(57)【要約】  UEとネットワークとの間のセッション処理の具現方法は、第1分散EPCで、第1分散EPCを介した接続によってユーザセッションおよびIPセッションを確立することを含む。第1分散EPCは、IPセッションが固定される第1PGWを含む。この方法はまた、元のIPリソースを保持し、かつ、UEが第1分散EPCを越えて第2分散EPCへ移動する場合、第1分散EPCのセッション用の元の接続リソースを解放することを含む。その後、この方法は、第1PGWと第2分散EPC用の第2PGWとの間にトンネルを確立する。トンネルは、元のIPリソースおよび第2分散EPCの新規接続リソースを利用する。その後、この方法は、トンネルからのデータを、第1PGWを介してネットワークへルーティングする。
2016522643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ装置（UE）とネットワークとの間の接続のためのユーザセッションおよびインターネットプロトコル（IP）セッションを管理する方法であって、
第1分散進化型パケットコア（EPC）で、前記第1分散EPCを介した接続によって前記ユーザセッションおよび前記IPセッションを確立するステップであって、前記第1分散EPCは、前記IPセッションが固定される第1パケットデータネットワーク（PDN）ゲートウェイ（PGW）を含む、ステップと、
前記IPセッション用の元のIPリソースを保持し、かつ、前記UEが前記第1分散EPCを越えて第2分散EPCへ移動する場合、前記第1分散EPCの前記ユーザセッション用の元の接続リソースを解放するステップと、
前記第1PGWと前記第2分散EPC用の第2PGWとの間でトンネルを確立するステップであって、前記トンネルは、前記元のIPリソースおよび前記第2分散EPCの新規接続リソースを利用する、ステップと、
前記トンネルからの前記ユーザセッションおよび前記IPセッション用のデータを、前記第1PGWを介して前記ネットワークへルーティングするステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記元のIPリソースを保持し元の接続リソースを解放するステップは、集中型EPCのホーム加入者サーバ（HSS）へ通知することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記トンネルを確立するステップは、前記元のIPリソースに従って、前記HSSを使用して前記UEを再認証することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記トンネルを確立するステップは、前記元のIPリソースの値を前記HSSから取得することを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記トンネルを確立するステップは、前記元のIPリソースに従って、前記第1分散EPCの第1モビリティ管理エンティティ（MME）によって前記第2分散EPCの第2MMEを調整することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記第1MMEと前記第2MMEとの間を調整するステップは前記HSSに保存された情報を介して実行される、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記第2分散EPCの第2モビリティ管理エンティティ（MME）で、元の接続リソースを解放して前記元のIPリソースおよび前記IPセッションを維持する要求を、前記UEから受信するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
元の接続リソースを解放する要求を前記第1分散EPCの第1MMEへ転送するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記UEが前記第2分散EPCへ移動した後に、前記第2PGWを介した前記ネットワークへの別の接続のためにその他のIPセッションを確立するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記ユーザセッションおよび前記IPセッションを確立するステップ、前記保持して解放するステップ、前記トンネルを確立するステップ、および前記ルーティングするステップは、少なくとも1つの処理システムに実装されている仮想関数によって実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
分散進化型パケットコア（EPC）であって、
ネットワークとユーザ装置（UE）を提供する無線ノードとの間で結合可能なユーザプレーンであって、
前記UE用のインターネットプロトコル（IP）セッションを固定するパケットデータ・ネットワーク・ゲートウェイ（PGW）と、
前記UE用のユーザセッションを固定するサービングゲートウェイ（SGW）と
を含むユーザプレーンと、
前記IPセッションと前記ユーザセッションとの第1接続を調整するモビリティ管理エンティティ（MME）を含む制御プレーンであって、前記MMEは、前記UEが、その他の分散EPCに結合されたその他の無線ノード配下の状態に遷移する場合、
接続リソースを解放し、かつ、前記第1接続用のIPリソースを保持するように前記PGWに指示し、
集中型EPCに解放および保持を通知し、
前記PGWと前記その他の分散EPCのためのその他のPGWとの間のトンネルを介した前記IPセッションと前記ユーザセッションとの第2接続を前記集中型EPCからの認証に従って調整する
