１がアプリケーションサーバ１６上のコンテンツデータにアクセスできるようにする。メッセージフローＭ２は、コンテンツデータが中継ノード１８を介して通信端末１に送られる対応する例を提供する。図７に示される例では、トラフィックの監視は、プロセスステップＳ１としてＰＤＮゲートウェイ１２内で実行される。したがって、ＰＤＮゲートウェイ１２はパケット検査エンティティ２８を含み得、このエンティティ２８は、どのコンテンツデータアイテムをキャッシュすべきかを判断する。特定の数のアクセスが同じコンテンツデータアイテムに対して行われている場合等、トリガー条件が満たされる場合（Ｓ１），ＰＤＮゲートウェイ１２は、コンテンツデータアイテムをキャッシュすべきであると判断する。したがって、ＰＤＮゲートウェイ１２は、通信端末１を識別する特定の組のアドレス又は同じコンテンツへのアクセスに使用される多数のベアラを有する特定のＳ−ＧＷに対してコンテンツデータをキャッシュすべきであるとのメッセージＭ３をサービングゲートウェイ４に通信する。次に、サービングゲートウェイ４は、プロセスステップＳ２において、コンテンツデータを特定の基地局又はｅＮＢ２によってキャッシュすることができるか否かについて何らかの更なる区別を実行し、キャッシュ可能な場合、メッセージフローＭ４が提供されて、コンテンツデータをキャッシュすべきことを他のノードに通知する。プロセスステップＳ３において、特定の基地局２に関して判断されるように、コンテンツデータが利用可能ではない場合、ステップＳ４において、メッセージ交換Ｍ５、Ｍ６を介してコンテンツデータは基地局２にダウンロードされる。欠落テキスト
【００４３】
コンテンツはエッジノードにダウンロードされず、むしろいくつかの例では、コンテンツを開始しようとしているモバイル通信端末への送信から検索すべき場合、又はスケジュールされた手段を介して検索すべき場合、エッジノードはコンテンツを記憶するように命令され、この段階でマーカが構成され、次に、エッジノードへの一時的な専用ベアラが使用される。コンテンツをアップロードする２つの方法がある。
１．マーキングが使用される場合、モバイル通信端末への進行中の送信から検索すること、
２．送信をスケジュールし、コンテンツアップロードのためだけに確立されたベアラを一時的に使用すること。
【００４４】
通信端末１が、メッセージＭ７を介して最初にコンテンツデータにアクセスし、次に、メッセージ交換Ｍ８を介して、コンテンツデータがローカルデータ記憶装置２６に提供される。中継ノード１８は、メッセージ交換Ｍ９を介して、中継ノード上で通信端末１によりコンテンツデータにアクセス可能なことを示し、メッセージ交換Ｍ１０を通して、コンテンツデータはローカルデータ記憶装置２６から通信端末１に提供される。
【００４５】
代替の実施形態では、エッジノード２、１８がコンテンツをキャッシュする能力に関する情報に、サービングゲートウェイ４を介してＰＤＮゲートウェイがアクセスすることができ、サービングゲートウェイ４は通常、ｅＮＢ及び中継ノードがデータを記憶する能力に関連する何らかの情報を記憶する。マーカを使用して、エッジノードが、他のユーザに送信されたコンテンツデータを抽出し、将来使用するためにローカル記憶装置に配置できるようにし得る。（提案）。
【００４６】
エッジノードでのトリガー
この例によれば、エッジノードは、例えば、ＳＩＰシグナリング等のシグナリングメッセージをインターセプトするか、又は例えば、ウェブ閲覧要求内のＵＲＬアドレスを検出して、コンテンツデータを、記憶されたローカルデータから送るべきであるか否かを判断することによって、要求されたコンテンツデータのタイプを発見する。この例では、エッジノードは、記憶／キャッシュされたコンテンツデータアイテムを知っているため、適切なときにこれの使用を判断し得る。この判断は、ポート番号、ＩＰアドレス、ＦＱＤＮ等に基づいて行うこともできる。ローカルＩＰアクセスがエッジノードで可能な場合、トリガー条件が満たされるとき、コンテンツはエッジノードによってフェッチすることができる。しかし、ローカルＩＰアクセスが利用可能ではない場合、コンテンツデータアイテムはネットワークによって送らなければならない。エッジノードトリガーのこれらの２つの代替例が図８及び図９に提供される。
【００４７】
図８は、中継ノード１８であるエッジノードが、コンテンツデータをキャッシュすべきであると判断する場合の呼フロー図例を提供する。図８は、図７に示されるフロー図に対応し、したがって、違いについてのみ説明する。図７に示される例とは対照的に、パケットトラフィックの監視Ｓ１０及び特定のソースのコンテンツをキャッシュするトリガー条件が満たされるとの判断Ｓ１２は、中継ノード１８を用いて実行され、したがって、中継ノード１８はパケット検査エンティティ２８を含む。ステップＳ１４において、コンテンツデータが現在、中継ノード１８のローカルデータ記憶装置で利用可能ではないと判断され、したがって、メッセージ交換Ｍ２０を用いて、コンテンツデータにＰＤＮゲートウェイ１２を介してアクセスし、それにより、ステップＳ１６において、コンテンツデータはアプリケーションサーバ１６から検索される。メッセージ交換Ｍ２２を使用して、コンテンツデータは、ステップＳ１８において、関連付けられたデータ記憶装置２６において中継ノードに対して利用可能になり、メッセージ交換Ｍ２４においてモバイル通信端末に提供される。別の例では、コンテンツデータは、メッセージ交換を使用してｅノードＢに既に存在するため、ステップＳ２０においてｅノードＢからモバイル通信端末にダウンロードされる。メッセージ交換Ｍ２５は、モバイル通信端末から提供され、モバイル通信端末は、メッセージ交換Ｍ２６においてｅノードＢからコンテンツデータを受信する。
