JP6125585B2 - マルチサービスユーザデバイスのためのネットワーク制御による拡張アクセス規制 - Google Patents

マルチサービスユーザデバイスのためのネットワーク制御による拡張アクセス規制 Download PDF

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Description

モバイル通信ネットワークにおけるデータトラフィックはいくつかの理由で徐々に増加している。ネットワークにおける甚だしく大量のデータトラフィックをもたらし得る一側面は、モバイル通信システムに接続されたデータ中心マシンツーマシン(M2M:machine−to−machine)デバイスの量の増加傾向である。そうしたM2Mデバイスの例は、例えば、輸送、保健医療、製造、小売などの分野におけるものである。
一実装形態においてコンピュータ実装方法は、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスが、少なくとも1つのサービスについての非拡張アクセス規制(EAB:extended access class)ネットワーク・アクセス・プロトコルおよび少なくとも1つの別のサービスについてのEABネットワーク・アクセス・プロトコルを含む混合アクセスクラスであるかどうかを判定することと、ネットワークにアクセスするためのデータ使用デバイスにEABアクセスが許可(grant)されているかどうか判定することと、ネットワークにアクセスするためのデータ使用デバイスにEABアクセスが許可されていない場合にデータ使用デバイスのためのEABネットワークアクセスを規制することと、ネットワークにアクセスするためのデータ使用デバイスにEABアクセスが許可されている場合にデータ使用デバイスのためのすべてのサービスについてのネットワークアクセスを許可することと、を含んでもよい。
加えて、コンピュータ実装方法は、新しいネットワーク・アクセス・クラスが受け入れられた場合にデータ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスを更新することをさらに含んでもよい。
加えて、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスが混合アクセスクラスであるかどうかを判定することは、データ使用デバイスと関連付けられた加入者識別モジュール(SIM:subscriber identity module)に基づいてネットワーク・アクセス・クラスを判定することをさらに含んでもよい。
加えて、少なくとも1つのサービスはタイムクリティカルなサービスであってもよく、少なくとも1つの別のアプリケーションは非タイムクリティカルなサービスであってもよい。
加えて、コンピュータ実装方法は、各ネットワーク・アクセス・プロトコルについて別個のパケット・データ・プロトコル(PDP:packet data protocol)・コンテキストを連携させることをさらに含んでもよい。
加えて、コンピュータ実装方法は、EABネットワーク・アクセス・プロトコルに従うサービスに別個のランダム・アクセス・チャネルを割り当てることをさらに含んでもよい。
加えて、ネットワークは第3世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP:third generation partnership project)・ネットワークであってもよい。
別の実装形態によれば、データ使用デバイスは、複数の命令を格納するメモリと、メモリ内の命令を実行することにより、データ使用デバイスと関連付けられた少なくとも1つのサービスに基づくネットワークアクセスについての要求を生成し、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスの識別についての要求を受け入れ、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスの識別についての要求への応答として、少なくとも1つのサービスについての非EABネットワーク・アクセス・プロトコルおよび少なくとも1つの別のサービスについてのEABネットワーク・アクセス・プロトコルを含む、デバイスと関連付けられた混合アクセスクラスの識別を提供し、混合アクセスクラスおよび少なくとも1つのサービスに基づくネットワークアクセスを受け入れるように構成されるプロセッサと、を含み得る。
加えて、データ使用デバイスは、ワイヤレス電話、セルラ電話、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント(PDA:personal digital assistant)、ラップトップコンピュータ、パーソナルコンピュータ、またはタブレットコンピュータのうちの1つであってもよい。
別の実装形態によれば、デバイスは、複数の命令を格納するメモリと、メモリ内の命令を実行することにより、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスが、タイムクリティカルなサービスには完全なネットワークアクセスを、非タイムクリティカルなサービスにはマシン・タイプ・コミュニケーションに基づくネットワークアクセスを許可する混合アクセスクラスであるかどうかを判定し、ネットワークにおけるマシン・タイプ・コミュニケーションについてアクセスが許可されているかどうかを判定し、ネットワークについてマシン・タイプ・コミュニケーションのためのネットワークアクセスが許可されていない場合にデータ使用デバイスによるマシン・タイプ・コミュニケーションのためのネットワークアクセスを規制し、ネットワークについてマシン・タイプ・コミュニケーションのためのネットワークアクセスが許可されている場合にデータ使用デバイスのためのすべてのサービスについてのネットワークアクセスを許可するように構成されるプロセッサと、を含んでいてもよい。
加えて、プロセッサは、新しいネットワーク・アクセス・クラスが受け入れられた場合にデータ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスを更新するようにさらに構成される。
加えて、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスが混合アクセスクラスであるかどうかを判定する場合に、プロセッサは、データ使用デバイスと関連付けられた加入者識別モジュールに基づいてネットワーク・アクセス・クラスを判定するようにさらに構成される。
加えて、プロセッサは、各ネットワーク・アクセス・プロトコルについて別個のパケット・データ・プロトコル(PDP)・コンテキストを連携させるようにさらに構成される。
加えて、プロセッサは、非タイムクリティカルなサービスのためのマシン・タイプ・コミュニケーションに基づくネットワークアクセスを受け入れるサービスについて別個のランダム・アクセス・チャネルを割り当てるようにさらに構成される。
