JP2019526961A - 接続試み方法及びユーザ機器と、接続制御方法及び基地局 - Google Patents

Abstract

本発明の無線通信システムにおいて、ユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)は複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を受信することができる。ＵＥは複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を受信することができる。ＵＥはＵＥのデータがマッピング情報に従って属する接続カテゴリーと、バーリング情報に基づいてネットワークに接続を試るか否かを決定することができる。【選択図】図１１

Description

本発明は無線通信システムに関し、ネットワークへの接続を試みる方法及び装置、該接続を制御する方法及び装置に関する。

無線通信システムが音声やデータなどのような種々の通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。一般に、無線通信システムは、可用システムリソース(帯域幅、伝送パワーなど)を共有してマルチユーザとの通信を支援できる多重接続(ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システムである。多重接続システムの例には、ＣＤＭＡ(ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＦＤＭＡ(ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＴＤＭＡ(ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＯＦＤＭＡ(ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＳＣ−ＦＤＭＡ(ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＭＣ−ＦＤＭＡ(ｍｕｌｔｉ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システムなどがある。

機器間(Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ；Ｍ２Ｍ)通信と、高いデータ送信量を要求するスマートフォン、タブレットＰＣなどの様々な装置及び技術が出現及び普及されている。これに伴い、セルラーネットワークにおいて処理が要求されるデータ量も急増している。このように急増しているデータ処理要求量を満たすために、より多い周波数帯域を効率的に使用するための搬送波集成(ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)技術、認知無線(ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ)技術などと、限定された周波数内で送信されるデータ容量を高めるための多重アンテナ技術、多重基地局協調技術などが発展している。

一方、ユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ)がその周辺で接続(ａｃｃｅｓｓ)可能なノード(ｎｏｄｅ)の密度が高くなる方向に通信環境が進化している。ノードとは、一つ以上のアンテナを具備してＵＥと無線信号を送信／受信できる固定の地点(ｐｏｉｎｔ)をいう。高い密度のノードを有する通信システムは、ノード同士の協調によってさらに高い性能の通信サービスをＵＥに提供することができる。

より多くの通信装置がより大きい通信容量を要求することにより、レガシー無線接続技術(ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＲＡＴ)に比べて向上したモバイル広帯域通信に対する必要性が台頭しつつある。また、複数の装置と客体(ｏｂｊｅｃｔ)とを相互接続していつどこでも様々なサービスを提供するための大規模機械タイプ通信(ｍａｓｓｉｖｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ｍＭＴＣ)は、次世代通信において考慮すべき主要争点の一つである。また、信頼度及び待機時間に敏感なサービス/ＵＥを考慮して設計される通信システムに関する議論が進行中である。次世代(ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ)無線接続技術の導入は、向上したモバイル広帯域通信(ｅＭＢＢ)、ｍＭＴＣ、超高信頼性及び低待機時間通信(ｕｌｔｒａ−ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｌａｔｅｎｃｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｌ、ＵＲＬＬＣ)などを考慮して論議されている。

新しい無線通信技術の導入により、基地局が所定リソース領域でサービスを提供すべきＵＥの個数が増加するだけでなく、上記基地局がサービスを提供するＵＥと送信／受信するデータ及び制御情報の量も増加している。基地局がＵＥとの通信に利用可能な無線リソースの量は有限であるため、有限の無線リソースを用いて基地局がデータ及び／又は制御情報をＵＥから／に効率的に受信／送信するための新しい方案が望まれる。

またスマート機器の発達により、少量のデータを効率的に送受信、或いは低い頻度で発生するデータを効率的に送受信するための新しい方案が求められている。

またネットワーク機能の導入によって、ＵＥによるネットワークへの接続を効率的に制御する方案が求められている。

またＵＥの種類及びサービスによって各々異なる接続機会を提供しながら、最小のシステム負荷でＵＥに公正な接続機会を提供する方案が求められている。

本発明が遂げようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限定されず、言及していない別の技術的課題は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得るだろう。

本発明の一様相において、無線通信システムにおいてユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)がネットワークに接続を試みる方法が提供される。方法は、複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を受信し、複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を受信し、ＵＥのデータがマッピング情報に従って属する接続カテゴリーと、バーリング情報に基づいて、ネットワークに接続を試るか否かを決定する。

本発明の他の様相において、無線通信システムにおいてネットワークに接続を試みるユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)が提供される。ユーザ機器は無線周波数(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)ユニット、及びＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサを含む。プロセッサは、複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を受信するようにＲＦユニットを制御し、複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を受信するようにＲＦユニットを制御し、ＵＥのデータがマッピング情報に従って属する接続カテゴリーと、バーリング情報に基づいて、ネットワークに接続を試みるか否かを決定するように構成される。

本発明のさらに他の様相において、無線通信システムにおいて基地局がユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)によるネットワークへの接続を制御する方法が提供される。方法は、複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を送信し、複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を送信し、ユーザ機器からネットワークへの接続要請を受信することを含む。

本発明のさらに他の様相において、無線通信システムにおいてユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)によるネットワークへの接続を制御する基地局が提供される。基地局は無線周波数(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)ユニット、及びＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサを含む。プロセッサは、複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を送信するようにＲＦユニットを制御し、複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を送信するようにＲＦユニットを制御し、ユーザ機器からネットワークへの接続要請を受信するようにＲＦユニットを制御するように構成される。

本発明の各様相において、マッピング情報は複数の接続カテゴリーの各々に対するネットワークスライス、ＩＰアドレス又は接続原因を示すことができる。

本発明の各様相において、複数の接続カテゴリーはいかなるマッピング基準にも合わない接続のための接続カテゴリーを含むことができる。

本発明の各様相において、マッピング情報は複数の接続カテゴリーの各々に対するネットワークスライス、ＩＰアドレス、接続原因又は接続クラスを示すことができる。

本発明の各様相において、データが属する接続カテゴリーに対する接続が許容されると接続を試み、許容されないと接続を試みないことができる。

上記の課題解決方法は本発明の実施例の一部に過ぎず、本願発明の技術的特徴が反映された様々な実施例が、当該技術の分野における通常の知識を有する者によって、以下に詳述する本発明の詳細な説明に基づいて導出され理解されるであろう。

本発明によれば、ＵＥによるネットワーク接続を効率的に制御することができる。

本発明によれば、ＵＥの種類及びサービスによって各々異なる接続機会を提供することができる。また本発明によれば、最小のシステム負荷でＵＥに公正な接続機会を付与することができる。

本発明によれば、無線通信信号を効率的に送受信することができる。これによって、無線通信システムの全体処理量(ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)を高めることができる。

本発明による効果は、以上で言及した効果に限定されず、言及していない別の効果は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得るだろう。

本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に係る実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
ＥＰＣ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ)を含むＥＰＳ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ)の概略的な構造を示す図である。 一般的なＥ−ＵＴＲＡＮとＥＰＣのアーキテクチャを示す例示図である。 制御平面における無線インタフェースプロトコルの構造を示す例示図である。 ユーザ平面における無線インタフェースプロトコルの構造を示す例示図である。 ユーザ平面及び制御平面のためのＬＴＥプロトコルスタックを例示する図である。 任意接続(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ)過程を説明するためのフローチャートである。 無線リソース制御(ＲＲＣ)層における連結過程を示す図である。 Ｖ２Ｘ(Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ)通信環境を示す図である。 次世代(ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、ＮｅｘｔＧｅｎ)システムのための参照(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ)モデルとして使用可能な高いレベルのアーキテクチャを例示する図である。 本発明による接続制御メカニズムの一例を示す図である。 本発明による接続制御メカニズムの他の例を示す図である。 本発明による接続制御メカニズムのさらに他の例を示す図である。 本発明による接続制御メカニズムのさらに他の例を示す図である。 本発明による接続制御メカニズムのさらに他の例を示す図である。 本発明の提案に適用されるノード装置の構成を示す図である。

本発明で使われる用語は、本発明における機能を考慮すると共に、可能な限り現在広く使われている一般的な用語を選択したが、これは、当該分野に従事する技術者の意図又は判例、新しい技術の出現などによって変更されてもよい。また、特定の場合には出願人が任意に選定した用語もあり、この場合は、該当する発明の説明部分においてその意味を詳しく記載するものとする。従って、本発明で使われる用語は単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般に亘る内容に基づいて定義されるべきである。

以下の実施例は本発明の構成要素と特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例において説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は別の実施例に含まれてもよく、別の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。

図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせるような手順又は段階などは記述を省略し、当事業者のレベルで理解し得るような手順又は段階も記述を省略した。

明細書全体を通じて、ある部分がある構成要素を“含む(ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ又はｉｎｃｌｕｄｉｎｇ)”とされているとき、これは、特別な記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得るということを意味する。また、明細書に記載された“…部”、“…器”、“モジュール”などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現することができる。また、“ある(ａ又はａｎ)”、“一つ(ｏｎｅ)”、“その(ｔｈｅ)”及び類似関連語は、本発明を記述する文脈において(特に、以下の請求項の文脈において)本明細書に別に指示されたり文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の双方を含む意味で使うことができる。

本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２．ｘｘシステム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム及び３ＧＰＰ２システムの少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。即ち、本発明の実施例において説明していない自明な段階又は部分は、上記文書を参照して説明することができる。

また、本文書に開示されている全ての用語は、上記標準文書によって説明されることができる。例えば、この明細書は３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１１、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１３、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３２１、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３２２、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３２３、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３３１、３ＧＰＰ ＴＳ ２３.２０３、３ＧＰＰ ＴＳ ２３.４０１、３ＧＰＰ ＴＳ ２４.３０１、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２２８、３ＧＰＰ ＴＳ ２９．２２８、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２１８、３ＧＰＰ ＴＳ ２２．０１１、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４１３、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．３０３の標準文書のうちの１つ以上によって裏付けられる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明しようとするもので、本発明が実施され得る唯一の実施の形態を表そうとするものではない。

また、本発明の実施例で使われる特定用語は本発明の理解を助けるために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で別の形態に変更されてもよい。

まず、本明細書で使われる用語は次のように定義される。

−ＩＭＳ(ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ又はＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ)：ＩＰ上で音声又は他のマルチメディアサービスを配達するための標準化を提供するための構造的(ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ)フレームワーク(ｆｒａｍｅｗｏｒｋ)。

−ＵＭＴＳ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ)：３ＧＰＰによって開発された、ＧＳＭ(Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ)ベースの３世代(Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ)移動通信技術。

−ＥＰＳ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ)：ＩＰ(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)ベースのＰＳ(ｐａｃｋｅｔ ｓｗｉｔｃｈｅｄ)コア(ｃｏｒｅ)ネットワークであるＥＰＣ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ)とＬＴＥ／ＵＴＲＡＮなどのアクセスネットワークとで構成されたネットワークシステム。ＵＭＴＳが進化した形態のネットワークである。

−ＮｏｄｅＢ：ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮの基地局。屋外に設置し、カバレッジはマクロセル(ｍａｃｒｏ ｃｅｌｌ)規模である。

−ｅＮｏｄｅＢ／ｅＮＢ：Ｅ−ＵＴＲＡＮの基地局。屋外に設置し、カバレッジはマクロセル(ｍａｃｒｏ ｃｅｌｌ)規模である。

−ＵＥ(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ)：ユーザ機器。ＵＥは、ＵＥ(ｔｅｒｍｉｎａｌ)、ＭＥ(Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ)、ＭＳ(Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ)などと呼ぶこともできる。また、ＵＥは、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ)、スマートフォン、マルチメディア機器などのように携帯可能な機器であってもよく、ＰＣ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ)、車両搭載装置のように携帯不可能な機器であってもよい。ＭＴＣ関連内容においてＵＥ又は端末という用語は、ＭＴＣデバイスを指すことができる。

−ＨＮＢ(Ｈｏｍｅ ＮｏｄｅＢ)：ＵＭＴＳネットワークの基地局であり、屋内に設置し、カバレッジはマイクロセル(ｍｉｃｒｏ ｃｅｌｌ)規模である。

−ＨｅＮＢ(Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ)：ＥＰＳネットワークの基地局であり、屋内に設置し、カバレッジはマイクロセル規模である。

−ＭＭＥ(Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ)：移動性管理(Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ＭＭ)、セッション管理(Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ＳＭ)機能を有するＥＰＳネットワークのネットワークノード。

−ＰＤＮ−ＧＷ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｇａｔｅｗａｙ)／ＰＧＷ／Ｐ−ＧＷ：ＵＥ ＩＰアドレス割り当て、パケットスクリーニング(ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ)及びフィルタリング、課金データ集合(ｃｈａｒｇｉｎｇ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ)機能などを有するＥＰＳネットワークのネットワークノード。

−ＳＧＷ(Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ)／Ｓ−ＧＷ：移動性アンカー(ｍｏｂｉｌｉｔｙ ａｎｃｈｏｒ)、パケットルーティング(ｒｏｕｔｉｎｇ)、休止(ｉｄｌｅ)モードパケットバッファリング、ＭＭＥがＵＥをページングするようにトリガーする機能などを有するＥＰＳネットワークのネットワークノード。

−ＰＣＲＦ(Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｒｕｌｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ)：サービスフロー別に差別化したＱｏＳ及び課金政策を動的(ｄｙｎａｍｉｃ)に適用するための政策決定(Ｐｏｌｉｃｙ ｄｅｃｉｓｉｏｎ)を行うＥＰＳネットワークのネットワークノード。

−ＯＭＡ ＤＭ(Ｏｐｅｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)：携帯電話、ＰＤＡ、携帯用コンピュータなどのようなモバイルデバイスの管理のためにデザインされたプロトコルであり、デバイス設定(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)、ファームウェアアップグレード(ｆｉｒｍｗａｒｅ ｕｐｇｒａｄｅ)、誤り報告(Ｅｒｒｏｒ Ｒｅｐｏｒｔ)などの機能を有する。

−ＯＡＭ(Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ)：ネットワーク欠陥表示、性能情報、及びデータ診断機能を提供するネットワーク管理機能群。

−ＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)：ＵＥとＭＭＥの間の制御プレーン(ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｌａｎｅ)の上端(ｓｔｒａｔｕｍ)。ＬＴＥ／ＵＭＴＳプロトコルスタックにおいて、ＵＥとコアネットワークの間のシグナリング、トラピックメッセージをやり取りするための機能的階層であって、ＵＥの移動性を支援し、ＵＥとＰＤＮ ＧＷの間のＩＰ連結を確立(ｅｓｔａｂｌｉｓｈ)及び維持するセッション管理手順及びＩＰ住所管理などを支援する。

−ＥＭＭ(ＥＰＳ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)：ＮＡＳ層のサブ層であり、ＵＥがネットワークアタッチ(ａｔｔａｃｈ)されているか又はディタッチ(ｄｅｔａｃｈ)されているかによって、ＥＭＭは、“ＥＭＭ−Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ”状態又は“ＥＭＭ−Ｄｅｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ”状態を有することができる。

−ＥＣＭ(ＥＭＭ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)連結(ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ)：ＵＥとＭＭＥとの間に確立(ｅｓｔａｂｌｉｓｈ)された、ＮＡＳメッセージの交換(ｅｘｃｈａｎｇｅ)のためのシグナリング連結(ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ)。ＥＣＭ連結は、ＵＥとｅＮＢ間のＲＲＣ連結と上記ｅＮＢとＭＭＥ間のＳ１シグナリング連結で構成された論理(ｌｏｇｉｃａｌ)連結である。ＥＣＭ連結が確立(ｅｓｔａｂｌｉｓｈ)／終結(ｔｅｒｍｉｎａｔｅ)すると、上記ＲＲＣ及びＳ１シグナリング連結も同様に確立／終結する。確立されたＥＣＭ連結は、ＵＥにとってはｅＮＢと確立されたＲＲＣ連結を有することを意味し、ＭＭＥにとっては上記ｅＮＢと確立されたＳ１シグナリング連結を有することを意味する。ＮＡＳシグナリング連結、即ち、ＥＣＭ連結が確立されているか否かによって、ＥＣＭは“ＥＣＭ−Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ”状態又は“ＥＣＭ−Ｉｄｌｅ”状態を有することができる。

−ＡＳ(Ａｃｃｅｓｓ−Ｓｔｒａｔｕｍ)：ＵＥと無線(或いは接続)ネットワークとの間のプロトコルスタックを含み、データ及びネットワーク制御信号の送信などを担当する。

−ＮＡＳ設定(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)ＭＯ(Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ)：ＮＡＳ機能(Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ)に関連したパラメータ(ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ)をＵＥに設定する過程で使われるＭＯ(Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｂｊｅｃｔ)。

−ＰＤＮ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)：特定サービスを支援するサーバー(例えば、ＭＭＳ(Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ)サーバー、ＷＡＰ(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)サーバーなど)が位置しているネットワーク。

