用語
以下は、本開示で使用される用語の用語集である。
記憶媒体−さまざまなタイプの非一時的メモリデバイス又は記憶デバイスのうちの任意のもの。用語「記憶媒体」は、インストール媒体、例えば、CD−ROM、フロッピーディスク、又はテープデバイス;DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、ラムバス(登録商標)RAMなどのコンピュータシステムメモリ又はランダムアクセスメモリ;フラッシュ、磁気媒体、例えば、ハードドライブ、又は光記憶装置、などの不揮発性メモリ;レジスタ、又はその他の同様のタイプのメモリ要素等を含むことが意図されている。記憶媒体は、他のタイプの非一時的メモリ、並びにそれらの組合せも含んでもよい。更に、記憶媒体は、プログラムが実行される第1のコンピュータシステム内に配置されてもよく、あるいは、インターネットなどのネットワークを介して、第1のコンピュータシステムに接続する別の第2のコンピュータシステム内に配置されてもよい。後者の例では、第2のコンピュータシステムは、実行のために、プログラム命令を第1のコンピュータシステムに提供することができる。用語「記憶媒体」は、異なる場所、例えば、ネットワークを介して接続された異なるコンピュータシステム内に存在し得る、2つ以上の記憶媒体を含んでもよい。記憶媒体は、1つ以上のプロセッサによって実行され得るプログラム命令(例えば、コンピュータプログラムとして具現化された)を記憶することができる。
キャリア媒体−上述のような記憶媒体、並びに、物理的伝送媒体(バス、ネットワークなど)、及び/又は、信号(電気的信号、電磁気的信号、若しくはデジタル信号など)を伝達する他の物理的伝送媒体。
プログラム可能ハードウェア要素−プログラム可能相互接続子を介して接続された複数のプログラム可能機能ブロックを備える、さまざまなハードウェアデバイスを含む。例としては、FPGA(Field Programmable Gate Array、フィールドプログラマブルゲートアレイ)、PLD(Programmable Logic Device、プログラム可能論理デバイス)、FPOA(Field Programmable Object Array、フィールドプログラマブルオブジェクトアレイ)、及びCPLD(Complex PLD、複合PLD)が挙げられる。プログラム可能機能ブロックは、細かい粒度のもの(組み合わせ論理又はルックアップテーブル)から粗い粒度のもの(算術論理ユニット又はプロセッサコア)にまで及び得る。プログラム可能ハードウェア要素はまた、「再構成可能論理」と称することもできる。
コンピュータシステム−パーソナルコンピュータシステム(PC)、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、ネットワーク装置、インターネット装置、携帯情報端末(PDA)、テレビシステム、グリッドコンピューティングシステム、又はその他のデバイス若しくはデバイスの組み合わせ、を含むさまざまなタイプのコンピューティング又は処理システムのうちの任意のもの。一般的に、用語「コンピュータシステム」は、記憶媒体からの命令を実行する少なくとも1つのプロセッサを有する任意のデバイス(又はデバイスの組み合わせ)を包含するように広範に定義することができる。
ユーザ装置(UE、又は「UEデバイス」)−移動式又は携帯式であり、無線通信を実行する、さまざまなタイプのコンピュータシステムデバイスのうちの任意のもの。UEデバイスの例としては、携帯電話又はスマートフォン(例えば、iPhone(登録商標)、Android(登録商標)ベースの電話)、ポータブルゲームデバイス(例えば、Nintendo DS(登録商標)、PlayStation Portable(登録商標)、Gameboy Advance(登録商標)、iPhone(登録商標))、ウェアラブルデバイス(例えば、スマートウォッチ、スマートグラス)、ラップトップ、PDA、ポータブルインターネットデバイス、音楽プレーヤ、データ記憶デバイス、又は他のハンドヘルドデバイスなどが挙げられる。一般に、用語「UE」又は「UEデバイス」は、ユーザによって容易に持ち運ばれ、無線通信が可能な、あらゆる電子的、コンピューティング及び/又は電気通信デバイス(又はデバイスの組合せ)を包含するように幅広く定義され得る。
無線デバイス−無線通信を実行する様々なタイプのコンピュータシステムデバイスのうちの任意のもの。無線デバイスは、携帯式(若しくは移動式)とすることができる、又は特定の位置に静止若しくは固定することができる。UEは、無線デバイスの一例である。
通信機器−通信を実行する様々なタイプのコンピュータシステム又はデバイスのうちの任意のものであって、通信は、有線又は無線とすることができる。通信機器は、携帯式(若しくは移動式)とすることができる、又は特定の位置に静止若しくは固定することができる。無線デバイスは、通信機器の一例である。UEは、通信機器の別の例である。
基地局−用語「基地局」は、その通常の意味の全範囲を有し、少なくとも、固定場所に設置され、無線電話システム又は無線システムの一部として通信するために使用される無線通信局を含む。
セル−本明細書で使用されるとき、用語「セル」は、セルサイト又は基地局により高周波で無線通信サービスが提供されるエリアを指すことができる。セルは、様々な例において、様々な可能性の中でも、セルが配置される周波数により、セルが属するネットワーク(例えば、PLMN)により、及び/又はセル識別子(セルID)により識別することができる。
リンクバジェットが限定された−その通常の意味の全範囲を含み、少なくとも、リンクバジェットが限定されていないデバイスに対して又は無線アクセス技術(radio access technology、RAT)規格が開発されたデバイスに対して、限定された通信能力、又は限定された電力を呈する無線デバイス(例えば、UE)の特性を含む。リンクバジェットが限定されたUEは、相対的に限定された受信及び/又は送信能力を経験することがあり、それは、デバイス設計、デバイスのサイズ、バッテリのサイズ、アンテナのサイズ若しくは設計、送信電力、受信電力、現在の伝送媒体条件、及び/又は他の要因などの、1つ以上の要因に起因する場合がある。そのようなデバイスは、本明細書で「リンクバジェットが限定された」(又は「リンクバジェットが制約された」)デバイスと呼ばれる場合がある。デバイスは、そのサイズ、バッテリ電力、及び/又は送信/受信電力により、本質的にリンクバジェットが限定される場合がある。例えば、LTE又はLTE−Aを介して基地局と通信しているスマートウォッチは、その低減された送信/受信電力及び/又は低減されたアンテナにより、本質的にリンクバジェットが限定される場合がある。スマートウォッチなどのウェアラブルデバイスは、一般的にリンクバジェットが限定されたデバイスである。あるいは、デバイスは、本質的にリンクバジェットが限定されない場合があり、例えば、LTE又はLTE−Aを介した通常の通信のために充分なサイズ、バッテリ電力、及び/又は送信/受信電力を有する場合があるが、例えば、セルの縁部にあるスマートフォンなどの、現在の通信条件により一時的にリンクバジェットが限定される場合がある。用語「リンクバジェットが限定された」は、電力制限を含む又は包含し、したがって、電力が限定されたデバイスは、リンクバジェットが限定されたデバイスと考え得ることを留意されたい。
処理要素−種々の要素又は要素の組み合わせを指す。処理要素としては、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路)などの回路、個別のプロセッサコアの一部分若しくは回路、プロセッサコア全体、個別のプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate array、FPGA)などのプログラム可能ハードウェアデバイス、及び/又は複数のプロセッサを含むシステムのより大きい部分、が挙げられる。
チャネル−送信側(送信機)から受信機に情報を伝達するために使用される媒体。用語「チャネル」の特性は、異なる無線プロトコルによって異なる場合があるため、用語「チャネル」は、本明細書で使用されるとき、その用語が関連して使用されるデバイスのタイプの規格に合致する方式で使用されているとみなすことができる点に留意されたい。いくつかの規格では、チャネル幅は、可変とする(例えば、デバイス性能、帯域条件などに応じて)ことができる。例えば、LTEは、1.4MHz〜20MHzのスケーラブルなチャネル帯域幅をサポートすることができる。対照的に、Bluetooth(登録商標)のチャネル幅は1MHzに対して、WLANのチャネル幅は22MHzであり得る。他のプロトコル及び規格は、異なるチャネルの定義を含み得る。更に、いくつかの規格は、複数のタイプのチャネル、例えば、アップリンク若しくはダウンリンクのための異なるチャネル、及び/又は、データ、制御情報などの異なる用途のための異なるチャネルを定義し、使用することができる。
バンド−「バンド」という用語は、その通常の意味の全範囲を有しており、少なくとも、チャネルが使用されるか又は同じ目的のために確保しておくスペクトルの部分(例えば、無線周波数スペクトル)が含まれる。
自動的に−アクション若しくは動作を直接指定又は実行するユーザ入力を使用することなく、コンピュータシステム(例えば、コンピュータシステムによって実行されるソフトウェア)又はデバイス(例えば、回路、プログラム可能ハードウェア要素、ASICなど)によって実行される、アクション又は動作を指す。したがって、「自動的に」という用語は、ユーザが入力を提供することにより動作を直接実行する、ユーザによって手作業で実行又は指定される動作とは対照的である。自動手順は、ユーザによって提供される入力によって開始することができるが、「自動的に」実行される後続のアクションは、ユーザによって指定されず、即ち、実行するべき各アクションをユーザが指定する「手作業」では実行されない。例えば、ユーザが、各欄を選択して、情報を指定する入力を提供することによって(例えば、情報を打ち込むこと、チェックボックス、無線選択を選択することなどによって)、電子フォームに記入することは、たとえ、コンピュータシステムが、そのユーザのアクションに応じて、そのフォームを更新しなければならなくても、手作業でフォームに記入することになる。コンピュータシステム(例えば、コンピュータシステム上で実行されるソフトウェア)が、フォームの欄を分析して、その欄に関する回答を指定するユーザ入力を全く伴わずに、フォームに記入する場合、そのフォームは、コンピュータシステムによって自動的に記入することになる。上述のように、ユーザは、フォームの自動記入を呼び出すことができるが、フォームの実際の記入には関与しない(例えば、ユーザは、フィールドに関する回答を手作業で指定しないで、むしろ、その回答は自動的に完了するといえる)。本明細書は、ユーザが行ったアクションに応じて動作が自動的に実行される、様々な実施例を提供する。
