JP2013509800A - 通信ネットワーク内の端末グループにコンタクトするための方法、通信ネットワーク内の装置及び端末 - Google Patents

通信ネットワーク内の端末グループにコンタクトするための方法、通信ネットワーク内の装置及び端末 Download PDF

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Abstract

本発明は、通信ネットワーク内での端末のページングの分野に関するものである。端末グループにコンタクトするために、共通のグループ識別子が、グループ内の各端末に割り当てられる。その後、共通グループ識別子を備えたページングメッセージが作成される。続いて、ページングメッセージが、グループ内のすべての端末に対して単一のページング操作によって送信される。

Description

本発明は一般に、ネットワークの端末にコンタクトする分野に関する。詳細には、本発明は、通信ネットワーク内の端末グループにコンタクトするための方法及び装置と、通信ネットワークのための端末における方法と、通信ネットワークのための端末とに関する。
例えばGERAN(GSM/EDGE Radio Access Network)やUTRAN(UTMS Radio Access Network)のような移動通信ネットワークにおいて生成されるトラヒックは現時点まで、人間による対話を必要とするサービスがその大半を占めてきた。そのようなサービスの例として、例えば、通常の音声通話、インターネット閲覧、動画チャット、MMS送信等がある。このことは、E−UTRAN(Evolved UTRAN)についても予想されている。結果として、これらのネットワークは、主としてこれらのいわゆる「ヒト型通信(Human Type Communication:HTC)」サービスのために設計され、最適化されている。
しかしながら、人間による対話を必ずしも必要としないマシン型通信(Machine Type Communication:MTC)サービスの市場もますます拡大している。MTCは、極めて多様なアプリケーションを含む可能性がある。ほんの数例をあげるだけでも、そのようなアプリケーションは、車両用アプリケーション(自動緊急通話、遠隔診断及びテレマティックス、車両の追跡等)からガスメータ及び電力メータの示度まで多岐にわたりうる。その他の例として、ネットワーク監視及びカメラなどがある。
そのようなサービスによって在圏ネットワークに課される必要条件は、3GPP TS 22.368「Service requirements for machine−type communications(マシン型通信のためのサービス要件)」において概要が示されたように、今日のHTC用に最適化された移動ネットワークによって提供されるものとは著しく異なる可能性が高いであろう。
上記の議論に鑑みて、通信ネットワークによって提供されるマシン型通信のサポートを最適化し、かつ、MTCアプリケーション及びデバイスを用いるための実現性を改善する必要がある。
MTCをサポートするために必要となりうる機能の一例として、ネットワークの多数の端末にコンタクトまたは到達して端末に何らかのかたちで命令する能力が挙げられる。典型的には、これは、各端末にページングすることによって行われうるであろう。しかし、そのようなソリューションは、特に、コンタクトすべき端末の数が多い場合、大量のシグナリングを行うことを必要とする。それゆえ、ネットワーク輻輳のリスクがある。
そのため、ネットワークの多数の端末にコンタクトするための別の方法、装置、プロトコル、及び/またはメッセージが必要である。
従って、本発明の一般的な目的は、上記の不利点の少なくとも一部を未然に防ぎ、ネットワークの多数の端末にコンタクトするための方法、装置、プロトコル、及び/またはメッセージを提供することである。
本発明の第1の態様によれば、これは、単一のページング操作(例えばページング要求)を用いて端末グループのジョイント・ページングを行うことを含む方法によって達成される。
いくつかの実施形態では、単一のページング操作は、単一のページングメッセージを送信することを含んでいる。それゆえ、いくつかの実施形態によれば、単一のページング操作は、同じ端末グループに属する複数の端末にアドレス指定された単一のページングメッセージを送信することを含んでもよい。
端末は、通信ネットワークに関連付けられてもよく、単一のページング操作は、通信ネットワークの1つ以上のノードによって(例えば単一のページングメッセージまたは要求を生成し、それを端末グループに送信することによって)行われてもよい。通信ネットワークは、ワイヤレス通信ネットワークであってもよい。1つ以上のノードは、基地局と基地局制御装置とネットワーク制御装置とネットワークサーバとのうちの1つ以上であってもよい。本発明の別の実施形態では、本発明の実施形態は、ノードBの中に、あるいはeノードBの中に実装することができる。
ジョイント・ページングは、マシン−マシン(M2M)通信を開始するためにページングすることを含んでもよい。マシン‐マシン通信は、端末を更新及び/または再構成することを含んでもよい。それに加えて、またはその代わりに、マシン‐マシン通信は、端末が所定の報告を送信することを含んでもよい。所定の報告は、測定報告、示度報告、ステータス報告等を含んでもよい。所定の報告は、通信ネットワークによって、及び/または、ネットワークに関連付けられたサーバによって受信されてもよい。
それに加えて、またはその代わりに、ジョイント・ページングは、ヒト型通信を開始するためにページングすることを含んでもよい。
方法は、グループの各端末をグループ識別子に関連付けるステップと、識別子を用いて端末グループを共同でページングするステップとを含んでもよい。いくつかの実施形態では、方法は、単一のページングメッセージの中にグループ識別子を含めることを含んでいる。例えば、グループ識別子には、グループ固有のIMSI(International Mobile Subscriber Identity:国際移動電話加入者識別子)、またはTMGI(Temporary Mobile Group Identity:一時移動グループ識別子)、または「識別子なし」という値を有するMobile Identity(移動アイデンティティ)が含まれてもよい。
