JP2019033384A - パケット転送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うこと。【解決手段】ＵＥ３と、転送機能を含むＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２と、ＵＥ３に対してそれぞれサービスを提供する複数のＮＳＩ５とを含むパケット転送システム６であって、ＵＥ３と転送機能との間に論理的な通信路であるベアラを作成し、ＮＳＩ５を識別するサービス識別情報が付与されたパケットを、ＵＥ３からベアラを介して転送機能が受信した場合に、当該サービス識別情報に対応するＮＳＩ５へ当該パケットを転送する。ＵＥ３と転送機能との間に無線ネットワーク区間を含んでもよい。ＵＥ３又はＵＥ３の通信先であるＮＳＩ５に基づいて、ＵＥ３がパケットにサービス識別情報を付与することを禁止してもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、共通のベアラを介して複数のサービスネットワークへ通信可能なパケット転送システムに関する。

下記非特許文献１に記載の移動通信システム（Next Generation System）は、基地局（eNodeBもしくはgNodeB）とＵ−ｐｌａｎｅ機能（UPF）とＣ−ｐｌａｎｅ機能（AMF、SMFなど）とＵＥ（User Equipment）とから構成され、複数のＮＳＩ（Network Slice Instance）を動作させる。ＮＳＩは、例えば下記非特許文献２に記載のネットワーク仮想化技術によって、共通のネットワーク仮想化基盤から仮想的に作り出されるＵ−ｐｌａｎｅ機能とＣ−ｐｌａｎｅ機能とから構成され、ＮＳＩ同士は互いの通信や処理の影響を受けないように分離される。上記移動通信システムにおいて、ＵＥはＮＳＩ毎にベアラ（論理的な通信路）を作成することで、複数のＮＳＩを同時に用いてデータ通信を行うことができる。

３ＧＰＰ ＴＲ２３．７９９ Ｒｅｌｅａｓｅ．１４ ＥＴＳＩ ＧＳ ＮＦＶ ００２ Ｖ１．１．１

しかしながら、上記移動通信システムでは、多数のＮＳＩと通信するためには同数のベアラを用意する必要があり、ネットワークリソースの利用効率が悪いという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うことができるパケット転送システムを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一側面に係るパケット転送システムは、端末と、転送機能と、端末に対してそれぞれサービスを提供する複数のサービスネットワークとを含むパケット転送システムであって、端末と転送機能との間に論理的な通信路であるベアラを作成し、サービスネットワークを識別するサービス識別情報が付与されたパケットを、端末からベアラを介して転送機能が受信した場合に、当該サービス識別情報に対応するサービスネットワークへ当該パケットを転送する。

このようなパケット転送システムによれば、端末と転送機能との間にベアラが作成され、サービス識別情報が付与されたパケットを、端末からベアラを介して転送機能が受信した場合に、当該サービス識別情報に対応するサービスネットワークへ当該パケットが転送される。これにより、例えば、端末は、パケット毎に所望のサービスネットワークのサービス識別情報を付与することで、サービスネットワーク毎にベアラを作成することなく、端末と転送機能との間のベアラを共有しつつ、所望のサービスネットワークと通信を行うことができる。すなわち、ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うことができる。

本発明によれば、ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うことができる。

本発明の実施形態に係るパケット転送システムのシステム構成図である。 ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能の機能ブロック図である。 ＮＳＩリストのテーブル例を示す図である。 通信情報のテーブル例を示す図である。 ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能の機能ブロック図である。 転送表のテーブル例を示す図である。 ＵＥの機能ブロック図である。 パケットのフォーマット例を示す図である。 本発明の実施形態に係るパケット転送システムの転送処理を示すシーケンス図である。 ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能を含むノードのハードウェア構成を説明する図である。

以下、図面とともにパケット転送システムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明における実施形態は、本発明の具体例であり、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。

