JP7268168B2 - アップリンクデータパケットにマーキングすること - Google Patents

Description

本出願は、一般に、アップリンクデータパケットにマーキングすることに関する。より具体的には、本出願は、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることに関する。

ユーザは、共有ネットワークまたはパブリックネットワークにわたって安全なやり方でデータを送受信する必要がある。既存のモバイルネットワークは、ユーザが通信したいゲートウェイおよびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）を識別するためにアクセスポイント名（ＡＰＮ）を利用する。５Ｇでは、データネットワークはデータネットワーク名（ＤＮＮ）を使用して識別される。ＤＮＮは、一般的にはＡＰＮの形態である。

本発明の例の様々な態様は、請求項において提示される。

本発明の第１の態様によれば、セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信することと、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することと、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることと：を行うための手段を備える装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、受信された情報要素を含むクエリを、ネットワーキングコントローラに送信することと、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することと、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることと：を含む方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、装置に、少なくとも以下のこと：セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信することと、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することと、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることとを行わせる命令を含むコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第４の態様によれば、少なくとも１つのプロセッサとコンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備える装置が提供され、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、少なくとも：セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信することと、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することと、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることとを行わせるように構成されている。

本発明の第５の態様によれば、装置に、少なくとも以下のこと：セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信することと、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することと、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることとを行わせるプログラム命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。

本発明の第６の態様によれば、装置に、少なくとも以下のこと：セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信することと、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することと、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることとを行わせるプログラム命令を含む、コンピュータ可読媒体が提供される。

本発明の例示の実施形態のより完全な理解のために、次に、添付図面に関連して解釈される以下の説明が参照される。

開示された実施形態の例が適用され得る例示の無線アクセスネットワークの一部を示す図である。 開示された実施形態の例が適用され得る例示の装置のブロック図である。 開示された実施形態の例が適用され得る例示の全体アーキテクチャのブロック図である。 本発明の例の態様を組み込む例示の方法を示す図である。 本発明の例の態様を組み込む例示のシグナリング図である。 本発明の例の態様を組み込む例示のシグナリング図である。 本発明の例示の実施形態によるマッピングテーブルの一例を示す図である。

以下の実施形態は例示である。本明細書は、本文のいくつかの場所において、「１つの（ａｎ）」「一（ｏｎｅ）」、または「いくつかの（ｓｏｍｅ）」実施形態を参照することがあるが、これは、必ずしも、各参照が同一の実施形態（複数可）になされること、または特定の特徴が単一の実施形態のみに適用されることを意味するわけではない。異なる実施形態の単一の特徴は、他の実施形態を提供するように組み合わせされてもよい。

例示の実施形態は、アップリンクデータパケットにマーキングすることに関するものである。例示の実施形態によれば、装置は、セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立し、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信するように構成されている。装置は、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信し、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信するようにさらに構成されている。装置は、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードするようにまたさらに構成されている。

以下では、実施形態が適用され得るアクセスアーキテクチャの一例としてロングタームエボリューションアドバンスト（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｄｖａｎｃｅｄ）（ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＬＴＥ－Ａ）または新無線（ＮＲ、５Ｇ）に基づく無線アクセスアーキテクチャを使用して異なる例示の実施形態が説明されるが、実施形態をそのような構造に限定するわけではない。実施形態は、パラメータおよび手順を適切に調節することにより、適切な手段を有する他の種類の通信ネットワークにも適用され得ることが、当業者には明白である。適切なシステムの他の選択肢のいくつかの例は、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍ）（ＵＭＴＳ）無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮまたはＥ－ＵＴＲＡＮ）、ロングタームエボリューションアドバンスト（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＬＴＥ、Ｅ－ＵＴＲＡと同一のもの）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮまたはＷｉ－Ｆｉ）、マイクロ波アクセスのための世界的相互運用性（ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｃｃｅｓｓ）（ＷｉＭＡＸ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）、個人通信サービス（ＰＣＳ）、ＺｉｇＢｅｅ（Ｒ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、超広帯域（ＵＷＢ）技術を使用するシステム、センサネットワーク、モバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）およびインターネットプロトコルマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）またはそれらの任意の組合せである。

図１は、すべてが論理ユニットであるいくつかの要素および機能エンティティを示すのみである、簡素化されたシステムアーキテクチャの例を表し、その実装形態は、示されたものと異なることもある。図１に示された接続は論理的接続であり；その実際の物理的接続は異なり得る。システムが、一般的には、図１に示されたものとは別の機能および構造をも備えることは当業者には明らかである。

しかしながら、実施形態は、一例として与えられたシステムに限定されるわけではないが、当業者なら、必要な性質が提供されている他の通信システムに解決策を適用し得る。

図１の例は、例示の無線アクセスネットワークの一部を示すものである。

図１は、セルにおける１つ以上の通信チャネル上で、セルを提供するアクセスノード（（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢなど）１０４とワイヤレス接続するように構成されているユーザデバイス１００および１０２を示す。ユーザデバイスから（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢへの物理リンクはアップリンクまたはリバースリンクと呼ばれ、（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢからユーザデバイスへの物理リンクはダウンリンクまたはフォワードリンクと呼ばれる。（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢまたはそれらの機能性は、任意のノード、ホスト、サーバ、アクセスポイントなど、そのような使用法のために適切なエンティティを使用することによって実装され得ることを認められたい。