−ＰＤＮ連結：一つのＩＰアドレス(一つのＩＰｖ４アドレス及び／又は一つのＩＰｖ６プレフィックス)で表現される、ＵＥとＰＤＮとの間の論理的な連結。

−ＡＰＮ(Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ)：ＰＤＮを示したり区分する文字列。要求したサービスやネットワークに接続するためには特定Ｐ−ＧＷを経るが、このＰ−ＧＷを見つけ得るようにネットワーク内であらかじめ定義した名前(文字列)を意味する。(例えば、ｉｎｔｅｒｎｅｔ．ｍｎｃ０１２．ｍｃｃ３４５．ｇｐｒｓ)

−ＲＡＮ(Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)：３ＧＰＰネットワークにおいてＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ、及びそれらを制御するＲＮＣ(Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)を含む単位。ＵＥ同士の間に存在し、基幹ネットワークへの連結を提供する。

−ＨＬＲ(Ｈｏｍｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ)／ＨＳＳ(Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ)：３ＧＰＰネットワークの加入者情報を有するデータベース。ＨＳＳは、設定記憶(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ)、識別子管理(ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)、ユーザ状態記憶などの機能を有することができる。

−ＰＬＭＮ(Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ)：個人に移動通信サービスを提供する目的で構成されたネットワーク。事事業者別に区分して構成することができる。

−ＡＮＤＳＦ(Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ)：一つのネットワークエンティティ(ｅｎｔｉｔｙ)であり、事事業者単位でＵＥが使用可能な接続(ａｃｃｅｓｓ)を発見して選択するようにする政策(Ｐｏｌｉｃｙ)を提供。

−ＥＰＣ経路(又は、ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄａｔａ ｐａｔｈ))：ＥＰＣを介したユーザ平面コミュニケーション経路

−Ｅ−ＲＡＢ(Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｂｅａｒｅｒ)：Ｓ１ベアラと該当のデータ無線ベアラとの連結(ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ)をいう。Ｅ−ＲＡＢが存在すると、該Ｅ−ＲＡＢとＮＡＳのＥＰＳベアラとの間に一対一マッピングがある。

−ＧＴＰ(ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)：ＧＳＭ、ＵＭＴＳ及びＬＴＥネットワーク内で一般パケット無線サービス(ｇｅｎｅｒａｌ ｐａｃｋｅｔ ｒａｄｉｏ ｓｅｒｖｉｃｅ；ＧＰＲＳ)を運ぶために用いられるＩＰ−ベース通信プロトコルのグループ。３ＧＰＰアーキテクチャ内には、ＧＴＰ及びプロキシモバイルＩＰｖ６ベースインタフェースが様々なインタフェースポイント上に特定(ｓｐｅｃｉｆｙ)されている。ＧＴＰは、いくつかのプロトコル(例えば、ＧＴＰ−Ｃ、ＧＴＰ−Ｕ及びＧＴＰ’)に分解(ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ)することができる。ＧＴＰ−Ｃは、ゲートウェイＧＰＲＳ支援ノード(ＧＧＳＮ)とサービングＧＰＲＳ支援ノード(ＳＧＳＮ)との間のシグナリングのためにＧＰＲＳ基幹(ｃｏｒｅ)ネットワーク内で用いられる。ＧＴＰ−Ｃは、上記ＳＧＳＮがユーザのためにセッションを活性化(ａｃｔｉｖａｔｅ)(例えば、ＰＤＮコンテクスト活性化(ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ))すること、同一セッションを非活性化(ｄｅａｃｔｉｖａｔｅ)すること、サービスパラメータの品質(ｑｕａｌｉｔｙ)を調整(ａｄｊｕｓｔ)すること、又は他のＳＧＳＮから動作したばかりの加入者(ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ)のためのセッションを更新すること、を許容する。ＧＴＰ−Ｕは上記ＧＰＲＳ基幹ネットワーク内でそして無線接続ネットワークと基幹ネットワークとの間でユーザデータを運ぶために用いられる。図１は、ＥＰＣ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ)を含むＥＰＳ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ)の概略的な構造を示す図である。

ＥＰＣは、３ＧＰＰ技術の性能を向上するためのＳＡＥ(Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)の肝心な要素である。ＳＡＥは、種々のネットワーク間の移動性を支援するネットワーク構造を決定する研究課題に該当する。ＳＡＥは、例えば、ＩＰベースで様々な無線接続技術を支援し、より向上したデータ送信キャパビリティを提供するなどの最適化したパケット−ベースシステムを提供することを目指す。

具体的に、ＥＰＣは、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムのためのＩＰ移動通信システムの基幹ネットワーク(Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ)であり、パケット−ベース実時間及び非実時間サービスを支援することができる。既存の移動通信システム(即ち、２世代又は３世代移動通信システム)では、音声のためのＣＳ(Ｃｉｒｃｕｉｔ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ)及びデータのためのＰＳ(Ｐａｃｋｅｔ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ)の２つの区別されるサブ−ドメインによって基幹ネットワークの機能が具現された。しかし、３世代移動通信システムの進化である３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、ＣＳ及びＰＳのサブ−ドメインが一つのＩＰドメインに単一化された。即ち、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、ＩＰキャパビリティ(ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ)を有するＵＥとＵＥとの連結を、ＩＰベースの基地局(例えば、ｅＮｏｄｅＢ(ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ))、ＥＰＣ、アプリケーションドメイン(例えば、ＩＭＳ(ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ))によって構成することができる。即ち、ＥＰＣは端−対−端(ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ)ＩＰサービス具現に必須な構造である。

ＥＰＣは様々な構成要素を含むことができ、図１ではその一部に該当する、ＳＧＷ(Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ)、ＰＤＮ ＧＷ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ)、ＭＭＥ(Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ)、ＳＧＳＮ(Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ(Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ) Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｎｏｄｅ)、ｅＰＤＧ(ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｇａｔｅｗａｙ)を示す。

ＳＧＷ(又はＳ−ＧＷ)は無線接続ネットワーク(ＲＡＮ)と基幹ネットワークとの間の境界点として動作し、ｅＮＢとＰＤＮ ＧＷとの間のデータ経路を維持する機能を有する要素である。また、ＵＥがｅＮＢによってサービング(ｓｅｒｖｉｎｇ)される領域にわたって移動する場合、ＳＧＷはローカル移動性アンカーポイント(ａｎｃｈｏｒ ｐｏｉｎｔ)の役割を担う。即ち、Ｅ−ＵＴＲＡＮ(３ＧＰＰリリース−８以降に定義されるＥｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ) Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)における移動性のために、ＳＧＷを介してパケットをルーティングすることができる。また、ＳＧＷは、他の３ＧＰＰネットワーク(３ＧＰＰリリース−８以前に定義されるＲＡＮ、例えば、ＵＴＲＡＮ又はＧＥＲＡＮ(ＧＳＭ(Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ)／ＥＤＧＥ(Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ Ｇｌｏｂａｌ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)との移動性のためのアンカーポイントとして機能してもよい。

ＰＤＮ ＧＷ(又はＰ−ＧＷ)は、パケットデータネットワークに向かうデータインタフェースの終了点(ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ)に該当する。ＰＤＮ ＧＷは、政策執行特徴(ｐｏｌｉｃｙ ｅｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ)、パケットフィルタリング(ｐａｃｋｅｔ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ)、課金支援(ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ)などを支援することができる。また、３ＧＰＰネットワークと非−３ＧＰＰネットワーク(例えば、Ｉ−ＷＬＡＮ(Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)のような信頼できないネットワーク、ＣＤＭＡ(Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)ネットワークやＷｉＭａｘのような信頼できるネットワーク)との移動性管理のためのアンカーポイントの役目を担うことができる。

図１のネットワーク構造の例示では、ＳＧＷとＰＤＮ ＧＷが別個のゲートウェイで構成されることを示しているが、２つのゲートウェイが単一ゲートウェイ構成オプション(Ｓｉｎｇｌｅ Ｇａｔｅｗａｙ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎ)によって具現されてもよい。

ＭＭＥは、ＵＥのネットワーク連結に対するアクセス、ネットワークリソースの割り当て、トラッキング(ｔｒａｃｋｉｎｇ)、ページング(ｐａｇｉｎｇ)、ローミング(ｒｏａｍｉｎｇ)及びハンドオーバーなどを支援するためのシグナリング及び制御機能を有する要素である。ＭＭＥは、加入者及びセッション管理に関連した制御平面(ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｌａｎｅ)機能を制御する。ＭＭＥは多数のｅＮＢを管理し、他の２Ｇ／３Ｇネットワークに対するハンドオーバーのための従来のゲートウェイの選択のためのシグナリングを行う。また、ＭＭＥは、保安手順(Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ)、端末−対−ネットワークセッションハンドリング(Ｔｅｒｍｉｎａｌ−ｔｏ−ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｈａｎｄｌｉｎｇ)、休止端末位置決定管理(Ｉｄｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)などの機能を有する。

ＳＧＳＮは、別の３ＧＰＰネットワーク(例えば、ＧＰＲＳネットワーク)に対するユーザの移動性管理及び認証(ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ)のような全てのパケットデータをハンドリングする。

ｅＰＤＧは、信頼できない非−３ＧＰＰネットワーク(例えば、Ｉ−ＷＬＡＮ、ＷｉＦｉホットスポット(ｈｏｔｓｐｏｔ)など)に対する保安ノードとしての役割を担う。

図１を参照して説明したように、ＩＰ能力(ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ)を有するＵＥは、３ＧＰＰアクセスはもとより、非−３ＧＰＰアクセスベースでもＥＰＣ内の様々な要素を経由して、事事業者(即ち、運営者(ｏｐｅｒａｔｏｒ))が提供するＩＰサービスネットワーク(例えば、ＩＭＳ)にアクセスすることができる。

また、図１は、様々な参照ポイント(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ)(例えば、Ｓ１−Ｕ、Ｓ１−ＭＭＥなど)を示している。３ＧＰＰシステムでは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ及びＥＰＣにおける個別の機能エンティティ(ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｎｔｉｔｙ)に存在する２個の機能を連結する概念的なリンクを参照ポイントと定義する。次の表１に、図１に示した参照ポイントを整理する。表１の例示の他に、ネットワーク構造によって様々な参照ポイントが存在してもよい。

図１に示す参照ポイントのうち、Ｓ２ａ及びＳ２ｂは非−３ＧＰＰインタフェースに該当する。Ｓ２ａは、信頼できる非−３ＧＰＰアクセス及びＰＤＮ ＧＷ間の関連制御及び移動性支援を、ユーザ平面に提供する参照ポイントである。Ｓ２ｂは、ｅＰＤＧ及びＰＤＮ ＧＷ間の関連制御及び移動性支援を、ユーザ平面に提供する参照ポイントである。

図２は、一般的なＥ−ＵＴＲＡＮとＥＰＣのアーキテクチャを示す例示図である。

同図に示すように、ｅＮＢはＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)連結が活性化されている間に、ゲートウェイへのルーティング、ページングメッセージのスケジューリング及び送信、放送チャネル(ＢＣＨ)のスケジューリング及び送信、アップリンク及びダウンリンクにおけるリソースをＵＥに動的割り当て、ｅＮＢの測定のための設定及び提供、無線ベアラ制御、無線許可制御(ｒａｄｉｏ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ)、そして連結移動性制御などのための機能を有することができる。ＥＰＣ内ではページング発生、ＬＴＥ_ＩＤＬＥ状態管理、ユーザ平面の暗号化、ＳＡＥベアラ制御、ＮＡＳシグナリングの暗号化及び完全性保護機能を有することができる。

図３は、ＵＥとｅＮＢとの間の制御平面における無線インタフェースプロトコル(Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)の構造を示す例示図であり、図４は、ＵＥとｅＮＢとの間のユーザ平面における無線インタフェースプロトコルの構造を示す例示図である。

上記無線インタフェースプロトコルは３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく。上記無線インタフェースプロトコルは、水平的に、物理層(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ)、データリンク層(Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｌａｙｅｒ)及びネットワーク層(Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌａｙｅｒ)からなり、垂直的には、データ情報送信のためのユーザ平面(Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ)と制御信号(Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ)伝達のための制御平面(Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ)とに区分される。

それらのプロトコル層は、通信システムにおいて広く知られた開放型システム間相互接続(Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ＯＳＩ)基準モデルにおける下位３層に基づいてＬ１(第１層)、Ｌ２(第２層)、Ｌ３(第３層)に区分することができる。

以下では、図３に示した制御平面の無線プロトコルと、図４に示すユーザ平面における無線プロトコルの各層について説明する。

第１層である物理層は、物理チャネル(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)を用いて情報送信サービス(Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ)を提供する。上記物理層は上位にある媒体接続制御(Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ)層とは送信チャネル(Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ)を介して連結されており、上記送信チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間のデータが伝達される。そして、異なる物理層の間、即ち、送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが伝達される。

物理チャネル(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)は、時間軸上にある複数のサブフレームと周波数軸上にある複数の副搬送波(ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ)とで構成される。ここで、一つのサブフレーム(ｓｕｂｆｒａｍｅ)は時間軸上で複数のＯＦＤＭシンボル(ｓｙｍｂｏｌ)と複数の副搬送波とで構成される。一つのサブフレームは複数のリソースブロック(Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ)で構成され、一つのリソースブロックは複数のＯＦＤＭシンボル(Ｓｙｍｂｏｌ)と複数の副搬送波とで構成される。データが送信される単位時間であるＴＴＩ(Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ)は、１個のサブフレームに該当する１ｍｓである。

上記送信側と受信側の物理層に存在する物理チャネルは、３ＧＰＰ ＬＴＥによれば、データチャネルであるＰＤＳＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)及びＰＵＳＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)と、制御チャネルであるＰＤＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＰＣＦＩＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＰＨＩＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ)及びＰＵＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)などに区別される。

第２層には様々な層が存在する。まず、第２層の媒体接続制御(Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ)層は、様々な論理チャネル(Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)を様々な送信チャネルにマップさせる役割を担い、且つ複数の論理チャネルを一つの送信チャネルにマップさせる論理チャネル多重化(Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)の役割を担う。ＭＡＣ層は上位層であるＲＬＣ層とは論理チャネル(Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)で連結されており、論理チャネルは、送信される情報の種類によって、概ね、制御平面(Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ)の情報を送信する制御チャネル(Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)とユーザ平面(Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ)の情報を送信するトラフィックチャネル(Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ)とに区別される。

第２層における無線リンク制御(Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ)層は、上位層から受信したデータを分割(Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ)及び連結(Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ)して、下位層が無線区間でデータを送信するのに適するようにデータサイズを調節する役割を担う。

第２層におけるパケットデータ収束(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＰＤＣＰ)層は、ＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケット送信時に、帯域幅の小さい無線区間で効率的に送信するために、相対的にサイズが大きいと共に不要な制御情報を含んでいるＩＰパケットヘッダーサイズを減らすヘッダー圧縮(Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ)機能を有する。また、ＬＴＥシステムでは、ＰＤＣＰ層が保安(Ｓｅｃｕｒｉｔｙ)機能も担うが、これは、第３者のデータ傍受を防止する暗号化(Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ)及び第３者のデータ操作を防止する完全性保護(Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ)で構成される。

第３層の最上部に位置している無線リソース制御(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、ＲＲＣと略す。)層は、制御平面においてのみ定義され、無線ベアラ(Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ；ＲＢと略す。)の設定(Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)、再設定(Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)及び解除(Ｒｅｌｅａｓｅ)に関連して論理チャネル、送信チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。このとき、ＲＢは、ＵＥとＥ−ＵＴＲＡＮとの間のデータ伝達のために第２層によって提供されるサービスを意味する。

ＵＥのＲＲＣ層と無線ネットワークのＲＲＣ層との間にＲＲＣ連結(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ)が確立された(ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ)場合、ＵＥはＲＲＣ連結モード(Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ)にあり、そうでない場合、ＲＲＣ休止モード(Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ)にある。

以下、ＵＥのＲＲＣ状態(ＲＲＣ ｓｔａｔｅ)及びＲＲＣ連結方法について説明する。ＲＲＣ状態とは、ＵＥのＲＲＣがＥ−ＵＴＲＡＮのＲＲＣと論理的連結(ｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ)となっているか否かを指し、連結されている場合はＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態(ｓｔａｔｅ)、連結されていない場合はＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態と呼ぶ。ＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態のＵＥはＲＲＣ連結が存在するので、Ｅ−ＵＴＲＡＮは当該ＵＥの存在をセル単位で把握でき、これによってＵＥを効果的に制御することができる。一方、ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態のＵＥの場合、Ｅ−ＵＴＲＡＮが当該ＵＥの存在を把握できず、セルよりも大きい地域単位であるＴＡ(Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ)単位で基幹ネットワークが管理する。即ち、ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態のＵＥは、セルに比べて大きい地域単位で当該ＵＥの存在有無だけが把握され、音声やデータのような通常の移動通信サービスを受けるためには、当該ＵＥがＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移する必要がある。各ＴＡはＴＡＩ(Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ)によって区別される。ＵＥは、セルで放送(ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ)される情報であるＴＡＣ(Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｃｏｄｅ)を用いてＴＡＩを構成することができる。

