JP6055218B2

JP6055218B2 - 移動通信システム、ネットワーク装置、移動局及び移動通信方法

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Publication number: JP6055218B2
Application number: JP2012160685A
Authority: JP
Inventors: 威津馬田中; 慎一磯部; 敬輿水
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: EP2876938A1; JP2014022986A; US9681281B2; US20150181403A1; WO2014014056A1; EP2876938A4

Description

本発明は、緊急災害の発生時などに、所定の通信を規制することができる移動通信システム、ネットワーク装置、移動局及び移動通信方法に関する。

近年、移動通信システムでは、従来の携帯電話端末（移動局）を代替するスマートフォンの台頭が著しい。スマートフォンとは、移動通信ネットワーク上で利用できるデバイスであって、従来の携帯電話端末で提供されていた機能（電話、ショートメッセージサービス及びカメラなど）に加えて、インターネットへの接続性を有し、ユーザが任意に無数のアプリケーションをダウンロードして利用できるものと解釈されている。

このようなスマートフォンにインストールされたアプリケーションは、移動通信システムを構成するコアネットワークと適宜データを送受信するため、昨今、このようなアプリケーションによって移動通信システムにおけるトラフィックが増大し、輻輳を引き起こす問題が指摘されている。

このような輻輳をネットワーク（通信事業者）主導で回避する技術として、「アクセス規制」が知られている。例えば、3rd Generation Partnership Project（3GPP）において規定されている3Gでは、特定の通信に限定することなく全ての種類の通信を規制するAccess Class Barringと、特定の通信ドメイン（例えば、回線交換ドメイン）を経由した通信を規制するDomain Specific Access Control（DSAC）とが規定されている（例えば、非特許文献１参照）。また、Long Term Evolution（LTE）では、Access Class Barringと、特定のサービス（例えば、音声通話やＴＶ電話）を規制するService Specific Access Control（SSAC）とが規定されている。

3GPP TS22.011 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Service accessibility (Release 11) Subclause 4：Access control、3GPP、2011年12月

上述したように、スマートフォンは、ユーザが任意かつ無数のアプリをダウンロードできる。各アプリケーションが個別に通信を行うため、無線区間及びコアネットワークでの通信が増加し、またネットワーク主導で当該通信を制御することができない。このため、アプリケーションごとの規制が必要となる。しかしながら、上述した従来のアクセス規制（Access Class Barring, DSAC, SSAC）は、ネットワーク主導で特定のアプリケーションのみの通信を規制或いは許可することができない問題がある。このような問題は、従来のアクセス規制に関する制御が下位レイヤ（RRCレイヤ）において実行されており、同レイヤでは、アプリケーションの種別を判定することは技術的及び設計思想的に難しいことに主に起因する。

このため、例えば、緊急災害（地震など）の発生時に用いられる安否確認用の伝言板や音声メッセージの伝言サービスのアプリケーションを許可し、他のアプリケーションを規制するといった運用を実現することができない。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スマートフォンなどの移動局にインストールされているアプリケーションのうち、緊急災害の発生時などに、通信を規制または許可するアプリケーションをネットワーク主導で制御できる移動通信システム、ネットワーク装置、移動局及び移動通信方法の提供を目的とする。

本発明の第１の特徴は、無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局と、前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置とを含む移動通信システムであって、前記ネットワーク装置は、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を前記移動局に送信する規制指示送信部を備え、前記移動局は、前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報を保持するアプリケーション制御情報保持部と、前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から前記通信規制指示を受信する規制指示受信部と、前記規制指示受信部が受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知する規制指示通知部とを備えることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、無線基地局を介して、複数のアプリケーションがインストールされた移動局による通信を制御するネットワーク装置であって、前記移動局は、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止するように構成されており、前記通信規制指示を前記移動局に送信する規制指示送信部を備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局であって、前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報を保持するアプリケーション制御情報保持部と、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を、前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から受信する規制指示受信部と、前記規制指示受信部が受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知する規制指示通知部とを備えることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局と、前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置とを用いた移動通信方法であって、前記ネットワーク装置が、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を前記移動局に送信するステップと、前記移動局が、前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から前記通信規制指示を受信するステップと、前記移動局が、受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知するステップとを有することを要旨とする。