図1及び図2−通信システム
図1は、いくつかの実施形態に係る、本開示の態様を実施することができる例示的な(かつ簡易化した)無線通信システムを示す。図1のシステムはあり得るシステムの単なる一例にすぎず、本開示の実施形態は所望に応じて種々のシステムの任意のものにおいて実施されてよいことに留意されたい。
図示のように、例示的な無線通信システムは、1つ以上の(例えば、任意の数の)ユーザデバイス106A、106B等から106Nまでと、伝送媒体を介して通信する基地局102を含む。本明細書では、ユーザデバイスの各々を「ユーザ装置」(UE)と呼ぶことがある。したがって、ユーザデバイス106は、UE、又はUEデバイスと呼ばれる。
基地局102は、無線基地局(base transceiver station、BTS)又はセルサイトであってよく、UE106A〜106Nとの無線通信を可能にするハードウェア及び/又はソフトウェアを含んでもよい。基地局102がLTEのコンテキストにおいて実装される場合、それは、代わりに「eNodeB」と呼ぶ場合がある。基地局102はまた、ネットワーク100と通信するための装備も有し得る。例えば、ネットワーク100は、セルラサービスプロバイダのコアネットワーク(任意の数のコアネットワークスライスを含む可能性がある)、(例えば、公衆陸上移動体ネットワーク(public land mobile network、PLMN)を含むことができる。代わりに又は加えて、ネットワーク100は、公衆交換電話網(public switched telephone network、PSTN)、インターネット、及び/又は他の様々な選択肢などの電気通信ネットワークを含む(又は接続する)ことができる。したがって、基地局102は、ユーザデバイス間の通信、及び/又はユーザデバイスとネットワーク100との間の通信を円滑にすることができる。
基地局の通信領域(又はカバレッジ領域)は、「セル」と呼ばれることもある。基地局102及びUE106は、GSM、UMTS(WCDMA、TD−SCDMA)、LTE、LTE−Advanced(LTE−A)、3GPP2 CDMA2000(例えば1xRTT、1xEV−DO、HRPD、eHRPD)、Wi−Fi、WiMAXなどの、種々の無線アクセス技術(RAT)、無線通信技術又は電気通信規格のいずれかを使用して、伝送媒体を介して通信するように構成することができる。
同一の又は異なるセルラ通信規格に従って動作する基地局102及び他の同様の基地局は、したがって、1つ以上のセルラ通信規格を介して、地理的エリアにわたってUE106A〜106N及び同様のデバイスに連続性のある又はほぼ連続性のある重複するサービスを提供することができる、セルのネットワークとして提供され得る。換言すれば、少なくともいくつかの実施形態により、基地局102は、セルラネットワーク事業者の無線アクセスネットワーク(radio access network、RAN)におけるノードとして機能することができる。
したがって、図1に示すように、基地局102は、UE106A〜106Nに対して、「サービングセル」として機能することができる一方、各UE106は、「隣接セル」と呼ぶことができる1つ以上の他のセル(他の基地局によって提供され得る)から信号を受信する(場合によってはその通信範囲内にある)こともまたでき得る。このようなセルはまた、ユーザデバイス間、及び/又はユーザデバイスとネットワーク100との間の通信を円滑化することができる。このようなセルとしては、「マクロ」セル、「マイクロ」セル、「ピコ」セル、及び/又はさまざまな他の任意の粒度のサービスエリアサイズを提供するセルが挙げることができる。他の構成もまた可能である。
UE106は、複数の無線通信規格を用いて通信することができることに留意されたい。例えば、UE106は、GSM、UMTS、CDMA2000、WiMAX、LTE,LTE−A、WLAN、Bluetoothの2つ以上、1つ以上のグローバル衛星航法システム(GNSS、例えばGPS又はGLONASS)、1つ及び/又は複数のモバイルテレビ放送規格(例えば、ATSC−M/H又はDVB−H)等を使用して通信するように構成され得る。無線通信規格の他の組み合わせ(2つより多い無線通信規格を含む)も可能である。
図2は、いくつかの実施形態による、基地局102と通信するユーザ装置106(例えば、デバイス106A〜106Nのうちの1つ)を示している。UE106は、携帯電話、ハンドヘルドデバイス、ウェアラブルデバイス、コンピュータ若しくはタブレット、などのセルラ通信機能を有する機器、又は実質上あらゆるタイプの無線デバイス、であってもよい。
UE106は、メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成されたプロセッサを含むことができる。UE106は、そのような記憶された命令を実行することによって、本明細書に記載された方法の任意の実施形態を実行することができる。あるいは、又は更に、UE106は、本明細書に記載された方法の実施形態のうちのいずれか、又は本明細書に記載された方法の実施形態のうちのいずれかの任意の部分を実行するように構成されたFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)などのプログラム可能ハードウェア要素を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、UE106は、複数のRATのいずれかを使用して通信するように構成され得る。例えば、UE106は、GSM、UMTS、CDMA2000、LTE、LTE−A、WLAN、又はGNSSの2つ以上を使用して通信するように構成し得る。無線通信技術の他の組合せもまた可能である。
UE106には、1つ以上の無線通信プロトコル又は技術を使用して通信するための1つ以上のアンテナを含み得る。一実施形態では、UE106は、単一の共有無線機を使用して、CDMA2000(1xRTT/1xEV−DO/HRPD/eHRPD)又はLTEのいずれかを用いて、及び/又は、単一の共有無線機を使用して、GSM若しくはLTEのいずれかを用いて、通信するように構成することができる。共有無線機は、無線通信を行うための、単一のアンテナに接続することができるか、又は複数のアンテナ(例えば、MIMOの場合)に接続することができる。一般に、無線機は、ベースバンドプロセッサ、アナログRF信号処理回路(例えば、フィルタ、ミキサ、発振器、増幅器などを含む)、又は、デジタル処理回路(例えば、デジタル変調並びにその他のデジタル処理に関する)の任意の組み合わせを含んでもよい。同様に、無線機は、前述のハードウェアを使用して、1つ以上の受信及び送信チェーンを実装することができる。例えば、UE106は、上述した技術などの複数の無線通信技術間で、受信及び/又は送信チェーンの1つ以上の部品を共有し得る。
いくつかの実施形態では、UE106は、無線通信プロトコルであって、そのプロトコルを用いてUE106が通信するように構成された、無線通信プロトコル毎に別個の送信及び/又は受信チェーン(例えば、別々のアンテナ及び他の無線コンポーネントを含む)を含んでもよい。別の可能性として、UE106は、複数の無線通信プロトコルの間で共有される1つ以上の無線機、及び単一の無線通信プロトコルによって独占的に使用される1つ以上の無線機を含み得る。例えば、UE106はLTE又は1xRTT(あるいは、LTE又はGSM)のいずれかを使用して通信するための共有無線機と、Wi−Fi及びBluetoothのそれぞれを使用して通信するための別々の無線機とを含み得る。他の構成もまた可能である。
図3−UEの例示的なブロック図
図3は、いくつかの実施形態に係る、UE106の例示的なブロック図を示す。図示のとおり、UE106は、種々の目的のための部分を有し得るシステムオンチップ(system on chip、SOC)300を含むことができる。例えば、図示のとおり、SOC300は、UE106のためのプログラム命令を実行し得るプロセッサ(単数又は複数)302と、グラフィック処理を実行し、ディスプレイ360に表示信号を提供し得る表示回路304とを含んでもよい。プロセッサ(単数又は複数)302は、メモリ管理ユニット(memory management unit、MMU)340に接続してもよく、MMU340は、プロセッサ(単数又は複数)302からアドレスを受信し、それらのアドレスを、メモリ(例えば、メモリ306、読み出し専用メモリ(read only memory、ROM)350、NANDフラッシュメモリ310)内の位置に変換し、並びに/又は表示回路304、無線通信回路330、コネクタI/F320、及び/若しくはディスプレイ360などの、その他の回路若しくはデバイスに変換するように構成されてもよい。MMU340は、メモリ保護及びページテーブル変換又はセットアップを実行するように構成することができる。いくつかの実施形態では、MMU340は、プロセッサ(単数又は複数)302の一部として含めることができる。
図示のとおり、SOC300は、UE106の種々の他の回路に接続してもよい。例えば、UE106は、さまざまなタイプのメモリ(例えば、NANDフラッシュ310を含む)、コネクタインターフェース320(例えば、コンピュータシステム、ドック、充電ステーションなどに接続するための)、ディスプレイ360、及び無線通信回路(例えば、無線機)330(例えば、LTE、Wi−Fi、GPS、等に関する)を含むことができる。
上述したように、UE106は、複数の無線通信技術を使用して無線で通信するように構成することができる。更に上述したように、そのような例では、無線通信回路330は、複数の無線通信技術間で共有される無線コンポーネント、及び/又は単一の無線通信技術による使用のために独占的に構成された無線コンポーネントを含むことができる。図示のとおり、UEデバイス106は、セルラ基地局及び/又は他のデバイスとの無線通信を行うための少なくとも1つのアンテナ(及び場合によっては、種々の可能性のうち、例えば、MIMO用の、及び/又は異なる無線通信技術を実現するための、複数のアンテナ)を含み得る。例えば、UEデバイス106は、アンテナ(単数又は複数)335を用いて、無線通信を実行することができる。
