JP2016537846A - モバイル無線通信ネットワークの輻輳 - Google Patents

Abstract

本発明は、モバイル無線通信ネットワークにおける輻輳を緩和する方法を提供し、ネットワークへのモバイル無線通信ユーザ端末装置においてアクセス制限を適用するステップを含み、該ステップは、このような新規又は進行中のベアラ、ベアラのサービス品質、ベアラタイプ及び又はベアラクラスなどのベアラ特性、及び例えば無線アクセスネットワークのｅＮｏｄｅＢ又はコアネットワークを経由するようなネットワークによって制御されているアクセス制限に基づいている。【選択図】図１

Description

本発明は、モバイル無線通信ネットワーク、それらに使用されるユーザ装置及びネットワーク装置、並びにネットワークの輻輳と過負荷とを緩和する操作方法に関する。

ネットワークのカバレッジ下においてアクティブなユーザ端末装置（User Equipment：ＵＥ）であると認識されるようなモバイル通信ユーザ端末装置のためのネットワークアクセス制御の種々の形態を採用することにより、モバイル無線通信ネットワークにおける輻輳状況／過負荷状態を回避しようとする試みが現在知られている。

ネットワークカバレッジ下における、いわゆるスマートフォン形式をなし、且つ、一般に「常時オン」状態に保持されているユーザ端末装置数の急増は、そのような各ＵＥ装置がＲＲＣコネクテッドモード（RRC_Connected_mode）のままとなる可能性を大幅に増大させている。このことは、アクセス制御を非効果的にする不都合を引き起こしている。それというのも、公知のアクセス制御は、ＲＲＣアイドルモード（RRC_Idle_mode）にあるＵＥ装置にのみ適用できるものだからである。

このように効果的なアクセス制御が存在していない場合、過負荷状態／輻輳状態を一旦経験すると、ネットワークは、そのような状態のままになる可能性が高い。そして実際、ＲＲＣコネクテッドモードにあるスマートフォンの増加によって、さらに過負荷／輻輳となる可能性が高い。

このような過負荷状況は、例えば、緊急目的のために自身が試みたネットワークアクセスが特に重要と感じるであろう、ユーザ端末装置のユーザによってさらに悪化させられる。このようなユーザは、繰り返し自分に必要なネットワーク通信を実現しようとする。そしてこれにより、このようなユーザは、モバイル発信トラフィックに関するネットワークアクセス要求を当該ネットワークが処理を試みるよう強制されるように、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ＵＥ装置から、当該モバイル発信トラフィックを繰り返し送信させようとする。最終的に、当該ネットワークは、緊急呼、他の優先度の高い呼であっても廃棄することで対応するが、当然これはとくに非常に不都合であることを示す。

実際、任意のアクセス規制メカニズムは、アイドルモードにおいてＵＥ装置に適用され得る一方で、モバイル発信シグナリング及び／又はデータトラフィックを防止する試行において、コネクテッドモードにあるＵＥ装置の動作を制御することは、当該ネットワークにとって有利であろうことが認識されている。このような提案は、サービスとシステム的側面に焦点を当てた３ＧＰＰ技術仕様グループＳＡ１(S1-131279)で挙げられている。

以下にさらに説明するように、様々な試みは、この要件を満たすためになされている。しかし、これらは、ネットワークの輻輳と、過負荷と、緊急であり優先度の高い呼の好ましくない規制とに関して、上記において概説した問題あるシナリオであることを考慮しても、未だ不利に制限されている。

３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ２＃８３ (Ｒ２−１３２７５８) ３ＧＰＰ 技術仕様書 ＴＳ ３６．３３１ "Radio Resource Control" ３ＧＰＰ 作業項目説明 "Application Specific Access Control (ＡＳＡＣ)" (S1-131291) ３ＧＰＰ ＲＡＮ２ 作業項目説明 "Smart Congestion Mitigation" in RP-130870,

特定の提案は、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ２＃８３（Ｒ２−１３２７５８）にＮＴＴドコモによって発表された３ＧＰＰ論文になされている。最初の例において、サービス固有アクセス制御（Service Specific Access Control：ＳＳＡＣ）「SSAC in CONNECTED」に関連して、アプリケーションレイヤからの情報が使用される。ＳＳＡＣは、ＩＰマルチメディアサービス（IP Multimedia Services：ＩＭＳ）音声通話と非音声通話との制限を別々に許可する。アクセス層（Access Stratum：ＡＳ）に必要な情報は、アプリケーション層に転送される。しかしながら、ネットワークは、モバイル発信（Mobile Originating：ＭＯ）ＩＭＳ音声の開始を許可すると共に、他のＭＯサービスの開始を禁止することはできない。

第２の例では、アクセス制御の規制（Access Control Barring：ＡＣＢ）「ACB in CONNECTED」、既存のアクセスクラスの規制メカニズムは、ＵＥのアクセスクラスに適用され（ユーザ端末装置のアクセスクラスは、ＰＬＭＮのアクセスのための携帯電話利用者群を表す、例えば、ＰＬＭＮスタッフに特化したユーザ端末装置、緊急サービス、公益事業（例：水／ガス供給業者）、セキュリティサービス、ＰＬＭＮ使用のための又は特定の優先度の高いユーザは、他のユーザ端末装置と比較して特別なアクセスクラスを有する）、そして、それにより、特定の種類のトラフィック上において何ら区別をしていない。

３ＧＰＰ技術仕様書ＴＳ３６．３３１「無線リソース制御」によると、ＭＯシグナリング／データのためのアクセス制御は、ＲＲＣアイドル（RRC_Idle）あるいはＩＤＬＥ、換言すれば、ＵＥと無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）との間にＲＲＣ接続がない場合にのみ適用可能である。しかし、アイドルモードＡＣＢは、異なるベアラを考慮せず、そして、ＳＩＭ内に保存されているアクセスクラスに基づく。それは動的ではない。例えば一部のサービスは、無償でオペレータによって制御されたものではない。そして、オペレータがある時点でこのようなサービスへのアクセスをユーザに許可しない場合があり得る。いくつかのサービスは、オペレータに制御されたもので有料（高優先）であり、他のものはオペレータに制御されたもので無償（低優先）であってもよい。

