JP6600741B2 - 無線アクセスネットワークにおける制御プレーンとユーザプレーンの分離 - Google Patents
無線アクセスネットワークにおける制御プレーンとユーザプレーンの分離 Download PDFInfo
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Description
・ 5G内複数接続機能。同じ無線アクセス技術(Radio Access Technology:RAT)またはシステム仕様を有する異なる無線インタフェース間で(1つのCP接続および)複数のUP接続を確立および維持する。例えば、5Gの異なる無線インタフェース、すなわちミリ波(mmWave)、センチ波(cmWave)、およびワイドエリア(Wide Area:WA、<6GHz)間での並列/同時接続。および/または
・ RAT間複数接続機能。異なる無線アクセス技術(RAT)またはシステム仕様間で(1つ以上のCP接続および)複数のUP接続を確立および維持する。例えば、5G、LTE、および/またはWLANアクセスタイプによる並列/同時接続。少なくとも1つの他のアクセスタイプへの1つ以上の接続に加えて、5Gアクセスタイプへの複数接続を除外しない。
・ 各サービスフローの再構成が必要かどうかに関係なく、端末のすべてのサービスフローを新しい対象マルチコントローラ(集約ノード)に対して再構成する必要がある。つまり、ユーザのモビリティによって複数のサービスフローのうちの1つが再構成される場合、その複数のサービスフロー(UP接続)すべておよび関連するRRCシグナリング(CP接続)も影響を受ける。
・ これも、マルチコントローラ(集約ノード)のディメンショニングトポロジに対する問題となる。その集約が、個々のCPおよびUP部分ではなく、集約された/共存するCPおよびUPのユニットによって定義されるからである。
・ RANモビリティの駆動には、CNに対する追加のNASシグナリングが必要であるが、このためNAS/CNシグナリングオーバヘッドがかかる。この場合、cMGWが、対象APのトンネルエンドポイント識別子(Tunnel Endpoint Identifier:TEID)について、関連するuGWに最新情報を通知する必要がある。
(i)CNのセッションとモビリティ(mobility)の管理に関連するRANの機能:
・ cMGW(または発展型コアクラウド)からのS1*‐Cインタフェースの終端。また、LTEと5Gの間の何らかの連携ソリューションにおけるS1‐MMEの終端であってもよい。
・ cMGWおよびS1*‐APプロトコルへの5G NASプロトコルのルーティング。
(ii)RANの動作性(operability)に関連する機能:
・ 複数の無線インタフェースおよびRAT(5G、LTE、WLANなど)に対する集中RRM。例えば以下のものの1つ以上を含む。
− 負荷バランシング、トラフィックステアリング、干渉緩和。
− 受付制御、アクセス層モビリティ制御、接続制御(サービスフローの設定と再構成)。
・ ネットワーク側でのRRCプロトコルの終端。
・ RRCに関連する機能性の実行。
・ 複数接続機能の制御。例えば以下のものの1つ以上を含む。
− 複数の無線を介したCPシグナリング。
− 複数の無線インタフェースを介したサービスフローのルーティングの制御。
・ 5G内およびRAT間のモビリティに対する自動近隣関係(Automatic Neighbor Rrelations:ANR)。
・ uGW(または発展型コアクラウド)からのS1*‐Uインタフェースの終端。
・ ピアエンティティに対するGTP/GREプロトコル(トンネリングプロトコル)の実装。
・ NCSプロトコルの終端。
・ 5G AP/eNBまたはWLAN APに対するフロー制御。
・ 異なる無線インタフェースまたはRATへのUP接続の管理。
・ DLにおけるサービスフローおよびサブサービスフローのパケットナンバリングと分離、およびULにおける集約/再順序付け。
・ モビリティイベント中のパケット転送(未送信パケット)。
・ 異なるサービスを提供または異なるサービスフローを処理する異なるMC‐Uに対するユーザプレーン複数接続機能の構成。
・(サブ)サービスまたは(サブ)サービスフローの分離の基準となる、複数接続機能のQoSパラメータ、RAT間パラメータなどのシグナリング。
・ モビリティ関連の最新情報の通知。例えば、モビリティ中のアクセス/接続を維持するためのトンネルエンドポイント識別子(Tunnel Endpoint Identifier:TEID)のシグナリング。
CPエンティティは、少なくとも、RANを介した、通信システムのコアネットワークに対する少なくとも1つの端末のCP接続機能を管理/制御すること、および/または複数のアクセスポイントについて、コアネットワークに対するCP接続機能を管理/制御することによって、CP機能性を当該RANにおいて提供するように構成でき、および/または
UPエンティティは、少なくとも、RANを介した、通信システムのコアネットワークに対する少なくとも1つの端末のUP接続機能を実現すること、および/または複数のアクセスポイントについて、コアネットワークに対するUP接続機能を提供することによって、UP機能性を当該RANにおいて提供するように構成できる。
・ UEのモビリティにより、特定のサービス(例えばサービスフロー1またはサービスフロー2のいずれか)のMC‐Uが変更されても、すなわち、当該特定のサービス(例えば、サービスフロー1またはサービスフロー2のいずれかの処理)に関して、別のMC‐Uが制御しているAPに端末がハンドオーバされても、別のサービスまたはサービスフローに関連するMC‐CまたはMC‐Uが変更されるわけではない。したがって、他のサービスまたはサービスフローの再構成は不要である。