本明細書で更にこの後に説明するように、UE106は、本明細書で説明する機能を実施する及び/若しくは実施をサポートするためのハードウェア並びに/又はソフトウェアの構成要素を含むことができる。UEデバイス106のプロセッサ302は、例えば、記憶媒体(例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体)に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本明細書に記載される方法の一部又はすべてを実行するように構成されてもよい。他の実施形態では、プロセッサ302は、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)等のプログラム可能ハードウェア要素として、又はASIC(特定用途向け集積回路)として構成され得る。あるいは(又は追加して)、UEデバイス106のプロセッサ302は、他の構成要素300、304、306、310、320、330、335、340、350、360のうちの1つ以上と連携して、本明細書で説明する機能の一部又はすべてを実施するように、構成することができる。
図4−基地局の例示的なブロック図
図4は、基地局102の例示的なブロック図を示す。図4の基地局は、あり得る基地局の単なる一例にすぎないことに留意されたい。図示のとおり、基地局102は、基地局102に関するプログラム命令を実行することができるプロセッサ(単数又は複数)404を含み得る。プロセッサ(単数又は複数)404はまた、プロセッサ(単数又は複数)404からアドレスを受信し、それらのアドレスを、メモリ(例えば、メモリ460及び読み出し専用メモリ(ROM)450)内の位置に、あるいはその他の回路又はデバイスに変換するように構成することができるメモリ管理ユニット(MMU)440に接続することができる。
基地局102には、少なくとも1つのネットワークポート470を含めることができる。ネットワークポート470は、電話網に結合し、UEデバイス106などの複数のデバイスに、図1及び図2において上述したような電話網へのアクセスを提供するように構成することができる。
ネットワークポート470(又は追加のネットワークポート)はまた、あるいは代わりに、例えば、セルラサービスプロバイダの1つ以上のコアネットワークインスタンス若しくはコアネットワークスライス、ネットワークスライス選択機能、及び/又は様々な他のあり得るセルラネットワークエンティティを含む、様々なあり得るセルラネットワークエンティティの任意のものに接続するように構成することができる。このコアネットワーク(単数又は複数)は、UEデバイス106などの複数のデバイスに、移動性に関連するサービス及び/又は他のサービスを提供することができる。いくつかの場合には、ネットワークポート470は、コアネットワーク(単数又は複数)を介して電話網に接続することができ、かつ/又は、そのコアネットワーク(単数又は複数)は、電話網(例えば、セルラサービスプロバイダによるサービスを受ける他のUEデバイス間の)を提供することができる。
基地局102は、少なくとも1つのアンテナ434と、場合によっては複数のアンテナを含んでもよい。アンテナ(単数又は複数)434は、無線送受信器として動作するように構成することができ、無線機430によって、UEデバイス106と通信するように更に構成することができる。アンテナ(単数又は複数)434は、通信チェーン432を介して、無線機430と通信する。通信チェーン432は、受信チェーン、送信チェーン又はその両方であってもよい。無線機430は、LTE、LTE−A、UMTS、CDMA2000、Wi−Fiなどを含むがこれらには限定されない種々の無線電気通信規格によって、通信するように構成することができる。
BS102は、複数の無線通信規格を使用して無線通信するように構成され得る。いくつかの例では、基地局102は、複数の無線機を備えることができ、これによって、基地局102は、複数の無線通信技術に従って通信することができる。例えば、一つの可能性として、基地局102は、LTEに従って通信を実行するためのLTE無線機、並びに、Wi−Fiに従って通信するためのWi−Fi無線機を備えてもよい。このような場合、基地局102は、LTE基地局及びWi−Fiアクセスポイントの両方として動作することができる。別の可能性として、基地局102は、マルチモード無線機を備えることができる。このマルチモード無線機は、複数の無線通信技術(例えば、LTEとWi−Fi、LTEとUMTS、LTEとCDMA2000、UMTSとGSM、等)のうちのいずれかに従って、通信を行うことができる。
BS102は、セルラネットワークの無線アクセスネットワーク(RAN)のノードとして機能するように構成することができる。したがって、BS102は、無線デバイスにセルラネットワーク(例えば、前述したように1つ以上のコアネットワークインスタンスを含む)への無線アクセスを提供することができる。いくつかの実施形態により、BS102は、例えば、RANの機能性、性能、分離になど関して異なるシナリオに対応するために、複数のあり得るRANスライスを実行するように構成することができる。異なるRANスライスとしては、RAN機能の異なる組、及び/又は異なって構成されたRAN機能(例えば、異なるリソースプールを有するなど)を挙げることができる。
本明細書で更にこの後に説明するように、BS102は、本明細書で説明する機能を実施する及び/又は実施をサポートするためのハードウェア並びにソフトウェアの構成要素を含むことができる。基地局102のプロセッサ404は、例えば、記憶媒体(例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体)に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本明細書に記載する方法の一部又はすべてを実行する又は実行をサポートするように構成することができる。あるいは、プロセッサ404は、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)などのプログラム可能ハードウェア要素として、又はASIC(特定用途向け集積回路)又はこれらの組合せとして、構成されてもよい。あるいは(又は追加して)、BS102のプロセッサ404は、他の構成要素430、432、434、440、450、460、470のうちの1つ以上と連携して、本明細書で説明する機能の一部若しくはすべてを実施する又は実施をサポートするように、構成することができる。
図5−ネットワーク要素の例示的なブロック図
図5は、いくつかの実施形態に係る、ネットワーク要素500の例示的なブロック図を示す。いくつかの実施形態により、ネットワーク要素500は、モビリティ管理エンティティ(mobility management entity、MME)、サービングゲートウェイ(serving gateway、S−GW)などの、セルラコアネットワークの1つ以上の論理機能/エンティティを実施することができる。別の可能性として、ネットワーク要素500は、ネットワークスライス選択機能(network slice selection function、NSSF)エンティティを実施することができる。図5のネットワーク要素500は、あり得るネットワーク要素500の単なる一例にすぎないことに留意されたい。図示のとおり、コアネットワーク要素500は、コアネットワーク要素500に関するプログラム命令を実行することができるプロセッサ(単数又は複数)504を含み得る。プロセッサ(単数又は複数)504はまた、プロセッサ(単数又は複数)504からアドレスを受信し、それらのアドレスを、メモリ(例えば、メモリ560及び読み出し専用メモリ(ROM)550)内の位置に、あるいはその他の回路又はデバイスに変換するように構成することができる、メモリ管理ユニット(MMU)540に接続することができる。
ネットワーク要素500は、少なくとも1つのネットワークポート570を含むことができる。ネットワークポート570は、1つ以上の基地局並びに/又は他のセルラネットワークエンティティ及び/若しくはデバイスに接続するように構成することができる。ネットワーク要素500は、様々な通信プロトコル及び/又はインターフェースの任意のものを用いて、基地局(例えば、eNB)及び/又は他のネットワークエンティティ/デバイスと通信することができる。
本明細書で更にこの後に説明するように、ネットワーク要素500は、本明細書で説明する機能を実施する及び/又は実施をサポートするためのハードウェア並びにソフトウェアの構成要素を含むことができる。コアネットワーク要素500のプロセッサ504(単数又は複数)は、例えば、記憶媒体(例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体)に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本明細書に記載する方法の一部又はすべてを実行する又は実行をサポートするように構成することができる。あるいは、プロセッサ504は、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)などのプログラム可能ハードウェア要素として、又はASIC(特定用途向け集積回路)又はこれらの組合せとして、構成されてもよい。
ネットワークスライシング
ネットワークスライシングは、例えば、機能性、性能、及び分離の領域において多様な要求を有する異なる市場のシナリオに対して解決策を提供するために、セルラネットワーク事業者がカスタマイズしたネットワークを生成することを可能にすることができる概念である。例えば、セルラネットワークは、複数のネットワークスライスを提供することができ、複数のネットワークスライスのそれぞれのネットワークスライスは、いくつかの特定の電気通信サービス(単数又は複数)及びネットワーク能力、並びにこれらのネットワーク機能(network function、NF)を実行するためのリソースを提供するために選択されたネットワーク機能の組を含むことができる。
ネットワークスライシング技術は、現在、盛んに開発されており、第5世代(「5G」)セルラ通信技術において重要な位置を占め得る。例えば、next generation mobile networks(NGMN)、第3世代パートナーシッププロジェクト(third generation partnership project、3GPP)、5G public private partnership(5GPPP)、4G Americas、5G Forum、International Mobile Telecommunications 2020(IMT−2020)などの国際的及び地域の団体は、ネットワークスライシングに関するあり得るユースケース及び要件を文書化している。