ＡＣＢに関して、ネットワークは、ユーザ端末装置がＩＭＳ音声あるいはそれ以外のためのＲＲＣ接続設定を要求するかどうかを現在のところ知ることはできない。そして、当該ネットワークは、ＩＭＳ音声通話を現在のところ禁じることはできない。

したがって、オペレータは、それらがＩＭＳ音声を展開し、且つある時点でこのようなサービスを規制する場合、輻輳を制御するためにＡＣＢに頼ることはできない。

問題に対処するための試みのさらなる例は、ランダムアクセスチャネル「（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）処理停止」から知られており、ここでの規制情報は、Medium Access Control：ＭＡＣレイヤに提供され、アクセス規制がそこで実行される。「グループ又はすべてのユーザ端末装置のためのＲＲＣ接続リリース（RRC Connection Release）」では、ＵＥのＲＲＣ接続は、それらがアイドルモードからレガシーＡＣＢを適用できるように解放される。「（ｅＮＢ（基地局）依存の）ＱＣＩ＝５のベアラを使用するＵＥのためのビットレート制御（＝０）」では、ｅＮＢは、セッション開始プロトコル（Session Initiation Protocol：ＳＩＰ）シグナリングを抑制するために、ＱＣＩ５にビットレート制御（例えば、ビットレート＝０）を適用する。この解決策は、無線アクセスが事前に規制されていないため、効率的でない。

３ＧＰＰ作業項目の説明「アプリケーション固有のアクセス制御（Application Specific Access Control：ＡＳＡＣ）」（Ｓ１−１３１２９１）において、アクセス制御のための提案がなされている。ここで、ＩＭＳ音声通信又はＩＭＳビデオ通信のためのアプリケーション固有の輻輳制御は、重度の輻輳シナリオに適用される。しかし、ＵＥは、ネットワークの輻輳が発生したときに、適時にそれらを適用するためのネットワーク情報を受信するためにコネクテッド状態でいなければならないので、これは、動的なメカニズムではない。

さらに、「輻輳処理のためのネットワークの実装バックオフタイマ」（Network implementation backoff timer for congestion handling）に関連する提案もなされている。ここで、ＩＤＬＥあるいはＣＯＮＮＥＣＴＥＤからＵＥがＩＭＳ音声を開始することは、そのようなバックオフに起因した遅延が発生する可能性がある。バックオフは、１回のためだけに９６０ミリ秒まで適用され得る。バックオフがＵＥに数回適用される場合、それらのユーザは、音声通話を開始する前に、例えば、１〜２又は数秒、連鎖的な遅延を体験し得る。このように、ネットワークが輻輳中にバックオフに依存している場合、ＩＤＬＥとＣＯＮＮＥＣＴＥＤである何人かのユーザは、音声通話の遅延を体験するであろう。この問題に対処するために、３ＧＰＰにおけるいくつかの企業は、例えばＲＡＮがバックオフタイマを適用しないようにするために、ＵＥが緊急通話又は優先度の高い通話を扱っているＭＡＣ層でインジケータを持つことを提案した。しかしながら、アクセスがコネクテッドモードで制限されているというような情報を提供しなければならないことを知るための、ＵＥのためのいくつかの情報が欠落している。

またさらに、ＲＰ−１３０８７０に示される３ＧＰＰ ＲＡＮ２ Work Itemの「スマート輻輳緩和策」（Smart Congestion Mitigation）もまた、ＳＡ１によって提案された上記のアクセス要求条件に対応し、無線プロトコル層でのメカニズムを提供するために開始された。しかし、再び、このWork Itemの対象は、依然として、上記の制限を示した。

本発明は、既知の方法及びネットワーク要素を上回る利点を有しつつ、ネットワークの輻輳を緩和する目的により、ネットワーク制御方法とモバイル無線通信ネットワーク要素、及びそれらの制御方法を提供すること目的とする。

本発明の第一の見地によれば、モバイル無線通信ユーザ端末装置において、ベアラ特性に基づいて、ネットワークへのアクセス制限を適用するステップを含むモバイル無線通信ネットワークにおける輻輳を緩和する方法が提供される。

好ましくは、本発明は、ユーザ端末の無線アクセスネットワーク設定を提供する。

一例では、新規ベアラに対する無線アクセス規制フラグ（radio access barring flag）を提供し得る。

加えて、あるいは代替として、進行中のベアラから無線アクセス規制フラグを提供し得る。

いずれの場合も、アクセス確率係数（access probability factor）を提供し得る。

更なる特徴として、無線アクセスネットワークは、具体化された進化型ノードＢ（eNodeB：ｅノードＢ）による例として、コアネットワークから、又はコアネットワーク（Core Network：ＣＮ）設定若しくは運用及び保守（Operative And Maintenance：ＯＡＭ）設定を介して、アクセス制限アクティベーション（access restriction activation）を受ける。

この方法は、システム情報ブロック（System Information Block：ＳＩＢ）あるいはＲＲＣ個別設定シグナリング（RRC dedicated configuration signaling）を介したアクセス制限の提供を含めることができる。さらに、ユーザ端末は、そのモバイル発信シグナリング／データ（mobile originating signaling/data）が上記の新規及び／又は進行中のベアラに関連しているかどうかを判定する。

アクセス確率係数は、ランダムに生成された番号と比較され、アクセス規制の展開は、そのような比較に基づいて制御される。

有利には、ネットワークの輻輳が緩和されるように、新規ベアラ（new bearers）及び／又は進行中ベアラ（on-going bearers）に関連するすべてのアクセス要求は、その後規制され得る。しかしながら、前述の確率係数は、全て又は一部のベアラ要求が規制されているにもかかわらず、ネットワークによって処理されて通過するためのアクセス要求の特定の割合を許可するよう有利に使用され得る。

有利には、ユーザ端末は、輻輳したネットワークに向けたＬ１シグナリングと無線ベアラシグナリング（radio bearer signalling）を避けるために、サウンディング参照信号（Sounding Reference Signal：ＳＲＳ）、スケジューリング要求（Scheduling Request）、チャネル品質インジケータ（Channel Quality Indicator：ＣＱＩ）と半永続スケジューリング（Semi-Persistent Scheduling：ＳＰＳ）リソースといった個別無線リソースを解放するように構成され得る。別の例では、ネットワークアクセスの優先度は、ベアラのサービス品質に基づいて適用される。