ユーザがＵＥの電源を最初につけたとき、まず、ＵＥは適切なセルを探索して当該セルでＲＲＣ連結を結び、基幹ネットワークにＵＥの情報を登録する。その後、ＵＥはＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態にとどまる。ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態にとどまっているＵＥは必要によってセルを(再)選択し、システム情報(Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)やページング情報を調べる。これをセルにキャンプオン(ｃａｍｐ ｏｎ)するという。ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態にとどまっていたＵＥはＲＲＣ連結を確立する必要がある時に初めてＲＲＣ連結手順(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)によってＥ−ＵＴＲＡＮのＲＲＣとＲＲＣ連結を確立し、ＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移する。ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態にとどまっているＵＥがＲＲＣ連結を確立する必要がある場合は様々であり、例えば、ユーザの通話試み、データ送信試み、或いはＥ−ＵＴＲＡＮからページングメッセージを受信した場合にそれに対する応答メッセージ送信などを挙げることができる。

上記ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)層は、セッション管理(Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)と移動性管理(Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)などの機能を有する。

次に、図３に示したＮＡＳ層について詳しく説明する。

ＮＡＳ層に属するＥＳＭ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)は、デフォルトベアラ(ｄｅｆａｕｌｔ ｂｅａｒｅｒ)管理、専用ベアラ(ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｂｅａｒｅｒ)管理のような機能を果たし、ＵＥがネットワークからＰＳサービスを利用するための制御を担当する。デフォルトベアラリソースは、特定ＰＤＮ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)に最初接続時に、ネットワークに接続される際にネットワークから割り当てられるという特徴を有する。このとき、ネットワークは、ＵＥがデータサービスを用い得るようにＵＥにとって使用可能なＩＰアドレスを割り当て、またデフォルトベアラのＱｏＳを割り当てる。ＬＴＥでは、大きく、データ送信／受信のための特定帯域幅を保障するＧＢＲ(Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ ｂｉｔ ｒａｔｅ)ＱｏＳ特性を有するベアラと、帯域幅の保障無しでベストエフォートＱｏＳ(Ｂｅｓｔ ｅｆｆｏｒｔ ＱｏＳ)特性を有するＮｏｎ−ＧＢＲベアラの２種類を支援する。デフォルトベアラの場合、Ｎｏｎ−ＧＢＲベアラが割り当てられる。専用ベアラの場合には、ＧＢＲ又はＮｏｎ−ＧＢＲのＱｏＳ特性を有するベアラが割り当てられる。

ネットワークでＵＥに割り当てたベアラをＥＰＳ(ｅｖｏｌｖｅｄ ｐａｃｋｅｔ ｓｅｒｖｉｃｅ)ベアラと呼び、ＥＰＳベアラを割り当てる際に、ネットワークは一つのＩＤを割り当てる。これをＥＰＳベアラＩＤと呼ぶ。一つのＥＰＳベアラはＭＢＲ(ｍａｘｉｍｕｍ ｂｉｔ ｒａｔｅ)又は／及びＧＢＲ(ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ ｂｉｔ ｒａｔｅ)のＱｏＳ特性を有する。

図５は、ユーザ平面及び制御平面のためのＬＴＥプロトコルスタックを例示する図である。図５(ａ)は、ユーザ平面プロトコルスタックをＵＥ−ｅＮＢ−ＳＧＷ−ＰＧＷ−ＰＤＮにわたって例示しており、図５(ｂ)は、制御平面プロトコルスタックをＵＥ−ｅＮＢ−ＭＭＥ−ＳＧＷ−ＰＧＷにわたって例示している。プロトコルスタックのキー(ｋｅｙ)層の機能(ｆｕｎｃｔｉｏｎ)を簡略に説明すると次のとおりである。

図５(ａ)を参照すると、ＧＴＰ−Ｕプロトコルは、Ｓ１−Ｕ／Ｓ５／Ｘ２インタフェース上でユーザＩＰパケットをフォワードするために用いられる。ＧＴＰトンネルがＬＴＥハンドオーバー中にデータフォワーディングのために確立されると、終端マーカーパケット(Ｅｎｄ Ｍａｒｋｅｒ Ｐａｃｋｅｔ)が最後のパケットとして上記ＧＴＰトンネル上で伝達(ｔｒａｎｓｆｅｒ)される。

図５(ｂ)を参照すると、Ｓ１ＡＰプロトコルはＳ１−ＭＭＥインタフェースに適用される。Ｓ１ＡＰプロトコルは、Ｓ１インタフェース管理、Ｅ−ＲＡＢ管理、ＮＡＳシグナリング伝達及びＵＥコンテクスト管理のような機能を支援する。Ｓ１ＡＰプロトコルは、Ｅ−ＲＡＢをセットアップするために初期ＵＥコンテクストをｅＮＢに伝達し、その後、上記ＵＥコンテクストの修正或いは解除を管理する。Ｓ１１／Ｓ５インタフェースにはＧＴＰ−Ｃプロトコルが適用される。ＧＴＰ−ＣプロトコルはＧＴＰトンネルの生成、修正(ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ)及び終了(ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ)のための制御情報の交換(ｅｘｃｈａｎｇｅ)を支援する。ＧＴＰ−ＣプロトコルはＬＴＥハンドオーバーの場合にデータフォワーディングトンネルを生成する。

図３及び図４に例示されたプロトコルスタック及びインタフェースに関する説明は、図５における同一のプロトコルスタック及びインタフェースにもそのまま適用することができる。

図６は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて任意接続手順を示すフローチャートである。

任意接続手順は、ＵＥが基地局とＵＬ同期を取るか、又はＵＥにＵＬ無線リソースを割り当てるために行われる。

ＵＥはルートインデックス(ｒｏｏｔ ｉｎｄｅｘ)とＰＲＡＣＨ(ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ)設定インデックス(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ)をｅＮＢから受信する。各セルごとにＺＣ(Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ)シーケンスによって定義される６４個の候補(ｃａｎｄｉｄａｔｅ)任意接続(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ；ＲＡ)プリアンブルがあり、ルートインデックスは、ＵＥが６４個の候補任意接続プリアンブルを生成するための論理的インデックスである。

任意接続プリアンブルの送信は、各セルごとに特定の時間及び周波数リソースに限定される。ＰＲＡＣＨ設定インデックスは、任意接続プリアンブルの送信が可能な特定サブフレームとプリアンブルフォーマットを示す。

任意接続手順、特に、競合−ベース任意接続手順は、次の３段階を含む。次の段階１、２、３で送信されるメッセージはそれぞれ、ｍｓｇ１、ｍｓｇ２、ｍｓｇ４とも呼ばれる。

＞１．ＵＥは任意に選択された任意接続プリアンブルをｅＮＢに送信する。ＵＥは６４個の候補任意接続プリアンブルから一つを選択する。そして、ＰＲＡＣＨ設定インデックスによって該当のサブフレームを選択する。ＵＥは、選択された任意接続プリアンブルを選択されたサブフレームで送信する。

＞２．上記任意接続プリアンブルを受信したｅＮＢは、任意接続応答(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ＲＡＲ)をＵＥに送る。任意接続応答は２段階で検出される。まず、ＵＥはＲＡ−ＲＮＴＩ(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ−ＲＮＴＩ)でマスクされたＰＤＣＣＨを検出する。ＵＥは、検出されたＰＤＣＣＨが示すＰＤＳＣＨ上でＭＡＣ(Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ)ＰＤＵ(Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ)内の任意接続応答を受信する。ＲＡＲは、ＵＬ同期化のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス(ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ；ＴＡ)情報、ＵＬリソース割り当て情報(ＵＬグラント情報)、臨時ＵＥ識別子(例えば、ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ；ＴＣ−ＲＮＴＩ)などを含む。

＞３．ＵＥは、ＲＡＲ内のリソース割り当て情報(即ち、スケジューリング情報)及びＴＡ値によってＵＬ送信を行うことができる。ＲＡＲに対応するＵＬ送信にはＨＡＲＱが適用される。従って、ＵＥはＵＬ送信を行った後、上記ＵＬ送信に対応する受信応答情報(例えば、ＰＨＩＣＨ)を受信することができる。

図７は、無線リソース制御(ＲＲＣ)層における連結手順を示す図である。

図７に示すように、ＲＲＣ連結が確立されたか否かによってＲＲＣ状態が表されている。ＲＲＣ状態とは、ＵＥのＲＲＣ層のエンティティ(ｅｎｔｉｔｙ)がｅＮＢのＲＲＣ層のエンティティと論理的連結(ｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ)がされているか否かをいい、連結されている場合はＲＲＣ連結状態(ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｔａｔｅ)といい、連結されていない状態をＲＲＣ休止状態(ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ)という。

上記連結状態(Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｔａｔｅ)のＵＥは、ＲＲＣ連結(ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ)が存在するので、Ｅ−ＵＴＲＡＮは当該ＵＥの存在をセル単位で把握でき、ＵＥを効果的に制御することができる。一方、休止モード(ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ)のＵＥはｅＮＢによって把握されず、セルよりも大きい地域単位であるトラッキング地域(Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ)単位で基幹ネットワークが管理する。上記トラッキング地域(Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ)はセルの集合単位である。即ち、休止モード(ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ)ＵＥは大きい地域単位で存在の有無のみが把握され、音声やデータのような通常の移動通信サービスを受けるためにはＵＥは連結状態(ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｔａｔｅ)に遷移する必要がある。

ユーザがＵＥの電源を最初につけた時、上記ＵＥはまず、適切なセルを探索した後、当該セルでＲＲＣ_ＩＤＬＥにとどまる。ＲＲＣ_ＩＤＬＥにとどまっていたＵＥはＲＲＣ連結を確立する必要がある時に初めてＲＲＣ連結手順(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)によってｅＮＢのＲＲＣ層とＲＲＣ連結を確立し、ＲＲＣ連結状態(ＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ)に遷移する。

休止モード(ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ)のＵＥがＲＲＣ連結を確立する必要がある場合は様々であり、例えば、ユーザの通話試み、上りデータ送信などが必要であるか、或いはＥＵＴＲＡＮからページングメッセージを受信した場合にそれに対する応答メッセージ送信などを挙げることができる。

休止モード(ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ)のＵＥ(ＵＥ ｉｎ ＲＲＣ_ＩＤＬＥ)が上記ｅＮＢとＲＲＣ連結を確立するためには、上述したように、ＲＲＣ連結手順(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)を行う必要がある。ＲＲＣ連結手順は、大きく、ＵＥがｅＮＢにＲＲＣ連結要求(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ)メッセージを送信する過程、ｅＮＢがＵＥにＲＲＣ連結セットアップ(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ)メッセージを送信する過程、そしてＵＥがｅＮＢにＲＲＣ連結セットアップ完了(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ ｃｏｍｐｌｅｔｅ)メッセージを送信する過程を含む。

＞１．休止モード(ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ)のＵＥは通話試み、データ送信試み、又はｅＮＢのページングに対する応答などの理由でＲＲＣ連結を確立しようとする場合、まず、上記ＵＥはＲＲＣ連結要求(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ)メッセージをｅＮＢに送信する。

＞２．上記ＵＥからＲＲＣ連結要求メッセージを受信すれば、上記ｅＮＢは無線リソースが十分である場合には上記ＵＥのＲＲＣ連結要求を受諾し、応答メッセージであるＲＲＣ連結セットアップ(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ)メッセージを上記ＵＥに送信する。

＞３．上記ＵＥが上記ＲＲＣ連結セットアップメッセージを受信すれば、上記ｅＮＢにＲＲＣ連結セットアップ完了(ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ ｃｏｍｐｌｅｔｅ)メッセージを送信する。

ＵＥがＲＲＣ連結設定メッセージを成功裏に送信すると、初めてＵＥはｅＮＢとＲＲＣ連結され、ＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに遷移する。

図８はＶ２Ｘ(Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ)通信環境を示す図である。

車両は、事故が発生した時、人命被害と財産上の被害が大きい。よって車両の運行時には車両に乗っている人の安全だけではなく、歩行者の安全も確保できる技術が求められている。よって、車両に特化したハードウェアとソフトウェア基盤の技術が車両に応用されている。３ＧＰＰから始まったＬＴＥ基盤のＶ２Ｘ(Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ)通信技術も、ＩＴ(ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)が車両に応用される趨勢を反映している。一部の車種を中心として連結性機能(ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ)が適用されており、通信機能の進化により車両間の(Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｖｅｈｉｃｌｅ、Ｖ２Ｖ)通信、車両−インフラの間の(Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、Ｖ２Ｉ)通信、車両−歩行者の間の(Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ、Ｖ２Ｐ)通信、車両−ネットワークの間の(Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｎｅｔｗｏｒｋ、Ｖ２Ｎ)通信を支援する研究が持続的に展開されている。

Ｖ２Ｘ通信によれば、車両は持続的に自分の位置、速度、方向などに関する情報をブロードキャストする。ブロードキャストされた情報を受信した周辺の車両は、自分の周辺の車両の動きを認知して事故防止に活用する。即ち、個人がスマートフォン又はスマート時計などの端末を持っているように、各車両にも特定形態のＵＥを搭載することである。この時、車両に設けられるＵＥは、通信ネットワークにおいて実際に通信サービスが提供される機器であり、例えば、車両に設けられるＵＥはＥ−ＵＴＲＡＮにおいてｅＮＢに接続されて通信サービスが提供される。しかし、Ｖ２Ｘ通信を車両に具現する過程では、考慮すべき事項が多数ある。これは、Ｖ２Ｘ基地局などの交通安全基盤施設の設置に莫大な費用が必要であるためである。即ち、車両が動く全ての道路において、Ｖ２Ｘ通信が支援されるためには、数十万個以上のＶ２Ｘ基地局の設置が求められる。また、各ネットワークのノードはサーバとの安定した通信のために、有線ネットワークを基本として使用してインターネット又は中央制御サーバに接続するので、有線ネットワークの設置維持費用も高い。

ＬＴＥ又はＥＰＳシステムではＶ２Ｘを効果的に支援するために、Ｖ２Ｘアプリケーションで生成したデータに最適化したＱｏＳを提供しようとする。Ｖ２ＸアプリケーションはＥＴＳＩ(Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ)、ＩＴＳ(Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ)又はＳＡＥ(Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)などで制定される。

次世代モバイルネットワークシステム、例えば、５Ｇコアネットワークに対するデザインのために、３ＧＰＰでは、ＳＭＡＲＴＥＲ(ＳｅｒｖｉｃｅＳ ａｎｄ Ｍａｒｋｅｔｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｎａｂｌｅｒｓ)という研究によりサービス要求事項を定義している。また、システムアーキテクチャー２(ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、ＳＡ２)は、ＳＭＡＲＴＥＲに基づいて次世代システムのための研究(ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｎｅｘｔ ｇｅｎｅＲＡＴｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ)を進めている。以下、３ＧＰＰで考慮している次世代通信システムに対する要求事項及びアーキテクチャーについて説明する。以下、次世代(以下、ＮｅｘｔＧｅｎ)システムのアーキテクチャーによる支援が考慮されている事項の一部を例示する。ＮｅｘｔＧｅｎシステムは:

＞新しいＲＡＴ、進化した(ｅｖｏｌｖｅｄ)ＥーＵＴＲＡ及び非３ＧＰＰ接続タイプを支援する。ＧＥＲＡＮ及びＵＴＲＡＮは支援されない。

＞互いに異なる接続システムに対する統合(ｕｎｉｆｉｅｄ)認証(ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ)フレームワークを支援する。

＞様々な接続技術によるＵＥの同時連結を支援する。

＞ＵＥがデータトラピックのある期間(ｐｅｒｉｏｄ)にいる時だけではなく、データトラピックのない期間にいる時にも、ＵＥの電力消耗を減らすための他の手段を支援する。

＞ＵＥとデータネットワークの間の遅延(ｌａｔｅｎｃｙ)に対する要求事項(ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ)が互いに異なるサービスを支援する。

＞ＵＥとデータネットワークの間のトラピック交換を開始するために求められるシグナリング(及び遅延)、即ち、ＵＥがデータトラピックを有しない期間からデータトラピックを有する期間に転換する時、シグナリングのオーバーヘッド及び遅延(ｌａｔｅｎｃｙ)を最小化する。

＞オペレーター信頼ドメイン(ｏｐｅｒａｔｏｒ ｔｒｕｓｔ ｄｏｍａｉｎ)内において接続ネットワークの近くでホストされる低い遅延要求事項を有する(第３者アプリケーションを含む)アプリケーションに対する接続を支援する。

＞シグナリング混雑を(避けることを含めて)制御する最適化したメカニズムを支援する。

＞データトラピックのない期間内の多数のＵＥに対する効率的なネットワーク支援を提供する。

＞ネットワーク共有(ｓｈａｒｉｎｇ)を支援する。

＞ネットワークスライシングを支援する。

＞全体ネットワーク運営(ｏｐｅｒａｔｉｏｎ)においてエネルギーの消費を最小化する。

図９は次世代(ｎｅｘｔ ｇｅｎｅＲＡＴｉｏｎ、ＮｅｘｔＧｅｎ)システムのための参照(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ)モデルとして使用可能な高いレベルのアーキテクチャーを例示する図である。特に、図９はＮｅｘｔＧｅｎ ＵＥ、ＮｅｘｔＧｅｎ (Ｒ)ＡＮ、ＮｅｘｔＧｅｎコア及びこれらの参照ポイントを例示している。

