JP6849651B2 - ProSeリレーのための改善されたベアラマッピング - Google Patents
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Description
WCDMA(登録商標)無線アクセス技術に基づく第3世代移動システム(3G)が世界中至る所で広範に展開されている。この技術を強化または進化させる際の第1段階は、HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)およびHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)とも称される拡張アップリンクを導入し、競争力の高い無線アクセス技術を提供する。
全体的なLTEアーキテクチャを図1に示す。E−UTRANはeNodeBから構成され、ユーザ機器(UE)に向けたE−UTRAユーザプレーン(PDCP/RLC/MAC/PHY)プロトコルの終端および制御プレーン(RRC)プロトコルの終端を提供する。eNodeB(eNB)は、物理(PHY)、メディアアクセス制御(MAC)、無線リンク制御(RLC)および、ユーザプレーンヘッダ圧縮および暗号化の機能を含むパケットデータ制御プロトコル(PDCP)レイヤをホストする。eNodeBは、制御プレーンに対応する無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)機能も提供する。eNodeBは、無線リソース管理、アドミッションコントロール、スケジューリング、ネゴシエートされたアップリンクサービス品質(QoS:Quality of Service)の実施、セル情報ブロードキャスト、ユーザおよび制御プレーンデータの暗号化/解読、ならびにダウンリンク/アップリンクユーザプレーンパケットヘッダの圧縮/解凍を含む多くの機能を行う。eNodeBは、X2インタフェースを用いて相互接続される。
3GPP LTEシステムのダウンリンクコンポーネントキャリアは、時間−周波数領域で、いわゆるサブフレームに分割される。3GPP LTEでは、図2に図示するように、各サブフレームは2つのダウンリンクスロットに分割され、ここでは第1のダウンリンクスロットは第1のOFDMシンボル内に制御チャネル領域(PDCCH領域)を備える。各サブフレームは時間領域で所与の数のOFDMシンボル(3GPP LTE(Release8)では12または14個のOFDMシンボル)から成り、ここでは各OFDMシンボルはコンポーネントキャリアの帯域幅全体に渡る。OFDMシンボルは、したがって各々、それぞれのサブキャリアで送信されるいくつかの変調シンボルから成る。LTEでは、各スロットでの送信信号は、NDL RB×NRB SC個のサブキャリアとNDL symb個のOFDMシンボルのリソースグリッドによって描写される。NDL RBは帯域幅内のリソースブロックの数である。量NDL RBはセルに構成されるダウンリンク送信帯域幅に依存し、
Nmin,DL RB≦NDL RB≦Nmax,DL RB
を満たすものとし、式中、Nmin,DL RB=6およびNmax,DL RB=110はそれぞれ、仕様の現行バージョンによってサポートされる最小および最大ダウンリンク帯域幅である。NRB SCは1つのリソースブロック内のサブキャリアの数である。通常サイクリックプレフィックスサブフレーム構造の場合、NRB SC=12およびNDL symb=7である。
コンポーネントキャリア構造に対する同様の前提が、後のリリースにも当てはまることになる。
IMT−Advancedのための周波数スペクトルがWRC−07(World Radio communication Conference 2007)で決定された。IMT−Advancedのための全周波数スペクトルが決定されたとは言え、実際に利用可能な周波数帯域幅は各地域または国によって異なる。しかしながら、利用可能な周波数スペクトル概要に関する決定に続いて、無線インタフェースの標準化が第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP:3rd Generation Partnership Project)で始まった。3GPP TSG RAN#39会合で、「E−UTRAに対するさらなる向上(LTE−Advanced)」に関する検討項目明細が承認された。その検討項目は、E−UTRAの進化が、例えばIMT−Advancedに関する要件を満たすために考慮すべき技術要素を包含する。
1.各SCellごとに、ダウンリンクリソースに加えてUEによるアップリンクリソースの使用が構成可能である(構成されるDL SCCの数は、したがって常にUL SCCの数以上であり、そしてどのSCellも、アップリンクリソースのみの使用のために構成することはできない)
2.ダウンリンクPCellは、SCellとは異なり、非アクティブ化することはできない
3.ダウンリンクSCellがレイリーフェージング(RLF)を経験するときではなく、ダウンリンクPCellがRLFを経験するときに、再確立がトリガされる
4.非アクセス層情報がダウンリンクPCellから取得される
5.PCellは、ハンドオーバ手順につれて(すなわちセキュリティキー変更およびRACH手順につれて)のみ変更することができる
6.PCellは、PUCCHの送信のために使用される
7.アップリンクPCellは、レイヤ1アップリンク制御情報の送信のために使用される
8.UE観点から、各アップリンクリソースは、1つのサービングセルにのみ帰属する
LTEレイヤ2ユーザプレーン/制御プレーンプロトコルスタックは、4つのサブレイヤ(RRC、PDCP、RLCおよびMAC)を備える。MAC(Medium Access Control)レイヤはLTE無線プロトコルスタックのレイヤ2アーキテクチャにおける最下位サブレイヤであり、例えば非特許文献2によって規定される。下位の物理レイヤへの接続はトランスポートチャネルを通じてであり、上位のRLCレイヤへの接続は論理チャネルを通じてである。MACレイヤはしたがって、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化および逆多重化を行い、送信側のMACレイヤは、論理チャネルを通じて受け取られるMAC SDUから、トランスポートブロックとして知られるMAC PDUを構築し、受信側のMACレイヤは、トランスポートチャネルを通じて受け取られるMAC PDUからMAC SDUを復元する。