ユーザ端末の設定は、コアネットワークを介して、あるいは運用及び保守を介して、最初にアクティベートされた無線アクセスネットワーク規制によるアクセス層（Access Stratum）に基づく設定となり得る。有利には、アクセス優先度は、サービス品質クラス識別子（Quality of service Class Identified：ＱＣＩ）の品質に基づくアクセス優先度ビットマップとして設定され得る。

アクセス層は、その後、ユーザ端末の非アクセス層（Non-Access Stratum）へ、アクセス優先度ビットマップに応じて、受信したアクセス制限ルールを送信する。

代替として、ＱＣＩに基づくアクセス優先度ビットマップの形式によるアクセス制限ルールは、ユーザ端末の非アクセス層に、コアネットワークから直接に送信され得る。

さらなる特徴によると、無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御は、例えば、保証ビットレート（Guaranteed Bit Rate）ベアラタイプあるいは非保証ビットレート（Non-Guaranteed Bit Rate）ベアラタイプといった異なるベアラタイプに基づくアクセス優先度の提供を含み得る。ユーザ端末のためのアクセス制御設定のための設定は、コアネットワークからあるいは保守運用（Operator And Maintenance）から、アクセス制限アクティベーション（access restriction activation）を受信している無線アクセスネットワークによるアクセス層（Access Stratum）に基づく設定と、無線アクセスネットワークから、ユーザ端末の非アクセス層（non-access stratum）への引き渡しのために、ユーザ端末のアクセス層へ配信される。

更に、非アクセス層に基づく設定が、ベアラタイプの識別による方法によって、コアネットワークから直接に行われる他の代替が存在する。

有利には、サービスのベアラ品質及びそれぞれのベアラタイプを考慮して、そのような要因に基づき、ベアラに関連するすべての要求が、ネットワークの輻輳を緩和するために、規制される。例えば、品質の要求が最も厳しいであろうサービスベアラ、例えば、音声ベアラ、ＧＢＲベアラは、ネットワークへのアクセスが規制されるであろう。

さらに別の代替例では、無線アクセスネットワークへのアクセス制御は、コアネットワーク、例えば、モビリティ管理エンティティ（Mobility Management Entity）がユーザ端末装置に向けた設定を提供することを可能にするように構成される。

有利には、このような設定は、ベアラクラスに基づくアクセス優先度の割当てを含む。

異なるクラスの例は、ベアラが無償サービス又はオペレータ制御のサービスに関連していることである。

有利には、コアネットワークは、無線アクセスネットワークを介して、ユーザ端末の非アクセス層へ、ベアラクラスに基づく規制インジケータ（barring indicator）を提供し、そして、非アクセス層で、関連するシグナリング又はデータがユーザ端末アクセス層に配信されるべきかどうかを決定するために、規制インジケータに従ったネットワークアクセスポリシーが、モバイル発信シグナリング／データ（mobile originating signaling/data）に適用される。

有利には、ネットワークアクセス制限のさらなるレベルは、上記で概説したようなアクセス確率係数との組み合わせによる新規及び／又は進行中の無線ベアラの識別に基づいて提供され得る。

新規及び／又は進行中のベアラの識別とアクセス確率係数に基づく、このアクセス制限のさらなるレベルは、ユーザ端末の非アクセス層からユーザ端末のアクセス層に許可されるアクセス要求にのみ適用されるように構成され得る。

有利には、その優先度がＣＮにより低くされたベアラに関連する要求は、例えば、無償あるいはオペレータ制御でないベアラ（not operator-controlled bearers）に対してネットワークの輻輳が緩和されることができるように、規制され得る。

本発明の別の見地によれば、無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御のためのモバイル無線通信装置内のアクセス制御方法が提供され、該方法は、無線アクセスネットワーク内の輻輳を緩和するために、ベアラ特性に基づくネットワークへのアクセスを試行するステップを含む。

好ましくは、ユーザ端末は、無線アクセスネットワークを介して設定するように構成されている。

この方法は、新規無線ベアラのための無線アクセス規制フラグ及び／又は進行中のベアラのための無線アクセス規制フラグを受信するユーザ端末を含むことができ、そのモバイル発信シグナリング／データが新規及び／又は進行中のベアラに関連しているかどうかを判定する。

ユーザ端末内における方法は、さらに、ランダムに生成された番号と、ネットワークから受信したアクセス確率係数とを比較し、このような比較に基づいてアクセス制限の展開を制御するステップを含むことができる。

有利には、ユーザ端末内における方法は、輻輳したネットワークに向けたＬ１シグナリング及び無線ベアラシグナリングを回避するように、例えば、サウンディングリファレンス信号（Sounding Reference Signal：ＳＲＳ）、スケジューリング要求、ＣＱＩ及び半永続スケジューリング（Semi-Persistent Scheduling：ＳＰＳ）リソースといった個別の無線リソースを解放するステップを含み得る。

更なる特徴によると、無線アクセスに向けたアクセス制御を実現するユーザ端末装置内における方法は、例えば、保証ビットレート（Guaranteed Bit Rate：ＧＢＲ）ベアラあるいは非保証ビットレート（Non-Guaranteed Bit Rate）ベアラといった無線ベアラタイプを判定するステップを含み得る。

ユーザ端末装置内における方法は、コアネットワークあるいは保守運用装置からアクセス制限アクティベーションを受信している無線アクセスネットワークによる、ＡＳに基づく設定と、ベアラタイプの識別を含むことができ、その後、ユーザ端末の非アクセス層（Non-Access Stratum：ＮＡＳ）への引き渡しのために、ユーザ端末ＡＳに無線アクセスネットワークから配信される。

代替として、ユーザ端末における方法は、ＮＡＳで受信された無線ベアラタイプの識別の手段により、コアネットワークから直接に行われるようにＮＡＳに基づく設定を含み得る。

