JP2023074895A - 通信装置、通信方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】
BAPを使用して通信するネットワークにおいて、スライス要求をサポートする経路で通信を行うための技術を提供すること。
【解決手段】
BAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信するネットワークの通信装置は、受信した第1パケットに基づいて、第1パケットの転送を行うネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定し、ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて、特定したスライス種別をサポートする他の通信装置を特定し、第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、特定した他の通信装置に送信する。
【選択図】 図5
BAPを使用して通信するネットワークにおいて、スライス要求をサポートする経路で通信を行うための技術を提供すること。
【解決手段】
BAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信するネットワークの通信装置は、受信した第1パケットに基づいて、第1パケットの転送を行うネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定し、ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて、特定したスライス種別をサポートする他の通信装置を特定し、第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、特定した他の通信装置に送信する。
【選択図】 図5
Description
本発明は、通信装置、通信方法、およびプログラムに関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)において、バックホール用の通信技術としてIAB(Integrated Access and Backhaul)技術の規格化が進んでいる。IAB技術は、基地局とユーザ装置(UE:User Equipment)との間のアクセス通信に用いられる28GHz帯等のミリ波無線通信を、バックホール通信として利用する技術である(特許文献1)。
IAB技術を用いたバックホール通信網(以降、IABネットワーク)において、IABノードと呼ばれる中継機器が、従来の基地局に相当するIABドナーからの通信を宛先のUEまで中継する。IABネットワークでは、IABドナーやIABノード間の無線通信状況が悪化した場合に備え、通信パスの切り替えや複数の通信パス(以下、マルチパス)を形成することで通信状況を復旧、改善することが検討されている。また、IABネットワークにおいて、IABドナーとIABノード、IABノード間はBAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信する。BAPは、主に複数のIABノード間で通信パケットをルーティングするためのプロトコルとして規定されている。
ここで、次世代の公衆網において、複数の異なるサービスの要求条件に対応するネットワークスライス(以降、スライス)を共通ネットワーク上に仮想的に提供するネットワークスライシングという概念の導入検討が進んでいる。スライスの種別としては、高速大容量(eMBB)、低遅延(URLLC)、同時多重接続(mMTC)が規定される。eMBBはenhanced Mobile BroadBandの略である。また、URLLCはUltra-Reliable and Low Latency Communication、mMTCはmassive Machine Type Communicationの略である。例えば、UEが所定のネットワークスライスを要求し、基地局越しのCN(Core Network)が応答することで要求されたネットワークを利用して通信を行う仕組みの検討が進められている。
しかしながら、IABネットワークにおいて、中継されるパケットのスライス要求をサポートしない通信装置によってパケットがルーティングされる場合があり、スライス要求を満たす通信が行えない可能性があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、BAPを使用して通信するネットワークにおいて、スライス要求をサポートする経路で通信を行うための技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係る通信装置は、BAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信するネットワークの通信装置であって、
受信した第1パケットに基づいて、前記第1パケットの転送を行う前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定する第1特定手段と、
前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて前記第1特定手段で特定した前記スライス種別をサポートする他の通信装置を特定する第2特定手段と、
前記第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、前記第2特定手段の特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、前記第2特定手段で特定した前記他の通信装置に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。
受信した第1パケットに基づいて、前記第1パケットの転送を行う前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定する第1特定手段と、
前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて前記第1特定手段で特定した前記スライス種別をサポートする他の通信装置を特定する第2特定手段と、
