UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)は、ヨーロッパシステム、GSM(Global system for mobile communication)、及びGPRS(General Packet Radio Service)に基盤したWCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)で動作する3世代(3rd Generation、3G)非対称移動通信システムである。UMTSのLTE(Long―Term Evolution)は、UMTSを規格化する3GPPによって議論中にある。
3GPP LTEは、高速パケット通信を可能にする技術である。ユーザ及び提供者の費用を減少させ、サービス品質を改善し、カバレッジ(coverage)及びシステム容量を拡張及び改善することを目的とするLTE課題のための多くの方法が提案された。3G LTEは、上位―レベル要求であって、ビット(bit)当たりの費用減少、増加したサービス可用性、周波数帯域の柔軟性、単純な構造、開放型インターフェース、及び端末の適切な電力消耗を要求する。
以下で、添付の図面を参照して説明した本発明の各実施例により、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解され得るだろう。以下で説明する各実施例は、本発明の技術的特徴が3GPPシステムに適用された各例である。
本明細書は、LTEシステム及びLTE―Aシステムを用いて本発明の各実施例を説明するが、これは例示に過ぎない。したがって、本発明の各実施例は、前記定義に該当するいずれの通信システムにも適用することができる。また、本明細書は、FDD方式を基準にして本発明の実施例に対して説明するが、これは例示であって、本発明の実施例は、H―FDD方式又はTDD方式にも容易に変形して適用することができる。
図2Aは、E―UTRAN(Evolved―Universal Terrestrial Radio Access Network)網構造を示すブロック図である。E―UMTSは、LTEシステムと称することもできる。通信網は、IMS及びパケットデータを通じたVoIP(Voice over IP)などの多様なサービスを提供するために広く配置される。
図2Aに示したように、E―UMTS網は、E―UTRAN(evolved UMTS terrestrial radio access network)、EPC(Evolved Packet Core)、及び一つ以上の端末を含む。E―UTRANは、一つ以上のeNB(evolved NodeB)20を含むことができ、複数の端末10が一つのセルに位置することができる。一つ以上のE―UTRAN MME(Mobility Management Entity)/SAE(System Architecture Evolution)ゲートウェイ30は、ネットワークの終端に位置し、外部ネットワークに接続することもできる。
本明細書において、「下りリンク(downlink)」は、eNB20から端末10への通信を称し、「上りリンク(uplink)」は、端末10からeNB20への通信を称する。端末10は、ユーザによって運搬される通信装備を称し、また、移動局(Mobile Station、MS)、ユーザ端末(User Terminal、UT)、加入者ステーション(Subscriber Station、SS)又は無線デバイスと称することもできる。
図2Bは、一般的なE―UTRANと一般的なEPCの構造を示すブロック図である。
図2Bに示したように、eNB20は、ユーザプレーン及びコントロールプレーンのエンドポイント(end point)をUE10に提供する。MME/SAEゲートウェイ30は、セッション及び移動性管理機能のエンドポイントをUE10に提供する。eNB20及びMME/SAEゲートウェイ30は、S1インターフェースを介して接続することができる。
eNB20は、一般にUE10と通信する固定局であって、基地局(BS)又はアクセスポイント(access point)と称することもある。一つのeNB20はセルごとに配置することができる。ユーザトラフィック又は制御トラフィックを送信するためのインターフェースをeNB20間で使用することができる。
MMEは、eNB20に対するNASシグナリング、NASシグナリング保安、AS保安制御、3GPP接続ネットワーク間の移動性のためのインター(inter)CNノードシグナリング、(ページング再送信の制御及び実行を含む)遊休モード(idle mode)UE接近性(Reachability)、(遊休モード及び活性モード(active mode)のUEのための)トラッキング領域リスト管理、PDN GW及びサービングGW選択、MME変化が伴うハンドオーバーのためのMME選択、2G又は3G 3GPP接続ネットワークへのハンドオーバーのためのSGSN選択、ローミング、認証、専用ベアラ設定を含むベアラ管理、(ETWS及びCMASを含む)PWSメッセージ送信のためのサポートを含む多様な機能を行う。SAEゲートウェイホストは、パー―ユーザ(Per―user)ベースのパケットフィルタリング(例えば、深層パケット検査を使用)、適法なインターセプション(Lawful Interception)、UE IPアドレス割り当て、下りリンクでの送信(Transport)レベルパケットマーキング、UL及びDLサービスレベル課金、ゲーティング及びレート強化、APN―AMBRに基づいたDLレート強化を含む多様な機能を提供する。MME/SAEゲートウェイ30は、明確性のために、本明細書で単純に「ゲートウェイ」と称する。しかし、MME/SAEゲートウェイ30は、MME及びSAEゲートウェイの両者を全て含む。
複数のノードは、eNB20とゲートウェイ30との間でS1インターフェースを介して接続することができる。各eNB20は、X2インターフェースを介して相互接続することができ、各隣接eNBは、X2インターフェースを有するメッシュネットワーク構造(meshed network structure)を有することができる。
図2Bに示したように、eNB20は、ゲートウェイ30に対する選択、無線リソース制御(Radio Resource Control、RRC)活性化の間、ゲートウェイに向かうルーティング、ページングメッセージのスケジューリング及び送信、ブロードキャストチャネル(BCCH)情報のスケジューリング及び送信、上りリンク及び下りリンクの全てにおける各UE10のための動的リソース割り当て、eNB測定の構成及び準備、無線ベアラ制御、無線承認制御(Radio Admission Control、RAC)、及びLTE_ACTIVE状態での接続移動性制御などの各機能を行うことができる。EPCにおいて、ゲートウェイ30は、ページング発信、LTE_IDLE状態管理、ユーザプレーン暗号化、システム構造エボリューション(System Architecture Evolution、SAE)ベアラ制御、及び非―接続層(Non―Access Stratum、NAS)シグナリングの暗号化及び無欠性保護などの各機能を行うことができる。
