以下の実施例は本発明の構成要素と特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例において説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は別の実施例に含まれてもよく、別の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。
以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、これらの特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱することなく他の形態に変更されてもよい。
場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示されてもよい。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。
本発明の実施例はIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802系システム、3GPPシステム、3GPP LTE及びLTE−Aシステム及び3GPP2システムのうち少なくとも一つに関して開示された標準文書によって裏付けられることができる。即ち、本発明の実施例において本発明の技術的思想を明確に示すために説明しなかった段階又は部分は前記文書によって裏付けられることができる。また、本文書で開示している全ての用語は前記標準文書によって説明可能である。
以下の技術は多様な無線通信システムで使用可能である。明確性のために、以下では3GPP LTE及び3GPP LTE−Aシステムを主として説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
本文書で使われる用語は次のように定義される。
−UMTS(Universal Mobile Telecommunications System):3GPPによって開発された、GSM(Global System for Mobile Communication)ベースの3世代(Generation)移動通信技術。
−EPS(Evolved Packet System):IP(Internet Protocol)ベースのPS(packet switched)コア(core)ネットワークであるEPC(Evolved Packet Core)とLTE/UTRANなどのアクセスネットワークとで構成されたネットワークシステム。UMTSが進化した形態のネットワークである。
−NodeB:GERAN/UTRANの基地局。屋外に設置し、カバレッジはマクロセル(macro cell)規模である。
−eNodeB:E−UTRANの基地局。屋外に設置し、カバレッジはマクロセル(macro cell)規模である。
−UE(User Equipment):ユーザ機器。UEは、端末(terminal)、ME(Mobile Equipment)、MS(Mobile Station)などと呼ぶこともできる。また、UEは、ノートパソコン、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、スマートフォン、マルチメディア機器などのように携帯可能な機器であってもよく、PC(Personal Computer)、車両搭載装置のように携帯不可能な機器であってもよい。MTC関連内容においてUE又は端末という用語は、MTCデバイスを指すことができる。
−HNB(Home NodeB):UMTSネットワークの基地局であり、屋内に設置し、カバレッジはマイクロセル(micro cell)規模である。
−HeNB(Home eNodeB):EPSネットワークの基地局であり、屋内に設置し、カバレッジはマイクロセル規模である。
−MME(Mobility Management Entity):移動性管理(Mobility Management;MM)、セッション管理(Session Management;SM)機能を有するEPSネットワークのネットワークノード。
−PDN−GW(Packet Data Network−Gateway)/PGW/P−GW:UE IPアドレス割り当て、パケットスクリーニング(screening)及びフィルタリング、課金データ集合(charging data collection)機能などを有するEPSネットワークのネットワークノード。
−SGW(Serving Gateway):移動性アンカー(mobility anchor)、パケットルーティング(routing)、休止(idle)モードパケットバッファリング、MMEがUEをページングするようにトリガーする機能などを有するEPSネットワークのネットワークノード。
−NAS(Non−Access Stratum):UEとMME間の制御プレーン(control plane)の上位端(stratum)。LTE/UMTSプロトコルスタックにおいてUEとコアネットワーク間のシグナリング、トラフィックメッセージを取り交わすための機能的な階層であって、UEの移動性を支援し、UEとPDN GW間のIP連結を確立(establish)及び維持するセッション管理過程を支援することを主な機能とする。
−PDN(Packet Data Network):特定のサービスを支援するサーバー(例えば、MMS(Multimedia Messaging Service)サーバー、WAP(Wireless Application Protocol)サーバーなど)が位置しているネットワーク。
−PDN連結:一つのIPアドレス(一つのIPv4住所(アドレス)及び/又は一つのIPv6プレフィックス)で表現される、UEとPDN間の論理的連結。
−RAN(Radio Access Network):3GPPネットワークでNodeB、eNodeB及びこれらを制御するRNC(Radio Network Controller)を含む単位。UE間に存在し、コアネットワークへの連結を提供する。
−HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server):3GPPネットワーク内の加入者情報を持っているデータベース。HSSは設定保存(configuration storage)、アイデンティティ管理(identity management)、使用者状態保存などの機能を行うことができる。
−PLMN(Public Land Mobile Network):個人に移動通信サービスを提供する目的で構成されたネットワーク。オペレーター別に区分されて構成できる。
−Proximity Service(又はProSe Service又はProximity based Service):物理的に近接した装置間のディスカバリー及び互いに直接的なコミュニケーション又は基地局を介してのコミュニケーション又は第3の装置を介してのコミュニケーションが可能なサービス。この際、使用者平面データ(user plane data)は3GPPコアネットワーク(例えば、EPC)を介せずに直接データ経路(direct data path)を介して交換される。
EPC(Evolved Packet Core)
図1はEPC(Evolved Packet Core)を含むEPS(Evolved Packet System)の概略的な構造を示す図である。
EPCは3GPP技術の性能を向上するためのSAE(System Architecture Evolution)の核心的な要素である。SAEは多様な種類のネットワーク間の移動性を支援するネットワーク構造を決定する研究課題に相当する。SAEは、例えばIPに基づいて多様な無線接続技術を支援し、より向上したデータ伝送能力を提供するなどの最適化したパケットに基づくシステムを提供することを目標とする。
具体的に、EPCは3GPP LTEシステムのためのIP移動通信システムのコアネットワーク(Core Network)であり、パケットに基づく実時間及び非実時間サービスを支援することができる。既存の移動通信システム(即ち、2世代又は3世代移動通信システム)では音声のためのCS(Circuit−Switched)及びデータのためのPS(Packet−Switched)の二つの区別されるサブドメインによってコアネットワークの機能が具現された。しかし、3世代移動通信システムの進化である3GPP LTEシステムでは、CS及びPSのサブドメインが一つのIPドメインに単一化した。即ち、3GPP LTEシステムでは、IP能力(capability)を有する端末と端末間の連結が、IPに基づく基地局(例えば、eNodeB(evolved NodeB))、EPC、アプリケーションドメイン(例えば、IMS(IP Multimedia Subsystem))で構成されることができる。即ち、EPCは端対端(end−to−end)IPサービス具現に必須な構造である。
EPCは多様な構成要素を含むことができ、図1は、その一部に相当する、SGW(Serving Gateway)、PDN GW(Packet Data Network Gateway)、MME(Mobility Management Entity)、SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service)Supporting Node)、ePDG(enhanced Packet Data Gateway)を示す。
