(57)【要約】【課題】移動体通信システムにおけるパケット処理装置の負荷分散を図る。【解決手段】個々の移動体との通信網を管理する無線ネットワーク管理装置と、コア・ネットワーク１０２と無線ネットワーク管理装置とをパケット処理装置で接続するシステムにおいて、パケット処理装置１０４の負荷状況を把握して、移動体２０１からの、または移動体への、無線ネットワーク管理装置１０１経由による通信を、各パケット処理装置の負荷状況を参照して担当するパケット処理装置を指定するパケット処理代表装置１０５を備えた。【選択図】        図２
2004207851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々の移動体との通信網を管理する無線ネットワーク管理装置と、コア・ネットワークと上記無線ネットワーク管理装置とをパケット処理装置で接続するシステムにおいて、
上記パケット処理装置の負荷状況を参照して担当するパケット処理装置を指定するパケット処理代表装置を備え、上記移動体からの、または移動体への、上記無線ネットワーク管理装置経由による通信を、パケット処理代表装置から指定されたパケット処理装置と行うことを特徴とするパケット処理代表装置使用移動体通信システム。
【請求項２】
パケット処理代表装置は、新たに移動体からの、または移動体への通信確立要求があると、各パケット処理装置の負荷状況を参照して決めた担当するパケット処理装置の識別子を、上記移動体を管理する無線ネットワーク管理装置に対して通知するか、または担当する各パケット処理装置に上記移動体を管理する無線ネットワーク管理装置の識別子を通知して、通信確立を行なうようにしたことを特徴とする請求項１記載のパケット処理代表装置使用移動体通信システム。
【請求項３】
パケット処理代表装置は、各パケット処理装置の負荷状況を記憶する管理テーブルを備えて定期的に更新し、移動体からの、または移動体への通信確立要求に対して、該管理テーブルの必要項目を参照して担当パケット処理装置を決めるようにしたことを特徴とする請求項１記載のパケット処理代表装置使用移動体通信システム。
【請求項４】
パケット処理代表装置は、管理テーブルの項目として、平均ＣＰＵ使用率、登録移動体数、セッション数のいずれかを記憶するようにしたことを特徴とする請求項３記載のパケット処理代表装置使用移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体ネットワークシステムにおける通信パケット処理の負荷分散に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は例えば、非特許文献１、ならびに、非特許文献２中の第４章、ならびに、非特許文献３中の第３章に示された従来の３ＧＰＰネットワーク構成を示す図である。図においてシステムは、移動体（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）２０１、無線アクセスネットワーク２０２、基地局２０３、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５０１、コアネットワーク１０２、コアネットワーク１０２上でパケット処理を行うパケット処理装置（ＳＧＳＮ：Ｓｅｒｖｉｎｇ  ＧＰＲＳ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅ）５０２で構成されている。
【０００３】
次に動作について説明する。移動体２０１は、無線インタフェースを経て基地局２０３と通信し、さらに無線アクセスネットワーク２０２を経て、その移動体２０１が存在するエリアを管理するＲＮＣ５０１と通信し、さらにそのＲＮＣ５０１を経て、その移動体２０１が存在するエリアを管理するコアネットワーク１０２上のＳＧＳＮ５０２と通信する。ＳＧＳＮ５０２からみれば、ＳＧＳＮ５０２はそのＳＧＳＮ５０２が管理対象とするエリアに存在する複数のＲＮＣ５０１と接続し、それらエリア内のＲＮＣ５０１を通じてそのエリア内に存在する移動体２０１と通信を行い、それら移動体２０１に対するパケット通信のための制御ならびにパケット通信の処理を行うことになる。
【０００４】
無線アクセスネットワーク上のＲＮＣ５０１とコアネットワーク上のＳＧＳＮ５０２間の通信では、移動体２０１からのパケットサービス要求メッセージを受信したＲＮＣ５０１は、そのＲＮＣ５０１を管理対象とするＳＧＳＮ５０２に対してそのパケットサービス要求メッセージを送信する５０３が、この時、その移動体２０１に対してＳＧＳＮ５０２とコネクションが確立している場合はそのコネクションを通して、コネクションが確立していない場合は、新たにその移動体２０１に対してコネクション確立後、そのパケットサービス要求をＳＧＳＮ５０２に送信する（５０３）。