前記第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、前記第2特定手段の特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、前記第2特定手段で特定した前記他の通信装置に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、BAPを使用して通信するネットワークにおいて、スライス要求をサポートする経路で通信を行うための技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
<実施形態1>
図1は本発明におけるIABネットワークの一例を示す図である。図1に示すIABネットワーク100は、IABドナー101、IABノード102~105(以下、区別せずIABノードと呼ぶ場合がある)を含む。IABドナー101は、CN130への接続を提供する。IABネットワーク100では、ネットワーク内でのバックホールリンクおよびアクセスリンクの双方でNR(New Radio)通信が用いられる。IABドナー101は、IABノードを含むIABネットワーク(NRバックホールネットワーク)を形成している。ここで、CNはCore Networkの略であり、ユーザ装置であるUE110~118(以下、区別せずUEと呼ぶ場合がある)の認証やネットワークスライス(スライス)の利用登録等の様々な処理を担う。
図1は本発明におけるIABネットワークの一例を示す図である。図1に示すIABネットワーク100は、IABドナー101、IABノード102~105(以下、区別せずIABノードと呼ぶ場合がある)を含む。IABドナー101は、CN130への接続を提供する。IABネットワーク100では、ネットワーク内でのバックホールリンクおよびアクセスリンクの双方でNR(New Radio)通信が用いられる。IABドナー101は、IABノードを含むIABネットワーク(NRバックホールネットワーク)を形成している。ここで、CNはCore Networkの略であり、ユーザ装置であるUE110~118(以下、区別せずUEと呼ぶ場合がある)の認証やネットワークスライス(スライス)の利用登録等の様々な処理を担う。
IABドナー101は、各IABノードを統括制御し、自局のカバーするエリアを形成する基地局装置の一例である。また、IABドナー101により各IABノードに対して、各々がサポート可能なネットワークスライスの種別が割り当てられているものとする。さらにIABドナー101は、各IABノードがサポートしているスライス情報をNSSAIのリストとして管理しているものとする。ここでNSSAIとは、Network Slice Selection Assistance Informationの略である。
IABドナー101およびIABノードは以下で説明するように、通信装置として機能し、以下の説明において通信装置はIABドナー101およびIABノードのうちのいずれかであるものとして説明を行う。
IABネットワーク100において、各UEがCN130からサービス提供を受ける場合は、CN130からのパケットがIABドナー101を介して各UEへダウンリンク送信される。これに対してアップリンクでは各UEからのパケットが同様にIABドナー101を介してCN130へ送信される。
ここで、IABネットワーク100内では、パケットとしてBAPデータPDU(Protocol Data Unit)のフォーマットに従ったパケット(以降、BAPデータパケットと呼ぶ場合がある)が伝送される。例えば、CN130からUE118を宛先とするIP(Internet Protocol)パケットは、IABドナー101において、BAPデータパケットへ変換され、IABネットワーク100内へ転送される。転送されたBAPデータパケットは、IABノード102~105によって中継され、IABノード105で再度IPパケットへ変換され、宛先UE118へ届けられる。同様に、UE118からのIPパケットについてもIABノード105でBAPデータパケットに変換され、IABネットワーク100を介してIABドナー101で再度IPパケットに変換され、CN130へ転送される。
IABネットワーク100では、IABドナー101がUE118宛てのパケットを転送する場合に、IABノード102または103のいずれかの通信経路を選択する必要がある。同様にIABノード102からIABノード105までにもマルチパスが形成されており、BAPデータパケットを転送する経路を選択する必要がある。
ここで、IABノードは、通信の要件を満たすネットワークスライスの種類(スライス種別)、すなわちサポートするスライス種別が異なりうる。例えば、IABノード102はIPパケットのスライス種別としてeMBB、URLLCをサポートする一方、IABノード104はmMTCのみをサポートする場合がある。このような場合、パスP1でUE118にスライス種別がeMBBであるIPパケットに基づくBAPデータパケットを転送すると、IABノード104がeMBBをサポートしていないため、スライス種別の要求(スライス要求)を満たすことができない。
したがって、IABドナー101及び、IABノードでのBAPデータパケットのルーティングにおいて、UE118宛てのパケットが特定のスライス種別を要求する場合に、スライス要求を満たすIABノードを経由する必要がある。以下では、IABネットワーク100のようにマルチパスが形成されているネットワークにおいて、特定のスライス要求のあるパケットをスライス要求がサポートされる通信装置によって構成される経路で転送する方法について説明を行う。尚、本実施形態ではCN130からのパケットをIABドナー101で経由し、IABノード102~105へ転送するダウンリンク通信について説明を行う。
図2は本実施形態に係る通信装置のハードウェアブロック図である。通信装置は制御部201、記憶部202、無線通信部203及び、アンテナ制御部204を含む。
制御部201は、記憶部202に記憶される制御プログラムを実行することにより通信装置全体を制御する。一例では、制御部201は、制御プログラムをメモリに展開して実行するプロセッサを備える。
