JP2022016935A

JP2022016935A - データ処理のための装置、方法及びプログラム

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Publication number: JP2022016935A
Application number: JP2020119942A
Authority: JP
Inventors: 崇小熊; Takashi Oguma
Original assignee: Soracom Inc
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Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-01-25
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Abstract

【課題】IoT機器にIPネットワークへのアクセスを提供可能に構成された通信システムにおいて、IPネットワークに出る前に、IoT機器から送信されるデータに対するデータ処理を可能とする。【解決手段】まず、IoT機器１３０が、基地局１２０に対してペイロードに所要のヘッダが付与されたデータを送信する（Ｓ２０１）。基地局１２０では、4GであればGTP-Uヘッダを付与してMNO設備１１１に送信する（Ｓ２０２）。MNO設備１１１は、受信したデータをクラウド設備１１２に転送する（Ｓ２０３）。そして、クラウド設備１１２は、受信したデータのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、必要に応じて予め指定されたプログラムを当該データのペイロードに対して実行する（Ｓ２０４）。その後、クラウド設備１１２は、変換後のペイロードに対して所要のヘッダを付与して、IPネットワーク上のアプリケーションサーバ１４０に送信する（Ｓ２０５）。【選択図】図２

Description

本発明は、データ処理のための装置、方法及びプログラムに関し、より詳細には、コアネットワークにおけるデータ処理のための装置、方法及びプログラムに関する。

インターネット等のコンピュータネットワークに接続される機器が増え、あらゆるモノがネットワーク化されるInternet of Thingsという考え方が広まっている。機器をネットワーク化するための無線通信サービスは、従来無線通信インフラを有するMNO（移動体通信事業者）がエンドユーザーに直接提供してきたが、近年MVNO（仮想移動体通信事業者）と呼ばれる事業者がMNOの無線通信インフラを利用してエンドユーザーに独自の無線通信サービスを提供している。MNOとMVNOの間に、MVNOが円滑な事業を行うための支援サービスを提供するMVNE（仮想移動体通信サービス提供者）が介在し、MVNEがMNOからSIMの提供を受けて、それをさらにMVNOに提供する場合もある。

ネットワーク化された機器（以下「IoT機器」という。）のための無線通信サービスを提供するMVNE又はMVNOは、IP（Internet Protocol）ネットワーク等のコンピュータネットワークへのアクセスを提供するための自社の通信インフラを有することがあり、それにより、たとえば通信速度、通信容量等の通信品質を価格に応じて設定し、さまざまなニーズに応えることが試みられている。

このようなサービスを利用してIoT機器から集めたデータを活用するためには、ユーザーは、IPネットワーク上に自らシステムを構築し、又は既存のサービスを選択することによって、IPネットワーク上のサーバにおいて解析等のデータ処理を行う必要があった。

しかしながら、新たにシステムを構築することの負担は大きい。また、SaaS等の既存の各種サービスを利用するためには、IoT機器から送信されるデータのフォーマットが当該サービスのフォーマットと合致することが求められるところ、合致しないことも少なくなく、結局フォーマット変換処理のためのシステムが必要となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、IoT機器にIPネットワークへのアクセスを提供可能に構成された通信システム、通信方法及びそのためのプログラムにおいて、IPネットワークに出る前に、IoT機器から送信されるデータに対するデータ処理を可能とすることにある。

このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、基地局と通信を行う第１の設備と、IoT機器からのデータを前記第１の設備からUプレーン上の通信により受信して、IPネットワークに送信可能に構成された第２の設備とを備えるコアネットワークを構成するノードにおけるデータ処理の方法であって、前記ノードが、前記IoT機器からのデータを受信するステップと、前記ノードが、前記データのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、前記IoT機器に搭載されたSIMに関連づけられたプログラムの有無を判定するステップと、前記ノードが、前記SIMに関連づけられたプログラムがある場合に、前記データに対して前記プログラムを実行するステップとを含み、前記プログラムは、実行可能な処理が制限されていることを特徴とする。

また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記実行可能な処理は、前記ノードのコンピューティングリソースを用いた演算処理、及び前記SIMに関連づけて予め権限付与されたAPIを含むことを特徴とする。

また、本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記予め権限付与されたAPIは、前記データのトランスポート層又はアプリケーション層をプロトコル変換するAPIを含むことを特徴とする。