通信システムは一般的に２つ以上の（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢを備え、その場合には、（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢは、互いに通信する目的のために設計された有線または無線のリンク上で互いに通信するようにも構成され得る。これらのリンクは、シグナリング目的のためばかりでなく、１つの（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢから別のＮｏｄｅＢへとデータをルーティングするためにも使用され得る。（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢは、それが結合された通信システムの無線リソースを制御するように構成されたコンピューティングデバイスである。ＮｏｄｅＢは、基地局、アクセスポイント、アクセスノード、またはワイヤレス環境で動作することができる中継局を含む任意のその他のタイプのインターフェーシングデバイスとも称され得る。（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢは、トランシーバを含むかまたはトランシーバに結合されている。ユーザデバイスに対する双方向無線リンクを確立するアンテナユニットに対して、（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢのトランシーバから接続が提供される。アンテナユニットは複数のアンテナまたはアンテナ素子を備え得る。（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢは、さらに、コアネットワーク１１０（ＣＮまたは次世代コア（ＮＧＣ））に接続されている。ＣＮ側の相手方は、システムに応じて、サービングゲートウェイ（Ｓ－ＧＷ、ユーザデータパケットをルーティングし、フォワードする）、外部パケットデータネットワークに対するユーザデバイス（ＵＥ）の接続性を提供するためのパケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）、またはモバイル管理エンティティ（ＭＭＥ）などであり得る。

ユーザデバイス（ＵＥ、ユーザ機器、ユーザ端末、端末デバイスなどとも呼ばれる）は、エアインターフェース上のリソースが割り振られ、割り当てられる１つのタイプの装置を示すものであり、したがって、ユーザデバイスに対して本明細書で説明された任意の特徴が、中継ノードなどの対応する装置とともに実装され得る。そのような中継ノードの一例は、基地局に向けたレイヤ３中継器（セルフバックホーリング中継器）である。

ユーザデバイスは、一般的には加入者識別モジュール（ＳＩＭ）を用いて／用いることなく動作する無線モバイル通信デバイスを含む携帯用コンピューティングデバイスを指すものであり、以下のタイプのデバイス：移動局（携帯電話）、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドセット、無線モデムを使用するデバイス（警報または測定デバイスなど）、ラップトップコンピュータおよび／またはタッチスクリーンコンピュータ、タブレット、ゲーム機、ノート型パソコン、およびマルチメディアデバイスを含むが、これらに限定されない。ユーザデバイスは、ネットワークに画像またはビデオクリップをロードするカメラまたはビデオカメラといった、ほぼアップリンクのみのデバイスでもありえることを認められたい。ユーザデバイスは、オブジェクトが人対人または人対コンピュータの相互作用を必要とせずにネットワーク上でデータを伝達する能力を備えるというシナリオであるモノのインターネット（ＩｏＴ）のネットワークで動作する能力があるデバイスでもよい。ユーザデバイスはクラウドをも利用し得る。いくつかの用途では、ユーザデバイスは、無線部を伴う小型の携帯用デバイス（腕時計、イヤホンまたは眼鏡など）を備えてよく、計算はクラウドで実行される。ユーザデバイス（またはいくつかの実施形態ではレイヤ３中継ノード）は、ユーザ機器の機能性のうちの１つ以上を行うように構成されている。ユーザデバイスは、装置の名前を少し記述するだけでも、加入者ユニット、移動局、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末またはユーザ機器（ＵＥ）と呼ばれることもある。

ワイヤレスデバイスは、アクセスノードと端末デバイスの両方を包含する総称である。

本明細書で説明された様々な技術は、サイバーフィジカルシステム（ＣＰＳ）（物理エンティティを制御する、協働する計算要素のシステム）にも適用され得る。ＣＰＳは、異なる場所の物理オブジェクトに組み込まれている大量の相互接続されたＩＣＴデバイス（センサ、アクチュエータ、プロセッサ、マイクロコントローラなど）の実装および利用を可能にし得る。問題とする物理システムが生来の移動性を有するモバイルサイバーフィジカルシステムは、サイバーフィジカルシステムのサブカテゴリである。モバイルフィジカルシステムの例は、モバイルロボティクスならびに人間または動物によって移送される電子機器を含む。