本発明の特徴によれば、スマートフォンなどの移動局にインストールされているアプリケーションのうち、緊急災害の発生時などに、通信を規制または許可するアプリケーションをネットワーク主導で制御できる移動通信システム、ネットワーク装置、移動局及び移動通信方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る移動通信システム1の全体概略構成図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション管理サーバ10の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係るRNC40の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係るSGSN50及びSGW100の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係るUE20Aの機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報の取得動作例１に係る通信シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報の取得動作例２に係る通信シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報の取得動作例３に係る通信シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報の取得動作例４に係る通信シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報の取得動作例５に係る通信シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係る通信規制が実行される場合における全体通信シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係るUE20Aが通信規制指示に基づいて通信規制を開始する動作フローを示す図である。本発明の実施形態に係るUE20Aが通信規制の対象となっているアプリケーションの通信を規制する動作フローを示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例１を示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例２を示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例３を示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例４を示す図である。本発明の実施形態に係るアプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例５を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）移動通信システムの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る移動通信システム1の全体概略構成図である。図１に示すように、移動通信システム1は、移動局20A, 20B（以下、UE20A, 20B）、無線基地局30（以下、NB30）、無線基地局70（以下、eNB70）、及びNB30或いはeNB70と接続されるネットワーク装置を含む。移動通信システム1は、複数の無線アクセスネットワーク、具体的には、3GPPにおいて規定される3G（W-CDMA）及びLong Term Evolution（LTE）を含む。NB30は3Gに従った無線基地局であり、eNB70はLTEに従った無線基地局である。UE20A, 20Bは、3G及びLTEに対応しており、NB30及びeNB70と無線通信を実行することができる。なお、3G及びLTEに加えて、2G（GSM（登録商標）など）が含まれても構わない。

図１に示すように、移動通信システム1に含まれる3G側のネットワーク装置には、NB30を介してUE20A, 20Bを制御するRadio Network Controller 40（以下、RNC40）、パケットアクセスの制御ノードであるServing GPRS Support Node 50（以下、SGSN50）、パケットアクセスのゲートウェイノードであるGateway GPRS Support Node 60（以下、GGSN60）が挙げられる。また、移動通信システム1に含まれるLTE側のネットワーク装置には、UE20A, 20Bのモビリティ制御やベアラ制御を実行するMobility Management Entity 80（以下、MME80）、加入者情報を管理するHome Subscriber Server 90（以下、HSS90）、LTEのアクセスシステムを収容する在圏パケット交換機であるServing Gateway 100（以下、SGW100）、IPアドレスの割当てやSGWへのパケット転送などを行うパケット交換機であるPacket Data Network Gateway 100（以下、PGW110）が挙げられる。なお、移動通信システム1を構成するネットワーク装置は、図１に示す装置に限定されないに留意すべきである。また、これらのネットワーク装置は、無線基地局（NB30, eNB70）を介してUE20A, 20Bによる通信を制御し、これらのネットワーク装置によって、移動通信システム1におけるコアネットワークが構成される。

移動通信システム1は、上述したネットワーク装置を介してIPネットワーク5に接続されている。IPネットワーク5は、インターネットプロトコルをベースとした通信ネットワークであり、インターネットや、インターネットに接続しないLocal Area Networkなどが含まれる。IPネットワーク5には、アプリケーション管理サーバ10が接続される。アプリケーション管理サーバ10は、所定の条件を満たす場合（例えば、地震などの緊急災害発生時）、当該アプリケーションによる通信を規制（または許可）するか否かを示す情報などを管理する。アプリケーション管理サーバ10はUE20A, 20Bにインストールされているアプリケーションの情報を管理してもよい。

（２）移動通信システムの機能ブロック構成
次に、移動通信システム1の機能ブロック構成について説明する。具体的には、アプリケーション管理サーバ10、RNC40、SGSN50・SGW100及びUE20A（20B）の機能ブロック構成について説明する。

（２．１）アプリケーション管理サーバ10
図２は、アプリケーション管理サーバ10の機能ブロック構成図である。図２に示すように、アプリケーション管理サーバ10は、アプリケーション制御情報保持部11及びアプリケーション制御情報送信部13を備える。

アプリケーション制御情報保持部11は、UE20A, 20Bにインストール可能な複数のアプリケーションのうち、当該アプリケーションによる通信を規制するアプリケーションを含むアプリケーション制御情報を保持する。具体的には、アプリケーション制御情報保持部11は、規制対象のアプリケーションの識別情報（例えば、名称や識別子）を含むアプリケーション制御情報を保持する。アプリケーション制御情報は、通常、移動通信システム1を提供する通信事業者によって設定される。なお、アプリケーション制御情報は、通信事業者により、任意のタイミングで追加・削除・修正可能とすることもできる。

また、アプリケーション制御情報には、通信を規制する場合に適用されるアプリケーションの規制率をさらに含んでもよい。例えば、規制率が20%であれば、当該アプリケーションによる通信は、通信要求５回に対して１回の割合で規制される。アプリケーションの規制率は、静的に変更不可とすることも可能であり、動的に任意のタイミングで変更することも可能とする。なお、アプリケーション制御情報は、通信を規制するアプリケーションに代えて、通信を許可するアプリケーションによって構成されても構わない。或いは、アプリケーション制御情報は、通信を規制するアプリケーションと、通信を規制するアプリケーションとが混在してもよい。この場合、アプリケーション制御情報には、通信の規制または許可を示す情報が含まれる。なお、アプリケーション制御情報の構成例については、後述する。

