JP5848771B2 - 移動体通信ネットワーク、基盤機器、移動体通信装置及び方法。 - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信装置へのデータ及び／又は移動体通信装置からのデータを伝達するための移動体通信ネットワーク、基盤機器、移動体通信装置、及び、データパケットを伝達するための方法に関する。

移動体通信システムは、過去約１０年間にわたりＧＳＭ（Global System for Mobiles）（登録商標）システムから３Ｇシステムへと進化し、今や回線交換通信だけでなくパケットデータ通信も含む。第３世代プロジェクトパートナーシップ（３ＧＰＰ）は、より早期の移動体通信ネットワークアーキテクチャのコンポーネントと、ダウンリンク上の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）及びアップリンク上のシングルキャリア周波数分割多元アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier Frequency Division Multiple Access）に基づく無線アクセスインターフェースとの統合に基づいてコアネットワーク部分がより簡略化されたアーキテクチャを形成するように進化させられたＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる移動体通信システムを発展させることを開始した。コアネットワークコンポーネントは、強化されたパケット通信システムに従ってデータパケットを伝達（communicate）するように構成される。

現在の移動体通信サービスは、人対人（Ｈ２Ｈ：human to human）の通信、即ち、ある人により別の人へ送信されるデータ又は少なくとも人間への提示のために送信されるデータ、が優位を占めている。マシンタイプ通信（ＭＴＣ：machine type communications）、又はマシン対マシン（Ｍ２Ｍ：machine to machine）通信と一般に呼ばれるマシンへの通信及び／又はマシンからの通信に応じる（cater）ことへの要望が存在することが今や認識されている。ＭＴＣ通信は、例えばマシンの何らかの属性、又は何らかのモニタリングされるパラメータ、又はいわゆるスマートメータを報告する何らかの他の刺激（stimulus）又はイベントに応じて、自動的にソースから生成されたデータを伝達することとして特徴付けられることができる。したがって、音声等の人間の通信は、間に中断を挟む数ミリ秒のバーストでデータが生成される数分の通信セッションを要求する通信として特徴付けられ、又は、ビデオは、実質的に一定のビットレートでのストリーミングデータとして特徴付けられることができる一方、ＭＴＣ通信は、少量のデータを散発的に伝達することとして一般に特徴付けられることができる。ただし、多種多様なＭＴＣ通信の候補も存在することが理解されるであろう。

理解されるように、もっぱらではないがとりわけＭＴＣ通信装置により生成されるデータパケットを伝達することにより表される挑戦の点で効率的に動作することができる移動体通信システム及びネットワークを提供することが一般的に望ましい。

本発明によれば、移動体通信装置へのデータ及び／又は移動体通信装置からのデータを伝達するための移動体通信ネットワークが提供される。上記移動体通信ネットワークは、複数の基盤機器を含むコアネットワーク部分と、上記移動体通信装置へのデータ又は上記移動体通信装置からのデータを伝達するための無線アクセスインターフェースを提供される複数の基地局を含む無線ネットワーク部分とを含む。上記移動体通信ネットワークは、通信セッションをサポートするための通信ベアラ介して伝達されるデータパケットの相対的なタイプに従って要求に応じて上記移動体通信装置に通信ベアラを提供するように構成される。上記データパケットの上記タイプの上記標識は、上記通信ベアラを構成するために使用される。上記移動体通信ネットワークは、動作中に、上記移動体通信ネットワーク内で上記移動体通信装置に提供される複数の所定のタイプについて、上記通信ベアラのタイプごとのベアラの数を判定し、上記複数の所定のタイプの各々についての、上記通信ベアラのタイプごとの上記数に従って、上記移動体通信ネットワークの状態を判定する、ように構成される制御部を含む。

本発明の実施形態は、移動体通信ネットワークのための制御部を提供することができる。当該制御部は、動作中に、上記移動体通信装置へ提供される複数の所定のタイプについて通信ベアラのタイプごとのベアラの数をカウントするように、構成される。上記移動体通信ネットワークにより提供される通信ベアラの異なるタイプの各々の数をカウントすることにより、例えば、通信ベアラの異なるタイプの各々の数を１つ以上の対応する所定の閾値と比較することにより、移動体通信ネットワークの状態の評価が行われる。そのため、例えば、通信ベアラのタイプの各々のカウントの１つ以上が、上記対応する閾値を超える場合に、上記移動体通信ネットワークは、輻輳状態であると判定されることが可能である。そして、上記移動体通信ネットワークは、通信ベアラを介したデータパケットの伝達を制御して、輻輳を緩和することができる。

いくつかの例では、上記移動体通信ネットワークは、１つ以上の通信ベアラの各々について、例えば、ＭＭＥ、Ｓ−ＧＷ及び／又はＰＤＮ−ＧＷのようなコアネットワークエンティティに、ＭＴＣ標識又は低優先度標識を記憶し得る。これらの標識を用いて、以下をカウントすることができる。
・ＭＴＣユーザのために確立されたベアラの数、及び／又は
・ＭＴＣのために構成されたいくつかのベアラを有する装置の数
・ＭＴＣのために独占的に使用される確立されたベアラを有する装置（純粋にＭＴＣアプリケーションのために使用される装置、いわゆるＭＴＣ装置、又はＭＴＣのために構成されたＵＥ）の数

上記制御部は、所定の閾値に対してベアラのこれらの数の各々を比較して、上記ネットワークが輻輳しているか等、上記移動体通信ネットワークの状態を判定し得る。別の例では、上記制御部は、例えば、上記ネットワークの別の部分によりサービスを受けるＭＴＣ装置の相対的な位置を判定し得る。

一例では、データパケットの伝達の制御は、低優先度のデータパケット、及び／又は、マシンタイプ通信アプリケーションからの伝達若しくはマシンタイプ通信アプリケーションへの伝達のためのデータパケットを、記憶し及び／又は破棄し、好ましくは、高優先度の他の通信ベアラを介して伝達されるデータパケットを記憶せず及び／又は破棄しないことを含む。そのため、例えば、低優先度の又はＭＴＣのアプリケーションからのデータパケットの伝達を減らすことにより、移動体通信ネットワーク上の輻輳を管理することができる。

本発明の形態によれば、移動体通信ネットワークの一部を形成するための基盤機器が提供される。上記移動体通信ネットワークは、移動体通信装置へのデータ及び／又は移動体通信装置からのデータを伝達するためのものである。上記基板機器は、動作中に、通信セッションをサポートするための上記通信ベアラを介して伝達されるデータパケットの相対的なタイプに従って要求に応じて上記移動体通信ネットワークにより上記移動体通信装置に提供される１つ以上の通信ベアラの標識を受信するように、構成される。上記データパケットの上記データの上記標識は、上記通信ベアラを構成するために使用される。また、上記基板機器は、動作中に、上記移動体通信ネットワーク内で上記移動体通信装置に提供される複数の所定のタイプについて、上記通信ベアラのタイプごとのベアラの数を判定し、上記複数の所定のタイプの各々についての、上記通信ベアラのタイプごとの上記数に従って、上記移動体通信ネットワークの状態を判定する、ように構成される。

本発明の別の形態によれば、移動体通信ネットワークへのデータ及び／又は移動体通信ネットワークからのデータを伝達するための移動体通信装置が提供される。移動体通信装置は、動作中に、上記移動体通信装置の通信セッションをサポートするための通信ベアラを介した伝達のために、当該通信ベアラを構成するために使用される、データパケットの相対的なタイプの標識を伝達し、上記データパケットの上記タイプの上記標識に従って、１つ以上の基地局を介して基盤機器のうちの１つ以上へ上記通信ベアラを介して上記データパケットを伝達する、ように構成される。上記通信ベアラを介した上記データパケットの伝達は、上記通信ベアラを介して伝達されるデータパケットの上記タイプに従って上記移動体通信ネットワークにより制御される。