加えて、装置は単一のエンティティとして表されてきたが、いろいろなユニット、プロセッサおよび／またはメモリユニット（どれも図１には示されていない）が実装され得る。

５Ｇは、多重入出力（ＭＩＭＯ）アンテナを使用し、マクロサイトを含む、ＬＴＥよりもさらに多くの基地局またはノード（いわゆるスモールセルの概念）が、より小さいステーションと協力して動作し、サービスニーズ、ユースケースおよび／または使用可能なスペクトルに応じて種々の無線技術を採用することを可能にする。５Ｇモバイル通信は、ビデオストリーミング、拡張現実、データ共有のいろいろなやり方、およびマシン型アプリケーションの様々な形態（乗物の安全性、いろいろなセンサおよびリアルタイム制御を含む（大規模）マシン型通信（ｍＭＴＣ）などを含む広範なユースケースおよび関連用途をサポートする。５Ｇは、多数の無線インターフェース、すなわち６ＧＨｚ未満、ｃｍ波、およびｍｍ波を有し、また、ＬＴＥなどの既存のレガシー無線アクセス技術と統合可能であると予期されている。少なくとも初期の段階では、システムとしてＬＴＥとの統合が実施され、その場合、マクロカバレッジはＬＴＥよって提供され、５Ｇ無線インターフェースアクセスは、ＬＴＥとのアグリゲーションにより、スモールセルによってもたらされる。言い換えれば、５ＧはインターＲＡＴオペラビリティ（ｉｎｔｅｒ－ＲＡＴ ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）（ＬＴＥ－５Ｇなど）とインターＲＩオペラビリティ（ｉｎｔｅｒ－ＲＩ ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）（６ＧＨｚ未満－ｃｍ波、６ＧＨｚ未満－ｃｍ波－ｍｍ波などの無線間インターフェースオペラビリティ）の両方をサポートするように計画されている。５Ｇネットワークにおいて使用されると考えられる概念のうちの１つはネットワークスライシングであり、ネットワークスライシングでは、レイテンシ、信頼性、スループットおよび移動性に関していろいろな要件を有するサービスを走らせるために、同一のインフラストラクチュアの内部で多数の独立した専用の仮想サブネットワーク（ネットワークインスタンス）が生成され得る。

ＬＴＥネットワークにおける現在のアーキテクチャは、無線において全体的に分散であり、コアネットワークにおいて全体的に集中型である。５Ｇにおける低レイテンシのアプリケーションおよびサービスは、コンテンツが無線に接近することを必要とするものであり、これは、ローカルブレークアウトおよびマルチアクセスエッジコンピューティング（ＭＥＣ）につながる。５Ｇは、データのソースにおいてアナリティクスおよび知識発生が生じることを可能にする。この手法は、ネットワークに連続的に接続されなくてもよいラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットおよびセンサなどのリソースを活用する必要がある。ＭＥＣは、アプリケーションおよびサービスホスティングのための分散型コンピューティング環境を提供する。ＭＥＣは、より速い応答時間のために、携帯電話加入者のすぐ近くでコンテンツを記憶し処理する能力をも有する。エッジコンピューティングは、ワイヤレスセンサネットワーク、モバイルデータ収集、モバイル署名解析、ローカルクラウド／フォグコンピューティングおよびグリッド／メッシュコンピューティングとしても分類可能な協調的かつ分散型ピアツーピアのアドホックネットワーキングおよび処理、デューコンピューティング、モバイルエッジコンピューティング、クラウドレット、分散型のデータストレージおよび検索、自律型自己回復ネットワーク、リモートクラウドサービス、拡張現実および仮想現実、データキャッシング、モノのインターネット（大規模接続性および／またはレイテンシクリティカル）、クリティカル通信（自律車両、交通安全、リアルタイム分析性、タイムクリティカル制御、医療用途）などの広範な技術をカバーする。

通信システムは、公衆交換電話網またはインターネット１１２などの他のネットワークと通信するかまたはそれらによって提供されるサービスを利用することもできる。通信ネットワークは、クラウドサービスの使用をサポートすることも可能になり得、たとえばコアネットワーク動作の少なくとも一部はクラウドサービス（これは図１の「クラウド」１１４によって表されている）として実行され得る。通信システムは、いろいろなオペレータのネットワークにたとえばスペクトル共有において協働するファシリティを提供する中央制御エンティティまたは同種のものをも備え得る。

エッジクラウドは、ネットワーク機能仮想化（ＮＶＦ）およびソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）を利用することによって、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）に組み入れられ得る。エッジクラウドの使用は、アクセスノード動作が、リモート無線ヘッドまたは無線部を備える基地局に対して動作可能に結合されたサーバ、ホストまたはノードにおいて、少なくとも部分的に実行されることを意味し得る。ノードの動作が、複数のサーバ、ノードまたはホストの間で分散されることもあり得る。ｃｌｏｕｄＲＡＮアーキテクチャの適用は、ＲＡＮのリアルタイム機能はＲＡＮ側において（分散型ユニットＤＵ １０４において）実行され、非リアルタイム機能は（集中型ユニットＣＵ １０８において）集中したやり方で実行されることを可能にする。