− S5ベアラ−このトンネルはサービングゲートウェイ(S−GW)をP−GWに接続する。(トンネルはP−GWからPDNサービスネットワークまで延長することができるが、これはここでは考慮されない。)
− S1ベアラ−このトンネルは進化型NodeB(eNodeBまたはeNB)無線セルをS−GWと接続する。ハンドオーバがエンドツーエンド接続のために新たなS1ベアラを確立する。
− 無線ベアラ−このトンネルはユーザ機器をeNodeB(eNB)に接続する。このベアラは、移動ユーザが1つのセルから別のセルに移動するときに無線ネットワークがハンドオーバを行うにあたり、MME(Mobile Management Entity)の指示の下でユーザに追従する。
アップリンクについて、UEが、割り当てられた無線リソースを使用して送信されることになるMAC PDUを作成するプロセスは完全に標準化されるが、LCP手順は、最適でかつ異なるUE実装間で一貫した方途でUEが各構成された無線ベアラのQoSを充足することを保証するように設計される。PDCCHでシグナリングされるアップリンク送信リソースグラントメッセージに基づいて、UEは、新たなMAC PDUに含まれるべき各論理チャネルに対するデータ量を決定しなければならず、必要ならば、MAC制御要素のためにスペースも割り当てなければならない。
RRCは、各論理チャネルに対するシグナリングによって、アップリンクデータのスケジューリングを制御する:
− 大きい優先度値ほど低い優先度レベルを示すpriority、
− 優先ビットレート(PBR:Prioritized Bit Rate)を設定するprioritisedBitRate、
− バケットサイズ継続時間(BSD:Bucket Size Duration)を設定するbucketSizeDuration。
− UE(MACエンティティ)は、以下のステップで論理チャネルにリソースを割り当てるものとする:
−− ステップ1:Bj>0のすべての論理チャネルが優先度降順にリソースを割り当てられる。無線ベアラのPBRが「無限大」に設定されれば、UEは、より低い優先度無線ベアラのPBRを満たす前に、無線ベアラでの送信のために利用可能であるすべてのデータのためにリソースを割り当てるものとする。
−− ステップ2:UE(MACエンティティ)は、ステップ1で論理チャネルjに分配されるMAC SDUの総サイズだけBjをデクリメントするものとする。
注:Bjの値は負でありえる。
− UE(MACエンティティ)は、以上のスケジューリング手順の間、以下の規則にも従うものとする:
−− UE(MACエンティティ)は、全体のSDU(または部分的に送信されるSDUもしくは再送信されるRLC PDU)が残りのリソースに収まれば、RLC SDU(または部分的に送信されるSDUもしくは再送信されるRLC PDU)をセグメント化するべきでない。
−− UE(MACエンティティ)が論理チャネルからのRLC SDUをセグメント化する場合、UEは、可能な限りグラントを満たすようにセグメントのサイズを最大化するものとする。
−− UE(MACエンティティ)はデータの送信を最大化するべきである。
−− UE(MACエンティティ)が、送信のために利用可能なデータを有しつつ、4バイト以上であるULグラントサイズを与えられれば、UE(MACエンティティ)は、パディングBSRおよび/またはパディングのみを送信することはしないものとする(ULグラントサイズが7バイト未満であり、かつAMD PDUセグメントが送信される必要がある場合を除く)。
− C−RNTIに関するMAC制御要素またはUL−CCCHからのデータ;
− パディングのために含まれるBSRを除くBSRに関するMAC制御要素;
− PHRもしくは拡張PHRまたは二重接続PHRに関するMAC制御要素;
− UL−CCCHからのデータを除く、任意の論理チャネルからのデータ;
− パディングのために含まれるBSRに関するMAC制御要素。
近接ベースのアプリケーションおよびサービスが、新興の社会的技術的傾向を表している。特定される領域は、事業者およびユーザにとって関心があろう商用サービスおよび公衆安全(Public Safety)に関連したサービスを含む。LTEへの近接サービス(ProSe)能力の導入は、3GPP業界がこの発展市場に応対するのを許容するであろうし、同時に、LTEに共同で関与するいくつかの公衆安全地域の急務を満たすであろう。
LTEでのD2D通信は2つの領域:発見および通信に重点を置いている。
ProSe(近接ベースのサービス)直接発見(Direct Discovery)が、ProSe対応UEによって、PC5インタフェースを介してE−UTRA直接無線信号を使用してその近接の他のProSe対応UEを発見するために使用される手順として規定され、後により詳細に記載することになる。
−PDCP:
−− 1:M D2Dブロードキャスト通信データ(すなわちIPパケット)は、通常のユーザプレーンデータとして取り扱われるべきである。
−− PDCPでのヘッダ圧縮/伸長は、1:M D2Dブロードキャスト通信に適用可能である。
−−− Uモードは、公共安全(public safety)のためのD2Dブロードキャスト動作のためのPDCPでのヘッダ圧縮のために使用される。
−− RLC UMは1:M D2Dブロードキャスト通信のために使用される。
−− セグメンテーションおよび再構築はRLC UMによってL2でサポートされる。
−− 受信UEは、送信ピアUE当たり少なくとも1つのRLC UMエンティティを維持する必要がある。
−− RLC UM受信側エンティティは、最初のRLC UMデータユニットの受信前に設定される必要はない。
−− ここまで、ユーザプレーンデータ送信のためのD2D通信のためのRLC AMまたはRLC TMの必要性は確認されていない。
−− 1:M D2Dブロードキャスト通信に対して、HARQフィードバックは前提とされない。
−− 受信UEは、受信側RLC UMエンティティを識別するためにソースIDを知る必要がある。
−− MACヘッダは、MACレイヤでパケットをフィルタリングすることを許容するL2ターゲットIDを備える。
−− L2ターゲットIDはブロードキャスト、グループキャストまたはユニキャストアドレスでもよい。
−−− L2グループキャスト/ユニキャスト:MACヘッダで通知されるL2ターゲットIDは、受信RLC UM PDUをRLC受信側エンティティに送る前にさえそれを破棄することを許容するであろう。
−−− L2ブロードキャスト:受信UEは、すべての送信機からのすべての受信RLC PDUを処理し、IPパケットを再構築して上位のレイヤに送ろうとするであろう。