方法はさらに、単一のページングメッセージの中に追加情報を含めることを含んでもよい。追加情報は、要求された端末による応答の指標と、要求された端末による応答に関する1つ以上のパラメータと、ページングの型の指標と、通信ネットワークへの所望のアクセスを端末がどのように行うべきかの指標と、端末による通信ネットワークへの所望のアクセスに関する1つ以上のパラメータと、ジョイント・ページングがアドレス指定される端末の特定のサブグループの指標と、端末を対象とした1つ以上の特定のコマンドまたは命令とのうち1つ以上を含んでもよい。さらなる例として、追加情報は、ページングに応じたアクセスがいつ端末によって送信されるべきかというタイミングに関する1つ以上のパラメータを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、方法は、第2のページング操作を用いて第2の端末グループのジョイント・ページングを行うことを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、(本書では以下、デバイス、または、場合によってはマシンと呼ばれることもある)端末には、移動端末が含まれる。例えば、端末には、携帯可能または携帯型の移動無線通信機器、移動無線端末、移動電話、ポケベル、通信機、電子手帳、スマートフォン、コンピュータ、ノートブック、移動ゲーミングデバイス、腕時計が含まれてもよい。その代わりに、または、それに加えて、端末には、固定端末、例えば、自動販売機、ガスメータ、電力メータ、ネットワーク監視デバイス、カメラ、センサ、または固定されたコンピュータが含まれてもよい。
いくつかの実施形態では、端末グループは、5つ以上の端末を含んでいる。
本発明の第2の態様は、単一のページング要求を受信するステップと、望ましくは単一のページング要求に応答するステップとを含む、端末のための方法である。
単一のページング要求に応答するステップは、端末を更新及び/または再構成するステップを含んでもよい。それに加えて、またはその代わりに、単一のページング要求に応答するステップは、所定の報告を送信することを含んでもよい。所定の報告は、測定報告、示度報告、ステータス報告等を含んでもよい。所定の報告は、通信ネットワークによって、及び/または、ネットワークに関連するノード、例えばサーバによって受信されてもよい。
いくつかの実施形態では、単一のページング要求に応答するステップの詳細は、各端末において事前構成される。その後、端末は、複数の異なるグループに属することができ、その結果、端末の反応は、例えば、ページングされている特定のグループに依存してもよい。いくつかの実施形態では、単一のページング要求に応答するステップの詳細は動的である。例えば、単一のページング要求に応答するステップの詳細は、本発明の第1の態様のいくつかの実施形態による単一のページングメッセージに含まれる追加情報に動的に依存してもよい。
いくつかの実施形態では、第2の態様の方法はさらに、単一のページング要求に応答するステップを任意の時間だけ遅延させることを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、任意の時間は、第1の時間閾値を上回る値を有する。いくつかの実施形態では、任意の時間は、第2の時間閾値を下回る値を有する。いくつかの実施形態では、任意の時間は、第1の時間閾値を上回り、かつ、第2の時間閾値を下回る値を有する。第1及び/または第2の時間閾値は、グループ内のすべての端末について同じ値を有してもよいし、第1及び/または第2の時間閾値の値は、端末固有であってもよいし、及び/または、任意で、ページングメッセージ内に追加情報として含まれていてもよい。
いくつかの実施形態では、ページング応答アクセスを行う前に端末が待機すべき任意の時間は、有利には、例えば3GPP TS 44.018の節3.3.1.1.2(バージョン9.2.0を参照)の中に記述されたもののような既存の手順に従って判定されてもよいが、その場合、用いるべき「Tx−integer」の値(Tx整数値)は、本発明のいくつかの実施形態によるページングメッセージの中に追加情報として含まれる。
いくつかの実施形態では、本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様について上述した各種の特徴のいずれかと同じかまたはそれらに対応する特徴をさらに有していてもよい。
本発明の第3の態様は、プログラム命令を含んでいるコンピュータプログラムを有しているコンピュータ可読媒体であり、コンピュータプログラムは、データ処理ユニットにロード可能であって、コンピュータプログラムがデータ処理ユニットによって実行される時に本発明の第1の態様による方法のステップをデータ処理ユニットに実行させるように構成されている。
本発明の第4の態様は、プログラム命令を含んでいるコンピュータプログラムを有しているコンピュータ可読媒体であり、コンピュータプログラムは、データ処理ユニットにロード可能であって、コンピュータプログラムがデータ処理ユニットによって実行される時に本発明の第2の態様による方法のステップをデータ処理ユニットに実行させるように構成されている。
本発明の第5の態様は端末グループのジョイント・ページングのためのページングメッセージである。
ページングメッセージは、マシン‐マシン通信を開始することを目的としていてもよい。マシン‐マシン通信は、端末を更新及び/または再構成することを含んでもよい。それに加えて、またはその代わりに、マシン‐マシン通信は、端末が所定の報告を送信することを含んでもよい。所定の報告は、測定報告、示度報告、ステータス報告等を含んでもよい。
それに加えて、またはその代わりに、ページングメッセージは、ヒト型通信を開始することを目的としていてもよい。
ページングメッセージは、端末グループに関連付られたグループ識別子を含んでもよい。グループ識別子は、例えば、グループ固有のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)、またはTMGI(Temporary Mobile Group Identity)、または「IDなし」という値を有するMobile Identityを含んでもよい。
ページングメッセージは、さらに、追加情報を含んでもよい。追加情報は、要求された端末による応答の指標と、要求された端末による応答に関する1つ以上のパラメータと、ページングの型の指標と、通信ネットワークへの端末による所望のアクセスがどのように行われるべきかを示す指標と、端末による通信ネットワークへの所望のアクセスに関する1つ以上のパラメータと、ジョイント・ページングがアドレス指定される端末の特定のサブグループの指標と、端末を対象とした1つ以上の特定のコマンドまたは命令とのうち1つ以上を含んでもよい。例として、追加情報は、端末がページングに応じたアクセスをいつ送信するべきかというタイミングに関する1つ以上のパラメータを含んでもよい。
本発明の第6の態様は、端末グループのジョイント・ページングのために通信ネットワークが単一のページング要求を送信するステップと、グループのうち少なくとも1つの端末が単一のページング要求を受信するステップと、少なくとも1つの端末が単一のページング要求に応答するステップとを含むページングプロトコルである。