・ これによって、マルチコントローラ(集約ノード)のディメンショニングトポロジに対する問題が軽減される。その集約が、個々のCPおよびUPユニット/部分のうち、より小さいものによって定義されるからである。
・ RANモビリティがCNから抽象化され、CNは、MC‐C/MC‐Uの組合わせが移動する場合にのみ関与する。
・ インターネットサービスを提供するMC‐Uのハンドオーバ1回。5G eNB#4から5G eNB#5へと移動する際に行われる(これらの5G eNBは、インターネットサービスを提供/処理するそれぞれ異なるMC‐Uによって制御されているため)。
・ V2Xサービスを提供するMC‐Uのハンドオーバ3回。5G eNB#3から5G eNB#4、5G eNB#4から5G eNB#5、および5G eNB#5から5G eNB#6へと移動する際に行われる(これらのペアは、V2Xサービスを提供/処理するそれぞれ異なるMC‐Uによって制御されているため)。
・ MCのハンドオーバ6回。隣接する5G eNBの任意のペア間で移動する際に行われる(すべての5G eNBがそれぞれ異なるMCによって制御されているため)。
・ CPおよびUP(または、CPエンティティおよびUPエンティティ)の独立したまたはサービス単位のモビリティを促進し、関連するオーバヘッドを低減する、および/または
・ CNからRANモビリティを抽象化する、および/または
・ ASモビリティシグナリングをRANに限定する、および/または
・ 基礎となるアーキテクチャの単純化によってシグナリングを削減する。
・ UP処理を任意のUPエンティティ(例えばMC‐U)に集約でき、CPエンティティ(例えばMC‐C)から分離できる、および/または
・ 複数のUPエンティティ(例えばMC‐UまたはローカルuGW)を同じCPエンティティ(例えばMC‐C)によって処理できる使用例がある。そのような使用例では、モビリティシグナリングおよび再構成を、特定のサービスまたはサービスフローに関連するUPエンティティ(例えばMC‐UまたはローカルuGW)に限定し、他のサービスまたはサービスフローのUPエンティティ(例えばMC‐UまたはローカルGW)を関与させないことができる、および/または
・ RAN/ASモビリティをRAN/ASだけに制限し、CNなどの上位レベル、AP/eNBなどの下位レベル、およびユーザ/端末にとってRAN/ASモビリティが不可視/透過的であるようにすることができる、および/または
・ より高速なモビリティ、より少ないサービス中断、およびより早いデータ転送開始を達成できる。
3GPP (Third Generation Partnership Project)第3世代パートナーシッププロジェクト
AAA (Authentication, Authorization and Accounting)認証、認可、およびアカウンティング
AP (Access Point)アクセスポイント
AS (Access Stratum)アクセス層
ASIx (Application Service Instance/Interface x)アプリケーションサービスインスタンス/インタフェースx
cMGW (control plane Mobile Gateway)制御プレーンモバイルゲートウェイ
CN (Core Network)コアネットワーク
CP (Control Plane)制御プレーン
CPSE (Control Plane Service Edge)制御プレーンサービスエッジ
DL (Downlink)ダウンリンク
eNB (enhanced Node B)拡張ノードB(LTE/LTE‐A基地局)
ETH (Ethernet)イーサネット(登録商標)
GPRS (General Packet Radio Service)汎用パケット無線サービス
GRE (Generic Routing Encapsulation)汎用ルーティングカプセル化
GTP (GPRS Tunneling Protocol)GPRSトンネリングプロトコル
GW (Gateway)ゲートウェイ
H − (Handover)ハンドオーバ
HSS (Home Subscriber Server)ホーム加入者サーバ
IP (Internet Protocol)インターネットプロトコル
LTE (Long Term Evolution)ロングタームエボリューション
LTE‐A (Long Term Evolution-Advanced)ロングタームエボリューションアドバンスト
MAC (Medium Access Control)メディアアクセス制御
MC (Multicontroller)マルチコントローラ
MME (Mobility Management Entity)モビリティ管理エンティティ
NAS (Non-Access Stratum)非アクセス層
NCS (Network Convergence Sub-layer)ネットワーク集中副層
NT (Network Termination)ネットワーク終端装置
PDCP (Packet Data Convergence Protocol)パケットデータ集中プロトコル
PHY (Physical Layer)物理層
QoS (Quality-of-Service)クオリティオブサービス
RAN (Radio Access Network)無線アクセスネットワーク
RAT (Radio Access Technology)無線アクセス技術
RCS (Radio Convergence Sub-layer)無線集中副層
RNC (Radio Network Controller)無線ネットワークコントローラ