−− MACサブヘッダは、複数の論理チャネルを区別するLCIDを含む。
−− 少なくとも多重化/逆多重化、優先度処理およびパディングはD2Dに対して有用である。
要するに、2つのUE間にPC5上の安全なレイヤ2リンクを確立することによって、ProSe直接1対1通信が実現される。各UEは、それがレイヤ2リンクで送信するあらゆるフレームのソースレイヤ2IDフィールドに、およびそれがレイヤ2リンクで受信するあらゆるフレームの宛先レイヤ2IDに含まれるユニキャスト通信のためのレイヤ2IDを有する。UEは、ユニキャスト通信のためのレイヤ2IDが少なくともローカルで一意であることを保証する必要がある。そこで、UEは、不特定のメカニズムを使用して隣接するUEとのレイヤ2ID競合を取り扱う(例えば、競合が検出されると、ユニキャスト通信のための新たなレイヤ2IDを自己割り当てする)備えができているべきである。ProSe1対1直接通信のためのレイヤ2リンクは、2つのUEのレイヤ2IDの組合せによって識別される。これは、UEが、同じレイヤ2IDを使用してProSe1対1直接通信のための複数のレイヤ2リンクに係わることができることを意味する。
− PC5上の安全なレイヤ2リンクの確立。
− IPアドレス/プレフィックス割当て。
− PC5上のレイヤ2リンク維持。
− PC5上のレイヤ2リンク解除。
1. UE−1が、相互認証をトリガするためにUE−2に直接通信要求(Direct Communication Request)メッセージを送信する。リンクイニシエータ(UE−1)は、ステップ1を実行するためにピア(UE−2)のレイヤ2IDを知る必要がある。例として、リンクイニシエータは、最初に発見手順を実行することによって、またはピアを含むProSe一対多通信に関与したことによってピアのレイヤ2IDを学習してもよい。
2. UE−2が、相互認証のための手順を開始する。認証手順の完了成功が、PC5上の安全なレイヤ2リンクの確立を完了する。
− IPv4アドレスの割当てのためのDHCPベースのIPアドレス設定。
− IPv6プレフィックスの割当てのためのRFC4862に明記されるIPv6ステートレスアドレス(Stateless Address)自動設定。
独立した(非リレー)1対1通信に係わるUEは、リンクローカルアドレスも使用してもよい。
非特許文献5の現行バージョン13.3.0が、ProSe直接通信のために使用する以下の識別情報を8.3項に規定する:
− SL−RNTI:ProSe直接通信スケジューリングのために使用される固有の識別;
− ソースレイヤ2ID:サイドリンクProSe直接通信でデータの送信側を識別する。ソースレイヤ2IDは長さ24ビットであり、受信側でのRLC UMエンティティおよびPDCPエンティティの識別のためのProSeレイヤ2宛先IDおよびLCIDと共に使用される;
− 宛先レイヤ2ID:サイドリンクProSe直接通信でデータのターゲットを識別する。宛先レイヤ2IDは長さ24ビットであり、MACレイヤで2つのビット列に分割される:
−− 1つのビット列は宛先レイヤ2IDのLSB部(8ビット)であり、サイドリンク制御レイヤ1IDとして物理レイヤに転送される。これはサイドリンク制御の意図されたデータのターゲットを識別し、物理レイヤでパケットフィルタリングのために使用される。
−− 第2のビット列は宛先レイヤ2IDのMSB部(16ビット)であり、MACヘッダ内で通知される。これはMACレイヤでパケットフィルタリングのために使用される。
送信UEの観点から、近接サービス対応UE(ProSe対応UE)は、リソース割当てのための2つのモードで動作することができる。
基本的に、eNodeBは、UEがモード1またはモード2送信を適用してもよいかどうかを制御する。一旦UEが、それがD2D通信を送信(または受信)することができるそのリソースを知ると、UEは対応する送信/受信のための対応するリソースのみを使用する。例えば、図5で、D2Dサブフレームは、D2D信号を受信または送信するためにのみ使用されることになる。D2DデバイスとしてのUEは半二重モードで動作するであろうから、UEは任意の時点でD2D信号を受信かまたは送信かいずれかすることができる。同様に、図5に例示するその他のサブフレームは、LTE(オーバーレイ)送信および/または受信のために使用することができる。
D2Dデータ送信手順は、リソース割当てモードに応じて異なる。モード1について上記したように、eNBは、UEからの対応する要求後、スケジューリング割当ておよびD2Dデータ通信のためのリソースを明示的にスケジュールする。特に、UEは、D2D通信が通常許容されるが、しかしモード2リソース(すなわちリソースプール)は提供されないことをeNBによって通知されてもよく;これは、例えばUEによるD2D通信関心インジケーションおよび対応する応答(D2D通信応答)の交換で行われてもよく、ここで、上述した対応する例示的なProseCommConfig情報要素はcommTxPoolNormalCommonを含まないであろうから、送信を伴う直接通信を開始したいUEがE−UTRANに各個々の送信のためのリソースを割り当てるように要求しなければならないことを意味する。したがって、そのような場合に、UEは各個々の送信のためのリソースを要求しなければならず、以下に要求/グラント手順の異なるステップがこのモード1リソース割当てに関して例示的に列記される:
− ステップ2:eNBがPDCCHを介して(UEがBSRを送信するための)ULリソースを、C−RNTIによってスクランブルして許可する;
− ステップ3:UEがPUSCHを介してバッファ状況を示すD2D BSRを送信する;
− ステップ4:eNBがPDCCHを介して(UEがデータを送信するための)D2Dリソースを、D2D−RNTIによってスクランブルして許可する。
− ステップ5:D2D Tx UEがステップ4で受信したグラントに従ってSA/D2Dデータを送信する。
図7は、それぞれのUE AおよびBにおける異なるProSeアプリケーションの他に、ネットワークにおけるProSeアプリケーションサーバおよびProSe機能を含む、非ローミングケースについての高レベルの例示的なアーキテクチャを例示する。図7のアーキテクチャ例は、参照により本明細書に援用される非特許文献7のバージョン13.0.0の4.2章「Architectural Reference Model」から取られている。