モビリティ管理エンティティを含む制御プレーンと
を含む、分散EPC。
【請求項１２】
前記無線ノードは拡張ノードB（eNB）を含む、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１３】
前記SGWは、前記SGWに結合可能な複数の無線ノード間のUEの移動のために前記ユーザセッションを固定するようにさらに構成される、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１４】
前記制御プレーンは、前記集中型EPCのホーム加入者サーバ（HSS）に結合可能である、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１５】
前記MMEは、前記第1接続のために前記HSSを使用して前記UEを認証するようにさらに構成される、請求項14に記載の分散EPC。
【請求項１６】
前記MMEは、接続リソースを解放して前記第1接続用の前記IPセッションを維持する要求を前記その他の分散EPCのためのその他のMMEから受信するようにさらに構成され、前記要求は、前記UEから発信され、前記UEから前記その他の無線ノードを通過してその他のMMEまで伝わる、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１７】
前記制御プレーンは、前記PGWに結合され、かつ、PGWを介して前記UE用の加入者のポリシーを管理するポリシーおよび課金ルール機能（PCRF）をさらに含む、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１８】
前記PGW、前記SGWおよび前記MMEは、少なくとも1つの処理システム上に仮想関数として実装される、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１９】
ユーザ装置（UE）を提供する進化型パケットコア（EPC）であって、
認証情報を保存し、かつ、前記UEを認証かつ識別するホーム加入者サーバ（HSS）を有する中央EPCと、
第1分散EPCであって、
第1無線ノードに結合可能で、かつ、前記UE用のユーザセッションを固定して、前記第1無線ノードを介して前記UEとやり取りしてユーザデータをルーティングする第1サービングゲートウェイ（SGW）と、
第1SGWとネットワークとの間で結合可能で、かつ、前記UE用のインターネットプロトコル（IP）セッションを固定し、かつ、前記ユーザデータを、前記第1SGWと前記ネットワークとの間でルーティングする第1パケットデータネットワークゲートウェイ（PGW）と、
前記UEの認証を前記HSSから受信し、かつ、前記ユーザセッションおよび前記IPセッションの確立を調整する第1モビリティ管理エンティティ（MME）と
を有する第1分散EPCと、
第2分散EPCであって、
第2無線ノードに結合可能で、かつ、前記第2無線ノードとやり取りしてユーザデータをルーティングする第2SGWと、
第2SGWと前記ネットワークとの間で結合可能で、かつ、ユーザデータを、第2SGWと前記ネットワークとの間でルーティングする第2PGWと、
第2MMEと
を有する第2分散EPCと
を含み、
前記UEが、前記第1無線ノード配下の状態から前記第2無線ノード配下の状態に遷移する場合、前記第1MMEは、
前記ユーザセッション用の接続リソースを解放して前記IPセッション用のIPリソースを保持するように、前記第1PGWに指示し、
前記接続リソースの解放および前記IPリソースの保持を前記HSSに通知するように構成され、
前記UEが前記第2無線ノードとの接続を開始する場合、前記第2MMEは、
前記UEの再認証を前記HSSから受信し、
前記HSSと前記第1MMEとを調整して、前記IPリソースに従って前記第1PGWと前記第2PGWとの間でトンネルを確立するように構成され、前記ユーザデータは前記トンネルを通って、前記UEから前記第2PGWおよび前記第1PGWを介して前記ネットワークへルーティングされる、進化型パケットコア（EPC）。
【請求項２０】
前記第2MMEは、前記ネットワークへ直接ルーティングされる前記第2PGWを使用して、前記UE用の新規IPセッションを確立するようにさらに構成される、請求項19に記載のEPC。
【請求項２１】
前記中央EPCは、前記UE用の加入者情報を保存する加入者提供リポジトリをさらに含む、請求項19に記載のEPC。
【請求項２２】
前記第1分散EPCは、前記第1MMEおよび前記第1PGWに結合され、かつ、前記第1PGW用の動的サービス品質（QoS）ポリシーを提供するポリシーおよび課金ルール機能をさらに含む、請求項19に記載のEPC。
【請求項２３】
前記第2MMEは、前記UEが前記第2無線ノードとの接続を開始する場合、前記第1PGW用のアドレスを受信するようにさらに構成される、請求項19に記載のEPC。
【請求項２４】
前記第2MMEは、前記接続リソースを解放する前記UEからの要求を受信して、前記第1MMEへ前記要求を転送するようにさらに構成される、請求項19に記載のEPC。
【請求項２５】
前記第1分散EPCは、前記第1MMEが仮想関数として実装されているサーバをさらに含む、請求項19に記載のEPC。
【請求項２６】
前記HSSは、前記UE用の前記IPリソースを位置データベースに保存するようにさらに構成される、請求項19に記載のEPC。
【請求項２７】