図１は、本発明の実施形態に係るパケット転送システム６（パケット転送システム）のシステム構成図である。図１に示す通り、パケット転送システム６は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２、ＵＥ３（端末）、基地局４（複数の基地局を総称して基地局４と呼ぶ）、及びＮＳＩ５（ＮＳＩ５ａ及びＮＳＩ５ｂを含む複数のＮＳＩを総称してＮＳＩ５と呼ぶ）（サービスネットワーク）を含んで構成される。ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１と、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２、ＵＥ３、基地局４及びＮＳＩ５のそれぞれとは、互いに制御に関する制御通信が行えるようネットワーク接続されている。ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２と、基地局４及びＮＳＩ５のそれぞれとは、互いにデータ通信が行えるようネットワーク接続されている。また、パケット転送システム６においては、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２（に含まれるＮＳＩ転送機能（転送機能））とＵＥ３（に含まれるプログラム）との間にベアラを作成可能であり、当該ベアラを介してＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２とＵＥ３とは通信可能である。ここで、ベアラとは、装置間を結ぶ論理的な通信路であり、２つ以上のベアラを結ぶことで別の１つのベアラとすることができる。

以下では、パケット転送システム６を構成する各要素について説明する。ここで、当該各要素は、上記非特許文献１に記載の同名の機能又は装置等と同様の機能や構成を備え、詳細な説明は省略する。

ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、複数のＮＳＩ５の間で共通的に利用されるＣ−ｐｌａｎｅ機能である。ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、物理サーバ、物理サーバ上に構成される仮想サーバ、スイッチやルータなどのネットワーク機器、もしくはこれら複数の組み合わせ、に上にて実現（実行）される。ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、これら装置の複数を用いて実現されても良い。また、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、上記非特許文献１に記載のＡＭＦ（Access and Mobility Management function）とＳＭＦ（Session Management function）の一方もしくは両方を基に構成されても良い。

ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２は、複数のＮＳＩ５の間で共通的に利用されるＵ−ｐｌａｎｅ機能である。ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２は、物理サーバ、物理サーバ上に構成される仮想サーバ、スイッチやルータなどのネットワーク機器、もしくはこれら複数の組み合わせ、に上にて実現（実行）される。ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２は、これら装置の複数を用いて実現されても良い。ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２は、図１に示す通り、ＮＳＩ転送機能を含む。

ＵＥ３は、スマートフォン等のユーザ端末である。ＵＥ３は、図１に示す通り、一つ以上のプログラムを実行可能である。プログラムはそれぞれ独立してＮＳＩ５と通信を行い、ＮＳＩ５が提供するサービスを受けることができる。

基地局４は、一般的な移動通信ネットワークにおける基地局である。

ＮＳＩ５は、ＮＳＩであり、より具体的には、一つ以上のネットワークインフラ上に生成される仮想ネットワークであるスライスである。本実施形態に係るパケット転送システム６には、２つのＮＳＩ５であるＮＳＩ５ａとＮＳＩ５ｂとが含まれる。ＮＳＩ５ａには、ＮＳＩ５ａ用のＣ−ｐｌａｎｅ機能であるＮＳＩ５ａ用Ｃ−ｐｌａｎｅ機能と、ＮＳＩ５ａ用のＵ−ｐｌａｎｅ機能であるＮＳＩ５ａ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能とが属する。ＮＳＩ５ｂには、ＮＳＩ５ｂ用のＣ−ｐｌａｎｅ機能であるＮＳＩ５ｂ用Ｃ−ｐｌａｎｅ機能と、ＮＳＩ５ｂ用のＵ−ｐｌａｎｅ機能であるＮＳＩ５ｂ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能とが属する。

本実施形態に係るパケット転送システム６においては、図１に示す通り、ＵＥ３にて実行されているプログラム（プログラムＡ又はプログラムＢ）からＮＳＩ５に含まれるＵ−ｐｌａｎｅ機能（ＮＳＩ５ａ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能又はＮＳＩ５ｂ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能）への通信は、基地局４を介したＵＥ３とＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２との間に作成されたベアラを介し、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２に含まれるＮＳＩ転送機能にてＮＳＩ５に含まれるＵ−ｐｌａｎｅ機能に転送される。なお、ＵＥ３と基地局４との間は無線ネットワーク区間である。すなわち、本実施形態に係るパケット転送システム６においては、無線アクセスネットワーク区間においてもベアラが作成される。

図２は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の機能ブロック図である。図２に示す通り、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、ＮＳＩリスト提供部１０、ＮＳＩリスト格納部１１、通信確立部１２、及び通信情報格納部１３を含んで構成される。

