JP7024104B2 - 一時識別子を送信するための方法およびシステム - Google Patents

Description

本開示は一般に、無線ネットワークに関し、より詳細には、一時識別子を送信および／または取得するための方法およびシステムに関する。

現在の多くの無線ネットワーク（例えば、主要な無線通信事業者のもの）において、ユーザ機器（「ＵＥ」）が無線アクセスネットワーク（「ＲＡＮ」）にアクセスしようとするとき（例えば、ＵＥが電源ＯＮされた後）、ＵＥが実行する最初のタスクの１つはランダムアクセス手順に参加することである。ランダムアクセス手順の終了時において、ＵＥはＲＡＮと無線リソース制御（「ＲＲＣ」）接続を確立する。その際、ＵＥは一時的なＵＥ ＩＤを使用して自分を識別することができる。これにより、コアネットワーク（「ＣＮ」）はＵＥが国際モバイルサブスクライバＩＤ（「ＩＭＳＩ」）を提供するＵＥの必要性なしに、サブスクライバが誰であるかを知ることができ、それによってＵＥの安全性を妥協することができる。ＣＮは、一時的なＵＥ ＩＤとＩＭＳＩとの間のマッピングを維持する。

添付の特許請求の範囲は本技術の特徴を詳細に記載しているが、これらの技術はそれらの目的および利点とともに、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から最もよく理解することができる：

本開示の様々な実施形態が実装されるシステムの図である。 通信装置のハードウェアアーキテクチャの１例を示す。 一時識別子の可能な構造の例である。 一時識別子の可能な構造の例である。 １実施形態による、一時識別子を送信および受信するための手順の通信フロー図である。

本開示は一般に、一時識別子を送信および受信するための方法およびシステムを対象とする。様々な実施形態によれば、ＵＥの一時識別子は２つの部分に分割され、別々のメッセージを介してＵＥからＲＡＮのノードに送信され、ＵＥ一時識別子の１つの部分は第１メッセージであり、他の部分は第２メッセージである。

様々な実施形態によれば、一時識別子を送信する方法は無線通信装置に関するものであり、以下を有する：無線通信装置の一時識別子の第１部分を第１メッセージにおいて無線アクセスネットワークに対して送信するステップ；一時識別子の第２部分を第２メッセージにおいて無線アクセスネットワークに対して送信するステップ。

１実施形態において、この方法はさらに、デバイスが無線アクセスネットワークから、第１部分を含む競合解決メッセージを受信するステップを有する。

第１および第２メッセージのうち１つは、無線リソース制御接続要求メッセージおよび無線リソース制御接続セットアップ完了メッセージであってもよい。

様々な実施形態によれば、第１部分は一時識別子の複数の最下位ビットであり、第２部分は一時識別子の複数の最上位ビットである。

１実施形態において、最下位ビットは、一時的モバイルサブスクライバ識別子、および、アクセスおよびモビリティ管理機能ポインタを含む。

１実施形態によれば、最下位ビットはアクセスおよびモビリティ管理機能セット識別子の最下位ビットを含み、最上位ビットはアクセスおよびモビリティ管理機能セット識別子の最上位ビットを含む。

図１は、本明細書で説明される様々な実施形態を実装することができる通信システム１００を示す。通信システム１００はいくつかの無線通信装置（「無線通信装置」は便宜上、本明細書では「通信装置」または「装置」に短縮されることがある）を含む。図示される通信装置は、第１通信装置１０２（ユーザ機器（「ＵＥ」）として示される）、第２通信装置１０４（基地局として示される）、および第３通信装置１０６（ＵＥとして示される）である。多くの他の通信装置が存在し得ること、および図１に表されるものは、単なる例示であることが理解されるべきである。１実施形態において、無線通信システム１００は、図１に示されていない多くの他のコンポーネントを有する。例えば他の基地局、他のＵＥ、無線インフラストラクチャ、有線インフラストラクチャ、および無線ネットワークで一般に見られる他のデバイスなどが挙げられる。通信装置の可能な実装は、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、および非伝統的なデバイス（例えば、家庭電化製品または「物のインターネット」の他の部分）などの、無線通信が可能な任意のデバイスを含む。無線通信システムの一部（例えば、無線アクセスネットワークの一部）として動作する場合、無線通信装置は「無線ネットワークノード」と呼ばれることがある 無線通信装置は、主に無線信号を送受信することによって通信する。

