JP2014526163A - モバイル通信ネットワーク、基盤機器、及び方法 - Google Patents
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Abstract
モバイル通信装置は、モバイル通信ネットワークを介してデータパケットを通信するように構成される。モバイル通信ネットワークは無線ネットワーク部を含み、無線ネットワーク部は、複数の異なる無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含み、複数の異なる無線アクセスインタフェースから、データパケットをモバイル通信装置から通信する複数の異なる無線アクセスベアラタイプを形成することができ、モバイル通信ネットワークはコアネットワーク部を含み、コアネットワーク部は、無線ネットワーク部からデータパケットを通信する複数の基盤機器を含む。モバイル通信装置は、無線ベアラコントローラを含み、無線ベアラコントローラは、所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、モバイル通信ネットワークを介して通信すべきデータパケットのトラフィックプロファイルを決定し、データパケットの決定されたトラフィックプロファイルに従ってモバイル通信装置からデータパケットを通信するために最も適したタイプの無線アクセスベアラを提供する、複数の異なる無線アクセスインタフェースのうちの1つを選択するように構成される。それにより、ベアラコントローラは、通信すべきデータパケットの観測されたトラフィックプロファイルに基づいて、データパケットをモバイル通信装置に通信するのに最も適切な通信ベアラを識別し、利用可能な通信リソースを効率的に利用するように構成される。
Description
発明の分野
本発明は、データパケットをモバイル通信装置に通信し、且つ/又はデータパケットをモバイル通信装置から通信するモバイル通信ネットワーク、基盤機器、及びデータパケットを通信する方法に関する。
本発明は、データパケットをモバイル通信装置に通信し、且つ/又はデータパケットをモバイル通信装置から通信するモバイル通信ネットワーク、基盤機器、及びデータパケットを通信する方法に関する。
発明の背景
モバイル通信システムは過去十数年にわたり、GSM(登録商標)システム(モバイルグローバルシステム)から3Gシステムに進化し、今ではパケットデータ通信並びに回線交換通信を含む。第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は現在、ロングタームエボリューション(LTE)と呼ばれる第4世代モバイル通信を開発中であり、LTEでは、コアネットワーク部が、初期のモバイル通信ネットワークアーキテクチャの構成要素と、下りリンクでは直交周波数分割多重化(OFDM)に基づき、上りリンクでは単一搬送波周波数分割多元アクセス(SC−FDMA)に基づく無線アクセスインタフェースとの統合に基づく、より簡易化されたアーキテクチャを形成するように進化した。コアネットワーク構成要素は、改良されたパケット通信システムに従ってデータパケットを通信するように構成される。他のモバイル通信システムと同様に、音声、基本データサービス、及びショートメッセージサービスを使用する単純なメッセージングのみを提供した第2世代GSMシステムの進化以来、LTEシステムは、より高度なサービスをサポートするように発展した。
モバイル通信システムは過去十数年にわたり、GSM(登録商標)システム(モバイルグローバルシステム)から3Gシステムに進化し、今ではパケットデータ通信並びに回線交換通信を含む。第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は現在、ロングタームエボリューション(LTE)と呼ばれる第4世代モバイル通信を開発中であり、LTEでは、コアネットワーク部が、初期のモバイル通信ネットワークアーキテクチャの構成要素と、下りリンクでは直交周波数分割多重化(OFDM)に基づき、上りリンクでは単一搬送波周波数分割多元アクセス(SC−FDMA)に基づく無線アクセスインタフェースとの統合に基づく、より簡易化されたアーキテクチャを形成するように進化した。コアネットワーク構成要素は、改良されたパケット通信システムに従ってデータパケットを通信するように構成される。他のモバイル通信システムと同様に、音声、基本データサービス、及びショートメッセージサービスを使用する単純なメッセージングのみを提供した第2世代GSMシステムの進化以来、LTEシステムは、より高度なサービスをサポートするように発展した。
例えば、LTEシステムにより提供される無線インタフェースの向上及びデータレートの改良により、ユーザは、以前は固定回線データ接続を介してのみ利用可能であったモバイルビデオストリーミング及びモバイルビデオ会議等の高データレートアプリケーションを享受することが可能である。したがって、第3及び第4世代モバイル通信ネットワークは通常、より複雑で高価な無線送受信器を実施する必要があり得る高度データ変調技法を無線インタフェースにおいて利用する。しかし、全ての通信が、例えば、LTEシステムの全帯域幅能力を必要とする性質のものであるわけではない。
従来、LTEネットワークは、スマートフォン及びパーソナルコンピュータ(例えば、ラップトップ、タブレット等)等のモバイル装置に通信サービスを提供することが予期される。これらのタイプの通信サービスは通常、ビデオデータストリーミング等の高帯域幅アプリケーションに最適化された高性能専用データ接続を用いて提供される。しかし、マシンタイプ通信(MTC)(マシン−マシン(M2M)通信と呼ばれることもある)の分野での最近の発展により、モバイル通信ネットワークの増大しつつあるユビキタス性を利用するように、より多様なアプリケーションが開発されることになった。したがって、LTEネットワークも、スマートメータ、スマートセンサ等のより単純なネットワーク装置又は電子書籍リーダ等の高度な通信を必要としないさらに単純な装置の通信サービスをサポートすることが予期される可能性がますます高まっている。一般に「MTC装置」として分類されるこれらのような装置は通常、スマートフォン及びパーソナルコンピュータ等の従来のモバイル通信装置よりも設計が単純であり、比較的小量のデータを比較的長い間隔を空けて送信することを特徴とする。したがって、データを通信する場合、通信すべきデータの特徴に従って通信リソースを効率的に使用することができる技法を利用することがより適切であり得る。
本発明によれば、モバイル通信装置とデータを通信する複数の基地局を含む無線ネットワーク部と、複数の基盤機器を含むコアネットワーク部とを含むモバイル通信ネットワークが提供され、基盤機器は、無線ネットワーク部を介してデータパケットをモバイル通信装置に通信するとともに、データパケットをモバイル通信装置から受信するように構成され、コアネットワークの基盤機器の1つはベアラコントローラを含み、ベアラコントローラは、モバイル通信装置の1つに通信する、基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、受信データパケットの決定されたトラフィックプロファイルに従ってモバイル通信装置にデータパケットを通信する、複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択するように構成される。
例えば、3GPP内で、無線アクセスインタフェースタイプの異種構成を提供し、それにより、例えば、GSMベースのシステム、UMTS、及びLTEが一緒に存在することを可能にするモバイル通信システムの無線アクセスネットワークを提供することが提案されている。通常、マルチモーダルであるモバイル通信装置は、ネットワークにより与えられる方向に基づいて無線アクセスインタフェースの1つを提供する複数のシステムの1つに接続することにより、異なる無線アクセスインタフェースを介して通信することができる。ネットワークにより与えられる方向は、トラフィックの属性又は履歴データに基づかない。トラフィックタイプについてのそのような情報は通常、負荷平衡のために使用される。モバイル通信装置は、1つのみのシステムにキャンプするにも拘わらず、これらの無線アクセスシステムのそれぞれに登録されているように見える。通常、下りリンク(DL)データが、モバイル装置への通信のために到着した場合、モバイルはアイドルモードである。ネットワークは、モバイル通信装置が登録された全ての無線アクセスシステムでのページングを即座に開始することに進む。通常、提案されているトラフィックタイプ間の差別化は、モバイルが、回線交換音声サービスをサポートしないLTEシステムに現在キャンプしている場合、GSM/UMTSを使用するように言われるという点で、回線交換フォールバック特徴が使用される場合、回線交換データ(音声)のみに関してである。
本発明の実施形態は、モバイル通信ネットワークのコアネットワーク部の基盤機器内のベアラコントローラが、モバイル通信装置に通信すべきデータパケットを識別し、これらのパケットを解析して、モバイル通信装置に通信すべきこれらのデータパケットのトラフィックプロファイルを識別するように構成される構成を提供することができる。したがって、ベアラコントローラは、一例では、データパケットの到着レートを解析して、データパケットの相対到着レートを所定の値と照合することにより、複数の異なるトラフィックプロファイルの1つに関して、データパケットの通信プロファイルを特徴付ける。一例では、所定の期間内に到着するデータパケット数は、複数の閾値と比較され、数がある閾値を超えるが、さらなる閾値未満である場合、その送信元からモバイル通信装置へのデータパケットの通信を対応するトラフィックプロファイルにマッピングすることができる。他の例では、例えば、データパケットを受信する平均時間及びその平均時間からの標準偏差を識別する統計的解析を実行し得る。次に、コントローラは、データパケットをモバイル通信装置に通信するために最も適切な通信ベアラを識別するように構成される。