EPCは、移動性管理エンティティ(Mobility Management Entity、MME)、サービング―ゲートウェイ(serving―gateway、S―GW)、及びパケットデータネットワーク―ゲートウェイ(Packet Data Network―Gateway、PDN―GW)を含む。MMEは、主に各端末の移動性を管理する目的で用いられる接続及び可用性に対する情報を有する。S―GWは、E―UTRANを終端点として有するゲートウェイで、PDN―GWは、パケットデータネットワーク(PDN)を終端点として有するゲートウェイである。
図3は、3GPP無線接続網規格に基づく端末とE―UTRANとの間の無線インタフェースプロトコルのコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンは、端末(User Equipment;UE)とネットワークがコールを管理するために用いる各制御メッセージが送信される通路を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路を意味する。
第1層である物理層は、物理チャネル(Physical Channel)を用いて上位層に情報送信サービス(Information Transfer Service)を提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御(Medium Access Control)層とは伝送チャネル(Transport Channel)を介して接続されている。前記伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側と受信側の物理層間には、物理チャネルを介してデータが移動する。前記物理チャネルは、時間と周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクでOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で変調され、上りリンクでSC―FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式で変調される。
第2層の媒体接続制御(Medium Access Control;MAC)層は、論理チャネル(Logical Channel)を介して上位層である無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)層にサービスを提供する。第2層のRLC層は、信頼性のあるデータ送信をサポートする。RLC層の機能は、MAC内部の機能ブロックで具現することもできる。第2層のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでIPバージョン4(IP version 4、IPv4)パケットやIPバージョン6(IPv6)パケットのようなIP(internet protocol)パケットを効率的に送信するために不必要な制御情報を減少させるヘッダ圧縮(Header Compression)機能を行う。
第3層の最下部に位置した無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層は、コントロールプレーンのみで定義される。RRC層は、各無線ベアラ(Radio Bearer;RB)の設定(Configuration)、再設定(Re―configuration)及び解除(Release)と関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。RBは、端末とネットワーク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。このために、端末とネットワークのRRC層は、互いにRRCメッセージを交換する。
eNBの一つのセルは、1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz及び20MHzなどの各帯域のうち一つで動作するように設定することができ、帯域で下りリンク又は上りリンク送信サービスを提供するように設定することができる。異なる各セルは、異なる各帯域を提供するように設定することもできる。
E―UTRANから端末への送信のための下りリンク伝送チャネル(Downlink transport Channel)は、システム情報を送信するBCH(Broadcast Channel)、各ページングメッセージを送信するPCH(Paging Channel)、及びユーザトラフィック又は各制御メッセージを送信するための下りリンク共有チャネル(Shared Channel、SCH)を含む。下りリンクマルチキャスト又はブロードキャストサービスのトラフィック又は制御メッセージの場合、下りリンクSCHを介して送信することもでき、又は別途の下りリンクMCH(Multicast Channel)を介して送信することもできる。
端末からネットワークにデータを送信する上りリンク伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するRACH(Random Access Channel)と、その他にユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りリンクSCH(Shared Channel)とがある。伝送チャネルの上位にあり、伝送チャネルにマップされる論理チャネルとしては、BCCH(Broadcast Control Channel)、PCCH(Paging Control Channel)、CCCH(Common Control Channel)、MCCH(Multicast Control Channel)、及びMTCH(Multicast Traffic Channel)などがある。
図4aはNG無線アクセスネットワーク(NG−RAN)アーキテクチャのネットワーク構造を示すブロック図であり、図4bはNG−RANと5Gコアネットワーク(5GC)の間の機能的分割アーキテクチャを説明するブロック図である。
