JP7040772B2 - サービスエクスポージャ機能を介して非ipデータのポリシングを実施するための方法 - Google Patents
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Description
3GPP 3rd Generation Partnership Project; 第3世代パートナシッププロジェクト
AS Access Stratum; アクセス層(本発明においてRRC(Radio Resource Control; 無線リソース制御)シグナリングと同様に使用する)
DCN Dedicated Core Network; 専用コアネットワーク
NB、eNB NodeB、evolved NodeB(ノードB、発展型ノードB; しかし、これらは2G、3G、4G、又は将来の5G技術を実装している任意の「RAN(Radio Access Network; 無線アクセスネットワーク)ノード」とすることもできる)
E-UTRAN evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク; EUTRANとしても記載される)
GGSN Gateway GPRS Support Node; ゲートウェイGPRSサポートノード
GPRS General Packet Radio Service; 汎用パケット無線サービス
HPLMN Home Public Land Mobile Network; ホーム公衆陸上移動体ネットワーク
HSS Home Subscriber Server; 加入者管理装置
IE Information Element; 情報要素(シグナリングメッセージの一部として使用される)
MME Mobility Management Entity; 移動管理装置
MNO Mobile Network Operator; モバイルネットワーク事業者
NAS Non Access Stratum; 非アクセス層
NFV Network Function Virtualization; ネットワーク機能仮想化
NNSF NAS/Network Node Selection Function; NAS/ネットワークノード選択機能
PCRF Policy and Charging Rules Function; ポリシー/課金規則機能
PGW Packet Data Network Gateway; パケットデータネットワークゲートウェイ
PSM Power Saving Mode; 省電力モード
RAU Routing Area Update; ルーティングエリア更新
RNC Radio Network Controller; 無線ネットワーク制御局
RRC Radio Resource Control; 無線リソース制御
PLMN Public Land Mobile Network; 公衆陸上移動体ネットワーク
SGSN Serving GPRS Support Node; サービングGPRSサポートノード
SGW Serving Gateway; サービングゲートウェイ
TAU Tracking Area Update; トラッキングエリア更新
UE User Equipment; ユーザ機器
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network; UTMS地上無線アクセスネットワーク
VPLMN Visited Public Land Mobile Network; 訪問先公衆陸上移動体ネットワーク
-制御プレーンCIoT EPS最適化がサポートされるか否か、
-ユーザプレーンCIoT EPS最適化がサポートされるか否か、
-制御プレーンCIoT EPS最適化が好ましいか否か、又はユーザプレーンCIoT EPS最適化が好ましいか否か、
-S1-Uデータ転送がサポートされるか否か、
-コンバインドアタッチを用いないSMS(Short Message Service)転送が要求されるか否か、
-PDN(Packet Data Network)接続を用いないアタッチがサポートされるか否か。
サービングノードは、アタッチ受理メッセージ又はTAU受理メッセージにおいて、「サポートネットワーク挙動」情報を送信する。