【００４８】
図９に提供される呼フロー図は、コンテンツデータを記憶すべきか否かの判断は、エッジノードにおいてトリガーされる図８に示される例に対応するが、ＰＤＮゲートウェイからアップロードされ検索される図８に示される例とは異なり、図９では、コンテンツデータは、エッジノード及びローカルゲートウェイ３２からアップロードされ検索される。メッセージ交換Ｍ３０を使用して、通信端末１は、ＰＤＮゲートウェイ１２及びサービングゲートウェイ４を介してアプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータへのアクセスを要求する。ステップＳ２０において、通信端末とアプリケーションサーバとの間のトラフィックが監視され、トリガー条件が満たされる場合、特定のソースからのコンテンツデータをキャッシュすべきであると判断される。コンテンツデータが現在、ステップＳ２４によって判断されるように、利用可能ではない場合、次に、ステップＳ２６において、ローカルゲートウェイ３２は、アプリケーションサーバ１６からのコンテンツデータにアクセスする。メッセージ交換Ｍ３２を通して、通信端末１は、コンテンツデータへのアクセスを要求し、ステップＳ２８において、コンテンツデータはエッジノードに提供され、エッジノードは、ローカルゲートウェイ形成して、メッセージ交換Ｍ３４を介してそのコンテンツデータにアクセスする。同様に、コンテンツデータは、エッジノードとしての中継ノード１８にダウンロードすることができ、中継ノード１８は、中継ノード１８を介してメッセージ交換Ｍ３６によって提供される同じコンテンツへのアクセスを他の通信端末に提供するキャッシュデータ記憶装置２６を含む。
【００４９】
アプリケーションサーバでのトリガー、コンテンツのアップロード及び検索
図１０は、図７、図８、及び図９に示される例に対応する呼フロー図例を提供するが、トラフィックの監視及びパケット検査エンティティ機能はアプリケーションサーバ１６及びＰＤＮゲートウェイ１２内に提供される。この例では、コンテンツデータをローカルにキャッシュするトリガー条件は、アプリケーションサーバにおいて判断される。これは、アプリケーションサーバによってアプリケーションプロキシに通知することができる。ネットワークはアプリケーションサーバからトリガー条件を中継し得る。アプリケーションサーバは、コンテンツをエッジノードにキャッシュすることが望まれるとの、ネットワークからの指示を受信することもできる。代替的には、アプリケーションサーバは、ネットワークオペレータによって提供される追加情報、例えば、サービスへの加入等の何らかの基準を満たすユーザに割り振られたＩＰアドレス、エッジノードがコンテンツをキャッシュすることができるか否かについての情報、エッジノードに関するグループ化、処理されるＩＰアドレス及び要求されたサービス等に基づいて、この判断を行うことができる。
【００５０】
他の例と同様に、メッセージ交換Ｍ４０及びＭ４２を通して、通信端末１は、アプリケーションサーバ１６上のサービングゲートウェイ４を介してコンテンツデータにアクセスする。図１０では、ＰＤＮゲートウェイ１２は、ステップＳ４２においてアプリケーションサーバ１６に情報を提供して、コンテンツデータのキャッシュをトリガーする条件が満たされたか否かを判断することに関わる。したがって、メッセージ交換Ｍ４４において、ＰＤＮゲートウェイは、通信端末１に提供中のサービスについての情報をアプリケーションサーバ１６に通信する。
【００５１】
図１０に示されるように、代替がステップＳ４４及びＳ４６において提供され、これらのステップはＳ４０及びＳ４２に対応するが、トラフィックの監視及びコンテンツデータをキャッシュするトリガー条件が満たされているか否かの判断はアプリケーションサーバ１６によって実行される。いくつかの通信端末がコンテンツデータにアクセス中であることを理由に、アプリケーションサーバ１６、又はＰＤＮゲートウェイ１２とアプリケーションサーバ１６とが組み合わせられて、コンテンツデータをキャッシュすべきか否かを判断する場合、何らかのインバンドシグナリングＭ４６を使用して、コンテンツデータをキャッシュすべきであるとの制御メッセージが中継ノード１８に送信され、そのコンテンツデータにアクセス中の通信端末が識別される。したがって、ステップＳ４８において、中継ノードはコンテンツデータをキャッシュし、このコンテンツデータは、ｅＮＢ２等の他の基地局によってもキャッシュされる。したがって、ステップＳ５０及びＳ５２において、中継ノード１８及びｅＮＢ２は、コンテンツが利用可能であると判断し、それにより、メッセージ交換Ｍ４８及びＭ５０を通して、通信端末に、中継ノード１８又はｅＮＢ２からコンテンツデータにアクセス可能なことを通知する。