前記第1SGW、前記第1PGWおよび前記第1MMEは、少なくとも1つの処理システム上の仮装関数として実装される、請求項19に記載のEPC。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、2013年5月22日付で出願したKaippallimalilらによる、発明の名称「分散進化型パケットコアアーキテクチャのためのシステムおよび方法」米国仮出願第61／826,362号の利益を主張し、2014年5月21日付で出願した米国非仮出願第14／284,107号の利益を主張するものであり、これらの出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、進化型パケットコア（EPC）アーキテクチャに関し、特定の実施形態において、分散型EPCのためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
3GPPLTEおよびWi-Fiは、ユーザセッションが高度集中型のデータセンタまたは中央局で管理される集中型アーキテクチャを使用する。ユーザに対して例えば、ネットサーフィン、インスタントメッセージ、およびビデオストリーミングを同時に行うマルチタスクを可能にする高機能ユーザ装置（UE）の急増のために、データセンタまたは中央局でのユーザセッションの処理は、データセンタまたは中央局の性能限界に迫りかねない。
【０００４】
さらに、スモールセル、ヘットネット、マシンツーマシン（M2M）および数千または数百万の装置が取り付けられた装置のネットワークの展開が増加するとともに、多数のユーザセッションが存在し、これらのいくつかは、より局所的（つまり、近接位置で発信および終了する）である一方、その他はより遠隔的である。これらの装置の各々は、モバイル装置であってもよい。進化型パケットコア（EPC）ネットワークは、インターネットプロトコル（IP）セッションを一元的に固定し、したがって、装置がレイヤ2アンカーポイントの間を遷移する間に、同じIPセッションを維持することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の好ましい実施形態によれば、ユーザ装置（UE）とネットワークとの間の接続のためのユーザセッションおよびインターネットプロトコル（IP）セッションを管理する方法は、第1分散進化型パケットコア（EPC）で、第1分散EPCを介した接続によってユーザセッションおよびIPセッションを確立することを含む。第1分散EPCは、IPセッションが固定される第1パケットデータネットワーク（PDN）ゲートウェイ（PGW）を含む。この方法はまた、IPセッション用の元のIPリソースを保持し、かつ、UEが第1分散EPCを越えて第2分散EPCへ移動する場合、第1分散EPCのユーザセッション用の元の接続リソースを解放することを含む。その後、この方法は、第1PGWと第2分散EPC用の第2PGWとの間にトンネルを確立する。トンネルは、元のIPリソースおよび第2分散EPCの新規接続リソースを利用する。その後、この方法は、ユーザセッションおよびIPセッション用のデータを、トンネルから第1PGWを介してネットワークへルーティングする。
【０００６】
実施形態の分散型EPCは、ユーザプレーンおよび制御プレーンを含む。ユーザプレーンは、ネットワークとUEを提供する無線ノードとの間で結合可能である。ユーザプレーンは、PGWおよびSGWを含む。PGWは、UE用のIPセッションを固定するように構成される。SGWは、UE用のユーザセッションを固定するように構成される。制御プレーンは、IPセッションとユーザセッションとの第1接続を調整するように構成されたモビリティ管理エンティティ（MME）を含む。UEがその他の分散型EPCに結合されたその他の無線ノード配下の状態へ遷移する場合、MMEは、接続リソースを解放し、かつ、第1接続用のIPリソースを保持することをPGWに指示するように構成される。MMEは、解放および保持を集中型EPCへ通知するようにさらに構成される。MMEは、PGWとその他の分散型EPCのためのその他のPGWとの間のトンネルを介したIPセッションとユーザセッションとの第2接続を、集中型EPCからの認証に従って調整するようにさらに構成される。
【０００７】
UEを提供する実施形態のEPCは、中央EPC、第1分散EPCおよび第2分散EPCを含む。中央EPCは、認証情報を保存し、かつ、UEを認証かつ識別するように構成されたホーム加入者サーバ（HSS）を含む。第1分散EPCは、第1SGW、第1PGWおよび第1MMEを含む。第1SGWは、第1無線ノードに結合可能である。第1SGWは、UE用のユーザセッションを固定し、かつ、第1無線ノードを介してUEとやり取りしてユーザデータをルーティングするように構成される。第1PGWは、第1SGWとネットワークとの間で結合可能である。第1PGWは、UE用のIPセッションを固定し、かつ、ユーザデータを、第1SGWとネットワークとの間でルーティングするように構成される。第1MMEは、UEの認証をHSSから受信し、かつ、ユーザセッションおよびIPセッションの確立を調整するように構成される。第2分散EPCは、第2SGW、第2PGWおよび第2MMEを含む。第2SGWは、第2無線ノードに結合可能で、かつ、第2無線ノードとやり取りしてユーザデータをルーティングするように構成される。第2PGWは、第2SGWとネットワークとの間で結合可能である。第2PGWは、ユーザデータを第2SGWとネットワークとの間でルーティングするように構成される。UEが、第1無線ノード配下の状態から第2無線ノード配下の状態に遷移する場合、第1MMEは、ユーザセッション用の接続リソースを解放してIPセッション用のIPリソースを保持することを第1PGWに指示するように構成される。第1MMEはその後、接続リソースの解放およびIPリソースの保持をHSSに通知する。UEが第2無線ノードとの接続を開始する場合、第2MMEは、UEの再認証をHSSから受信するように構成される。第2MMEはその後、HSSと第1MMEとを調整して、第1PGWと第2PGWとの間でトンネルを確立する。トンネルは、IPリソースに従って確立される。ユーザデータはその後、UEから第2PGWへ、トンネルを通って第1PGWへ、ネットワークへとルーティングされる。
