JP5767223B2

JP5767223B2 - 遅延時間を規定する拒否応答

Info

Publication number: JP5767223B2
Application number: JP2012524876A
Authority: JP
Inventors: ジャン，キ−チ; シンクレア，ローリ
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: EP2465325A2; WO2011019925A2; WO2011019925A3; CA2767421C; CA2767421A1; KR20120085711A; BR112012003117A2; EP2465325A4; CN102474889A; HK1171151A1; KR101534902B1; RU2527728C2; US8750213B2; US20140233505A1; JP2013502169A; RU2012108944A; EP2465325B1; CN102474889B; US20120106458A1

Description

移動局が他の移動局と又は有線ネットワークに結合した有線局と通信できるようにする様々な無線アクセス技術が提案され又は実施されている。無線アクセス技術の例としては、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）により規定されたＧＳＭ（Global System for Mobile communications）やＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）、３ＧＰＰ２により規定されたＣＤＭＡ２０００（Code Division Multiple Access ２０００）などがある。ＣＤＭＡ２０００は、ＨＲＰＤ（High Rate Packet Data）無線アクセスネットワークと呼ばれるパケット交換無線アクセスネットワークを規定している。

パケット交換無線アクセスを提供する、より最近の標準は、３ＧＰＰのＬＴＥ（Long Term Evolution）標準であり、これはＵＭＴＳの改良を目的としたものである。ＬＴＥ標準はＥＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）標準とも呼ばれる。ＥＵＴＲＡは第４世代（４Ｇ）技術であると考えられ、無線ネットワーク事業者はより良いサービスを提供するため、これに向けて進化している。第４世代の他の代替無線技術は、ＩＥＥＥ８０２．１６として画定されたＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）である。

概して、実施形態によって、システムは移動局から、あるアプリケーションタイプを記述した接続要求を受信する。その接続要求を拒絶するとの決定に応じて、システムは移動局に接続要求を拒絶する応答を送信する。その応答は、そのアプリケーションタイプに適用できるが他のアプリケーションタイプには適用できない遅延時間を含む。その遅延時間は、他の接続要求を再送する前に移動局が待たねばならない遅延量を示す。

その他の特徴や代替的な特徴は、以下の明細書、図面、及び特許請求の範囲から明らかになる。

一部の実施形態を以下の図面を参照して説明する。
実施形態を組み込んだ移動通信ネットワークの構成例を示す図である。実施形態により実行されるプロセスを示すメッセージフロー図である。実施形態による無線局を示すブロック図である。

パケット交換方式の通信は、第３世代（３Ｇ）や第４世代（４Ｇ）の移動通信無線ネットワークなどのいろいろなタイプの移動通信無線ネットワークにより提供されている。４Ｇ無線ネットワークの一種は、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）により規定されたＬＴＥ（Long Term Evolution）無線ネットワークである。ＬＴＥ標準はＥＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）標準とも呼ばれる。別の代替的な第４世代無線技術は、ＩＥＥＥ８０２．１６として規定されたＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）である。

３Ｇ無線ネットワークの一例は、３ＧＰＰ２により規定されたＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）２０００標準により規定されたＨＲＰＤ（High Rate Packet Data）無線ネットワークである。他の３Ｇ無線ネットワークの例は、３ＧＰＰにより規定されたＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）に基づくものである。さらに別の３Ｇ無線ネットワークの例は、３ＧＰＰにより規定されたＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）技術に基づくものである。

別の例では、パケット交換方式通信（「パケット通信」とも同じ意味で呼ばれる）の他の標準も提供される。

無線ネットワーク中の移動局は、異なる様々なタイプのパケット通信に関与できる。一般的に、パケット通信には異なる様々なアプリケーションタイプがある。ここで、「アプリケーションタイプ」とは、概して通信のタイプ、又は移動局とその他の端末（endpoint）との間で交換されるトラフィックのタイプをいう。例として、（無線ネットワークによるパケット通信の）異なるアプリケーションタイプには、遅延センシティブ（delay-sensitive）タイプと非遅延センシティブ（non-delay sensitive）タイプとが含まれる。遅延センシティブタイプによる通信は、パケットの通信において比較的遅延に対してセンシティブである。遅延センシティブタイプの通信の例には、ボイス通信（例えば、ボイスオーバーＩＰすなわちＶｏＩＰ通信）、ストリーミング通信（ビデオデータ及び／又はオーディオデータのストリーミングなど）、電子ゲーム通信（例えば、ウェブ上で遊ぶビデオゲーム）が含まれる。遅延センシティブタイプの通信の別の例には緊急通信（例えば、Ｅ９１１番通話）がある。非遅延センシティブタイプの通信の例には、ウェブブラウズ通信や電子メール通信などが含まれる。