本発明のさらなる形態及び特徴が、添付の特許請求の範囲に定められ、通信装置の関連グループを形成するための通信装置、及びデータを通信する方法を含む。

同様の部分が同じ参照符号を有する添付の図面を参照しつつ、本発明の例示的な実施形態が説明されるであろう。
３ＧＰＰ ＬＴＥ（Long Term Evolution）標準に従って動作する通信システムを形成する移動体通信ネットワーク及び移動体通信装置の概略的なブロック図である。 図１に示される移動体通信ネットワークのための通信ベアラを介して移動体通信装置へのデータパケット及び／又は移動体通信装置からのデータパケットを伝達するように構成される図１に示されるネットワーク要素の概略的なブロック図である。 ２つの通信ベアラを使用する通信装置上で動作する４つのアプリケーションプログラムを説明する、移動体通信装置の概略的な表現である。 移動体通信装置がベアラ確立メッセージ又はベアラ構成メッセージを生成し、伝達する例を説明する、部分概略図及び部分フロー図である。 データパケットが低優先度であるという標識、又はデータパケットがＭＴＣアプリケーション又はＭＴＣ装置により生成されるという標識を含むメッセージを移動体通信装置が生成し、伝達する例を説明する、部分概略図及び部分フロー図である。 図４の例を反映する、低優先度の及び／又はＭＴＣタイプのデータパケットのための通信ベアラを移動体通信装置が確立し、又は構成するプロセスを説明するフロー図である。 図６に示される例を反映する、低優先度の及び／又はＭＴＣタイプのデータパケットのための通信ベアラを移動体通信装置が確立し、又は構成するプロセスを説明するフロー図である。 ダウンリンク通信ベアラとは別にアップリンク通信ベアラを示す、移動体通信装置へのデータパケット及び／又は移動体通信装置からのデータパケットを伝達するように構成される図１に示されるネットワーク要素の概略的なブロック図である。 ２４時間の時間に対して、伝達されるデータパケットについての通信ネットワーク上の負荷のプロットを表すグラフ図である。 本技術に従って適合される図８に示される通信ベアラをサポートする通信チェーンの一部を形成するサービングゲートウェイの概略的なブロック図である。 ２つのルータを介して所定のサービス品質を伴う通信ベアラを使用して通信するパケットデータネットワークゲートウェイ及びサービングゲートウェイの概略的なブロック図である。 別の通信ベアラのデータパケットに対する通信ベアラからのデータパケットの相対的な優先度に従って移動体通信ネットワークがデータパケットの伝達を制御するプロセスを説明するフロー図である。 本技術に従って動作する制御部を含むように適合される、図１に示される通信システムを形成する移動体通信ネットワーク及び移動体通信装置の概略的なブロック図である。 本技術に従って決定されるネットワークの相対的な負荷に従って移動体通信ネットワークが制御されるプロセスを説明するフロー図である。 通信ベアラが低優先度又はＭＴＣタイプアプリケーションのためのものであるという標識をネットワーク要素に配信するように構成されるＬＴＥネットワークのコンポーネントを説明する概略的なブロック図である。

本発明の実施形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（Long Term Evolution）標準に従って動作する移動体通信ネットワークを使用する実装を参照しつつ、説明されるであろう。図１は、ＬＴＥネットワークの例示的なアーキテクチャを提供する。図１に示されるように、及び従来の移動体通信ネットワークのように、移動体通信装置（ＵＥ）１は、ＬＴＥにおいてエンハンストノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）と呼ばれる基地局２へのデータ及び基地局２からのデータを伝達するように構成される。無線アクセスインターフェースを介してデータを送信／受信するために、通信装置１は、それぞれ、送信機／受信機部３を含む。

基地局又はｅＮｏｄｅＢ２は、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）６に接続される。Ｓ−ＧＷ６は、通信装置１が移動体通信ネットワークの全体にわたりローミングする場合に当該通信装置１への移動体通信サービスのルーティング及び管理を実行するように構成される。移動性管理及び接続性を維持するために、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ：mobility management entity）８は、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：home subscriber server）１０に記憶される加入者情報を使用して通信装置１とのエンハンストパケットサービス（ＥＰＳ）接続を管理する。他のコアネットワークコンポーネントは、ポリシー課金及びリソース機能（ＰＣＲＦ：policy charging and resource function）１２と、インターネットネットワーク１６及び最終的に外部のサーバ２０に接続するパケットデータゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）１４とを含む。ＬＴＥアーキテクチャについてのさらなる情報は、Holma H.及びToskala A.著 ”LTE for UMTS OFDN and SC-FDMA based radio access”と題された書物の２５頁以降から収集され得る。

以下の説明では、ＬＴＥ／ＳＡＥの用語及び名称が使用される。しかし、本技術の実施形態は、ＵＭＴＳ、及びＧＰＲＳコアネットワークを伴うＧＥＲＡＮ等の他の移動体通信システムに適用されることが可能である。

ベアラ構成
本技術の例示的な実施形態は、ＭＴＣアプリケーション、及び共通目的の又は専用の装置に配置される通常のアプリケーションの共存を可能にするための構成を提供する。現在、ＬＴＥ／ＥＰＣ（Long Term Evolution/Enhanced Packet Communication）システム（リリース１０）は、低優先度装置又はＭＴＣ装置のように装置を構成することを目的とする。ＭＴＣ標識は、ＭＴＣアプリケーション（ＭＴＣ装置）用に構成される移動体通信装置のために使用される。一方、低優先度標識は、全ての装置、即ち通常の人対人の装置及びＭＴＣ装置のために使用される。ＭＴＣ標識は、ＭＭＥ、ＳＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷにおいて、コンテキストデータとして記憶される。一方、低優先度標識は、課金記録の生成を支援するためにネットワーク内で記憶され得る。低優先度標識（low priority indicator）は、通常、ＡＲＰ（Allocation Retention Priority）値により示される。ＡＲＰ値は、通信ベアラについてのサービス品質（ＱｏＳ）パラメータを定めるパラメータの１つである。ＡＲＰ値は、これらの通信ベアラ上で送信されるデータパケットをネットワークがどのように扱うべきかを決定し、これらのデータパケットを生成するユーザをどのように扱うべきかを間接的に決定する。ＭＴＣ標識等のこれらの追加のベアラパラメータは、ＱｏＳパラメータに反映されず、例えばＳ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷにこの追加のＭＴＣ標識（MTC indicator）情報を記憶する論理エンティティにより考慮されることのみ可能である。

現在、装置は、ＯＭＡ ＤＡ及び／又は（Ｕ）ＳＩＭ ＯＴＡ手続きを用いて、製造プロセスの間又は製造プロセスの後に構成されることが可能である。装置が構成されると、構成は、少なくとも装置がネットワークにアタッチしている間は有効である。装置は、自装置の構成されるパラメータを変更できないが、ネットワークは、後述する手続きを用いてこれらのパラメータを変更できる。しかしながら、これは、頻繁に発生しないであろう。これらの手続きの主目的は、頻繁な再構成を可能にするというよりも、例えば、最初のアタッチ時に、又は機器が変更された場合に初期構成を可能にすることであるためである。さらに、既知の移動体通信ネットワークは、低優先度標識又はＭＴＣ標識に従って通信ベアラを確立せず、構成しない。

本技術によれば、通信ベアラを確立するように構成される移動体通信装置は、ベアラを要求し、又は既存のベアラを変更する場合に、伝達されるデータの相対的なタイプ（relative type）を示す標識を移動体通信ネットワークに提供するように構成される。一例では、示されるデータのタイプは、低優先度標識である。また、別の例は、伝達されるデータがＭＴＣアプリケーションのためのものであるという標識を提供する標識である。したがって、本技術の実施形態は、
・例えばＭＴＣ標識及び低優先度標識等、アプリケーションタイプ及び／又はトラフィックタイプごとのアクセス標識（いわゆるアクセス／トラフィックタイプ標識）を、動的に設定することができる；
・システム内に記憶されるコンテキスト情報の中の標識を設定し、及び／又は変更することができる；
・通信ネットワークエンティティの統計情報を収集することができる；
・示されるトラフィックに従って移動体通信ネットワークを制御することができる；
・柔軟な手法でこれらの標識を設定し、変更できるようにシステムを変更することができる。

低優先度標識及びＭＴＣ標識は、アクセスストラタム（ＡＳ）アクセスメッセージ及び非アクセスストラタム（ＮＡＳ）アクセスメッセージの中で使用される。これらの標識の使用は、通常、移動体通信装置がネットワークにアタッチされる時間の間固定されたままである構成パラメータにより統制（govern）される（上述したようにいくつかの例外が可能である）。本技術によれば、アプリケーションプロセスにより生成されるトラフィックタイプに基づいて通信ベアラの動的な構成を可能にする方式が提案される。例えば、ＭＴＣアプリケーションは、車、エネルギーハンドリングアプリケーション、各時間にメールボックスを同期するメールクライアント、ＶｏＩＰを行うことを可能にするＨ２Ｈアプリケーション等のいくつかのメンテナンスパラメータを報告し得る。

上述したように、現在提案されているＬＴＥ／ＥＰＣ標準（リリース１０）によれば、ＭＴＣ装置及び低優先度装置を示すために２つの標識が導入された。ＭＴＣ標識は、ＭＴＣ（ＭＴＣ装置）用に構成されるＵＥに使用されなければならない。一方、低優先度標識は、全ての装置、即ち通常の装置及びＭＴＣ装置に使用され得る。ＭＴＣ標識は、ＭＭＥ、ＳＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷでコンテキストデータとして記憶される。一方、低優先度標識は、課金記録の生成を支援するためにネットワーク内で記憶され得る。現在、これらの標識が使用されて、ＡＳレベル及びＮＡＳレベルでのアクセス優先度が統制される。これらの標識は、準静的な手法で構成される移動体通信装置に関連付けられるので、同一の標識がアクセス時に常に使用される。これは、これらの装置により構成される通信ベアラのいくつか又は全てが、コンテキスト情報の一部として記憶される同一の標識を有するであろうという意味をもつ。