既に前述したように、D2D通信のためのリソース割当て方法は、RRC状態、すなわちRRC_IDLEおよびRRC_CONNECTEDとは別に、UEのカバレッジ状態、すなわちカバレッジ内、カバレッジ外にも依存する。UEは、それがサービングセルを有する(すなわちUEがRRC_CONNECTEDであるかまたはRRC_IDLEのセルにキャンプしている)とすれば、カバレッジ内と考えられる。
− 状態2:UE2はアップリンクを除いたダウンリンクカバレッジ、すなわちDLカバレッジのみを有する。ネットワークは(競合ベースの)リソースプールをブロードキャストする。この状態では、送信UEは、ネットワークによって設定されるリソースプールからSAおよびデータのために使用されるリソースを選択するが、リソース割当ては、そのような状態のD2D通信のためのモード2に従って可能であるのみである。
− 状態4:UE4はカバレッジ外であり、セルのカバレッジ内である他のUEからPD2DSCHを受信しない。状態4OOCとも称されるこの状態では、送信UEは、リソースの予め設定されたプールからデータ送信のために使用されるリソースを選択する。
ProSe直接発見は、ProSe対応UEによって、PC5を介してE−UTRA直接無線信号を使用してその近接の他のProSe対応UEを発見するために使用される手順として規定される。上位のレイヤが、発見情報のアナウンスおよびモニタリングのための許可を取り扱う。この目的のため、UEは、「発見信号」と称される所定の信号を交換しなければならない。発見信号を周期的に確認することによって、UEは、必要とされるときに通信リンクを確立するために近接UEの一覧を維持する。発見信号は、低信号対雑音比(SNR:Signal-to-Noise Ratio)環境でさえ、確実に検出されるべきである。発見信号が周期的に送信されるのを許容するために、発見信号のためのリソースが割り当てられるべきである。
このモデルは、ProSe直接発見に関与しているProSe対応UEのための2つの役割を規定する。
− アナウンスUE(Announcing UE):UEは、発見する許可を有する近接のUEによって使用されることがありえる一定の情報をアナウンスする。
− モニタリングUE(Monitoring UE):アナウンスUEの近接の関心を引く一定の情報をモニタリングするUE。
このモデルは、ProSe直接発見に関与しているProSe対応UEのための2つの役割を規定する。
− 発見者UE(Discoverer UE):UEは、それが何を発見することに関心があるかについての一定の情報を含む要求を送信する。
− 被発見者UE:要求メッセージを受信するUEは、発見者の要求に関連した何らかの情報で応答することができる。
− UE自律リソース選択(以降1型と呼ばれる):発見情報をアナウンスするためのリソースが非UE特定ベースで割り当てられるリソース割当て手順であり、以下によってさらに特徴付けられる。
−− eNBは、発見情報のアナウンスのために使用されるリソースプール設定をUEに提供する。設定は例えばSIBでシグナリングされてもよい。
−− UEは、示されたリソースプールから無線リソースを自律的に選択し、発見情報をアナウンスする。
−− UEは、各発見期間の間、ランダムに選択された発見リソースで発見情報をアナウンスすることができる。
−− RRC_CONNECTEDのUEは、RRCを介してeNBに発見情報のアナウンスのためのリソースを要求してもよい。eNBはRRCを介してリソースを割り当てる。
−− リソースは、モニタリングのためにUEに設定されるリソースプール内で割り当てられる。
− eNBは、発見情報アナウンスのための1型リソースプールをSIBで提供してもよい。ProSe直接発見に許可されているUEが、これらのリソースを、RRC_IDLEで発見情報をアナウンスするために使用する。
− eNBは、それがD2Dをサポートするが、しかし発見情報アナウンスのためのリソースは提供しないことをSIBで示してもよい。UEは、発見情報アナウンスのためのD2Dリソースを要求するためにRRC Connectedに入る必要がある。
− ProSe直接発見アナウンスを行う許可を与えられているUEが、それがD2D発見アナウンスを行いたいことをeNBに示す。
− eNBは、MMEから受信されるUEコンテキストを使用して、UEがProSe直接発見アナウンスに許可されているかどうかを確認する。
− eNBは、個別RRCシグナリングを介して、発見情報アナウンスのために1型リソースプールまたは個別2型リソースを使用するようにUEを構成してもよい(またはリソースなし)。
− eNBによって割り当てられるリソースは、a)eNBがRRCシグナリングによってリソースを構成解除する、またはb)UEがIDLEに入るまで有効である。
D2DのためのLCP手順は、「通常の」LTEデータのための以上提示したLCP手順とは異なることになる。以下の情報は、非特許文献2の、ProSeのためのLCPを記載する5.14.1.3.1項から取られており、それは参照によりその全体が本明細書に援用される。
UEはまた、ProSe UE−ネットワークリレーとして作用して、その結果リモートUEがPC5基準点を通じてProSe UE−ネットワークリレーと通信するように、機能性および手順をサポートしてもよい。ProSe UE−ネットワークリレー動作は、3GPP Release13内で明記されるであろう。ここまで、初期取決めのみが3GPP RAN作業グループでなされてきたが、そのいくつかが、例えば、参照により本明細書に援用される非特許文献7および非特許文献8から理解されることができる。それらの取決めのいくつかが以下列記されることになる。しかしながら、この作業項目がごく最近導入され、したがって依然標準化の最中であることに留意するべきである。結果的に、以下に前提とされるいかなる取決めも依然変更または破棄される可能性があり、考察目的で前提とされる以下の取決めは、しかしながら、標準化のこの非常に初期段階で本開示をこの特定の3GPP実装に限定するとは理解されないものとする。
− リレーUEは常にカバレッジ内であろう。eNBが無線レベルで、UEがリレーとして作用することができるかどうかを制御することができる一方で、ネットワーク制御がリレーUEごと、セル(ブロードキャスト設定)ごと、もしくは両方、または何か他のことであるかどうかは依然未決定である。
− リモートUEがリレー発見目的でカバレッジ内であるとき、発見のためのモニタリングおよび送信リソースは、例えばRel−12メカニズム(アイドルモード用のブロードキャストおよび接続モード用の個別シグナリング)を使用してeNBによって提供されることができる。リモートUEは、いつモニタリングを開始するべきかを決定することができる。
