JP6721081B2 - 通信システム - Google Patents
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Description
本発明は、通信システムに関する。本発明は、限定ではないが特に、ユニバーサル陸上無線アクセスネットワーク(UTRAN)、及びLTEアドバンストを含む、UTRANのロングタームエボリューション(LTE)(E−UTRAN)等の、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)規格又はその均等物又は派生物に従って動作する無線通信システム及びそのデバイスに関する。本発明は、限定ではないが特に、専用コアネットワークを用いることに関連する。
3GPP規格の下では、「NodeB」(又はLTEにおける「eNB」)は、複数の移動デバイスがコアネットワークに接続し、他の複数の移動デバイス又は複数の遠隔サーバと通信する際に介する基地局である。これができるようになるには、複数の移動デバイスは、サービング基地局とのいわゆる無線リソース制御(RRC)接続を確立する。簡単にするために、本出願は、任意のそのような複数の基地局を指すために基地局という用語を用いる。複数の通信デバイスは、例えば、複数の移動電話機、複数のスマートフォン、ユーザ機器、複数の携帯情報端末、複数のラップトップコンピュータ、複数のウェブブラウザ等の複数の移動通信デバイスであってよい。3GPP規格は、(概ね)固定式の機器の一部として実装され得る、複数のWi−Fiルータ、複数のモデム等の非移動ユーザ機器をネットワークに接続することも可能にする。簡単にするために、本出願は、明細書において複数の移動通信デバイス(又は複数の移動デバイス)に言及するが、記載の技術は、そのようなコアネットワークに接続することができる任意の移動機器及び「非移動」機器において実施することができることが分かるだろう。
3GPP規格の下では、複数の基地局は、コアネットワーク(LTEにおいて発展型パケットコア(EPC)ネットワークと呼ばれる)に結合される。複数の移動デバイスを追跡し、異なる複数の基地局間の移動を容易にするために、コアネットワークは、コアネットワークに結合された複数の基地局と通信する複数の移動管理装置(MME)から成る。複数の移動デバイスとそれらの関連付けられたMMEとの間の通信は、(サービング基地局を介した)非アクセス層(NAS)シグナリングを用いて行われる。幾つかのコアネットワークでは、移動デバイスによって用いられる無線アクセス技術(RAT)に依拠して、サービングGPRSサポートノード(SGSN)をMMEの代わりに用いてもよい。
3GPP規格の最新の開発成果は、EPCネットワーク及びE−UTRA(進化型UMTS陸上無線アクセス)ネットワークのロングタームエボリューション(LTE)と呼ばれる。LTE(及びより最近ではLTEアドバンスト、すなわち「LTE−A」)は、複数の移動デバイス等のユーザ機器(UE)が、複数の専用コアネットワークノード(複数の専用MME等)を用いてコアネットワークに効率的に接続することを可能にする。このいわゆる「専用コアネットワーク」(DECOR)の特徴の詳細は、3GPP技術報告書(TR)23.707(V13.0.0)及び3GPP文書第S2−152107号に論述されている。この後者の3GPP文書は、3GPP技術仕様書(TS)第23.401号のバージョン13.2.0に関係している。
要約すると、DECOR特徴は、ネットワーク事業者が、そのネットワーク内で(共通の(すなわち、非専用)コアネットワークに沿って)複数の専用コアネットワーク(DCN)を配置することを可能にする。各DCNは、特定のタイプ(ら)の加入者及び/又は特定のタイプ(ら)のサービスをサービングすることに専用にされてよい。複数のDCNは任意選択であり、GERAN(GSM(登録商標) EDGE無線アクセスネットワーク)、UTRAN及び/又はE−UTRAN等の様々なタイプの無線アクセス技術(RAT)について選択的に配置され得る。例えば、ネットワーク事業者は、(E−UTRANをサポートするために)複数の専用MMEを配置し、複数の専用SGSNを配置しない(このため、GERAN/UTRANをサポートしない)場合もあるし、逆もまた同様である。DECORを配置する動機は、中でも、特定の複数の特性/複数の機能又はスケーリングを用いて複数のDCNを提供し、特定の複数のUE又は複数の加入者(例えば、複数のマシンツーマシン(M2M)加入者、特定の企業又は別個の管理ドメインに属する複数の加入者、移動仮想ネットワーク事業者(MVNO)に属する複数の加入者等)を、他の複数のUE又は複数の加入者等から切り離すことを含んでよい。
一方、そのような異なるグループの顧客及びデバイスは、複数の特徴、複数のトラフィック特性、利用可能性、輻輳管理、シグナリング及びユーザプレーンデータ使用等の観点において、異なる要件を有するかもしれない。複数の専用/特殊コアネットワーク要素/リソースを含む複数のDCNは、複数の事業者がそのようなデバイス/顧客グループの要件を満たすのを助けることができる。複数のDCNは、ネットワーク利用可能性及び/又は冗長性要件を満たすことに寄与してもよく、特定のユーザ又はトラフィックタイプのための独立したスケーリング又は特殊機能のプロビジョニング、並びに様々なタイプのユーザ及びトラフィックの互いからの分離を容易にする。
各DCNは1つ以上のMME/SGSNから成り、適宜、1つ以上のサービングゲートウェイ(S−GW)、パケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ(P−GW)及び/又はポリシー及び課金ルール機能(PCRF)から成ってよい。各加入者を、それぞれの加入情報(「UE使用タイプ」)に基づいて、DCNに割り当て、このDCNによってサービングすることができる。複数のDCNを配置する複数のネットワークは、DCNが利用可能でない複数のUEを管理するためのデフォルトDCN(又は共通コアネットワークのデフォルトコアネットワークノード)及び/又はUEを特定のDCNに割り当てるために十分な情報(例えば、関連付けられたUE使用タイプ)が利用可能でない場合に複数のUEを管理するデフォルトDCNを有することができる。全てが同じRANを共有する1つ以上のDCNをデフォルトDCN(又はデフォルトコアネットワークノード)とともに配置してもよい。
特定のUE機能を必要としない、加入者ごとに1つのUE使用タイプが存在する。すなわち、このUEは、以前の標準リリースに準拠したUEとも機能する。同様に、従来の複数のMMEの場合、例えば、ハンドオーバ、負荷バランス、初期ネットワークアタッチメント等の間に、UEコンテキストを或る(ソース)MME/SGSNから別の(ターゲット)MME/SGSNに移動させることが可能である。複数のDCNをサポートするMME/SGSNが、UEのためのターゲットMME/SGSNを選択するとき、このターゲットMME/SGSNの選択は、(UE使用タイプに起因して)同じDCNに制限される。
3GPP作業項目(WI)文書第RP−151048号は、いわゆるNASノード選択機能(NNSF)及びDECORのMME/SGSN(再)選択機能のシグナリングサポートを論述している。さらに、第S2−152107号は、NASメッセージが、UE使用タイプに基づいて、或るMME/SGSN(例えば、デフォルトMME/SGSN)から専用MME/SGSNにリダイレクトされる、可能なNASメッセージリダイレクション手順を記載している。これは、例えば、UEが、コアネットワークへの接続を最初に試み、このUEに関連付けられたUE使用タイプをサポートしていないコアネットワークにおけるデフォルトMME(UEのサービング基地局によってUEのために選択される)との接続を確立すると、必要となり得る。したがって、NASメッセージリダイレクションは、UEのNASメッセージを専用MME/SGSNに再ルーティングする要求をUEのサービング基地局に送信することによって、UEの現在選択されている(例えば、デフォルト)サービングMME/SGSNによって開始される。この要求は、そのUE使用タイプに割り当てられているDCNに対応するパラメータ(例えば、MMEグループの識別子)を含む。サービング基地局は、UEのNASメッセージを専用MME/SGSNに再ルーティングする要求を受信すると、受信したパラメータに対応する適した専用MME/SGSNを選択するNNSF手順を実行し、NASメッセージ(例えば、いわゆる「初期UEメッセージ」)を選択した専用MME/SGSNに転送する。これによって、専用MME/SGSNは、UEの新たなサービングMME/SGSNとして確立される。
そのようなNASメッセージリダイレクション(及び/又はMME/SGSN再選択)は、負荷バランス目的(例えば、過負荷を有するMME/SGSN又は比較的高い負荷を有するMME/SGSNから比較的低い負荷を有する別のMME(ら)/SGSN(ら)に加入者を移動させる)にも必要とされる場合がある。
しかしながら、本発明者らは、MME/SGSN(再)選択及び/又はDECORのNASメッセージ再ルーティングの機能の現行の手順が非効率的であり、その結果、誤ったMME/SGSNにおいて誤った時点にUEコンテキストの不要なシグナリング及び/又は作成/維持をもたらし得ることを認識している。
したがって、本発明の好ましい実施形態は、上記の問題のうちの少なくとも幾つかを克服するか又は少なくとも部分的に緩和する方法及び装置を提供することを目的とする。
