JP2021005905A - 異種ネットワーク環境での次世代ネットワークサービスを提供する方法及び装置 - Google Patents

異種ネットワーク環境での次世代ネットワークサービスを提供する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】異種ネットワーク環境で次世代ネットワークサービスを提供する方法及び装置。【解決手段】世代が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局の制御方法は、基地局制御装置が、第1のネットワーク利用に関する情報を含むネットワーク接続生成メッセージを端末から受信するプロセスと、基地局制御装置が既に保存された端末に関する情報及び第1のネットワーク利用に関する情報を用いて端末の第1のネットワーク利用に関する許可如何を決定するプロセスと、第1のネットワーク利用に関する許可如何に応じて、基地局制御装置が、端末に第1のネットワークに基づいた移動通信サービスを提供することができるゲートウェイ又は端末に第2のネットワークを提供することができるゲートウェイを選択するプロセスと、基地局制御装置が、ネットワーク接続作成要求メッセージを選択プロセスで選択されたゲートウェイに伝送するプロセスとを含む。【選択図】図3

Description

本実施例は、異種ネットワーク環境で、既存のネットワークシステムと連動して、次世代のネットワークシステムを提供する方法及び装置に関する。
この部分に記述された内容は、単に本実施例の背景情報を提供するに留まり、従来の技術を構成するものではない。
図1は、従来のネットワークで適用されるデュアルコネクティビティ(Dual Connectivity)技術をサポートするためのプロトコル構造を示した図である。
PDCP(Packet Data Convergence Protocol)階層は、IPv4やIPv6のようなネットワークプロトコルを利用してデータの効率的な伝送をサポートする。特に、IPパケットの効率的な伝送のために、PDCP階層は、パケットのヘッダ情報を圧縮するヘッダ圧縮(Header Compression)手法を使用する。
RLC(Radio Link Control)階層は、PDCP階層の下位に位置し、無線伝送に適した大きさのRLC PDU(Packet Data Unit)を構成し、伝送中に消失したRLC PDUの再送を担当する自動再送要求(Automatic Repeat request; ARQ)機能を実行する。伝送側RLC階層は、上位から伝達されたRLC SDU(Service Data Unit)の分割及び連結(Segmentation and Concatenation)機能を利用して伝送に適したRLC PDUを構成する。受信側RLC階層は、元のRLC SDUを復元するために、データの再結合(Reassembly)機能を実行する。RLC階層は、RLC SDUまたはRLC PDUを保存するためのRLCバッファが存在する。
MAC階層は、RLC階層から受信したデータを端末またはゲートウェイに伝達する。
図1の(a)は、CN(Core Network)スプリット(Split)の方法を用いて、デュアルコネクティビティ技術をサポートするためのプロトコル構造である。
CNスプリット方法が適用されたプロトコル構造は、比較的低い複雑度を有する。したがって、該当プロトコル構造は、従来のネットワークでは、デュアルコネクティビティ技術をサポートする以前のプロトコル構造に比べて大きな変更なしに導入することができる。CNスプリット方法が適用されたプロトコル構造は、従来のプロトコル構造にて特定のベアラ(Bearer)のみを他の基地局(SeNB:Secondary eNodeB)に渡す構造である。
マスター基地局(MeNB:Master eNodeB)は、MCGベアラだけを受信する。MCGベアラは、マスター基地局の無線リソースのみを使用してデータを伝送するベアラに対応する。セカンダリ基地局(SeNB:Secondary eNodeB)もマスター基地局のようにSCGベアラだけを受信する。SCGベアラはセカンダリ基地局の無線リソースのみを使用してデータを伝送するベアラとして、MCGベアラと構造は同じである。
図1(b)は、PDCPスプリット方法を利用したデュアルコネクティビティ技術をサポートするためのプロトコル構造である。
PDCPスプリット方法を利用したデュアルコネクティビティ技術は、一つの基地局のPDCP階層にてベアラを分離する技術である。既存のプロトコル構造とは異なり、PDCPスプリット方法が適用されたプロトコル構造は、一つのPDCPに2つのRLCが接続される。該当プロトコル構造は、一つのベアラがマスター基地局とセカンダリ基地局の両方を使用してデータを伝送することができる。
マスター基地局は、MCGベアラと共にスプリットベアラも受信する。スプリットベアラは、マスター基地局とセカンダリ基地局の無線リソースを同時に使用してデータを伝送するベアラである。
従来のネットワーク(LTE)は、このようなデュアルコネクティビティ技術を利用して、データの伝送速度を大幅に向上させた。しかし、次世代のネットワークは、既存のネットワークに比べて処理できるデータの最大伝送率が数十倍高いため、既存のネットワークを提供するシステム構造だけで次世代ネットワークを提供することは困難である。
したがって、従来のネットワークと次世代ネットワークが連動して端末またはネットワークの状態に応じて適切なネットワークを提供する新しいネットワーク構造の必要が台頭している。
本実施例は、既存のネットワークと次世代ネットワークが連動して動作しながらも、信頼性が高く、次世代ネットワークを利用して高速のデータ通信の処理が可能な方法及び装置を提供することに一つの目的がある。
また、本実施例は、ネットワークの状態または端末の状態を考慮して端末またはゲートウェイに、既存のネットワークまたは次世代ネットワークを選択的に提供する方法及び装置を提供することに一つの目的がある。
本実施例の一側面によると、基地局制御装置が世代(Generation)の異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局を制御する方法において、前記基地局制御装置が、第1のネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続生成メッセージを端末から受信する受信プロセスと、前記基地局制御装置が既に保存された端末に関する情報及び前記第1のネットワークの利用に関する情報を用いて前記端末の第1のネットワークの利用に関する許可如何を決定する決定プロセスと、前記第1のネットワークの利用に関する許可如何に応じて、前記基地局制御装置が、前記端末に前記第1のネットワークに基づいた移動通信サービスを提供することができるゲートウェイ(Gateway)または前記端末に第2のネットワークを提供することができるゲートウェイを選択する選択プロセス、及び、前記基地局制御装置が、ネットワーク接続作成要求メッセージを前記の選択プロセスで選択されたゲートウェイに伝送する第1の伝送処理を含むことを特徴とする基地局制御方法を提供する。
本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局を制御する装置において、第1のネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続生成メッセージを端末から受信し、ネットワーク接続作成要求メッセージを選択されたゲートウェイに伝送する通信部と、前記端末に関する情報を保存するデータ保存部、及び、前記端末に関する情報及び前記第1のネットワークの利用に関する情報を用いて前記端末の第1のネットワークの利用に関する許可如何を決定し、前記端末の第1のネットワークの利用に関する許可如何に応じて、前記端末に、前記第1のネットワークを提供できるゲートウェイまたは前記端末に第2のネットワークを提供できるゲートウェイを選択する制御部と、を含むことを特徴とする基支局制御装置を提供する。
本実施例の他側面によると、コントロールプレーン(Control Plane)ゲートウェイが世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムで最大伝送率を決定する方法において、前記コントロールプレーンゲートウェイが端末の第1のネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続作成要求メッセージの情報を基地局制御装置から受信する受信プロセスと、前記コントロールプレーンゲートウェイが前記端末の第1のネットワークの利用に関する情報を参照し、前記端末に提供する第1のネットワークに関する最大伝送率及び第2のネットワークに関する最大伝送率をそれぞれ決定する決定プロセスと、前記コントロールプレーンゲートウェイが前記端末とユーザープレーン(User Plane)ゲートウェイとの間でトラフィックが伝送できるようにフローテーブル(Flow Table)の設置メッセージを前記ユーザープレーンゲートウェイ伝送し、決定した第1のネットワークに関する最大伝送率及び第2のネットワークに関する最大伝送率を含む接続受諾メッセージを前記基地局制御装置に伝送する伝送プロセスと、を含むことを特徴とする最大伝送率の決定方法を提供する。
本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムで最大伝送率を適用する端末の動作方法において、前記端末が第1のネットワークに関する最大伝送率、第2のネットワークに関する最大伝送率及びパケットを受信する受信プロセスと、前記端末が、前記パケットが前記第1のネットワークを利用するトラフィックであるか否かを判断する第1の判断プロセスと、前記パケットが、前記第1のネットワークを利用するトラフィックである場合に、前記端末が、前記第1のネットワークを利用した移動通信システムの活性化如何を判断する第2の判断プロセス、及び、前記端末が前記第1の判断プロセス及び前記第2の判断プロセスの結果に基づいて前記第1のネットワークの最大伝送率を適用し、前記第1のネットワークを利用してトラフィックを制御するか、あるいは前記第2のネットワークに関する最大伝送率を適用して前記第2のネットワークでトラフィックを制御するか否かを決定する決定プロセスと、を含むことを特徴とする最大伝送率適用端末の動作方法を提供する。