− リモートUEがカバレッジ外であるとき、発見および通信(実際のデータ転送)のためのモニタリングおよび送信リソースは、例えば、UEがどのリソースを使用するべきかを正確に知るように、事前設定によって、すなわち仕様/オペレータ設定(USIMでなど)を通じて提供されることができる。
− リモートUEは、ProSe UE−ネットワークリレー選択手順に対して、PC5無線リンク品質の無線レベル測定値を考慮に入れることができる。
− リモートUEがカバレッジ外である場合に関して、無線レベル測定値は、他の上位レイヤ判定基準と共にリモートUEによって使用されてリレー選択を行うことができる。
− リモートUEがカバレッジ外である場合に関して、再選択のための判定基準は、PC5測定値(RSRPまたは他のRAN1約定測定値)および上位レイヤ判定基準に基づく。リレー再選択はリモートUEによってトリガされることができる。
− リモートUEがカバレッジ内である場合に関して、これらの測定値(PC5測定値)が使用されるかどうか、およびどのように使用されるかはまだ決定されていない(例えば、測定値はUEによって使用されてカバレッジ外の場合と同様の選択を行うことができる、またはそれらはeNBに報告されることができる)。
− PC5基準点を通じた通信はコネクションレスである。
− ProSeベアラは双方向である。所与のProSeベアラ上の無線レイヤに渡されるIPパケットは、関連するL2宛先アドレスを持つ物理レイヤによって送信されるであろう。同じProSeベアラ上の無線レイヤから上方へ渡されるIPパケットは、同じL2宛先にアドレス指定される無線で受信されるであろう。
− モデルAまたはモデルBに従うProSe直接発見は、リモートUEが近接のProSe UE−ネットワークリレーを発見するのを許容するために使用されることができる。
− ProSe UE−ネットワークリレーのL2アドレスがProSe UE−ネットワークリレーによってサポートされる特定のPDN接続に対応するIPアドレス割当ておよびユーザプレーントラヒックのためにリモートUEによって使用されるのをリモートUEが発見するのを許容するために使用されることができるProSe直接発見。
− 直接発見をサポートするPC5基準点上の「アナウンス」または「被発見者」UEとして作用する。
−UE−ProSe UE−ネットワークリレーポイントツーポイントリンクと対応するPDN接続との間でIPパケットを転送する、リモートUEに対するデフォルトルータとして作用する。
− IETF RFC4861に規定されるルータ要請およびルータ広告メッセージを取り扱う。
− DHCPv4サーバおよびステートレスDHCPv6リレーエージェントとして作用する。
− IPv4が使用される場合NATとして作用し、リモートUEのローカルに割り当てられたIPv4アドレスをそれ自体のものに置き換える。
− 宛先レイヤ2IDとしてリモートUEによって使用されるL2リンクIDを、ProSe UE−ネットワークリレーによってサポートされる対応PDN接続にマッピングする。
2つのProSe UE間の通例のRel.−12直接発見に関して上述したように、モデルAおよびモデルB発見の両方がサポートされ、ここでモデルAは単一の発見プロトコルメッセージ(UE−ネットワークリレー発見アナウンス)を使用し、モデルBは2つの発見プロトコルメッセージ(UE−ネットワークリレー発見要請およびUE−ネットワークリレー発見応答)を使用する。リレー発見に関する詳細は、参照により本明細書に援用される非特許文献8の6節に見られることができる。
2つのProSe UE間の通例のRel.−12直接発見に関して上論したように、モデルAおよびモデルBの両発見がサポートされ、ここでモデルAは単一の発見プロトコルメッセージ(UE対ネットワークリレー発見アナウンス)を使用し、モデルBは2つの発見プロトコルメッセージ(UE対ネットワークリレー発見要請およびUE対ネットワークリレー発見応答)を使用する。リレー発見に関する詳細は、参照により本明細書に援用される非特許文献8の6節に見られることができる。
− メッセージ型:アナウンス(モデルA)または要請/応答(モデルB)、リレー発見追加情報(モデルA)。
− 発見型:これがUE対ネットワークリレー発見であるか、グループメンバー発見であるか、またはUE対UEリレー発見であるかを示す。
− ProSeリレーUE ID:直接通信のために使用され、かつProSe UE対ネットワークリレーが確立したPDN接続と関連づけられるリンクレイヤ識別子。
− アナウンサinfo:アナウンスユーザについての情報を提供する。
− リレーサービスコード:ProSe UE対ネットワークリレーが公共安全アプリケーションに提供する接続サービスを識別するパラメータ。リレーサービスコードは、それらが接続を提供する特定のAPNに対するProSe UE対ネットワークリレーにおける広告およびマップのためにProSe UE対ネットワークリレーに設定される。付加的に、リレーサービスコードは、ProSe UE対ネットワークリレーがサービスを提供するであろう許可ユーザも識別し、例えばリモートUEとProSe UE対ネットワークリレーとの間の認証および許可のために必要な関連したセキュリティポリシーまたは情報を選択してもよい(例えば、警察メンバーのみに対するリレーのためのリレーサービスコードは、消防士のみに対するリレーのためのリレーサービスコードとは異なるものであり、たとえ可能性として両方とも、例えばインターネットアクセスをサポートするために同じAPNに接続を提供したとしてもである)。
− 無線レイヤ情報:リモートUEが適当なUE対ネットワークリレーを選択するのを支援するために、無線レイヤ情報、例えばeNBとUE対ネットワークリレーとの間の無線状態についての情報を含む。
以下のパラメータは、UE対ネットワークリレー発見要請メッセージ(モデルB)に使用される。
− 発見者info:発見者ユーザについての情報を提供する。
− リレーサービスコード:発見者UEが関心がある接続についての情報。リレーサービスコードは、関連した接続サービスに関心があるProSeリモートUEに設定される。
− ProSe UE ID:直接通信(モデルB)のために使用される発見者のリンクレイヤ識別子。
− ProSeリレーUE ID:直接通信のために使用され、かつProSe UE対ネットワークリレーが確立したPDN接続と関連づけられるリンクレイヤ識別子。
− 被発見者info:被発見者についての情報を提供する。