当業者の理解の効率のために、本発明を、3GPPシステム(UMTS、LTE)と文脈で詳細に説明するが、本発明の原理は、複数の専用コアネットワークノードを用いて複数の移動デバイス又はユーザ機器(UE)がシステムにアクセスする、他のシステムに適用され得る。
一態様において、本発明は、通信ネットワークへの通信アクセスを提供する通信装置であって、関連付けられた通信セル内に位置する少なくとも1つの通信デバイスの、該通信装置を介した通信を制御するように適合されたコントローラと;前記関連付けられた通信セル内の前記少なくとも1つの通信デバイスと通信するように動作可能であるとともに、複数の移動管理装置(MME)と通信するように動作可能であるトランシーバと;を備え、前記トランシーバは、関連付けられた使用タイプを有する通信デバイスから、該通信装置を介した通信接続を確立するシグナリングを受信し;前記通信接続をセットアップするシグナリングをデフォルトMMEに送信し;前記通信接続をセットアップする前記シグナリングに応答して、前記デフォルトMMEから、前記通信接続をセットアップする前記シグナリングが再ルーティングされるべき専用MMEであって、前記通信接続を確立するシグナリングを送信した前記通信デバイスに関連付けられた前記使用タイプに対応する少なくとも1つのサポートサービスタイプを有する、前記専用MMEを識別するメッセージを受信する;ように動作可能であり、前記コントローラは、前記専用MMEが、前記通信接続を確立するシグナリングを送信した前記通信デバイスをサービングするのに適しているか否かを判断するように動作可能であり、前記トランシーバは、前記専用MMEが前記通信デバイスをサービングするのに適しているか否かの前記判断に基づいて、(a)前記専用MMEへの再ルーティングが不成功であることと、(b)前記専用MMEへの再ルーティングが成功していることとの一方を示す応答を前記デフォルトMMEに送信するように動作可能である、通信装置を提供する。
一態様において、本発明は、通信ネットワークへの通信アクセスを提供する通信装置であって、関連付けられた通信セル内に位置する少なくとも1つの通信デバイスの、該通信装置を介した通信を制御するように適合されたコントローラと;前記関連付けられた通信セル内の前記少なくとも1つの通信デバイスと通信するように動作可能であるとともに、少なくとも1つの移動管理装置(MME)と通信するように動作可能であるトランシーバと;を備え、前記少なくとも1つのMMEは、少なくとも1つのサポートサービスタイプを有し、該少なくとも1つのサポートサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスをサービングすることに専用化され、前記トランシーバは、前記少なくとも1つのMMEのそれぞれについて、該MMEに関連付けられたグループを識別するそれぞれの情報と、該MMEの前記少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別するそれぞれの情報とを受信するように動作可能である、通信装置を提供する。
一態様において、本発明は、通信デバイスであって、該通信デバイスに関連付けられた使用タイプを識別する情報を保持するように構成されたメモリと;セルを運用する通信装置との該通信デバイスの通信を制御するように適合されたコントローラと;移動管理装置(MME)との通信接続を確立するシグナリングであって、該通信デバイスに関連付けられた前記使用タイプを識別する情報から成る、前記通信接続を確立するシグナリングを前記通信装置に送信するように動作可能なトランシーバと;を備える、通信デバイスを提供する。
一態様において、本発明は、通信ネットワークの移動管理装置(MME)であって、該MMEは、デフォルトMMEとして動作するように構成され、通信セルを運用する通信装置と通信するように動作可能であるとともに、該通信セル内の少なくとも1つの通信デバイスと通信するように動作可能であるトランシーバを備え、前記トランシーバは、関連付けられた使用タイプを有する通信デバイスへの通信接続をセットアップするシグナリングを、前記通信装置から受信し;前記通信接続をセットアップする前記シグナリングに応答して、前記通信接続をセットアップする前記シグナリングが再ルーティングされるべき専用MMEであって、通信接続を確立するシグナリングを送信した前記通信デバイスに関連付けられた前記使用タイプに対応する少なくとも1つのサポートサービスタイプを有する、前記専用MMEを識別するメッセージを、前記通信装置に送信し;(a)前記専用MMEへの再ルーティングが不成功であることと、(b)前記専用MMEへの再ルーティングが成功していることとの一方を示す応答を、前記通信装置から受信する;ように動作可能である、MMEを提供する。
一態様において、本発明は、通信ネットワークの移動管理装置(MME)であって、該MMEは、専用MMEとして動作するように構成され、通信セルを運用する通信装置と通信するように動作可能であるとともに、該通信セル内の少なくとも1つの通信デバイスと通信するように動作可能であるトランシーバと;該MMEが少なくとも1つのサポートサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスについてサポートするように構成された前記少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する情報を取得するように動作可能なコントローラと;を備え、前記トランシーバは、該MMEに関連付けられたグループを識別する情報と、該MMEによってサポートされる少なくとも1つのサービスタイプを識別する情報とを前記通信装置に送信するように動作可能である、MMEを提供する。本発明の態様は、対応するシステム、方法、並びに上記で示した又は特許請求の範囲において記載される態様及び可能な形態において記載されるような方法を実行するようにプログラマブルプロセッサをプログラムするように、及び/又は特許請求の範囲のいずれかの請求項において記載される装置を提供するように適切に構成されたコンピュータをプログラムするように動作可能である命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体等のコンピュータプログラム製品にまで及ぶ。
本明細書(特許請求の範囲を含む)において開示され、及び/又は図面において示される各特徴は、開示され、及び/又は図示される任意の他の特徴から独立して(又はそれらと組み合わせて)本発明に組み込まれてよい。詳細には、限定はしないが、特定の独立請求項に従属する請求項のうちのいずれかの特徴は、任意の組み合わせにおいて又は個々に、その独立請求項に取り込まれてよい。
ここで、本発明の実施形態を、例として、添付の図面を参照しながら説明する。
概要
図1は、複数の移動デバイス3A〜3Dの複数のユーザが、複数のE−UTRAN基地局5A、5Bを介して互いに及び他の複数のユーザと通信し、E−UTRA無線アクセス技術(RAT)を用いてコアネットワーク7と通信することができる、移動(セルラ)遠距離通信ネットワーク1を概略的に示す。当業者であれば、説明の目的で図1には4つの移動デバイス3及び2つの基地局5が示されているが、システムが、実施時に通常、他の基地局及び移動デバイスを含だろうことが分かるだろう。
図1は、複数の移動デバイス3A〜3Dの複数のユーザが、複数のE−UTRAN基地局5A、5Bを介して互いに及び他の複数のユーザと通信し、E−UTRA無線アクセス技術(RAT)を用いてコアネットワーク7と通信することができる、移動(セルラ)遠距離通信ネットワーク1を概略的に示す。当業者であれば、説明の目的で図1には4つの移動デバイス3及び2つの基地局5が示されているが、システムが、実施時に通常、他の基地局及び移動デバイスを含だろうことが分かるだろう。
よく知られているように、移動デバイス3は、遠距離通信ネットワーク1によってカバーされている地理的エリア内で動き回っているときに、基地局5によってサービングされている複数のエリア(すなわち、複数の無線セル)を出入りするかもしれない。移動デバイス3の経過を追跡するとともに、異なる基地局5の間の移動を容易にするために、コアネットワーク7は、複数の移動管理装置(MME)9A〜9Dを備える。これらのMMEのうち、MME9A〜9Cは、共通のMMEであり(すなわち、どの特定のUE使用タイプにも関連付けられていないか、又は、全てのUE使用タイプに関連付けられている)、MME9Dは、専用MMEである(すなわち、1つ以上の特定のUE使用タイプに関連付けられている)。したがって、図示されるように、MME9Dは、DCN7Dの一部をなす一方、他のMME9A〜9Cは、主(又は共通)コアネットワーク7の一部をなす。その上、MME9Aは、(例えば、コアネットワーク7に最初に接続するとき及び/又は他のMMEが利用不能であるときに)複数の移動デバイス3のデフォルトMMEとして動作するように構成されている。このように、そのようなデフォルトMMEを設けることは、サービス停止のリスク低減に役立つ。
複数のMME9は、コアネットワーク7に結合された複数の基地局5と通信する。コアネットワーク7は、HSS11、並びにサービングゲートウェイ(S−GW)18及び/又はパケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW)19等の1つ以上のゲートウェイも備える。