コアネットワーク動作と基地局動作の間の機能の分散が、ＬＴＥのものとは異なるか、さらには存在しない可能性もあることを理解されたい。おそらく利用されることになるいくつかの他の技術進歩は、ビッグデータおよびオールＩＰであり、これらは、ネットワークが構築され管理されるやり方を変化させる可能性がある。５Ｇ（または新無線、ＮＲ）ネットワークは、多数の階層構造をサポートするように設計されており、ＭＥＣサーバはコアと基地局またはノードＢ（ｇＮＢ）との間に設置され得る。ＭＥＣは、４Ｇネットワークにも同様に適用され得ることを認められたい。

５Ｇは、５Ｇサービスのカバレッジを強化するかまたは補完するために、たとえばバックホーリングを提供することによって衛星通信をも利用し得る。可能なユースケースは、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイスもしくはモノのインターネット（ＩｏＴ）デバイスまたは車両の搭乗者にサービスの連続性を提供すること、またはクリティカル通信に対してサービス可用性を保証すること、ならびに将来の鉄道、海運、および／または航空の通信である。衛星通信は、静止地球軌道（ＧＥＯ）衛星システムを利用し得るが、地球低軌道（ＬＥＯ）衛星システム、詳細にはメガコンステレーション（何百もの人工（ナノ）衛星が配備されるシステム）をも利用し得る。メガコンステレーションにおける各人工衛星１０６は、地上（ｏｎ－ｇｒｏｕｎｄ）セルを生成するいくつかの人工衛星対応ネットワークエンティティをカバーし得る。地上セルは、地上中継ノード１０４または地上もしくは人工衛星に配置されたｇＮＢによって生成され得る。

表されたシステムは無線アクセスシステムの一部の一例でしかなく、実際には、システムは複数の（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢを備えてよく、ユーザデバイスは複数の無線セルにアクセスし得、システムは物理レイヤ中継ノードまたは他のネットワーク要素などの他の装置をも備え得ることが当業者には明白である。（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢのうちの少なくとも１つはＨｏｍｅ（ｅ／ｇ）ｎｏｄｅＢでよい。加えて、無線通信システムの地理的エリア内では、複数の無線セルばかりでなく複数の異なる種類の無線セルも提供され得る。無線セルは、通常数十キロメートルまでの直径を有するラージセルであるマクロセル（またはアンブレラセル）でよく、またはマイクロセル、フェムトセルもしくはピコセルなどのより小さいセルでもよい。図１の（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢは、これらのセルのうちの任意の種類を提供し得るものである。セルラ無線システムは、数種類のセルを含む多層ネットワークとして実装され得る。一般的には、多層ネットワークでは、１つのアクセスノードは１種類のセル（複数可）を提供し、そのためネットワーク構造を提供するには複数の（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢが必要とされる。

通信システムの配備およびパフォーマンスを改善するための必要性を満たすために、「プラグアンドプレイ」（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢの概念が導入されている。一般的には、「プラグアンドプレイ」（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢを使用することができるネットワークは、Ｈｏｍｅ（ｅ／ｇ）ＮｏｄｅＢ（Ｈ（ｅ／ｇ）ｎｏｄｅＢ）に加えて、ホームノードＢゲートウェイすなわちＨＮＢ－ＧＷ（図１には示されていない）を含む。一般的にはオペレータのネットワークの内部にインストールされているＨＮＢゲートウェイ（ＨＮＢ－ＧＷ）は、コアネットワークに戻るたくさんのＨＮＢからトラフィックをアグリゲートし得る。

ワイヤレス通信システムに関連して一般に知られているように、制御情報または管理情報は、無線インターフェース上で、たとえば端末デバイス１００とアクセスノード１０４の間で伝達される。

既存のモバイルネットワークは、ＵＥが通信するために用いるサービングパケットゲートウェイおよびパケットデータネットワークを識別するためにアクセスポイント名（ＡＰＮ）を利用する。ＡＰＮは、モバイルサービス識別子として、たとえばインターネットアクセス、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、ボイスオーバーＬＴＥ（ＶｏＬＴＥ）および企業固有のアクセスためにも使用される。しかしながら、ＡＰＮは、それゆえモバイルサービスも、サービング基地局および転送ネットワークにとって可視でなく、トラフィックは、基地局（たとえばｅＮｏｄｅＢ）によって、トラフィックに関連したサービスには関係なくゲートウェイ（たとえばセキュリティゲートウェイ、Ｓ－ＧＷ、およびパケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ））にフォワードされる。基地局は、異なるモバイルサービスを区別することができないので、サービスおよび関連するサービス品質パラメータに関するいかなるインディケーションも、転送ネットワークに提供することができない。これが、たとえば既存のモバイルネットワークにおける仮想プライベートネットワーキング（ＶＰＮ）サービスを劣化させる。

図３は、本発明の例示の実施形態による全体アーキテクチャを表すブロック図３００である。この例では、装置２００は、図１のアクセスノード１０４に類似の基地局などのアクセスノードである。基地局は、たとえばｅＮｏｄｅＢまたはｇＮｏｄｅＢでよい。