ユーザ端末装置における方法は、非アクセス層レベルでベアラクラスに基づくアクセス規制インジケータ（access barring indicator）を受信するステップを代替的に含み得る。

有利には、上記のように、ユーザ端末装置における方法は、上述のアクセス確率係数と、新規及び／又は進行中の無線ベアラの識別との組み合わせに基づくネットワークアクセス制限のさらなるレベルのステップを含み得る。

ユーザ端末において、新規及び／又は進行中のベアラの識別と、アクセス確率係数とに基づくこのアクセス制限のさらなるレベルは、ユーザ端末の非アクセス層によってユーザ端末アクセス層に許可されるアクセス要求にのみ適用され得る。

本発明のさらなる別の見地によれば、モバイル無線通信ユーザ端末装置が提供され、無線アクセスネットワーク内の輻輳を緩和するために、無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御のために構成され、ユーザ端末装置は、無線ベアラの特性に基づくネットワークへのアクセスを試行するために構成されている。

理解されるように、本発明はまた、上記で概説した方法に従って動作するように構成されたモバイル無線通信装置を提供する。

本発明の別の見地によれば、モバイル無線通信ネットワーク内の輻輳を緩和するため、無線アクセスネットワークへのモバイル無線通信ユーザ端末のアクセスを制御するためのモバイル無線通信ネットワーク装置内の方法が提供され、ベアラの特性に基づいて、ユーザ端末に無線ネットワークアクセス制限を適用するステップを含む。

一例では、新規無線ベアラのための無線アクセス規制フラグは、ネットワーク装置から提供され得る。

加えて、又は代替的に、進行中ベアラからの無線アクセス規制フラグは、ネットワーク装置から提供され得る。

加えて、又は代替的に、アクセス確率係数は、アクセス制限の制御のために提供され得る。

特定の特徴として、この方法は、例えば進化型ノードＢ（evolved Node B：ｅＮＢ）によって実現されるように、無線アクセスネットワークで提供され、さらに、ＣＮの要素又はＯＡＭ要素からアクセス制限アクティベーションを受信するステップを含む。

ネットワーク装置における方法は、ＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定シグナリングを介してアクセス制限を提供することを含み得る。

別の例では、アクセス制御は、無線ベアラのサービス品質に基づいて適用され、ネットワークアクセスの優先度の確立を含む。

さらに、この方法は、サービス品質クラス識別子（Quality of service Class Identified：ＱＣＩ）に基づくアクセス優先度ビットマップとしてアクセス優先度の設定を含むことができる。

ネットワーク装置内の方法の更なる特徴によれば、無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御は、無線ベアラタイプに基づくアクセス優先度の提供を含むことができる。

このような異なるベアラタイプの例は、保証ビットレートベアラあるいは非保証ビットレートベアラを含む。

さらなる代替例では、ネットワーク装置からのアクセス制限の設定は、無線ベアラクラスに基づくアクセス優先度の割り当てを含むことができる。

異なるクラスの例は、無線ベアラが無償サービスあるいはオペレータ制御のサービスに関連していることである。

本発明のさらに別の見地によれば、モバイル無線通信ネットワーク内の輻輳を緩和するため、無線アクセスネットワークへのモバイル無線通信ユーザ端末のアクセスを制御するために構成されたモバイル無線通信ネットワーク装置が提供され、ベアラの特性に基づいて、ユーザ端末に無線ネットワークアクセス制限を適用するように構成されている。

当然ながら、本発明は、上記で概説した方法に従って動作するように構成されたモバイル無線通信ネットワーク装置を提供する。

したがって、理解されるように、本発明は、無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御に関連し、特に下記の新規の情報と新規の機構の導入に関連する：
・無線アクセスネットワーク（例えば進化型ノードＢ：eNodeB）が、端末あるいはユーザ装置（ＵＥ）に対して、以下のいずれかを設定することを許可する新規の情報と新規の機構：
・新規及び進行中又はいずれかのベアラに対するいくつかの無線アクセス規制フラグ及びアクセス確率係数、及び／又は
・サービス品質クラスに基づくいくつかのアクセス優先度。このような情報は、予めコアネットワーク又は保守運用装置によってＲＡＮに提供され得る；及び／又は
ベアラ種別（ベアラタイプ）（例えば、ＧＢＲ及び非ＧＢＲベアラ）に基づくいくつかのアクセス優先度；及び／又は
・コアネットワーク（例えば、モビリティ管理エンティティ）が、端末又はユーザ装置（ＵＥ）に対して、ベアラクラス（例えば、無償サービスベアラ又はオペレータ制御されていないサービスのためのベアラ）に基づくいくつかのアクセス優先度を設定することを可能にする新規の情報と新規の機構。

これはすべて、ネットワークに向けたＵＥの無線アクセスの制御を達成することに役立つ。ＵＥにおいて緊急コネクティビティに関連するベアラは、無線アクセス制御の対象とならないだろう。代替的に、ベアラ品質及びベアラクラスを含む上記のネットワーク情報が、ＵＥが緊急ベアラのための規制要求を終了させ得るように示されるであろう。

本発明は、添付の図面を参照し、一例として、さらに以下に記載されている。
図１は、本発明の一見地によるネットワークアクセス制御のシグナリング図を示す図である。 図２は、本発明の別の見地による、ネットワークアクセス制御のシグナリング図を示す図である。 図３は、本発明のさらに別の見地による、ネットワークアクセス制御のシグナリング図を示す図である。 図４は、本発明のさらに他の見地による、ネットワークアクセス制御のシグナリング図を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に従って動作するように構成されたモバイル無線通信装置の概略図である。 図６は、本発明の実施形態に従って動作するように構成された無線アクセスネットワーク装置の概略図である。

図１を最初に参照すると、ユーザがモバイル無線通信ネットワークにアクセスすることができるユーザ端末装置の概略図が提供され、そして、特に、ユーザ端末装置のアクセス層１０、進化型ノードＢ（ｅＮＢ：基地局）１２で示される無線アクセスネットワーク、そしてコアネットワークあるいは保守運用装置１４の図面が提供される。

特に、図１は、関係する無線ベアラが新規の無線ベアラとして識別されるか又は進行中の無線ベアラとして識別されるかに依存して、どのようにしてネットワークアクセス制限が実行されるかを説明する。