本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムで最大伝送率を適用する端末装置において、第1のネットワークに関する最大伝送率、第2のネットワークに関する最大伝送率及びパケットを受信する通信部、及び前記パケットが、前記第1のネットワークを利用するトラフィックであるかの如何、および前記第1のネットワークを利用した移動通信システムが活性化されたかどうかを判断し、判断結果に応じて前記第1のネットワークに対する最大伝送率を適用した第1のネットワークを利用してトラフィックの伝送を制御するか、あるいは第2のネットワークに関する最大伝送率を適用した第2のネットワークでトラフィックの伝送を制御するか否かを決定する制御部と、を含むことを特徴とする最大伝送率適用の端末装置を提供する。
本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムでの基地局の動作方法において、前記基地局が第1のネットワークの利用に関する情報を含む第1ネットワークに関する接続生成メッセージを端末から受信する受信プロセスと、前記接続生成メッセージを受信した場合、前記基地局が、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否かを判断する判断プロセスと、前記基地局が、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否かに応じて前記接続生成メッセージに前記第1のネットワークの利用に関する情報を含めるか否かを決定する決定プロセス、及び前記基地局が、前記決定プロセスを経た接続生成メッセージを基地局制御装置に伝送する伝送プロセスと、を含むことを特徴とする基地局の動作方法を提供する。
本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局装置において、第1のネットワークの利用に関する情報を含む第1のネットワークに関する接続生成メッセージを端末から受信し、第1のネットワークの利用に関する情報を含めるか否かが決定された接続生成メッセージを基地局制御装置に伝送する通信部、及び前記通信部が前記接続生成メッセージを受信した場合、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否か判断し、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否かに応じて前記接続生成メッセージに前記第1のネットワークの利用に関する情報を含めるか否かを決定する制御部と、を含むことを特徴とする基地局装置を提供する。
本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なるネットワークを複数個含み、それぞれのネットワークが連動して提供される移動通信システムで端末がいずれかのネットワークの活性化如何を通知する方法において、前記端末が前記端末と接続中である第1のネットワークが非活性化されたか否かを判断するプロセスと、前記第1のネットワークの非活性化の場合は、前記端末が基地局に伝送するアップリンクパケットが存在するか否かを判断するプロセスと、前記基地局に伝送するアップリンクパケットが存在する場合、前記端末が、前記アップリンクパケットのヘッダに前記第1のネットワークの状態を含ませ、前記アップリンクパケットを前記基地局に伝送するプロセス、及び、前記基地局に伝送するアップリンクパケットが存在していない場合、前記端末が、前記第1のネットワークの状態を知らせるためのダミーパケットを生成して前記ダミーパケットを前記基地局に伝送するプロセスと、を含むことを特徴とするネットワーク活性化如何の通知方法を提供する。
また、本実施例の他側面によると、世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含み、それぞれのネットワークが連動して提供される移動通信システムで基地局がいずれかのネットワークの活性化如何を通知する方法において、前記基地局が、前記端末と接続中である第1のネットワークが非活性化されたか否かを判断するプロセス、及び、前記基地局が、前記第1のネットワークが非活性化されたか否かを基地局制御装置に伝送するプロセスと、を含むことを特徴とするネットワーク活性化如何の通知方法を提供する。
以上で説明したように、本実施形態の一側面によると、既存のネットワークと次世代ネットワークが連動して動作しながらも、信頼性が高く、次世代ネットワークを利用して高速のデータ通信の処理を行うことができる利点がある。
また、本実施形態の一側面によると、ネットワークの状態または端末の状態を考慮して、端末またはゲートウェイに、既存のネットワークまたは次世代ネットワークを選択的に提供することができる利点がある。
従来のネットワークで適用されるデュアルコネクティビティ(Dual Connectivity)技術をサポートするためのプロトコル構造を示した図である。 本発明の一実施形態に係る既存のネットワークと次世代ネットワークが連動されたシステム構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係るシステム構造がネットワークを端末に提供するプロセスを示すフローチャートである。 本発明である実施例による基地局が、既存のネットワークと次世代ネットワークの連動をサポートするか否かを端末が把握する方法を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る基地局が、既存のネットワークと次世代ネットワークの連動をサポートするか否かを把握する方法を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る端末またはゲートウェイが端末またはネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法を示すフローチャートである。 本発明の他の一実施形態に係る端末またはゲートウェイが端末またはネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの活性化如何を把握するプロセスを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る端末が次世代ネットワークの活性化如何を把握して通知する方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る端末の構造を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る基地局の構造を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る基地局制御ノードの構造を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係るゲートウェイの構造を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの利用のための情報を、既存のネットワークを利用して伝達するプロセスを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの利用のための情報を、既存のネットワークを利用して伝達するプロセスを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの利用のための情報を、既存のネットワークを利用して伝達するプロセスを示すフローチャートである。
以下、本発明のいくつかの実施例を例示的な図面を使用して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにおいて、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たり、関連した公知の構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断した場合に、その詳細な説明は省略する。
また、本発明の構成要素を説明するにあたって、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使用することができる。これらの用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのもので、その用語によって、そのコンポーネントの本質や順番や順序などを限定するものではない。明細書全体では、どの部分がどのような構成要素を「含む」、「備える」とするとき、これは特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、明細書に記載された「...部」、「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やソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで具現できる。
また、本発明実施例を説明するに当たり、ユーザー端末に提供されるネットワークを利用した接続(Connectivity)または通信(Communication)サービスは、簡単にネットワークという用語に置き換えて使用することがある。また、次世代のネットワークは、LTE(Long Term Evolution)とEPC(Evolved Packet Core)を含む既存のネットワーク、すなわち、第4世代ネットワークの後に登場した技術をすべて含む。例えば、次世代ネットワークは第5世代の通信ネットワークまたは5世代の通信ネットワークのための新規の無線接続技術(New Radio Access Technology、NR)を利用するネットワークを含む。
図2は、本発明の一実施形態に係る既存のネットワークと次世代ネットワークが連動するシステム構造を示す図である。
図2を参照すると、本発明の一実施形態に係るシステム構造200は、端末210、既存のネットワーク基地局220、次世代ネットワーク基地局230、基地局制御ノード240、コントロールプレーンゲートウェイ250とユーザープレーンゲートウェイ260を含む。
端末210は、既存のネットワーク基地局220または次世代ネットワーク基地局230を利用して携帯電話ネットワークに接続し、ワイヤレスネットワークを利用する装置である。端末210は、スマートフォン、タブレットPC、スマートウォッチなどの無線ネットワークを使用可能なすべてのスマート機器を含み、スマート機器のほかのノートパソコン、ラップトップ、個人携帯情報端末機(PDA:Personal Digital Assistant)などを含む。