ネットワーク設計のために考慮される1つの重要な機能/特性は、ある期間に送信されるデータレート(又は期間あたりのデータ量又は伝送回数)である。通常、データレートは秒あたりのビットで測定されるのに対して、データ量は時間あたり、日あたり、又は週あたりのバイト数等で測定される。もしデータレートがある限界又は許容されているデータレートを超えたら、ネットワークによって、データレートを制限又は抑制するための対策が講じられうる。通常、UPでのデータレート制限又はトラフィックシェーピングは、(DLデータの場合に)PGWにおいて実行され、ULデータの場合にeNBにおいて実行される。非IPデータはCPのみを介して送信されると思われ、サービングノードからSCEFに向かってルーティングされるかもしれないので、(現時点では利用可能となっていない)新たな手法が必要とされる。詳細には、非IPデータ伝送(NIDDとしても知られる)の場合にアップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)の両方においてデータレートを制限する手法が必要とされる。
(2)ポリシー実行は、長期間(例えば、日、週)にわたって送信されるデータ量/総量を含む。データ制限が実施された場合に、SCS/ASにおけるアプリケーションに通知される。
-ゲーティング制御:UEあたり、又はAPNあたり、又はPDN接続あたり、又はベアラあたり等の送信できる最大データ量の制限を含む。例えば、このパラメータは、1日あたり3000バイト、又は1週間あたり10キロバイト等とすることができる。代替的には、別の制限は、総合最大データレート、例えば、200ビット/秒とすることができる。使用することができる1つの既存のパラメータは、AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate;総合最大ビットレート)であり、それは、例えば、UEごとに適用可能であり、例えば、UE-AMBRと呼ばれ、UL及びDL両方の場合に別々に適用可能である。
-QoS制御、(1)単一ベアラ内の他の非IPパケットに関連する単一の非IPデータパケットを優先すること、又は(2)1つの非IPベアラを1つ又は複数の他の非IPベアラより優先することを含む。
-使用量監視制御:非IPベアラ/セッションごと、そしてユーザごとにネットワークリソースの累積使用量を得るために使用量監視を適用する。
-TS23.203に従うトラフィックポリシーに関する他の情報。
a)一定期間(例えば、分/時間/日/週)にわたってUEが受信又は送信を許容されている全データ量。
b)(一定期間(例えば、秒/時間/日/週)あたりの)最大スループット又はデータレート。
c)(一定の期間(例えば、秒/時間/日/週)あたりの)複数の単一伝送、例えば、非IPパケットの伝送の最大回数。
d)UEが受信することになる全データ量がしきい値を超えているか/下回っているかを示すフラグ。
また、代替の情報として、a)~d)の中の2つ以上のパラメータを一緒にやりとりすることができる。
A.SCEFが事業者によって静的に設定される(PCEFにおいて現在利用可能であるものに類似する)。これは、例えば、APNごとに特定のポリシーを予め設定することによって適用されえる。SCEFとの接続を有し、特定のAPNを使用する各UEは、このAPN用に予め設定されたポリシーの制約下となりうる。
B.SCEFがHSS/HLR(基本的にはUE加入者情報リポジトリ)を介して設定される。
C.SCEFが、T6接続の確立中にサービングノード(例えば、MME又はSGSN)を介して設定される。
D.SCEFがPCRFを介して設定される。
NIDD許可応答(結果、非IPのためのAPN(又はUE)ポリシー規則/情報)メッセージとすることができる。
アカウンティング情報は、NIDD要求メッセージ及び応答メッセージごとに生成されなければならない。
事業者内で使用するために、また、事業者間で決定するために、MME、SCEF及びIWK-SCEFによって、アカウンティング情報、例えば、成功したNIDD Submit Requestの数、失敗したNIDD Submit Requestの数等が収集される。
要求されるアカウンティング情報の詳細は本明細書の範囲外であることに留意されたい。
SCEF機能を介してのNIDDは、TS32.240[28]による課金をサポートしなければならない。オフライン課金システムとのやりとりがサポートされなければならない。
ステップ(1)UEがアタッチ手続を実行する。アタッチ手続の一部として、サービングノード(例えば、MME)は、加入者情報リポジトリ(例えば、HSS)からUEの加入者データを検索する。非IP接続のためのUEの加入者データは、非IPデータのための「ポリシー」情報を含んでもよい。そのようなポリシー情報は、限定はしないが、例えば、全ての非IPデータのための、又は単一の非IP PDN接続のためのAMBR又は最大データレートとすることができる。例えば、いずれの場合もPDN接続手続(TS23.401を参照)において記述されるが、アタッチ手続中に、又は後の独立した手続において、UEが、非IP PDN接続の確立を要求するとき、サービングノードは、T6(例えば、T6a)接続の確立を開始する。
