ユーザ機器デバイス(UE)は、ローカルゲートウェイ(L−GW)とパケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW)との間の専用ベアラの作成を開始する。GTPトンネルが、確立され、L−GW、サービングゲートウェイ(S−GW)、およびP−GWを接続する。L−GWおよびP−GWは、ネットワークアドレス変換(NAT)および/またはトラフィックフローテンプレート(TFT)を適用し、トラフィックをLSとサービス能力サーバ/アプリケーションサーバ(SCS/AS)との間でルーティングする。代替として、SCSが、ベアラ作成を開始し、SCEFが、GTPトンネル接続の作成を管理する。L−GWは、進化型UTRANノードB(eNB)と共同設置され、および/またはL−GWと共同設置されていない複数のeNBに接続され得る。
図1を参照すると、(S)Gi−LAN3402は、インターネット3403とモバイルコアネットワーク3401の汎用パケット無線サービス(GPRS)サポートノード(GGSN)またはPDNゲートウェイ(P−GW)GGSN/P−GW3404との間のパケットデータネットワーク(PDN)である。(S)Gi−LAN3402は、オペレータドメイン3401内のモバイルネットワークオペレータ(MNO)の制御下にある。アップリンクデータパケットが、(S)Gi−LAN3402からインターネット3403に向かって離れると、それらはもはやMNOの制御下にはなく、パケットは、概して、パブリックインターネット3403に移行したと見なされ得る。(S)Gi−LAN3402は、付加価値サービス(VAS)を含み得る。VASの例は、ネットワークアドレス変換(NAT)、ファイアウォール、ビデオ圧縮、データ圧縮、負荷バランサ、HTTPヘッダ強化機能、伝送制御プロトコル(TCP)オプティマイザ等を含む。概して、ディープパケットインスペクション(DPI)技法が、各付加価値サービス(VAS)が所与のデータフロー上で動作すべきかどうかを決定する。トラフィックは、(S)Gi−LAN3402と、例えば、マシンツーマシン(M2M)サーバ3406等のパブリックインターネット3403内のサーバとへまたはそこからルーティングされ得る。
本明細書に提示される概念はまた、例えば、5Gネットワークに適用され得る。アプリケーションサーバ(AS)またはサービス能力サーバ(SCS)はまた、アプリケーション機能と呼ばれ得る。P−GWに適用される概念はまた、ユーザプレーン機能(UPF)に適用され得る。MMEに適用される概念はまた、アクセスおよびモビリティ機能(AMF)に適用され得る。HSSに適用される概念はまた、ユーザデータ管理機能(UDM)に適用され得る。SCEFに適用される概念はまた、ネットワークエクスポージャ機能(NEF)に適用され得る。eNBに適用される概念はまた、5G基地局に適用され得る。
一般に、UEが、EPCネットワークにアタッチされ、PDN接続およびLIPA PDN接続を確立すると、UEは、LSまたはSCS/ASによって使用され得る、L−GWとP−GWとの間の専用ベアラまたは新しいPDN接続等の接続を確立するためのプロセスを開始し得る。これは、いくつかの方法において行われてもよい。例えば、UEへのシグナリングの量は、例えば、無線リソースがUEのために留保される必要がない場合、最小限にされ得る。さらに、SCS/ASも同様に、ベアラ作成およびセッション作成を開始し得る。
随時、3GPPネットワーク等のネットワークが、ユーザ機器デバイス(UE)のユーザの利点のために、ローカルサーバ(LS)とアプリケーションサーバ(AS)との間の直接接続を確立することが有益となるであろう。例えば、ユーザは、サービスをASから要求する、モバイルサブスクライバであり得、ASは、モバイルコアネットワーク(MCN)を介してアクセスされる。サブスクライバは、ローカルネットワークに関連付けられた基地局を介して、ASに接続し得る。ローカルネットワークは、ローカルコンテキスト情報を認知する、ローカルサーバ(LS)、例えば、IN−CSEまたはMN−CSEをホストし得る。多くの場合、LSが本ローカルコンテキスト情報を遠隔ASと共有可能であることが有利となるであろう。例えば、ユーザは、バックエンドASにおいてアドバタイズメントサービスをサブスクライブし得る。そのようなサブスクリプションでは、ユーザは、関心があるアドバタイズメントのタイプを識別する。関心がないアドバタイズメントは、バックエンドASによってフィルタリング除去されるべきであって、モバイルサブスクライバに到達すべきではない。したがって、ユーザが、ショッピングモールを訪れると、LIPA接続を経由して、ショッピングモールスモールセルに接続され得る。スモールセルは、インターネットならびに複数のローカルサーバへのアクセスを提供し得る。ローカルアドバタイズメントLSは、そのローカルアドバタイズメントを直接モバイルサブスクライバに送信することを許可されない。代わりに、そのアドバタイズメントをバックエンドASに送信する必要があり、それは、最初に、ユーザ選好に従って、それらをフィルタリングし、次いで、推奨されるものをUEに転送するであろう。
LSとSCS/ASとの間の標準的EPCを通した接続は、存在しない。LSおよびSCS/ASは、インターネットを介して、EPCネットワーク外で通信することができる。しかしながら、非EPC接続は、情報が非3GPPネットワークをトラバースするであろうことを前提として、オペレータの付加価値サービスの観点から好ましくない。したがって、情報が、オペレータのEPCを経由して、LSからSCS/ASおよびその逆に伝達されることが好ましい。これを達成するために、LSとSCS/ASとの間のPDN接続または専用ベアラが、UEまたはSCS/ASのいずれかによって開始され得る。
これは、いくつかの方法において遂行され得る。例えば、UEは、接続がUEに関連付けられるであろうように、L−GWとP−GWとの間の専用ベアラの要求を開始し得る。同様に、UEは、接続がUEに関連付けられるであろうように、L−GWとP−GWとの間の新しいPDN接続要求を開始し得る。同様に、SCS/ASは、接続がSCS/ASに関連付けられるであろうように、LSとSCS/ASとの間の専用ベアラまたはPDN接続のための要求を開始し得る。
表1は、本明細書で議論される方法および装置を説明する際に使用される多くの頭字語の拡張を提供する。
図2−10は、本明細書に説明されるUEおよびSCS/AS開始接続作成方法をもたらすように適合され得る、規格および提案される規格に基づく、コールフローおよびアーキテクチャを描写する。
図2は、UE要求ベアラリソース修正のための例示的方法のコールフローである。UEは、3GPP TS23.401の第5.4.5項“General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E−UTRAN) access,”V12.4.0,March 2014に説明されるような「UE要求ベアラリソース修正」プロシージャを使用して、ベアラリソースの修正を要求し得る。そのような要求は、新しいサービスの質(QoS)を要求する、または特定のパケットフィルタを修正するために使用され得る。UEは、そのような要求を承認し、専用ベアラアクティブ化/非アクティブ化または修正プロシージャTS23.401を呼び出し得る。
図3および4は、専用ベアラアクティブ化のための例示的コールフローを描写する。PDN−GWは、TS23.401の第5.4.1項に説明されるように、UEの要求(第2.2節)に基づいて、「専用ベアラアクティブ化」プロシージャを呼び出し得る。専用ベアラは、UEとPDN−GWとの間の同一の既存のデフォルトPDN接続を経由して確立されるであろう。そのような専用ベアラは、関連付けられたパケットフィルタを有し、それは、トラフィックフローテンプレート(TFT)内に記憶されるであろう。TFTは、デフォルトベアラとは対照的に、専用ベアラを経由して意図されるパケットをトラフィックするために使用されるであろう。
図6−7は、UE要求PDN接続性を確立する方法の例示的コールフローを描写する。図2を参照して説明されるベアラリソース修正プロシージャと異なり、ここでは、UEは、TS23.401の第5.10.2項に説明されるように、新しいPDN接続を要求し得る。それに応答して、デフォルトベアラは、新しいPDN接続を経由してアクティブ化されるであろう。さらに、P−GWは、新しいPDN接続を経由して、新しいIPアドレスをUEに割り当てるであろう。
LIPAは、UEが、TS23.401の第4.4.16項に従って、HeNBを除き、ユーザプレーンがモバイルオペレータのネットワークをトラバースせずに、HeNBおよびローカルゲートウェイ(L−GW)を介して、利用可能なローカルIPサービスにアクセスすることを可能にする。図8は、L−GWと共同設置されたHeNBのための例示的LIPAアーキテクチャを描写し、それは、現在、TS23.401の第4.4.9項に従ってLIPAのために規格化された唯一のシナリオである。直接ユーザプレーンが、HeNBとL−GWとの間に確立され、それは、相関IDパラメータを介して管理される。より精密には、HeNBは、無線ベアラ(UEから)と直接ユーザプレーン接続(L−GWから)を合致させる、相関IDを使用する。LIPA専用ベアラアクティブ化のためのサポートは、存在しない。
図8では、S5参照点が、L−GWとS−GWとの間に存在する。そのような参照点は、L−GWがECMアイドル状態にあるUEへのダウンリンクデータを有する場合に利用される。言い換えると、図8に示されないローカルサーバ(LS)が、ダウンリンクデータをL−GWに向かって送信し、標的UEが、ECMアイドル状態にあるとき、L−GWは、第1のダウンリンクパケットをS−GWに送信する。故に、S−GWは、MMEをトリガし、UEをページングする。UEが、ECM接続状態になると、ダウンリンクデータは、直接、HeNBを通して、L−GWからUEにフローする。図9およびTS23.401の第5.3.4.3項を参照されたい。
3GPPは、3GPP TS23.682,“Architecture Enhancements to facilitate communications with Packet Data Networks and Applications”において、下層ネットワーク能力をアプリケーション/サービスプロバイダにエクスポーズするためのフレームワークを有する。これは、サービス能力エクスポージャ機能(SCEF)と呼ばれる機能を含む。SCEFは、OMA、GSMA、および可能性として他の規格化団体によって定義された同種ネットワークアプリケーションプログラミングインターフェース(例えば、ネットワークAPI)を通して、ネットワーク能力へのアクセスを提供する。SCEFは、下層3GPPネットワークインターフェースおよびプロトコルからのサービスを抽象化する。図10は、アプリケーションおよびEPCに関連してSCEFを示す、例示的アーキテクチャである。図10では図示されないが、GMLCは、SCEFに接続し得る、ネットワークエンティティのうちの1つであり得る。
図11は、LGW−PGWベアラ/PDN接続を示す、例示的ネットワークアーキテクチャを示す。UEは、SCS/ASへのデフォルトベアラとのデフォルトPDN接続を有する。UEはまた、LIPA PDN接続を有する。L−GWとP−GWとの間のトンネルは、トンネルが特定のSCS/ASまたはUEに関連付けられるように作成され得る。
図12および13は、例示的コールフローを示し、それによって、UEは、LGW−PGWベアラ作成を開始する。UEは、コンテキスト情報をUEに関連付けられたAS/SCSと共有し得る、LSが存在することを認知し得る。例えば、LSは、SCS/ASがクーポンオファーをUEにプッシュするように、SCS/ASに、UEに近接近する店舗を伝えることが可能であり得る。そのような状況では、LSがデータをSCS/ASに送信可能であることが有利である。
UEは、UEへの最小限の無線シグナリングを伴って、TS23.401の第5.4.5項に説明される「UE要求ベアラリソース修正」のための方法の修正を介して、LGW−PGWベアラ作成を開始し、UEとP−GWとの間の専用ベアラを確立し得る。ここでは、ベアラは、代わりに、L−GWとP−GWとの間に確立される。
図12を参照すると、ステップ0では、デフォルトPDN接続が、UEとP−GWとの間に確立される。さらに、LIPA接続が、UEとL−GWとの間に確立される。その結果、UEは、2つのIPアドレス、すなわち、P−GWによって配分されたパブリックIPアドレスと、L−GWによって配分されたLIPA IPアドレスとを有する。図13は、UE、LS、およびSCSのIPアドレス配分を図示する。
図12を再び参照すると、ステップ1では、UEは、LS−PORT−NUM Xに割り当てられる任意のデータパケットが新しい専用ベアラを経由して送信されるべきであることを示す、トラフィック集約記述(TAD)を形成する。例えば、LSと通信する間、UEは、LSがコンテキスト情報をSCS/ASに直接送信することを可能にすることによって利益を享受し得ることを認識し得る。UEは、次いで、コンテキスト情報がSCS/ASに送信され得るように、LSがSCS/ASと通信することを可能にすることを所望することを決定し得る。UEおよびLSは、LS/SCS/AS通信のために使用されるであろうポート番号をネゴシエートし得る、LSは、UEに使用されるであろうポート番号を知らせ得、またはUEは、LSにLS/SCS/AS通信のために使用されるであろうポート番号を知らせ得。代替として、周知のポート番号が、使用され得る。
次に、UEは、RRC「UL情報転送」(NAS−PDU)メッセージ2AをUEからeNBに送信する。メッセージ2Aは、NAS−PDU「要求ベアラリソース修正」(LBI、PTI、EPSベアラ識別、QoS、TAD、Bind/LGW−Flag、LS−IP−ADDRESS、プロトコル構成オプション)情報を含む。eNBは、UEのNASメッセージ2AをS1−AP「アップリンクNASトランスポート」(NAS−PDU、L−GWトランスポート層アドレス、またはローカルホームネットワークID)メッセージ2B内で伝達する。L−GWアドレスを含むことは、3GPP TS36.413の第8.6.2.3項“Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E−UTRAN);S1 Application Protocol (S1AP),”V12.1.0,March 2014に示される。TS23.401の第5.4.5節に示されるように、UEは、要求される動作が「追加」であって、追加のベアラリソースがリンクされるPDN接続を示すとき、リンクされたベアラId(LBI)のみを送信する。プロシージャトランザクション識別子(PTI)は、本プロシージャのために、UEによって動的に配分される。TADは、1つの要求される動作(追加)を示し、追加されるべきパケットフィルタを含み、それは、前のステップにおいて形成される。Bind/LGW−Flag IEを追加することによって、UEは、MMEに、これがL−GWとP−GWとの間のベアラを作成するための特殊要求であることを知らせることが可能になる。最後に、LS−IP−ADDRESSは、LSのローカル(LIPA)IPアドレスである。
Bind/LGW−Flag IEを含むことは、MMEに、新しいベアラID、すなわち、LGW−Bearer−IDを配分させ、L−GWとP−GWとの間のベアラを参照させる。MMEは、次いで、「ベアラリソースコマンド」(IMSI、LBI、PTI、EPSベアラ識別、QoS、TAD、LS−IP−ADDRESS、プロトコル構成オプション、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、L−GWアドレス、またはローカルホームネットワークID)メッセージ3をS−GWに送信する。便宜上、「L−GWトランスポート層アドレス」を「L−GWアドレス」と称するであろう。
サービングゲートウェイ(S−GW)は、「ベアラリソースコマンド」(IMSI、LBI、PTI、EPSベアラ識別、QoS、TAD、LS−IP−ADDRESS、プロトコル構成オプション、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、L−GWアドレス、またはローカルホームネットワークID)メッセージ4をP−GWに送信することによって、MMEメッセージを転送する。
P−GWは、次いで、IP−CANセッション修正(TAD、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID)メッセージ5をPCRFに送信する。「Bind/LGW−Flag」は、PCRFに、新しく要求されるベアラが、UEではなく、LSに関連付けられることを示すために含まれる。
