JP2013085213A

JP2013085213A - 無線通信システムにおける緊急ベアラサービスを管理する方法

Info

Publication number: JP2013085213A
Application number: JP2012009152A
Authority: JP
Inventors: Gundan Thiwari; クンダンティワリ
Original assignee: HTC Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2032-01-19
Also published as: TW201233212A; US20130016607A1; CN102612075A; CN102612075B; US9072075B2; JP5607085B2; EP2482606A2; KR20120084273A; EP2482606B1; TWI495370B; EP2515600A3; EP2482606A3; KR101377234B1; EP2515600A2

Abstract

【課題】無線通信システムにおける移動局の緊急ベアラサービスを管理する方法を提供する。
【解決手段】ネットワークノードがＮＡＳ（non-access stratum）レベル輻輳制御を適用している場合に、バックオフタイマを含む、通常のアタッチ手順を拒否するために用いられるアタッチ拒否メッセージを受信する段階と、パケット交換の緊急ベアラサービスが前記バックオフタイマの実行中に開始された場合に、パケット交換緊急アタッチ手順を開始する段階と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信システムにおいて用いられる方法に関連し、特に、無線通信システムにおける移動局のための緊急ベアラサービスを管理する方法に関する。

本出願は、２０１１年１月１９日に出願された、米国仮出願６１／４３４１０３（タイトル「Method to handle Emergency call in case of NAS level Congestion in the network」）の便益を主張し、その内容がここに全て取り入れられる。

３ＧＰＰ（the third generation partnership project）によって開始されたＧＳＭ（登録商標）システムは、新しい無線インターフェースと、高データレート、低レイテンシ、パケット最適化、容量及びカバレージの改善したシステムを提供する、無線ネットワークアーキテクチャとみなされている。ＧＳＭ（登録商標）システムにおいて、ＵＴＲＡＮ（universal terrestrial radio access network）は、複数の基地局を有し、ＵＥ（user equipment）とも呼ばれる、複数のＭＳ(mobile station)と通信する。ＧＳＭ（登録商標）システムにおいて、例えばＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）のようなネットワークノードは、パケットのルーティング、転送、モビリティ管理（アタッチ／デタッチ及び位置管理）、論理リンク管理及び認証と課金機能を含む、地理的なサービスエリア内で出入りするＭＳへパケットを送達する責任を負う。

ＧＰＲＳ（General packet radio service）は、ＧＳＭ（登録商標）セルラー通信システムに関する、パケット指向の移動データサービスである。ＧＰＲＳにより、第二世代（２Ｇ）の電話機は、データをより高速に送受信できるようになる。ＧＰＲＳ接続を利用すると、電話機は、「常にオン」となり、より高速に（典型的には３２−４８ｋｂｐｓ）、即座にデータを送信することができる。さらなる利益は、音声電話をするのと同時に、データを転送することができる点である。ＧＰＲＳは、現在、多くの新しい電話機で利用可能である。ＧＰＲＳは、２Ｇネットワークを３Ｇ（第三世代）ネットワークの性能に近づけるよう設計された、一連の技術の一部である。３Ｇネットワークのキーとなる特性は、高速に（２Ｍｂｐｓまで）大量のデータを送信する能力であり、ビデオ通話、ビデオダウンロード、ウェブブラウジング、電子メール等のようなアプリケーションを可能にする。２Ｇネットワークの速度の増加によって、例えば、ウェブブラウジングや、多数の添付ファイルを有する電子メールの送受信のような、これらのアプリケーションのいくつかが可能となっている。

アクセスポイント名（access point name；ＡＰＮ）は、パケットデータ接続を確立するために用いられ、ＭＭＥによって管理される。さらに、ＡＰＮは、ＰＤＮ（packet data network）又はサービス種別（例えば、ＭＭＳ（multimedia messaging service））を識別するために用いられる。ここで、ＰＤＮ又はサービス種別は、パケットデータ接続を通じて送られる。