ＮＳＩリスト提供部１０は、ＵＥ３から、当該ＵＥ３が利用（選択）可能なＮＳＩ５を識別するＮＳＩ識別情報のリストの取得を要求するリスト取得要求を、基地局４を介して受信する。リスト取得要求は、送信元のＵＥ３を識別するＵＥ識別情報を含む。ＮＳＩリスト提供部１０は、リスト取得要求を受信すると、ＮＳＩリスト格納部１１によって格納されたＮＳＩリストを参照し、ＮＳＩリストのうち、リスト取得要求に含まれるＵＥ識別情報に対応付けられたＮＳＩ識別情報を抽出し、抽出したものをリスト化してＵＥ３に送信する。

ＮＳＩリスト格納部１１は、ＮＳＩリストを格納する。図３は、ＮＳＩリストのテーブル例を示す図である。図３に示すテーブル例の通り、ＮＳＩリストでは、ＵＥ識別情報と、ＮＳＩ識別情報と、ＮＳＩ５の用途種別を示すＮＳＩ用途種別と、優先度と、パケットへのＮＳＩ識別情報付与の要否と、ＮＳＩ５のグループを識別する集約識別情報とが対応付けられている。パケットへのＮＳＩ識別情報付与の要否は、例えばパケット転送システム６の運用者が、ＵＥ３毎に手動で設定及び変更する。設定及び変更は、ＮＳＩ５、ＵＥ３、又はユーザの回線契約内容等に基づいて行われる。パケットへのＮＳＩ識別情報付与の要否を設けることで、ＮＳＩ５の種別によって１つのＮＳＩ５に１つのベアラを割り当てることが望ましい場合、もしくはＵＥ３によって後方互換性などのために従来技術による制御シーケンスを実施することが望ましい場合に対応することができる。

通信確立部１２は、ＵＥ３から、ＮＳＩ５への通信確立を要求する通信確立要求を、基地局４を介して受信する。通信確立要求は、接続先であるＮＳＩ５を識別するＮＳＩ識別情報、及び送信元のＵＥ３を識別するＵＥ識別情報を含む。通信確立部１２は、通信確立要求を受信すると、ＮＳＩリスト格納部１１によって格納されたＮＳＩリストを参照し、当該通信確立要求がなされたＮＳＩ５に関するパケットへのＮＳＩ識別情報付与の要否に関するエントリの値を読み出す。読み出した値が「否」であれば、従来技術によってＮＳＩ５毎にベアラを作成する制御シーケンス（本実施形態の範囲外）が実施され、それ以後も従来技術によるデータ通信等が行われる。

一方、読み出した値が「要」であれば、通信確立部１２は、ＮＳＩリスト格納部１１によって格納されたＮＳＩリストと、通信情報格納部１３によって格納された通信情報とを参照し、通信確立要求がされているＮＳＩに対するＮＳＩ集約識別情報と同じＮＳＩ集約識別情報を持つ別のＮＳＩと対応付けられているベアラが未だ確立されていなければ新規ベアラを作成する、新規ベアラ要否判定を行う。より具体的には、通信確立部１２は、まず、ＮＳＩリスト格納部１１によって格納されたＮＳＩリストにて、通信確立要求に含まれていた接続先のＮＳＩ５のＮＳＩ識別情報に対応付けられたＮＳＩ集約識別情報を抽出する。次に、通信情報格納部１３によって格納された通信情報にて、抽出されたＮＳＩ集約識別情報を持つレコード（行）であって、通信確立要求に含まれていた接続先のＮＳＩ５のＮＳＩ識別情報以外のＮＳＩ識別情報を持つレコードが存在するか（＝新規ベアラ不要）否か（＝新規ベアラ要）を判定する。

図４は、後述の通信情報格納部１３によって格納された通信情報のテーブル例を示す図である。図４に示すテーブル例の通り、通信情報は、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２を識別するＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能名と、ＵＥ識別情報と、ベアラを識別するベアラ識別情報と、ＮＳＩ識別情報と、Ｕ−ｐｌａｎｅ機能を識別するＵ−ｐｌａｎｅ機能識別情報と、入出力インターフェースを識別する入出力インターフェース識別情報と、優先度と、ＮＳＩ集約識別情報とが対応付けられている。

通信確立部１２は、新規ベアラ要否判定の結果が「新規ベアラ要」であった場合、まず、作成する新規ベアラの識別情報である新規ベアラ識別情報を払い出す。次に、基地局４及びＵＥ３に対して、新規ベアラの確立の要求である新規ベアラ確立要求を送信する。新規ベアラ確立要求は、ＵＥ３の識別情報と、基地局４の識別情報と、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の識別情報と、新規ベアラ識別情報と、ＵＥ３、基地局４及びＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の間でベアラを作成する旨の指示情報とを含む。次に、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２に対して、新規ベアラ確立要求を送信する。新規ベアラ確立要求に含まれる情報は上記と同様である。なお、宛先であるＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２（のアドレス値等）については、例えばＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１にて予め格納されていてもよい。以上の処理により、ＵＥ３、基地局４及びＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２を結ぶ１つのベアラが作成される。