本技術によれば、移動体通信装置は、（現在のように）装置タイプのみではなくアプリケーションタイプ又はトラフィックタイプもシグナリングし得る標識をＡＳメッセージ及び／又はＮＡＳメッセージの中で送信することが可能になる。典型的には、アプリケーションタイプは、以下のとおりである。
・低優先度のＭＴＣアプリケーション
・Ｈ２Ｈアプリケーション
・低優先度のＨ２Ｈアプリケーション
・ＭＴＣアプリケーション

アプリケーションタイプは、以下のリストからのいずれかの特性を有し得るトラフィックタイプを反映してもよい。
１．耐遅延性（Delay tolerant）データ
２．同期アクセスが可能である、自動的に生成されるＭＴＣデータ
３．通常特性データ
４．低優先度データ
５．高優先度データ

この情報は、初期アクセスを許可（grant）する際に考慮される。後続のアクセスの試行では、移動体通信装置、及び、間接的に、アクセスをトリガするアプリケーションプログラムは、異なるアクセス標識を使用し得る。システムは、アプリケーションに、アクセス／トラフィック識別子を使用する権限を与えてもよい。例えば、アプリケーションは、デジタル署名されることが必要であり、アタッチ時に、システムは、アプリケーションがあるアクセス標識を使用する許可を与える。移動体通信装置のオペレーティングシステムは、アプリケーションの振るまいをチェックし、デジタル署名されたアプリケーションのみがインストールされ実行されているかを検証し、及び／又は、システムは、サービスプロバイダ若しくはオペレータと契約を結んだサービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）に装置が従っているかどうかによらず、装置により使用されるアクセスパラメータを監視する。

本技術のさらなる実施形態は、デフォルトベアラ（default bearer）の確立へと導くアタッチ手続きを提供することができる。デフォルトベアラのために、アクセス標識がシステム内に記憶される。しかしながら、移動体通信装置は、これらの標識を明示的にシグナリングすることもできる。

専用のベアラが後に確立されるべきである場合に、アクセス時に使用される標識はベアラごとに記憶される。専用のベアラの確立の手続きが、ネットワークにより又は任意に移動体装置により開始される場合に、これらの標識は、ネットワークにより明示的に供給される。ベアラについてのアクセスパラメータが、アクセス時の移動体装置により使用されるアクセスパラメータと異なることになっているケースで、これは、移動体装置の初期手続きに適用可能である。複数のベアラが１つのアクセスの試行の中で生成される場合に、アクセス時に使用される標識が全てのベアラに使用されるのでなければ、移動体通信装置又はネットワークは、ＮＡＳメッセージの中でベアラごとに明示的に標識をシグナリングすることができる。

別の例示的な実施形態では、ネットワークは、どの標識が更新され／変更される必要があるかをシグナリングすることが可能なように新たなアクセスパラメータをメッセージに追加する小さな強化を伴う既存のベアラ変更手続きを使用することにより、コアネットワークエンティティ内に記憶されるアクセス標識情報を変更することができる。

別の例では、移動体通信装置は、ベアラが変更されることを要求してもよい。そして、移動体通信装置は、使用されるアクセスパラメータを供給することができ、又は、この情報が提供されない場合には、アクセス時に使用される標識が代わりに使用される。

さらなる例では、通信ベアラは、同一の又は異なるＡＰＮに関連付けられる異なるアクセス標識を提供されてもよい。ベアラに関連付けられる標識がコンテキスト情報の一部として記憶されているので、通信ベアラはシステム内で見分けられることが可能である。これにより、ネットワークは、異なるアプリケーション及び／又はデータソースから来るＣプレーンデータ及び／又はＵプレーンデータのための処理を区別することが可能になる。同一のアプリケーションが異なるトラフィックタイプを生成し得ることが可能である。したがって、アクセス標識は後続のアクセスの試行について変わることが可能である。ベアラ変更手続きのみが使用されて、ベアラコンテキストが変更される場合に、移動体通信装置が、ベアラコンテキスト内に記憶されるアクセス標識に異なるアクセス標識を使用し得るということが、可能である。

他の例は、以下の特徴を提供することができる。
・アクセスが許可されると、他のアプリケーションは、アクセス標識に関係なくデータを送信／受信してもよい。もしアクセスが拒否されると、より少ない制約を要求するアプリケーションが、異なる標識を使用して次のアクセスの試行をさらに開始してもよい。しかしながら、同一の又はより低い権利を伴ういずれかのアプリケーションは、ブロックされるであろう。
・システムは、最高優先度：ＭＴＣ標識のセット、通常優先度：標識なしのセット、低優先度：低優先度標識のセット、最低優先度：ＭＴＣ標識及び低優先度標識のセット等の、より高い優先度からより低い優先度へのリストに従って、アクセスの試行に優先度を与えてもよい。
・システムが、より高い優先度のアクセスをブロックする場合に、全てのより低い優先度のアクセスの試行は、それらの適用される同一の制約で暗黙的にブロックされる。
・システムがより低い優先度のアクセスをブロックする場合に、より高い優先度のアクセスが行われることが可能である。システムがより高い優先度のアクセスもブロックする場合に、システムが明示的に制約を提供していなければ、制約がより低い優先度のアクセスに暗黙的に適用される。
・ＡＲＰ値により示されるような、より高い優先度レベルがあってもよい。

本技術を具体化するより詳細な例示的な実装が、説明されるであろう。図２は、移動体通信装置２０が通信ベアラについての要求を伝送する例示的な説明を提供する。これは、移動体通信ネットワークへアタッチする際に、アタッチ手続きの一部として移動体通信装置２０によりフォローされ得る。図２に示されるように、移動体通信装置２０は、アタッチ又は要求メッセージをｅＮｏｄｅＢ２に伝達する。上記メッセージは、ｅＮｏｄｅＢ２にアタッチされているサービングゲートウェイＳ−ＧＷ６にさらに伝達され、その後、パケットデータゲートウェイＰＤＮ−ＧＷ１４に伝達される。しかしながら、本技術によれば、移動体通信装置２０は、１つ以上のアプリケーションプログラムを実行し得る。

本技術によれば、移動体通信装置上で動作する１つ以上のアプリケーションプログラムの各々は、これらのアプリケーションプログラムにより提供される通信サービスをサポートするための１つ以上の通信ベアラにアクセスし得る。したがって、図３で説明されるように、移動体通信装置２０は、送受信機部３０、制御プロセッサ３２及びプログラム実行プロセッサ３４を含み得る。制御プロセッサ３２は、移動体通信ネットワークへの及び／又は移動体通信ネットワークからのデータパケットを伝達するためのｅＮｏｄｅＢ２への無線アクセスインターフェースを介して無線信号を伝達する送受信機部を制御する。図３に示されるように、プロセッサ３４は、複数のアプリケーションプログラムを実行するように構成される。この例では、４つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４が、ユーザに通信サービスを提供するためにプロセッサにより実行されている。しかしながら、図３で説明されるように、４つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、アプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４のうちの１つ以上により確立される２つのベアラ３６、３８を介してデータを伝達する。

ＬＴＥ標準に詳しい人々によく知られるように、移動体通信装置は、デフォルトベアラ又は専用のベアラを確立し、変更することができる。例は、図３に示される。図３では、移動体通信装置２０がまずスイッチをオンにされると、移動体通信ネットワークへ送信されるメッセージ２２は、登録／アタッチメッセージである。したがって、移動体通信ネットワークは、例えば移動体通信ネットワークのＨＳＳ内で提供され得るパラメータを使用して、デフォルトベアラを確立する。しかしながら、通信装置２０は、後に、例えば同じＰＤＮ−ＧＷ又はアクセスポイントネームＡＰＮ１への専用ベアラを確立するＭＭＥへ対応するメッセージを送信することにより、あるパラメータに従った専用のベアラを要求し得る。同様に、移動体通信装置は、別のアクセスポイントネームＡＰＮ２を伴う別のＰＤＮ−ＧＷへの専用のベアラを確立してもよい。しかしながら、本技術は、デフォルトベアラ又は専用ベアラ３６、３８を介して伝達されるデータの相対的な優先度をシグナリングするための構成を提供する。これにより、移動体通信ネットワークは、これらのベアラを介したデータパケットの伝達を区別することが可能になる。結果として、ベアラのタイプに応じて異なるように伝達が制御される。一例では、通信ベアラが、データパケットの低優先度ベアラであるという標識、又はデータパケットがＭＴＣタイプ通信のために伝達されるという標識で確立される場合に、移動体通信ネットワークの１つ以上のノードは、例えば、ネットワークが輻輳していると、輻輳を制御するために、所定の時間これらのデータパケットをバッファリングすることができる。低優先度メッセージ又はＭＴＣ構成メッセージのいずれかの標識を提供する移動体通信装置２０からの要求メッセージの伝達の例が、図５において提供される。