手順は、コアネットワーク要素（core network element）１４からｅＮＢ１２へ配信された無線アクセスネットワーク・アクセス制限アクティベーション信号１６で始まる。そして、それは、アクセス規制されるベアラが新規ベアラか進行中ベアラかを特定し、更にアクセス確率係数を示唆している。

輻輳状況が発生し得ることがネットワーク内で認識された場合、ｅＮＢ１２は、ネットワークポリシーとして具体化されたアクセス規制係数を、必要なアクセス制限を有効にするために、ＵＥ１０へ送信する。

これらのネットワークポリシーは、ＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定（dedicated configuration）シグナリング１８を介して、ＵＥのアクセス層１０にｅＮＢ１２によって送信される。ユーザ端末は、そのアクセス層１０で、そして当然、当該ユーザ端末が、必要となるアクセス規制に対して備えることが可能で、それを承認している前提で、発生したモバイル発信シグナリング／データを試行しようとするときに、必要なネットワークポリシーを適用する。

モバイル発信シグナリング／データが新規の、あるいは代替的に進行中の、ベアラに関連し、このようなベアラがポリシーに従ってアクセス規制されている場合は、ユーザ端末は、関連するシグナリング／データを送信しない。

追加のアクセス確率係数が存在する場合、ＵＥは、アクセス確率係数との比較のために乱数を生成するよう構成され得て、そのような比較の結果に応答して、ＵＥは、関連するシグナリング／データを送信することができる。

アクセスが規制される場合、ＵＥ１０は、ＳＲＳ、スケジューリング要求、ＣＱＩ及びＳＰＳリソースのための個別リソースを解放し、すべてのエラーのためにアクセスが規制されたと考えるように構成されている。しかしながら、ＵＥ１０で、すべてのアクセス制限チェックが規制の要求の表示なしで通った場合、ＭＡＣ制御信号２０は、その後、ＵＥ１０からｅＮＢ１２に送信される。

図２を参照すると、図２は、どのようにしてアクセス制限がベアラのサービス品質に応じて行われ得るかを示し、ＡＳ２２とＮＡＳ２４が別々に示されているＵＥ装置に関連するシグナリング図の態様において、上記のように、ｅＮＢ２６とコアネットワークあるいは保守運用装置（operator and maintenance element（保守要素））２８によって表される無線アクセスネットワークと、が示されている。

オプションとしても示されているのは、以下でさらに説明される単なるコアネットワーク要素３０である。

図２は実際に、アクセス層（ＡＳ）に基づく設定を含む第一のオプション、非アクセス層（ＮＡＳ）に基づく設定を含む第二のオプションに従ったシグナリングを示している。第一のオプションに関して、ＱＣＩに基づく特定のアクセス優先度を認識する無線アクセスネットワーク・アクセス制限アクティベーション信号３２は、コアネットワーク／保守運用装置２８からｅＮＢ２６に送出される。しかし、また、ネットワークの輻輳が識別された場合、ｅＮＢ２６は、アクセス制限を有効にするように、ネットワークポリシーをＵＥ２２，２４に送信する。

ポリシーは、ＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定（dedicated configuration）３４及びネットワークポリシーがＱＣＩに基づくアクセス優先度（access priority）ビットマップの形をしているものにより、ＵＥのアクセス層２２にｅＮＢ２６によって配信される。ＵＥのアクセス層２２は、これらの受信したアクセス制限ルールをＵＥの非アクセス層２４へ送る。

しかし代替として、示されている第２のオプションに従うと、コアネットワーク要素３０は、先と同様に、ＱＣＩに基づくアクセス優先度ビットマップを含む、非アクセス層アクセス制御の設定シグナリング３８を、ＵＥの非アクセス層２４に送信するように構成されることができる。

いずれの場合でも、ＵＥの非アクセス層２４がアクセス優先度ビットマップを受信すると、それによって表されるネットワークポリシーがチェックされ、ＵＥより配信されることが意図されているモバイル発信シグナリング／データに関して、ＵＥの非アクセス層２４から応答される。

このようなシグナリング／データが、アクセスのための優先度が低いＱＣＩの無線ベアラに関連している場合には、関連するシグナリング／データは、ＵＥの非アクセス層２４から送信されない。代替として、ユーザ端末装置の非アクセス層２４は、より低い優先度の要求の前に高い優先度の要求を送信するように平易に構成され得る。

ＵＥの非アクセス層２４がネットワークポリシーを適用する方法において、シグナリング／データ・メッセージは、ｅＮＢ２６への進行中のＭＡＣ制御信号４０を生成するためにＵＥのアクセス層２２に供給される。

品質指標に関して、現在９個のＱＣＩ値がある。以降の図に示される「ＱＣＩに基づくアクセスの優先度（Access Priority：ＡＰ）ビットマップ」情報は、以下のように実装することができる。

オプション１＊＊ＡＰの１ビットエンコード：例えば、９ビットのＡＰがあって、最上位ビットがＱＣＩ９に対応し、それぞれ０（「規制」）又は１（「規制されていない」）に設定され得る。

オプション２＊＊ＡＰの１ビット以上の符号化、例えば、ＡＰ［１．．４］の値の範囲のための２ビット：９個のＱＣＩそれぞれに１個のＡＰ符号化が存在し得る。即ち、ＡＰビットマップ内に１８ビットあり、最上位の２ビットがＱＣＩ９に対応していて、それらは、００（「優先度０、即ち（１００％）規制」）あるいは０１（「優先度１、例えば、要求の７５％が規制されている」）あるいは１０（「優先度２、例えば、要求の５０％が規制されている」）あるいは、１１（「優先度３、例えば、要求の２５％が規制されている」）のいずれかに設定される。

図３を参照すると、無線ベアラの種類（タイプ）に基づいて、特に、無線ベアラが保証ビットレート（ＧＢＲ）又は非保証ビットレート（ｎｏｎ−ＧＢＲ）のベアラであるかどうかに基づいて、行われるネットワークアクセス制限のシグナリング図が示されている。