あり得るネットワークスライシングの解決策の中で、無線アクセスネットワーク(RAN)スライシング及びコアネットワーク(Core Network、CN)スライシングは、両方とも可能であり、3GPPのRANの作業グループ(working group、WG)並びに3GPPのサービス及びシステム側面(system aspect、SA)のWGにより別個に現在検討中である。例えば、3GPP TR 23.799は、3GPP SA2により維持されており、ネットワークスライシングを含む、5Gネットワークアーキテクチャのためのいくつかの候補となる解決策及び関連する重要な問題を記載している。
いくつかの実施形態により、RANにおけるネットワークスライシングをサポートするために、多数の重要な原則を採用することができる。例えば、少なくともいくつかの例では、以下の原則のいくつか又はすべてを採用することができる。
1つのあり得る原則として、RANは、ネットワークスライスの可能性を認識していることができる。例えば、RANが、事業者により予め構成された異なるネットワークスライスの差別化した処理をサポートすることを予期することができる。
別のあり得る原則として、RANが、UEにより提供されるインデックス又はIDによるネットワークスライスのRAN部分の選択をサポートすることを予期することができる。インデックス又はIDは、PLMNにおける予め構成されたネットワークスライスのうちの1つを一義的に識別することができる。
更なる原則は、スライス間のリソース管理に関連することができる。例えば、RANが、サービスレベルの合意のとおりに、スライス間の方針実施をサポートすることを予期することができる。
また別の原則は、サービスの品質(Quality of Service、QoS)のサポートに関連することができる。例えば、RANが、スライス内のQoSの差別化をサポートすることを予期することができる。
また更なる原則は、CNエンティティのRAN選択に関連することができる。例えば、RANが、受信したスライスインデックス及びRANノード(CNエンティティ、スライスがサポートされた)内のマッピングに基づいてアップリンクメッセージの初期ルーティングに関するCNエンティティの初期選択をサポートすることを予期することができる。
別のあり得る原則は、スライス間のリソース分離に関連することができる。例えば、RANが、スライス間のリソース分離をサポートすることを予期することができる。
上述の原則に関する変形及び/又は代替の原則もまた、可能である。更に、少なくともいくつかの実施形態により、RANがRAN機能(すなわち、それぞれのスライスを形成するネットワーク機能の組)に関してスライス有効化をサポートする方法は、例えば、ネットワークスライシングをサポートするための全体的に合意した原則が支持されているという条件で、処理系に依存し得ることを留意されたい。
図6〜図13は、各種のあり得るネットワークスライス選択の論理アーキテクチャ及び関連付けられた手順を示す。図6〜図13及びそれらに関連して以下に本明細書で提供される情報は、例として提供され、本開示を全体として限定することを意図していないことに留意されたい。以下の本明細書で提供される詳細に対して多数の変形及び代替形態が、可能であり、本開示の範囲内と考えられるべきである。
図6−第1のネットワークスライス選択の解決策
図6は、ネットワークスライス選択をサポートすることができる、1つのあり得るセルラネットワークの論理アーキテクチャを示す。図6に示したアーキテクチャ並びに関連付けられた手順及び詳細は、本明細書で「第1の解決策」と呼ばれる場合がある。このアーキテクチャ及び機能により、PLMN620の任意のスライシングは、無線機インターフェースでUE(例えば、UE622)に見えないことが前提とされる。加えて、このアーキテクチャ及び機能により、RAN(例えば、汎用RAN624)は、スライスされていないことが前提とされる。
図に示すように、図6のアーキテクチャにより、スライス選択及びルーティング機能626は、UE622の無線アクセスベアラ(単数又は複数)を適切なコアネットワークインスタンスにリンクするように定義される。図6のアーキテクチャの注目すべき特性としては、RAN624がUE622に対して1つのRAT+PLMNとして見えること、及び特定のネットワークインスタンスとの任意の関連がネットワーク620により内部で実行されることを挙げることができる。
図6のアーキテクチャにより、図示したスライス選択及びルーティング機能626は、RAN624により、又はCNにより、提供することができる。スライス選択及びルーティング機能626は、UE622により提供された情報に基づいて、及び場合によってはCNが提供した情報に基づいて、RAN624と選択されたCNインスタンスとの間のシグナリングをルーティングすることができる。
図7−第2のネットワークスライス選択の解決策
図7は、ネットワークスライス選択をサポートすることができる、別のあり得るセルラネットワークの論理アーキテクチャを示す。図7に示したアーキテクチャ並びに関連付けられた手順及び詳細は、本明細書で「第2の解決策」と呼ばれる場合がある。この第2の解決策は、多次元記述子(例えば、アプリケーション、サービス、記述子)が、UE(例えば、図示したUE722A〜722Cのうちの1つ)内で構成されることを提案する。UE722は、多次元記述子をネットワークに通報することができる。UE722により提供されたこの多次元記述子及びネットワーク内で入手可能な他の情報(例えば、加入情報)に基づいて、特定のネットワークスライス内の関連した機能を選択することができる。
図7のアーキテクチャにより、複数のネットワークスライス及び機能選択の選択肢が可能であり得る。例えば、コアネットワークスライスを選択するため及び選択されたネットワークスライス内のネットワーク機能を選択するために、二段階の選択機構又は一段階の選択機構を使用することができる。
二段階選択機構により、RAN724内の選択機能は、適切なコアネットワークスライス(例えば、コアネットワークスライス728、730、732のうちの1つ)を選択するために、ネットワーク内で入手可能な情報(例えば、加入情報)と共に、アプリケーションID(例えば、多次元記述子の一部)を使用することができる。コアネットワーク内の選択機能は、ネットワークスライス内の適切なネットワーク機能を選択するために、サービス記述子(例えば、多次元記述子の一部)を使用することができる。
一段階選択機構により、RAN724内又はコアネットワーク内の選択機能は、適切なネットワークスライス(例えば、コアネットワークスライス728、730、732のうちの1つ)及びネットワーク機能を選択するために、ネットワーク内で入手可能な情報(例えば、加入情報)と共に、アプリケーションID及びサービス記述子(例えば、多次元記述子の一部)を使用することができる。選択機能は、次に、それに応じてUE722を(リ)ダイレクトすることができる。
図8〜図9−第3のネットワークスライス選択の解決策
図8は、ネットワークスライス選択をサポートすることができる更なるあり得るセルラネットワークの論理アーキテクチャを示し、図9は、図8のアーキテクチャに関連付けられた、あり得る信号フロー手順の詳細を示す。図8に示したアーキテクチャ並びに図9の関連付けられた手順及び詳細は、本明細書で「第3の解決策」と呼ばれる場合がある。このアーキテクチャ及び機能により、図に示すように、複数のコアネットワークインスタンス(例えば、コアネットワークインスタンス1(CNI−1)、コアネットワークインスタンス2(CNI−2))の中で共通である制御プレーン(又は「cプレーン」若しくは「CP」)機能(例えば、C−CPF−1 830などを含む)の単一の組は、コアネットワークインスタンスにわたって共有される。コアネットワークインスタンスの中で共通ではない他のcプレーン機能は、それらのそれぞれのコアネットワークインスタンス(例えば、CNI−1内のCPF−1 832、CNI−2内のCPF−1 836など)の中にあり、他のコアネットワークインスタンスと共有されない。同様に、異なるコアネットワークインスタンスは、異なるユーザプレーン(又は「uプレーン」若しくは「UP」)機能(例えば、CNI−1内のUPF−1 834、CNI−2内のUPF−1 838など)を含むことができる。
図8のアーキテクチャにより、1組のcプレーン機能は、例えば、要求に応じてUEの移動性をサポートすることを、又は認証及び加入検証を実行することによりUE822がネットワークに入るのを許可することを、担当することができる。
図8に示すネットワークスライス選択機能(NSSF)826は、例えば、UEの加入特性及び任意のセッション固有のパラメータ、例えば、UEの用途タイプを考慮することにより、UE822に対応するためにコアネットワークインスタンスを選択することを担当することができる。
図8に示すcプレーン選択機能(c-plane selection function、CPSF)828は、RANノード(例えば、基地局)824がUE822にサービスを提供している選択されたコアネットワークインスタンス内のどのcプレーン機能と通信すべきかを選択することを担当することができる。このcプレーン機能の選択は、セッション固有のパラメータ(単数又は複数)、例えば、UEの用途タイプに依存し得る。
図9は、図8のネットワークスライス選択の論理アーキテクチャに関連付けられた(例えば、第3の解決策に関連付けられた)あり得る信号フロー手順を示す。図示した信号フロー手順は、モビリティ管理アタッチ手順に関するあり得る信号フロー(パート1:ステップ901〜906)、及びセッション管理に関するあり得る信号フロー(パート2:ステップ907〜916であって、パート2.1:ステップ907〜911及びパート2.2:ステップ912〜916を含む)を含む。
図に示すように、ステップ901で、UE822が最初に事業者のネットワークに接続すると、UE822は、ネットワーク接続要求をRANノード824に送信する。UE822がメッセージを適切なコアネットワークインスタンス及びその対応するcプレーン機能にルーティングするために充分な情報をRANノード824に提供する場合、RANノード824は、この要求をこのcプレーン機能にルーティングする。したがって、フローは、ステップ904に継続する。そうでなければ、RANノード824は、要求をNSSF/CPSF 826/828に転送し、フローは、ステップ902に継続する。