加えて、ネットワークは第3世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)・ネットワークである。
別の実装形態では、コンピュータ可読媒体はコンピュータ実行可能命令を含み、コンピュータ実行可能命令は、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスが混合アクセスクラスであるかどうかを判定するための命令を含んでもよい。混合アクセスクラスは、少なくとも1つのサービスについての非拡張アクセス規制(EAB)ネットワーク・アクセス・プロトコルおよび少なくとも1つの別のサービスについてのEABネットワーク・アクセス・プロトコルを含む。コンピュータ実行可能命令は、ネットワークについてEABアクセスが許可されているかどうかを判定するための命令を含んでもよい。また、コンピュータ実行可能命令は、ネットワークについてEABアクセスが許可されていない場合にデータ使用デバイスのためのEABネットワークアクセスを規制するための命令、およびネットワークについてEABアクセスが許可されている場合にすべてのサービスについてのネットワークアクセスを許可するための命令を含んでもよい。
加えて、データ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスが混合アクセスクラスであるかどうかを判定する場合に、コンピュータ可読命令は、データ使用デバイスと関連付けられた加入者識別モジュール(SIM)に基づいてネットワーク・アクセス・クラスを判定するための命令を含む。
加えて、コンピュータ可読命令は、新しいネットワーク・アクセス・クラスが受け入れられた場合にデータ使用デバイスと関連付けられたSIMに基づいてデータ使用デバイスと関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスを更新するための命令を含む。
加えて、コンピュータ可読命令は、各ネットワーク・アクセス・プロトコルについて別個のパケット・データ・プロトコル(PDP)・コンテキストを連携させるための命令をさらに含む。
加えて、コンピュータ可読命令は、EABネットワーク・アクセス・プロトコルに従うサービスについて別個のランダム・アクセス・チャネルを割り当てるための命令をさらに含む。
添付の図面は、本明細書に組み入れられ、本明細書の一部を構成するものであり、本明細書で記述する1または複数の実施形態を例示し、記述とあいまって実施形態を説明するものである。
本明細書で記述するシステムおよび/または方法が実装され得る例示的なLTE(long term evolution)・ネットワークを示す図である。 データ使用デバイスと関連付けられた識別子および関連するネットワーク・アクセス・プロトコルを示すブロック図である。 ネットワークアクセス制御デバイスのブロック図である。 図1〜図3の構成要素のうちの1または複数の例示的な構成を示す図である。 例示的なユーザデバイスの図である。 ユーザデバイスのネットワーク制御による拡張アクセス規制のための例示的なプロセスのフロー図である。
以下の詳細な説明では添付の図面に言及する。異なる図面中の同じ参照番号は同じ要素または類似の要素を識別する場合がある。また、以下の詳細な説明は例示と説明のためのものにすぎず、特許請求される発明を限定するものではない。
本明細書で記述する実施形態は、拡張アクセス規制(EAB)ネットワーク・アクセス・クラスおよび非EABネットワーク・アクセス・クラスを含む制御プレーンに基づくネットワークへのデータ使用デバイス(例えばコンシューマ端末)のアクセスが制御された端末を提供するためのデバイス、方法、およびシステムに関するものである。同じネットワーク端末が、データ使用デバイスにおいてタイムクリティカルなアクティビティが許可される一方で非タイムクリティカルなバックグラウンドアクティビティがマシン・タイプ・コミュニケーションに従うことを可能にし得て、ネットワーク輻輳のリスクが低減される。
図1は、例示的なLTEネットワーク100の図である。図示のように、LTEネットワーク100は、いくつかのデータ使用デバイス102、アクセスネットワーク(AN:access network)110、進化型パケットコア(EPC:evolved packet core)ネットワーク120、および、インターネットまたは専用パケット・データ・ネットワークといったパケット・データ・ネットワーク(PDN:packet data network)140を含む。
データ使用デバイス102は、いくつかのユーザ機器(UE:user equipment)デバイス104−1、104−2および104−x(まとめて、または個別にUE104と呼ぶ)と、いくつかのマシンツーマシン(M2M)デバイス106−1、106−2および106−x(まとめてM2M106と呼び、または個別にM2N106と呼ぶ)とを含み得る。本明細書で記述するように、データ使用デバイス102は、ネットワーク100において、特定のデータ使用デバイス102と関連付けられた特定のネットワーク・アクセス・クラスに基づいてデータを伝達し得る。
UE104は、無線電話(radiotelephone)、パーソナル通信システム(PCS:personal communications system)端末(例えば、セルラ無線電話にデータ処理機能およびデータ通信機能と組み合わせ得る)、ワイヤレス電話(wireless telephone)、セルラ電話、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)(例えば、無線電話、ページャ、インターネット/イントラネットアクセスなどを含み得る)、ラップトップコンピュータ、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、または他の種類の計算処理デバイスもしくは通信デバイスを含み得る。例示的な実装形態では、UE104は、AN110、EPCネットワーク120、および/またはPDN140上で通信し得る任意のデバイスを含んでもよい。UE104は、例えば、LTE通信規格の1または複数のバージョンに従って動作し得る。本明細書で記述するように、UE104は、特定のネットワークアクセス要求が属するネットワーク・アクセス・クラスを判定し、したがって、特定の要求についての拡張アクセス規制(EAB)および非EABを含む制御プレーンに基づくネットワーク100へのアクセスを受け入れるために使用され得る(ネットワーク100内のネットワーク端末により)インジケータを含み得る。
