JP6755398B2 - ユーザ機器間の通信のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、モバイル通信技術の分野に関し、特に、セルラー通信ネットワークにおいてデバイス間(D2D)通信を実施するための方法およびシステムに関する。

モバイル通信の開発目標の1つは、様々なタイプの端末を含む広範なネットワークを確立することである。これはまた、現在、セルラー通信フレームワークにおいてモノのインターネットを開発する出発点の1つでもある。業界の予測によれば、2020年には、世界中で約500億のセルラーアクセス端末が存在し、それらのほとんどは、モノのインターネットの特性を持つ機械通信端末となる。Internet of Vehiclesは、運送分野におけるモノのインターネットの拡張である。Internet of Vehiclesは、ワイヤレス通信、センシング、プロービングなどの技術を使用して、車両、道路、および環境に関する情報が収集され、車両間(V2V)で情報が交換および共有され、車-インフラ間(V2I)でインテリジェントな調整および協調が実施されて、インテリジェントな交通管理および制御、インテリジェントな車両制御、およびインテリジェントな動的情報サービスを実施する、統合されたネットワークである。支援運転および自動運転技術が徐々に成熟するにつれて、Internet of Vehiclesの信頼性および低レイテンシに、より高い要求が課される。V2V、V2I、車-歩行者間(V2P)などを含むInternet of Vehicles通信技術は、Internet of Vehiclesの新しいハイライトとなりつつあり、将来のインテリジェントトランスポートシステムの主要技術である。Internet of Vehiclesは、車両間、車両と基地局との間、および基地局間の通信を提供する。これは、たとえば、交通の安全性を向上させ、交通事故率を低減するために、ライブトラフィック、道路情報、および歩行者情報など、一連の交通情報を取得するために使用することができる。

発展型パケットコア(EPC)ネットワークアーキテクチャでは、サービングゲートウェイ(S-GW)およびパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ(P-GW)は、主にユーザプレーンデータを転送する役割を担うが、また、大量のインターフェイス信号の処理能力も確保する。S-GWおよびP-GWは、1つのネットワーク要素に結合され、まとめてゲートウェイと呼ばれることがある。ネットワークアーキテクチャが進化するにつれて、アプリケーションとコンテンツソースをユーザにより近づけることを可能にし、コンテンツソースの分散配置と協働し、エンドツーエンドのサービスレイテンシをさらに短縮し、いくつかの低レイテンシの用途および地域の声の要件を満たすために、ゲートウェイは徐々にユーザの近くに配置されるようになっている。ゲートウェイの複雑な制御ロジックは分離され、論理制御機能は、集中型の従来のゲートウェイ上に確保されるか、または一体型制御プレーンに統合され、したがって、ゲートウェイは2つのタイプのゲートウェイに分割され、一方は「制御プレーン」(CP)、および他方は「ユーザプレーン」(UP)と呼ばれる。UPは、データプレーン、転送プレーン、キャリアプレーンまたはベアラプレーンとしても知られている。制御プレーンは、シグナリングトラフィックを搬送し、ルーティングを担当し、ユーザプレーンは、ネットワークユーザデータトラフィックを搬送する。したがって、分散配置によって生じるコストの圧力を効果的に低減することができる。分離後、ユーザプレーンおよび制御プレーンは独立したスケーリングをサポートし、ネットワークアーキテクチャの弾力性および柔軟性をさらに向上させる。集中制御ロジックによって、ネットワークスライスのカスタマイズ、および多様な産業での応用への対応が容易になる。

EPCネットワークアーキテクチャでは、ユーザ機器(UE)のインターネットプロトコル(IP)アドレスは、UPにバインドされ、UPは、サービスのアンカーである。UPの切替えが起こると、UEのIPアドレスが変更される。したがって、UEのサービスが中断され、サービス継続性を維持することができない。

既存のV2V通信シナリオでは、D2D通信方式が主に使用されている。D2D通信中、距離は比較的短く、チャネル品質は比較的良好である。したがって、高い送信レート、低レイテンシ、および低電力消費を実現することができる。D2D技術が登場する前に、Bluetooth（登録商標）やWifi Directなど、同様の通信技術がすでに登場している。様々な理由により、これら2つの技術は、商業的に広く利用されていない。インフラストラクチャネットワーク設計に依存しない別の直接通信技術と比較して、D2D技術は、より柔軟である。たとえば、D2Dは、接続を確立し、基地局の制御下でリソース割振りを実行するために、ならびにネットワークインフラストラクチャなしで情報交換を実行するために使用することができる。

既存のV2V通信シナリオでは、D2D方式が主に使用されている。すなわち、車両間通信は、同じUPによって制御される1つまたは複数の基地局においてループバックされ、コアネットワークを通過しない。D2Dは、特定の距離範囲内のユーザ機器が直接通信することを可能にすることを目的としている。UPは、D2D接続を制御し、UPは、端末によって報告された測定情報に従ってすべてのリンク情報を取得する。図1に示す例では、UE1およびUE2は、基地局によって制御される車両であり、D2Dリンクを使用することによってデータを交換する。車両が速く移動し、UPネットワークがUEの近くに配置されると、クロスUP通信(cross-UP communication)のシナリオが簡単に現れる。クロスUPは、複数のUEが複数のUPによってサービス提供されることを意味する。既存のD2D通信技術は、基地局での通信またはUPループバックに制限されているので、UE1およびUE2は、クロスUP通信シナリオでは正常に通信することができない、または、UE1またはUE2があるUPから別のUPに切り替わったときに、継続的なサービスを維持することができない。

技術的問題を解決するために、本発明の実施形態は、UEとゲートウェイとの間の通信のための方法、およびUE間の通信のためのシステムを提供する。本発明の技術的解決策は以下の通りである。