複数の移動デバイス3及びそれらのそれぞれの複数のサービング基地局5は、LTEエアインターフェース、いわゆる「Uu」インターフェースを介して接続される。複数の基地局5は、いわゆる「X2」インターフェースを介して互いに接続される。各基地局5は、いわゆる「S1」インターフェースを介してコアネットワーク7の複数のノード(すなわち、MME9及びS−GW18)にも接続される。コアネットワーク7から、インターネット等の外部IPネットワーク20への接続も、P−GW19を介して提供される。図1には示されていないが、MME9は、それぞれの3GPPインターフェースを介してHSS11及びゲートウェイ18、19にも接続される。
各移動デバイス3について、HSS11は、3GPP加入者がネットワーク1にアクセスするのに必要とされる設定データ及び加入データ、関連付けられたサービスタイプ(ら)及びサービスプリファレンス、対応する加入者グループ(ら)を識別する情報等の、関係のある加入データを記憶する。具体的には、HSS11は、各加入者(各移動デバイス3)について、その加入者の適切なMME9の選択において用いることができる加入情報パラメータ「UE使用タイプ」を記憶する。各サポートされたUE使用タイプについて、ネットワーク事業者は、一組(1つ以上)の関連付けられたMME9(又はDCN)を構成する。ただし、適切な場合には、各MME9(又はDCN)を2つ以上のUE使用タイプに関連付けてもよく、及び/又は、デフォルトMME9を、専用MME9D及び/又は専用コアネットワーク7Dを有しない、UE使用タイプに関連付けてもよいことが分かるだろう。
このシステムでは、移動デバイス3Dに関連付けられた加入は、MME9Dに関連付けられたUE使用タイプに対応するUE使用タイプを有する。換言すれば、MME9Dは、移動デバイス3Dの専用コアネットワーク7Dの一部をなすコアネットワークノードである。したがって、コアネットワーク7は、可能な限り、移動デバイス3Dがこの専用コアネットワーク7Dによってサービングされることを保証している。これを行うために、HSS11(又は移動デバイス3の以前のMME9)は、移動デバイス3が、基地局5によって(初期)選択されたMME9との接続の確立を最初に試みるときに、移動デバイス3に関連付けられたUE使用タイプをその選択されたMME9に提供する。
図1に図示していないが、専用MME9Dは、移動デバイス3Dの関連付けられた専用のS−GW及びP−GWを、そのUE使用タイプに基づいて選択するように構成されている。
この例では、基地局5は、各接続されたMME9のサポートされたサービスタイプ(ら)についての情報をMME9から取得するように構成されているので有利である。例えば、基地局5Bは、この情報を、当該基地局5BとMME9Dとの間のS1接続を構成する初期セットアップ手順中に及び/又はMME9Dが再構成されるその後の任意の時点で、適したS1シグナリング(「S1セットアップ応答(S1 setup response)」メッセージ、「MME構成更新(MME configuration update)」メッセージ等)を用いて取得する。
さらに、この例では、複数の基地局5は、これらの基地局によってサービングされる各移動デバイス3について、その特定の移動デバイス3に関連付けられたそれぞれのUE使用タイプについての情報も取得するように構成されている。有利には、この例では、基地局5Bは、この情報を、(例えば、その特定の移動デバイス3のいずれかのNNSF手順を実行する前に)移動デバイス3から直接取得するか、又は、その特定の移動デバイス3を現在サービングしている(又はサービングするように初期選択された)MME9Aから(例えば、「NASメッセージ再ルーティング要求(Reroute NAS message request)」メッセージ、「ダウンリンクNASトランスポート(Downlink NAS transport)」メッセージ等における「UE使用タイプ」情報要素から)明示的に取得するように構成されている。基地局5Bが、移動デバイス3Dに関連付けられたUE使用タイプをその移動デバイス3Dから直接取得する場合、このUE使用タイプは、(例えば、どのランダムアクセスプリアンブルが移動デバイス3Dによって用いられているのかを判断することによる)暗黙的なシグナリングを用いて取得されてよいし、(例えば、低アクセス優先度表示手順等を用いた)明示的なシグナリングを用いて取得されてもよい。
基地局5は、この例では、各接続されたMME9の可用性についての情報(例えば、特定のMMEが過負荷であることを識別する情報及び/又は各MMEに関する相対負荷を識別する情報)も取得して記憶するように構成されている。各MME9のこの可用性情報は、通常、そのMME9の任意の特定のサポートされたサービスタイプ(ら)(すなわち、複数のUE使用タイプ)に関する情報に関連付けて取得及び記憶される。したがって、UE使用タイプに関する情報、MMEサポートサービスタイプに関する情報、及び各接続されたMME9(存在する場合)の可用性に関する情報を用いて、基地局5Bは、不要なシグナリングを用いることなく、移動デバイス3Dの適切な専用MME(この例では、利用可能である場合のMME9D)を選択することができる。一方、特定のMME9が、例えば、過負荷等に起因して利用可能でないとき、移動デバイス3DのUE使用タイプが、選択したMME9A又は9Cに関連付けられたサポートされるUE使用タイプ(ら)と異なる場合があるとしても、基地局5Bは、デフォルトMME9A(又は適切な共通のMME9C)を選択して、その移動デバイス3Dを登録することができる。これを行うために、基地局5Bは、MME9A又は9Cへのそのメッセージに、関連付けられた専用MME9Dが(一時的に)過負荷である/それ以外で利用不能であることの指示情報も含める。
現在選択したMME9A又は9Cが、移動デバイス3Dから対応する専用MME9DへのNASメッセージの再ルーティングを試みるときであっても、基地局5Bは、専用MME9Dが(例えば、過負荷に起因して)(引き続き)利用不能であることを要求側MME9A又は9Cに応答することができるので有利である。この場合、基地局5Bによって提供されるこの指示情報は、移動デバイス3Dが適切でない(すなわち、非専用)MME9に現在登録されていても、要求側MME9A又は9Cが、移動デバイス3Dについて保持されたあらゆるUEコンテキストを削除することを防止し、それによって、サービス連続性を確保するので有利である。
そのような応答を、NASメッセージの再ルーティングを要求するMME9に送信することを容易にするために、再ルーティング要求を行うMME9は、送信されると自動的に成功とみなされるメッセージ(例えば、LTEにおけるいわゆる「クラス2」メッセージ)ではなく、応答を要求するメッセージ(例えば、LTEにおけるいわゆる「クラス1」メッセージ)を用いるように適合されているので有利である。応答を要求するそのようなメッセージは、別のMME9への再ルーティングが成功したか否かにかかわらず、応答(例えば、適宜、成功又は失敗を示す肯定的応答指示情報又は否定的応答指示情報)を必要としてよい。一方、応答を要求するそのようなメッセージは、成功を示す「成功」指示情報を必要とするとともに所定の時間期間が満了した後は失敗と仮定するメッセージであってもよいし、失敗を示す「失敗」指示情報を必要とするとともに所定の時間期間が満了した後は成功と仮定するメッセージであってもよい。
要約すれば、このシステムにおける複数の基地局は、専用MMEが過負荷である(又はそれ以外で利用不能である)ことを複数のMMEに通知することができるので有利である。例えば、サービング基地局が、専用MMEが過負荷であることをデフォルトMMEに示すと、このデフォルトMMEは、(移動デバイスを拒否するのではなく)移動デバイスを、関連付けられたUE使用タイプにかかわらずにサービングすることを試みてよい。その上、基地局によって初期選択されたいずれの中間(例えば、デフォルト)MMEも、移動デバイスのNASメッセージの再ルーティングを試みる際に、(関連付けられたUEコンテキストが、移動デバイスに関連付けられたUE使用タイプに適切でない場合であっても)移動デバイスの専用MMEが利用可能であることが確実になるまで、関連付けられたUEコンテキストを保持するように構成されているので有利である。
移動デバイス
図2は、図1に示される複数の移動デバイス3のうちの1つの移動デバイスの複数の主要コンポーネントを示すブロック図である。示されるように、移動デバイス3は、1つ以上のアンテナ33を介して、基地局5に対し信号を送受信するように動作可能であるトランシーバ回路31を有する。移動デバイス3は、移動デバイス3の動作を制御するコントローラ37を有する。コントローラ37はメモリ39に関連付けられ、トランシーバ回路31に結合される。図2には必ずしも示されていないが、移動デバイス3は当然ながら、従来の移動デバイス3の全ての通常機能(ユーザインターフェース35等)を有し、これは適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアのうちの任意の1つ又は任意の組み合わせによって提供されてよい。ソフトウェアはメモリ39にプレインストールされてよく、及び/又は、例えば、遠距離通信ネットワークを介して若しくは取り外し可能なデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてよい。