一例では、ベアラコントローラは、例えば、ロングタームエボリューションアーキテクチャのサービングゲートウェイ内の基盤機器の部分を形成し、基盤機器は、トラフィックプロファイルに基づいて、データパケットをモバイル通信装置に通信する、複数の異なる無線ベアラタイプのうちの1つを選択する。例えば、ベアラコントローラは、LTEネットワーク、GPRSネットワークを介してデータパケットを通信すべきであり、又は実際には、ベアラコントローラがパケットデータネットワークゲートウェイの部分を形成する場合、WiFiネットワークを介してデータパケットを通信すべきであると判断し得る。
別の例では、ベアラコントローラは、コアネットワークの基盤機器の部分を形成し、コアネットワークを介してデータパケットを通信する通信ベアラのタイプを決定するように構成される。例えば、ベアラコントローラは、パケットデータゲートウェイの部分を形成し得、モバイル通信装置に通信するデータパケットの到着を解析することにより、コアネットワークを介して無線ネットワーク部に可能な限り効率的にデータパケットを通信する、所定のサービス品質を提供する特定のベアラを選択する。
別の例では、モバイル通信装置はベアラコントローラを含み、ベアラコントローラは、モバイル通信ネットワークを介してモバイル通信装置から宛先アドレスに通信するデータパケットの生成を解析し、生成されたデータパケットのトラフィックプロファイルを、所定の複数の異なるトラフィックプロファイルタイプにマッチングさせることに応じて、特定の無線アクセスベアラタイプを選択するように構成される。
したがって、本発明の別の態様によれば、モバイル通信ネットワークを介してデータパケットを通信するように構成されたモバイル通信装置が提供される。モバイル通信ネットワークは無線ネットワーク部を含み、無線ネットワーク部は、データパケットをモバイル通信装置から通信するために異なる無線アクセスベアラタイプを提供する複数の異なる無線アクセスインタフェースを介してデータパケットを通信する複数の基地局を含み、モバイル通信ネットワークは、データパケットを無線ネットワーク部に通信する複数の基盤機器を含むコアネットワーク部を含む。モバイル通信装置は無線ベアラコントローラを含み、無線ベアラコントローラは、所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、モバイル通信ネットワークを介して通信すべきデータパケットのトラフィックプロファイルを決定し、データパケットの決定されたトラフィックプロファイルに従ってモバイル通信装置からデータパケットを通信するために最も適するタイプの無線アクセスベアラを提供する、複数の異なる無線アクセスインタフェースのうちの1つを選択するように構成される。
本発明の実施形態は、無線ネットワーク部が、コネクションレス型で大量のデータ又は小量のデータの両方を通信可能であるが、それぞれが、幾つかのカテゴリのデータの搬送を他よりも適するものにする異なる属性を有する、様々な無線アクセスインタフェースタイプを提供するモバイル通信ネットワークに適用される。異なる無線アクセスインタフェースの例としては、例えば、LTE−M、GSM、UMTS、LTE、LTE−Aが挙げられる。
本発明のさらなる態様例及び特徴は、添付の特許請求の範囲において規定され、モバイル通信装置、基盤機器、及びモバイル通信装置、基盤機器、及びモバイル通信ネットワークの動作方法を含む。
本発明の実施形態例について、同様の部分が同じ名称参照を有する添付図面を参照してこれより説明する。
実施形態例の説明
本発明の実施形態が適用されるモバイル通信ネットワークの一例を図1に示す。図1では、モバイル通信ネットワークは、パケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ1と、1つ又は複数のサービングゲートウェイ2とを含むコアネットワーク構成要素を含む。図1では、この例示的な説明のために、1つのみのサービングゲートウェイ2が示される。モバイル通信ネットワークは、一般に「基地局」と呼ばれるものにより形成される無線ネットワーク部も含む。後述するように、異なるタイプの基地局が示される。図1に示されるモバイル通信ネットワークの無線ネットワーク部は大まかにロングタームエボリューション(LTE)規格に従って動作し、異なる無線アクセスインタフェース規格に従って無線アクセス通信を提供するように動作する基地局を含む。したがって、異なるタイプの無線アクセスベアラが、データパケットをモバイル通信装置4に通信し、且つ/又はモバイル通信装置4から通信するために利用可能である。したがって、図1に示される例では、サービングゲートウェイ2は、改良LTE規格に従って動作する基地局である2つのeノードB6に接続される。したがって、サービングゲートウェイ2とeノードB6との間のインタフェースは、S1インタフェース8を介する。サービングゲートウェイ2にはサービングゲートウェイサポートノード(SGSN)10も接続され、SGSN10は、無線ネットワークコントローラ12及びノードB15と組み合わせて、例えば、W−CDMA又はTD−CDMAに従って無線アクセスインタフェースを提供する3G/UMTSTS又はGPRS規格に従って動作する。さらに、SGSN10は、2G又はGSM規格に従って動作する、Iupsインタフェース16経由での基地局コントローラ14と、Abisインタフェース20経由での基地局送受信器18とに接続される。
本発明の実施形態が適用されるモバイル通信ネットワークの一例を図1に示す。図1では、モバイル通信ネットワークは、パケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ1と、1つ又は複数のサービングゲートウェイ2とを含むコアネットワーク構成要素を含む。図1では、この例示的な説明のために、1つのみのサービングゲートウェイ2が示される。モバイル通信ネットワークは、一般に「基地局」と呼ばれるものにより形成される無線ネットワーク部も含む。後述するように、異なるタイプの基地局が示される。図1に示されるモバイル通信ネットワークの無線ネットワーク部は大まかにロングタームエボリューション(LTE)規格に従って動作し、異なる無線アクセスインタフェース規格に従って無線アクセス通信を提供するように動作する基地局を含む。したがって、異なるタイプの無線アクセスベアラが、データパケットをモバイル通信装置4に通信し、且つ/又はモバイル通信装置4から通信するために利用可能である。したがって、図1に示される例では、サービングゲートウェイ2は、改良LTE規格に従って動作する基地局である2つのeノードB6に接続される。したがって、サービングゲートウェイ2とeノードB6との間のインタフェースは、S1インタフェース8を介する。サービングゲートウェイ2にはサービングゲートウェイサポートノード(SGSN)10も接続され、SGSN10は、無線ネットワークコントローラ12及びノードB15と組み合わせて、例えば、W−CDMA又はTD−CDMAに従って無線アクセスインタフェースを提供する3G/UMTSTS又はGPRS規格に従って動作する。さらに、SGSN10は、2G又はGSM規格に従って動作する、Iupsインタフェース16経由での基地局コントローラ14と、Abisインタフェース20経由での基地局送受信器18とに接続される。
異なるタイプの各基地局6、15、18及び各基地局6、15、18の動作に必要な対応する基盤機器の説明から理解されるように、図1に示されるモバイル通信ネットワークの無線ネットワーク部は、複数の異なる無線アクセスベアラタイプを提供することができ、したがって、異種無線アクセスネットワークであると言える。幾つかのアクセス規格の従来の定義によれば、無線ネットワークコントローラ12並びにノードB15及びBSC12も無線アクセスネットワークの部分を形成する。
本技法に関連し得る別種の基地局は、WiFi基地局又はアクセスゲートウェイ22である。しかし、WiFi基地局22はPDNゲートウェイ1に接続され、したがって、サービングゲートウェイ2を介するのではなく、PDNゲートウェイ1からモバイル通信装置4に通信するデータパケットを受信する。
本技法によれば、モバイル通信ネットワークは、データパケットをサーバ30から受信し、パケットデータネットワーク28を介してモバイル通信装置4の1つに通信する。図1に示されるように、データパケット32はPDNゲートウェイ1において受信され、PDNゲートウェイ1は、S5〜S8インタフェース34を介してデータパケットをサービングゲートウェイ2に通信する。サービングゲートウェイ2は従来、データパケットがアドレス指定されたモバイル通信装置4に無線アクセスベアラを介して通信するように構成される。従来、LTEネットワークアーキテクチャは、モビリティ管理エンティティMME24も含み、MME24はeノードB6及びサービングゲートウェイ2に接続され、特に、モバイル通信装置4のページングのトリガー及び調整を担当する。
従来、無線アクセスベアラは、呼セットアップ中、恐らくはパケットデータコンテキストアプリケーション要求ルーチンを介して確立される。接続が確立された後、送信又は受信するデータパケットがない場合、モバイル通信装置はアイドルモードに移る。サービングゲートウェイは、下りリンク統合ノードを形成する場合、従来、下りリンクデータをバッファリングし、モバイル通信装置が登録された全てのシステムへのページングを即座にトリガーする。これは最適未満であり得る。