図５では、ベアラ構成メッセージ２２．１は、低優先度メッセージ５０及びＭＴＣ構成標識５２を含むように示されている。しかしながら、ベアラ構成メッセージは、他の例では、移動体通信ネットワークへのアタッチの時点で伝達され得るが、移動体通信装置は、ＡＳ通信又はＮＡＳ通信の一部であり得るベアラを確立し、又は変更するために、アクセスパラメータを伝達し得る。したがって、図５は、ＡＳ通信及びＮＡＳ通信の両方についての低優先度標識５０又はＭＴＣ標識５２の伝達を説明する例を提供する。

ＬＴＥに詳しい人々によく知られるように、ベアラは、一度だけ構成され、その後、変更され、又は解放されることが可能である。しかしながら、ベアラが確立されるという事実にもかかわらず、アクセスパラメータはアクセスごとに変わることが可能である。これらのアクセスパラメータは、例えばＲＲＣ接続要求内のＡＳレベル、及び、例えばサービス要求メッセージ内のＮＡＳレベルであることが可能である。

図３に戻り、本技術によれば、複数のアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の各々は、異なる優先度を有する異なるタイプに従ってデータパケットを伝達し得る。例えば、第１の２つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２は、通常の優先度に従ってデータパケットを伝達し、第２のアプリケーションプログラムＡ３、Ａ４は、低優先度のデータを伝達する。一例では、通信ベアラ３６、３８のうちの１つ以上を介して通信するために第１のアプリケーションプログラムＡ１にアクセスが許可される場合に、伝達されるデータパケットの相対的な優先度についての要求を提供するベアラ構成メッセージ又はＮＡＳメッセージ若しくはＡＳメッセージが受信された後に、第２のアプリケーションプログラムＡ２にアクセスが許可されるであろう。別の例では、第２の２つのアプリケーションプログラムＡ３、Ａ４のうちの１つが、ベアラ３８を介した低優先度通信の要求を伝達する場合に、その後この要求がＭＭＥで拒否されると、通常の優先度のアクセスが要求され、システムが当該アクセスを許可しなければ、データは第１の２つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２を介して伝達されることができない。反対に、アプリケーションプログラムＡ１が、通常の優先度のデータを伝達することを許可されると、第３の及び第４のアプリケーションプログラムＡ３、Ａ４からの低優先度のデータパケットは、許可されるであろう。

理解されるように、通信ベアラへのアクセスは、移動体通信ネットワーク内の異なるエンティティにより許可されてもよい。例えば、ＡＳレベルでは、ｅＮｏｄｅＢがアクセスを管理し、ＮＡＳレベルでは、ＭＭＥがアクセスを管理する。ベアラ構成については、これは一度発生し、Ｕプレーンパス上の全てのノードが権限を提供する必要がある。

したがって、本技術によれば、図３、４及び５により説明されるように、本技術は、データパケットを伝達するためのベアラを構成する機能をアプリケーションプログラムに提供する。そして、アプリケーションプログラムは、通信ベアラにより伝達されるデータパケットのタイプを識別することができる。したがって、移動体通信ネットワークは、ベアラにより伝達されるパケットが、他のタイプのデータパケットに対して、データパケットの相対的なタイプに関して異なるように取り扱われるように、通信ベアラの構成を適合することができる。例えば、データパケットは、低優先度データパケット若しくはＭＴＣデータパケットのいずれか又は両方として識別され得る。それに従って通信が適合される。本技術を説明する要約したプロセスが図６において提供され、以下のように要約される。

Ｓ２：移動体通信装置は、装置が移動体通信ネットワークへ最初にアタッチするアタッチ手続き又は登録手続きを実行する。これは、例えば、移動体通信装置の電源がオンにされた場合であり得る。アタッチ手続き又は登録手続きの一部として、移動体通信装置は、アクセスパラメータを含むあるコンテキストデータを伝達する。本技術に従ったアクセスパラメータは、低優先度標識、又は、通信ベアラを介して伝達されるデータパケットが、通信装置上で動作するＭＴＣアプリケーションプログラムのためのものであるという標識等の、伝達されるデータパケットのタイプの標識を含み得る。タイプ標識は、低優先度標識とＭＴＣアプリケーション標識との組合せを含み得る。

Ｓ４：その後、移動体通信ネットワークは、移動体通信装置により提供されるアクセスパラメータを使用して、移動体通信装置からＰＤＮ−ＧＷへのデフォルトタイプの通信ベアラを生成する。移動体通信ネットワークは、移動体通信装置により伝達されるアクセスパラメータ、及び／又は、例えば移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）８若しくはホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）１０内に記憶されるアクセス標識等の、ネットワーク内に記憶されるアクセス標識に基づいて、デフォルトベアラを生成する。

Ｓ６：移動体通信ネットワーク内に記憶されるアクセス標識が、移動体通信装置により示されるデータパケットの要求されたタイプのための通信ベアラを移動体通信装置に提供することが可能であることを示す場合に、上記タイプのためのデフォルトベアラが提供される。または、アクセス標識が、要求されたタイプのための通信ベアラを移動体通信装置に提供すべきではないことを示す場合に、デフォルト通信ベアラは、ネットワーク内に記憶されるアクセス標識用に設定される。したがって、移動体通信ネットワークは、移動体通信装置に配置されるデフォルトベアラのタイプを制御するが、移動体通信装置により要求されるベアラのタイプを考慮する。例えば、移動体通信ネットワーク内に記憶されるアクセス標識が、通常タイプの通信ベアラを許可する場合には、低優先度ベアラ及び／又はＭＴＣアプリケーションベアラについての要求は、デフォルトベアラとして提供されるであろう。

移動体通信装置からの及び移動体通信装置へのデータパケットを伝達するための通信ベアラが確立されると、移動体通信装置は、専用の通信ベアラを提供することの要求を有し得る。専用の通信ベアラは、アクセスパラメータを使用して確立されることが可能であり、又は、確立された専用のベアラについてのアクセスパラメータは変更されることが可能である。同様に、デフォルトベアラのパラメータは、変更されることが可能である。これは、例えば、通信装置上で実行されるアプリケーションプログラムが特定のタイプのデータパケットの伝達を要求し得るからであり得る。したがって、図７で説明されるフロー図が実行され得る。これは、以下のように要約される。

Ｓ８：移動体通信装置上のアプリケーションプログラムは、ＡＳシグナリングメッセージ又はＮＡＳシグナリングメッセージの一部として、専用のベアラを要求し得る。ＡＳシグナリングメッセージ又はＮＡＳシグナリングメッセージは、従来型のシグナリングアクティビティの結果として移動体通信ネットワークへ伝達され得るが、伝達されるデータパケットのタイプの標識を含み得る。例えば、ＡＳメッセージ又はＮＡＳメッセージは、低優先度のデータパケットの標識、若しくは、伝達されるデータパケットがＭＴＣアプリケーションプログラムのためのものであるという標識、又は、これらの２つのメッセージの組合せを含み得る。そして、専用の通信ベアラは、既存のＰＤＮ−ＧＷ、又は別のアクセスポイントネームを使用する別のＰＤＮ−ＧＷから、通信ネットワークにより確立され得る。

Ｓ１０：あるいは、移動体通信装置は、ベアラ変更メッセージを伝達することにより、アプリケーションプログラムのための専用のベアラを要求し得る。ベアラ変更メッセージは、他のパラメータと同様に通信ベアラを介して伝達されるデータパケットのタイプの標識を含み得る。

Ｓ１２：移動体通信ネットワークは、デフォルト通信ベアラと並行して動作する新たな通信ベアラを確立することにより、専用の通信ベアラを提供し得る。

理解されるように、本技術によれば、移動体通信装置上で実行されるアプリケーションプログラムは、構成される通信ベアラ用に伝達されるデータパケットのタイプをシグナリングする役割を果たす。一例によれば、移動体通信ネットワークのオペレータは、ＭＴＣ通信及び／又は低優先度通信により低いトラフィックを設定し得る。それによって、アプリケーションプログラムを動作させるユーザは、低優先度データパケット及び／又はＭＴＣアプリケーションデータパケットのための通信ベアラを要求するようにアプリケーションプログラムを構成することを促進される。

ユーザプレーン制御：ネットワークによるデータパケットの差別的な取扱い
上述したように、ＬＴＥ／ＥＰＣシステム（リリース９）を規定する現在の状況は、ＭＴＣ装置と通常のユーザとを見分けることができない。しかしながら、Ｃプレーンデータについてのこの欠陥を解決するために労力が費やされたが、Ｕプレーンデータは、通常ユーザ及びＭＴＣユーザについて同じであるＱｏＳパラメータの共通セットによってのみ、区別されることが可能である。このアプローチは、通信ネットワークがこれらのＭＴＣ通信装置により生成されるデータを処理する場合には十分ではない可能性がある。これは、ネットワークが完全に利用されようとしている場合、及び、ネットワークが輻輳を経験しそうであるか又は経験している場合等の状況に関連し得る。アイドルモードにある移動体通信装置についてデータが受信される場合に、Ｓ−ＧＷが、ダウンリンクデータをバッファリングすること、及びダウンリンクデータ通知メッセージをＭＭＥへ送信することを要求されるということが、現在提案されている。これは、低優先度標識及び／又はＭＴＣ標識を考慮し得る。データは、Ｓ−ＧＷを横切る。Ｓ−ＧＷでは、データは、ある状況でバッファリングされ、オプションで破棄される。データがダウンリンク上で移動体通信装置へ伝達されるときに、移動体通信装置がアイドルモードにある場合にのみ、このバッファリングが起こる。しかしながら、本技術は、移動体通信装置から移動体通信ネットワークへ送信されるアップリンクデータをバッファリングすることを提案する。