M2M106は、マシン・タイプ・コミュニケーション(MTC)(例えば第3世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)技術報告書(TR:technical report)37.868に記載されているようなマシンツーマシン通信(すなわちマシン・タイプ・コミュニケーション))を用いてネットワーク100で通信するデバイスを含んでもよい。本明細書で記述するM2M106といったM2Mデバイス間の通信の1つの基本的な側面は、通信が、典型的に、人間の介在なしでなされ、M2M接続のための接続セットアップでの低レイテンシなどの点で要件が緩和されることである。M2M106は、1または複数の事象または条件(温度、在庫レベル、燃料レベルなどといった)に関するデータを取り込み、ネットワーク100を介してそのデータを別のデバイス(例えばネットワーク端末など)におけるアプリケーション(機械可読命令)へ中継する機能を含むデバイス(センサまたはメータといった)であってよく、別のデバイスは、そのデータを、M2M106を管理するために使用され得る情報またはM2M106と関連付けられる条件(例えば、在庫補充されるべき品目、調整されるべき温度など)へ変換し得る。例示的な実装形態では、M2M106は、AN110、EPCネットワーク120、および/またはPDN140上でマシンツーマシン通信を用いて通信し得る任意のデバイスを含んでもよい。M2M106は、例えば、LTE通信規格の1または複数のバージョンに従って動作し得る。
AN110は、加入者(例えばUE104)をサービス提供者に接続する通信ネットワークを含む。一例ではAN110は、Wi‐Fiネットワークまたは他のアクセスネットワーク(例えばE‐UTRAN112に加えて)を含んでもよい。AN106は、進化型汎用地上無線アクセスネットワーク(E‐UTRAN:evolved universal terrestrial radio access network)112およびいくつかのeNodeB(eNB)114‐1、114‐2またはエンハンスドノード基地局(まとめて、または個別にeNB114と呼ぶ)を含んでもよい。各eNB114は、対応するマルチキャスト連携エンティティ(MCE:multicast coordination entity)116(それぞれMCE116‐1、116‐2および116‐x、まとめて、または個別にMCE116と呼ぶ)を含んでもよい。
E‐UTRAN112は、高データレート、パケット最適化、大容量およびカバレッジなどをサポートし得る無線アクセスネットワークを含む。E‐UTRAN112は複数のeNB14を含んでもよい。
eNB114は、LTE通信規格の1または複数のバージョンに従って動作するネットワークデバイスを含む。例えばeNB114は、データ使用デバイス102からの要求に応答したり、データ使用デバイス102に関する情報をEPC120内のモビリティ管理エンティティ(MME:mobility management entity)122および/またはサービングゲートウェイ(SGW:serving gateway)126へ転送したり、他のデバイス(例えばSGW126)とのトンネリングセッションをセットアップしたりするように構成され得る。eNB114は、ネットワーク100では基地局であり、他のネットワーク要素への制御プレーン接続を含んでもよい。eNB114はMCE116を含んでもよい。
MCE116は、マルチキャスト/ブロードキャスト単一周波数ネットワーク(MBSFN:multicast/broadcast single frequency network)エリア内のすべてのeNB114によってMBSFN動作を用いたマルチセル・マルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス(MBMS:Multimedia Broadcast Multicast Service)に使用される無線リソースを割り振り得る。MBSFNエリアは、複数のセルが単一周波数ネットワークを用いて同じコンテンツを送信する特定のエリアである。各eNB114は関連付けられたMCE116を有してもよく、MCE116はeNB114に組み込まれてもよい。あるいは、MCE116は別のネットワーク要素の一部であってもよい。MCE116が別のネットワーク要素の一部である場合、各eNB114は単一のMCE116によってサービスされる。時間/周波数無線リソースの割り振りに加えて、MCE116は、変調および符号化方式(MCS:modulation and coding scheme)といった無線構成のさらなる詳細を決定し、または実装し得る。またMCEはMBMSセッション制御シグナリングにも関与し得る。
EPC120は、3GPP LTE無線通信規格のコア・ネットワーク・アーキテクチャを含んでもよい。EPC120は、MME122、ホーム加入者サーバ(HSS:home subscriber server)/認証、許可、および課金(AAA:authentication, authorization, and accounting)サーバ124、サービングゲートウェイ(SGW)126、ポリシーおよび課金ルール機能(PCRF:policy and charging rules function)デバイス128、PDNゲートウェイ(PGW:PDN gateway)130、ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス・センタ(BMSC:broadcast multicast service center)132、ならびにMBMSゲートウェイ(MBMS GW)134を含んでもよい。ネットワーク100のデバイス/ネットワークは有線接続および/または無線接続を介して相互に接続してもよい。
MME122は、データ使用デバイス102のためのアイドルモードトラッキングおよびページング手続(例えば再送を含む)を担う。例えばMME122は、データ使用デバイス102の現在の状態(例えば、電源状態、位置など)に関する情報を維持する。またMME122は、ベアラアクティブ化/非アクティブ化プロセス(例えばUE104のための)にも関与し、初期接続時およびLTE内ハンドオーバ時にデータ使用デバイス102のための特定のSGW126を選択するように動作する。加えてMME122はデータ使用デバイス102を認証する(例えばHSS124との対話によって)。非アクセス層(NAS:non−access stratum)シグナリングはMME122で終端し、MME122は一時的な識別を生成し、データ使用デバイス102(例えばUE104)に割り振る。
さらにMME122は、サービス提供者の公衆陸上移動網(PLMN:Public Land Mobile Network)に接続するためのデータ使用デバイス102の承認をチェックすることができ、データ使用デバイス102(例えば特定のUE104)のためのローミング限定を執行し得る。MME122は、NASシグナリングの暗号化/完全性保護のためのEPCネットワーク120における終端点であってもよく、セキュリティ鍵管理を扱い得る。MME122は、MME122で終端するS3インターフェース(すなわち、サービング汎用パケット無線サービス(GPRS:general packet radio service)サポートノード(SGSN:serving GPRS support node)とLTEネットワーク内のMME122との間の接続を提供するインターフェース)を用いた、LTEと第2世代移動通信または第3移動世代通信(2G/3G)3GPPアクセスネットワークとの間のモビリティのための制御プレーン機能を提供し得る。またMME122は、ローミングUE104のためにHSS124へ向けてS6aインターフェース(加入および認証データの送信を可能にする)を終端させてもよい。