通信確立部１２は、上記のようにＵＥ３、基地局４及びＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２を結ぶ１つのベアラが作成された場合、又は、新規ベアラ要否判定の結果が「新規ベアラ否」であった場合（既存のベアラを利用する場合）、対象のベアラに関連する、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の識別情報と、ＵＥ識別情報と、ベアラ識別情報と、ＮＳＩ識別情報と、ＮＳＩ５のＵ−ｐｌａｎｅ機能識別情報と、入出力インターフェース識別情報と、優先度と、ＮＳＩ集約識別情報とを対応付けて、通信情報格納部１３によって格納された通信情報のエントリとして格納する。ここで、エントリとして格納する情報のうち、ＮＳＩ５のＵ−ｐｌａｎｅ機能及び入出力インターフェース識別情報の取得について説明する。ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、予めＵ−ｐｌａｎｅ機能間のトポロジ情報と、各Ｕ−ｐｌａｎｅ機能がどのＮＳＩ５に属するかに関する情報とを格納し、これらの情報によってＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の論理インターフェースで論理的に接続される隣接の各ＮＳＩＵ−ｐｌａｎｅ機能が算出され、この算出に基づいてＮＳＩ５のＵ−ｐｌａｎｅ機能及び入出力インターフェース識別情報が設定される。また、エントリとして格納する情報のうち、優先度及びＮＳＩ集約識別情報は、ＮＳＩリスト格納部１１によって格納されたＮＳＩリストのうち、対象のＮＳＩ識別情報に対応付けられている優先度及びＮＳＩ集約識別情報が設定される。

通信確立部１２は、次に、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２に対して、通信情報格納部１３によって格納された通信情報に基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅ機能の転送表の設定を要求する転送表設定要求を送信する。転送表設定要求は、転送表を含む。図６は、転送表のテーブル例を示す図である。図６に示す通り、転送表は、ベアラ識別情報と、ＮＳＩ識別情報と、Ｕ−ｐｌａｎｅ機能識別情報と、入出力インターフェース識別情報と、優先度とが対応付けられている。転送表のエントリーは、通信情報格納部１３によって格納された通信情報のうち、対象のＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１及びＵＥ識別情報に対応付けられたエントリーのサブセットである。

通信確立部１２は、次に、ＮＳＩ５のＮＳＩ用Ｃ−ｐｌａｎｅ機能を介してＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能に対して、通信情報格納部１３によって格納された通信情報に基づいて、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の転送表に設定された入出力インターフェースに記録された論理インターフェースの対向となる設定を要求するＮＳＩ設定要求を送信する。ここで、ＮＳＩ用Ｃ−ｐｌａｎｅ機能の宛先は、通信情報のＮＳＩ識別情報から決定される。なお、ＮＳＩ用Ｃ−ｐｌａｎｅ機能それぞれのアドレス値はＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１にて予め格納されている。また、「対向となる設定」とは、具体的には、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２との間に論理的な通信路を確立するための設定である。ＮＳＩ設定要求は、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２のアドレス値もしくは識別情報と、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の転送表に設定された入出力インターフェース識別情報に記録された論理インターフェースの識別情報を含む。

通信確立部１２は、次に、基地局４を介してＵＥ３に対して、ＮＳＩ５への通信確立が完了した旨の通知である通信確立完了通知を送信する。通信確立完了通知は、ＮＳＩ識別情報と、ＮＳＩ５に紐づけされる新規ベアラの識別情報もしくは既存ベアラの識別情報と、の組が含まれる。

以上の通信確立部１２の処理により、ＵＥ３からＮＳＩ５への通信が確立される。

通信情報格納部１３は、通信情報を格納する。図４は、通信情報格納部１３によって格納された通信情報のテーブル例を示す図である。

以上が、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の各機能ブロックの説明である。

図５は、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の機能ブロック図である。図５に示す通り、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２は、通信確立部２０、転送表格納部２１、及び転送部２２を含んで構成される。