一実施形態は、ユーザ機器(UE)間の通信のための方法を提供し、
第1のユーザプレーンによって、第1のUEからデータパケットを受信するステップであり、データパケットが、第2のUEのデータおよびIPアドレスを含む、ステップと、
第1のユーザプレーンによって、第2のUEのコンテキストレコードを取得するステップであり、コンテキストレコードが、第2のUEのIPアドレスと、第2のユーザプレーンの識別子とを含む、ステップと、
第2のユーザプレーンが第2のUEにデータパケットを送信することを可能にするために、第1のユーザプレーンによって、第2のユーザプレーンの識別子に従って、第2のユーザプレーンにデータパケットを送信するステップとを含む。
コンテキストレコードに含まれる第2のUEのIPアドレスは、そのコンテキストレコードを第2のUEに関連するものとして識別し、したがって、それぞれのコンテキストレコードを他のUEのコンテキストレコードと区別する。

一実施形態では、第1のユーザプレーンによって、第2のUEのコンテキストレコードを取得する前に、第2のUEのコンテキストレコードが作成され、第1のユーザプレーンに記憶されている。したがって、第1のユーザプレーンは、第2のUEのコンテキストレコードを第1のユーザプレーン上で利用できない状況と比較して、はるかに少ない時間で第2のUEのコンテキストレコードを直接取得することができる。このようにして、タイムリーなD2D通信およびより少ない待ち時間が実現される。

第2のUEのコンテキストレコードを第1のユーザプレーン上で利用できないとき、第2のUEのコンテキストレコードを取得するステップは、
第1のユーザプレーンによって、第2のUEのコンテキストレコードについての要求を制御プレーンに送信するステップと、
第1のユーザプレーンによって、制御プレーンから第2のUEのコンテキストレコードを受信するステップとを含み得る。次いで、方法は、第1のユーザプレーンにコンテキストレコードを記憶するステップをさらに含み得る。したがって、たとえば、第1のユーザプレーンが第2のUE宛てのさらなるデータパケットを受信する場合など、将来の使用のために、コンテキストレコードを第1のユーザプレーン上で利用可能にすることができる。したがって、タイムリーなD2D通信およびより少ないレイテンシが実現される。

別の実施形態は、ユーザ機器(UE)間の通信のためのシステムを提供し、システムは、第1のユーザプレーンと第2のユーザプレーンとを含み、
第1のユーザプレーンは、
第1のUEからデータパケットを受信し、データパケットが、第2のUEのデータおよびIPアドレスを含み、
第2のUEのコンテキストレコードを取得し、コンテキストレコードが、第2のUEのIPアドレスと、第2のユーザプレーンの識別子とを含み、
第2のユーザプレーンの識別子に従って、データパケットを第2のユーザプレーンに送信する
ように構成され、第2のユーザプレーンは、データパケットを第2のUEに送信するように構成される。

一実施形態では、第2のUEが第3のユーザプレーンに切り替わると、方法は、臨界距離を取得するステップを含み、1つまたは複数のユーザプレーンのセット内の各ユーザプレーンについて、
それぞれのユーザプレーンから第2のUEまでの距離が臨界距離よりも短い場合、
第2のUEのコンテキストレコードがそれぞれのユーザプレーンに記憶されている場合、制御プレーンによって、第2のUEのこのコンテキストレコードを更新するステップと、
第2のUEのコンテキストレコードがそれぞれのユーザプレーンに記憶されていない場合、制御プレーンによって、それぞれのユーザプレーンにおいて第2のUEのコンテキストレコードを作成するステップと
をさらに含み、このように更新または作成された第2のUEのコンテキストレコードの各々が、第2のUEのIPアドレスと、第3のユーザプレーンの識別子とを含む。

さらに、別の実施形態は、ユーザ機器(UE)間の通信のためのゲートウェイを提供し、
第1のUEからデータパケットを受信するように構成された受信機であり、データパケットが、第2のUEのデータおよびIPアドレスを含む、受信機と、
第2のUEのコンテキストレコードを取得するように構成されたプロセッサであり、コンテキストレコードが、第2のUEのIPアドレスと、別のゲートウェイの識別子とを含む、プロセッサと、
他のゲートウェイが第2のUEにデータパケットを送信することを可能にするために、他のゲートウェイの識別子に従って、他のゲートウェイにデータパケットを送信するように構成された送信機とを含む。

第2のUEが他のゲートウェイから第3のゲートウェイに切り替わると、第2のUEのコンテキストレコードが更新され、更新された第2のUEのコンテキストは、第2のUEのIPアドレスと、第3のゲートウェイの識別子とを含む。

異なる実施形態の方法、システム、およびゲートウェイにおいて提供される解決策を使用することによって、UPおよびCPによって制御される異なるUE(たとえば、車両)は、D2Dリンクを使用することによってデータを交換することができる。クロスUP通信シナリオが現れたとき、UEは、依然として正常に通信し、サービス継続性を維持することができる。

従来技術の通信システムの一例を概略的に示す図である。 本発明の通信システムの一例を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態を概略的に示す図である。 本発明の別の実施形態を概略的に示すフローチャートである。 通信システムの一例を概略的に示す図である。 ユーザプレーンゲートウェイの一例を概略的に示す図である。

本発明の実施形態は、主に、移動するUE間の通信に関する。UEは、高速で移動している車両、無人の航空機、および他の移動している機器であり得る。UEの急激な移動は、ローカルアンカーの切替えを容易に引き起こす。たいていの場合、車列内のUEは1つのUPを介して通信するにもかかわらず、UE間でもクロスUP通信が発生する。