ステップ(2)サービングノードが、SCEFに、生成SCEF接続要求(ユーザ識別情報、EPSベアラ識別情報、ポリシー情報)メッセージ(Create SCEF Connection Request message)を送信する。ユーザ識別情報は、UEのIMSI又はMSISDN、又は1つ又は複数の外部IDを含む。EPSベアラ識別情報とユーザ識別情報との組み合わせによって、SCEFは、所与のUEに対するSCEFへのPDN接続を一意に識別できるようになる。さらに、サービングノードは、上記のように、非IPデータのための1つ又は複数の「ポリシー情報」パラメータ(情報要素としても知られる)を送信することができる。ポリシー情報は、ステップ(1)中にHSSから受信されるのと同じ内容を有することができるが、MMEは、ローカル設定に基づいて、加入者ポリシー情報を変更することも可能である。MMEがHSSからポリシー情報を受信しない場合、MMEは、ローカル設定に基づいて、ポリシーを導出/生成することができる。
ステップ(3)生成SCEF接続要求メッセージを受信するとき、SCEFはそれに応じて情報を処理する。もしそのメッセージに1つ又は複数の「ポリシー情報」パラメータが含まれるなら、SCEFは、送信されるべき非IPデータの対応する監視/検査のための内部プロセスを開始する。SCEFは、UE IDのためのSCEF EPSベアラコンテキストを生成し、送信する。SCEFは、生成SCEF接続応答(ユーザ識別情報、EPSベアラ識別情報)メッセージ(Create SCEF Connection Response message)をMMEに送信し、そのUEに対するSCEFへのPDN接続の確立を確認する。
1.種々の入力に基づいて、MMEが、ポリシー、QoS、優先順位、制限等の複数の非IP APNパラメータの更新を認識してもよい。
例えば、ステップ1.1における、既存の接続の再設定又はPDN接続更新に示されるように、又はUEのモビリティイベント、又は別の何かに基づいて、MMEは、複数の更新されたパラメータを通知されてもよい。
ステップ1.2において示される別の例において、HSSは、データトラフィックのポリシングに影響しうる、特に特定の非IP APNの複数の加入者パラメータの更新の場合に影響しうる、複数の加入者パラメータを内部で更新してもよい。
MMEが自ら(すなわち、内部で)複数の新たなポリシーパラメータを導出することも可能である。
2.MMEが、SCEFに対して再設定(又は変更)T6接続手続(Reconfigure (or Modify) T6 Connection procedure)を要求する。このメッセージは例示的には、変更(又は再設定)T6接続要求メッセージ(Modify (or Reconfiguration) T6 Connection request message)と呼ぶことができる。このメッセージは、T6接続のための複数の変更又は更新されたパラメータ、すなわち、ポリシー情報、更新されたUE-AMBR、更新された最大データ量等を含む。
3.MMEからT6接続の再設定又は変更の要求を受信した後に、SCEFは、SCEFに記憶されたUEのコンテキスト(種々のポリシー又は複数のQoSパラメータ)を更新する。もしSCEFでの受信されたメッセージの処理が成功したなら、SCEFは変更(又は再設定)T6接続応答メッセージ(Modify (or Reconfiguration) T6 Connection response message)を送信する。
SCEFがステップ2)からのメッセージを処理できないか、又はUEのコンテキストの更新が失敗する場合、SCEFは対応する失敗原因値(failure cause value)を含む変更(又は再設定)T6接続応答メッセージを送信する。
ステップ(0)1つ又は複数のSCS/ASと通信するための、UEとSCEFとの間の1つ又は複数の非IPデータベアラが設定されている。
ステップ(1)SCS/ASがDLデータパケットを送信する(そのパケットは、別のプロトコルにおいてカプセル化されえる)。これは、SCS/ASからSCEFに送信されたNIDD Submit Request(外部識別子又はMSISDN、SCS/ASのリファレンスID、非IPデータ)メッセージとすることができる。この要求は、NIDDの最大数、NIDD持続時間等のような複数のパラメータを含んでよい。
ステップ(2)SCEFが送信/受信された非IPデータにポリシー(データ計数、伝送計数、課金データ(CDR)生成等)機能を適用する。SCEFは、NIDD Submit Requestメッセージにおいて、ステップ(1)において受信された複数のパラメータを考慮に入れる。これは、ポリシー実行が、1つの方向DL又はULのいずれかにおいて行われるが、両方の方向において行うこともできることを意味する。もしあるしきい値に届いた(例えば、送信されたDLデータが(全てのベアラについての、又は単一のベアラについての)ある限界を超える)とSCEFが判断したなら、SCEFは、予め設定された、又は動的に記憶された複数のポリシー規則に応じて、種々の方策を講じることができる。
