JP7164004B2 - ＩｏＴデバイス、移動管理ノード、及び通信方法 - Google Patents

ＩｏＴデバイス、移動管理ノード、及び通信方法 Download PDF

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Description

本発明はスモールデータの通信技術に関する。
現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、大量のＩｏＴ（Internet of Things）デバイスを収容する通信システムの検討が行われている。
ＩｏＴデバイスは、例えば、インターネットに接続されたセンサ機器、スマートメータ、家電機器、もしくは自動販売機等であってもよい。また、ＩｏＴデバイスは、ＭＴＣ（Machine Type Communication）デバイスもしくはＭ２Ｍ（Machine to Machine）デバイス等と称されてもよい。例えば、ＩｏＴデバイスは、一般的な携帯電話もしくはスマートフォン等が通信するデータと比較して非常に少ない容量のデータを定期的にサーバ装置等へ送信する。例えば、ＩｏＴデバイスは、数十バイト程度のデータを定期的に送信する装置であってもよい。
3GPP TS 25.331 V12.5.0 （2015-03） 8.1.3 RRC connection establishment 3GPP TS 23.401 V13.3.0 (2015-06) 5.3.2 Attach procedure
ＩｏＴデバイスに対して、省電力化を実現することによって長時間動作することが望まれている。例えば、ある企業が、大量のＩｏＴデバイスを管理する場合、管理コストの観点からバッテリの充電作業及びバッテリの交換作業等を行う回数は、少ないことが望ましい。しかし、現在３ＧＰＰにて規定されている通信システムにおいては、例えば、非特許文献１及び非特許文献２に規定されているように、主に携帯電話端末もしくはスマートフォンを収容することを想定して通信手順が定められている。携帯電話端末もしくはスマートフォン等は、ＩｏＴデバイスが送信するデータよりも大きいデータ容量のデータを頻繁に送受信する。つまり、現在３ＧＰＰにおいて規定されている通信システムは、省電力化を要望されているＩｏＴデバイスを収容するために最適な通信システムではないため、ＩｏＴデバイスの省電力化を実現することができないという問題がある。
本発明の目的は、ＩｏＴデバイスを収容するために適した通信手順を実行することができるネットワーク装置、通信端末、通信システム、受信方法、送信方法、及びプログラムを提供することにある。
本発明の第１の態様にかかるネットワーク装置は、通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信する通信部と、前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定する判定部と、を備え、前記通信部は、前記無線リンクを介して前記通信端末から送信されたスモールデータを受信するものである。
本発明の第２の態様にかかる通信端末は、自端末のプロファイル情報をネットワーク装置へ送信する通信部と、前記ネットワーク装置から、前記ネットワーク装置と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記ネットワーク装置との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記ネットワーク装置との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することができるか否かに関する情報を受信する受信部と、を備え、前記通信部は、前記無線リンクを介して前記ネットワーク装置へスモールデータを送信するものである。
本発明の第３の態様にかかる通信システムは、通信端末と、前記通信端末と無線通信を行う基地局と、前記通信端末と前記基地局との間の無線リンクの確立手順を制御するコアネットワーク装置とを備え、前記コアネットワーク装置は、前記通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信すると、前記無線リンクの確立手順において、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することを指示する指示メッセージを前記基地局へ送信し、前記基地局は、前記指示メッセージに応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略して前記無線リンクの確立手順を実行し、前記通信端末は、前記無線リンクを介して前記基地局へスモールデータを送信するものである。
本発明の第４の態様にかかる受信方法は、通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信し、前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定し、前記無線リンクを介して前記通信端末から送信されたスモールデータを受信するものである。
本発明の第５の態様にかかる送信方法は、自端末のプロファイル情報をネットワーク装置へ送信し、前記ネットワーク装置から、前記ネットワーク装置と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記ネットワーク装置との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記ネットワーク装置との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することができるか否かに関する情報を受信し、前記無線リンクを介して前記ネットワーク装置へスモールデータを送信するものである。
本発明の第６の態様にかかるプログラムは、通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信し、前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定し、前記無線リンクを介して前記通信端末から送信されたスモールデータを受信することをコンピュータに実行させるものである。
本発明により、ＩｏＴデバイスを収容するために適した通信手順を実行することができるネットワーク装置、通信端末、通信システム、受信方法、送信方法、及びプログラムを提供することができる。
実施の形態１にかかるネットワーク装置の構成図である。 実施の形態２にかかる通信システムの構成図である。 実施の形態２にかかるＵＥの構成図である。 実施の形態２にかかるカテゴリ情報を説明する図である。 実施の形態２にかかるＭＭＥの構成図である。 実施の形態２にかかるｅＮＢの構成図である。 実施の形態２にかかるＡｔｔａｃｈ処理の流れを示す図である。 実施の形態２にかかるスモールデータの送信処理の流れを示す図である。 ３ＧＰＰにおいて定められている無線リンクの確立手順を示す図である。 ３ＧＰＰにおいて定められている無線リンクの確立手順を示す図である。 各実施の形態にかかるｅＮＢの構成図である。 各実施の形態にかかる通信端末及びＵＥの構成図である。 各実施の形態にかかるネットワーク装置及びＭＭＥの構成図である。
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに図１を用いて本発明の実施の形態１にかかるネットワーク装置１０の構成例について説明する。ネットワーク装置１０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。例えば、ネットワーク装置１０は、通信事業者が管理する通信ネットワーク上に配置される装置であってもよい。ネットワーク装置１０は、基地局、サーバ装置、交換機等の通信装置であってもよい。もしくは、ネットワーク装置１０は、ルータ装置等であってもよい。
ネットワーク装置１０は、通信部（なお、通信部は送信及び受信部と言い換えてもよい）１１及び判定部１２を有している。ネットワーク装置１０の構成要素である通信部１１及び判定部１２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。もしくは、ネットワーク装置１０の構成要素は、ハードウェアもしくはチップ等であってもよい。
通信部１１は、通信端末２０から送信された通信端末２０のプロファイル情報を受信する。通信端末２０は、ユーザ操作を伴わずに自律的に通信を実行するＩｏＴデバイスであってもよい。ＩｏＴデバイスは、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）デバイスもしくはＭＴＣ（Machine Type Communication）デバイス等であってもよい。また、通信端末２０は、インターネットに接続されたセンサ機器、スマートメータ、家電機器、もしくは自動販売機等であってもよい。また、ＩｏＴデバイスが送信するデータをスモールデータとする。スモールデータは、伝送容量が少ないことから、制御データ用の無線リソースでも送信することができる。そのため、スモールデータを制御データ用の無線リソースを用いて送信する場合、ユーザデータ用の無線リソースが不要となる。
通信端末２０のプロファイル情報は、通信端末２０の動作もしくは通信端末２０において実行される処理等が規定された情報であってもよい。
判定部１２は、通信端末２０と無線リンクを確立する手順において、通信端末２０から送信されたプロファイル情報に応じて、通信端末２０との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及び通信端末２０との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定する。