また、本発明の第４の態様は、第２又は第３の態様において、前記予め権限付与されたAPIは、所定の条件が満たされた場合に前記データのペイロード又はそれを修正したデータの送信先を変更するAPI、所定の条件が満たされた場合に前記データのペイロード又はそれを修正したデータを破棄するAPI、及び所定の条件が満たされた場合に前記データのペイロードを修正したデータを前記IoT機器へ送信するAPIのうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする。

また、本発明の第５の態様は、第２から第４のいずれかの態様において、前記プログラムは、入力可能なデータが制限されており、前記入力可能なデータは、前記IoT機器から受信したデータ、前記SIMに紐づけられたデータ及び前記TEIDにより識別されるセッションに紐づけられたデータを含むことを特徴とする。

また、本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記SIMに紐づけられたデータは、前記SIMに設定された情報、及び前記SIMが属するグループに設定された情報のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする。

また、本発明の第７の態様は、第１から第６のいずれかの態様において、前記ノードは、パブリッククラウド上の第１及び第２のインスタンスを有し、前記受信は、前記第１のインスタンスが行い、前記プログラムの前記実行は、前記第２のインスタンスが行うことを特徴とする。

また、本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記実行可能な処理は、使用可能な前記第２のインスタンスのコンピューティングリソースが所定の範囲内に制限されていることを特徴とする。

また、本発明の第９の態様は、基地局と通信を行う第１の設備と、IoT機器からのデータを前記第１の設備からUプレーン上の通信により受信して、IPネットワークに送信可能に構成された第２の設備とを備えるコアネットワークを構成するノードに、前記IoT機器からのデータに対してデータ処理を行うための方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、前記ノードが、前記IoT機器からのデータを受信するステップと、前記ノードが、前記データのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、前記IoT機器に搭載されたSIMに関連づけられたプログラムの有無を判定するステップと、前記ノードが、前記SIMに関連づけられたプログラムがある場合に、前記データに対して前記プログラムを実行するステップとを含み、前記プログラムは、実行可能な処理が予め定められていることを特徴とする。

また、本発明の第１０の態様は、基地局と通信を行う第１の設備と、IoT機器からのデータを前記第１の設備からUプレーン上の通信により受信して、IPネットワークに送信可能に構成された第２の設備とを備えるコアネットワークを構成するノードであって、前記IoT機器からのデータを受信して、前記データのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、前記IoT機器に搭載されたSIMに関連づけられたプログラムの有無を判定し、前記SIMに関連づけられたプログラムがある場合に、前記データに対して前記プログラムを実行し、前記プログラムは、実行可能な処理が予め定められていることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、コアネットワークを構成するいずれかのノードにおいて実行可能なユーザーコードに一定の制約を課すことで、IPネットワークに出る前にコアネットワーク１１０でIoT機器から送信されるデータに対するデータ処理が可能となる。

本発明の第１の実施形態にかかる通信システムを示す図である。本発明の第１の実施形態にかかるシーケンス図である。本発明の第１の実施形態にかかるクラウド設備の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態にかかるクラウド設備の別の例を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかるシーケンス図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態にかかる通信システムを示す。通信システム１１０は、基地局１２０と通信を行うMNO設備１１１と、IoT機器１３０からのデータをMNO設備１１１から受信して、IPネットワーク１４０に送信可能に構成されたクラウド設備１１２とを備える。図１には２つの基地局を示しているが、一方を例に説明する。また、図１には多数のIoT機器１３０をそれらに搭載されるSIM（Subscriber Identity Module）によって示しているが、これらのうちの１つを例に説明する。

本明細書において「MNO設備」とは、MNOが保有する通信のための設備を意味し、「クラウド設備」とは、クラウド上の設備を意味する。ここで、「クラウド」とは、ネットワーク上で需要に応じてCPU、メモリ、ストレージ、ネットワーク帯域などのコンピューティングリソースを動的にプロビジョニングし、提供できるシステムを言う。たとえば、AWS（登録商標）等によりクラウドを利用することができる。また、「パブリッククラウド」とは、複数のテナントが利用可能なクラウドを言う。クラウド設備１１２は、MVNE又はMVNOが有するノードであり、パブリッククラウド上のインスタンスとすることが好ましい。