第２通信装置１０４は、ＲＡＮ(第４世代または第５世代ＲＡＮの「ノードＢ」など）１０８のノードとして動作する。ＲＡＮ１０８はＣＮ１１０と通信可能にリンクされる。ＣＮ１１０はＲＡＮ１０８をサポートする多くの機能を受け持ち、アクセスおよびモビリティ管理機能（「ＡＭＦ」）１１２を含む多くのコンポーネントを有する。ＡＭＦ１１２によって実行される「機能」は実際には、１つまたは複数の実際のコンピューティングデバイスによって（例えば、ソフトウェアの制御下で）実行されることを理解されたい。したがって、本明細書におけるＡＭＦへのすべての言及は１つのコンピュータハードウェア（たとえば、１つまたは複数のコンピューティングデバイス）への言及であると理解されるべきである。

以下の説明は、図１を特に参照することなく、ノードおよびＵＥを参照することがある。しかし、本明細書で説明される方法のすべては図１の通信装置によって実行されてもよく、一般的な態様でのノード、基地局、およびＵＥへの言及は単に便宜のためであることを理解されたい。また、説明された手順のそれぞれについて、１実施形態においては、ステップは説明文が示す順序で実行される。他の実施形態においては、ステップは異なる順序で実行される。

図２は、１実施形態による、ＡＭＦ１１２を含む、図１の無線通信装置のそれぞれによって実装される基本的なハードウェアアーキテクチャを示す。図１の要素は、他の構成要素を有することもできる。図２に示すハードウェアアーキテクチャは、論理回路２０２、メモリ２０４、トランシーバ２０６、およびアンテナ２０８（送信アンテナおよび／または受信アンテナを含む）によって表される１つまたは複数のアンテナを含む。メモリ２０４は例えば、論理回路が送信を処理することができるまで、入ってくる送信を保持するバッファであってもよく、またはそのようなバッファを備えてもよい。これらの要素のそれぞれは、１つまたは複数のデータ経路２１０を介して互いに通信可能にリンクされる。データ経路の例としては、ワイヤ、マイクロチップ上の導電経路、およびワイヤレス接続が含まれる。図２のハードウェアアーキテクチャは、本明細書では「コンピューティングデバイス」とも呼ばれる。

本明細書で使用される「論理回路」という語は、数学的論理の観点から定義される複雑な機能を実行するように設計された回路（１種の電子ハードウエア）を意味する。論理回路の例としては、マイクロプロセッサ、コントローラ、または特定用途向け集積回路が含まれる。本開示において動作を実行するデバイスというとき、これは、デバイスと一体化された論理回路が実際に動作を実行していることも意味し得ることが理解されるべきである。

多くの既存の無線ネットワークでは、ＲＲＣ接続要求を用いて、ネットワークノードが競合解決のために使用する一時的なＵＥ ＩＤを、ネットワークノードに対して配送する。ＲＲＣ接続要求は、アップリンク（「ＵＬ」）共通制御チャネル（「ＣＣＣＨ」）（すなわち、ランダムアクセスメッセージ３（「ＭＳＧ３」）を使用して，シグナリング無線ベアラ０（「ＳＲＢ０」）上で送信される。ＳＲＢ０は無線リンク制御（「ＲＬＣ」）透過モード（「ＴＭ」）を使用し、したがってセグメンテーションを欠いているので、ＲＲＣプロトコルデータユニット（「ＰＤＵ」）全体は単一のトランスポートブロック内で送信される必要があり、これによりそのサイズが制限される。トランスポートブロックのサイズは、セルエッジにおいてＵＥに対して確実に配信することができるビット数によって決定され、配置構成によっては５６ビットまで低くすることができる。メディアアクセス制御（「ＭＡＣ」）、ＲＬＣ、およびパケットデータ収束プロトコル（「ＰＤＣＰ」）オーバヘッドを除去した後、実際のＲＲＣ ＰＤＵのために４８ビットのみが残る。

一時的なＵＥ ＩＤを４８ビットに拡張することが提案されている。このような拡張においては、一時的なＵＥ ＩＤはＭＳＧ３内に収まらないであろう。ＲＲＣ接続要求において他の要素が送信される必要があるからである（例えば、確立原因）。

ロングタームエボリューション（「ＬＴＥ」）ネットワークのいくつかの最近のバージョンにおいては、ＲＲＣ「レジューム」プロセスは、５６ビットＭＳＧ３に適合するために、レジュームＩＤの短縮バージョンを使用する。短縮されたレジュームＩＤは、性能に影響を及ぼす。基地局ごとに中断することができる接続の数、および接続を再開することができるエリアを低減するからである。