ステップ6では、P−GWは、メッセージ5を処理する。要求5が、承認される場合、P−GWは、UEから受信されたTADを追加し、更新されたトラフィックフローテンプレート(TFT)を形成する。TFTは、LS−PORT−NUM Xを経由して送信されるべきパケットデータをLGW−Bearer−ID専用ベアラにリンクするために使用されるであろう。
ステップ7では、P−GWは、新しいネットワークアドレス変換(NAT)エントリを作成し、LS−PORT−NUM Xおよび宛先IPアドレスを経由して送信されるべきデータが、UEのデフォルトIPアドレス(UE−IP−ADDRESS)である場合、ローカルLS IPアドレス(LS−IP−ADDRESS)が、UEのIPアドレス(UE−IP−ADDRESS)の代わりに使用されるべきであることを示すであろう。
通常、NATは、P−GW内に形成される。その論理機能は、典型的には、(S)Gi−LAN内に常駐する。図12に描写されるコールフローをもたらすために、全てのNAT機能性をP−GWに位置させる必要はない。むしろ、P−GWは、具体的TFTルールに合致する具体的トラフィックフローの宛先IPアドレスに課金することにのみ責任を負う必要がある。本例では、UEのIPアドレスおよびLS−PORT−NUMにアドレス指定されるIPパケットの宛先IPアドレスは、ローカルLS IPアドレス(LS−IP−ADDRESS)に変更されるであろう。代替として、P−GWは、本ルールを用いて外部NAT機能を構成することを可能にされ得る。図15を参照されたい。
P−GWは、次いで、TS23.401の第5.4.1.1項の「専用ベアラアクティブ化」プロシージャに類似するステップを開始する。P−GWは、S5インターフェースを経由して、「ベアラ作成要求」(IMSI、PTI、EPSベアラQoS、TFT、P−GW S5 TEID、課金Id、LBI、プロトコル構成オプション、SCS−IP−ADDRESS、UE−IP−ADDRESS)メッセージ8をS−GWに送信する。PTIパラメータは、メッセージ8とメッセージ4内の要求を相関させるために含まれる。PTIパラメータは、プロシージャが「UE要求ベアラリソース修正」プロシージャによって開始されたときのみ使用され、それは、本明細書に該当する。PTIはまた、本コールフローの終了時に使用され、UEにベアラ要求の成功を知らせるであろう。PTI IEが存在することを前提として、S−GWがすでにIEの両方を把握しているため、「LGW−Bearer−ID」IEを含む必要がない。
順に、S−GWは、S5インターフェースを経由して、「ベアラ作成要求」(IMSI、PTI、EPSベアラQoS、TFT、S−GW TEID、P−GW TEID、LBI、プロトコル構成オプション、LGW−Bearer−ID、SCS−IP−ADDRESS、UE−IP−ADDRESS)メッセージ9をL−GWに送信する。通常、eNB/S−GWトンネルを識別するために使用されるであろう、(eNBへの)S1−TEID IEは、L−GW/S−GWトンネルを識別するS−GW TEIDによって置換される。さらに、「LGW−Bearer−ID」、SCS−IP−ADDRESS、およびUE−IP−ADDRESS IEが、L−GWへの「ベアラ作成要求」メッセージ内に含まれる。PTIは、L−GWによって把握されておらず、したがって、PTIおよび「LGW−Bearer−ID」IEの両方を本メッセージに有することが、有利である。最後に、TFTは、TFTルールをL−GWに搬送するために含まれる。
図12のコールフローは、図13において継続される。ステップ10では、L−GWは、受信されたTFTを適用し、LS−PORT−NUM Xを経由して送信されるべきパケットデータをLGW−Bearer−ID専用ベアラにリンクする。
ステップ11では、L−GWは、新しいNATエントリを作成し、データが、LS−PORT−NUM Xを使用して、LSからのLIPA接続を経由して送信されるべきであって、宛先IPアドレスが、SCS(SCS−IP−ADDRESS)である場合、ソースアドレスが、UEのパブリックIPアドレス(UE−IP−ADDRESS)に変更されるべきであることを示す。SCS−IP−ADDRESSおよびUE−IPアドレスは、ステップ9において受信された。このアクションは、図16に図示される。
再び、図13を参照すると、L−GWは、「ベアラ作成応答」(LGW−Bearer−ID、LGW−TEID)メッセージ12をS−GWに送信することによって、ベアラアクティブ化をS−GWに確認応答する。L−GWとS−GWとの間のGTPトンネルは、ここで作成される。
次に、S−GWは、「ベアラ作成応答」(LGW−Bearer−ID、SGW−TEID)メッセージ13を送信することによって、ベアラアクティブ化をP−GWに確認応答する。P−GWとS−GWとの間のGTPトンネルが、ここで作成される。
P−GWとL−GWとの間の完全トンネルが、S−GWを通してここで確立されたため、S−GWは、新しい「ベアラリソース応答」(LGW−Bearer−ID)メッセージ14をMMEに送信し、L−GWとP−GWとの間のGTPトンネルの作成成功を示す。
MMEは、NAS「ベアラリソース修正応答」(PTI、LGW−Bearer−ID)メッセージ15をeNBに送信することによって、成功を伝達し、それは、メッセージ16内において成功をUEに転送する。標準的専用ベアラアクティブ化プロシージャに含まれない、本メッセージは、UEにその要求の成功を知らせる。メッセージ16の受信に先立って、UEは、PTIのみを把握し、LGW−Bearer−IDを把握しない。UEが、PTIによって識別される、この応答メッセージ16を受信すると、UEは、その要求が成功し、LGW−Bearer−IDがL−GWとP−GWとの間の新しく作成されたベアラIDであることを把握する。NAS−PDUが、最初に、S1−AP「ダウンリンクNASトランスポート」(NAS−PDU)メッセージ15を使用して、MMEからeNBに送信される。NAS−PDUが、次に、「DL情報転送」(NAS−PDU)メッセージ16内においてUEに転送される。
「UE要求ベアラアクティブ化」および「専用ベアラアクティブ化」プロシージャのための標準的プロトコルメッセージは、L−GWとP−GWとの間のベアラの確立をサポートするように適合され得る。再び、図2を参照すると、UEは、NAS「要求ベアラリソース修正」メッセージ1をMMEに送信する。ここでは、LBI、PTI、EPSベアラ識別、QoS、TAD、およびプロトコル構成オプション情報に加え、メッセージ1はまた、Bind/LGW−Flag、LIPA−APN、およびLS−IP−ADDRESS情報を含む。TS23.401の第5.4.5節に示されるように、UEは、要求される動作が、「追加」であって、追加のベアラリソースがリンクされるPDN接続を示すときのみ、リンクされたベアラId(LBI)を送信する。TADは、1つの要求される動作(追加)を示し、追加されるべきパケットフィルタを含む。Bind/LGW−Flagは、MMEに、これが新しいベアラを作成するための特殊要求であることを伝える。この新しいベアラは、UEによってデータを送信および受信するために使用されないであろう。代わりに、ローカルネットワーク内のサービスによって、L−GWを介してデータを送信するために使用されるであろう。LIPA−APNは、MMEによってL−GW識別を決定するために使用される。LS−IP−ADDRESSは、LSのIPアドレスである。
次に、MMEは、「ベアラリソースコマンド」メッセージ2をS−GWに送信する。ここでは、IMSI、LBI、PTI、EPSベアラ識別、QoS、TAD、およびプロトコル構成オプションに加え、メッセージ2はまた、Bind/LGW−Flag、L−GWアドレス、およびLS−IP−ADDRESSを含む。Bind/LGW−Flagは、S−GWに、この新しいベアラがL−GWに向けられるであろうことを伝える。この新しいベアラは、ローカルネットワーク内のサービスによってL−GWを介してデータを送信するために使用されるであろう。L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDは、メッセージ1内に提供されたLIPA−APNに関連付けられた特定のL−GWを識別する。
S−GWは、ベアラリソースコマンドメッセージ3をP−GWに送信する。ここでは、IMSI、LBI、PTI、EPSベアラ識別、QoS、TAD、およびプロトコル構成オプションに加え、メッセージ3は、Bind/LGW−FlagおよびLS−IP−ADDRESSを含む。
この時点で、専用ベアラアクティブ化プロシージャが、いくつかの差異を伴って、図3および4に示され、TS23.401の第5.4.1節に説明され、実行されるであろう。ここでは、図3および4におけるメッセージは、Bind/LGW−Flag、L−GWアドレス、またはローカルホームネットワークID、SCS−IP−ADDRESS、およびUE−IP−ADDRESS IEを含む。
さらに、図4に示されないが、ステップ11後、S−GWは、セッション作成要求をL−GWに送信する。L−GWは、セッション作成応答(ユーザプレーンのためのP−GWアドレス、ユーザプレーンのP−GW TEID、制御プレーンのP−GW TEID、PDNタイプ、PDNアドレス、EPSベアラId、EPSベアラQoS、プロトコル構成オプション、課金Id、禁止ペイロード圧縮、APN制限、原因、MS情報変更報告アクション(開始)(P−GWが、セッションの間、UEの場所情報を受信することを決定する場合)、CSG情報報告アクション(開始)(P−GWが、セッションの間、UEのユーザCSG情報を受信することを決定する場合)、存在報告エリアアクション(P−GWが、存在報告エリア内のUE存在の変更についての通知を受信することを決定する場合)、PDN課金一時停止有効指示(P−GWが、機能を有効にすることを選定した場合)、APN−AMBR)で、S−GWに応答する。P−GWおよびL−GWにおけるNATは、図15および16に示されるものに類似する。
図17および18は、例示的コールフローを示し、それによって、UEは、L−GWとP−GWとの間の新しい接続の作成を開始する。コールフローは、いくつかの修正を伴って、TS23.401の第5.10.2項に提示される「UE要求PDN接続性」方法に類似する。
図17を参照されたい。ステップ0では、デフォルトPDN接続が、UEとPDNゲートウェイ(P−GW)との間に確立され、LIPA接続が、UEとL−GWとの間に確立される。その結果、UEは、P−GWによって配分される、パブリックIPアドレスを有する。さらに、UEは、L−GWによって配分される、異なるローカルIPアドレスを有する。
UEは、NAS−PDU「PDN接続性要求」(APN、LIPA−APN、PDNタイプ、プロトコル構成オプション、要求タイプ、Bind/LGW−Flag)をMMEに送信することを意図する。これは、2つのステップにおいて行われる。最初に、NAS−PDUは、メッセージ1A内のRRC「UL情報転送」(NAS−PDU)において、UEからeNBに搬送される。これは、3GPP TS36.331の第5.6.2項“Radio Resource Control (RRC) Protocol specification,”V12.1.0,March 2014に示される。
次に、eNBは、UEのNAS情報をS1−AP「アップリンクNASトランスポート」(NAS−PDU、L−GWトランスポート層アドレス)メッセージ1b内で伝達する。これは、TS36.413の第8.6.2.3項に示される。
加えて、「Bind/LGW−Flag」IEが、MMEに、これがL−GWとP−GWとの間の新しいPDN接続を作成するための特殊要求であることを知らせるために使用され得る。さらに、LIPA−APN IEは、ローカルサービスのAPNを示すために使用され得る。
メッセージ1A内の「Bind/LGW−Flag」IEから、MMEは、本要求がLGWとP−GWとの間の接続に関連することを理解する。故に、MMEは、特殊ベアラId(LGW−Bearer−ID)を配分し、メッセージ2をS−GWに送信する。メッセージ2は、「セッション作成要求」(IMSI、MSISDN、制御プレーンのためのMME TEID、RATタイプ、P−GWアドレス、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID、デフォルトEPSベアラQoS、PDNタイプ、サブスクライブされたAPN−AMBR、APN、LIPA−APN、LGW−Bearer−ID、プロトコル構成オプション、ハンドオーバ指示、ME識別、ユーザ場所情報(ECGI)、UE時間帯、ユーザCSG情報、MS情報変更報告サポート指示、選択モード、課金特性、トレース基準、トレースタイプ、トリガId、OMC識別、最大APN制限、二重アドレスベアラフラグ、Bind/LGW−Flag)を含む。このように、MMEは、LIPA関連パラメータ(LIPA−APN、L−GWアドレス、またはローカルホームネットワークID)をS−GWに伝達する。
次に、S−GWは、新しいエントリをそのEPSベアラテーブル内に作成し、メッセージ3をメッセージ2内で受信されたP−GWアドレスに示されるP−GWに送信する。メッセージ3は、「セッション作成要求」(IMSI、MSISDN、ユーザプレーンのためのS−GWアドレス、ユーザプレーンのS−GW TEID、制御プレーンのS−GW TEID、RATタイプ、デフォルトEPSベアラQoS、PDNタイプ、サブスクライブされたAPN−AMBR、APN、LGW−Bearer−ID、プロトコル構成オプション、ハンドオーバ指示、ME識別、ユーザ場所情報(ECGI)、UE時間帯、ユーザCSG情報、MS情報変更報告サポート指示、PDN課金一時停止サポート指示、選択モード、課金特性、トレース基準、トレースタイプ、トリガId、OMC識別、最大APN制限、二重アドレスベアラフラグ、Bind/LGW−Flag)を含む。「L−GWアドレス」またはローカルホームネットワークID IEをP−GWに伝達する必要はない。この情報は、S−GWにおいて利用可能である必要がある。
メッセージ4では、P−GWは、(Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID)情報を搬送するPCRFに対するIP−CANセッション修正を開始する。「Bind/LGW−Flag」は、PCRFに、新しく要求されるPDN接続が、UEではなく、LSに関連付けられることを示すために含まれる。
ステップ5Aでは、P−GWは、新しいエントリをそのEPSベアラコンテキストテーブル内に作成し、LGW−Bearer−IDベアラのための「LGW−課金Id」を生成する。新しいエントリは、P−GWが、ユーザプレーンPDUをS−GWとパケットデータネットワークとの間でルーティングし、課金を開始することを可能にする。さらに、P−GWは、LSに割り当てられるべき新しいIPアドレス、すなわち、「LS−IP−ADDRESS−new」を配分する。P−GWは、L−GWにおけるNAT機能において使用されるべきSCS「SCS−IP−ADDRESS」のIPアドレスを含み得る。
P−GWは、メッセージ5BをS−GWに返す。メッセージ5Bは、「セッション作成応答」(ユーザプレーンのためのP−GWアドレス、ユーザプレーンのP−GW TEID、制御プレーンのP−GW TEID、PDNタイプ、LS−IPADDRESS−new、LGW−Bearer−ID、EPSベアラQoS、プロトコル構成オプション、LGW−課金Id、禁止ペイロード圧縮、APN制限、原因、PDN課金一時停止有効指示(P−GWが、機能を有効にすることを選定する場合)、APN−AMBR、SCS−IP−ADDRESS)S−GWを含み、GTPトンネルをS−GWとP−GWとの間に確立する。
図17のコールフローは、図18において継続される。S−GWは、S−GWメッセージ6をメッセージ2内に規定されたL−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDに示されるL−GWに送信することによって、L−GWへのGTPトンネルを開始する。メッセージ6は、「セッション作成要求」(IMSI、MSISDN、ユーザプレーンのためのS−GWアドレス、ユーザプレーンのS−GW TEID、制御プレーンのS−GW TEID、RATタイプ、デフォルトEPSベアラQoS、PDNタイプ、LS−IP−ADDRESS−new、SCS−IP−ADDRESS、サブスクライブされたAPN−AMBR、LIPA−APN、LGW−Bearer−ID、プロトコル構成オプション、ハンドオーバ指示、ME識別、ユーザ場所情報(ECGI)、UE時間帯、ユーザCSG情報、MS情報変更報告サポート指示、PDN課金一時停止サポート指示、選択モード、課金特性、トレース基準、トレースタイプ、トリガId、OMC識別、最大APN制限、二重アドレスベアラフラグ、Bind/LGW−Flag)を含む。「LIPA−APN」は、L−GWへのセッションを標的とするため、本ステップ内に含まれる。さらに、「LS−IP−ADDRESS−new」および「SCS−IP−ADDRESS」IPアドレスが、L−GWにおいてNAT構造内で使用されるために含まれる。