いくつかの実施形態では、本発明の第6の態様は、本発明の第1及び/または第2の態様について上述した各種の特徴のいずれかと同じかまたはそれらに対応する特徴をさらに有していてもよい。
本発明の第7の態様は、端末グループのジョイント・ページングのためのページング操作を行うように構成された処理ユニットを備えた通信システムのための装置である。処理ユニットは、例えば、ページング要求を生成するように構成されたシステムサーバ、基地局、または基地局制御装置であってもよい。いくつかの実施形態では、装置はさらに、端末グループの各端末のジョイント・ページングのためのページング要求を送信するように構成された送信機を備えている。
いくつかの実施形態では、本発明の第7の態様は、本発明の第1の態様について上述した各種の特徴のいずれかと同じかまたはそれらに対応する特徴をさらに有していてもよい。
本発明の第8の態様は、単一のページング要求を受信するように構成された受信機と、単一のページング要求に応答するように構成された回路部とを備えた端末である。
いくつかの実施形態では、本発明の第8の態様は、本発明の第2の態様について上述した各種の特徴のいずれかと同じかまたはそれらに対応する特徴をさらに有していてもよい。
本発明のいくつかの実施形態の利点は、単一のページング要求を使って複数の端末がページングされうることである。
本発明のいくつかの実施形態の別の利点は、ネットワークの輻輳が、回避されるか、または少なくとも最小化されることである。
本発明のいくつかの実施形態の別の利点は、ネットワークの負荷が軽減されることである。
特に、本発明のいくつかの実施形態の利点は、ページングチャネル(PCH)にかかる負荷が軽減されることである。
本発明のいくつかの実施形態の別の利点は、ページングへの応答に起因して生じる負荷が、時間の経過と共に一層均等に分散されるであろうということである。これは、例えばアクセスチャネル(RACH)に当てはまる。
本発明のいくつかの実施形態の別の利点は、マシン型のコマンド及び更新が、各デバイスに対して明示的に送信されるのではなく、多くのデバイスに対して「同報され」うるということである。これの利点は、さらに多くのシステム資源が節約されうることである。
本発明のいくつかの実施形態の別の利点は、ページング技法が、ヒト型通信とマシン‐マシン通信のいずれかまたは両方について用いられうることである。
本発明のさらなる目的、特徴及び利点は、添付の図面に関して行われる下記の本発明の実施形態の詳細記述から明らかになるであろう。
本発明のいくつかの実施形態による例示的な方法のステップを示すフローチャートである。 本発明のいくつかの実施形態による例示的な方法のステップを示すフローチャートである。 本発明のいくつかの実施形態による例示的な方法のステップを示すフローチャートである。 通信ネットワークの1つ以上の基地局サイトに接続された移動端末を示す略図であり、ここで、移動端末及び/または通信ネットワークは、本発明のいくつかの実施形態による装置を含みうるか、及び/または、本発明のいくつかの実施形態による方法を行いうる。 通信サーバに接続された端末を示す略図であり、ここで、端末、及び/または通信サーバは、本発明のいくつかの実施形態による装置を含みうるか、及び/または、本発明のいくつかの実施形態による方法を行いうる。 本発明のいくつかの実施形態による例示的なページングメッセージを示すブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態による例示的なシグナリングプロトコルを示すシグナリング図である。 本発明のいくつかの実施形態による処理ユニットとコンピュータ可読媒体とを示す略図である。
以下に本発明の実施形態を記述するが、ここでは、通信システムの端末グループが、単一のページング要求を介してページングされてもよい。
重要なことだが、(例えばGERANまたはUTRANに関して)本書で用いられる例は、単に例示することを目的としており、決して限定していると解釈されるべきではない。逆に、本発明の実施形態は、複数のエンティティ(例えば端末)がページングされる必要のあるいかなる通信システムにも等しく適用可能である。
上記のように、マシン‐マシン通信に関してサポートされる必要がありうる例示的な典型的な使用事例は、同時に(または限られた時間の間に)複数の(多数の)デバイスに到達する能力である。これは、例えば測定値、示度、及び/またはステータスに関する報告をネットワーク経由でサーバに送信することを目的として例えばデバイスをトリガするために必要でありうる。
もう1つの例示的な使用事例は、複数のマシン/デバイスに対して下りリンクで情報を送信する能力が必要な場合の事例であってもよい。例えば、そのような情報には、マシンコマンド及び/または異なるタイプの更新が含まれていてもよい。
これらの使用事例ではいずれも、同じMTCサービスをサポートする(場合によっては非常に)多数のデバイスがページングされる必要がありうるであろうし、それは、ネットワーク上に過度の負荷を作り出すであろう。
典型的には、例えばGERANネットワーク内で、既存のソリューションに従って移動局または移動端末に到達すべき場合、それらは、CCCH(Common Control Channel)の一部であるPCH(ページングチャネル)を経由してGERAN無線インタフェース上でページングされる。この文脈では、少数の異なるページングメッセージが定義される。
1つの例示的なページングメッセージにおいて、同じページングメッセージの中で最大4つの個別のデバイスに到達することができる。しかし、4つのデバイスは、それらすべてが現時点でTMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)またはP−TMSI値を割り当てられている場合に限って、同じページングメッセージを使って到達できる。さらに、ページングメッセージは一般に、各デバイスのIDを示す。それゆえ、そのようなページングメッセージは事実上、4つのデバイスの各々についての個別のページング要求を含んでおり、同じページングメッセージの中でページングされうるデバイスの数を増やせば必ず、結果として、ページングメッセージが長くなるであろう。
他のページングメッセージについては、1つのページングメッセージの中で到達されうるデバイスの数は、さらに限定される。
また、留意すべきだが、(特定のデバイスについて最近いかなるトラヒック動作も行われていなかった場合にはよくあることだが)デバイスの位置が位置エリア/ルーティングエリア(LA/RA)レベルでのみネットワークによって知られている場合には、ページングメッセージは、典型的には、LA/RAのすべてのセルの中の個別のデバイスに送信されることが必要であろうし、それがネットワークをさらに輻輳させる。