基地局220、230は、携帯電話ネットワークの接続ノードとして、無線接続を携帯電話ネットワークに接続しようとする端末210に提供する。つまり、基地局220、230は、端末210及びコアネットワーク(Core Network、270)との間の接続をサポートする。
基地局制御ノード240は、シグナリングおよび制御機能を実行する要素として、端末210のネットワーク接続に対するアクセス、ネットワークリソースの割り当てなど端末の移動性(Mobility)を管理する。基地局制御ノード240は、前述した機能を加入者及びセッション管理に関連するコントロールプレーン(Control Plane)で実行する。具体的には、基地局制御ノード240は、次世代ネットワークを端末に提供するのか、次世代ネットワークを端末に提供する場合どのコントロールプレーンゲートウェイが次世代ネットワークを端末に提供するのか、などを決定する機能を実行する。基地局制御ノード240は、MME(Mobility Management Entity)で具現できるが、必ずしもこれに限定するものではなく、前述した機能を実行できる個体であればどのようなものに代替されてもよい。
基地局制御ノード240は、コントロールプレーン上で、既存のネットワーク基地局220及びコントロールプレーンゲートウェイ250を接続し、制御メッセージを相互間で送受信する。本発明の一実施形態に係るシステム構造200において基地局制御ノード240は、コントロールプレーン上で、既存のネットワーク基地局220及びコントロールプレーンゲートウェイ250を接続することから、既存のネットワーク基地局220にのみ制御メッセージを送受信し、次世代ネットワーク基地局230には制御メッセージを送受信しない。
コントロールプレーンゲートウェイ(Control Plane Gateway、250)は、コントロールプレーン上で端末の移動性(Mobility)をサポートし、シグナリングおよび制御機能を実行する要素である。コントロールプレーンゲートウェイ250は、ポリシー制御、モビリティ管理、またはベアラ管理などの機能を実行する。具体的には、コントロールプレーンゲートウェイ250は、次世代ネットワークを端末210に提供するか否か、決定されるネットワークに関する最大伝送率などを決定する。
コントロールプレーンゲートウェイ250は、コントロールプレーン上で基地局制御ノード240とユーザープレーンゲートウェイ260を接続し、制御メッセージを相互間で送受信する。
ユーザープレーンゲートウェイ(User Plane Gateway、260)は、ユーザープレーン上でのデータの送受信を行う。ユーザープレーンゲートウェイ260は、パケットの伝送、ユーザーパケットのトンネルカプセル化(Encapsulation)と脱カプセル化(Decapsulation)、またはQoS(Quality of Service)保証の実行などの機能を実行する。
図2に示された本発明の一実施形態に係るシステム構造200で点線は、ユーザープレーンインターフェース(Interface)を、実線はコントロールプレーンインターフェイスを、二点鎖線は、端末と基地局との間のネットワーク接続状況を示す。
端末210は、既存のネットワーク基地局220または次世代ネットワーク基地局230と接続され、二つの基地局のいずれかまたは全部からネットワークサービスの提供を受ける。
本発明の一実施形態に係るシステム構造200において、既存のネットワーク基地局220のみが基地局制御ノード240を経て、コントロールプレーンゲートウェイ250とコントロールプレーンインターフェイスに接続する。コントロールプレーンゲートウェイ250は、決定された事項をユーザープレーンゲートウェイ260に伝達する。
本発明の一実施形態に係るシステム構造200で、既存のネットワーク基地局220または次世代ネットワーク基地局230は、ユーザープレーンゲートウェイ260とユーザープレーンインターフェースを利用して接続される。既存のネットワークと次世代ネットワークとの間の連動にCNスプリット方法が適用される場合に、ユーザープレーンゲートウェイ260は、既存のネットワーク基地局220及び次世代ネットワーク基地局230のそれぞれとユーザープレーンインターフェースに接続する。一方、既存のネットワークと次世代ネットワークとの間の連動にPDCPスプリット方法が適用される場合に、ユーザープレーンゲートウェイ260とは、既存のネットワーク基地局220のみがユーザープレーンインターフェースに接続し、既存のネットワーク基地局220が、次世代ネットワーク基地局230とユーザープレーンに接続する。
図2に示されたシステム構造200は、ユーザープレーンとコントロールプレーンが分離されたゲートウェイが利用されることを仮定して図示しているが、これに限定されるものではない。本発明の一実施形態に係るシステム構造200にユーザープレーンとコントロールプレーンが分離されていないS−GW(Serving Gateway)とP−GW(Packet Data Network Gateway)を使用し得る。
また、例えば、既存のネットワークは、LTEであり、次世代のネットワークは、5G移動通信システムであるが、必ずしもこれに限定されるものではない。既存のネットワークは、移動通信サービスを提供するためのシステム構造が完備されたすべてのネットワークを意味し、次世代ネットワークは5G移動通信システムを含む移動通信サービスを提供するためのシステム構造が完備されていないネットワークを意味する。
図3は、本発明の一実施形態に係るシステム構造がネットワークを端末に提供するプロセスを示すフローチャートである。
端末210は、既存のネットワーク基地局220にネットワーク接続生成メッセージを伝送し、このメッセージは基地局制御ノード240に伝達される(S310)。ネットワークの接続を最初に試みる場合や、既接続しているネットワークとは別に他のネットワークの接続を必要とする場合、端末210は、基地局制御ノード240にネットワーク接続生成メッセージを伝送する。このとき、端末210は、次世代ネットワークの利用に関する情報をネットワーク接続生成メッセージに含ませて伝送することができる。次世代ネットワークの利用に関する情報は、端末210が、次世代ネットワークをサポートできるかを示す能力(Capability)情報、または端末210が、次世代ネットワークの利用を希望することを通知するAPN(Access Point Name)情報などを含む。
基地局制御ノード240は、ネットワーク接続生成メッセージを受信する場合は、次世代ネットワーク利用の許可如何、及びそれぞれのネットワークに関する最大伝送率を決定し、決定された内容をサポートできるゲートウェイノードを選択する(S320)。次世代ネットワーク利用の許可如何を決定するにおいて、基地局制御ノード240は、ネットワーク接続生成メッセージに含む次世代ネットワークの利用に関する情報と一緒に、加入者情報データベース(HSS:Home Subscriber Server)を既に保存された端末に関する情報または端末に対する次世代ネットワークへの接続(Access)許容如何に関する情報を利用する。端末に関する情報は、端末210が、次世代ネットワークを利用できるサービスに登録されたか否か、端末120が、次世代ネットワークを利用できる利用限度を超えたか否かなどを含む。端末に対する次世代ネットワークへの接続(Access)許容如何に関する情報は、次世代ネットワークを利用したユーザープレーン接続(Connectivity)の許可如何に関する情報などを含む。基地局制御ノード240は、加入者情報データベースを既に保存された端末に関する情報や端末の次世代ネットワーク接続(Access)を可能にするか否かについての情報を受信し、接続制限情報(Access Restriction Information)の形で保存する。基地局制御ノード240は、前述した情報と一緒に端末210から端末の位置情報も受信し、端末の次世代ネットワーク利用の許可如何を決定することができる。端末の位置情報をもとに端末が次世代ネットワークを利用できる領域に属するかを追加で判断することにより、基地局制御ノード240は、端末210の次世代ネットワーク利用の許可如何を決定することができる。端末210が前記条件のうち1つ以上の組み合わせを満足する場合、すなわち、端末210が、次世代ネットワークをサポートし、端末210が、次世代ネットワークの利用を要求し、端末210が、次世代ネットワークを利用できるサービスに登録されており、端末210が、次世代ネットワークを利用できる利用限度を超えておらず、端末210が、次世代ネットワークを利用できる領域に属する場合は、基地局制御ノード240は端末の次世代ネットワーク利用を許可することができる。基地局制御ノード240は、次世代ネットワーク利用の許可如何を決定し、それぞれのネットワークに関する最大伝送率を一緒に決定することができる。基地局制御ノード240は、端末の次世代ネットワーク利用に対する許可如何とは無関係に、それぞれのネットワークに関する最大伝送率を決定することができる。ここで、最大伝送率とはAMBR(Aggregated Maximum Bit Rate)の形態、あるいは特定のAPN(Access Point Name)に適用されるAPN−AMBRの形態にすることができる。
端末の次世代ネットワークの利用に関する許可如何に応じて、基地局制御ノード240は、ネットワークのサポートが可能なゲートウェイノードを選択する。端末の次世代ネットワークの利用を許可した場合に、基地局制御ノード240は、次世代ネットワークを提供するゲートウェイノードを選択する。基地局制御ノード240は、次世代ネットワークを提供するゲートウェイノードを選択するにおいて、次世代ネットワークに関する最大伝送率をサポートできるゲートウェイノードであるのか、またはユーザープレーンとコントロールプレーンが分離されているゲートウェイノードであるのかを一緒に考慮して選択する。基地局制御ノード240は、最大伝送率をサポートし、ユーザープレーンとコントロールプレーンが分離されているゲートウェイノードを優先的に選択する。逆に、端末の次世代ネットワークの利用を許さない場合に、既存のネットワークを提供するゲートウェイノードを選択する。既存のネットワークを提供するゲートウェイノードを選択するにおいて、既存のネットワークに関する最大伝送率をサポートできるゲートウェイノードを優先的に選択する。