ここで、本実施形態にかかる通信システムは、Uプレーン上の通信を対象とし、4Gでは第１の設備１１１にSGWが該当し、第２の設備１１２にPGWが該当する。5Gでは、Cプレーン上の機能とUプレーン上の機能の分離がなされ、Uプレーン上の機能はUPFと呼ばれるノードに集約されることが議論されており、MNO設備１１１において担われる機能とクラウド設備１１２において担われる機能の境界は必ずしも定かではないが、この点は、本発明の特徴を記述する上で影響を与えない。MNO設備１１１及びクラウド設備１１２において担われる機能全体を指して「コアネットワーク」と呼ばれることがある。また、4Gでは基地局１２０にeNodeBが該当し、5GではgNodeBが該当する。

クラウド設備１１２は、IoT機器１３０からのデータをIPネットワークを介してコアネットワークの外の外部サーバ１４０に送信することができるところ、本実施形態においては、以下に述べるように、当該データが所定のSIMに関連づけられている場合に予め指定されたプログラムを実行して、当該データのペイロードに変更を加える。

本明細書において「SIM」は、物理的なSIMカードとすることができるが、IoT機器１３０に組み込まれた半導体チップ（「eSIM」とも呼ばれる。）とすることもでき、また、IoT機器１３０のモジュール内のセキュアなエリアにソフトウェアを搭載し、当該ソフトウェア上にIMSI（International Mobile Subscriber Identity）等の識別子を記憶することも可能であり、さまざまな態様が考えられる。

図２に、本発明の第１の実施形態にかかるシーケンス図を示す。まず、IoT機器１３０が、基地局１２０に対してペイロードに所要のヘッダが付与されたデータを送信する（Ｓ２０１）。一例において、当該データのペイロードには、UDPヘッダ、IPヘッダ、そして無線ヘッダが付与されている。ペイロードの例としては、さらに後述するが、所定の形式の画像データ、圧縮されたバイナリデータ等が挙げられる。

基地局１２０では、受信したデータから無線ヘッダを取り除き、4Gであれば、GTP-Uヘッダを付与してMNO設備１１１に送信する（Ｓ２０２）。MNO設備１１１は、受信したデータをクラウド設備１１２に転送する（Ｓ２０３）。

そして、クラウド設備１１２は、受信したデータのヘッダに含まれるTEID（Tunneling Endpoint ID）に基づいて、当該データが所定のSIMに関連づけられているか否かを判定し、関連づけられている場合に予め指定されたプログラムを当該データのペイロードに対して実行する（Ｓ２０４）。

具体的には、Cプレーン上の通信によってセッションが生成される際に各セッションを表すTEIDも生成され、TEIDとUプレーン上の通信に用いられるSIMとの対応づけ（以下「第１の対応づけ」とも呼ぶ。）がクラウド設備１１２又はクラウド設備１１２がアクセス可能な記憶装置又は記憶媒体に記憶される。さらに、Uプレーン上の通信に用いられるSIMについて、ユーザーにより予め指定されたプログラム（以下「ユーザーコード」とも呼ぶ。）を実行すべきか否かの対応づけ（以下「第２の対応づけ」とも呼び、実行すべき場合にいずれのユーザーコードを実行すべきかの指定を含んでもよい。）がクラウド設備１１２又はクラウド設備１１２がアクセス可能な記憶装置又は記憶媒体に記憶されており、クラウド設備１１２が受信するデータのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、第１及び第２の対応づけを参照して、必要に応じて当該ペイロードに対してプログラムが実行される。ここでは、第１及び第２の対応づけが別個のものとして記述したが、これらを単一の対応づけとして統合してもよく、なんらかのかたちでTEIDに基づいて、実行すべきユーザーコードを特定可能であればよい。また、本明細書においては、SIMを特定するための識別子としてTEIDを用いるが、TEID以外の識別子であっても、SIM及びSIMに関連づけられたユーザーコードを特定することができれば、そのような識別子を用いることも考えられる。