アプリケーション制御情報送信部13は、アプリケーション制御情報保持部11によって保持されているアプリケーション制御情報を、IPネットワーク5を介してUE20A, 20Bに送信する。アプリケーション制御情報送信部13は、移動通信システム1を構成するコアネットワーク及び無線アクセスネットワーク（3GまたはLTE）を介してアプリケーション制御情報をUE20A, 20Bに送信してもよいし、無線LANなどを介してアプリケーション制御情報をUE20A, 20Bに送信してもよい。また、アプリケーション制御情報送信部13は、アプリケーション制御情報を所定間隔（例えば、１週間）毎に送信してもよいし、UE20A, 20Bからの要求に応じてアプリケーション制御情報を送信してもよい。さらに、アプリケーション制御情報が変更されたタイミング（規制率の変更など）で送信しても良い。

（２．２）RNC40
図３は、RNC40の機能ブロック構成図である。図３（ａ）に示すように、RNC40は、アプリケーション制御情報送信部41、輻輳状態検出部43及び規制指示送信部45を備える。別の形態として、図３（ｂ）に示すように輻輳状態検出部43及び規制指示送信部45のみを備えてもよい。

アプリケーション制御情報送信部41は、アプリケーション制御情報をUE20A, 20Bに送信する。具体的には、アプリケーション制御情報送信部41は、上述したアプリケーション管理サーバ10が保持するアプリケーション制御情報と同様のアプリケーション制御情報を保持する。また、アプリケーション制御情報送信部41は、アプリケーション管理サーバ10から送信されたアプリケーション制御情報を保持し、保持したアプリケーション制御情報をUE20A, 20Bに送信してもよいし、RNC40に直接アップロードされたアプリケーション制御情報をUE20A, 20Bに送信してもよい。

輻輳状態検出部43は、移動通信システム1の輻輳状態を検出する。輻輳状態検出部43は、移動通信システム1内におけるトラフィック量に基づいて、RNC40単独で移動通信システム1の輻輳状態を検出してもよいし、他の装置、例えば、運用保守システム（OPS）やSGSN50から通知される情報に基づいて、移動通信システム1の輻輳状態を検出してもよい。

規制指示送信部45は、UE20A, 20Bに対して通信規制指示を送信する。具体的には、規制指示送信部45は、輻輳状態検出部43によって移動通信システム1の輻輳状態が検出された場合、UE20A, 20Bに対して通信規制指示を送信する。通信規制指示は、UE20A, 20Bにインストール可能な複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための情報を含む。具体的には、後述するように、通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含んでもよいし、規制発動を示す情報のみ含んでいてもよい。また、通信規制指示には、規制対象のアプリケーションの規制率を含んでもよいし、全アプリケーションに適用される一律の規制率を含んでもよい。

（２．３）SGSN50・SGW100
図４（ａ）は、SGSN50の機能ブロック構成図である。図４（ｂ）は、SGW100の機能ブロック構成図である。図４（ａ）に示すように、SGSN50は、輻輳状態検出部51及び
規制指示送信部53を備える。また、図４（ｂ）に示すように、SGW100は、輻輳状態検出部101及び規制指示送信部103を備える。

SGSN50の輻輳状態検出部51と、SGW100の輻輳状態検出部101とは、上述したRNC40の輻輳状態検出部43と概ね同様の機能を有する。また、SGSN50の規制指示送信部53と、SGW100の規制指示送信部103とは、RNC40の規制指示送信部45と概ね同様の機能を有する。すなわち、通信規制指示のUE20A, 20Bへの送信は、RNC40、SGSN50またはSGW100の少なくとも何れかによって実行することができる。

（２．４）UE20A（20B）
図５は、UE20Aの機能ブロック構成図である。なお、UE20BもUE20Aと同様の機能ブロック構成を有する。図５に示すように、UE20Aは、アプリケーション21、アプリケーション制御情報取得部22、アプリケーション制御情報保持部23、規制指示受信部24、規制指示通知部25、規制実行部26及び通信実行部27を備える。

UE20Aは、いわゆるスマートフォンであり、UE20Aのユーザが任意に多数のアプリケーション21をダウンロードして利用できる。アプリケーション21には、例えば、音声通信系（音声通話、ビデオ通話など）、エンターテイメント系（ゲーム、動画配信など）、及びデータ通信系（メール、ショートメッセージサービス（SMS）など）、ユーザが所定のサイトからダウンロード可能であり、UE20Aのプラットフォーム上で動作可能な全てのアプリケーションが含まれる。

アプリケーション制御情報取得部22は、アプリケーション制御情報を取得する。具体的には、アプリケーション制御情報取得部22は、アプリケーション管理サーバ10から送信されたアプリケーション制御情報を、無線アクセスネットワーク（無線基地局）
または無線LANなどの他のネットワークを介して取得する。或いは、アプリケーション制御情報取得部22は、UE20Aに備えられているUSBなどの通信インタフェースを介してアプリケーション制御情報を取得することもできる。

アプリケーション制御情報保持部23は、アプリケーション制御情報取得部22によって取得されたアプリケーション制御情報を保持する。或いは、アプリケーション制御情報保持部23は、UE20Aの製造時や販売時に外部から書き込まれたアプリケーション制御情報を保持してもよい。