基地局制御ノード240は、前述したプロセスを経て選択されたゲートウェイノードにネットワーク接続作成要求メッセージを伝送する(S330)。基地局制御ノード240は、ネットワーク接続作成要求メッセージに次世代ネットワークの利用に関する情報、次世代ネットワークに関する最大伝送率、または既存のネットワークに関する最大伝送率を含んで伝送することができる。特に、もし端末に対して次世代ネットワークの利用が許可された場合、基地局制御ノード240がゲートウェイノードに伝送する接続作成要求メッセージには、既存のネットワークに関する最大伝送率と、次世代ネットワークに関する最大伝送率の両方を含むことができる。
コントロールプレーンゲートウェイ250は、端末とユーザープレーンゲートウェイとの間の接続に適用される次世代ネットワークに関する最大伝送率、及び既存のネットワークに関する最大伝送率をそれぞれ決定する(S340)。コントロールプレーンゲートウェイ250は、基地局制御ノード240から次世代ネットワークの利用に関する情報、次世代ネットワークに関する最大伝送率、そして既存のネットワークに関する最大伝送率に関する情報を受信する。また、コントロールプレーンゲートウェイ250は、他の基地局のノード、例えば、政策課金管理システムなどから端末210のポリシーと課金に関する情報を受信する。コントロールプレーンゲートウェイ250は、それぞれのネットワークに関する最大伝送率を決定するにおいて、基地局制御ノード240が決定したそれぞれのネットワークに関する最大伝送率をそのまま決定することができる。その一方、コントロールプレーンゲートウェイ250は、他の基地局のノードから受信した端末のポリシー及び課金に関する情報をもとに、基地局制御ノード240が決定したそれぞれのネットワークに関する最大伝送率を変更することができる。
次世代ネットワーク及び既存のネットワークに関する最大伝送率を決定した場合に、コントロールプレーンゲートウェイ250は、フローテーブル(Flow Table)の設置を要求するメッセージをユーザープレーンゲートウェイノード260に伝送する(S350)。コントロールプレーンゲートウェイ250は、基地局220、230、およびユーザープレーンゲートウェイノード260との間のトラフィックを送受信できるようにフローテーブルの設置を要求するメッセージをユーザープレーンゲートウェイノード260に伝送する。このとき、フローテーブルの設置を要求するメッセージには、それぞれのネットワークに関する最大伝送率が含まれる。ここで、フローテーブルとは、フロー別の処理動作を定義するテーブルであり、フローを識別するためのフロー識別子(例えば、パケットのヘッダフィールドの組み合わせなど)、統計情報、および動作情報などを保存することができる。
ユーザープレーンゲートウェイ260は、フローテーブルを設置した場合に、フローテーブルの設置を承認するメッセージをコントロールプレーンゲートウェイ250に伝送する(S360)。
フローテーブルの設置が完了した場合に、コントロールプレーンゲートウェイ250は、端末210とユーザープレーンゲートウェイ260の接続に適用されるそれぞれのネットワークに関する最大伝送率を基地局制御ノード240に伝送する(S370)。コントロールプレーンゲートウェイ250は、決定されたそれぞれのネットワークに関する最大伝送率を基地局制御ノード240に伝送する。
基地局制御ノード240は、接続受諾メッセージを既存のネットワーク基地局220を経て端末210に伝送する(S380)。端末210に接続受諾メッセージを伝送するにおいて、基地局制御ノード240は、コントロールプレーンゲートウェイ250から受信した各ネットワークに関する最大伝送率を含んで伝送する。それぞれのネットワークに関する最大伝送率を受信した場合、端末210は、端末の状態やネットワークの状態に応じて適切なネットワーク、つまり、既存のネットワークまたは次世代ネットワークを利用してアップリンク(Uplink)のトラフィックを伝送することができる。
図4aは、本発明の一実施形態に係る端末が基地局で既存のネットワークと次世代ネットワークの連動をサポートするか否かを把握する方法を示したフローチャートである。
端末210は、ネットワークの初期接続時、次世代ネットワークをサポートする端末であるか否かを確認する(S410)。
端末は、既存のネットワーク基地局が次世代ネットワークとの連動(Interworking)をサポートするか否かを既存のネットワーク基地局から受信する(S415)。端末210は、接続のための基本的なシステム情報(System Information)を、既存のネットワーク基地局220から受信し、これに加え、既存のネットワーク基地局220が、次世代ネットワークとの連動をサポートするか否かを把握することができる追加のシステム情報を受信する。
端末は、既存のネットワーク基地局が次世代ネットワークとの連動をサポートするか否か確認する(S420)。端末210は、基本的なシステム情報と一緒に受信した追加のシステム情報から基地局220が次世代ネットワークとの連動をサポートするか否かを把握する。
基地局が次世代ネットワークとの連動をサポートする場合、端末は、基地局に接続生成メッセージを伝送する(S425)。既存のネットワーク基地局220が、次世代ネットワークとの連動をサポートする場合に、端末210は、既存のネットワーク基地局220に接続生成メッセージを伝送する。図3を参照して説明したように、次世代ネットワークの利用に関する情報が接続生成メッセージに含まれる。次世代ネットワークの利用に関する情報は、端末210が、次世代ネットワークをサポートできるかを示す能力(Capability)情報または端末210が次世代ネットワークの利用を希望することを知らせる情報などを含む。
端末が次世代ネットワークをサポートしない、もしくは基地局が次世代ネットワークとの連動をサポートしない場合、端末は、基地局に次世代ネットワークの利用に関する情報が含まれていない接続生成メッセージを伝送する(S430)。端末210が、次世代ネットワークを利用することができない状況であるため、次世代ネットワークの利用に関する情報が含まれていない接続生成メッセージを既存のネットワーク基地局220に伝送する。
図4bは、本発明の一実施形態に係る基地局が、既存のネットワークと次世代ネットワークの連動をサポートするか否かを把握する方法を示したフローチャートである。
基地局は、次世代ネットワークとの連動(Interworking)をサポートするか否かを判断し、サポートの如何をシステム情報として伝送する(S440)。既存のネットワーク基地局220は、自身が次世代ネットワークとの連動をサポートするか否かを判断するにおいて、次世代ネットワーク基地局230との連動に関するインターフェイスの設定の如何、またはコアネットワーク270と既存のネットワーク基地局220との間の初期接続上で設定したのかなどを利用する。既存のネットワーク基地局220は、次世代ネットワークとの連動をサポートするか否かを判断して端末210にシステム情報に伝送する。
基地局は、端末から、次世代ネットワークの利用に関する情報を含む接続生成メッセージを受信する(S445)。次世代ネットワークの利用に関する情報は、端末210が、次世代ネットワークをサポートできるかを示す能力(Capability)情報または端末210が、次世代ネットワークの利用を希望することを知らせる情報などを含む。既存のネットワーク基地局220は、次世代ネットワークの利用に関する情報を含む接続生成メッセージを端末210から受信する。
基地局は、次世代ネットワークとの連動をサポートするか否か確認する(S450)。既存のネットワーク基地局220は、端末210から接続生成メッセージを受信した後、次世代ネットワークとの連動をサポートするか否かを再確認する。
次世代ネットワークとの連動をサポートする場合、基地局は、基地局制御ノードに次世代ネットワークの利用に関する情報を含む接続生成メッセージを伝送する(S455)。
次世代ネットワークとの連動をサポートしない場合は、基地局制御ノードに次世代ネットワークの利用に関する情報が含まれていない接続生成メッセージを伝送する(S460)。
図4aと図4bを参照して説明したように、本発明の一実施形態に係る端末または基地局が既存のネットワークと次世代ネットワークの連動をサポートするか否か事前に判断することで、端末が個別に事前に、次世代ネットワーク電波(Radio)のスキャンをしなくても、基地局がそれぞれのネットワーク間の連動をサポートするか否かを確認することができる。これにより、次世代ネットワーク電波のスキャンによる端末のバッテリーの消耗が減る。
図5aは、本発明の一実施形態に係る端末またはゲートウェイが端末またはネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法を示すフローチャートである。特に、CNスプリット方法の基地局に適用される場合、端末またはゲートウェイが端末またはネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法が図5aに示す。
端末またはゲートウェイは、パケットを受信する(S510)。端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、パケットを受信する。
端末またはゲートウェイは、端末とユーザープレーンゲートウェイと間で次世代ネットワークを利用した接続が有効になっているか否かを判断する(S515)。次世代ネットワークを利用した端末とユーザープレーンゲートウェイ260の接続は、端末210が、次世代ネットワークをサポートできるか否か、またはサポートを希望するか否か、端末210が、次世代ネットワークサービスに加入された、または、次世代ネットワークを利用できる利用限度を超えたか否か、端末210が、次世代ネットワークサービスの提供を受けることができる領域を超えたか否かなどによって違ってくる。したがって端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、次世代ネットワークを利用した端末210とユーザープレーンゲートウェイ260との間の接続が有効か否かを判断する。
端末またはゲートウェイは、受信したパケットが、次世代ネットワーク上で送受信されるトラフィックであるか否かを確認する(S520)。CNスプリット方法がそれぞれのネットワーク間の連動に適用されるため、端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、受信したパケットが、次世代ネットワーク上で送受信されるトラフィックであるか、既存のネットワーク上で送受信されるトラフィックであるかは、パケットを受信してすぐにはわからない。したがって端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、受信したパケットが、次世代ネットワーク上で送受信されるトラフィックであるか否かを確認する。これは、パケットが属するベアラやフローが、次世代ネットワークに割り当てられたか、または、パケットが属するベアラやフローの伝送優先順位が次世代ネットワークが、既存のネットワークに比べて高く設定されているか否かを確認する方法で具現する。