ネットワーク装置１０は、通信端末２０と無線通信を行う際に、通信端末２０との間に無線リンクを確立する。例えば、ネットワーク装置１０は、通信端末２０の電源がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ遷移したタイミング、予め定められた周期、もしくは通信端末２０がデータを送信するタイミングに通信端末２０との間に無線リンクを確立する。
無線リンクの確立は、予め定められた手順に従って行われる。予め定められた手順は、ネットワーク装置１０を管理する通信事業者によって定められてもよい。もしくは、予め定められた手順は、３ＧＰＰ等において定められてもよい。また、無線リンクの確立は、無線ベアラの設定もしくは無線通信回線の設定等と言い換えられてもよい。
ユーザデータの通信（送信や受信）に用いられる無線リソースとは、例えば、通信端末２０がネットワーク装置１０との間においてユーザデータである、テキストデータ、音声データ、もしくは画像データ等を送受信するために用いられる無線チャネルであってもよい。また、無線リソースは、通信するために通信端末２０に割り当てられる周波数帯域、通信タイミング、もしくは送信電力等であってもよい。ユーザデータの通信には、通常、Ｕ－Ｐｌａｎｅ（User Plane）が用いられる。
ユーザデータの通信に用いられる無線リソースに対して、制御データの通信に用いられる無線リソースも存在する。制御データは、通信端末２０が通信を開始、終了もしくは維持するために用いられるデータである。一般的に、制御データは、ユーザデータと比較してデータ容量が少ないデータである。制御データの通信には、通常、Ｃ－Ｐｌａｎｅ（Control Plane）が用いられる。
例えば、判定部１２は、通信端末２０のプロファイル情報において、通信端末２０がユーザデータを送受信しないことが示されている場合、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順を省略してもよい。さらに、判定部１２は、通信端末２０のプロファイル情報において、通信端末２０が高セキュリティを必要としないことが示されている場合、セキュリティ設定手順を省略してもよい。
ここで、通信部１１は、判定部１２における判定結果に基づいて確立された無線リンクを介して、通信端末２０から送信されたスモールデータを受信する。スモールデータは、例えば、ＩｏＴデバイスが生成したデータである。スモールデータは、通話や画像などのユーザデータと比較して十分に小さい容量のデータである。例えば、スモールデータは、センサデータ、もしくは定期的にネットワーク装置１０へ送信される小さい容量（例えば、数十バイト程度）のデータ等であってもよい。また、通信部１１は、ネットワーク装置１０から通信端末２０に対してデータの送信も行う。判定部１２は、スモールデータの容量が小さいことから、そのスモールデータをユーザデータ通信用の無線リソース（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）ではなく、制御データ通信用の無線リソース（Ｃ－Ｐｌａｎｅ）で通信できると判断した場合は、ユーザデータ通信用の無線リソースの設定手順を省略することができる。また、スモールデータであるため、高いセキュリティを必要としない場合は、判定部１２は、セキュリティの設定手順を省略することもできる。
以上説明したように、ネットワーク装置１０は、通信端末２０のプロファイル情報に応じて、通信端末２０と無線リンクを確立する際の手順を変更することができる。具体的には、ネットワーク装置１０は、そのプロファイル情報に応じて、通信端末２０と無線リンクを確立する際の一部の手順を省略することができる。
通信端末２０は、ネットワーク装置１０と無線リンクを確立する際に、一部の手順が省略されることによって、消費電力を低減することができる。これにより、通信端末２０のバッテリ交換作業等の頻度を、少なくすることができる。そのため、一つの企業もしくは団体等が多くの通信端末２０をネットワーク装置１０に接続した場合であっても、通信端末２０のバッテリ交換に伴うコストの増加を抑えることができる。
（実施の形態２）
続いて、図２を用いて本発明の実施の形態２にかかる通信システムの構成例について説明する。図２の通信システムは、３ＧＰＰにおいて規定されているノード装置によって構成される。
ＵＥ（User Equipment）３０は、３ＧＰＰにおける通信端末の総称として用いられる。ＵＥ３０は、図１の通信端末２０に相当する。以下においては、ＵＥ３０をＩｏＴデバイスとして説明する。
基地局装置ｅＮＢ（evolved NodeB）４０は、ＵＥ３０と無線通信を行う。例えば、ｅＮＢ４０は、無線通信方式としてＬＴＥ（Long Term Evolution）を用いてＵＥ３０と無線通信を行う。また、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０と移動管理装置ＭＭＥ（Mobility Management Entity）５０との間において送受信される制御データを中継する。なお、ｅＮＢは、ＣＩｏＴ（Cellular ＩｏＴ）用のＲＡＮ（Radio Access Network）やＲＮＣ（Radio Network Controller）、ＢＳＣ（Base Station Controller）等であってもよい。また、ＭＭＥは、ＣＩｏＴ用の移動管理装置やパケット交換機、ＳＧＳＮ等であってもよい。また、ＵＥは、２Ｇ無線技術、３Ｇ無線技術、ＬＴＥ無線技術またはＣＩｏＴ専用の無線技術を用いて通信する端末であってもよい。
ＭＭＥ５０は、ＵＥ３０の移動管理、認証及びユーザデータ転送経路の設定処理等を行う。ＭＭＥ５０は、ｅＮＢ４０とＳＧＷ（Serving Gateway）６０との間において送受信される制御データを中継する。ＭＭＥ５０もしくはｅＮＢ４０は、図１のネットワーク装置１０に相当する。もしくは、ネットワーク装置１０に搭載される機能が、ＭＭＥ５０及びｅＮＢ４０に分散して配置されてもよい。
ＳＧＷ６０は、ＭＭＥ５０から送信されたＵＥ３０に関する制御データを受信する。さらに、ＳＧＷ６０は、ＰＧＷ（Packet Data Network Gateway）７０との間にＵＥ３０に関するユーザデータを伝送するための通信経路を設定する。ＳＧＷ６０は、ＵＥ３０からＭＭＥ５０を介して制御データ通信用のリソース（Ｃ－Ｐｌａｎｅ）で送信されたスモールデータを受信する。ＳＧＷ６０は、受信したスモールデータをＣ－Ｐｌａｎｅを用いて、またはユーザデータ通信用のリソース（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）を用いてＰＧＷ７０へ送信する。また、ＳＧＷ６０は、ＰＧＷ７０から送信されたＵＥ３０に関するスモールデータをＣ－ＰｌａｎｅでＭＭＥ５０へ送信してもよい。
ＰＧＷ７０は、ＩｏＴサーバ８０等から送信されたＵＥ３０を宛先とするユーザデータをＳＧＷ６０へ送信する。また、ＰＧＷ７０は、ＳＧＷ６０から送信されたスモールデータをＩｏＴサーバ８０等へ送信する。ここで、ＭＭＥ５０、ＳＧＷ６０及びＰＧＷ７０は、３ＧＰＰにおいて規定されているＥＰＣ（Evolved Packet Core）と称されてもよい。また、ＭＭＥ５０、ＳＧＷ６０及びＰＧＷ７０は、コアネットワーク装置等と称されてもよい。
ＩｏＴサーバ８０は、ＥＰＣを管理する通信事業者と異なる事業者等が管理するサーバであってもよく、ＥＰＣを管理する通信事業者が管理するサーバであってもよい。ＩｏＴサーバ８０とＰＧＷ７０とは、公衆ＩＰネットワークであるインターネットを介して通信を行ってもよい。ＩｏＴサーバ８０は、ＩｏＴデバイスとして用いられるＵＥ３０を管理する。さらに、ＩｏＴサーバ８０は、ＩｏＴデバイスとして用いられるＵＥ３０から送信されたスモールデータを受信し、スモールデータの解析等を行ってもよい。
続いて、図３を用いて本発明の実施の形態２にかかるＵＥ３０の構成例について説明する。ＵＥ３０は、ＩｏＴアプリケーション３１、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）制御部３２、ＡＳ（Access Stratum）制御部３３、Ｕ－Ｐｌａｎｅ（User-Plane）制御部３４、及び無線通信部３５を有している。ＵＥ３０を構成する各構成要素は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュール等であってもよい。もしくは、ＵＥ３０を構成する各構成要素は、ハードウェアもしくはチップ等であってもよい。
ＩｏＴアプリケーション３１は、ＩｏＴサーバ８０へ送信するスモールデータを生成する。ここで、スモールデータの具体例について説明する。例えば、ＵＥ３０が、スマートメータである場合、ＩｏＴアプリケーション３１は、スモールデータとして、使用電力量を示すデータを生成してもよい。また、ＵＥ３０が、気温、湿度等を検出するセンサ機器である場合、ＩｏＴアプリケーション３１は、スモールデータとして、検出した気温もしくは湿度等を示すデータを生成してもよい。そのほかに、スモールデータは、ＵＥ３０が管理する情報もしくはＵＥ３０が検出した情報等であってもよい。
ＮＡＳ制御部３２は、ｅＮＢ４０を介してＭＭＥ５０との間において送受信されるＮＡＳメッセージを生成する。さらに、ＮＡＳ制御部３２は、ＭＭＥ５０からｅＮＢ４０を介して送信されたＮＡＳメッセージを受信し、ＮＡＳメッセージにおいて指定された処理を実行する。ｅＮＢ４０は、ＮＡＳメッセージに関する処理を実行することなく、受信したＮＡＳメッセージをＵＥ３０もしくはＭＭＥ５０へ送信する。言い換えると、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０もしくはＭＭＥ５０から送信されたＮＡＳメッセージを透過転送する。なお、ＮＡＳメッセージは制御データである。