通信確立部２０は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１から新規ベアラ確立要求を受信すると、新規ベアラ確立要求に含まれる情報に基づいて、ＵＥ３、基地局４及びＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の間でベアラを作成する。

通信確立部２０は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１から転送表設定要求を受信すると、転送表設定要求に含まれる転送表を転送表格納部２１によって格納させる。

転送表格納部２１は、転送表を格納する。図６は、転送表格納部２１によって格納された転送表のテーブル例を示す図である。

転送部２２は、ベアラを介してＵＥ３からパケットを受信すると、転送表格納部２１によって格納された転送表に基づき、ベアラから取り出したパケットのＮＳＩ識別情報から転送先の入出力インターフェースを選択し、パケットからＮＳＩ識別情報を抜去して、当該パケットを対象のＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能に転送する。なお、パケットに含まれる（抜去していない）ベアラ情報及び優先度については、ＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能にて利用可能である。

転送部２２は、ＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能からパケットを受信すると、転送表格納部２１によって格納された転送表に基づき、入出力インターフェースから入力されたパケットに対して対応するＮＳＩ識別情報を特定して、当該パケットに当該ＮＳＩ識別情報を付与し、当該パケットを対応するベアラに転送する。

以上が、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の各機能ブロックの説明である。

図７は、ＵＥ３の機能ブロック図である。図７に示す通り、ＵＥ３は、リスト取得部３０、通信確立部３１、及び通信部３２を含んで構成される。

リスト取得部３０は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１に対して、ＵＥ３が利用可能なＮＳＩ５を識別するＮＳＩ識別情報のリストの取得を要求するリスト取得要求を、基地局４を介して送信する。リスト取得要求は、送信元であるＵＥ３を識別するＵＥ識別情報を含む。なお、接続先であるＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１は、予めＵＥ３に格納されていても良いし、基地局４に対してリスト取得要求を送信した際に基地局４が適切な接続先であるＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１を検出しても良い。リスト取得部３０は、リスト取得要求の送信に応じて、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１から基地局４を介して、ＵＥ３が利用可能なＮＳＩ５を識別するＮＳＩ識別情報のリストを受信する。

通信確立部３１は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１に対して、ＮＳＩ５への通信確立を要求する通信確立要求を、基地局４を介して送信する。通信確立要求は、接続先であるＮＳＩ５を識別するＮＳＩ識別情報、及び送信元のＵＥ３を識別するＵＥ識別情報を含む。

通信確立部３１は、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１から新規ベアラ確立要求を受信すると、新規ベアラ確立要求に含まれる情報に基づいて、ＵＥ３、基地局４及びＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の間でベアラを作成する。

通信確立部３１は、基地局４を介してＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１から、通信確立完了通知を受信する。後述の通信部３２は、処理時に、通信確立完了通知に含まれる情報を適宜用いる。

通信部３２は、ＵＥ３のプログラムからパケットの送信が生じると、当該パケットにＮＳＩ識別情報を付与（挿入）して、ベアラから当該パケットを送信する。付与するＮＳＩ識別情報は、通信確立要求に含めたＮＳＩ識別情報、又は、通信確立完了通知に含まれるＮＳＩ識別情報である。図８は、ＮＳＩ識別情報が付与されたパケットのフォーマット例を示す図である。パケットには、ベアラ情報と、ＮＳＩ識別情報と、優先度と、データとが含まれている。ここで、ベアラ情報とは、パケットをベアラに紐付けるヘッダ部分の情報（ＧＴＰヘッダ）であり、その中にベアラ識別情報も含まれる。また、優先度は、ＮＳＩリスト格納部１１によって格納されたＮＳＩリストにて対象のＮＳＩ識別情報に対応付いた優先度である。通信部３２は、同一のベアラに対して複数のプログラムからパケットが送信された際に、パケットに含まれる優先度に従ってパケット間に優先順位をつけて送信する。

通信部３２は、ベアラを介してＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２からパケットを受信すると、ベアラから取り出したパケットのＮＳＩ識別情報を読み出し、抜去して、当該パケットをプログラムに受け渡す。