HSS/AAA124は、プロキシデバイス、セッション・ボーダ・コントローラなどといった、コール(call)をハンドリングするPDN140上のデバイスをサポートするマスタ・ユーザ・データベースを含むように構成される。HSS/AAA124は加入関連情報(例えば加入者プロファイル)を含み得て、MME122から受け入れられた要求に基づいてユーザの認証および許可を実行し得て、加入者の位置に関する情報およびIP情報を提供し得る。
SGW126は、ユーザ・データ・パケットをルーティングして、転送し、eNB間ハンドオーバ時のユーザプレーンのための無線モビリティアンカとして働き、また、LTEと他の3GPP技術との間のモビリティ(「3GPP間モビリティ」と呼ばれる)のための無線アンカとしても働く。図示のように、SGW126は、無線レイヤのモビリティ制御プレーンを提供するためにeNB114に接続されている。加えてSGW126は、UE104と関連付けられたコンテキスト(例えば、IPベアラサービスのパラメータ、ネットワーク内部ルーティング情報など)を管理し、格納する。
PCRF128は、ポリシー制御決定およびフローベースの課金制御機能を提供する。PCRF128は、サービス・データ・フロー検出、ゲート制御、サービス品質(QoS:quality of service)、およびフローベースの課金などに関するネットワーク制御を提供し得る。PCRF128は、ある特定のサービス・データ・フローがどのように扱われるべきかを判定し得て、ユーザプレーンのトラフィックマッピングおよび処置がユーザの加入プロファイルと一致することを保証し得る。
PGW130は、ゲートウェイ、ルータ、スイッチ、ファイアウォール、ネットワーク・インターフェース・コントローラ(NIC:network interface controller)、ハブ、ブリッジ、プロキシサーバ、光分岐挿入装置(OADM:optical add/drop multiplexer)、またはデータを処理し、および/もしくは転送する何らかの他の種類のデバイスを含む。PGW130は、データ使用デバイス102のためのトラフィック出口点/入口点であることにより、外部パケット・データ・ネットワーク(例えばPDN140)へのデータ使用デバイス102の接続を提供する。簡単に上述したように、データ使用デバイス102は、1または複数のGPRSトンネリングプロトコル(GTP:GPRS Tunneling Protocol)トンネルといった、eNB114とPGW130との間に確立された1または複数のトンネルによってPGW130に接続し得る。データ使用デバイス102は、複数のPDNにアクセスするために同時に複数のPGWに接続し得る。PGW130は、ポリシー執行、ユーザごとのパケットフィルタリング、課金サポート、合法的傍受、およびパケットスクリーニングを実行し得る。またPGW130は、3GPP技術と非3GPP技術との間のモビリティのためのアンカとして働いてもよい。
BMSC132は、データ使用デバイス102への、場合によっては、2Gおよび3GのMBMSアーキテクチャで現在実装されているような関連付けられたエンドユーザへのマルチキャストサービスまたはブロードキャストサービスの提供を管理する機能エンティティであり得る。BMSC132は、コンテンツ提供者またはネットワークの外部にある他のブロードキャスト/マルチキャストソースのための入口点を提供し得る。BMSC132は、マルチキャストサービスまたはブロードキャストサービスを支援する承認、スケジューリング、およびセキュリティの手続きを実行し得る。例えばBMSC132は、MBMSサービスをアクティブ化するように要求する端末のための承認を提供し得る。BMSC132はブロードキャスト/マルチキャストセッションをスケジューリングし得る。またBMSC132は、MBMSデータの完全性および機密性保護を実施し得て、MBMSセッション告知を発行し得る。
BMSC132は、MBMSセッションの確立および終了時にコンテキストをセットアップし、解除するMBMSベアラシグナリングをサポートし得る。またBMSC132は、例えば、マルチキャストセッション承認のための、もしくはマルチキャストセッションに参加し、またはマルチキャストセッションから切断するユーザセッションのためのユーザ関連のシグナリングもサポートし得る。
MBMS GW134は、サービス(ブロードキャストまたはマルチキャスト)を送信する各eNB114へMBMSパケットを送信/ブロードキャストし得る。MBMS GW134は、ネットワーク100においてBMSC132とeNB114との間に存在する論理エンティティであり得る。MBMS GW134は、ルータなどといった別のネットワークエンティティの一部であってもよい。MBMS GW134は、IPマルチキャストを使用してMBMSユーザデータをeNB114へ転送し得る。MBMS GW134は、MME122を介してE‐UTRAN112へ向けたMBMSセッション制御シグナリング(例えばセッション開始/停止)を実行し得る。
PDN140は、データサービスを提供する(例えばパケットまたは任意の他のインターネットプロトコル(IP)データグラムによって)ネットワークを含む。例えばPDN140は、インターネット、イントラネット、非同期転送モード(ATM)ネットワークなどを含んでもよい。
図1には簡略化のために3つのUE104、2つのM2Mデバイス106、AN110、EPC120、PDN140、E‐UTRAN112、2つのeNB114、MME122、HSS124、SGW126、PCRF128、PGW130、BMSC132、およびMBMS GW134が示されている。実際には、より多数またはより少数のデバイスまたは構成要素が存在してもよい。例えば、典型的なネットワーク100は、実質的に階層的アクセスネットワークを形成する、数百万の加入者UE104、数千のeNB114、数百のSGW126ならびに数個のPGW130およびMBMS GW134を含み、階層的アクセスネットワークでは、トラフィックは、例えば、特定のMBMS GW134、PGW130、SGW126、およびeNB114を介してPDN140からUE104へ受け渡される。
本明細書で記述する実装形態では、拡張アクセス規制(EAB)および非EABを含む制御プレーンに基づいて、3GPP仕様を用いて可能とされるネットワークといったネットワークへのデータ使用デバイスの端末制御によるアクセスを提供するプロセスおよび方法が開示される。さらに、任意の1台のデバイスによって果たされると記述される機能は、ネットワーク100内の任意の他のデバイス(またはデバイスの組み合わせ)によっても果たされ得る。