ＮＡＳ制御部３２は、ＵＥ３０に関するプロファイル情報を含むＮＡＳメッセージを生成する。さらに、ＮＡＳ制御部３２は、スモールデータを制御データと共にＣ－Ｐｌａｎｅを用いて送信する場合、スモールデータを含むＮＡＳメッセージを生成する。
ＡＳ制御部３３は、ｅＮＢ４０との間において送受信されるＡＳメッセージを生成する。さらに、ＡＳ制御部３３は、ｅＮＢ４０から送信されたＡＳメッセージを受信し、ＡＳメッセージにおいて指定された処理を実行する。ＡＳ制御部３３は、ＵＥ３０に関するプロファイル情報を含むＡＳメッセージを生成する。
Ｕ－Ｐｌａｎｅ制御部３４は、ｅＮＢ４０との間においてユーザデータを送受信するために用いられる通信回線、もしくはチャネルを確立する処理を実行する。ここで、ＮＡＳ制御部３２及びＡＳ制御部３３を合わせてＣ－Ｐｌａｎｅ（Control-Plane）制御部（不図示）と称してもよい。Ｃ－Ｐｌａｎｅ制御部は、ｅＮＢ４０との間において制御データを送受信するために用いられる通信回線、もしくはチャネルを確立する処理を実行する。
無線通信部３５は、ｅＮＢ４０と無線通信を行うための処理を実行する。例えば、無線通信部３５は、送信データを含む信号を所望の周波数に変調して無線信号を生成し、生成した無線信号をｅＮＢ４０へ送信する。もしくは、無線通信部３５は、ｅＮＢ４０から送信された無線信号を復調し、復調した信号をＮＡＳ制御部３２、ＡＳ制御部３３もしくはＵ－Ｐｌａｎｅ制御部３４へ出力する。
ここで、ＮＡＳメッセージもしくはＡＳメッセージに含められるプロファイル情報について説明する。ＵＥ３０のプロファイル情報は、ＵＥ３０の動作や契約情報、もしくはＵＥ３０において実行される処理等が規定された情報であってもよい。
例えば、ＩｏＴデバイスであるＵＥ３０のプロファイル情報には、以下の情報が含まれてもよい。また、以下の情報はＵＥ３０がスモールデータを送信する度に設定される情報であっても構わない。
（１）スモールデータを制御データと同じくＣ－Ｐｌａｎｅを用いて送信するため、ユーザデータを送信するためのTraffic Channel（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）を不要とすることを示す情報（以下、Traffic Channel不要情報と示す）
（２）一般的なスマートフォン等において用いられるセキュリティレベルよりも低いセキュリティレベルを要求することを示す情報（以下、低セキュリティ要求情報と示す）
（３）ＵＥ３０は移動しないために、ハンドオーバ処理を不要とすることを示す情報（以下、ハンドオーバ処理不要情報と示す）
（１）におけるTraffic Channel不要情報は、スモールデータの情報量（サイズ）を示す情報であってもよい。この場合、スモールデータの情報量（サイズ）を参考にｅＮＢ４０またはＭＭＥ５０がTraffic Channel（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）が必要か否かの判断を行う。（２）における低セキュリティレベルとは、例えば、スモールデータの暗号化不要もしくは簡易レベルの暗号化を行うことであってもよい。
また、（３）におけるハンドオーバ処理は、同一の無線通信方式を用いる基地局間のハンドオーバ処理（Intra RAT（Radio Access Technology） HO（Hand Over））及び異なる無線通信方式を用いる基地局間のハンドオーバ処理（Inter RAT HO（Hand Over））を含む。
また、プロファイル情報には、スモールデータを制御データのようにＣ－Ｐｌａｎｅを用いて送信するか否か、低セキュリティレベルを要求するか否か、さらに、ハンドオーバ処理を不要とするか否か、を示すＵＥ３０のカテゴリ情報が設定されてもよい。
例えば、ＵＥ３０のカテゴリ情報は、図４に示すように、３ビットのビット列を用いて示されてもよい。スモールデータをＣ－Ｐｌａｎｅ(コントロールプレーン)を用いて送信する場合「１」、スモールデータをＵ－Ｐｌａｎｅ(ユーザプレーン)を用いて送信する場合「０」を１ビット目に設定する。さらに、低セキュリティレベルを要求する場合「１」、高セキュリティレベルを要求する場合「０」を２ビット目に設定する。さらに、ハンドオーバ処理を不要とする場合「１」、ハンドオーバ処理を必要とする場合「０」を３ビット目に設定する。ＵＥ３０のカテゴリ情報は、図４の例に制限されず、設定する情報の数に応じて、４ビット以上もしくは２ビット以下のビット列が用いられてもよい。なお、「０」，「１」はフラグの有無と称してもよい。
続いて、図５を用いて本発明の実施の形態２にかかるＭＭＥ５０の構成例について説明する。ＭＭＥ５０は、基地局通信部５１、判定部５２、制御部５３、及びネットワーク通信部５４を有する。ＭＭＥ５０を構成する各構成要素は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュール等であってもよい。もしくは、ＭＭＥ５０を構成する各構成要素は、ハードウェアもしくはチップ等であってもよい。
基地局通信部５１は、ｅＮＢ４０を介してＵＥ３０から送信されたＮＡＳメッセージを受信する。基地局通信部５１は、受信したＮＡＳメッセージを判定部５２へ出力する。また、基地局通信部５１は、ＮＡＳメッセージにスモールデータが含まれる場合、スモールデータをネットワーク通信部５４へ出力してもよい。また、基地局通信部５１は、ｅＮＢ４０から送信されたＳ１メッセージを受信する。なお、Ｓ１は３ＧＰＰで規定されたリファレンスポイントである。受信したＳ１メッセージを判定部５２へ出力する。ｅＮＢ４０は、無線リソースの設定手順を変更できる動作、セキュリティ設定手順を省略する動作、或いはＭＭＥ５０の指示によりハンドオーバに関する処理を停止する動作をサポート可能である事を示すeNB type（eNBの能力を示す情報。NodeB typeとしてもよい）を、Ｓ１メッセージを用いてＭＭＥ５０へ送信してもよい。
判定部５２は、ＮＡＳメッセージに含まれるＵＥ３０のプロファイル情報に応じてＵＥ３０との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定する。判定部５２は、判定結果を制御部５３へ出力する。なお、判定部５２は、ＨＳＳ９０から加入者情報を入手し、その加入者情報に含まれるＩｏＴに関する情報を、上記判定に用いてもよい。
制御部５３は、例えば、無線リソースの設定手順を省略することが示された判定結果を受け取った場合、基地局通信部５１を介してｅＮＢ４０へ、無線リソースの設定手順を省略することを指示するメッセージを送信する。あるいは、ＵＥ３０から送信されるスモールデータの情報量（サイズ）を示す情報を受け取った場合、情報を分析し無線リソースの設定手順の省略が可能と判断した場合には、基地局通信部５１を介してｅＮＢ４０へ、無線リソースの設定手順を省略することを指示するメッセージを送信する。また、制御部５３は、セキュリティ設定手順を省略することが示された判定結果を受け取った場合、基地局通信部５１を介してｅＮＢ４０へ、セキュリティ設定手順を省略することを指示するメッセージを送信する。また、制御部５３は、無線リソースの設定手順及びセキュリティ設定手順を省略することが示された判定結果を受け取った場合、基地局通信部５１を介してｅＮＢ４０へ、両手順を省略することを指示するメッセージを送信する。また、制御部５３は、ハンドオーバ処理が不要とすることが示された判定結果を受け取った場合、基地局通信部５１を介してｅＮＢ４０へ、ハンドオーバに関する処理を停止することを指示するメッセージを送信する。
さらに、制御部５３は、プロファイル情報に応じて、無線リソースの設定手順及びセキュリティ設定手順を省略することを指示するメッセージをｅＮＢ４０へ送信することができることを示すEPC type（EPCの能力を示す情報）を、ｅＮＢ４０を介してＵＥ３０へ送信する。また、制御部５３は、EPC typeをＳ１メッセージを用いてｅＮＢ４０へ送信してもよい。
ネットワーク通信部５４は、基地局通信部５１から出力されたスモールデータをGTP（General Packet Radio Service Tunneling Protocol）-C messageメッセージを用いてＳＧＷ６０へ送信する。
続いて、図６を用いて本発明の実施の形態２にかかるｅＮＢ４０の構成例について説明する。ｅＮＢ４０は、無線通信部４１、制御部４２、及びネットワーク通信部４３を有している。ｅＮＢ４０を構成する各構成要素は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュール等であってもよい。もしくは、ｅＮＢ４０を構成する各構成要素は、ハードウェアもしくはチップ等であってもよい。
無線通信部４１は、ＵＥ３０と無線通信を行うための処理を実行する。例えば、無線通信部４１は、送信データを含む信号を所望の周波数に変調して無線信号を生成し、生成した無線信号をＵＥ３０へ送信する。もしくは、無線通信部４１は、ＵＥ３０から送信された無線信号を復調し、復調した信号を制御部４２へ出力する。
ネットワーク通信部４３は、ＭＭＥ５０と通信を行うためのインタフェースとして用いられる。例えば、ネットワーク通信部４３は、ＭＭＥ５０との間において制御データを送受信する。
制御部４２は、ＭＭＥ５０から送信された指示に基づいて、ＵＥ３０との間において無線リンクを確立する手順を実行する。具体的には、制御部４２は、ＵＥ３０との間において制御データを送受信することによって無線リンクを確立する。この時、制御部４２は、ＭＭＥ５０から省略することを指示された処理に関するメッセージをＵＥ３０へ送信しないように制御する。
さらに、制御部４２は、プロファイル情報に応じて、無線リンクを確立する処理のうち無線リソースの設定手順及びセキュリティ設定手順を省略することができることを示すeNB typeを、無線通信部４１を介してＵＥ３０へ送信するように制御する。