装置２００はセルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立するように構成されている。ベアラは、２つの機器の間でユーザデータおよび／または制御信号を伝達するために使用される電気通信サービスである。異なるタイプのベアラ：データを伝達するように構成されたデータベアラ、シグナリングデータを搬送するように構成されたシグナリングベアラ、および基地局とユーザ機器の間の無線ベアラがある。言い換えれば、ベアラは、ユーザ機器をインターネットなどのパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）に接続するために使用されるトンネルである。異なるベアラサービスは、それらの情報伝達特性（たとえばデータ伝達速度、データフローの方向（複数可）、伝達のタイプおよび／または他の物理的特性）、サービスにアクセスする方法、相互動作要件および他の一般属性によって異なり得る。

端末デバイスは、ハンドポータブルデバイス、携帯電話または携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレット型コンピュータ、ワイヤレス端末、通信端末、ゲーム機、音楽プレーヤ、電子ブックリーダ（ｅブックリーダ）、位置決めデバイス、デジタルカメラ、家電製品、ＣＤ、ＤＶＤもしくはブルーレイプレーヤ、またはメディアプレーヤなどの電子デバイスでよい。

装置２００は、端末デバイスから、ベアラ上で、サービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信するようにさらに構成されている。アップリンクデータパケットは、端末デバイスから基地局に受信されたデータパケットを含む。

例示の実施形態によれば、アップリンクデータパケットは情報要素を含む。例示の実施形態では、情報要素は、異なるアプリケーション、ユーザおよび／またはデータフローに対して異なる優先順位を提供することを可能にするサービス品質（ＱｏＳ）情報を含む。ＱｏＳ情報は、ＬＴＥのＱｏＳクラス識別子（ＱＣＩ）または５ＧのＱｏＳ識別子（５ＱＩ）などの品質識別子による、サービスへの割り当て優先順位を含む。ＱｏＳ識別子は、データフローの特定のＱｏＳフォワーディング処理を識別するために使用される整数値でよい。言い換えれば、基地局や転送ネットワークなどのアクセスノードは、異なるＱｏＳクラスに属するトラフィックに対して異なる処理を提供し得る。

例示の実施形態によれば、情報要素はサービス品質（ＱｏＳ）識別子を含む。別の例示の実施形態では、ＱｏＳ識別子は３ＧＰＰ規格のＱＣＩまたは５ＱＩを含む。

上記のように、情報要素は、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す。例示の実施形態では、サービスは仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）サービスを含む。ＶＰＮサービスは、物理ネットワークを多数の論理ネットワークへと分割するように構成されている。言い換えれば、ＶＰＮサービスは、ユーザが、プライベートネットワークに安全にアクセスして、パブリックネットワークを通じてデータを遠隔で共有することを可能にする。

図３の例を継続して、装置２００は、受信された情報要素を含むクエリ３０３をネットワーキングコントローラ３０１に送信するようにさらに構成されている。例示の実施形態によれば、装置２００は、識別されない情報要素を受信したことに応答してクエリを送信するように構成されている。

例示の実施形態では、装置２００は、ネットワーキングコントローラ３０１とインターフェースするように構成されたネットワークエージェントを備え、ネットワーキングエージェントはクエリ３０３に送信することを引き起こすように構成されている。

例示の実施形態では、ネットワーキングコントローラ３０１はソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラである。ＳＤＮでは、ネットワークのデータプレーンと制御プレーンは切り離され、制御プレーンはソフトウェアで実装される。言い換えれば、ＳＤＮは、意思決定能力をＳＤＮコントローラなどの別個のソフトウエアコンポーネントに移すことによって、ネットワークコンポーネントのインテリジェンスを分離することを可能にする。ＳＤＮコントローラは、ネットワークオペレータによって定義されたフォワーディングポリシーに従ってトラフィックを導くように構成されたアプリケーションである。ＳＤＮコントローラは、１つ以上の物理エンティティ上に存在する１つ以上のソフトウエアコンポーネントとして実装され得る。

ネットワーキングコントローラ３０１は、サービス品質情報および対応するルーティング情報を含むマッピングテーブル３０２を維持するように構成されている。マッピングテーブル３０２は、管理システム（たとえば運用保守システム（ＯＡＭ））を介し、またはたとえばＳＤＮアプリケーションを使用して、プロビジョニングされ維持され得る。さらに、ネットワーキングコントローラ３０１は、ネットワーク要素に対してマッピングテーブルをサーブするように構成され得る。例示の実施形態によれば、ネットワーキングコントローラ３０１は、マッピングテーブル３０２が変化したことを装置２００に通知するように構成されており、装置は情報に基づいてクエリ３０３を送信するように構成されている。

装置２００は、ネットワーキングコントローラ３０１から、クエリ３０３に対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報３０４を受信するように構成されている。ルーティング情報はネットワーキングエージェントによって受信され得る。