それとは対照的に、本技法によれば、パケットデータゲートウェイ1又はサービングゲートウェイ2のうちの一方又は両方は、受信データパケットを解析して、特定のモバイル通信装置4に通信すべきデータパケットを識別し、特定のモバイル通信装置に生成されたデータパケットのトラフィックプロファイルを識別するように構成し得る。トラフィックプロファイルは、通信ベアラの選択がトラフィック特徴に合うことができるように、データパケットの観測された特徴を、所定の複数の異なる特徴のうちの1つに関してマッチングさせることにより決定される。
ベアラコントローラがパケットデータゲートウェイ1内に含まれる場合、パケットデータゲートウェイ1は、トラフィックプロファイルに従ってデータパケットを通信する、それぞれが異なる所定のサービス品質(QoS)を有する複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択するように構成することができる。
サービングゲートウェイ2がベアラコントローラを含む場合、ベアラコントローラは、異なるタイプの基地局6、15、18から利用可能な異なる無線通信規格により提供される無線アクセスベアラの利用可能な異なるタイプに従って、無線アクセスベアラを選択するように構成される。
定期的又は非定期的に比較的低頻度の送信を必要とする小さなデータパケットを生成する多くのアプリケーションがある。例えば、幾つかのアプリケーションは、接続が確立されると、クライアント−サーバ−クライアントモデルが使用されるか、それともクライアント−ピアツーピアモデルが使用されるかに関係なく、定期的な情報を生成し送信する。マシンタイプ通信(MTC)のアプリケーションサーバも、異なるトラフィックプロファイルにより記述することができるように、要求を生成し、データパケットを送信し得る。幾つかのトラフィックプロファイルを用いて生成されるデータパケットは、ある無線アクセスインタフェースタイプにより、より効率的に通信することができ、又は通信リソースが効率的に使用されることを保証するために、特定の無線アクセスシステムの使用を要求し得る。パケットデータトラフィックは、モバイル通信装置4又はサーバ30により定期的に生成することができる。Tweeter、Skype等の幾つかのアプリケーションは通常、いわゆる「ハートビート」シグナリングを実施して、装置がまだ接続されていることを保証する。これは、モバイル又はネットワークにより開始することができる。ネットワークにより開始される通信は、例えば、行うべき測定を開始するトリガーを提供するデータの処理/受信を必要とするシナリオでトリガーされることもある。あるいは、モバイル装置は、これらのリポート、例えば、放射線レベルの測定の送信をトリガーすることもできる。ネットワークにより開始される通信は、リポートを回収すべき場合をネットワークが判断するという利点を有し、その一方で、モバイルにより開始される通信はより自律的であり、ネットワークがモバイル装置と交信するために行う必要があるシグナリングの量が低減される。
ウェブ閲覧も、トラフィックプロファイルを生成することができる小量のデータを生成することができ、トラフィックプロファイルは、生成されたデータパケットのパターンを調べる以外の手段では特徴付けが難しい。Twitterのフィードは通常、小さなパケットトラフィックを生成することができ、新規メールについてメールサーバを定期的にチェックする電子メールクライアントは通常、定期的なトラフィックを生成し、サーバの応答に基づくシステムは、小さなデータ伝送に最適化されたシステムを使用する必要があるか(例えば、新規電子メールが存在せず、確認のみが送信される場合)、それともより大きな容量を提供するシステムをデータの検索に使用可能かを判断することが可能である。
異なる実施形態例により構成されたベアラコントローラの実施例について、例えば、サービングゲートウェイ2の部分を形成する無線ベアラコントローラから始めて以下に説明する。
サービングゲートウェイ
図2は、解析されたトラフィックプロファイルに基づくタイプの無線アクセスベアラを選択するように構成された、図1に示されるモバイル通信装置の部分の例示的な表現を提供する。複数の異なる所定のタイプのうちの1つへ、通信するデータパケットの特徴を解析する技法のさらなる例について以下に説明する。
図2は、解析されたトラフィックプロファイルに基づくタイプの無線アクセスベアラを選択するように構成された、図1に示されるモバイル通信装置の部分の例示的な表現を提供する。複数の異なる所定のタイプのうちの1つへ、通信するデータパケットの特徴を解析する技法のさらなる例について以下に説明する。
図2では、図1のサービングゲートウェイ2は、異なる無線アクセスインタフェースを提供する異なるタイプの基地局と共に示される。本技法によれば、モバイル通信装置4に通信されるデータパケットは、サービングゲートウェイ2において受信される。サービングゲートウェイ2内の無線ベアラコントローラ40は、データパケットを解析して、データパケットの通信の特徴を複数の異なるトラフィックプロファイルのうちの1つにマッチングさせるように構成される。トラフィックプロファイルが識別されると、無線ベアラコントローラ40は、データパケットをモバイル通信装置4に通信するために適切な無線アクセスベアラを選択する。トラフィックプロファイルにマッチングするように選択された無線アクセスベアラに応じて、データパケットは、異なる無線アクセス規格に従って動作して、異なる無線ベアラタイプを提供する基地局6、15、18のうちの1つにルーティングされる。
無線ベアラコントローラ40が、適する無線アクセスベアラタイプを決定すると、モバイル通信装置には、データパケットをモバイル通信装置に通信するために使用すべき好ましい無線アクセスベアラの指示がページングされる。
図2に示される無線ベアラコントローラ40の動作の説明例は、図3により詳細に示される。図3に示されるように、データパケットはプロセッサ42により受信され、プロセッサ42はデータパケットを解析し、受信データパケットに対応するトラフィックプロファイルタイプを識別する。次に、プロセッサ4は、データパケットをモバイル通信装置4に通信する、複数の異なるベアラタイプ44のうちの1つを選択する。モバイル通信装置4に好ましい無線アクセスベアラを警告するために、無線ベアラコントローラ40内の通信装置46はページングメッセージ48を生成し、ページングメッセージ48は、データパケットを受信すべきことをモバイル通信装置4に対して識別するフィールド50を含む。さらに、ページングメッセージ48は、ベアラコントローラ40により決定される順序で、データパケットを受信するためにモバイル通信装置を接続すべき好ましい無線アクセスインタフェースを指定するさらなるフィールド52を含む。したがって、ページングメッセージ48を受信すると、モバイル通信装置4は、モバイル通信装置がデータパケットを受信するために無線ベアラコントローラ40が好む無線ベアラへのアクセスに関係する無線ネットワーク構成要素又はシステムへの接続手順を実行することにより、アイドル状態から接続状態に変わり、特定の無線アクセスベアラを提供する基地局に「キャンプ」する。
したがって、図4に示されるように、eノードB6からページングメッセージ48を受信すると、モバイル通信装置4はアイドル状態60から接続状態62に変わり、ページングメッセージ48において示される無線アクセスインタフェースを介してデータパケットを受信する。eノードB6は、モバイル通信装置4が現在接続されているが、制御プレーンシグナリングのみがモバイル通信装置4に、又はモバイル通信装置4から通信されているという点でアイドル状態である基地局の一例である。
したがって、実施形態例によれば、サービングゲートウェイは、以下の動作のうちの1つ又は複数を実行し得る。
−トラフィックタイプを評価することができるように、ページングのトリガーを遅延させる。
−可能性の高いトラフィックタイプを検出する。すなわち、これが分離された小さなパケットであるか、それとも通常の定期的な小さなパケットであるか、それとも大量データのバースト伝送であるか。この検出は、時間T1において到着しているデータパケットを統合し、この量のデータパケットを閾値セットと突き合わせてチェックする。
−集計時間T1及び閾値(TH1、TH2、TH3)は、ターゲットシステム及びターゲットシステムのタイプに依存する、アイドル等に遷移するためのタイマ等のパラメータを反映するように、オペレータにより変更可能である。
−集計されたデータ量が、時間T1において閾値未満の場合、S−GWはMME及びSGSNに、GPRSシステムをデフォルトとして使用すべきことの指示をモバイル装置にページングするように要求する。あるいは、システムは、小さなパケットの効率的な送信を促進するために、LTE拡張を使用するように取り決め得る。
−時間T1において集計されたデータ量が閾値(TH1)を超える場合、システムは、UMTシステム又はLTEシステムを介してデータを送信するように取り決める。第2の閾値(TH2)が集計データサイズ未満の場合、LTEシステムが使用され、TH2>TH1である。
−適するターゲットシステムが選択されるように、幾つかの閾値を有することが可能であり、又は幾つかの任意選択的なシステム拡張が使用される。
−システムが現在受信しているトラフィックの属性又は履歴データに基づいて、アイドル←→接続モード遷移タイマを適宜変更することができるように、時間T1における到着の定期性も考慮に入れることができる。これも、S−GWによりトリガーされ、SGSN又は/又はMMEのうちの一方又は両方により実行されるCプレーンシグナリング(例えば、NASシグナリング)においてモバイル装置に通信される。