ステップ7では、L−GWは、PDN接続と新しいIPアドレス「LS−IP−ADDRESS−−new」を関連付ける。通常、このIPアドレスは、UEによって使用されるであろう。しかしながら、このIPアドレスは、LSによって使用されるであろう。故に、SCSとLSとの間でトラフィックをルーティングするために、L−GWは、NATを確立する。図19および20は、L−GWにおいて実施されるであろう、NAT機能を図示する。LS−IP−ADDRESSは、LIPA接続を経由したローカルLS IPアドレスである。
再び、図18を参照すると、ステップ7では、L−GWはさらに、新しいエントリをそのEPSベアラコンテキストテーブル内に作成する。これは、P−GWによって実施されるステップ5Aに類似する。新しいエントリは、L−GWが、ユーザプレーンPDUをS−GWとLIPAパケットデータネットワークとの間でルーティングすることを可能にする。
メッセージ8では、L−GWは、S−GW「セッション作成応答」(ユーザプレーンのためのL−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID、ユーザプレーンのL−GW TEID、制御プレーンのL−GW TEID、PDNタイプ、LGW−Bearer−ID、EPSベアラQoS、プロトコル構成オプション、禁止ペイロード圧縮、APN制限、原因、APN−AMBR)に戻り、GTPトンネルをS−GWとL−GWとの間に確立する。L−GWは、P−GWがステップ5Aおよび5Bにおいて作成された「LGW−課金Id」を使用して、新しいLGW−P−GW接続の課金に責任があるであろうため、新しい課金IDを生成しないであろう。
S−GWが、P−GWおよびL−GWとトンネルを作成すると、メッセージ9において、S−GWは、MMWに、「セッション作成応答」(PDNタイプ、IP−UE−new、ユーザプレーンのためのS−GWアドレス、ユーザプレーンのためのS−GW TEID、制御プレーンのためのS−GW TEID、LGW−Bearer−ID、EPSベアラQoS、P−GWアドレスおよびTEID、L−GWアドレス、またはローカルホームネットワークID、プロトコル構成オプション、禁止ペイロード圧縮、APN制限、原因、MS情報変更を報告するアクション(開始)、CSG情報報告アクション(開始)、存在報告エリアアクション、APN−AMBR)を送信することによって、MMEの要求に確認応答する。
MMEは、NAS PDU「PDN接続性承認」(APN、LIPA−APN、PDNタイプ、IP−UE−new、LGW−Bearer−ID、セッション管理要求、プロトコル構成オプション)メッセージ10AをeNBに送信することによって、UEの要求に確認応答する。メッセージ10Aは、S1−AP「ダウンリンクNASトランスポート」(NAS−PDU)フォーマットを使用する。
eNBは、NAS−PDU情報をUEに「DL情報転送」(NAS−PDU)メッセージ10AB内で転送する。
複数の要求が、複数のUEによって開始され、同一LS−SCS(LGW−PGW)接続を確立すると、P−GWは、最初のUEの要求を承認し、そのような接続を確立する。後続要求は、P−GWによって実行されず、確認応答が、後続要求UEに送信され、新しい専用ベアラまたはPDN接続がすでに確立されていることを示すであろう。「LGW−Bearer−ID」が、そのような確認応答メッセージ内に含まれる。
図21は、L−GWが複数のeNBに接続される、例示的構成を示す。例えば、eNBは、ある地理的エリアを横断して分散される路側機(RSU)に展開され得、RSUは全て、1つのL−GWに接続され、L−GWは、順に、場所サーバ(LS)に接続され、それによって、LSは、複数のeNBによって被覆されるエリアについての情報を捕捉および提供する。
図21を参照すると、LIPA接続が、UEとL−GWとの間に存在するために、図12、13、17、および18を参照して議論されるように、GTPトンネルが、eNBとL−GWとの間に存在するであろう。これは、S1−U参照点を経由してeNBとS−GWとの間に存在し得る、GTPトンネルに類似する。その結果、eNBは、L−GW IPアドレスを把握し、それは、GTPトンネルを構築するために要求される。L−GW IPアドレスは、したがって、UE開始LGW−PGWベアラ作成およびUE開始LGW−PWG新しいPDN接続作成のために、eNBによって使用されることができる。例えば、図12では、eNBおよびL−GWは、共同設置される。eNBは、NAS−PDUおよびL−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDを含む、情報をUEのNASメッセージ2A内でS1−AP「アップリンクNASトランスポート」メッセージ2Bを介して伝達する。図21の複数のeNBシナリオでは、eNBは、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDをMMEに送信されるS1−AP「アップリンクNASトランスポート」メッセージ内に含み得る。
同様に、図17では、eNBおよびL−GWは、共同設置される。UEは、LIPA−APNをNAS「PDN接続性要求」メッセージ1A内でeNBに送信する。eNBは、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDをMMEに送信されるS1−AP「アップリンクNASトランスポート」メッセージ1B内に付加する。図21に示される複数のeNBシナリオでは、eNBは、L−GW IPアドレスをMMEへのS1−AP「アップリンクNASトランスポート」メッセージ内に含み得る。それによって、eNBは、それ自体とL−GWとの間のGTPトンネルを確立する一部として、L−GW IPアドレスを把握し得る。これは、LIPA−APNをMMEに搬送するUEからのNASメッセージへの変更を要求しない。
図22−24は、SCSがLGW−PGWベアラ作成を開始し得る方法の例示的コールフローである。SCS/ASは、ローカル情報が特定のローカルサーバによって提供されることを要求する。ローカルサーバは、既存のLIPA接続を通して、UEに接続する。要求は、SCS/ASによって開始され、SCEFによって管理される。そのために、SCEFは、以下のように、P−GW(P−GW)およびMMEと通信する。
メッセージ1の送信に先立って、デフォルトPDN接続が、UEとP−GWとの間に確立される。LIPA接続が、UEとL−GWとの間に確立される。その結果、UEは、P−GWによって配分されるパブリックIPアドレスを有する。さらに、UEは、L−GWによって配分される異なるローカルIPアドレスを有する。
メッセージ1では、SCS/ASは、「ローカル情報読み出し要求」(外部ID、SCS識別子、LS−PORT−NUM=X)APIをSCEFに送信することによって、LSによって提供されることになる所与のUEのローカル情報の照会を開始する。「LS−PORT−NUM」IEは、ローカル情報をLS−PORT−NUM Xを経由して送信するために使用されるために含まれる。
ステップ2では、SCEFは、SCS/ASが要求されるUEについてのローカルサーバ情報を得ることが認可されているかどうかをチェックする。SCS/ASが認可されている場合、SCEFは、メッセージ3を送信する。そうでなければ、フローは、停止し、SCEFは、否認およびその原因をSCS/ASに報告する。
メッセージ3では、要求が認可されると、SCEFは、Sh参照点を経由して、「サブスクライバ情報要求」(外部ID、SCS識別子)をHSSに送信し、UEのIMSIを取得し、UEのサービングノード(例えば、MME)の識別を取得する。
メッセージ3aでは、HSSは、「サブスクライバ情報応答」(IMSIまたは外部識別子、サービングノード)メッセージをSCEFに送信することによって返信する。HSSは、IMSIの外部識別子を解決し、UEのサービングCNノード(MME、SGSN、3GPP AAAサーバ、またはMSC)の識別を含む、関連HSS記憶ルーティング情報を読み出す。随意に、HSSは、IMSIをSCEFに送信する。
メッセージ4では、SCEFが、MMEアドレスおよびUEの識別を受信すると、SCEFは、T6a参照点を経由して、「ベアラ作成要求」(IMSI、Bind/LGW−Flag)メッセージをMMEに送信する。「Bind/LGW−Flag」IEを使用して、SCEFは、MMEに、これがそのIMSIによって定義されたUEに関連付けられたL−GWとP−GWとの間のベアラを作成するための特殊要求であることを知らせることが可能である。
ステップ5では、MMEが、ベアラ要求開始を受信すると、新しいベアラID、すなわち、LGW−Bearer−IDを配分し、L−GWとP−GWとの間のベアラを参照する。
メッセージ5aでは、MMEは、Tx参照点を経由して「ベアラ作成応答」(LGW−Bearer−ID、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID、P−GW ID)メッセージをSCEFに送信する。MMEは、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDを記憶し、それは、全ての「アップリンクNASトランスポート」メッセージ内でeNBから周期的に受信される。
メッセージ6では、SCEFが、P−GW IDを受信すると、SCEFは、「ローカル情報読み出し要求」(IMSI、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID、LS−PORT−NUM=X)をP−GWに送信する。このように、SCEFは、P−GWに、SCEFが、LS−PORT−NUM Xを経由して、UEとのLIPA接続を有する(そのIMSIを介して識別される)LSから、ローカルサーバ情報を受信することに関心があることを知らせる。
図22のコールフローは、図23において継続される。ステップ7では、P−GWは、更新されたTFTを形成し、LS−PORT−NUM Xに割り当てられる任意のデータパケットがメッセージ6内で受信された新しい専用ベアラLGW−Bearer−IDを経由して送信されるべきであることを示す。
メッセージ8では、P−GWは、TAD、Bind/LGW−Flag、およびLGW−Bearer−ID情報を搬送するPCRFを送信することによって、IP−CANセッション修正を開始する。「Bind/LGW−Flag」は、PCRFに、新しく要求されるベアラが、UEではなく、LSに関連付けられることを示すために含まれる。
メッセージ9では、P−GWは、TS23.401の第5.4.1.1項に類似する「専用ベアラアクティブ化」プロシージャを開始する。メッセージ9は、「ベアラ作成要求」(IMSI、EPSベアラQoS、TFT、P−GW S5TEID、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID、SCS−IP−ADDRESS)を含む。メッセージ9は、S5参照点を経由して、S−GW(S−GW)に送信される。SCS−IP−ADDRESSは、SCSのパブリックIPアドレスを示し、それは、L−GWにおいてNATのために必要とされる。
メッセージ10では、S−GWは、S5を経由して、「ベアラ作成要求」(IMSI、EPSベアラQoS、TFT、S−GW TEID、P−GW TEID、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、SCS−IP−ADDRESS)情報をL−GW(L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID IEを使用して定義される)に送信する。TFTが、TFTルールをL−GWに搬送するために含まれる。「Bind/LGW−Flag」IEを使用して、S−GWは、L−GWに、これがL−GWとP−GWとの間のベアラを作成する(ID LGW−Bearer−IDを用いて)ための特殊要求であることを知らせることが可能となるであろう。
ステップ11−14は、図13におけるステップ10−13に類似する。図23のここでは、L−GWは、加えて、「LS−IP−ADDRESS」IEを挿入し、それは、S−GWおよびP−GWへのLSのローカルLIPA IPアドレスである。「LS−IP−ADDRESS」IPアドレスは、L−GWにおいてすでに利用可能であって、既存のLIPA接続を経由して使用される。
図23のコールフローは、図24において継続される。メッセージ14では、S−GWは、P−GWに新しいNATエントリを知らせる。データが、LS−PORT−NUM Xを経由して送信されるべきであって、宛先IPアドレスが、NATに従う典型的UEパブリックIPアドレス(IP−UE)である場合、アドレスは、ここでローカルLS IPアドレス(LS−IP−ADDRESS)に変更されるであろう。
ステップ15では、新しいベアラがここでL−GWとP−GWとの間に確立されるため、PDN−GWは、「場所情報読み出し応答」メッセージをSCEFに送信することによって、それを示す。
メッセージ16では、P−GWは、「ローカル情報読み出し応答」をSCEFに送信する。
最後に、メッセージ17では、SCEFは、「ローカル情報読み出し応答」情報をSCS/ASに送信することによって、ステップ1におけるAPIに応答する。
図25−27は、SCSがLGW−PGW PDN接続を開始し得る方法の例示的コールフローである。SCS/ASは、L−GWとP−GWとの間の新しいPDN接続の作成を要求し、それは、特定のユーザにサービス提供する。図25では、メッセージ1の送信に先立って、デフォルトPDN接続が、UEとP−GWとの間に確立され、LIPA接続が、UEとL−GWとの間に確立される。その結果、UEは、P−GWによって配分されたパブリックIPアドレスを有する。さらに、UEは、L−GWによって配分された異なるローカルIPアドレスを有する。MMEは、LIPA接続を管理し、したがって、MMEは、L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークIDおよびLIPA−APNを認知する。
図25では、メッセージ1、ステップ2、ならびにメッセージ3および3aは、図22に関連して説明される対応動作に類似する。メッセージ1では、SCS/ASは、「ローカル情報読み出し要求」(外部ID、SCS識別子、LS−PORT−NUM=X)APIをSCEFに送信することによって、LSによって提供されることになる所与のUEのローカル情報の照会を開始する。「LS−PORT−NUM」IEが、ローカル情報をLS−PORT−NUM Xを経由して送信するために使用されるために含まれる。ステップ2では、SCEFは、SCS/ASが要求されるUEについてのローカルサーバ情報を得ることを認可されているかどうかをチェックする。SCS/ASが認可されている場合、SCEFは、メッセージ3を送信する。そうでなければ、フローは、停止し、SCEFは、否認およびその原因をSCS/ASに報告する。メッセージ3では、要求が認可されると、SCEFは、Sh参照点を経由して、「サブスクライバ情報要求」(外部ID、SCS識別子)をHSSに送信し、UEのIMSIを取得し、UEのサービングノード(例えば、MME)の識別を取得する。メッセージ3aでは、HSSは、「サブスクライバ情報応答」(IMSIまたは外部識別子、サービングノード)メッセージをSCEFに送信することによって返信する。HSSは、IMSIの外部識別子を解決し、UEのサービングCNノード(MME、SGSN、3GPP AAAサーバ、またはMSC)の識別を含む、関連HSS記憶ルーティング情報を読み出す。随意に、HSSは、IMSIをSCEFに送信する。メッセージ4では、SCEFは、Tx参照点を経由して、「セッション作成要求」(IMSI、Bind/LGW−Flag)情報をMMEに送信する。「Bind/LGW−Flag」IEを使用して、SCEFは、MMEに、これがそのIMSIによって定義されたUEに関連付けられたL−GWとP−GWとの間のベアラを作成するための特殊要求であることを知らせることが可能になるであろう。
ステップ5では、MMEが、ベアラ要求開始を受信すると、新しいベアラID、すなわち、LGW−Bearer−IDを配分し、L−GWとP−GWとの間のベアラを参照する。