【０００８】
本発明およびその利点のより完全な理解のために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】通信システムの一実施形態のブロック図である。
【図２】EPCの一実施形態のブロック図である。
【図３】UEが、一方の分散型EPC配下の状態からその他の分散型EPC配下の状態へ遷移する様子を示すブロック図である。
【図４】UEとネットワークとの間の接続のためのユーザセッションおよびIPセッションを管理する方法の一実施形態のフロー図である。
【図５】処理システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、実施形態の構成および使用について詳細に説明する。しかし、本発明が、多様な特定の背景で実装することができる、多くの適用可能な発明の概念を提供することが理解されるべきである。説明する特定の実施形態は、発明を構成および使用するための特定の方法の例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１１】
EPCは、複数のユーザ、つまりUEのためのユーザデータおよびユーザセッションを処理する機能フレームワークを提供するネットワークアーキテクチャである。EPCは、LTEアクセスネットワークなどのアクセスネットワークを1つ以上の外部ネットワークに接続する。外部ネットワークは、インターネット、企業ネットワークおよびIP・マルチメディア・コア・ネットワーク・サブシステム（IMS）を含むことができる。アクセスネットワークは、一般的には、様々なUEが、外部ネットワークにアクセスするか、あるいはアクセスネットワーク上のその他のUEと通信するために接続する複数の無線ノードを含む。
【００１２】
図1は、通信システム100の一実施形態のブロック図である。通信システム100は、アクセスネットワークを外部ネットワーク120-1および120-2に接続するEPC110を含む。アクセスネットワークは複数の無線ノードを含む。特定の実施形態では、無線ノードは拡張ノードB（eNB）である。通信システム100はeNB130-1〜130-4を含む。eNB130-1〜130-4は、モバイルユーザ、つまりUE140-1〜140-7への無線アクセスを提供する。eNB130-1〜130-4は、外部ネットワーク120-1および120-2へのアクセスを提供する。
【００１３】
代替の実施形態では、通信システム100は、任意の数の無線ノードおよびUEを含むことができる。その他の実施形態では、EPC110は、アクセスネットワークを任意の数の外部ネットワークに接続することができる。特定の実施形態では、複数のEPCは、外部ネットワーク120-1および120-2を介して互いに接続することができる。
【００１４】
典型的なEPCは、複数の機能モジュールを含み、その機能は、ユーザプレーンまたは制御プレーンに一般的に分類される。ユーザプレーンは、ユーザデータ、つまりペイロードデータを処理する。制御プレーンは、接続を調整し、かつ、ポリシーを管理する。ユーザプレーンの基本的要素は、サービングゲートウェイ（SGW）およびパケットデータネットワーク（PDN）ゲートウェイ（PGW）を含む。制御プレーンの基本的要素は、ホーム加入者サーバ（HSS）、モビリティ管理エンティティ（MME）、ポリシーおよび課金ルール機能（PCRF）および加入者提供リポジトリ（SPR）を含む。EPCネットワークアーキテクチャに関するさらなる情報については、本明細書に参照により組み込まれる3GPP技術仕様書23.002，2014年3月10日発行を参照されたい。
【００１５】
HSSは、ユーザ関連および加入者関連の情報を含むデータベースである。HSSはまた、モビリティ管理、呼およびセッションの設定、ユーザ認証およびアクセス権限において支援機能を提供する。MMEは、信号伝達、および適切なeNB、SGWおよびPGWの選択、接続の調整および設定、および様々なセッション用のリソースの管理に関する論理を処理する。MMEはまた、その他多くの機能の中でも認証および識別を支援する。PCRFは、サービスデータフローのポリシーおよび課金制御のためのポリシー決定点である。PCRFはまた、適用可能なポリシーおよび課金の決定を選択し、かつ提供する。いくつかの場合、PCRFは、動的サービス品質（QoS）制御ポリシーを提供する。SPRは、PCRFによる加入に基づくポリシーおよび課金制御を必要とする加入者関連情報を保存する。
【００１６】