【０００５】
そのパケットサービス要求を受信したＳＧＳＮ５０２は、要求内容に応じた処理を行い、サービス応答を送信元ＲＮＣ５０１に送信する（５０４）。そして、そのサービス応答メッセージは、そのＲＮＣ５０１より移動体２０１へ通知される。
【０００６】
尚、ＳＧＳＮ５０２は、ＭＳ２０１からのパケットサービス要求として位置登録要求（Ａｔｔａｃｈ要求、Ｒｏｕｔｉｎｇ  ａｒｅａ  ｕｐｄａｔｅ要求）受信時に、ＭＳ２０１に対する処理のための管理情報をＳＧＳＮ５０２内に生成し、その移動体２０１からのパケットサービス要求として位置登録削除要求（Ｄｅｔａｃｈ要求）受信時に、その移動体２０１に対する処理は終了したとして、その管理情報を削除する。
【０００７】
【非特許文献１】
３ＧＰＰ  ＴＳ２３．０６０  ｖ３．１１．０（２００２−０３）、"  ３rd  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｓｐｅｃｔｓ；Ｇｅｎｅｒａｌ  ＰａｃｋｅｔＲａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）；Ｓｅｒｖｉｃｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ；  Ｓｔａｇｅ２"
【非特許文献２】
立川敬二監修、"Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式"、丸善株式会社、（２００２年３月）（特に４章）
【非特許文献３】
百瀬  他、"Ａｌｌ−ＩＰモバイル網アーキテクチャの提案（１）"、通学技報，Ｍａｙ  ２００２．（特に３章）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動体通信システムは上記のように構成されているので、システム中のパケット処理装置は、そのパケット処理装置が管理対象とするエリアに存在する全ての移動体に対するパケット処理を１台で行わなければならず、負荷が過大になるという課題がある。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体通信システムにおけるパケット処理装置の負荷分散を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパケット処理代表装置使用移動体通信システムは、個々の移動体との通信網を管理する無線ネットワーク管理装置と、コア・ネットワークと上記無線ネットワーク管理装置とをパケット処理装置で接続するシステムにおいて、
上記パケット処理装置の負荷状況を参照して担当するパケット処理装置を指定するパケット処理代表装置を備え、上記移動体からの、または移動体への、上記無線ネットワーク管理装置経由による通信を、パケット処理代表装置から指定されたパケット処理装置と行うことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図２は、この発明のパケット処理装置の負荷分散を図った移動体通信システムの構成を示す図である。
図２においてこのシステムは、移動体（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）２０１、無線アクセス・ネットワーク２０２、基地局２０３、パケット処理装置の負荷分散構成に対応した無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１０１、コア・ネットワーク１０２、コア・ネットワーク１０２上でパケット処理を行うＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ  ＧＰＲＳ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅ）グループ１０３、ＳＧＳＮグループ１０３を構成するパケット処理（ＳＧＳＮ）装置１０４、ＳＧＳＮグループ１０３内の装置の一台で、グループ内ＳＧＳＮ装置１０４の負荷状態を管理するパケット処理代表装置１０５とで構成される。
尚、図２においてＳＧＳＮグループ１０３内にＳＧＳＮ装置１０４は２台示されているが、任意数存在可能であり、一台のＳＧＳＮ装置１０４がＳＧＳＮグループ代表装置１０５の役割を行ってもよい。またＳＧＳＮグループ１０３に対して２台のＲＮＣ１０１が記述されているが、任意数のＲＮＣ１０１と接続可能である。