ステップ(3)もしSCEFが最大データレート制限を検出したなら、SCEFは、DLデータパケットに関して自らさまざまな方策を実行してもよく、すなわち、SCEFはパケットを破棄するか、又は後に送信するためにパケットを記憶するか、又は最後のDLパケットとして、UEに向かってDL上にパケットを送信してもよい。
ステップ(4)SCEFがSCS/ASに向かってDLデータの転送を報告する。SCEFは、NIDD Submit Response(外部識別子又はMSISDN、SCS/ASのリファレンスID、成功指示子、エラー/失敗原因、記憶時間、又は抑制/制限を適用する時間)メッセージをSCS/ASに送信する。SCEFは、適切な原因コードを介して、例えば、記憶時間の指示子を用いて、送達の遅延をSCS/ASに通知する。もし非IPデータが、データレートの超過、又は過負荷、又は他の理由に起因して、廃棄されるか、又は送達されないなら、SCEFは対応するエラー原因を含める。
SCEFは、原因/失敗コード、例えば、「最大データ限界超過」、「最大データレート超過」、「過負荷」、「最大伝送回数」、又は他の、任意選択で制限の期間を含む、コードで、SCS/ASからのNIDD submissionを拒絶できることに留意されたい。これは、ステップ(5)及び(6)において以下に説明される手続の代わりに使用されえる。
ステップ(5)SCEFが、所与のUEのための、又は所与のアプリケーションのための、SCS/ASに対するデータレート制限の手続を開始する(同じSCS/ASが複数のアプリケーションを実施すると仮定する)。このために、SCEFは、制限されたデータレートをSCS/ASに通知するために、データレート制限要求(又は類似の)メッセージをSCS/ASに送信する。例えば、以下の、データレート制限要求(外部識別子又はMSISDN、SCEFのリファレンスID、制限原因、制限期間等)メッセージのメッセージフォーマットとすることができる。
ステップ(6)SCS/ASが、SCEFからの要求を処理し、SCEFに対するデータレート制限応答で応答する。このために、SCS/ASは、データレート制限応答メッセージをSCEFに送信することができる。
例えば、以下の、データレート制限応答(外部識別子又はMSISDN、SCS/ASのリファレンスID、Ack、制限期間、抑制/制限を適用する時間、エラー/失敗原因等)メッセージのメッセージフォーマットとすることができる。
ステップ(7)任意選択で、MO及びMT通信の非IPデータレートの総量が超過していた場合に特に、SCEFは、サービングノード(MME/SGSN)に対して対応するデータレート制限手続を開始することができる。このステップにおけるメッセージは、ステップ(5)のデータレート制限要求と同じフォーマットを有することができるが、ネットワーク信頼ドメインの外部に存在することができるステップ(5)とは対照的に、それはネットワーク内部のメッセージであるので、異なるUE及びベアラ/接続IDを使用する。例えば:データレート制限要求(UE ID(例えば、IMSI)、SCEFのリファレンスID、EPSベアラID、制限原因、制限期間又は抑制/制限を適用する時間等)メッセージ。
サービングノードは、そのメッセージを処理し、直ちに、又は後に方策を講じることができる。例えば、(1)バックオフタイマで影響を受けた非IP EPSベアラを解放する、(2)対応するUE又はEPSベアラのためのULにおけるデータ制限を対応するRANノード(例えば、eNB)に通知する。MMEによって使用される取り得るタイマは、SCEFから受信された、例えば、パラメータ「制限期間」に基づいて、導出されえる。結果として(図示せず)、RANノードは、サービングノードによって要求される制限を実行することができる。
ステップ(8)もしステップ(7)が実行されたなら、サービングノード(MME/SGSN)は、データレート制限応答メッセージで応答し、それは、ステップ(6)からのメッセージと同様のフォーマットを有することができるが、ネットワーク信頼ドメインの外部に存在することができるステップ(5)とは対照的に、それはネットワーク内部のメッセージであるので、異なるUE ID及びベアラ/接続IDを使用する。
ステップ(0)1つ又は複数の非IPアプリケーションによる1つ又は複数のSCS/ASとの通信のために、UEとSCEFとの間に1つ又は複数の非IPデータベアラが設定される。