【００５２】
いくつかの例では、モバイル通信端末は、サービスの一環としてコンテンツデータを要求する。それに応答して、エッジノードは、コンテンツがキャッシュされていることをモバイル端末に通知せず、コンテンツがキャッシュから提供されることのみを通知する。間接的な表示は、ネットワークが別のＰＤＮ接続を確立している場合のみである。この場合、これはモバイル通信端末にトランスペアレントではない。
【００５３】
理解されるように、ローカル記憶装置は、アプリケーションプロキシを使用するなど、様々な手段によって実施することができる。コンテンツをエッジノードに記憶するとの判断がなされると、エッジノードは、コンテンツデータを受信し、記憶する。このプロセスは実質的に、コンテンツにアクセスしている通信端末には不可視であり得る。
【００５４】
図１１、図１２ａ、及び図１２ｂは、アプリケーションサーバ１６が、特定の範囲の通信端末によってアクセスし得るコンテンツデータをキャッシュすべきか否かを判断するために、パケット検査エンティティを含む構成例を示すブロック図例を提供する。このために、アプリケーションサーバ１６は、ＰＤＮゲートウェイ１２から、ＰＤＮゲートウェイ１２がインターネットプロトコルネットワークのインタフェースを形成するモバイル通信ネットワークからサービスを要求し得る通信端末１のアドレス空間を受信する。したがって、メッセージ１００において、ＰＤＮゲートウェイは、アドレス空間をアプリケーションサーバ１６に通信する。図１２に示されるように、ＩＰアドレスプール７００がＰＤＮゲートウェイ１２からアプリケーションサーバ１６に通信されるメッセージ交換が示される。
【００５５】
通信ネットワークの特定のソースからのコンテンツデータをキャッシュするとの判断がなされると、例えば、インバンドシグナリングを使用して、アプリケーションサーバは、特定のソースからのコンテンツデータをキャッシュすべきこと及びキャッシュされたコンテンツデータにアクセスし得る通信端末の識別された宛先アドレスの可能な範囲の表示とをＰＤＮゲートウェイに通信する。したがって、図１２ａに示されるように、インバンドシグナリング７０２を使用して、ＰＤＮゲートウェイに、キャッシュすべきコンテンツデータとコンテンツデータの宛先アドレスの情報が提供される。しかし、上述したように、ＰＤＮゲートウェイ１２は、基地局のいずれが、データコンテンツをキャッシュするためにローカルデータ記憶装置にアクセスを有するかについての知識、又はいずれの通信端末がコンテンツデータにアクセス中であるか及び通信端末が接続されている基地局についての知識を有さない。したがって、図１２ａに示されるように、更なるメッセージ７０４及び７０６により、ＰＤＮゲートウェイは、サービングゲートウェイ４を介して、そのコンテンツデータのソースからコンテンツデータにアクセス中の通信端末の情報を、キャッシュすべきコンテンツデータの情報と共に基地局２に通信する。したがって、効率的に、図１２ｂに示されるように、アプリケーションサーバ上のプロトコルスタック及び基地局は、プロトコルレイヤＺ７０８として示されるより上位層のプロトコルメッセージを交換して、ローカルデータ記憶装置からのコンテンツデータへのアクセスを制御する。
【００５６】
モバイル通信端末に提供されるサービスの識別は、ＵＲＬ、サーバＩＰアドレス、ポート番号、コンテンツタイプ、プロトコルタイプ、例えば、ｈｔｔｐ、ＲＴＰ等、有効期間、タグ情報、ローカルノード識別情報（任意選択的）等の情報を含むメタデータを使用して行い得る。これは、コンテンツデータを操作すべく、キャッシュされたコンテンツデータを識別するためにネットワークにおいて使用され得る。これは、コンテンツデータがキャッシュされた場合、サービスプロバイダがコンテンツデータを管理できるように使用され得る。
【００５７】
コンテンツ変更（更新／削除）
図１３は、キャッシュされたが、定期的に変更し得、したがって、アプリケーションサーバによって構成されるコンテンツデータを更新するプロセスを示す呼フロー図を提供する。メッセージ交換Ｍ６０及びＭ６２では、通信端末１は、アプリケ−ションサーバ１６からのコンテンツデータにアクセスする。サービスステップＳ６０において、ＰＤＮゲートウェイ１２は、エッジノードとして機能するｅＮＢ２のローカルデータ記憶装置に記憶されたコンテンツデータの更新をスケジュールする。したがって、メッセージ交換Ｍ６４を介して、コンテンツデータの更新は基地局２に通信され、それにより、ステップＳ６２において、コンテンツデータはアプリケーションサーバ１６から検索され、メッセージ交換Ｍ６６を介してコンテンツデータをｅＮＢ２に通信することによってキャッシュされる。したがって、ステップＳ６４において、コンテンツデータは、通信端末１への通信に利用可能である。
【００５８】