【００１２】
次に動作について説明する。移動体２０１は、無線インタフェースを経て基地局２０３と通信し、さらに無線アクセス・ネットワーク２０２を経て、その移動体２０１が存在するエリアを管理するＲＮＣ１０１と通信し、さらにそのＲＮＣ１０１を経て、その移動体２０１が存在するエリアを管理するコア・ネットワーク１０２上のＳＧＳＮグループ１０３と通信する。ＳＧＳＮグループ１０３から見れば、ＳＧＳＮグループ１０３を構成するＳＧＳＮ装置１０４ならびにＳＧＳＮグループ代表装置１０５は、そのＳＧＳＮグループ１０３が管理対象とするエリアに存在する複数のＲＮＣ１０１と接続し、それらエリア内のＲＮＣ１０１を通じてそのエリア内に存在する移動体２０１と通信を行い、それら移動体２０１に対するパケット通信のための制御ならびにパケット通信の処理を行うことになる。
【００１３】
図１は、ＲＮＣ１０１とＳＧＳＮグループ１０３間の通信フローを示す図である。移動体２０１からのパケットサービス要求メッセージを受信したＲＮＣ１０１は、そのＲＮＣ１０１を管理対象とするＳＧＳＮグループ１０３に対してそのパケットサービス要求メッセージを送信するが、この時、その移動体２０１に対して特定ＳＧＳＮ装置１０４とコネクションが確立している場合はそのコネクションを通してそのパケットサービス要求メッセージを送信する（１０８）。
コネクションが確立していない場合は、まずＳＧＳＮグループ代表装置１０５に対してどのＳＧＳＮ装置１０４を利用するか問い合わせる（１０６）。ＳＧＳＮグループ代表装置１０５は、その移動体２０１に対して、処理するＳＧＳＮ装置１０４が確定している場合はそのＳＧＳＮ装置１０４を、未確定の場合は各ＳＧＳＮ装置の負荷状態を参照して特定ＳＧＳＮ装置を割り当て、処理するＳＧＳＮ装置１０４の識別子を問合せ元ＲＮＣ１０１に通知する（１０７）。ＲＮＣ１０１は、指定されたＳＧＳＮ装置１０４に対してその移動体２０１に対するコネクションを確立した後、そのコネクションを通してパケットサービス要求メッセージを送信する（１０８）。
そのパケットサービス要求を受信したＳＧＳＮ装置１０４は、要求内容に応じた処理を行い、サービス応答を送信元ＲＮＣ１０１に送信する（１０９）。そして、そのサービス応答メッセージは、そのＲＮＣ１０１より移動体２０１へ通知される。
【００１４】
尚、パケットサービス要求を受信したＳＧＳＮ装置１０４は、そのサービス内容が位置登録要求（Ａｔｔａｃｈ要求、Ｒｏｕｔｉｎｇ  ａｒｅａ  ｕｐｄａｔｅ要求）の場合、その移動体２０１に対する処理のための管理情報を生成し、サービス内容が位置登録削除要求（Ｄｅｔａｃｈ要求）の場合、その移動体２０１に対する処理は終了したとして、その移動体２０１に対する管理情報を削除すると同時に、ＳＧＳＮグループ代表装置１０５に対して、その移動体２０１に対する処理を終了したことを通知する。その通知を受信したＳＧＳＮグループ代表装置１０５は、その移動体２０１に対するＳＧＳＮ装置割当てをクリアする。
【００１５】
図３は、ＳＧＳＮグループ代表装置１０５が各ＳＧＳＮ装置１０４の負荷状態を判断するために保持する管理テーブルが持つ項目である。負荷情報項目として、平均ＣＰＵ使用率、位置登録している移動体数、セッション数、処理中のセッション数、インアクティブなセッション数のいずれか、または複数を保持する。ここで、セッション数とは、位置登録している移動体がパケット通信のために確立しているセッション数のことで、処理中のセッション数とは、パケット処理のためのセッション確立処理中のセッション数のことで、インアクティブなセッション数とは、ＳＧＳＮ装置１０４にはパケット通信のためのセッションは存在するが、無線アクセス・ネットワーク２０２上にはセッションが存在しない状態のセッション数のことである。
ＳＧＳＮグループ代表装置１０５は、ＳＧＳＮグループ内の各ＳＧＳＮ装置１０４から図３に示す負荷情報を定期的に受信し、ＳＧＳＮグループ１０３の負荷状態の管理を行う。ＳＧＳＮグループ内の各ＳＧＳＮ装置１０４は、定期的に図３に示す負荷情報を収集し、ＳＧＳＮグループ代表装置１０５に通知する。
【００１６】
以上のように、パケット処理装置をグループ化し、グループ代表装置が負荷状態に応じて、移動体からのパケット処理依頼をグループ内のパケット処理装置に分散するようにしているので、移動体ネットワークの規模に応じたパケット処理能力をもつ柔軟な装置構成をとることができる。
また、グループ代表装置が定期的にグループ内のパケット処理装置の負荷状態を収集しているので、現状の負荷状態に見合った適切な負荷分散を行うことができる。
