特許 7551838 移動通信ネットワークの制御プレーン装置及びユーザプレーン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】移動通信ネットワークの制御プレーン装置及びユーザプレーン装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 76/11 20180101AFI20240909BHJP

   H04W 76/12 20180101ALI20240909BHJP

   H04W 88/14 20090101ALI20240909BHJP

   H04W 92/24 20090101ALI20240909BHJP

【ＦＩ】

H04W76/11

H04W76/12

H04W88/14

H04W92/24

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023088031

(22)【出願日】2023-05-29

【審査請求日】2023-08-02

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】峯木 厳

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 宏典

【審査官】青木 健

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２１－５０３７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１２７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals， Interface between the Control Plane and the User Plane Nodes; Stage 3 (Release 18)，3GPP TS 29.244 V18.1.0 (2023-03)，2023年03月28日，46-50,253-256頁

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動通信ネットワークにおいてユーザパケットを転送するユーザプレーン装置を制御する制御プレーン装置であって、
前記ユーザプレーン装置に第１メッセージを送信する送信手段と、
前記第１メッセージの応答として、前記ユーザプレーン装置から第２メッセージを受信する受信手段と、
を備え、
前記ユーザプレーン装置は、ユーザプレーンの装置であり、前記制御プレーン装置は、制御プレーンの装置であり、
前記第１メッセージ及び前記第２メッセージは、前記制御プレーン装置と前記ユーザプレーン装置がアソシエーションを確立するためのメッセージであり、
前記送信手段は、前記第１メッセージに、前記ユーザプレーン装置が第１ユーザパケットを前記制御プレーン装置に送信するための第１情報を含める、制御プレーン装置。

【請求項2】

前記第１情報は、前記ユーザプレーン装置が前記第１ユーザパケットを第１パケットでカプセル化して前記制御プレーン装置に送信する際に前記第１パケットのヘッダに設定すべき第１識別子を示す、請求項１に記載の制御プレーン装置。

【請求項3】

前記第１識別子は、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）である、請求項２に記載の制御プレーン装置。

【請求項4】

前記送信手段は、前記第１識別子に関連付けられた第２識別子を前記第１メッセージに含め、
前記第２識別子は、前記制御プレーン装置が前記ユーザプレーン装置に設定する、前記第１ユーザパケットを前記第１パケットでカプセル化して前記制御プレーン装置に送信する処理の識別子として使用される、請求項２に記載の制御プレーン装置。

【請求項5】

前記第２識別子は、転送アクションルール識別子（ＦＡＲ ＩＤ）である、請求項４に記載の制御プレーン装置。

【請求項6】

前記送信手段は、前記第１メッセージに、前記第１メッセージが前記第１情報を含むことを示すフラグ情報を含める、請求項１に記載の制御プレーン装置。

【請求項7】

前記第２メッセージは、前記ユーザプレーン装置が第２ユーザパケットを前記制御プレーン装置から受信するための第２情報を含む、請求項１に記載の制御プレーン装置。

【請求項8】

前記制御プレーン装置は、セッション管理機能（ＳＭＦ）、又は、サービング・ゲートウェイ若しくはパケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイの制御プレーンの機能を実装する装置である、請求項１に記載の制御プレーン装置。

【請求項9】

１つ以上のプロセッサを有する装置の前記１つ以上のプロセッサで実行されると、前記装置を請求項１から８のいずれか１項に記載の制御プレーン装置として機能させるプログラム。

【請求項10】

移動通信ネットワークにおいてユーザパケットを転送するユーザプレーン装置であって、
制御プレーン装置が前記ユーザプレーン装置に送信する第１メッセージを受信する受信手段と、
前記第１メッセージの応答として、前記制御プレーン装置に第２メッセージを送信する送信手段と、
を備え、
前記ユーザプレーン装置は、ユーザプレーンの装置であり、前記制御プレーン装置は、制御プレーンの装置であり、
前記第１メッセージ及び前記第２メッセージは、前記制御プレーン装置と前記ユーザプレーン装置がアソシエーションを確立するためのメッセージであり、
前記第１メッセージに前記ユーザプレーン装置が第１ユーザパケットを前記制御プレーン装置に送信するための第１情報が含まれている場合、前記送信手段は、前記第２メッセージに、前記制御プレーン装置が第２ユーザパケットを前記ユーザプレーン装置に送信するための第２情報を含める、ユーザプレーン装置。