SGW(又はS−GW)は無線接続ネットワーク(RAN)とコアネットワーク間の境界点として動作し、eNodeBとPDN GW間のデータ経路を維持する機能を行う要素である。また、端末がeNodeBによってサービング(serving)される領域にわたって移動する場合、SGWはローカル移動性アンカーポイント(anchor point)の役目をする。即ち、E−UTRAN(3GPPリリース8以後に定義されるEvolved−UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)Terrestrial Radio Access Network)内での移動性のためにSGWを介してパケットがルーティングされることができる。また、SGWは他の3GPPネットワーク(3GPPリリース8以前に定義されるRAN、例えばUTRAN又はGERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution)Radio Access Network)との移動性のためのアンカーポイントとして機能することもできる。
PDN GW(又はP−GW)はパケットデータネットワークに向かうデータインターフェースの終了点(termination point)に相当する。PDN GWは政策執行特徴(policy enforcement features)、パケットフィルタリング(packet filtering)、課金支援(charging support)などを支援することができる。また、3GPPネットワークと非3GPPネットワーク(例えば、I−WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)のような信頼できないネットワーク、CDMA(Code division multiple access)ネットワーク又はWiMaxのような信頼できるネットワーク)との移動性管理のためのアンカーポイントの役目をすることができる。
図1のネットワーク構造の例示ではSGWとPDN GWが別個のゲートウェイで構成されるものを示すが、2つのゲートウェイが単一ゲートウェイ構成オプション(Single Gateway Configuration Option)によって具現されることもできる。
MMEは、UEのネットワーク連結に対するアクセス、ネットワークリソースの割当て、トラッキング(tracking)、ページング(paging)、ローミング(roaming)及びハンドオーバーなどを支援するためのシグナリング及び制御機能を行う要素である。MMEは加入者及びセッション管理に係わる制御平面(control plane)の機能を制御する。MMEは幾多のeNodeBを管理し、他の2G/3Gネットワークに対するハンドオーバーのための従来のゲートウェイの選択のためのシグナリングを行う。また、MMEは保安過程(Security Procedures)、端末対ネットワークセッションハンドリング(Terminal−to−network Session Handling)、遊休端末位置決定管理(Idle Terminal Location Management)などの機能を行う。
SGSNは他の3GPPネットワーク(例えば、GPRSネットワーク)に対する使用者の移動性管理及び認証(authentication)のような全てのパケットデータをハンドリングする。
ePDGは信頼できない非3GPPネットワーク(例えば、I−WLAN、WiFiホットスポット(hotspot)など)に対する保安ノードとしての役目をする。
図1を参照して説明したように、IP能力を有する端末は、3GPPアクセスはもちろんのこと、非3GPPアクセスに基づいてもEPC内の多様な要素を介して事業者(即ち、オペレーター(operator))が提供するIPサービスネットワーク(例えば、IMS)にアクセスすることができる。
また、図1では多様なレファレンスポイント(例えば、S1−U、S1−MMEなど)を示す。3GPPシステムでは、E−UTRAN及びEPCの相異なる機能個体(functional entity)に存在する二つの機能を連結する概念的なリンクをレファレンスポイント(reference point)と定義する。次の表1は図1に示したレファレンスポイントをまとめたものである。表1の例示の外にもネットワーク構造によって多様なレファレンスポイントが存在することができる。
図1に示したレファレンスポイントのうちS2a及びS2bは非3GPPインターフェースに相当する。S2aは信頼できる非3GPPアクセス及びPDN GW間の関連制御及び移動性支援を使用者平面に提供するレファレンスポイントである。S2bはePDG及びPDN GW間の関連制御及び移動性支援を使用者平面に提供するレファレンスポイントである。
図2は一般的なE−UTRANとEPCのアーキテクチャーを示した例示図である。
図示のように、eNodeBはRRC(Radio Resource Control)連結が活性化しているうちにゲートウェイへのルーティング、ページングメッセージのスケジューリング及び伝送、ブロードキャストチャネル(BCH)のスケジューリング及び伝送、上りリンク及び下りリンクでのリソースのUEへの動的割当て、eNodeBの測定のための設定及び提供、無線ベアラー制御、無線許可制御(radio admission control)、及び連結移動性制御などのための機能を行うことができる。EPC内ではページング発生、LTE_IDLE状態管理、使用者平面の暗号化、SAEベアラー制御、NASシグナリングの暗号化及び無欠性保護機能を行うことができる。
図3は端末と基地局間の制御平面での無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)の構造を示した例示図、図4は端末と基地局間の使用者平面での無線インターフェースプロトコルの構造を示した例示図である。
無線インターフェースプロトコルは3GPP無線接続網規格を基盤とする。無線インターフェースプロトコルは水平的に物理階層(Physical Layer)、データリンク階層(Data Link Layer)及びネットワーク階層(Network Layer)からなり、垂直的にはデータ情報伝送のための使用者平面(User Plane)と制御信号(Signaling)伝達のための制御平面(Control plane)に区分される。
プロトコル階層は通信システムで広く知られた開放型システム間の相互接続(Open System Interconnection;OSI)基準モデルの下位3個階層を基にしてL1(第1階層)、L2(第2階層)、L3(第3階層)に区分されることができる。
以下で、図3に示した制御平面の無線プロトコルと、図4に示した使用者平面での無線プロトコルの各階層を説明する。
第1階層である物理階層は物理チャネル(Physical Channel)を用いて情報伝送サービス(Information Transfer Service)を提供する。物理階層は上位の媒体接続制御(Medium Access Control)階層とは伝送チャネル(Transport Channel)を介して連結されており、伝送チャネルを介して媒体接続制御階層と物理階層間のデータが伝達される。そして、相異なる物理階層の間、つまり送信側と受信側の物理階層の間は物理チャネルを介してデータが伝達される。
物理チャネル(Physical Channel)は時間軸上の複数のサブフレームと周波数軸上の複数のサブキャリア(Sub−carrier)で構成される。ここで、一つのサブフレーム(Sub−frame)は時間軸上の複数のシンボル(Symbol)と複数のサブキャリアで構成される。一つのサブフレームは複数のリソースブロック(Resource Block)で構成され、一つのリソースブロックは複数のシンボル(Symbol)と複数のサブキャリアで構成される。データが伝送される単位時間であるTTI(Transmission Time Interval)は一つのサブフレームに相当する1msである。
送信側と受信側の物理階層に存在する物理チャネルは、3GPP LTEによれば、データチャネルであるPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)及びPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)、及び制御チャネルであるPDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)、PHICH(Physical Hybrid−ARQ Indicator Channel)及びPUCCH(Physical Uplink Control Channel)に区分することができる。
第2階層には様々な階層が存在する。