システムアーキテクチャを図2に示す。システムアーキテクチャは、CP、複数のUP、および複数の基地局を含む。CPは、複数のUPにサービスを提供し、それらを管理することができる。各UPは、1つまたは複数の基地局にサービスを提供し、それらを管理することができる。1つまたは複数の基地局、複数のUP、およびCPを介して、異なるUEは、互いに通信することができる。

たとえば192.168.0.2から192.168.0.254、および172.146.1.2から172.146.1.254など、特定のアドレスプールリソースが、V2Vサービスを実行するUEにあらかじめ割り振られている。これらの特定のアドレスプールリソースは、各UPにおいて使用可能になり、各UPは、これらのアドレスセグメントによりデータパケットを処理できる。

UPは、メッシュネットワークを形成する。UPは、デバイス粒度でトンネル通信を実行し得る。たとえば、UE間のデータパケットは、IPプロトコル内の1つのIPを使用して、異なるUP間のトンネルを介して送信され得る。サービスは、UPにおいてループバックされるので、UPは、これらのアドレスセグメントのルートを外部にブロードキャストする必要がない。

UEがネットワークにアクセスすると、CPは、(たとえば、UEの物理的位置に従って)UEのためのN個のユーザプレーンゲートウェイを選択し、N個の選択されたUPゲートウェイの各々においてUEのコンテキストレコードを作成する(ここで、Nは1以上の自然数である)。コンテキストレコードは、UEのIPアドレスと、UEが接続されている基地局のアドレス情報とを含む。基地局のアドレス情報は、基地局のIPアドレスと、基地局に関連するトンネルエンドポイント識別子(TEID)とを含み得る。

UEに現在サービスを提供しているUP上のコンテキストレコードは、「マスター」コンテキストレコードとしてマークされ得る。他のN-1個のユーザプレーン上のUEのコンテキストレコードは、「スレーブ」コンテキストレコードとしてマークされ得る。スレーブコンテキストレコードの各々は、UEのIPアドレスと、UEに現在サービスを提供しているUPの識別子とを含む。UPの識別子は、UPのIPアドレスと、UPに関連するトンネルエンドポイント識別子(TEID)とを含み得る。本実施形態および以下の実施形態では、コンテキストレコード内の「マスター」または「スレーブ」は単なるマークであり、必要なフィールドではない。

これは、2つの異なるUE間の通信のための典型的で主なシナリオである(図2参照)。V2Vサービスを実行する必要がある2つのUE(UE1およびUE2)があり、UE1が(自発的に、またはUE2もしくはCPからの要求に応じて)データパケットをUE2に送信したいと仮定する。UP1およびUP2は、CPによって制御される。UE1は、UP1によってサービス提供されており、UE2は、UP2によってサービス提供されている。主なステップは以下の通りである。

1. UE1がネットワークにアクセスし、そのネットワークのUP1によってサービス提供されるとき、UE1のコンテキストレコードが作成され、UP1のメモリに記憶される。同様に、UE2がネットワークにアクセスし、UP2によってサービス提供されるとき、UE2のコンテキストレコードが作成され、そのネットワークのUP2のメモリに記憶される。UE1がUP1によってサービス提供されており、UE2がUP2によってサービス提供されているので、UP1上のUE1のコンテキストレコードは、「マスター」とマークされ得る。同様に、UP2上のUE2のコンテキストレコードは、「マスター」とマークされ得る。スレーブコンテキストレコードは、他のUPのセットの各UPにおいて、それぞれ、UE1のために作成される(ここで、「他」はUP1以外を意味する)。他のUPのそのセットは、たとえば、UE1から臨界距離(たとえば、5km)未満離れて配置されている他のUPを含む、またはそれらから成り得る。同様に、スレーブコンテキストレコードは、他のUPのセットの各UPにおいて、それぞれ、UE2のために作成される(ここで、「他」はUP2以外を意味する)。他のUPのそのセットは、たとえば、UE2から臨界距離(たとえば、5km)未満離れて配置されている他のUPを含む、またはそれらから成り得る。

2. UP1は、UE1からデータパケットを受信する。データパケットは、UE2のデータおよびIPアドレスを含む。

UE1は、データパケットをUE2に自発的に送信し、たとえば、UE1は、UE1の物理的位置を他のUEに定期的にブロードキャストし得る。UE1は、UE1が現在接続している基地局を介してデータパケットをUP1に送信する。基地局は、UP1に接続され、UP1によって制御される。

3. UP1は、UE2のIPアドレスとUP2の識別子とを含むUE2のコンテキストレコードを取得する。

たとえば、データパケットに含まれるUE2のIPアドレスに従って、UP1に配置されたメモリを検索することによって、UP1は、データパケットに含まれるUE2のIPアドレスと同じIPアドレスを含むUE2のスレーブコンテキストレコードを見つける。さらに、UE2のスレーブコンテキストレコードは、UP2の識別子を含み、UP2の識別子は、UP2のIPアドレスと、UP2に関連するトンネルエンドポイント識別子(TEID)とを含み得る。

UP1とUE2との間の距離が臨界距離よりも長いとき、UE2のスレーブコンテキストレコードは、UP1上に作成されていない可能性があり、したがって、UP1上で利用できない可能性がある。この場合、またはUE2のコンテキストレコードをUP1上で利用できないときはいつでも、UP1は、UE2のコンテキストレコードについて、UE2のIPアドレスを含む要求をCPに送信し、その後、CPからUE2のコンテキストレコードを受信する。