図25−27では、メッセージ6、7、8、9A、10、12、および13、およびステップ9および11は、図22および23に関連して説明される対応動作に類似する。ステップ6では、MMEは、S11を経由して、「ベアラ作成要求」(IMSI、EPSベアラQoS、TFT、S−GW TEID、P−GW TEID、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、SCS−IP−ADDRESS)情報をS−GW(L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID IEを使用して定義される)に送信する。TFTは、TFTルールをL−GWに搬送するために含まれる。「Bind/LGW−Flag」IEを使用して、S−GWは、L−GWに、これがL−GWとP−GWとの間のベアラを作成する(ID LGW−Bearer−IDを用いて)ための特殊要求であることを知らせることが可能となるであろう。ステップ7では、「ベアラ作成要求」は、S5インターフェースを経由して、P−GWに転送される。メッセージ8では、P−GWは、TAD、Bind/LGW−Flag、およびLGW−Bearer−ID情報を搬送するPCRFを送信することによって、IP−CANセッション修正を開始する。「Bind/LGW−Flag」が、PCRFに、新しく要求されるベアラが、UEではなく、LSに関連付けられることを示すために含まれる。ステップ9では、P−GWは、新しいエントリをそのEPSベアラコンテキストテーブル内に作成し、LGW−Bearer−IDベアラのための「LGW−課金Id」を生成する。新しいエントリは、P−GWが、ユーザプレーンPDUをS−GWとパケットデータネットワークとの間でルーティングし、課金を開始することを可能にする。さらに、P−GWは、LSに割り当てられるべき新しいIPアドレス、すなわち、「LS−IP−ADDRESS−new」を配分する。P−GWは、L−GWにおけるNAT機能において使用されるべきSCS「SCS−IP−ADDRESS」のIPアドレスを含み得る。メッセージ9Aでは、P−GWは、S−GW「セッション作成応答」(ユーザプレーンのためのL−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID、ユーザプレーンのL−GW TEID、制御プレーンのL−GW TEID、PDNタイプ、LGW−Bearer−ID、EPSベアラQoS、プロトコル構成オプション、禁止ペイロード圧縮、APN制限、原因、APN−AMBR)に戻り、GTPトンネルをS−GWとP−GWとの間に確立する。メッセージ10では、S−GWは、S5を経由して、「ベアラ作成要求」(IMSI、EPSベアラQoS、TFT、S−GW TEID、P−GW TEID、Bind/LGW−Flag、LGW−Bearer−ID、SCS−IP−ADDRESS)情報をL−GW(L−GWアドレスまたはローカルホームネットワークID IEを使用して定義される)に送信する。TFTが、TFTルールをL−GWに搬送するために含まれる。「Bind/LGW−Flag」IEを使用して、S−GWは、L−GWに、これがL−GWとP−GWとの間のベアラを作成する(ID LGW−Bearer−IDを用いて)ための特殊要求であることを知らせることが可能になるであろう。ステップ11では、L−GWは、新しいNATエントリを作成し、データが、LS−PORT−NUM Xを使用して、LSからのLIPA接続を経由して送信されるべきであって、宛先IPアドレスが、SCS(SCS−IP−ADDRESS)である場合、ソースアドレスが、UEのパブリックIPアドレス(UE−IP−ADDRESS)に変更されるべきであることを示す。ステップ12では、L−GWは、S−GWの要求を確認応答し、ベアラを作成するであろう。ステップ13では、S−GWは、ステップ6におけるMMEの要求に応答する。
MMEは、新しいセッションがここでL−GWとP−GWとの間に確立されるため、「セッション作成応答」(LGW−Bearer−ID)メッセージ14をSCEFに送信する。
最後に、SCEFは、「ローカル情報読み出し応答」メッセージ15をSCS/ASに送信することによって、第1のステップにおけるAPIに応答する。
複数のUEまたはSCSエンティティが、同一LS−SCS(LGW−PGW)接続を確立する要求を開始する場合、P−GWは、最初の要求のみを承認するであろう。全ての後続要求は、P−GWによって実行されず、確認応答が、要求エンティティに送信され、要求される専用ベアラまたはPDN接続がすでに確立されていることを示すであろう。
図28は、AE開始接続のためのユーザプレーン通信の例示的コールフローである。UE上にホストされ得る、AEは、LSおよびSCSの両方に、ユーザプレーンを経由して、相互間の直接通信のために使用するためのポート番号を知らせることができる。メッセージ1では、AEは、LSに、既存のLIPA接続を経由して、AEが、ポートLS−PORT−NUM Xを使用して、SCSと通信する必要があることを知らせる。メッセージ1aでは、LSは、メッセージ1を確認応答する。メッセージ2では、AEは、SCSに、デフォルトパブリックPDN接続を経由して、AEが、ポートLS−PORT−NUM Xを使用して、LSと通信する必要があることを知らせる。メッセージ2aでは、SCSは、メッセージ2を確認応答する。AEは、次いで、本ポート番号をネットワークに通信し得る。ポート番号は、次いで、L−GW、P−GW、および/またはS(G)i−LANにおいてNATルールを構成するために使用され得る。
図29は、SCS開始接続のためのユーザプレーン通信の例示的コールフローである。メッセージ1では、SCSは、SCSがLSとのその通信のために使用されるべきLS−PORT−NUM(=X)を選定するであろうメッセージを送信することによって、LGW−PGW接続確立を開始する。SCSが、ポート番号をLSに送信するために、最初に、3GPPデフォルトPDN接続を経由して、ポート番号をAEに送信する。メッセージ1aでは、AEは、メッセージ1の受信を確認応答する。次いで、メッセージ2では、AEは、LIPA接続を経由して、ポート番号をLSに転送する。メッセージ2aでは、LSは、メッセージ2を確認応答する。この方法を使用すると、SCSは、LSのローカルIPアドレスを把握する必要がない。
図30は、ユーザがシステム動作を視認または調節することを可能にする、例示的グラフィカルユーザインターフェース(GUI)を図示する。図30の例では、ユーザは、ローカルサーバが情報をSCS/ASに送信することを承認または不承認するために使用し得る。
図31は、1つ以上の開示される実施形態が実装され得る、例示的マシンツーマシン(M2M)、モノのインターネット(IoT)、もしくはモノのウェブ(WoT)通信システム10の略図である。概して、M2M技術は、IoT/WoTのための構築ブロックを提供し、任意のM2Mデバイス、M2Mゲートウェイ、M2Mサーバ、またはM2Mサービスプラットフォームは、IoT/WoTのコンポーネントまたはノードならびにIoT/WoTサービス層等であり得る。図2−14、17−18、または21−29のいずれかに図示されるクライアント、プロキシ、またはサーバデバイスのいずれかは、図8、10、11、21、31、または32に図示されるもの等の通信システムのノードを備えてもよい。
サービス層は、ネットワークサービスアーキテクチャ内の機能層であり得る。サービス層は、典型的には、HTTP、CoAP、またはMQTT等のアプリケーションプロトコル層の上方に位置し、付加価値サービスをクライアントアプリケーションに提供する。サービス層はまた、インターフェースを、例えば、制御層およびトランスポート/アクセス層等の下位リソース層におけるコアネットワークに提供する。サービス層は、サービス定義、サービスランタイム有効化、ポリシ管理、アクセス制御、およびサービスクラスタ化を含む、(サービス)能力または機能性の複数のカテゴリをサポートする。最近、いくつかの産業規格組織、例えば、oneM2Mは、M2Mタイプのデバイスおよびアプリケーションのインターネット/ウェブ、セルラー、企業、およびホームネットワーク等の展開の中への統合に関連付けられた課題に対処するためにM2Mサービス層を開発している。M2Mサービス層は、アプリケーションおよび/または種々のデバイスに、CSEまたはSCLと称され得る、サービス層によってサポートされる前述の能力または機能性の集合またはセットへのアクセスを提供することができる。いくつかの例は、限定ではないが、セキュリティ、課金、データ管理、デバイス管理、発見、プロビジョニング、および接続性管理を含み、それは、一般に、種々のアプリケーションによって使用されることができる。これらの能力または機能性は、M2Mサービス層によって定義されたメッセージフォーマット、リソース構造、およびリソース表現を利用する、APIを介して、そのような種々のアプリケーションに利用可能になる。CSEまたはSCLは、ハードウェアおよび/またはソフトウェアによって実装され得、それらが能力または機能性を使用するために、種々のアプリケーションおよび/またはデバイスにエクスポージャされる(サービス)能力または機能性(すなわち、機能エンティティ間の機能インターフェース)を提供する、機能エンティティである。
図31に示されるように、M2M/IoT/WoT通信システム10は、通信ネットワーク12を含む。通信ネットワーク12は、固定ネットワーク(例えば、イーサネット(登録商標)、ファイバ、ISDN、PLC等)または無線ネットワーク(例えば、WLAN、セルラー等)もしくは異種ネットワークのネットワークであり得る。例えば、通信ネットワーク12は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャスト等のコンテンツを複数のユーザに提供する、多重アクセスネットワークから成ってもよい。例えば、通信ネットワーク12は、符号分割多重アクセス(CDMA)、時分割多重アクセス(TDMA)、周波数分割多重アクセス(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、単一キャリアFDMA(SC−FDMA)等の1つ以上のチャネルアクセス方法を採用し得る。さらに、通信ネットワーク12は、例えば、コアネットワーク、インターネット、センサネットワーク、工業制御ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、融合個人ネットワーク、衛星ネットワーク、ホームネットワーク、または企業ネットワーク等の他のネットワークを備えてもよい。
図31に示されるように、M2M/IoT/WoT通信システム10は、インフラストラクチャドメインと、フィールドドメインを含み得る。インフラストラクチャドメインとは、エンドツーエンドM2M展開のネットワーク側を指し、フィールドドメインとは、通常は、M2Mゲートウェイの背後にある、エリアネットワークを指す。フィールドドメインおよびインフラストラクチャドメインは両方とも、ネットワークの種々の異なるノード(例えば、サーバ、ゲートウェイ、デバイス等)を備えてもよい。例えば、フィールドドメインは、M2Mゲートウェイ14と、端末デバイス18とを含み得る。任意の数のM2Mゲートウェイデバイス14およびM2M端末デバイス18が、所望に応じてM2M/IoT/WoT通信システム10に含まれ得ることを理解されるであろう。M2Mゲートウェイデバイス14およびM2M端末デバイス18のそれぞれは、通信回路を使用して、通信ネットワーク12または直接無線リンクを介して、信号を伝送および受信するように構成される。M2Mゲートウェイ14は、無線M2Mデバイス(例えば、セルラーおよび非セルラー)ならびに固定ネットワークM2Mデバイス(例えば、PLC)が、通信ネットワーク12等のオペレータネットワークを通して、または直接無線リンクを通してのいずれかで、通信することを可能にする。例えば、M2M端末デバイス18は、データを収集し、通信ネットワーク12または直接無線リンクを介して、データをM2Mアプリケーション20または他のM2Mデバイス18に送信し得る。M2M端末デバイス18はまた、M2Mアプリケーション20またはM2M端末デバイス18からデータを受信し得る。さらに、データおよび信号は、以下で説明されるように、M2Mサービス層22を介して、M2Mアプリケーション20に送信され、そこから受信され得る。M2M端末デバイス18およびゲートウェイ14は、例えば、セルラー、WLAN、WPAN(例えば、Zigbee(登録商標)、6LoWPAN、Bluetooth(登録商標))、直接無線リンク、および有線を含む、種々のネットワークを介して通信し得る。例示的M2M端末デバイス18は、タブレット、スマートフォン、医療デバイス、温度および気象モニタ、コネクテッドカー、スマートメータ、ゲームコンソール、携帯情報端末、保健および健康モニタ、照明、サーモスタット、電化製品、ガレージドア、および他のアクチュエータベースのデバイス、セキュリティデバイス、ならびにスマートコンセントを含むが、それらに限定されない。
図32を参照すると、フィールドドメイン内の図示されたM2Mサービス層22は、M2Mアプリケーション20、M2Mゲートウェイデバイス14、およびM2M端末デバイス18、ならびに通信ネットワーク12のためのサービスを提供する。M2Mサービス層22は、所望に応じて、任意の数のM2Mアプリケーション、M2Mゲートウェイ14、M2M端末デバイス18、および通信ネットワーク12と通信し得ることを理解されるであろう。M2Mサービス層22は、サーバ、コンピュータ、デバイス等を備え得る、ネットワークの1つ以上のノードによって実装され得る。M2Mサービス層22は、M2M端末デバイス18、M2Mゲートウェイデバイス14、およびM2Mアプリケーション20に適用されるサービス能力を提供する。M2Mサービス層22の機能は、例えば、ウェブサーバとして、セルラーコアネットワークで、クラウドで等、種々の方法で実装され得る。
図示されたM2Mサービス層22と同様に、インフラストラクチャドメイン内にM2Mサービス層22’がある。M2Mサービス層22’は、インフラストラクチャドメイン内のM2Mアプリケーション20’および下層通信ネットワーク12’のためのサービスを提供する。M2Mサービス層22’はまた、フィールドドメイン内のM2Mゲートウェイデバイス14およびM2M端末デバイス18のためのサービスも提供する。M2Mサービス層22’は、任意の数のM2Mアプリケーション、M2Mゲートウェイ、およびM2Mデバイスと通信し得ることを理解されるであろう。M2Mサービス層22’は、異なるサービスプロバイダによるサービス層と相互作用し得る。M2Mサービス層22’は、サーバ、コンピュータ、デバイス、仮想マシン(例えば、クラウドコンピューティング/記憶ファーム等)等を備え得る、ネットワークの1つ以上のノードによって実装され得る。
また、図32も参照すると、M2Mサービス層22および22’は、多様なアプリケーションおよびバーティカルが活用することができる、サービス配信能力のコアセットを提供する。これらのサービス能力は、M2Mアプリケーション20および20’がデバイスと相互作用し、データ収集、データ分析、デバイス管理、セキュリティ、請求、サービス/デバイス発見等の機能を果たすことを可能にする。本質的に、これらのサービス能力は、これらの機能性を実装する負担をアプリケーションから取り除き、したがって、アプリケーション開発を単純化し、市場に出す費用および時間を削減する。サービス層22および22’はまた、M2Mアプリケーション20および20’が、サービス層22および22’が提供するサービスと関連して、ネットワーク12を通して通信することも可能にする。
M2Mアプリケーション20および20’は、限定ではないが、輸送、保健および健康、コネクテッドホーム、エネルギー管理、アセット追跡、ならびにセキュリティおよび監視等の種々の業界でのアプリケーションを含み得る。上記のように、本システムのデバイス、ゲートウェイ、サーバ、および他のノードを横断して起動するM2Mサービス層は、例えば、データ収集、デバイス管理、セキュリティ、請求、場所追跡/ジオフェンシング、デバイス/サービス発見、およびレガシーシステム統合等の機能をサポートし、サービスとしてこれらの機能をM2Mアプリケーション20および20’に提供する。