図2は、図1に示される複数の移動デバイス3のうちの1つの移動デバイスの複数の主要コンポーネントを示すブロック図である。示されるように、移動デバイス3は、1つ以上のアンテナ33を介して、基地局5に対し信号を送受信するように動作可能であるトランシーバ回路31を有する。移動デバイス3は、移動デバイス3の動作を制御するコントローラ37を有する。コントローラ37はメモリ39に関連付けられ、トランシーバ回路31に結合される。図2には必ずしも示されていないが、移動デバイス3は当然ながら、従来の移動デバイス3の全ての通常機能(ユーザインターフェース35等)を有し、これは適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアのうちの任意の1つ又は任意の組み合わせによって提供されてよい。ソフトウェアはメモリ39にプレインストールされてよく、及び/又は、例えば、遠距離通信ネットワークを介して若しくは取り外し可能なデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてよい。
コントローラ37は、この例では、メモリ39内に記憶されたプログラム命令又はソフトウェア命令によって移動デバイス3の全体動作を制御する。示されるように、これらのソフトウェア命令は、中でも、オペレーティングシステム41と、通信制御モジュール43と、RRCモジュール44と、NASモジュール45と、使用タイプ関連付けモジュール49とを含む。
通信制御モジュール43は、移動デバイス3と基地局5との間の通信を制御する。通信制御モジュール43は、基地局5と(基地局5を介して)MME9及び/又はS−GW18等の他のノードとに送信される制御データ及び(アップリンク及びダウンリンクのための)ユーザデータの別個のフローをも制御する。
RRCモジュール44は、RRC規格に従ってフォーマットされた複数のシグナリングメッセージを生成、送信及び受信するように動作可能である。例えば、そのような複数のメッセージは、移動デバイス3とそのサービング基地局5との間で交換される。複数のRRCメッセージは、例えば、ランダムアクセス手順に関する複数のメッセージ及び/又はサービング基地局5によってMME9に中継される制御データ(例えば、NASメッセージ)をから成る複数のRRCメッセージから成ってよい。
NASモジュール45は、NASプロトコルに従ってフォーマットされた複数のシグナリングメッセージを生成、送信及び受信するように動作可能である。例えば、そのような複数のメッセージは、移動デバイス3と複数のMME9との間で(複数の基地局5を介して)交換される。複数のNASメッセージは、例えば、移動デバイス3をMME9に登録するための制御データから成る複数のNASメッセージを含んでよい。
使用タイプ関連付けモジュール49は、この移動デバイス3に関連付けられた使用タイプについての情報を記憶する。例えば、この使用タイプは、「UE使用タイプ」パラメータの形態で記憶されてよい。この記憶された使用タイプ情報に基づいて、使用タイプ関連付けモジュール49は、RRCモジュール44が、基地局5とのランダムアクセス手順を開始する適切なプリアンブルを選択することを支援する。
基地局
図3は、図1に示される複数の基地局5のうちの1つの基地局の複数の主要コンポーネントを示すブロック図である。示されるように、基地局5は、1つ以上のアンテナ53を介して移動デバイス3に対し信号を送受信するためのトランシーバ回路51と、他の複数の基地局に対し信号を送受信するための基地局インターフェース(X2)54と、複数のコアネットワークエンティティ(例えば、MME9及びS−GW18)に対し信号を送受信するためのコアネットワークインターフェース(S1)55とを有する。基地局5は、基地局5の動作を制御するコントローラ57を有する。コントローラ57はメモリ59に関連付けられる。図3には必ずしも示されていないが、基地局5は当然ながら、セルラ電話機ネットワーク基地局の全ての通常機能を有し、これは適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアのうちの任意の1つ又は任意の組み合わせによって提供されてよい。ソフトウェアはメモリ59にプレインストールされてよく、及び/又は、例えば、通信ネットワーク1を介して又は取り外し可能なデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてよい。コントローラ57は、この例では、メモリ59内に記憶されたプログラム命令又はソフトウェア命令によって、基地局5の全体動作を制御するように構成される。示されるように、これらのソフトウェア命令は、中でも、オペレーティングシステム61と、通信制御モジュール63と、RRCモジュール65と、S1APモジュール67と、MME可用性情報記憶モジュール69とを含む。
図3は、図1に示される複数の基地局5のうちの1つの基地局の複数の主要コンポーネントを示すブロック図である。示されるように、基地局5は、1つ以上のアンテナ53を介して移動デバイス3に対し信号を送受信するためのトランシーバ回路51と、他の複数の基地局に対し信号を送受信するための基地局インターフェース(X2)54と、複数のコアネットワークエンティティ(例えば、MME9及びS−GW18)に対し信号を送受信するためのコアネットワークインターフェース(S1)55とを有する。基地局5は、基地局5の動作を制御するコントローラ57を有する。コントローラ57はメモリ59に関連付けられる。図3には必ずしも示されていないが、基地局5は当然ながら、セルラ電話機ネットワーク基地局の全ての通常機能を有し、これは適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアのうちの任意の1つ又は任意の組み合わせによって提供されてよい。ソフトウェアはメモリ59にプレインストールされてよく、及び/又は、例えば、通信ネットワーク1を介して又は取り外し可能なデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてよい。コントローラ57は、この例では、メモリ59内に記憶されたプログラム命令又はソフトウェア命令によって、基地局5の全体動作を制御するように構成される。示されるように、これらのソフトウェア命令は、中でも、オペレーティングシステム61と、通信制御モジュール63と、RRCモジュール65と、S1APモジュール67と、MME可用性情報記憶モジュール69とを含む。
通信制御モジュール63は、基地局5と、複数の移動デバイス3と、基地局5に接続された他の複数のネットワークエンティティ(例えば、MME9)との間の通信を制御する。通信制御モジュール63は、例えば、複数のNASメッセージを再ルーティングするための制御データを含む、基地局5に関連付けられた移動デバイス3に送信されるべき、アップリンク/ダウンリンクユーザトラフィック及び制御データの別個のフローも制御する。
RRCモジュール65は、RRC規格に従ってフォーマットされた複数のシグナリングメッセージを生成、送信及び受信するように動作可能である。例えば、そのような複数のメッセージは、基地局5とこの基地局5に関連付けられた複数の移動デバイス3との間で交換される。複数のRRCメッセージは、例えば、移動デバイス3とそのサービングMME9との間で中継するための制御データ(例えば、複数のNASメッセージ)から成るRRCメッセージを含んでよい。
S1APモジュール67は、S1アプリケーションプロトコル(S1AP)規格に従ってフォーマットされた複数のシグナリングメッセージを生成、送信及び受信するように動作可能である。例えば、そのような複数のメッセージは、基地局5とこの基地局5に接続された複数のMME9との間で交換される。複数のS1APメッセージは、例えば、複数のNASメッセージ再ルーティング要求(Reroute NAS message requests)、複数のダウンリンクNASトランスポートメッセージ(Downlink NAS transport messages)、複数のS1セットアップメッセージ及び関連付けられた複数の応答等の、NASシグナリングの再ルーティングに関連する複数のメッセージを含んでよい。
MME可用性情報記憶モジュール69は、複数の特定のMME(又は複数のMMEグループ)の可用性とあらゆる関連付けられた使用タイプとについての情報を記憶する。MME可用性情報記憶モジュール69は、この情報を、他の複数のモジュール、例えば、NASメッセージを再ルーティングすることに用いられるS1APモジュール67に提供する。
移動管理装置
図4は、図1に示される複数のMME9のうちの1つのMMEの複数の主要コンポーネントを示すブロック図である。示されるように、MME9は、トランシーバ回路71と、複数の基地局5に対し信号を送受信するための基地局インターフェース(S1)74と、(HSS11等の)他の複数のコアネットワークノードに対し信号を送受信するためのコアネットワークインターフェース75とを備える。MME9は、MME9の動作を制御するためのコントローラ77を有する。コントローラ77は、メモリ79に関連付けられている。
図4は、図1に示される複数のMME9のうちの1つのMMEの複数の主要コンポーネントを示すブロック図である。示されるように、MME9は、トランシーバ回路71と、複数の基地局5に対し信号を送受信するための基地局インターフェース(S1)74と、(HSS11等の)他の複数のコアネットワークノードに対し信号を送受信するためのコアネットワークインターフェース75とを備える。MME9は、MME9の動作を制御するためのコントローラ77を有する。コントローラ77は、メモリ79に関連付けられている。