また、既存のソリューション(すなわち、個別のページングメッセージ/要求を送信すること)の場合、アドレス指定された各デバイスについての別個のページングメッセージ/要求が、インタフェース上でコアネットワークから無線アクセスネットワークまで(例えばGERANの場合、A Gbインタフェース上でBSC(基地局制御装置)まで)送信される必要がありうる。
従って、通信ネットワークにおいて移動局をページングするために利用可能な既存のソリューションの場合、各デバイスは、(個別のページングメッセージを介して、または、ページングメッセージの中の個別のページング要求を介して)個別にページングされる。従って、(例えばMTCサービスについて)所期のデバイスすべてに到達するためには、多くの場合、多量のページングメッセージ/要求が必要であろう。結果として生じるシグナリング負荷は、無線制御チャネル上の輻輳の原因となりうるであろう。さらに、典型的には、すべてのデバイスの位置を、セルレベルでネットワークが知ることはないであろうし、それゆえ、多くの場合、個別のページングメッセージ/要求が、LA/RAのすべてのセル内で送出される必要があるであろう。
また、各デバイスについてコアネットワークから無線アクセスネットワークへの別個のページングメッセージの必要性もありうるため、多くのMTCデバイスがネットワーク内に導入される場合、インタフェース(例えばGERANについてのA及び/またはGbインタフェース)上のシグナリング負荷は、劇的に増えるであろう。
ポイント・ツー・ポイントのページングの場合に、関与するデバイスすべてに事実上到達するのが、例えばそれらすべてに到達するのに時間がかかりすぎるという理由で、現実的に不可能である事例も起こり得るであろう。
それゆえ、デバイスグループに同時にページングを行うことができ、単一の各デバイスに個別にページングする必要がないことが望まれる。
MTCサービスの導入の結果として、ネットワーク経由で多くのデバイスにページングを行うことが必要となる状況の例をいくつか挙げる。
・デバイスが測定値、示度、及び/またはステータス報告をネットワーク経由でサーバに送信することをトリガする。
・例えばマシンコマンドまたは(例えば自動販売機上のテキストを更新するために)デバイスを更新または再構成するための情報を下りリンクで送信する。
本発明の実施形態は、この問題に取り組むものであり、ネットワーク(例えばGSM EDGE Radio Access Network(GERAN)ネットワーク)経由で複数のデバイスに到達(ページング)するためのソリューションの改善策を提供する。
本発明の実施形態は、単一のページング操作(例えば単一のページング要求及び/または単一のページングメッセージ)を用いて端末グループのジョイント・ページングを行う。それゆえ、本発明の実施形態に従って、同じメッセージ/要求を使って複数のマシン(デバイス)の取り組み(またはページング)が行われる。以下に、これがどのようにして行われうるかということに対する複数の異なる詳細なソリューションを提供する。
また、本発明のいくつかの実施形態は、ページングメッセージの中に追加情報を含める可能性を含んでいる。そのような追加情報には、例えば、以下のうちの1つ以上が含まれていてもよい。
・ページングの理由(例えば、デバイスによって行われるべき特定の動作)、
・マシンが、(必要なら)ネットワークへのアクセスをどのように行うべきか、
・ページングは、デバイスの1つ以上の特定のサブグループにだけ関するものか、
・特定のマシンコマンド、
・その他。
いくつかの実施形態では、デバイスは、共通のグループに属する。その結果、共通のグループIDを用いて、グループのすべてのデバイスのジョイント・ページングが単一のページングメッセージを介して達成されうる。
それに加えて、またはその代わりに、単一のページングメッセージを用いて、共通のグループIDを用いることなく複数のデバイスのページングが行われる。例えば、1つ以上のグループページングメッセージ(例えば、グループページングのみに用いられるように指定されたメッセージ、及び、場合によっては、特定の目的を有するグループページングのみに用いられるように指定されたメッセージ)が、ネットワークによって用いられてもよいだろう。そのような実施形態では、グループページングの機能性をサポートするデバイスは、常にグループページングメッセージを読み取るように適合されてもよい。それゆえ、これらの実施形態では、特定のグループIDは必要ない。
グループページングを受信する時にデバイスが反応すべきやり方は、例えば、
・デバイス内で構成/ハードコードされ(例えば「特定の報告を送信する」)
てもよい。このような場合、デバイスは多様な目的を持つ複数の多様なグループに属していることがありうる。それゆえ、多様なグループのページングは、デバイスの多様な動作をもたらすように設定されることがあるだろう。
・特定の情報に依存してもよい(例えば、そのような情報をページングの残余オクテットの中に含めることによって、ページングと共に含まれる)。
多数のデバイスが同時にページングされる場合、非常に多くのデバイスが同時に(またはほぼ同時に)ネットワークにアクセスしようとすることがありうる。従って、本発明の実施形態は、M2Mグループページングによってトリガされた、デバイスからネットワークへのアクセス時間をより長く伸ばすためのメカニズムも含んでいる。それゆえ、本発明のいくつかの実施形態は、ページング要求に応答する場合に、ページングされたデバイスについてのネットワークへのアクセスの改善も提供する。
次に、グループページングを行うメカニズムの多数の詳細な実施形態について提示しよう。
いくつかの実施形態では、グループについての特定のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)(例えば「M2MグループIMSI」と表示される)が予約される。次いでマシンに、1つ(またはそれ以上)のM2MグループIMSIが、それらの個別のIDに加えて割り当てられる。次いで、M2MグループIMSIは、グループのメンバであるマシンすべてに割り当てられる。M2MグループIMSIをページング要求メッセージの中のIDとして用いることによって、その特定のグループのすべてのデバイスが、ページングメッセージを使ってページングされる。デバイスに対する追加情報(例えば、ページングの理由、特定のアクセス手順、影響を受けるサブグループの指標、及び/またはその他の情報)の送信が、ページングメッセージの残余オクテットの中に含められてもよい。例えば、そのために新たな情報要素が、3GPP TS 44.018メッセージ「ページング要求タイプ1」、「ページング要求タイプ2」、「ページング要求タイプ3」の残余オクテットの中に導入されてもよい。