概して、図32に図示されるサービス層22および22’等のサービス層は、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)および下層ネットワーキングインターフェースのセットを通して付加価値サービス能力をサポートする、ソフトウェアミドルウェア層を定義する。ETSI M2MおよびoneM2Mアーキテクチャは両方とも、サービス層を定義する。ETSI M2Mのサービス層は、サービス能力層(SCL)と称される。SCLは、ETSI M2Mアーキテクチャの種々の異なるノード内に実装され得る。例えば、サービス層のインスタンスは、M2Mデバイス(デバイスSCL(DSCL)と称される)、ゲートウェイ(ゲートウェイSCL(GSCL)と称される)、および/またはネットワークノード(ネットワークSCL(NSCL)と称される)内で実装され得る。oneM2Mサービス層は、共通サービス機能(CSF)(すなわち、サービス能力)のセットをサポートする。1つ以上の特定のタイプのCSFのセットのインスタンス化は、異なるタイプのネットワークノード(例えば、インフラストラクチャノード、中間ノード、特定用途向けノード)上にホストされ得る、共通サービスエンティティ(CSE)と称される。第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)はまた、マシンタイプ通信(MTC)のためのアーキテクチャも定義している。そのアーキテクチャでは、サービス層およびそれが提供するサービス能力は、サービス能力サーバ(SCS)の一部として実装される。ETSI M2MアーキテクチャのDSCL、GSCL、またはNSCLで、3GPP MTCアーキテクチャのサービス能力サーバ(SCS)で、oneM2MアーキテクチャのCSFまたはCSEで、もしくはネットワークのある他のノードで具現化されるかどうかにかかわらず、サービス層のインスタンスは、サーバ、コンピュータ、および他のコンピュータデバイスまたはノードを含む、ネットワーク内の1つ以上の独立型ノード上で、もしくは1つ以上の既存のノードの一部としてのいずれかで実行する、論理エンティティ(例えば、ソフトウェア、コンピュータ実行可能命令等)として実装され得る。例として、サービス層またはそのコンポーネントのインスタンスは、以下で説明される図32または図34で図示される一般アーキテクチャを有する、ネットワークノード(例えば、サーバ、コンピュータ、ゲートウェイ、デバイス等)上で起動するソフトウェアの形態で実装され得る。
さらに、本明細書に説明される方法および機能性は、サービスにアクセスするために、サービス指向アーキテクチャ(SOA)および/またはリソース指向アーキテクチャ(ROA)を使用する、M2Mネットワークの一部として実装され得る。
図33は、図8、10、11、21、31、または32に図示されるもの等のM2Mネットワーク内のM2Mサーバ、ゲートウェイ、デバイス、または他のノードとして動作し得る、図2−14、17−18、または21−29に図示されるクライアント、サーバ、またはプロキシのうちの1つ等、ネットワークのノードの例示的ハードウェア/ソフトウェアアーキテクチャのブロック図である。図33に示されるように、ノード30は、プロセッサ32と、非取り外し可能メモリ44と、取り外し可能メモリ46と、スピーカ/マイクロホン38と、キーパッド40と、ディスプレイ、タッチパッド、および/またはインジケータ42と、電源48と、全地球測位システム(GPS)チップセット50と、他の周辺機器52とを含み得る。ノード30はまた、送受信機34および伝送/受信要素36等の通信回路を含み得る。ノード30は、実施形態と一致したままで、前述の要素の任意の副次的組み合わせを含み得ることを理解されるであろう。本ノードは、例えば、図2−13、17−18、または22−29または請求項に関連して、本明細書の接続開始ステップを実装する、ノードであり得る。
プロセッサ32は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと関連する1つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態マシン等であり得る。一般に、プロセッサ32は、ノードの種々の要求される機能を果たすために、ノードのメモリ(例えば、メモリ44および/またはメモリ46)内に記憶されたコンピュータ実行可能命令を実行し得る。例えば、プロセッサ32は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および/またはノード30が無線もしくは有線環境内で動作することを可能にする、任意の他の機能性を果たし得る。プロセッサ32は、アプリケーション層プログラム(例えば、ブラウザ)および/または無線アクセス層(RAN)プログラムならびに/もしくは他の通信プログラムを起動し得る。プロセッサ32はまた、例えば、アクセス層および/またはアプリケーション層等で、認証、セキュリティキー一致、ならびに/もしくは暗号化動作等のセキュリティ動作を実施し得る。
図33に示されるように、プロセッサ32は、その通信回路(例えば、送受信機34および伝送/受信要素36)に結合される。プロセッサ32は、コンピュータ実行可能命令の実行を通して、それが接続されるネットワークを介してノード30を他のノードと通信させるために、通信回路を制御し得る。具体的には、プロセッサ32は、例えば、図2−13、17−18、または22−29または請求項に関連して、本明細書の接続開始ステップを行うために、通信回路を制御し得る。図33は、プロセッサ32および送受信機34を別個のコンポーネントとして描写するが、プロセッサ32および送受信機34は、電子パッケージまたはチップ内にともに統合され得ることを理解されるであろう。
伝送/受信要素36は、M2Mサーバ、ゲートウェイ、デバイス等を含む、他のノードに信号を伝送する、またはそこから信号を受信するように構成され得る。例えば、ある実施形態では、伝送/受信要素36は、RF信号を伝送および/または受信するように構成されるアンテナであり得る。伝送/受信要素36は、WLAN、WPAN、セルラー等の種々のネットワークならびにエアインターフェースをサポートし得る。ある実施形態では、伝送/受信要素36は、例えば、IR、UV、もしくは可視光信号を伝送および/または受信するように構成されるエミッタ/検出器であり得る。さらに別の実施形態では、伝送/受信要素36は、RFおよび光信号の両方を伝送ならびに受信するように構成され得る。伝送/受信要素36は、無線もしくは有線信号の任意の組み合わせを伝送および/または受信するように構成され得ることを理解されるであろう。
加えて、伝送/受信要素36は、単一の要素として図33で描写されているが、ノード30は、任意の数の伝送/受信要素36を含み得る。より具体的には、ノード30は、MIMO技術を採用し得る。したがって、ある実施形態では、ノード30は、無線信号を伝送および受信するための2つまたはそれを上回る伝送/受信要素36(例えば、複数のアンテナ)を含み得る。
送受信機34は、伝送/受信要素36によって伝送される信号を変調するように、および伝送/受信要素36によって受信される信号を復調するように構成され得る。上記のように、ノード30は、マルチモード能力を有し得る。したがって、送受信機34は、ノード30が、例えば、UTRAおよびIEEE802.11等の複数のRATを介して通信することを可能にするための複数の送受信機を含み得る。
プロセッサ32は、非取り外し可能メモリ44および/または取り外し可能メモリ46等の任意のタイプの好適なメモリから情報にアクセスし、その中にデータを記憶し得る。例えば、プロセッサ32は、上記で説明されるように、セッションコンテキストをそのメモリの中に記憶し得る。非取り外し可能メモリ44は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取専用メモリ(ROM)、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含み得る。取り外し可能メモリ46は、サブスクライバ識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、セキュアデジタル(SD)メモリカード等を含み得る。他の実施形態では、プロセッサ32は、サーバまたは自宅コンピュータ上等のノード30上に物理的に位置しないメモリから情報にアクセスし、その中にデータを記憶し得る。プロセッサ32は、ディスプレイ上の視覚的指示を制御し、システムのステータスを決定させる、または入力をユーザから得る、もしくは能力または設定についての情報をユーザに表示するように構成され得る。ディスプレイ上に示され得る、グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが本明細書に説明される機能性を双方向に行うことを可能にするように、APIの上で層化され得る。別の例では、ディスプレイは、セッション状態に関する情報を示し得る。
プロセッサ32は、電源48から電力を受電し得、ノード30内の他のコンポーネントへの電力を分配および/または制御するように構成され得る。電源48は、ノード30に給電するための任意の好適なデバイスであり得る。例えば、電源48は、1つ以上の乾電池バッテリ(例えば、ニッケルカドミウム(NiCd)、ニッケル亜鉛(NiZn)、ニッケル水素(NiMH)、リチウムイオン(Li−ion)等)、太陽電池、燃料電池等を含み得る。
プロセッサ32はまた、ノード30の現在の場所に関する場所情報(例えば、経度および緯度)を提供するように構成される、GPSチップセット50に結合され得る。ノード30は、実施形態と一致したままで、任意の好適な場所決定方法を介して場所情報を獲得し得ることを理解されるであろう。
プロセッサ32はさらに、追加の特徴、機能性、および/または有線もしくは無線接続性を提供する、1つ以上のソフトウェアならびに/もしくはハードウェアモジュールを含み得る、他の周辺機器52に結合され得る。例えば、周辺機器52は、加速度計、バイオメトリック(例えば、指紋)センサ等の種々のセンサ、e−コンパス、衛星送受信機、デジタルカメラ(写真またはビデオ用)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポートまたは他の相互接続インターフェース、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Bluetooth(登録商標)モジュール、周波数変調(FM)無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ等を含み得る。
ノード30は、センサ、消費者電子機器、スマートウォッチまたはスマート衣類等のウェアラブルデバイス、医療またはe−ヘルスデバイス、ロボット、産業機器、ドローン、車、トラック、電車、または飛行機等の車両等の他の装置もしくはデバイスで具現化され得る。ノード30は、周辺機器52のうちの1つを備え得る相互接続インターフェース等の1つ以上の相互接続インターフェースを介して、そのような装置もしくはデバイスの他のコンポーネント、モジュール、またはシステムに接続し得る。
図34は、RAN103/104/105、コアネットワーク106/107/109、PSTN108、インターネット110、または他のネットワーク112内のあるノードまたは機能エンティティ等、図2−14、17−18、21−29、35、37、38、および39に図示される通信ネットワークの1つ以上の装置が具現化され得る、例示的コンピューティングシステム90のブロック図である。
コンピューティングシステム90は、コンピュータまたはサーバを備え得、主に、そのようなソフトウェアが記憶またはアクセスされる場所もしくは手段にかかわらず、ソフトウェアの形態であり得るコンピュータ読み取り可能な命令によって制御され得る。そのようなコンピュータ読み取り可能な命令は、コンピューティングシステム90を稼働させるように、プロセッサ91内で実行され得る。プロセッサ91は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連付けられた1つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態マシン等であり得る。プロセッサ91は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはコンピューティングシステム90が通信ネットワーク内で動作することを可能にする、任意の他の機能性を実施し得る。コプロセッサ81は、追加の機能を果たす、またはプロセッサ91を支援する、主要CPU91とは明確に異なる、随意のプロセッサである。プロセッサ91および/またはコプロセッサ81は、本明細書に開示される方法および装置に関連するデータを受信、生成、ならびに処理し得る。
動作時、プロセッサ91は、命令をフェッチ、復号、および実行し、コンピューティングシステムの主要データ転送パスであるシステムバス80を介して、情報を他のリソースへ、ならびにそこから転送する。そのようなシステムバスは、コンピューティングシステム90内のコンポーネントを接続し、データ交換のための媒体を定義する。システムバス80は、典型的には、データを送信するためのデータラインと、アドレスを送信するためのアドレスラインと、インタラプトを送信するため、およびシステムバスを動作させるための制御ラインとを含む。そのようなシステムバス80の例は、PCI(周辺コンポーネント相互接続)バスである。
システムバス80に結合されるメモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)82と、読取専用メモリ(ROM)93とを含む。そのようなメモリは、情報が記憶されて読み出されることを可能にする回路を含む。ROM93は、概して、容易に修正されることができない、記憶されたデータを含む。RAM82内に記憶されたデータは、プロセッサ91または他のハードウェアデバイスによって読み取られる、もしくは変更されることができる。RAM82および/またはROM93へのアクセスは、メモリコントローラ92によって制御され得る。メモリコントローラ92は、命令が実行されると、仮想アドレスを物理的アドレスに変換する、アドレス変換機能を提供し得る。メモリコントローラ92はまた、システム内のプロセスを隔離し、ユーザプロセスからシステムプロセスを隔離する、メモリ保護機能を提供し得る。したがって、第1のモードで起動するプログラムは、その独自のプロセス仮想アドレス空間によってマップされるメモリのみにアクセスすることができ、プロセス間のメモリ共有が設定されていない限り、別のプロセスの仮想アドレス空間内のメモリにアクセスすることができない。
加えて、コンピューティングシステム90は、プロセッサ91からプリンタ94、キーボード84、マウス95、およびディスクドライブ85等の周辺機器に命令を通信する責任がある、周辺機器コントローラ83を含み得る。
ディスプレイコントローラ96によって制御される、ディスプレイ86は、コンピューティングシステム90によって生成される視覚出力を表示するために使用される。そのような視覚出力は、テキスト、グラフィックス、動画グラフィックス、およびビデオを含み得る。視覚出力は、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)の形態で提供され得る。ディスプレイ86は、CRTベースのビデオディスプレイ、LCDベースのフラットパネルディスプレイ、ガスプラズマベースのフラットパネルディスプレイ、またはタッチパネルを伴って実装され得る。ディスプレイコントローラ96は、ディスプレイ86に送信されるビデオ信号を生成するために要求される、電子コンポーネントを含む。
さらに、コンピューティングシステム90は、コンピューティングシステム90を図31および32のネットワーク12等の外部通信ネットワーク、RAN103/104/105、コアネットワーク106/107/109、PSTN108、インターネット110、または図35、36、37、38、および39の他のネットワーク112に接続し、コンピューティングシステム90がそれらのネットワークの他のノードまたは機能エンティティと通信することを可能にするために使用され得る、例えば、ネットワークアダプタ97等の通信回路を含み得る。通信回路は、単独で、またはプロセッサ91と組み合わせて、本明細書に説明されるある装置、ノード、または機能エンティティの伝送および受信ステップを行うために使用され得る。
本明細書に説明される装置、システム、方法、およびプロセスのうちのいずれかまたは全ては、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令(例えば、プログラムコード)の形態で具現化され得、その命令は、プロセッサ118または91等のプロセッサによって実行されると、プロセッサに、本明細書に説明されるシステム、方法、およびプロセスを実施ならびに/もしくは実装することが理解される。具体的には、本明細書に説明されるステップ、動作、または機能のうちのいずれかは、そのようなコンピュータ実行可能命令の形態で実装され、無線および/または有線ネットワーク通信のために構成される装置またはコンピューティングシステムのプロセッサ上で実行し得る。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、情報の記憶のための任意の非一過性(すなわち、有形または物理)方法もしくは技術で実装される、揮発性および不揮発性、取り外し可能および非取り外し可能媒体の両方を含むが、そのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、信号を含まない。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、RAM、ROM、EEPROM、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、CD−ROM、デジタル多用途ディスク(DVD)または他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または所望の情報を記憶するために使用されることができ、かつコンピューティングシステムによってアクセスされることができる、任意の他の有形もしくは物理的媒体を含むが、それらに限定されない。