【請求項11】

前記第１情報は、前記ユーザプレーン装置が前記第１ユーザパケットを第１パケットでカプセル化して前記制御プレーン装置に送信する際に前記第１パケットのヘッダに設定すべき第１識別子を示し、
前記第２情報は、前記制御プレーン装置が前記第２ユーザパケットを第２パケットでカプセル化して前記ユーザプレーン装置に送信する際に前記第２パケットのヘッダに設定すべき第２識別子を示す、請求項１０に記載のユーザプレーン装置。

【請求項12】

前記第１識別子及び第２識別子は、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）である、請求項１１に記載のユーザプレーン装置。

【請求項13】

前記送信手段は、前記第２メッセージに、前記第２メッセージが前記第２情報を含むことを示すフラグ情報を含める、請求項１０に記載のユーザプレーン装置。

【請求項14】

前記ユーザプレーン装置は、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）、又は、サービング・ゲートウェイ若しくはパケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイのユーザプレーンの機能を実装する装置である、請求項１０に記載のユーザプレーン装置。

【請求項15】

１つ以上のプロセッサを有する装置の前記１つ以上のプロセッサで実行されると、前記装置を請求項１０から１４のいずれか１項に記載のユーザプレーン装置として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動通信ネットワークのユーザプレーン（ＵＰ）の装置の制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

３ＧＰＰ（登録商標）によって、第４世代の移動通信ネットワーク（以下、４Ｇネットワーク）及び第５世代の移動通信ネットワーク（以下、５Ｇネットワーク）が規格化されている。５Ｇネットワークは、スタンドアローン（ＳＡ）方式と、ノンスタンドアローン（ＮＳＡ）方式に分類される。ＮＳＡ方式の５Ｇネットワークは、そのコアネットワークとして、４Ｇネットワークのコアネットワークを使用する。４Ｇネットワークのコアネットワークは、発展型パケットコア（ＥＰＣ）としても参照される。一方、ＳＡ方式の５Ｇネットワークは、５ＧＣとしても参照されるコアネットワークを使用する。

【0003】

５ＧＣでは、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）が、ユーザプレーン（ＵＰ）のパケット（以下、ユーザパケット）を転送する。ＵＰＦは、インターネット等の外部のデータネットワーク（ＤＮ）にも接続される。ＳＡ方式の５Ｇネットワークにおいては、ユーザ装置（ＵＥ）に対してプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）セッションが確立される。ＰＤＵセッションは、ＵＥをＤＮに接続するために、当該ＵＥが接続している基地局（ＢＳ）を介して、当該ＵＥと当該ＤＮに接続するＵＰＦとの間で設定される。ＵＥとＤＮとの間で送受信されるＩＰパケット等のユーザパケットは、ＰＤＵセッションにおけるＢＳとＤＮに接続するＵＰＦとの間においてはＧＴＰ（汎用パケット無線システム・トンネリング・プロトコル）パケットによるカプセル化が行われる。

【0004】

具体的には、ＢＳとＤＮに接続するＵＰＦとが直接接続されている場合、ＢＳは、ＵＥから受信するＩＰパケットをＧＴＰパケットにカプセル化してＵＰＦに送信する。当該ＧＴＰパケットのヘッダには、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）が設定される。同様に、ＵＰＦは、ＤＮからＵＥ宛のＩＰパケットを受信すると、当該ＩＰパケットをＧＴＰパケットにカプセル化してＢＳに送信する。当該ＧＴＰパケットのヘッダには、ＴＥＩＤが設定される。なお、ＴＥＩＤは、ＵＥからＤＮへの上り方向と、ＤＮからＵＥへの下り方向それぞれについて個別に設定され、上り方向と下り方向で同じ値である必要はない。上り方向で使用するＴＥＩＤと、下り方向で使用するＴＥＩＤは、ＵＥのためのＰＤＵセッションを確立する際に決定される。

【0005】

なお、ＥＰＣにおいては、ＰＤＵセッションではなく、ＵＥとＰＧＷ－Ｕとの間で、ＢＳ及びＳＧＷ－Ｕを介するベアラが設定される。ＰＧＷは、パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイの略語であり、ＳＧＷ－Ｕは、サービング・ゲートウェイの略語であり、文字"Ｕ"はＵＰの機能であることを示している。ＰＧＷ－Ｕは、ＤＮにも接続される。なお、ベアラにおいても、ＢＳとＰＧＷ－Ｕとの区間においてはＧＴＰパケットによるカプセル化が行われる。