代替として、メッセージ交換Ｍ６８を介して、アプリケーションサーバ１６は、インバンドシグナリングを使用して、エッジノードとして機能する例えば中継ノード又は基地局２におけるコンテンツデータを更新することができる。したがって、コンテンツデータは、ステップＳ６６において、インバンドシグナリングを介して更新され、ステップＳ６８において、利用可能になる。メッセージ交換Ｍ７０は、コンテンツ更新のためではなく、ＡＡＡのために使用される。Ｓ６８及びＳ７０において、コンテンツがエッジノードで既に利用可能であるが、Ｓ６８では、コンテンツデータがメッセージ交換６８を介してアップロードされていると仮定される。本技法のこの例を使用して、コンテンツデータを管理し、更新／削除することができる。説明したように、この管理は、インバンドシグナリングを使用してアプリケーションサーバにより、又はＰＤＮゲートウェイにより行うことができる。
【００５９】
キャッシュされたコンテンツデータとローカルコンテンツデータとの切り替え
上述した本技法の実施形態は、例えば、パケット検査エンティティによるキャッシングサービス又はコンテンツデータのトリガー条件の例を提供する。この場合、キャッシュコントローラが、キャッシュされたコンテンツへのアクセスを提供する。本技法によれば、モバイル通信ネットワークは、アプリケーションサーバからリモートにではなく、ローカルデータ記憶装置又はキャッシュからコンテンツデータにアクセスを提供するように構成される。エッジノードからローカルにコンテンツデータにアクセスを提供可能なように、エッジノードは以下のステップを行うことが求められる。
・サービス要求又はコンテンツデータ要求をインターセプトするステップ。
・要求されたコンテンツデータがローカルで利用可能であるか否かを検証するステップ。これは通常、マッチングフィルタを、キャッシュされたコンテンツデータを記述するメタデータを有するデータベースに適用することによって実現される。メタデータは、ＵＲＬ、サーバＩＰアドレス、ポート番号、コンテンツタイプ、プロトコルタイプ、例えばｈｔｔｐ、ＲＴＰ等、有効期間、タグ情報、ローカルノード識別情報（任意選択的）等の情報を含む。これは、ネットワークにおいてキャッシュされたコンテンツを識別するために使用される。
・データのソースを切り替えるステップ。
【００６０】
切り替えは、ＰＤＮ接続時及びベアラ確立時に行うことはできず、その理由は、この段階では、ＰＤＮ接続及びベアラが、検索されたコンテンツデータのためだけに確立され、サービスデータが送られると、ベアラが終了する場合でない限り、ユーザが要求することになるサービス又はコンテンツデータが何かわからないためである。しかし、これは、コンテンツ要求及びアクセス毎に要求される追加の制御プレーンシグナリングがある場合、現実的ではない。したがって、ユーザがローカルに記憶されたコンテンツを要求したことをネットワークが発見する場合、サービスデータを切り替えるために、動的な対策が必要である。
【００６１】
本技法によれば、モバイル通信ネットワーク内の１つ又は複数の要素は、キャッシュコントローラを含み、このコントローラは、図１４に示され、以下のようにまとめられる区別プロセスのステップをローカルノード又はエッジノードで実行するように動作する。
Ｓ８０：プロセスの開始から、データパケットが、上述したようにパケット検査エンティティによって監視され、このエンティティは、ステップＳ８２において、制御データの送信及び特定のソースからのコンテンツデータアイテムへの要求の受信をインターセプトする。
Ｓ８４：ステップＳ８４において、キャッシュコントローラは、要求されたコンテンツデータがローカルに、例えば、エッジノード（例えば、基地局又は中継ノード）に関連付けられたローカルデータ記憶装置又はキャッシュで利用可能であるか否かを判断する。ローカルコンテンツデータが利用可能ではない場合、フローはステップＳ８２に戻り、このプロセスは、パケット検査エンティティを用いて続けられて、上述したようにコンテンツデータをキャッシュすべきか否かを判断する。
Ｓ８６：要求されたコンテンツデータが、エッジノードのローカルデータ記憶装置でローカルに利用可能な場合、エッジノードはアクセスをローカルデータ記憶装置からのコンテンツデータへのアクセスに切り替える。
Ｓ８８：ステップＳ８８において、データは、ローカルデータ記憶装置から通信端末に供給され、ステップＳ９０において、キャッシュコントローラは、要求されているコンテンツデータがまだあるか否かを判断し、コンテンツデータを供給し続け、ない場合、制御フローは開始Ｓ８０に戻る。
【００６２】
ＳＩＰＴＯ技法を介してコンテンツデータを通信端末に提供するように動作するネットワークと、ＬＩＰＯ技法を介してそれを行うように動作するネットワークとの高レベルの構造的違いを示す図３及び図４を参照して上述した例に対応して、図１５及び図１６は、ＳＩＰＴＯ技法及びＬＩＰＯ技法がいかに実施可能かのより詳細な例を示す。これらの２つの選択肢例にはいくつかの類似点及び相違点がある。
【００６３】