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は、無線アクセス、コアトランスポートネットワーク、およびサービス能力(コーデック、セキュリティ、およびサービスの質に関する作業を含む)を含む、セルラー電気通信ネットワーク技術のための技術的規格を開発している。最近の無線アクセス技術(RAT)規格は、WCDMA(登録商標)(一般に、3Gと称される)、LTE(一般に、4Gと称される)、およびLTE−アドバンスト規格を含む。3GPPは、「5G」とも称される、新しい無線(NR)と呼ばれる、次世代セルラー技術の標準化に関する作業を開始している。3GPP NR規格開発は、次世代無線アクセス技術(新しいRAT)の定義を含むことが予期され、それは、6GHzを下回る新しいフレキシブルな無線アクセスの提供と、6GHzを上回る新しいウルトラモバイルブロードバンド無線アクセスの提供とを含むことが予期される。フレキシブルな無線アクセスは、6GHzを下回る新しいスペクトルにおける新しい非後方互換性無線アクセスから成ることが予期され、同一スペクトル内でともに多重化され、多様な要件を伴う広範な3GPPNRユースケースのセットに対処し得る、異なる動作モードを含むことが予期される。ウルトラモバイルブロードバンドは、ウルトラモバイルブロードバンドアクセス、例えば、屋内用途およびホットスポットの機会を提供するであろう、cm波およびmm波スペクトルを含むことが予期される。特に、ウルトラモバイルブロードバンドは、cm波およびmm波特有設計最適化を伴って、共通設計フレームワークを6GHzを下回るフレキシブル無線アクセスと共有することが予期される。
3GPPは、データレート、待ち時間、およびモビリティのための様々なユーザ体験要件をもたらす、NRがサポートすることが予期される、種々のユースケースを識別している。ユースケースは、以下の一般的カテゴリ、すなわち、拡張モバイルブロードバンド(例えば、高密度エリアにおけるブロードバンドアクセス、屋内超高ブロードバンドアクセス、群集の中のブロードバンドアクセス、あらゆる場所における50+Mbps、超低コストブロードバンドアクセス、車両内のモバイルブロードバンド)、重要通信、大量マシンタイプ通信、ネットワーク動作(例えば、ネットワークスライシング、ルーティング、移行およびインターワーキング、エネルギー節約)、および拡張された車両とあらゆるもの(eV2X)間の通信を含む。これらのカテゴリにおける具体的サービスおよび用途は、いくつか挙げると、例えば、監視およびセンサネットワーク、デバイス遠隔制御、双方向遠隔制御、パーソナルクラウドコンピューティング、ビデオストリーミング、無線クラウドベースのオフィス、緊急対応者接続性、自動車eコール、災害アラート、リアルタイムゲーム、多人数ビデオコール、自律運転、拡張現実、触知インターネット、および仮想現実を含む。これらのユースケースおよびその他は全て、本明細書で検討される。
図35は、本明細書で説明および請求される方法および装置が具現化され得る、例示的通信システム100の一実施形態を図示する。示されるように、例示的通信システム100は、無線伝送/受信ユニット(WTRU)102a、102b、102c、および/または102d(概して、または集合的に、WTRU102と称され得る)と、無線アクセスネットワーク(RAN)103/104/105/103b/104b/105bと、コアネットワーク106/107/109と、公衆交換電話ネットワーク(PSTN)108と、インターネット110と、他のネットワーク112とを含み得るが、開示される実施形態は、任意の数のWTRU、基地局、ネットワーク、および/またはネットワーク要素を検討することを理解されるであろう。WTRU102a、102b、102c、102d、102eの各々は、無線環境で動作および/または通信するように構成される、任意のタイプの装置またはデバイスであり得る。各WTRU102a、102b、102c、102dは、ハンドヘルド無線通信装置として図35−39に描写されるが、5G無線通信のために検討される様々なユースケースに伴って、各WTRUは、一例にすぎないが、ユーザ機器(UE)、移動局、固定またはモバイルサブスクライバユニット、ポケベル、セルラー電話、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、ネットブック、ノートブックコンピュータ、パーソナルコンピュータ、無線センサ、消費者電子機器、スマートウォッチまたはスマート衣類等のウェアラブルデバイス、医療またはe健康デバイス、ロボット、産業機器、ドローン、車、トラック、電車、または飛行機等の車両等を含む、無線信号を伝送および/または受信するように構成される任意のタイプの装置またはデバイスを備えている、またはそのように具現化され得ることを理解されたい。
通信システム100はまた、基地局114aと、基地局114bとを含み得る。基地局114aは、WTRU102a、102b、102cのうちの少なくとも1つと無線でインターフェースをとり、コアネットワーク106/107/109、インターネット110、および/または他のネットワーク112等の1つ以上の通信ネットワークへのアクセスを促進するように構成される、任意のタイプのデバイスであり得る。基地局114bは、RRH(遠隔無線ヘッド)118a、118bおよび/またはTRP(伝送および受信点)119a、119bのうちの少なくとも1つと有線および/または無線でインターフェースをとり、コアネットワーク106/107/109、インターネット110、および/または他のネットワーク112等の1つ以上の通信ネットワークへのアクセスを促進するように構成される、任意のタイプのデバイスであり得る。RRH118a、118bは、WTRU102cのうちの少なくとも1つと無線でインターフェースをとり、コアネットワーク106/107/109、インターネット110、および/または他のネットワーク112等の1つ以上の通信ネットワークへのアクセスを促進するように構成される、任意のタイプのデバイスであり得る。TRP119a、119bは、WTRU102dのうちの少なくとも1つと無線でインターフェースをとり、コアネットワーク106/107/109、インターネット110、および/または他のネットワーク112等の1つ以上の通信ネットワークへのアクセスを促進するように構成される、任意のタイプのデバイスであり得る。一例として、基地局114a、114bは、送受信機基地局(BTS)、Node−B、eNode B、ホームNodeB、ホームeNode B、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、無線ルータ等であり得る。基地局114a、114bの各々は単一要素として描写されるが、基地局114a、114bは、任意の数の相互接続される基地局および/またはネットワーク要素を含み得ることを理解されるであろう。
基地局114aは、RAN103/104/105の一部であり得、これはまた、基地局コントローラ(BSC)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、中継ノード等の他の基地局および/またはネットワーク要素(図示せず)を含み得る。基地局114bは、RAN103b/104b/105bの一部であり得、基地局コントローラ(BSC)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、中継ノード等の他の基地局および/またはネットワーク要素(図示せず)を含み得る。基地局114aは、セル(図示せず)と称され得る、特定の地理的領域内で無線信号を伝送および/または受信するように構成され得る。基地局114bは、セル(図示せず)と称され得る、特定の地理的領域内で有線および/または無線信号を伝送および/または受信するように構成され得る。セルはさらに、セルセクタに分割され得る。例えば、基地局114aに関連付けられたセルは、3つのセクタに分割され得る。したがって、ある実施形態では、基地局114aは、例えば、セルのセクタ毎に1つの3つの送受信機を含み得る。ある実施形態では、基地局114aは、多入力多出力(MIMO)技術を採用し得、したがって、セルのセクタ毎に複数の送受信機を利用し得る。
基地局114aは、任意の好適な無線通信リンク(例えば、無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、可視光、cm波、mm波等)であり得る、エアインターフェース115/116/117を経由して、WTRU102a、102b、102cのうちの1つ以上のものと通信し得る。エアインターフェース115/116/117は、任意の好適な無線アクセス技術(RAT)を使用して確立され得る。
基地局114bは、任意の好適な有線(例えば、ケーブル、光ファイバ等)または無線通信リンク(例えば、無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、可視光、cm波、mm波等)であり得る、有線またはエアインターフェース115b/116b/117bを経由して、RRH118a、118bおよび/またはTRP119a、119bのうちの1つ以上のものと通信し得る。エアインターフェース115b/116b/117bは、任意の好適な無線アクセス技術(RAT)を使用して確立され得る。
RRH118a、118bおよび/またはTRP119a、119bは、任意の好適な無線通信リンク(例えば、無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、可視光、cm波、mm波等)であり得る、エアインターフェース115c/116c/117cを経由して、WTRU102c、102dのうちの1つ以上のものと通信し得る。エアインターフェース115c/116c/117cは、任意の好適な無線アクセス技術(RAT)を使用して確立され得る。
より具体的には、前述のように、通信システム100は、複数のアクセスシステムであり得、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC−FDMA等の1つ以上のチャネルアクセススキームを採用し得る。例えば、RAN103/104/105およびWTRU102a、102b、102c内の基地局114aまたはRAN103b/104b/105bおよびWTRU102c、102d内のRRH118a、118bおよびTRP119a、119bは、それぞれ、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))を使用して、エアインターフェース115/116/117または115c/116c/117cを確立し得る、ユニバーサルモバイル電気通信システム(UMTS)地上無線アクセス(UTRA)等の無線技術を実装し得る。WCDMA(登録商標)は、高速パケットアクセス(HSPA)および/または進化型HSPA(HSPA+)等の通信プロトコルを含み得る。HSPAは、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)および/または高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)を含み得る。
ある実施形態では、RAN103b/104b/105bおよびWTRU102c、102d内の基地局114aおよびWTRU102a、102b、102cまたはRRH118a、118bおよびTRP119a、119bは、それぞれ、ロングタームエボリューション(LTE)および/またはLTE−アドバンスト(LTE−A)を使用して、エアインターフェース115/116/117または115c/116c/117cを確立し得る、進化型UMTS地上無線アクセス(E−UTRA)等の無線技術を実装し得る。将来、エアインターフェース115/116/117は、3GPP NR技術を実装し得る。
ある実施形態では、RAN103/104/105内の基地局114aおよびRAN103b/104b/105bおよびWTRU102c、102d内のWTRU102a、102b、102cまたはRRH118a、118bおよびTRP119a、119bは、IEEE802.16(例えば、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000EV−DO、暫定規格2000(IS−2000)、暫定規格95(IS−95)、暫定規格856(IS−856)、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))、GSM(登録商標)進化型高速データレート(EDGE)、GSM(登録商標) EDGE(GERAN)等の無線技術を実装し得る。
図35における基地局114cは、例えば、無線ルータ、ホームNode B、ホームeNode B、またはアクセスポイントであり得、会社、自宅、車両、キャンパス等の場所等の局所エリア内の無線接続性を促進するための任意の好適なRATを利用し得る。ある実施形態では、基地局114cおよびWTRU102eは、IEEE802.11等の無線技術を実装して、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を確立し得る。ある実施形態では、基地局114cおよびWTRU102dは、IEEE802.15等の無線技術を実装して、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)を確立し得る。さらなる実施形態では、基地局114cおよびWTRU102eは、セルラーベースのRAT(例えば、WCDMA(登録商標)、CDMA2000、GSM(登録商標)、LTE、LTE−A等)を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立し得る。図35に示されるように、基地局114bは、インターネット110への直接接続を有し得る。したがって、基地局114cは、コアネットワーク106/107/109を介してインターネット110にアクセスするように要求されなくてもよい。
RAN103/104/105および/またはRAN103b/104b/105bは、インターネットプロトコル(VoIP)サービスを経由して、WTRU102a、102b、102c、102dのうちの1つ以上のものに、音声、データ、アプリケーション、および/または音声を提供するように構成される、任意のタイプのネットワークであり得る、コアネットワーク106/107/109と通信し得る。例えば、コアネットワーク106/107/109は、コール制御、請求サービス、モバイル場所ベースのサービス、プリペイドコール、インターネット接続性、ビデオ配信等を提供し、および/またはユーザ認証等の高レベルセキュリティ機能を実施し得る。
図35では図示されないが、RAN103/104/105および/またはRAN103b/104b/105bおよび/またはコアネットワーク106/107/109は、RAN103/104/105および/またはRAN103b/104b/105bと同一RATまたは異なるRATを採用する、他のRANと直接または間接通信し得ることを理解されるであろう。例えば、E−UTRA無線技術を利用し得る、RAN103/104/105および/またはRAN103b/104b/105bに接続されることに加え、コアネットワーク106/107/109はまた、GSM(登録商標)無線技術を採用する別のRAN(図示せず)と通信し得る。
コアネットワーク106/107/109はまた、WTRU102a、102b、102c、102d、102eのためのゲートウェイとしての役割を果たし、PSTN108、インターネット110、および/または他のネットワーク112にアクセスし得る。PSTN108は、従来のアナログ電話回線サービス(POTS)を提供する、回路交換電話ネットワークを含み得る。インターネット110は、伝送制御プロトコル(TCP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、およびTCP/IPインターネットプロトコルスイートにおけるインターネットプロトコル(IP)等の共通通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含み得る。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される、有線または無線通信ネットワークを含み得る。例えば、ネットワーク112は、RAN103/104/105および/またはRAN103b/104b/105bと同一RATまたは異なるRATを採用し得る、1つ以上のRANに接続される、別のコアネットワークを含み得る。