移動体通信ネットワークは、ＰＤＮ−ＤＷとＳ−ＧＷとの間のパス上に配置されることが可能なＩＰルータも含む。しかしながら、これらのノードは、ベアラの概念を理解せず、通常、あるマーキングを使用して、ＱｏＳパラメータの同一のセットを有するベアラのために同一のトラフィック処理を適用する。例えば、通信ネットワークは、完全に利用され、又は、輻輳を経験しようとしているか、若しくは輻輳を経験し得る。ルータは、標準の輻輳制御メカニズムを適用して、バッファリングを開始し、後に、全てのユーザに悪影響を与えるデータの破棄を開始する。利用可能なある追加の情報を有するノードは、輻輳が発生するのを防止しようとして、又は、輻輳を解決し、輻輳が解決される場合にネットワークが未処理のデータでストレスを与えられてさらなる輻輳につながるという波若しくはいわゆる同期効果（synchronization effect）を防ぐプロセスでルータを支援しようとして、ＩＰルータをサポートするインテリジェントな手法で動作し得る。

選択されたデータのグループがバッファからフラッシュされ又は破棄される場合に、アルゴリズムを使用してプロセスを制御するために、制御装置が導入され得る。アルゴリズムは、バッファがフラッシュされる時間を調整するために、例えば現在のシステムの利用及び／又は輻輳通知等のネットワークにより提供される追加のパラメータにより制御される様々なタイマを使用し得る。

図８は、ｅＮｏｄｅＢ２及びＳ−ＧＷ（サービングゲートウェイ）６を介した移動体通信装置２０からＰＤＮ−ＧＷ１４へのデータパケットの伝達の例示的な表現を提供する。これは、１次元の構成で、図１により表される移動体通信ネットワークによるデータパケットの伝達を説明する。図８に示されるように、２つの通信ベアラが通信装置２０のために確立される。上記２つの通信ベアラは、双方向であり得るが、図８に示される例では、ダウンリンクベアラ８０及びアップリンクベアラ８２を含む。

上述したように、従来型の構成によれば、移動体通信装置２０は、アイドル状態又は接続状態のいずれかであり得る。通信装置２０がアイドルモードであり、データパケットがダウンリンク上で移動体通信装置２０へ伝達される場合に、当該データパケットは、例えば移動体通信装置が接続状態に変更されるまで、ＰＤＮ−ＧＷ１４内のバッファとして動作するデータストア（data store）８４内に記憶される。典型的には、これは、移動体通信装置がダウンリンクデータパケットを受信することを当該移動体通信装置にページングすることにより実行される。

本技術によれば、移動体通信装置とＰＤＮ−ＧＷ（パケットデータネットワークゲートウェイ）との間の通信ベアラの制御又は知識を有するノードの各々は、上記ベアラにより伝達されるデータパケットのタイプの標識を提供される。一例では、データパケットの上記タイプは、低優先度データパケット、又は、ＭＴＣアプリケーションへの若しくはＭＴＣアプリケーションからの伝達についてのデータパケットの、いずれかとして示され得る。通信ベアラにより伝達されるデータパケットのタイプの知識を提供することにより、移動体通信ネットワークは、低優先度のデータパケット及びＭＴＣアプリケーションからのデータよりも高優先度のデータパケットを優遇して、異なる通信ベアラについてのデータパケットの伝達を差別的に制御することができる。一例では、データパケットの伝達の制御は、移動体通信ネットワーク内の輻輳を制御するために実行される。

図９は、２４時間の期間において移動体通信ネットワーク上で伝達されるデータパケットの結果として、移動体通信ネットワーク上の負荷の例示的なグラフ表現を提供する。したがって、図９に示されるｘ軸は、２４時間の期間のプロットであり、ｙ軸は、１分あたりに伝達されるメッセージ数を説明する負荷を表す。図９に見られるように、ネットワークは、要求の著しいピーク又は急増を経験する。これらの要求のピークは、例えば、例えばメールボックスを同期し、又は、状態若しくは接続性のアップデートのための要求をシグナリングし、及び、あるデータをダウンロードし、若しくは、情報をサーバへアップロードする例えばスマートフォン上で動作するアプリケーションプログラムの結果としてであり得る。説明したように、これは、例えば、メールボックスをチェックすること、若しくはプルベースの方法、又は、ＦＡＣＥＢＯＯＫ（登録商標）又はＴＷＩＴＴＥＲ（登録商標）等のソーシャル・ネットワーキングポータルへアクセスすることのような、様々な通信の結果としてであり得る。

本技術によれば、上述したように、移動体通信装置は、伝達されるデータパケットのタイプを示す、通信ベアラを確立するためのアクセルパラメータを伝達できる。したがって、移動体通信装置２０と同様に、１つ以上の移動体通信装置２０、ｅＮｏｄｅＢ７２、サービングゲートウェイ７６、及び／又はＰＤＮ−ＧＷ７４は、より高い優先度のタイプの他のベアラから伝達されるデータ通信パケットに優先して、低優先度ベアラ及び／又はＭＴＣを示すベアラについてのデータパケットを記憶するように構成され得る。結果として、移動体通信ネットワークを介したデータパケットの伝達が制御される。上述したように、一例では、移動体通信ネットワークを介したデータパケットの制御は、ネットワークが輻輳を経験している際に行われ得る。したがって、輻輳が発生すると、低優先度ソース及び／又はＭＴＣアプリケーションからのデータパケットは、輻輳が減少する時間までデータバッファに記憶される。データバッファ内のデータパケットは、輻輳を減らすために破棄されてもよい。

上述したように、Ｓ−ＧＷ等のネットワーク要素は、アイドルモードにある移動体通信装置についてのダウンリンクデータをバッファリングする。しかしながら、アップリンク方向について、又は接続モードにある移動体通信装置についてのダウンリンク方向についてデータパケットを処理するための構成を提供することは、既知ではない。本技術によれば、Ｓ−ＧＷ等のネットワーク要素は、コンテキスト情報の中に記憶される低優先度標識又はＭＴＣアプリケーション標識等の他の標識を考慮し得る。したがって、Ｓ−ＧＷは、最初にバッファリングを開始し、その後オプションで以下の優先度のリストに従ってデータを破棄し始め得るということが、提案される。
１．ＭＴＣ装置からくる低優先度データ
２．低優先度データ
３．通常ユーザ及び／又はＭＴＣユーザ
４．高優先度ユーザ（例えば、高優先度ＭＴＣ装置、等）

この優先度リストは、バッファリングタスク及びデータ破棄タスクに別々に適用されることが可能である。

ネットワークが、輻輳が減少したこと、又はシステムの利用がある閾値よりも下がったことを、基盤コンポーネントに通知する場合に、Ｓ−ＧＷは、以下の優先度リストにより示される順序で、バッファリングされたデータを転送し始める。
１．ＭＴＣ装置からくる低優先度データ
２．低優先度データ
３．通常ユーザ及び／又はＭＴＣユーザ
４．高優先度ユーザ（例えば、高優先度ＭＴＣ装置、等）

ＡＲＰ値により示されるようなより高い優先度レベルがあってもよい。

このアプローチにより、通信ネットワークは、通常のユーザのためのデータをフラッシュして、輻輳が再発生するのを防止することが可能になり、データがルータにより破棄されるリスクを避けることが可能になる。

システムが完全な利用に近い場合に、低優先度のＭＴＣデータは、通常のユーザに被害を受けさせにくく、また、低優先度のＭＴＣデータは、例えば、ソースで又はネットワークノードで、バッファリングされる。したがって、ＭＴＣ装置は、データパケットを再送する必要はなく、よって、改善されたバッテリ及び無線リソースの利用を有するであろう（即ち、失われたデータを再送することが不要）。

図８に示されるノードのうちの１つのノードの例示的な説明が、図１０において提供される。当該１つのノードは、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）７６である。図１０に示されるように、Ｓ−ＧＷ７６は、アップリンクベアラ８２を介してデータパケットの伝達を制御するように構成される。Ｓ−ＧＷ７６は、例えば輻輳を減らすためにアップリンクベアラ８２を介したデータパケットの制御がバッファリングされるべきであることを示す標識をインプット１０２上で受信する制御プロセッサ１００を含む。一例では、制御プロセッサ１００により受信される入力１０２は、より低いＩＰレイヤにより提供される明示的な輻輳通知（Explicit Congestion Notification：ＥＣＮ）である。ＥＣＮは、移動体通信ネットワーク上で輻輳があることを制御プロセッサ１００に通知する。あるいは、以下に説明されるように、ＭＭＥにより、又は、移動体通信ネットワーク上で輻輳があるという他の標識を受信するオペレータ＆メンテナンスセンタから、制御プロセッサ１００への入力１０２が提供されてもよい。以下に説明される別の例では、移動体通信ネットワークにより提供されるベアラの数、並びに、これらのベアラのタイプ及び／又はこれらのベアラの利用をカウントすることにより、輻輳の予測が提供される。これらは、ネットワーク上での相対的な輻輳の標識を提供するために、所定の閾値と比較される。