図１５では、ウェブコンテンツにＳＩＰＴＯアクセスを実施するモバイル通信ネットワークの部分を示す。図１５に示されるように、通信ベアラ１００、１０２は、リモートに配置されたアプリケーションサーバ１０４から利用可能であり得るコンテンツデータへのアクセスを提供する。しかし、後述するように、コンテンツデータは代わりに、ローカルキャッシュ２６から提供される。
【００６４】
図１６では、ＬＩＰＯ技法が示され、ｅＮＢ２を介してローカルゲートウェイ３２によってアクセスされるローカルデータ記憶装置２６を含む。ローカルゲートウェイ３２は、Ｓ５／Ｓ８インタフェースによってサービングゲートウェイ４に接続され、ｅＮＢ２は、インタフェースＳ１を介してサービングゲートウェイ４に接続される。図１５に示される例と同様に、リモートに配置されたサーバ１１０が提供され、このサーバ１１０は従来通り、ｅＮＢ２を介してコンテンツデータをモバイル通信端末に通信するように構成される。しかし、図１６に示されるように、コンテンツデータは、データ記憶装置２６にローカルに記憶され、ローカルゲートウェイ３２を介してアクセスされる。コンテンツデータへのアクセスをリモートサーバからローカルキャッシュに切り替えるＳＩＰＴＯ技法の更なる例を以下に説明する。
【００６５】
ＳＩＰＴＯ技法
本技法によれば、通信端末が、オペレータによって管理されるＰＤＮゲートウェイへの少なくとも１つのデフォルトベアラとのＰＤＮ接続を確立すると、通信端末は、通信端末をモバイル通信ネットワークに接続するエッジノードのローカルデータ記憶装置にコピーとしてキャッシュされたコンテンツデータアイテムを要求し得る。本技法の実施形態は、切り替えが決定されると、コンテンツデータへのアクセスをリモートサーバから、ローカルゲートウェイを形成するエッジノードにローカルに記憶されたコピーに切り替える構成を提供することができる。問題は、システムがいかに切り替わるかである。いくつかの選択肢が可能である。選択肢を以下に提示する。
・接続切り替え：コンテンツデータにアクセスするために通信端末が確立したＰＤＮ接続に使用されるＰＤＮゲートウェイをローカルゲートウェイに切り替える必要がある。これは、コンテンツの検索に使用されるＩＰフローの場合のみであり、他の全てのＩＰフローでは、レガシー／旧式のＰ−ＧＷ及びＰＤＮ接続が使用され、Ｐ−ＧＷは、エッジノードに切り替えられたフローをゲート制御／遮断し得る。
・トリガーされた新しいＰＤＮ接続／ベアラセットアップ：代替的には、新しいＰＤＮ接続が作成され、デフォルトベアラ／他のベアラが確立され、通信端末は、コンテンツ検索にベアラを使用するように教えられる。ベアラは、活動がないある期間後に暗示的に解放することができる。元のＰＤＮ接続／ベアラは何もしない状態を保つが、通信端末はネットワークによってトリガーされる。この解決策は、通信端末がローカルプロトコルスタックの新しいインスタンスを作成する際、ミラーリングされたローカルプロトコルスタックを使用する必要性を回避する。
・ユーザプレーンデータ挿入：ｅＮＢは、通信端末の要求をインターセプトし、この情報を通信端末に直接供給して、そのローカルデータを通信端末に転送する。
【００６６】
理解されるように、ローカルゲートウェイ又はエッジノードからのキャッシュはコンテンツを提供するが、プロトコルスタックの仮想インスタンス化も何らかの状態情報を保持する場合、例えば、ＴＣＰインスタンス化が接続情報を保持する場合、いくつかのシナリオでは要求されることがある。これは、通信端末側を、コンテンツ切り替えを認識しない状態に保つために必要である。
【００６７】
ＳＩＰＴＯ技法を使用する３つの変形があり、それらについて、ＳＩＰＴＯ技法を使用してコンテンツデータにアクセスする例を説明する３つの呼フロー例を提供する図１７、図１８、及び図１９を参照して以下の段落に説明する。
【００６８】
接続切り替え
図１７に示される第１の例では、エッジノードは、通信端末によって要求されたコンテンツデータが、関連付けられたローカルデータ記憶装置で利用可能であることを検出し、それに従ってネットワークに通知し、ネットワークが、通信端末からの要求を処理し、コンテンツデータをリモートに配置されたソース（アプリケーションサーバ）から供給するのを停止する。仮想ローカルゲートウェイが、ミラーリングされたプロトコルスタックと、ローカルキャッシュから提供されたコンテンツデータとともに、ローカルＰＤＮ接続にインスタンス化される。これは、コンテンツデータの検索に使用されるＩＰフローの場合のみである。したがって、図１７では、メッセージＭ１００を通して、通信端末１は、ローカルゲートウェイ１２０から、特定のソースからのコンテンツデータへのアクセスを要求する。
【００６９】