ＮＡＳレベル（NAS level）での輻輳制御は、「ＡＰＮベースの輻輳制御」と、「一般的なＮＡＳレベル（General NAS level）でのモビリティ管理制御」の機能を含む。ＡＰＮベースのＭＭ／ＳＭ（モビリティ管理（mobility management）／セッション管理（session management））輻輳制御は、一つの特定のＡＰＮを有するＵＥと関連するＭＭとＳＭの信号の輻輳を回避し、管理するために用いられる。一般的なＮＡＳレベルのモビリティ管理制御を用いて、ＳＧＳＮは、一般的な輻輳状態の下で、ＮＡＳレベルのモビリティ管理の信号リクエストの拒否を用いることができる。

ＳＧＳＮは、輻輳制御が、一般的なＮＡＳレベルのＭＭ輻輳制御又はＡＰＮベースのＳＭ／ＭＭ輻輳制御である場合に、モビリティ管理（ＭＭ）バックオフ時間と、セッション管理（ＳＭ）バックオフ時間を保管することができる。ＳＧＳＮは、保管されたバックオフ時間が満了する前にＡＰＮに接続しようとする、ＵＥからのあらゆる後続のリクエストもすぐに拒否することにより、保管されたバックオフ時間を強制することができる。

ネットワークノードは、ネットワークノードが特定のＡＰＮによって引き起こされているネットワーク内の輻輳、あるいはネットワーク内の一般的なＮＡＳレベルの輻輳のいずれかに起因する、ＮＡＳレベル輻輳制御を適用する場合には、ＧＭＭ（ＧＰＲＳモビリティ管理）バックオフタイマを用いて、ＭＳを拒否することができる。バックオフ時間中のＭＳは、緊急手順を除いて、ＧＭＭ信号を開始してはならない。

一つのセル上で通常通り待ち受ける（camped）ＭＳは、緊急ベアラサービスを得るために、通常のアタッチ手順を実行することができる。すなわち、ＭＳは、アタッチ種別「GPRS attach」、あるいはセルのネットワークオペレーションモード（network mode of operation；ＮＭＯ）に依存する、複合アタッチ（combined attach）を有する、ATTACH REQUESTメッセージを送信することができる。ネットワークノードが、一般的なＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合に、アタッチ手順がＧＭＭバックオフタイマを用いるネットワークノードによって拒否されたＭＳは、アタッチ種別「GPRS attach」又は複合GPRS/IMSIアタッチ（combined GPRS/IMSI attach）を有するATTACH REQUESTメッセージの送信によって、通常のセルに関する緊急アタッチ手順を開始する。次に、ネットワークノードがＧＭＭバックオフタイマを実行中であり、満了していない場合には、ネットワークノードは、再度そのアタッチ手順を拒否する。次に、ＭＳは、バックオフタイマが満了するまで、緊急ベアラサービスを得ることができない。

さらに、ネットワークオペレーションモード（network mode of operation；ＮＭＯ）がＮＭＯＩである場合、又は、ＭＳは、拡張ＮＭＯＩシステム情報を用いるよう構成され、拡張されたＮＭＯＩシステム情報がＮＭＯＩを示す場合には、ＭＳは、パケット交換（packet switched）／回線交換（circuit switched）サービスのための、複合アタッチ手順を実行することができる。

複合ＣＳ／ＰＳサービスにアタッチされたＭＳが、ＩＭＳＩサービスのみからデタッチされた場合には、そのＭＳは、デタッチ種別「IMSI detach」を用いて、デタッチ要求メッセージを送信することができる。この時間に、ネットワークノードがＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合には、デタッチ受容メッセージは現時点でバックオフタイマＩＥを含まないため、ネットワークノードは、デタッチ受容メッセージの中のＧＭＭバックオフタイマを送信することができない。そのＭＳは、バックオフタイマにより、次のＧＭＭ信号メッセージにおいて拒否され得る。