図９において、ＮＧ２はＮｅｘｔＧｅｎ (Ｒ)ＡＮとＮｅｘｔＧｅｎコアの間の制御平面のための参照ポイントであり、ＮＧ３はＮｅｘｔＧｅｎ (Ｒ)ＡＮとＮｅｘｔＧｅｎ コアの間のユーザ平面のための参照ポイントであり、ＮＧ１はＮｅｘｔＧｅｎ ＵＥとＮｅｘｔＧｅｎコアの間の制御平面のための参照ポイントであり、ＮＧ６はＮｅｘｔＧｅｎ コアとデータネットワークの間の参照ポイントである。データネットワークは、オペレーターの外部公開又は私設(ｐｒｉｖａｃｙ)のデータネットワーク、或いはオペレーター内部(ｉｎｔｒａ−ｏｐｅｒａｔｏｒ)のデータネットワークであることができる。この参照ポイントは３ＧＰＰ接続のためのＳＧｉに対応する。

以下、ＮｅｘｔＧｅｎシステムで考慮しているネットワークスライシングについて説明する。ネットワークスライシングは、オペレーターが、例えば、機能性(ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ)、性能(ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ)及び隔離(ｉｓｏｌａｔｉｏｎ)の領域で様々な要求事項を要求する様々なマーケットシナリオに最適化されたソルーションを提供するように適合化されたネットワークを生成できるようにする。ＮｅｘｔＧｅｎシステムにおいて柔軟性という目標を達成するための核心概念のうちの１つがネットワークスライシングである。ネットワークスライシングは、オペレーターが共通インフラ(ｃｏｍｍｏｎ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)規模の経済を維持しながら、顧客の特定的機能性を有する専用の(ｄｅｄｉｃａｔｅｄ)論理ネットワークを提供するようにする。ネットワークスライシングは、サービスがネットワークリソースから抽象化されることを許容する。様々な要求事項を有する様々な使用例を満たすことができる。例えば、課金(ｃｈａｒｇｉｎｇ)、政策制御(ｐｏｌｉｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ)、保安(ｓｅｃｕｒｉｔｙ)、移動性(ｍｏｂｉｌｉｔｙ)などの機能性に対する他の要求事項があり得る。上記使用例は性能要求事項(例えば、より低い遅延、より高い移動性及びより高いデータレート)の面で異なることができる。また、互いに異なるスライスを隔離する必要もある。ＵＥは加入(ｓｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎ)、トラピック(例えば、音声、データ)又はＵＥタイプに基づいて、オペレーター又はユーザの要求を満たす方式として適切なネットワークスライスに同時に案内(ｄｉｒｅｃｔ)されることができる。一般的に、最終−ユーザ(ｅｎｄ―ｕｓｅｒ)サービスの集合は、モバイルネットワークオペレーターの１つのネットワークスライスにより提供される。一部のＵＥはより多様な特性、例えば、ＭＢＢ及び重要な通信のサービスのために１つより多いネットワークスライスに同時に接続することができる。１つより多いネットワークスライスに同時に接続する時、オペレーターは特定のシグナリング手順が重ならないように選択することができる。ネットワークスライスは主に３ＧＰＰ定義された機能で構成されるが、他のオペレーター又は第３者により提供された独占(ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ)の機能を含むこともできる。ローミングの場合、一貫したユーザの経験とサービス支援を保障するために、同一のネットワーク機能で構成されたスライスがＶＰＬＭＮ内のユーザに利用可能である。ネットワークスライスの設定及び独占機能の供給は、オペレーターの間の協約(ａｇｒｅｅｍｅｎｔｓ)に基づく。ネットワークスライシングは、自然災害の場合に基本通信(例えば、音声、テキストメッセージ)を可能にするネットワーク設定を提供する時に使用される。この概念が適用されたさらに他の例は、基本インターネット接続(例えば、基本ブロードバンドの速度、緩和した遅延要求事項)により必須的サービスに対する接続を提供すべき市中において、ネットワークに対する接続を提供することである。オペレーターは類似ネットワークの機能性を必要とする多数の第３者(例えば、企業)に類似サービスを提供する場合が多く、これは効率的な方式により支援されなければならない。

最近数年間スマートフォンの発展と速い普及により、モバイル通信ネットワークにおいて莫大な量のモバイルデータトラピックが発生して、既存のＰ２Ｐ(ｐｅｅｒ−ｔｏ−ｐｅｅｒ)通信からアプリケーションがサーバと自由に信号を交換する通信に到るまで、通信トラピックの類型が大きく変化している。高速、高容量の移動通信システムにおいて、トラピック混雑制御は色々な状況でサービス安定性を維持するために重要である。また、大地震のような主要災害の発生時にモバイルデータトラピックは予期しない水準に増加することができ、ネットワークエラーを発生することができる。従って、移動通信システムは、予期しなかった高いトラピックが発生する前にこれを防止するためのメカニズムが必要である。緊急通話(ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃａｌｌ)及び／又は災難掲示板に対する成功裏に通信を保障するために、共通混雑制御メカニズムは、重要／優先順位が高い通話及び緊急通話のためのネットワークリソースをできる限り多いユーザが移動できるように保障するために、重要度が低い／優先順位が低い通話を減らす必要がある。３ＧＰＰはネットワークに対するモバイル通信接続を制御するために、一連のトラピック混雑(ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ)のメカニズムを標準化した。３Ｇ(ＵＭＴＳ)規格の一部に標準化され、ＬＴＥで広く使用される１つの接続制御メカニズムは、ＵＥに貯蔵（格納）された優先順位識別子データを使用する制御技術である、"接続クラス(ａｃｃｅｓｓ ｃｌａｓｓ、ＡＣ)"制御ともいう。以下、従来の接続制御メカニズムについてより具体的に説明する。

特定の環境では、ＵＥのユーザが(緊急通話の試みを含む)接続を試みるか、又はＰＬＭＮの特定の領域でページに応答することを防止することが好ましい。かかる状況は、緊急状態の間、又は２つ以上の同一の位置(ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ)のＰＬＭＮのうちの１つが故障した場合に発生する。ブロードキャストメッセージは、ネットワーク接続から遮断された加入者のクラス又はカテゴリーを示し、セル単位でセル上で利用可能である。かかる機能の使用は、ネットワークオペレーターが致命的な(ｃｒｉｔｉｃａｌ)条件下で接続チャネルの過負荷を防止できるようにする。接続制御は正常的な動作(ｏｐｅｒａｔｉｎｇ)の条件下では使用が意図されない。ＣＳドメインとＰＳドメインの間の接続制御を差別化する必要がある。従来の接続制御に対する細部事項は、３ＧＰＰ ＴＳ ２３.１２２と３ＧＰＰ ＴＳ ２５.３０４に明示されている。全てのＲＡＴが接続制御機能性を支援することではない。

全てのＵＥはランダムに接続クラス０〜９のうちの１つに割り当てられ、このように割り当てられた接続クラス値は、ＳＩＭ／ＵＳＩＭに貯蔵される。またＵＥはＳＩＭ／ＵＳＩＭに保有された、５つの特別カテゴリー(接続クラス１１〜１５)のうちの１つ以上のメンバーであることができる。これらは以下のように特定の高い優先順位(ｈｉｇｈ ｐｒｉｏｒｉｔｙ)のユーザに割り当てられる(以下のものが優先順位シーケンスを意味することではない):

＞接続クラス１５：ＰＬＭＮスタッフ；

＞接続クラス１４：緊急サービス；

＞接続クラス１３：公共設備(例えば、水／ガス供給者)；

＞接続クラス１２：保安サービス；

＞接続クラス１１：ＰＬＭＮ使用。

現在のＬＴＥ／ＥＰＳシステムで使用している接続制御は、ＬＴＥ／ＥＰＳ以前のシステムであるＵＭＴＳ及びＧＳＭシステムで使用した接続制御方法に基づく接続クラスバーリング(ａｃｃｅｓｓ ｃｌａｓｓ ｂａｒｒｉｎｇ、ＡＣＢ)を基本とする。その後、標準化が進行されるに従って、ＡＣＢを基本とする新しいメカニズム、例えば、サービス特定的な接続制御(ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ)、ＣＳＦＢに対する接続制御(ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＣＳＦＢ)、拡張された接続バーリング(ｅｘｔｅｎｄｅｄ ａｃｃｅｓｓ ｂａｒｒｉｎｇ)、アプリケーション特定的な接続制御(ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ)、緊急通話(ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃａｌｌｓ)、モバイル発信シグナリング及び／又はデータトラピックの防止(ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ ｄａｔａ ｔｒａｆｆｉｃ)などが、現在ＬＴＥ／ＥＰＳシステムで使用している接続制御メカニズムとして追加された。以下、既存のＬＴＥ／ＥＰＳシステムで使用した接続制御メカニズムについて説明する。

＊接続クラスバーリング(ａｃｃｅｓｓ ｃｌａｓｓ ｂａｒｒｉｎｇ、ＡＣＢ)

ＵＥがエアインターフェース上にシグナリングされた許可された(ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ)接続クラスに該当する少なくとも１つの接続クラスのメンバーであり、接続クラスがサービングネットワークに適用可能な場合、接続の試み(ａｔｔｅｍｐｔ)が許容される。また、接続ネットワークがＵＴＲＡＮである場合、あるＵＥの接続クラスに対して接続が許可されなくても、サービングネットワークはＵＥがページングに応答するか又は位置登録を行うことが可能であることを指示することができる。そうではないと、接続の試みが許容されない。また、サービングネットワークは共通接続は許可されても、ＵＥが位置登録を行うことは制限されることを指示することもできる。ＵＥがページングに応答すると、正常的な定義された手順に従うべきであり、特定されたように、ネットワーク命令に反応しなければならない。ネットワークオペレーターはＵＥにネットワークへの接続を許容する時、ネットワークの負荷を考慮できる。接続クラスは以下のように適用可能である:

＞接続クラス０〜９：ホーム及び訪問ＰＬＭＮ(Ｈｏｍｅ ａｎｄ Ｖｉｓｉｔｅｄ ＰＬＭＮｓ)；

＞接続クラス１１及び１５：ＥＨＰＬＭＮ(ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｈｏｍｅ ＰＬＭＮ)リストが存在しない場合にのみホームＰＬＭＮ、或いは任意のＥＨＰＬＭＮ；

＞接続クラス１２、１３、１４：ホームＰＬＭＮ及び同一の本国(ｈｏｍｅ ｃｏｕｎｔｒｙ)に属する訪問ＰＬＭＮ(ｖｉｓｉｔｅｄ ＰＬＭＮ、ＶＰＬＭＮ)。このために本国に属するＰＬＭＮは、ＩＭＳＩのＭＣＣ(ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｕｎｔｒｙ ｃｏｄｅ)部分が同一であるＰＬＭＮと定義される。

これらの接続クラスはいつでも遮断されることができる。同一の無線接続ネットワークを共有する多重コアネットワークの場合、無線接続ネットワークは互いに異なるコアネットワークに対する接続クラスバーリングを個々に適用することができる。以下はＥ−ＵＴＲＡＮ上における向上した接続制御のための要求事項である。

＞サービングネットワークは、接続クラス０〜９に共通に適用される接続制御の平均デュレーション及びバーリングレート(例えば、百分率の値)をＵＥにブロードキャストできる。ＵＭＴＳと同様の原理が接続クラス１１〜１５に適用される。

＞Ｅ−ＵＴＲＡＮは、接続の試みのタイプ(即ち、モバイル発信データ又はモバイル発信シグナリング)に基づいて接続制御を支援する必要がある。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、接続の試みのタイプ(例えば、モバイル発信及びモバイル着信、モバイル発信、或いは位置登録)に基づいて接続制御の組み合わせを形成する必要がある。‘接続制御の平均デュレーション(ｍｅａｎ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ)'及びバーリングレートは、接続の試みの各タイプ(即ち、モバイル発信データ又はモバイル発信シグナリング)のためにブロードキャストされる。‘接続制御の平均デュレーション'及びバーリングレートは、各類型のアクセスの試み(即ち、モバイル発信データ又はモバイル発信シグナリング)に対してブロードキャストされる。

＞ＵＥはサービングネットワークから提供された情報をもってバーリング状態(ｂａｒｒｉｎｇ ｓｔａｔｕｓ)を決定し、これにより接続を試みる。ＵＥは連結の確立を開始する時、０と１の間の均一の乱数(ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ)を抽出し、現在のバーリングレートと比較して接続の試みが遮断されるか否かを決定する。均一の乱数が現在のバーリングレートより小さく、接続の試みのタイプが許容を指示すると、接続の試みが許容される。そうではないと、接続の試みが許容されない。接続の試みが許容されないと、同一のタイプの追加接続の試みがネットワークにより提供された‘接続制御の平均デュレーション'及びＵＥにより抽出された乱数に基づいて計算された時間期間(ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄ)の間に遮断される。

＞サービングネットワークは、ＳＧ上へのＳＭＳ、ＩＭＳ上へのＳＭＳ(ＩＰ上へのＳＭＳ)、及びＳ１０２上へのＳＭＳにおいて、ＳＭＳ接続の試みに対して接続クラスバーリングを適用するか否かを指示する。この指示は接続クラス０〜９及び１１〜１５に有効である。

＞サービングネットワークは、ＵＥがＭＭＴｅｌ(ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｌ ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ)音声接続の試みに対して接続クラスバーリングを適用するか否かを指示する。この指示は接続クラス０〜９及び１１〜１５に有効である。

＞サービングネットワークは、ＵＥがＭＭＴｅｌ映像(ｖｉｄｅｏ)接続の試みに対して接続クラスバーリングを適用するか否かを指示する。この指示は接続クラス０〜９及び１１〜１５に有効である。

＊サービス特徴的接続制御(Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ)

ＡＣＢで説明した要求事項に加えて、さらに接続制御はＥ−ＵＴＲＡＮにおいて以下のように遊休モード(ｉｄｌｅ−ｍｏｄｅ)及び連結モード(ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ−ｍｏｄｅ)からのモバイル発信セッション要請に対して電話サービス(ＭＭＴｅｌ)のための独立的な接続制御を適用するためにサービス特定的接続制御(ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＳＳＡＣ)という機能を支援する。

＞サービングネットワークは、ＳＳＡＣ対象のＵＥ(ＵＥ ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ＵＥ)が接続クラスバーリングも適用するか否かを(前述したＡＣＢ部分で明示したとおり)指示する必要がある。

＞ＥＰＳは、ＭＭＴｅｌ音声及びＭＭＴｅｌ映像の各々に対するバーリングレート及び接続制御の平均デュレーションを割り当てる(ａｓｓｉｇｎ)能力を提供する。

＞＞接続クラス０〜９において共通に適用されるバーリングレート(百分率)を割り当てる。

＞＞範囲１１〜１５内の各接続クラスに対してフラグバーリング状態(遮断／非遮断)を割り当てる。

＞＞ＳＳＡＣは接続クラス１０には適用されない。

＞＞ＳＳＡＣはＨＰＬＭＮに接続せず、オペレーターの政策に従ってＶＰＬＭＮにより提供される。

＞＞ＳＳＡＣは、大量(ｍａｓｓ)同時(ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ)のモバイル発信セッションの要請によるサービス可用性(ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)の低下(即ち、無線リソースの不足)を最小化し、非−遮断されたサービスのための無線接続リソースの可用性を極大化するメカニズムを提供する。

＞＞サービングネットワークは、接続制御の平均デュレーション、範囲０〜９内の接続クラスのためのバーリングレート、範囲１１〜１５内の接続クラスのためのバーリング状態(ｂａｒｒｉｎｇ ｓｔａｔｕｓ)をＵＥにブロードキャストする。

＞＞ＵＥはサービングネットワークから提供された情報でバーリング状態を決定し、これにより接続を試みる。ＵＥは連結の確立を開始する時、０と１の間の均一の乱数(ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ)を抽出し、現在のバーリングレートと比較して接続の試みが遮断されるか否かを決定する。均一の乱数が現在のバーリングレートより小さく、接続の試みのタイプが許容と指示されると、接続の試みが許容される。そうではないと、接続の試みが許容されない。接続の試みが許容されないと、同一のタイプの追加接続の試みがネットワークにより提供された'接続制御の平均デュレーション'及びＵＥにより抽出された乱数に基づいて計算された時間期間(ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄ)の間に遮断される。

＊ ＣＳＦＢに対する接続制御(Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＣＳＦＢ)