記憶部202は、制御部201によって実行される制御プログラムを格納する。また、記憶部202は、自局のBAPアドレスやサポートするNSSAI、接続されるUE情報、IABノード102~105のルーティング情報等のIABネットワークで使用する情報を記憶する。ここで、BAPアドレスとはIABネットワークにおいてIABドナー101または、IABノード102~105を特定可能なアドレスであり、BAPデータパケットのヘッダ部分の宛先フィールドに使用される。
また、後述するように、記憶部202には、IABネットワーク100で過去に通信が行われたBAPデータパケットの通信経路を特定可能な情報が格納される。例えば、過去に通信が行われたBAPデータパケットについて、送信元BAPアドレス、宛先BAPアドレスに対応付けて通信経路を特定可能な情報が格納されうる。
無線通信部203は、3GPP規格に準拠するLTE(Long Term Evolution)、5G(第五世代移動通信システム)等のセルラ網通信を行うための無線通信部である。アンテナ制御部204では、無線通信部203において実行される無線通信に使用するアンテナを制御する。
なお、制御部201~アンテナ制御部204は複数配置されてもよい。また、通信装置は有線通信部など、基地局装置が通常に備える構成を含んでもよい。
図3は本実施形態に係る通信装置のソフトウェアブロック図である。通信装置のソフトウェアブロックは、通信装置が記憶部202に格納されたプログラムを制御部201において実行することで実現される。通信装置のソフトウェアブロックは、送受信部301、記憶部302、接続制御部303、スライス要求特定部304、経路特定部305、通知部306、スライス管理部307を含む。
送受信部301は、制御部201を介して無線通信部203を制御し、通信装置とUEとの間で3GPP規格に準拠したLTE、5G等のセルラ網通信を実行し、IPパケットを送受信する。また、送受信部301は、IABネットワーク100内でBAPデータパケットの送受信を行う。接続制御部303は、無線通信時に制御部201を介してアンテナ制御部204を制御する。
記憶部302は、記憶部202の制御や管理を行い、通信装置のオペレーティングシステムなどの制御部201によって実行されるプログラムを記憶する。また、記憶部302は、IABネットワーク100のネットワークトポロジ、通信経路、通信装置のBAPアドレス、およびUEに関する情報等を記憶保持する。
スライス管理部307は各IABノードがサポートするNSSAI情報を記憶、管理する。なお、NSSAI情報は、例えばBAPデータパケットもしくは、BAPの各種制御PDUに従うパケット(以降、BAP制御パケット)により収集するものとするが他の手段により収集してもよいものとする。
スライス要求特定部304では、通信装置が受信したパケットが要求するスライスを特定する。例えば、IABドナー101がCN130からIPパケットを受信した場合には、IPパケットに基づいてスライス要求を特定する。また、IABノードがUEまたは他の通信装置からBAPデータパケットを受信した場合には、受信したBAPデータパケットに基づいてスライス要求を特定してもよい。
経路特定部305では、受信したパケットのスライス種別をサポートするIABドナー101およびIABノード102~105の少なくともいずれかの通信装置によって構成される通信経路(パス)を特定する。ここで、通信装置はIABネットワーク100に設定されたパスの識別子(パスID)とサポート可能なスライス種別との対応リスト(以降、ルーティングリスト)を記憶部302に記憶している。
経路特定部305は、一例ではルーティングリストに基づいて通信パケットが要求するスライスを満たすパスを選択することで通信経路を特定する。パスの選択方法については後述する。経路特定部305によって特定された通信経路を特定可能な情報は経路パラメータとしてBAPデータパケットのパスフィールドに設定される。
通知部306は、スライス要求を満たすパスが特定できなかった場合には、宛先のUE110~118または、CN130へ向けてBAPデータメッセージもしくは、BAP制御メッセージを使用して、スライス要求を満たすことができないことを通知する。通知の方法としては例えば、BAP制御メッセージのPDUタイプフィールドにおいてスライス要求が未達成であることを示してもよいものとする。
ここで、経路パラメータはIABドナー101及び、IABノード102~105のBAPアドレスおよび、パスIDを含む通信経路情報である。パスIDはIABドナー101からBAPデータパケットの宛先のIABノードまでの一連の中継IABノードの組み合わせによって構成される経路を識別する情報である。
図4は実施形態1に係るIABネットワーク100内のパスを説明する図である。ここでは、BAPデータパケットに設定される経路パラメータに含まれるパスIDについてIABネットワーク100を例に説明する。なお、図4の例では、スライス種別eMBB=1、URLLC=2、mMTC=3として、通信装置がサポートするスライス種別をカッコ内に示している。例えば、IABドナー101、IABノード102、およびIABノード105は、スライス種別1,2,3をサポートする。また、IABノード103はスライス種別2,3をサポートし、IABノード104はスライス種別1,3をサポートする。
IABネットワーク100において、IABドナー101から各IABノード102~105までの経路は識別子がP1~P3のパスで表すことができる。パスP1はIABドナー101から無線区間(セクション)400、403、405を介してIABノード105へ接続するパスIDである。また、P2はIABドナー101からセクション400、402、404を介してIABノード105へ接続するパスIDである。さらに、P3はIABドナー101からセクション401、404を介してIABノード105へ接続するパスIDである。なお、本実施形態では3つのパスのみが設定されているものとして説明するが、例えばセクション401、402、403、405を介してIABノード105に接続する経路など他の経路が付加的に、または代替的に設定されてもよい。
本実施形態に係るIABネットワーク100では、通信装置は、IPパケットに基づいてスライス要求を特定し、特定したスライス要求に基づいて経路を特定し、特定した経路を特定可能な経路パラメータを設定したBAPデータパケットを生成する。これによって、IPパケットをBAPデータパケットに変換する際に、IABネットワーク100内の通信経路を指定することができる。また、BAPデータパケットを中継するIABノード102~105は、BAPデータパケットに含まれる経路パラメータに基づいて、パケットを転送する経路を特定することができる。