ステップ(1)SCEFがポリシー設定を適用し、それは、SCEFが以下のプロセス/機能、すなわち、データ計数、課金データ(CDR)生成、データゲーティング、AMBRの実施、データ量等のうちの1つ又は複数を適用することを意味する。もし送信されたa)ULデータ又はb)UL+DLデータが(全ての非IPベアラについての、又は単一の非IPベアラについての)ある限界を超えるとSCEFが判断したなら、SCEFは、予め設定又は記憶された複数のポリシー規則に応じて、種々の方策を講じることができる。
ステップ(1.2)において、SCEFが、例えば、ステップ(1.3)NIDD要求を用いて、SCS/ASに対してデータを送信することを決定することができるか、又はSCEFはデータを破棄することを決定することができる。
任意選択で、SCEFは、(加入データ量が送信を許すとき)後に送信するためにパケットを記憶することができるか、又は最後のDLパケットとして、UEに対してDL上にパケットを送信することができる。
ステップ(2)SCEFが、SCEFを介して送信されるUEの非IPトラフィックの全てのために、又は所与のアプリケーションのために、UE及びMMEに対するデータレート制限(又はデータ伝送制限)の手続を開始する(同じUEが複数のアプリケーションを実施すると仮定する)。このために、SCEFは、制限されたデータレートをSCS/ASに通知するために、データレート制限要求(又は類似の)メッセージをSCS/ASに送信することができる。例えば、そのようなフォーマットは、データレート制限要求(外部識別子又はMSISDN、SCEFのリファレンスID、制限原因、制限期間等)とすることができる。
ステップ(3)MMEが、SCEFからの指示に基づいて、データの送信を制限すべきであると判断する。
ステップ(4)MMEが、どの非IPデータ制限のオプションを適用すべきか決定する。1つの代替形態は、MMEが自ら複数のポリシー規則の実施を開始する、すなわち、MMEがパケット/NAS PDUの数又は全送信データを計数する。もしあるしきい値に届いた(達した)ことをMMEが検出したなら、MMEは、パケットの破棄、ある期間のデータ制限(抑制)の適用、又はある期間のパケットの記憶を開始することができる。
(4.1)このオプションにおいて、MME/SGSNが、NAS(E)SMシグナリングを用いて、関与するAPNへの非IPデータの送信を中止又は制限するようにUEに要求する。MMEは、ある種のバックオフタイマ、又はUEがその間に情報を送信するのを許容されない他の時間情報を送信することができるか、又は制限情報(例えば、1時間あたり1データ伝送)のみを送信することができる。UEは、MMEの受信を確認することができる。
(4.2)MME/SGSNが、新たな最大許容データレートで、RAN内に記憶されたUEのコンテキストを更新する。例えば、これは、新たなUE-AMBR又はAPN-AMBRとすることができる。これらの更新されたパラメータは、UL若しくはDLのいずれかに、又は両方向に適用することができる。RANノード(eNB、NB、BS)が、複数の新たなポリシー実行パラメータを適用し始める。もしあるしきい値に届いた(達した)ことをeNBが検出したなら、eNBは、バックオフタイマでRRC接続解放を実行する等の様々な方策、又はUEがあるPDN接続のULデータの送信を中止するための他の方策を決定してもよい。ただし、もし全てが同じSRB1/2を介して送信されるなら、異なるPDN接続を区別するのが難しいかもしれない。
ステップ(5)RANノード(例えば、eNB)が、MMEの要求の処理に成功したことを確認する。
ステップ4.2の要求を処理するのに失敗した場合、RANノードは、対応する失敗/原因コード値を持つ応答を送信する。失敗の場合、MME/SGSNは、その後、データ制限を実行する代替の手続を開始することができ、例えば、MME/SGSNは、ステップ4.1の手続を適用することができる。
ステップ(6)MME/SGSNが、NIDD制限データレート応答(UE ID、SCEF/MME/SGSNリファレンスID)でステップ2に応答する。
Claims (10)
- Exposure Function用の制御ノードにおいて、Cellular Internet of Things (CIoT)最適化機能を使用する、Non-Access Stratum(NAS) data Protocol Data Unit (PDU)のためのポリシーに基づいたレート制御方法であって、
前記Exposure Function用の制御ノードとコアネットワークノードとの接続が確立される際に、前記コアネットワークノードから、前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を示し、前記ポリシーに基づくメッセージレート制御パラメータを含む、前記Exposure Function用の制御ノードへの接続要求メッセージを受信し、