SGWは、UEと外部ネットワークとの間のIPデータトラフィックを伝送する。SGWは、無線ノードとEPCとの間のインタフェースとして機能し、また、UEセッション用および無線ノード間のレイヤ2モビリティ用のアンカーポイントとして機能する。SGWは、PGWに論理的に接続される。PGWは、UE用のIPセッションを固定し、かつ、外部ネットワークとEPCとの間のインタフェースとして機能する。PGWは、PDNとも呼ばれる外部ネットワークとやり取りしてIPデータトラフィックを伝送する。
【００１７】
一方のPGWに結合された無線ノード配下の状態から他方のPGWに結合されたその他の無線ノード配下の状態へUEが遷移する間、一般的なEPCでは、一方のPGW用の第1MMEは、ハンドオーバ中のコンテキスト転送を他方のPGW用の第2MMEに通知する。通信は、UEの第1MMEに対するリソース解放の要求に応じて開始される。本明細書では、UEがコンテキスト転送を第2MMEに直接通知することができ、かつ、第2MMEが第1MMEに通知することができることを実現する。
【００１８】
一般的なシステムは、SGW、PGWおよびMME、PCRFなどのサーバを集中型データセンタまたは中央局においてホストする。ブロードバンド、ケーブルまたは専用のファイバネットワークなどの様々なネットワークは、eNBとSGWとの間のバックホールIPトラフィックである。対応するユーザセッションのための全てのIPセッションは、中央データセンタ内のPGWにバックホールされる。そこから、IPセッションはそれぞれの宛先にルーティングされる。EPC配下の特定の領域内のUEセッションが増加するか、あるいは一定の密度に達する場合、本明細書では、バックホールされたIPセッションがPGWの容量に近づくことを実現する。
【００１９】
本明細書では、その他のEPC機能の一元化を維持しながら特定のEPC機能を分散することで、ユーザセッションおよびIPセッションをより効率的に処理することができることを実現する。MME、SGWおよびPGWによって実行される機能を含むセッション処理機能は、アクセスネットワークおよびそれぞれの無線ノードに対して、より局所的に分散されてもよい。分散された機能は、専用サーバに実装されるか、あるいは様々な分散された位置に仮想的に実装されてもよい。本明細書では、HSSおよびSPRによって実行される機能を含む特定の加入者関連機能が一元化されたままである一方で、PCRFによって実行されるその他の機能を分散することができることを実現する。ポリシーおよびネットワーク選択のための一元化された構成要素は、ドメイン用の静的な全体ポリシーを管理することができる。分散された構成要素は、ユーザレベルでのポリシーおよびネットワーク選択をIPデータフロー毎に管理することができる。本明細書ではまた、ポリシーおよびネットワーク選択を部分的または完全に分散することができる。部分的に分散される場合、一元化されたポリシーおよびネットワーク選択機能は、全体ポリシーを加入者情報および動的ネットワークの状態と調整する。そうでない場合、完全分散型アーキテクチャでは、これらの機能は様々な分散型EPCに分散される。本明細書では、分散型EPCにおいて、IPデータフローが必ずしも中央データセンタにバックホールされず、むしろ、分散型EPCから宛先の外部ネットワークへルーティングされることをさらに実現する。
【００２０】
図2は、EPC200の一実施形態のブロック図である。EPC200は、集中型EPC210と、分散型EPC220-1、220-2および220-3とを含む。集中型EPC210は、HSS214とSPR212とを含む。分散型EPC220-1、220-2および220-3は、eNB204-1〜204-12を外部ネットワーク202へ接続する。
【００２１】
分散型EPC220-1、220-2および220-3の各々は、それぞれ制御プレーンおよびユーザプレーンを含む。例えば、分散型EPC220-1は制御プレーン222-1とユーザプレーン224-1とを含む。ユーザプレーン224-1は、eNB204-1から204-4を介して外部ネットワーク202へ流れるユーザデータを処理する。ユーザプレーン224-1は、EPC200とeNB204-1〜204-4との間のインタフェースとして機能する複数のSGW230-1を含む。SGW230-1は、eNB204-1〜204-4配下のUE用のユーザセッションを固定する。SGW230-1は、PGW232-1に論理的に接続される。PGW232-1は、EPC200と外部ネットワーク202との間のインタフェースとして機能する。PGW232-1は、eNB204-1〜204-4配下のUE用のIPセッションを固定する。制御プレーン222-1は、PCRF228-1とMME226-1とを含む。PCRF228-1は、PGW232-1用のポリシー決定点として機能する。MME226-1は、eNB204-1〜204-4、SGW230-1およびPGW232-1を介したUEの接続を調整する。特定の制御信号は、制御プレーン220-1から集中型EPC210まで流れる。
【００２２】
PCRF228-1〜228-3、MME226-1〜226-3,PGW232-1〜232-3およびSGW230-1〜230-3は、1つ以上のプロセッサ、1つ以上の特定用途向け集積回路（ASICs）、1つ以上のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGAs）、専用の論理回路、またはこれらの任意の組み合わせに実装されてもよく、全てを総称してプロセッサと呼ばれる。PCRF228-1〜228-3およびMME226-1〜226-3のためのそれぞれの機能は、プロセッサによる実行のための指示として非一時的なメモリに保存される。
【００２３】