ステップ902で、NSSF/CPSF 826/828は、ステップ901でのUE822からの要求内の情報を考慮することにより、どのコアネットワークインスタンス及びその対応するcプレーン機能(単数又は複数)が接続されるべきかを判定する。加えて、加入データベースからの他の情報もまた、考慮することができる。図9に示すこの信号フローの例では、これは、コアネットワークインスタンス#1(CNI−1)であり、共通のcプレーン機能(C−CPF−1)830及びCNI−1固有のcプレーン機能(CPF−1)832を含むことができる。CNI−1はまた、特定のユーザプレーン(uプレーン又はUP)機能(UPF−1)834を含むことができることを留意されたい。
ステップ903で、NSSF/CPSF 826/828は、選択されたCNI−1の選択されたC−CPF−1 830/CPF−1 832を有する応答をRANノード824に送信する。
ステップ904で、ステップ903で送信された応答に基づいて、RANノード824は、選択されたCNI−1のcプレーン機能(例えば、C−CPF−1 830、CPF−1 832)を選択する。
ステップ905で、RANノード824は、UE822からのネットワーク接続要求をこのC−CPF−1 830(例えば、これは、ステップ903及びステップ904からの選択されたcプレーン機能の中に含まれていた)に転送する。
ステップ906で、UE822が選択されたCNI−1内に入る認証及び許可が実行される。
ステップ907で、UE822は、通信サービス(例えば、CNI−1により提供される「サービス#1」)に関する要求をRANノード824に提供する。
ステップ908で、RANノード824は、サービスに関する要求をC−CPF−1 830に転送する。
ステップ909で、C−CPF−1 830は、CNI−1のCPF−1 832を選択し、サービス#1に関する要求をこのCPF−1 832に転送する。
ステップ910で、正常なセッション確立の後で、CNI−1内のCPF−1 832は、セッション応答をC−CPF−1 830に返送する。
ステップ911で、C−CPF−1 830は、RANノード824を介して新規サービス応答をUE822に返送する。
ステップ912で、UE822は、前のサービスとは異なるサービスタイプの新規通信サービス(例えば、「サービス#2」)に関する要求をRANノード824に提供する。この新規通信サービスに関して、異なるコアネットワークインスタンス(コアネットワークインスタンス#2(CNI−2))を選択することができる。CNI−2は、共通のcプレーン機能830(例えば、CNI−1と共通の)及びCNI−2固有のcプレーン機能(CPF−1)836を含むことができることを留意されたい。CNI−2はまた、特定のuプレーン機能(UPF−1)838を含むことができることを留意されたい。
ステップ913で、RANノード824は、新規通信サービスに関する要求をC−CPF−1 830に転送する。
ステップ914で、C−CPF−1 830は、CNI−2のCPF−1 836を選択し、サービス#2に関する要求をCNI−2内のこのCPF−1 836に転送する。
ステップ915で、正常なセッション確立の後で、CNI−2内のCPF−1 836は、セッション応答をC−CPF−1 830に返送する。
ステップ916で、C−CPF−1 830は、RANノード824を介して新規サービス応答をUE822に返送する。
図10〜図11−第4のネットワークスライス選択の解決策
図10は、ネットワークスライス選択をサポートすることができるまた更なるあり得るセルラネットワークの論理アーキテクチャを示し、図11は、図10のアーキテクチャに関連付けられた、あり得る信号フロー手順の詳細を示す。図10に示したアーキテクチャ並びに図11の関連付けられた手順及び詳細は、本明細書で「第4の解決策」と呼ばれる場合がある。
このアーキテクチャ及び機能により、アクセス制御エージェント(Access Control Agent、ACA)1026は、以下の重要な機能を有する共通の制御プレーンネットワーク機能である。ACA1026は、次世代コアにアクセスするためのモバイルネットワーク事業者(mobile network operator、MNO)認証及びUE1022の許可をサポートするための認証器として動作することができる。ACA1026は、UEのサービス要求に応えるために、次世代コアネットワークスライスインスタンス1030を選択することができる。ACA1026は、ネットワークスライスセッションが確立されたら、NGNASシグナリングをUEにサービスを提供しているネットワークスライスの制御プレーンネットワーク機能に転送することができる。ACA1026は、次世代アクセス1024と結合されている、次世代コアのネットワークスライスインスタンス1030をサポートすることができる。ACA1026は、ローミング(例えば、巡回又はホームの次世代コアから選択されるネットワークスライスインスタンス1030と連携された)をサポートすることができる。
UEの初期アタッチ中に、ACA1026は、UEの識別、認証、及び認可のために使用される手順を開始することができる。UE1022がACA1026のサポートにより正常に認証されたら、ACA1026は、ホーム加入者サーバ(home subscriber server、HSS)1028をUE1022の情報で更新することができ、また、例えば、そのキャッシュに記憶するために、UE1022の受信者プロファイルを要求することができる。UEの受信者プロファイルに対応するACAのキャッシュ内のUEのコンテキストを識別するために、固有の短い一時的識別情報(例えば、A−TMSIと呼ばれる)をUE1022に割り当てることができる。
HSSからフェッチされたUEの加入情報は、UE1022により加入しているネットワークサービスのタイプ、端末の能力などを示す、予め提供されている、UEの適格なNGサービスタイプ(単数又は複数、例えば、車両対X(vehicle−to−X、V2X)、組み込み型モバイルブロードバンド(embedded mobile broadband、eMBB)など)を含むことができる。
UE1022が正常に認証され、NASセキュリティアソシエーションが次世代コアと確立されたら、UE1022は、NGサービスタイプ情報及び要求リソース割り当て情報を含むことができる、NGサービスセッション要求を開始することができる。ACA1026は、適切なネットワークスライスインスタンス1030を選択するため、及び次に目標のネットワークサービスに対してUE1022に関するNGサービスセッション確立を開始するであろうNGサービス開始要求をトリガするために、特定の必要なUEのネットワークスライスインスタンス選択情報(例えば、UEの能力、UEの位置、UEのホームPLMNの方針、及びNGサービスタイプ情報など)を参照することができる。ACA1026は、UE1022により提供されるNGサービスタイプの適格性を検証するために、HSS1028と協議する必要がある場合がある。
NGサービスセッション確立手順は、ネットワークスライスインスタンスのアクセス認証、セッション及び移動性アンカー確立、QoS管理、並びに次世代アクセス1024とのNGサービスセッションの結合などを含むことができることを留意されたい。
図11は、図10のネットワークスライス選択の論理アーキテクチャに関連付けられた(例えば、第4の解決策に関連付けられた)信号フロー手順を示す。
図に示すように、ステップ1101で、UE1022は、RRCレイヤで次世代アクセス1024への接続性を確立することができる。
ステップ1102で、UE1122は、RRC接続性を介して次世代コアとの接続性を確立するために、NGNASアタッチ要求を開始することができる。この一部として、次世代アクセスノード1024は、NGNASアタッチ要求に関する適切なACA1026を選択することができる。換言すれば、次世代アクセスノード1024は、UE1022にサービスを提供するための目標のACA1026を選択することができる。
ステップ1103で、ACA1026がUE1022をNGNASアタッチ要求メッセージ内で与えられた識別情報を用いて識別することができない場合、ACA1026は、UE1022に対して識別情報要求を開始することができる。UE1022は、識別情報応答メッセージ内のUE1022の識別情報を用いてACA1026に応答することができる。正常な認証の後で、ネットワークは、例えば、受信者のプライバシを保護するために、UE1022とACA1026との間でNGNASメッセージを暗号化するために、セキュリティモードコマンドを開始することができる。したがって、その後のNGNASメッセージは、健全性を保護することができる。
ステップ1104で、正常な認証の後で、ACA1026は、例えば、位置更新要求メッセージを使用して、HSS1028をUE1022のコンテキストを用いて更新することができ、また、HSS1028からのこのUE1022に関する受信者プロファイルに関する要求も含むことができる。HSS1028は、そのデータベースをUE1022の現在のコンテキストを用いて更新して、要求があれば位置更新肯定承認メッセージ内にUE1022の受信者プロファイルを用いてACA1026に応答することができる。
ステップ1105で、AC1026は、UE1022に正常なNGNASアタッチ応答を用いて応答することができる。
ステップ1106で、UE1022は、そのサービスを提供しているACA1026に対して、その目標NGサービスタイプ及びリソース割り当て要求情報を含むことができるNGサービスセッション要求を開始することができる。
ステップ1107で、ACA1026は、UE1022に関するNSサービス開始要求をトリガするための適切なネットワークスライスインスタンス1030を選択するために、必要なネットワークスライスインスタンス選択情報(例えば、UEの能力、UEの位置、UEのHPLMN方針、及びNGサービスタイプ情報など)を参照することができる。
ステップ1108で、UE1022は、ネットワークスライスインスタンス1030、次世代アクセス1024、及びUE1022内のネットワーク機能を用いて、NGサービスセッション確立手順を実行することができる。
図12〜図13−提案されたネットワークスライス選択の解決策