(処理例1)
図5は処理例1に係る通信装置が、IPパケットをBAPデータパケットに生成して送信する方法を示したフローチャートである。以下の説明では、IABドナー101がCN130からIPパケットを受信し、BAPデータパケットを生成してIABノードに送信するものとして説明する。
図5は処理例1に係る通信装置が、IPパケットをBAPデータパケットに生成して送信する方法を示したフローチャートである。以下の説明では、IABドナー101がCN130からIPパケットを受信し、BAPデータパケットを生成してIABノードに送信するものとして説明する。
S500では、IABドナー101がCN130からIPパケットを受信する。S501では、IABドナー101は受信したIPパケットの宛先のIPアドレス(UEのIPアドレス)から、BAPデータパケットを転送すべきIABノード102~105のBAPアドレスを特定し、BAPデータパケットの宛先フィールドに設定する。例えば、宛先がUE118である場合にはBAPデータパケットの宛先フィールドに設定されるBAPアドレスはIABノード105のBAPアドレスとなる。
S502では、受信したIPパケットの宛先IPアドレスもしくは、アプリヘッダを解析することで要求するスライス種別を特定する。例えば、IABネットワーク100内でスライス毎にサブネットとしてIPアドレスの利用範囲が決められている場合には、宛先IPアドレスのみで要求されるスライス種別を特定可能である。例えば、UEのスライス種別ごとに、スライス種別eMBBを要求するUEは“192.168.1.*”、URLLCは“192.168.2.*”、mMTCは“192.168.3.*”のようにIPアドレスが所定の範囲から割り当てられうる。ここで、*は0~255の整数である。この場合、IABドナー101は、宛先IPアドレスのアドレス範囲に基づいてスライス要求を特定することができる。
あるいは、IABドナー101がスライス種別ごとにネットワークインタフェース(NIC)または仮想NICを有する場合には、IABドナー101がIPパケットを受信したNICまたは仮想NICに基づいてスライス要求を特定してもよい。
S503~S505の処理は、それぞれのパスについて繰り返し処理される。ここでパスIDはS501で決定した宛先BAPアドレスと組み合わせて宛先IABノードまでの経路を特定する経路パラメータとして使用される。
S504においてパスIDがPn(nは1~パスの数までの整数)のパスがスライス要求を満たすかどうかを判定する。ここでは、ルーティングリストを参照し、宛先UE118が接続するIABノード105についてのみ、パスがスライス要求を満たすかどうかを判定する。S504でPnがスライスを満たす場合にはS507を処理し、そうでない場合にはS506で次のパスIDについて判定を行う。全てのパスIDにおいてスライス要求を満たすパスがない場合にはS503~S505の繰り返し処理を抜けてS509を処理する。
S507では、経路の特定結果に応じてBAPデータパケットのパスIDフィールドにスライス要求を満たすパスIDとしてPnを設定する。S508では、生成したBAPデータパケットを送信して図5に示す処理を終了する。
S509では、IABドナー101は、スライス要求を満たしてないことを通知するBAP制御パケットを生成し、宛先UE110~118が接続するIABノード102~105に向けて送信して図5に示す処理を終了する。一例では、送信元であるCN130に対してIABドナー101は要求されるスライスを満たしていない旨をIPパケット等で通知してもよい。
本実施形態では、IPパケットを用いてCN130とUE110~118間での通信を行うことを想定したが、他の宛先についても同様に経路を特定することができる。また、本実施形態ではIPパケットをBAPデータパケットとして転送する際の処理について説明したが、他のプロトコルの通信パケットも同様の手順で処理できる。
以上のように経路特定部305において、宛先UEが接続されるIABノードまでのスライス要求を満たすパスを選択し、BAPデータパケットのヘッダのパスフィールドに設定することで、スライス要求を満たすようパケットを転送することが可能となる。
図6に本実施形態に係るIABドナー101のルーティングリストの一例を示す。
図6では、図4のネットワーク構成において、IABノード102および105がeMBB、URLLC、及びmMTCを、IABノード103がURLLCとmMTCとを、IABノード104がeMBBとURLLCとをサポートするものとして説明する。
ルーティングリスト601は、IABドナー101が管理するルーティングリストであり、BAPアドレス、パスID、およびサポートスライス種別から構成される。ルーティングリスト601は、他の通信装置のアドレスとしてのBAPアドレスと、ネットワーク内の通信装置によって構成される経路情報としてのパスIDと、通信装置によってサポートされるスライス種別とが関連付けられている。スライス種別はSST(Slice Service Type)に対応する。図6ではeMBBはSST="1"、URLLCはSST="2"、mMTCはSST="3"として示す。また、BAPアドレスはIABノード102が"0001"、IABノード103が"0002"、IABノード104が"0003"、IABノード105が"0004"である。パスIDは、図4を参照して説明したP1~P3である。
601においては、IABノード103がeMBB(SST=1)をサポートしていないため、BAPアドレス"0002"のIABノード103を経由する経路P2及び、P3でeMBB(SST=1)がサポートされない。また、IABノード104はURLLCをサポートしていないため、BAPアドレス"0003"のIABノード104を経由する経路P1において、URLLC(SST=2)がサポートされない。
ここで、IABドナー101が、UE118宛てにスライス要求としてeMBBを要求するパケットを転送する場合を例に、経路を特定する動作を説明する。