図2は、ネットワーク100におけるデータ使用デバイス102のためのネットワーク・アクセス・クラスに基づくNASシグナリングを示す図である。図示のように、各データ使用デバイス102は、データ使用デバイス102のための関連するネットワーク・アクセス・クラスを識別する関連付けられた識別子(非EAB識別子204、混合アクセス識別子206、EAB識別子208)を有し得る。例えば、各識別子は、データ使用デバイス102ごとに汎用加入者識別モジュール(USIM:Universal Subscriber Identity Module)に含まれてもよい。USIM上の非アクセス層構成ファイルの存在および書式は3GPP技術仕様(TS)31.102で規定されている通りであり得る。
非EAB識別子204は、ネットワーク100内のUE104のうちの1または複数、例えばUE104‐1に含まれ得る。非EAB識別子204は、関連付けられたUE104からのすべてのネットワークアクセス要求が、UE104によって要求されるすべてのサービスについて、非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210に基づいて許可されるべきことを示し得る。例えばUE104は、音声通話、ウェブブラウジング、ストリーミングサービスといったタイムクリティカルなサービスのためのネットワークアクセスを要求し、受信し得る。加えてUE104は、非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210を用いて、待ち時間および他の接続要件がM2Mトラフィックと同様の(場合によっては同一の)非タイムクリティカルなサービスのためのネットワークアクセスも要求し、受信し得る。非タイムクリティカルなサービスには、ソフトウェア更新のためのデータダウンロード(オペレーティングシステムの更新もしくはインストール済みプログラム/アプリケーションの更新のための)、または電子メール同期、ソーシャルネットワーキング、天気予報、クラウドベースのストレージなどの自動バックグラウンド更新といったアクティビティ、およびタイムクリティカルではない他のサービスが含まれ得る。場合によっては、非タイムクリティカルなサービスは、直接の人間の介入なしでUE104‐1によって繰り返し開始され得る。
混合アクセス識別子206は、ネットワーク100内のUE104のうちの1または複数、例えばUE104‐xに含まれ得る。混合アクセス識別子206は、特定のUE、この例ではUE104‐xからの、タイムクリティカルなアプリケーションおよび/またはアクティビティといったいくつかのネットワークアクセス要求が、非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210に基づいて許可されるべきことを示し得る。
しかし混合アクセス識別子206は、UE104‐xにおける非タイムクリティカルなバックグラウンドアクティビティといった特定のアクティビティがEABネットワーク・アクセス・プロトコル212に従うべきことも示し得る。言い換えると、特定のアクティビティはネットワークアクセスについてマシン・タイプ・コミュニケーション概念に従うように指定し得て、これはネットワーク輻輳のリスクを著しく低下させ得る。EABネットワーク・アクセス・プロトコル212に従うアクティビティはネットワーク100によって一時的に規制され得る。混合アクセス識別子206は、あまりタイムクリティカルではないサービスをEABシグナリングに従うよう分類し、MME122といったネットワーク100内のシグナリング制御デバイスが、タイムクリティカルなサービスのための所定の最小限のサービス品質を維持しつつ、やりとりの多いネットワークプロトコル(例えば、後続の送信の前に確認を必要とするネットワーク接続プロトコル)を用いてより多くの量のデータ使用デバイス102を扱うことを可能にし得る。
EAB識別子208は、M2M106の各々に含まれ得る。EAB識別子208は、M2M106が、EABネットワーク・アクセス・プロトコル212に従うネットワーク・アクセス・クラスに分類されていることを示し得る。ネットワーク100内のシグナリングデバイスは、EABネットワーク・アクセス・プロトコル212に基づくM2M106の一時的規制をシグナリングし得る。加えて、EABネットワーク・アクセス・プロトコル212に従うデバイスのための別個のランダム・アクセス・チャネル(RACH:random access channel)を定義し得る。RACHは、ネットワーク100内の非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210に従うデータ使用デバイス102からの、EABネットワーク・アクセス・プロトコル212に従うデータ使用デバイス102についての別個の(また、多くの場合、(例えば、より低い相対的帯域幅割り振りおよび/または伝送信頼性要件のために)より高い)アクセス衝突確率を提供し得る。
MME122は、NASシグナリング、NASシグナリングセキュリティ、アイドルモードUE到達可能性、トラッキング・エリア・リスト管理、ローミング、承認、ならびにSGWとPGWとの間およびSGWとeNBとの間のEPSベアラ確立の開始のための機能をホストする。
またMME122はネットワークアクセス制御のための機能もホストし得る。例えば、データ使用デバイス102がMME122にネットワークアクセス要求を行うときに、またはデータ使用デバイス102がMME122によって通信セットアップを開始するためにページングされる場合に、データ使用デバイス102のためのデータアクセスが、関連付けられた識別子(例えば、USIMカードに位置する「NAS構成」に基づく3GPPアクセス技術のための)に基づいて決定(付与または規制)され得る。識別子はTS31.102で規定されているように構成されてもよい。
SGW126は無線モビリティアンカリングのための機能をホストする。PGW130は、UE IPアドレス割り振り、パケットフィルタリング、IPモビリティアンカリング、および合法的傍受のための機能をホストする。
図3は、ネットワークアクセス制御デバイス300の機能ブロック図である。ネットワークアクセス制御デバイス300は、ネットワーク・アクセス・クラス識別モジュール302、混合アクセス・スケジューリング・モジュール304、およびアクセス・スケジューリング・モジュール306を含んでもよい。ネットワークアクセス制御デバイス300はMME122に組み込まれてもよく、あるいはネットワークアクセス制御デバイス300は、MME122またはネットワーク100内の他のデバイスと併せて実装されてもよい。
ネットワーク・アクセス・クラス識別モジュール302は、データ使用デバイス102と関連付けられた識別子に基づいて、特定のアクセスクラスがデータ使用デバイス102のために適用できるかどうかを判定し得る。例えばネットワーク・アクセス・クラス識別モジュール302は、データ使用デバイス102(すなわちM2M106)のためにEABのみが適用可能であると判定し得る。ネットワーク・アクセス・クラス識別モジュール302は、以下で図6および方法600に関連して記述するように、UE104のために異なるネットワーク・アクセス・クラスを判定し得る。