4. UP1は、UP2の識別子に従って、データパケットをUP2に送信する。

UE2のコンテキストレコードを取得した後、UP1は、UE2のコンテキストレコードに記録されたUP2の識別子に従って、UP2にデータパケットを送信する。

UPは、メッシュネットワークを形成し、それらは、トンネル通信を実行し得る。UP1によって送信されたデータパケットは、IPプロトコル内の1つのIPを使用して、これらのトンネルを介してUP2に送信される。

5. UP2は、データパケットをUE2に送信する。

UE2のマスターコンテキストレコードは、UE2のIPアドレスと、UE2が現在接続されている基地局のアドレス情報とを含み得る。基地局のアドレス情報は、基地局のIPアドレスと、基地局に関連するトンネルエンドポイント識別子(TEID)とを含み得る。基地局のアドレス情報を使用して、UP2は、基地局を見つけ、基地局にデータパケットを送信することができ、次いで、基地局は、そのデータパケットをUE2に転送する。

任意選択で、UE2のマスターコンテキストレコードは、UE2のIPアドレスと、UP2の識別子とを含んでいてもよく、UE2が現在接続されている基地局のアドレス情報は、マスターコンテキストレコードに記憶されないが、UP2がそれを見つけることができるように、UP2のメモリの他の場所に記憶される。もしそうであれば、UE2がUP2によってサービスされている異なる基地局間で頻繁に切り替わるとき、マスターコンテキストレコードは、それに応じて更新される必要はない。

UP2は、データパケットを受信すると、外部IPアドレスを分離し、内部データパケットのUE2のIPアドレスを見つける(たとえば、IPプロトコル内のそのIPに従って)。次いで、UP2は、UP2のメモリを検索し、内部データパケットのUE2のIPアドレスに従って、UP2上でUE2のマスターコンテキストレコードを見つける。次いで、UP2は、そのアドレス情報がマスターコンテキストレコードまたは他の場所に保持されている基地局を介して、データパケットをUE2に送信する。

本発明の実施形態についての理解を容易にするために、添付の図面を参照しながらさらに説明するためにいくつかの特定の実施形態を例として使用し、実施形態は、本発明の実施形態を限定することを意図しない。

実施形態1
本実施形態が適用される特定のシナリオは、車両がV2Vサービス通信を実行しているが、UP切替えは行われないということである。図3を参照すると、UE1、UE2、およびUE3は、V2Vサービスタイプの端末である。この実施形態では、通信プロセス中のどのUEでもUP切替えは行われない。通信処理は主に、以下を含む。UE2およびUE3は各々、データパケットをUE1に送信する。UE1は、UP1によってサービス提供され、UE2は、UP2によってサービス提供され、UE3は、UP3によってサービス提供される。UE1がUP1によってサービス提供されているので、UP1上のUE1のコンテキストレコードは、「マスター」とマークされ得る。UE1、UE2、およびUE3は、V2Vサービスタイプの端末に限定されず、代わりに、それらは、D2D通信に適した他の移動端末とすることができる。具体的な実装手順は、以下の通りである(図3に図示)。

1a. パケットデータユニット(PDU)セッションセットアップ要求が、UE1からCPに送信される。CPは、UE1のサブスクリプションデータに従って、UE1がV2VタイプのUEであることを学習し、CPは、UE1にサービスを提供しているゲートウェイUP1を選択し、ポリシーに従って、UE1の位置をほぼ中心とし、たとえば5KMの半径を有するカバレージエリア内のゲートウェイ(たとえばUP2)を選択する。

1b. CPは、UP1上にUE1のセッションコンテキストレコードを作成し、コンテキストレコードの状態を、マスターコンテキストレコードに設定する。UE1のマスターコンテキストレコードは、UE1のIPアドレスと、UE1が接続されている基地局のアドレス情報とを含む。

1c. CPはまた、UP2上にUE1のセッションコンテキストレコードを作成し、コンテキストレコードの状態を、スレーブコンテキストレコードに設定し、UE1のIPアドレスおよびUP1の識別子は、スレーブコンテキストレコードに記憶される。UP1の識別子は、UP1のIPアドレスと、UP1に関連するトンネルエンドポイント識別子(TEID)とを含み得る。

1d. CPは、セットアップ完了応答をUE1に送信し、PDUセッションがUE1とUP1との間に確立される。

2a〜2c. PDUセッションセットアップ要求が、UE2からCPに送信される。CPは、UE2のサブスクリプションデータに従って、UE2がV2VタイプのUEであることを学習する。CPは、UE2にサービスを提供するUP2を選択し、CPは、UP2上にUE2のセッションコンテキストレコードを作成し、コンテキストレコードの状態を、マスターコンテキストレコードに設定する。CPは、セットアップ完了応答をUE2に送信し、PDUセッションがUE2とUP2との間に確立される。

3a〜3c. PDUセッションセットアップ要求が、UE3からCPに送信される。CPは、UE3のサブスクリプションデータに従って、UE3がV2VタイプのUEであることを学習する。CPは、UE3にサービスを提供するUP3を選択し、UP3上にUE3のセッションコンテキストレコードを作成し、コンテキストレコードの状態を、マスターコンテキストレコードに設定する。CPは、セットアップ完了応答をUE3に送信し、PDUセッションがUE3とUP3との間に確立される。

4. UE2は、データパケットをUP2に送信する。具体的には、データパケットは、送信元IP(Sr-IP)アドレスおよび宛先IP(Dst-IP)アドレスを搬送する。Sr-IPアドレスは、UE2のIPアドレスであり、Dst-IPアドレスは、UE1のIPアドレスである。