【0006】

このＵＰＦ、ＳＧＷ－Ｕ及びＰＧＷ－Ｕにおけるユーザパケットの処理を制御するため、３ＧＰＰ（登録商標）は、制御プレーン（ＣＰ）の機能として、セッション管理機能（ＳＭＦ）、ＳＧＷ－Ｃ及びＰＧＷ－Ｃを定義している。なお、ＳＧＷ－Ｃ及びＰＧＷ－Ｃの文字"Ｃ"は、ＣＰの機能であることを示している。ＳＭＦはＵＰＦを制御し、ＳＧＷ－ＣはＳＧＷ－Ｕを制御し、ＰＧＷ－ＣはＰＧＷ－Ｕを制御する。以下の説明では、ＵＰＦ、ＳＧＷ－Ｕ、ＰＧＷ－Ｕ等のＵＰにおいてユーザパケットを転送する機能を実装した装置をユーザプレーン装置（ＵＰ装置）と表記する。また、ＳＭＦ、ＳＧＷ－Ｃ、ＰＧＷ－Ｃ等、ＵＰ装置におけるユーザパケットの転送処理等を制御するＣＰの装置を制御プレーン装置（ＣＰ装置）と表記する。非特許文献１は、ＣＰ装置とＵＰ装置との間の制御信号の送受信で使用されるパケット転送制御プロトコル（ＰＦＣＰ）を開示している。

【0007】

ＰＦＣＰにおいて、ＣＰ装置は、制御を行うＵＰ装置と事前にアソシエーションを確立する。また、ＣＰ装置は、ＵＥがベアラやＰＤＵセッションを確立する際、アソシエーションを確立しているＵＰ装置の内の１つを選択し、選択したＵＰ装置との間で、ベアラやＰＤＵセッションに対応するＰＦＣＰセッションを確立する。ＣＰ装置は、このＰＦＣＰセッションにより、このＰＦＣＰセッションに対応するベアラやＰＤＵセッションに属するユーザパケットの転送処理を制御する。例えば、ＣＰ装置は、ＰＦＣＰセッションを利用して、パケット検出ルール（ＰＤＲ）と、当該ＰＤＲに関連付けた転送アクションルール（ＦＡＲ）と、をＵＰ装置に設定することができる。ＵＰ装置は、ＰＤＲにマッチするユーザパケットを検出すると、例えば、当該ＰＤＲに関連付けられたＦＡＲに従い、当該ユーザパケットの転送処理を行う。

【0008】

さらに、非特許文献１は、ＣＰ装置とＵＰ装置との間でユーザパケットを送受信することも開示している。一例として、ＣＰ装置は、アソシエーションを確立しているＵＰ装置を介して、当該ＵＰ装置との間でＰＤＵセッション又はベアラを確立しているＵＥとユーザパケットを送受信することができる。ＣＰ装置は、例えば、ＵＥに対してＩＰアドレスの割り当てを行うために、ユーザパケットを当該ＵＥと送受信することができる。

【0009】

非特許文献１によると、ＣＰ装置とＵＰ装置との間で送受信されるユーザパケットについてもＧＴＰパケットによるカプセル化が行われる。このため、ＣＰ装置とＵＰ装置との間では、ＰＤＵセッションに対応するＮ４－ｕトンネルや、ベアラに対応するＳｘ－ｕトンネルが確立される。なお、"Ｎ４"は、ＳＭＦとＵＰＦとの間のインタフェース名であり、"Ｓｘ"は、ＳＧＷ－Ｃ／ＰＧＷ－ＣとＳＧＷ－Ｕ／ＰＧＷ－Ｕとの間のインタフェース名であり、"ｕ"は、ユーザパケット用のトンネルであることを示している。以下の説明では、Ｎ４－ｕトンネル及びＳｘ－ｕトンネルの総称として"ユーザトンネル"との用語を使用する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【文献】３ＧＰＰ ＴＳ ２９．２４４ Ｖ１６．５．０ （２０２０－０９）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ユーザトンネルを確立するために、ＣＰ装置は、ＵＰ装置がＣＰ装置への送信に使用するＴＥＩＤを指定し、ＵＰ装置は、ＣＰ装置がＵＰ装置への送信に使用するＴＥＩＤを指定する必要がある。つまり、ユーザトンネルの確立のため、ＣＰ装置とＵＰ装置は、ユーザトンネルにおける受信側のＴＥＩＤを交換する必要がある。上記の通り、非特許文献１によると、ユーザトンネルは、ＰＤＵセッション又はベアラ毎に確立される。つまり、ＣＰ装置とＵＰ装置は、ＰＤＵセッションやベアラを確立する度に、ユーザトンネルにおける受信側のＴＥＩＤを交換する必要がある。