NG−RANノードは、端末に向けてNRユーザ平面及び制御平面プロトコル終端を提供するgNB、又は端末に向けてE−UTRAユーザ平面及び制御平面プロトコル終端を提供するnG−eNBである。
gNBとng−eNBはXnインターフェースを介して互いに連結される。またgNB及びng−eNBはNGインターフェースを介して5GCに、より具体的には、NG−Cインターフェースを介してAMF(Access and Mobility Management Function)に、またNG−Uインターフェースを介してUPF(User Plane Function)に連結される。
XnインターフェースはXnユーザ平面(Xn−U)とXn制御平面(Xn−C)を含む。Xnユーザ平面(Xn−U)インターフェースは2つのNG−RANノードの間に定義される。送信ネットワーク階層はIP送信上に構築され、GTP−Uはユーザ平面PDUを送信するためにUDP/IP上端で使用される。Xn−Uはユーザ平面PDUの無保証(non−guaranteed)伝達を提供し、以下の機能を支援する。i)データフォーワーディング及びii)フロー制御。Xn制御平面インターフェース(Xn−C)は2つのNG−RANノードの間に定義される。送信ネットワーク階層はIP上端のSCTP上に構築される。アプリケーション階層シグナリングプロトコルは、XnAP(Xn Application Protocol)とも呼ばれる。SCTP階層はアプリケーション階層メッセージの保障された伝達を提供する。送信IP階層においてポイント−to−ポイント(point−to−point)送信は、シグナリングPDUを伝達する時に使用される。Xn−Cインターフェースは、i)Xnインターフェース管理、ii)コンテキスト送信及びRANページングを含むUE移動性管理、及びiii)二重連結性(Dual connectivity)機能を支援する。
NGインターフェースにはNGユーザ平面(NG−U)及びNG制御平面(NG−C)が含まれる。NGユーザ平面インターフェース(NG−U)はNG−RANノードとUPFの間に定義される。送信ネットワーク階層はIP送信上に構築され、GTP−UはNG−RANノードとUPFの間でユーザ平面PDUを伝達するためにUDP/IP上端で使用される。NG−UはNG−RANノードとUPFの間のユーザ平面PDUの無保証伝達を提供する。
NG制御平面インターフェース(NG−C)はNG−RANノードとAMFの間で定義される。送信ネットワーク階層はIP送信上に構築される。信号メッセージの安定した送信のために、SCTPがIP上端に追加される。アプリケーション階層シグナリングプロトコルは、NGAP(NGApplication Protocol)とも呼ばれる。SCTP階層はアプリケーション階層メッセージの保障された伝達を提供する。この送信時、IP階層ポイント−to−ポイント送信を使用してシグナリングPDUを伝達する。
NG−Cはi)NGインターフェース管理、ii)UEコンテキスト管理、iii)UE移動性管理、iv)設定伝達、及びv)警告メッセージ送信機能を提供する。
gNB及びng−eNBは、i)無線リソース管理のための機能、即ち、無線ベアラ制御、無線許容制御、接続移動性制御、上りリンク及び下りリンク(スケジューリング)の全てにおいて、UEに対するリソースの動的割り当て、ii)IPヘッダ圧縮、データの暗号化及び無欠性保護、iii)端末が提供する情報からAMFへのルーティングを決定できない時、端末付着時、AMFの選択、iv)UPFに向かうユーザ平面データのルーティング、v)AMFに向かう制御平面情報のルーティング、vi)連結設定及びリリース、vii)(AMFで発生した)ページングメッセージのスケジューリング及び送信、viii)(AMF又はO&Mで発生した)システム放送情報のスケジューリング及び送信、ix)移動性及びスケジューリングのための測定及び測定報告設定、x)上りリンクにおける送信レベルのパケットマーキング、xi)セクション管理、xii)ネットワークスライス支援及びxiii)QoSフロー管理及びデータ無線ベアラへのマッピングなどの機能を担当する。アクセス及び移動性管理機能(Access and Mobility Management Function、AMF)は、i)NASシグナリング終了、ii)NAS信号保安、iii)AS保安制御、iv)3GPPアクセスネットワークの間の移動性のためのインターCNノードシグナリング、v)休止モードUE到達可能性(ページング再送信の制御及び実行を含む)、vi)登録領域管理、vii)システム内及びシステム間の移動性支援、viii)アクセス認証、ix)移動性管理制御(加入及び政策)、x)ネットワークスライス支援、及びxi)SMF選択の主要機能を担当する。
ユーザ平面機能(User Plane Function、UPF)は、i)RAT内/RAT間の移動性のためのアンカーポイント(該当する場合)、ii)データネットワークに対する相互連結の外部PDUセクションポイント、iii)パケット検査及び政策規則執行のユーザ平面部分、iv)トラフィック使用報告、v)データネットワークへのトラフィックフローのルーティングを支援する上りリンク分類器、vi)ユーザ平面に対するQoS処理、例えば、パケットフィルタリング、ゲーティング、UL/DLレート施行、及びvii)上りリンクトラフィック検証(SDF対QoSフローマッピング)の主要機能を担当する。
セクション管理機能(Session Management Function、SMF)は、i)セクション管理、ii)UE IP住所割り当て及び管理、iii)UP機能の選択及び制御、iv)トラフィックを適切な対象にルーティングするためにUPFにおけるトラフィック調整設定、v)政策執行の制御部分及びQoS制御、vi)下りリンクデータ通報の主要機能を担当する。
図5は3GPP(3rd generation partnership project)無線アクセスネットワーク標準に基づくUEとNG−RANの間の無線インターフェースプロトコルの制御平面及びユーザ平面を示す図である。
ユーザ平面プロトコルスタックは、Phy、MAC、RLC、PDCP及び5G QoSモデルを支援するために新しく導入したSDAP(Service Data Adaptation Protocol)を含む。
SDAPエンティティの主要サービス及び機能は、i)QoSフローとデータ無線ベアラの間のマッピング、ii)DL及びULパケットの全てにおけるQoSフローID(QFI)指標である。SDAPの単一プロトコルエンティティは各々の個別PDUセクションごとに設定される。