混合アクセス・スケジューリング・モジュール304は、図2に関連して記述したUE104‐xといった、混合アクセス識別子206を含むデータ使用デバイス102と関連付けられたアプリケーションおよびサービスのための特定のネットワーク・アクセス・プロトコルを識別し得る。混合アクセス・スケジューリング・モジュール304は、異なる関連付けられたアプリケーションおよびサービスについて、EABおよび非EABの帰属関係を同時に含み得る(また、非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210またはEABネットワーク・アクセス・プロトコル212に従い得る)。また混合アクセス・スケジューリング・モジュール304は、データ使用デバイス102の構成を、TS24.368で規定されているような予め定義される識別子(例えばSIM情報)に依存せずに、特定のネットワーク・アクセス・プロトコルに従うように調整してもよい。
図4は、上記図1〜図3で記述した、UE104、M2M106、AN110内の1または複数のデバイス、EPC120、PDN140、E‐UTRAN112、eNB114、MME122、HSS124、SGW126、PCRF128、PGW130、BMSC132、およびMBMS GW134に対応し得るデバイス400の例示的な構成要素の図である。UE104、アクセスネットワーク104、EPC120、PDN140、E‐UTRAN112、eNB114、MME122、HSS124、SGW126、PCRF128、PGW130、BMSC132、およびMBMS GW134の各々が1または複数のデバイス400を含み得る。図4に示されるように、デバイス400は、バス410、プロセッサ420、メモリ430、入力デバイス440、出力デバイス450、および通信インターフェース460を含み得る。
バス410は、デバイス400の構成要素間の通信を可能にし得る。プロセッサ420は、命令を解釈し、実行する1または複数のプロセッサまたはマイクロプロセッサを含んでもよい。他の実装形態では、プロセッサ420は、1または複数の特定用途向け集積回路(ASIC:application specific integrated circuit)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:field programmable gate array)などとして実装され、またはこれらを含んでもよい。
メモリ430は、情報およびプロセッサ420が実行するための命令を格納するランダム・アクセス・メモリ(RAM:random access memory)もしくは別の種類の動的記憶デバイス、静的情報およびプロセッサ420のための命令を格納する読取り専用メモリ(ROM:read only memory)もしくは別の種類の静的記憶デバイス、ならびに/またはある他の種類の磁気的もしくは光学的記録媒体およびそれに対応する、情報および/もしくは命令を格納するためのドライブを含んでもよい。
入力デバイス440は、キーボード、キーパッド、マウス、ペン、マイクロフォン、1または複数の生体認証機構などといった、オペレータがデバイス400に情報を入力することを可能にするデバイスを含んでもよい。出力デバイス450は、ディスプレイ、スピーカなどといった、オペレータに情報を出力するデバイスを含んでもよい。
通信インターフェース460は、デバイス400が他のデバイスおよび/またはシステムと通信することを可能にする1または複数の送受信機を含んでもよい。例えば通信インターフェース460は、ネットワーク100の他のデバイスといった他のデバイスと通信するための機構を含んでもよい。
本明細書で記述するように、デバイス400は、プロセッサ420がメモリ430といったコンピュータ可読媒体に含まれるソフトウェア命令を実行したことへの応答として、ある動作を実行し得る。コンピュータ可読媒体は非一時的なメモリデバイスを含んでもよい。メモリデバイスは、単一の物理的なメモリデバイス内の空間を含んでもよく、複数の物理的なメモリデバイスにまたがって分散していてもよい。ソフトウェア命令は、別のコンピュータ可読媒体から、または通信インターフェース460を介して別のデバイスからメモリ430へ読み込まれてもよい。メモリ430に含まれるソフトウェア命令はプロセッサ420に本明細書で記述するプロセスを実行させ得る。あるいは、本明細書で記述するプロセスを実装するために、ソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組み合わせて、配線回路が使用される。よって、本明細書で記述する実装形態は、ハードウェア回路とソフトウェアとのいかなる特定の組み合わせにも限定されない。
図4にはデバイス400の例示的な構成要素が示されているが、他の実装形態ではデバイス400は、図4に示すものより少ない構成要素、異なった構成要素、異なった配置の構成要素、または追加的な構成要素を含んでもよい。一例として、いくつかの実装形態では、入力デバイス440および/または出力デバイス450がデバイス400によって実装されなくてもよい。これらの状況では、デバイス400は入力デバイスまたは出力デバイスを明示的に含まない「ヘッドレス」デバイスであってもよい。代替として、または加えて、デバイス400の1または複数の構成要素が、デバイス400の1または複数の他の構成要素によって実行されると記述されている1または複数の他のタスクを実行してもよい。
図5は、図1および図2に示すUE104のうちの1または複数といった例示的なユーザデバイス500の図である。図示のように、ユーザデバイス500は、スピーカ504、ディスプレイ506、制御キー508、キーパッド510、およびマイクロフォン512を含んでもよい。ユーザデバイス500は、データの受信、送信、および/または処理を支援する他の構成要素(図5に示されていない)を含んでもよい。さらに、ユーザデバイス500の他の構成も可能である。
スピーカ504はユーザデバイス500のユーザに可聴情報を提供し得る。ディスプレイ506は、ユーザにビデオ画像や写真といった視覚情報を提供するための表示画面を含んでもよく、ユーザから入力を受理するためのタッチスクリーンディスプレイを含んでもよい。例えばディスプレイ506は、着信または発信通話、電話番号、連絡先情報、現在時刻、ボイスメール、電子メールなどに関する情報を提供し得る。ディスプレイ506は、利用可能な視覚的なボイスメールのリストを含むグラフィック・ユーザ・インターフェース(不図示)を表示し得る。
制御キー508は、ユーザがユーザデバイス500とインタラクションすることにより、ユーザデバイス500に視覚的なボイスメールアプリケーションとインタラクションするといった1または複数の動作を実行させることを可能にし得る。制御キー508は、キーの真上のディスプレイ506上に示された機能を果たし得るソフトキーを含んでもよい。キーパッド510は標準的な電話キーパッドを含んでもよく、ユーザデバイス500への情報入力(例えばタイピング)を可能にするための追加キーを含んでもよい。マイクロフォン512はユーザから可聴情報を受け取り得る。