ここで、本発明の比較例として３ＧＰＰにおいて定められている一般的な無線リンクの確立手順について、図９及び図１０を用いて説明する。ＵＥ３０は、所定の期間通信を実行していないことによって、ＩＤＬＥモードに遷移していることを前提とする。ＩＤＬＥモードにおいては、ＵＥ３０とｅＮＢ４０とは同期がとれていない状態とする。
はじめに、ＵＥ３０は、ｅＮＢ４０との通信を開始するために、ｅＮＢ４０へRRC（Radio Resource Control） Connection Requestメッセージを送信する（Ｓ１１）。次に、ｅＮＢ４０は、RRC Connection Requestメッセージに対する応答として、ＵＥ３０へRRC Connection Setupメッセージを送信する（Ｓ１２）。
次に、ＵＥ３０は、ｅＮＢ４０へRRC Connection Setup Completeメッセージを送信する（Ｓ１３）。ＵＥ３０は、ＮＡＳプロトコルにおいて用いられるＮＡＳメッセージを含むRRC Connection Setup CompleteメッセージをｅＮＢ４０へ送信する。言い換えると、ＵＥ３０は、ＮＡＳメッセージを多重したＲＲＣメッセージをｅＮＢ４０へ送信する。RRC Connection Setup Completeメッセージは、具体的には、ＮＡＳメッセージとしてService Requestメッセージを含む。ＵＥ３０は、通信を開始する際に、ＭＭＥ５０へService Requestメッセージを送信する。
次に、ｅＮＢ４０は、Initial UE messageをＭＭＥ５０へ送信する。ｅＮＢ４０は、RRC Connection Setup Completeメッセージに含まれるService RequestメッセージをInitial UE messageに設定する（Ｓ１４）。
次に、ＭＭＥ５０は、ＵＥ３０とｅＮＢ４０との間においてユーザデータを送受信するために用いられるTraffic Channelの設定を指示するために、Initial Context Setup RequestメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ１５）。ＭＭＥ５０は、例えば、ＵＥ３０及びｅＮＢ４０との間のセキュリティ設定に用いられるセキュリティＫｅｙをInitial Context Setup Requestメッセージに含めてもよい。Initial Context Setup Requestメッセージに含められるセキュリティＫｅｙは、以前にＵＥ３０とｅＮＢ４０との間のセキュリティ設定を行う際に用いられたセキュリティＫｅｙとは異なるセキュリティＫｅｙであってもよい。ＵＥ３０とｅＮＢ４０との間にＲＲＣコネクションを設定するたびに異なるセキュリティＫｅｙを用いることによって、高セキュリティを実現している。
次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定を行うためにSecurity Mode CommandメッセージをＵＥ３０へ送信する（Ｓ１６）。ＵＥ３０は、Security Mode Commandメッセージに対する応答として、Security Mode CompleteメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ１７）。ステップＳ１６及びＳ１７においては、ステップＳ１５においてＭＭＥ５０から送信されたセキュリティＫｅｙが用いられる。
次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０との間のＲＲＣコネクションを用いてユーザデータの送受信を行うために、RRC Connection ReconfigurationメッセージをＵＥ３０へ送信する（Ｓ１８）。次に、ＵＥ３０は、RRC Connection Reconfigurationメッセージに対する応答としてRRC Connection Reconfiguration CompleteメッセージをｅＮＢ４０へ送信する。
次に、ｅＮＢ４０は、ステップＳ１５におけるInitial Context Setup Requestメッセージに対する応答としてInitial Context Setup ResponseメッセージをＭＭＥ５０へ送信する（Ｓ２０）。次に、ＭＭＥ５０は、ｅＮＢ４０とＳＧＷ６０との間においてユーザデータを送受信するための経路の設定を指示するために、Modify Bearer RequestメッセージをＳＧＷ６０へ送信する（Ｓ２１）。ＳＧＷ６０は、さらに、ＰＧＷ７０との間においてユーザデータを送受信するための経路を設定するために、ＰＧＷ７０へModify Bearer Requestメッセージを送信する。
ステップＳ２１までの処理において、ユーザデータの伝送経路が確立すると、ＵＥ３０は、UDP（User Datagram Protocol）/IP（Internet Protocol）パケットをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ２２）。さらに、ｅＮＢ４０は、ＳＧＷ６０へUDP/IPパケットを送信する（Ｓ２３）。また、ＭＭＥ５０は、ステップＳ２１におけるModify Bearer Requestメッセージに対する応答としてＳＧＷ６０からModify Bearer Responseメッセージを受信する（Ｓ２４）。
次に、ＳＧＷ６０は、ｅＮＢ４０へ、ＵＥ３０を宛先とするUDP/IPパケットを送信する（Ｓ２５）。次に、ｅＮＢ４０は、受信したUDP/IPパケットをＵＥ３０へ送信する（Ｓ２６）。
次に、ＵＥ３０は、ｅＮＢ４０の周囲のｅＮＢから送信された信号の受信品質等を測定した結果を示すMeasurement ReportメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ２７）。
次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０との間の無線通信期間を示すInactivity Timerを解放する、もしくは、Inactivity Timerが満了したことを検出する（Ｓ２８）。
次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０との間に設定された無線ベアラを解放することを要求するために、ＭＭＥ５０へUE Context Release Requestメッセージを送信する（Ｓ２９）。次に、ＭＭＥ５０は、ＵＥ３０とｅＮＢ４０との間の無線ベアラを解放することを指示するUE Context Release CommandメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ３０）。次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０との間の無線ベアラを解放するために、RRC Connection ReleaseメッセージをＵＥ３０へ送信する（Ｓ３１）。次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０との間の無線ベアラを解放したことを示すUE Context Release CompleteメッセージをＭＭＥ５０へ送信する（Ｓ３２）。
図９及び図１０に示される処理の流れに従う場合、ＩｏＴデバイスであるＵＥ３０は、スモールデータをユーザデータとして送信する。つまり、ＵＥ３０は、ステップＳ２２においてスモールデータをUDP/IPパケットとして送信する。また、ＵＥ３０がＩｏＴデバイスであっても、ＵＥ３０とｅＮＢ４０との間においては、ＵＥ３０がスマートフォン等である場合と同様に、ステップＳ１６及びＳ１７におけるセキュリティ設定が行われる。
続いて、図７を用いて本発明の実施の形態２にかかるＡｔｔａｃｈ処理の流れについて説明する。Ａｔｔａｃｈ処理は、ＵＥ３０の電源がＯＮ状態へ遷移した場合に、ＵＥ３０をネットワークへ登録するために実施される処理である。
はじめに、ＵＥ３０は、ユーザによって電源が投入された場合に、RRC Connection RequestメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ４１）。次に、ｅＮＢ４０は、RRC Connection Requestメッセージに対する応答としてRRC Connection SetupメッセージをＵＥ３０へ送信する（Ｓ４２）。
次に、ＵＥ３０は、ｅＮＢ４０へRRC Connection Setup completeメッセージを送信する（Ｓ４３）。ＵＥ３０は、RRC Connection Setup completeメッセージに含まれるＮＡＳメッセージである、NAS:ATTACHメッセージに、ＵＥ３０に関するプロファイル情報を設定する。ATTACHメッセージは、ATTACH REQUESTメッセージであってもよい。
ＵＥ３０は、例えば、Traffic Channel（U-Plane）不要情報、低セキュリティ要求情報、及びハンドオーバ処理不要情報のうち少なくとも１つをNAS:ATTACHメッセージに設定する。
もしくは、ＵＥ３０は、プロファイル情報として、３ビットのビット列によって示されるカテゴリ情報をNAS:ATTACHメッセージに設定してもよい。また、フラグの有無によって、それらを示しても良い。
次に、ｅＮＢ４０は、NAS:ATTACHメッセージを設定したInitial UE messageをＭＭＥ５０へ送信する（Ｓ４４）。NAS:ATTACHメッセージは、ＵＥ３０から送信されたNAS:ATTACHメッセージである。