異なるアプリケーションタイプは異なる優先度で無線ネットワークにより処理される。例えば、一般的に、ＶｏＩＰ通信やＥ９１１通信には、ウェブブラウズ通信や電子メール通信より高い優先度が与えられる。無線ネットワークの負荷が比較的大きいとき、ネットワークは、一定の、優先度が低いアプリケーションタイプに対する（移動局からの）接続要求は拒否することもある。一般的には、ネットワークが（そのアプリケーションタイプに対する）先の接続要求を拒否した後に、ネットワークは移動局がどのくらいの頻度で接続要求を再送できるか制御しない。従来、（そのアプリケーションタイプに対する）接続要求が拒否されると、移動局は（そのアプリケーションタイプに対する）他の接続要求をすぐに又は素早く送信できる。

多数の移動局がある無線ネットワークにおいて、各移動局が複数のアプリケーションタイプの通信に関与していると、接続要求が拒絶された後に接続要求が大量に再送され、無線チャネルによるトラフィックが増大する。これにより無線チャネルの有効容量が減少することがある。接続要求の量は、移動局が、接続要求を繰り返し拒否された後にも別の接続要求を繰り返し送り続け、それも拒否されることにより、倍増する。接続要求の量が増えて無線チャネルの負荷が過大になるだけでなく、先の接続要求が拒否されても移動局が繰り返し送信する接続要求を処理しなければならないネットワークノードの処理リソースに対する負荷も過大になる。また、繰り返し送信され拒絶される接続要求は、移動局の効率的な動作に干渉することがある（例えば、プロセッサを遅らせたり、バッテリーを消費させたりする）。

いくつかの実施形態によると、無線ネットワークは、移動局からの接続要求を拒絶する、接続要求に対する応答において、画定した時間遅延（「バックオフ遅延」と呼ぶ）を規定できる。バックオフ遅延は、拒絶された接続要求で規定されたアプリケーションタイプに適用可能である。しかし、バックオフ遅延は、他のアプリケーションタイプに対する接続要求には適用されない。例えば、移動局が第１のアプリケーションタイプを規定した第１の接続要求を送信し、この第１の接続要求が拒絶されると、移動局は、第１の接続要求を拒絶する応答において、バックオフ遅延を待ってから、第１のアプリケーションタイプに対する他の接続要求を送信するように規定する。しかし、移動局は、第１のアプリケーションタイプに対してバックオフ遅延が規定されても、他のアプリケーションタイプに対する接続要求は自由に送信できる。このように、プライオリティが低いアプリケーションタイプに対してバックオフ遅延を規定しても、移動局は、プライオリティが高いアプリケーションタイプに対する接続要求を送信できる。このように、あるアプリケーションタイプに対する接続要求の送信を低減し、無線リンクへの負荷を低減し、ネットワークノードの処理資源への負荷も低減できる。

図１は、移動局１０８と無線通信する基地局１０２を有する移動通信ネットワーク１００を含む構成例を示す図である。図１には１つの基地局１０２しか示していないが、一般的に移動通信ネットワークには複数の基地局がある。また、一般的に、各基地局と通信している複数の移動局がある。

いくつかの実施形態では、ＥＵＴＲＡ技術を用いている場合、基地局１０２はＥＵＴＲＡ基地局（ｅＮｏｄｅＢと呼ぶ）であり得る。他の実施形態では、他の無線技術（例えば、ＨＲＰＤ、ＵＭＴＳ、ＥＤＧＥなど）を利用する場合、他のタイプの基地局を利用する。基地局は以下のタスクを実行する：無線リソース管理、移動局のモビリティを管理するモビリティ管理、トラフィックのルーティングなど。一般的に、「基地局」との用語は、任意のタイプの無線ネットワークにおいて使用されるセルラーネットワーク基地局またはアクセスポイントを言い、または移動局と通信する任意のタイプの無線送受信器を言う。「基地局」との用語は、基地局コントローラや無線ネットワークコントローラなどの関連コントローラも含み得る。「基地局」との用語は、フェムト基地局またはアクセスポイント、マイクロ基地局またはアクセスポイント、またはピコ基地局またはアクセスポイントのことも言う。「移動局」は電話ハンドセット、ポータブルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、またはヘルスモニタや防犯ブザー（attack alarm）などの組み込みデバイスを言う。