−S−GWが使用すべきターゲット無線アクセスシステムについて判断すると、モバイル装置に、適切なターゲットシステムを使用し、アイドルから接続状態に遷移する命令がページングされる。モバイル装置は、誤ったシステムにキャンプする場合、ページングメッセージの内容に基づいて、ターゲットシステムにキャンプし、データを受信することができるように、接続状態への遷移を開始する。
−S−GWが、トラフィック属性が変わり、ある時間にわたり同じままであることを検出する場合、システムは、アイドルに遷移し、より適するターゲットシステムを使用して再接続するか、又はハンドオーバ手順を開始するようにモバイル装置に命令することができる。判断する際、履歴トラフィックパラメータを考慮に入れることもでき、プロファイリングに基づく幾つかの予測技法を使用することもできる。
−トラフィックタイプを評価することができるように、ページングのトリガーを遅延させる。
−可能性の高いトラフィックタイプを検出する。すなわち、これが分離された小さなパケットであるか、それとも通常の定期的な小さなパケットであるか、それとも大量データのバースト伝送であるか。この検出は、時間T1において到着しているデータパケットを統合し、この量のデータパケットを閾値セットと突き合わせてチェックする。
−集計時間T1及び閾値(TH1、TH2、TH3)は、ターゲットシステム及びターゲットシステムのタイプに依存する、アイドル等に遷移するためのタイマ等のパラメータを反映するように、オペレータにより変更可能である。
−集計されたデータ量が、時間T1において閾値未満の場合、S−GWはMME及びSGSNに、GPRSシステムをデフォルトとして使用すべきことの指示をモバイル装置にページングするように要求する。あるいは、システムは、小さなパケットの効率的な送信を促進するために、LTE拡張を使用するように取り決め得る。
−時間T1において集計されたデータ量が閾値(TH1)を超える場合、システムは、UMTシステム又はLTEシステムを介してデータを送信するように取り決める。第2の閾値(TH2)が集計データサイズ未満の場合、LTEシステムが使用され、TH2>TH1である。
−適するターゲットシステムが選択されるように、幾つかの閾値を有することが可能であり、又は幾つかの任意選択的なシステム拡張が使用される。
−システムが現在受信しているトラフィックの属性又は履歴データに基づいて、アイドル←→接続モード遷移タイマを適宜変更することができるように、時間T1における到着の定期性も考慮に入れることができる。これも、S−GWによりトリガーされ、SGSN又は/又はMMEのうちの一方又は両方により実行されるCプレーンシグナリング(例えば、NASシグナリング)においてモバイル装置に通信される。
−S−GWが使用すべきターゲット無線アクセスシステムについて判断すると、モバイル装置に、適切なターゲットシステムを使用し、アイドルから接続状態に遷移する命令がページングされる。モバイル装置は、誤ったシステムにキャンプする場合、ページングメッセージの内容に基づいて、ターゲットシステムにキャンプし、データを受信することができるように、接続状態への遷移を開始する。
−S−GWが、トラフィック属性が変わり、ある時間にわたり同じままであることを検出する場合、システムは、アイドルに遷移し、より適するターゲットシステムを使用して再接続するか、又はハンドオーバ手順を開始するようにモバイル装置に命令することができる。判断する際、履歴トラフィックパラメータを考慮に入れることもでき、プロファイリングに基づく幾つかの予測技法を使用することもできる。
モバイル通信装置4及びサービングゲートウェイ内の無線ベアラコントローラ40の動作は、これより以下に説明する図5a及び図5bにより形成される流れ図により示される。
S1:プロセスの開始後、モバイル通信装置4が現在、システム1と呼ばれる無線アクセスインタフェースに接続されていると仮定する。
S2:図5aに示されるように、ネットワーク側で、モバイル通信装置4に通信されるデータが到着し、次に、例えば、ベアラコントローラ40がデータを評価して、どの無線アクセスベアラが、データパケットをモバイル通信装置4に通信するために最も有用であるかを判断する。
S4:手短に説明するように、次に、ベアラコントローラ40は、パケットデータの測定された属性に基づいて、データパケットの通信に使用すべき無線アクセスシステムを決定する。次に、ページングメッセージM1が生成され、モバイル通信装置4に通信され、ページングメッセージにおいて、例えば、図3及び図4に示されるように、好ましい無線アクセスベアラのリストを示す。ページングメッセージは、モバイル通信装置が現在接続されているシステム、すなわち、システム1を介して送信される。ページングメッセージM1は、異なるシステム、この場合、システム3、システム2、システム1に好ましい無線アクセスベアラのリストを示す。モバイル通信装置4が現在接続されているシステムをベアラコントローラが知らない場合、ページングメッセージはシステム2及び3も介して送信される。
S6:次に、モバイル通信装置は、ネットワークからデータパケットを受信するのに好ましいシステムであるシステム3に接続を変更する。次に、ステップ8(S8)及びステップ10(S10)において、モバイル通信装置4及びネットワークの両方が接続モードに遷移する。したがって、ネットワークは、データパケットをモバイル通信装置4に通信する準備ができる。
ネットワークは、データパケット(データ2)をモバイル通信装置4に引き続き通信する。
S12:モバイル通信装置4及びネットワーク80が接続モードになった後、ベアラコントローラ40を使用して、モバイル通信装置に通信されているデータパケットの特徴を監視する。
S14:次に、ベアラコントローラ40は、トラフィックプロファイルが、選択されたシステムに適するか否かを判断する。システムが適さない場合、ベアラコントローラは、より適切なシステムへのシステム間ハンドオーバ又はアイドルモードへの強制遷移、その後に、異なるシステム、例えば、システム2に再接続する、モバイル通信装置への要求を実行するように、メッセージ交換M2を介してモバイル通信装置4に命令する。
S16:データパケットのトラフィックパターンが、モバイル通信装置が現在接続されている無線アクセスインタフェースにより適する場合、ステップS16において、ベアラコントローラは、現在のシステムで任意の最適化が可能か否かを判断する。
S18:最適化が可能な場合、システムパラメータは基盤側から調整される。
S20:次に、ベアラコントローラは、モバイル通信装置に新しいパラメータを通知すべきか否かを判断する。
S22:新しいパラメータをモバイル通信装置に通信すべき場合、ステップS22において、ベアラコントローラは、メッセージ交換M4を使用して、モバイル通信装置側でのシステムパラメータの調整を要求する。
通信パラメータの調整が要求されない場合、ステップS24において、ベアラコントローラ40は、送信すべきデータがまだあるか否かを判断する。送信すべきデータがある場合、流れはステップS12に戻る。送信すべきデータがない場合、流れはステップS26において終了し、ステップS26は、接続状態からアイドル状態に移るようにモバイル通信ネットワークに命令する。同様に、モバイル通信機器4の側で、転送すべきデータがもうない場合、流れはステップS30に移り、モバイル通信装置4はアイドル状態になる。
トラフィックプロファイルの識別
幾つかの例によれば、ベアラコントローラは、例えば、送信元アドレスから宛先への接続である特定の接続の受信データパケットを解析することにより、複数の異なるトラフィックプロファイルから1つを識別するように構成し得る。したがって、本技法によれば、ベアラコントローラ、例えば、無線ベアラコントローラ40により受信されるデータパケットが解析されて、宛先アドレスが識別される。したがって、宛先アドレスは、モバイル通信装置4への特定の接続にマッピングされる。したがって、特定のモバイル通信装置4を宛先としたデータパケットを識別すると、ベアラコントローラ40は、一例では、所定の時間期間T1にわたりデータパケットをバッファリングし得る。所定の時間期間T1以内で、予め定義された部分間隔内で到着したパケット数が数えられる。次に、予め定義された部分間隔内に到着したパケット数は、対応する閾値と比較される。パケットが第1の閾値(TH1)を超えるが、第2の閾値(TH2)未満である場合、ベアラコントローラは、部分間隔内に、閾値間に形成される、その閾値に対応するデータパケットの特定の受信レートが、関わる接続に関して存在することを確認することができる。それに対応して、パケット数がさらなる閾値、例えば、TH2を超える場合、その到着レートでの対応する量のデータパケットを識別することができる。
幾つかの例によれば、ベアラコントローラは、例えば、送信元アドレスから宛先への接続である特定の接続の受信データパケットを解析することにより、複数の異なるトラフィックプロファイルから1つを識別するように構成し得る。したがって、本技法によれば、ベアラコントローラ、例えば、無線ベアラコントローラ40により受信されるデータパケットが解析されて、宛先アドレスが識別される。したがって、宛先アドレスは、モバイル通信装置4への特定の接続にマッピングされる。したがって、特定のモバイル通信装置4を宛先としたデータパケットを識別すると、ベアラコントローラ40は、一例では、所定の時間期間T1にわたりデータパケットをバッファリングし得る。所定の時間期間T1以内で、予め定義された部分間隔内で到着したパケット数が数えられる。次に、予め定義された部分間隔内に到着したパケット数は、対応する閾値と比較される。パケットが第1の閾値(TH1)を超えるが、第2の閾値(TH2)未満である場合、ベアラコントローラは、部分間隔内に、閾値間に形成される、その閾値に対応するデータパケットの特定の受信レートが、関わる接続に関して存在することを確認することができる。それに対応して、パケット数がさらなる閾値、例えば、TH2を超える場合、その到着レートでの対応する量のデータパケットを識別することができる。