ＭＭＥ５０は、ｅＮＢ４０から送信されたNAS:ATTACHメッセージを受信すると、ＵＥ３０との間においてＡｔｔａｃｈ処理を実行する（Ｓ４５）。ステップＳ４５において実行されるＡｔｔａｃｈ処理は、３ＧＰＰにおいて規定されている手順（TS 23.401 5.3.2.1章など）が実行される。ここでは、Ａｔｔａｃｈ処理の詳細な手順の説明を省略する。
ＭＭＥ５０は、ステップＳ４５においてＵＥ３０に関するＡｔｔａｃｈ処理を完了すると、ｅＮＢ４０を経由してＵＥ３０へATTACH acceptメッセージを送信する（Ｓ４６及びＳ４７）。ここで、ＭＭＥ５０は、ステップＳ４４において受信したNAS:ATTACHメッセージにTraffic Channel不要情報、低セキュリティ要求情報及びハンドオーバ処理不要情報の少なくとも１つが設定されていた場合、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略、及びハンドオーバ処理が不要とすることの少なくとも１つをｅＮＢ４０へ指示することができるか否かを判定する。
ＭＭＥ５０は、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略、及びハンドオーバ処理が不要とすることの少なくとも１つをｅＮＢ４０へ指示することができる場合、ATTACH acceptメッセージを運ぶＳ１メッセージにEPC typeを設定する。EPC typeは、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略、及びハンドオーバ処理が不要とすることの少なくとも１つをｅＮＢ４０へ指示することができることを示している。また、ＭＭＥ５０は、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略、及びハンドオーバ処理が不要とすることの少なくとも１つをＵＥ３０へ指示することができる場合、ATTACH acceptメッセージにEPC typeを設定する。EPC typeは、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略、及びハンドオーバ処理が不要とすることの少なくとも１つをＵＥ３０へ指示することができることを示している。
次に、ｅＮＢ４０は、ＭＭＥ５０から送信されたATTACH acceptメッセージをＵＥ３０へ送信する（Ｓ４７）。
以上説明したように、ＵＥ３０は、Ａｔｔａｃｈ処理を実行することによって、ＥＰＣtypeが設定されたATTACH acceptメッセージを受信することができる。これより、ＵＥ３０は、ＭＭＥ５０がユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略をｅＮＢ４０へ指示することができるか否かを把握することができる。
また、図７においては、ＵＥ３０は、ステップＳ４１のＲＲＣメッセージにＵＥ３０のプロファイル情報を設定していない。そのため、ＵＥ３０は、ステップＳ４２において、ｅＮＢ４０が無線リンクを確立する処理のうち一部の処理を省略することができるか否かを示すeNB typeを受信することはない。無線リンクを確立する処理のうち一部は、例えば、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順である。
ＵＥ３０がＡｔｔａｃｈ処理の実行と同時に、ＵＥ３０がスモールデータの送信をおこなわない可能性がある。これより、ＵＥ３０は、Ａｔｔａｃｈ処理時においては、ｅＮＢ４０からeNB typeを受信する必要がないとして、ステップＳ４１においてプロファイル情報を送信しなくてもよい。
一方、Ａｔｔａｃｈ処理時にスモールデータ送信をおこなう場合、ＵＥ３０は、ステップＳ４１においてＵＥ３０のプロファイル情報を設定してもよい。さらに、ＵＥ３０は、ステップＳ４３においてNAS:ATTACHメッセージに設定されるプロファイル情報とは別に、ｅＮＢ４０において処理可能なＲＲＣメッセージにプロファイル情報を設定してもよい。
Ａｔｔａｃｈ処理時にＵＥ３０と通信するｅＮＢが、スモールデータ送信時にＵＥ３０と通信するｅＮＢと同一である場合とは、例えば、以下の状況が挙げられる。
（１）ＵＥ３０が移動しない状況
（２）ＵＥ３０がｅＮＢ４０に非常に近い場所に存在し、ＵＥ３０の周囲の無線環境が変動した場合であっても、ＵＥ３０の通信先のｅＮＢが変更されない状況
ｅＮＢ４０は、ステップＳ４１においてＵＥ３０のプロファイル情報が設定されていた場合、ステップＳ４２においてeNB typeを設定したRRC Connection SetupメッセージをＵＥ３０へ送信してもよい。また、ｅＮＢ４０は、ステップＳ４１においてＵＥ３０のプロファイル情報が設定されてない場合であっても、ステップＳ４２においてeNB typeを設定したRRC Connection SetupメッセージをＵＥ３０へ送信してもよい。もしくは、ｅＮＢ４０は、ステップＳ４３のＲＲＣメッセージにＵＥ３０のプロファイル情報が設定されていた場合、ステップＳ４７においてeNB typeを設定したATTACH acceptメッセージをＵＥ３０へ送信してもよい。また、ｅＮＢ４０は、ステップＳ４３のＲＲＣメッセージにＵＥ３０のプロファイル情報が設定されてない場合であっても、ステップＳ４７においてeNB typeを設定したATTACH acceptメッセージを伝送するRRCメッセージをＵＥ３０へ送信してもよい。
続いて、図８を用いて本発明の実施の形態２にかかるスモールデータの送信処理の流れについて説明する。図８においては、ＵＥ３０に関するＡｔｔａｃｈ処理は完了しており、ＵＥ３０がＩＤＬＥ状態であることを前提とする。
はじめに、ＵＥ３０は、RRC Connection RequestメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ５１）。次に、ｅＮＢ４０は、RRC Connection Requestメッセージに対する応答としてRRC Connection SetupメッセージをＵＥ３０へ送信する（Ｓ５２）。
ＵＥ３０は、ステップＳ５１においてプロファイル情報を設定したRRC Connection RequestメッセージをｅＮＢ４０へ送信してもよい。この場合、ｅＮＢ４０は、ステップＳ５２のRRC Connection SetupメッセージにeNB typeを設定する。
次に、ＵＥ３０は、RRC Connection Setup CompleteメッセージをｅＮＢ４０へ送信する（Ｓ５３）。ここで、ＵＥ３０は、eNB type及びEPC typeを受信している場合、プロファイル情報及びスモールデータを設定したNAS:Service RequestメッセージをRRC Connection Setup Completeメッセージに設定する。例えば、ＵＥ３０は、プロファイル情報として、Traffic Channel不要情報及び低セキュリティ要求情報を設定したとする。
ＵＥ３０は、ステップＳ５１において、ＲＲＣメッセージにプロファイル情報を設定していない場合、RRC Connection Setup Completeメッセージにプロファイル情報を設定する。つまり、ＵＥ３０は、ＲＲＣメッセージ及びＮＡＳメッセージの両方にプロファイル情報を設定する。
次に、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０から送信されたNAS:Service Requestメッセージを設定したInitial UE messageをＭＭＥ５０へ送信する（Ｓ５４）。
次に、ＭＭＥ５０は、ｅＮＢ４０へInitial Context Setup Requestメッセージを送信する（Ｓ５５）。ＭＭＥ５０は、Initial Context Setup Requestメッセージを送信することによって、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、ＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順を省略すること、及びハンドオーバ処理が不要とすることをｅＮＢ４０へ通知してもよい。
ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順の省略は、例えば、図９のステップＳ１８～Ｓ３２の処理を省略することであってもよい。セキュリティ設定手順の省略は、ステップＳ１６及びステップＳ１７の処理を省略することであってもよい。
ＭＭＥ５０は、Initial Context Setup Requestメッセージに、更新したセキュリティＫｅｙを設定しないことによって、セキュリティ設定手順の省略をｅＮＢ４０へ通知してもよい。さらに、ＭＭＥ５０は、フラグ等を設定することによって、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順を省略することをｅＮＢ４０へ通知してもよい。
ｅＮＢ４０が、ステップＳ５５においてInitial Context Setup Requestメッセージを受信した後、図９及び図１０のステップＳ１６以降の処理は省略される。
次に、ＭＭＥ５０は、ステップＳ５４において受信したスモールデータを設定したGTP-C messageをＳＧＷ６０へ送信する（Ｓ５６）。GTP-C messageは、ＭＭＥ５０とＳＧＷ６０との間において送受信される制御データである。次に、ＳＧＷ６０は、ステップＳ５６において受信したスモールデータを設定したGTP-U messageをＰＧＷ７０へ送信する（Ｓ５７）。GTP-U messageは、ＳＧＷ６０とＰＧＷ７０との間において送受信されるユーザデータである。ＳＧＷ６０は、ステップＳ５６において受信したスモールデータを設定したGTP-C messageをＰＧＷ７０へ送信してもかまわない（Ｓ５７）。