従って、本開示書は、移動局の緊急ベアラサービスを管理する方法を提供する。

無線通信システムにおける移動局の緊急ベアラサービスを管理する方法が開示される。当該方法は：ネットワークノードがＮＡＳ（non-access stratum）レベル輻輳制御を適用している場合に、バックオフタイマを含む、通常のアタッチ手順を拒否するために用いられるアタッチ拒否メッセージを受信する段階と、パケット交換の緊急ベアラサービスが前記バックオフタイマの実行中に開始された場合に、パケット交換緊急アタッチ手順を開始する段階と、を有する。

無線通信システムにおけるネットワークノードのための輻輳制御の方法が開示される。当該方法は：移動局からデタッチ要求メッセージを受信する段階と；前記ネットワークノードがＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合に、前記デタッチ要求メッセージに応じて、ＩＭＳＩデタッチ種別及びバックオフタイマを含むデタッチ受容メッセージを送信する段階と；を有する。

本発明のこれらの目的及び他の目的は、いくつかの図面で示される好ましい実施形態についての、以下の詳細な説明読んだ後に、当業者によって疑いなく明らかになるだろう。

例示的な無線通信システムの概要図。例示的な通信装置の概要図。例示的な処理のフローチャート。例示的な処理のフローチャート。

図１は、例示的な無線通信システム１０の概要図である。簡潔に述べると、無線通信システムは、ネットワークノード、アクセスネットワーク及び複数のＭＳ（mobile station）から構成される。無線通信システム１０は、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）システムか、又はＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）システム、ＬＴＥ（long-term evolution）システム又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅシステムのような、あらゆる他の同様なネットワークシステムであってもよい。

ＧＰＲＳシステムにおいて、アクセスネットワークは、複数のＮＢ（Node B）を有するＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）と呼ばれる。ＧＰＲＳは、セルラーネットワークを通して、データ転送を可能にする。ＧＰＲＳは、モバイルインターネット、ＭＭＳ及び他のデータ通信に使用される。ＧＰＲＳの速度の限界は、理論上は１１５ｋｂｐｓであるが、ほとんどのネットワークは、およそ３５ｋｂｐｓである。ネットワークノードは、ＧＰＲＳシステムにおいて、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）と呼ばれることがある。ＳＧＳＮは、パケットのルーティング、転送、モビリティ管理（アタッチ／デタッチ及び位置管理の追跡）セッション管理（ＰＤＰコンテキスト確立／切断）、論理リンク管理及び認証と課金機能を含む、地理的なサービスエリア内で出入りするＭＳへパケットを送達する責任を負う。ＬＴＥシステムのアクセスネットワークは、複数の次世代ｅＮＢ（Node-B）を有する、Ｅ−ＵＴＲＡＮＳ（evolved-UTAN）を含む。ＬＴＥシステムにおいて、ネットワークノードは、ＭＭＥ（mobility management entity）と呼ばれる。

ＭＳは、携帯電話機、コンピュータシステム等のようなデバイスであり得る。この用語は、参照しやすくするために、当該開示書全体を通じて用いられ得る。しかし、このことは、本開示が、アクセスネットワークを、ある特定の種類に限定するものであると解釈すべきではない。いくつかの例において、アクセスネットワークとＭＳは、送信方向に従って、送信機又は受信機とみなされる。例えば、アップリンクでは、ＭＳは送信機であり、アクセスネットワークは受信機である。また、ダウンリンクでは、アクセスネットワークは送信機であり、ＵＥは受信機である。

一つのセルで通常通り待ち受けるＭＳは、緊急ベアラサービスを得るために、通常のアタッチ手順を実行することができる。ＭＳは、アタッチ種別「GPRS attach」、あるいはセルのＮＭＯ（network mode of operation）に依存する、複合アタッチを有する、ATTACH REQUESTメッセージを送信する。ネットワークノードが一般的な（non-access stratum）ＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合には、アタッチ手順は、ＧＭＭ（GPRS mobility management）バックオフ時間を用いてネットワークノードによって拒否される。