所定の時間期間T1内の時間に関するデータパケットの到着レートを解析することにより、複数の部分間隔毎に、データパケットを通信するためのプロファイルを確立することができる。閾値を超える部分間隔数及び同じレベル間の時間ギャップを数えるなど、プロファイルを所定のプロファイルセットのそれぞれ1つと照合することにより、ベアラコントローラは、対応するパラメータ値からの所定のプロファイルセットを有する1つに関して、特定のトラフィックプロファイルを識別することができる。それにより、ベアラコントローラは、接続に特定のトラフィックプロファイルを識別することができる。
他の例では、ベアラコントローラは、データパケットの到着レートを監視し、あるデータパケットの受信時間と別のデータパケットの受信時間との時間差を比較する。次に、データパケットの平均到着時間及び/又は標準偏差に基づいてトラフィックプロファイルを形成することができる。ポアソン分布到着レート等の他の統計的測定を使用することもできる。測定された特徴を、トラフィックプロファイルの所定の特徴と比較することにより、予め定義されるトラフィックプロファイルのセットのうちの1つを特定の接続に割り当てることができ、このトラフィックプロファイルに基づいて、ベアラタイプを選択することができる。
PDNゲートウェイベアラコントローラ
PDNゲートウェイ1の部分を形成するベアラコントローラの同様の構成を図6及び図7に示す。上述したように、一実施形態例によるベアラコントローラは、PDNゲートウェイ1の部分を形成することもでき、S5、S8インタフェース100を介してデータパケットを通信するのに適切な通信ベアラを選択する。上述したように、データパケットは、インタフェース102を介してパケットデータネットワーク104から受信される。一例では、データパケットはインターネットパケットであり、したがって、宛先アドレス、送信元アドレス、並びにIPヘッダ106内のペイロードデータを含む。
PDNゲートウェイ1の部分を形成するベアラコントローラの同様の構成を図6及び図7に示す。上述したように、一実施形態例によるベアラコントローラは、PDNゲートウェイ1の部分を形成することもでき、S5、S8インタフェース100を介してデータパケットを通信するのに適切な通信ベアラを選択する。上述したように、データパケットは、インタフェース102を介してパケットデータネットワーク104から受信される。一例では、データパケットはインターネットパケットであり、したがって、宛先アドレス、送信元アドレス、並びにIPヘッダ106内のペイロードデータを含む。
上述した無線ベアラコントローラ40の動作と同様にして、ベアラコントローラ108は、動作に際して、インタフェース102を介してPDNゲートウェイから受信したデータパケット110を解析し、データトラフィックの特定のプロファイルを決定するように構成される。次に、ベアラコントローラ108は、特定の送信元装置から特定のモバイル通信装置を宛先としたデータパケットのトラフィックの特定のプロファイルに一致するサービス品質を有するベアラを選択する。したがって、図6に示されるように、4つの異なる通信ベアラ112を形成する4つの異なるサービス品質タイプQoS1、QoS2、QoS3、QoS4が、データパケットの通信に利用可能である。特定の宛先アドレスのデータパケットのトラフィックプロファイルに最良に一致するタイプの通信ベアラの1つを選択することにより、データパケットの通信は、S5/S8インタフェース100に提供される利用可能な通信リソースを最も効率的に利用するように構成することができる。このマッピングは、上述され、プロファイル116により示されるようなデータパケットの到着レートの測定と共に、図7に示されるような、プロトコルヘッダから抽出される以下のデータ(送信元/宛先IPアドレス、送信元/宛先ポート番号、プロトコルタイプ)に基づく。ディープパケットインスペクションが使用される場合(DPI)、幾つかのさらなる統計的パラメータを使用することができる。したがって、この実施形態例によれば、PDN−GWは、トラフィックを動的に検出し、特定のサービス品質を提供するベアラへの特定の接続のトラフィックタイプをマッピングするように構成される。マッピングは、データ記憶装置114に記憶し得る履歴データを考慮に入れることができ、ベアラコントローラは履歴データを使用して、例えば、コアネットワークでのベアラIDに基づいて最も適するベアラタイプを識別することができる。この技法をPDN−GWを利用することにより、システムは潜在的に、異種(非3GPP)、例えば、Wi−Fi、WiMAXであり、集計点としてPDN−GWを使用する他のタイプの無線アクセスインタフェースを使用する他の技術を使用することができる。
モバイル通信装置
上述した実施形態例は、ネットワーク側からモバイル通信装置4へのデータパケット通信に関する。しかし、それに対応して、本発明の実施形態は、データパケットをモバイル通信装置4からモバイル通信ネットワークに通信する場合、すなわち、上りリンクでの通信の場合に適用することもできる。同様のトラフィック検出及び区別技法は、トラフィックフローテンプレートTFTフィルタに基づいてモバイル通信装置で実施することができ、TFTフィルタは、送信元/宛先IPアドレス、送信元/宛先ポート番号、プロトコルID等のパラメータを含むことができるが、従来、トラフィック形状を考慮に入れない。各TFTはベアラにリンクされる。TFT規則に一致するトラフィックをさらに区別する必要があり、したがって、技法が、上述したパケットデータプロファイルの解析を使用することが要求される。モバイル装置でのベアラコントローラは、TFT規則に一致するトラフィックが、適する無線アクセスシステムにマッピングされるか否かを判断する必要がある。特定の改良、例えば、LTE/EPSシステム、GPRSシステム等での専用ベアラ又は共有ベアラを使用すべきである。
上述した実施形態例は、ネットワーク側からモバイル通信装置4へのデータパケット通信に関する。しかし、それに対応して、本発明の実施形態は、データパケットをモバイル通信装置4からモバイル通信ネットワークに通信する場合、すなわち、上りリンクでの通信の場合に適用することもできる。同様のトラフィック検出及び区別技法は、トラフィックフローテンプレートTFTフィルタに基づいてモバイル通信装置で実施することができ、TFTフィルタは、送信元/宛先IPアドレス、送信元/宛先ポート番号、プロトコルID等のパラメータを含むことができるが、従来、トラフィック形状を考慮に入れない。各TFTはベアラにリンクされる。TFT規則に一致するトラフィックをさらに区別する必要があり、したがって、技法が、上述したパケットデータプロファイルの解析を使用することが要求される。モバイル装置でのベアラコントローラは、TFT規則に一致するトラフィックが、適する無線アクセスシステムにマッピングされるか否かを判断する必要がある。特定の改良、例えば、LTE/EPSシステム、GPRSシステム等での専用ベアラ又は共有ベアラを使用すべきである。
データパケットをモバイル通信装置からモバイル通信ネットワークに上りリンクで通信することに適用される場合の本発明の実施形態例を図8及び図9に示す。図8では、モバイル通信装置4の実施形態例は、ベアラコントローラ202に接続された送受信器ユニット200を含んで示される。モバイル通信装置4はオペレーティングシステム204も含み、オペレーティングシステム204は、アプリケーションプログラマインタフェース206と相互作用して、1つ又は複数のアプリケーションプログラム208を実行する。図8に示されるモバイル通信装置例は、ベアラコントローラ202の存在以外は従来の装置に略対応する。上記例と同様に、ベアラコントローラ202は、例えば、モバイル通信ネットワークを介してアプリケーションプログラム208から対応するサーバに通信すべきデータパケットのトラフィックプロファイルに最も適切に一致するタイプの無線アクセスベアラを提供する無線アクセスインタフェースを有する通信システムの選択を制御する。このために、ベアラコントローラ202の一例を図9に示す。図9では、ベアラコントローラ202は、データ記憶装置212を利用するプロセッサ210を含むとともに、トラフィックフローテンプレート(TFT)214も含む。
プロセッサ210は、モバイル通信装置からネットワークに通信すべきデータパケットが監視されて、トラフィックプロファイルを識別し、トラフィックプロファイルに従って、トラフィックプロファイルに最良に一致する無線アクセスベアラタイプが選択されるという点で、実質的に、他の実施形態例で説明されたベアラコントローラのように、ベアラコントローラを制御するように動作する。しかし、上に示される実施形態とは対照的に、ベアラコントローラ202に、モバイル通信装置で実行中のアプリケーションプログラム208についてのさらなる情報を提供し得、このさらなる情報は、トラフィックプロファイルをさらに特徴付け、したがって、データパケットの通信に最も適切なベアラの選択を支援することができる。このために、ベアラコントローラ202は、オペレーティングシステム204を介してアプリケーションプログラマインタフェース206からアプリケーションタイプの指示を受信し、図9に示されるように、インタフェース220を介してアプリケーションタイプを受信する。アプリケーションタイプは、データパケットの通信に最も適切な無線アクセスベアラを選択するために、プロセッサ210が使用する追加情報であることができる。例えば、データパケットが、例えば、電子メールタイプアプリケーションであるFacebook又はTwitterのポーリングメッセージとして散発的に生成されることになることがアプリケーションタイプにより示される場合、プロセッサ210は低容量ネットワークを選択し、さらには専用メッセージングをサポートするように構成し得るネットワークを選択し得る。