ソフトウェアは、メモリ79にプレインストールされてよく、及び/又は、例えば、通信ネットワーク1を介して若しくは取り外し可能なデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてよい。コントローラ77は、この例では、メモリ79に記憶されたプログラム命令又はソフトウェア命令によってMME9の全体動作を制御するように構成される。示されるように、これらのソフトウェア命令は、中でも、オペレーティングシステム81と、通信制御モジュール83と、非アクセス層(NAS)モジュール85と、S1APモジュール87と、使用タイプ関連付けモジュール89とを含む。
通信制御モジュール83は、MME9とこのMME9に接続された他の複数のネットワークエンティティ(例えば、基地局5、HSS11、及び複数の基地局5のうちの1つに接続されるときの任意の複数の移動デバイス3)との間の通信を制御する。
NASモジュール85は、NASプロトコルに従ってフォーマットされた複数のシグナリングメッセージを生成、送信及び受信するように動作可能である。例えば、そのような複数のメッセージは、MME9とこのMME9に関連付けられた複数の移動デバイス3との間で(複数の基地局5を介して)交換される。複数のNASメッセージは、例えば、移動デバイス3をMME9に登録するための制御データを含むNASメッセージを含むことができる。
S1APモジュール87は、S1アプリケーションプロトコル(S1AP)規格に従ってフォーマットされた複数のシグナリングメッセージを生成、送信及び受信するように動作可能である。例えば、そのような複数のメッセージは、MME9とこのMME9に接続された複数の基地局5との間で交換される。複数のS1APメッセージは、例えば、複数のNASメッセージ再ルーティング要求(Reroute NAS message requests)、複数のダウンリンクNASトランスポートメッセージ(Downlink NAS transport messages)、複数のS1セットアップメッセージ、及び関連付けられた複数の応答等の、NASシグナリングの再ルーティングに関連する複数のメッセージを含んでよい。
使用タイプ関連付けモジュール89は、このMME9に関連付けられた使用タイプ(ら)についての情報を記憶する。例えば、使用タイプは、「UE使用タイプ」パラメータ及び/又はMMEグループ識別子(MMEGI)の形態で記憶されてよい。
上記の説明において、理解を容易にするために、移動デバイス3、基地局5、及びMME9は、複数の個別のモジュール(複数の通信制御モジュール、複数のRRC/NASモジュール、及び複数のS1APモジュール等)を有するものとして説明した。これらのモジュールは、幾つかの応用形態の場合、例えば、本発明を実施するために既存のシステムが変更された場合には、このようにして設けられてよいが、他の応用形態、例えば、最初から本発明の特徴を念頭に置いて設計されるシステムでは、これらのモジュールはオペレーティングシステム又はコード全体の中に組み込まれてよく、これらのモジュールは別個の実体として区別可能でない場合もある。これらのモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせにおいて実施されてよい。
ここで、上記の移動デバイス3、基地局5、及びMME9を用いて本発明の様々な態様をどのように実施することができるのかを例示する複数の異なる実施形態を説明する。実施形態を、図5〜図9に示すシグナリング(又は「タイミング」)図を参照して説明する。
動作−第1の実施形態
図5は、移動デバイス3の適切なMME9を選択する際の移動デバイス3のサービスタイプについての情報を取得して用いる、基地局5の手順を示す一例示的なタイミング図を示している。
図5は、移動デバイス3の適切なMME9を選択する際の移動デバイス3のサービスタイプについての情報を取得して用いる、基地局5の手順を示す一例示的なタイミング図を示している。
この実施形態では、基地局5は、当該基地局5とMME9との間のS1接続を構成する初期セットアップ手順中に、接続されたMME9のサポートサービスタイプ(ら)についての情報を取得するように構成されている。
具体的には、ステップS500に示されるように、基地局5は、MME9から受信された適切にフォーマットされたS1メッセージ(「S1セットアップ応答」メッセージ又は「MME構成更新」メッセージ等)から、この情報を(自身のS1APモジュール65を用いて)取得する。これらのメッセージの内容は、表1及び表2に(単なる例として)示されている。見て分かるように、この例では、MME9のS1セットアップ応答は、MME9に関連付けられた複数の構成パラメータを含む、適切にフォーマットされた情報要素(IE)を含む。これらの構成パラメータは、MME9によってサポートされるサービスタイプ(ら)を識別する情報から成る。各サービスタイプは、対応するUE使用タイプから成り(及び/又は対応するUE使用タイプにマッピングされ)、したがって、特定のMMEのUE使用タイプのリストは、そのMMEが専用MMEとしてどのサービス(ら)/UE使用タイプ(ら)をサポートするのかを決定することが分かるだろう。
任意選択で、基地局5は、MME9Dの可用性、例えば、MME9Dが過負荷であるか否かを識別する情報も(自身のS1APモジュール65を用いて)取得してよい。図5に示す例では、基地局5は、MME9Dが過負荷であることを示す適切にフォーマットされたS1メッセージを受信する。
基地局5は、自身のMME可用性情報記憶モジュール69に記憶されたエントリのリストに、各接続されたMME9のエントリを、そのMMEが現在利用可能であるか否かの適切な指示情報(及び、場合によっては特定のMMEが利用不能である理由を識別する情報、例えば、接続されていない、過負荷である等を含む)とともに追加するように構成されている。各MME9について、MME可用性情報記憶モジュール69は、複数の任意の関連付けられたUE使用タイプ(利用可能である場合)を識別する情報も保持する。したがって、ステップS501においてそのメッセージを受信すると、基地局5は、MME9Dが新たな複数の移動デバイス3を現在登録することができないという情報を(自身のMME可用性情報記憶モジュール69に)記憶する。
このシステムでは、基地局5は、この基地局5によってサービングされる各移動デバイス3から、その特定の移動デバイス3に関連付けられたそれぞれのUE使用タイプ/サービスタイプについての情報も(例えば、自身のRRCモジュール65を用いて)取得するように構成されているので有利である。この指示情報は、適宜、明示的なものであってもよく、暗黙的なものであってもよい。基地局5は、移動デバイス3の任意のNNSF手順を実行する前に(すなわち、移動デバイス3から正しくない(又はデフォルト)MME9に任意のNASメッセージを転送する前に)、この情報を取得するように構成されているので有利である。
この例では、これは、異なるランダムアクセスプリアンブル(又は一組のプリアンブル)を異なるUE使用グループに割り当てることによって暗黙的に実現される。基地局5は、ステップS502において、それぞれのUE使用タイプ値と対応するプリアンブルとの間の関連付けを自身のセル内の複数の移動デバイス3に(例えば、システム情報ブロードキャストを介して)通知するように構成されている。
したがって、移動デバイス3Dは、この基地局5との無線接続を既に確立しているときは、(ステップS504において)適切なランダムアクセスプリアンブルを選択し、(ステップS505において)ランダムアクセス手順に関するメッセージに含めることによって、自身の関連付けられたUE使用タイプを基地局5に通知することができる。
したがって、どのプリアンブルが、(ステップS505において)ランダムアクセス手順を実行する移動デバイス3によって用いられているのかを検出することによって、基地局5は、当該基地局5と移動デバイス3との間の無線接続のセットアップを完了する前であっても、移動デバイス3に関連付けられたUE使用タイプを求めることができるので有利である。移動デバイス3は、基地局5に向けた追加のシグナリングを何ら必要とすることなく(及びコアネットワーク7とのシグナリングを何ら必要とすることなく)自身のUE使用タイプを(暗黙的に)示すことができるので有利である。
MMEに関連付けられたサービスタイプ(UE使用タイプ)についての情報と、移動デバイス3から取得したUE使用タイプ情報とを用いて、基地局は、ステップS509において、NNSFをより効率的に実行し、(場合によっては、デフォルトMME等のコアネットワークノードを何ら必要とすることなく)所与の移動デバイスの正しいMMEを選択することができるので有利である。これによって、ひいては、移動デバイスがMMEに登録される時間も削減することができる。
動作−第2の実施形態
図6及び図7は、NAS再ルーティング手順中に、接続されたMME9のサポートサービスタイプ(ら)についての情報を取得して用いる、基地局5の手順を示す例示的なタイミング図を示している。
図6及び図7は、NAS再ルーティング手順中に、接続されたMME9のサポートサービスタイプ(ら)についての情報を取得して用いる、基地局5の手順を示す例示的なタイミング図を示している。