まず、第2階層の媒体接続制御(Medium Access Control;MAC)階層は多様な論理チャネル(Logical Channel)を多様な伝送チャネルにマッピングする役目をし、また多様な論理チャネルを一つの伝送チャネルにマッピングする論理チャネル多重化(Multiplexing)の役目を行う。MAC階層は上位階層であるRLC階層とは論理チャネル(Logical Channel)で連結されており、論理チャネルは、大別して、伝送される情報の種類によって制御平面(Control plane)の情報を送信する制御チャネル(Control Channel)と使用者平面(User Plane)の情報を送信するトラフィックチャネル(Traffic Channel)に区分される。
第2階層の無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)階層は上位階層から受信したデータを分割(Segmentation)及び連結(Concatenation)して、下位階層が無線区間にデータを送信するのに適するようにデータの大きさを調節する役目を行う。
第2階層のパケットデータ収斂プロトコル(Packet Data Convergence Protocol;PDCP)階層はIPv4又はIPv6のようなIPパケットの伝送時に帯域幅の小さな無線区間で効率的に送信するために、相対的に大きくて不必要な制御情報を含んでいるIPパケットヘッダーのサイズを減らすヘッダー圧縮(Header Compression)の機能を行う。また、LTEシステムではPDCP階層が保安(Security)機能も行う。これは第3者のデータ傍受を防止する暗号化(Ciphering)と第3者のデータ操作を防止する無欠性保護(Integrity protection)で構成される。
第3階層の最上部に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control;以下RRCと略称する)階層は制御平面でのみ定義され、無線運搬子(Radio Bearer;RBと略称する)の設定(Configuration)、再設定(Re−configuration)及び解除(Release)に関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担う。この際、RBは端末とE−UTRAN間のデータ伝達のために第2階層によって提供されるサービスを意味する。
端末のRRCと無線網のRRC階層の間にRRC連結(RRC connection)がある場合、端末はRRC連結状態(Connected Mode)にあるようになり、そうでない場合はRRC遊休モード(Idle mode)にあるようになる。
以下で端末のRRC状態(RRC state)とRRC連結方法について説明する。RRC状態とは端末のRRCがE−UTRANのRRCとの論理的連結(logical connection)をなしているか否かを言い、連結されている場合はRRC_CONNECTED状態(state)、連結されていない場合はRRC_IDLE状態と言う。RRC_CONNECTED状態の端末はRRC連結が存在するから、E−UTRANは該当端末の存在をセル単位で把握することができ、よって端末を効果的に制御することができる。一方、RRC_IDLE状態の端末はE−UTRANが端末の存在を把握することはできなく、セルより大きな地域単位であるTA(Tracking Area)単位で核心網が管理する。即ち、RRC_IDLE状態の端末はセルに比べて大きな地域単位で該当端末の存在有無のみ把握され、音声又はデータのような通常の移動通信サービスを受けるためには、該当端末がRRC_CONNECTED状態に遷移しなければならない。各TAはTAI(Tracking area identity)によって区分される。端末はセルで放送(broadcasting)される情報であるTAC(Tracking area code)によってTAIを構成することができる。
使用者が端末の電源を最初に入れたとき、端末は先に適切なセルを探索した後、該当セルでRRC連結をなし、核心網に端末の情報を登録する。その後、端末はRRC_IDLE状態に留まる。RRC_IDLE状態に留まる端末は必要によってセルを(再)選択し、システム情報(System information)又はページング情報を調べる。これをセルにキャンプオン(Camp on)すると言う。RRC_IDLE状態に留まっていた端末はRRC連結をなす必要があるときに初めてRRC連結過程(RRC connection procedure)によってE−UTRANのRRCとRRC連結をなし、RRC_CONNECTED状態に遷移する。RRC_IDLE状態にあった端末がRRC連結をなす必要がある場合は色々がある。例えば、使用者の通話試み、データ伝送試み、又はE−UTRANからページングメッセージを受信した後、これに対する応答メッセージ伝送などを挙げることができる。
RRC階層上に位置するNAS(Non−Access Stratum)階層は連結管理(Session Management)と移動性管理(Mobility Management)などの機能を行う。
以下、図3に示したNAS階層について詳しく説明する。
NAS階層に属するeSM(evolved Session Management)はデフォルトベアラー(Default Bearer)管理、専用ベアラー(Dedicated Bearer)管理のような機能を行い、端末が網からPSサービスを用いるための制御を担う。デフォルトベアラーリソースは特定のパケットデータネットワーク(Packet Data Network;PDN)に最初に接続するとき、網から割り当てられるという特徴を有する。この際、ネットワークは、端末がデータサービスを使えるように端末が使用可能なIPアドレスを割り当て、そしてデフォルトベアラーのQoSを割り当てる。LTEでは、大別して、データ送受信のための特定の帯域幅を保障するGBR(Guaranteed bit rate)QoS特性を有するベアラーと帯域幅の保障なしにBest effort QoS特性を有するNon−GBRベアラーの2種を支援する。デフォルトベアラーの場合、Non−GBRベアラーが割り当てられる。専用ベアラーの場合にはGBR又はNon−GBRのQoS特性を有するベアラーが割り当てられることができる。
ネットワークで端末に割り当てたベアラーをEPS(evolved packet service)ベアラーと言い、EPSベアラーを割り当てるとき、ネットワークは一つのIDを割り当てるようになる。これをEPSベアラーIDと言う。一つのEPSベアラーはMBR(maximum bit rate)又は/及びGBR(Guaranteed bit rate)のQoS特性を有する。
図5は3GPP LTEでのランダムアクセス過程を示したフローチャートである。
ランダムアクセス過程はUEが基地局に対するUL同期を得るかUL無線リソースを割り当てられるために用いられる。
UEはルートインデックス(root index)とPRACH(physical random access channel)設定インデックス(configuration index)をeNodeBから受信する。各セルごとにZC(Zadoff−Chu)シーケンスによって定義される64個の候補(candidate)ランダムアクセスプリアンブルがあり、ルートインデックスは端末が64個の候補ランダムアクセスプリアンブルを生成するための論理的インデックスである。
ランダムアクセスプリアンブルの伝送は各セルごとに特定の時間及び周波数リソースに限定される。PRACH設定インデックスはランダムアクセスプリアンブルの伝送が可能な特定のサブフレームとプリアンブルフォーマットを指示する。
UEは任意に選択されたランダムアクセスプリアンブルをeNodeBに送信する。UEは64個の候補ランダムアクセスプリアンブルの一つを選択する。そして、PRACH設定インデックスによって該当のサブフレームを選択する。UEは選択されたランダムアクセスプリアンブルを選択されたサブフレームに送信する。
ランダムアクセスプリアンブルを受信したeNodeBはランダムアクセス応答(random access response、RAR)をUEに送る。ランダムアクセス応答は2段階で検出される。まず、UEはRA−RNTI(random access−RNTI)でマスキングされたPDCCHを検出する。UEは検出されたPDCCHによって指示されるPDSCH上でMAC(Medium Access Control)PDU(Protocol Data Unit)内のランダムアクセス応答を受信する。
図6は無線リソース制御(RRC)階層での連結過程を示す。
図6に示したように、RRC連結可否によってRRC状態が示されている。RRC状態とはUEのRRC階層のエンティティ(entity)がeNodeBのRRC階層のエンティティと論理的連結(logical connection)をなしているか否かを言い、連結されている場合はRRC連結状態(connected state)と言い、連結されていない状態をRRC遊休モード(idle state)と言う。