ＣＳＦＢに対する接続制御は、ＵＥがＣＳＦＢ(ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｆａｌｌｂａｃｋ)を行うためにＥ−ＵＴＲＡＮに接続することを禁止するメカニズムを提供する。これは、ＣＳＦＢに対す大量同時モバイル発信の要請により発生するサービス可用性の低下(即ち、無線リソースの不足、フォールバックネットワークの混雑)を最小化し、他のサービスに接続するＵＥに対するＥ−ＵＴＲＡＮリソースの可用性を増加させる。オペレーターがＣＳＦＢに対する接続制御を適用することが適切であると決定すると、ネットワークは各々のクラスのためのＣＳＦＢに対する接続制御を提供するために必要な情報を特定の領域のＵＥにブロードキャストすることができる。ネットワークはＣＳＦＢに対する接続制御、ＳＳＡＣ及びＥ−ＵＴＲＡＮに関する向上した接続制御(ｅｎｈａｎｃｅｄ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎ Ｅ−ＵＴＲＡＮ)を個々に適用することができる。

以下の要求事項がＣＳＦＢのために１ｘＲＴＴに適用される：Ｅ−ＵＴＲＡＮにおいて、ネットワークは１ｘＲＴＴ／Ｅ−ＵＴＲＡＮ ＵＥからのＣＳＦＢ上のモバイル発信セッションの要請に対する接続制御を適用できる。ＵＥにより受信されたパラメータは、３ＧＰＰ２ Ｃ.Ｓ０００４―Ａ："Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｌｉｎｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ(ＬＡＣ) Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ＣＤＭＡ２０００ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｓｙｓｔｅｍｓ―Ａｄｄｅｎｄｕｍ ２"内のＣＤＭＡ２０００の手順により処理される。

ＵＴＲＡＮ又はＧＥＲＡＮへのＣＳＦＢに対して、ＣＳＦＢに対する接続制御を提供するためにブロードキャストされる必要な情報はＡＣＢ部分に明示した通りである。かかる要求事項に加えて、以下のものが適用される:

＞ＣＳＦＢに対する接続制御は接続クラス０〜９及び接続クラス１１〜１５に適用される。接続クラス１０には適用されない。

＞ＣＳＦＢに対する接続制御は遊休モードのＵＥに適用される。

＞ＣＳＦＢに対する接続制御は全てのＣＳＦＢサービスに適用される。

＞ＣＳＦＢに対する接続制御はＨＰＬＭＮに接続することなく、オペレーター政策によってＶＰＬＭＮにより提供される。

＞ＵＥの接続クラスによって、ＣＳＦＢに対する接続制御がＣＳＦＢに対する発信セッションの要請を非許容すると、ＵＥはＣＳＦＢに対するモバイル発信セッションの要請を送らない。

＞ＣＳＦＢに対する接続制御がＣＳＦＢに対するモバイル発信セッションの要請により適用されると、ＵＥは該当セッションに対するＥ−ＵＴＲＡＮに関する向上した接続制御を迂回する(ｂｙｐａｓｓ)。

＞ＣＳＦＢに対する接続制御がＣＳＦＢに対する発信セッションの要請を許容するか否かをＵＥが決定する基準は、ＡＣＢ部分に説明したように、Ｅ−ＵＴＲＡＮに関する向上した接続制御に対するものと同等である。

＞接続がＵＥに対して承認されない場合、同一のＵＥからの持続的な(ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ)モバイル発信セッションの要請によるＥ−ＵＴＲＡＮの過負荷を避けるために、一定期間の間、ＣＳＦＢに対するモバイル発信セッションの要請が制限される。この期間のデュレーションはＡＣＢに使用されることと同じ作業を使用して決定される。

＞ネットワークがＣＳＦＢに対する接続制御に関する情報を提供しない場合、ＵＥはＡＣＢ部分に説明された通り、接続クラス０〜９及び１１〜１５に対する接続クラスバーリングの対象となる。

＊拡張された接続バーリング(Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｂａｒｒｉｎｇ、ＥＡＢ)

ＥＡＢは接続ネットワーク及び／又はコアネットワークの過負荷を防止するために、ＥＡＢ用に設定されたＵＥからのモバイル発信接続の試みをオペレーターが制御するメカニズムである。混雑状況(ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ)において、オペレーターは他のＵＥからの接続を許容しながら、ＥＡＢ用に設定されたＵＥからの接続を制限する。ＥＡＢ用に設定されたＵＥは、他のＵＥより接続制限により寛大である。オペレーターがＥＡＢを適用することが適切であると判断すると、ネットワークは特定の領域のＵＥのためにＥＡＢ制御を提供するために必要な情報をブロードキャストする。以下の要求事項がＥＡＢのために適用される:

＞ＵＥはＨＰＬＭＮによりＥＡＢ用に設定される。

＞ＥＡＢは全ての３ＧＰＰ無線接続技術に適用可能である。

＞ＥＡＢはＵＥがホームＰＬＭＮにいるか又は訪問ＰＬＭＮにいるかに関係なく適用可能である。

＞ネットワークがＥＡＢ情報をブロードキャストすることができる。

＞ＥＡＢ情報はＥＡＢが以下のカテゴリーのうちの１つ内のＵＥに適用されるかを定義する：ａ)ＥＡＢ用に設定されたＵＥ、ｂ)ＥＡＢ用に設定され、これらのＨＰＬＭＮにもなく、それに同等なＰＬＭＮにもいないＵＥ、及びｃ)ＥＡＢ用に設定され、ＳＩＭ／ＵＳＩＭ上にオペレータ−定義されたＰＬＭＮ選択子リストにおいて、ＵＥがローミング中の国の最も選好するＰＬＭＮにリストされたＰＬＭＮ内にもなく、これらのＨＰＬＭＮに同等なＰＬＭＬ内にもいない、ＨＰＬＭＮ又はＰＬＭＮでローミング中の国の最も選好するＰＬＭＮとして並べられたＰＬＭＮにいないＵＥ。

＞ＥＡＢ情報は接続クラス０〜９に対する拡張されたバーリング情報も含む。

＞ＥＡＢ用に設定されたＵＥは、ネットワークに対する自分の接続が遮断されるか否かを決定するために、ネットワークによりブロードキャストされるＥＡＢ情報を評価する時、自分の割り当てられた接続クラスを使用する。

＞ＥＡＢ用に設定されたＵＥが緊急通話を開始するか、又は範囲１１〜１５内の接続クラスのメンバーでありながらＡＣＢによってその接続クラスがネットワークにより許可される場合、ＵＥはネットワークによりブロードキャストされた全てのＥＡＢ情報を無視する。

＞ネットワークがＥＡＢ情報をブロードキャストしない場合、ＵＥはＡＣＢ部分で説明したように、接続バーリングの対象となる。

＞ネットワークによりブロードキャストされるＥＡＢ情報がＵＥを遮断しない場合、ＵＥはＡＣＢ部分で説明したように、接続バーリングの対象となる。

＞同一の接続ネットワークを共有する多重コアネットワークの場合、接続ネットワークは互いに異なるコアネットワークに対して個々にＥＡＢを適用することができる。

ＥＡＢをオーバーライドすることは、オペレーターがＥＡＢ用に設定されたＵＥがＥＡＢ条件下でネットワークに接続できるように許容するメカニズムである。ＥＡＢをオーバーライドすることについて、以下の要求事項が適用される。

＞ＥＡＢに設定されたＵＥは、ＨＰＬＭＮによりＥＡＢをオーバーライドする権限を有するように設定される。

＞ＥＡＢをオーバーライドする権限を有するように設定されたＵＥの場合、ユーザ又はアプリケーション(例えば、ＵＥ内の上位階層)がＥＡＢが適用されないＰＤＮ連結を活性化(ａｃｔｉｖａｔｅ)するようにＵＥに要請することができる。

＞ＵＥはＥＡＢが適用されない活性のＰＤＮ連結を有している限り、ネットワークによりブロードキャストされる全てのＥＡＢの制限(ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ)情報を無視する。

＊ データ通信のためのアプリケーション特定的混雑制御(ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＡＣＤＣ)

データ通信のためのアプリケーション特定的混雑制御(ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｄａｔａ ｃｅｉｌｉｎｇｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＡＣＤＣ)は、オペレーターが遊休モードのＵＥ内の特定の、オペレータ−識別された(ｏｐｅｒａｔｏｒ−ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ)アプリケーションからの新しい接続の試みを許容／防止するようにする接続制御メカニズムである。ＡＣＤＣは連結モードのＵＥには適用されない。ネットワークは接続ネットワーク及び／又はコアネットワークの過負荷を防止／緩和することができる。この機能は選択事項である。以下の要求事項が適用される:

＞この機能はＵＴＲＡＮ ＰＳドメインとＥ−ＵＴＲＡＮに適用できる。

＞この機能は１つ以上の接続クラス１１〜１５のうち１つ又はそれ以上のメンバーではない遊休モードのＵＥのみに適用される。

＞ＡＣＤＣはＭＭＴｅｌ音声、ＭＭＴｅｌビデオ及びＩＭＳ上におけるＳＭＳ(ＳＭＳ ｏｖｅｒ ＩＭＳ)(例えば、ＳＭＳ ｏｖｅｒ ＩＰ)サービスに適用されない。

＞ホームネットワークは、各々特定の、オペレーター識別されたアプリケーションに連関する、少なくとも４個及び最大１６個のＡＣＤＣカテゴリーとしてＵＥを設定できる。

＞サービングネットワークは、ＲＡＮの１つ以上の領域において、各ＡＣＤＣカテゴリーごとのバーリング情報を示す制御情報、そしてローミングＵＥがＡＣＤＣ制御の対象であるか否かをブロードキャストすることができる。バーリング情報はＡＣＢ情報と類似することができ、接続制御の平均デュレーション(例えば、バーリングタイマー)及びバーリングレート(例えば、百分率の値)を含むことができる。一定の与えられた一致する(ｍａｔｃｈｅｄ)ＡＣＤＣカテゴリー内のアプリケーションからの以前の接続の試みによりバーリングタイマーが駆動中である場合、(より高いカテゴリーに対する該当バーリング情報によって)ＵＥはより高いＡＣＤＣカテゴリー内のアプリケーションからの接続の試みのみを許容することができる。一定の与えられた不一致する(ｕｎｍａｔｃｈｅｄ)ＡＣＤＣカテゴリー内のアプリケーション又はカテゴリー化されない(ｕｎｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄ)アプリケーションからの以前の接続の試みによりバーリングタイマーが駆動中である場合は、ＵＥは(より高いカテゴリーに対する該当バーリング情報によって)ブロードキャストされた最低のＡＣＤＣカテゴリーより高いＡＣＤＣカテゴリー内のアプリケーションからの接続の試みのみを許容することができる。

＞ＵＥはこのブロードキャストされたバーリング情報及びＵＥのＡＣＤＣカテゴリーの設定に基づいて、一定のアプリケーションに対する接続の試みが許容されるか否かを制御することができる。

＞サービングネットワークは他の形態の接続制御と共にＡＣＤＣを同時に指示することができる。

＞＞ＡＣＤＣ及びＡＣＢ制御の両方が指示されると、ＡＣＤＣがＡＣＢをオーバーライドする。

＞＞ＵＥがＥＡＢ及びＡＣＤＣの両方のために設定されており、サービングネットワークがＥＡＢ情報及びＡＣＤＣバーリング情報を同時にブロードキャストすると:

＞＞＞ＵＥが、ＥＡＢ部分で説明したように、ネットワークへの接続が遮断されないと、又はＥＡＢをオーバーライドする部分で説明したように、ＥＡＢ制限をオーバーライドすることが許可されたと判断した場合、ネットワークへの接続はＡＣＤＢの対象になる。

＞＞＞ＵＥが、ＥＡＢ部分で説明したように、ネットワークへの接続が遮断され、ＥＡＢをオーバーライドする部分で説明したように、ＥＡＢ制限をオーバーライドすることが許容されないと判断した場合、ネットワークへの接続は遮断される。

＞同一の接続ネットワークを共有する多重コアネットワークの場合、接続ネットワークは他のコアネットワークに対して個々にＡＣＤＣを適用できる。共有された(ｓｈａｒｅｄ)ＲＡＮにおける混雑緩和のために、バーリングレートは全ての参与オペレーターに対して同一にセットされる。

アプリケーションのカテゴリーにＵＥを設定する時、ホームネットワークは以下のように進行される(ｐｒｏｃｅｅｄ):

＞用途が最小限に制限されると予想されるアプリケーションには、最高のＡＣＤＣカテゴリーが割り当てられる(ａｓｓｉｇｎ)；及び

＞最高のカテゴリーのアプリケーションより用途が制限されると予想されるアプリケーションには、２回目に高い(ｓｅｃｏｎｄ-ｔｏ-ｈｉｇｈｅｓｔ)ＡＣＤＣカテゴリーが割り当てられる；及び

＞用途が最も制限されると予想されるアプリケーションには、最低のＡＣＤＣカテゴリーが割り当てられるか、又は全くカテゴリー化されない。

設定されたＡＣＤＣカテゴリーを有するＵＥに対して、いずれのＡＣＤＣカテゴリーにも割り当てられないＵＥ上のアプリケーションは、サービングネットワークによりブロードキャストされた最低のＡＣＤＣカテゴリーの一部としてＵＥにより取り扱わられる。オペレーターがかかるカテゴリー化されないアプリケーションに関して差別化を必要とする場合、オペレーターは最低のＡＣＤＣカテゴリーにアプリケーションを割り当てることを避ける。ＡＣＤＣを適用する時、サービングネットワークは最高のＡＣＤＣカテゴリーから始まって最低のＡＣＤＣカテゴリーまでバーリング情報をブロードキャストする。ホームネットワーク及びサービングネットワークは異なるカテゴリー化を使用できる。サービングネットワークはＡＣＤＣがローミングＵＥに適用されるか否かを決定する。

ＵＥ内のＡＣＤＣカテゴリーの数は、サービングネットワークによりブロードキャストされたＡＣＤＣカテゴリーの数と同一ではないことができる。この場合は、例えば、ＵＥがローミング中であり、サービングネットワークによりブロードキャストされたカテゴリーの数がホームネットワークと異なる時に発生する。従って、以下の規則が適用される：

＞サービングネットワークがＵＥの設定より多いＡＣＤＣカテゴリーをブロードキャストすると、ＵＥは一致するＡＣＤＣカテゴリーに対してバーリング情報を使用し、サービングネットワークによりブロードキャストされた最低のカテゴリーに対するバーリング情報を使用してカテゴリー化されないアプリケーションを遮断し、不一致したカテゴリーに対するバーリング情報を無視する。

＞サービングネットワークがＵＥの設定より少ないＡＣＤＣカテゴリーに対する情報をブロードキャストすると、ＵＥは一致するＡＣＤＣカテゴリーのためのバーリング情報を使用し、サービングネットワークによりブロードキャストされた最低のカテゴリーに対するバーリング情報を使用して他のアプリケーションを遮断する。一致するＡＣＤＣカテゴリーは、バーリング情報がサービングネットワークによりブロードキャストされ、ＵＥに設定されたＡＣＤＣカテゴリーのランクと同一のランクを有する、ＡＣＤＣカテゴリーである。一致しないＡＣＤＣカテゴリーは、バーリング情報がサービングネットワークによりブロードキャストされるが、ＵＥに設定された該当ＡＣＤＣカテゴリーがないＡＣＤＣカテゴリーであるか、或いはＵＥに設定されているが、サービングネットワークによりブロードキャストされた該当バーリング情報のないＡＣＤＣカテゴリーである。

＊ 緊急通話(Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｃａｌｌｓ)

"接続クラス１０"と知られた追加制御ビットがさらにエアインターフェース上でＵＥにシグナリングされる。これは接続クラス０〜９のＵＥ又はＩＭＳＩがないＵＥに対して緊急通話のためのネットワーク接続が許容されるか否かを示す。接続クラス１１〜１５のＵＥの場合、"接続クラス１０"及び関連する接続クラス(１１〜１５)の両方が遮断されると、緊急通話が許容されない。そうではないと、緊急通話が許容される。

＊ マルチメディア優先順位サービス(Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ)

マルチメディア優先順位サービス(３ＧＰＰ ＴＳ ２２.１５３参照)には、固有の接続クラス値(即ち、特別接続クラス１１〜１５のうちの１つ)が割り当てられる。マルチメディア優先順位サービスのための割り当てられた接続クラス値は、地域的(ｒｅｇｉｏｎａｌ)／国家的(ｎａｔｉｏｎａｌ)規制(ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ)要求事項及びオペレーター政策に基づく。

＊ ＵＥ能力の制御(Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ)