S501において、IABドナー101は、IPパケットの宛先に基づいて宛先のBAPアドレスを特定する。UE118は、IABノード105に接続しているため、IABドナー101はBAPデータパケットの宛先BAPアドレスが"0004"であると特定し、BAPデータパケットの宛先アドレスに"0004"を設定する。
ルーティングリスト601において、BAPアドレス"0004"に対するパスIDはP1、P2、P3であり、S503~S505においてeMBBをサポート可能なパスIDはP1となる。したがって、IABドナー101は、パスP1を使用してBAPデータパケットを転送するようにBAPデータパケットのパスフィールドを設定する。これによって、BAPデータパケットを受信するIABノード102,104,および105はパスフィールドを参照してパケットの中継を行うことで、スライス要求を満たす通信装置でBAPデータパケットの中継を行うことができる。
また、IABドナー101が、UE117宛てのURLLCを要求する通信パケットを転送する場合は、BAPアドレスは"0004"であり、URLLCをサポートする通信装置によってパケットの転送が行われるパスIDはP2であると特定する。
(ルーティングリストの作成方法)
ここで、図6を参照して、ルーティングリストを作成する処理について説明する。
ここで、図6を参照して、ルーティングリストを作成する処理について説明する。
ここで、図4に示すネットワーク構成において、パスID P1、P2、P3について、図6に示すルーティングリストを作成する処理について説明する。なお、本実施形態ではIABドナー101がルーティングリストを作成するものとして説明を行うが、CN130など、他のノードが作成し、IABドナー101にルーティングリストを送信してもよい。あるいは、同様の方法でIABノードがルーティングリストを作成してもよい。すなわち、通信装置が他の通信装置がサポートするスライス種別やパスに基づいてルーティングリストを作成してもよいし、通信装置は他の通信装置またはCN130からルーティングリストを受信してもよい。
ここで、IABドナー101はパスID P1、P2、P3が通過するIABノードの識別子、および、それぞれのIABノードがサポートするスライス種別に関する情報を有しているものとする。例えば、IABドナー101はパスID P1について、IABノード102、104、およびIABノード105を通過することを特定可能な情報を有している。なお、パスIDごとに、ダウンリンク通信において使用するパスであるかアップリンク通信において使用するパスであるかが対応付けられてもよい。また、IABドナー101は、IABノード102はスライス種別1、2、3を、IABノード104はスライス種別1、3を、IABノード105はスライス種別1、2、3をサポートすることを特定可能な情報を有している。
この場合、パスID P1が最初に通過するIABノード102について、スライス種別1、2、3がサポートされている。ここから、IABドナー101は、パスID P1について、BAPアドレス0001(IABノード102)ではスライス種別1、2、3がサポートされることを示すデータ611を登録する。
続いて、パスID P1について、BAPアドレス0003(IABノード104)ではスライス種別1、3がサポートされる。また、IABノード104と接続するIABノード102までのパスP1ではスライス種別1、2、3がサポートされる。このため、IABドナー101は、BAPアドレス0003までのパスでサポートされるスライス種別と、BAPアドレス0003がサポートするスライス種別1、3とで共通するスライス種別をBAPアドレス0003までのパスP1でサポートすると判定する。このため、IABドナー101はパスID P1について、BAPアドレス0003(IABノード104)ではスライス種別1、3がサポートされることを示すデータ612を登録する。
続いて、パスID P1について、BAPアドレス0004(IABノード105)ではスライス種別1、2、3がサポートされている。また、IABノード105と接続するIABノード104までのパスP1ではスライス種別1、3がサポートされる。このため、IABドナー101は、BAPアドレス0004までのパスでサポートされるスライス種別と、BAPアドレス0004がサポートするスライス種別1、2、3とで共通するスライスをBAPアドレス0004までのパスP1でサポートすると判定する。このため、IABドナー101はパスID P1について、BAPアドレス0004(IABノード105)ではスライス種別1、3がサポートされることを示すデータ613を登録する。
他のパスIDについても同様に判定することで、パスIDと、パス上に位置するノードとに対応付けて、サポートされるスライス種別を判定することができる。
図7は本実施形態に係るスライス種別に応じた経路の特定を行う処理を示すシーケンス図である。
S700ではIABネットワーク100においてRRC(Radio Resource Control)リンク確立及び、IABドナー101によりパスIDの割り当てが行われる。RRCは、IABノード102~105やUE110~119におけるコネクション確立、アドミッションコントロール、RRC状態管理、周辺セル情報やアクセス規制の報知などの機能を備える。
S701ではIABドナー101が各IABノード102~105のスライスサポート情報であるNSSAIを収集する。S702では、UE118がRegistration requestをCN130へ向けて送信し、eMBBのスライス利用を要求する。S704では、CN130がUE118のスライス利用を許可するRegistration acceptを送信する。
S705、S706では同様にしてUE117がURLLCの利用登録を行うために、CN130とRegistration request及び、Registration acceptをやり取りする。S708、S710も同様にしてUE118がCN130に対し、mMTCを要求し、CN130が要求を許可する。なお、図7では省略しているが、各UEはCN130に利用を希望するネットワークスライスを要求する。
S703、S706、S709ではIABドナー101はUE117及び118のIPアドレスと、それぞれに利用を許可したスライス種別を記憶する。これは各UE117、118へのIPパケットをCN130から受信した際に、要求されるスライスを特定するためである。本実施形態では、IPパケットをCN130から受信した際に、IPパケットの宛先アドレスに基づいて要求されるスライスを特定するものとして説明を行うが、上述したように他の方法で要求されるスライスを特定してもよい。