規制指示受信部24は、無線基地局を介してネットワーク装置から通信規制指示を受信する。具体的には、規制指示受信部24は、NB30またはeNB70を介して、RNC40、SGSN50またはSGW100の何れかのネットワーク装置から通信規制指示を受信する。上述したように、通信規制指示には、通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報が含まれる。通信規制指示は、Non-Access Stratum（NAS）プロトコルにおけるメッセージや、IPレイヤのメッセージとして送信されてもよいし、Access Stratum（AS）プロトコルにおけるメッセージとして送信されてもよい。

また、規制指示受信部24は、他の既存の通信規制（Access Class Barring、DSAC及びSSAC）に関する指示を受信することもできる。

規制指示通知部25は、規制指示受信部24が受信した通信規制指示に基づいて、アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに通信規制指示を受信したことを通知する。具体的には、規制指示通知部25は、UE20Aにインストールされているアプリケーションと通信を実行するオペレーティングシステム（カーネルなど）に通信規制指示を受信したことを通知する。なお、オペレーティングシステムは、UE20Aの基本的な動作を制御するものであり、例えば、AndroidやiOSが挙げられる。

また、規制指示通知部25は、他の移動局との関係におけるUE20Aの優先度を上位レイヤに通知することもできる。具体的には、規制指示通知部25は、3GPP（例えば、TS22.011）において規定されるUE20Aのアクセスクラス（優先・一般レベル）を、通信規制指示を受信したこととともに上位レイヤに通知する。

規制実行部26は、規制指示通知部25から通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及びアプリケーション制御情報取得部22によって取得されたアプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制されたアプリケーションによる通信を抑止する。なお、「当該アプリケーションによる通信を抑止する」とは、通信規制の発動後に要求された通信を規制することを意味し、通信規制の発動時に実行中の通信は必ずしも中止しなくても構わない。

規制実行部26は、上位レイヤ、具体的にはアプリケーション21とオペレーティングシステムとの間の位置し、アプリケーション制御情報によって通信が許可されたアプリケーション21のみ、通信を許可し、他のアプリケーション21による通信を規制する（抑止する）。すなわち、規制実行部26は、許可されたアプリケーション21の通信のみを許容するファイヤフォールと同様な機能を提供する。

規制実行部26は、アプリケーションとしてUE20Aにインストールされたものでもよく、この場合、アプリケーション制御情報は、アプリケーション21のダウンロードまたはアップデートのタイミングにおいて取得または更新されるようにしてもよい。或いは、規制実行部26は、オペレーティングシステム（OS）の一部として実装されてもよく、この場合、アプリケーション制御情報は、OSのアップデートのタイミングにおいて取得または更新されるようにしてもよい。

また、規制実行部26は、無線通信を実行する通信実行部27が無線レイヤ（例えば、RRCレイヤ）における通信路を保持していないアイドル状態か否かを判定し、アイドル状態の場合、通信を規制されたアプリケーションによる通信を抑止することもできる。さらに、規制実行部26は、所定の条件を満たす場合、通信実行部27が通信路を保持しているアクティブ状態の場合でも、通信を規制されたアプリケーションによる通信を抑止することもできる。なお、所定の条件とは、移動通信システム1の輻輳状態が特に高くなった場合などが考えられる。

（３）移動通信システムの動作
次に、上述した移動通信システム1の動作について説明する。具体的には、アプリケーション制御情報の取得動作、及び通信規制の実行動作について説明する。また、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の例についても説明する。

（３．１）アプリケーション制御情報の取得
図６〜図１０は、アプリケーション制御情報の取得動作例１〜５に係る通信シーケンスを示す。

（３．１．１）動作例１
動作例１では、UE20Aがユーザプレーン（U-Plane）を用いてアプリケーション制御情報を取得する。図６に示すように、UE20Aは、U-Plane上における遠隔書込要求に含まれるアプリケーション制御情報を、アプリケーション管理サーバ10から受信する（S10）。UE20Aは、受信したアプリケーション制御情報を保持（記憶）する。

具体的には、IP Connectivity（U-Plane/Bearer）を利用し、UE20Aが無線アクセスネットワークにアタッチしている状態において、アプリケーション管理サーバ10がアプリケーション制御情報を遠隔で書き込む。このような遠隔でのアプリケーション制御情報の書込には、OMA DM、OMA PUSH、SMS PUSH、IP Push、OTA、XCAP、またはHTTPなどを用い得る。また、データ形式はXMLやHTMLなどを用いることができるが、平文であってもよい。

（３．１．２）動作例２
動作例２では、UE20AがIPの制御情報を用いてアプリケーション制御情報を取得する。図７に示すように、UE20Aは、GGSN60とデータ発信手順を実行する（S110）。データ発信手順としては、IP address config.を利用したRouter Advertisement、DHCP、ICMPなどのIPの制御情報が挙げられ、UE20AへのIPアドレスの割当などが実行される。このようなIPの制御情報は、UE20Aが在圏する無線アクセスネットワークが制御し、ユーザ（UE）個別の設定を可能とする。

GGSN60は、UE20Aのデータ発信をアプリケーション管理サーバ10に通知する（S120）。アプリケーション管理サーバ10は、当該通知に基づいて、アプリケーション制御情報を遠隔で書き込む（S130, S140）。すなわち、UE20Aが無線アクセスネットワークにアタッチした際に、GGSN60（或いはSGW100でもよい）からUE20Aにアプリケーション制御情報を含むIPレイヤの信号が送信される。