以上が、ＵＥ３の各機能ブロックの説明である。

続いて、図９に示すシーケンス図を用いて、パケット転送システム６による転送処理について説明する。

まず、ＵＥ３のリスト取得部３０により、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１に対してリスト取得要求を送信する（ステップＳ１）。次に、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１のＮＳＩリスト提供部１０により、ＵＥ３が利用可能なＮＳＩ５を識別するＮＳＩ識別情報のリストが送信される（ステップＳ２）。次に、ＵＥ３にて、接続先であるＮＳＩ５が選択される（ステップＳ３）。選択されるＮＳＩ５は１つであっても良いし、複数であっても良い。複数選択した場合は、選択したそれぞれのＮＳＩ５に対して以降の処理が実行される。また、ＮＳＩ５の選択は、ＵＥ３のユーザが手動で行っても良いし、ＵＥ３が所定の基準に基づいて自動的に行っても良い。次に、ＵＥ３の通信確立部３１により、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１に対して通信確立要求が送信される（ステップＳ４）。次に、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、通信確立要求がなされたＮＳＩ５に関するパケットへのＮＳＩ識別情報付与の要否に関するエントリの値が読み出される（ステップＳ５）。

Ｓ５にて、読み出された値が「否」であれば、従来技術によってＮＳＩ５毎にベアラを作成する制御シーケンスが実施され、それ以後も従来技術によるデータ通信等が行われる。一方、Ｓ５にて、読み出された値が「要」であれば、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、新規ベアラ要否判定が行われる（ステップＳ６）。Ｓ６にて、新規ベアラ要否判定の結果が「新規ベアラ要」であれば、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、基地局４、ＵＥ３及びＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２に対して新規ベアラ確立要求が送信される。Ｓ６にて、新規ベアラ要否判定の結果が「新規ベアラ否」であれば、新規ベアラ確立要求の送信は省略され、既存のベアラを利用することになる。

次に、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、対象のベアラに関連する情報が通信情報のエントリとして格納される（ステップＳ７）。次に、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２に対して、転送表設定要求が送信される（ステップＳ８）。次に、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、ＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能に対して、ＮＳＩ設定要求が送信される（ステップＳ９）。次に、ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１の通信確立部１２により、ＵＥ３に対して、通信確立完了通知が送信される（ステップＳ１０）。

次に、データ通信中において、ＵＥ３の通信部３２により、ベアラを介してＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２に対して、ＮＳＩ識別情報が付与されたパケットが送信される（ステップＳ１１）。次に、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の転送部２２により、ベアラを介して受信したパケットからＮＳＩ識別情報が抜去され、対象のＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能に転送される（ステップＳ１２）。次に、ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２の転送部２２により、ＮＳＩ用Ｕ−ｐｌａｎｅ機能から受信したパケットにＮＳＩ識別情報が付与され、ベアラに転送される（ステップＳ１３）。次に、ＵＥ３の通信部３２により、ベアラを介して受信したパケットからＮＳＩ識別情報が抜去され、プログラムに受け渡される（ステップＳ１４）。

なお、図９に示すシーケンス図において、Ｓ８〜Ｓ１０は、処理の順番を入れ替えてもよい。

なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、本発明の一実施形態におけるパケット転送システム６に含まれるＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１（ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２についても同様のため説明を省略する）を含むノードなどは、本発明の転送処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１０は、本発明の一実施形態に係るＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能１を含むノードのハードウェア構成の一例を示す図である。上述のノードは、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。上述のノードのハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

上述のノードにおける各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述のＮＳＩリスト提供部１０及び通信確立部１２などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ＮＳＩリスト提供部１０及び通信確立部１２は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施形態に係る転送処理を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ROM）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、ＮＳＩリスト提供部１０及び通信確立部１２などは、通信装置１００４で実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、ＬＥＤランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１やメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、上述のノードは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

次に、本実施形態のように構成されたパケット転送システム６の作用効果について説明する。

本実施形態のパケット転送システム６によれば、ＵＥ３とＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２が含むＮＳＩ転送機能との間にベアラが作成され、サービス識別情報が付与されたパケットを、ＵＥ３からベアラを介してＮＳＩ転送機能が受信した場合に、当該サービス識別情報に対応するＮＳＩ５へ当該パケットが転送される。これにより、例えば、ＵＥ３は、パケット毎に所望のＮＳＩ５のサービス識別情報を付与することで、ＮＳＩ５毎にベアラを作成することなく、ＵＥ３とＮＳＩ転送機能との間のベアラを共有しつつ、所望のＮＳＩ５と通信を行うことができる。すなわち、ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うことができる。