S711では、IABドナー101がS700で割り当てたパスIDとBAPアドレスおよび、S701で収集した各IABノードのスライスサポート情報からIABルーティングリストを作成する。
S712ではCN130がUE118宛てのeMBBを要求するIPパケットを送信する。S713ではIABドナー101が受信IPパケットの要求スライスを宛先のIPアドレスから特定する。
S714では、UE118のIPアドレスからIABノード105のBAPアドレスを特定し、ルーティングリストからeMBBを満たすパスIDとしてP1を特定する。また、IABドナー101は、IPパケットに基づいてBAPデータパケットを生成する。また、IABドナー101は、BAPアドレスとパスIDをBAPデータパケットのヘッダに設定し、IABノード105へ送信する。S715、S716では、IABノード102、104はパスIDに設定されるP1に従い、BAPデータパケットを転送する。S717では、宛先のBAPアドレスであるIABノード105はBAPデータパケットを受信し、UE118へ転送するためにIPパケットに再度変換してUE118に送信する。S718ではUE118はeMBBの要求を満たす経路で転送されたIPパケットを受信する。
S719ではCN130がUE117宛てのURLLCを要求するIPパケットを送信する。S720ではIABドナー101が受信IPパケットの要求スライスを特定する。
S721ではUE117のIPアドレスからIABノード105のBAPアドレスを特定し、ルーティングリストからURLLCを満たすパスIDとしてP2を選択し、BAPデータパケットを生成、IABノード105へ送信する。S722、S723では、IABノード102、103はパスIDに設定されるP2に従い、BAPデータパケットを転送する。S724では、IABノード105はBAPデータパケットを受信し、IPパケットに変換してUE117へ送信する。S725ではUE117はURLLCの要求を満たすIPパケットを受信する。
以上のように、IABドナー101がIPパケットを受信した際にスライス要求を満たす経路パラメータをヘッダに設定したBAPデータパケットを生成して送信する。これによって、マルチパスが形成されたIABネットワーク100において、宛先UEへスライス要件を満たすネットワーク内の通信装置によって構成された通信経路でBAPデータパケットを中継することが可能となる。
(処理例2)
処理例1では、CN130からのIPパケットをIABドナー101からIABネットワーク100を介して宛先UE117、118へ送信するダウンリンク送信について説明を行った。処理例2では、UE118からの特定のスライスを要求するパケットをIABノード105からIABネットワーク100を介してCN130へ送信するアップリンクの動作について説明を行う。
処理例1では、CN130からのIPパケットをIABドナー101からIABネットワーク100を介して宛先UE117、118へ送信するダウンリンク送信について説明を行った。処理例2では、UE118からの特定のスライスを要求するパケットをIABノード105からIABネットワーク100を介してCN130へ送信するアップリンクの動作について説明を行う。
IABノード105がUE118からCN130宛てのIPパケットを受信した際、処理例1と同様に、IABノード105がBAPデータパケットへ変換して送信する。この際、BAPアドレスにはIABドナー101のアドレスが設定される。また、パスIDはルーティングリストを参照して選択する。
IABノード105におけるルーティングリストは、処理例1と同様にして、IABネットワーク100におけるパスIDと、IABドナー101及び、各IABノード102~105のBAPアドレス、サポートするNSSAIから作成される。なお、処理例2に係るIABノード102~105は、各ノードでルーティングリストを作成してもよいし、IABドナー101またはCN130が作成したルーティングリストを受信してもよい。
図8に本実施形態に係るIABノード105のルーティングリストの一例を示す。
ルーティングリスト801においてBAPアドレス"0000"はIABドナー101のアドレスである。ここで、図4に示すようにIABノード103はURLLCとmMTCをサポートし、IABノード104はeMBBとURLLCをサポートするものとする。また、IABノード102、105についてはeMBBとURLLC及び、mMTCをサポートするものとする。
ルーティングリスト801を使用して、IABノード105がUE118からeMBBを要求するパケットを転送する場合を例に、図5でBAPデータパケットを転送する経路を特定する処理について説明する。
S501においてIABノード105は、UE118からスライス種別がeMBBのIPパケットを受信する。CN130はIABドナー101に接続しているため、BAPデータパケットの宛先BAPアドレスは"0000"となる。このため、IABノード105は、S502において、UE118から受信したIPパケットの宛先BAPアドレスが"0000"であると特定し、BAPデータパケットに宛先BAPアドレス"0000"を設定する。
ルーティングリスト801において、BAPアドレス"0000"に対するパスIDはP1、P2、P3のパスのうち、eMBB(スライス種別1)をサポート可能なパスIDはP1となる。このため、S507ではIABノード105がBAPデータパケットのヘッダのパスフィールドにP1を設定し、S508でBAPデータパケットを送信する。
また、IABノード105が送信元UE117からURLLCのパケットを転送する場合にも同様に、BAPアドレスは"0000"となり、URLLC(スライス種別2)をサポートする通信装置によってパケットが転送されるパスはP2またはP3となる。このため、先にURLLCをサポートするパスであると判定されたパスに基づいてBAPデータパケットのヘッダを設定して送信する。