端末とユーザープレーンゲートウェイとの間で、次世代ネットワークを利用した接続が無効になっている、あるいは、受信したパケットが既存のネットワーク上で送受信されるトラフィックである場合、端末またはゲートウェイは、既存のネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを制御する(S525)。端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、前述した場合、次世代ネットワークを利用したトラフィックの伝送が不可であると判断する。したがって端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、既存のネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを伝送するように制御する。
端末とユーザープレーンゲートウェイとの間で、次世代ネットワークを利用した接続が有効になっており、受信したパケットが、次世代ネットワーク上で送受信されるトラフィックである場合、端末またはゲートウェイは、既存のネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを制御する(S530)。端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、前述した場合、次世代ネットワークを利用したトラフィックの伝送が可能な場合と判断する。したがって端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、次世代ネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを伝送するように制御する。
本実施例は、ゲートウェイの機能が、ユーザープレーンとコントロールプレーンに対して分離された場合を想定したが、本実施例の主要な要旨は、ゲートウェイの機能が分離されていない場合にも適用することができ、このとき、ユーザープレーンゲートウェイの役割は、ゲートウェイが実行する。
図5bは、本発明の他の一実施形態に係る端末またはゲートウェイが端末またはネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法を示すフローチャートである。特に、PDCPスプリット方法が基地局に適用される場合、端末またはゲートウェイが端末またはネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法が図5bに示されている。
端末またはゲートウェイは、パケットを受信する(S540)。端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、パケットを受信する。
端末またはゲートウェイは、受信したパケットをフィルタリングする(S545)。端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、受信したパケットをフィルタリングし、パケットがMCGベアラに属するパケットであるか、またはスプリットベアラに属するパケットであるかを区別する。
端末またはゲートウェイは、端末とユーザープレーンゲートウェイとの間で、次世代ネットワークを利用した接続が有効になっているか否かを判断する(S550)。端末210とユーザープレーンゲートウェイ260との間で、次世代ネットワークを利用した接続は、端末210が、次世代ネットワークをサポートできるか否か、または、サポートを希望するか否か、端末210が、次世代ネットワークサービスに加入したか、または、次世代ネットワークを利用できる利用限度を超えたか否か、および、端末210が、次世代ネットワークサービスの提供を受けることができる領域を超えたか否かなどによって違ってくる。したがって端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、次世代ネットワークを介した接続が有効になっているかを判断する。
端末とユーザープレーンゲートウェイとの間で、次世代ネットワークを利用した接続が無効になっている場合、既存のネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを制御する(S555)。次世代ネットワークを利用したトラフィックの伝送が不可能であるため、端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、既存のネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを伝送するように制御する。
端末とユーザープレーンゲートウェイとの間で、次世代ネットワークを利用した接続が有効になっている場合、既存のネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを制御する(S560)。次世代ネットワークを利用したトラフィックの伝送が可能であるため、端末210またはユーザープレーンゲートウェイ260は、次世代ネットワークのための最大伝送率を適用してトラフィックを伝送するように制御する。
本発明の一実施形態に係る端末やネットワークの状態に応じて伝送率を制御する方法は、端末210に適用される場合はアップリンクトラフィック伝送制御に適用され、ゲートウェイ260に適用される場合はダウンリンク(Downlink)のトラフィック伝送制御に適用される。
本実施例は、ゲートウェイの機能は、ユーザープレーンとコントロールプレーンに分離された場合を想定したが、本実施例の主要な要旨は、ゲートウェイの機能が分離されていない場合にも適用することができ、このとき、ユーザープレーンゲートウェイの役割はゲートウェイが実行する。
図6は、本発明の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの活性化如何を把握するプロセスを示すフローチャートである。把握された活性化如何は、次世代ネットワークと既存のネットワークの中で伝送パスを決定したり、伝送時に適用する最大伝送値を決定するために使用される。図6に示されたプロセスは、図3に図示したプロセスを経て、各ネットワークの連動により、端末とユーザープレーンゲートウェイが接続された状態で始まる。
端末、既存のネットワーク基地局または次世代ネットワーク基地局は、次世代ネットワーク基地局を利用して次世代ネットワークにパケットの伝送が可能か否かを判断する(S610)。端末210、既存のネットワーク基地局220、または次世代ネットワーク基地局230は、次世代ネットワーク基地局230を用いて次世代ネットワークにパケットの伝送が可能か否か、つまり、次世代ネットワークの活性化如何を判断する。
既存のネットワーク基地局は、次世代ネットワークの活性化如何を基地局制御ノードに伝送する(S620)。既存のネットワーク基地局220が、次世代ネットワークの活性化如何を判断した場合、判断した結果を基地局制御ノード240に伝送する。端末210または次世代ネットワーク基地局230が、次世代ネットワークの活性化如何を判断した場合は、既存のネットワーク基地局220は、次世代ネットワークの活性化如何を端末210または次世代ネットワーク基地局230から受信し、これを基地局制御ノード240に伝送する。
基地局制御ノードは、次世代ネットワークの活性化如何を制御ノードゲートウェイに伝送する(S630)。基地局制御ノード240は、次世代ネットワークの活性化如何を制御ノードゲートウェイ250に伝送することにより、制御ノードゲートウェイ250が受信された情報をトラフィックの制御に利用する。
図6に示された本発明の一実施形態に係るシステム構造によると、コントロールプレーン上で、既存のネットワーク基地局が基地局制御ノードに、次世代ネットワークの活性化如何を伝送する。
図7は、本発明の一実施形態に係る端末が次世代ネットワークの活性化如何を把握して通知する方法を示すフローチャートである。図7に図示した方法は、図3に図示したプロセスを経て、各ネットワークの連動により、端末とユーザープレーンゲートウェイが接続された状態で始まる。
端末210は、次世代ネットワークの非活性化如何を判断する(S710)。端末210は、定期的に、次世代ネットワークの接続状態を把握し、次世代ネットワークの非活性化如何を判断する。端末210は、次世代ネットワーク基地局230と送受信する信号の強さを測定し、次世代ネットワークの接続状態を把握することができる。次世代ネットワーク基地局230と送受信する信号の強さが既設定の大きさ以下で既設定の時間以上に落ちたのかを判断することで、端末210は、次世代ネットワークの接続状態を把握することができる。または、次世代ネットワーク基地局と、一定時間以上パケット送受信が発生しない、あるいは一定回数以上でパケット送受信に失敗した場合を判断することで、端末は、次世代ネットワークの接続状態を把握することができる。
次世代ネットワークの非活性化の場合は、伝送するアップリンクパケットが存在するか否かを判断する(S720)。次世代ネットワークが非活性化になっている場合、端末210は、伝送するアップリンクパケットが存在するか否か判断する。
伝送するアップリンクパケットが存在する場合、伝送するIPパケットヘッダに、次世代ネットワークの状態を含ませてIPパケットを既存のネットワーク基地局に伝送する(S730)。伝送するアップリンクパケットが存在する場合、端末210は、次世代ネットワークが非活性化になったことを示す情報をヘッダに含ませたIP(Internet Protocol)パケットを既存のネットワーク基地局220に伝送する。より具体的には、端末210は、IPヘッダのうちDSCP/ECNフィールド(IPv4の場合)、またはTraffic Class/Flow Labelフィールド(IPv6の場合)に、次世代ネットワークの状態をマーキングしたIPパケットを伝送することができる。