次に、基地局１０２がコアネットワークノード１０４に接続される。ＥＵＴＲＡ技術を用いる場合、コアネットワークノード１０４は、ベアラデータパケットをルーティングするのに用いるサービングゲートウェイであり得る。次に、コアネットワークノード１０４は、パケットゲートウェイ１０６に接続される。パケットゲートウェイ１０６は、コアネットワークノード１０４とパケットデータネットワーク１１０（例えば、インターネット、様々なサービスを提供するネットワークなど）との間を接続する。

ＨＲＰＤ技術を用いる場合、コアネットワークノード１０４とパケットゲートウェイ１０６の機能を合わせて、パケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）にできる。他の技術を用いる場合、ネットワークノードの他の組み合わせを用いることができる。

本願では、ＥＵＴＲＡ、ＨＲＰＤ、その他の標準を参照するが、現在の標準及び時間的に進化する標準を参照するためである。現在の標準から進化する将来の標準は、別の名称で参照されるだろう。このように、本願ではある標準を参照するが、同名であってもなくても、その後進化する表示ユンもカバーするものとする。上記の無線プロトコルに加えて、いくつかの実施形態によるテクニックやメカニズムを、他のタイプの無線プロトコルを利用するシステムに適用可能である。

図２は、いくつかの実施形態により実行されるプロセスを示すフロー図である。移動局は、アクセスネットワーク（ＡＮ）に、アプリケーションタイプ１に対する接続要求を送信する（ステップ２０２）。「アクセスネットワーク」との用語は、移動局に無線通信を行えるようにする無線ネットワーク中の機器をいうものとする。かかる機器は、基地局やネットワークのその他のノードを含んでいてもよい。

接続要求は、それに対応するアプリケーションタイプを規定する値を設定できるフィールドを含む。このように、第１の値に設定された接続要求のフィールドは、第１のアプリケーションタイプを示し、第２の値に設定された接続要求のフィールドは、第２のアプリケーションタイプを示し、以下同様である。上記の通り、アプリケーションタイプは、「遅延センシティブタイプ」や「非遅延センシティブタイプ」などの包括的なカテゴリーであり得る。あるいは、アプリケーションタイプは、「ＶｏＩＰタイプ」、「Ｅ９１１タイプ」、「ストリーミングタイプ」、「ｅゲーミングタイプ（e-gaming type）」、「ウェブブラウジングタイプ」、「電子メールタイプ」などのもっと具体的なものであってもよい。他の実施形態では、アプリケーションタイプ情報は、優先度情報やサービス品質（Quality-of-service（ＱｏＳ））の形式であってもよい。優先度やＱｏＳ情報は、要求された通信に提供される優先度やＱｏＳを規定し、アクセスネットワークがアプリケーションタイプを決定または表示するのに使える。

アクセスネットワークは、接続要求に応じて、アプリケーションタイプ１を求める接続要求を拒絶するか決定する（ステップ２０４）。拒絶すると決定すると、移動局に拒絶応答を送信する（ステップ２０６）。拒絶応答は、移動局がアプリケーションタイプ１を求める他の接続要求を再送する前に待たねばならない遅延量を規定する遅延時間（バックオフ遅延）を含む。いくつかの実施例では、アクセスネットワークは異なるアプリケーションタイプには異なるバックオフ遅延を規定できる。第１のアプリケーションタイプは第１のバックオフ遅延を伴い、第２のアプリケーションタイプは第１のバックオフ遅延とは異なる第２のバックオフ遅延を伴い、以下同様である。一般的に、優先度が高いアプリケーションタイプは、優先度が低いアプリケーションタイプより短いバックオフ遅延を伴う。アクセスネットワークは、アプリケーションタイプにそれに対応するバックオフ遅延をマッピングするデータ構造（例えば、テーブルその他のデータ構造）を格納し得る。

アプリケーションタイプ１を求める接続要求を拒絶しないと決定すると（ステップ２０４）、アクセスネットワークは移動局に、接続要求を受け入れ、移動局にアプリケーションタイプ１の通信を行わせる受諾応答を送信する（ステップ２０８）。