なお、図5の例では、スライス要求を満たすパスが見つかった場合にはS503~S505のループ処理を終了するものとして示している。一例では、通信装置は、全てのパスについてスライス要求を満たすか否かを判定した後、スライス要求を満たすパスを選択してS507~S508の処理に進んでもよい。この場合、複数のパスでスライス種別をサポートする場合は、複数のパスを順番に使用してもよい。
以上説明したように、UE110~118からCN130に対して特定スライスを要求する通信パケットを送信するアップリンクの場合にも、IABネットワーク100内でスライス要求を満たす経路で通信を行うことが可能となる。
<実施形態2>
実施形態1では、通信装置がIPパケットを受信し、BAPデータパケットの転送を行う通信装置がサポートすべきスライス種別と通信経路とを特定し、BAPデータパケットのヘッダを設定して転送を行う処理について説明した。
実施形態1では、通信装置がIPパケットを受信し、BAPデータパケットの転送を行う通信装置がサポートすべきスライス種別と通信経路とを特定し、BAPデータパケットのヘッダを設定して転送を行う処理について説明した。
実施形態2では通信装置が受信したIPパケットのスライス種別をサポートする第1の他の通信装置に、スライス種別を特定可能な情報とともに送信する。通信装置からBAPデータパケットを受信した第1の他の通信装置は、スライス種別を特定し、当該スライス種別をサポートする第2の他の通信装置を特定し、BAPデータパケットを転送する。
図9に本実施形態に係る通信装置が実行する通信方法について説明する。図9に示す処理は通信装置の制御部201によって実行される。
S900で、通信装置はパケットを受信する。例えば、IABドナー101がCN130からIPパケットを受信する、IABノードがUEからIPパケットを受信する、またはIABノードが他のIABノードからBAPパケットを受信する。
S901で、通信装置は受信したパケットに基づいてBAPデータパケットを転送する通信装置がサポートすべきスライス種別を特定する。IABドナー101またはIABノードがIPパケットを受信する場合には、上述したように宛先IPアドレスや、アドレス範囲に基づいてスライス種別を特定してもよい。また、IABノードが他のIABノードからBAPパケットを受信する場合には、BAPデータパケットのヘッダに基づいてスライス種別を特定してもよい。
続いて、S902~S904で通信装置は、直接接続している他の通信装置(隣接ノード)について、S901で特定したスライス種別をサポートするか否かを判定する。例えば、図4のトポロジにおいて、IABノード102がIABドナー101からBAPデータパケットを受信した場合には、IABノード103,104についてサポートするスライス種別を判定する。いずれかの隣接ノードがスライス要求をサポートすると判定すると(S903でYes)、通信装置は処理をS906に進める。S906では、S902~S904の特定であるスライス要求を満たす隣接ノードの情報に基づいて、パスフィールドのNEXT HOPを設定したBAPデータパケットを生成する。続いて、通信装置は、生成したBAPデータパケットを特定した隣接ノードに送信する(S907)。通信装置がS900でBAPデータパケットを受信した場合は、BAPデータパケットのパスフィールドのみを更新してもよい。通信装置がS900でIPパケットを受信した場合は、IPパケットに基づいてBAPデータパケットを生成し、パケットヘッダに特定したスライス要求を示す値を設定する。一例では、SST値がパケットヘッダの予約済ビットに割り当てる。
S907、S908の処理は図5のS508、S509と同様のため説明を省略する。
以上説明したように、本実施形態に係る通信装置は、BAPデータパケットを中継する際に、スライス種別をサポートする他の通信装置を特定してBAPデータパケットを作成して送信する。これによって、各通信装置が隣接ノードのサポートするスライス種別を特定できれば、IABドナー101がルーティングリストを作成することなくスライス要求を満たす通信経路でBAPデータパケットをルーティングすることができる。
<その他の実施形態>
また、一例では、通信装置は、ネットワーク内の過去に送受信したBAPデータパケットのヘッダに含まれる、他の通信装置のアドレスやパスなど通信履歴に関する情報を取得し、取得結果に基づいてBAPデータパケットの送信先を特定する。これによって、通信装置が過去に送受信したパケットに基づいてBAPデータパケットを送信する他の通信装置を特定することができる。
また、一例では、通信装置は、ネットワーク内の過去に送受信したBAPデータパケットのヘッダに含まれる、他の通信装置のアドレスやパスなど通信履歴に関する情報を取得し、取得結果に基づいてBAPデータパケットの送信先を特定する。これによって、通信装置が過去に送受信したパケットに基づいてBAPデータパケットを送信する他の通信装置を特定することができる。
例えば、実施形態1の処理例2では、IABノード102~105はルーティングリストを使用して、パスIDを判定するものとして説明した。別の例では、過去に受信したIABドナー101からのBAPデータパケットのパスIDとUEのIPアドレスを記憶し、UEからのIPパケットを変換する際に同じパスまたはダウンリンクパスに対応するアップリンクパスを設定して送信してもよい。
また、例えば、実施形態2において、隣接ノードがBAPデータパケットのスライス種別をサポートするか否かでパケットの転送を行った結果、転送先が見つからない場合がある。このような場合、スライス種別をサポートする他の通信装置の特定に失敗した通知を受信した通信装置は、以前送信した隣接ノードとは異なるネットワーク内の隣接ノードにBAPデータパケットを転送することができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
100 IABネットワーク、101 IABドナー、102~105 IABノード、110~118 UE、201 制御部、202 記憶部、203 無線通信部、204 アンテナ制御部、301 送受信部、302 記憶部、303 接続制御部、304 スライス要求特定部、305 経路特定部、306 通知部、307 スライス管理部
Claims (14)
- BAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信するネットワークの通信装置であって、