【0012】

本開示は、ＣＰ装置とＵＰ装置との間の制御信号で送受信する情報量を削減する技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示の一態様によると、移動通信ネットワークにおいてユーザパケットを転送するユーザプレーン装置を制御する制御プレーン装置は、前記ユーザプレーン装置に第１メッセージを送信する送信手段と、前記第１メッセージの応答として、前記ユーザプレーン装置から第２メッセージを受信する受信手段と、を備え、前記ユーザプレーン装置は、ユーザプレーンの装置であり、前記制御プレーン装置は、制御プレーンの装置であり、前記第１メッセージ及び前記第２メッセージは、前記制御プレーン装置と前記ユーザプレーン装置がアソシエーションを確立するためのメッセージであり、前記送信手段は、前記第１メッセージに、前記ユーザプレーン装置が第１ユーザパケットを前記制御プレーン装置に送信するための第１情報を含める。

【発明の効果】

【0014】

本開示によると、ＣＰ装置とＵＰ装置との間の制御信号で送受信する情報量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ＣＰ装置とＵＰ装置がアソシエーションを確立した状態を示す図。

【図2】アソシエーション確立処理のシーケンス図。

【図3】修正されたノードＩＤ情報要素を示す図。

【図4】ＣＰ装置とＵＰ装置との間で送受信されるユーザパケットに対する処理を説明するための図。

【図5】ＣＰ装置の機能ブロック図。

【図6】ＵＰ装置の機能ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうちの二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0017】

図１は、ＣＰ装置１とＵＰ装置２がアソシエーションを確立した際の状態を示している。ＵＰ装置２は、ＤＮ５と接続している。ＣＰ装置１は、ＵＰ装置２とアソシエーションを確立することで、当該ＵＰ装置２を制御することが可能になる。本実施形態において、ＣＰ装置１とＵＰ装置２は、アソシエーションを確立する際、ユーザトンネルで使用するＴＥＩＤを交換する。以下の説明において、"アソシエーションを確立する際にユーザトンネルで使用するＴＥＩＤを交換する機能"を、単に、"本実施形態による機能"と表記する。ＣＰ装置１及びＵＰ装置２は、共に、"本実施形態による機能"を有する。図１では、アソシエーションの確立の際、ＣＰ装置１がＴＥＩＤとして＃Ｃ１をＵＰ装置２に通知し、ＵＰ装置２がＴＥＩＤとして＃Ａ１を通知したものとしている。したがって、ＵＰ装置２は、ユーザパケットをＣＰ装置１に送信する際、ＧＴＰパケットのヘッダにＴＥＩＤとして＃Ｃ１を設定し、ＣＰ装置１は、ユーザパケットをＵＰ装置２に送信する際、ＧＴＰパケットのヘッダにＴＥＩＤとして＃Ａ１を設定する。

【0018】

図２は、ＣＰ装置１とＵＰ装置２とのアソシエーションを確立する処理のシーケンス図である。Ｓ１において、ＣＰ装置１は、アソシエーション設定要求メッセージを、アソシエーションを確立するＵＰ装置２に送信する。アソシエーション設定要求メッセージは、ＦＡＲ識別子（ＦＡＲ ＩＤ）の値と、ＣＰ装置１がユーザトンネルにおいて受信に使用するＴＥＩＤの値と、を含んでいる。ＴＥＩＤの値は、図１に示す様に＃Ｃ１である。ＦＡＲ ＩＤについては後述する。

【0019】

例えば、Ｓ１でＣＰ装置１が送信するアソシエーション設定要求メッセージは、非特許文献１のＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔであり得る。Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔは、必須の情報要素（ＩＥ）として、ノードＩＤ ＩＥを含んでいる。例えば、ＦＡＲ ＩＤの値と、ＴＥＩＤの値は、このノードＩＤ ＩＥでＵＰ装置２に通知される。

【0020】

図３は、非特許文献１の図８．２．３８－１に記載のノードＩＤ ＩＥの修正例を示している。なお、網掛部分が非特許文献１の図８．２．３８－１に記載のノードＩＤ ＩＥからの変更箇所を示している。第５オクテットの第５ビットから第８ビットは、現在、予備ビットである。本実施形態では、第５オクテットの第５ビットから第８ビットをフラグとして使用する。フラグが所定のビット値に設定されていることは、本実施形態による機能がサポートされていることを示している。