例示の実施形態によれば、ルーティング情報３０４は、８０２．１Ｑパラメータなどのイーサネットパラメータを含む。８０２．１Ｑは、イーサネット上で仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）トラフィックを搬送するためのプロトコルである。ＶＬＡＮは、それ自体専用の物理的インフラストラクチュアを有しないが、その代わりに、そのトラフィックを搬送するために別のローカルエリアネットワークを使用するローカルエリアネットワークである。８０２．１Ｑパラメータは８０２．１Ｐサービスクラス（ＰＣＰ）、ドロップ資格インディケータ（ｄｒｏｐ ｅｌｉｇｉｂｌｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）（ＤＥＩ）および／またはＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）を含み得る。

別の例示の実施形態によれば、ルーティング情報３０４はＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）を含む。ＶＬＡＮ識別子は、各パケットがどのＶＬＡＮに属するかを識別する。

さらなる例示の実施形態によれば、ルーティング情報３０４はヘッダ情報を含み、装置２００は、転送ネットワークにフォワードすることに先立ってアップリンクデータパケットにヘッダ情報を加えるように構成されている。

またさらなる例示の実施形態によれば、ルーティング情報３０４は仮想識別子を含み、装置は、仮想識別子に基づいてアップリンクデータパケット用の出力ポートを選択し、アップリンクデータパケットを出力ポートに出力するように構成されている。

装置２００は、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードするようにさらに構成されている。

例示の実施形態によれば、装置２００は、ネットワークコントローラから、クエリに対する応答としてルーティング情報３０４を受信するように構成されている。ルーティング情報はアップリンクデータパケットに対するフォワーディングポリシーを示す情報要素を含み得、装置２００は、ルーティング情報に基づいてアップリンクデータパケットに関する伝送パラメータを選択してよい。ルーティング情報は、たとえばイーサネット８０２．１Ｑヘッダを含み得る。伝送パラメータは、たとえば、装置がアップリンクパケットをフォワードする転送ネットワークにおいてアップリンクパケットに適用されるＱｏＳパラメータを特徴づけ得る。

例示の実施形態では、装置は、ルーティング情報を用いてアップリンクパケットにマーキングするようにさらに構成されている。アップリンクパケットにマーキングすることは、たとえばトンネルタギングもしくは転送タギング、または仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）タギングを含み得る。たとえば、ＶＬＡＮは、ネットワークパケットにタグを適用し、ネットワーキングシステムにおいてタグを扱うことによって作用する。ＶＬＡＮは、物理的には単一のネットワーク上にあるがあたかも別個のネットワークの間で分割されているかのように作用するネットワークトラフィックの外観および機能性を生成する。このようにして、ＶＬＡＮは、ケーブリングデバイスおよびネットワーキングデバイスの多数のセットが配備されることを必要とすることなく、同一の物理ネットワークに接続されているにもかかわらず、ネットワークアプリケーションを個別に保つことができる。この解決策は、既存のＱｏＳ機構の使用を、基地局に関するＶＬＡＮ情報を含めるように拡張するものである。

マーキングは、仮想拡張可能ＬＡＮ（ＶＸＬＡＮ）、ジェネリックルーティングカプセル化（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）（ＧＲＥ）、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）、インターネットプロトコルセキュリティ（ＩＰＳＥＣ）などのいくつかの他のトンネリングまたは転送機構を使用して行われてよく、または特定のＩＰアドレス指定をスライスしてもよい。そのような場合には、ネットワーキングコントローラ３０１は、データパケットにマーキングするための適切なトンネル識別子／マッピングタグを提供するために、マッピングテーブルの中に追加の列／異なる列を含んでよい。

図２の例は例示の装置を示すものである。

図２は、本発明の例示の実施形態に従って動作する装置２００を表すブロック図である。装置２００は、たとえばチップ、チップセットなどの電子デバイス、電子デバイス、または基地局などのアクセスノードでよい。図２の例では、装置はｅＮｏｄｅＢまたはｇＮｏｄｅＢなどの基地局である。装置２００はプロセッサ２１０およびメモリ２６０を含む。他の例では、装置２００は多数のプロセッサを備え得る。

図２の例では、プロセッサ２１０は、メモリ２６０から読み出しメモリ２６０へ書き込むように動作可能に接続された制御ユニットである。プロセッサ２１０は、入力インターフェースを介して受信された制御信号を受信し、および／または出力インターフェースを介して制御信号を出力するようにも構成され得る。例示の実施形態では、プロセッサ２１０は、装置の機能性を制御するために、受信された制御信号を適切なコマンドに変換するように構成されてよい。

メモリ２６０はコンピュータプログラム命令２２０を記憶し、コンピュータプログラム命令２２０は、プロセッサ２１０にロードされたとき、以下で説明されるように装置２００の動作を制御する。他の例では、装置２００は、２つ以上のメモリ２６０または異なる種類のストレージデバイスを備え得る。

本発明の例示の実施形態の実装を可能にするためのコンピュータプログラム命令２２０またはそのようなコンピュータプログラム命令の一部は、装置２００の製造業者によって、装置２００のユーザによって、またはダウンロードプログラムに基づいて装置２００自体によって、装置２００にロードされ得、あるいは命令は外部デバイスによって装置２００にプッシュされ得る。コンピュータプログラム命令は、電磁気搬送波信号を介して装置２００に達してよく、あるいはコンピュータプログラム製品などの物理エンティティ、コンパクトディスク（ＣＤ）、コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくはブルーレイディスクなどのメモリデバイスまたは記録媒体からコピーされてもよい。