この問題に対処するために、１実施形態において、無線通信装置（例えば、ＵＥ）のための一時識別子は２つの部分に分割される。無線通信装置（「デバイス」）はＲＲＣ接続要求メッセージを介して第１部分を送信する。無線通信装置は、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを介して第２部分を送信する。第１および第２部分の特定のサイズの例を本明細書で説明したが、他のサイズも使用できることを理解されたい。

図３Ａを参照すると、１実施形態に従って構成された一時識別子（例えば、第５世代システムアーキテクチャ進化ＴＭＳＩ（「５Ｇ－Ｓ－ＴＭＳＩ」）の１例が示されている。この例では、一時ＩＤは次の構造を持つ：
<5G-S-TMSI> = <AMF Set ID><AMF Pointer><5G-TMSI>
ＡＭＦセットＩＤは長さ１２ビット、
ＡＭＦポインタは長さ４ビット、
５Ｇ－ＴＭＳＩは長さ３２ビットである。

この実施形態では、一時識別子（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ）は２つの部分、すなわち、４０個の最下位ビット（「ＬＳＢ」）および８個の最上位ビット（「ＭＳＢ」）に分割される。無線通信装置は、ＲＲＣ接続要求メッセージを介して４０個のＬＳＢを送信する。ＲＲＣ接続要求メッセージで送信される４０個のＬＳＢは、次のとおりである：
<5G-TMSI>：３２ビット
<AMF Pointer>：４ビット
<AMF Set ID>：４個のＬＳＢ

初期アクセスの場合、競合解決のために（例えば、ＲＡＮによって）４０個のＬＳＢを使用することができる。

無線通信装置（例えば、ＵＥ）は、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを介して、一時識別子の８つのＭＳＢビットを送信する。ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージで送信される８個のＭＳＢには、次のものがある：
<AMF Set ID>：８個のＭＳＢ

図３Ｂを参照する。１実施形態に係る一時識別子（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ）の１例を示す。この例では、一時ＩＤは次の構造を持つ：
<5G-S-TMSI> = <AMF Set ID><AMF Pointer><5G-TMSI>
ＡＭＦセットＩＤは長さ８ビット、
ＡＭＦポインタは長さ８ビット、
５Ｇ－ＴＭＳＩは長さ３２ビットである。

この実施形態では、無線通信装置はＲＲＣ接続要求メッセージで４０個のＬＳＢを送信する。４０個のＬＳＢは以下を含む：
<5G-TMSI>：３２ビット
<AMF Pointer>：８ビット

無線通信装置は、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを介して一時識別子の８個のＭＳＢを送信する。本実施形態では、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージで送信される８個のＭＳＢには以下が含まれる：
<AMF Set ID>：８ビット

前述の実施形態と同様に、一時識別子の４０個のＬＳＢを（例えば、ＲＡＮによって）競合解決のために使用することができる。

図４を参照して、１実施形態に従って実行される初期アクセス手順の１例を説明する。

４０２において、無線通信装置１０２は（例えば、無線通信装置１０４のようなＲＡＮ１０８のノードを介して）ＲＡＮ１０８へのＵＬ送信においてランダムアクセスチャネル（「ＲＡＣＨ」）上でランダムアクセスプリアンブルを送信する。

４０４において、ＲＡＮ１０８は無線通信装置１０２に対して、ランダムアクセス応答（例えば、ＭＡＣレイヤを経由して、ダウンリンク共有チャンネル（「ＤＬ－ＳＣＨ」）上で送信される）を送信する。

４０６において、無線通信装置１０２は、アップリンク共有チャネル（「ＵＬ－ＳＣＨ」）上で、第１スケジュール化ＵＬ送信でＲＡＮ１０８に対して送信する。この送信は（例えば、ＲＲＣレイヤにおいて無線通信装置１０２によって生成され、ＣＣＣＨを介して送信される）ＲＲＣ接続要求を含む。ＲＲＣ接続要求は、（例えば、３２ビット５Ｇ－ＴＭＳＩおよび８ビットＡＭＦポインタを含む５Ｇ－S－ＴＭＳＩの）一時識別子の４０個のＬＳＢ（図３Ｂの実施態様を使用する場合）または４ビットＡＭＦポインタおよびＡＭＦセットＩＤの４ビット（図３Ａの実施態様を使用する場合）および確立原因を含む。

４０８において、ＲＡＮ１０８はダウンリンク（「ＤＬ」）上で無線通信装置１０２に対して競合解決を送信する。ハイブリッド自動再送要求（「ＨＡＲＱ」）フィードバックは、ＲＲＣ接続要求メッセージにおいて提供され競合解決メッセージにおいてエコーされることにより、無線通信装置１０２が自身のＩＤ（すなわち、一時識別子の４０個のＬＳＢ内）を検出した場合にのみ、無線通信装置１０２（たとえば、ＵＥ）によって送信されることに留意されたい。