また、グループ代表装置が負荷情報としてパケット処理に関連する複数の情報を考慮して処理するパケット処理装置を決定するようにしているので、適切な負荷分散を行うことができる。
【００１７】
上記図１に示す構成と処理では、パケット処理グループ代表装置に処理を行うパケット処理装置を問合せ、指定されたパケット処理装置にパケット処理を依頼するようにしたものであるが、次に処理するパケット処理装置を問い合わせることなしにパケット処理を依頼する形態を示す。
図４は、このような場合の、ＲＮＣ１０１とＳＧＳＮグループ１０３間の通信フローを示す図である。
【００１８】
移動体２０１からのパケットサービス要求メッセージを受信したＲＮＣ１０１は、そのＲＮＣ１０１を管理対象とするＳＧＳＮグループ１０３に対してそのパケットサービス要求メッセージを送信するが、この時、その移動体２０１に対して特定ＳＧＳＮ装置１０４とコネクションが確立している場合はそのコネクションを通してそのパケットサービス要求メッセージを送信する（４０４）。
【００１９】
コネクションが確立していない場合は、ＳＧＳＮグループ代表装置１０５にそのパケットサービス要求メッセージを送信する（４０１）。ＳＧＳＮグループ代表装置１０５は、その移動体２０１に対して処理するＳＧＳＮ装置１０４が確定している場合はそのＳＧＳＮ装置１０４にそのパケットサービス要求メッセージをそのメッセージの送信元であるＲＮＣの識別情報を付加して転送し（４０２）、処理するＳＧＳＮ装置が確定していない場合は各ＳＧＳＮ装置の負荷状態から処理させるＳＧＳＮ装置１０４を決定し、そのＳＧＳＮ装置１０４にそのパケットサービス要求メッセージをそのメッセージの送信元であるＲＮＣの識別情報を付加して転送する（４０２）。
【００２０】
そのパケットサービス要求メッセージを受信したＳＧＳＮ装置１０４は、要求内容に応じた処理を行い、そのパケットサービス要求メッセージの送信元ＲＮＣ１０１とその移動体２０１に対するコネクションが存在する場合はそのコネクションを利用して、存在しない場合はコネクションを確立後、そのパケットサービス要求に対するサービス応答を送信元ＲＮＣ１０１に送信する（４０３）。そのサービス応答メッセージは、そのＲＮＣ１０１より該当移動体２０１へ通知される。
【００２１】
尚、パケットサービス要求を受信したＳＧＳＮ装置１０４は、そのサービス内容が位置登録要求（Ａｔｔａｃｈ要求、Ｒｏｕｔｉｎｇ  ａｒｅａ  ｕｐｄａｔｅ要求）の場合、または、位置登録削除要求（Ｄｅｔａｃｈ要求）の場合、先に述べたと同様の方法でＳＧＳＮグループ代表装置１０５に対して登録、削除の要求を行い、これに基いてＳＧＳＮ装置への割当、クリアが行われる。
以上のような動作で、図１の場合と同様に、移動体ネットワークの規模に応じたパケット処理能力をもつ柔軟な装置構成をとることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、パケット処理装置の負荷状況を把握し、移動体からの、または移動体への、通信確立を、この負荷状況により指定するパケット処理代表装置を備えたので、パケット処理装置の負荷分散が図られて、システム効率が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるパケット処理代表装置が行なう処理を説明する図である。
【図２】実施の形態１における移動体通信システムの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１におけるパケット処理代表装置が参照する管理テーブルの例を示す図である。
【図４】実施の形態１における他の移動体通信システムの構成を示す図である。
【図５】従来の移動体通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１  無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）、１０２  コア・ネットワーク、１０３  パケット処理グループ（ＳＧＳＮ）、１０４  パケット処理（ＳＧＳＮ）装置、１０５  パケット処理（ＳＧＳＮ）代表装置、１０７  特定パケット処理装置識別子通知ステップ、２０１  移動体、２０２  無線アクセス・ネットワーク、４０２  無線ネットワーク管理装置識別子通知ステップ。
【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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