例示の実施形態によれば、装置２００は行うための手段を備え、行うための手段は、少なくとも１つのプロセッサ２１０と、コンピュータプログラムコード２２０を含む少なくとも１つのメモリ２６０とを備え、少なくとも１つのメモリ２６０およびコンピュータプログラムコード２２０は、少なくとも１つのプロセッサ２１０を用いて装置２００のパフォーマンスを引き起こすように構成されている。

基地局は、ユーザ機器（ＵＥ）１００、およびソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラまたは他のネットワーク管理システムなどのネットワーキングコントローラと通信するように構成されている。基地局は、ＳＤＮコントローラなどのネットワーキングコントローラとインターフェースするように構成されたＳＤＮエージェントなどのネットワーキングエージェントを備え得る。ｅＮｏｄｅＢまたはｇＮｏｄｅＢなどの基地局はサービングゲートウェイ（Ｓ－ＧＷ）と通信するようにも構成されており、Ｓ－ＧＷは、所望のサービスに従って、たとえばサービスに関して決定されたサービス品質に従って、基地局とやりとりするデータパケットをフォワードし、ルーティングするように構成されている。

図４は、以前に開示された実施形態の態様を組み込む例示の方法４００を示すものである。より具体的には、例示の方法４００はアップリンクデータパケットにマーキングすることを示す。

この方法は、セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立すること４０１で始まる。この方法は、端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクパケットを受信すること４０２を続ける。例示の実施形態では、情報要素はＱｏＳ情報を含む。

この方法は、受信された情報要素を含むクエリをネットワーキングコントローラに送信すること４０３と、ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信すること４０４とをさらに続ける。この方法は、ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすること４０５をさらに含む。

図５は、アップリンクデータパケットにマーキングすることを表す例示のシグナリング図を示すものである。この実施形態では、ネットワーキングコントローラ３０１はＳＤＮコントローラであり、ネットワーキングエージェントはＳＤＮエージェントである。ＧＰＲＳトンネリングプロトコル制御（ＧＴＰ－Ｃ）は、標準的なベアラのセットアップ中にＱＣＩを含むＱｏＳ情報を受信する。ＧＴＰ－Ｃは、ＱＣＩを含むＱｏＳ情報をＳＤＮエージェントに渡す。装置２００にはＳＤＮエージェントが実装されており、ＳＤＮコントローラとインターフェースする。ＳＤＮエージェントは、ＱＣＩを含む受信されたＱｏＳ情報を含むクエリをＳＤＮコントローラに送信する。ＳＤＮエージェントは、クエリに対する応答として、データパケットのルーティングのためのＶＩＤを含む８０２．１Ｑパラメータを受信する。ＳＤＮコントローラは、ＱｏＳ情報および対応するルーティング情報を含むマッピングテーブルに基づいて、ＳＤＮエージェントに送信される８０２．１Ｑパラメータを選択する。次いで、ＳＤＮエージェントは、ＳＤＮコントローラから受信された情報を、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルユーザＧＴＰ－Ｕパケット処理に渡す。例示の実施形態によれば、装置２００にはＧＴＰ－ＣおよびＧＴＰ－Ｕが実装されている。

図６は、アップリンクデータパケット用の出力ポートを選択することを示す例示のシグナリング図を表すものである。ＧＴＰ－Ｕは、データパケットを処理してルーティングに渡す。例示の実施形態によれば、装置２００にはＧＴＰ－Ｕが実装されている。ルーティングは、ＶＩＤなどの８０２．１Ｑパラメータに基づいて、送出ポートを少なくとも部分的に決定する。

図７は、ＳＤＮコントローラによって維持されるマッピングテーブルの一例を示すものである。テーブルは、サービス品質情報（ＱＣＩ／５Ｑ１）および対応するルーティング情報（ＰＣＰ、ＤＥＩ、ＶＩＤ）を含む。

請求項を制限することなく、アップリンクデータパケットにマーキングすることの利益は、転送ネットワークにとってルーティング情報が可視であるということである。これは、基地局および転送ネットワークが、異なるデータパケットに異なるサービスを提供することを可能にする。さらに、ルーティング情報は、既存のモバイルネットワークでＶＰＮサービスを提供することを可能にする。

以下に挙げる請求項の範囲、解釈、または適用を、いかなる方法によっても制限することなく、本明細書で開示された例示の実施形態のうちの１つ以上の技術的効果は、ユーザ機器によって提供された情報要素によって示されるサービスを、基地局（たとえばｅＮｏｄｅＢまたはｇＮｏｄｅＢ）が、たとえ識別しないとしても、ユーザ機器によって提供されたＱｏＳパラメータが転送ネットワークに伝送され得るということである。別の技術的効果は、ＶＰＮサービスが既存のモバイルネットワークで提供され得ることである。