４１０において、ＲＡＮ１０８は、無線通信装置１０２に対してＲＲＣ接続設定メッセージを送信することによって、シグナリング無線ベアラ１（「ＳＲＢ１」）を確立する。

４１２において、無線通信装置１０２は、ＲＲＣ接続の確立が完了したことを確認する。無線通信装置１０２は、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを専用制御チャネル（「ＤＣＣＨ」）を介して送信し、初期非アクセス層（「ＮＡＳ」）専用情報／メッセージをＲＡＮ１０８に対して転送することによって、これを実施する。ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージは（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩの）一時識別子の８個のＭＳＢを含む（図３Ｂの実装を使用する場合、ＡＭＦセットＩＤを含み、図３Ａの実装を使用する場合、ＡＭＦセットＩＤの残りの８ビットを含む）。

接続セットアップ完了メッセージの送信後、無線通信装置１０２は一時識別子全体をＲＡＮ１０８に対して送信し、これにより無線通信装置の明確な識別を提供し、ＡＭＦ(例えば、ＡＭＦ１１２）およびネットワーク（例えば、ＲＡＮ１０８）の識別を可能にする。この識別は、ネットワークおよび無線通信装置によって、それらの間のシグナリングの間にデバイスのＩＤを確立するために使用することができる。

別の実施形態によれば、無線通信装置（たとえば、ＵＥ）は以下のように一時識別子を提供する：（ａ）装置は（たとえば、競合解決のために）ランダム値を（たとえば、ＲＲＣ接続要求などのＣＣＣＨメッセージを介して）ＲＡＮに対して送信し、（ｂ）その後、（たとえば、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージなどのＤＣＣＨメッセージを介して）一時識別子全体（たとえば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ）をＲＡＮに対して送信する。

１実施形態によれば、一時識別子（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ）のサイズが４０ビットより大きい場合、無線通信装置は、競合解決のためにＲＲＣ接続要求メッセージを介して４０ビットのランダム値を送信する。そして、無線通信装置はＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを介して、一時識別子全体（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ）をＲＡＮに対して送信する。

一時識別子のサイズにかかわらず、様々な実施形態において、無線通信装置は競合解決のためにＲＲＣ接続要求メッセージを介してランダム値を送信する。そして、無線通信装置はＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを介して、一時識別子全体（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ）をＲＡＮに対して送信する。

再び図４を参照すると、１実施形態において、一時識別子を提供するための手順は以下の通りである。

４０２において、無線通信装置１０２は（例えば、無線通信装置１０４のようなＲＡＮ１０８のノードを介して）ＲＡＮ１０８へのＵＬ送信においてＲＡＣＨ上でランダムアクセスプリアンブルを送信する。

４０４において、ＲＡＮ１０８は無線通信装置１０２に対してランダムアクセス応答（例えば、ＭＡＣレイヤ経由およびＤＬ－ＳＣＨ上で送信される）を送信する。

４０６において、無線通信装置１０２は、ＵＬ－ＳＣＨ上の第１スケジュール化ＵＬ送信でＲＡＮ１０８に対して送信する。この送信は（例えば、ＲＲＣレイヤにおいて無線通信装置１０２によって生成され、ＣＣＣＨを介して送信される）ＲＲＣ接続要求を含む。ＲＲＣ接続要求には、４０ビットのランダム値と確立要因が含まれる。４０ビットのランダム値は、競合解決のために無線通信装置１０２の識別子として使用される。

４０８において、ＲＡＮ１０８は、ＤＬ上で無線通信装置１０２に対して競合解決を送信する。ＨＡＲＱフィードバックは、ＲＲＣ接続要求メッセージで提供され競合解決メッセージにエコーされることにより、無線通信装置１０２が自身のＩＤ（すなわち、４０ビットランダム値）を検出した場合にのみ、無線通信装置１０２（例えば、ＵＥ）によって送信されることに留意されたい。

４１０において、ＲＡＮ１０８は、無線通信装置１０２に対してＲＲＣ接続設定メッセージを送信することによって、シグナリング無線ベアラ１（「ＳＲＢ１」）を確立する。

４１２において、無線通信装置１０２は、ＲＲＣ接続の確立が完了したことを確認する。無線通信装置１０２はＤＣＣＨを介してＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージを送信し、初期ＮＡＳ専用情報／メッセージをＲＡＮ１０８に送信することにより、これを実施する。ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージは一時識別子全体（例えば、５Ｇ－S－ＴＭＳＩ全体）を含む。