いくつかの実施形態では、デバイスグループのページングを行うためにTMGI(Temporary Mobile Group Identity)が、割り当てられる。現在、TMGI値は、移動局のグループに対してMBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Services)セッションをセットアップするのに用いられている。MBMSメカニズムは、複数の移動局を対象とする下りリンク送信だけをセットアップするように設計されている。本発明の実施形態では、MBMSメカニズムは、グループページング用に再利用されてもよい。しかし、グループページングの目的は、多くの場合、デバイスが上りリンク送信を行うことをトリガすることであろうから、MBMSソリューションは、すべての事例で直接適用可能でないことがある。従って、そのような実施形態は、(上記の代替選択肢の中のM2MグループIMSIと同様に)「M2MグループTMGI」を割り当てて、それらをページングメッセージの中のMobile Identityとして用いて、その特定のTMGIを使ってデバイスグループをページングしてもよい。先述したように他の情報要素を含めること(例えば、ページングの理由、アクセス手順、サブグループの指標、その他の情報)は、そのために新たな情報要素を、3GPP TS 44.018メッセージ「ページング要求タイプ1」、「ページング要求タイプ2」、「ページング要求タイプ3」の残余オクテットの中に導入することによって含められてもよい。その代わりに(またはそれに加えて)、その他の情報が、3GPP TS 24.008 Mobile Identity IEの定義(3GPP TS 24.008 「Mobile radio interface Layer 3 specification;Core network protocols」を参照のこと)を更新して、グループページング用にTMGIが考慮される場合にそのタイプの情報がそこに含まれるようにすることによって、ページングメッセージのMobile Identity IEの中に含められてもよい。
いくつかの実施形態では、グループページングは、特定のページングがグループページングであることを示すために、(例えば3GPP TS 24.008の中の)新たなMobile Identityである「Type of identity(IDタイプ)」が識別される。どのグループがページングされているのかを識別するため、グループIDが含まれてもよい。上述したステップと同様、グループページングに関するその他の情報が、Mobile Identity IE(それは、次いで、そのような情報を伝達するために更新される必要がある)の一部として、または、その情報についての新たな情報要素を、3GPP TS 44.018メッセージ「ページング要求タイプ1」、「ページング要求タイプ2」、「ページング要求タイプ3」の残余オクテットの中に導入することによって含められてもよい。
いくつかの実施形態では、グループページングは、Mobile Identityが既存の値である「IDなし」に設定された状態でページングメッセージを送信し、ページングメッセージの残余のオクテットの中にグループページング情報を含めることによって行われる。グループIDを持つ情報要素が、3GPP TS 44.018メッセージ「ページング要求タイプ1」、「ページング要求タイプ2」、または「ページング要求タイプ3」の残余オクテットの中に含められてもよい。また、デバイスへの追加情報(例えば、ページングの理由、特定のアクセス手順、影響を受けるサブグループの指標、及びその他の情報)が、ページングメッセージの残余オクテットの中に含められてもよい。そのような実施形態では、グループページングをサポートするデバイスが、Mobile Identity=「IDなし」であるページングメッセージを受信する場合、デバイスは、グループページングがそのデバイスを対象としているかどうかを判定するために、ページングメッセージの残余オクテットを読み取るべきである。
若干異なる実施形態では、上記の実施形態の場合と同じことが適用されるが、ただし、ページングメッセージの残余オクテットの中にグループページング情報を含め、かつ、グループページングをサポートするデバイスがそれらにアドレス指定されたグループページングが存在するかどうかを確認するため常にページングメッセージの残余オクテットを読み取るようにさせるだけである。しかし、場合によっては、それらは(旧式の事例の場合のように)自分たちのページンググループを読み取るだけでよいだろう。M2Mグループページングを送信する必要があるけれども、送出すべき実際のページングが存在しない場合には、Mobile Identityは、「IDなし」に設定されてもよい。
別の若干異なる実施形態では、上記の実施形態と同じことが適用されるが、ただし、GERANで定義されたETWSメカニズム及び対応する情報要素が再利用される。ETWS用のパラメータWarning−Typeについて、新たなWarningタイプ値が導入されてもよい。ETWS用のパラメータWarning−Typeは、3GPP TS 23.401に定義されており、「将来の利用のための予備」である値の1つを用いて、「ETWSメッセージ」がグループページングに関与していることを示すことが提案される。どのグループのマシンがページングされているかを区別するための情報が、ページングメッセージの中の情報要素の中で(典型的には、残余オクテットの中で)例えばそのために新たな情報要素を、3GPP TS 44.018メッセージ「ページング要求タイプ1」、「ページング要求タイプ2」、または「ページング要求タイプ3」の残余オクテットの中に導入することによって送信されてもよい。また、マシンに対して送信される必要があるその他の情報が、ページングメッセージの残余オクテットの中に含められてもよい。
いくつかの実施形態では、(M2M)グループページング用に新たな制御メッセージが導入される。新たな制御メッセージは、グループページングを行うためにPaging/Access Grant CHannel(PCH/AGCH)上で送信することが可能であろうが、上記と同じ情報(例えば、グループID,ページングの理由、用いられることになるアクセス手順、サブグループの指標、及び/またはその他の情報、例えばマシンコマンド)を含んでもよい。メッセージは、影響を受けるデバイスすべてに到達するために可能なら一定時間の間、PCH/AGCH上で送信されてもよい。デバイスは、自分たちのページンググループを読み取る場合、新たな制御メッセージを受信してもよい。
いくつかの実施形態については、マシン/デバイスが(例えば、GERAN制御チャネルの)異なるページンググループに属している場合、すべてのページンググループに到達するために、ページングメッセージを繰り返す必要がありうる。しかし、これらの実施形態においてさえ、マシンを個別にページングする必要性は回避される。