図１７は、コンテンツ要求の監視がｅＮＢローカルゲートウェイ１２０内で実行されるか、それともＰＤＮゲートウェイ１２で実行されるかに応じてコンテンツデータを送る２つの代替の構成Ａ及びＢを提供する。第１の構成Ａでは、ステップＳ１００において、要求の監視はｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０において行われ、ステップＳ１０２において、ｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０は、ローカルコンテンツがローカルデータ記憶装置又はキャッシュ２６から利用可能であるか否かを判断する。メッセージ交換１０２を使用して、コンテンツデータの検索に使用されるＩＰフロー用にローカルＰＤＮ−ＧＷをインスタンス化するために、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置から通信端末に提供することができるか否かについて、及び要求されたＰＤＮ情報について、ＰＤＮゲートウェイに問い合わせる。
【００７０】
この例では、エッジノードとして機能するｅＮＢは、インターネットプロトコルを使用してコンテンツデータへのアクセスを制御するローカルゲートウェイになる。
【００７１】
第２の代替構成Ｂでは、コンテンツデータにアクセスする要求は、メッセージ交換Ｍ１０４を介してパケットデータゲートウェイ１２に通信され、このゲートウェイ１２は、ステップＳ１０４において要求を監視しており、ステップＳ１０４及びＳ１０６においてｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０からローカルにコンテンツが利用可能であるか否かを検出する。メッセージ交換１０６を使用して、ＰＤＮコンテキストデータは、通信端末１によるアクセスのためにローカルゲートウェイ１２０にアップロードされる。これは、ステップＳ１０８において、関連するＩＰフローでｅＮＢ／ローカルＰ−ＧＷでのミラーリングされたＰＤＮ接続のインスタンス化を可能にして、まるでコンテンツデータがアプリケショーションサーバ１６からアクセスされるかのように、ローカルデータ記憶装置からのコンテンツデータへのアクセスを通信端末１に提供する。ステップＳ１１０において、ミラーリングされたプロトコルスタックが作成され、メッセージ交換Ｍ１１０を通して、サービスデータはローカルゲートウェイから提供され、ＰＤＮゲートウェイに通知される。
【００７２】
トリガーされた新しいＰＤＮ／ベアラの確立
新しいＰＤＮ接続及びベアラが確立される例でのローカルに記憶されたコンテンツデータにＳＩＰＴＯアクセスする場合の呼フローを図１８に示し、これは、図１７に示される呼フローに実質的に対応するが、コンテンツデータを通信するために、新しい通信ベアラ及びＰＤＮ接続が確立される。したがって、違いのみを説明する（ベアラが１つ又は複数のＩＰフローを搬送し得ることに留意されたい）。
【００７３】
図１８では、通信端末要求が、キャッシュされたコンテンツデータアイテムに関することを検出するエッジノードは、ネットワークに通知し、新しいＰＤＮ接続／ベアラをエッジノードで作成することを要求する。通信端末は、コンテンツデータにアクセスするために新しいパラメータ、例えば、ＩＰアドレス等を使用する必要があり、そのコンテンツが、異なるＰＤＮ接続で提供されることを通知される。通信端末は、サービス要求をこの新しいＰＤＮ接続で新たに確立されたベアラを介して再送信し得る。通信端末は任意選択的に別の要求を送信し得、この要求は、キャッシュされた情報にアクセスすることによってローカルゲートウェイとして機能するｅＮＢによって処理される。この解決策は、通信端末がローカルプロトコルスタックの新しいインスタンスを作成する際、ミラーリングされたローカルプロトコルスタックを使用する必要性を回避する。この解決策は、通信端末にとってあまりトランスペアレントではない。
【００７４】
図１８に示されるように、メッセージステップＳ１１２において、エッジノードはＩＰローカルゲートウェイ１１０を形成し、これは、サービングゲートウェイ４とのメッセージ交換Ｍ１１０を介して、サービングゲートウェイ４からのＰＤＮ接続作成要求を開始し、サービングゲートウェイ４は、メッセージＭ１１４を介して再構成要求を通信端末に送信する。メッセージ１１６では、肯定応答が送信され、肯定応答は、メッセージ交換１１８によってサービングゲートウェイ４を用いて確認される。それに対応して、コンテンツデータがローカルゲートウェイ１２０に提供されると、代替構成Ｂでは、メッセージ交換Ｍ１１８が提供されて、通信端末１との通信ベアラを、ローカルゲートウェイを形成するエッジノードからコンテンツデータを送るように再構成する。
【００７５】
Ｕプレーンデータ挿入
図１９は、エッジノードがｅＮＢ／ローカルゲートウェイ１２０から形成される更なる例を提供し、エッジノードは、ＰＤＮゲートウェイ又はアプリケーションサーバ内に提供されるプロトコルスタックをミラーリングする。ミラーリングされたプロトコルスタックは、ローカルデータをデータパケットに挿入して、まるでこれらがアプリケーションサーバ１６から通信されたかのように通信端末に通信するように機能する。したがって、この解決策は、通信端末及びネットワークにとってトランスペアレント度が高い。通信端末からの要求が、キャッシュされたコンテンツデータに関することを検出するエッジノードは、要求をインターセプトし、それ以上転送しない。プロトコルレイヤのローカルインスタンス化を使用し、コンテンツデータのローカルにキャッシュされたコピーは、通信端末用に既に構成されたベアラを使用して通信される。コンテンツデータに関連する上りリンクトラフィックもエッジノードにおいてインターセプトされる。この解決策は、通信端末にとってトランスペアレントである。