QoSフローについて上位階層からSDAP SDUの受信時、送信SDAPエンティティはQoSフローについて貯蔵されたQoSフロー対DRBマッピング規則がない場合、SDAP SDUをデフォルトDRBにマッピングすることができる。QoSフローについて貯蔵されたQoSフロー対DRBマッピング規則がある場合、SDAPエンティティは貯蔵されたQoSフロー対DRBマッピング規則によってSDB SDUをDRBにマッピングすることができる。また、SDAPエンティティはSDAP PDUを構成して下位階層に伝達できる。
図6はUEとNG−RANの間のL2データフローに関する一例である。
図6に階層2データフローの一例が示されており、ここで送信ブロックはRBxからの2つのRLC PDUとRByからの1つのRLC PDUとを連結することによりMACにより生成される。RBXからの2つのRLC PDUの各々は1つのIPパケット(n及びn+1)に対応し、RByからのRLC PDUはIPパケット(m)のセグメントである。
図7はQoSフローに対する分類及びユーザ平面マーキング及びNG−RANリソースへのマッピングのためのダイヤグラムである。
5G QoSモデルはQoSフローに基づく。5G QoSモデルは保証されたフロービット送信率を要求するQoSフロー(GBR QoSフロー)及び保証されたフロービット送信率を要求しないQoSフロー(非−GBR QoSフロー)を全て支援する。この5G QoSモデルは反映式QoSも支援する。
QoSフローはPDUセクションにおいてQoS差等化の最低粒度である。QoSフローID(QFI)は5GシステムにおいてQoSフローを識別する時に使用される。PDUセクション内において同じQFIを有するユーザ平面トラフィックは同じトラフィックフォーワーディング処理(例えば、スケジューリング、承認臨界値)を受信する。QFIはe2eパケットヘッダを変更せず、N3(及びN9)上でカプセル化ヘッダ内で伝達される。QFIは全てのPDUセクションタイプについて使用される。QFIはPDUセクション内で固有である。QFIは動的に割り当てられるか又は5QIと同一である。
5Gシステム内において、QoSフローはSMFにより制御され、PDUセクションの設定手順又はPDUセクションの修訂手順により予め構成されるか又は設定される。
任意のQoSフローは、i)N2基準ポイントにかけてAMFを介してSMFによりNG−RANに提供されるか又はNG−RANで予め構成されたQoSプロファイル、ii)N1基準ポイントをかけてAMFを介してSMFによりUEに提供でき、及び/又は反映式QoS制御を適用することによりUEにより誘導可能な1つ以上のQoS規則、及びiii)SMFがUPFに提供した1つ以上のSDFテンプレートを特徴とする。
UEはQoS規則に基づいてULユーザ平面トラフィックの分類及びマーキング、即ち、ULトラフィックとQoSフローの連関を行う。かかるQoS規則は(PDUセクションの設定/修訂手順を使用して)UEに明示的に提供できるか、UEで予め構成されるか、又は反映式QoSを適用してUEにより暗示的に誘導されることができる。
反映式QoSはUEが受信されたDLトラフィックに基づいてUEでUE誘導されたQoS規則を生成することにより、ULユーザ平面トラフィックをQoSフローにマッピング可能にする。
QoS規則はPDUセクション内で固有なQoS規則識別子を含み、連関するQoSフローのQFI及びULに対する、また選択仕様的にDLに対するパケットフィルターセット及び優先順位値を含む。また、動的に割り当てられたQFIについて、QoS規則はUEに関連するQoSパラメータを含む(例えば、5QI、GBR、MBR及び平均化ウィンドウを含む)。同一のQoSフロー(即ち、同一のQFI)に連関する1つ以上のQoS規則があり得る。
デフォルトQoS規則は全てのPDUセクションで必要であり、デフォルトQoS規則のQoSフローに連関する。図7にユーザ平面トラフィックの分類及びマーキング及びQoSフローのNG−RANリソースへのマッピングに関する原理が示されている。
DLにおいて、インカミングデータパケットは(追加N4シグナリングを開始せず)これらのSDF優先順位によってSDFテンプレートに基づいてUPFにより分類される。UPFはQFIを使用してN3(及びN9)ユーザ平面マーキングによりQoSフローに属するユーザ平面トラフィックの分類を伝達する。NG−RANはQoSフローをNG−RANリソース(即ち、Data Radio Bearer)にバインディング(binding)する。QoSフローとNG−RANリソースの間には厳しい1:1関係がない。QoSフローをマッピングできる必要なNG−RANリソースを設定することはNG−RANの責任である。
ULにおいて、一致するQoS規則(即ち、そのパケットフィルターがULパケットと一致)が発見されるまで、UEは増加する順にQoS規則の優先順位値に基づいてQoS規則に設定されたパケットフィルターに対してULパケットを評価する。UEは相応するマッチングQoS規則においてQFIを使用してULパケットをQoSフローにバインディングする。
図8は5G QoSモデルに関する概念図である。
図8に示したように、多数のユーザ平面トラフィック(例えば、IPフロー)は同一のQoSフロー上に多重化されることができ、多数のQoSフローは同一のDRB(データ無線ベアラ)上に多重化されることができる。DLにおいて、5GCはIPフロー対QoSフローマッピングを担当し、NG−RANはQoSフロー対DRBマッピングを担当する。ULにおいて、UEはIPフローの2段階マッピングを行い、ここで、NASがIPフロー対QoSフローマッピングを担当し、ASはQoSフロー対DRBマッピングを担当する。言い換えれば、UEはデフォルトQoS規則、予め認可されたQoS規則及び/又は5GCがUEに提供する反映式QoS規則のようなQoS規則によってIPフローをQoSフローにマッピングする。その後、UEはNG−RANがUEに提供するASマッピング規則によってQoSフローをDRBにマッピングする。
IPフローがUE内の任意のQoS規則とマッチングされないと、IPフローが任意のQoSフローに属しないので、UEはIPフローをQoSフローにマッピングできず、IPフローのULパケットをネットワークに送信することができない。かかる場合を処理するために、UEは適切なQoS規則を得るために要請するNAS手順をトリガすることができる。しかし、UEは上記要請に対応する応答を待たなければならないので、これは更なる遅延を発生させる。問題は即刻送信すべき緊急ULパケットの場合に深刻になる。
本発明はUE内のQoS規則のうち、任意のものにマッチングされないIPフローのULパケット送信を行うための方法及び装置に関する。
図9は本発明の実施例による無線通信システムにおいて反映式サービス品質(QoS)を行うための概念図である。
この明細書に記載の一部用語は以下のように定義される:
−PDUセクションは、UEとPDU連結サービスを提供するデータネットワークの間の連関を言う。
−PDU連結サービスは、UEとデータネットワークの間にPDU(Packet Data Unit)の交換を提供するサービスを言う。
−QoS規則は、サービスデータフロー(例えば、IPフロー)を検出することを可能にし、その関連QoSパラメータを定義できる一連の情報を示す。かかる規則はNAS−レベルQoSプロファイル(例えば、QoS特性、QoSマーキング)及びパケットフィルターで構成される。QoS規則の3つのタイプは、デフォルトQoS規則(Default QoS Rule)、予め承認されたOoS規則(Pre−authorized QoS rule)及び反映式QoS規則(Reflective QoS rule)である。
−デフォルトQoS規則は、PDUセクション当たりの必須QoS規則を意味する。これはPDUセクション設定時にUEに提供される。
−予め承認されたQoS規則は、PDUセクション設定で提供される全てのQoS規則(Default QoS規則とは異なる)を意味する。
−反映式QoS規則は、DLトラフィックに適用されるQoS規則に基づいてUEが生成したQoS規則を意味する。
−QoSマーキングは、特定のパケットフォーワーディング挙動に対する基準として使用されるスカラーである。
−パケットフィルターは、サービスデータフローをマッチングするための情報を示す。パケットフィルターのフォーマットはIP5タプル(ソースIP住所又はIPv6ネットワークプリフィックス、受信地IP住所又はIPv6ネットワークプリフィックス、ソースポート番号、受信地ポート番号、IP上のプロトコルのプロトコルID)をマッチングするためのパターンである。サービスデータフローはDL/ULパケットフィルターによってQoSフローにマッピングされる。
−QoSフローは、QoS処理のための最小粒度を示す。
−NG(次世代:Next Generation)システムは、AMF(Access and Mobility Management Function)、SMF(セクション管理機能)及びUPF(ユーザ平面機能)で構成される。
−ASマッピング規則は、QoSフローとそのQoSフローを運搬するデータ無線ベアラ(DRB)の間の連関性に関連する情報セットを言う。
−AS−レベル反映式QoSは、DRB内で受信されたQoSフローIDを有するDLパケットに基づいてUEでUL ASマッピング規則をアップデートすることを意味する。
−PDUは、パケットデータ単位である。
−SDUは、サービスデータ単位(Service Data Unit)である。
−SDAP(Service Data Adaptation Protocol)は5G QoSモデルに対するユーザ平面ASプロトコル階層である。
PDUセクション設定(S901)の間、UEは5GCからPDUセクションに関連するQoS規則を受信し、NG−RANからPDUセクションに対するASマッピング規則及びDRB構成情報を受信する。
このPDUセクションに関連するQoS規則のULパケットフィルターは、UEで構成されたIPフロー(即ち、ユーザ平面トラフィック)対QoSフローマッピング規則である。
AS−マッピング規則は、UEで構成されたUL QoSフロー対DRBマッピング規則である。
UEは上記受信されたQoS規則及びAS−マッピング規則を貯蔵し、デフォルトDRB及び/又は専用DRB(非−デフォルトDRB)のようなDRBを設定する。
デフォルトDRBはPDUセクションの設定時にNG−RANにより設定される。フローの第1パケットがULパケットであり、UEでマッピング規則が構成されていないと、上記パケットはデフォルトDRBを介してネットワークに送信される。
その後、UEはNG−RANから第1DRB IDを有するDL DRBを介してDL SDAPデータPDUを受信する(S903)。
好ましくは、DL SDAP PDUはUEのPDCPエンティティより上位階層であるSDAPエンティティのためのPDUである。
好ましくは、DL SDAP PDUは、UEで上りリンク(UL)に対してアクセス層(access Stratum:AS)マッピング規則のアップデートを行うか否かを示すAS−レベル反映式QoS活性化指標、及び上りリンク(UL)に対する非−アクセス層(Non Access Stratum:NAS)反映式QoS規則のアップデートを行うか否かを示すNAS−レベル反映式(Reflective)QoS活性化指標を含む。
好ましくは、NAS−レベル反映式QoS活性化指標又はAS−レベル反映式QoS活性化指標のうちのいずれか1つが'1'に設定されると、DL SDAP PDUはさらにQoSフローIDを含む。
AS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定された場合、UEはUL ASマッピング規則をアップデートする。UEがUL ASマッピング規則をアップデートする時、第1QoSフローIDを有する上りリンクQoSフローにマッピングされる上りリンクDRBは第1DRB IDを有する上りリンクDRBに設定される(S905)。AS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定された場合、UEはUL ASマッピング規則(S907)をアップデートしない。
NAS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定された場合、上記受信されたDL SDAPデータPDU内のQoSフローIDは、UEにおいて、検索されたDL SDAPデータSDUと共に、DL SDAPデータPDUから上位階層に伝達される。DLトラフィックを有するQoSフローIDが下位階層から受信されると、UEはUL QoS規則をアップデートする。UEがUL QoS規則をアップデートする時、DLトラフィックの第1IPフローIDを有するUL IPフローにマッピングされたUL QoSフローは、第1QoSフローIDを有するUL QoSフローに設定される(S909)。
NAS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定された場合、検索されたDL SDAPデータSDUのみがUEで上位階層に伝達される。下位階層からDLトラフィックのみが受信される場合、UEはUL QoS規則をアップデートしない(S911)。
NAS−レベル反映式QoS活性化指標及びAS−レベル反映式QoS活性化指標が全て'0'であると、UEはDL SDAPデータPDUがQoSフローIDを排除し、NAS−レベル反映式QoS活性化指標及びAS−レベル反映式QoS活性化指標で構成されることを認識する。