その後、クラウド設備１１２は、変換後のペイロードに対して所要のヘッダを付与して、IPネットワーク上のアプリケーションサーバ１４０に送信する（Ｓ２０５）。この際、一例として、ペイロードの変換に加えて、TCPをUDP又はUDPをTCPにトランスポート層のプロトコルを変換することもできる。また、一例としてHTTPからHTTPSのように、アプリケーション層のプロトコルを変換することもできる。上述の説明では、ユーザーコードがヘッダの削除及び付与を行うか否かについて明示的に記述していないが、ペイロードの変更に加えて、ヘッダの削除及び付与の少なくとも一方もユーザーコードの実行により行われるものとしてもよい。また、ヘッダの付与についてユーザーコード内に他のプログラムに対する指示を記述しておき、ユーザーコードによる変更処理後のペイロードに対して、当該他のプログラムによってプロトコル変換が行われてもよい。

詳細はさらに後述するが、ユーザーコードは、当該ユーザーコードに対して入力可能なデータ及び当該ユーザーコードが実行可能な処理が制限されている。そのため、クラウド設備１１２において、ユーザーが自由に作成するユーザーコードを実行可能としても安全性に対する危険が抑制される。

以上のように、PGW等のクラウド設備１１２において実行可能なユーザーコードに対して一定の制約を課すことで、IPネットワークに出る前にコアネットワーク１１０内でユーザーコードが実行されることを許容し、新たなシステムをIPネットワーク上に構築する負担をIoT機器から集めたデータを活用したいユーザーから取り除くことができる。

なお、「××のみに基づいて」、「××のみに応じて」、「××のみの場合」というように「のみ」との記載がなければ、本明細書においては、付加的な情報も考慮し得ることが想定されていることに留意されたい。また、一例として、「ａの場合にｂする」という記載は、明示した場合を除き、「ａの場合に常にｂする」こと、「ａの直後にｂする」ことを必ずしも意味しないことに留意されたい。また、「Ａを構成する各ａ」という記載は、必ずしもＡが複数の構成要素によって構成されることを意味するものではなく、構成要素が単数であることを含む。

また、本明細書において明示的に記載されていない場合においても、ユーザーコードに入力可能なデータ及びユーザーコードが実行可能な処理は、本明細書にて記述したもののうちの一部のみに制限することが本発明の態様として想定されていることを付言する。

また、念のため、なんらかの方法、プログラム、端末、装置、サーバ又はシステム（以下「方法等」）において、本明細書で記述された動作と異なる動作を行う側面があるとしても、本発明の各態様は、本明細書で記述された動作のいずれかと同一の動作を対象とするものであり、本明細書で記述された動作と異なる動作が存在することは、当該方法等を本発明の各態様の範囲外とするものではないことを付言する。

また、上述の説明では、クラウド設備１１２においてユーザーコードが実行されるところ、コアネットワーク１１０内のいずれかのノードに定められた１又は複数の処理のうちのいずれかの処理に付随してユーザーコードを実行させてもよい。具体的には、SGW等のMNO設備１１１において基地局１２０から受信したデータを転送する前に当該データのヘッダに基づいて必要に応じてユーザーコードを実行させることができる。また、Uプレーン上の通信においてコアネットワークを構成するノードは、4GであればSGW及びPGWであるところ、これらの他にルータ、プロキシサーバ、ロードバランサ等のネットワーク設備を配置することも考えられる。そして、これらのネットワーク設備において、ユーザーコードを実行させることもできる。ユーザーコードを実行するノードは、TEIDと実行可能なユーザーコードとの直接的又は間接的な対応づけ、及びユーザーコードに入力可能なデータに対してアクセス可能であることが必要である。

また、本明細書において、4GではSGWと呼ばれる設備を「MNO設備」と呼称し、PGWと呼ばれる設備を「クラウド設備」と呼称したが、より一般に、前者を「第１の設備」、後者を「第２の設備」と呼ぶことがある。この場合、「第１の設備」は必ずしもMNOに該当しない事業者が保有する設備であっても、上述した「MNO設備」と同等の役割を果たすものであればよい。

ユーザーコードの詳細
クラウド設備１１２で実行されるユーザーコードは、クラウド設備１１２により提供される通信サービスのユーザーがアップロードすることによって指定可能である。ユーザーコードは、クラウド設備１１２に直接又はクラウド設備１１２と通信可能な介在サーバ３１０を介してユーザー端末３２０からアップロードされる。ユーザーコードは、所定のバイナリ形式又はテキスト形式のプログラムとすることができ、例として、バイナリ形式の場合はWebAssembly形式、テキスト形式の場合はPython、Javascript（登録商標）等のスクリプト形式が挙げられる。