【0021】

ＵＰ装置２は、アソシエーション設定要求メッセージの応答として、Ｓ２で、アソシエーション設定応答メッセージをＣＰ装置１に送信する。アソシエーション設定応答メッセージは、ＵＰ装置２がユーザトンネルにおいて受信に使用するＴＥＩＤの値を含んでいる。ＴＥＩＤの値は、図１に示す様に＃Ａ１である。例えば、Ｓ２でＵＰ装置２が送信するアソシエーション設定応答メッセージは、非特許文献１のＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐоｎｓｅであり得る。Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐоｎｓｅも必須ＩＥとして、ノードＩＤ ＩＥを含んでいる。本実施形態によるＵＰ装置２は、ＣＰ装置１と同様に、第５オクテットの第５ビットから第８ビットをフラグとして使用する。

【0022】

例えば、アソシエーションを確立するＵＰ装置が本実施形態による機能を有さない場合、当該ＵＰ装置は、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ ＲｅｑｕｅｓｔのノードＩＤ ＩＥに含まれるＦＡＲ ＩＤ及びＴＥＩＤを無視し、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ ＲｅｓｐоｎｓｅのノードＩＤ ＩＥにフラグを設定しない。したがって、この場合、ＣＰ装置１は、アソシエーションを確立したＵＰ装置が、本実施形態による機能を有さないと判定することができる。また、ＵＰ装置２は、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ ＲｅｑｕｅｓｔのノードＩＤ ＩＥにフラグが設定されていない場合、アソシエーションを確立しようとしているＣＰ装置が本実施形態による機能を有さないと判定することができる。この場合、ＵＰ装置２は、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐ ＲｅｓｐоｎｓｅのノードＩＤ ＩＥにＴＥＩＤの値を含める必要はない。ＣＰ装置とＵＰ装置のいずれかが、本実施形態による機能を有さない場合、ＣＰ装置とＵＰ装置は、非特許文献１に記載されている様に、ＰＤＵセッション又はベアラの確立の度にユーザトンネルの受信側のＴＥＩＤを交換する処理を行う。

【0023】

図４は、図１の状態からＵＥ４１とＵＰ装置２との間でＢＳ３を介するＰＤＵセッション＃１が確立され、その後、ＵＥ４２とＵＰ装置２との間でＢＳ３を介するＰＤＵセッション＃２が確立された状態を示している。図１によると、ＵＰ装置２は、ＤＮ５からＵＥ４１宛のユーザパケットを受信すると、当該ユーザパケットをＧＴＰパケットでカプセル化し、ＴＥＩＤとして＃Ｂ１を設定してＢＳ３に送信する。また、ＵＰ装置２は、ＤＮ５からＵＥ４２宛のユーザパケットを受信すると、当該ユーザパケットをＧＴＰパケットでカプセル化し、ＴＥＩＤとして＃Ｂ２を設定してＢＳ３に送信する。なお、ＵＰ装置２は、上記の転送処理を、ＣＰ装置１から通知されたＰＤＲと、当該ＰＤＲに関連付けられたＦＡＲと、に基づき行う。

【0024】

ＣＰ装置１がＵＥ４１にユーザパケットを送信する際、ＣＰ装置１は、当該ユーザパケットをＧＴＰパケット（インナーＧＴＰパケット）でカプセル化する。ＣＰ装置１は、このインナーＧＴＰパケットのヘッダに、ＴＥＩＤとして、ＰＤＵセッション＃１においてＢＳ３が受信に使用する＃Ｂ１を設定する。さらに、ＣＰ装置１は、インナーＧＴＰパケットをＧＴＰパケット（アウターＧＴＰパケット）でカプセル化し、このアウターＧＴＰパケットのヘッダに、ＴＥＩＤとして、ユーザトンネルにおいてＵＰ装置２が受信に使用する＃Ａ１を設定する。このアウターＧＴＰパケットを受信したＵＰ装置２は、アウターＧＴＰパケットに含まれるインナーＧＴＰパケットをＢＳ３に送信する。なお、この処理も、ＣＰ装置１によってＵＰ装置２に設定されたＰＤＲと、当該ＰＤＲに関連付けられたＦＡＲに基づき行われる。