ＵＥ３０は、eNB type及びEPC typeを受信していない場合、プロファイル情報を送信せず、ＵＥ３０、ｅＮＢ４０、及びＭＭＥ５０にて図９及び図１０の処理が実行されてもよい。つまり、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びセキュリティ設定手順が省略せずに実行される。ＵＥ３０がeNB type及びEPC typeを受信していない場合とは、ｅＮＢ４０及びＭＭＥ５０が、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略に対応していない場合である。
また、ＵＥ３０は、eNB typeを受信しており、EPC typeを受信していない場合、プロファイル情報を送信し、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略を要求してもよい。
ＵＥ３０がeNB typeのみを受信している場合とは、ｅＮＢ４０は、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略に対応しているが、ＭＭＥ５０は、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略に対応していない場合である。
この場合、例えば、ｅＮＢ４０は、ステップＳ５５において、更新されたセキュリティＫｅｙが送信されてきても、図９のステップＳ１６におけるSecurity Mode Commandの送信を行わないことによって、ステップＳ１６及びＳ１７の処理を省略するようにしてもよい。
さらに、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０から送信されたプロファイル情報によって、ＵＥ３０がスモールデータを送信することを認識している。そのため、ＵＥ３０は、ステップＳ３０において、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順の省略指示が通知されない場合であっても、図９のステップＳ１８以降の処理を省略してもよい。
さらに、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０からプロファイル情報として、ハンドオーバ処理不要情報が送信された場合、ＵＥ３０に関するハンドオーバ処理を省略することができる。ＵＥ３０に関するハンドオーバ処理とは、例えば、ＵＥ３０の無線品質等を監視する処理等が含まれる。そのため、ｅＮＢ４０は、ＵＥ３０に関するハンドオーバ処理を省略することによって、自装置の処理負荷を軽減することができる。
以上説明したように、ｅＮＢ４０及びＭＭＥ５０は、ＵＥ３０のプロファイル情報に応じて、ＵＥ３０とｅＮＢ４０との間において送受信されるメッセージを省略することができる。これによって、ＵＥ３０が送受信するメッセージの数を減少させることができるため、ＵＥ３０の消費電力を抑えることができる。その結果、ＵＥ３０のバッテリ充電作業及びＵＥ３０のバッテリ交換作業の頻度を減少させることができる。
さらに、ＵＥ３０は、ｅＮＢ４０及びＭＭＥ５０が、ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略に対応していない場合、スモールデータをユーザデータとして送信する手順を実行することができる。
これより、通信システムにおいて、無線リソースの設定手順及びＵＥ３０との間のセキュリティ設定手順の省略に対応していないｅＮＢ４０及びＭＭＥ５０が混在している場合であっても、ＵＥ３０は、スモールデータをＩｏＴサーバ８０へ送信することができる。
さらに、ＵＥ３０が、プロファイル情報としてハンドオーバ処理不要情報を用いることによって、ｅＮＢ４０における処理負荷の軽減を実現することができる。
続いて以下では、上述の複数の実施形態で説明されたネットワーク装置１０、通信端末２０、ＵＥ３０、ｅＮＢ４０、及び、ＭＭＥ５０の構成例について説明する。図１１は、ｅＮＢ４０の構成例を示すブロック図である。図１１を参照すると、ｅＮＢ４０は、RFトランシーバ１００１、ネットワークインターフェース１００３、プロセッサ１００４、及びメモリ１００５を含む。RFトランシーバ１００１は、UEsと通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１００１は、複数のトランシーバを含んでもよい。RFトランシーバ１００１は、アンテナ１００２及びプロセッサ１００４と結合される。RFトランシーバ１００１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をプロセッサ１００４から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１００２に供給する。また、RFトランシーバ１００１は、アンテナ１００２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをプロセッサ１００４に供給する。
ネットワークインターフェース１００３は、ネットワークノード（e.g., 他のeNBs、Mobility Management Entity (MME)、Serving Gateway(S-GW)、及びTSS又はITSサーバ）と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１００３は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。
プロセッサ１００４は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理を含むデータプレーン処理とコントロールプレーン処理を行う。例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、プロセッサ１００４によるデジタルベースバンド信号処理は、PDCPレイヤ、RLCレイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。さらに、プロセッサ１００４による信号処理は、X2-Uインタフェース及びS1-UインタフェースでのGTP-U・UDP/IPレイヤの信号処理を含んでもよい。また、プロセッサ１００４によるコントロールプレーン処理は、X2APプロトコル、S1-MMEプロトコルおよびRRCプロトコルの処理を含んでもよい。
プロセッサ１００４は、複数のプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサ１００４は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., DSP）、X2-Uインタフェース及びS1-UインタフェースでのGTP-U・UDP/IPレイヤの信号処理を行うプロセッサ（e.g., DSP）、及びコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., CPU又はMPU）を含んでもよい。
メモリ１００５は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１００５は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。メモリ１００５は、プロセッサ１００４から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１００４は、ネットワークインターフェース１００３又は図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１００５にアクセスしてもよい。
メモリ１００５は、上述の複数の実施形態で説明されたｅＮＢ４０による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、プロセッサ１００４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１００５から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明されたｅＮＢ４０の処理を行うよう構成されてもよい。
図１２は、通信端末２０及びＵＥ３０の構成例を示すブロック図である。Radio Frequency（RF）トランシーバ１１０１は、ｅＮＢ４０と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１１０１により行われるアナログRF信号処理は、周波数アップコンバージョン、周波数ダウンコンバージョン、及び増幅を含む。RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２及びベースバンドプロセッサ１１０３と結合される。すなわち、RFトランシーバ１１０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をベースバンドプロセッサ１１０３から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１１０２に供給する。また、RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをベースバンドプロセッサ１１０３に供給する。
ベースバンドプロセッサ１１０３は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。デジタルベースバンド信号処理は、(a) データ圧縮／復元、(b) データのセグメンテーション／コンカテネーション、(c) 伝送フォーマット（伝送フレーム）の生成／分解、(d) 伝送路符号化／復号化、(e) 変調（シンボルマッピング）／復調、及び(f) Inverse Fast Fourier Transform（IFFT）によるOFDMシンボルデータ（ベースバンドOFDM信号）の生成などを含む。一方、コントロールプレーン処理は、レイヤ１（e.g., 送信電力制御）、レイヤ２（e.g., 無線リソース管理、及びhybrid automatic repeat request（HARQ）処理）、及びレイヤ３（e.g., アタッチ、モビリティ、及び通話管理に関するシグナリング）の通信管理を含む。