クラウド設備１１２は、通信インターフェースなどの通信部１１２－１と、プロセッサ、ＣＰＵ等の処理部１１２－２と、メモリ、ハードディスク等の記憶装置又は記憶媒体を含む記憶部１１２－３とを備え、各処理を行うためのプログラムを実行することによって構成することができる。クラウド設備１１２は、１又は複数の装置、コンピュータないしサーバを含むことがあり。また当該プログラムは、１又は複数のプログラムを含むことがあり、また、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録して非一過性のプログラムプロダクトとすることができる。当該プログラムは、記憶部１１２－３又はクラウド設備１１２からアクセス可能な記憶媒体１１２－４に記憶しておき、処理部１１２－２において実行することができる。アップロードされたユーザーコードについても、クラウド設備１１２の記憶部１１２－３又はクラウド設備１１２がコンピュータネットワークを介してアクセス可能な記憶媒体１１２－４に記憶される。図示しないが、MNO設備１１１についても同様の構成とすることができる。

図３では、ユーザーコードがクラウド設備１１２のコンピューティングリソースを用いて記憶され、実行されるものとしているが、図４に示すように、クラウド設備１１２において、IoT機器１３０からのデータをMNO設備１１１から受信して、IPネットワークに送信する通信処理を実行するためのサーバ又はインスタンス４１２－１（「第１のインスタンス」に相当）と別個のサーバ又はインスタンス４１２－２（「第２のインスタンス」に相当）を用意することができる。この場合、後述のように安全性を一層高めることができるため好ましい。ユーザーコードを通信処理を実行するためのインスタンスとは別個のインスタンスにおいて実行する場合、当該別個のインスタンスを含めてクラウド設備１１２と呼称するか、当該別個のインスタンスをクラウド設備１１２の外部に配置されたインスタンスと呼称するかはいずれでもよいが、本明細書においては、当該別個のインスタンスを含めて「クラウド設備」と呼称する。

ユーザーコードは、ユーザーがアップロードする際に１又は複数のSIMに関連づけることができる。クラウド設備１１２は、4GであればGTP-Uヘッダに基づいてUプレーン上の通信に用いられたSIMを判定することによって、当該関連づけを参照して、実行すべきユーザーコードを特定することができる。SIMとユーザーコードとの関連づけは、これらを直接的に関連づけてもよく、また、各SIＭが属するグループを定めてグループとユーザーコードとの関連づけによって間接的に関連づけてもよい。この場合、グループ単位で動作させるユーザーコードを変更可能となる。また、SIMが搭載されるIoT機器とユーザーコードとの関連づけによって間接的に関連づけることも考えられる。

クラウド設備１１２において、ユーザーコードに対して入力可能なデータ及びユーザーコードが実行可能な処理の少なくとも一方が制限されている。ユーザーコードで利用できるデータは、本実施形態においては、クラウド設備１１２が受信するデータ及び所定のメタデータに制限することが好ましい。ユーザーコードで実行できる処理は、本実施形態においては、所定のCPU時間内に所定の上限サイズ内のメモリで実行できる処理に制限することが好ましい。また、ユーザーコード内で呼び出し可能なAPI（Application Programming Interface）を予め定めて、制限することが好ましい。

所定のメタデータとは、各SIMに対して紐づけられた又は関連づけられたデータを含み、クラウド設備１１２がUプレーン上の通信によって受信するデータのヘッダに含まれるTEIDに基づいて当該通信に用いられたSIMを特定し、当該SIMについてユーザーが設定した情報、当該SIMが属するグループについてユーザーが設定した情報等が挙げられる。より具体的には、SIMのIMSI、SIMの名称、グループの名称、送信元のIPアドレス等が挙げられる。

また、メタデータには、各セッションに紐づけられた又は関連づけられたデータを含み、クラウド設備１１２がヘッダに含まれるTEIDにより識別されるセッションについて保持する情報、クラウド設備１１２がデータの受信時に付与した時刻情報等が挙げられる。クラウド設備１１２は、たとえば、IoT機器１３０が接続している基地局１２０の識別子を保持することができ、代替的に、当該識別子からIoT機器１３０の位置情報を推測し、当該位置情報をメタデータとしてクラウド設備１１２の記憶部１１２－３又はクラウド設備１１２からアクセス可能な記憶装置又は記憶媒体１１２－４に記憶しておいてもよい。