前述したネットワークスライシングをサポートする論理アーキテクチャ(すなわち、第1、第2、第3、及び第4の解決策を包含する)は、多様な制約を受ける場合がある。例えば、第1及び第4の解決策では、すべてのシグナリングは、それぞれ、スライス選択及びルーティング機能又はアクセス制御エージェントを介してルーティングされる。加えて、第1の解決策では、ユーザデータもまた、スライス選択及びルーティング機能を介してルーティングされる。そのようなアーキテクチャは、相対的に柔軟性がないことがあり、特に堅固で強力なネットワークスライス選択エンティティを提供せざるを得ないことがあり、並びに/又は、データ及び/若しくはシグナリングのボトルネック若しくは故障さえも被る場合がある可能性がある。第2の解決策は、一般的な方法でのネットワークスライス選択技術のみを提供し、ネットワークスライス選択のためのなんら具体的な手順の詳細を含まず、通信機器が複数の(例えば、異なる)ネットワークスライスに接続する手段を明確に提供しない。第3の解決策は、共通の制御プレーン機能が異なるネットワークスライスに対して存在することを前提にしており、これは、不要な剛直さをアーキテクチャに負わせる場合がある可能性がある。
それゆえに、図12は、そのような制約に対処する方法でネットワークスライス選択をサポートすることができる、あり得るセルラネットワークの論理アーキテクチャを示し、図13は、図12のアーキテクチャに関連付けられた、あり得る信号フロー手順の詳細を示す。したがって、図12に示したアーキテクチャ並びに図13の関連付けられた手順及び詳細は、本明細書で「提案されたアーキテクチャ」及び/又は「提案された解決策」と呼ばれる場合がある。
図に示すように、図12のネットワークスライス選択の論理アーキテクチャは、UE1222、無線アクセスネットワーク(RAN)ノード1224、ネットワークスライス選択機能(NSSF)1226、及びユーザ加入情報リポジトリ(例えば、HSS)1228を含む。NSSF1226は、RANノード1224に対するインターフェース及びHSS1228に対するインターフェースを含むことができる。NSSFは、例えば、HSSからのユーザ加入情報及びネットワーク事業者の方針に基づいた、RANノード1224による要求で特定のUE接続に関するネットワークスライスを選択することを担当することができる。更に図に示すように、提案されたアーキテクチャは、複数のコアネットワークスライス(例えば、NS1 1230、NS2 1240など)を含むことができる。RANノード1224はまた、少なくともいくつかの実施形態により、複数の(例えば、仮想の)RANスライスを実施することができる。
図に示すように、それぞれの対応するネットワークスライスに対して1つの制御プレーン(CP)エントリポイント(例えば、CPエントリポイント1232、1242)があってよい。NSSF1226は、例えば、対応するネットワークスライスIDと対で、これらのCPエントリポイントに関するアドレス(例えば、IPアドレス)を記憶することができる。例えば、UE1222からの、所与のUE接続要求に対してNSSF1226により選択されたネットワークスライスID及びアドレスの対は、ネットワークスライス選択応答内でNSSF1226によりRANノード1224に送信することができる。RANノードは、この対をUE1222に関するUEコンテキスト情報に記憶して、UE1222のために指定されたCPエントリポイントへの接続を要求することができる。
いくつかの実施形態により、UE1222は、任意選択的に、好ましいネットワークスライスID(Network Slice ID、NSID)をネットワークに示すことができる。例えば、1つの可能性として、UEの好ましいNSIDが提供されて、ネットワークにより使用される選択方針に一致する場合、好ましいNSIDは、すべての一致するNSIDの中で最も高い優先度を有するとしてNSSF1226により選択することができ、一方で、UEの好ましいNSIDが提供されない場合又は提供されたUEの好ましいNSIDがネットワークにより使用される選択方針に一致しない場合、NSSF1226は、UE1222に対して異なるNSID(例えば、すべての一致するNSIDの中で最も高い優先度を有するもの)を選択することができる。
いくつかの実施形態により、UE1222は、同時に1つより多くのネットワークスライスに接続することができ得る。例えば、UE1222が新規接続又は新規サービスを要求する毎に、RANノード1224は、新規接続/サービスに対する適切なネットワークスライスIDをNSSF1226にクエリすることができ、そのCPエントリポイントを介して選択されたネットワークスライスとの接続を確立することができる。したがって、UE1222は、少なくとも部分的に一時的に重複する方法で、複数のネットワークスライス(例えば、NS1 1230及びNS2 1240)と通信することができ得る。
図13は、図12のネットワークスライス選択の論理アーキテクチャに関連付けられた(例えば、提案された解決策に関連付けられた)信号フロー手順を示す。図示した信号フロー手順は、第1のサービス要求(パート1:ステップ1301〜1311)及び第2のサービス要求(パート2:ステップ1312〜1319)に対する、あり得る信号フローを含む。
図に示すように、ステップ1301で、UE1222及びRANノード1224は、例えば、1つ以上の無線リソース制御(radio resource control、RRC)ベアラを設定することを含む、アクセス層(access stratum、AS)の接続を確立することができる。いくつかの実施形態により、RANノード1224は、RANノード1224によりサポートされるネットワークスライスに関連付けられた1つ以上のネットワークスライスID(NSID)、コアネットワークスライスID(core network slice ID、CNSID)、及び/又は無線アクセスネットワークスライスID(radio access network slice ID、RANSID)をブロードキャストすることができる(例えば、マスター情報ブロック(master information block、MIB)、システム情報ブロック(system information block、SIB)内などで)。UE1222は、セル選択中にこの情報を考慮することができ、少なくともいくつかの例では、サービングセル(例えば、RANノード1224)を、そのサービングセルから利用可能であると示されたネットワークスライスに少なくとも部分的に基づいて、選択することができる。
ステップ1302で、UE1222は、非アクセス層(non-access stratum、NAS)接続要求メッセージを選択されたRANノード1224に提供することができる。NAS接続要求は、例えば、ネットワークから特定のサービスを入手するための接続を要求するための、(「第1の」)サービス要求として機能することができる。NAS接続要求は、UEのID、サービスタイプ、アプリケーションIDなどを含む可能性があるがこれらに限定されない、様々なタイプの情報の任意のものを含むことができる。任意選択的に、UE1222は、メッセージ内に1つ以上の好ましいネットワークスライス(例えば、UEの好ましいNSID)の通知を含むことができる。
ステップ1303で、RANノード1224は、例えば、UEのID、サービスタイプ、アプリケーションID、UEの好ましいNSID、RANノードIDなどの、ステップ1301でUE1222から入手した情報のいずれか又はすべてを含むことができる、ネットワークスライス選択要求メッセージをNSSF1226に送信することができる。
ステップ1304で、NSSF1226は、それがUE1222に関する有効な加入データ及び/又はネットワークスライス選択に関連するデータを有するかどうかを判定することができる。NSSF1226は、所望のように様々な方法のうちの任意の方法で、UE1222に関する任意の入手可能なデータが有効かどうかを判定することができることを留意されたい。1つの可能性として、データが最初に入手されたときにタイマを開始することができ、そのデータは、タイマの終了まで有効と考えることができ、その後、そのデータはもはや有効と考えることができない。NSSF1226は、それがUE1222に関する有効な加入データ及び/又はネットワークスライス選択に関連するデータを有さない(又はUE1222に関するネットワークスライス選択を行うための充分有効なデータを有さない)と判定する場合、NSSF1226は、加入リポジトリ(例えば、HSS)1228からのUE1222に関する加入データ及び/又はネットワークスライス選択に関連するデータを要求することができる。
ステップ1305で、HSS1228は、要求されたデータをNSSF1226に提供することができる。NSSF1226は、HSS1228から受信したデータを記憶することができ、(少なくともいくつかの例では)UE1222に関する記憶されたデータの有効性を監視するための、タイマを開始する又は別の方法で機構を開始することができる。
ステップ1306で、NSSF1226は、UE1222に関するネットワークスライスを選択することができる。ネットワークスライスは、様々な考慮事項の中でネットワーク事業者のネットワークスライス選択方針、UE1222の物理的及び/若しくは加入特性に関する情報、並びに/又は第1のサービス要求に関する情報のいずれか又はすべてに基づいて選択することができ、ステップ1303でRANノード1224を経由してUE1222から受信した情報、ステップ1305でHSS1228から受信した情報、及び/又はNSSF1226により記憶された情報を含むことができる。
いくつかの実施形態により、NSIDは、RANSID及びCNSIDを含むことができる。少なくともいくつかの例では、UEの好ましいNSIDが提供されて、選択方針に適合している場合、UEの好ましいNSIDに、すべての一致するNSIDの中で最も高い優先度を与えることができ、選択することができる。UEの好ましいNSIDが選択方針に適合していない場合、NSSF1226は、異なるNSID(例えば、すべての一致するNSIDの中で最も高い優先度を有するNSID)を選択することができる。前述したように、ネットワークスライスIDは、単一のCPエントリポイントに関連付けることができ、更にCPネットワーク機能及びUPネットワーク機能の組に関連付けることができる。
ステップ1307で、NSSF1226は、選択されたNSID(例えば、図13の信号フローの例のNSID1)、及び選択されたCPエントリポイント(例えば、図13の信号フローの例のNS1のCPエントリポイント1232)に関する関連付けられたIPアドレス情報を示すことができる、ネットワークスライス選択応答(結果)メッセージをRANノード1224に提供することができる。それぞれのNSIDは、CNSID及びRANSIDを含むことができるため、少なくともいくつかの実施形態により、ネットワークスライス選択応答は、特定の(「第1の」)コアネットワークスライス及び特定の(「第1の」)無線アクセスネットワークスライスを暗黙的に示すことができることを留意されたい。別の可能性として、ネットワークスライス選択応答は、第1のサービス要求に対して選択された「第1の」コアネットワークスライス及び/又は「第1の」無線アクセスネットワークスライスの通知を明示的に含むことができる。