連結状態(Connected state)のUEはRRC連結(connection)が存在するから、E−UTRANは該当端末の存在をセル単位で把握することができ、よってUEを効果的に制御することができる。一方、遊休モード(idle state)のUEはeNodeBが把握することはできなく、セルより大きな地域単位であるトラッキング地域(Tracking Area)単位で核心網(Core Network)が管理する。トラッキング地域(Tracking Area)はセルの集合単位である。即ち、遊休モード(idle state)UEは大きな地域単位で存在有無のみ把握され、音声やデータのような通常の移動通信サービスを受けるためには、端末は連結状態(connected state)に遷移しなければならない。
使用者がUEの電源を最初に入れたとき、UEは先に適切なセルを探索した後、該当セルで遊休モード(idle state)で留まる。遊休モード(idle state)で留まっていたUEはRRC連結をなす必要があるときに初めてRRC連結過程(RRC connection procedure)によってeNodeBのRRC階層とのRRC連結をなし、RRC連結状態(connected state)に遷移する。
遊休モード(Idle state)にあったUEがRRC連結をなす必要がある場合はいろいろがある。例えば、使用者の通話試み、データ伝送、又はEUTRANからページングメッセージを受信した後、これに対する応答メッセージの伝送を挙げることができる。
遊休モード(idle state)のUEがeNodeBとRRC連結をなすためには、前述したようにRRC連結過程(RRC connection procedure)を進行しなければならない。RRC連結過程は、大別して、UEがeNodeBにRRC連結要求(RRC connection request)メッセージを送信する過程、eNodeBがUEにRRC連結設定(RRC connection setup)メッセージを送信する過程、及びUEがeNodeBにRRC連結設定完了(RRC connection setup complete)メッセージを送信する過程を含む。このような過程について図6を参照してより詳細に説明すると次のようである。
1)遊休モード(Idle state)のUEは、通話試み、データ伝送試み、又はeNodeBのページングに対する応答などの理由でRRC連結をなそうとする場合、まずRRC連結要求(RRC connection request)メッセージをeNodeBに送信する。
2)UEからRRC連結要求メッセージを受信すれば、eNBは、無線リソースが十分な場合、UEのRRC連結要求を受諾し、応答メッセージであるRRC連結設定(RRC connection setup)メッセージをUEに送信する。
3)UEがRRC連結設定メッセージを受信すれば、eNodeBにRRC連結設定完了(RRC connection setup complete)メッセージを送信する。UEがRRC連結設定メッセージを成功的に送信すれば、初めてUEはeNodeBとmpRRC連結をなし、RRC連結モードに遷移する。
従来のEPCにおけるMMEは、次世代システム(又は5G CN(Core network))ではAMF(Core Access and Mobility Management Function)とSMF(Session Management Function)に分離された。よって、UEとのNAS interaction及びMM(Mobility Management)はAMFが、またSM(Session Management)はSMFが行った。SMFはuser−plane機能を有する、即ちuser trafficをルーティングするgatewayであるUPF(User Plane Function)を管理するが、これは従来のEPCにおいてS−GWとP−GWのcontrol−plane部分をSMFが担当し、user−plane部分はUPFが担当することと見なすことができる。User trafficのルーティングのためにRANとDN(Data Network)の間にUPFが1つ以上存在できる。即ち、従来のEPCは5Gにおいて図7に示したように構成される。また、従来のEPSにおけるPDN connectionに対応する概念として、5G SystemではPDU(Protocol Data Unit) sessionが定義されている。PDUセッション(PDU session)はIP typeだけではなく、Ethernet type又はunstructured typeのPDU connectivity serviceを提供するUEとDNの間のassociationを言う。なお、UDM(Unified Data Management)はEPCのHSSに対応する機能を行い、PCF(Policy Control Function)はEPCのPCRFに対応する機能を行う。勿論、5G Systemの要求事項を満たすために、その機能が拡張された形態で提供されることもできる。N1は5G UEとAMFの間の制御平面に対するreference pointであり、N2は5G(R)ANとAMFの間の制御平面に対するreference pointであり、N3は5G(R)ANとUPFの間のユーザ平面のreference pointである。またN4はSMFとUPFの間のreference pointであり、N5はpcf機能と応用機能の間のreference pointであり、N6はUPFとデータネットワークの間のreference pointである。データネットワークは運営者外部公開、個人データネットワーク又は運営者データネットワークである。N7はSMFとPCFの間のreference pointである。5G System architecture、各function、各interfaceに関する詳しい事項はTS 23.501を準用する。特に、5Gシステム(即ち、next generation system)は、non−3GPP Accessも支援する必要があり、よってTS 23.501V0.2.0の4.2.7にはnon−3GPP Accessを支援するためのアーキテクチャー、ネットワーク要素などの内容が記載されている。Non−3GPP接続の例としては、代表的にWLAN接続があり、これはtrusted WLANとuntrusted WLANを全て含む。
現在5GシステムはTS 23.501及びTS 23.502に作業されている。特に5Gシステム(即ち、次世代システム)はIMSサービスを支援する必要があり、よってTS 23.501v0.4.0の5.16.3節、IMS support、5.16.4節には緊急サービス(Emergency services)に関する内容が記載されている。また、TS 23.501v0.4.0の"Annex D(informative):IMS specific placeholder for TS 23.228[15]"にはIMSに関連して今後TS 23.228にキャプチャーする内容が整理されている。
5Gシステムでは、交通開放(traffic offloading)又はサービス継続性(service continuity)のために、1つのPDUセッションに対して多数のPSA(PDU session anchor)により交通をルーティング(routing)することができる。これに関する詳しい事項はTS 23.501v0.4.0の5.6.4節を参考でき、表2及び表3にその内容が抜粋されている。表2及び表3において、Figure 5.6.4.2−1、Figure 5.6.4.3−1、Figure 5.6.4.3−2は、図8、図9及び図10に各々示されている。
また、1つのPDUセッションに対して多数のPSAにより交通をルーティングするために、PDUセッションの交通がルーティングされる経路に分岐点(Branching Point)又はUL CLを追加する手順については、TS 23.502v0.3.0の4.3.5.2a節を参考でき、表4に関連内容が抜粋されている。表4のFigure 4.3.5.2a−1は図11に示されている。ここで、step1でPDUセッシ交換する(詳しい事項はTS 23.502v0.3.0の4.3.2節(PDUセッション確立)を参考)。その後、UEにmulti−homing方式で新しいIPアドレス(new IP address)が割り当てられる場合、step7のように使用者平面(user plane)を介して送信されるIPv6 Router Advertisement messageによりIP prefix情報が得られる。よって、UEと5Gコアネットワークの間には更なるNASメッセージ交換がない。参考として、UEはmulti−homing方式で新しいIPアドレス情報が割り当てられた時、old/original IPアドレスに対してvalid lifetime valueが提供されないと(又はold/original IPアドレスに対してre−Configuration情報/ルーティングルールが提供されると)、分岐点が追加されるものとみなす。
また1つのPDUセッションにPDUセッションの交通がルーティングされる経路に分岐点又はUL CLを追加した後、除去する手順については、TS 23.502v0.3.0の4.3.5.2b節を参考でき、以下の表5に抜粋されている。表5においてFigure 4.3.5.2b−1は図12に示されている。
図13にはIMS登録(IMS registration)の手順が示されている。これに関する詳しい事項はTS 23.228の5.2節(Application level registration procedures)を参考できる。