5. UP2は、データパケットをUP1に転送する。具体的には、UP2が、Dst-IPに従って、データパケットがV2VサービスのIPプールに属すると判断したとき、UP2は、Dst-IPアドレスに従って、UE1のスレーブコンテキストレコードを検索し、見つけ、UE1のスレーブコンテキストレコードは、UE1のIPアドレス、およびUP1の識別子を記録している。次いで、UP2は、UP1の識別子に従って、データパケットをUP1に転送する。UPは、トンネル通信を実行し、IPヘッダは、元のIPヘッダの外側にカプセル化され、カプセル化は、UP2において実行され、カプセル化解除は、UP1において実行される。

6. UP1は、UP2によって転送されたデータパケットを受信した後、外部IPを分離し、内部データパケットのDst-IPアドレスに従って、UE1のマスターコンテキストレコードを見つけ、そのアドレス情報がマスターコンテキストレコードに含まれている基地局を介して、データパケットをUE1に送信する。

7. UE3は、UP3にデータパケットを送信し、UP3は、UE1にデータパケットを送信し、ここで、データパケットは、Sr-IPアドレスおよびDst-IPアドレスを搬送する。Sr-IPアドレスは、UE3のIPアドレスである。Dst-IPアドレスは、UE1のIPアドレスである。

8. UP3は、Dst-IPアドレスに従って、データパケットがV2VサービスのIPプールに属すると判断するが、UP3は、UE1のコンテキストレコードを有していない。したがって、UP3は、CPにUE1のコンテキストレコードを要求する。

9. CPは、UE1のコンテキストレコードをUP3に配信し、コンテキストレコードの状態を、スレーブコンテキストレコードに設定し、ステップ1cにおいて述べたように、UE1のIPアドレスおよびUP1の識別子は、スレーブコンテキストレコードに記憶される。

10. UP3は、データパケットをUP1に転送する。UP3は、UE1のスレーブコンテキストレコードに従って、UE1に現在サービスを提供しているUP1の識別子を取得し、データパケットをUP1に転送する。

11. UP1は、UP3によって転送されたデータパケットを受信した後、外部IPを分離し、内部データパケットのDst-IPアドレスに従って、UP1上でUE1のマスターコンテキストレコードを見つけ、マスターコンテキストレコードに従って、UE1にデータパケットを送信する。

実施形態2
本実施形態を適用することができる別の特定のシナリオは、車両間の通信プロセスにおいて、車両の移動がUEにサービスを提供するユーザプレーンゲートウェイの変更を引き起こした場合でも、サービス継続性が維持されることである。図4に示すように、UE1とUE2の両方がV2Vサービスタイプの端末であり、UE2は、データパケットをUE1に送信する。UE1がUP1によってサービス提供されているので、UP1上に作成されたUE1のコンテキストレコードは、「マスター」とマークされ得る。UE1の移動により、UE1にサービスを提供するユーザプレーンゲートウェイは、UP1からUP3に切り替えられる。データパケットを送信する経路が経路1から経路2に変わっている。UE1およびUE2は、V2Vサービスタイプの端末に限定されず、D2D通信可能な他の移動端末とすることができる。具体的な実装手順は、以下の通りである(図5に図示)。

1a〜1cおよび2a〜2c. これらのステップは、実施形態1におけるステップ1a〜1cおよび2a〜2cと同じである。

3. UE2は、データパケットをUP2に送信する。具体的には、データパケットは、Sr-IPアドレスおよびDst-IPアドレスを搬送する。Sr-IPアドレスは、UE2のIPアドレスであり、Dst-IPアドレスは、UE1のIPアドレスである。

4. UP2は、データパケットをUP1に転送する。具体的には、UP2が、Dst-IPアドレスに従って、データパケットがV2VサービスのIPプールに属すると判断したとき、UP2は、Dst-IPアドレスに従って、UE1のスレーブコンテキストレコードを検索し、見つける。UE1のスレーブコンテキストレコードは、UE1のIPアドレスと、UP1の識別子とを含む。次いで、UP2は、UP1の識別子に従って、データパケットをUP1に転送する。UPは、トンネル通信を実行し、IPヘッダは、元のIPヘッダの外側にカプセル化される。カプセル化は、UP2において実行され、カプセル化解除は、UP1において実行される。

5. UP1は、UP2によって転送されたデータパケットを受信した後、外部IPアドレスを分離し、内部データパケットのDst-IPアドレスに従って、UE1のマスターコンテキストレコードを見つけ、そのアドレス情報がマスターコンテキストレコードに含まれている基地局を介して、データパケットをUE1に送信する。

6a〜6c. UE1はUP3に移動し、UP3はUE1にサービスを提供し始めるので、CPは、UP3上にUE1のセッションコンテキストレコードを作成し、コンテキストレコードの状態を、マスターコンテキストレコードに設定する。CPは、UE1がD2D通信可能であることを検出し、したがって、UE1に新しいIPアドレスを割り振らない。したがって、UE1がUP3に切り替わっても、UE1のIPアドレスは変わらない。UP3が以前にUE1のスレーブコンテキストレコードを有していた場合、スレーブコンテキストレコードは更新される。作成または更新されたコンテキストレコードは、「マスター」とマークされ、UE1のIPアドレスと、UE1が接続されている基地局のアドレス情報とを含む。

7a. CPは、UP1上のコンテキストレコードを更新するために、更新されたUE1のセッションコンテキストレコードをUP1に送信する。更新されたコンテキストレコードは、「スレーブ」とマークされ、UE1のIPアドレスと、UP3の識別子とを含む。UP3の識別子は、UP1のIPアドレスと、UP1に関連するトンネルエンドポイント識別子(TEID)とを含む。

7b. CPは、UP2上のコンテキストレコードを更新するために、更新されたUE1のセッションコンテキストレコードをUP2に送信する。更新されたコンテキストレコードは、「スレーブ」とマークされ、UE1のIPアドレスと、UP3の識別子とを含む。