図3は、UE310がeNB204-2配下の状態からeNB204-12配下の状態へ遷移する様子を示すEPC300のブロック図である。EPC300は、外部ネットワーク202をeNB204-1〜204-12配下のUEへ接続する集中型EPC210と分散型EPC220-1および220-3とを含み、これらは全て図2の実施形態に示されている。EPC300は、外部ネットワーク202を介して対応ノード（CN）320へ接続することでUE310を配下に置く。
【００２４】
初めに、UE310は、eNB204-2を介して分散型EPC220-1配下にある。UE310は、MME226-1からの制御信号伝達を介してHSS214によって認証される。一度認証されると、IPデータフローが、UE310からeNB204-2、SGW230-1、PGW232-1を介して、さらに外部ネットワーク202からCN320まで確立される。UE310用のユーザセッションはSGW230-1で固定される。IPセッションはPGW232-1で固定される。
【００２５】
UE310が位置を変更する場合、UE310は、eNB204-2の配下の状態からeNB204-12の配下の状態へ遷移する。UE310は、接続リソースの解放を要求するように、eNB204-12へ信号を伝達し、最終的にMME226-3へ該信号を伝達する。MME226-3は、MME226-1に要求を通知し、MME226-1は、接続リソースを解放するようにPGW232-1に指示し、解放された接続リソースを通知する信号をHSS214へ伝達する。MME226-1はまた、一般にUE310用のIPアドレスを含むUE310用のIPリソースが保持されていることを、HSS214に通知する。HSS214は、UE310用の複数のセッションバインディングを維持するように構成される。
【００２６】
UE310はその後、新規の位置でeNB204-12との接続を初期化する。eNB204-12は、保持されたIPリソースとの接続を設定するよう制御信号をMME226-3へ中継する。MME226-3は、HSS214を用いてUE310を再認証する。HSS214は、PGW232-1のアドレスを含む保持されたIPリソースを提供する。MME226-3は、SGW230-3およびeNB204-12を介してPGW232-3との接続を調整する。MME226-3はまた、PGW232-3およびPGW232-1からトンネルを確立するためにPGW232-3と調整する。IPセッションはPGW232-1で固定されたままである一方で、ユーザセッションはSGW230-3へ遷移する。UE310からのユーザデータはその後、eNB204-12からSGW230-3、PGW232-3へルーティングされ、トンネルを介してPGW232-1へルーティングされ、さらには外部ネットワーク202およびCN320へルーティングされる。
【００２７】
UE310は、元のIPセッションのためにPGW232-1までのトンネルを介してIPデータフローを維持しながら、直接SGW230-3およびPGW232-3から外部ネットワーク202まで新規のIPセッションを確立することもできる。
【００２８】
図4は、UEとネットワークとの間の接続のためのユーザセッションおよびIPセッションを管理する方法の一実施形態のフロー図である。この方法は、開始ステップ410で開始される。第1接続ステップ420では、ユーザセッションおよびIPセッションが第1分散EPCで確立される。IPセッションは第1分散EPC用の第1PGWで固定される。遷移ステップ430では、UEが第1分散EPCを越えて第2分散EPCへ移動する場合、元のユーザセッション用の接続リソースが解放される。元のIPリソースは保持される。第1分散EPCは、中央EPCのHSSに保持されたIPリソースおよび解放された接続リソースを通知する。第2接続ステップ440では、第1PGWと第2分散EPC用の第2PGWとの間でトンネルが確立される。トンネルは、HSSから取得された元のIPリソースを使用する。新規の接続は、第2分散EPCを介して調整された新規接続リソースを使用する。トンネルは、第1分散EPCの第1MMEと第2分散EPCの第2MMEとの間の調整によって確立される。ルーティングステップ450では、ユーザデータはその後、UEから第2PGWへ、トンネルを通って第1PGWへ、ネットワークへとルーティングされる。この方法は終了ステップ460で終了する。
【００２９】
図5は、本明細書に開示の装置および方法を実装するために使用することができる処理システム500のブロック図である。特定の装置は、図示の構成要素の全てまたは構成要素の一部を使用してもよく、集約の度合いは装置によって異なってもよい。さらに、装置は、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機などの複数の例の構成要素を含んでもよい。処理システム500は、1つ以上の入力／出力装置を搭載した処理ユニット502を含み、この入力／出力装置には、例えばスピーカー、マイク、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイなどが挙げられる。処理ユニットは、中央処理ユニット（CPU）514、メモリ508、大容量記憶装置504、ビデオアダプタ510およびバス520に接続されたI／Oインタフェース512を含んでもよい。
【００３０】