なお、動作例１及び動作例２では、通信事業者間のRoaming agreementを考慮して、アプリケーション制御情報の内容を、ローミング先に応じて変更するようにしてもよい。また、アプリケーション管理サーバ10の機能は、GGSN60に備えられていてもよい。

（３．１．３）動作例３
動作例３では、UE20Aが報知情報に含まれるアプリケーション制御情報を取得する。図８（ａ）に示すように、UE20A（20B）は、アプリケーション制御情報を含む報知情報をRNC40から受信する（S210）。報知情報としては、ブロードキャストチャネル（BCCH）やCBS（Cell Broadcast Service）の利用が挙げられる。CBSの場合、図８（ｂ）に示すように、アプリケーション管理サーバ10、具体的には、アプリケーション管理サーバ10を含むCBC（Cell Broadcast Center）から送信されるBroadcast要求にアプリケーション制御情報を含め、RNC40がアプリケーション制御情報を含むCell Broadcastを送信する。

報知情報は、複数の移動局に向けて送信されるため、上述したIPの制御情報（動作例２）と異なり、ユーザ（UE）個別の設定はできない。なお、報知情報に含まれるアプリケーション制御情報は、エリアによって変更してもよいし、無線アクセスネットワーク内で同一としてもよい。

（３．１．４）動作例４
動作例４では、UE20Aが制御プレーン（C-Plane）を用いてアプリケーション制御情報を取得する。具体的には、UE20Aが実行する位置登録が用いられる。図９に示すように、UE20Aは、ベアラ設定要求をGGSN60に送信する（S410）。GGSN60は、UE20Aのベアラ設定要求をアプリケーション管理サーバ10に通知する（S420）。アプリケーション管理サーバ10は、当該通知に基づいて、アプリケーション制御情報を遠隔で書き込む（S430）。遠隔書込要求を受信したGGSN60は、アプリケーション制御情報を含むベアラ設定応答をUE20Aに送信する（S440）。

本動作例では、発信系NAS信号またはPCO（Protocol Configuration Option）を用いることができ、UE20Aが在圏する無線アクセスネットワーク及びUE20Aのホームネットワークが制御し、ユーザ（UE）個別の設定を可能とする。

（３．１．５）動作例５
動作例５では、動作例４と同様に、UE20AがC-Plane（位置登録）を用いてアプリケーション制御情報を取得する。具体的には、図１０に示すように、UE20Aは、位置登録要求をSGSN50に送信する（S510）。SGSN50は、UE20Aから受信した位置登録要求に基づいてHSS90と位置登録処理を実行する（S520）。HSS90は、UE20Aの位置登録要求をアプリケーション管理サーバ10に通知する（S530）。アプリケーション管理サーバ10は、当該通知に基づいて、アプリケーション制御情報を遠隔で書き込む（S540）。遠隔書込要求を受信したHSS90は、アプリケーション制御情報を含む加入者情報をSGSN50にダウンロードさせる（S550）。SGSN50は、ダウンロードしたUE20Aの加入者情報に基づいて、アプリケーション制御情報を含む位置登録応答をUE20Aに送信する（S560）。

本動作例では、NAS（MM/GMM/EMM位置登録）信号を用いることができ、UE20Aが在圏する無線アクセスネットワーク及びUE20Aのホームネットワークが制御し、ユーザ（UE）個別の設定を可能とする。また、アプリケーション制御情報は、HSS90が加入者契約情報の一部として保持してもよい。また、アプリケーション管理サーバ10は、HSS90ではなくSGSN50に対して遠隔書込要求を送信するようにしてもよい。

（３．１．６）その他
UE20Aがアプリケーション制御情報を保持する方法としては、上述した動作例１〜５以外にも、以下のような方法であってもよい。例えば、UE20AのSubscriber Identity Module（SIM）やUE20Aの不揮発性メモリに予めアプリケーション制御情報を書き込んでおくことでもよい。また、UE20Aのユーザが通信の規制（または許可）の対象となるアプリケーションを選択できるようにしてもよい。この場合、移動通信システム1における輻輳を回避する観点からは、例えば、通信を許可するアプリケーション数の上限値（例えば１つ）を設けることが好ましい。また、ユーザは、通信事業者が提供するウェブサイトなどを通じて当該アプリケーションを指定できるようにしてもよい。

（３．２）通信規制の実行
図１１（ａ）及び（ｂ）は、通信規制が実行される場合における全体通信シーケンスを示す。また、図１２及び図１３は、通信規制が実行された場合におけるUE20Aの動作フローを示す。

（３．２．１）全体通信シーケンス
図１１（ａ）に示すように、移動通信システム1の輻輳などによって通信規制が必要と判断されると、RNC40は、通信規制指示を含む報知情報をUE20A, 20Bに送信する（S610）。報知情報としては、RRCレイヤのメッセージを利用できる。