【００７６】
図１９に示されるように、ステップＭ１２０において、ローカルゲートウェイはミラープロトコルスタックをインスタンス化して、サービングゲートウェイＰＤＮゲートウェイ又はアプリケーションサーバ内のプロトコルスタックの動作を模倣する。ステップＳ１２２において、ローカルコンテンツはデータパケット内に提供され、データパケットは、ローカルデータ記憶装置からのデータをこれらのパケットに挿入することによって通信端末を宛先とする。
【００７７】
ＬＩＰＡ技法
ＬＩＰＡ技法を使用する２つの可能な代替変形形態がある。
・トリガーされた新しいＰＤＮ接続／ベアラセットアップの使用：新しいＰＤＮ接続が作成され、デフォルトベアラ／他のベアラが確立され、通信端末は、コンテンツ検索にそれらのベアラを使用するように教えられる。ベアラは、活動がないある期間後に暗示的に解放することができる。元のＰＤＮ接続／ベアラは何もしない状態を保つが、通信端末はネットワークによってトリガーされる。この解決策は、通信端末がローカルプロトコルスタックの新しいインスタンスを作成する際、ミラーリングされたローカルプロトコルスタックを使用する必要性を回避する。
・ユーザプレーンデータ挿入：ＬＩＰＡアクセスはローカルユーザ用に構成される。ローカルノードは、例えば、ユーザプレーントラフィックを監視し、いくつかの要求タイプとのパターン一致を求めて探すことにより、通信端末要求をインターセプトする。一致が見つかると、ローカルノードはデータをそのローカル記憶装置／キャッシュから、通信端末供給を終端するローカルゲートウェイに提供する。
【００７８】
ＬＩＰＡ技法のこれらの２つの代替についてより詳細に後述する。
【００７９】
トリガーされた新しいＰＤＮ接続／ベアラ確立
図２０は、コンテンツデータをローカルデータ記憶装置から通信端末に提供するＬＩＰＡ技法の動作を示す呼フロー図を提供する。呼フローは、図１７、図１８、及び図１９について上述した呼フローに対応するため、違いのみを説明する。
【００８０】
図１８に示される例と同様に、図２０において、ステップＳ１４０が実行されて、通信端末を、エッジノードから形成されるローカルゲートウェイに接続するために、より詳細には、ローカルデータ記憶装置からローカルコンテンツを受信するために、通信端末とのＰＤＮ接続を作成する要求を開始する。したがって、メッセージ交換Ｍ１２０において、無線リソース接続を再構成する要求が、コンテンツデータにアクセスするためにＰＤＮ通信ベアラをローカルゲートウェイに提供する通信端末１との間で交換される。トリガーがローカルゲートウェイから来ると、ＰＤＮ接続作成要求が受信され、ＭＭＥに転送される。ＭＭＥは、セッションコンテキスト情報管理を更新してこのデータを処理し、ＮＡＳメッセージを形成して、切り替え情報をモバイル端末に提供する。したがって、ＭＭＥは、保全性が保護され（暗号化し得る）、ｅノードＢによって変更不可能なセキュアＮＡＳ通信を提供する。図２０の第２の部分では、ローカルゲートウェイ及びｅノードＢが同じ場所に配置されるため、ローカルゲートウェイは、内部インタフェースを介してｅノードＢにＰＤＮ接続要求を通信する。この要求は、Ｓ１インタフェースを介してＭＭＥに送信される。ＭＭＥは、第１の部分と同様の機能を実行する。
【００８１】
Ｕプレーンデータ挿入
トリガー条件が満たされ、コンテンツデータがローカルに記憶されると、ローカルゲートウェイを形成するエッジノードは、通信端末トラフィックを監視して、通信端末に送るために、いくつかのコンテンツデータをローカルキャッシュ／記憶装置から供給可能であるか否かを検出するように求められる。通信端末は同じベアラでコンテンツデータを受信することができるため、このプロセスは、通信端末にとってトランスペアレントであるべきである。
【００８２】
ＬＴＥ／ＥＰＣでのレガシーユーザプレーンプロトコルスタックアーキテクチャが図２１に提示され、図２１は、ＬＴＥ  ＥＰＣ接続のエンドツーエンドプロトコルアーキテクチャの例を提供する。図２２は、コンテンツデータのローカル記憶がローカルデータ記憶装置内で行われ、それにより、コンテンツデータがローカル又はエッジノードから提供される場合に利用される構成を提供する。図２２では、ボックス１３０内の要素が、ローカルデータ記憶装置１２６からローカルデータを提供するように構成されることがわかる。図２２においてわかるように、アプリケーションサービスデータは、ミラーリングプロトコルを介して通信端末１３２から提供され、通信端末１３２はそれに対応して、ローカルゲートウェイ１３４のキャッシュデータ記憶装置内のプロトコルによって反映される。ローカルゲートウェイ１３６のローカルデータ記憶装置内のプロトコルは、アプリケーションサーバ１１６内のアプリケーションサービスデータ及びプロトコル１４０をミラーリングするために提供される。
【００８３】