以下、PDUセッションに対してmulti−homing方式でPSA及び/又はBP(分岐点)が追加される場合又は除去される場合に、本発明の実施例によるUE、ネットワークノードなどの動作について説明する。
本発明では、多数の(multiple)PDUセッションアンカーを有する単一PDUセッションにおいて、multi−homing方式である場合について記載するが、PDUセッション方式のためのUL分類器(UL Classifier)の場合にも、拡張/変形を適用することができる。この場合、PDUセッションに対してmulti−homing方式でBP(分岐点)が追加される場合は、PDUセッションに対してUL分類器が追加される場合と解釈し、PDUセッションに対してmulti−homing方式でBP(分岐点)が除去される場合は、PDUセッションに対してUL分類器が除去される場合と解釈する。また、IMS DNN(さらには、同じS−NSSAI:Single Network Slice Selection Assistance Information)に対するPDUセッションが多数生成される場合にも拡張/変形を適用することができる。この場合、PDUセッションに対してmulti−homing方式でBP(分岐点)が追加される場合は、IMS DNN(さらには、同じS−NSSAI)に対するPDUセッションがさらに生成される場合と解釈し、PDUセッションに対してmulti−homing方式でBP(分岐点)が除去される場合は、IMS DNN(さらには、同じS−NSSAI)に対して多数のPDUセッションのうちの1つが除去される場合と解釈し、分岐されるPDUセッションは新しく生成されるPDUセッションと解釈する。
multi−homing方式でPSAが追加される場合
UEは第1PSA(protocol data unit session anchor)とPDU(protocol data unit)セッションを確立して、SMF(Session Management Function)から新しいIPアドレス(新しいIPv4住所(アドレス)、新しいIPv6 prefix又は新しいIPv6住所(アドレス)である)を受信する。従来技術である既存のLTE標準によれば、IMS PDN connectionについて新しいIPアドレスを受信する場合、図13に示されたIMS登録の手順を行うようになっている。しかし、上記受信された新しいIPアドレスがmulti−homing基盤のPSA追加に関連する場合には、該UEは新しいIPアドレスを使用したIMS登録を行わないことができる。上記受信された新しいIPアドレスがmulti−homing基盤のPSA追加に関連する場合には、新しいIPアドレスは追加された第2PSA(localized UPF)へのIMSメディアルーティング(図14における新しいIPアドレス経路を用いたIMSメディア)に使用されることができる。図15に詳しく示すが、第1PSAとPDUセッションを確立したUEは第1PSAからIPv6住所(アドレス)を受信し、それを使用してIMS網に登録する。即ち、既にIMS網に登録されているが、multi−homing方式で多数のPSAを有する場合、新しいIPアドレスを受信する度にIMS網に登録することは非常に非効率的であるためである。
IPアドレスが新しく割り当てられると、UEのNAS層(NAS layer)はこれをIMS層(NAS層の立場では上位層)に伝達する。この時、受信された新しいIPアドレスがmulti−homing基盤のPSA追加に関連する場合、UEのNAS層は上位層に新しいIPアドレスがIMSメディアルーティングのためのものであることを指示する情報を提供する。又は、受信された新しいIPアドレスがmulti−homing基盤のPSA追加に関連する場合、UEのNAS層は上位層に新しいIPアドレスがIMSメディアのみのためのものであることを指示する情報を提供する。ここで、上位層はIMS層を意味し、第1PSAはUPFである。言い換えれば、IMS登録を行わないが、IPアドレスが新しく割り当てられると、UEのNAS層はこれをIMS層(NAS層の立場では上位層)に伝達する。この時、UEのNAS層はIMS層にこのIPアドレスがIMS登録のためのものではないこと(又はこのIPアドレスではIMS登録をしないこと又はこのIPアドレスではIMS登録を省略すること)を示す情報、このIPアドレスはSIP/IMSシグナリングのためのものではないこと(又はこのIPアドレスはSIP/IMSシグナリングルーティングには使用しないこと)を示す情報、及びこのIPアドレスはメディア/IMSサービスのためのものであること(又はメディア/IMSサービスのルーティング用であること)を示す情報のうちのいずれか1つ以上を共に提供することができる。
UEはSIP/IMS信号又はSIP方法のルーティング(送受信)のためのIPアドレスとしては、IMS登録したIPアドレスを使用し、メディア/IMSサービスのルーティング(送受信)のためのIPアドレスとしては、(これはSDP(Session Description Protocol)部分に含まれることができる)IMS登録したIPアドレスと新しく割り当てられたIPアドレスを使用することができる。
UEが新しく割り当てられたIPアドレスがあるが、IMS登録を行わない動作は、SMFから提供された情報及び/又はUEに設定された情報(例えば、multi−homing方式でBPが追加されてIPアドレスがさらに割り当てられると、この時にはIMS登録を行わないように設定されるなど)及び/又はSMF以外の他のネットワーク機能(function)(例えば、AMF、政策関連機能、IMSノードなど)から提供された情報に基づくことができる。
以下、図15を参照しながら、上述したmulti−homing方式でPSAが追加される場合にUEとその他のネットワーク機能の動作、シグナリングについて詳しく説明する。
図15を参照すると、段階S1501〜1503において、UEはIMSのためのPDUセッションを生成するために、AMFにPDUセッション確立要請メッセージを送信する。これを受信したAMFはPDUセッション生成作業を行い、その結果、UEにPDUセッション確立承諾メッセージを送信する。PDUセッションのためのPSA(PDUセッションアンカー)としてUPF#2が選択されると仮定する。また、AN(access Network)とN3トンネルを形成するUPFはUPF#1であると仮定する。UEは5GSに登録したUEである。
段階S1504において、PDUセッションをサービングするSMFがUEにIPv6住所(アドレス)を設定するためにIPv6ルーター通知メッセージを生成してこれをUPFを介してUEに送信する。
段階S1501〜1504におけるPDUセッション生成手順に関する詳しい事項はTS 23.502を準用する。
段階S1505〜S1506において、UEはIMS PDUセッションを生成して新しいIPアドレスを得、IMS登録を行うことを決定する。これは、以下の表6の条件のうち、いずれか1つ以上を満たす場合に、IMS登録を決定したことである。
しかし、上記item 1を除いた条件を満たす場合にも、IMS登録を決定することができる。又はUEがIMSサービスを受けるために、上記条件の一部を満たす場合又は上記条件とは関係なくIMS登録を決定することもできる。
IMS登録を決定したUEはIMSへの登録を行う。UEがP−CSCFに送信するSIP登録メッセージの例は以下の表7の通りであり、UEはIPアドレスをコンタクトヘッダーフィールド(contact header field)を介して(以下の例では5555::aaa:bbb:ccc:ddd)IMSに提供する。
IMS登録に関する詳しい事項は、TS 23.228及びTS 24.229を参考する。
段階S1507〜S1508において、UEはIMSセッションを開始するために、P−CSCFにSIP招待(INVITE)メッセージを送信する。これを受信したIMSはIMSセッションの相対UEとのセッション設定を行い、UEがSIP 200OKを受けることによりIMSセッションが生成される。
UEがP−CSCFに送信するSIP招待メッセージの例は以下の通りである。ここで、UEは、SIPシグナリング交換に使用するIPアドレス(Via及びコンタクトヘッダーフィールドにおけるIPアドレスであって、以下の例では5555::aaa:bbb:ccc:ddd)、及びIMSメディア交換に使用するIPアドレス(SDP(Session Description Protocol)部分、即ち、Content−Lengthヘッダーフィールド以下のIPアドレスであって、以下の表8の例では5555::aaa:bbb:ccc:ddd)として、上記段階S1504で得たIPアドレスを使用する。
IMSセッション生成に関する詳しい事項は、TS 23.228及びTS 24.229を参考できる。
IMSセッションが生成されることにより、UEはセッションの相対とメディアを交換することができる。例えば、UEが音声電話(voice call)を開始した場合、このためのIMSセッションが相対UEと生成されると、UEは相対UEと音声を交換することができ、この時、この音声メディア(又はオーディオメディア)はセッションの生成時にSDP部分に設定されたIPアドレスにより送受信される。