【0025】

また、ＢＳ３は、ＵＥ４１が送信したユーザパケットをＧＴＰパケットにカプセル化し、このＧＴＰパケットのヘッダのＴＥＩＤにＰＤＵセッション＃１においてＵＰ装置２が受信に使用する＃Ａ２を設定してＵＰ装置２に送信する。ＵＥ４１が送信するユーザパケットは、ＤＮ５に接続されている装置宛の第１ユーザパケットと、ＣＰ装置１宛の第２ユーザパケットと、に分類される。したがって、ＵＰ装置２には、第１ユーザパケットを格納する第１ＧＴＰパケットを検出するための第１ＰＤＲと、第２ユーザパケットを格納する第２ＧＴＰパケットを検出するための第２ＰＤＲがＣＰ装置１によって設定される。

【0026】

また、ＵＰ装置２には、第１ＧＴＰパケットを検出した際の処理を示す第１ＦＡＲがＣＰ装置１によって設定される。第１ＦＡＲは、第１ＧＴＰパケットから第１ユーザパケットを取り出してＤＮ５に送信することを示す。

【0027】

同様に、ＵＰ装置２には、第２ＧＴＰパケットを検出した際の処理を示す第２ＦＡＲがＣＰ装置１によって設定される。第２ＦＡＲは、第２ＧＴＰパケットをさらに第３ＧＴＰパケットでカプセル化し、第３ＧＴＰパケットのヘッダに、ＴＥＩＤとして、ユーザトンネルでＣＰ装置１が受信に使用する＃Ｃ１を設定してＣＰ装置１に送信することを示す。ＰＤＵセッション＃２についても同様である。つまり、ＵＥ４２がＣＰ装置１に送信する第２ユーザパケットは、ＢＳ３においてＴＥＩＤが＃Ａ３の第２ＧＴＰパケットにカプセル化される。ＵＰ装置２は、この第２ＧＴＰパケットをＴＥＩＤが＃Ｃ１の第３ＧＴＰパケットにカプセル化してＣＰ装置１に送信する。

【0028】

この様に、ＵＥからＣＰ装置１に送信される第２ユーザパケットは、どのＵＥが送信元であっても、ＵＰ装置２は、ＢＳ３から受信する第２ＧＴＰパケットをＴＥＩＤが＃Ｃ１の第３ＧＴＰパケットでカプセル化してＣＰ装置１に送信する。つまり、ＴＥＩＤの値＃Ｃ１は、第２ＦＡＲで示される、ＵＰ装置２がＣＰ装置１にユーザパケットを送信する転送処理において必要な情報である。図２のシーケンスにおいてＣＰ装置１がアソシエーション設定要求メッセージでＵＰ装置２に送信するＦＡＲ ＩＤの値＃Ｆ１は、この第２ＦＡＲの識別子として使用され、アソシエーション設定要求メッセージに含まれるＴＥＩＤの値＃Ｃ１に関連付けられる。ＦＡＲ ＩＤの値が＃Ｆ１で特定される第２ＦＡＲは、転送処理において、ＴＥＩＤの値として＃Ｃ１を使用することを示す。

【0029】

なお、ＣＰ装置１がＵＥとの間でユーザパケットを送受信する際の処理について説明したが、ＣＰ装置１は、ＤＮ５の装置とユーザパケットを送受信こともできる。ＤＮ５の装置との間で送受信されるユーザパケットについても、ＣＰ装置１とＵＰ装置２の間は、ユーザトンネルを介して送受信される。なお、使用されるＴＥＩＤは、ＵＥとのユーザパケットの送受信で使用するＴＥＩＤと同じである。つまり、ＣＰ装置１が送受信するユーザパケットは、ＣＰ装置１とＵＰ装置２の間では、アソシエーションの確立時に交換したＴＥＩＤにより送受信される。さらに、図４では、５ＧＣの用語であるＰＤＵセッションを使用しているが、本実施形態では、ＥＰＣに対しても適用される。