(例えば、M2Mグループページングの場合のように)多数のデバイスが同時にページングされる場合、同時にネットワークへのアクセスを行うであろう非常に多数のデバイスが存在しうるであろう。例えば、同じGERANセルの中に多数のデバイスが存在していて、それらが同時にページングされてネットワークへのアクセスを行う必要がある場合、無線インタフェース上で、すなわちRACH(Random Access Channel)上でコリジョンが起こる高いリスクが存在する。既存のネットワークソリューションでは、コリジョンを回避するため、アクセスはすでに時間的にランダム化されている。しかし、そのランダム化は、HTCサービスに基づいており、この場合、典型的には、同時にページングされる移動局の数は一層限定されており、かつ、ページングに対してより迅速に応答する必要性がある。大半のMTC利用事例に関して、グループページングへの応答の時間は重視されない。
従って、本発明の実施形態は、M2Mグループページングによってトリガされた、デバイスからネットワークへのアクセスをより長い時間に渡って拡散させるためのメカニズムを含んでいる。例えば、ページング要求の後の第1のアクセス試行の前に、及び/または、第1のアクセス試行が失敗した後で、かつ第2のアクセス試行の前に、ランダムな待機時間が適用されてもよい。ランダムな待機時間は、上側及び/または下側の待機時間閾値による値に限定されてもよい。そのような閾値を適切に設定することによって、アクセス試行をもっと拡散させるという目標が達成されうる。例えば、閾値は、異なるサービスについては異なる設定が行われてもよい。いくつかの実施形態では、閾値自体が、ランダム化プロセスによって設定される。別のいくつかの実施形態では、閾値の値は、ページングメッセージの中に追加情報として含まれる。
いくつかの実施形態では、ページング応答アクセスを行う前に端末が待機すべきランダムな時間は、3GPP TS 44.018の3.3.1.1.2の中に記述された既存の手順に従って判定されてもよいが、ここでは、使用すべき「Tx−integer」は、ページングメッセージの中に追加情報として含まれる。
本発明の実施形態を適用することによって、以下の利点のうち1つ以上が達成されうる。
・PCH(ページングチャネル)上の負荷は、多くのデバイスが同時にアドレス指定されうるため、大幅に軽減されうる。
・負荷は、ページングに応じる例えばRACH(アクセスチャネル)上でより均等に分散されるであろう。
・マシン型のコマンド及び更新が、各デバイスに対して明示的に送信されるのではなく、多くのデバイスに対して「同報され」うる。これは、さらに多くのシステム資源を節約するであろう。
さらに強調されることだが、記述した本発明の実施形態の多くは、MTCシナリオに焦点を当てているけれども、本発明の実施形態は、HTCシナリオにも等しく適用可能である。
図1は、本発明のいくつかの実施形態による例示的な方法100を示すフローチャートである。任意の方法のステップ110で、グループの各端末が、グループ識別子(例えばM2MグループIMSIまたは上記のその他のグループ識別子のいずれか)に関連付けられる。ステップ120で、端末グループをページングするためのページングメッセージ(またはページングメッセージの中のページング要求)が生成される。ページングメッセージの内容は、上記に例示されたが、図4に関してさらに例示されるであろう。いくつかの実施形態では、ページングメッセージは、ステップ110のグループ識別子を含んでもよい。加えて、またはその代わりに、ページングメッセージは、上記で詳述したその他の情報を含んでもよい。いくつかの実施形態では、グループ識別子は、ページングメッセージの中に含まれる。例えば、一部の事前構成されたページングメッセージは、常にすべての端末を対象とされてもよく、それゆえ、グループ識別子は必要ない。最後に、ステップ130で、ページングメッセージは、端末へ送信される。例えば、例示的な方法100は、通信システムのネットワーク側によって行われてもよい。
図2A及び図2Bは、本発明のいくつかの実施形態による例示的な方法200a及び200bを示すフローチャートである。例示的な方法200a及び200bのいずれも、例えば、通信システムの端末によって行われてもよい。
ステップ210aで、ページングメッセージが受信され、読み取られる。ページングメッセージへの応答がネットワークへのアクセスを必要とすることをページングメッセージが示す場合、任意のステップ220aに示すように、アクセス試行が遅延されてもよい。上記で論じたように、第1のアクセス試行の前に、及び/または、第1の試行が失敗したならば次のアクセス試行の前に、遅延がありうる。遅延の長さは、ランダム化されてもよい。アクセス試行が同時に多数発生することをさらに回避するため、ランダム化は、上記で論じたように、1つ以上の閾値に基づいて条件付けされてもよい。ネットワークアクセスが成功すると、ページングメッセージに対する要求された応答が、ステップ230aで送信される。
ステップ210bで、ページングメッセージが受信され、読み取られる。この例では、(例えば、ページングが更新、再構成、及び/または特定のマシンコマンドを含んでいる場合)ページングメッセージに対する応答は、ネットワークへのアクセスを必要としないと仮定する。ページングメッセージに対する要求された応答が、ステップ230bで行われる。
図3Aは、通信ネットワークの1つ以上の基地局サイト320、330に接続された移動端末301、302、303、304を示す略図である。基地局サイトの各々は、送信機を含む基地局321、331を備えている。通信ネットワークは、基地局サイト320、330と、処理ユニット311を備えたネットワーク制御装置310とを備えている。また、通信ネットワークは、別の要素(例えばネットワークサーバ)も備えていてもよい。移動端末及び/または通信ネットワークは、本発明のいくつかの実施形態による装置を備えているかまたは本発明のいくつかの実施形態による方法を行ってもよい。例えば、処理ユニット311及び基地局321、331の送信機は、図1に関して述べたような方法のステップを行ってもよく、移動端末は、図2A及び/または2Bに関して述べたような方法のステップを行ってもよい。
図3Bは、処理ユニット351と送信機とを備えた通信サーバ350に接続された端末360、370、380を示す略図である。端末及び/または通信サーバは、本発明のいくつかの実施形態による装置を備えているかまたは本発明のいくつかの実施形態による方法を行ってもよい。例えば、処理ユニット351及び送信機は、図1に関して述べたような方法のステップを行ってもよいし、端末360、370、380は、図2A及び/または2Bに関して述べたような方法のステップを行ってもよい。
図4は、本発明のいくつかの実施形態による一部の例示的なページングメッセージ410、420、430、440を示すブロック図である。