段階S1509において、SMFがIMS PDUセッションに対して新しいPSAを設定することを決定する。これは様々な理由があるが、例えば、UEの移動、新しいIPフローの発見などである。
段階S1510において、SMFはmulti−homing方式でPSAの追加を決定し、UPF#3更なるPSAで選択する。また、UPF#1を分岐点として設定するための作業を行う。これに関する事項は上述したTS 23.502の4.3.5.2a節及び図11を参考できる。
段階S1511において、SMFはUEに新しいIP prefix@PSA2の可用性を知らせる。これはSMFがUPFによりUEにIPv6 Router Advertisementメッセージを送信することを意味する。UEは新しいIPアドレスを得る。UEのNAS層が、上述したように、このIPアドレスはメディア/IMSサービスのためのものであること(又はメディア/IMSサービスのルーティング用であること)を示す情報をIMS層に提供する。かかる情報は新しいIPアドレスと共にIMS層に提供されることを意味する。
UEは新しく得たIPアドレスを用いてIMS登録を行うか否かを確認するが、上記のように新しいIPアドレスがメディア/IMSサービスのためのものであることを示す情報が下位層から提供されるので、IMS登録を行わないと決定する。これは上記段階S1505に記載した条件を確認した結果、それを、特にitem8を満たさないので、IMS登録を行わないことである。とにかく音声だけではなく、様々なメディア/コンテンツ(例えば、VR/ARなど)のためにIMSを使用できるので、上記段階S1505に記載したIMS登録の決定時に確認する条件は適切に変形、拡張することができる。
段階S1512〜S1513において、UEはIMSセッションを開始するためにP−CSCFにSIP招待メッセージを送信する。これを受信したIMSはIMSセッションの相対UEとのセッション設定を行い、UEがSIP 200OKを受けることによりIMSセッションが生成される。UEがP−CSCFに送信するSIP招待メッセージの例は以下の通りである。ここで、UEはSIPシグナリングの交換に使用するIPアドレスの場合、段階S1504で得たIPアドレスを使用する(Via及びコンタクトヘッダーフィールドにおけるIPアドレスであって、以下の表9の例では5555::aaa:bbb:ccc:ddd)。反面、IMSメディアの交換に使用するIPアドレスとしては、上記段階S1511で得たIPアドレスを使用する(SDP部分、即ち、Content−Lengthヘッダーフィールド以下のIPアドレスであって、以下の例では5555::eee:fff:ggg:hhh)。
即ち、UEはIMSセッションを生成するためのSIPシグナリング送信/受信にはIMS PDUセッションの生成時に得たIPアドレスを続けて使用する反面、メディアを送信/受信するためには、新しく得たIPアドレスを使用する。図15において、段階S1505〜S1508、S1512〜S1513において、SIPシグナリングが通るUPFがマーキングされているが、S1511でUEが新しいIPアドレスを得ることとは関係なく、いずれも同様にUPF#1、UPF#2を通ることが分かる。
次に表10〜表13は上述した内容に関連して本発明の発明者が提出された文書であり、‘2.Proposal’以後の部分は本発明で提案する一実施例である。表10の内容のうち、Figure 1、Figure 2、Figure 4.3.5.4−1、Figure 6.Y.1−1は図16、図17、図18及び図19に示されている。
一方、PDUセッションについてmulti−homing方式でBP(分岐点)が追加される場合、SMFの動作は以下の通りである。P−CSCF住所(アドレス)情報の提供に関連して、以下のA)、B)のうちのいずれか1つで動作する。
A)SMFはUEにP−CSCF住所情報を提供しないことができる。これは無条件であることもでき、SMFの貯蔵情報(例えば、既にIMS PDUセッションを生成しながらP−CSCF住所を提供したことを貯蔵している)、SMFの設定情報(例えば、既にIMS PDUセッションを生成しながらP−CSCF住所を提供した場合、さらに提供しないように設定されている)、SMFにP−CSCF住所情報がない、及びSMFがIMS PDUセッションのために選択可能なUPFがP−CSCF/IMSに連結されていない、のうちのいずれか1つ以上の情報に基づくことができる。
B)SMFはUEにP−CSCF住所情報を提供する。この場合、NASメッセージを使用するか又は新しいIP prefixを提供する時/前/後に、Router Advertisementメカニズムを使用して提供することができる。これは無条件であることもでき、SMFの設定情報(例えば、P−CSCF住所をさらに提供するように設定されている)、SMFにP−CSCF住所情報がある、及びSMFがIMS PDUセッションのために選択可能なUPFがP−CSCF/IMSと連結されている、のうちのいずれか1つ以上の情報に基づくことができる。
UEのIMS登録有無に関連して、以下のa)、b)のうちの1つの情報を明示的又は暗示的に提供することができる。
a)SMFはUEにIMS登録を行わないように指示する。これは新しいIPアドレス情報がIMS登録用/目的ではないことを示すこととも解釈できる。上記指示情報はmulti−homing方式でBP追加時にはIMS登録を行う必要がないことを明示的又は暗示的に指示することでもある。この場合、この指示情報はPDUセッションが生成される時又は最初のIPアドレス情報がUEに割り当てられる時にUEに提供される。これは無条件であることもでき、SMFの貯蔵情報(例えば、既にIMS PDUセッションを生成しながらUEにIMS登録を行うように指示している)、SMFの設定情報(例えば、既にIMS PDUセッションを生成しながらIMS登録を指示した場合、さらに指示しないように設定されている)、SMFにP−CSCF住所情報がない、及びSMFがIMS PDUセッションのために選択可能なUPFがP−CSCF/IMSと連結されていない、のうちのいずれか1つ以上の情報に基づくことができる。
b)SMFはUEに新しく割り当てられたIPアドレス(これは新しいIP prefixを用いて生成したIPアドレスを意味する)を用いてIMS登録を行うように指示する。これは新しいIPアドレス情報がIMS登録用/目的であることを示すとも解釈できる。上記指示情報はmulti−homing方式でBP追加時にIMS登録を行う必要があることを明示的又は暗示的に指示することである。この場合、この指示情報はPDUセッションの生成時又は最初のIPアドレス情報がUEに割り当てられる時にUEに提供される。これは無条件であることもでき、SMFの設定情報(例えば、IMS登録をさらに指示するように設定されている)、SMFにP−CSCF住所情報がある、及びSMFがIMS PDUセッションのために選択可能なUPFがP−CSCF/IMSと連結されている、のうちのいずれか1つ以上の情報に基づくことができる。
上記a)、b)の情報は様々な方法で提供できる。例えば、NASメッセージを使用するか、新しいIP prefixを提供する時/前/後にRouter Advertisementメカニズムを使用して、又は旧IP prefixに対してこの情報が正当な(valid)時間を提供するために、Router Advertisementメカニズムを使用することができる。また上記a)又はb)の情報はUEに既に設定されていることもできる。
SMFがA)のように動作することにより、a)を提供しなくても、UEをしてa)で動作するようにすることができる。又はSMFがB)のように動作することにより、b)を提供しなくても、UEをしてb)で動作するようにすることができる。a)及びb)が提供されないので、UEは新しいIPアドレス情報が提供されてもこれを用いてIMS登録を行わないことを決定することができる。逆にa)及びb)が提供されないので、UEは新しいIPアドレス情報が提供されると、それを用いてIMS登録を行うことを決定することもできる。
SMFがUEにSIPシグナリングのためのQoS情報を提供することにより、UEをしてb)で動作するようにすることができる。とにかく、UEをして新しいP−CSCFにより新しいIPアドレスについてIMS登録を行うためには、ネットワーク(例えば、SMF)はUEにSIPシグナリングのためのQoS情報を提供し、新しいPSAに設定される分岐されるPDUセッションがSIPシグナリングを処理するようにQoSを設定する。
UEが新しく割り当てられたIPアドレスを用いてIMS登録を行う場合、登録方法を指示する情報を以下のうちのいずれか1つで提供することができる。
i)以前のIMS登録を維持しながら、さらにIMS登録を行うように指示することができる。これにより多数のIMS登録を維持することができる。従来、RAT/Access typeが異なる場合について多数のIMS登録が可能であったが、本発明によれば、同じRAT/Access typeであるにも関わらず、多数のIMS登録を行うことができる。ここで、RAT/Access typeはNR、E−UTRAN、WLAN、Non−3GPPなどが可能である。さらに、コアネットワークが5Gコアネットワークであることが別に又は含蓄的に定義されることができる。かかるRAT/Access typeはIMS登録時にIMSネットワークに提供されることができる。これは本発明の全般にわたって適用される。