【0030】

さらに、本実施形態において、ＣＰ装置１とＵＥ４１やＵＥ４２との間で送受信されるユーザパケットは、ＣＰ装置１とＵＰ装置２との間においては、ＧＴＰパケットにより２重にカプセル化されるものとしていた。しかしながら、ＣＰ装置１とＵＰ装置２との間においてユーザパケットを２重にカプセル化する構成に本発明は限定されない。例えば、ＣＰ装置１は、ＵＥ４１に送信するユーザパケットをＧＴＰパケットにカプセル化し、当該ＧＴＰパケットのヘッダにＴＥＩＤとして＃Ａ１を設定して送信する構成とすることができる。この場合、ＵＰ装置２は、受信したＧＴＰパケットからユーザパケットを取り出し、取り出したユーザパケットをＧＴＰパケットで再カプセル化し、このＧＴＰパケットのヘッダにＴＥＩＤとして＃Ｂ１を設定してＢＳ３に送信する。なお、この場合、ユーザパケットの宛先がＵＥ４１であるＧＴＰパケットを検出するＰＤＲがＵＰ装置２に設定され、当該ＰＤＲに関連付けたＦＡＲで前述した転送処理を行うことが示される。ＵＥ４１からのユーザパケットをＣＰ装置１に送信する場合も同様である。つまり、ＵＰ装置２は、ＵＥ４１から受信したＧＴＰパケットからユーザパケットを取り出し、取り出したユーザパケットをＧＴＰパケットで再カプセル化し、このＧＴＰパケットのヘッダに、ＴＥＩＤとして＃Ｃ１を設定してＣＰＵ装置１に送信する。

【0031】

なお、４Ｇネットワーク及び５Ｇネットワークの文脈で実施形態の説明を行ったが、本実施形態は、ＵＰとＣＰが分離した、所謂、ＣＵＰＳアーキテクチャを使用する任意の通信ネットワークに適用することができる。つまり、ユーザパケットを転送するＵＰ装置と、当該ＵＰ装置におけるユーザパケットの転送処理を制御するＣＰ装置とが分離しており、ＣＰ装置がＵＰ装置を介して他の通信装置との間でユーザパケットを送受信でき、ＣＰ装置とＵＰ装置との間ではユーザパケットがカプセル化される通信ネットワークに対して本実施形態を適用することができる。

【0032】

図５は、本実施形態によるＣＰ装置１の機能ブロック図である。ＣＰ装置１は、例えば、ネットワーク仮想化技術（ＮＦＶ）を使用することで、汎用の１つ以上のコンピュータにおいて実現され得る。つまり、ＣＰ装置１は、それぞれが１つ以上のプロセッサを有する１つ以上の装置において、各プロセッサに適切なコンピュータプログラムを実行させることで実現され得る。なお、ＣＰ装置１は、例えば、３ＧＰＰ（登録商標）におけるＳＭＦや、ＰＧＷ－Ｃ又はＳＧＷ－Ｃの機能を実装する装置であり得る。

【0033】

制御部１３は、ＣＰ装置１の全体を制御する。ユーザパケット処理部１４は、例えば、ユーザパケットの送受信処理、つまり、送信するユーザパケットのＧＴＰパケットへのカプセル化や、受信するＧＴＰパケットのディカプセル化を行う。

【0034】

送信部１１は、例えば、ＰＦＣＰといった、所定の通信プロトコルに従う制御信号をＵＰ装置２に送信する。例えば、送信部１１は、ＵＰ装置２の制御を可能とするためにＵＰ装置２にアソシエーション設定要求メッセージ（第１メッセージ）を送信する。なお、送信部１１は、アソシエーション設定要求メッセージに、ＵＰ装置２がＣＰ装置１にユーザパケットを送信するための第１情報を含める。第１情報は、ＵＰ装置２がユーザパケットを第１パケットでカプセル化してＣＰ装置１に送信する際に第１パケットのヘッダに設定すべき第１識別子を示す。第１パケットは、例えば、ＧＴＰパケットであり、第１識別子はＴＥＩＤであり得る。

【0035】

さらに、送信部１１は、第１識別子に関連付けられた第３識別子をアソシエーション設定要求メッセージに含める。第３識別子は、ＣＰ装置１が後にＵＰ装置２に設定する、ユーザパケットを第１パケットでカプセル化してＣＰ装置１に送信する転送処理の識別子として使用され得る。例えば、第３識別子は、ＦＡＲ ＩＤであり得る。さらに、送信部１１は、アソシエーション設定要求メッセージが第１情報を含むか否かを示すフラグ情報をアソシエーション設定要求メッセージに含めることができる。