シグナリングは、同様に、アクセス層２２と非アクセス層２４が別々に示されるＵＥ装置と、無線アクセスネットワークのｅＮＢ２６と、コアネットワークあるいは保守運用装置２８あるいは、第２のオプションとして、単なるコアネットワーク要素３０、に関して図示されている。

同様に、シグナリングは、コアネットワーク／保守運用装置２８からｅＮＢ２６への、無線アクセスネットワーク・アクセス制限アクティベーション信号４２で始まる。それは、規制される無線ベアラのタイプの表示及び、必要であれば、図１に関連して上述したような、アクセス確率係数（access probability factor）を提供する。

ここでも同様に、ｅＮＢ２６でネットワーク輻輳が検知された場合には、ｅＮＢ２６は、必要なアクセス制限を有効にするために、規制対象となるベアラのタイプを特定するネットワークポリシーをＵＥ装置２２、２４に送信する。

上述のように、ｅＮＢ２６は、ＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定シグナリング４４によってアクセス制限のポリシー、ここでもまた、規制対象となるベアラのタイプの識別子、及び関連するアクセス確率係数を含み、これをＵＥのアクセス層２２に提供する。受信されたアクセス制限は、その後、ＵＥのアクセス層２２からＵＥの非アクセス層２４にシグナリング４６を介して送信される。

代替オプションでは、上記の説明と比較すると、これは、アクセス層（ＡＳ）に基づく設定というより、非アクセス層（ＮＡＳ）に基づく設定を表し、ＵＥの非アクセス層２４は、非アクセス層の設定情報で、コアネットワーク装置３０から直接にアクセス制御設定シグナリング４８を受信し、アクセス制限は、同様に、ベアラのタイプにと関連するアクセス確率係数に基づいている。

しかしながら、アクセス層に基づく設定と非アクセス層に基づく設定のシナリオの両方で、ＵＥは、自身の非アクセス層２４でネットワークポリシーを任意の意図するモバイル発信シグナリング／データに対してチェックする。このようなシグナリング／データがアクセス制限ポリシー内で指定されるベアラのタイプに限定されている場合は、ＵＥの非アクセス層２４は、ＵＥのアクセス層２２に関連シグナリング／データを送信しない。

意図したモバイル発信シグナリング／データ・メッセージがアクセス制限チェックを通過した場合のみに、即ち、それがベアラタイプに基づいて規制されていない場合、その後、シグナリング／データは、シグナリング５０によって、ｅＮＢ２６へのＭＡＣ信号５２の以降の配信のために、ＵＥの非アクセス層２４からＵＥのアクセス層２２に送信される。

図４を参照すると、ここでは再び、ＵＥのアクセス層２２及びＵＥの非アクセス層２４によって示されるユーザ端末装置、ｅＮＢ２６に代表される無線アクセスネットワーク、コアネットワーク／保守運用装置２８、及び１つのコアネットワーク要素３０が示されている。

図４に示されるシグナリングは、コアネットワークによって設定されるベアラのクラスに応じて行われるアクセス制限の実例である。その後の議論から効果的に理解されるように、２個の個別のチェックは、任意のＭＡＣ要求がｅＮＢ２６に送信される前に、ＵＥのアクセス層２２に渡される（到達する）モバイル発信シグナリングデータに適用される。

コアネットワーク３０からの発信メッセージの一部として、規制対象のベアラのクラスを識別するための規制インジケータが含まれている、例えば、このようなネットワークの輻輳の場合に無償及び／又はオペレータ制御のサービスに関連するかどうかによって、このようなベアラに関連するアクセス要求は、ネットワークアクセスを実行することが規制される。規制インジケータは、ｅＮＢ２６に配信され、そしてその後、ＵＥの非アクセス層２４への非アクセス層ベアラ信号５４によって渡される。このＵＥの非アクセス層２４では、規制インジケータを含むネットワークポリシーが任意の要求されるモバイル発信シグナリング／データに適用される。ＵＥの非アクセス層２４で、このようなシグナリング／データが実際に制限されるクラスのベアラに関して行うことが決定された場合、その後、ＵＥの非アクセス層２４は、ＵＥのアクセス層に、関連するシグナリング／データを送信しない。

しかしながら、ネットワークポリシーに対してＵＥの非アクセス層２４においてチェックが行われ、そして、規制インジケータがそのような規制が適用されるべきでないことを示している場合、関連するモバイル発信シグナリング／データは、シグナリング５８を介してＵＥのアクセス層２２へ送信される。

しかしながら、例えば図１に関連して記載された手順で、ＭＡＣスケジューリング要求がＵＥのアクセス層２２からｅＮＢ２６へ送信される前に、ベアラが新規の又は進行中のベアラであるかどうかを考慮して、そして、アクセス確率係数を考慮して、さらなるチェックがＵＥのアクセス層２２で行われる。

即ち、無線アクセスネットワークのアクセス制限・アクティベーション信号は、コアネットワーク／保守運用装置２８からｅＮＢ２６に送信することができる。そして、前述のとおり、潜在的なネットワークの輻輳の場合には、ｅＮＢは、ＵＥへのアクセス制限を表すネットワークポリシーを送信することができる。ネットワークポリシーとアクセス制限は、ＵＥアクセス２２へのＳＩＢシグナリング６０を介して送信される。ＵＥアクセス２２において、このような更なるチェック及び見込まれるアクセス規制は、ベアラクラスに基づいてＵＥ非アクセス層２４で適用された規制を正常に乗り越えた任意のモバイル発信シグナリング／データに適用され得る。ＵＥのアクセス層２２に届いたそのようなモバイル発信シグナリング／データはまた、新規又は進行中のベアラへの制限、及びＳＩＢシグナリング６０内に示されているアクセス制限に従った関連するアクセス確率係数に基づいて適用されるアクセス制限テストを通過したならば、ＭＡＣ信号２６は、最終的にｅＮＢ２６に送信され得る。

したがって、理解されるように、本質的な通信信号の送信のための十分な容量（キャパシティ）を持たせるために、ネットワークの輻輳を緩和する方法によりネットワークに対する装置のアクセスの規制を制御することができることを証明することができる限り、本発明は有効である。ここで、本質的な通信信号とは、一般に、災害伝言板サービス及び／又は災害ボイスメッセージサービスのようなパケットベースの通信アプリケーションが含まれるであろう。