バス520は、いくつかのバスアーキテクチャのうちの1つ以上の任意の型であってもよく、このバスアーキテクチャには、例えばメモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバスなどが挙げられる。CPU514は、任意の型の電子データプロセッサを含んでもよい。メモリ508は、任意の型のシステムメモリを含んでもよく、このシステムメモリには、例えばスタティック・ランダム・アクセス・メモリ（SRAM）、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）、シンクロナスDRAM（SDRAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、それらの組み合わせなどが挙げられる。実施形態では、メモリ508は、起動時に使用するROM、および、プログラムの実行の間に使用するプログラムおよびデータの保存用DRAMを含んでもよい。
【００３１】
大容量記憶装置504は、データ、プログラム、およびその他の情報を保存し、バス520を介してデータ、プログラム、およびその他の情報をアクセス可能にするように構成された任意の型の記憶装置を含んでもよい。大容量記憶装置504は、例えば、1つ以上のソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブなどを含んでもよい。
【００３２】
ビデオアダプタ510およびI／Oインタフェース512は、外部入出力装置を処理ユニット502へ接続するためのインタフェースを提供する。図示の通り、入出力装置の例は、ビデオアダプタ510に接続されたディスプレイ518、およびI／Oインタフェース512に接続されたマウス／キーボード／プリンタ516を含む。その他の装置は処理ユニット502に接続されてもよく、追加の、またはより少ないインタフェースカードが使用されてもよい。例えば、ユニバーサルシリアルバス（USB）（図示せず）などのシリアルインタフェースを使用してプリンタ用のインタフェースを提供してもよい。
【００３３】
処理ユニット502はまた、1つ以上のネットワークインタフェース506を含み、このネットワークインタフェース506は、イーサネット(登録商標)ケーブルなどの有線リンク、および／またはノードまたは別のネットワークにアクセスするための無線リンクを含んでもよい。ネットワークインタフェース506は、処理ユニット502がネットワークを介して遠隔ユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインタフェース506は、1つ以上の送信機／送信アンテナおよび1つ以上の受信機／受信アンテナを介した無線通信を提供することができる。実施形態では、処理ユニット502は、データ処理およびその他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶装置などの遠隔装置と通信するためにローカルエリアネットワーク522または広域ネットワークに接続される。
【００３４】
本発明を、例示的な実施形態を参照して説明したが、この説明は限定的な意味で解釈されるものではない。例示的な実施形態、および本発明の他の実施形態の様々な修正および組合せは、説明を参照すれば当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、このような任意の修正または実施形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００３５】
100  通信システム
110、200、300  EPC
120-1、120-2、202  外部ネットワーク
130-1、130-2、130-3、130-4、204-1、204-2、204-3、204-4、204-5、204-6、204-7、204-8、204-9、204-10、204-11、204-12  eNB
140-1、140-2、140-3、140-4、140-5、140-6、140-7、310  UE
210  集中型EPC
212  SPR
214  HSS
220-1、220-2、220-3  分散型EPC
222-1、222-2、222-3  制御プレーン
224-1、224-2、224-3  ユーザプレーン
226-1、226-2、226-3  MME
228-1、228-2、228-3  PCRF
230-1、230-2、230-3  SGW
232-1、232-2、232-3  PGW
320  対応ノード（CN）
410  開始ステップ
420  第1接続ステップ
430  遷移ステップ
440  第2接続ステップ
450  ルーティングステップ
460  終了ステップ
500  処理システム
502  処理ユニット
504  大容量記憶装置
506  ネットワークインタフェース
508  メモリ
510  ビデオアダプタ
512  I／Oインタフェース
514  中央処理ユニット（CPU）
516  マウス／キーボード／プリンタ
518  ディスプレイ
520  バス
522  ローカルエリアネットワーク
【図１】
2016522643.tif 000003
【図２】
2016522643.tif 000004
【図３】
2016522643.tif 000005
【図４】
2016522643.tif 000006
【図５】
2016522643.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月28日(2015.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ装置（UE）とネットワークとの間の接続のためのユーザセッションおよびインターネットプロトコル（IP）セッションを管理する方法であって、