上位階層から第1IPフローを有する上りリンクパケットを受信した場合、上記NAS−レベル反映QoS活性化指標が1に設定されることによりULに対するNA反映式QoS規則のアップデートが行われると、UEはULパケット内で上記第1IPフローにマッピングされた第1QoSフローのQFIをマーキングし(S913)、ULに対するASマッピング規則のアップデートがAS−レベル反映式QoS活性化指標が1に設定されることにより行われる場合、UEは第1QoSフローIDにマッピングされた第1DRBを介してULパケットをネットワークに送信する(S915)。
図10はDL SDAPデータPDUのフォーマットに関する一例であり、図11はDL SDAPヘッダのフォーマットに関する一例である。
DL SDAPデータPDUはDLデータフィールド及びDL SDAPヘッダで構成される。DL SDAPヘッダは、図10に示したように、DLデータの前側(フォーマット1)又はDLデータの後側に(フォーマット2)が付加されることができる。
図11に示したように、DL SDAPヘッダはNAS−レベル反映式QoS活性化指標、AS−レベル反映式QoS活性化指標及びQoSフローIDで構成される(フォーマット1)。全てのDL SDAPヘッダについて、NAS−レベル反映式QoS活性化指標及びAS−レベル反映式QoS活性化指標が存在する。プロトコルオーバーヘッドを減らすために、2つの反映式QoS活性化指標の値によって必要な場合にのみ、DL SDAPヘッダについてQoSフローIDが存在することができる。よって、NAS−レベル反映式QoS活性化指標及びAS−レベル反映式QoS活性化指標が全て'0'であると、上記DL SDAPヘッダはQoSフローIDを含まないことができる(フォーマット2)。
図12は本発明の実施例によってNAS−レベル反映式QoS及びAS−レベル反映式QoSが活性化された例を示す図である。
PDUセクション設定の間、5GCはPDUセクションに関連するQoS規則をUEに送信し、パケットフィルターを除いたQoS規則をNG−RANに送信する。NG−RANはUEに該当PDUセクションのデフォルトDRB設定のためのRRCメッセージを送信する。RRCメッセージはASマッピング規則のような幾つかの設定事項を含む。NG−RANはRRCメッセージに対する応答としてUEからRRCメッセージを受信する。
PDUセクション設定の間、UEは5GCからPDUセクションに関連するQoS規則を受信し、NG−RANからPDUセクションに対するASマッピング規則及びデフォルトDRB構成情報を受信する。また、UEは受信したQoS規則及びAS−マッピング規則を貯蔵し、デフォルトDRBを設定する。その後、UEはQoS規則を含むNASメッセージを受信するか、又は反映式QoS活性化を示すDLパケットを受信することにより、QoS規則をアップデートすることができる(S1201)。
5GCがNAS−レベル反映式QoSを活性化すると決定すると、QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標を有するDLデータはNG−RANに送信される(S1203)。QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標は、即ち、e2eパケットヘッダを変更せず、NG−U上でカプセル化ヘッダ内で伝達する。
受信したカプセル化ヘッダ内の反映式QoS活性化指標が'1'であると、NG−RANはDL SDAPヘッダのNAS−レベルの反映式QoS活性化指標を'1'に設定する(S1205)。
NG−RANがAS−レベル反映式QoSを活性化すると決定すると、NG−RANはDL SDAPヘッダのAS−レベル反映式QoS活性化指標を'1'に設定する(S1207)。
NG−RANはDLパケットのQoSフローをASマッピング規則により定義されたDRBにマッピングし、DL SDAPデータPDUをDRBを介してUEに送信する(S1209)。
この場合、DL SDAPデータPDUはAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標及びQoSフローIDを含む。
このAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標が全て'1'に設定された場合、UEはUL ASマッピング規則をアップデートし、受信したQoSフローID及びDLデータをUE内で上位階層に伝達し、UL QoS規則をアップデートする(S1211)。
図13はS1211の段階に関する例を示す図である。
DL DRB2を介してQoSフローID=13を含むDL SDAPデータPDUを受信すると、UEはAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標をチェックする。
AS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定された場合、UEはQoSフローID=13にマッピングされたUL DRBをUL DRB 2に設定し(=ASマッピング規則をアップデートする)、IPフローID=yyyにマッピングされたUL QoSフローをUL QoSフローID=13に設定する(=NAS反映式QoS規則アップデート)。
図14は本発明の実施例によってNAS−レベル反映式QoS及びAS−レベル反映式QoSが活性化されなかった例を示す図である。
PDUセクション設定の間、5GCはPDUセクションに関連するQoS規則をUEに送信し、パケットフィルターを除いたQoS規則をNG−RANに送信する。NG−RANはUEに該当PDUセクションのデフォルトDRB設定のためのRRCメッセージを送信する。RRCメッセージはASマッピング規則のような幾つかの構成を含む。NG−RANはRRCメッセージに対する応答としてUEからRRCメッセージを受信する。
PDUセクション設定の間、UEは5GCからPDUセクションに関連するQoS規則を受信し、NG−RANからPDUセクションに対するASマッピング規則及びデフォルトDRB構成情報を受信する。また、UEはこの受信されたQoS規則及びAS−マッピング規則を貯蔵し、デフォルトDRBを設定する。その後、QoS規則を含むNASメッセージを受信するか又は反映式QoS活性化を示すDLパケットを受信することにより、UEはQoS規則をアップデートすることができる(S1401)。
5GCがNAS−レベル反映式QoSを活性化しないと決定する時、QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標を有するDLデータはNG−RANに送信される(S1403)。QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標はNG−U上でカプセル化ヘッダ内で伝達され、これはe2eパケットヘッダを変更しない。