本発明の特定の効率及び有効性は、特に、無線アクセスネットワーク内で生じるようにアクセス制御の方法を介して強調されている。

図５を参照すると、ネットワークアクセス試行の制御のために、示されるようなアンテナ６８に動作可能に接続されたトランシーバ回路６６、及び示されるようなユーザインタフェース７０及びコントローラに動作可能に接続された７２を含むＵＥハンドセット６４といったモバイル無線通信装置の概略図が提供される。

本発明の実施形態によれば、コントローラ７２は、ＵＥ６４にネットワークアクセスを要求する意図されたＭＯシグナリング／データのベアラ特性を決定することを許可するためのベアラ特性決定セクション７４を含む。コントローラ７２は、ＵＥのＡＳあるいはＮＡＳにおけるＲＡＮから必要に応じて規制インジケータを受信するように構成された規制−決定セクション７６も含み、そのインジケータは、規制されるべきベアラの特性を識別するように構成されている。このようにして、ＵＥ６４がアクセス規制セクション７８によって規制されるべきベアラを介して、ＭＯシグナリング／データのためのネットワークアクセスを試行するものであるセクション７４と７６との組み合わせ動作によって決定された場合、そのような試行は、潜在的なネットワークの輻輳／過負荷を緩和するように構成されておらず、潜在的なパケット交換緊急サービス／アプリケーションのためのネットワーク容量を残す。

図６を参照すると、例えば、アンテナ８４とコントローラ８６に動作可能に接続されている、ＬＴＥネットワークのｅＮＢ８０及び内蔵トランシーバ回路８２のようなモバイル無線通信ネットワークＲＡＮ装置の概略図が提供される。

ｅＮＢ８０の図示された実施例の中で、コントローラ８６は、使用されるべきではないベアラの少なくとも１つの特性を識別するように構成されており、即ち、ＵＥ装置（図５の６４のような）のネットワークアクセスから規制され、例えば、それに応じているＵＥ装置へのＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定のようなシグナリングを提供する。関連する特性の認識は、ｅＮＢ８０内で発生し得る、あるいはＣＮあるいはＯＡＭ要素及び規制アクティベーションセクション８８内でアクティベートされた規制プロトコルから受信される。

上記から理解されるように、関連する特性は、１個あるいはそれ以上の新規又は進行中のベアラ、ベアラサービス品質、ベアラタイプ及び／又はベアラクラスの識別を含むことができ、そのような例に限定されるものではない。規制ポリシーは、いくつかの関連する特性に基づいて、非アクセス層に予め構成されることができる。そして、ネットワークの輻輳又は過負荷状態が発生した場合、無線アクセスネットワークは、ＵＥがＮＡＳで規制ポリシーをアクティベートするために、ＵＥに向けた表示を提供することができる。

いかなる場合でも、しかしながら、本発明は、図５及び図６を参照して説明した実施形態の具体的詳細に限定されないことを理解されたい。特に、ＵＥ装置は、要求されるネットワーク接続性及びサービスのレベルについてのいかなる適切で更なる又は代替的な機能を含むことができ、ネットワーク装置は、使用される特定の無線アクセス技術に関したいかなる適切なネットワークノード装置を含むことができる。

本出願は、２０１３年９月２５日に出願された英国出願特許出願Ｎｏ．１３１７０３６．０を基礎としそして、優先権の利益を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

１０ ＵＥ
１２ ＥＮＢ
１４ コアネットワークあるいは保守運用装置
１６ 無線アクセスネットワークアクセス制限アクティベーション信号
１８ ＳＩＢあるいはＲＲＣ特化された構成シグナリング
２０ 媒体アクセス制御信号
２２ ユーザ端末装置
２４ ユーザ端末装置
２６ ＥＮＢ
２８ 保守運用装置（保守要素）
３０ コアネットワーク要素
３２ 無線アクセスネットワークアクセス制限アクティベーション信号
３４ ＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定
３６ シグナリング
３８ 非アクセス層アクセス制御構成シグナリング
４０ 進行中の媒体アクセス制御信号
４２ 無線アクセスネットワークアクセス制限アクティベーション信号
４４ ＳＩＢあるいはＲＲＣ個別設定シグナリング
４６ シグナリング
４８ アクセス制御設定シグナリング
５０ シグナリング
５２ 媒体アクセス制御信号
５４ 非アクセス層ベアラ信号
５６ 無線アクセスネットワークアクセス制限アクティベーション信号
５８ シグナリング
６０ ＳＩＢシグナリング
６２ 媒体アクセス制御信号
６４ ユーザ端末装置
６６ トランシーバ回路
６８ アンテナ
７０ ユーザインタフェース
７２ コントローラ
７４ アラ特性決定セクション
７６ 規制決定セクション
７８ アクセス規制セクション
８０ ＥＮＢ
８２ 内蔵トランシーバ回路
８４ アンテナ
８６ コントローラ
８８ 規制アクティベーションセクション

Claims (38)