ユーザーコードが使用可能なコンピューティングリソースに対する制限としては、たとえば、CPU時間を１、２、３秒等の所定の秒数以内とし、メモリの上限サイズを３２ＭＢ、１２８ＭＢ等の所定のＭＢ以内とすることが挙げられる。ユーザーコードは、クラウド設備１１２のCPU、メモリ等のコンピューティングリソースを所定の範囲内で利用して各種演算処理を実行することが許容される。演算処理には、例示として、四則演算、算術関数、if文等による条件判断、for文等による繰り返しが含まれる。

ユーザーコード内で呼び出し可能な所定のAPIとしては、ユーザーコードの動作ログを残すためのAPI、ペイロードの少なくとも一部を保存しておくためのAPI、保存しておいたデータを取り出すためのAPI、ペイロードの送信先を変更するためのAPI等が挙げられる。このように呼び出し可能なAPI、より一般的には、ユーザーコード内に記述可能な他のプログラムに対する指示に制限を加えることで、権限が付与されることなく、ユーザーコードの実行環境を構成するOS又は当該OS上のミドルウェアに直接アクセスしてファイルを閲覧したり、インターネット等のIPネットワークにアクセスして不正なサーバへデータを送信しようとしたりといったことが抑制される。

第２の設備１１２では、各SIMについてユーザーコード内で呼び出し可能なAPIとの対応づけを参照して、ユーザーコードの実行可否を判定することができる。より具体的には、第２の設備１１２は、ユーザーコード内でインポート宣言された各APIについて、当該ユーザーコードが関連づけられたSIMに各APIを呼び出す権限が付与されているか否かを判定し、権限付与されていないAPIがインポート宣言されている場合には、当該ユーザーコードを実行しない。ユーザーコードは、クラウド設備１１２のOS又は当該OS上のミドルウェアが提供するAPIを呼び出すことで、さまざまな処理が可能となるところ、本実施形態において、権限付与されていないAPIは呼び出せないことから、ユーザーが自由にユーザーコードを記述できるようにしても、クラウド設備１１２の機能に支障が生じる可能性は低い。

また、通信処理を担うインスタンスとペイロードに対する変換処理を担うインスタンスとを分離した場合には、ユーザーコードは後者のインスタンスで実行され、通信処理を担うインスタンスのOS又は当該OS上のミドルウェアが提供するAPIが想定外に呼び出され、クラウド設備１１２の通信処理機能に支障が生じる可能性を一層抑制することができる。また、このように分離することで、ユーザーコードが通信処理を担うインスタンスのコンピューティングリソースを想定外に使用して、クラウド設備１１２の通信処理機能に支障が生じる可能性を抑制することができる。換言すれば、ペイロードに対する変換処理を行うインスタンスにおいて、IPネットワークへのデータ送信のための通信処理を行わないことに利点がある。

ユーザーコードの例
ユーザーコードによって可能なペイロードに対する処理の例を説明する。

IoT機器１３０にボタンが設けられている場合にこれが押されたことを表すペイロードを意味のある情報に加工することができる。一例として、「単押し」「二度押し」「長押し」にそれぞれ「出勤」「退勤」「休憩」という意味を付与した上でIPネットワーク上の外部サーバ１４０で受け取ることができる。

また、IoT機器１３０に温度センサ及び湿度センサが設けられている場合にそれぞれから取得される温度データ及び湿度データを含むペイロードに意味のある情報を付加することができる。一例として、温度及び湿度で定まる不快指数を算出して付加したり、IoT機器１３０に搭載されたSIMに紐づけられたメタデータを読み出し、それに含まれるいずれかのデータを付加したりすることができる。ユーザーは、SIMの名称、SIMの管理責任者名等を当該SIMについてメタデータとして登録しておくことができる。また、ユーザーは、メタデータとして温度のしきい値を設定しておき、ペイロードに含まれる温度データにより表される温度が当該しきい値を上回っていたら当該温度データにフラグを付加させることができる。