上記受信したカプセル化ヘッダ内の反映式QoS活性化指標が'0'であると、NG−RANはDL SDAPヘッダのNAS−レベル反映式QoS活性化指標を'0'に設定する(S1405)。
NG−RANがAS−レベル反映式QoSを活性化しないと決定すると、NG−RANはDL SDAPヘッダのAS−レベル反映式QoS活性化指標を'0'に設定する(S1407)。
NG−RANはDLパケットのQoSフローをASマッピング規則により定義されたDRBにマッピングし、DL SDAPデータPDUをDRBを介してUEに送信する(S1409)。
この場合、DL SDAPデータPDUはQoSレベルIDを排除し、AS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標を含む。
AS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定された場合、UEはUL ASマッピング規則をアップデートせず、受信されたDLデータをUEの上位階層に伝達し、UL QoS規則をアップデートしない(S1411)。
図15はS1411の段階に関する例を示す図である。
DL DRB2を介してDL SDAPデータPDUを受信する時、UEはAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標をチェックする。
AS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定された場合、上記UL ASマッピング規則及びUL QoS規則は全く変更されない。
図16は本発明の実施例によってNAS−レベル反映式QoSのみが活性化された例を示す図である。
PDUセクション設定の間、5GCはPDUセクションに関連するQoS規則をUEに送信し、パケットフィルターを除いたQoS規則をNG−RANに送信する。NG−RANはUEに該当PDUセクションのデフォルトDRB設定のためのRRCメッセージを送信する。RRCメッセージはASマッピング規則のような幾つかの構成を含む。NG−RANはRRCメッセージに対する応答としてUEからRRCメッセージを受信する。
PDUセクション設定の間、UEは5GCからPDUセクションに関連するQoS規則を受信し、NG−RANからPDUセクションに対するASマッピング規則及びデフォルトDRB構成情報を受信する。また、UEは上記受信したQoS規則及びAS−マッピング規則を貯蔵し、デフォルトDRBを設定する。その後、QoS規則を含むNASメッセージを受信するか、又は反映式QoS活性化を示すDLパケットを受信することにより、UEはQoS規則をアップデートすることができる(S1601)。
5GCがNAS−レベルの反映式QoSを活性化すると決定すると、QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標があるDLデータがNG−RANに送信される(S1603)。QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標は、NG−U上でカプセル化ヘッダ内で伝達されるが、即ち、これはe2eパケットヘッダを変更しない。
この受信されたカプセル化ヘッダ内の反映式QoS活性化指標が'1'であると、NG−RANはDL SDAPヘッダのNAS−レベル反映式QoS活性化指標を'1'に設定する(S1605)。
NG−RANがAS−レベル反映式QoSを活性化しないと決定すると、NG−RANはDL SDAPヘッダのAS−レベル反映式QoS活性化指標を'0'に設定する(S1607)。
NG−RANはDLパケットのQoSフローをASマッピング規則により定義されたDRBにマッピングし、DL SDAPデータPDUをDRBを介してUEに送信する(S1609)。
この場合、DL SDAPデータPDUはAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標及びQoSフローIDを含む。
AS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定され、NAS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定された場合、UEはUL ASマッピング規則をアップデートせず、受信したQoSフローID及びDLデータをUEの上位階層に伝達してUL QoS規則をアップデートする(S1611)。
図17はS1611の段階に関する例を示す図である。
DL DRB3を介してQoSフローID=13を含むDL SDAPデータPDUを受信すると、UEはAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標をチェックする。
AS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定され、NAS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定された場合、UEはIPフローID=yyyにマッピングされたUL QoSフローをUL QoSフローID=13に設定し(=NAS反映式QoS規則をアップデートする)、UL ASマッピング規則は全く変更されない。
図18は本発明の実施例によってAS−レベル反映式QoSのみが活性化される例を示す図である。
PDUセクション設定の間、5GCはPDUセクションに関連するQoS規則をUEに送信し、パケットフィルターを除いたQoS規則をNG−RANに送信する。NG−RANはUEに該当PDUセクションのデフォルトDRB設定のためのRRCメッセージを送信する。RRCメッセージはASマッピング規則のような幾つかの構成を含む。NG−RANはRRCメッセージに対する応答としてUEからRRCメッセージを受信する。
PDUセクション設定の間、UEは5GCからPDUセクションに関連するQoS規則を受信し、NG−RANからPDUセクションに対するASマッピング規則及びデフォルトDRB構成情報を受信する。また、UEは受信されたQoS規則及びAS−マッピング規則を貯蔵し、デフォルトDRBを設定する。その後、QoS規則を含むNASメッセージを受信するか、又は反映式QoS活性化を示すDLパケットを受信することにより、UEはQoS規則をアップデートできる(S1801)。
5GCがNAS−レベル反映式QoSを活性化しないと決定すると、QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標があるDLデータがNG−RANに送信される(S1803)。QoSマーキング及び反映式QoS活性化指標はNG−U上でカプセル化ヘッダ内で伝達され、これはe2eパケットヘッダを変更しない。