例示の実施形態はアップリンクトラフィックを開示しているが、ダウンリンクトラフィックも同一の論理的接続／インターフェースにルーティングされ得ることにも留意されたい。

本発明の実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、アプリケーションロジックまたはソフトウェアと、ハードウェアと、アプリケーションロジックとの組合せで実装され得る。ソフトウェア、アプリケーションロジックおよび／またはハードウェアは、装置、別個のデバイスまたは複数のデバイス上に存在し得る。必要に応じて、ソフトウェア、アプリケーションロジックおよび／またはハードウェアの一部は、装置上、別個のデバイス上、または複数のデバイス上に存在してよい。例示の実施形態では、アプリケーションロジック、ソフトウェアまたは命令セットは、様々な従来のコンピュータ可読媒体のうちのいずれか１つに維持される。この文書のコンテキストでは、「コンピュータ可読媒体」は、コンピュータなどの、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはこれらに関連して、使用される命令を、含む、記憶する、通信する、伝搬する、または転送することができる任意の媒体または手段でよく、コンピュータの一例は、図２において説明され、表されている。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読記憶媒体を備え得、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータなどの、命令実行システム、装置またはデバイスによって使用される命令またはこれらに関連して使用される命令を、含むかまたは記憶することができる任意の媒体または手段でよい。

本明細書で論じられた異なる機能は、必要に応じて、異なる順序で、および／または互いに同時に、行われてよい。さらに、必要に応じて、前述の機能のうちの１つ以上が、任意選択でよく、または組み合わされてもよい。

本発明の様々な態様は、独立請求項において提示されるが、本発明の他の態様は、請求項において明示的に提示された特徴の組合せばかりなく、説明された実施形態および／または従属請求項からの特徴の独立請求項の特徴との他の組合せをも含む。

技術が進歩するにつれ発明概念が様々なやり方で実装され得ることが、当業者には明白であろう。本発明およびその実施形態は、上記で説明された例に限定されることなく、請求項の中で変化し得るものである。

Claims (15)

1. セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、
   端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、
   受信された情報要素を含むクエリを、ネットワーキングコントローラに送信することと、
   ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することであって、ルーティング情報がアップリンクデータパケットへのフォワーディングポリシーを示す情報要素を含む、ことと、
   ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることと、
   ルーティング情報に基づいて、アップリンクデータパケットに対する伝送パラメータを選択することと
   を行うための手段を備える、装置。
2. アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素がサービス品質情報を含む、請求項１に記載の装置。
3. アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素がサービス品質識別子を含む、請求項１または２に記載の装置。
4. アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素が３ＧＰＰ規格のＱＣＩ／５ＱＩを含む、請求項３に記載の装置。
5. ルーティング情報が８０２．１Ｑのパラメータを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. ルーティング情報が仮想ローカルエリアネットワーク識別子を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. ルーティング情報がヘッダ情報を含み、手段が、フォワードすることに先だってアップリンクデータパケットにヘッダ情報を加えるように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. ルーティング情報が仮想識別子を含み、手段が、仮想識別子に基づいてアップリンクデータパケット用の出力ポートを選択し、出力ポートにアップリンクデータパケットを出力するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. ネットワーキングコントローラがソフトウェア定義ネットワークコントローラである、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 装置が、ネットワーキングコントローラとインターフェースするように構成されたネットワークエージェントを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素によって示されるサービスが仮想プライベートネットワークサービスを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 装置が基地局である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 行うための手段が、少なくとも１つのプロセッサ、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリを備え、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードが、少なくとも１つのプロセッサを用いて装置のパフォーマンスを引き起こすように構成される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、
    端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、
    受信された情報要素を含むクエリを、ネットワーキングコントローラに送信することと、
    ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することであって、ルーティング情報がアップリンクデータパケットへのフォワーディングポリシーを示す情報要素を含む、ことと、
    ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることと、
    ルーティング情報に基づいて、アップリンクデータパケットに対する伝送パラメータを選択することと
    を含む方法。
15. 装置に、少なくとも以下のこと、
    セルラ通信システムの端末デバイス用のベアラを確立することと、
    端末デバイスから、ベアラ上で、アップリンクデータパケットに関連したサービスを示す情報要素を含むアップリンクデータパケットを受信することと、
    受信された情報要素を含むクエリを、ネットワーキングコントローラに送信することと、
    ネットワーキングコントローラから、クエリに対する応答として、アップリンクデータパケットのルーティング情報を受信することであって、ルーティング情報がアップリンクデータパケットへのフォワーディングポリシーを示す情報要素を含む、ことと、
    ルーティング情報を用いてアップリンクデータパケットにマーキングすることを引き起こし、アップリンクデータパケットを転送ネットワークにフォワードすることと
    ルーティング情報に基づいて、アップリンクデータパケットに対する伝送パラメータを選択することと
    を行わせるための命令を含むコンピュータプログラム。

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