図２は、例示的な通信装置２０の概要図である。通信装置２０は、図１におけるＭＳ、ネットワークノード又はアクセスネットワークであり得るが、これに限定されない。通信装置２０は、マイクロプロセッサ又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のような処理部２００と、記憶装置２１０と、通信インターフェース装置２２０を含み得る。記憶装置２１０は、プロセッサ２００によってアクセスされるプログラムコード２１４を保管することのできる、あらゆるデータ記憶装置であってもよい。記憶装置２１０の例は、ＳＩＭ（subscriber identity module）、ＲＯＭ（read-only memory）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（random-access memory）、ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、及び光学データ記憶装置を含むが、これに限られない。通信インターフェース装置２２０は、好ましくは、プロセッサ２００の処理結果に従って、タイマ構成を管理することができる、送受信機である。

図３は、例示的な処理３０についてのフローチャートである。処理３０は、無線通信システムのＭＳのためのパケット交換（ＰＳ）緊急ベアラサービスを管理するために用いられる。ＭＳは、無線通信システム１０におけるＭＳの一であり得る。ＭＳは、アタッチ種別「GPRS attach」又は「combined GPRS/IMSI attach」を有するアタッチ要求メッセージ（attach request message）を送信するＭＳへ通常のサービスを提供する、一つのセルに関するＧＰＲＳアタッチ手順を開始する。ネットワークノードは、ＮＡＳレベルの輻輳に起因するＧＭＭバックオフ時間を含むアタッチ拒否メッセージ（attach reject message）を送信することによって、アタッチ手順を拒否する。処理３０は、プログラムコード２１４へとコンパイルされ、以下のステップを含む。
ステップ３００：開始
ステップ３０２：ネットワークノードがＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合には、ＧＭＭバックオフタイマを含むアタッチ拒否メッセージを受信する
ステップ３０４：アタッチ拒否メッセージにおいて送信されたＧＭＭバックオフタイマを開始する
ステップ３０６：バックオフタイマの実行中にＰＳ緊急ベアラサービスが開始された場合には、セル上で緊急アタッチ手順を開始する
ステップ３０８：終了

処理３０に従って、セルで通常通り待ち受けるＭＳは、ネットワークノードがＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合には、ＮＡＳレベルの輻輳に起因して、ネットワークノード（例えば、ＳＧＳＮ）によって拒否され、ＧＭＭバックオフタイマを含むアタッチ拒否メッセージを受信する。ＮＡＳレベル輻輳制御は、ネットワークノードにおける一般的なＮＡＳレベルの輻輳又はネットワークノードにおけるＡＰＮ（access point name）の輻輳によって引き起こされ得る。ＭＳは、アタッチ拒否メッセージを受信するとすぐに、ＧＭＭバックオフタイマを開始する。バックオフタイマが実行中にＰＳ緊急ベアラサービスが開始された場合には、ＭＳは、ＰＳ緊急アタッチ手順を開始する。ＰＳ緊急アタッチ手順を開始するために、ＭＳは、緊急アタッチ種別（emergency attach type）を含むアタッチ要求メッセージをネットワークノードに送信する。ＰＳ緊急ベアラサービスは、好ましくは、ＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）緊急呼である。

ネットワークノードが、バックオフタイマが実行中に、アタッチ要求メッセージの中の緊急アタッチ種別を受信すると、ネットワークノードは、緊急ベアラサービスのために、ＰＳ緊急アタッチ手順を優先させ、例えばアタッチ受容メッセージ（attach accept message）を用いてＭＳに応答する。先行技術においては、ネットワークノードがそのアタッチ手順が緊急ベアラサービスのためのものであることを知らないため、ＭＳは、再度拒否される。処理３０によれば、ネットワークノードは、受信された緊急アタッチ種別に基づいて、アタッチ要求メッセージが緊急ベアラサービスのためのものであることを知る。結果として、バックオフタイマが実行中にＰＳ緊急ベアラサービスが開始されると、ＭＳは、ネットワークノードへＰＳ緊急アタッチ手順を実行することができる。