移動局は、アプリケーションタイプ１の接続要求に対する拒絶応答を受信すると、アプリケーションタイプ１を求める他の接続要求を送信する前に、拒絶応答で規定された遅延時間を待つ（ステップ２１０）。移動局における待ちは、バックオフ遅延を含む拒絶応答の受信に応じて、バックオフ遅延が経過すると満了するタイマーをスタートさせることにより実現できる。タイマーの満了により、移動局はアプリケーションタイプ１を求める他の接続要求を送信できる。

留意点として、移動局は、他のアプリケーションタイプの接続要求は遅延せずに送信できる（ステップ２１２）（換言すると、アプリケーションタイプ１の接続要求に対する拒絶応答で規定された遅延時間は、他のアプリケーションタイプを求める接続要求の送信タイミングには影響しない）。

いくつかの実施形態によるテクニックを用いて、アクセスチャンネルの負荷と輻輳を低減でき、アクセスチャンネルの容量を潜在的に増やすことができる。

図３は、無線局３００を示すブロック図である。この無線局は、移動局（例えば、図１の移動局１０８）であってもよいし、基地局（図１の１０２）であってもよい。無線局３００はプロセッサ（または複数のプロセッサ）３０２を含み、プロセッサは記憶媒体３０４に接続されている。機械読み取り可能命令３０６は、プロセッサ３０２上で実行可能であり、図２に示したタスクなどの、無線局３００に関連するタスクを実行する。無線局３００は、ＲＦ（radio frequency）リンクなどの無線リンクを介して通信するインタフェース３０８も含む。

機械読み取り可能命令３０６は、プロセッサ３０２に、実行のためロードされる。プロセッサには、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プロセッサモジュールまたはサブシステム、プログラマブル集積回路、プログラマブルゲートアレイ、その他の制御またはコンピューティングデバイスを含む。

データと命令はそれぞれの記憶デバイスに格納される。記憶デバイスは、１つ以上のコンピュータ読み取り可能記憶媒体または機械読み取り可能記憶媒体として実施される。記憶媒体には、異なる形式のメモリが含まれ、例えば、ＤＲＡＭ（dynamic random access memories）、ＳＲＡＭ（static random access memories）、ＥＰＲＯＭ（erasable and programmable read-only memories）、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable and programmable read-only memories）、及びフラッシュメモリなどの半導体メモリデバイス；固定ディスク、フレキシブルディスク、及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；テープなどのその他の磁気媒体；ＣＤ（compact discs）やＤＶＤ（digital video discs）などの光媒体；またはその他のタイプの記憶デバイスが含まれる。上記の命令は、１つのコンピュータ読み取り可能または機械読み取り可能記憶媒体上に設けることができ、あるいは、場合によっては複数のノードを有する大規模システム中に分散した複数のコンピュータ読み取り可能または機械読み取り可能記憶媒体上に設けてもよい。かかるコンピュータ読み取り可能または機械読み取り可能記憶媒体は、製品の一部であると考えられる。製品または製造品は製造された任意の単数または複数のコンポーネントを指し得る。

以上、本開示を理解してもらうために詳細を説明した。しかし、これらの詳細事項の一部または全部がなくても実施可能である。他の実施形態は、上記の詳細事項の修正や変形を含み得る。添付した特許請求の範囲は、かかる修正や変形を含むものである。