ページングメッセージ410は、グループ識別子(GID)411を含んでおり、それ以外の情報は含んでいない。そのようなメッセージ構造が用いられうる例示的なシナリオは、特定のページングメッセージが何を意味するのかを事前に指定された時である。例えば、通信システムにおいて指定されたグループページングメッセージに対する適用可能な応答が1つしかないことがありうる。そのような状況では、ページングに応答するのに追加情報はまったく必要ない。別の例では、ページングメッセージに対して指定された見込まれる応答が複数あるが、特定の要求は、ページングメッセージの中の追加情報によらず、何らかの別の方法で伝達される。例えば、特定の要求は、ページングメッセージを伝達するのに用いられるチャネル/タイムスロット/周波数搬送波/等によって明白であることがある。加えて、端末は、複数の異なるグループに属する可能性があり、その結果、端末の反応は、ページングされている特定のグループに依存することがある。
ページングメッセージ420は、グループ識別子(GID)421及び追加情報フィールド422を含んでいる。追加情報は、例えば、上記で論じた情報のいずれかを含んでもよい。
ページングメッセージ430は、グループ識別子(GID)431及び3つの追加情報フィールド432、433、434を含んでいる。追加情報は、例えば、上記で論じた情報のいずれかを含んでもよい。
ページングメッセージ440は、ページングメッセージがグループページングであることを指定するフィールド445を含んでいるが、グループ識別子は含んでいない。そのようなメッセージは、例えば、到達可能なすべての端末がページングされる場合に適用可能でありうる。また、ページングメッセージ440は、上記で論じたように、追加情報フィールド442も含んでいる。その他の実施形態では、追加情報フィールド442は省略されてもよい。
図5は、本発明のいくつかの実施形態による例示的なシグナリングプロトコルを示すシグナリング図である。プロトコルは、通信システムのネットワーク側(NW)510と端末520との間で適用可能である。ネットワーク側が、端末520を含む端末グループについてのページング要求を備えたグループページング512をシグナリングする。グループページング512は、端末520によって受信され、端末520はそれに応じて、例えば通信システムのネットワーク側510に応答524を送信することによって応答する。上記で(例えば図2Aに関して)説明したように、端末520によるグループページングの受信と応答の送信との間には、意図的な遅延522があってもよい。
本発明の記述した実施形態及びそれらの等価物は、ソフトウェアまたはハードウェアまたはそれらの組み合わせとして実現されうる。それらは、例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ),CPU(中央処理ユニット)、コプロセッサユニット、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレー)またはその他のプログラム可能ハードウェアのような、通信デバイスに関連付けられているかまたは一体化された汎用回路によって、あるいは、例えばASIC(特定用途向け集積回路)のような特別な回路によって行われてもよい。すべてのそのような形態は、本発明の範囲内にあることが企図されている。
本発明は、本発明の実施形態のいずれかによる回路部/論理を備えているかまたは本発明の実施形態のいずれかによる方法を行う電子装置の中で実施されてもよい。電子装置は、例えば、携帯可能または携帯型の移動無線通信機器、移動無線端末、移動電話、基地局、ポケベル、通信機、電子手帳、スマートフォン、コンピュータ、ノートブック、USBスティック、プラグインカード、内蔵ドライブ、移動ゲーミングデバイス、自動販売機、または(腕)時計であってもよい。
本発明のいくつかの実施形態によれば、記憶媒体には、例えばディスケットまたはCD−ROMが含まれる。コンピュータ可読媒体は、プログラム命令を含むコンピュータプログラムを記憶していてもよい。コンピュータプログラムは、例えば移動端末の中に含まれうるデータ処理ユニットの中にロード可能であってもよい。データ処理ユニットの中にロードされた場合、コンピュータプログラムは、データ処理ユニットに関連付けられているかまたは一体化されたメモリの中に記憶されてもよい。いくつかの実施形態によれば、コンピュータプログラムは、データ処理ユニットの中にロードされるかまたはデータ処理ユニットによって実行される場合、例えば図1、図2A及び図2Bのいずれかの中に示す方法のいずれかによる方法のステップをデータ処理ユニットに実行させてもよい。
図6は、本発明のいくつかの実施形態によるCD−ROM 600の形式のコンピュータ可読媒体を示す略図である。CD−ROM 600は、プログラム命令を含むコンピュータプログラムを記憶していてもよい。コンピュータプログラムは、(矢印602で示すように)処理ユニット610と場合によっては別個のメモリユニット611とを含む電子デバイス605の中にロード可能であってもよい。電子デバイス605の中にロードされた場合、コンピュータプログラムは、メモリユニット611の中に記憶されてもよい。いくつかの実施形態によれば、コンピュータプログラムは、電子デバイス605の中にロードされて処理ユニット610によって実行される場合、例えば図1、図2A及び図2Bのいずれかの中に示す方法のいずれかによる方法のステップを、電子デバイス605及び場合によっては電子デバイス605に関連付けられるかまたは一体化された送信機(TX)620に実行させてもよい。電子デバイスは、例えば、移動端末、基地局、基地局制御装置またはネットワークサーバの中に備えられてもよい。
強調されるべきだが、本明細書で用いられた場合の「備える/備えている」という用語は、記述された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を指定するけれども、1つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらの集合の存在を除外するのではないとみなされる。
さらに、本発明について本書では、各種の実施形態に関して記述してきた。しかし、当業者であれば、本発明の範囲内にやはり入るような、記述した実施形態に対する多数の変形形態に気付くであろう。例えば、理解されるべきだが、本発明の実施形態の記述において、機能ブロックを特定のユニットに区分することは、決して本発明を限定していない。逆に、これらの区分は、単なる例である。1つのユニットとして本書で記述した機能ブロックは、2つ以上のユニットに分割されてもよい。同様に、2つ以上のユニットとして実装されるように本書で記述した機能ブロックは、本発明の範囲から逸脱することなく単一ユニットとして実装されうる。
従って、理解されるべきだが、記述した実施形態の限定は、単に例示を目的としており、決して限定していない。