− 無線レイヤ情報:リモートUEが適当なUE対ネットワークリレーを選択するのを支援するために、無線レイヤ情報、例えばeNBとUE対ネットワークリレーとの間の無線状態についての情報を含む。
UE−ネットワークリレー機能は、上述した非特許文献7に既に文書化されたProSe機能性の進化に基づいて明記されることになる。
− eNBがProSe UE対ネットワークリレー動作に関連づけられる何らかの情報をブロードキャストすれば、ProSe UE対ネットワークリレー動作がセルでサポートされる。
− eNBは、ProSe UE対ネットワークリレー動作がサポートされることを示してもよく、ProSe UE対ネットワークリレー発見のための送信および受信リソースプールをブロードキャストシグナリングで提供してもよい。
− eNBは、ProSe UE対ネットワークリレーUEがブロードキャストされた閾値を使用してUE対ネットワークリレー発見手順を自律的に開始/停止するために尊重する必要がある最低および/または最高Uuリンク品質(RSRP/RSRQ)閾値をブロードキャストしてもよい。eNBは、閾値のいずれも設定しなくても、その一方でも、または両閾値を設定してもよい。
− eNBが、ProSe UE対ネットワークリレー動作がサポートされるとブロードキャストするが、しかしProSe UE対ネットワークリレー発見のための送信リソースプールをブロードキャストしなければ、UEは個別シグナリングによってProSe UE対ネットワークリレー発見リソースの要求を開始することができる。eNBは、個別シグナリングによって、UEをProSe UE対ネットワークリレーになるように構成してもよい。
− eNBが、UEが送信リレー発見リソースを要求する前に尊重する必要がある最低および/または最高Uuリンク品質(RSRP/RSRQ)閾値を任意選択でブロードキャストすることができるかどうか、ならびにモデルAとモデルBとの間の行動の区別が必要とされるかどうかがまだ明らかでないことに留意すべきである。
− ProSe UE対ネットワークリレーがブロードキャストシグナリングによって開始される場合、それは、RRC_IDLEであるときにProSe UE対ネットワークリレー発見を行うことができる。ProSe UE対ネットワークリレーが個別シグナリングによって開始される場合、それは、自身がRRC_CONNECTEDである間リレー発見を行うことができる。
リモートUEがカバレッジ内であるとき、
− ProSe UE対ネットワークリレー発見のための送信リソースは、RRC_IDLE状態に対してブロードキャストおよびRRC_CONNECTED状態に対して個別シグナリングを使用してeNBによって提供される。
− ProSe UE対ネットワークリレー発見のためのモニタリングリソースは、ブロードキャストシグナリングを使用してeNBによって提供される。
Rel−13では、QoSは一般にProSe一対多通信のためにサポートされる。その理由で、例えば非特許文献7で、いわゆるProSeパケット単位優先度(PPPP:ProSe Per-Packet Priority)が導入された。ProSeパケット単位優先度は、プロトコルデータユニット、例えばIPパケットの送信のために適用されることになる優先度処理、すなわちPC5インタフェース上の送信に対する優先度処理を規定される、そのプロトコルデータユニットと関連づけられるスカラー値である。言い換えると、ProSe PPPは、ProSe UE対UEのため、およびProSeリレーのためも含むProSe直接通信を使用するときにパケットの優先順位付けを許容するために使用されるメカニズムである。
リモートUEがProSe UE対ネットワークリレーを介してPDNと通信しているProSe UE対ネットワークリレーシナリオに関して、QoSに備えるためのさらなる具体的な態様がある。PPPがリモートUEとリレーUEとの間でのみ適用可能である一方、通例の優先順位付けメカニズム(QCI、EPSベアラ)が残りの部分で使用されることができ、図10は、ネットワークにおける異なる優先順位付けメカニズムを例示する。一定の優先度、すなわちPPPPでPC5インタフェース上で扱われるデータパケットは、eNBとProSeリレーUEとの間のUuインタフェースより優先される必要もある。これはアップリンクおよびダウンリンクの両送信に当てはまる。たとえすべての詳細が標準化のこの段階で明らかであるわけではないとしても、以下は現在共通の前提である。
− ダウンリンク:ProSe UE−ネットワークリレーUEは、EPSベアラQoSパラメータを、PC5を通じたダウンリンク中継ユニキャストパケットに適用されることになるProSeパケット単位優先度(PPPP)値にマッピングする。アップリンク送信のためのProSeパケット単位優先度とEPSベアラIDまたはIP5タプルとの間のマッピングに基づいて、適切なマッピング規則がリレーUEにおいて決定されてもよい。
2.リレーUEがリレートラヒックのためのPDN接続を確立する。
注:ステップ1および2の順序は規定されていない。
3.シグナリングのための個別ベアラが作成される。これは、何らかのアプリケーションレベルシグナリング(例えばリモートUEからの登録要求)を受信した後にGCS−AS(ステップ3aおよびステップ3b)によってトリガされることがあり、またはシグナリングのための個別ベアラの作成をトリガするデフォルトPCC規則があることができる。
4.リモートUEが、アプリケーションレベルシグナリングを使用してアプリケーションレベルグループに加わる。シグナリングベアラはこのトラヒックのために使用されることができる。
5.ある時点で、GCS−ASが、メディアベアラが必要とされることをPCRFに示す。
注:MCPTTの場合には、PCRFを制御するのがMCPTT−ASであるかIMS(P−CSCF)であるかはSA6に依存する。この決定は描かれる手順の原理を変化させない。
7.メディアトラヒックのための個別ベアラが作成されるか、または同じQCIを持つベアラが存在すれば、現存のものが変更される(BWパラメータが変更される)。
8.メディアトラヒックが、メディアのために作成される個別ベアラを通じてルーティングされる。アップリンクパケットの場合、リモートUEは(アプリケーションレベルで)PC5を通じてProSe PPPを設定し、次いで、リレーUEはアップリンクTFTに基づいて適切なEPSベアラを使用する。ダウンリンクパケットの場合、PGWはダウンリンクTFTに基づいて適切なEPSベアラを選択し、次いで、リレーUEは、パケットのために使用されたEPSベアラのQCI(および/または他のQoSパラメータ)およびリモートUEからリレーUEへのアップリンク送信のためのPPPPとEPSベアラとの間のマッピングinfoに基づいて、PC5を通じてProSe PPPを設定する。