受信した第1パケットに基づいて、前記第1パケットの転送を行う前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定する第1特定手段と、
前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて前記第1特定手段で特定した前記スライス種別をサポートする他の通信装置を特定する第2特定手段と、
前記第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、前記第2特定手段の特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、前記第2特定手段で特定した前記他の通信装置に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記第2特定手段は、前記スライス種別をサポートする前記他の通信装置として前記スライス種別をサポートする通信経路を特定し、
前記第2パケットのヘッダは、前記通信装置から前記第2パケットの宛先の他の通信装置までの通信経路の識別子を含むことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記ネットワーク内でパケットを転送するための通信経路の識別子と、前記ネットワークにおける他の通信装置のアドレスと、他の通信装置がサポートするスライス種別とを関連付けたルーティングリストを格納する格納手段をさらに有し、
前記第2特定手段は、前記ルーティングリストに基づいて前記第1特定手段で特定した前記スライス種別をサポートする通信経路に含まれる他の通信装置を特定することを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記ルーティングリストを作成する作成手段をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 前記通信経路の前記識別子は、前記第2パケットのパスフィールドに設定されることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第2特定手段は、前記スライス種別をサポートし、前記通信装置から直接接続される他の通信装置を特定し、
前記第2パケットのヘッダは、NEXT HOPとして前記他の通信装置のBAPアドレスを含むことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記通信装置は、前記ネットワーク内でバックホールリンクおよびアクセスリンクの双方にNR(New Radio)通信を用いるIAB(Integrated Access Backhaul)ノードまたは前記IABノードを統括制御するIABドナーであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第1特定手段は、前記第1パケットの宛先アドレスまたは前記第1パケットのアプリヘッダに基づいて前記スライス種別を特定することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第1特定手段で特定した前記スライス種別をサポートする他の通信装置が前記第2特定手段によって特定できない場合に、特定に失敗したことを通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記ネットワークにおいて過去に送受信された第2パケットのヘッダに関する情報を取得する第2取得手段をさらに有し、
前記第2特定手段は、前記第1特定手段によって特定された前記スライス種別をサポートする他の通信装置を前記第2取得手段の取得結果に基づいて特定することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記第1パケットはIP(Internet Protocol)パケットであり、前記通信装置は前記第1パケットをCN(Core Network)ノードまたはユーザ装置(UE)から受信することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第1パケットはBAPデータパケットであり、前記通信装置は前記第1パケットをIABドナーまたはIABノードから受信することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の通信装置。
- BAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信するネットワークの通信装置の通信方法であって、
受信した第1パケットに基づいて、前記第1パケットの転送を行う前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定することと、
前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて、特定した前記スライス種別をサポートする他の通信装置を特定することと、
前記第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、特定した前記他の通信装置に送信することと、
を含むことを特徴とする通信方法。 - BAP(Backhaul Adaptation Protocol)を使用して通信するネットワークの通信装置により実行されるプログラムであって、
受信した第1パケットに基づいて、前記第1パケットの転送を行う前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートすべきスライス種別を特定する第1特定工程と、
前記ネットワーク内の他の通信装置がサポートするスライス種別に基づいて、前記第1特定工程において特定した前記スライス種別をサポートする他の通信装置を特定する第2特定工程と、
前記第1パケットに基づいて生成されたBAPを使用して通信される第2パケットであって、前記第2特定工程の特定結果に応じてヘッダが設定された第2パケットを、前記第2特定工程で特定した前記他の通信装置に送信する送信工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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