また、図１１（ｂ）に示すように、SGSN50またはSGW100が当該報知情報を送信してもよい（S710）。この場合、報知情報としては、IPレイヤのメッセージを利用できる。

（３．２．２）UE20Aの動作フロー
図１２は、UE20Aが通信規制指示に基づいて通信規制を開始する動作フローを示す。また、図１３は、UE20Aが通信規制の対象となっているアプリケーションの通信を規制する動作フローを示す。

図１２に示すように、UE20Aは、RNC40（またはSGSN50／SGW100）から通信規制指示を受信する（S810）。UE20Aは、通信規制指示を受信すると、上位レイヤに通信規制指示を受信したことを通知する（S820）。

上位レイヤは、当該通知に基づいて、対象となっているアプリケーションの通信規制を開始する（S830）。

次いで、図１３に示すように、上位レイヤ（規制実行部26、図５参照）が、UE20Aにインストールされている複数のアプリケーション21のうちの何れかのアプリケーション21からの通信要求を受信（S910）すると、保持しているアプリケーション制御情報を参照する（S920）。

上位レイヤは、通信要求を送信したアプリケーション21が通信規制の対象か否かを判定する（S930）。通信規制の対象の場合、当該アプリケーション21からの通信要求を却下する（S940）。一方、通信規制の対象でない場合、当該アプリケーション21からの通信要求を下位レイヤ、具体的にはIPレイヤ及び無線通信レイヤ（RRCレイヤなど）に送信する（S950）。

下位レイヤは、当該通信要求に基づくデータを接続先の無線基地局（NB30またはeNB70）に向けて送信する（S960）。

（３．３）アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例
次に、図１４〜図１８を参照して、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例について説明する。

（３．３．１）構成例１
図１４（ａ）及び（ｂ）は、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例１を示す。具体的には、図１４（ａ）はアプリケーション制御情報の構成例１を示し、図１４（ｂ）は通信規制指示の構成例１を示す。

図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本構成例に係るアプリケーション制御情報は、アプリケーションの識別情報（アプリケーションA〜F）と、通信規制の対象か否かを示す情報とによって構成される。また、本構成例に係る通信規制指示は、アプリケーションの識別情報と、アプリケーションの規制率とによって構成される。

例えば、10%規制であれば、通信要求10回に1回の割合で通信が規制されることを意味する。なお、当該規制率は、図１４（ｂ）に示すように、アプリケーション毎に規定されてもよいし、複数のアプリケーションに共通としてもよい。また、上述したように、UE20Aは、このような通信規制指示とともに、当該通信要求の優先度を示す情報を上位レイヤに通知してもよい。具体的には、アクセスクラス（優先レベル）でもよいし、緊急呼、一般ユーザまたは優先ユーザの何れかを識別できる情報でもよい。

（３．３．２）構成例２
図１５（ａ）及び（ｂ）は、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例２を示す。具体的には、図１５（ａ）はアプリケーション制御情報の構成例２を示し、図１５（ｂ）は通信規制指示の構成例２を示す。

図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本構成例に係るアプリケーション制御情報は、規制対象外のアプリケーションの識別情報と、当該アプリケーションが規制対象外であることを示す情報とによって構成される。また、本構成例に係る通信規制指示は、規制対象外のアプリケーションを除外する情報と、アプリケーションの規制率とによって構成される。

このような通信規制指示によれば、アプリケーションG, H以外のアプリケーションによる通信が80%規制される。また、このような構成は、規制対象のアプリケーション数が多い場合に有用であり、アプリケーション制御情報及び通信規制指示のデータサイズを小さくすることができる。

（３．３．３）構成例３
図１６（ａ）及び（ｂ）は、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例３を示す。具体的には、図１６（ａ）はアプリケーション制御情報の構成例３を示し、図１６（ｂ）は通信規制指示の構成例３を示す。

図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本構成例に係るアプリケーション制御情報は、アプリケーションの識別情報（アプリケーションA〜F）と、通信規制の対象か否かを示す情報とによって構成される。本構成例では、規制対象のアプリケーションと、規制対象外のアプリケーションとが混在している。また、本構成例に係る通信規制指示は、規制対象のアプリケーション（A,B,D,F）の識別情報と、当該アプリケーションの規制率とによって構成される。このようにアプリケーション制御情報には、規制対象のアプリケーションと、規制対象外のアプリケーションとが混在しても構わない。このような構成例によれば、アプリケーション毎の通信規制の有無などを詳細に規定できる。

（３．３．４）構成例４
図１７（ａ）及び（ｂ）は、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例４を示す。具体的には、図１７（ａ）はアプリケーション制御情報の構成例４を示し、図１７（ｂ）は通信規制指示の構成例４を示す。

図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本構成例に係るアプリケーション制御情報は、アプリケーションの識別情報（アプリケーションA〜D）と、通信規制の対象か否かを示す情報とによって構成される。また、本構成例に係る通信規制指示は、通信規制の開始を示す情報のみによって構成される。このような構成例によれば、通信規制開始時のデータ量が抑制できるため、迅速かつ確実に通信規制を開始し得る。