例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、ベースバンドプロセッサ１１０３によるデジタルベースバンド信号処理は、Packet Data Convergence Protocol（PDCP）レイヤ、Radio Link Control（RLC）レイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。また、ベースバンドプロセッサ１１０３によるコントロールプレーン処理は、Non-Access Stratum（NAS）プロトコル、RRCプロトコル、及びMAC CEの処理を含んでもよい。
ベースバンドプロセッサ１１０３は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., Digital Signal Processor（DSP））とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., Central Processing Unit（CPU）、又はMicro Processing Unit（MPU））を含んでもよい。この場合、コントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサは、後述するアプリケーションプロセッサ１１０４と共通化されてもよい。
アプリケーションプロセッサ１１０４は、CPU、MPU、マイクロプロセッサ、又はプロセッサコアとも呼ばれる。アプリケーションプロセッサ１１０４は、複数のプロセッサ（複数のプロセッサコア）を含んでもよい。アプリケーションプロセッサ１１０４は、メモリ１１０６又は図示されていないメモリから読み出されたシステムソフトウェアプログラム（Operating System（OS））及び様々なアプリケーションプログラム（例えば、通話アプリケーション、WEBブラウザ、メーラ、カメラ操作アプリケーション、音楽再生アプリケーション）を実行することによって、通信端末２０及びＵＥ３０の各種機能を実現する。
いくつかの実装において、図１２に破線（１１０５）で示されているように、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのチップ上に集積されてもよい。言い換えると、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのSystem on Chip（SoC）デバイス１１０５として実装されてもよい。SoCデバイスは、システムLarge Scale Integration（LSI）またはチップセットと呼ばれることもある。
メモリ１１０６は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリ又はこれらの組合せである。メモリ１１０６は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。例えば、メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３、アプリケーションプロセッサ１１０４、及びSoC１１０５からアクセス可能な外部メモリデバイスを含んでもよい。メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３内、アプリケーションプロセッサ１１０４内、又はSoC１１０５内に集積された内蔵メモリデバイスを含んでもよい。さらに、メモリ１１０６は、Universal Integrated Circuit Card（UICC）内のメモリを含んでもよい。
メモリ１１０６は、上述の複数の実施形態で説明されたＵＥ４０による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、ベースバンドプロセッサ１１０３又はアプリケーションプロセッサ１１０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１１０６から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明された通信端末２０及びＵＥ３０の処理を行うよう構成されてもよい。
図１３は、ネットワーク装置１０及びＭＭＥ５０の構成例を示すブロック図である。図１３を参照すると、ネットワーク装置１０及びＭＭＥ５０は、ネットワークインターフェース１２０１、プロセッサ１２０２、及びメモリ１２０３を含む。ネットワークインターフェース１２０１は、ネットワークノード（e.g., eNodeB１３０、MME、P-GW、）と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１２０１は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインタフェースカード（NIC）を含んでもよい。
プロセッサ１２０２は、メモリ１２０３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてシーケンス図及びフローチャートを用いて説明されたネットワーク装置１０及びＭＭＥ５０の処理を行う。プロセッサ１２０２は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU、又はCPUであってもよい。プロセッサ１２０２は、複数のプロセッサを含んでもよい。
メモリ１２０３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１２０３は、プロセッサ１２０２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０２は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１２０３にアクセスしてもよい。
図１３の例では、メモリ１２０３は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１２０２は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１２０３から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明されたネットワーク装置１０及びＭＭＥ５０の処理を行うことができる。
図１１～図１３を用いて説明したように、上述の実施形態におけるネットワーク装置１０、通信端末２０、ＵＥ３０、ｅＮＢ４０、及び、ＭＭＥ５０が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを実行する。
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１５年７月２４日に出願された日本出願特願２０１５－１４６２６６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信する通信部と、
前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定する判定部と、を備え、
前記通信部は、
前記無線リンクを介して前記通信端末から送信されたスモールデータを受信する、ネットワーク装置。
（付記２）
前記判定部は、
前記プロファイル情報に前記スモールデータを制御データ用の無線リソースを用いて送信することが示されている場合、前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記前記通信端末との間においてユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順を省略する、付記１に記載のネットワーク装置。
（付記３）
前記判定部は、
前記プロファイル情報にセキュリティレベル情報として、前記スモールデータの暗号化不要もしくは簡易レベルの暗号化を行うことが示されている場合、前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記通信端末との間のセキュリティ設定手順を省略する、付記１又は２に記載のネットワーク装置。
（付記４）
前記判定部は、
前記通信端末との間において用いるセキュリティ鍵の更新を停止することによって、前記通信端末との間のセキュリティ設定手順を省略する、付記３に記載のネットワーク装置。
（付記５）
前記通信部は、
前記プロファイル情報を受信すると、前記無線リソースの設定手順及び前記セキュリティ設定手順を省略することができることを示す情報を前記通信端末へ送信する、付記１乃至４のいずれか１項に記載のネットワーク装置。
（付記６）
前記通信部は、
RRC Connection SetupメッセージもしくはATTACH Acceptメッセージに前記無線リソースの設定手順及び前記セキュリティ設定手順を省略することができることを示す情報を設定する、付記５に記載のネットワーク装置。
（付記７）
自端末のプロファイル情報をネットワーク装置へ送信する通信部と、
前記ネットワーク装置から、前記ネットワーク装置と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記ネットワーク装置との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記ネットワーク装置との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することができるか否かに関する情報を受信する受信部と、を備え、