基地局5は、各MME9とのそれぞれのS1接続を作成することによって、各MME9を用いてセットアップされているものと仮定する。基地局5は、自身のMME可用性情報記憶モジュール69に記憶されたエントリのリストに、各接続されたMME9のエントリを、そのMMEが現在利用可能であるか否かの適切な指示情報(及び、場合によっては特定のMMEが利用不能である理由を識別する情報、例えば、接続されていない、過負荷である等を含む)とともに追加するように構成されている。各MME9について、MME可用性情報記憶モジュール69は、複数のUE使用タイプ(利用可能である場合)に対応する任意のサポートサービスタイプ(ら)を識別する情報も保持する。第1の実施形態において上述したように、サポートサービスタイプ(ら)は、(表1及び表2に示される任意の更なるMME固有情報とともに)各接続されたMMEから取得されてよいことが分かるだろう。
ステップS600に一般的に示されるように、MME9Dは、最初に過負荷にあり、したがって、現在、複数の新たな移動デバイスを登録することができない。一方、図6に示される移動デバイス3Dは、このMME9Dによってサポートされる使用タイプに対応する関連付けられた使用タイプを有する。
この手順は、移動デバイス3Dが、ステップS601において、NASメッセージを生成し、(このNASメッセージを適切な専用MMEに中継する)自身のサービング基地局5に送信することから開始する。このNASメッセージは、アタッチ要求、追跡エリア更新(TAU)、ロケーションエリア更新(LAU)等から成ってよい。移動デバイス3Dは、(必要な場合には、適切なランダムアクセス手順を実行した後に)このNASメッセージを適したRRCメッセージに組み込み、このRRCメッセージをサービング基地局5に送信する。ステップS602において、基地局5は、受信したRRCメッセージからNASメッセージを取り出し、このNASメッセージを適切にフォーマットされたS1メッセージに組み込み、その後、デフォルトMME9Aに送信する。
これに応答して、デフォルトMME9Aは、移動デバイス3Dに関連付けられたUEコンテキストを移動デバイス3Dの以前のサービングMME9C(受信したNASメッセージにおいて、例えば、関連付けられたGUTI及び/又はGUMMEIの形態で示される)から取得することを試みる。これを行うために、MME9Aは、ステップS604において、適切にフォーマットされたコンテキスト要求メッセージを生成し、古いMME9Cに送信する。古いMME9Cは、ステップS606において、適切にフォーマットされたコンテキスト要求応答を生成してデフォルトMME9Aに送信することによって応答し、このUEコンテキストとこの移動デバイス3Dに関連付けられたUE使用タイプ(最初はHSS11から取得されたもの)を識別する情報とをこのメッセージに含める。
(ステップS606における)コンテキスト応答メッセージに含まれるUE使用タイプに基づいて、デフォルトMME9Aは、移動デバイス3Dのメッセージのハンドリングを別のMME(すなわち、このUE使用タイプに関連付けられたMME)に移すことを決定する。したがって、デフォルトMME9Aは、ステップS610に進む。
一方、その間に、ステップS600における過負荷に従って、MME9Dは、ステップS608において、適切な過負荷表示メッセージを(自身のS1APモジュール87を用いて)生成し、基地局5に送信する(ただし、MME9Dは、そのような指示情報を全ての基地局及び/又は他のMMEにも同様に送信してもよい)。このメッセージを受信すると、基地局5は、自身のMME可用性情報記憶モジュール69にこのMME9Dについて保持されたエントリを、MME9Dが過負荷に起因して利用不能であるという情報を用いて更新する。ステップS608は、アタッチ/TAU要求メッセージ及び複数のコンテキスト要求/コンテキスト応答メッセージに続いて行われるものとして示されているが、過負荷指示情報は、ステップS601〜S606から独立している。したがって、ステップS608は、ステップS600に続く任意の時点に(例えば、ステップS601の前であっても)行ってよいことが分かるだろう。
ステップS610において、デフォルトMME9Aは、移動デバイス3Dによって送信されたNASメッセージを再ルーティングするように基地局5に要求する、適切にフォーマットされたS1シグナリングメッセージを(自身のS1APモジュール87を用いて)生成し、基地局5に送信する。図6に示されるように、このNASメッセージ再ルーティング要求(Reroute NAS message request)は、移動デバイス3Dからの当初の(変更されていない)NASメッセージ;再ルーティングパラメータを識別する情報(例えば、NASメッセージを再ルーティングする必要があるMMEグループ識別子(「MMEGI」);移動デバイス3Dに関連付けられたグローバル一意一時識別子(「GUTI」);(例えば、グローバル一意MME識別子「GUMMEI」によって)送信側MME9Aを識別する情報;及び/又は移動デバイス3Dに関連付けられたサービスタイプを識別する情報(例えば、S606において受信されたUEコンテキスト応答に示されるUE使用タイプ)を含む。
この例では、移動デバイス3Dに関連付けられたUE使用タイプは、専用MME9D(S610においてMMEGIによって識別されたグループに属する)によってサポートされる。一方、MME9Dは、現在過負荷を受けている(及び、ステップS608において、この過負荷状況を基地局5に既に通知している)。
したがって、基地局5は、ステップS612において、移動デバイス3Dによって送信されたNASメッセージを再ルーティングすることができないことを示す、適切にフォーマットされたS1応答を(自身のS1APモジュール67を用いて)生成し、デフォルトMME9Aに送信する。基地局5は、このメッセージ(例えば、「NASメッセージ再ルーティング失敗(Reroute NAS message failure)」メッセージ)に、移動デバイス3Dによって送信されたNASメッセージが再ルーティングされえない要因を識別する情報も含める。この場合、基地局5は、専用MME9Dが過負荷であることを示す。その上、ステップS610において受信された同じMMEGIを含めることによって、基地局5は、(少なくとも専用MME9Dが依然として過負荷である限り)NASメッセージを再び再ルーティングしないようにデフォルトMME9Aに要求することができる。
デフォルトMME9Aは、ステップS606において受信されたUEコンテキストを記憶しているので、したがって、移動デバイス3Dの登録及びサービングを試みることができるので有利である。デフォルトMME9Aは、移動デバイス3Dを登録することができる場合、次に、ステップS616において、移動デバイス3DをこのMME9Aに登録することに成功したことを基地局5に対して確認する適切なシグナリングメッセージを生成して送信する。基地局5は、(ステップS617において)選択されたサービングMME9Aを移動デバイス3Dに通知し、(ステップS618において)MME9Aのメッセージの受信を確認する。
図7は、専用MME9Dがもはや過負荷でないシナリオを示している。
ステップS700に一般的に示されるように、移動デバイス3Dは、適切にフォーマットされたRRCメッセージ(例えば、適切なMME9に転送するための初期UEメッセージを含むRRCメッセージ)を基地局5に送信することによって手順を開始する。移動デバイス3Dのメッセージは、MME9に転送されるNASメッセージと、移動デバイス3Dに関連付けられたGUTI(NASメッセージの送信者を識別する)とを含む。
ステップS702〜S706は、ステップS602〜S606にそれぞれ対応し、このため、それらの説明を、簡単にするためにここでは省略する。
一方、この場合、関連付けられた専用MME9D(S710におけるグループMMEGIに属する)は、(基地局5のMME可用性情報記憶モジュール69に保持された情報に従って)利用可能である。したがって、デフォルトMME9Aが、ステップS710において、移動デバイス3DのNASメッセージの再ルーティングを開始する適切なS1要求を生成し、このメッセージにおけるMMEGIによって識別されるグループ内の専用MMEに送信すると、サービング基地局5は、この要求に応じることができる。
したがって、基地局5は、ステップS715において、適切にフォーマットされたS1シグナリングメッセージを(自身のS1APモジュール67を用いて)生成し、専用MME9Dに送信する。基地局5は、このS1メッセージに、移動デバイス3DからのNASメッセージ(初期UEメッセージ)と、移動デバイス3DのGUTIとを含める。
専用MME9Dは、移動デバイス3Dを登録することができる場合、次に、ステップS716において、移動デバイス3DをこのMME9Dに登録することに成功したことを基地局5に対して確認する、適切なシグナリングメッセージを生成して送信する。基地局5は、(ステップS717において)移動デバイス3Dに選択されたサービングMME9Dを通知し、(ステップS718において)アタッチ手順が完了したことをMME9Dに対して確認する。
ステップS722において、基地局5は、適切なS1メッセージ(例えば、「NASメッセージ再ルーティング応答(Reroute NAS message response)」メッセージ)を生成して送信することによって、NASメッセージをリダイレクトすることに成功したことをデフォルトMME9Aに対して確認する。基地局5は、このメッセージに、移動デバイス3DのUEコンテキストに関連付けられた複数のパラメータ(例えば、関連付けられたS−TMSI、及び「eNB UE S1AP ID」)も含める。
NASの再ルーティングが成功したことの確認と、移動デバイス3DのUEコンテキストに関連付けられた複数のパラメータとに基づいて、デフォルトMME9Aは、ステップS724において、この移動デバイス3Dについて自身のメモリ79に記憶されたあらゆるUEコンテキストを削除する。