RRC (Radio Resource Control)無線リソース制御
uGW (user plane Gateway)ユーザプレーンゲートウェイ
UP (User Plane)ユーザプレーン
UE (User Equipment)ユーザ装置
UL (Uplink)アップリンク
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)ユニバーサルモバイル通信システム
UNI (User Network Interface)ユーザネットワークインタフェース
uSE (user plane Service Edge)ユーザプレーンサービスエッジ
V2X (Vehicle-to-X(または、Vehicle-to-Any))車両通信
WLAN (Wireless Local Area Network)ワイヤレスローカルエリアネットワーク
Claims (31)
- 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて、制御プレーン装置により実行される方法であって、
前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムのコアネットワークに対する少なくとも1つの端末の制御プレーン接続機能を制御する、制御プレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供することと、
前記無線アクセスネットワーク内で動作可能な複数のユーザプレーン装置のうち少なくとも2つに対してそれぞれ制御プレーン接続を確立することと、
を含み、
前記複数のユーザプレーン装置は各々、前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムの前記コアネットワークに対する前記少なくとも1つの端末のユーザプレーン接続機能を実現する、ユーザプレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供するように構成され、
前記複数のユーザプレーン装置のうちの第1のユーザプレーン装置は第1のネットワークサービスを提供し、前記複数のユーザプレーン装置のうちの第2のユーザプレーン装置は、前記第1のネットワークサービスとは異なる第2のネットワークサービスを提供する、
方法。 - 前記ユーザプレーンにおける端末モビリティを、ネットワークサービス単位で、および前記制御プレーンにおける端末モビリティとは独立して、管理することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 複数のアクセスポイントを制御することと;
前記複数のユーザプレーン装置の間のハンドオーバを、前記複数のアクセスポイントの間のハンドオーバとは独立に制御することと;
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第2のユーザプレーン装置と端末を接続したまま、前記端末を、前記第1のユーザプレーン装置から、前記複数のユーザプレーン装置のうちの第3のユーザプレーン装置であって、前記第1のネットワークサービスを提供するユーザプレーン装置へのハンドオーバを行うことを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 2つのアクセスポイントを制御することと;
端末に対して、前記2つのアクセスポイントの間でハンドオーバを行う際に、
・ 前記2つのアクセスポイントがいずれも前記第1のユーザプレーン装置に接続されている場合は、前記第1のユーザプレーン装置についてはハンドオーバを行わず、
・ ハンドオーバ先のアクセスポイントが、前記第1のユーザプレーン装置には接続されておらず、前記第1のユーザプレーン装置とは異なる第3のユーザプレーン装置であって、前記第1のネットワークサービスを提供するユーザプレーン装置に接続されている場合は、前記端末を、前記第1のユーザプレーン装置から前記第3のユーザプレーン装置へのハンドオーバを行う、
ことと;
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1のユーザプレーン装置は、前記第1のネットワークサービスを提供する第1のユーザプレーンゲートウェイに接続し、
前記第2のユーザプレーン装置は、前記第1のユーザプレーンゲートウェイとは異なる第2のユーザプレーンゲートウェイであって、前記第2のネットワークサービスを提供するユーザプレーンゲートウェイに接続する、
請求項1に記載の方法。 - 前記制御プレーン機能性を提供することは、前記無線アクセスネットワークにおいて、ユーザ装置に向けた無線リソース制御プレーン機能性の終端を提供することを少なくとも含み、
前記ユーザプレーン機能性を提供することは、前記無線アクセスネットワークにおいて、ユーザ装置に向けたパケットデータ集中プロトコル機能性の終端を提供することを少なくとも含む、
請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 前記制御プレーン装置、前記第1のユーザプレーン装置、及び前記第2のユーザプレーン装置は、5G RANの論理エンティティである基地局に含まれる、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記制御プレーン装置が提供する前記制御プレーン機能性の対象となるアクセスポイントと、前記無線アクセスネットワークにおいて前記制御プレーン機能性を提供するように構成された別の装置が提供する前記制御プレーン機能性の対象となるアクセスポイントとの間で端末ハンドオーバが行われるときに、前記無線アクセスネットワーク内の前記少なくとも1つの端末の制御プレーンモビリティを処理すること、および/または