逆に、外れ値、無効な値等をペイロードから除外することができる。これにより、外部サーバ１５０における処理を削減することができる。

また、IoT機器１３０から圧縮した形式で送信されたデータを展開することができる。これによって、IoT機器１３０によるデータ通信量を削減可能である。

また、IoT機器１３０から受信するペイロードが秒、温度等の単位を有するデータを含む場合に単位を変換することができる。これによって、各IoT機器の仕様に起因するデータ形式の違いをユーザーコードで吸収して、外部サーバ１４０に伝えることができる。反対に、複数のSaaSサービスが連携先として存在する場合にペイロードに含まれるデータの連携先ごとに変換することも可能である。

また、IoT機器１３０から任意の独自形式で送信されたバイナリデータをJSON形式に変換することができる。ユーザーコードによって、複雑な条件分岐があるような形式のデータでもパースが可能となり、JSON形式等の外部サーバ１４０で解釈可能な形式に変換してから外部サーバ１４０に伝えることができる。

また、IoT機器１３０に搭載されたSIMに紐づけられたメタデータを用いてIoT機器１３０の位置情報を取得し、特定の位置又は範囲に移動したことを条件にペイロードを外部サーバ１４０に送信することができる。必要に応じて、ペイロードの送信先を変更するAPIがユーザーコード内で呼び出される。また、上述のような条件が満たされた場合のみにペイロードを外部サーバ１４０に送信するため、所定の条件が満たされない場合に、ペイロードを破棄して外部サーバ１４０への送信を行わないためのAPIがユーザーコード内で呼び出される。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、IoT機器１３０からのデータに対してユーザーコードを実行した後にコアネットワーク外に外部サーバ１４０に送信することを前提に説明したが、IoT機器１３０から送信されるデータの種類によっては、ユーザーコードを実行した後にIoT機器１３０に応答を返すことが求められる。このような場合、ユーザーコードは、コアネットワーク１１０の中でもIoT機器１３０に物理的に近接したノードで実行することが遅延を低減し、高速な応答を実現するために好ましい。

図５に、本発明の第２の実施形態にかかるシーケンス図を示す。まず、IoT機器１３０が、基地局１２０に対してペイロードに所要のヘッダが付与されたデータを送信する（Ｓ５０１）。基地局１２０では、受信したデータから無線ヘッダを取り除き、4Gであれば、GTP-Uヘッダを付与してMNO設備１１１に送信する（Ｓ５０２）。MNO設備１１１は、受信したデータのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、当該データが所定のSIMに関連づけられているか否かを判定し、関連づけられている場合に予め指定されたプログラムを当該データのペイロードに対して実行する（Ｓ５０３）。第１の実施形態で説明したTEIDと実行すべきユーザーコードとの対応づけをMNO設備１１１でも参照可能としておけばよい。

例として、ペイロードとしてIoT機器１３０より画像データが送信され、MNO設備１１１においてユーザーコードに許容されたコンピューティングリソースの範囲内で、矢印、線、枠線、文字、装飾等の比較的単純なAR画像の重ね合わせといった画像処理を行って応答することが挙げられる。また、ペイロードとしてIoT機器１３０より音声データが送信され、MNO設備１１１においてユーザーコードに許容されたコンピューティングリソースの範囲内で、翻訳・音声合成等の音声処理を行って応答することが挙げられる。代替的に、ペイロードに所要のモデルデータを含め、ユーザーコードに記述された演算処理を当該モデルデータに対して実行することで生成することが考えられる。このようなデータ処理をコアネットワーク外の外部サーバ１４０で行う場合と比較すれば、100msec程度の伝送遅延が発生し得るところ、これを大幅に削減でき、特に5Gにおいては、コアネットワーク１１０内のIoT機器１３０に近いノード、より好ましくはUプレーン上の通信においてコアネットワーク１１０内でIoT機器１３０に最近接のノードでユーザーコードを実行することの効果は顕著となる。

本実施形態においては、ペイロードに対する変換処理の後に、基地局１２０を介して（Ｓ５０４）、IoT機器１３０に向けて応答を返すことから（Ｓ５０５）、MNO設備１１１で実行されるユーザーコードには、Uプレーン上の通信において、MNO設備１１１から応答を送信ためのAPI呼び出しに権限付与されている必要がある。