ステップ1308で、RANノード1224は、接続要求メッセージをNS1のCPエントリポイント1232に提供することができる。接続要求メッセージは、例えば、選択されたNSID1及びRANノードIDを有する、NAS接続要求メッセージを含むことができる。RANノード1224は、その選択されたNSID1及びNS1のCPエントリポイントのIPアドレスを有するUEコンテキストを確立することができる。RANノード1224はまた、UE1222をNSID1のリソースプールに関連付けて、それに応じて、NSID1のリソースプールからRANリソースをUE1222に提供することができる(例えば、少なくとも第1のサービス要求に関連して)。
ステップ1309で、NS1のCPエントリポイント1232は、例えば、選択されたNSID1に対して予め定義することができるように、接続確立手順を実行することができる。接続確立手順は、ネットワークスライス固有のものとすることができ、異なるネットワーク機能(例えば、NS1 1234内の他のNF)を伴うことができる。いくつかの実施形態により、接続確立手順は、認証、一時的ID割り当て、IPアドレス割り当て、セッション確立、及び/又は様々な他の要素の任意のもののいずれか又はすべてを含むことができる。
ステップ1310で、NS1のCPエントリポイント1232は、NAS接続確立応答及びNS1内の他のNFに関する1つ以上のアドレス(例えば、UPのNF1のIPアドレスなど)を保持することができる接続確立応答メッセージをRANノード1224に提供することができる。RANノード1224は、そのようなルーティング情報(例えば、UPのNF1のIPアドレス、対応するAS接続など)を追加するために、UEコンテキストを更新することができる。
ステップ1311で、RANノード1224は、そのような情報を一時的なUEのID、UE1222に対して割り当てられたIPアドレス、及び/又はUE1222に関する他のNAS接続関連情報として含むことができる、NAS接続確立応答をUE1222に送信することができる。
ステップ1312で、UE1222は、新規サービス要求メッセージをRANノード1224に提供することができる。新規サービス要求メッセージは、例えば、ネットワークから特定のサービス(例えば、第1のサービスとは異なる)を入手するための接続を要求するための、「第2の」サービス要求として機能することができる。新規サービス要求は、UEのID、サービスタイプ、アプリケーションIDなどを含む可能性があるがこれらに限定されない、様々なタイプの情報の任意のものを含むことができる。任意選択的に、UE1222は、メッセージ内に1つ以上の好ましいネットワークスライス(例えば、UEの好ましいNSID)の通知を含むことができる。
ステップ1313で、RANノード1224は、例えば、UEのID、サービスタイプ、アプリケーションID、UEの好ましいNSID、RANノードIDなどの、ステップ1312でUE1222から入手した情報のいずれか又はすべてを含むことができる、ネットワークスライス選択要求メッセージをNSSF1226に送信することができる。
ステップ1314で、NSSF1226は、それがUE1222に関する有効な加入データ及び/又はネットワークスライス選択に関連するデータを有するかどうかを判定することができる。そのような情報は、前に入手していることができる(例えば、ステップ1304及び1305で)ため、この場合、NSSF1226は、UE1222に関する有効な加入データ及びネットワークスライス選択に関連するデータを有することができる。加えて、NSSF1226は、第2のサービス要求に対して、UE1222に関するネットワークスライスを選択することができる。ネットワークスライスは、様々な考慮事項の中でネットワーク事業者のネットワークスライス選択方針、UE1222の物理的及び/若しくは加入特性に関する情報、並びに/又は第1のサービス要求に関する情報のいずれか又はすべてに基づいて選択することができ、(この場合)ステップ1313でRANノード1224を経由してUE1222から受信した情報、並びにNSSF1226により記憶された加入データ及びネットワークスライス選択に関連するデータを含むことができる。
ステップ1315で、NSSF1226は、選択されたNSID(例えば、図13の信号フローの例のNSID2)及び選択されたCPエントリポイント(例えば、図13の信号フローの例のNS2のCPエントリポイント1242)に関する関連付けられたIPアドレス情報を示すことができる、ネットワークスライス選択応答(結果)メッセージをRANノード1224に提供することができる。それぞれのNSIDは、CNSID及びRANSIDを含むことができるため、少なくともいくつかの実施形態により、ネットワークスライス選択応答は、特定の(「第2の」)コアネットワークスライス及び特定の(「第2の」)無線アクセスネットワークスライスを暗黙的に示すことができる。別の可能性として、ネットワークスライス選択応答は、第2のサービス要求に対して選択された「第2の」コアネットワークスライス及び/又は「第2の」無線アクセスネットワークスライスの通知を明示的に含むことができる。
ステップ1316で、RANノード1224は、接続要求メッセージをNS2のCPエントリポイント1242に提供することができる。接続要求メッセージは、例えば、選択されたNSID2及びRANノードIDを有する、新規サービス要求メッセージを含むことができる。RANノード1224は、例えば、NSID2及びNS2のCPエントリポイントのIPアドレスを追加して、UEコンテキストを更新することができる。RANノード1224はまた、UE1222の新規接続をNSID2のリソースプールに関連付けて、それに応じて、NSID2のリソースプールからRANリソースをUE1222に提供することができる(例えば、少なくとも第2のサービス要求に関連して)。
ステップ1317で、NS2のCPエントリポイント1242は、例えば、選択されたNSID2に対して予め定義することができるように、接続確立手順を実行することができる。接続確立手順は、ネットワークスライス固有のものとすることができ、異なるネットワーク機能(例えば、NS2 1244内の他のNF)を伴うことができる。
ステップ1318で、NS2のCPエントリポイント1242は、NASサービス応答及びNS2内の他のNFに関する1つ以上のアドレス(例えば、UPのNF2のIPアドレスなど)を保持することができる、接続確立応答メッセージをRANノード1224に送信することができる。RANノード1224は、そのような新規ルーティング情報(例えば、UPのNF2のIPアドレス、対応するAS接続など)を追加するために、UEコンテキストを更新することができる。
ステップ1319で、RANノード1224は、NASサービス応答をUE1222に送信することができる。
前述したように、提案された解決策は、前述した(すなわち、第1、第2、第3、及び第4の)解決策に対して、多数の利点を提供することができる。例えば、提案された解決策は、NSSFにシグナリング又はデータルーティングが求められないため、相対的に小さなネットワークスライス選択機能の処理能力を必要とし得る。更に、提案されたアーキテクチャは、NSSFが(例えば、一時的に)故障した場合でも、例えば、既定(デフォルト)のネットワークスライス及び/又はUEが既存の接続を有するネットワークスライスへのUEに関する接続を確立することがまだ可能であり得るため、本質的に相対的に堅固なものとすることができる。加えて、それぞれのネットワークスライス用のネットワーク機能及びそれらのインターフェース/手順は、例えば、管理及び調和システムを介して、ネットワークスライス内に定義されている。これにより、異なるネットワークスライス間の論理を簡易化することができ、ネットワークスライシング導入のユースケースのより高い柔軟性を可能にすることができる(例えば、ネットワークスライスが、共通のCP機能に依拠する必要がないため)。
以下の節では、例示する目的のために、提案する解決策、並びに第1、第2、第3、及び第4の解決策の特定の特徴を、比較して対比する。
第1の解決策では、すべてのシグナリング及びデータは、スライス選択及びルーティング機能を通過するであろう。前述したように、これは、スライス選択及びルーティング機能が非常に強力に堅固であり相当な処理能力を有することを必要とすることがある。提案された解決策におけるNSSFは、(少なくともいくつかの実施形態により)ネットワークスライス選択のみのために使用することができ、UEのNASメッセージを処理又はUPデータをルーティングしないでよい。
第2の解決策は、UEに関するネットワークスライスを選択するための一般的な方法を説明している。比較すると、提案された解決策は、UEが複数の異なるネットワークスライスに接続するのをサポートし、詳細な接続確立手順を含む。
第3の解決策は、異なるネットワークスライスに対して共通のCP機能が存在するという前提に基づいている。提案された解決策は、そのような前提をなんら必要としない。加えて、第3の解決策では、RANノードが接続するネットワークスライスインスタンス内のCP機能(単数又は複数)は、RANノードにより選択される。比較すると、提案された解決策では、RANノードが接続するCP機能は、NSSFにより示すことができる。更に、第3の解決策では、サービス要求メッセージは、RANノードにより共通のCP機能に常に送信されるが、提案された解決策では、サービス要求メッセージは、選択されたネットワークスライスのCPエントリポイントに送信することができる。
第4の解決策におけるACAは、すべてのNASのCPメッセージをこのACA機能を介してルーティングすることができるように、UEに関するCPアンカーを表すことができる。対照的に、提案された解決策におけるNSSFは、(少なくともいくつかの実施形態により)ネットワークスライス選択のみのために使用することができ、UEのNASメッセージを処理しないでよい。
更なる例示的な実施形態が以下に提供される。