2.リモートUEが、GCS−ASとアプリケーションレベルシグナリングを開始する(例えば登録を開始する)。
3.GCS−ASが、シグナリングのための個別ベアラが必要とされると決定する。GCS−ASは、HPLMN_RemoteにあるPCRF2にシグナリングベアラのためのベアラInfoを送る。PCRF2は、それをHPLMN_RelayにあるPCRF1に転送し、リレーUEのIPCANセッションを制御する。リモートUEのパブリックIPアドレスはユーザセッション識別子として使用される。
4.PCRF1は、リモートUEのパブリックIPアドレスに基づいてリレーUEのIPCANセッションを識別する。IPCANセッション変更はベアラパラメータで行われる。QCI、BWおよびTFTはベアラInfoから来ている。
5.PGWが与えられたQCIを持つ個別ベアラを有しなければ、ステップ4で受信したBWおよびTFTを使用して与えられたQCIに対してPGWとリレーUEとの間に新たな個別ベアラが確立される。PGWが与えられたQCIを持つ個別ベアラを有すれば、現存の個別ベアラが変更される:BWが更新され、新たなTFTが追加される。
以下に、上述した課題を解決するための第1の実施形態を詳細に記載することにする。第1の実施形態の異なる実装を以下に詳細に説明することにする。第1の実施形態によれば、以下に説明することになるように、リレーUEによって行われるリレー機能性が改善される。
− PDUがIPデータを通知することを示すためのSDU型(上記表ビットパターン「000」を参照のこと)、
− 暗号化のためのPGK(ProSe Group Key:ProSeグループキー)インデックス、
− 暗号化のためのPTK(ProSe Traffic Key:ProSeトラヒックキー)識別情報、
− PDCPシーケンス番号
− IPデータ
以下では、第1の実施形態の根底にあるものと異なる課題を扱う第2の実施形態を提示する。第2の実施形態はスタンドアロンで、または第1の実施形態と共に(すなわち組み合わせて)使用することができ、第2の実施形態の以下の記載から明らかになるであろう。
第1の態様によれば、移動通信ネットワーク内でリモートユーザ機器と交換されるプロトコルデータユニットを中継するためのリレーユーザ機器が提供される。リレーユーザ機器は無線基地局に接続される。リレーユーザ機器は、リモートユーザ機器と無線基地局との間の通信を中継し、リモートユーザ機器とサイドリンクベアラを通じてプロトコルデータユニットを交換する。リレーUEの受信器が、第1のサイドリンクベアラを介してリモートユーザ機器から制御パケットを受信し、制御パケットは、第1のサイドリンクベアラを介してリモートユーザ機器によって送信されるプロトコルデータユニットと関連づけられる優先度の指標を備える。リレーUEのプロセッサが、制御パケットで受信された優先度指標とリモートユーザ機器から受信されるプロトコルデータパケットを無線基地局に中継するためにリレーユーザ機器によって使用される第1の無線ベアラとの間の関連を記憶する。プロセッサは、第1の無線ベアラを介して無線基地局から受信されたプロトコルデータユニットがリモートユーザ機器に送信されるべきである優先度を、記憶した関連に基づいて決定する。リレーUEの送信器が、決定した優先度に対応する第2のサイドリンクベアラを使用してリモートユーザ機器に受信したプロトコルデータユニットを中継する。
リモートユーザ機器に受信したプロトコルデータユニットを中継するように、
− 決定した優先度を持つサイドリンクベアラが利用可能でない場合、決定した優先度を持つ新たな第2のサイドリンクベアラを設定するか、または、
− 決定した優先度を持つサイドリンクベアラが利用可能である場合、決定した優先度に対応する第2のサイドリンクベアラを選択する。
他の例示的な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアと協働したソフトウェアを使用する上記した様々な実施形態の実装に関する。これに関連して、ユーザ端末(移動端末)およびeNodeB(基地局)が提供される。ユーザ端末および基地局は、受信器、送信器、プロセッサなど、本明細書に記載した方法に適切に関与する対応するエンティティを含め、同方法を行う。
Claims (7)
- 移動通信ネットワーク内でリモートユーザ機器と交換されるプロトコルデータユニットを中継するためのリレーユーザ機器であって、前記リレーユーザ機器が、無線基地局に接続され、前記リレーユーザ機器が、前記リモートユーザ機器と前記無線基地局との間の通信を中継し、かつ前記リモートユーザ機器とサイドリンクベアラを通じて前記プロトコルデータユニットを交換し、
動作中、第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器から制御パケットを受信し、前記制御パケットが、前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器によって送信されるプロトコルデータユニットと関連づけられる優先度の指標を含む、受信器と、
動作中、前記制御パケットで受信された前記優先度の指標と前記リモートユーザ機器から受信される前記プロトコルデータユニットを前記無線基地局に中継するために前記リレーユーザ機器によって使用される第1の無線ベアラとの間の関連を記憶するプロセッサであって、
動作中、前記第1の無線ベアラを介して前記無線基地局から受信されたプロトコルデータユニットが前記リモートユーザ機器に送信されるべきである前記優先度を、前記記憶した関連に基づいて決定するプロセッサと、
動作中、前記決定した優先度に対応する第2のサイドリンクベアラを使用して前記リモートユーザ機器に前記受信したプロトコルデータユニットを中継する送信器と、を備え、
前記プロセッサが、動作中、前記リモートユーザ機器から受信された前記プロトコルデータユニットに含まれる情報および前記リレーユーザ機器に記憶される対応するパケットフィルタ規則に基づいて、前記無線基地局に前記プロトコルデータユニットを中継するために使用されることになる前記第1の無線ベアラを決定し、
前記送信器が、動作中、前記決定した第1の無線ベアラを使用して前記無線基地局に前記プロトコルデータユニットを送信し、かつ、