（３．３．５）構成例５
図１８（ａ）〜（ｃ）は、アプリケーション制御情報及び通信規制指示の構成例５を示す。具体的には、図１８（ａ）及び（ｂ）はアプリケーション制御情報の構成例５を示し、図１８（ｃ）は通信規制指示の構成例５を示す。

図１８（ａ）に示すように、本構成例に係るアプリケーション制御情報は、アプリケーションのカテゴリ（音声通信系、エンターテイメント系、データ通信系）と、通信規制の対象か否かを示す情報とによって構成される。さらに、図１８（ｂ）に示すように、本構成例に係るアプリケーション制御情報は、各カテゴリと、当該カテゴリに含まれるアプリケーションの識別情報（名称）とによって構成される。また、本構成例に係る通信規制指示は、規制対象のアプリケーションのカテゴリと、当該カテゴリの規制率とによって構成される。

このような構成例によれば、規制対象のアプリケーションが多数存在する場合でも、通信規制指示のデータ量を抑制できる。

（４）作用・効果
移動通信システム1によれば、UE20A（20B）は、通信を規制するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報を保持しており、RNC40やSGSN50などのネットワーク装置から通信規制指示を受信すると、アプリケーション21と通信を実行する上位レイヤに通信規制指示を受信したことを通知する。このため、ネットワーク主導で特定のアプリケーションのみの通信を規制或いは許可することが可能となる。

すなわち、移動通信システム1によれば、スマートフォンなどのUE20Aにインストールされているアプリケーション21のうち、緊急災害の発生時などに、通信を規制または許可するアプリケーション21をネットワーク主導で制御できる。

本実施形態では、UE20Aの上位レイヤは、通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び保持しているアプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制されたアプリケーション21による通信を抑止する。このため、移動通信システム1の輻輳発生時においてトラフィック量が確実に抑制され、重要なアプリケーション21の通信を確保することができる。

本実施形態では、アプリケーション21の規制率を含む通信規制指示が送信される。また、UE20Aの優先度（アクセスレベルなど）を通信規制指示とともにUE20Aの上位レイヤに通知できる。このため、アプリケーション21による通信をより詳細に制御できる。

本実施形態では、UE20Aの通信実行部27がアイドル状態か否かに基づいて、アプリケーション21による通信を抑止するか否かが判定される。また、移動通信システム1の輻輳状態が特に高くなった場合など、所定の条件を満たす場合、アクティブ状態の場合でも、通信を規制されたアプリケーション21による通信が抑止される。このため、移動通信システム1の輻輳状態が特に高い場合などでも、重要なアプリケーション21の通信を確保することができる。

（５）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、本発明の適用範囲は、緊急災害の発生時に限定されるものではなく、移動通信システム1における輻輳が発生し得る状況、例えば、特異日（元旦など）における通信規制や、特定ユーザ（UE）の優先制御にも適用することができる。

また、上述した実施形態では、UE20Aがアプリケーション制御情報取得部22を備えていたが、アプリケーション制御情報取得部22は必ずしも必須ではない。すなわち、アプリケーション制御情報保持部23に予めアプリケーション制御情報が保持されていても構わない。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

なお、本発明は、次のように表現されてもよい。本発明の第１の特徴は、NB30, eNB70（無線基地局）と無線通信を実行し、複数のアプリケーション21（アプリケーション）がインストールされたUE20A, 20B（移動局）と、前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置（例えば、RNC40、SGSN50）とを含む移動通信システム1（移動通信システム）であって、前記ネットワーク装置は、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を前記移動局に送信する規制指示送信部（例えば、規制指示送信部45）を備え、前記移動局は、前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報を保持するアプリケーション制御情報保持部23（アプリケーション制御情報保持部）と、前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から前記通信規制指示を受信する規制指示受信部24（規制指示受信部）と、前記規制指示受信部が受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知する規制指示通知部25（規制指示通知部）とを備えることを要旨とする。

本発明の第１の特徴において、前記移動局の上位レイヤは、前記規制指示通知部から前記通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記アプリケーション制御情報保持部によって保持されている前記アプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止する規制実行部26（規制実行部）を備えてもよい。

本発明の第１の特徴において、前記移動局は、前記アプリケーションの識別情報と、通信の規制または許可の少なくとも何れかとを含む前記アプリケーション制御情報を取得するアプリケーション制御情報取得部22（アプリケーション制御情報取得部）を備えてもよい。

本発明の第１の特徴において、前記アプリケーション制御情報取得部は、前記アプリケーションの規制率をさらに含む前記アプリケーション制御情報を取得してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記アプリケーション制御情報取得部は、前記無線基地局を介して前記アプリケーション制御情報を取得してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記規制指示送信部は、少なくとも前記アプリケーションの識別情報または規制率の何れかを含む通信規制指示を送信してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記規制指示通知部は、他の移動局との関係における前記移動局の優先度を、前記通信規制指示を受信したこととともに前記上位レイヤに通知してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記規制実行部は、無線通信を実行する通信実行部が無線レイヤにおける通信路を保持していないアイドル状態か否かを判定し、前記アイドル状態の場合、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記規制実行部は、所定の条件を満たす場合、前記通信実行部が前記通信路を保持しているアクティブ状態の場合でも、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止してもよい。