前記制御プレーン装置が提供する前記制御プレーン機能性の対象となる両アクセスポイント間で端末ハンドオーバが行われるときに、前記制御プレーン接続を介して、前記ユーザプレーン装置における前記無線アクセスネットワーク内の前記端末のユーザプレーン構成および/またはユーザプレーンモビリティの処理を制御すること、
をさらに含む、請求項1から8のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つの端末の複数接続機能のために1つ以上の制御プレーン接続を集約することをさらに含み、前記1つ以上の制御プレーン接続は、前記通信システムの少なくとも2つのアクセスポイントを介して確立される、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 複数のアクセスポイントに関して前記コアネットワークに対する前記制御プレーン接続機能を管理することをさらに含む、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 前記複数接続機能は、
同じ無線アクセス技術またはシステム仕様を有する異なる無線インタフェースを介した1つ以上の制御プレーン接続および複数のユーザプレーン接続、および
異なる無線アクセス技術またはシステム仕様を介した1つ以上の制御プレーン接続および複数のユーザプレーン接続、
の少なくとも1つを含む、請求項10を引用する請求項11に記載の方法。 - 少なくとも1つの端末に前記無線アクセスネットワークへのアクセスを提供するように構成された少なくとも1つのアクセスポイントを介した、前記少なくとも1つの端末への第1制御プレーンシグナリング接続、および/または、前記通信システムの前記コアネットワークへの制御プレーンゲートウェイ機能性を提供するように構成された少なくとも1つの制御プレーンゲートウェイへの第2制御プレーンシグナリング接続を確立すること、および/または
前記制御プレーン接続機能のためにそれぞれ前記制御プレーン装置に接続された複数のユーザプレーン装置および/またはアクセスポイントを含む領域全体にわたって制御プレーンカバー範囲を提供すること、
をさらに含む、請求項1から12のいずれかに記載の方法。 - 前記ユーザプレーン装置は、ユーザプレーンゲートウェイとのユーザプレーン接続を有する専用エンティティ内、またはユーザプレーンゲートウェイ内に含まれ、前記ユーザプレーンゲートウェイは、前記通信システムの前記コアネットワークへのユーザプレーンゲートウェイ機能性を提供するように構成される、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて、ユーザプレーン装置によって実行される方法であって、
前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムのコアネットワークに対する少なくとも1つの端末のユーザプレーン接続機能を実現する、ユーザプレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供することと、
前記無線アクセスネットワーク内で動作可能な制御プレーン装置への制御プレーン接続を提供することと、
を含み、
前記制御プレーン装置は、前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムの前記コアネットワークに対する前記少なくとも1つの端末の制御プレーン接続機能を制御する、制御プレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供するように構成され、
前記ユーザプレーン装置は、前記制御プレーン装置に接続している少なくとも一つの別のユーザプレーン装置とは異なるネットワークサービスを提供する、
方法。 - 前記ユーザプレーン装置は、第1のネットワークサービスを提供する第1のユーザプレーンゲートウェイに接続し、
前記別のユーザプレーン装置は、前記第1のユーザプレーンゲートウェイとは異なる第2のユーザプレーンゲートウェイであって、前記第1のネットワークサービスとは異なる第2のネットワークサービスを提供するユーザプレーンゲートウェイに接続する、
請求項15に記載の方法。 - 前記別のユーザプレーン装置が提供するネットワークサービスとは独立に、前記ユーザプレーン装置が提供するネットワークサービスに関連して、前記制御プレーン装置からハンドオーバに関する制御を受けることを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記ユーザプレーン装置が接続するアクセスポイントの組は、前記別のユーザプレーン装置が接続するアクセスポイントの組とは異なる、請求項15に記載の方法。
- 前記制御プレーン機能性を提供することは、前記無線アクセスネットワークにおいて、ユーザ装置に向けた無線リソース制御プレーン機能性の終端を提供することを少なくとも含み、
前記ユーザプレーン機能性を提供することは、前記無線アクセスネットワークにおいて、ユーザ装置に向けたパケットデータ集中プロトコル機能性の終端を提供することを少なくとも含む、
請求項15から18のいずれかに記載の方法。 - 前記制御プレーン装置、前記ユーザプレーン装置、前記別のユーザプレーン装置は、5G RANの論理エンティティである基地局に含まれる、請求項15から19のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つの端末の複数接続機能のために1つ以上のユーザプレーン接続を集約することをさらに含み、前記1つ以上のユーザプレーン接続は、前記通信システムの少なくとも2つのアクセスポイントを介して確立される、請求項15から20のいずれかに記載の方法。