8. 任意選択で、UP1からUP3へのUE1の切替え中に、1つまたは複数のデータパケットを、UP1を介してUE1に送信できないことが起こり得る。そのような場合、これらのデータパケットは、UP1上にバッファされ、最後のデータパケットがエンドマーカーフラグビットに設定され、UP1は、UP1とUP3との間のトンネルを使用することによって、UE1に送信されていないエンドマーカーの前のすべてのデータパケットをUP3に転送する。この実施形態および他の実施形態におけるUEの各々のIPアドレスは、CPによって割り振られる。たとえば、CPは、D2D通信に使用されるアドレスプールリソースからIPアドレスを選択し、そのIPアドレスをUE1に割り振ることができる。UE1がUP1からUP3に切り替わると、CPは、そのIPアドレスによってUE1をD2Dデバイスとして認識でき、したがって、UE1に新しいIPアドレスを割り振らない。したがって、UE1のIPアドレスを有する、UP1上にバッファされたデータパケットは、依然としてUP3を介してUE1に転送され得る。そうでない場合(すなわち、UE1のIPアドレスが変わる場合、たとえば、UE1がD2Dデバイスではない場合、または他の何らかの理由で)、UE1のIPアドレスを有するバッファされたデータパケットは、UP3を介してUE1に転送されない。

9〜11. 後続のデータパケットは、UP2とUP3との間のトンネルを使用することによって送信される。具体的には、UE2は、後続のデータパケットをUE1に送信し、この後続のデータパケットもSr-IPアドレスおよびDst-IPアドレスを搬送し、Sr-IPアドレスは、UE2のIPアドレスであり、Dst-IPアドレスは、UE1のIPアドレスである。UP2は、Dst-IPアドレスに従って、UE1のスレーブコンテキストレコード(7b)を検索し、見つけ、そのコンテキストレコードから、UP3がUE1にサービスを提供していると判断し、後続のデータパケットをUP3に転送する。UP3は、UP1によって転送されたデータパケット、およびUP2によって転送された後続のデータパケットを受信した後、外部IPアドレスを分離し、Dst-IPアドレスに従って、UE1のマスターコンテキストレコードを見つけ、マスターコンテキストレコードに従って、UE1にデータパケットを送信する。UP3は、UE1に送信されていないエンドマーカーの前のデータパケットをUE1に順に送信し、次いで、その後受信されたデータパケットをUE1に送信する。

12. UE1の位置は移動するので、データ転送が完了した後、UP1がUE1から遠く離れている場合、UP1上のUE1のコンテキストレコードは削除され得る。

前述の説明は、図2〜図5を参照した、本発明の実施形態による、UE間通信のための方法の詳細な説明である。以下は、図6〜図7を参照して、本発明の実施形態による、UE間通信のためのシステムおよび装置について説明する。

図6は、ユーザプレーンUP1およびUP2、ならびにユーザ機器UE1およびUE2を含む通信システムを概略的に示す。UP1は、UE1からデータパケットを受信し、データパケットが、UE2のデータおよびIPアドレスを含み、UE2のコンテキストレコードを取得し、コンテキストレコードが、UE2のIPアドレスと、UP2の識別子とを含み、UP2の識別子に従って、データパケットをUP2に送信するように構成される。UP2は、データパケットをUE2に送信するように構成される。

たとえば、UP1は、UE2のコンテキストレコードがUP1に記憶されたとき、UE2のコンテキストをUP1から取得するように構成されてもよい。

システムは、CPをさらに含む。UE2のコンテキストレコードを利用できないとき、UE2のコンテキストレコードを取得するために、UP1は、UE2のコンテキストレコードについての要求をCPに送信し、CPからUE2のコンテキストレコードを受信するように構成される。

この例では、システムは、UP3をさらに含み、UE2がUP1からUP3に切り替わると、CPは、UP1におけるUE2のコンテキストを更新するように構成され、更新されたUE2のコンテキストが、UE2のIPアドレスと、UE3の識別子とを含み、UP1は、UE1から後続のデータパケットを受信し、後続のデータパケットが、UE2のデータおよびIPアドレスを含み、UP3の識別子に従って、後続のデータパケットをUP3に送信するように構成され、UP3は、後続のデータパケットをUE2に送信するように構成される。

UE2がUP3に切り替わると、CPは、臨界距離を取得するように構成され、システムの1つまたは複数のユーザプレーンのセット内の各ユーザプレーンについて、それぞれのユーザプレーンから第2のUEまでの距離が臨界距離よりも短い場合、CPは、
・UE2のコンテキストレコードがそれぞれのユーザプレーンに記憶されている場合、UE2のコンテキストレコードを更新し、
・UE2のコンテキストレコードがそれぞれのユーザプレーンに記憶されていない場合、それぞれのユーザプレーンにおいてUE2のコンテキストレコードを作成する
ように構成され、更新または作成されたUE2のコンテキストレコードが、UE2のIPアドレスと、UP3の識別子とを含む。

図7は、ユーザプレーンゲートウェイ700の概略ブロック図である。UPゲートウェイ700は、
UE1からデータパケットを受信するように構成された受信機710であり、データパケットが、UE2のデータおよびIPアドレスを含む、受信機710と、
UE2のコンテキストレコードを取得するように構成されたプロセッサ720であり、コンテキストレコードが、UE2のIPアドレスと、別のゲートウェイの識別子とを含む、プロセッサ720と、
他のゲートウェイがUE2にデータパケットを送信することを可能にするために、他のゲートウェイの識別子に従って、他のゲートウェイにデータパケットを送信するように構成された送信機730とを含む。