通信システム100内のWTRU102a、102b、102c、102dの一部または全部は、マルチモード能力を含み得る、例えば、WTRU102a、102b、102c、102d、および102eは、異なる無線リンクを経由して異なる無線ネットワークと通信するための複数の送受信機を含み得る。例えば、図35に示されるWTRU102eは、セルラーベースの無線技術を採用し得る、基地局114aと、IEEE802無線技術を採用し得る、基地局114cと通信するように構成され得る。
図36は、例えば、WTRU102等の本明細書に図示される実施形態に従って無線通信のために構成される例示的装置またはデバイスのブロック図である。図36に示されるように、例示的WTRU102は、プロセッサ118と、送受信機120と、伝送/受信要素122と、スピーカ/マイクロホン124と、キーパッド126と、ディスプレイ/タッチパッド/インジケータ128と、非取り外し可能メモリ130と、取り外し可能メモリ132と、電源134と、全地球測位システム(GPS)チップセット136と、他の周辺機器138とを含み得る。WTRU102は、実施形態と一致したままで、前述の要素の任意の副次的組み合わせを含み得ることを理解されるであろう。また、実施形態は、限定ではないが、とりわけ、送受信機ステーション(BTS)、Node−B、サービス拠点コントローラ、アクセスポイント(AP)、ホームNode−B、進化型ホームNode−B(eNodeB)、ホーム進化型Node−B(HeNB)、ホーム進化型Node−Bゲートウェイ、およびプロキシノード等の基地局114aおよび114bおよび/または基地局114aおよび114bが表し得るノードは、図36に描写され、本明細書に説明される要素の一部または全部を含み得ることを想定する。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連付けられた1つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態マシン等であり得る。プロセッサ118は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはWTRU102が無線環境内で動作することを可能にする、任意の他の機能性を果たし得る。プロセッサ118は、伝送/受信要素122に結合され得る、送受信機120に結合され得る。図36は、プロセッサ118および送受信機120を別個のコンポーネントとして描写するが、プロセッサ118および送受信機120は、電子パッケージまたはチップにともに統合され得ることを理解されるであろう。
伝送/受信要素122は、エアインターフェース115/116/117を経由して、基地局(例えば、基地局114a)へ信号を伝送する、またはそこから信号を受信するように構成され得る。例えば、ある実施形態では、伝送/受信要素122は、RF信号を伝送および/または受信するように構成されるアンテナであり得る。図35では図示されないが、RAN103/104/105および/またはコアネットワーク106/107/109は、RAN103/104/105と同一RATまたは異なるRATを採用する、他のRANと直接または間接通信し得ることを理解されるであろう。例えば、E−UTRA無線技術を利用し得る、RAN103/104/105に接続されることに加え、コアネットワーク106/107/109はまた、GSM(登録商標)無線技術を採用する別のRAN(図示せず)と通信し得る。
コアネットワーク106/107/109はまた、WTRU102a、102b、102c、102dのためのゲートウェイとしての役割を果たし、PSTN108、インターネット110、および/または他のネットワーク112にアクセスし得る。PSTN108は、従来のアナログ電話回線サービス(POTS)を提供する、回路交換電話ネットワークを含み得る。インターネット110は、伝送制御プロトコル(TCP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、およびTCP/IPインターネットプロトコルスイートにおけるインターネットプロトコル(IP)等の共通通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含み得る。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される、有線または無線通信ネットワークを含み得る。例えば、ネットワーク112は、RAN103/104/105と同一RATまたは異なるRATを採用し得る、1つ以上のRANに接続される、別のコアネットワークを含み得る。
通信システム100内のWTRU102a、102b、102c、102dの一部または全部は、マルチモード能力を含み得る、例えば、WTRU102a、102b、102c、および102dは、異なる無線リンクを経由して異なる無線ネットワークと通信するための複数の送受信機を含み得る。例えば、図35に示されるWTRU102cは、セルラーベースの無線技術を採用し得る、基地局114aと、IEEE802無線技術を採用し得る、基地局114bと通信するように構成され得る。
図36は、例えば、WTRU102等の本明細書に図示される実施形態に従って無線通信のために構成される例示的装置またはデバイスのブロック図である。図36に示されるように、例示的WTRU102は、プロセッサ118と、送受信機120と、伝送/受信要素122と、スピーカ/マイクロホン124と、キーパッド126と、ディスプレイ/タッチパッド/インジケータ128と、非取り外し可能メモリ130と、取り外し可能メモリ132と、電源134と、全地球測位システム(GPS)チップセット136と、他の周辺機器138とを含み得る。WTRU102は、実施形態と一致したままで前述の要素の任意の副次的組み合わせを含み得ることを理解されるであろう。また、実施形態は、限定ではないが、とりわけ、送受信機ステーション(BTS)、Node−B、サービス拠点コントローラ、アクセスポイント(AP)、ホームNode−B、進化型ホームNode−B(eNodeB)、ホーム進化型Node−B(HeNB)、ホーム進化型Node−Bゲートウェイ、およびプロキシノード等の基地局114aおよび114bおよび/または基地局114aおよび114bが表し得るノードが、図36に描写され、本明細書に説明される要素の一部または全部を含み得ることを想定する。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連付けられた1つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態マシン等であり得る。プロセッサ118は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはWTRU102が無線環境内で動作することを可能にする、任意の他の機能性を実施し得る。プロセッサ118は、伝送/受信要素122に結合され得る、送受信機120に結合され得る。図36は、プロセッサ118および送受信機120を別個のコンポーネントとして描写するが、プロセッサ118および送受信機120は、電子パッケージまたはチップにともに統合され得ることを理解されるであろう。
伝送/受信要素122は、エアインターフェース115/116/117を経由して、基地局(例えば、基地局114a)へ信号を伝送する、またはそこから信号を受信するように構成され得る。例えば、ある実施形態では、伝送/受信要素122は、RF信号を伝送および/または受信するように構成される、アンテナであり得る。ある実施形態では、伝送/受信要素122は、例えば、IR、UV、もしくは可視光信号を伝送および/または受信するように構成されるエミッタ/検出器であり得る。さらなる実施形態では、伝送/受信要素122は、RFおよび光信号の両方を伝送ならびに受信するように構成され得る。伝送/受信要素122は、無線もしくは有線信号の任意の組み合わせを伝送および/または受信するように構成され得ることを理解されるであろう。
加えて、伝送/受信要素122は、単一の要素として図36で描写されているが、WTRU102は、任意の数の伝送/受信要素122を含み得る。より具体的には、WTRU102は、MIMO技術を採用し得る。したがって、実施形態では、WTRU102は、エアインターフェース115/116/117を経由して無線信号を伝送および受信するための2つまたはそれを上回る伝送/受信要素122(例えば、複数のアンテナ)を含み得る。
送受信機120は、伝送/受信要素122によって伝送される信号を変調するように、および伝送/受信要素122によって受信される信号を復調するように構成され得る。上記のように、WTRU102は、マルチモード能力を有し得る。したがって、送受信機120は、WTRU102が、例えば、UTRAおよびIEEE802.11等の複数のRATを介して通信することを可能にするための複数の送受信機を含み得る。
WTRU102のプロセッサ118は、スピーカ/マイクロホン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド/インジケータ128(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)ディスプレイユニットまたは有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイユニット)に結合され、そこからユーザ入力データを受信し得る。プロセッサ118はまた、ユーザデータをスピーカ/マイクロホン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド/インジケータ128に出力し得る。加えて、プロセッサ118は、非取り外し可能メモリ130および/または取り外し可能メモリ132等の任意のタイプの好適なメモリから情報にアクセスし、その中にデータを記憶し得る。非取り外し可能メモリ130は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取専用メモリ(ROM)、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含み得る。取り外し可能メモリ132は、サブスクライバ識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、セキュアデジタル(SD)メモリカード等を含み得る。ある実施形態では、プロセッサ118は、サーバまたはホームコンピュータ(図示せず)上等のWTRU102上に物理的に位置しないメモリから情報にアクセスし、その中にデータを記憶し得る。
プロセッサ118は、電源134から電力を受電し得、WTRU102内の他のコンポーネントへの電力を分配および/または制御するように構成され得る。電源134は、WTRU102に給電するための任意の好適なデバイスであり得る。例えば、電源134は、1つ以上の乾電池、太陽電池、燃料電池等を含み得る。
プロセッサ118はまた、WTRU102の現在の場所に関する場所情報(例えば、経度および緯度)を提供するように構成され得る、GPSチップセット136に結合され得る。GPSチップセット136からの情報に加え、またはその代わりに、WTRU102は、エアインターフェース115/116/117を経由して、基地局(例えば、基地局114a、114b)から場所情報を受信し、および/または2つまたはそれを上回る近傍基地局から受信されている信号のタイミングに基づいて、その場所を決定し得る。WTRU102は、実施形態と一致したままで、任意の好適な場所決定方法を介して場所情報を獲得し得ることを理解されるであろう。
プロセッサ118はさらに、追加の特徴、機能性、および/または有線もしくは無線接続性を提供する、1つ以上のソフトウェアならびに/もしくはハードウェアモジュールを含み得る、他の周辺機器138に結合され得る。例えば、周辺機器138は、加速度計、バイオメトリック(例えば、指紋)センサ等の種々のセンサ、e−コンパス、衛星送受信機、デジタルカメラ(写真またはビデオ用)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポートまたは他の相互接続インターフェース、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Bluetooth(登録商標)モジュール、周波数変調(FM)無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ等を含み得る。
WTRU102は、センサ、消費者電子機器、スマートウォッチまたはスマート衣類等のウェアラブルデバイス、医療またはe−ヘルスデバイス、ロボット、産業機器、ドローン、車、トラック、電車、または飛行機等の車両等の他の装置もしくはデバイスで具現化され得る。WTRU102は、周辺機器138のうちの1つを備え得る相互接続インターフェース等の1つ以上の相互接続インターフェースを介して、そのような装置もしくはデバイスの他のコンポーネント、モジュール、またはシステムに接続し得る。
図37は、ある実施形態による、RAN103およびコアネットワーク106の系統図である。前述のように、RAN103は、UTRA無線技術を採用し、エアインターフェース115を経由して、WTRU102a、102b、および102cと通信し得る。RAN103はまた、コアネットワーク106と通信し得る。図37に示されるように、RAN103は、それぞれ、エアインターフェース115を経由して、WTRU102a、102b、102cと通信するための1つ以上の送受信機を含み得る、Node−B140a、140b、140cを含み得る。Node−B140a、140b、140cの各々は、RAN103内の特定のセル(図示せず)に関連付けられ得る。RAN103はまた、RNC142a、142bを含み得る。RAN103は、実施形態と一致したままで、任意の数のNode−BおよびRNCを含み得ることを理解されるであろう。
図37に示されるように、Node−B140a、140bは、RNC142aと通信し得る。加えて、Node−B140cは、RNC142bと通信し得る。Node−B140a、140b、140cは、Iubインターフェースを介して、それぞれのRNC142a、142bと通信し得る。RNC142a、142bは、Iurインターフェースを介して、互いに通信し得る。RNC142a、142bの各々は、接続されるそれぞれのNode−B140a、140b、140cを制御するように構成され得る。加えて、RNC142a、142bの各々は、外部ループ電力制御、負荷制御、受付制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロ−多様性、セキュリティ機能、データ暗号化等の他の機能性を実施またはサポートするように構成され得る。
図37に示されるコアネットワーク106は、メディアゲートウェイ(MGW)144、モバイル切り替えセンタ(MSC)146、サービングGPRSサポートノード(SGSN)148、および/またはゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)150を含み得る。前述の要素の各々は、コアネットワーク106の一部として描写されるが、これらの要素のうちの任意の1つは、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または運営され得ることを理解されるであろう。
RAN103内のRNC142aは、IuCSインターフェースを介して、コアネットワーク106内のMSC146に接続され得る。MSC146は、MGW144に接続され得る。MSC146およびMGW144は、WTRU102a、102b、102cに、PSTN108等の回路交換ネットワークへのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cと従来の地上通信デバイスとの間の通信を促進し得る。
RAN103内のRNC142aはまた、IuPSインターフェースを介して、コアネットワーク106内のSGSN148に接続され得る。SGSN148は、GGSN150に接続され得る。SGSN148およびGGSN150は、WTRU102a、102b、102cに、インターネット110等のパケット交換ネットワークへのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cとIP対応デバイスとの間の通信を促進し得る。