- 複数のアクセスポイントに関して前記コアネットワークに対する前記ユーザプレーン接続機能を提供することをさらに含む、請求項15から21のいずれかに記載の方法。
- 前記複数接続機能は、
同じ無線アクセス技術またはシステム仕様を有する異なる無線インタフェースを介した1つ以上の制御プレーン接続および複数のユーザプレーン接続、および
異なる無線アクセス技術またはシステム仕様を介した1つ以上の制御プレーン接続および複数のユーザプレーン接続、
の少なくとも1つを含む、請求項21に記載の方法。 - ユーザプレーン接続の第1部分を、前記通信システムの前記コアネットワーク内の少なくとも1つのユーザプレーンゲートウェイまたはサービスエンティティに提供し、前記ユーザプレーン接続の第2部分を、前記少なくとも1つの端末に前記無線アクセスネットワークへのアクセスを提供するように構成された少なくとも1つのアクセスポイントに提供することをさらに含む、請求項15から23のいずれかに記載の方法。
- 前記ユーザプレーン装置は、ユーザプレーンゲートウェイとのユーザプレーン接続を有する専用エンティティ内、またはユーザプレーンゲートウェイ内に含まれ、前記ユーザプレーンゲートウェイは、前記通信システムの前記コアネットワークへのユーザプレーンゲートウェイ機能性を提供するように構成される、請求項15から19のいずれかに記載の方法。
- 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて動作可能な制御プレーン装置であって、
前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムのコアネットワークに対する少なくとも1つの端末の制御プレーン接続機能を制御する、制御プレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供する手段と、
前記無線アクセスネットワーク内で動作可能な複数のユーザプレーン装置のうち少なくとも2つに対してそれぞれ制御プレーン接続を確立する手段と、
を備え、
前記複数のユーザプレーン装置は各々、前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムの前記コアネットワークに対する前記少なくとも1つの端末のユーザプレーン接続機能を実現する、ユーザプレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供するように構成され、
前記複数のユーザプレーン装置のうちの第1のユーザプレーン装置は第1のネットワークサービスを提供し、前記複数のユーザプレーン装置のうちの第2のユーザプレーン装置は、前記第1のネットワークサービスとは異なる第2のネットワークサービスを提供する、
制御プレーン装置。 - 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて動作可能なユーザプレーン装置であって、
前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムのコアネットワークに対する少なくとも1つの端末のユーザプレーン接続機能を実現する、ユーザプレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供する手段と、
前記無線アクセスネットワーク内で動作可能な制御プレーン装置への制御プレーン接続を提供する手段と、
を備え、
前記制御プレーン装置は、前記無線アクセスネットワークを介した、前記通信システムの前記コアネットワークに対する前記少なくとも1つの端末の制御プレーン接続機能を制御する、制御プレーン機能性を前記無線アクセスネットワークにおいて提供するように構成され、
前記ユーザプレーン装置は、前記制御プレーン装置に接続している少なくとも一つの別のユーザプレーン装置とは異なるネットワークサービスを提供する、
ユーザプレーン装置。 - 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて動作可能な制御プレーン装置であって、処理手段及び記憶手段を備え、前記記憶手段はプログラム命令を格納し、前記プログラム命令は、前記処理手段に実行されると、前記制御プレーン装置に、請求項1から14のいずれかに記載の方法を遂行するように構成される、制御プレーン装置。
- 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて動作可能な制御プレーン装置の処理手段に実行されると、前記制御プレーン装置に、請求項1から14のいずれかに記載の方法を遂行するように構成されるプログラム命令を備える、コンピュータプログラム。
- 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて動作可能なユーザプレーン装置であって、処理手段及び記憶手段を備え、前記記憶手段はプログラム命令を格納し、前記プログラム命令は、前記処理手段に実行されると、前記ユーザプレーン装置に、請求項15から25のいずれかに記載の方法を遂行するように構成される、装置。
- 通信システムの無線アクセスネットワークにおいて動作可能なユーザプレーン装置の処理手段に実行されると、前記ユーザプレーン装置に、請求項15から25のいずれかに記載の方法を遂行するように構成されるプログラム命令を備える、コンピュータプログラム。
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