なお、第１の実施形態において、クラウド設備１１２又はコアネットワーク１１０を構成する任意のノードについて記述した変形形態は、すべてMNO設備１１１についても適用可能である。

１１０通信システム
１１１第１の設備
１１２第２の設備
１１２－１通信部
１１２－２処理部
１１２－３記憶部
１１２－４記憶媒体
１２０基地局
１３０ IoT機器
１４０外部サーバ
３１０介在サーバ
３２０ユーザー端末
４１２－１第１のインスタンス
４１２－２第２のインスタンス

Claims

基地局と通信を行う第１の設備と、IoT機器からのデータを前記第１の設備からUプレーン上の通信により受信して、IPネットワークに送信可能に構成された第２の設備とを備えるコアネットワークを構成するノードにおけるデータ処理の方法であって、
前記ノードが、前記IoT機器からのデータを受信するステップと、
前記ノードが、前記データのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、前記IoT機器に搭載されたSIMに関連づけられたプログラムの有無を判定するステップと、
前記ノードが、前記SIMに関連づけられたプログラムがある場合に、前記データに対して前記プログラムを実行するステップと
を含み、
前記プログラムは、実行可能な処理が制限されていることを特徴とする。
請求項１記載の方法であって、
前記実行可能な処理は、
前記ノードのコンピューティングリソースを用いた演算処理、及び
前記SIMに関連づけて予め権限付与されたAPI
を含むことを特徴とする。
請求項２記載の方法であって、
前記予め権限付与されたAPIは、前記データのトランスポート層又はアプリケーション層をプロトコル変換するAPIを含むことを特徴とする。
請求項２又は３記載の方法であって、
前記予め権限付与されたAPIは、
所定の条件が満たされた場合に前記データのペイロード又はそれを修正したデータの送信先を変更するAPI、
所定の条件が満たされた場合に前記データのペイロード又はそれを修正したデータを破棄するAPI、及び
所定の条件が満たされた場合に前記データのペイロードを修正したデータを前記IoT機器へ送信するAPI
のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
請求項２から４のいずれかに記載の方法であって、
前記プログラムは、入力可能なデータが制限されており、
前記入力可能なデータは、前記IoT機器から受信したデータ、前記SIMに紐づけられたデータ及び前記TEIDにより識別されるセッションに紐づけられたデータを含むことを特徴とする。
請求項５記載の方法であって、
前記SIMに紐づけられたデータは、
前記SIMに設定された情報、及び
前記SIMが属するグループに設定された情報
のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
請求項１から６のいずれかに記載の方法であって、
前記ノードは、パブリッククラウド上の第１及び第２のインスタンスを有し、
前記受信は、前記第１のインスタンスが行い、
前記プログラムの前記実行は、前記第２のインスタンスが行うことを特徴とする。
請求項７記載の方法であって、
前記実行可能な処理は、使用可能な前記第２のインスタンスのコンピューティングリソースが所定の範囲内に制限されていることを特徴とする。
基地局と通信を行う第１の設備と、IoT機器からのデータを前記第１の設備からUプレーン上の通信により受信して、IPネットワークに送信可能に構成された第２の設備とを備えるコアネットワークを構成するノードに、前記IoT機器からのデータに対してデータ処理を行うための方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、
前記ノードが、前記IoT機器からのデータを受信するステップと、
前記ノードが、前記データのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、前記IoT機器に搭載されたSIMに関連づけられたプログラムの有無を判定するステップと、
前記ノードが、前記SIMに関連づけられたプログラムがある場合に、前記データに対して前記プログラムを実行するステップと
を含み、
前記プログラムは、実行可能な処理が予め定められていることを特徴とする。
基地局と通信を行う第１の設備と、IoT機器からのデータを前記第１の設備からUプレーン上の通信により受信して、IPネットワークに送信可能に構成された第２の設備とを備えるコアネットワークを構成するノードであって、
前記IoT機器からのデータを受信して、前記データのヘッダに含まれるTEIDに基づいて、前記IoT機器に搭載されたSIMに関連づけられたプログラムの有無を判定し、
前記SIMに関連づけられたプログラムがある場合に、前記データに対して前記プログラムを実行し、
前記プログラムは、実行可能な処理が予め定められていることを特徴とする。