図４は、例示的な処理４０のフローチャートである。処理４０は、無線通信システムにおけるネットワークノードの輻輳制御のために用いられる。ネットワークノードは、無線通信システム１０におけるネットワークノードとしても呼ばれ得る。処理４０は、プログラムコード２１４へとコンパイルされ、次のステップを含む。
ステップ４００：開始
ステップ４０２：ＭＳからデタッチ要求メッセージを受信する
ステップ４０４：ネットワークノードがＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合に、デタッチ要求メッセージに応じて、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）デタッチ種別とＧＭＭバックオフタイマを含むデタッチ受容メッセージを送信する
ステップ４０６：終了

処理４０に従って、ネットワークノード（例えば、ＳＧＳＮ）は、ＭＳからデタッチ要求メッセージを受信する。ＭＳは、図１に示されるＭＳのうちの一つであり、ＮＭＯＩを用いるセル又は拡張ＮＭＯＩのシステム情報を用いるよう構成されるセル上の、回線交換（ＣＳ）又はパケット交換（ＰＳ）サービスに対してアタッチされる。複合ＣＳ／ＰＳサービスに対してアタッチされたＭＳは、ＭＳがＣＳサービスからデタッチするためのデタッチ手順を開始すると、デタッチ要求メッセージをネットワークノードへ送信する。ネットワークノードは、ＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合に、ＩＭＳＩデタッチ種別及びＧＭＭバックオフタイマを含むデタッチ受容メッセージを送信する。従来、ネットワークノードは、ＮＡＳレベル輻輳制御を適用している場合に、デタッチ受容メッセージの中のＧＭＭバックオフタイマを送信することができない。本開示書の例において、ＧＭＭバックオフタイマは、デタッチ受容メッセージの中のＩＳＭＩデタッチ種別と共に送信される。

ＭＳは、ＧＭＭバックオフタイマ及びＩＭＳＩデタッチ種別を含むデタッチ受容メッセージを受信すると、ＧＭＭバックオフタイマを実行する。ＭＳは、ＧＭＭバックオフタイマが満了するまで、通常のサービスのための、あらゆるＧＭＭ信号を開始しない。デタッチ手順は、ＩＭＳＩデタッチ種別、ＧＰＲＳデタッチ種別又は複合ＧＰＲＳ／ＩＭＳＩデタッチ種別を伝える、一つのデタッチ手順であり得る点に留意する。すなわち、上述したプロセス４０は、ＩＳＭＩデタッチ種別、ＧＰＲＳデタッチ種別又は複合ＧＰＲＳ／ＩＭＳＩデタッチ種別を含むデタッチ手順に適用することができる。

従って、ネットワークノードは、デタッチ受容メッセージにおいてＧＭＭバックオフタイマを送信することができる。そして、ＭＳは、ＧＭＭバックオフタイマが実行中であると、あらゆる緊急でないＧＭＭ信号を開始しない。結果として、輻輳制御が改善される。

示唆されたステップを含む、上述したステップは、ハードウェア、ハードウェア装置とコンピュータ命令との組み合わせとして知られるファームウェア、及びハードウェア装置上の読み取り専用のソフトウエア又は電子システムとして存在するデータによって実現することができる。ハードウェアの例は、アナログ回路、デジタル回路、及び超小型回路、マイクロチップ又はシリコンチップとして知られる混在回路を含み得る。電子システムの例は、ＳＯＣ（system on chip）、Ｓｉｐ（system in package）、ＣＯＭ（computer on module）及び通信装置２０を含み得る。処理部２００は、上述した処理に関するプログラムコード２１４を処理し、処理された結果は、無線通信システム１０における緊急呼を管理することができる。