前記通信部は、
前記無線リンクを介して前記ネットワーク装置へスモールデータを送信する、通信端末。
（付記８）
前記通信部は、
前記ユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順を省略することができることを示す情報を受信すると、前記スモールデータを制御データ用の無線リソースを用いて前記ネットワーク装置へ送信する、付記７に記載の通信端末。
（付記９）
前記通信部は、
前記無線リソースの設定手順を省略することができないことを示す情報を受信すると、前記スモールデータをユーザデータ用の無線リソースを用いて前記ネットワーク装置へ送信する、付記７または８に記載の通信端末。
（付記１０）
前記通信部は、
前記自端末のプロファイル情報を設定したＲＲＣメッセージ及びＮＡＳメッセージを前記ネットワーク装置へ送信する、付記７乃至９のいずれか１項に記載の通信端末。
（付記１１）
通信端末と、
前記通信端末と無線通信を行う基地局と、
前記通信端末と前記基地局との間の無線リンクの確立手順を制御するコアネットワーク装置とを備え、
前記コアネットワーク装置は、
前記通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信すると、前記無線リンクの確立手順において、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することを指示する指示メッセージを前記基地局へ送信し、
前記基地局は、
前記指示メッセージに応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略して前記無線リンクの確立手順を実行し、
前記通信端末は、
前記無線リンクを介して前記基地局へスモールデータを送信する、通信システム。
（付記１２）
通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信し、
前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定し、
前記無線リンクを介して前記通信端末から送信されたスモールデータを受信する、受信方法。
（付記１３）
自端末のプロファイル情報をネットワーク装置へ送信し、
前記ネットワーク装置から、前記ネットワーク装置と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記ネットワーク装置との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記ネットワーク装置との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することができるか否かに関する情報を受信し、
前記無線リンクを介して前記ネットワーク装置へスモールデータを送信する、送信方法。
（付記１４）
通信端末から送信された前記通信端末のプロファイル情報を受信し、
前記通信端末と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記通信端末との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記通信端末との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略するか否かを判定し、
前記無線リンクを介して前記通信端末から送信されたスモールデータを受信することをコンピュータに実行させるプログラム。
（付記１５）
自端末のプロファイル情報をネットワーク装置へ送信し、
前記ネットワーク装置から、前記ネットワーク装置と無線リンクを確立する手順において、前記プロファイル情報に応じて、前記ネットワーク装置との間におけるユーザデータの通信に用いられる無線リソースの設定手順、及び前記ネットワーク装置との間のセキュリティ設定手順のうち少なくとも一方を省略することができるか否かに関する情報を受信し、
前記無線リンクを介して前記ネットワーク装置へスモールデータを送信することをコンピュータに実行させるプログラム。
１０ ネットワーク装置
１１ 通信部
１２ 判定部
２０ 通信端末
３０ ＵＥ
３１ ＩｏＴアプリケーション
３２ ＮＡＳ制御部
３３ ＡＳ制御部
３４ Ｕ－Ｐｌａｎｅ制御部
３５ 無線通信部
４０ ｅＮＢ
４１ 無線通信部
４２ 制御部
４３ ネットワーク通信部
５０ ＭＭＥ
５１ 基地局通信部
５２ 判定部
５３ 制御部
５４ ネットワーク通信部
６０ ＳＧＷ
７０ ＰＧＷ
８０ ＩｏＴサーバ

Claims (11)

  1. 移動通信システムに用いられるIoT (Internet of Things)デバイスであって、
    スモールデータの通信において、U-Plane (User Plane)を用いるかC-Plane(Control Plane）を用いるかを示す第１の情報を含む要求メッセージを、移動管理ノードに基地局を介して送信する第１の送信手段と、
    前記移動管理ノードの前記第１の情報の判断に基づいた第２の情報を含むAcceptメッセージを受信する受信手段と、
    前記IoTデバイスと前記移動管理ノードとの登録処理の完了後に、前記スモールデータと、前記スモールデータの通信においてU-Planeを用いるかC-Planeを用いるかを示す第３の情報と、を含むRRC (Radio Resource Control) connection setup completeメッセージを、前記基地局に送信する第２の送信手段と、を有する、IoTデバイス。
  2. 前記基地局は、前記スモールデータを前記移動管理ノードに送信する請求項１記載のIoTデバイス。
  3. 前記第１の情報と前記第３の情報は、複数のビット列で示されたプロファイル情報である請求項１記載のIoTデバイス。
  4. 前記第２の情報は、前記移動管理ノードの能力を示す情報である請求項１記載のIoTデバイス。
  5. 前記IoTデバイスは、前記スモールデータをservice request messageを用いて前記移動管理ノードに送信する請求項１記載のIoTデバイス。
  6. 移動通信システムのネットワークに用いられる移動管理ノードであって、
    スモールデータの通信において、U-Plane (User Plane)を用いるかC-Plane(Control Plane）を用いるかを示す第１の情報を含む要求メッセージを、IoT (Internet of Things)デバイスから基地局を介して受信する第１の受信手段と、
    前記移動管理ノードの前記第１の情報の判断に基づいた第２の情報を含むAcceptメッセージを、前記IoTデバイスに送信する送信手段と、
    前記IoTデバイスと前記移動管理ノードとの登録処理の完了後に、前記スモールデータと、前記スモールデータの通信においてU-Planeを用いるかC-Planeを用いるかを示す第３の情報と、を含むRRC (Radio Resource Control) connection setup completeメッセージを受信した前記基地局から、前記スモールデータを含むInitial UEメッセージを受信する第２の受信手段と、を有する移動管理ノード。
  7. 前記第１の情報と前記第３の情報は、複数のビット列で示されたプロファイル情報である請求項６記載の移動管理ノード。
  8. 前記第２の情報は、前記移動管理ノードの能力を示す情報である請求項６記載の移動管理ノード。
  9. 前記第２の受信手段は、前記スモールデータをservice request messageを用いて受信する請求項６記載の移動管理ノード。
  10. 移動通信システムに用いられるIoT (Internet of Things)デバイスの通信方法であって、
    スモールデータの通信において、U-Plane (User Plane)を用いるかC-Plane(Control Plane）を用いるかを示す第１の情報を含む要求メッセージを、移動管理ノードに基地局を介して送信し、
    前記移動管理ノードの前記第１の情報の判断に基づいた第２の情報を含むAcceptメッセージを受信し、
    前記IoTデバイスと前記移動管理ノードとの登録処理の完了後に、前記スモールデータと、前記スモールデータの通信においてU-Planeを用いるかC-Planeを用いるかを示す第３の情報と、を含むRRC (Radio Resource Control) connection setup completeメッセージを、前記基地局に送信する、IoTデバイスの通信方法。
  11. 移動通信システムのネットワークに用いられる移動管理ノードの通信方法であって、
    スモールデータの通信において、U-Plane (User Plane)を用いるかC-Plane(Control Plane）を用いるかを示す第１の情報を含む要求メッセージを、IoT (Internet of Things)デバイスから基地局を介して受信し、
    前記移動管理ノードの前記第１の情報の判断に基づいた第２の情報を含むAcceptメッセージを、前記IoTデバイスに送信し、
    前記IoTデバイスと前記移動管理ノードとの登録処理の完了後に、前記スモールデータと、前記スモールデータの通信においてU-Planeを用いるかC-Planeを用いるかを示す第３の情報と、を含むRRC (Radio Resource Control) connection setup completeメッセージを受信した前記基地局から、前記スモールデータを含むInitial UEメッセージを受信する、移動管理ノードの通信方法。
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