【0036】

受信部１２は、制御信号をＵＰ装置２から送信する。例えば、受信部１２は、アソシエーション設定要求メッセージの応答として、ＵＰ装置２からアソシエーション設定応答メッセージ（第２メッセージ）を受信する。アソシエーション設定応答メッセージは、ＵＰ装置２がユーザパケットをＣＰ装置１から受信するための第２情報を含み得る。第２情報は、ＣＰ装置１がユーザパケットを第２パケットでカプセル化してＵＰ装置２に送信する際に第２パケットのヘッダに設定すべき第２識別子を示し得る。第２パケットは、例えば、ＧＴＰパケットであり、第２識別子はＴＥＩＤであり得る。さらに、アソシエーション設定応答メッセージは、アソシエーション設定応答メッセージが第２情報を含むか否かを示すフラグ情報を含み得る。

【0037】

図６は、本実施形態によるＵＰ装置２の機能ブロック図である。ＵＰ装置２は、例えば、ネットワーク仮想化技術（ＮＦＶ）を使用することで、汎用の１つ以上のコンピュータにおいて実現され得る。つまり、ＵＰ装置２は、それぞれが１つ以上のプロセッサを有する１つ以上の装置において、各プロセッサに適切なコンピュータプログラムを実行させることで実現され得る。なお、ＵＰ装置２は、例えば、３ＧＰＰ（登録商標）におけるＵＰＦや、ＰＧＷ－Ｕ又はＳＧＷ－Ｕの機能を実装する装置であり得る。

【0038】

制御部２３は、ＵＰ装置２の全体を制御する。通信インタフェース部２５は、ＢＳ３やＤＮ５と通信するための通信インタフェースである。転送処理部２４は、ＣＰ装置１により設定されたＰＤＲやＦＡＲ等に基づきユーザパケットの転送処理を行う。

【0039】

送信部２１及び受信部２２は、例えば、ＰＦＣＰといった、所定の通信プロトコルに従う制御信号をＣＰ装置１と送受信する。例えば、受信部２２は、ＣＰ装置１がＵＰ装置２の制御を可能とするためにＵＰ装置２に送信するアソシエーション設定要求メッセージを受信する。送信部２１は、アソシエーション設定要求メッセージの応答として、ＣＰ装置１にアソシエーション設定応答メッセージを送信する。なお、アソシエーション設定要求メッセージにＵＰ装置１がＣＰ装置２にユーザパケットを送信するための第１情報が含まれている場合、送信部２１は、ＵＰ装置２がユーザパケットをＣＰ装置１から受信するための第２情報をアソシエーション設定応答メッセージに含める。第１情報は、ＵＰ装置２がユーザパケットを第１パケットでカプセル化してＣＰ装置１に送信する際に第１パケットのヘッダに設定すべき第１識別子を示し得る。また、第２情報は、ＣＰ装置１がユーザパケットを第２パケットでカプセル化してＵＰ装置２に送信する際に第２パケットのヘッダに設定すべき第２識別子を示し得る。第１パケット及び第２パケットはＧＴＰパケットであり、第１識別子及び第２識別子は、トンネルエンドポイント識別子（ＴＥＩＤ）であり得る。

【0040】

さらに、送信部２１は、アソシエーション設定応答メッセージが第２情報を含むか否かを示すフラグ情報を、アソシエーション設定応答メッセージに含め得る。

【0041】

上述した様に、本開示によるＣＰ装置１及びＵＰ装置２は、コンピュータプログラムにより実現され得る。コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

【0042】

以上、本実施形態によると、ＣＰ装置１とＵＰ装置２は、アソシエーションを確立するときに、ＣＰ装置１とＵＰ装置２との間でユーザパケットを送受信するために必要な情報を交換する。この構成により、ＰＤＵセッションやベアラを設定する際に、当該情報を交換する必要がなくなり、よって、ＣＰ装置１とＵＰ装置２との間の制御信号で送受信する情報量を削減することができる。

【0043】

以上の構成により、ＣＰ装置とＵＰ装置との間の制御信号で送受信する情報量を削減することができる。したがって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

【0044】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0045】

１１：送信部、１２：受信部

【要約】

【課題】ＣＰ装置とＵＰ装置との間の制御信号で送受信する情報量を削減する技術を提供する。
【解決手段】移動通信ネットワークにおいてユーザパケットを転送するユーザプレーン装置を制御する制御プレーン装置は、前記ユーザプレーン装置の制御を可能とするために前記ユーザプレーン装置に第１メッセージを送信する送信手段と、前記第１メッセージの応答として、前記ユーザプレーン装置から第２メッセージを受信する受信手段と、を備え、前記送信手段は、前記第１メッセージに、前記ユーザプレーン装置が第１ユーザパケットを前記制御プレーン装置に送信するための第１情報を含める。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】