ii)以前のIMS登録にさらにIPアドレスを追加するためのIMS登録を行うように指示することもできる。これは既存のどのRAT/Access typeに対するIMS登録に新しいIPアドレス(即ち、新しいコンタクト)が追加されたことを知らせるためのものである。これは、i)に対比して、IMS登録が同じRAT/Access typeに対して多数のコンテキストに維持されるよりは、既存のどのRAT/Access typeに対して1つのIMS登録コンテキストがあり、そこに新しいIPアドレスが追加される概念である。
iii)以前のIMS登録を維持しないながら、IMS登録を行うように指示することができる。これは1つのRAT/Access typeに対して1つのIMS登録のみを維持することである。
UEが、新しいIPアドレスによって旧IPアドレスをリリースする必要があることを認知するか(SMFが提供したタイマー又はUEに設定されたタイマーに基盤)、又は新しいPDUセッションによって旧PDUセッションをリリースする必要があることを認知した場合(SMFが提供したタイマー又はUEに設定されたタイマーに基盤)、上記i)〜iii)の情報が提供されなくても、iii)のように動作するように決定することもできる。
UEが生成するPDUセッションがたとえIMSのためのPDUセッションであり、DNNがIMS(これは公知のIMS DNNと解釈可能)と同一であっても、追加するIMS PDUセッションが以前に生成したことに対比してS−NSSAIが異なるので、上記i)〜iii)の情報が提供されなくても、i)のように動作するように決定することができる。
上記i)又はii)のように動作する場合、どのIMS登録(又はどのコンタクト:これはUEがIMS登録時に使用するIPアドレス情報)がメイン(又はプライマリー)であるかは、ネットワーク(SMF、s−CSCF、IMS Application ServerのようなIMS機能など)からUEに知らせるか、又はUEに設定されていることができる(例えば、IMS登録のうちの最古のもの、IMS登録のうち最近のもの、multi−homing方式でBPが追加される前に割り当てられたIPアドレス情報を用いたIMS登録、multi−homing方式でBPが追加されながら割り当てられたIPアドレス情報を用いたIMS登録など)。
一方、multi−homing方式でPSAが追加される場合にも、UEはIMS登録を行うことができるが、以下、これについて説明する。UEが新しく割り当てられたIPアドレスを用いてIMS登録を行う動作は、SMFから提供された情報及び/又はUEに設定された情報(例えば、multi−homing方式でBPが追加されてIPアドレスがさらに割り当てられると、その時にはIMS登録を行わないように設定するなど)及び/又はSMF以外の他のネットワーク機能(例えば、AMF、政策関連機能、IMSノードなど)から提供された情報に基づくことができる。
新しく割り当てられたIPアドレスを用いてIMS登録を行う。この時、以下のi)〜iii)のうちの1つで動作することができる。IPアドレスが新しく割り当てられると、UEのNAS層はそれをIMS層(NAS層の立場では上位層)に伝達する。この時、UEのNAS層はIMS層に、このIPアドレスはIMS登録のためのものであること(又はこのIPアドレスにIMS登録すること)を示す情報、このIPアドレスはSIP/IMSシグナリングのためのものであること(又はこのIPアドレスはSIP/IMSシグナリングルーティングに使用すること)を示す情報、このIPアドレスはメディア/IMSサービスのためのものであること(又はメディア/IMSサービスのルーティング用である)、このIPアドレスはIMS登録とメディア/IMSサービスに全て使用すること、このIPアドレスはSIP/IMSシグナリングとメディア/IMSサービスに全て使用することを示す情報のうちのいずれか1つ以上を提供することができる。しかし、上記情報を提供しなくても、UEのIMS層はNAS層(IMS層の立場では下位層)が提供したIPアドレスをIMS関連の全ての動作/運用に使用すると見なすことができる。
i)以前のIMS登録を維持しながらさらにIMS登録を行う。これは上記SMFがUEに提供する新しく割り当てられたIPアドレスを用いた登録方法を指示する情報のi)に説明した方式であり、IMSネットワーク(代表的にはUEのS−CSCF)は上記i)に記載したように、UEのIMS登録関連のコンテキストを管理する。
ii)以前のIMS登録にさらにIPアドレスを追加するためのIMS登録を行う。これは上記SMFがUEに提供する新しく割り当てられたIPアドレスを用いた登録方法を指示する情報のii)に説明した方式であり、IMSネットワーク(代表的にはUEのs−CSCF)は上記ii)に記載したように、UEのIMS登録関連のコンテキストを管理する。
iii)以前のIMS登録を維持しないながらIMS登録を行う。これは上記SMFがUEに提供する新しく割り当てられたIPアドレスを用いた登録方法を指示する情報のiii)に説明した方式であり、IMSネットワーク(代表的にはUEのS−CSCF)は上記iii)に記載したようにUEのIMS登録関連のコンテキストを管理する。
UEが以上のようにIMS登録を行う時、ネットワークからP−CSCF住所情報が提供された場合は、このP−CSCFによりIMS登録を行い、P−CSCF住所情報が提供されない場合には、従来のP−CSCFにより(これは上記PDUセッションを確立する時に提供されたP−CSCF住所情報に基づく)IMS登録を行う。
UEがIMS登録を行う時、multi−homing方式で追加されたPSA関連特性を提供することができる。これは、例えば、PSAがlocalであることを知らせる情報、PSAがcentralであることを知らせる情報などがある。
PDUセッションについてmulti−homing方式でBP(分岐点)(及び/又はPSA)が追加された後、UEは以下の[A]〜[C]のように動作する。
[A]UEが新しいIPアドレスを用いて上記i)又はii)のようにIMS登録を行った場合、UEが同じRAT/Access typeに対してIMSネットワークに多数のコンタクト(=IPアドレス)を登録したので、どのSIP方法及び/又はどのメディア及び/又はどのIMSサービス及び/又はどの目的地IPアドレス(これはUEとIMSセッションを設定するIPアドレス又はUEがメディアをやり取るIPアドレス)、どの転送プロトコル(これはTCP、UDPなど)、どの転送ポート#(これはソースポート#であることもでき、目的地ポート#であることもでき、両方であることもできる)、I)どのコンタクトを使用してSIP要請を送信するか及び/又はII)どのコンタクトを使用してSIP要請を受信するかに関するルール又はフィルター情報(これはルーティングルール/フィルター又はステアリングルール(steering rule)/フィルターで表現可能)が必要である。
上記ルール/フィルター情報はUEに設定されていることもでき、multi−homing方式でBPが追加される時点にネットワーク(例えば、SMF)から提供されることもでき、IMS登録時にIMS(例えば、s−CSCF)から提供されることもできる。上述したルール/フィルター情報以外にも、I)、II)のために様々な情報を使用できる。
上記SIP methodはSIP INVITE、SIP MESSAGE、SIP REFERなどを示す(これは全てのSIP methodになり得る)。上記メディアは音声、ビデオなどを示す(これは従来のSDPに含まれる全てのメディア種類である)。上記IMSサービスはICSI(IMS Communication Service Identifier)で示されるサービスであるか、それ以外に又はさらに様々な形態で識別することができる(たとえ、音声電話、ビデオ電話、SMSなど)。
上記I)の情報はUEがSIP要請を送信する時に使用でき、II)の情報はIMSネットワークがUEに向かうSIP要請を伝達する時に使用できる。もし、IMSネットワークがUEに向かうSIP要請を登録されている全てのコンタクトに向かって送信する場合(SIP forking方式)、UEは上記I)の情報に基づいてSIP応答をSIP要請に該当するコンタクトにより送信することができる。
上記I)及び/又はII)はIMSネットワークに登録された多数のコンタクトのうち、SIP要請/応答は無条件1つのコンタクト(これは最初に登録されたコンタクト、最後に登録されたコンタクト、central PSAであるコンタクトなどに設定可能)により送信することもできる。これにより、SIP要請/応答の送信には第1コンタクトを使用するが、実際メディアの送信には第2コンタクトを使用することもできる。勿論、SIP要請/応答の送信と実際メディアの送信にも第1コンタクトを使用することができる。