通信ベアラ８２を介したデータパケットの伝達が制御されるべきであると判定したＳ−ＧＷ７６の制御プロセッサ１００は、その後、接続チャネル１０４を介してベアラ８２からデータパケットを取得し、さらなる接続チャネル１０６によりデータパケットをバッファ１０８に記憶する。その後、制御プロセッサ１００は、ネットワークはもはや輻輳していないと判定するまで、データパケットをデータバッファ１０８に維持する。制御プロセッサ１００は、ネットワークはもはや輻輳していないと判定する場合に、再度、データパケットをバッファから通信ベアラ８２へ送る。

別の例では、制御プロセッサ１００は、例えば輻輳を制御するために、データパケットをバッファ１０８から破棄してもよい。例えば、制御プロセッサは、どのくらいデータストア１０８に記憶されているかを判定するために使用されるクロック１１０を含んでもよい。ある期間の後に、データパケットが破棄されてもよい。

制御プロセッサは、データパケットのタイプに依存しないアップリンク通信ベアラ８２により受信されるデータパケットを差別的にバッファリングし、又は破棄するように動作する。よって、一例では、上記データパケットが低優先度のデータパケットである場合に、通信ベアラ８２からのデータパケットは、他のベアラ１１２を介して伝達されるデータパケットに優先して記憶される。その結果、他のベアラ１１２に対して、データパケットが差別的に伝達される。したがって、例えば、移動体通信ネットワーク内で輻輳を制御することができる。

理解されるように、本技術は、インターネットプロトコル（ＩＰ）ルータがサービスパラメータの品質に基づいてＩＰパケットの伝達を区別する従来型の構成とは異なる。よって、サービングゲートウェイ７６からＰＤＮ−ＧＷ７４への伝達は、図１１において説明されるように１つ以上のルータ１２０、１２２を介し得る。よって、ルータは、ＰＤＮ−ＧＷゲートウェイ７４からＳ−ＧＷ７６へデータパケットをＩＰパケットとしてルーティングするより低いレイヤで動作する。しかしながら、ルータは、通信ベアラを介して伝達されるデータパケットのタイプの知識を有さず、これらのデータパケットの伝達を区別するためにＩＰパケットヘッダの中で提供されるサービス品質（ＱｏＳ）標識のみを使用することができる。したがって、本技術は、移動体通信ネットワークの各ベアラについて、通信ネットワークからのＩＰパケットのようなデータパケットのより高いレイヤでの伝達に取り組む。移動体通信ネットワークは、各アプリケーションプログラムについて、データパケットが低優先度データパケット及び／又はＭＴＣデータパケットであるかに関してデータパケットのタイプを識別するように構成されることが可能である。

一例では、Ｓ−ＧＷにより受信される輻輳の標識は、他の通信ノードのうちのいずれかからであってもよく、通信ベアラを形成する伝達のチェーンにおける上記ノードの後続のノードからであってもよい。例えば、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）７６は、ＰＤＮ−ＧＷ７４が輻輳しているか否かについて、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）７４に確認を要求し、ＰＤＮ−ＧＷ７４から確認を受信してもよい。輻輳していなければ、バッファ１０８からデータパケットが転送され、輻輳していれば、データパケットがバッファ１０８内に保持される。

ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅが導入され、コアネットワーク要素が再利用され、それにより、例えばＳ−ＧＷのようなデータ集約ポイント及びバックボーンの転送ネットワーク又はＳ５／Ｓ８インターフェースが過負荷／輻輳になり得る状況につながる場合に、上述したシナリオがより一層関連し得る。

図１０に示されるＳ−ＧＷの上述した例が与えられたが、ｅＮｏｄｅＢ、移動体通信装置２０若しくはＰＤＮ−ＧＷのいずれか、又は利用可能な追加の情報を有するいずれかの他のネットワークエンティティが、対応する制御装置及びデータバッファを含むことができるということが、理解されるであろう。したがって、例えば、本技術の例示的な実施形態は、以下のものを提供することができる：
−コンテキスト情報の中に記憶される追加の情報と、現在のシステムの利用若しくは輻輳の通知（例えば、ＩＰレイヤでのＥＣＮ通知）のようなネットワーク入力とを考慮する知的アルゴリズムに従ってデータをバッファリングし、若しくは破棄する１つ以上のコアネットワークエンティティ（例えば、Ｓ−ＧＷ）又は無線アクセスネットワークエンティティ；
−優先度リストが使用されて、ユーザのあるグループについてのバッファリング及び／又は破棄が開始／中止される；
−アルゴリズムが使用されて、入力データといくつかのＣＮエンティティ内に実装される処理機能とがつなげられる。

要約すると、データパケットのタイプについてデータパケットのフローを差別的に制御するための移動体通信ネットワークの動作が、図１２の中で提供される。当該動作は、以下のように要約される

Ｓ２０：移動体通信ネットワークは、従来の動作に従って基地局（ｅＮｏｄｅＢ）及びサービングゲートウェイを介して移動体通信装置からＰＤＮ−ＧＷへデータパケットを伝達するための通信ベアラを確立する。

Ｓ２２：しかしながら、移動体通信装置、基地局、サービングゲートウェイ又はＰＤＮ−ＧＷのうちの１つ以上は、ステップＳ２０で確立された移動体通信装置とＰＤＮ−ＧＷとの間の通信ベアラを介して伝達されるデータパケットのタイプの標識を提供され得る。通信ベアラにおいて伝達されるデータパケットの示されるタイプは、データパケットが低優先度ソースのものであるという標識、及び／又は、データパケットがＭＴＣアプリケーションから生成されるという標識を含み得る。

Ｓ２４：通信ネットワークは、ネットワークが輻輳しているという標識を生成し、移動体通信装置、基地局、サービングゲートウェイ又はＰＤＮ−ＧＷに、ネットワークが輻輳しているという信号を提供し得る。あるいは、これらの要素は、通信ネットワークが輻輳しているというＥＣＮ標識を介して、ＩＰレイヤから標識を受信し得る。

Ｓ２６：移動体通信装置、基地局、Ｓ−ＧＷ又はＰＤＮ−ＧＷは、その後、通信ベアラを介したデータパケットの伝達を制御し得る。その結果、通信データパケットのタイプに従って伝達が区別される。例えば、データパケットが、低優先度ソース又はＭＴＣアプリケーションからのデータパケットである場合に、例えば、基地局、移動体通信装置、Ｓ−ＧＷ又はＰＤＮ−ＧＷは、データパケットをバッファリングするが、高優先度を伴う様々な他の通信からのデータパケットをバッファリングしなくてもよい。したがって、低優先度のデータパケットは、高優先度のデータパケットに優先してバッファリングされる。低優先度を伴うデータパケットは、所定の時間の後に、又は、輻輳が所定のレベルに達した後に、破棄されてもよい。

Ｓ２８：オプションで、移動体通信装置、基地局、サービングゲートウェイ又はＰＤＮ−ＧＷのうちの１つ以上は、低優先度及び／又はＭＴＣデータパケットのためのバファにデータパケットを記憶し、その後、いずれの輻輳もないという積極的な標識がある場合に、移動体通信ネットワークの次の要素にデータパケットを転送し得る。例えば、ｅＮｏｄｅＢは、移動体通信装置から受信される、低優先度ベアラ／ＭＴＣ通信ベアラについてのデータパケットを記憶し、輻輳していないという積極的な標識をＳ−ＧＷが提供する場合に、データパケットをＳ−ＧＷへ転送し得る。

コアネットワークエンティティに記憶されるコンテキスト情報を使用した通信ネットワークの制御
上述したように、移動体通信ネットワークは、コアネットワークエンティティ、例えば、ＭＭＥ、Ｓ−ＧＷ及び／又はＰＤＮ−ＧＷに、ＭＴＣ標識又は低優先度標識を記憶し得る。
これらの標識を使用して、以下をカウントすることができる。
・ＭＴＣユーザのために確立されたベアラの数、及び／又は
・ＭＴＣのために構成されたいくつかのベアラを有する装置の数
・ＭＴＣのために独占的に使用される確立されたベアラを有する装置（純粋にＭＴＣアプリケーションのために使用される装置、いわゆるＭＴＣ装置、又はＭＴＣのために構成されたＵＥ）の数
・特定のタイプのベアラについての利用

本技術のさらなる形態によれば、図１の移動体通信ネットワークは、図１２に示され、移動体通信ネットワークにアタッチされる制御部１３０を含み得る。一例では、制御部１３０は、ＭＭＥ８にアタッチされ、又は、ＰＤＮ−ＧＷ１４又はＳ−ＧＷ６の一部を形成し得る。