1. モバイル無線通信ユーザ端末装置において、ベアラ特性に基づいて、ネットワークへのアクセス制限を適用するステップを含む、
   モバイル無線通信ネットワーク内の輻輳を緩和する方法。
2. 前記ユーザ端末装置の無線アクセスネットワーク設定を提供するように構成された、
   請求項１に記載の方法。
3. 新規ベアラに対する無線アクセス規制フラグを含むアクセス制御データが提供される、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 進行中のベアラに対する無線アクセス規制フラグを含むアクセス制御データが提供される、
   請求項１、２又は３に記載の方法。
5. アクセス制御データは、アクセス確率係数を含む、
   請求項１、２、３又は４に記載の方法。
6. ランダムに生成された番号と前記アクセス確率係数とを比較するステップを含み、アクセス制限がそのような比較に基づいて提供される、
   請求項５に記載の方法。
7. アクセス制御データは、前記ベアラのサービス品質に基づいて適用されるネットワークアクセスの優先度を含む、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ネットワークアクセスの優先度は、サービス品質クラス識別子（ＱＣＩ）に基づくアクセス優先度ビットマップとして構成される、
   請求項７に記載の方法。
9. 前記無線アクセスネットワークに向けた前記アクセス制御は、前記ベアラタイプに基づくアクセス優先度の提供を含む、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記アクセス制御は、ベアラクラスに基づくアクセス優先度の割当てを含む、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記無線アクセスネットワークを介して、コアネットワークが、ユーザ端末装置の非アクセス層に、ベアラクラスに基づく規制インジケータを提供するステップを含み、
    前記非アクセス層において、前記規制インジケータに従ったネットワークアクセスポリシーは、関連するシグナリング／データが、前記ユーザ端末装置のアクセス層に渡されるかどうかを判定するためにモバイル発信シグナリング／データに適用される、
    請求項１０に記載の方法。
12. アクセス確率係数と、新規及び／又は進行中の無線ベアラの識別との組み合わせに基づくネットワークアクセス制限のさらなるレベルのステップを含む、
    請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 無線アクセスネットワーク内の輻輳を緩和するために、ベアラ特性に基づいてネットワークへのアクセスを試行するステップを含む、
    前記無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御のためのモバイル無線通信装置内のアクセス制御方法。
14. 前記無線アクセスネットワークを介して前記ユーザ端末装置を設定することを含む、
    請求項１３に記載の方法。
15. 新規無線ベアラのための無線アクセス規制フラグ及び／又は進行中のベアラのための無線アクセス規制フラグを前記ユーザ端末装置が受信することを含み、
    そのモバイル発信シグナリング／データが前記新規及び／又は進行中のベアラに関連しているかどうかを判定する、
    請求項１３又は１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記無線アクセスネットワークから受信したアクセス確率係数を、ランダムに生成された番号と比較するステップをさらに含み、
    そのような比較に基づいてアクセス制限の展開を制御する、
    請求項１３、１４又は１５に記載の方法。
17. 前記無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御は、ベアラタイプを判定するステップを含むことができる、
    請求項１３、１４、１５又は１６に記載の方法。
18. 非アクセス階層レベルにおいて、ベアラクラスに基づくアクセス規制インジケータを受信するステップを含む、
    請求項１３から１７のいずれか１項に記載の方法。
19. アクセス確率係数と新規及び／又は進行中のベアラの識別との組み合わせに基づく、さらなるレベルのネットワークアクセス制限を提供するステップを含む、
    請求項１８に記載の方法。
20. 無線アクセスネットワーク内の輻輳を緩和するために、前記無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御をするよう構成され、
    無線ベアラの特性に基づいて、前記無線アクセスネットワークへのアクセスを試行するよう構成されている、
    モバイル無線通信ユーザ端末装置。
21. 請求項１３から２０のいずれか１項に記載の方法の１個以上のステップに従って動作するように構成されている、
    請求項２０に記載のモバイル無線通信ユーザ端末装置。
22. モバイル無線通信ネットワーク内の輻輳を緩和するために、無線アクセスネットワークへのモバイル無線通信ユーザ端末のアクセスを制御し、
    前記モバイル無線通信ユーザ端末に対する無線ネットワークアクセス制限を、ベアラの特性に基づいて適用するステップを含む、
    モバイル無線通信ネットワーク装置の制御方法。
23. 前記モバイル無線通信ネットワーク装置から新規ベアラのための規制フラグを提供する、
    請求項２２に記載の方法。
24. 前記モバイル無線通信ネットワーク装置から進行中のベアラのための無線アクセス規制フラグを提供する、
    請求項２２又は２３に記載の方法。
25. アクセス制限を制御するためのアクセス確率係数を提供するステップを含む、
    請求項２２、２３又は２４に記載の方法。
26. 前記無線アクセスネットワークに設けられた、
    請求項２２、２３又は２４に記載の方法。
27. 前記アクセス制御は、ネットワークアクセスの優先度の確立を含み、前記ベアラのサービス品質に基づいて適用される、
    請求項２２から２６のいずれか１項に記載の方法。
28. サービス品質のインジケータに基づくアクセス優先度ビットマップとしてアクセス優先度を設定することを含む、
    請求項２７に記載の方法。
29. 前記無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御は、前記ベアラタイプに基づくアクセス優先度を提供することを含む、
    請求項２２から２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記無線アクセスネットワークに向けたアクセス制御は、ベアラクラスに基づくアクセス優先度の割り当てを提供することを含む、
    請求項２９に記載の方法。
31. モバイル無線通信ネットワーク内の輻輳を緩和するために無線アクセスネットワークへのモバイル無線通信ユーザ端末のアクセスを制御するよう構成され、
    前記モバイル無線通信ユーザ端末に対する無線ネットワークアクセス制限を、ベアラの特性に基づいて適用するように構成されている、
    モバイル無線通信ネットワーク装置。
32. 請求項２２から３０のいずれか１項に記載の方法の任意の１以上のステップに従って動作するように構成されている、
    請求項３１に記載のモバイル無線通信ネットワーク装置。
33. 請求項２０又は２１に記載のモバイル無線通信ユーザ端末装置、及び請求項３０又は３１に記載の移動無線通信ネットワーク装置を含む、
    モバイル無線通信ネットワーク。
34. 実質的に本明細書を参照して説明される添付図面の図１、図２、図３及び図４に示されている、
    モバイル無線通信ネットワーク内の輻輳を緩和する方法。
35. 実質的に本明細書を参照して説明される添付図面の図１、図２、図３及び図４に示されている、
    無線アクセスネットワークへのアクセス制御のためのモバイル無線通信装置におけるアクセス制御方法。
36. 実質的に本明細書を参照して説明される添付図面の図１、図２、図３及び図４に示されている、
    無線アクセスネットワークへのモバイル無線通信ユーザ端末のアクセス制御をするためのモバイル無線通信ネットワーク装置における方法。
37. 実質的に本明細書を参照して説明される添付図面の図５に示されている、
    無線アクセスネットワークへのアクセス制御のために構成されているモバイル無線通信ユーザ端末装置。
38. 実質的に本明細書を参照して説明される１以上の添付図面に示されている、
    モバイル無線通信ネットワーク。

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