上記受信されたカプセル化ヘッダ内の反映式QoS活性化指標が'0'であると、NG−RANはDL SDAPヘッダのNAS−レベル反映式QoS活性化指標を'0'に設定する(S1805)。
NG−RANがAS−レベル反映式QoSを活性化すると決定すると、NG−RANはDL SDAPヘッダのAS−レベル反映式QoS活性化指標を'1'に設定する(S1807)。
NG−RANはDL パケットのQoSフローをASマッピング規則により定義されたDRBにマッピングし、DL SDAPデータPDUをDRBを介してUEに送信する(S1809)。
この場合、DL SDAPデータPDUは、AS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標及びQoSフローIDを含む。
AS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定され、NAS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定された場合、端末はUL ASマッピング規則をアップデートし、端末の上位階層に下りリンクデータを伝達し、上りリンクQoS規則をアップデートしない(S1811)。
図19はS1811の段階に関する例を示す図である。
DL DRB2を介してQoSフローID=13を含むDL SDAPデータPDUを受信すると、UEはAS−レベル反映式QoS活性化指標及びNAS−レベル反映式QoS活性化指標をチェックする。
AS−レベル反映式QoS活性化指標が'1'に設定され、NAS−レベル反映式QoS活性化指標が'0'に設定された場合、UEはQoSフローID=13にマッピングされたUL DRBをUL DRB2に設定し(=ASマッピング規則アップデートする)、QoS規則は全く変わらない。
図20は、本発明の実施例に係る通信装置のブロック図である。
図20に示された装置は、上述したメカニズムを行うように適応されたユーザ装置(User Equipment、UE)及び/又はeNBであってもよいが、同じ作業を行う任意の装置であってもよい。
図20に示したように、装置は、DSP(Digital Signal Processor)/マイクロプロセッサ110及びRF(Radio Frequency)モジュール(送受信機;135)を含むこともできる。DSP/マイクロプロセッサ110は、送受信機135に電気的に接続されて送受信機135を制御する。装置は、設計者の選択によって、電力管理モジュール105、バッテリ155、ディスプレイ115、キーパッド120、SIMカード125、メモリデバイス130、スピーカー145及び入力デバイス150をさらに含むこともできる。
特に、図20は、ネットワークから要求メッセージを受信するように構成された受信機135及びネットワークに送/受信タイミング情報を送信するように構成された送信機135を含む端末を示してもよい。このような受信機と送信機は送受信機135を構成できる。端末は、送受信機(受信機及び送信機、135)に接続されたプロセッサ110をさらに含むこともできる。
また、図20は、端末に要求メッセージを送信するように構成された送信機135及び端末から送受信タイミング情報を受信するように構成された受信機135を含むネットワーク装置を示してもよい。送信機及び受信機は送受信機135を構成することもできる。ネットワークは、送信機及び受信機に接続されたプロセッサ110をさらに含む。このプロセッサ110は、送受信タイミング情報に基づいて遅延(latency)を計算することもできる。
以上で説明された実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定の形態で結合されたものである。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しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合されていない形態で実施されてもよい。また、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することもできる。本発明の実施例で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、他の実施例に含まれてもよく、又は、他の実施例の対応する構成又は特徴に置換されてもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新たな請求項として含めたりすることができるということは明らかである。
本発明の実施例において、基地局(BS)によって行われると説明された特定の動作は、上位ノードのBSによって行われてもよい。BSを含む複数のネットワークノードで、MSとの通信のために行われる様々な動作が、基地局によって行われるか、あるいは基地局以外の他のネットワークノードによって行われることは明らかである。「eNB」は、「固定局(fixed station)」、「NodeB」、「基地局(BS)」、アクセスポイントなどの用語に代替されてもよい。
前述した実施例は、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの組合せのような様々な手段によって具現されてもよい。
ハードウェアの設定において、本発明の実施例に係る方法は、1つ以上の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、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現されてもよい。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現されてもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納され、プロセッサによって駆動され得る。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部又は外部に位置して、公知の様々な手段によって前記プロセッサとデータを交換することができる。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲内で他の特定の形態に具体化できるということは、当業者にとって自明である。従って、前記の詳細な説明は、全ての面で制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。