UE2のコンテキストレコードは、ゲートウェイ700のメモリ740に記憶されている可能性がある。しかしながら、プロセッサ720が、UE2のコンテキストレコードをメモリ740において利用できないと判断したとき、送信機730は、UE2のコンテキストについての要求を制御プレーンに送信するように構成され、受信機710は、制御プレーンからUE2のコンテキストレコードを受信し、将来の使用のために、それをメモリ740に記憶するように構成される。

UE2が他のゲートウェイから第3のゲートウェイに切り替わると、(メモリ740内の)UE2のコンテキストレコードが更新される。更新されたUE2のコンテキストは、UE2のIPアドレスと、第3のゲートウェイの識別子とを含む。

実施形態のステップの全部または一部がハードウェアによって実施され得る、または関連したハードウェアに指示するプログラムによって実施され得ることを、当業者であれば理解されよう。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。記憶媒体は、読取り専用メモリ、磁気ディスク、または光ディスクを含み得る。

前述の説明は、単に本発明の例示的な実施形態にすぎず、本発明を制限するためのものではない。本発明の原理から逸脱することなく行われる任意の変更、等価の置換、または改良は、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。

700 UPゲートウェイ
710 受信機
720 プロセッサ
730 送信機
740 メモリ

Claims (18)

1. ユーザ機器（UE）間の通信のための方法であって、
   第1のユーザプレーンによって、第1のUEから第2のUEに送信される第1のデータパケットを受信するステップであり、前記データパケットが、前記第2のUEのインターネットプロトコル(IP)アドレスを含む、ステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するユーザプレーンの識別子を取得するステップであり、前記第2のUEのIPアドレスに関連する前記ユーザプレーンの前記識別子が、前記第2のUEのための第2のユーザプレーンの識別子である、ステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記第2のユーザプレーンに前記第1のデータパケットを送信するステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、制御プレーンから更新されたセッションコンテキストレコードを受信するステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記更新されたセッションコンテキストレコードに従って、前記第2のUEのための第3のユーザプレーンの識別子で、前記コンテキストレコード内の前記第2のUEのIPアドレスに関連する前記ユーザプレーンの前記識別子を、更新するステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記第1のUEから前記第2のUEに送信される第2のデータパケットを受信するステップであって、前記第2のデータパケットは前記第2のUEのIPアドレスを含んでいる、ステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記コンテキストレコード内に含まれる前記第3のユーザプレーンの前記識別子に従って、前記第3のユーザプレーンに前記第2のデータパケットを送信するステップと
   を含む方法。
2. 前記第1のユーザプレーンによって、コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するユーザプレーンの識別子を取得する前に、前記コンテキストレコードが、前記第1のユーザプレーンに記憶されている、請求項1に記載の方法。
3. 前記コンテキストレコードを、前記第1のユーザプレーン上で利用できないとき、前記コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するユーザプレーンの識別子を取得する前に、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記コンテキストレコードについての要求を制御プレーンに送信するステップと、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記制御プレーンから前記コンテキストレコードを受信するステップと
   をさらに含む、請求項1に記載の方法。
4. 前記第2のUEが、前記第3のユーザプレーンに切り替わると、前記方法が、臨界距離を取得するステップを含み、1つまたは複数のユーザプレーンのセット内の各ユーザプレーンについて、
   前記ユーザプレーンのそれぞれから前記第2のUEまでの距離が前記臨界距離よりも短い場合、
   コンテキストレコードが前記ユーザプレーンのそれぞれに記憶されている場合、制御プレーンによって、このコンテキストレコードを更新するステップと、
   コンテキストレコードが前記ユーザプレーンのそれぞれに記憶されていない場合、前記制御プレーンによって、前記ユーザプレーンのそれぞれにおいてコンテキストレコードを作成するステップと
   をさらに含み、前記更新または作成されたコンテキストレコードが、前記第2のUEの前記IPアドレスと、前記第3のユーザプレーンの識別子とを含む、
   請求項1に記載の方法。
5. 前記方法が、
   前記ユーザプレーンのそれぞれから前記第2のUEまでの前記距離が前記臨界距離よりも長く、コンテキストレコードが前記ユーザプレーンのそれぞれに記憶されている場合、前記制御プレーンによって、このコンテキストレコードを削除するステップ
   をさらに含む、請求項4に記載の方法。
6. 前記UEの各々の前記IPアドレスが、デバイス間通信に使用されるアドレスプールリソースから割り振られる、請求項1に記載の方法。
7. 前記第2のUEが前記第2のユーザプレーンから前記第3のユーザプレーンに切り替わった場合、前記第2のUEのIPアドレスは変更されない、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. ユーザ機器、UE、間の通信のためのシステムであって、前記システムが、第1のユーザプレーンと第2のユーザプレーンとを備え、
   前記第1のユーザプレーンが、
   第1のUEから第2のUEに送信される第1のデータパケットを受信し、前記データパケットが、前記第2のUEのインターネットプロトコル（IP）アドレスを含み、
   コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するユーザプレーンの識別子を取得し、前記第2のUEのIPアドレスに関連する前記ユーザプレーンの前記識別子が、前記第2のUEのための第2のユーザプレーンの識別子であり、