前記メッセージレート制御パラメータに基づいて、前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を制限することを施行(enforce)する、
レート制御方法。 - 前記メッセージレート制御パラメータは、アップリンク用及びダウンリンク用で別々である、請求項1に記載のレート制御方法。
- 前記NAS data PDUの前記単位時間当たりのメッセージ数を制限することは、少なくとも1つのパケットを破棄するか、又は遅延させることによって実行される、請求項1又は2に記載のレート制御方法。
- Cellular Internet of Things (CIoT)最適化機能を使用するNon-Access Stratum (NAS) data Protocol Data Unit (PDU)のためのポリシーに基づくExposure Function用の制御ノードであって、
前記Exposure Function用の制御ノードとコアネットワークノードとの接続が確立される際に、前記コアネットワークノードから、前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を示し、前記ポリシーに基づくメッセージレート制御パラメータを含む、前記Exposure Function用の制御ノードへの接続要求メッセージを受信する受信手段と、
前記メッセージレート制御パラメータに基づいて、前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を制限することを施行(enforce)する制限手段を備える、制御ノード。 - 前記メッセージレート制御パラメータは、アップリンク用及びダウンリンク用で別々である、請求項4に記載の制御ノード。
- 前記制限手段は、少なくとも1つのパケットを破棄するか、又は遅延させることによって、前記NAS data PDUの前記単位時間当たりのメッセージ数を制限する、請求項4又は5に記載の制御ノード。
- コアネットワークノードにおいて、Cellular Internet of Things (CIoT)最適化機能を使用するNon-Access Stratum (NAS) data Protocol Data Unit (PDU)のためのポリシーに基づくレート制御方法であって、
Exposure Function用の制御ノードと前記コアネットワークノードとの接続が確立される際に、前記Exposure Function用の制御ノードに、前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を示し、前記ポリシーに基づくメッセージレート制御パラメータを含む、前記Exposure Function用の制御ノードへの接続要求メッセージを送信することを含み、
前記メッセージレート制御パラメータは、前記Exposure Function用の制御ノードが前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を制限することを施行(enforce)するかどうか決定するのに使われる、レート制御方法。 - Cellular Internet of Things (CIoT)最適化機能を使用するNon-Access Stratum (NAS) data Protocol Data Unit (PDU)のレート制御のためのポリシーに基づくコアネットワークノードであって、
Exposure Function用の制御ノードと前記コアネットワークノードとの接続が確立される際に、前記Exposure Function用の制御ノードに、前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を示し、前記ポリシーに基づくメッセージレート制御パラメータを含む、前記Exposure Function用の制御ノードへの接続要求メッセージを送信する送信手段を備え、
前記メッセージレート制御パラメータは、前記Exposure Function用の制御ノードが前記NAS data PDUの単位時間当たりのメッセージ数を制限することを施行(enforce)するかどうか決定するのに使われる、コアネットワークノード。 - 請求項4乃至6のいずれか1項に記載の制御ノードと、請求項8に記載のコアネットワークノードとを備えるシステム。
- 通信装置に請求項1乃至3、及び7のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
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