前述のように、コアネットワーク106はまた、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される他の有線または無線ネットワークを含み得る、ネットワーク112に接続され得る。
図38は、ある実施形態による、RAN104およびコアネットワーク107の系統図である。前述のように、RAN104は、E−UTRA無線技術を採用し、エアインターフェース116を経由して、WTRU102a、102b、および102cと通信し得る。RAN104はまた、コアネットワーク107と通信し得る。
RAN104は、eNode−B160a、160b、160cを含み得るが、RAN104は、実施形態と一致したままで、任意の数のeNode−Bを含み得ることを理解されるであろう。eNode−B160a、160b、160cの各々は、エアインターフェース116を経由して、WTRU102a、102b、102cと通信するための1つ以上の送受信機を含み得る。ある実施形態では、eNode−B160a、160b、160cは、MIMO技術を実装し得る。したがって、eNode−B160aは、例えば、複数のアンテナを使用して、WTRU102aに無線信号を伝送し、そこから無線信号を受信し得る。
eNode−B160a、160b、および160cの各々は、特定のセル(図示せず)に関連付けられ得、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび/またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリング等をハンドリングするように構成され得る。図38に示されるように、eNode−B160a、160b、160cは、X2インターフェースを経由して、互いに通信し得る。
図38に示されるコアネットワーク107は、モビリティ管理ゲートウェイ(MME)162と、サービングゲートウェイ164と、パケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ166とを含み得る。前述の要素の各々は、コアネットワーク107の一部として描写されるが、これらの要素のうちの任意の1つは、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または運営され得ることを理解されるであろう。
MME162は、S1インターフェースを介して、RAN104内のeNode−B160a、160b、および160cの各々に接続され得、制御ノードとしての役割を果たし得る。例えば、MME162は、WTRU102a、102b、102cのユーザの認証、ベアラアクティブ化/非アクティブ化、WTRU102a、102b、102cの初期アタッチの間の特定のサービングゲートウェイの選択等に責任があり得る。MME162はまた、RAN104とGSM(登録商標)またはWCDMA(登録商標)等の他の無線技術を採用する他のRAN(図示せず)との間の切り替えのための制御プレーン機能を提供し得る。
サービングゲートウェイ164は、S1インターフェースを介して、RAN104内のeNode−B160a、160b、および160cの各々に接続され得る。サービングゲートウェイ164は、概して、ユーザデータパケットをWTRU102a、102b、102cへ/からルーティングおよび転送し得る。サービングゲートウェイ164はまた、eNodeB間ハンドオーバの間のユーザプレーンのアンカ、ダウンリンクデータがWTRU102a、102b、102cのために利用可能であるときのページングのトリガ、WTRU102a、102b、102cのコンテキストの管理および記憶等の他の機能を実施し得る。
サービングゲートウェイ164はまた、WTRU102a、102b、102cに、インターネット110等のパケット交換ネットワークへのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cとIP対応デバイスとの間の通信を促進し得る、PDNゲートウェイ166に接続され得る。
コアネットワーク107は、他のネットワークとの通信を促進し得る。例えば、コアネットワーク107は、WTRU102a、102b、102cに、PSTN108等の回路交換ネットワークへのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cと従来の地上通信デバイスとの間の通信を促進し得る。例えば、コアネットワーク107は、コアネットワーク107とPSTN108との間のインターフェースとしての役割を果たす、IPゲートウェイ(例えば、IPマルチメディアサブシステム(IMS)サーバ)を含み得る、またはそれと通信し得る。加えて、コアネットワーク107は、WTRU102a、102b、102cに、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される他の有線または無線ネットワークを含み得る、ネットワーク112へのアクセスを提供し得る。
図39は、ある実施形態による、RAN105およびコアネットワーク109の系統図である。RAN105は、IEEE802.16無線技術を採用し、エアインターフェース117を経由して、WTRU102a、102b、および102cと通信する、アクセスサービスネットワーク(ASN)であり得る。さらに以下に議論されるであろうように、WTRU102a、102b、102c、RAN105の異なる機能エンティティとコアネットワーク109との間の通信リンクは、参照点として定義され得る。
図39に示されるように、RAN105は、基地局180a、180b、180cと、ASNゲートウェイ182とを含み得るが、RAN105は、実施形態と一致したままで、任意の数の基地局およびASNゲートウェイを含み得ることを理解されるであろう。基地局180a、180b、180cの各々は、RAN105内の特定のセルに関連付けられ得、エアインターフェース117を経由してWTRU102a、102b、102cと通信するための1つ以上の送受信機を含み得る。ある実施形態では、基地局180a、180b、180cは、MIMO技術を実装し得る。したがって、基地局180aは、例えば、複数のアンテナを使用して、WTRU102aに無線信号を伝送し、そこから無線信号を受信し得る。基地局180a、180b、180cはまた、ハンドオフトリガ、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、サービスの質(QoS)ポリシ強制等、モビリティ管理機能を提供し得る。ASNゲートウェイ182は、トラフィック集約点としての役割を果たし得、ページング、サブスクライバプロファイルのキャッシュ、コアネットワーク109へのルーティング等に責任があり得る。
WTRU102a、102b、102cとRAN105との間のエアインターフェース117は、IEEE802.16仕様を実装する、R1参照点として定義され得る。加えて、WTRU102a、102b、および102cの各々は、論理インターフェース(図示せず)をコアネットワーク109と確立し得る。WTRU102a、102b、102cとコアネットワーク109との間の論理インターフェースは、認証、認可、IPホスト構成管理、および/またはモビリティ管理のために使用され得る、R2参照点として定義され得る。
基地局180a、180b、および180cのそれぞれ間の通信リンクは、基地局間のWTRUハンドオーバおよびデータの転送を促進するためのプロトコルを含む、R8参照点として定義され得る。基地局180a、180b、180cとASNゲートウェイ182との間の通信リンクは、R6参照点として定義され得る。R6参照点は、WTRU102a、102b、102cの各々に関連付けられたモビリティイベントに基づいてモビリティ管理を促進するためのプロトコルを含み得る。
図39に示されるように、RAN105は、コアネットワーク109に接続され得る。RAN105とコアネットワーク109との間の通信リンクは、例えば、データ転送およびモビリティ管理能力を促進するためのプロトコルを含む、R3参照点として定義され得る。コアネットワーク109は、モバイルIPホームエージェント(MIP−HA)184と、認証、認可、課金(AAA)サーバ186と、ゲートウェイ188とを含み得る。前述の要素の各々は、コアネットワーク109の一部として描写されるが、これらの要素のうちの任意の1つは、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または運営され得ることを理解されるであろう。
MIP−HAは、IPアドレス管理に責任があり得、WTRU102a、102b、および102cが、異なるASNおよび/または異なるコアネットワーク間でローミングすることを可能にし得る。MIP−HA184は、WTRU102a、102b、102cに、インターネット110等のパケット交換ネットワークへのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cとIP対応デバイスとの間の通信を促進し得る。AAAサーバ186は、ユーザ認証およびユーザサービスをサポートすることに責任があり得る。ゲートウェイ188は、他のネットワークとのインターワーキングを促進し得る。例えば、ゲートウェイ188は、WTRU102a、102b、102cに、PSTN108等の回路交換ネットワークへのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cと従来の地上通信デバイスとの間の通信を促進し得る。加えて、ゲートウェイ188は、WTRU102a、102b、102cに、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される他の有線または無線ネットワークを含み得る、ネットワーク112へのアクセスを提供し得る。
図39では図示されないが、RAN105は、他のASNに接続され得、コアネットワーク109は、他のコアネットワークに接続され得ることを理解されるであろう。RAN105と他のASNとの間の通信リンクは、RAN105と他のASNとの間のWTRU102a、102b、102cのモビリティを協調するためのプロトコルを含み得る、R4参照点として定義され得る。コアネットワーク109と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、ホームコアネットワークと訪問したコアネットワークとの間のインターワーキングを促進するためのプロトコルを含み得る、R5参照点として定義され得る。
本明細書に説明され、図35、37、38、および39に図示される、コアネットワークエンティティは、ある既存の3GPP仕様におけるそれらのエンティティに与えられる名称によって識別されるが、将来において、それらのエンティティおよび機能性は、他の名称によって識別され得、あるエンティティまたは機能は、将来的3GPP NR仕様を含む、3GPPによって公開される将来的仕様において組み合わせられ得ることを理解されたい。したがって、図35、36、37、38、および39に説明および図示される特定のネットワークエンティティおよび機能性は、一例としてのみ提供され、本明細書で開示および請求される主題は、現在定義されているか、または将来的に定義されるかどうかにかかわらず、任意の類似通信システムにおいて具現化または実装され得ることを理解されたい。
図40に示される5Gコアネットワーク170は、アクセスおよびモビリティ管理機能(AMF)172と、セッション管理機能(SMF)174と、ユーザプレーン機能(UPF)176と、ユーザデータ管理機能(UDM)178と、認証サーバ機能(AUSF)180と、ネットワークエクスポージャ機能(NEF)と、ポリシ制御機能(PCF)184と、非3GPPインターワーキング機能(N3IWF)192と、アプリケーション機能(AF)188とを含み得る。前述の要素の各々は、5Gコアネットワーク170の一部として描写されるが、これらの要素のうちの任意の1つは、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または動作され得ることを理解されたい。また、5Gコアネットワークは、これらの要素の全てから成らなくてもよく、追加の要素から成ってもよく、これらの要素のそれぞれの複数のインスタンスから成ってもよいことを理解されたい。図40は、ネットワーク機能が、直接、互いに接続することを示すが、しかしながら、それらは、ダイアメータルーティングエージェントまたはメッセージバス等のルーティングエージェントを介して通信し得ることを理解されるであろう。
AMF172は、N2インターフェースを介して、RAN103/104/105/103b/104b/105bの各々に接続され得、制御ノードとしての役割を果たし得る。例えば、AMF172は、登録管理、接続管理、到達可能性管理、アクセス認証、アクセス認可に責任があり得る。AMF172は、概してNASパケットをWTRU102a、102b、102cに/から、ルーティングおよび転送し得る。
SMF174は、N11インターフェースを介してAMF172に接続され得、N7インターフェースを介してPCF184に接続され得、N4インターフェースを介してUPF176に接続され得る。SMF174は、制御ノードとしての役割を果たし得る。例えば、SMF174は、セッション管理、WTRU102a、102b、102cIPアドレス配分および管理ならびにUPF176におけるトラフィックステアリングルールの構成、ならびにダウンリンクデータ通知の生成に責任があり得る。
SMF174はまた、UPF176に接続され得、それは、WTRU102a、102b、102cに、インターネット110等のデータネットワーク(DN)190へのアクセスを提供し、WTRU102a、102b、102cとIP対応デバイスとの間の通信を促進し得る。SMF174は、N4インターフェースを介して、UPF176におけるトラフィックステアリングルールを管理および構成し得る。UPF176は、データネットワークとのパケットデータユニット(PDU)セッションの相互接続、パケットルーティングおよび転送、ポリシルール施行、ユーザプレーントラフィックのためのサービスの質のハンドリング、ならびにダウンリンクパケットバッファリングに責任があり得る。
AMF172はまた、N2インターフェースを介して、N3IWF192に接続され得る。N3IWFは、3GPPによって定義されない無線インターフェース技術を介して、WTRU102a、102b、102cとNRコアネットワーク170との間の接続を促進する。
PCF184は、N7インターフェースを介してSMF174に接続され、N15インターフェースを介してAMF172に接続され、N5インターフェースを介してアプリケーション機能(AF)188に接続され得る。PCF184は、ポリシルールを提供し、AMF172およびSMF174等のプレーンノードを制御し、制御プレーンノードが、これらのルールを施行することを可能にし得る。
UDM178は、認証証明書およびサブスクリプション情報のためのリポジトリとして作用する。UDMは、AMF172、SMF174、およびAUSF180等の他の機能に接続し得る。
AUSF180は、認証関連動作を実施し、N13インターフェースを介してUDM178に、N12インターフェースを介してAMF172に接続する。
NEFは、能力およびサービスを5Gコアネットワーク170内でエクスポーズする。NEFは、インターフェースを介してAF188に接続し得、5Gコアネットワーク170の能力およびサービスをエクスポーズするために、他の制御プレーンおよびユーザプレーン機能(180、178、172、172、184、176、およびN3IWF)に接続し得る。
5Gコアネットワーク170は、他のネットワークとの通信を促進し得る。例えば、コアネットワーク170は、5Gコアネットワーク170とPSTN108との間のインターフェースとしての役割を果たす、IPゲートウェイ(例えば、IPマルチメディアサブシステム(IMS)サーバ)を含み得る、またはそれと通信し得る。例えば、コアネットワーク170は、ショートメッセージサービスを介して通信を促進する、ショートメッセージサービス(SMS)サービスセンタを含む、またはそれと通信し得る。例えば、5Gコアネットワーク170は、WTRU102a、102b、102cとサーバとの間の非IPデータパケットの交換を促進し得る。加えて、コアネットワーク170は、WTRU102a、102b、102cに、他のサービスプロバイダによって所有および/または動作される他の有線または無線ネットワークを含み得る、ネットワーク112へのアクセスを提供し得る。