本発明の第３の特徴において、前記移動局の上位レイヤは、前記規制指示通知部から前記通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記アプリケーション制御情報保持部によって保持されている前記アプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止する規制実行部を備えてもよい。

本発明の第４の特徴は、無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局と、前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置とを用いた移動通信方法であって、前記ネットワーク装置が、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を前記移動局に送信するステップと、前記移動局が、前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から前記通信規制指示を受信するステップと、前記移動局が、受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知するステップと
を有することを要旨とする。

本発明の第４の特徴において、前記移動局の上位レイヤが、前記通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止するステップを有してもよい。

1…移動通信システム
5…IPネットワーク
10…アプリケーション管理サーバ
11…アプリケーション制御情報保持部
13…アプリケーション制御情報送信部
20A, 20B…UE
21…アプリケーション
22…アプリケーション制御情報取得部
23…アプリケーション制御情報保持部
24…規制指示受信部
25…規制指示通知部
26…規制実行部
27…通信実行部
30…NB
40…RNC
41…アプリケーション制御情報送信部
43…輻輳状態検出部
45…規制指示送信部
50…SGSN
51…輻輳状態検出部
53…規制指示送信部
60…GGSN
70…eNB
80…MME
90…HSS
100…SGW
101…輻輳状態検出部
103…規制指示送信部
110…PGW

Claims

無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局と、
前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置と
を含む移動通信システムであって、
前記ネットワーク装置は、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を前記移動局に送信する規制指示送信部を備え、
前記移動局は、
前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報を保持するアプリケーション制御情報保持部と、
前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から前記通信規制指示を受信する規制指示受信部と、
前記規制指示受信部が受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知する規制指示通知部と
を備える移動通信システム。
前記移動局の上位レイヤは、前記規制指示通知部から前記通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記アプリケーション制御情報保持部によって保持されている前記アプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止する規制実行部を備える請求項１に記載の移動通信システム。
前記移動局は、前記アプリケーションの識別情報と、通信の規制または許可の少なくとも何れかとを含む前記アプリケーション制御情報を取得するアプリケーション制御情報取得部を備える請求項１に記載の移動通信システム。
前記アプリケーション制御情報取得部は、前記アプリケーションの規制率をさらに含む前記アプリケーション制御情報を取得する請求項３に記載の移動通信システム。
前記アプリケーション制御情報取得部は、前記無線基地局を介して前記アプリケーション制御情報を取得する請求項３に記載の移動通信システム。
前記規制指示送信部は、少なくとも前記アプリケーションの識別情報または規制率の何れかを含む通信規制指示を送信する請求項１に記載の移動通信システム。
前記規制指示通知部は、他の移動局との関係における前記移動局の優先度を、前記通信規制指示を受信したこととともに前記上位レイヤに通知する請求項１に記載の移動通信システム。
前記規制実行部は、無線通信を実行する通信実行部が無線レイヤにおける通信路を保持していないアイドル状態か否かを判定し、前記アイドル状態の場合、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止する請求項２に記載の移動通信システム。
前記規制実行部は、所定の条件を満たす場合、前記通信実行部が前記通信路を保持しているアクティブ状態の場合でも、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止する請求項８に記載の移動通信システム。
無線基地局を介して、複数のアプリケーションがインストールされた移動局による通信を制御するネットワーク装置であって、
前記移動局は、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止するように構成されており、
前記通信規制指示を前記移動局に送信する規制指示送信部を備えるネットワーク装置。
無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局であって、
前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報を保持するアプリケーション制御情報保持部と、
前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を、前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置から受信する規制指示受信部と、
前記規制指示受信部が受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知する規制指示通知部と
を備える移動局。
前記移動局の上位レイヤは、前記規制指示通知部から前記通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記アプリケーション制御情報保持部によって保持されている前記アプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止する規制実行部を備える請求項１１に記載の移動局。
無線基地局と無線通信を実行し、複数のアプリケーションがインストールされた移動局と、
前記無線基地局を介して前記移動局による通信を制御するネットワーク装置と
を用いた移動通信方法であって、
前記ネットワーク装置が、前記複数のアプリケーションのうち、規制または許可するアプリケーションの通信を制御するための通信規制指示を前記移動局に送信するステップと、
前記移動局が、前記無線基地局を介して前記ネットワーク装置から前記通信規制指示を受信するステップと、
前記移動局が、受信した前記通信規制指示に基づいて、前記アプリケーションと通信を実行する上位レイヤに前記通信規制指示を受信したことを通知するステップと
を有する移動通信方法。
前記移動局の上位レイヤが、前記通信規制指示を受信したことが通知されたこと、及び前記複数のアプリケーションのうち、少なくとも通信を規制または許可するアプリケーションの識別情報を含むアプリケーション制御情報に基づいて、通信を規制された前記アプリケーションによる通信を抑止するステップを有する請求項１３に記載の移動通信方法。