要約すれば、例示的な処理３０に従って、ネットワークノードは、緊急アタッチ種別を通じて、アタッチ要求メッセージが緊急目的であるかを知り、ＧＭＭバックオフタイマが実行中であれば、アタッチ手順を拒否しない。例示的な処理４０に従って、ネットワークノードは、デタッチ受容メッセージにおいてＧＭＭバックオフタイマを送信することができる。そして、ＭＳは、ＧＭＭバックオフタイマが実行中であれば、あらゆる緊急でないＧＭＭ信号を開始する。両方の処理は、ＮＡＳレベル輻輳制御を改善する。

当業者は、本発明の教示を心に留めながら、当該装置及び方法についての多数の改良及び代替がなされ得ることに、容易に気がつくものと推測される。従って、上の開示は、添付されるクレームの境界によってのみ限定されるものと解釈されるべきである。

２００処理部
２１０記憶装置
２１４プログラムコード
２２０通信インターフェース装置

3rd Generation Partnership Project、Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS); Service description; Stage 2 (Release 10) 3rd Generation Partnership Project、Technical Specification Group Services and System Aspects; Mobile radio interface Layer 3 specification; Core network protocols; Stage 3 (Release 10)

Claims

無線通信システムにおける移動局の緊急ベアラサービスを管理する方法であって：
ネットワークノードがＮＡＳ（non-access stratum）レベル輻輳制御を適用している場合に、バックオフタイマを含む、通常のアタッチ手順を拒否するために用いられるアタッチ拒否メッセージを受信する段階と、
パケット交換の緊急ベアラサービスが前記バックオフタイマの実行中に開始された場合に、パケット交換緊急アタッチ手順を開始する段階と、
を有する、方法。
前記パケット交換緊急アタッチ手順を開始する段階は、
緊急アタッチ種別を含む最初のアタッチ要求メッセージを前記ネットワークノードへ送信する段階
を含む、請求項１に記載の方法。
前記移動局は、複数の通常のサービスを提供する通常のセルで待ち受ける、
請求項１に記載の方法。
前記ＮＡＳレベル輻輳制御は、前記ネットワークノードにおける一般的なＮＡＳレベルの輻輳又は前記ネットワークノードにおけるアクセスポイント名の輻輳に起因して適用される、
請求項１に記載の方法。
前記ネットワークノードが、緊急アタッチ種別を含む最初のアタッチ要求メッセージを受信し、かつ、前記バックオフタイマが実行中である場合に、前記緊急ベアラサービスの前記緊急アタッチ手順を優先させる段階
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
前記バックオフタイマは、ＧＭＭ（GPRS Mobility Management）バックオフタイマである、
請求項１に記載の方法。
無線通信システムにおけるネットワークノードのための輻輳制御を管理する方法であって：
移動局からデタッチ要求メッセージを受信する段階と；
前記ネットワークノードがＮＡＳ（non-access stratum）レベル輻輳制御を適用している場合に、前記デタッチ要求メッセージに応じて、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）デタッチ種別及びバックオフタイマを含むデタッチ受容メッセージを送信する段階と；
を有する、方法。
前記移動局は、ネットワークオペレーションモードＩを用いるセル上で、又は、拡張ネットワークオペレーションモードＩシステム情報を使用するよう構成されて、回線交換サービス又はパケット交換サービスに対してアタッチされる、
請求項７に記載の方法。
前記デタッチ要求メッセージは、前記移動局がＩＭＳＩサービスをデタッチするために用いられる、
請求項７に記載の方法。
前記移動局が、前記デタッチ受容メッセージの受信に応じてバックオフタイマを実行する段階
をさらに有する、請求項７に記載の方法。
前記移動局が、前記バックオフタイマが満了するまで通常のサービスに対するいかなるＧＭＭ信号も開始しない段階
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
前記移動局が、ＩＭＳＩデタッチ種別、ＧＰＲＳデタッチ種別又は複合ＧＰＲＳ／ＩＭＳＩデタッチ種別を含むデタッチ手順を開始する段階
をさらに有する、請求項７に記載の方法。