Claims

システムが、移動局から第１のアプリケーションタイプを規定した第１の接続要求を受信する段階と、
前記システムが、前記第１の接続要求が規定する前記第１のアプリケーションタイプに基づき、前記第１の接続要求を拒絶するかどうか決定する段階と、
前記システムが、前記第１の接続要求を拒絶するとの決定に応じて、前記移動局に、前記第１の接続要求を拒絶する応答を送信する段階であって、前記応答は、前記第１のアプリケーションタイプに適用できるが他のアプリケーションタイプには適用できない遅延時間を含み、前記遅延時間は、前記移動局が前記第１のアプリケーションタイプの他の接続要求を再送する前に待たねばならない時間の量を示す段階と、
前記システムが、前記移動局から第２のアプリケーションタイプを規定した第２の接続要求を受信する段階であって、前記第２の接続要求は、前記第１のアプリケーションタイプの他の接続要求を再送する前に待たねばならない前記時間の間に受信される、段階と、を有する方法。
前記第１の接続要求は、異なる複数の値の１つに設定可能であり、異なる複数のアプリケーションタイプの対応する１つを規定するフィールドを有する、請求項１に記載の方法。
前記複数のアプリケーションタイプは、複数のパケット通信アプリケーションタイプを含む、請求項２に記載の方法。
前記複数のアプリケーションタイプは、遅延センシティブタイプと非遅延センシティブタイプとを含む、請求項２に記載の方法。
複数のアプリケーションタイプは、音声通話アプリケーション、緊急アプリケーション、ウェブブラウジングアプリケーション、電子ゲーミングアプリケーション、ストリーミングアプリケーション、及び電子メールアプリケーションから選択したアプリケーションタイプを含む、請求項２に記載の方法。
前記複数のアプリケーションタイプは異なる優先度による通信を含む、請求項２に記載の方法。
前記複数のアプリケーションタイプは異なるサービス品質による通信を含む、請求項２に記載の方法。
前記システムはＥＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）ネットワークの一部である、請求項１に記載の方法。
前記システムは第３世代移動通信ネットワークの一部である、請求項１に記載の方法。
移動局が、アクセスネットワークに、第１のアプリケーションタイプを規定した第１の接続要求を送信する段階と、
前記移動局が、前記第１の接続要求が拒絶されたことを示す、前記第１のアプリケーションタイプには適用できるが他のアプリケーションタイプには適用できない遅延時間を含む応答を受信する段階と、
前記移動局が、第２のアプリケーションタイプを規定した第２の接続要求を送信する段階であって、前記第２の接続要求は前記応答中の遅延に依存しない、段階と、
前記移動局が、前記第１のアプリケーションタイプの他の接続要求を送信する前に前記遅延時間だけ待つ段階とを有する、方法。
前記第１の接続要求は、異なる複数の値の１つに設定可能であり、異なる複数のアプリケーションタイプの対応する１つを規定するフィールドを有する、請求項１０に記載の方法。
ネットワークノードであって、
ネットワークにおいて通信するインタフェースと、
少なくとも１つのプロセッサであって、
移動局から第１のアプリケーションタイプを規定した第１の接続要求を受信し、
前記第１の接続要求が規定する前記第１のアプリケーションタイプに基づき、前記第１の接続要求を拒絶するかどうか決定し、
前記第１の接続要求を拒絶するとの決定に応じて、前記移動局に、前記第１の接続要求を拒絶する応答を送信し、前記応答は、前記第１のアプリケーションタイプに適用できるが他のアプリケーションタイプには適用できない遅延時間を含み、前記遅延時間は、前記移動局が前記アプリケーションタイプの他の接続要求を再送する前に待たねばならない時間の量を示し、
前記移動局が前記アプリケーションタイプの他の接続要求を再送する前に待たねばならない前記時間の間に受信される、第２のアプリケーションタイプを規定した第２の接続要求を受信するように構成された少なくとも１つのプロセッサとを有する、
ネットワークノード。
前記第１の接続要求は、異なる複数の値の１つに設定可能であり、異なる複数のアプリケーションタイプの対応する１つを規定するフィールドを有する、請求項１２に記載のネットワークノード。
前記複数のアプリケーションタイプは、遅延センシティブタイプと非遅延センシティブタイプとを含む、請求項１３に記載のネットワークノード。
複数のアプリケーションタイプは、音声通話アプリケーション、緊急アプリケーション、ウェブブラウジングアプリケーション、電子ゲーミングアプリケーション、ストリーミングアプリケーション、及び電子メールアプリケーションから選択したアプリケーションタイプを含む、請求項１３に記載のネットワークノード。
前記複数のアプリケーションタイプは異なる優先度又はサービス品質による通信を含む、請求項１３に記載のネットワークノード。
移動局であって、
アクセスネットワークと無線通信するインタフェースと、
少なくとも１つのプロセッサであって、
第１のアプリケーションタイプを規定した第１の接続要求を送信し、
前記第１の接続要求が拒絶されたことを示す、前記第１のアプリケーションタイプには適用できるが他のアプリケーションタイプには適用できない遅延時間を含む応答を受信し、
前記応答中の遅延時間に依存しない、第２のアプリケーションタイプを規定した第２の接続要求を送信し、
前記第１のアプリケーションタイプの他の接続要求を送信する前に前記遅延時間だけ待つように構成された少なくとも１つのプロセッサとを有する、移動局。
前記第１の接続要求は、異なる複数の値の１つに設定可能であり、異なる複数のアプリケーションタイプの対応する１つを規定するフィールドを有する、請求項１７に記載の移動局。