(例えば、追加料金、性能低下などを引き起こす)誤作動(ｍｉｓｂｅｈａｖｉｎｇ)ＵＥの影響からユーザを保護し、無線リソース、ネットワークシグナリング及びプロセシングを含めて、ネットワークオペレーターのネットワーク容量(ｃａｐａｃｉｔｙ)を保護するために、ＨＰＬＭＮ／ＥＨＰＬＭＮ及びＶＰＬＭＮがどのネットワーク提供サービス又は機能を使用することが許容されないかに関する指示をＵＥに提供する手段が必要である。選択的ＵＥ能力リストがＵＥで維持され、ＵＥは不能化(ｄｉｓａｂｌｅ)されると指示されたいずれのサービスも要求しない。登録時、ＨＰＬＭＮ／ＥＨＰＬＭＮ又はＶＰＬＭＮは、リストの状態を調査して、新しいリストを提供することができる。選択的ＵＥ能力リストは、スイッチオフの時に削除されず、ネットワークにより新しいリストが提供されるまで有効である。選択的ＵＥ能力リストは、モバイル機器(ｍｏｂｉｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＭＥ)と関連があり、加入(ｓｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎ)とは関連がない。ＵＥはＶＰＬＭＮによる悪意的な不能化を含めて、悪意的に不能化されないように、偶発的に不能化されないように、また不能化されたままにならないように保障する必要があり、全ての状況において(例えば、サービングネットワークがＵＥ能力の制御を支援しない場合)、不能化されたＵＥを復旧するメカニズムが必要である。ＵＥはサービス又は機能の非−可用性(ｎｏｎ−ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)をユーザに知らせるために、選択的ＵＥ能力リストに与えられた指示を使用する。特定サービスの非−可用性の原因確認を補助するために、ネットワークがユーザにより使用可能な選択的顧客サービス番号を提供するための手段が必要である。また標準文書はネットワークがＵＥによりディスプレイされる選択的なテキストストリングを含むようにする能力を提供する必要がある。ＵＥ能力リストは加入されたサービスより優先する。リストに含まれるサービスは以下の通りである:

＞通話制御機能(Ｃａｌｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ)；

＞付加サービス(Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ)；

＞緊急通話((Ｕ)ＳＩＭのない場合を含めて、地域的規制の要求事項の対象となる、即ち、緊急通話はこれらの支援が要求される地域内で不能化されない)；

＞ＣＳ及びＰＳによる(ｖｉａ)、ＳＭＳ；

＞ＣＳ及びＰＳによる、ＬＣＳ；

＞ＧＰＲＳ基盤のサービス；

＞ＭＢＭＳ；

＞ＩＭＳ。

＊ モバイル−発信シグナリング及び／又はデータトラピックの防止(ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ―ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ ｄａｔａ ｔｒａｆｆｉｃ)

ＡＣＢ、ＳＳＡＣ、ＣＳＦＢに対する接続制御、ＥＡＢ、ＡＣＤＣに説明した接続バーリングメカニズムが遊休モードのＵＥに適用される間に、ネットワークはモバイル発信シグナリング及び／又はデータトラピックを防止するために連結モードにあるＥ−ＵＴＲＡＮ内のＵＥの行動を制御することができる。

上述したように、現在のＬＴＥ／ＥＰＳシステムで使用している接続制御メカニズムは、ＬＴＥ／ＥＰＳ以前のシステムであるＵＭＴＳ及びＧＳＭシステムで使用した方式に基づくＡＣＢを基本として追加された、ＳＳＡＣ、ＣＳＦＢに対する接続制御、ＥＡＢ、ＡＣＤＣ、緊急通話、モバイルー発信シグナリング及び／又はデータトラピックの防止などを含む。これらのメカニズムは、接続クラスに基づく接続制御にさらに適用される方式であって、ＵＥで送信するデータが発生すると、ＵＥは接続制御メカニズムのうち、自分が行うべき接続制御メカニズムを検査した後、それにより自分がネットワークに接続を試みてもよいか否かを検査して、接続の試みが許容されると、さらに接続クラスバーリングを検査した後、最終的に接続クラスバーリング検査も通過すると、実際に基地局にＲＲＣ連結要請を送信して接続を試みる。

ＧＳＭ／ＵＭＴＳでは、ＳＩＭカードに貯蔵された接続クラス情報に基づいて、各ＵＥが自分がどの接続クラスに属するかを確認し、それに基づいて接続を行う。例えば、ＵＥのＳＩＭに接続クラスが１と指定されており、基地局／ネットワークが接続クラス５、９のみが接続許容されると知らせると、ＵＥは基地局／ネットワークに接続を行うことができない。反面、基地局／ネットワークが接続クラス１も接続許容されると知らせると、ＵＥは基地局／ネットワークへの接続を行うことができる。

しかし、ＧＳＭ／ＵＭＴＳで使用された接続制御メカニズムには大きい欠陥がある。かかる欠陥は基地局に混雑状況が生じた場合に発生する。事業者は全体的には接続クラスが均一に分布するようにＳＩＭカードを発行する。例えば、ある事業者がＳＩＭカードを１００万個発行すると、接続クラス０〜９の各々に属するＳＩＭカードは１０万個と均一になる。かかる状況で、ある基地局が混雑状況を解消するために、０から９まで順に一定時間間隔で特定の１つの接続クラスのみを接続許容すると、基地局が各ＵＥに送信するシステム情報は持続的に更新される接続クラス許容情報を知らせるために、最小１０回の更新が必要である。これは、あるＵＥがネットワークに実際に接続するためには、最大１０回のシステム情報更新過程を行うことを意味する。これによりＵＥの消耗電力浪費及び基地局の複雑度が増加する。

この問題を解決するために、ＬＴＥシステムは接続クラス０から９までの各々を制御することではなく、接続クラス０から９までを全て同じプールと見なして、ここで確率値(即ち、バーリングレート)と待機時間(即ち、接続制御の平均デュレーション)値を適用する。即ち、ＵＥのＳＩＭカードに設定された１つの接続クラスのみを使用したＧＳＭ／ＵＭＴＳとは異なり、ＬＴＥシステムの各ＵＥは、自分の接続クラスとは関係なく、自分が基地局に接続しようとする場合、０〜１の値のうち、任意の値を選択して、もし値がネットワークにより提供された確率値より大きいと、接続(試み)を行い、もし値が確率値より小さいと、接続(試み)を行わない。この方法により、各ＵＥはシステム情報更新管理の負担を減らすことができる。しかし、この方法は逆に、ＵＥ間の差別が必要な時にも同一の接続制御が適用される問題がある。例えば、ある事業者は接続クラス区部によって特定のユーザ、例えば、高い料金を支払うユーザと低い料金を支払うユーザを区分することができる。即ち、接続クラス０には最も高い料金を支払うユーザを割り当て、接続クラス９には最も低い料金を支払うユーザを割り当てる。この場合、最も公正な接続制御は、接続クラス０に接続クラス９より多い接続機会を提供することである。例えば、接続クラス０には高い確率値を与えることである。しかし、ＬＴＥ／ＥＰＳで導入された接続制御メカニズムは、かかる事業者の柔軟性(ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ)を制限して、むしろＵＥに互いに異なるＱｏＳを提供することができない問題が発生した。

従って本発明では、次世代移動通信システムにおいてＵＥの種類及びサービスによって各々異なる接続機会を提供しながら、最小限のシステム負荷によりＵＥに公正な接続機会を与える方法を提案する。特に、本発明では、移動通信システムが各ＵＥに、ＵＥの加入情報、使用するアプリケーション情報及びネットワークスライスなどに基づいて、可変的にＵＥが属する接続クラス／カテゴリーを制御することを提案する。ＵＥは可変的に割り当てられた接続クラス／カテゴリーに基づいてシステムへの接続を決定することができる。

図１０は本発明による接続制御メカニズムの一例を示す図である。

本発明は、ＵＥが基地局／ネットワークに自分を登録するか、自分の位置を更新するために接続する時、基地局／ネットワークがＵＥにＵＥが使用する接続クラス情報を伝達し、ＵＥに新規値が提供されるまで基地局／ネットワークへの接続過程において接続クラス情報を使用することを提案する。例えば、ＵＥはアタッチ過程、トラッキング領域の更新過程、又はこれらと同等な過程により、ネットワークに自分を登録できるが、ネットワークはＵＥが位置した地域の情報、ＵＥが加入したサービス、ＵＥに該当するネットワークスライス情報などの様々な情報を用いて、ＵＥに割り当てる接続クラスを決定し、これをＵＥに知らせることができる。

＞Ｓ１００１。ＵＥは電源を入れた後、ネットワークに自分を登録しようとする。このために、まずＲＡＮとのＲＲＣ連結を確立する。

＞Ｓ１００２。ＲＲＣ連結が確立されると、ＵＥはアタッチ要請メッセージをネットワークに送信する。ＲＡＮはＵＥから受信したアタッチ要請メッセージをコアネットワーク(ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＣＮ)に伝達する過程において、自分が管理している地域の混雑状況などに関する情報を伝達できる。

＞Ｓ１００３。ＵＥからアタッチ要請を受信すると、ネットワークはＵＥに対する加入情報などのコンテキスト情報をＨＳＳなどに要請する。

ＣＮ又はＨＳＳはＵＥが位置した地域に割り当てられた接続クラスの現況などの情報を活用するか又はやり取りすることができる。又はネットワークが管理している基準によって、ＵＥに対してどの接続クラスを割り当てるかに関する情報をやり取りすることができる。

例えば、ＨＳＳなどにはＵＥが接続を試みたトラッキング領域において、ＵＥの特性を有するＵＥにどの接続クラス値が割り当てられたかに関する情報などがあり得る。例えば、ネットワークはスマートフォンには接続クラス１と２を、スマート時計には接続クラス３を各々割り当てると決めることができる。このような情報がＣＮに割り当てられるか或いはＨＳＳで管理される。かかる情報に基づいて、ＵＥがスマートフォンであれば、ＣＮは接続クラス１と２のうちのいずれか１つを選択して、ＵＥの接続クラスとして使用する。

又はネットワークスライスごとに接続クラスが割り当てられることもできる。例えば、ネットワークは、ネットワークスライス１には接続クラス５、ネットワークスライス２には接続クラス７を各々割り当てることができる。もしＵＥが加入したネットワークスライスが１であれば、ネットワークはＵＥに接続クラス１を割り当てると決めることができる。

ネットワークと事業者に関係なく接続クラスが０〜１５の値を有することではなく、各ネットワーク／事業者ごとに使用可能な接続クラスの数を任意に決めることができる。特殊の目的に該当するＵＥを区分するために、全ての事業者に共通に指定された接続クラスが定義されることができる。例えば、公共サービスＵＥの場合、全ての事業者が共通に接続クラス１２を割り当てることができる。

＞Ｓ１００４。Ｓ１００３で説明した情報に基づいて、ネットワークはＵＥに割り当てる接続クラスを決定して、これに関する情報を(例えば、接続承知メッセージで)ＵＥに伝達する。以下、説明の便宜のために、ＵＥに接続クラス１が割り当てられたと仮定する。ＵＥはこのように割り当てられた接続クラス値を貯蔵し、新しい値が割り当てられるまでこの値を用いてネットワーク接続に活用する。

＞Ｓ１００５。ＣＮは接続クラスの割り当て情報に関する情報をＲＡＮに伝達することもできる。例えば、ＣＮは各接続クラスごとにある程度のＵＥがあるかに関する分布情報をＲＡＮに提供することができる。分布情報に基づいて、ＲＡＮは自分がＵＥにシステム情報ブロック(ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ、ＳＩＢ)で送信する接続制御情報の値を調整することができる。例えば、ＣＮがＲＡＮに、該当地域に接続クラス１に該当するＵＥは１００個、接続クラス２に該当するＵＥは１０００個であることと、接続クラス１と接続クラス２の優先順位が同一であるという情報を伝達することができる。これに基づいて、ＲＡＮは接続クラス１と接続クラス２に属するＵＥに同様の接続機会を提供するために、接続クラス２のＵＥの数が接続クラス１のＵＥの数の１０倍であるので、絶対的な接続機会を、例えば、１０倍程度もっと提供すべきであると判断することができる。

＞Ｓ１００６。Ｓ１００４の後、ある程度時間が経た後、ＵＥのアプリケーションでデータが生成される。

＞Ｓ１００７。ＵＥはデータ送信のためにネットワーク接続を行うか否かを決定するために、最新システム接続情報を確認する。例えば、今回の段階で受信された接続制御情報では、接続クラス１は遮断し、接続クラス２のみが許容されたと仮定する。

＞Ｓ１００８。ＵＥは受信した接続制御情報に従って、自分のネットワーク接続が遮断されたと判断して、一定期間の間に基地局への接続を試みない。

＞Ｓ１００９。一定の基準時間が経た後、ＵＥは再度ネットワークから接続制御情報を受信する。今回には接続クラス１の接続を許容する情報が受信されたと仮定する。

＞Ｓ１０１０。ＵＥは新しい接続制御に従って、自分の接続クラスの接続が許容されたことを確認する。必要な場合、さらに確率検査を行う。最終的に接続が許容されると判断すると、ＵＥは基地局、即ち、ＲＡＮへの接続を試みる。

図１１は本発明による接続制御メカニズムの他の例を示す図である。

以前のＵＥに比べて、新規のＵＥはより多様な特性を有するサービスを使用し、１つのＵＥが様々な目的で使用されると予想される。例えば、あるスマートフォンが平常にはインターネット接続及びブラウジングに使用されるが、夜間には防犯用として使用されるか、又は自動車内部ではＶ２Ｘ用として使用されることができる。ところが、防犯用のサービストラピックと、一般インターネット用のサービストラピック、そしてＶ２Ｘ用のサービストラピックは互いに性質が異なり、またネットワークの安定性も異なる。従って、各々のサービストラピックは各々異なるネットワークスライスにより処理されると予想される。従って、１つのＵＥは互いに異なる複数個のネットワークスライスを支援する。この場合、基地局／ネットワークは、各々のサービスを互いに異なるネットワークスライスを用いて提供し、同時に各々のネットワークスライスの要求事項及び設定を異なるようにする。例えば、防犯用やＶ２Ｘ用のネットワークスライスは、個人の安全に重要な影響を及ぼすので、ネットワークのリソースが不足した状況でも最大にこのサービスを望むＵＥの接続を支援する。この場合、ネットワークは相対的に一般インターネットへの接続を試みるＵＥの接続は最大限抑制する。従って、互いに異なるネットワークスライスが存在する状況で、ＵＥにＱｏＳを満たすネットワーク接続を提供するために、本発明はＵＥに複数個の接続クラスを割り当てることを提案する。本発明において、ネットワークはＵＥのサービス情報を活用して、あるサービスのデータ、又はあるネットワークスライスのデータがどの接続クラス値にマッピングされるかを示すマッピング情報を追加する。マッピング情報に基づいて、ＵＥはネットワーク／基地局への接続を試みる時、どのネットワークスライスに対する又はアプリケーションでデータが発生したかを検査して、それに関連する接続クラスを確認した後、該当接続制御情報によってネットワーク接続を制御する。

＞Ｓ１１０１。ＵＥはネットワークに接続して、自分がｅＭＢＢスライスとＶ２Ｘスライスを使用すると知らせる。

＞Ｓ１１０２。ネットワークはＳ１１０１で受信した情報に基づいて、ＵＥにｅＭＢＢスライス及びＶ２Ｘスライスサービスを提供するために設定を行う。さらに、例えば、ＵＥにｅＭＢＢスライスに対しては接続クラス１を割り当て、Ｖ２Ｘスライスに対しては接続クラス２を割り当てる。

他の方式の接続クラス割り当ても可能である。例えば、ネットワークはアプリケーション１に対しては接続クラス１を使用し、アプリケーション２に対しては接続クラス２を使用すると知らせることができる。或いはＩＰアドレスによって使用する接続クラスを知らせることもできる。

＞Ｓ１１０３。ＵＥのＶ２Ｘスライスに該当するアプリケーションでデータが生成される。

＞Ｓ１１０４。ＵＥは基地局から接続制御情報を受信する。接続制御情報では接続クラス１は接続が許容され、接続クラス２は許容されない。

＞Ｓ１１０５。ＵＥはＳ１１０４で受信した接続制御情報に基づいて、自分が送信するデータ、即ち、Ｖ２Ｘネットワークスライスに該当する接続クラスの接続が許容されるか否かを検査する。例えば、ＵＥはＳ１１０４で受信した接続制御情報に基づいて接続が許容されないと判断して、接続を行わない。