第1分散進化型パケットコア（EPC）で、前記第1分散EPCを介した接続によって前記ユーザセッションおよび前記IPセッションを確立するステップであって、前記第1分散EPCは、前記IPセッションが固定される第1パケットデータネットワーク（PDN）ゲートウェイ（PGW）を含む、ステップと、
前記IPセッション用の元のIPリソースを保持し、かつ、前記UEが前記第1分散EPCを越えて第2分散EPCへ移動する場合、前記第1分散EPCの前記ユーザセッション用の元の接続リソースを解放するステップと、
前記第1PGWと前記第2分散EPC用の第2PGWとの間でトンネルを確立するステップであって、前記トンネルは、前記元のIPリソースおよび前記第2分散EPCの新規接続リソースを利用する、ステップと、
前記トンネルからの前記ユーザセッションおよび前記IPセッション用のデータを、前記第1PGWを介して前記ネットワークへルーティングするステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記元のIPリソースを保持し元の接続リソースを解放するステップは、集中型EPCのホーム加入者サーバ（HSS）へ通知することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記トンネルを確立するステップは、前記元のIPリソースに従って、前記HSSを使用して前記UEを再認証することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記トンネルを確立するステップは、前記元のIPリソースの値を前記HSSから取得することを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記トンネルを確立するステップは、前記元のIPリソースに従って、前記第1分散EPCの第1モビリティ管理エンティティ（MME）によって前記第2分散EPCの第2MMEを調整することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記第2分散EPCの第2モビリティ管理エンティティ（MME）で、元の接続リソースを解放して前記元のIPリソースおよび前記IPセッションを維持する要求を、前記UEから受信するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
元の接続リソースを解放する要求を前記第1分散EPCの第1MMEへ転送するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記ユーザセッションおよび前記IPセッションを確立するステップ、前記保持して解放するステップ、前記トンネルを確立するステップ、および前記ルーティングするステップは、少なくとも1つの処理システムに実装されている仮想関数によって実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
分散進化型パケットコア（EPC）であって、
ネットワークとユーザ装置（UE）を提供する無線ノードとの間で結合可能なユーザプレーンであって、
前記UE用のインターネットプロトコル（IP）セッションを固定するパケットデータ・ネットワーク・ゲートウェイ（PGW）と、
前記UE用のユーザセッションを固定するサービングゲートウェイ（SGW）とをふくむユーザプレーンと、
前記IPセッションと前記ユーザセッションとの第1接続を調整するモビリティ管理エンティティ（MME）を含む制御プレーンであって、前記MMEは、前記UEが、その他の分散EPCに結合されたその他の無線ノード配下の状態に遷移する場合、
接続リソースを解放し、かつ、前記第1接続用のIPリソースを保持するように前記PGWに指示し、
集中型EPCに解放および保持を通知し、
前記PGWと前記その他の分散EPCのためのその他のPGWとの間のトンネルを介した前記IPセッションと前記ユーザセッションとの第2接続を前記集中型EPCからの認証に従って調整する
モビリティ管理エンティティ（MME）を含む制御プレーンと
を含む、分散EPC。
【請求項１０】
前記SGWは、前記SGWに結合可能な複数の無線ノード間のUEの移動のために前記ユーザセッションを固定するようにさらに構成される、請求項9に記載の分散EPC。
【請求項１１】
前記制御プレーンは、前記集中型EPCのホーム加入者サーバ（HSS）に結合可能である、請求項9に記載の分散EPC。
【請求項１２】
前記MMEは、前記第1接続のために前記HSSを使用して前記UEを認証するようにさらに構成される、請求項11に記載の分散EPC。
【請求項１３】
前記MMEは、接続リソースを解放して前記第1接続用の前記IPセッションを維持する要求を、前記その他の分散EPC用のその他のMMEから受信するようにさらに構成され、前記要求は、前記UEから発信され、前記UEから前記その他の無線ノードを通過してその他のMMEまで伝わる、請求項9に記載の分散EPC。
【請求項１４】
前記PGW、前記SGWおよび前記MMEは、少なくとも1つの処理システム上に仮想関数として実装される、請求項9に記載の分散EPC。
【請求項１５】
プログラムが記録されたコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2016522643.tif 000008