図9に示されるように、ベアラコントローラ202は、呼セットアップ時に通信ベアラを選択するための制御パラメータセット及び仕様を提供するトラフィックフローテンプレート214を含むように構成される。さらに、接続が確立されると、トラフィックフローテンプレートは、通信ベアラを介してデータパケットを通信するためのパラメータを指定する。したがって、プロセッサ210は、トラフィックフローテンプレート214において提供される情報を使用して、最も適切な無線アクセスベアラを選択することができる。
この実施形態例によるモバイル通信装置及びネットワークの動作のさらなる詳細は、図10a及び図10bの流れ図に提示され以下のように提供される。
S100:プロセスの開始後、モバイル通信装置4がすでに特定の通信ネットワークに接続されていると仮定する。例えば、モバイル通信装置4は、アイドル状態であり、システム1に現在接続されていると仮定される。
S102:本技法によれば、ベアラコントローラ202は、特定の宛先アドレスに通信される、モバイル通信装置4で実行中のアプリケーションにより生成されるデータパケットを監視するように構成される。データパケットの生成を監視した後、ベアラコントローラ202は、パケットの生成が所定のトラフィックプロファイルセットのうちの1つに対応することを識別し得るか、又はデータパケットが生成されるアプリケーションの解析に基づいて、特定の無線アクセスベアラを使用すべきであることを指定する。
ステップS104において、ベアラコントローラ202は、モバイル装置がアイドル状態から接続状態に変わる場合に、モバイル通信装置4が現在利用可能な無線アクセスベアラが、宛先アドレスへのデータパケットの通信に適するか否かを判断する。
S106:モバイル通信装置が現在利用可能な無線アクセスベアラが、トラフィックプロファイル又はデータパケットが生成されたアプリケーションが、異なる無線アクセスベアラを介してより適切に送信されるという点で、適さない場合、ベアラコントローラ202は、異なる無線アクセスインタフェース、例えば、システム3への接続を確立するように送受信器ユニット200を制御する。任意選択的に、これは、異なる無線アクセスシステムへの登録及び接続手順を実行することを含み得る。
S108:次に、モバイル通信装置はアイドル状態から接続状態に変わる。このために、モバイル通信装置4は、アクセス及びcプレーンシグナリングを含むメッセージM100をモバイル通信ネットワークと交換する。加えて、この時点でネットワークが、より適するシステムに変更するようにモバイル通信装置に命令し得ることがさらに考えられる。
S110:モバイル通信ネットワークも、このモバイル通信装置4に接続するために、アイドル状態からアクティブ状態に変わる。モバイル通信装置及びネットワークが接続状態になると、データは、従来の動作に従ってモバイル通信装置からPDNに通信される。
S112:任意選択的に、モバイル通信ネットワーク内のベアラコントローラは、モバイル通信装置により生成されたデータパケットを監視し、例えば、モバイル通信装置により生成されたトラフィックが、モバイル通信装置が接続された現在の無線アクセスネットワークにより最も適切に処理されるか否かを確立するために、サービングゲートウェイにおいて受信する。
S114:次に、モバイル通信ネットワークの基盤機器内のベアラコントローラは、モバイル通信装置により生成されるトラフィックプロファイルが、データパケットの通信に現在使用されている無線アクセスインタフェースにより最も適切に処理されるか否かを判断する。現在の無線アクセスインタフェースが、データパケットの通信に使用するには最良のものではない場合、メッセージ交換M102により、モバイル通信装置は、システム間ハンドオーバを実行するように命令されるか、又はアイドル状態に遷移し、異なるシステム、例えば、システム2への再接続を要求するように強制される。
S116:モバイル通信ネットワーク内のベアラコントローラは、測定を実行して、現在使用されている無線アクセスインタフェースが、データパケットの通信に利用可能な最良の無線アクセスインタフェースであるか否かを判断するようにも命令される。
S118:無線アクセスインタフェースが最適に使用されていない場合、ベアラコントローラ又は無線アクセスインタフェースは、基盤側で通信パラメータを変更するように調整される。
S120:ベアラコントローラは、新しいシステムパラメータをモバイル通信装置に通知すべきか否かを判断し、通知すべき場合、ステップS122において、ベアラコントローラは、メッセージ交換M104を通信することによりシステムパラメータの調整を要求するが、その他の場合、処理はステップS124に進み、送信するデータパケットがまだあるか否かを判断する。まだある場合、処理はステップS112に進み、モバイル通信装置により生成されるトラフィックの監視を続ける。
S126:送信するパケットがまだある場合、ネットワークはアイドル状態に遷移し、モバイル側でステップS128において実行されるように、メッセージ交換M106を介し、シグナリングはネットワークとモバイル通信装置との間で交換して、モバイル通信装置をアイドル状態に移す。
上記例では、モバイル通信装置は、他のパラメータを利用して、使用に最も適切な無線アクセスベアラを決定するように構成されたベアラコントローラを含む。上述したように、実施形態は、どのアプリケーションがデータパケットを生成したか等の先験的情報を利用することができる。アプリケーションタイプは暗黙的に、ベアラに割り振られたQoSパラメータにリンクされるため、そのような情報は基盤ノードで利用することが可能である。しかし、ネットワークではアプリケーションタイプについての明示的な情報はない。アプリケーションレイヤが、ネットワーク外部に配置されたサーバにおいて終端し、PLMNにより制御されるネットワーク側ではなく、モバイル装置に存在するため、モバイル装置はこの情報にアクセスすることが可能である。トラフィック区別プロセスをより効率的に実行するために、さらなる変更を考えることができる。
−アプリケーションタイプが下位レイヤにシグナリングされ、それにより、モバイル装置は、どのシステムにキャンプして使用すべきかについてよりよく判断することが可能である。
−既存のQoSパラメータセットは、
・トラフィック遅延が許容されるか、
・アプリケーショントラフィックが低頻度送信の属性を有すると予期されるか、
・アプリケーションが小さなパケットを生成すると予期されるか
等の追加情報を含むように拡張することができる。
−アプリケーションタイプが下位レイヤにシグナリングされ、それにより、モバイル装置は、どのシステムにキャンプして使用すべきかについてよりよく判断することが可能である。
−既存のQoSパラメータセットは、
・トラフィック遅延が許容されるか、
・アプリケーショントラフィックが低頻度送信の属性を有すると予期されるか、
・アプリケーションが小さなパケットを生成すると予期されるか
等の追加情報を含むように拡張することができる。
この情報を使用して、どのシステムを使用すべきかを区別し判断するために、ネットワーク及びモバイル装置を支援することができる。追加のベアラ/アプリケーション情報が利用可能な場合、トラフィック区別プロセスにかかる時間は通常、より短い。この実施形態例によるベアラコントローラの一例の動作の説明は図11に提供され、図11は、最も適切な無線アクセスベアラが使用されているか否かを判断する改良プロセスを含む。流れ図は以下のように説明される。
S200:開始状態後、ベアラコントローラ202は、モバイル通信ネットワークを介して通信するためのデータパケットを受信する。ベアラコントローラ202は、データパケットの生成に使用されているアプリケーションを識別し、且つ/又は宛先アドレス若しくは送信元アドレスを識別し、ベアラコントローラ202のデータ記憶装置212に記憶されているアプリケーション又はベアラ情報が利用可能か否かを判断する。
S202:アプリケーション又はベアラ情報が利用可能ではない場合、アプリケーションにより生成されるデータパケットは、モバイル通信装置がアイドルモードである間にデータパケットをバッファリングすることにより監視され、データパケットの生成レート及び/又は他の統計的測定を推定する。次に、モバイル通信装置内のベアラコントローラは、所定のデータプロファイルセットのうちの1つから、データパケットの生成を最も適切に特徴付けるトラフィックプロファイルを識別する。
S204:次に、ベアラコントローラは、最も適切な1つ又は複数のターゲットシステムを決定するか、又はデータパケットの通信に最も適する無線アクセスインタフェースの優先順位を生成する。
S206:生成中のパケットのタイプ、必要とされるサービス品質パラメータ、又は通信に生成されているパケットのサイズのいずれかを意味するアプリケーション情報又はベアラ情報をベアラコントローラに提供し得る。次に、ベアラコントローラは、アプリケーションタイプを含む利用可能な情報、又は指定されるベアラ情報、及び/又はデータ記憶装置内の前の接続について事前に記憶された情報に基づいて、適する好ましい無線アクセスインタフェースを判断し得る。
S208:ベアラコントローラからの判断に基づいて、モバイル通信装置は、好ましい無線アクセスインタフェース/システムにキャンプ又は接続し、接続モードに遷移するように命令される。モバイル通信装置は、