伝送するアップリンクパケットが存在しない場合は、次世代ネットワークの状態を知らせるためのダミー(Dummy)IPパケットを生成して既存のネットワーク基地局に伝送する(S740)。端末210は、次世代ネットワークの状態を通知しなければならず、現在の伝送するアップリンクパケットが存在しないことが問題になる。この場合に、端末210は、次世代ネットワークの状態を知らせるためのダミーIPパケットを生成する。ダミーIPパケットは、自信が実際のユーザープレーン上のデータでないことを示す情報を含み、基地局制御ノードまたはゲートウェイが、次世代ネットワークの状態を把握した後に廃棄(Discard)される。
図7に示された本発明の一実施形態による方法は、ユーザープレーン上で既存のネットワーク基地局が基地局制御ノードに、次世代ネットワークの活性化如何を伝送する。コントロールプレーン上のメッセージを使用しないため、ネットワークシステム上の信号のオーバーヘッドを回避することができる。
図8は、本発明の一実施形態に係る端末の構造を示す構成図である。
図8を参照すると、本発明の一実施形態に係る端末210は、通信部810及び制御部820を含んで構成される。
通信部810は、既存のネットワーク基地局220を経て、基地局制御ノード240に接続生成メッセージを伝送し、基地局制御ノード240から接続受諾メッセージを受信する。通信部810は、接続受諾メッセージを受信し、次世代ネットワークに関する最大伝送率、及び既存のネットワークに関する最大伝送率を一緒に受信する。
通信部810は、パケットを受信する。通信部810は、外部から伝送されるアップリンクパケットを受信する。
制御部820は、受信したパケットが、次世代ネットワークを利用するトラフィックであるか否か、および次世代ネットワークを利用した移動通信システムの活性化如何を判断する。制御部820は、判断結果に基づいて、次世代ネットワークに関する最大伝送率または既存のネットワークに関する最大伝送率を適用してユーザープレーンゲートウェイ260と接続する。制御部820は、受信したパケットが、次世代ネットワークを利用するトラフィックであり、次世代のネットワークを利用した移動通信システムが活性化した場合に、最大伝送率を適用した次世代ネットワークを利用してトラフィックの伝送を制御するようにする。その一方、制御部820は、受信したパケットが、次世代ネットワークを利用するトラフィックでないか、あるいは、次世代ネットワークを利用した移動通信システムが非活性化した場合に、最大伝送率を適用した従来のネットワークへのトラフィックの伝送を制御するようにする。
図9は、本発明の一実施形態に係る基地局の構造を示す構成図である。
図9を参照すると、本発明の一実施形態に係る既存のネットワーク基地局220は、通信部910及び制御部920を含んで構成される。
通信部910は、システム情報を端末210に伝送する。システム情報には、既存のネットワーク基地局220が次世代ネットワーク連動サービスをサポートするか否かを含む。通信部910は、次世代ネットワーク連動サービスのサポート如何を含んだシステム情報を端末210に伝送し、次世代ネットワークの利用に関する情報を含む接続生成メッセージを端末210から受信する。
通信部910は、端末210から受信した接続生成メッセージを基地局制御ノード230に伝送する。このとき、接続生成メッセージは、次世代ネットワークの利用に関する情報が含まれることができる。
通信部910は、基地局制御ノード240からの接続受諾メッセージを受信する。通信部810は、接続受諾メッセージを受信し、次世代ネットワークに関する最大伝送率と、既存のネットワークに関する最大伝送率を一緒に受信する。
制御部920は、次世代ネットワークとの連動をサポートするか否か判断する。既存のネットワーク基地局220は、次世代ネットワーク基地局230との連動に関するインターフェイス設定の如何、またはコアネットワーク270と既存のネットワーク基地局220との間の最初の接続上において、次世代ネットワークとの連動が設定されかを使用して、自信が次世代ネットワークとの連動をサポートするか否か判断する。
接続生成メッセージを端末210から受信した場合、制御部920は既存のネットワーク基地局220の次世代ネットワークとの連動をサポートするか否かを判断する。既存のネットワーク基地局220が、次世代ネットワークとの連動をサポートする場合、制御部920は、接続生成メッセージに端末から受信した次世代ネットワークの利用に関する情報が含まれるように制御する。その一方、既存のネットワーク基地局220が、次世代ネットワークとの連動をサポートしない場合、制御部920は、接続生成メッセージに端末から受信した次世代ネットワークの利用に関する情報が含まれないように制御する。
制御部920は、先に判断した結果に基づいて、接続受諾メッセージに次世代ネットワークの利用に関する情報を含んで伝送するか否かを決定する。制御部920は、次世代ネットワークとの連動をサポートしない場合は、接続生成メッセージに次世代ネットワークの利用に関する情報を含まないように制御する。逆に、次世代ネットワークとの連動をサポートする場合は、接続生成メッセージに次世代ネットワークの利用に関する情報を含むように制御する。
図10は、本発明の一実施形態に係る基地局制御ノードの構造を示す構成図である。
図10を参照すると、本発明の一実施形態に係る基地局制御ノード240は、通信部1010、制御部1020、およびデータ保存部1030を含んで構成される。
通信部1010は、端末から次世代ネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続生成メッセージを受信し、選択されたゲートウェイにネットワーク接続作成要求メッセージを伝送する。
制御部1020は、次世代ネットワークの利用に関する情報及び端末210に関する情報を利用し、端末210の次世代ネットワーク利用に関する許可如何を決定する。制御部1020は、端末210が次世代ネットワークをサポートするか否か、次世代ネットワークの利用を要請したか否か、次世代ネットワークを利用できるサービスに登録されているか否か、または、次世代ネットワークを利用できる利用限度を超えていないかなどを考慮し、端末210の次世代ネットワーク利用に関する許可如何を決定する。
データ保存部1030は、端末に関する情報を保存する。端末に関する情報は、端末210が次世代ネットワークを利用できるサービスに登録されたか否か、端末が次世代ネットワークを利用できる利用限度を超えたか否かなどを含む。
図11は、本発明の一実施形態に係るゲートウェイの構造を示す構成図である。
図11を参照すると、本発明の一実施形態に係るコントロールプレーンゲートウェイ250は、通信部1110及び制御部1120を含んで構成される。
通信部1110は、基地局制御ノード240から端末210の次世代ネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続作成要求メッセージと、外部から端末のポリシー及び課金に関する情報を受信する。
通信部1110は、端末210とユーザープレーンゲートウェイ260との間のトラフィックが伝送されるように、ユーザープレーンゲートウェイ260にフローテーブルの設置メッセージを伝送する。
通信部1110は、基地局制御ノード240に、次世代ネットワークに関する最大伝送率、及び既存のネットワークに関する最大伝送率を含む接続受諾メッセージを伝送する。
制御部1120は、端末の次世代ネットワークの利用に関する情報、または前記のポリシー及び課金に関する情報を参照し、端末210に提供する次世代ネットワークに関する最大伝送率、及び既存のネットワークに関する最大伝送率をそれぞれ決定する。
図12aは、本発明の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの利用のための情報を、既存のネットワークを利用して伝達するプロセスを示すフローチャートである。
既存のネットワーク基地局220は、端末210に次世代ネットワークに関する構成の測定を要請する(S1210)。具体的には、次世代ネットワークに関する構成は、利用中の次世代ネットワークの周波数または次世代ネットワーク基地局のPCID(Physical Cell ID)などを含む。
端末210は、次世代ネットワーク基地局230との連動を利用し、次世代ネットワークの構成を測定する(S1215)。端末210は、次世代ネットワーク基地局230との連動を利用し、次世代ネットワークの周波数、送受信される信号の強度、または次世代ネットワーク基地局のPCIDなどを測定する。
端末210は、既存のネットワーク基地局220で測定した結果を伝送する(S1220)。
既存のネットワーク基地局220は、測定された次世代のネットワーク基地局230をセカンダリ基地局として追加する(S1225)。
次世代ネットワーク基地局230は、セカンダリ基地局への追加を承認し、承認したというメッセージを既存のネットワーク基地局220に伝送する(S1230)。
次世代ネットワーク基地局230がセカンダリ基地局に追加された場合に、端末210と、既存のネットワーク基地局220との間のRRC(Radio Resource Control)が再構成されている(S1235)。
既存のネットワーク基地局220は、次世代ネットワーク基地局230にRRCの再構築が完了したことを通知するメッセージを伝送する(S1240)。
次世代ネットワーク基地局230は、端末210と接続されたことを通知するメッセージをRRC管理ノード1203に伝送する(S1245)。端末210と接続されたことを通知するメッセージは、次世代ネットワーク基地局のPCID、端末の識別子(UEID:User Entity ID)、再構成されたRRCなどを含む。
RRC管理ノード1203は、端末210に次世代ネットワークのRRCを通知する(S1250)。次世代ネットワークのRRC情報は、次世代ネットワーク基地局のPCIDまたは再構成されたRRCなどを含む。
端末210は、RRC管理ノード1203に次世代ネットワークのRRCの承認を通知する(S1255)。
RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230に次世代ネットワークのRRCが完了したことを通知する(S1260)。
図12bは、本発明の他の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの利用のための情報を既存のネットワークを利用して伝達するプロセスを示すフローチャートである。図12bのプロセスS1270ないしS1300は、図12aのS1210ないしS1240と同様であるので説明は省略することにする。