動作中に、制御部１３０は、ネットワーク内の移動体通信装置により確立される通信ベアラのタイプごとのベアラの数をカウントする。よって、移動体通信装置が、通信ベアラを介して伝達されるデータパケットのタイプを示す場合に、タイプの所定セットのうちの１つであるデータパケットのこのタイプは、制御部１３０によりモニタリングされ、各タイプのデータパケットを伝達する通信ベアラの数の全カウントを生成するためにカウントされる。したがって、制御部１３０は、通信ネットワークの状態の標識を生成し、例えば、通信ネットワークが輻輳しているか、及び、ネットワークのどの部分が輻輳しているかを判定し得る。よって、制御部は、その後、輻輳のレベルに従って移動体通信ネットワークのある動作をトリガすることができる。

本技術によれば、いずれかの時点で、制御部１３０は、ネットワーク内で移動体通信装置により確立される通信ベアラのタイプごとのベアラの数をカウントし、又は、各タイプのベアラについての利用を測定する。ある時点でネットワークの所与の状態のカウント／測定を実行した後に、制御部１３０は、これらを閾値と比較し得る。これらの閾値は、ノードごとに統計的に定められることが可能であり、又は、装置及びベアラによるシステム利用とともに変えられることが可能である。閾値が決定されると、実際の測定値が閾値と比較される。そして、トリガ条件が満たされる場合に、以下の３つの例が使用されて、ネットワークが制御され得る。

１：総苦丁を実行する装置：Ｓ−ＧＷ。動作は以下のとおりである：
・Ｓ−ＧＷは、ＭＴＣトラフィックのために使用され、又はＭＴＣのために構成されるＭＴＣ装置によって使用されるベアラにより生成される負荷が、閾値を上回る／下回ることを、ＭＭＥ／ＰＤＮ−ＧＷに通知し得る。
・Ｓ−ＧＷは、ユーザのいくつかのカテゴリについてのデータを調整し始める。
○ＭＴＣのために構成されるＵＥであって、低優先度のＵＥ；
○ＭＴＣのアプリケーションを実行するＵＥであって、低優先度かもしれないし、低優先度ではないかもしれないＵＥ
○ＭＴＣアプリケーションを実行しないＵＥ
○ＭＴＣのために構成されるＵＥであって、低優先度ではないＵＥ
○アイドル状態又は接続状態にある移動体通信装置についての上記カテゴリのうちのいずれか
・測定された数字が上記閾値を上回る限り、調整が行われる。
・ＰＤＮ−ＧＷも、Ｓ−ＧＷから受信される標識に基づいてＳ−ＧＷと同様に調整を開始／中止し得る（又は、調整はＰＤＮ−ＧＷのみで行われることが可能である）。Ｓ−ＧＷが、アイドルモードの移動体通信装置のための新たなＤＬパケットのＸ％を調整するように要求された場合に、このＸという数字は、ＰＤＮ−ＧＷで以下のようにスケーリングされることが可能である：
（ＰＤＮ−ＧＷでの）Ｘ１％ ＝ Ｘ％＊（このＰ−ＧＷを使用する全てのユーザの数／アイドルモードであってこのＰ−ＧＷを使用するユーザの数）
この標識も、各ベアラタイプについて調整されるデータの％を含み得る。
・ＭＭＥは、Ｓ−ＧＷから受信される標識に基づいて、Ｓ−ＧＷが、装置のいくつかのグループについて移される（relocate）ように、又はサービングゲートウェイの選択プロセスに影響を与えるように、トリガし得る。

２：測定を実行する装置：ＰＤＮ−ＧＷ。動作は以下のとおりである：
・同様に、ＰＤＮ−ＧＷは、いくつかの条件が満たされることをＭＭＥに示し得る。これにより、ＭＭＥは、ＰＤＮ−ＧＷを移すようにトリガされるであろう。
・ＭＭＥは、ＰＤＮ−ＧＷから受信される標識に基づいて、輻輳制御メカニズムに基づくＡＰＮをトリガすることもできる。
・ＭＭＥは、標識（ベアラタイプのカウント及び／又はベアラタイプごとの利用）に基づいて、これらのデータを考慮するようにＰＤＮ−ＧＷの選択機能を変更し得る。

３：測定を実行する装置：ＭＭＥ。動作は以下のとおりである：
・装置の選択されるグループについてのサービングＭＭＥは、例えば、ＭＭＥエリアにサービスを提供するＭＭＥのプールの中の利用可能な別のＭＭＥに移され得る。
・装置のいくつかのグループは、システムからデタッチされ、又は、別のネットワークへアタッチする許可なしで、制限された時間の間デタッチされ得る。
・ユーザのいくつかのグループは、システムへアタッチし又はアクセスしようとすると、Ｘ分／時間の間同一のＰＬＭＮへの再アタッチが許可されない場合に、休眠／登録抹消プラス状態で待機させられるであろう。しかしながら、ユーザのいくつかのグループは、この待機時間の間、他のネットワークへアタッチしようとしないであろう。あるいは、装置のいくつかのグループは、システムへアクセスすることを許可されないであろう。これは、アクセスの試行時にＡＳメッセージの中でシグナリングされることが可能であり、又は、例えば報知チャネル上で、全ての他の装置のために同様にシグナリングされ得る。これにより、全ての他の装置がアクセス手続きを開始することが効果的に防がれる。
・ＭＭＥは、ユーザのいくつかのグループに、他のセル／ｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバを行わせ、又は、ＡＴ間ハンドオーバ又はシステム間ハンドオーバを開始させてもよい。

制御部１３０の動作は、図１３において要約され、以下のように表される。

Ｓ３０：移動体通信ネットワークは、基地局及びＳ−ＧＷを介して移動体通信装置からＰＤＮ−ＧＷへデータパケットを伝達するための１つ以上の通信ベアラを構成する。

Ｓ３２：移動体通信ネットワークは、通信ベアラを介して伝達されるデータパケットのタイプの標識を移動体通信装置から受信し、それに応じて通信ベアラを構成する。あるいは、通信ネットワークは、通信ネットワーク内に記憶されるアクセス標識に従って通信ベアラを構成する。当該アクセス標識は、通信ベアラを介して伝達されるデータパケットのタイプの標識を含み、通信ネットワークは、それに応じて通信ベアラを構成する。

Ｓ３４：伝達されるデータパケットのタイプの標識で通信装置により確立される通信ベアラの全てについて、移動体通信ネットワークは、各タイプの通信ベアラの数をカウントし（これは、例えば、ＭＭＥ又はＰＤＮ−ＧＷの機能として実行され得る）、又は、サービングゲートウェイ又はＰＤＮゲートウェイでベアラタイプごとの利用を測定する。

Ｓ３６：通信ネットワークは、１つ以上の所定の閾値に対して、複数の所定のタイプの各々について各タイプの通信ベアラの数を比較する。通信ネットワークは、その後、異なるタイプの各々についての通信ベアラの数及び／利用に基づいて、通信ネットワークの状態を判定することができる。例えば、通信ネットワークは、各タイプの通信ベアラの数及び／利用と、ノードのキャパシティとに基づいて、ネットワークが輻輳していると判定する。

Ｓ３８：通信ネットワークは、データパケットのタイプに従ってデータパケットの通信を制御する要素を含むコアネットワーク又は無線ネットワーク部分への輻輳標識をトリガし得る。例えば、低優先度データパケット又はＭＴＣデータパケットは、バッファリングされ得る。また、他の高優先度パケットは、低優先度パケットに優先してバッファリングされることなく伝達される。さらに、高優先度パケットを保持するために、低優先度パケットは破棄され得る。

Ｓ４０：代替手段として、通信ネットワークは、通信ベアラに、ネットワークのいくつかの部分からデータパケットを伝達することを許可し、他の部分からデータパケットを伝達することを許可しない。よって、ＭＴＣタイプ通信は、基地局及びサービングゲートウェイを介してネットワークの一部で許可されるが、別のサービングゲートウェイを介した通信は許可されない。さらに、通信ベアラの各々により伝達されるデータパケットの異なるタイプの各々の数のカウントを、移動体通信ネットワークのノードの各々について判定することができる。したがって、移動体通信ネットワーク内においてＭＴＣ通信装置の相対的な分布が提供される。