・モバイル装置が新しいシステムにまだ登録されていない場合、任意選択的に新しいシステムに登録することを含み得る、ターゲットシステムにキャンプする能動的ステップを実行し、次に、モバイル装置によりトリガーされるか、若しくはページングに応答してトリガーされる接続モードへの遷移を行うモバイル通信装置、又は
・モバイル装置が再キャンプする(必要な場合には接続もする)システムを指示し、接続モードに遷移するように指示する新しいシステムページング
のいずれかにより、新しいシステムにキャンプ又は接続するように構成し得る。
・モバイル装置が新しいシステムにまだ登録されていない場合、任意選択的に新しいシステムに登録することを含み得る、ターゲットシステムにキャンプする能動的ステップを実行し、次に、モバイル装置によりトリガーされるか、若しくはページングに応答してトリガーされる接続モードへの遷移を行うモバイル通信装置、又は
・モバイル装置が再キャンプする(必要な場合には接続もする)システムを指示し、接続モードに遷移するように指示する新しいシステムページング
のいずれかにより、新しいシステムにキャンプ又は接続するように構成し得る。
S210:次に、生成されたデータパケットの測定が、所定の期間内、続けられる。
S212:ベアラコントローラはデータパケットを引き続き監視し、データパケットに適するトラフィックプロファイルを決定する。次に、ベアラコントローラは、現在の無線アクセスインタフェースが、データパケットの通信に最も適切な無線アクセスベアラを介しているか否かを評価する。
S214:現在の無線アクセスインタフェースが、データパケットを通信する無線アクセスベアラを提供するために最も適するものではない場合、モバイル通信装置は、好ましいターゲットシステムへのハンドオーバを実行するように命令されるか、又は再接続若しくはシステムパラメータの調整を行うように指示される。
S216:ステップS216において、ベアラコントローラは、送信すべきデータパケットがまだあるか否かを判断する。まだある場合、処理はステップ210に進む。その他の場合、処理はステップ218に進み、モバイル通信装置は接続状態からアイドル状態に変わる。次に、処理は開始状態に戻る。
本発明の様々なさらなる態様及び特徴が、添付の特許請求の範囲において規定される。本発明の範囲から逸脱せずに、上述した実施形態に様々な変更を行い得る。例えば、本発明の実施形態は、他のタイプのモバイル通信ネットワークに適用され、LTEに限定されない。さらに、実施形態は、アイドル並びに接続モードのモバイル装置へのデータ搬送にどのベアラを使用すべきかについて判断するように構成することができ、システムタイマは可変であり得、トラフィックの幾つかの属性に関連して調整し得、ページングメッセージを、モバイル装置がデータ受信に選ぶべきシステムの指示と共に提供し得る。
Claims (29)
- モバイル通信装置とデータを通信する複数の基地局を含む無線ネットワーク部と、
複数の基盤機器を含むコアネットワーク部と、
を含むモバイル通信ネットワークであって、前記基盤機器は、前記無線ネットワーク部を介して前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信するとともに、前記データパケットを前記モバイル通信装置から受信するように構成され、前記コアネットワークの前記基盤機器の1つはベアラコントローラを含み、前記ベアラコントローラは、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、
所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、
前記受信データパケットの前記決定されたトラフィックプロファイルに従って前記モバイル通信装置に前記データパケットを通信する、複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択する
ように構成される、モバイル通信ネットワーク。 - 前記無線ネットワーク部は、
前記モバイル通信装置に前記データを通信するために前記複数の異なるベアラタイプを確立する複数の異なる無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含み、前記複数の異なるベアラタイプは異なる無線アクセスベアラタイプを含み、前記ベアラコントローラは、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、
前記モバイル通信装置に通信すべき前記受信データパケットの所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、
前記受信データパケットの前記決定されたトラフィックプロファイルに従って、前記モバイル通信装置に前記データを通信するために最も適するタイプの無線アクセスベアラを提供する、前記複数の異なる無線アクセスベアラタイプのうちの1つを選択する
ように構成される、請求項1に記載のモバイル通信ネットワーク。 - 前記コアネットワーク部の前記基盤機器の1つはゲートウェイ機器であり、前記ゲートウェイ機器は、異なるタイプの通信ベアラを含む複数の異なるベアラタイプのうちの1つを使用して、前記コアネットワークを介して前記モバイル通信装置からデータパケットを受信するとともに、データパケットを前記モバイル通信装置に通信するように構成され、前記ゲートウェイ機器は前記ベアラコントローラを含み、前記ベアラコントローラは、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、
前記モバイル通信装置に通信すべき前記受信データパケットの所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、
前記モバイル通信装置に前記データパケットを通信する、前記モバイル通信装置に通信されている前記データパケットの所定のプロファイルタイプに最もよく一致するように選択される前記複数の異なるタイプの通信ベアラのうちの1つを選択する
ように構成される、請求項1に記載のモバイル通信ネットワーク。 - 前記トラフィックプロファイルタイプは、前記モバイル通信装置が接続状態にある場合に決定され、前記接続状態では、前記データパケットを前記モバイル通信ネットワークとやりとりする通信ベアラが確立されており、前記コアネットワークの前記基盤機器の1つ又は複数は、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットに基づいて前記トラフィックプロファイルタイプを決定するように構成される、請求項1、2、又は3に記載のモバイル通信ネットワーク。
- 前記トラフィックプロファイルタイプは、
時間に関する前記データパケットの相対受信レートを特定し、
前記データパケットの前記相対受信レートを所定の相対レートセットと比較し、
前記データパケットの前記観測された相対受信レートを、異なるトラフィックプロファイルに対応する所定の相対レートセットのうちの1つとマッチングさせることにより、前記トラフィックプロファイルを決定する
ことにより決定される、請求項1〜4のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワーク。 - 前記所定の相対レートセットのそれぞれは、所定の時間期間内で受信し得るデータパケット数の閾値に対応し、前記データパケットの前記相対受信レートを特定することは、
前記所定の時間期間中、前記モバイル通信装置に通信される前記データパケットをバッファリングすること、
前記所定の時間期間内に受信したデータパケット数を特定すること、及び
前記所定の期間内に受信したデータパケット数を前記所定の閾値セットの1つと比較して、前記所定の時間期間内のデータの前記相対受信レートの指示を提供すること、
を含む、請求項5に記載のモバイル通信ネットワーク。 - 前記所定の時間期間は可変である、請求項6に記載のモバイル通信ネットワーク。
- 前記データパケットは、送信元アドレス、宛先アドレス、及びポート番号を有するインターネットパケットを含み、前記トラフィックプロファイルは、
前記ポート番号、前記送信元アドレス、又は前記宛先アドレスのうちの少なくとも1つを、前記所定のプロファイルタイプのうちの1つにマッピングする
ことにより決定される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワーク。 - 前記マッピングすることは、前記送信元アドレスに対して逆ドメイン名サーバクエリを実行することを含む、請求項8に記載のモバイル通信ネットワーク。
- 前記ベアラコントローラは、前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信する論理接続の指示に関して、前に決定されたトラフィックプロファイルタイプを記憶するデータ記憶装置を含む、請求項8又は9に記載のモバイル通信ネットワーク。
- 前記論理接続の前記指示は、一意のインデックス、送信元アドレス、宛先アドレス、又は国際モバイル加入者識別番号のうちの少なくとも1つを含む、請求項10に記載のモバイル通信ネットワーク。
- モバイル通信ネットワークを介して通信する方法であって、前記モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置とデータを通信する複数の基地局を含む無線ネットワーク部と、複数の基盤機器を含むコアネットワーク部と、を含み、前記基盤機器は、前記無線ネットワーク部を介して前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信するとともに、前記データパケットを前記モバイル通信装置から受信するように構成され、方法は、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別すること、