NASメッセージの再ルーティングが可能である場合(すなわち、専用MME9Dが過負荷でないとき)、デフォルトMME9Aは、不要なUEコンテキストを記憶する必要がないので有利である。しかしながら、デフォルトMME9Aは、(ステップS710における)NASメッセージ再ルーティング要求の送信時ではなく、(ステップS722における)基地局5からの確認の受信時に、記憶したUEコンテキストのみを削除する。換言すれば、デフォルトMME9Aは、この手順が成功したとみなされる前に、NASメッセージ再ルーティング要求を、肯定的確認を必要とする手順として扱う(すなわち、MMEは、この手順を成功したものと自動的にみなさない)。
動作−第3の実施形態
図8及び図9は、ダウンリンクNASトランスポートメッセージ(又は別の適したS1APメッセージ)を用いて、接続されたMME9のサポートサービスタイプ(ら)についての情報を取得して用いる基地局5の手順を示す例示的なタイミング図を示している。
図8及び図9は、ダウンリンクNASトランスポートメッセージ(又は別の適したS1APメッセージ)を用いて、接続されたMME9のサポートサービスタイプ(ら)についての情報を取得して用いる基地局5の手順を示す例示的なタイミング図を示している。
図8は図6に概ね対応し、図9は図7に概ね対応する。ただし、メッセージのうちの幾つかは、明瞭にするために省略されている。主な相違は、図8及び図9では、いわゆる「ダウンリンクNASトランスポート」要求(ステップS810及びS910におけるもの)及び対応する「ダウンリンクNASトランスポート失敗」(ステップS812におけるもの)又は「ダウンリンクNASトランスポート応答」(ステップS922におけるもの)が、それぞれ「NASメッセージ再ルーティング要求」(ステップS610及びS710におけるもの)、「NASメッセージ再ルーティング失敗」(ステップS612におけるもの)又は「NASメッセージ再ルーティング応答」(ステップS722)の代わりに用いられるということである。
この解決策に伴う利点は、「NASメッセージ再ルーティング要求」を送信するMMEが、(現行のLTE規格に従って)このメッセージに対する応答を現在のところ予期していないということである。したがって、幾つかのMME(例えば、LTE規格の以前のリリースを実施するMME)は、通常ならば専用MME9Dに登録する必要がある移動デバイス3Dを登録する(ステップS612における)基地局要求に応じることができない場合がある。
一方、図8及び図9において用いられる「ダウンリンクNASトランスポート」要求は、応答(成功又は失敗)を常に必要とし、したがって、MMEは、このメッセージ(及び/又はこのメッセージに含まれる複数の任意のパラメータ)の基地局応答を理解することができる可能性がより高い。
変更形態及び代替形態
上記で詳細な実施形態を説明した。当業者であれば分かるように、上記の実施形態において具現される発明から依然として利益を享受しながら、上記の実施形態に対して複数の変更形態及び代替形態を実施することができる。例示としてのみ、ここで、これらの代替形態及び変更形態のうちの幾つかを説明する。
上記で詳細な実施形態を説明した。当業者であれば分かるように、上記の実施形態において具現される発明から依然として利益を享受しながら、上記の実施形態に対して複数の変更形態及び代替形態を実施することができる。例示としてのみ、ここで、これらの代替形態及び変更形態のうちの幾つかを説明する。
上記の実施形態では、移動デバイスはセルラ電話機である。上記の実施形態は、例えば、複数の携帯情報端末、複数のラップトップコンピュータ、複数のウェブブラウザ等の複数の移動電話機以外の複数のデバイスを用いて実施され得ることが分かるだろう。上記の実施形態は、非移動型又は概ね固定式のユーザ機器にも適用可能である。
上記の実施形態は、例示の目的のみでMMEを用いて説明され、いかなる形においても、本発明を、MME及び/又はLTEコアネットワークを必要とするように限定するとみなされるものではない。例えば、SGSNをMMEの代わりに用いてよい。この場合、適切なSGSNグループ識別子を、上記のステップS610/S710/S810/S910において説明したMMEGIの代わりに用いてよい。本発明の実施形態は、ユーザ機器が複数の専用ネットワークノードに接続することが必要とされる他の(3GPP及び/又は非3GPP)規格によるシステムにも適用可能である。
上記説明では、MMEは、NASメッセージの要求された再ルーティングが成功したことの基地局からの確認を受信すると、記憶したUEコンテキストを削除する。明示的な確認(成功/失敗)を必要とするそのような手順は、LTEではクラス1手順と呼ばれることが多いことが分かるだろう。これとは対照的に、いずれの確認も必要としない手順は、成功したものと自動的にみなす。そのような手順は、LTEではクラス2手順と呼ばれる。上記実施形態は、基地局が、要求側MMEに、NASメッセージの再ルーティングが可能であるか否かを応答する(及び可能でない場合には理由を示す)ことができるようにクラス1手順を用いるのが有利である。
第1の実施形態の上記説明では、移動デバイスは、適切なランダムアクセスプリアンブルを選択して基地局に送信することによって、自身が関連付けられたサービスタイプ/UE使用タイプを暗黙的に示すように構成されている。ただし、移動デバイスは、適切に構成された低アクセス優先度指示情報(LAPI)シグナリングを用いて基地局にこの情報も提供してもよいことが分かるだろう。その上、移動デバイスは、自身が関連付けられたUE使用タイプを、(例えば、ステップS507において)基地局に送信されるその初期アタッチ要求メッセージにおいて(明示的に)示すように構成されてよい。移動デバイスは、(例えば、「RRCConnectionRequest(RRC接続要求)」メッセージを用いて)RRC接続確立を要求するときに、例えば、適切にフォーマットされた確立要因をシグナリングメッセージに含めることによって、自身が関連付けられたUE使用タイプをこのシグナリングメッセージにおいて示すように構成されてもよい。例えば、移動デバイスは、自身が関連付けられたUE使用タイプを示すように既存の「遅延TolerantAccess−v1020」確立要因を適合してもよく、特定のUE使用タイプを示すのに適した他の任意の(新たな)確立要因を用いてもよい。
上記実施形態では、サービング基地局は、専用MMEの過負荷の場合にデフォルトMMEを選択すると説明した。しかしながら、基地局は、事業者の構成に応じて、デフォルトMMEの代わりに、異なるMME(例えば、共通のMME)を選択してもよいことが分かるだろう。そのような選択構成は、UE使用タイプ/MMEGI/MMEごと等で適用されてよい。基地局は、デフォルトMMEと異なるMMEを選択するように構成されている場合、(ステップS612又はS812におけるようにデフォルトMMEに応答する代わりに)適切なS1メッセージを生成し、選択されたMMEに送信してよく、このメッセージに、移動デバイスのNASメッセージと、専用MMEを用いることができない理由を識別する情報(例えば、ステップS612におけるメッセージに含まれる情報)とを含めてよい。
上記の実施形態は、DCNが幾つかの(ただし全てではない)RATについてのみ、及び/又はネットワーク内の特定のエリアについてのみ配置されているとき、異種の/部分的DCN配置にも適用されてもよいことが分かるだろう。この場合、基地局及びMMEは、UEが特定のサービスエリアの中にあるか又は外にあるか、又はDCNをサポートするRATを考慮に入れるように構成されてよい。
上記の実施形態では、複数のソフトウェアモジュールを説明した。当業者であれば分かるように、それらのソフトウェアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えられてよく、コンピュータネットワークを介して信号として、又は記録媒体において基地局又はMMEに供給されてよい。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって実行される機能は、1つ以上の専用のハードウェア回路を用いて実行されてもよい。しかしながら、ソフトウェアモジュールの使用によって、基地局、MME、及び移動デバイスの機能を更新するために当該基地局、MME、及び移動デバイスを更新することが容易になるため、ソフトウェアモジュールの使用が好ましい。
通信装置のトランシーバは、上記専用MMEの通信負荷を識別する情報を上記専用MMEから受信するように動作可能とされてよく、上記コントローラは、上記専用MMEの通信負荷を識別する上記情報に基づいて、上記専用MMEが、通信接続を確立する上記シグナリングを送信した上記通信デバイスをサービングすることに適しているか否かを判断するように動作可能である。この場合、通信装置のトランシーバは、上記専用MMEの通信負荷を識別する上記情報が関係するサービスタイプを識別する情報を、上記専用MMEから受信するように動作可能であってよい。
通信装置のトランシーバは、上記専用MMEの通信負荷を識別する上記情報が関係するサービスタイプを識別する上記情報を含むMME過負荷メッセージを、上記専用MMEから受信するように動作可能であってよい。