この例では、キャッシュは、コンテンツデータを提供しなければならないのみならず、プロトコルスタックをインスタンス化して、ローカルに記憶されたコンテンツデータへのアクセスが通信端末に不可視であることを確実にもしなければならない。ローカルノードに、通信端末から来るサービス要求から一致するパターンを探す論理構成要素が必要とされる。これは、通信端末に、ローカルに利用可能なコンテンツデータを供給することができるか否かを検出するために要求される。加えて、ローカルエンティティは、リモートプロトコルスタックをアプリケーションレイヤの下でミラーリングするように求められる。これは、より下位層のプロトコルデータをトランスペアレントに転送することによって実現することができる。これにより、ローカルノードは、プロトコルスタックについての情報を収集することができ、ミラーリングされたプロトコルをインスタンス化することができる。フィルタが一致するパターンを見つけると、ローカルノードはサービスデータソースをトランスペアレントに切り替えるとともに、プロトコルスタックのローカルインスタンスに切り替えることができる。
【００８４】
プロトコルミラーリングを図２３により詳細に示し、図２３では、図２２に示される部分に対応する部分は同じ数字表示を有する。図２３からわかるように、ローカルゲートウェイはミラーリングプロトコルを提供し、このプロトコルは、アプリケーションサーバに存在するプロトコルにマッピングして、コンテンツデータが、アプリケーションサーバ１１６からリモートにではなく、ローカルデータ記憶装置から提供される構成を提供する。プロトコルがローカルゲートウェイ及び通信端末１内でミラーリングされた後の、ローカルサービスデータ輸送に対応する構成は図２４にも示される。
【００８５】
本技法の説明のための更なる例として、図２５ａに、ＳＩＰＴＯ技法を使用して、コンテンツデータアイテムへのアクセスをリモートサーバからローカルデータに切り替えるように構成されたネットワークの動作を示す。図２５ａに示されるように、ｅノードＢ、Ｌ−ＰＧＷ／ｅＮＢから形成されるローカルパケットデータゲートウェイは、パケットデータゲートウェイとは別個に示される。この例では、ＩＰ接続の１つであるＩＰフロー５を使用して、コンテンツデータがローカルデータ記憶装置から検索されるＰＤＮ接続１をミラーリングする。図２５ｂに示される例では、ＬＩＰＡ技法が使用される。図２５ｂの例では、ｅノードＢから形成されるローカルパケットデータゲートウェイが、ＰＤＮ接続１からＰＤＮ接続２にアクセスを切り替えることにより、コンテンツデータアイテムへのアクセスをキャッシュから切り替えることを示す。
【００８６】
図２６ａ及び図２６ｂに示される更なる例では、ＬＩＰＡ及びＳＩＰＴＯを使用し、プロトコルスニッフィング、スプーフィング、プロトコルインスタン化、データ挿入、及び切り替えを使用してアクセスをローカルコンテンツに切り替える。ＬＩＰＡの例を示す図２６ａに示されるように、ＩＰフロー５を使用して、コンテンツデータを検索し、切り替え後、コンテンツは、プロトコルスプーリングを使用してＬ−ＰＧＷ／ｅＮＢ内のローカルキャッシュからアクセスされる。それとは対照的に、ＳＩＰＴＯの例についての図２６ｂでは、キャッシュを含むｅノードＢは、パケットデータゲートウェイ及びサービングゲートウェイを使用して、コンテンツデータを検索し、次に、スプーフィング、プロトコルのミラーリング、及びデータの挿入等を行い、まるでコンテンツがアプリケーションサーバからアクセスされるかのように、ローカルデータ記憶装置からのコンテンツデータを切り替える。
【００８７】
本発明の様々な更なる態様及び特徴が、添付の特許請求の範囲に規定される。本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更を上記の実施形態に行い得る。例えば、本発明の実施形態は、他のタイプのモバイル通信ネットワークにも適用され、ＬＴＥに限定されない。コンテンツデータのキャッシュをトリガーし、キャッシュされたコンテンツデータへのアクセスを提供する機能動作が、上記説明では、パケット検査エンティティ及びキャッシュコントローラに割り当てられたが、これらは説明のための単なる例であり、この機能を、上述した適切な構成でネットワークの任意の部分の様々なエンティティに配置可能なことを理解されたい。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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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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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【国際調査報告】
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