Claims (20)

  1. 通信ネットワーク内で、少なくとも2つの端末を含む複数の端末のグループ(301,302,303,304,305)にコンタクトするための方法であって、
    前記グループ内の各端末(301,302,303,304,305)へ共通のグループ識別子(411,421,431)を割り当てるステップ(110)と、
    前記グループ識別子を含む(411,421,431)を含むページングメッセージを作成するステップ(120)と、
    単一のページング操作によって前記グループ内の全ての端末へ前記ページングメッセージを送信するステップ(130)と
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記共通のグループ識別子(411,421,431)は、前記グループのための特定の国際移動電話加入者識別子であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記共通のグループ識別子(411,421,431)は、一時移動グループ識別子であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記共通のグループ識別子(411,421,431)は、”識別子なし”という値を有する移動アイデンティティであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記単一のページング操作(130)は、単一のページングメッセージを送信するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記方法が前記通信ネットワークのノード(321,331,310)において実行されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の方法。
  7. 前記複数の端末(301,302,303,304,305)の少なくとも1つから、応答(524)を受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の方法。
  8. 前記応答(524)を受信する前記ステップは、前記複数の端末の少なくとも1つからの報告を受信するステップを含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 前記複数の端末の少なくとも1つへ、更新又は再構成を行うための情報を送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の方法。
  10. 前記ページングメッセージは、
    要求された端末による応答の指標と、
    要求された端末による応答に関連する1つ以上のパラメータと、
    ページングの型の指標と、
    前記通信ネットワークへの前記複数の端末による所望のアクセスがどのように行われるべきかを示す指標と、
    前記複数の端末による通信ネットワークへの所望のアクセスに関する1つ以上のパラメータと、
    ジョイント・ページングがアドレス指定される端末の特定のサブグループの指標と、
    前記複数の端末を対象とした1つ以上の特定のコマンド又は命令と、
    前記ページングに応じたアクセスがいつ端末によって送信されるべきかというタイミングに関する1つ以上のパラメータと
    のうち、1つ以上を含む追加情報を含むことを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の方法。
  11. 少なくとも2つの端末を含む複数の端末のグループに属する、通信ネットワークにおける端末(301,302,303,304,305)の方法であって、
    前記グループ内の全てのデバイスに対するのと同様に、共通のグループ識別子が割り当てられるステップと、
    前記共通のグループ識別子を含むページングメッセージを受信するステップ(210a)と
    を含むことを特徴とする方法。
  12. 前記ページングメッセージへ応答を送信するステップ(230a)をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 前記応答の送信を遅らせるステップ(220a)をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
  14. 追加情報として前記ページングメッセージに含まれるTx整数値を受信するステップと、
    前記受信したTx整数値に従って、遅延時間のランダムな期間を決定するステップと、
    前記決定された遅延時間の期間によって前記応答(220a)の送信を遅延させるステップと
    を含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 前記ページングメッセージへの応答(230a)を送信するステップは、報告を送信するステップを含むことを特徴とする請求項12乃至14の何れか1項に記載の方法。
  16. 前記複数の端末を更新するか、及び、再構成するかの少なくとも一方のための情報を受信するステップを含むことを請求項11乃至15の何れか1項に記載の方法。
  17. 少なくとも2つの端末(301,302,303,304,305,360,370,380)を含む、通信ネットワークにおける複数の端末のグループにコンタクトするための装置であって、
    前記複数の端末のグループ内の各端末に共通のグループ識別子を割り当て、前記共通のグループ識別子を含むページングメッセージを作成する処理ユニット(311,351)と、
    前記グループ内の各端末へ前記ページングメッセージを送信する送信機(321,331)と
    を備えることを特徴とする装置。
  18. 前記処理ユニットは、ネットワーク制御装置(310)又はシステムサーバ(350)の一部であることを特徴とする請求項17に記載の装置。
  19. 少なくとも2つの端末を含む複数の端末のグループに属する、通信ネットワークにおける端末(301,302,303,304,305,360,370,380)であって、
    ページングメッセージを受信する受信機と、
    前記ページングメッセージに対する応答を送信する回路と、
    前記応答の送信を遅らせる遅延ユニットと
    を備えることを特徴とする端末。
  20. 追加情報として前記ページングメッセージに含まれるTx整数値を受信する回路と、
    前記受信したTx整数値に従った遅延時間のランダムな期間を決定する回路と、をさらに備え、
    前記遅延ユニットは、前記決定された遅延時間のランダムな期間で、前記応答の送信を遅らせることを特徴とする請求項19に記載の端末。
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