また、本実施形態のパケット転送システム６において、ＵＥ３とＮＳＩ転送機能との間に無線ネットワーク区間が含まれても良い。一般的に、有線ネットワーク区間よりも無線ネットワーク区間のコストが高い（同じ情報量を運ぶのにより希少なリソース（例えば無線リソース）を多く必要とする）ため、無線ネットワーク区間において共有のベアラを利用することで、ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うことができる。

また、本実施形態のパケット転送システム６において、ＵＥ３又はＵＥ３の通信先であるＮＳＩ５に基づいて、ＵＥ３がパケットにＮＳＩ識別情報を付与することを禁止しても良い。これにより、ＮＳＩ５の種別によって１つのＮＳＩ５に１つのベアラを割り当てることが望ましい場合、もしくはＵＥ３によって後方互換性などのために従来技術による制御シーケンスを実施することが望ましい場合に対応することができる。

また、本実施形態のパケット転送システム６によれば、ベアラと複数のＮＳＩ５とを対応付けたグループ情報を格納し、ＵＥ３からグループ情報に含まれるＮＳＩ５への通信を、当該グループ情報において当該ＮＳＩ５に対応付けられた前記ベアラを介するよう制御しても良い。これにより、より確実にベアラを共有することができるため、ネットワークリソースの利用効率がより良い、ベアラを介した通信を行うことができる。

なお、本実施形態に係るパケット転送システム６は、移動通信ネットワーク、特に３ＧＰＰ標準規格、又はその等価物若しくは派生物に従って動作するネットワークにおける転送システムに適用することができる。

また、本実施形態に係るパケット転送システム６において、基地局４とＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能２と（のそれぞれの機能）は同一のノードにて実現されても良い。

以上の通り、本実施形態に係るパケット転送システム６によれば、ＵＥ３が単一のベアラを用いて複数のＮＳＩ５とデータ通信を行う手段を提供することにより、希少な無線リソースの使用量（ＵＥ３と基地局４との間の無線帯域、ＵＥ３又は基地局４において無線を発信するために必要な演算装置又は記憶装置又は電力等）を少なく抑えることができるという効果を奏する。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。

本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。

本明細書で使用する「判断（determining）」、「決定（determining）」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定（judging）、計算（calculating）、算出（computing）、処理（processing）、導出（deriving）、調査（investigating）、探索（looking up）（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認（ascertaining）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信（receiving）（例えば、情報を受信すること）、送信（transmitting）（例えば、情報を送信すること）、入力（input）、出力（output）、アクセス（accessing）（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決（resolving）、選択（selecting）、選定（choosing）、確立（establishing）、比較（comparing）などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

「接続された（connected）」、「結合された（coupled）」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

「含む（including）」、「含んでいる（comprising）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本開示の全体において、例えば、英語でのa、an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。

１…ＮＳＩ間共通Ｃ−ｐｌａｎｅ機能、２…ＮＳＩ間共通Ｕ−ｐｌａｎｅ機能、３…ＵＥ、４…基地局、５…ＮＳＩ、６…パケット転送システム、１０…ＮＳＩリスト提供部、１１…ＮＳＩリスト格納部、１２…通信確立部、１３…通信情報格納部、２０…通信確立部、２１…転送表格納部、２２…転送部、３０…リスト取得部、３１…通信確立部、３２…通信部。

Claims (4)

1. 端末と、転送機能と、前記端末に対してそれぞれサービスを提供する複数のサービスネットワークとを含むパケット転送システムであって、
   前記端末と前記転送機能との間に論理的な通信路であるベアラを作成し、
   前記サービスネットワークを識別するサービス識別情報が付与されたパケットを、前記端末から前記ベアラを介して前記転送機能が受信した場合に、当該サービス識別情報に対応する前記サービスネットワークへ当該パケットを転送する、
   パケット転送システム。
2. 前記端末と前記転送機能との間に無線ネットワーク区間を含む、請求項１に記載のパケット転送システム。
3. 前記端末又は前記端末の通信先である前記サービスネットワークに基づいて、前記端末が前記パケットに前記サービス識別情報を付与することを禁止する、請求項１又は２に記載のパケット転送システム。
4. 前記ベアラと複数の前記サービスネットワークとを対応付けたグループ情報を格納し、
   前記端末から前記グループ情報に含まれる前記サービスネットワークへの通信を、当該グループ情報において当該サービスネットワークに対応付けられた前記ベアラを介するよう制御する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載のパケット転送システム。
   

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