＞Ｓ１１０６。ＵＥは基地局から新しい接続制御情報を受信する。接続制御情報では接続クラス１は接続が許容され、接続クラス２も許容される。

＞Ｓ１１０７。ＵＥは接続クラス２に該当する確率情報などを用いて接続を行い、Ｖ２Ｘスライスサービスを使用する。

図１０と図１１では、ネットワークスライスごとに接続クラスが割り当てられることを一例として本発明を説明したが、アプリケーションごとに、又はＩＰアドレスに基づいて接続クラスが区分されることもできる。接続クラスに関する情報は、ＵＥがネットワークに接続して直接受信することもでき、ネットワークで送信するＳＩＢにより把握することもできる。接続クラスに関する情報としては、例えば、あるネットワークスライスがどの接続クラスに該当するか、又はあるアプリケーション、又はあるＩＰアドレスがどのクラスに該当するか、又は他の基準によってあるサービス／接続の試みがどの接続クラスに該当するかなどに関連する情報があり得る。例えば、ネットワークスライスがどの接続クラスに該当するかに関する情報がＳＩＢによりＵＥに通知されることができる。或いは、ネットワークスライスごとに接続が許容されるか否かに関する情報がＳＩＢによりＵＥに通知され、ＵＥはこれにより動作することができる。或いはネットワークは各アプリケーション又はサービスフローがどのネットワークスライスにマッピングされるか、或いはどの接続クラスにマッピングされるかについての情報をＵＥに知らせることができる。

図１１において、例えば、ＵＥがそれ以上Ｖ２Ｘスライスを使用しない場合、ＵＥはこの事実をネットワークに知らせ、ネットワークはＵＥに新しい接続クラスを割り当てるか、或いはＶ２Ｘスライス用として以前に割り当てた接続クラスを回収することもできる。

図１２は本発明による接続制御メカニズムのさらに他の例を示す図である。

ＵＥがある事業者に加入した後、最初に接続を行うか、或いはローミング過程で新規ネットワークに接続する時には、割り当てられた接続クラス情報がないので、アタッチなどのネットワークに対する登録作業を行うことができない。この問題を解決するために、本発明ではＵＥに予めネットワークから割り当てられた接続クラス情報がない場合、デフォルト値を使用することを提案する。例えば、ネットワークからＵＥに接続クラスごとに互いに異なる接続制御値(例えば、接続制御の平均デュレーション、バーリングレートなど)を送信するが、この過程でネットワークはどのＵＥが送信しようとするデータに該当する接続クラス情報、又は接続クラスに対する接続制御値を見つけなかったＵＥが使用すべき接続クラスと接続制御値を知らせることができる。

貯蔵された接続クラス情報がないＵＥの動作と貯蔵された接続クラス情報があるＵＥの動作とを例として本発明を説明する。図１２を参照すると、貯蔵された接続クラス情報のないＵＥ１は以下のように動作する。

＞Ｓ１２００ａ。ＵＥ１はネットワークに接続したことのないＵＥであり、よって貯蔵された接続クラス情報がない。

＞Ｓ１２０１ａ。ＵＥ１は基地局(即ち、ＲＡＮ)から各接続クラスに関する接続制御情報を受信する。

＞Ｓ１２０２ａ。ＵＥ１は接続制御情報からデフォルト値として指定されたパラメータ値、又は指定されないどの接続クラスも使用可能なパラメータ値を獲得し、接続の試みにこのパラメータ値を使用する。

図１２を参照すると、貯蔵された接続クラス情報のあるＵＥ２は以下のように動作する。

＞Ｓ１２００ｂ。ＵＥ２は自分のホームネットワーク又は以前に接続したネットワークにおいて接続クラス値が割り当てられたＵＥである。しかし、ＵＥ２が自分に接続クラス値を割り当てたネットワークとは異なるネットワークに接続すると、以前のネットワークにより割り当てられた接続クラス値を使用しない。又は、割り当てられた接続クラスに対して、現在接続したセル又はネットワークが該当クラスに対する接続制御情報を送信しない場合にも、以下のように動作することができる。

＞Ｓ１２０１ｂ。ＵＥ１と同様に、ＵＥ２は他のネットワークから各接続クラスに関する接続制御情報を受信する。

＞Ｓ１２０２ｂ。ＵＥ１と同様に、ＵＥ２はデフォルト値に該当するパラメータ値を使用して他のネットワークへの接続を行う。またその後、他のネットワークから新しい接続クラス値を受信すると、新しい接続クラス値を接続制御に使用する。

さらに他の方法として、ＵＥはネットワークから接続クラスに該当する値を受信する時、該当接続クラスの範囲(ｓｃｏｐｅ)、即ち有効範囲に該当する情報をさらに受信することができる。例えば、範囲情報は該当接続クラス値が現在のネットワーク／ＰＬＭＮでのみ有効であるか、常に有効であるか、或いは特定の地域でのみ有効であるかを知らせることができる。例えば、あるＵＥが自分が加入した事業者のネットワークに接続して、'接続クラス＝５'という情報と共に'範囲(ｓｃｏｐｅ)＝全てのＰＬＭＮ'という情報を受信し、ＵＥは接続クラス＝５の基準を満たすデータが発生して接続を試みる場合、どのＰＬＭＮで接続しても接続クラスを５と認識して動作することができる。しかし、もしＵＥが'接続クラス＝５'という情報と共に'範囲(ｓｃｏｐｅ)＝ひたすらホームＰＬＭＮ'という情報を受信した場合は、ＵＥは自分が加入していないネットワーク或いは自分のＨＰＬＭＮとは異なるネットワークで接続する場合、接続クラス＝５に該当するトラピックが発生して接続を試みても接続クラス＝５という値を使用することができない。

ネットワークはＵＥが加入したＨＰＬＭＮにおいてＵＥにどのＰＬＭＮに接続する時にはどの接続クラス値を使用するかについての情報を知らせることができる。例えば、ＨＰＬＭＮにおいてＵＥにＨＰＬＭＮで接続する時には、接続クラス５を使用し、他の特定のＶＰＬＭＮに接続する時には接続クラス１００を使用すると指示することもできる。これにより、ＵＥは特定の状況において又はネットワークごとに自分が使用可能な接続クラス値を選別することができる。ネットワークから予め設定された値のうち、ＵＥが使用できる接続クラス値がない場合、ＵＥはデフォルト値を使用して接続を行うことができる。同様に、購入又はサービス加入後に最初にネットワークに接続するＵＥのような接続クラス値がないＵＥもデフォルト接続クラスを用いることができる。

図１２に示した本発明によれば、ＵＥにはネットワークスライス又はアプリケーションによって複数個の接続クラス値が割り当てられる。また、本発明は接続サービスによる接続制御だけではなく、従来のＭＭＴｅｌ音声又はＣＳＦＢなどのように接続目的による接続制御も支援することを提案する。このために、本発明はＭＭＴｅｌ音声、ＣＳＦＢなどにも各々１つの接続クラスを割り当てることを提案する。

例えば、ネットワークはＳＩＢを通じて着信通話は接続クラス１０に指定することができる。この時、ＵＥはＵＥが着信通話による接続を行う場合、基地局から受信した接続制御値のうち、接続クラス１０に該当する値を用いて接続有無を決定する。ＵＥは以前のシグナリング過程で、コアネットワークなどから、どの接続の試みがどの接続クラスに該当するかに関する情報を受信することができ、基地局で送信するＳＩＢなどによりどの接続の試みがどの接続クラスに該当するかに関する情報を受信することもできる。

他の例として、標準化規格により、着信通話は接続クラス１０に指定されることができる。この場合、ＵＥはＵＥが着信通話による接続を行う場合、基地局から受信した接続制御値のうち、接続クラス１０に該当する値を用いて接続有無を決定する。この場合、ＵＥはネットワークから着信通話が接続クラス１０に該当するという情報を受けなくても、接続クラス１０に該当する接続の試みが何であるかを分かることができる。

又は接続制御情報から直接、着信通話に対する確率／遅延時間(例えば、バーリングレート、接続制御の平均デュレーション)に対する接続制御値が送信されることができる。この場合、ＵＥは着信通話による接続を行う場合、基地局から受信した接続制御値のうち、着信通話に該当する値を用いて接続有無を決定する。この場合、ＵＥはネットワークにより割り当てられた他の接続クラス値を使用しなくても、自分が試みる接続の試みに該当する接続制御値を得ることができる。例えば、ネットワークはどの特定の基準を満たす接続の試みについては特定の基準に関する情報とバーリングレート及び接続制御の平均デュレーション情報を併せてＳＩＢなどによりＵＥに伝達する。即ち、(基準情報、クラス情報)という情報の対と、(クラス情報、バーリングレート、接続制御の平均デュレーション情報)という情報の対を各々伝達する方法を第１の方法とすると、この方法は、クラス情報を省略するために、１回に(基準情報、バーリングレート、接続制御の平均デュレーション情報)という１つの情報の対をＵＥに伝達することができる。

なお、特殊目的のＵＥ又は特殊目的の接続については、どのＵＥがどのネットワークに対して行っても、接続については同一の待遇(ｔｒｅａｔｍｅｎｔ)が適用されなければならない。例えば、ある警察官のＵＥが事業者Ａに加入されており、事業者Ａは警察官のＵＥに常に最高等級の接続機会を提供すると仮定する。ＵＥで送信するデータが発生した場合、警察官が元来加入した事業者Ａ以外に緊急に他の事業者のネットワークを通じて送信を行っても、他の事業者のネットワークでも警察官のＵＥに最高等級の接続機会を提供しなければならない。このために、本発明は、特殊目的の接続については共通の接続クラス値を規格化することを提案する。また標準文書に特殊目的のために指定されていない値のうち、各事業者は自分の要求事項に合わせて各ＵＥに異なる接続クラスを割り当てることができる。以下の表２は、本発明によって接続クラスを標準規格に定義する一例を示す。

表２を参照すると、接続クラス１〜８は標準規格に決まっており、全ての事業者、ネットワーク、ＵＥが同一に解釈する。例えば、表２において、接続クラス２は全てのネットワークにおいて着信通話関連の接続制御のために割り当てられる。接続クラス４〜８は、さらに必要な場合に、標準規格に反映される。

各々の事業者は接続クラス９以後の値を自分の目的に活用することができる。事業者ごとに接続クラス９に該当するＵＥの選定基準が異なる。以下の表は事業者による接続クラスの割り当てを例示する。

表３を使用する事業者のネットワークのあるＲＡＮノードでブロードキャストされる情報は、例えば、以下の表の通りである。

表４を参照すると、例えば、ネットワークでは緊急コール或いは公共機関ＵＥの場合、常に接続を許容し、同じインスタントメッセージング(ｉｎｓｔａｎｔ ｍｅｓｓａｇｉｎｇ、ＩＭ)サービスであっても、カカオトークに対しては他のチャットサービスよりも多い接続機会が与えられる。

本発明では、ＵＥクラス、接続目的、アプリケーションごとに各々の接続検査を行うことから外れて、１つのフレームワークで全ての接続に対するカテゴリー化及び制御を行う方法を提示する。従って、本発明によれば、今後新しい基準が登場しても、新しい基準を用いて新しい接続クラスを割り当てる方法により、統合型接続制御が可能である。

従来、接続制御過程において、接続制御パラメータである接続制御の平均デュレーションとバーリングレートが定義されている。しかし、従来のバーリングレートは５〜９５％の値を有することができる。本発明はバーリングレートの範囲を５〜９５％に限定することではなく、０〜１００％まで拡大することを提案する。バーリングレートが１００％である場合、該当接続クラスは接続を行うことができず、０％である場合は、常に接続可能に許容することを意味する。このように、バーリングレートの範囲を０〜１００％に拡張することにより、接続クラスが許容されたか否かの情報と接続バーリング情報が各々伝達されることを効率的に改善できる。即ち、従来にはバーリングレートが５〜９５％のみを表示できるので、ネットワーク／基地局が０％を指示するためには、該当接続クラスが接続自体が遮断されたと知らせる必要があった。即ち、従来の接続制御方法によれば、０％のバーリングレートを指示するために、接続自体の遮断有無を示すフィールドとバーリングレートを示すフィールドがいずれも必要であった。しかし、バーリングレートが０〜１００％のうち任意の値を表現できると、接続自体の遮断有無を示すフィールドは省略可能である。

本発明において、接続が許容されたか否かに関する情報は、接続確率などを含む。

上記では接続クラスという用語を使用して説明したが、従来の接続制御メカニズムで使用した接続クラスとの混合を避けるために、接続クラスという用語の代わりに、接続カテゴリー又は接続優先順位グループなどの様々な用語に変更することもできる。本発明はネットワークにおいてネットワークの負荷、各々のネットワークスライスの設定、着信通話有無、発信通話有無、シグナリング／データの有無、音声通話有無などの様々な組み合わせにより、各ＵＥに接続の種類をマッピングする基準を提示し、それによってネットワーク接続の試みの可否を判別することを特徴とする。接続の種類をマッピングするとき、互いに異なる接続が同じマッピングに集められることができるが、これを今までの説明では接続クラスという用語で説明した。即ち、本発明の理解のために、２Ｇ ＧＳＭ、３Ｇ ＷＣＤＭＡ、４Ｇ ＬＴＥで使用した接続クラスというマッピング方法を使用して本発明の提案が説明された。しかし、本発明の提案は、５Ｇ移動通信システム又はその後のシステムへの適用を目的とし、接続の種類をマッピングする時、既存の２Ｇ／３Ｇ／４Ｇで使用した接続クラスも様々なマッピング又はフィルタリングの基準項目のうちの１つとして使用できるので、マッピング基準の１つとして使用できる接続クラスという用語とマッピングされた接続のグループを称する接続クラスである接続カテゴリーに区分する必要がある。従って、上述した本発明の提案において、接続クラスは２Ｇ／３Ｇ／４Ｇで使用した意味のように、ＳＩＭなどに貯蔵された固定値自体よりは、様々な基準(例えば、ネットワークスライス、通話の特性、ＵＥのＳＩＭに貯蔵された接続クラスなど)を適用してマッピングされた接続のグループを称する接続カテゴリーを意味する。従って、本発明に関する上述した説明において、接続クラスは接続カテゴリーに代替できる。

参考として、本発明は既存のＡＤＣＤとは以下の面で相異する。ＡＣＤＣはアプリケーションの各々が独立的なＩＤを有し、それに合わせてＡＣＤＣカテゴリーをマッピングする。従って、ＡＣＤＣはアプリケーションとは関連のないデータ又は該当アプリケーションＩＤがないデータはＡＣＤＣカテゴリーにマッピングされることができず、よってかかるデータについては接続制御が行われることができない。本発明は、接続カテゴリーの各々に対して様々なフィールダーを適用するか、又は互いに異なる接続カテゴリーに対して互いに異なる性質のフィールダーを適用することができる。従って、本発明によれば、アプリケーションではない場合又は他の目的の接続も接続カテゴリーにマッピングすることができる。例えば、通信制御のためのシグナリング(例えば、ＮＡＳシグナリング、ＲＲＣシグナリング、トラッキング領域更新、アタッチ要請)は、アプリケーションと関連ないが、本発明はアプリケーションとは関連のないシグナリングも接続カテゴリーにマッピングできるので、かかるシグナリングに対する接続制御も行うことができる。また、本発明は着信通話、緊急通話などのサービス特性によって接続カテゴリーに対するマッピングを行うことができるという点でアプリケーションのみに限られたＡＣＤＣとは差がある。

接続カテゴリーは基準によって様々にマッピングされ、これにより接続カテゴリー識別子が割り当てられる。以下、あるネットワークが設定した接続カテゴリーマッピング(ｍａｐｐｉｎｇ)情報を例示する。ネットワーク又は事業者は以下のような情報をＵＥに伝達することができる。

図１３は本発明による接続制御メカニズムのさらに他の例を示す図である。

接続カテゴリーに対するマッピング情報を受信したＵＥは、自分がネットワークに接続を行う必要がある場合、接続カテゴリーマッピング情報を用いて、接続がどの接続カテゴリーに該当するかを検査する。検査結果、接続がマッピングされた接続カテゴリーを決定する。ＵＥは接続カテゴリーに対する接続制御情報を受信して、接続制御検査(ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈｅｃｋ)を行い、接続制御検査を通過した場合は、実際にネットワークへの接続を試み、通過できなかった場合には、一定時間の間、接続の試み(ａｃｃｅｓｓ ａｔｔｅｍｐｔ)を中止する。図１３を参照しながら、接続カテゴリーマッピング情報を用いた本発明の接続制御を例示すると、以下の通りである。

＞Ｓ１３０１。ＵＥは自分が接続するネットワークを選択し、ネットワークにアタッチ要請メッセージを送信する。

＞Ｓ１３０２。ネットワークはＵＥに対するコンテキスト及びシステムの政策などに関する情報を得る。

＞Ｓ１３０３。ネットワークはＵＥにアタッチ許容承知メッセージを送信する。アタッチ承知メッセージによりネットワークは各々の接続がどの接続カテゴリーにマッピングされるかを知らせる情報も共に伝達する。ＵＥは受信された接続カテゴリーマッピング情報を貯蔵する。