好ましくは、前記プロセッサが、動作中、前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器から受信される複数のプロトコルデータユニットの最初の1つのための前記第1の無線ベアラを決定した後にのみ、前記制御パケットで受信された前記優先度の指標と前記第1の無線ベアラとの間の前記関連を生成および記憶する、
リレーユーザ機器。 - 前記制御パケットが、前記優先度の前記指標を通知するために意図されるパケットデータ収束プロトコル(PDCP)制御PDUであり、前記PDCP制御PDUが、フォーマットインジケータをさらに備え、
前記プロセッサが、動作中、前記受信したPDCP制御PDUに備えられる前記フォーマットインジケータに基づいて、前記受信したPDCP制御PDUが前記優先度の前記指標を通知するために意図されると決定する、請求項1に記載のリレーユーザ機器。 - 前記リレーユーザ機器が、前記無線基地局から前記プロトコルデータユニットを受信した上で、
前記リモートユーザ機器に前記受信したプロトコルデータユニットを中継するように、
前記決定した優先度を持つサイドリンクベアラが利用可能でない場合、前記決定した優先度を持つ新たな第2のサイドリンクベアラを設定するか、または、
前記決定した優先度を持つサイドリンクベアラが利用可能である場合、前記決定した優先度に対応する前記第2のサイドリンクベアラを選択する、請求項1または2に記載のリレーユーザ機器。 - 移動通信ネットワーク内でリモートユーザ機器と交換されるプロトコルデータユニットを中継するためのリレーユーザ機器を動作させるための方法であって、前記リレーユーザ機器が、無線基地局に接続され、前記リレーユーザ機器が、前記リモートユーザ機器と前記無線基地局との間の通信を中継し、かつ前記リモートユーザ機器とサイドリンクベアラを通じて前記プロトコルデータユニットを交換し、前記リレーユーザ機器によって行われる、
第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器から制御パケットを受信し、前記制御パケットが、前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器によって送信されるプロトコルデータユニットと関連づけられる優先度の指標を含む、ステップと、
前記制御パケットで受信された前記優先度の指標と前記リモートユーザ機器から受信される前記プロトコルデータユニットを前記無線基地局に中継するために前記リレーユーザ機器によって使用される第1の無線ベアラとの間の関連を記憶するステップと、
前記第1の無線ベアラを介して前記無線基地局から受信されたプロトコルデータユニットが前記リモートユーザ機器に送信されるべきである前記優先度を、前記記憶した関連に基づいて決定するステップと、
前記決定した優先度に対応する第2のサイドリンクベアラを使用して前記リモートユーザ機器に受信したプロトコルデータユニットを中継するステップと、を含み、
前記リモートユーザ機器から受信された前記プロトコルデータユニットに含まれる情報および前記リレーユーザ機器に記憶される対応するパケットフィルタ規則に基づいて、前記無線基地局に前記プロトコルデータユニットを中継するために使用されることになる前記第1の無線ベアラを決定し、
前記決定した第1の無線ベアラを使用して前記無線基地局に前記プロトコルデータユニットを送信し、かつ、
前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器から受信される複数のプロトコルデータユニットの最初の1つのための前記第1の無線ベアラを決定した後にのみ、前記制御パケットで受信された前記優先度の指標と前記第1の無線ベアラとの間の前記関連を生成および記憶する、
方法。 - 移動通信ネットワーク内で無線基地局に接続されるリレーユーザ機器にプロトコルデータユニットを送信するためのリモートユーザ機器であって、前記リレーユーザ機器が、前記リモートユーザ機器と前記無線基地局との間の通信を中継し、かつ前記リレーユーザ機器とサイドリンクベアラを通じてプロトコルデータユニットを交換し、
動作中、第1のサイドリンクベアラを介して前記リレーユーザ機器に制御パケットを送信し、前記制御パケットが、前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器によって前記リレーユーザ機器に送信されるプロトコルデータユニットと関連づけられる優先度の指標を含む、送信器を備え、
前記送信器が、動作中、前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リレーユーザ機器に送信されることになるプロトコルデータユニットの前記優先度が変更すると、前記リレーユーザ機器に制御パケットを送信する、
リモートユーザ機器。 - 動作中、プロトコルデータユニットが前記リレーユーザ機器に送信されることになると決定し、前記プロトコルデータユニットが、優先度と関連づけられる、プロセッサをさらに備え、
前記プロセッサが、動作中、前記プロトコルデータユニットが前記リレーユーザ機器に送信されることになる優先度に対応するサイドリンクベアラがないと決定し、前記決定の上で、前記プロセッサが、前記優先度に対応する前記リレーユーザ機器へのサイドリンクベアラを設定し、前記送信器が、前記設定したサイドリンクベアラを介して前記リレーユーザ機器に前記プロトコルデータユニットを送信する前に、前記設定したサイドリンクベアラを介して前記リレーユーザ機器に前記優先度を含む前記制御パケットを送信する、請求項5に記載のリモートユーザ機器。 - 移動通信ネットワーク内で無線基地局に接続されるリレーユーザ機器にプロトコルデータユニットを送信するためのリモートユーザ機器を動作させるための方法であって、前記リレーユーザ機器が、前記リモートユーザ機器と前記無線基地局との間の通信を中継し、かつ前記リレーユーザ機器とサイドリンクベアラを通じてプロトコルデータユニットを交換し、前記リモートユーザ機器によって行われる、
第1のサイドリンクベアラを介して前記リレーユーザ機器に制御パケットを送信し、前記制御パケットが、前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リモートユーザ機器によって前記リレーユーザ機器に送信されるプロトコルデータユニットと関連づけられる優先度の指標を含む、ステップを含み、
前記第1のサイドリンクベアラを介して前記リレーユーザ機器に送信されることになるプロトコルデータユニットの前記優先度が変更すると、前記リレーユーザ機器に制御パケットを送信する、
方法。
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