パケット標識のタイプの分配
図１５は、図１及び図１２に示される移動体通信ネットワークの一部の概略的なブロック図を提供する。当該一部は、通信ベアラを確立するように構成される要素を含み、これらのベアラについてのコンテキスト情報を含み得る。図１５に示されるように、ポリシー制御実行機能（Policy Control Enforcement Function：ＰＣＥＦ）２００は、ポリシー課金ルール機能（Policy Charging and Rules Function：ＰＣＲＦ）２０２に接続されるＰＤＮ−ＧＷ１４の一部を形成し得る。ポリシー課金ルール機能２０２は、ホーム加入者サーバ（Home Subscriber Server：ＨＳＳ）及びアプリケーション機能（Application Function：ＡＦ）２０４に接続される。動作中に、アプリケーション機能２０４は、セッション開始プロトコル（Session Initiation Protocol：ＳＩＰ）メッセージ交換を使用して通信ベアラについてのＭＴＣタイプ及びアプリケーションタイプの標識を受信するように構成される。その後、上記標識は、ＰＣＲＦ２０２を介してＰＤＮ−ＧＷの中のＰＣＥＦ２００へ伝えられる。その後、上記標識が使用されて、通信ベアラのタイプが、サービングゲートウェイ又はｅＮｏｄｅＢ等の他のネットワーク要素へ伝達されることが可能である。

本発明の様々な形態及び特徴は、添付の特許請求の範囲において定められる。本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に様々な変更が行われ得る。例えば、本発明の実施形態は、他のタイプの移動体通信ネットワークで応用され、ＬＴＥに限定されない。

Claims (25)

1. 移動体通信装置へのデータ及び／又は移動体通信装置からのデータを伝達するための移動体通信ネットワークであって、
   複数の基盤機器を含むコアネットワーク部分と、
   前記移動体通信装置へのデータ又は前記移動体通信装置からのデータを伝達するための無線アクセスインターフェースを提供される複数の基地局を含む無線ネットワーク部分と、
   を含み、
   前記移動体通信ネットワークは、通信セッションをサポートするための通信ベアラ介して伝達されるデータパケットの相対的なタイプに従って要求に応じて前記移動体通信装置に通信ベアラを提供するように構成され、
   前記データパケットの前記タイプの標識は、前記通信ベアラを構成するために使用され、
   前記移動体通信ネットワークは、
   動作中に、前記移動体通信ネットワーク内で前記移動体通信装置に提供される複数の所定のタイプについて、前記通信ベアラのタイプごとのベアラの数を判定し、前記複数の所定のタイプの各々についての、前記通信ベアラのタイプごとの前記数に従って、前記移動体通信ネットワークの状態を判定する、ように構成される制御部
   を含む、移動体通信ネットワーク。
2. 前記移動体通信ネットワークは、動作中に、前記移動体通信ネットワークの判定された前記状態に従って、前記通信ベアラを介した前記データパケットの伝達を制御するように、構成される、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
3. 前記制御部は、異なるタイプのうちの１つ以上のタイプの前記通信ベアラの数が、対応する閾値を超える場合に、前記移動体通信ネットワークが輻輳していると判定する、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
4. データベアラの前記タイプの前記標識は、前記移動体通信装置のうちの１つ以上からの要求であって、通信ベアラを確立し、構成し、又は変更するための前記要求とともに、伝達される、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
5. 前記データパケットの前記タイプの前記標識は、アクセスストラタムメッセージ、非アクセスストラタムメッセージ又はベアラ構成メッセージとして伝達される、請求項４に記載の移動体通信ネットワーク。
6. 前記通信ベアラを介して伝達される前記データパケットの前記タイプの前記標識は、前記データパケットがマシンタイプ通信のためのものであるという標識を含む、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
7. 前記通信ベアラを介して伝達される前記データパケットの前記タイプの前記標識は、前記移動体通信ネットワークの他の通信ベアラを介したデータパケットの伝達に対する前記データパケットの相対的な優先度の標識を含む、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
8. 前記相対的な優先度は、ＡＲＰ（Allocated Retention Priority）値及び／又は低優先度標識のうちの１つ以上を含む、請求項７に記載の移動体通信ネットワーク。
9. 前記データパケットの前記タイプにより示される相対的な優先度に従った、前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記伝達の制御は、
   より高い優先度でより早い時間に他の通信ベアラからデータパケットを伝達することに優先して、より後の時間での前記通信ベアラを介した前記データパケットの伝達のために前記データパケットをバッファに記憶すること
   を含む、請求項２に記載の移動体通信ネットワーク。
10. 前記データパケットの前記伝達の前記制御は、他の通信ベアラからデータパケットを伝達することに優先して、前記バッファから前記データパケットを破棄することを含む、請求項９に記載の移動体通信ネットワーク。
11. 前記データパケットの前記タイプにより示される相対的な優先度に従った、前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記伝達の制御は、前記移動体通信ネットワークにより伝達されるデータパケットの輻輳の標識に応じる、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
12. 伝達される前記データパケットの前記タイプは、マシンタイプ通信標識、低優先度標識、通常ユーザ標識、又は高優先度標識のうちの１つ以上である、請求項１に記載の移動体通信ネットワーク。
13. 移動体通信装置へのデータ及び／又は移動体通信装置からのデータを伝達するための移動体通信ネットワークであって、
    前記移動体通信ネットワークは、通信セッションをサポートするための通信ベアラ介して伝達されるデータパケットの相対的なタイプに従って要求に応じて前記移動体通信装置に通信ベアラを提供するように構成され、
    前記データパケットの前記タイプの標識は、前記通信ベアラを構成するために使用され、
    前記移動体通信ネットワークは、
    動作中に、前記移動体通信ネットワーク内で前記移動体通信装置に提供される複数の所定のタイプについて、前記通信ベアラのタイプごとのベアラの数を判定し、１つ以上の対応する所定の閾値に対して、前記複数の所定のタイプの各々についての、前記通信ベアラのタイプごとの前記数を比較することにより、前記移動体通信ネットワークの状態を判定する、ように構成される制御部
    を含む、移動体通信ネットワーク。
14. 移動体通信装置へのデータ及び／又は移動体通信装置からのデータを伝達するための移動体通信ネットワークを動作させる方法であって、前記移動体通信ネットワークは、複数の基盤機器を含むコアネットワーク部分と、前記移動体通信装置へのデータ又は前記移動体通信装置からのデータを伝達するための無線アクセスインターフェースを提供される複数の基地局を含む無線ネットワーク部分とを含み、前記方法は、
    通信セッションをサポートするための通信ベアラ介して伝達されるデータパケットの相対的なタイプに従って要求に応じて前記移動体通信装置に通信ベアラを提供すること
    を含み、
    前記データパケットの前記タイプの標識は、前記通信ベアラを構成するために使用され、
    前記方法は、
    前記移動体通信ネットワーク内で前記移動体通信装置に提供される複数の所定のタイプについて、前記通信ベアラのタイプごとのベアラの数を判定することと、
    前記複数の所定のタイプの各々についての、前記通信ベアラのタイプごとの前記数に従って、前記移動体通信ネットワークの状態を判定することと、
    を含む、方法。
15. 前記移動体通信ネットワークの判定された前記状態に従って前記通信ベアラを介した前記データパケットの伝達を制御することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 移動体通信ネットワークの前記状態を判定することは、異なるタイプのうちの１つ以上のタイプの前記通信ベアラの数が、対応する閾値を超える場合に、前記移動体通信ネットワークが輻輳していると判定すること、を含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記方法は、前記移動体通信装置の前記通信セッションをサポートするための前記通信ベアラを介した伝達のためにデータパケットの相対的なタイプの前記標識を受信することを含み、
    前記データパケットの前記タイプの前記標識は、前記通信ベアラを構成する際に通信ベアラを確立し、構成し、又は変更するために使用されるものである、
    請求項１４に記載の方法。
18. データパケットの前記タイプの前記標識を受信することは、データパケットの前記タイプの前記標識をアクセスストラタムメッセージ、非アクセスストラタムメッセージ又はベアラ構成メッセージとして受信することを含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記通信ベアラを介して伝達される前記データパケットの前記タイプの前記標識は、前記データパケットがマシンタイプ通信のためのものであるという標識を含む、請求項１４に記載の方法。
20. 前記通信ベアラを介して伝達される前記データパケットの前記タイプの前記標識は、前記移動体通信ネットワークの他の通信ベアラを介したデータパケットの伝達に対する前記データパケットの相対的な優先度の標識を含む、請求項１４に記載の方法。
21. 前記相対的な優先度は、ＡＲＰ（Allocated Retention Priority）値及び／又は低優先度標識のうちの１つ以上を含む、請求項２０に記載の方法。
22. データパケットの前記タイプに従って前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記伝達を制御することは、
    より高い優先度でより早い時間に他の通信ベアラからデータパケットを伝達することに優先して、より後の時間での前記通信ベアラを介した前記データパケットの伝達のために前記データパケットをバッファに記憶すること
    を含む、請求項１５に記載の方法。
23. データパケットの前記タイプに従って前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記伝達を制御することは、他の通信ベアラからデータパケットを伝達することに優先して、前記バッファから前記データパケットを破棄することを含む、請求項２２に記載の方法。
24. データパケットの前記タイプに従って前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記伝達を制御することは、前記移動体通信ネットワークにより伝達される、データパケットの輻輳の標識を受信することを含む、請求項１５に記載の方法。
25. 伝達される前記データパケットの前記タイプは、マシンタイプ通信標識、低優先度標識、通常ユーザ標識、又は高優先度標識のうちの１つ以上である、請求項１４に記載の方法。
    

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