専用MMEを識別するメッセージは、NASメッセージ再ルーティング要求及びダウンリンクNASトランスポート要求のうちの少なくとも一方から成ってよい。上記デフォルトMMEへの応答は、NASメッセージ再ルーティング失敗及びダウンリンクNASトランスポート失敗のうちの少なくとも一方から成ってよい。上記デフォルトMMEへの応答は、上記専用MMEへの上記再ルーティングが(例えば、上記専用MMEの負荷に起因して)不成功である要因を識別する情報を含んでよい。
通信装置のトランシーバは、上記通信装置を介して通信接続を確立するシグナリングを上記通信セル内の少なくとも1つの通信デバイスから受信するように動作可能であってよく、上記通信接続を確立するシグナリングは、上記少なくとも1つの通信デバイスに関連付けられた使用タイプを識別する情報から成る。この場合、通信装置のコントローラは、上記使用タイプを識別する情報と、上記少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する上記それぞれの情報とに基づいて、少なくとも1つのMMEであって、当該MMEによってサポートされる少なくとも1つのサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスをサポートする、少なくとも1つのMMEを識別するように動作可能であってよい。
(通信装置の)コントローラは、上記通信接続を、上記少なくとも1つのMMEによってサポートされる少なくとも1つのサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスをサポートする当該少なくとも1つのMMEにルーティングするように動作可能であってよい。
(通信装置の)トランシーバは、S1セットアップ応答メッセージ及びMME構成更新メッセージのうちの少なくとも一方を用いて、特定のMMEに関連付けられたグループを識別する上記情報と、その特定のMMEの上記少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する上記情報とを受信するように動作可能であってよい。
特定のMMEの上記少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する情報は、少なくとも情報要素(例えば、「サービスタイプリスト」情報要素、「UEサービスタイプ」情報要素、及び/又は「UE使用タイプ」情報要素)から成ってよい。
(通信装置の)トランシーバは、上記少なくとも1つのMMEの通信負荷を識別する情報を受信するように動作可能であってよい。
上記通信デバイスに関連付けられた使用タイプを識別する情報は、低アクセス優先度指示情報(LAPI)及び/又は接続確立要因(例えば、「RRCConnectionRequest」メッセージにおけるもの)から成ってよい。
上記通信デバイスに関連付けられた上記使用タイプを識別する情報は、その使用タイプに関連付けられたランダムアクセスプリアンブルから成ってよい。通信装置は、少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する情報と、少なくとも1つのサポートサービスタイプに関連付けられたそれぞれの一組のランダムアクセスプリアンブルとを、上記通信セル内に(例えば、システムブロードキャストを介して)送信するように動作可能であってよい。この場合、(通信デバイスの)トランシーバは、少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する情報と、その少なくとも1つのサポートサービスタイプに関連付けられたそれぞれの一組のランダムアクセスプリアンブルとを上記通信装置から(例えば、システムブロードキャストを介して)受信するように動作可能であってよく、上記コントローラは、上記受信した少なくとも1つのサポートサービスタイプを識別する情報と、その少なくとも1つのサポートサービスタイプに関連付けられたそれぞれの一組のランダムアクセスプリアンブルとに基づいて、上記トランシーバによる送信のためのプリアンブルを選択するように動作可能である。
MMEは、関連付けられた使用タイプを有する上記通信デバイスに関連付けられたUEコンテキストを記憶するように構成されたメモリと、(a)上記応答が、上記専用MMEへの再ルーティングが不成功であることを示しているときは、上記関連付けられた使用タイプを有する通信デバイスに関連付けられた上記UEコンテキストが上記メモリに保持されるように、及び(b)上記応答が、上記専用MMEへの再ルーティングが成功していることを示しているときは、上記関連付けられた使用タイプを有する通信デバイスに関連付けられた上記UEコンテキストが上記メモリに保持されないように、上記メモリを制御するように動作可能なプロセッサと、を更に備えてよい。
種々の他の変更形態は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。
この出願は、2015年8月14日に出願された英国特許出願第1514540.2号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (11)
- 少なくとも1つの専用コアネットワーク(DCN)のための移動管理装置(MME)であって、
通信セルを運用する通信装置と通信するように動作可能であるとともに、前記通信セル内の少なくとも1つの通信デバイスと通信するように動作可能であるトランシーバと、
前記MMEを制御して少なくとも1つのDCNにサービングさせるように動作可能であり、前記少なくとも1つのDCNは、少なくとも1つのサポートサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスについてサポートするように前記MMEが構成された前記少なくとも1つのサポートサービスタイプと関連付けられている、コントローラと、
を具備し、
前記トランシーバは、前記MMEによってサービングされる前記少なくとも1つのDCNを識別する情報を、前記通信装置にS1セットアップ応答メッセージにおいて又はMME構成更新メッセージにおいて送信するように動作可能である、
MME。 - 前記S1セットアップ応答メッセージ又は前記MME構成更新メッセージは、前記MMEによってサービングされる前記少なくとも1つのDCNを識別する情報要素を含む、
請求項1記載のMME。 - 前記S1セットアップ応答メッセージ又は前記MME構成更新メッセージは、前記MMEの相対的な容量を識別する情報要素を含む、
請求項1又は2に記載のMME。 - 前記MMEの相対的な容量は、前記MMEによってサービングされる所定のDCNについての相対的な容量である、
請求項3記載のMME。 - 通信装置であって、
前記通信装置の通信セル内の少なくとも1つの通信デバイスと通信するように動作可能であり、且つ、少なくとも1つの専用コアネットワーク(DCN)をサービングしている移動管理装置(MME)と通信するように動作可能である、トランシーバを具備し、
前記トランシーバは、前記MMEによってサービングされる少なくとも1つのDCNを識別する情報を、前記MMEからS1セットアップ応答メッセージにおいて又はMME構成更新メッセージにおいて受信するように動作可能であり、
前記少なくとも1つのDCNは、少なくとも1つのサポートサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスについてサポートするように前記MMEが構成された前記少なくとも1つのサポートサービスタイプと関連付けられている、
通信装置。 - 前記S1セットアップ応答メッセージ又は前記MME構成更新メッセージは、前記MMEによってサービングされる前記少なくとも1つのDCNを識別する情報要素を含む、
請求項5記載の通信装置。 - 前記S1セットアップ応答メッセージ又は前記MME構成更新メッセージは、前記MMEの相対的な容量を識別する情報要素を含む、
請求項5又は6に記載の通信装置。 - 前記MMEの相対的な容量は、前記MMEによってサービングされる所定のDCNについての相対的な容量である、
請求項7記載の通信装置。 - eNBを含む、
請求項5から8のいずれか1項に記載の通信装置。 - 通信ネットワークへの通信アクセスを提供する通信装置によって実行される方法であって、
少なくとも専用コアネットワーク(DCN)をサービングしている移動管理装置(MME)から、前記MMEによってサービングされている少なくとも1つのDCNを識別する情報を、S1セットアップ応答メッセージにおいて又はMME構成更新メッセージにおいて受信し、
前記少なくとも1つのDCNは、少なくとも1つのサポートサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスについてサポートするように前記MMEが構成された前記少なくとも1つのサポートサービスタイプと関連付けられている、
方法。 - 少なくとも1つの専用コアネットワーク(DCN)の移動管理装置(MME)によって実行される方法であって、
少なくとも1つのDCNにサービングするように前記MMEを制御し、前記少なくとも1つのDCNは、少なくとも1つのサポートサービスタイプに対応する使用タイプを有する通信デバイスについてサポートするように前記MMEが構成された前記少なくとも1つのサポートサービスタイプと関連付けられ、
前記MMEによってサービングされる前記少なくとも1つのDCNを識別する情報を、セルを運用する通信装置にS1セットアップ応答メッセージにおいて又はMME構成更新メッセージにおいて送信する、
方法。
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