デバイス500は、デバイス500と関連付けられた少なくとも1つのサービスに基づいてネットワークアクセスのための要求を生成し得る。デバイス500は、デバイス500と関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスの識別のための要求を受信し、これへの応答としてデバイス500と関連付けられた混合アクセスクラス(例えばSIM(不図示)に基づく)の識別を提供し得る。混合アクセスクラスは、デバイス500のための、少なくとも1つのサービスについての非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210および少なくとも1つの別のサービスについてのEABネットワーク・アクセス・プロトコル212を含む。デバイス500は、混合アクセスクラスおよび少なくとも1つのサービスに基づくネットワークアクセスを受信し得る。
図6は、本明細書で記述するネットワークアクセスを判定するための例示的なプロセスのフロー図である。一実装形態では、プロセス600はネットワークアクセス制御デバイス300によって実行され得る。別の実装形態では、プロセス600の一部または全部が、ネットワークアクセス制御デバイス300を含む、または除く別のデバイスまたはデバイス群によって実行され得る。
プロセス600は、ネットワークアクセス制御デバイス300がデータ使用デバイス102のアクセスクラスのための識別子を読み取る際に、に開始し得る(ブロック602)。例えば、ネットワーク接続時に、データ使用デバイス102は、例えば、データ使用デバイス102がEABネットワーク・アクセス・プロトコル212を用いて通信するEABデバイス(すなわちEABのみのアクセスクラス)である場合、非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210を用いて通信する非EABデバイス(すなわち非EABのみのアクセスクラス)である場合、または混合アクセス・クラス・プロトコル、すなわち、あるサービスについてはEABネットワーク・アクセス・プロトコル212を、別のサービスについては非EABネットワーク・アクセス・プロトコル210を用いて通信する混合アクセスクラスデバイス(すなわち混合アクセスクラス)である場合に、データ使用デバイス102のための1または複数の関連付けられたネットワーク・アクセス・プロトコルを示すために、ネットワークアクセス制御デバイス300にデータ使用デバイス102と関連付けられたネットワーク・アクセス・クラスをシグナリングし得る。ネットワークアクセス制御デバイス300は、データ使用デバイス102のためのネットワーク・アクセス・クラスの識別子を含むデータ使用デバイス102のSIMカードから情報を受け取り得る。
ブロック604で、データ使用デバイス102のためのネットワーク・アクセス・プロトコルがEABネットワーク・アクセス・プロトコル212である(すなわち、データ使用デバイス102がEABのみに基づくアクセスを受け取る)場合(ブロック602、EABのみ)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、データ使用デバイス102のためのEABアクセスが許可されているかどうかを判定し得る。EABアクセスはネットワーク100において所定の間隔で、または現在の、もしくは予測されるネットワーク100内のネットワーク容量もしくはトランザクション量(もしくは上述のRACHといったネットワーク100内の通信チャネルの部分)に基づいて許可され得る。この場合には、データ使用デバイス102はEABのみのデバイスであり、M2M106とみなされる。
EABアクセスが許可されていない場合(ブロック604、いいえ)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、データ使用デバイス102のための(データ使用デバイス102へ/からの)ネットワーク100へのアクセスを緊急呼び出しだけに限定し得る(ブロック606)。EABアクセスが許可されている場合(ブロック604、はい)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、すべてのサービスについてのデータ使用デバイス102のためのネットワークアクセスを許可し得る(ブロック608)。
ブロック610で、データ使用デバイス102のためのネットワーク・アクセス・プロトコルが混合アクセスクラスである場合(ブロック602、混合アクセスクラス)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、データ使用デバイス102のためのEABアクセスが許可されているかどうかを判定し得る。
EABアクセスが許可されていない場合(ブロック610、いいえ)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、ネットワーク100へのネットワークアクセスを、非EABのみであるデータ使用デバイス102と関連付けられたサービスだけに限定し得る(すなわち、ネットワークアクセス制御デバイス300はEABサービスのためのネットワークアクセスを規制し得る)(ブロック612)。
EABアクセスが許可されている場合(ブロック610、はい)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、すべてのサービスについてのデータ使用デバイス102のネットワークアクセスを許可し得る(ブロック614)。一例によれば、ネットワークアクセス制御デバイス300は、EABサービスのための別個のPDPコンテキストをサポートし得る。
ブロック610からブロック614に示されるように、ネットワークアクセス制御デバイス300は、同じデータ使用デバイス102から同時にEABおよび非EABのサービスの分類を提供し得る。これらの例ではデータ使用デバイス102は、ネットワーク100と関連付けられたタイムクリティカルな高優先順位のサービスのための一般的なアクセス限定に従い得て、一方であまりタイムクリティカルでないバックグラウンドサービスからのデータ接続は、EAB限定が許容する場合にのみデータ使用デバイス102によって開始され、EABランダムアクセス手続に従う。
ブロック616で、データ使用デバイス102のためのネットワーク・アクセス・プロトコルが非EABのみである場合(ブロック602、非EABのみ)には、ネットワークアクセス制御デバイス300は、すべてのサービスについてのデータ使用デバイス102のネットワークアクセスを許可し得る。
ブロック618で、ネットワークアクセス制御デバイス300は、TS24.368で規定されているデバイス管理によってデータ使用デバイス102のSIMを変更し得る。