＞Ｓ１３０４。その後ＵＥのＶ２Ｘアプリケーションで データが生成される。

＞Ｓ１３０５。ＵＥは以前に受信した接続カテゴリーマッピング情報を用いて、Ｓ１３０４で生成されたデータがどの接続カテゴリーにマッピングされるかを検査する。例えば、表５を参照すると、データは接続カテゴリー１０にマッピングされる。

＞Ｓ１３０６。ＵＥはＳＩＢにより各々の接続制御情報を受信する。この接続制御情報を用いてＵＥはＳ１３０５で確認した接続カテゴリーに該当する接続制御情報を確認する。例えば、送信するデータの接続カテゴリーが１０であると判別した場合、ＵＥは接続カテゴリー１０に該当する接続制御情報(例えば、バーリングレート)を使用して、自分がネットワークへの接続を試みてもよいかを検査する。

＞Ｓ１３０７ａ。Ｓ１３０６で接続制御検査を通過すると、ＵＥは基地局にＲＲＣ連結要請メッセージを送信する。

＞Ｓ１３０７ｂ。Ｓ１３０６で接続制御検査を通過しないと、ＵＥは一定期間の間に接続を試みない。

図１３に示したように、ネットワークは自分のネットワークに全体的に適用される接続カテゴリー及びそれに関するマッピング情報をＵＥに伝達することができる。しかし、ＵＥごとに加入したネットワークスライス、又はデータ特性、サービス特性などによって、各ＵＥは全ての接続カテゴリーを使用できることではなく、そのうちの一部のみを使用できる。従って、シグナリングメッセージの量を減らすか、或いはＵＥのプロセスの負担を減らすために、ネットワークは各ＵＥに適用される接続カテゴリー情報のみを伝達することもできる。例えば、表５を参照すると、スマートフォンのユーザと警察署で使用される自動車には、表６、表７のように異なるマッピング情報が伝達される。表６はスマートフォンに伝達される情報を例示しており、表７は警察車ＵＥに伝達される情報を例示している。表６を参照すると、スマートフォンのユーザには公共の安全／Ｖ２Ｘ／ｍＩｏＴに関連する接続カテゴリー情報は除いて伝達され、表７を参照すると、警察用の自動車には自動車に関連するか、或いは公共の安全に関する接続カテゴリー情報のみが伝達される。

図１４は本発明による接続制御メカニズムのさらに他の例を示す図である。

本発明において、ネットワークは接続カテゴリーに対するマッピング、即ち、マッピング情報をネットワークがＵＥに(動的に)伝達することができる。これはネットワークの状況によって、ネットワークがマッピング情報を可変的に変化できるという長所がある。例えば、ある事業者は自分のネットワークに加入したスライスごとのユーザの数及び各スライスユーザごとの平均料金、又は各スライスごとのＱｏＳ要求事項によって、各々のスライスに割り当てるマッピング情報を細分化するか或いは統合することができる。又は、ネットワークは加入者の数の変化、サービス要求事項の変化によって、使用するマッピング情報を変更して、ＵＥをしてより効果的に各状況ごとに接続を制御することができる。図１４を参照しながら、マッピング情報の更新を含む本発明の接続制御を例示すると、以下の通りである。

＞Ｓ１４０１。ＵＥは自分が接続するネットワークを選択して、ネットワークにアタッチ要請メッセージを送信する。

＞Ｓ１４０２。ネットワークはＵＥに対するコンテキスト及びシステムの政策などに関する情報を得る。

＞Ｓ１４０３。ネットワークはＵＥにアタッチ承知メッセージを送信する。アタッチ承知メッセージによりネットワークは各々の接続がどの接続カテゴリーにマッピングされるかを知らせる情報も共に伝達する。ＵＥは受信された接続カテゴリーマッピング情報を貯蔵する。

＞Ｓ１４０４。その後、ネットワークは加入者の数の変化、ネットワークスライスの設定変化などの理由により、接続カテゴリーマッピング情報を更新することができる。

＞Ｓ１４０５。ネットワークはＳ１４０４で更新された接続カテゴリーマッピング情報をＵＥに伝達する。ＵＥは次の接続試みからは更新されたマッピング情報を用いる。

更新以前のマッピング情報が表５であると仮定すると、例えば、更新されたマッピング情報は以下の通りである。表８において、表５から更新された内容には下線を引いて表示する。

表８は、例えば、接続カテゴリー２と３の内容が変更した場合を示している。ページングにはｅＮＢのようなＲＡＮから始まったＲＡＮページングとＭＭＥ／ＡＭＦなどから始まったＣＮページングがある。現在まで市中に出回ったＵＥはＣＮページングのみを支援する。従って、ネットワークは初期にはページングを区分せず、接続カテゴリー２にページングに対する応答により開始された接続を割り当てた。しかし、時間が経た後に市中にＲＡＮページングを支援するＵＥが増える場合、ネットワークはＲＡＮページングとＣＮページングを区分して、各々異なる接続機会を与えることもできる。例えば、ＲＡＮページングの場合、ＲＡＮに各々のＵＥのコンテキストがあるので、ＲＡＮページングに該当するＵＥをしてより速くネットワークへ接続するために、ネットワークはＲＡＮページングに該当するＵＥの接続確率(ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ)をＣＮページングに該当するＵＥの接続確率より高く設定することができる。従って、既存の２Ｇ／３Ｇ／４Ｇのように接続クラスがＳＩＭに固定されて接続制御を行うことに比べて、本発明のように、ＵＥに割り当てる接続カテゴリーをネットワークの政策／状況によって可変すると、ネットワークは各々の接続の特性に合わせて接続制御の調整単位を微細に調整でき、これによりシステムリソースをより効率的に配分できるという長所がある。

本発明では、ネットワークからＵＥに各々の接続をマッピングするマッピング情報を伝達する段階と、実際ＵＥが接続カテゴリーによって接続制御検査に使用する情報をネットワークがＵＥに伝達する段階とが区分される。接続制御検査に使用する情報のうちの１つがバーリング因子である。バーリング因子(又はバーリングレートともいう)は、以下のように使用できる:

＞Ｓ１．ＵＥは０〜１の数のうち、ランダムに１つを選択する。

＞Ｓ２．ＵＥはＳ１で選択した数とネットワークが送信したバーリングレート値とを比較する。Ｓ１で選択した値がバーリングレートより小さいと、接続が許容され、Ｓ１で選択した値がバーリングレートより大きいと、接続が許容されない。

言い換えれば、ＡＣＢに関する説明で述べたように、ＵＥはサービングネットワークから提供された情報をもってバーリング状態(ｂａｒｒｉｎｇ ｓｔａｔｕｓ)を決定し、これにより接続を試みる。ＵＥは連結の確立を開始する時、０と１の間の均一の乱数(ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ)を抽出し、現在のバーリングレートと比較して接続の試みが遮断されるか否かを決定する。均一の乱数が現在のバーリングレートより小さく、接続の試みのタイプが許容と指示されると、接続の試みが許容される。そうではないと、接続の試みが許容されない。接続の試みが許容されないと、同一のタイプの追加接続の試みがネットワークにより提供された'接続制御の平均デュレーション'及びＵＥにより抽出された乱数に基づいて計算された時間期間(ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄ)の間に遮断される。

ＵＥが０〜１の値を全て同じ確率で選択すると仮定すると、バーリングレート又はバーリング因子は実際にＵＥが接続制御検査を通過する確率を決定する。

図１５は、本発明の提案に適用されるノード装置の構成を示す図である。

提案する実施例によるＵＥ装置１００は、送受信モジュール１１０、プロセッサ１２０及びメモリ１３０を含む。送受信モジュール１１０は、無線周波数(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)ユニットとも呼ばれる。送受信モジュール１１０は外部装置に各種信号、データ及び情報を送信し、外部装置から各種信号、データ及び情報を受信するように構成される。また送受信モジュール１１０は送信部と受信部に分離して具現される。ＵＥ装置１００は、外部装置と有線及び／または無線で連結することができる。プロセッサ１２０は、ＵＥ装置１００全般の動作を制御することができ、ＵＥ装置１００が外部装置と送受信する情報などを演算処理する機能を行うように構成することができる。また、プロセッサ１２０は、本発明で提案するＵＥ動作を行うように構成することができる。プロセッサ１２０は本発明の提案によってデータ或いはメッセージを送信するように送受信モジュール１１０を制御する。メモリ１３０は、演算処理された情報などを所定時間の間保存することができ、バッファ(図示せず)などの構成要素に取り替えることができる。

図１５を参照すると、提案する実施例によるネットワークノード装置２００は、送受信モジュール２１０、プロセッサ２２０及びメモリ２３０を含む。ＵＥ装置１００と通信する場合、送受信モジュール２１０は無線周波数(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)ユニットとも呼ばれる。送受信モジュール２１０は、外部装置に各種信号、データ及び情報を送信し、外部装置から各種信号、データ及び情報を受信するように構成される。ネットワークノード装置２００は、外部装置と有線及び／または無線で連結することができる。送受信モジュール２１０は送信部と受信部に分離して具現される。プロセッサ２２０は、ネットワークノード装置２００全般の動作を制御することができ、ネットワークノード装置２００が外部装置と送受信する情報などを演算処理する機能を行うように構成することができる。また、プロセッサ２２０は、本発明で提案するネットワークノード動作を行うように構成することができる。プロセッサ２２０は本発明の提案によってデータ或いはメッセージをＵＥ或いは他のネットワークノードに送信するように送受信モジュール１１０を制御する。メモリ２３０は、演算処理された情報などを所定時間の間保存することができ、バッファ(図示せず)などの構成要素に取り替えることができる。

また、上記ＵＥ装置１００及びネットワーク装置２００の具体的な構成は、上述した本発明の多様な実施例で説明した事項が独立的に適用されたり、または２以上の実施例が同時に適用されるように具現することができ、重複する内容に対する説明は明確性のために省略する。

ＵＥ装置１００の送受信装置１１０はネットワーク又は基地局から本発明による接続クラス或いは接続カテゴリーに対するマッピング情報を受信することができる。マッピング情報はネットワークスライス、ＩＰアドレス、接続原因及び／又は接続クラスなどのマッピング基準によって変化する接続カテゴリーを示すことができる。マッピング情報はいかなるマッピング基準にも合わない接続カテゴリーをデフォルト接続カテゴリーとして含むことができる。送受信装置１１０は本発明による接続クラス／カテゴリーに対するバーリング情報を受信することができる。ＵＥ装置１００にデータが発生すると、ＵＥ装置１００のプロセッサ１２０はマッピング情報に基づいてデータが属する接続クラス／カテゴリーを判断することができる。プロセッサ１２０はランダムに接続を試みるための確率値を選定し、確率値がデータが属する接続クラス／カテゴリーに対するバーリング情報による値より低いと、ネットワークへの接続が許容されたと判断し、そうではないと、遮断されたと判断する。プロセッサ１２０は接続試みが許容されるとネットワーク或いは基地局に接続要請、例えば、ＲＲＣ 連結要請メッセージを送信するように送受信装置１１０を制御する。送受信装置１１０は更新されたマッピング情報及び／又は更新されたバーリング情報を受信することができる。マッピング情報及び／又はバーリング情報が更新されると、その後新しい接続試みについてプロセッサ１２０は更新されたマッピング情報及び／又はバーリング情報を適用できる。

ネットワーク装置２００のプロセッサ２２０は本発明によって接続クラス或いは接続カテゴリーに対するマッピング情報を生成できる。マッピング情報はネットワークスライス、ＩＰアドレス、接続原因及び／又は接続クラスなどのマッピング基準によって変換する接続カテゴリーを示す。マッピング情報はいかなるマッピング基準にも合わない接続カテゴリーをデフォルト接続カテゴリーとして含むことができる。プロセッサは本発明によって接続クラス／カテゴリーに対するバーリング情報を生成することができる。ネットワーク装置２００の送受信装置２１０はマッピング情報を特定の地域のＵＥに、或いは特定のＵＥに送信することができる。送受信装置２１０はバーリング情報を送信することができる。送受信装置２１０はＵＥから接続要請メッセージを受信することができる。プロセッサ２２０はマッピング情報及び／又はバーリング情報を更新することができる。プロセッサ２２０は更新されたマッピング情報及び／又はバーリング情報を送信するように送受信装置２１０を制御することができる。

上述した本発明の各実施例は、多様な手段を通じて具現することができる。例えば、本発明の各実施例は、ハードウェア、ファームウェア(ｆｉｒｍｗａｒｅ)、ソフトウェアまたはそれらの結合などによって具現することができる。

ハードウェアによる具現の場合、本発明の各実施例に係る方法は、一つまたはそれ以上のＡＳＩＣｓ(Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ)、ＤＳＰｓ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ)、ＤＳＰＤｓ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ)、ＰＬＤｓ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ)、ＦＰＧＡｓ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ)、プロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の各実施例に係る方法は、以上で説明した機能または動作を行うモジュール、手順または関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに保存してプロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、プロセッサの内部または外部に位置し、既に公知の多様な手段によってプロセッサとデータをやり取りすることができる。

上述したように開示された本発明の好ましい実施形態に対する詳細な説明は、当事業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当技術分野で熟練した当事業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるだろう。よって、本発明は、ここで示した各実施形態に制限されるものではなく、ここで開示された各原理及び新規の各特徴と一致する最広の範囲を付与しようとするものである。

上述したような通信方法は、３ＧＰＰシステムの他に、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｘ、８０２．１１ｘシステムを含む様々な無線通信システムにも適用可能である。さらに、提案した方法は、超高周波帯域を利用するｍｍＷａｖｅ通信システムにも適用可能である。

Claims (14)

1. 無線通信システムにおいてユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)がネットワークに接続を試みる方法において、
   複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を受信し、
   前記複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を受信し、
   前記ＵＥのデータが前記マッピング情報に従って属する接続カテゴリーと、バーリング情報に基づいて、前記ネットワークに接続を試るか否かを決定する、接続試み方法。
2. 前記マッピング情報は前記複数の接続カテゴリーの各々に対するネットワークスライス、ＩＰアドレス又は接続原因を示す、請求項１に記載の接続試み方法。
3. 前記複数の接続カテゴリーはいかなるマッピング基準にも合わない接続のための接続カテゴリーを含む、請求項１に記載の接続試み方法。
4. 前記マッピング情報は前記複数の接続カテゴリーの各々に対するネットワークスライス、ＩＰアドレス、接続原因又は接続クラスを示す、請求項１に記載の接続試み方法。
5. 前記データが属する接続カテゴリーに対する接続が許容されると前記接続を試み、許容されないと前記接続を試みない、請求項１に記載の接続試み方法。
6. 無線通信システムにおいて、ユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)がネットワークへの接続を試みるにおいて、
   無線周波数(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)ユニットと、
   前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサを含み、
   前記プロセッサは、
   複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を受信するように前記ＲＦユニットを制御し、
   前記複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を受信するように前記ＲＦユニットを制御し、
   前記ＵＥのデータが前記マッピング情報に従って属する接続カテゴリーと、前記バーリング情報に基づいて、前記ネットワークに接続を試みるか否かを決定するように構成された、ユーザ機器。
7. 前記マッピング情報は前記複数の接続カテゴリーの各々に対するネットワークスライス、ＩＰアドレス又は接続原因を示す、請求項６に記載のユーザ機器。
8. 前記複数の接続カテゴリーはいかなるマッピング基準にも合わない接続のための接続カテゴリーを含む、請求項６に記載のユーザ機器。
9. 前記バーリング情報は、前記複数のカテゴリーの各々に対して０％から１００％までの値のうち１つを示すバーリングレートを含む、請求項６に記載のユーザ機器。
10. 前記プロセッサは、前記データが属する接続カテゴリーに対する接続が許容されると前記接続を試み、許容されないと前記接続を試みないように構成された、請求項６に記載のユーザ機器。
11. 無線通信システムにおいて基地局がユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)による前記ネットワークへの接続を制御する方法において、
    複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を送信し、
    前記複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を送信し、
    前記ユーザ機器から前記ネットワークへの接続要請を受信することを含む、接続制御方法。
12. 前記マッピング情報の更新バージョンを送信することを含む、請求項１１に記載の接続制御方法。
13. 無線通信システムにおいて基地局がユーザ機器(ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ)による前記ネットワークへの接続を制御するにおいて、
    無線周波数(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)ユニットと、
    前記ＲＦユニットを制御するように構成されたプロセッサを含み、
    前記プロセッサは、
    複数の接続カテゴリーの各々に対するマッピング情報を送信するように前記ＲＦユニットを制御し、
    前記複数の接続カテゴリーに対するバーリング情報を送信するように前記ＲＦユニットを制御し、
    前記ユーザ機器から前記ネットワークへの接続要請を受信するように前記ＲＦユニットを制御するように構成された、基地局。
14. 前記プロセッサは、前記マッピング情報の更新バージョンを送信するように前記ＲＦユニットを制御するように構成された、請求項１３に記載の基地局。

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