一組の実施形態は、セルラネットワークのネットワークスライス選択機能(NSSF)のセルラネットワークエンティティに、無線デバイスによるサービス要求に関連付けられたネットワークスライス選択要求を受信させ、ネットワークスライス選択要求に応じてセルラネットワークのネットワークスライスを選択させ、ネットワーク選択応答を提供させる、ように構成された処理要素を備える装置を含むことができ、ネットワークスライス選択応答は、選択されたネットワークスライスに関する制御プレーンエントリポイントアドレスを示す。
いくつかの実施形態により、ネットワークスライスを選択することは、サービス要求を介して無線デバイスから受信した情報に少なくとも部分的に基づく。
いくつかの実施形態により、無線デバイスから受信した情報は、好ましいネットワークスライスの通知を含み、好ましいネットワークスライスの通知は、ネットワークスライスを選択するときに使用される。
いくつかの実施形態により、処理要素は、NSSFに、セルラネットワークのユーザ加入情報リポジトリからの無線デバイスに関するユーザ加入情報を要求させ、ユーザ加入情報リポジトリからの無線デバイスに関するユーザ加入情報を受信させる、ように更に構成され、ネットワークスライスを選択することは、ユーザ加入情報リポジトリから受信したユーザ加入情報に少なくとも部分的に基づく。
いくつかの実施形態により、処理要素は、NSSFに、少なくとも記憶したユーザ加入情報が有効と考えられる時間期間の間、無線デバイスに関するユーザ加入情報を記憶させ、記憶したユーザ加入情報に少なくとも部分的に基づいて、記憶したユーザ加入情報が有効と考えられる時間期間の間、無線デバイスに関するネットワークスライス選択を実行させる、ように更に構成される。
いくつかの実施形態により、ネットワークスライス選択要求は、セルラネットワークの無線アクセスネットワーク(RAN)ノードから受信され、ネットワークスライス選択応答は、セルラネットワークのRANノードに提供され、セルラネットワークエンティティは、無線デバイスに関するユーザプレーンのデータを処理しない。
いくつかの実施形態により、ネットワークスライス選択応答は、選択されたネットワークスライスの制御プレーンネットワーク機能及びユーザプレーンネットワーク機能の選択された組を更に示す。
いくつかの実施形態により、選択されたネットワークスライスは、無線アクセスネットワーク(RAN)スライス及びコアネットワーク(CN)スライスを含む。
実施形態の更なる組は、セルラネットワークのネットワークスライス選択機能(NSSF)に、無線デバイスからRANノードにより受信した第1のサービス要求に関連付けられた、セルラネットワークの無線アクセスネットワーク(RAN)ノードからの第1のネットワークスライス選択要求を受信させ、第1のコアネットワークスライスに関する制御プレーンエントリポイントアドレスを示す第1のネットワークスライス選択応答を提供させる、処理要素により実行可能なプログラム命令を含む、非一時的コンピュータアクセス可能記憶媒体を含むことができる。
いくつかの実施形態により、第1のネットワークスライス選択要求は、第1のサービス要求に関する、無線デバイス識別情報、サービスタイプ情報、アプリケーション識別情報、又は好ましいネットワークスライスのうちの1つ以上の通知を含む。
いくつかの実施形態により、プログラム命令は、NSSFに、無線デバイスに関する有効な加入情報がNSSFにより記憶されているかどうか判定させ、無線デバイスに関する有効な加入情報がNSSFにより記憶されていない場合にセルラネットワークのホーム加入者サーバ(HSS)から無線デバイスに関する加入情報を入手させる、ように更に実行可能であり、第1のネットワークスライス選択応答は、無線デバイスに関する加入情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のコアネットワークスライスに関する制御プレーンエントリポイントアドレスを示す。
いくつかの実施形態により、プログラム命令は、NSSFに、無線デバイスからRANノードにより受信した第2のサービス要求に関連付けられた、セルラネットワークのRANノードからの第2のネットワークスライス選択要求を受信させ、第2のコアネットワークスライスに関する制御プレーンエントリポイントアドレスを示す第2のネットワークスライス選択応答を提供させる、ように更に実行可能である。
いくつかの実施形態により、プログラム命令は、NSSFに、第1のネットワークスライス選択要求に応じて第1のサービス要求に対するセルラネットワークの第1のコアネットワークスライスを選択させ、第1のネットワークスライス選択要求に応じて第1のサービス要求に対するセルラネットワークの第1のRANスライスを選択させる、ように更に実行可能であり、第1のネットワークスライス選択応答は、第1のサービス要求に対して第1のコアネットワークスライス及び第1のRANスライスが選択されることを更に示す。
実施形態のまた更なる組は、ネットワークインターフェースと、ネットワークインターフェースに通信可能に接続された処理要素と、を備える、セルラネットワークのセルラネットワークエンティティを含むことができ、ネットワークインターフェース及び処理要素は、第1のサービス要求を無線デバイスから受信し、第1のサービス要求に関連付けられた第1のネットワークスライス選択要求をネットワークスライス選択機能に提供し、第1のネットワークスライス選択要求に応じてセルラネットワークの第1のコアネットワークスライスが選択されることを示す第1のネットワークスライス選択応答であって、第1のネットワークスライス選択応答は第1のコアネットワークスライスに関する制御プレーンエントリポイントアドレスを更に示す、第1のネットワークスライス選択応答を受信し、第1のコアネットワークスライスに関する示された制御プレーンエントリポイントアドレスを使用して第1のコアネットワークスライスとの接続を確立する、ように構成され、第1のコアネットワークスライスとの接続は、第1のサービス要求に関連付けられる。
いくつかの実施形態により、無線デバイスから受信した第1のサービス要求は、第1の好ましいネットワークスライスの通知を含み、第1のネットワークスライス選択要求は、第1の好ましいネットワークスライスの通知を含む。
いくつかの実施形態により、セルラネットワークエンティティは、セルラネットワークの無線アクセスネットワーク(RAN)エンティティを備え、ネットワークインターフェース及び処理要素は、RANエンティティによりサポートされるセルラネットワークの1つ以上のネットワークスライスの通知をブロードキャストするように更に構成される。
いくつかの実施形態により、セルラネットワークエンティティは、セルラネットワークの無線アクセスネットワーク(RAN)エンティティを備え、第1のネットワークスライス選択応答は、セルラネットワークの第1のRANスライスが選択されることを更に示し、ネットワークインターフェース及び処理要素は、第1のRANスライスに関連付けられたリソースプールからRANリソースを無線デバイスに提供するように更に構成される。
いくつかの実施形態により、ネットワークインターフェース及び処理要素は、第2のサービス要求を無線デバイスから受信し、第2のサービス要求に関連付けられた第2のネットワークスライス選択要求をネットワークスライス選択機能に提供し、第2のネットワークスライス選択要求に応じてセルラネットワークの第2のコアネットワークスライスが選択されることを示す第2のネットワークスライス選択応答であって、第2のネットワークスライス選択応答は第2のコアネットワークスライスに関する制御プレーンエントリポイントアドレスを更に示す、第2のネットワークスライス選択応答を受信し、第2のコアネットワークスライスに関する示された制御プレーンエントリポイントアドレスを使用して第2のコアネットワークスライスとの接続を確立する、ように更に構成され、第2のコアネットワークスライスとの接続は、第2のサービス要求に関連付けられる。
いくつかの実施形態により、第1のコアネットワークスライスとの接続及び第2のコアネットワークスライスとの接続は、少なくとも部分的に一時的に重複する方法で確立される。
いくつかの実施形態により、第1のコアネットワークスライスは、第2のコアネットワークスライスとは異なるコアネットワークスライスである。
実施形態の別の例示的な組は、前述の実施例のいずれかの任意の又はすべての部分を実行することを含む、方法を含むことができる。
実施形態の更に別の例示的な組は、前述の実施例のいずれかの任意の又はすべての部分を実行する命令を含む、コンピュータプログラムを含むことができる。
実施形態のまた別の例示的な組は、前述の実施例のいずれかの任意の又はすべての要素を実行する手段を備える、装置を含むことができる。
本開示の実施形態は、様々な形態のうちのいずれかで実現することができる。例えば、いくつかの実施形態は、コンピュータにより実行される方法、コンピュータ可読記憶媒体、又はコンピュータシステムとして実現することができる。他の実施形態は、ASICなどのカスタム設計されたハードウェアデバイスの1つ以上を使用して、実現することができる。更に他の実施形態は、FPGAなどの1つ以上のプログラム可能ハードウェア要素を使用して実現することができる。
いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、プログラム命令及び/又はデータを記憶するように構成することができ、このプログラム命令は、コンピュータシステムによって実行される場合には、そのコンピュータシステムに、方法、例えば、本明細書に記載した方法の実施形態のうちのいずれか、又は、本明細書に記載された方法の実施形態の任意の組み合わせ、又は、本明細書に記載された方法の実施形態のうちのいずれかの任意のサブセット、又は、このようなサブセットの任意の組み合わせ、を実行させる。
いくつかの実施形態では、デバイス(例えば、ネットワーク要素500)は、プロセッサ(又はプロセッサの組)及び記憶媒体を含むように構成することができ、記憶媒体はプログラム命令を記憶し、プロセッサは、記憶媒体からプログラム命令を読み込み、実行するように構成される。プログラム命令は、本明細書に記載されている種々の方法の実施形態の任意のもの(又は、本明細書に記載されている方法の実施形態の任意の組合せ、又は、本明細書に記載されている方法の実施形態のいずれかの任意のサブセット、又はこのようなサブセットの任意の組合せ)を実施するために実行可能である。デバイスは、種々の形態のうちの任意のもので実現されてもよい。
上記の実施形態は、かなり詳細に記載されているが、上記の開示が完全に理解されると、当業者には、数多くの変形及び変更が明らかとなるであろう。以下の請求項は、このような変形及び変更の全てを包含するように解釈することを意図している。