端末210は、ゲートウェイ/ドメイン名システム(DNS:Domain Name System、1206)にクエリ(Query)を伝送する(S1310)。クエリは、次世代ネットワーク基地局230のドメイン名または次世代ネットワーク基地局230のPCIDを含む。
ゲートウェイ/ドメイン名システム(1206)は、端末210にドメイン名の応答を伝送する(S1315)。ドメイン名の応答はIPアドレスを含む。
端末210は、RRC管理ノード1203に、次世代ネットワークRRCを要求するメッセージを伝送する(S1320)。次世代ネットワークRRCを要求するメッセージは、次世代ネットワーク基地局230のPCIDまたは端末の識別子(UEID)を含む。
RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230でRRCの再構成如何を確認する(S1325)。RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230と内部通信を利用してRRCの再構成が行われたか否か、次世代ネットワーク基地局230のPCIDが一致するか否か、または端末の識別子(UEID)が一致するか否か等を確認する。
RRC管理ノード1203は、端末210に次世代ネットワークRRCの要求に対する応答メッセージを伝送する(S1330)。RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230への確認結果に基づいて、次世代ネットワークRRCの要求に対する応答メッセージを伝送する。
図12c、本発明の他の一実施形態に係るシステム構造が、次世代ネットワークの利用のための情報を、既存のネットワークを利用して伝達するプロセスを示すフローチャートである。図12cのプロセスS1340ないしS1370は、図12aのS1210ないしS1240と同様であるので説明は省略することにする。
端末210は、基地局制御ノード240にPDN(Packet Data Network)接続要求メッセージを伝送する(S1375)。PDN(Packet Data Network)接続要求メッセージには、次世代ネットワーク基地局230のAPN(Access Point Name)を含む。
端末210と基地局制御ノード240は、相互間で活性化デフォルトベアラ(Activate Default Bearer)を送受信する(S1380)。活性化デフォルトベアラは、端末210のIPアドレスまたはPCO(Protocol Configuration Option、基地局制御ノードのアドレス)を含む。
端末210は、RRC管理ノード1203に、次世代ネットワークRRCを要求するメッセージを伝送する(S1385)。次世代ネットワークRRCを要求するメッセージは、次世代ネットワーク基地局230のPCIDまたは端末の識別子(UEID)を含む。
RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230でRRCの再構成如何を確認する(S1390)。RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230と内部通信を利用してRRCの再構成が行われたか否か、次世代ネットワーク基地局230のPCIDが一致するか否か、または端末の識別子(UEID)が一致するか否か等を確認する。
RRC管理ノード1203は、端末210に、次世代ネットワークRRCの要求に対する応答メッセージを伝送する(S1395)。RRC管理ノード1203は、次世代ネットワーク基地局230への確認結果に基づいて、次世代ネットワークRRCの要求に対する応答メッセージを伝送する。
図3ないし図7及び図12aないし図12cでは、それぞれのプロセスを順次実行することで記載しているが、これは本発明の一実施形態の技術思想を例示的に説明したものに過ぎない。つまり、本発明の一実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の一実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲で、それぞれの図面に記載されたプロセスの順序を変更して実行したり、コースのうちの一つ以上のプロセスを並列的に実行することで、さまざまな修正及び変形して適当可能であることから、図3ないし図7及び図12aないし図12cは、時系列的な順序に限定されるものではない。
一方、図3ないし図7及び図12aないし図12cに示されたプロセスは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータが読み取り可能なコードとして実装することが可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取ることができるデータが保存されるすべての種類の記録装置を含む。つまり、コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、磁気記録媒体(例えば、ロム、フロッピーディスク、ハードディスクなど)、光学的読み取り媒体(例えば、CD−ROM、ディブイディなど)及びキャリアウェーブ(例えば、インターネットを通じた伝送)のような記憶媒体を含む。また、コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに接続されたコンピュータシステムに分散されて分散方式でコンピュータが読み取り可能なコードが保存され、実行される。
以上の説明は、本実施形態の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本実施例の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正や変形が可能である。したがって、本実施例は、本実施例の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例により、本実施例の技術思想の範囲が限定されるべきではない。本実施例の保護範囲は次の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本実施形態の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
(CROSS−REFERENCE TO RELATED APPLICATION)
本特許出願は、2016年05月12日に韓国で出願した特許出願番号第10−2016−0058193号の米国特許法119(a)条(35U.S.C§119(a))に基づいて優先権を主張し、そのすべての内容は、参考文献として本特許出願に併合される。さらに、本特許出願は、米国以外の国に対しても、前記と同じ理由で優先権を主張し、そのすべての内容は、参考文献として本特許出願に併合される。

Claims (21)

  1. 基地局制御装置が世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局を制御する方法において、
    前記基地局制御装置が、第1のネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続生成メッセージを端末から受信する受信プロセスと、
    前記基地局制御装置が既に保存された端末に関する情報及び前記第1のネットワークの利用に関する情報を用いて前記端末の第1のネットワーク利用に関する許可如何を決定する決定プロセスと、
    前記第1のネットワーク利用に関する許可如何に応じて、前記基地局制御装置が、前記端末に前記第1のネットワークに基づいた移動通信サービスを提供することができるゲートウェイ(Gateway)又は前記端末に第2のネットワークを提供することができるゲートウェイを選択する選択プロセス、及び、
    前記基地局制御装置が、ネットワーク接続作成要求メッセージを前記選択プロセスで選択されたゲートウェイに伝送する第1の伝送プロセスと、
    を含むことを特徴とする基地局制御方法。
  2. 前記第1のネットワークは、
    5G(Generation)移動通信ネットワークであり、前記第2のネットワークは、前記5G移動通信ネットワーク前の世代の移動通信ネットワークであることを特徴とする請求項1に記載の基地局制御方法。
  3. 前記第1のネットワークの利用に関する情報は、
    前記端末が、前記第1のネットワークをサポートするか否か、前記端末が前記第1のネットワークの利用を要求するか否か、または、前記端末が前記第1のネットワークを利用できる領域に属しているか否かを含むことを特徴とする請求項1に記載の基地局制御方法。
  4. 前記決定プロセスは、
    前記端末が前記第1のネットワークをサポートし、前記端末が前記第1のネットワークの利用を要求し、前記端末が前記第1のネットワークを利用できる領域に属する場合、前記端末の前記第1のネットワーク利用を許可することを特徴とする請求項3に記載の基地局制御方法。
  5. 前記決定プロセスは、
    前記端末の第1のネットワークの利用に関する許可如何を決定し、許可時に、前記第1のネットワークに関する最大伝送率、及び不許可時に、前記第2のネットワークに関する最大伝送率を一緒に決定することを特徴とする請求項1に記載の基地局制御方法。
  6. 前記選択プロセスは、
    前記決定のプロセスで、前記端末の第1のネットワークの利用を許可するように決定した場合、前記端末に前記第1のネットワークを提供できるゲートウェイを選択し、前記決定のプロセスで、前記端末の第1のネットワークの利用を不許可するように決定した場合、前記端末に前記第2のネットワークを提供できるゲートウェイを選択することを特徴とする請求項1に記載の基地局制御方法。
  7. 前記選択プロセスは、
    前記端末に前記第1のネットワークを提供できるゲートウェイを選択するに当たり、前記決定プロセスで決定された第1のネットワークに関する最大伝送率をサポートすることができるゲートウェイであるか否か、またはユーザープレーン(User Plane)とコントロールプレーン(Control Plane)が分離されたゲートウェイであるか否かを考慮して選択することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の基地局制御方法。
  8. 前記第1の伝送プロセスは、