接続セットアップ完了メッセージの送信後、無線通信装置１０２は一時識別子全体をＲＡＮ１０８に対して送信し、これにより無線通信装置の明確な識別を提供し、ＡＭＦ(例えば、ＡＭＦ１１２）およびネットワーク（例えば、ＲＡＮ１０８）の識別を可能にする。この識別は、ネットワークおよび無線通信装置によって、それらの間のシグナリングの間にデバイスのＩＤを確立するために使用することができる。

本明細書で説明される方法のいずれかおよびすべては、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、またはその上で実行される。さらに、本明細書で説明される方法のいずれかまたはすべてを実行するための命令は、本明細書で説明される様々なタイプのメモリのいずれかなどのように、非一時的なコンピュータ可読媒体上に格納することができる。

本明細書に記載される例示的な実施形態は説明的な意味でのみ考慮されるべきであり、限定の目的のためではないことを理解されたい。各実施形態内の特徴または態様の説明は、典型的には他の実施形態における他の同様の特徴または態様において利用可能であると見なされるべきである。当業者であれば、以下の特許請求の範囲によって定義される要旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に様々な変更を加えることができることを理解するであろう。例えば、様々な方法のステップは、当業者に明らかな方法で並べ替えることができる。

Claims (16)

1. 無線通信のための方法であって、
   無線通信装置によって、前記無線通信装置の一時識別子の第１部分を第１メッセージにおいて無線アクセスネットワークに対して送信するステップであって、前記第１部分は前記一時識別子の複数の最下位ビットであり、前記一時識別子は、一時的モバイルサブスクライバＩＤと、アクセスおよびモビリティ管理機能情報とを含む、ステップ；
   前記無線通信装置によって、前記一時識別子の第２部分を第２メッセージにおいて前記無線アクセスネットワークに対して送信するステップであって、前記第２部分は前記一時識別子の複数の最上位ビットである、ステップ；
   を有する方法。
2. 前記方法はさらに、前記無線アクセスネットワークから、前記第１部分を含む共通制御チャネルメッセージを受信するステップを有する、
   請求項１記載の方法。
3. 前記第１メッセージは、無線リソース制御接続要求メッセージである、
   請求項１記載の方法。
4. 前記アクセスおよびモビリティ管理機能情報は、
   アクセスおよびモビリティ管理機能ポインタ、アクセスおよびモビリティ管理機能セット識別子、
   のうちの１つ以上を含む、
   請求項１記載の方法。
5. 前記第２メッセージは、無線リソース制御接続セットアップ完了メッセージである、
   請求項１記載の方法。
6. 無線通信のための方法であって、
   無線アクセスネットワーク内のノードによって、無線通信装置からの第１メッセージにおいて、前記無線通信装置の一時識別子の第１部分を受信するステップであって、前記第１部分は前記一時識別子の複数の最下位ビットであり、前記一時識別子は、一時的モバイルサブスクライバＩＤと、アクセスおよびモビリティ管理機能情報とを含む、ステップ； 前記ノードによって、前記無線通信装置からの第２メッセージにおいて、前記一時識別子の第２部分を受信するステップであって、前記第２部分は前記一時識別子の複数の最上位ビットである、ステップ；
   を有する方法。
7. 前記方法はさらに、前記無線通信装置に対して、前記第１部分を含む共通制御チャネルメッセージを送信するステップを有する、
   請求項６記載の方法。
8. 前記第１メッセージは、無線リソース制御接続要求メッセージである、
   請求項６記載の方法。
9. 前記アクセスおよびモビリティ管理機能情報は、
   アクセスおよびモビリティ管理機能ポインタ、アクセスおよびモビリティ管理機能セット識別子、
   のうち１以上を含む、
   請求項６記載の方法。
10. 前記第２メッセージは、無線リソース制御接続セットアップ完了メッセージである、
    請求項６記載の方法。
11. 前記一時識別子は５Ｇ－Ｓ－ＴＭＳＩである、請求項１記載の方法。
12. 前記一時識別子は５Ｇ－Ｓ－ＴＭＳＩである、請求項６記載の方法。
13. 請求項１から５または１１のいずれか１項記載の方法を実行するように構成されたコンピュータデバイス。
14. 請求項１から５または１１のいずれか１項記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体。
15. 請求項６から１０または１２のいずれか１項記載の方法を実行するように構成されたコンピュータデバイス。
16. 請求項６から１０または１２のいずれか１項記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体。

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