以上の例示的な実装形態の記述は例示と説明を提供するものであり、網羅的であることも、本明細書で記述する実施形態を開示通りの形態だけに限定することも意図するものではない。上記の教示に照らして改変および変形が可能であり、これらの実施形態の実施により改変および変形を得ることもできる。例えば、マシン・タイプ・コミュニケーションは、個々のデータ使用デバイス102またはデータ使用デバイス102のサブクラス(例えばネットワーク100上の医療設備)について許可されてもよく、マシン・タイプ・コミュニケーションを使用するすべてのデータ使用デバイス102(すなわちすべてのEABデバイス)について許可されてもよい。
例えば、図6に関して一連のブロックが記述されているが、他の実装形態では各ブロックの順序が変更されてもよい。さらに、非依存ブロックが並列に実行されてもよい。
上記の記述の様々な側面は、各図に示す実装形態において多くの異なる形態のソフトウェア、ファームウェア、およびハードウェアとして実装され得ることが明らかであろう。これらの側面を実装するために使用される実際のソフトウェアコードまたは専用の制御ハードウェアは本発明を限定するものではない。よって、これらの側面の動作および挙動は特定のソフトウェアコードに言及せずに記述した。ソフトウェアおよび制御ハードウェアは、本明細書の記述に基づいてこれらの側面を実装するように設計することができることが理解されるであろう。
「comprises/comprising」という用語は、本明細書で使用する場合、記載される特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を指定するものと理解されるが、1または複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではないことを強調されなければならない。
本出願で使用するいかなる要素、動作、命令も、そのように明示しない限り、本明細書で記述する実装形態にとって重大であり、または不可欠であると解釈すべきではない。また、本明細書で使用する場合、冠詞の「a」は1または複数の項目を含むことを意図する。さらに、句「〜に基づく(based on)」は、特に明示しない限り、「〜に少なくとも一部は基づく(based,at least in part, on)」を意味することを意図する。

Claims (11)

  1. 少なくともいくつかのネットワークサービスに対する拡張アクセス規制(EAB)制御のために構成され、少なくとも1つのネットワーク・アクセス・クラスの要素であるデータ使用デバイスにネットワークアクセスを提供する方法であって、前記方法は、
    ネットワークアクセス制御デバイスによりデータサービスのEAB制御を適用し、前記EAB制御は前記データ使用デバイスに適用可能であり、
    前記ネットワークアクセス制御デバイスがEAB制御を適用している間に、前記データ使用デバイスの規制サービスのデータ通信に従うための前記データ使用デバイスからのネットワークアクセス要求を前記ネットワークアクセス制御デバイスにより受信することと、
    前記ネットワークアクセス制御デバイスが前記EAB制御を適用している間に前記ネットワークアクセス要求に適応するネットワークアクセスが許可されることを前記ネットワークアクセス制御デバイスにより判定することと、前記ネットワークアクセス制御デバイスにより前記ネットワークアクセス要求に関連付けられるデータ通信において前記データ使用デバイスが動作できるようにすることと、
    を含む、方法。
  2. 前記データ使用デバイスに関連付けられる識別子は、前記少なくとも1つのネットワークアクセス要求に適応するネットワークアクセスが許可されることを判定するために用いられる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記識別子は、前記データ使用デバイスに関連付けられた加入者識別モジュールにより格納される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記少なくとも1つのネットワークアクセス要求に関連付けられた前記データ通信において動作することは、前記ネットワークアクセス制御デバイスにより前記データ使用デバイスがパケットデータプロトコル(PDP)コンテキストを使用してパケットデータネットワーク(PDN)に接続することを許可され、前記PDNは第3世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)により標準化されたプロトコルに準拠した通信ネットワークである、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記ネットワークアクセス制御デバイスは、サービスのEABおよび非EAB分類を同時に前記データ使用デバイスに提供する、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 非EAB制御下において、前記データ使用デバイスからの少なくとも1つのネットワークアクセス要求を前記ネットワークアクセス制御デバイスにより受信することをさらに含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記データ使用デバイスは少なくとも1つのマシンツーマシン(M2M)デバイスであり、前記データ使用デバイスはローミングデバイスであるように構成され、前記データ使用デバイスは他のデバイス間のデータを中継する中継機能を有し、または前記データ使用デバイスはマシンタイプ通信を使用するように構成される、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記ネットワークアクセス制御デバイスは前記データ使用デバイスに対するローミング限定を適用する、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記少なくとも1つのネットワークアクセス要求に関連付けられた前記データ通信は緊急呼び出しである、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記少なくとも1つのネットワークアクセス要求に適応するネットワークアクセスが許可されない場合、前記EAB制御の間、前記データ使用デバイスのネットワークに対するアクセスを緊急呼び出しのみに限定する、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記データ使用デバイスからの前記少なくとも1つのネットワークアクセス要求は、前記少なくとも1つのネットワークアクセス要求による前記EAB制御に従うサービスのためのものおよび非EABアクセス下の処理が対象とするサービスのためのものである、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
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