   前記第1のデータパケットを前記第2のユーザプレーンに送信し、
   前記第1のユーザプレーンによって、制御プレーンから更新されたセッションコンテキストレコードを受信し、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記更新されたセッションコンテキストレコードに従って、前記第2のUEにサーブする第3のユーザプレーンの識別子で、前記コンテキストレコード内の前記第2のUEのIPアドレスに関連する前記ユーザプレーンの前記識別子を、更新し、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記第1のUEから前記第2のUEに送信される第2のデータパケットを受信し、前記第2のデータパケットは前記第2のUEのIPアドレスを含んでおり、
   前記第1のユーザプレーンによって、前記コンテキストレコード内に含まれる前記第3のユーザプレーンの前記識別子に従って、前記第3のユーザプレーンに前記第2のデータパケットを送信する
   ように構成される、
   システム。
9. 前記コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するユーザプレーンの識別子を取得する前に、前記第1のユーザプレーンが、前記コンテキストレコードが、前記第1のユーザプレーンに記憶されている、請求項8に記載のシステム。
10. 前記システムが、制御プレーンを含み、前記コンテキストレコードを利用できないとき、前記コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するユーザプレーンの識別子を取得する前に、前記第1のユーザプレーンが、
    前記コンテキストレコードについての要求を制御プレーンに送信し、
    前記制御プレーンから前記コンテキストレコードを受信する
    ように構成される、請求項8に記載のシステム。
11. 前記第2のUEが、前記第3のユーザプレーンに切り替わると、前記制御プレーンは、臨界距離を取得するように構成され、前記システムの1つまたは複数のユーザプレーンのセット内の各ユーザプレーンについて、前記ユーザプレーンのそれぞれから前記第2のUEまでの距離が臨界距離よりも短い場合、前記制御プレーンは、
    コンテキストレコードが前記ユーザプレーンのそれぞれに記憶されている場合、このコンテキストレコードを更新し、
    コンテキストレコードが前記ユーザプレーンのそれぞれに記憶されていない場合、前記ユーザプレーンのそれぞれにおいてコンテキストレコードを作成する
    ように構成され、前記更新または作成されたコンテキストレコードが、前記第2のUEの前記IPアドレスと、前記第3のユーザプレーンの識別子とを含む
    請求項8に記載のシステム。
12. ゲートウェイであって、
    第1のUEから第2のUEに送信される第1のデータパケットを受信するように構成された受信機であり、前記データパケットが、前記第2のUEのインターネットプロトコル、IP、アドレスを含む、受信機と、
    コンテキストレコードから前記第2のUEのIPアドレスに関連するゲートウェイの識別子を取得するように構成されたプロセッサであり、前記コンテキストレコードが、前記第2のUEの前記IPアドレスに関連する前記ゲートウェイの前記識別子が、前記第2のUEのための第2のゲートウェイの識別子である、プロセッサと、
    前記第2のゲートウェイに前記第1のデータパケットを送信するように構成された送信機と
    を含み、
    制御プレーンから更新されたセッションコンテキストレコードを受信し、
    前記更新されたセッションコンテキストレコードに従って、前記第2のUEにサーブする第3のゲートウェイの識別子で、前記コンテキストレコード内の前記第2のUEのIPアドレスに関連する前記ゲートウェイの前記識別子を、更新し、
    前記第1のUEから前記第2のUEに送信される第2のデータパケットを受信し、前記第2のデータパケットは前記第2のUEのIPアドレスを含んでおり、
    前記コンテキストレコード内に含まれる前記第3のゲートウェイの前記識別子に従って、前記第3のゲートウェイに前記第2のデータパケットを送信する
    ように構成されたゲートウェイ。
13. 前記コンテキストレコードを前記ゲートウェイのメモリに記憶するように構成された請求項12に記載のゲートウェイ。
14. 前記プロセッサが、前記コンテキストレコードを、前記ゲートウェイのメモリにおいて利用できないと判断したとき、
    前記送信機が、前記コンテキストレコードについての要求を制御プレーンに送信するように構成され、
    前記受信機が、前記制御プレーンから前記コンテキストレコードを受信するように構成される、
    請求項12に記載のゲートウェイ。
15. 前記UEの各々の前記IPアドレスが、デバイス間通信に使用されるアドレスプールリソースから割り振られる、請求項12に記載のゲートウェイ。
16. 第1のユーザ機器（UE）と第2のUEとの間の通信のための方法であって、
    前記第2のUEにサービスを提供するユーザプレーンが、第2のユーザプレーンから第3のユーザプレーンに切り替わる場合、制御プレーンによって、更新されたセッションコンテキストレコードを生成するステップであって、前記更新されたセッションコンテキストレコードは、前記第1のUEにサービスを提供する第1のユーザプレーンが、コンテキストレコード内の前記第2のUEのインターネットプロトコル（IP）アドレスに関連するユーザプレーンの識別子を、前記第2のUEにサービスを提供する第3のユーザプレーンの識別子で更新するために使用される、ステップと、
    前記制御プレーンにより、前記更新されたセッションコンテキストレコードを前記第1のユーザプレーンに送信するステップと
    を具備する方法。
17. 前記第2のUEが前記第2のユーザプレーンから前記第3のユーザプレーンに切り替わる場合、前記第2のUEのIPアドレスは変化しないことを特徴とする請求項16に記載の方法。
18. 第1のユーザ装置（UE）と第2のUEとの間の通信のための装置であって、
    制御プレーンを具備し、
    前記制御プレーンは、
    前記第2のUEにサービスを提供するユーザプレーンが、第2のユーザプレーンから第3のユーザプレーンに切り替わるときに、更新されたセッションコンテキストレコードを生成し、前記更新されたセッションコンテキストレコードは、前記第1のUEにサービスを提供する第1のユーザプレーンが、コンテキストレコード内の前記第2のUEのインターネットプロトコル（IP）アドレスに関連するユーザプレーンの識別子を、前記第2のUEにサービスを提供する第3のユーザプレーンの識別子で更新するために使用され、
    前記更新されたセッションコンテキストレコードを前記第1のユーザプレーンに送信する
    ように構成されている、装置。