[B]UEがIMS登録を行わない場合、SIP要請/応答の送信は最初に登録されたコンタクトにより行われ、実際メディアに対する送信は最初の登録だけではなく、その後登録されたコンタクトによっても行える場合に該当する。よって、上記[A]に記載したルール/フィルター情報のうち、SIP methodに関連するルール/フィルターを除いたルール/フィルターが[A]に記載したように、UEに設定されるか又はUEに提供されることができる。SIP methodに関連するルール/フィルター情報も最初に登録されたコンタクトによりSIP要請/応答を送信することとUEに設定されるか又は提供されることができる。又は、この場合、SIP要請/応答の送信は最初に登録されたコンタクトにより行われ、実際メディアに対する送信はその後に登録されたコンタクトにより行われる場合に該当することができる。よって、[A]に記載したように、これを指示するルール/フィルター情報がUEに設定されるか又はUEに提供されることができる。
[C]UEが新しいIPアドレスを用いて上記iii)のようにIMS登録を行うことができるが、この場合、1つのRAT/Access typeに対してIMSネットワークと1つのSIP連結(これはGm連結と解釈可能)を有するので、従来のように動作する。
もし以前のIMS登録を維持しないが、そのIPアドレスを続けて使用できる場合には、メディア、IMSサービスに関連して上記[A]に記載したようなルール/フィルター情報がUEに設定されるか又はUEに提供される。
multi−homing方式でPSAが除去される場合
UEが新しく割り当てられたIPアドレスを用いてIMS登録を行ったが、上記i)又はii)のように動作する場合、UEは使用が中止されたIPアドレスに対してIMSネットワークにより登録解除(deregistratoin)を行う。よってIMSネットワークは該当RAT/Access typeに対するコンタクトのうち、このIPアドレスを除去する。
UEが新しく割り当てられたIPアドレスを用いてIMS登録を行ったが、上記iii)のように動作する場合は、UEは続けて使用できるIPアドレス(即ち、除去されるPSAではない他のPSAへのIPアドレス)を用いてIMS登録を行う。この時のIMS登録は該当RAT/Access typeに対して既存のコンタクトを代替するIMS登録を意味する。
PDUセッションにおいて、BP(及び/又はPSA)の除去後、UEの動作は以下の通りである。
上記UEがIMS登録を行う場合には、PDUセッションに対してmulti−homing方式でBP(分岐点)が追加された後、即ち、UEのIPアドレスが追加された後、UEがSIPシグナリング、メディアをどのIPアドレスに送信するかについてルール/フィルターが提供/適用される方案について説明した。
一方、PDUセッションにおいてBPが除去されることにより、UEのIPアドレスが使用中止(又は削除)されると、UEがSIPシグナリング、メディア、IMSサービスなどをどのIPアドレスに送信するかについてルール/フィルターが必要である。もし、上記IPアドレスが使用中止された後、残りのIPアドレスが1つであると、全てのSIPシグナリング、メディア、IMSサービスなどは上記残りのIPアドレスにより送信することができ、これに対するルール/フィルターはUEに設定されているか、又はBPが除去される時点にネットワーク(例えば、SMF)から提供されることもでき、IMS登録解除時にIMS(例えば、s−CSCF)から提供されることもできる。
もし、BPが除去されるにもかかわらず、使用可能なIPアドレスが多数であると、UEがSIPシグナリング、メディア、IMSサービスなどをどのIPアドレスに送信するかについてルール/フィルターを整理する必要があり、この時にはUEが登録を行う場合に記載した内容を応用することができる。
上記SIP要請/応答、SIP methodはSIPシグナリングにより解釈可能である。上記PDUセッションはDNNがIMS(又は公知のIMS又はIMS用又はIMS網に連結可能)であるPDUセッションと解釈されることができ、スライス(slicing)概念のある場合は、DNNがIMSであり、S−NSSAIに区分可能なPDUセッションと解釈されることもできる。例えば、S−NSSAI♯1=slice♯1を示し、S−NSSAI♯2=slice♯2を示すと、IMS PDUセッションがslice♯1に該当するスライスとも生成され、slice♯2に該当するスライスとも生成されることができるが、この時、互いに異なるスライスで生成されたPDUセッションは両方ともIMS PDUセッションであっても、互いに異なるPDUセッションと見なすことができる。よってIPアドレスがさらに割り当てられることは、同じPDUセッション内で起こるものと見なすことができる。
図20は本発明の一例による端末装置及びネットワークノード装置の好適な実施例の構成を示す図である。
図20を参照すると、本発明による端末装置100は、送受信装置110、プロセッサ120及びメモリ130を含む。送受信装置110は、外部装置に各種の信号、データ及び情報を送信し、外部装置から各種の信号、データ及び情報を受信するように構成される。端末装置100は外部装置と有線及び/又は無線で連結される。プロセッサ120は端末装置100の全ての動作を制御し、端末装置100が外部装置と送受信すべき情報などを演算処理する機能を行うように構成されることができる。メモリ130は演算処理された情報などを所定時間の間に記憶し、バッファー(図示せず)などの構成要素に取り替えられることができる。また、プロセッサ120は本発明で提案する端末動作を行うように構成されることができる。具体的には、プロセッサ120は、第1PSA(protocol data unit session anchor)とPDU(protocol data unit)セッションを確立し、SMF(Session Management Function)から新しいIPアドレスを受信し、該受信された新しいIPアドレスがmulti−homing基盤のPSA追加に関連する場合、UEは新しいIPアドレスを使用したIMS登録を省略することができる。
図20を参照すると、本発明によるネットワークノード装置200は、送受信装置210、プロセッサ220及びメモリ230を含む。送受信装置210は、外部装置に各種の信号、データ及び情報を送信し、外部装置から各種の信号、データ及び情報を受信するように構成される。ネットワークノード装置200は外部装置と有線及び/又は無線で連結される。プロセッサ220はネットワークノード装置200の全ての動作を制御し、ネットワークノード装置200が外部装置と送受信すべき情報などを演算処理する機能を行うように構成されることができる。メモリ230は演算処理された情報などを所定時間の間に記憶し、バッファー(図示せず)などの構成要素に取り替えられることができる。また、プロセッサ220は本発明で提案するネットワークノード動作を行うように構成されることができる。
また、このような端末装置100及びネットワーク装置200の具体的な構成は、前述した本発明の多様な実施例で説明した事項が独立的に適用されるかあるいは二つ以上の実施例が同時に適用されるように具現でき、重複する内容は明確性のために説明を省略する。
上述した本発明の実施例は多様な手段によって具現されることができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウエア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの組合せなどによって具現できる。
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、一つ又はそれ以上のASICs(Application Specific Integrated Circuits)、DSPs(Digital Signal Processors)、DSPDs(Digital Signal Processing Devices)、PLDs(Programmable Logic Devices)、FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)、プロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサなどによって具現できる。
ファームウエア又はソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は以上で説明した機能又は動作を行う装置、過程又は関数などの形態に具現できる。ソフトウェアコードはメモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動されることができる。メモリユニットはプロセッサの内部又は外部に位置し、既に知られた多様な手段によってプロセッサとデータを取り交わすことができる。
以上のように開示された本発明の好適な実施形態についての詳細な説明は当業者が本発明を具現して実施することができるように提供した。以上では本発明の好適な実施形態に基づいて説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範疇内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解することが可能であろう。よって、本発明はここで開示した実施形態に制限されるものではなく、ここで開示した原理及び新規の特徴と一致する最広の範囲を付与しようとするものである。