所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定すること、及び
前記モバイル通信装置への前記受信データパケットの前記決定されたトラフィックプロファイルに従って前記モバイル通信装置に前記データパケットを通信する、複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択すること、
を含む、方法。 - 前記無線ネットワーク部は、前記モバイル通信装置に前記データを通信するために異なる前記複数のベアラタイプを提供する複数の異なる無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含み、前記複数の異なるベアラタイプは異なる無線アクセスベアラタイプを含み、前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信する、前記複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択することは、
前記受信データパケットの前記決定されたトラフィックプロファイルに従って前記モバイル通信装置に前記データを通信するために最も適したタイプの無線アクセスベアラを提供する、前記複数の異なる無線アクセスベアラタイプのうちの1つを選択することを含む、請求項12に記載の方法。 - 前記コアネットワーク部の前記基盤機器の1つはゲートウェイ機器であり、前記ゲートウェイ機器は、前記無線ネットワークへの複数の異なるベアラタイプのうちの1つを使用して、前記コアネットワークを介して前記モバイル通信装置からデータパケットを受信するとともに、データパケットを前記モバイル通信装置に通信するように構成され、前記複数の異なるベアラタイプは異なる通信ベアラタイプを含み、前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信する、前記複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択することは、
前記データを前記モバイル通信装置に通信する、前記複数の通信ベアラタイプのうちの1つを選択することを含み、通信ベアラの前記選択されるタイプは、前記モバイル通信装置に通信されている前記データパケットの前記所定のプロファイルタイプに一致するように選択される、請求項13に記載の方法。 - 前記トラフィックプロファイルタイプは、前記モバイル通信装置が接続状態にある場合に決定され、前記接続状態では、前記データパケットを前記モバイル通信ネットワークとやりとりする通信ベアラが確立されており、前記コアネットワークの前記基盤機器の1つ又は複数は、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットに基づいて前記トラフィックプロファイルタイプを決定するように構成される、請求項12、13、又は14に記載のモバイル通信ネットワーク。
- 前記トラフィックプロファイルタイプは、
時間に関する前記データパケットの相対受信レートを特定し、
前記データパケットの前記相対受信レートを所定の相対レートセットと比較し、
前記セットからの前記所定の相対レートのうちの1つに最もマッチングする1つ又は前記所定の相対レートセットからの前記データパケットの前記観測された相対受信レートをマッチングさせることにより、前記トラフィックプロファイルを決定する
ことにより決定される、請求項12〜15のいずれか一項に記載の方法。 - モバイル通信ネットワークの基盤機器であって、前記モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置とデータを通信する複数の基地局を含む無線ネットワーク部と、複数の基盤機器を含むコアネットワーク部と、を含み、前記基盤機器は、
前記無線ネットワーク部を介して前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信するとともに、前記データパケットを前記モバイル通信装置から受信し、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、
前記モバイル通信装置に通信すべき前記受信データパケットの所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、
前記受信データパケットの前記決定されたトラフィックプロファイルに従って前記モバイル通信装置に前記データパケットを通信する、複数の異なるベアラタイプのうちの1つを選択する
ように構成される、基盤機器。 - 前記無線ネットワーク部は、
前記モバイル通信装置に前記データを通信するために前記複数の異なるベアラタイプを確立する複数の異なる無線アクセスインタフェースを提供する複数の基地局を含み、前記複数の異なるベアラタイプは異なる無線アクセスベアラタイプを含み、前記基盤機器は、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、
前記モバイル通信装置に通信すべき前記受信データパケットの所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、
前記受信データパケットの前記決定されたトラフィックプロファイルに従って、前記モバイル通信装置に前記データを通信するために最も適するタイプの無線アクセスベアラを提供する、前記複数の異なる無線アクセスベアラタイプのうちの1つを選択する
ように構成される、請求項17に記載の基盤機器。 - 前記基盤機器はゲートウェイ機器であり、前記ゲートウェイ機器は、複数の異なるタイプの通信ベアラから形成された前記複数の異なるベアラタイプのうちの1つを使用して、前記コアネットワークを介して前記モバイル通信装置からデータパケットを受信するとともに、データパケットを前記モバイル通信装置に通信し、前記基盤機器は、
前記モバイル通信装置の1つに通信する、前記基盤機器により受信されたデータパケットを識別し、
前記モバイル通信装置に通信すべき前記受信データパケットの所定の可能なトラフィックプロファイルセットのうちの1つから、前記受信データパケットのトラフィックプロファイルを決定し、
前記モバイル通信装置に前記データパケットを通信する、前記モバイル通信装置に通信されている前記データパケットの所定のプロファイルタイプに最もよくマッチングするように選択される前記複数の異なるタイプの通信ベアラのうちの1つを選択する
ように構成される、請求項17に記載の基盤機器。 - 前記トラフィックプロファイルタイプは、前記モバイル通信装置が接続状態にある場合に決定され、前記接続状態では、前記データパケットを前記モバイル通信ネットワークとやりとりする通信ベアラが確立されており、前記コアネットワークの前記基盤機器の1つ又は複数は、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットに基づいて前記トラフィックプロファイルタイプを決定するように構成される、請求項17、18、又は19に記載のモバイル通信ネットワーク。
- 前記トラフィックプロファイルタイプは、
時間に関する前記データパケットの相対受信レートを特定し、
前記データパケットの前記相対受信レートを所定の相対レートセットと比較し、
前記データパケットの前記観測された相対受信レートを、異なるトラフィックプロファイルに対応する所定の相対レートセットのうちの1つとマッチングさせることにより、前記トラフィックプロファイルを決定する
ことにより決定される、請求項17〜20のいずれか一項に記載の基盤機器。 - 前記所定の相対レートセットのそれぞれは、所定の時間期間内で受信し得るデータパケット数の閾値に対応し、前記データパケットの前記相対受信レートを特定することは、
前記所定の時間期間中、前記モバイル通信装置に通信される前記データパケットをバッファリングすること、
前記所定の時間期間内に受信したデータパケット数を特定すること、及び
前記所定の期間内に受信したデータパケット数を前記所定の閾値セットの1つと比較して、前記所定の時間期間内のデータの前記相対受信レートの指示を提供すること、
を含む、請求項21に記載の基盤機器。 - 前記所定の時間期間は可変である、請求項22に記載の基盤機器。
- 前記データパケットは、送信元アドレス、宛先アドレス、及びポート番号を有するインターネットパケットを含み、前記トラフィックプロファイルは、
前記ポート番号、前記送信元アドレス、又は前記宛先アドレスのうちの少なくとも1つを、前記所定のプロファイルタイプのうちの1つにマッピングする
ことにより決定される、請求項17〜23のいずれか一項に記載の基盤機器。 - 前記マッピングすることは、前記送信元アドレスに対して逆ドメイン名サーバクエリを実行することを含む、請求項24に記載の基盤機器。
- 前記基盤機器は、前記データパケットを前記モバイル通信装置に通信する論理接続の指示に関して、前に決定されたトラフィックプロファイルタイプを記憶するデータ記憶装置を含む、請求項24又は25に記載の基盤機器。
- 前記論理接続の前記指示は、一意のインデックス、送信元アドレス、宛先アドレス、又は国際モバイル加入者識別番号のうちの少なくとも1つを含む、請求項26に記載の基盤機器。
- 添付図面を参照して実質的に本明細書に記載されたモバイル通信ネットワーク又は基盤機器。
- 添付図面を参照して実質的に本明細書に記載された通信方法。
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