    前記ネットワーク接続作成要求メッセージに前記端末が、前記第1のネットワークをサポートするか否か、前記端末が前記第1のネットワークの利用を要求するか否か、前記第1のネットワークに関する最大伝送率及び前記第2のネットワークに関する最大伝送率を含んで伝送することを特徴とする請求項3又は請求項5に記載の基地局制御方法。
  9. 前記基地局制御装置が接続受諾メッセージを前記選択されたゲートウェイから受信し、前記端末に伝送する第2の伝送プロセスをさらに含み、
    前記接続受諾メッセージは、前記選択されたゲートウェイで決定された第1のネットワークに関する最大伝送率及び前記第2のネットワークに関する最大伝送率を含むことを特徴とする請求項1に記載の基地局制御方法。
  10. 世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局を制御する装置において、
    第1のネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続生成メッセージを端末から受信し、ネットワーク接続作成要求メッセージを選択されたゲートウェイに伝送する通信部と、
    前記端末に関する情報を保存するデータ保存部、及び、
    前記端末に関する情報及び前記第1のネットワークの利用に関する情報を用いて前記端末の第1のネットワーク利用に関する許可如何を決定し、前記端末の第1のネットワーク利用に関する許可如何に応じて、前記端末に前記第1のネットワークを提供できるゲートウェイまたは前記端末に第2のネットワークを提供できるゲートウェイを選択する制御部と、
    を含むことを特徴とする基地局制御装置。
  11. コントロールプレーン(Control Plane)ゲートウェイが世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムで最大伝送率を決定する方法において、
    前記コントロールプレーンゲートウェイが端末の第1のネットワークの利用に関する情報を含むネットワーク接続作成要求メッセージの情報を基地局制御装置から受信する受信プロセスと、
    前記コントロールプレーンゲートウェイが前記端末の第1のネットワークの利用に関する情報を参照し、前記端末に提供する第1のネットワークに関する最大伝送率及び第2のネットワークに関する最大伝送率をそれぞれ決定する決定プロセス、及び、
    前記コントロールプレーンゲートウェイが前記端末とユーザープレーン(User Plane)ゲートウェイとの間のトラフィックが伝送できるようにフローテーブル(Flow Table)の設置メッセージを前記ユーザープレーンゲートウェイに伝送し、決定した第1のネットワークに関する最大伝送率及び第2ネットワークに関する最大伝送率を含む接続受諾メッセージを前記基地局制御装置に伝送する伝送プロセスと、
    を含むことを特徴とする最大伝送率の決定方法。
  12. 前記端末の第1のネットワークの利用に関する情報は、
    前記ネットワーク接続作成要求メッセージに、前記端末が前記第1のネットワークをサポートするか否か、前記端末が前記第1のネットワークの利用を要求するか否か、第1のネットワークに関する最大伝送率及び前記第2のネットワークに関する最大伝送率を含むことを特徴とする請求項11に記載の最大伝送率の決定方法。
  13. 世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムで最大伝送率を適用する端末の動作方法において、
    前記端末が第1のネットワークに関する最大伝送率、第2のネットワークに関する最大伝送率及びパケットを受信する受信プロセスと、
    前記端末が、前記パケットが前記第1のネットワークを利用するトラフィックであるか否かを判断する第1の判断プロセスと、
    前記パケットが前記第1のネットワークを利用するトラフィックである場合に、前記端末が前記第1のネットワークを利用した移動通信システムの活性化如何を判断する第2の判断プロセス、及び、
    前記端末が、前記第1の判断プロセス及び前記第2の判断プロセスの結果に基づいて前記第1のネットワークに関する最大伝送率を適用し、前記第1のネットワークを利用してトラフィックを制御するか、あるいは前記第2のネットワークに関する最大伝送率を適用して前記第2のネットワークでトラフィックを制御するか否かを決定する決定プロセスと、
    を含むことを特徴とする最大伝送率適用端末の動作方法。
  14. 前記決定プロセスは、
    前記パケットが、前記第1のネットワークを利用するトラフィックであり、前記第1のネットワークを利用した移動通信システムが活性化された場合、前記第1のネットワークに関する最大伝送率を適用し、前記第1のネットワークを利用してトラフィックを制御するように決定し、前記パケットが前記第1のネットワークを利用するトラフィックでないか、あるいは、前記第1のネットワークを利用した移動通信システムが活性化されていない場合、前記第2のネットワークに関する最大伝送率を適用し、前記第2のネットワークでトラフィックを制御するように決定することを特徴とする請求項13に記載の最大伝送率適用端末の動作方法。
  15. 世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムで最大伝送率を適用する端末装置において、
    第1のネットワークに関する最大伝送率、第2のネットワークに関する最大伝送率、及びパケットを受信する通信部、及び、
    前記パケットが、前記第1のネットワークを利用するトラフィックであるか否か、および前記第1のネットワークを利用した移動通信システムが活性化されたか否かを判断し、判断結果に応じて前記第1のネットワークに関する最大伝送率を適用した第1のネットワークを利用してトラフィックの伝送を制御するか、あるいは第2のネットワークに関する最大伝送率を適用した第2のネットワークでトラフィックの伝送を制御するかを決定する制御部と、
    を含むことを特徴とする最大伝送率適用の端末装置。
  16. 世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムにおける基地局の動作方法において、
    前記基地局が第1のネットワークの利用に関する情報を含む第1のネットワークに関する接続生成メッセージを端末から受信する受信プロセスと、
    前記接続生成メッセージを受信した場合、前記基地局が前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否かを判断する判断プロセスと、
    前記基地局が、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否かに応じて前記接続生成メッセージに前記第1のネットワークの利用に関する情報を含めるか否かを決定する決定プロセス、及び、
    前記基地局が前記決定プロセスを経た接続生成メッセージを基地局制御装置に伝送する伝送プロセスと、
    を含むことを特徴とする基地局の動作方法。
  17. 世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含む移動通信システムの基地局装置において、
    第1のネットワークの利用に関する情報を含む第1のネットワークに関する接続生成メッセージを端末から受信し、第1のネットワークの利用に関する情報を含めるか否かが決定された接続生成メッセージを基地局制御装置に伝送する通信部、及び、
    前記通信部が前記接続生成メッセージを受信した場合、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否か判断し、前記第1のネットワークとの連動をサポートするか否かに応じて前記接続生成メッセージに前記第1のネットワークの利用に関する情報を含めるか否かを決定する制御部と、
    を含むことを特徴とする基地局装置。
  18. 世代(Generation)が、他のネットワークを複数個含み、それぞれのネットワークが連動して提供される移動通信システムで端末がいずれかのネットワークの活性化如何を通知する方法において、
    前記端末が前記端末と接続中である第1のネットワークが非活性化されたか否かを判断するプロセスと、
    前記第1のネットワークの非活性化の場合は、前記端末が基地局に伝送するアップリンクパケットが存在するか否かを判断するプロセスと、
    前記基地局に伝送するアップリンクパケットが存在する場合、前記端末が前記アップリンクパケットのヘッダに前記第1のネットワークの状態を含めて前記アップリンクパケットを前記基地局に伝送するプロセス、及び
    前記基地局に伝送するアップリンクパケットが存在しない場合、前記端末が、前記第1のネットワークの状態を知らせるためのダミーパケットを生成して前記ダミーパケットを前記基地局に伝送するプロセスと、
    を含むことを特徴とするネットワーク活性化如何の通知方法。
  19. 前記第1のネットワークが非活性化されか否かは、
    前記第1のネットワークを提供する基地局と送受信する信号の強さが既設定の大きさ以下に落ちたか否か、第1のネットワークを提供する基地局と既設定された時間以上にパケットの送受信が存在しないか否か、または、前記第1のネットワークを提供する基地局と既設定された回数以上にパケットの送受信に失敗したか否かのうちのいずれかを利用して判断することを特徴とする請求項18に記載のネットワーク活性化如何の通知方法。
  20. 前記アップリンクパケットのヘッダは、
    前記アップリンクパケットのヘッダのうち、DSCP/ECNフィールドまたはTraffic Class/Flow Labelフィールドに前記第1のネットワークの状態をマーキングすることで、前記第1のネットワークの状態を含めることを特徴とする請求項18に記載のネットワーク活性化如何の通知方法。
  21. 世代(Generation)が異なる異種ネットワークを複数個含み、それぞれのネットワークが連動して提供する移動通信システムにて基地局がいずれかのネットワークの活性化如何を通知する方法において、
    前記基地局が前記端末と接続中である第1のネットワークが非活性化されたか否かを判断するプロセス、及び、
    前記基地局が、前記第1のネットワークが非活性化されたか否かを基地局制御装置に伝送するプロセスと、
    を含むことを特徴とするネットワーク活性化如何の通知方法。
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