JP7413570B2 - 無線通信ネットワークにおけるｉｐアドレス割り当て - Google Patents

Description

本開示の実施形態は、一般に通信に関し、より詳細には、無線通信ネットワークにおけるＩＰアドレス割り当てに関係する方法および装置に関する。

このセクションは、本開示のより良い理解を容易にし得る態様を紹介する。したがって、このセクションの記述は、この観点において読み取られるべきであり、従来技術にあるものまたは従来技術にないものに関する承認として理解されるべきではない。

ユーザ機器（ＵＥ）が無線通信ネットワークに接続するとき、ＵＥとパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）との間の容易なデータコネクティビティを可能にするために、コアネットワークによってＵＥにインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスが割り当てられる。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のリリース１６より前には、ＩＰアドレスは、制御プレーンにおけるＰＤＮゲートウェイ（ＰＧＷ－Ｃ）など、コアネットワーク内の制御プレーン機能によってＵＥに割り当てられた。３ＧＰＰ仕様のリリース１６では、ユーザプレーン（ＵＰ）機能によるＵＥ ＩＰアドレスの割り当てが導入された。

したがって、ＵＰ機能は、各ＰＤＮまたはプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）セッションについて、ＵＥ ＩＰアドレスを管理し、割り当て得る。ＵＰ機能は、パケットフォワーディング制御プロトコル（ＰＦＣＰ）セッション確立要求など、セッションを確立するようにとの要求を制御プレーン（ＣＰ）機能から受信し、ＵＥ ＩＰアドレスを割り当て、ＣＰ機能に対するＰＦＣＰセッション確立応答中でそのＵＥ ＩＰアドレスを送出する。ＣＰ機能は、たとえば、制御プレーンにおけるＰＤＮゲートウェイ（ＰＧＷ－Ｃ）、またはセッション管理機能（ＳＭＦ）であり得る。

３ＧＰＰ技術仕様（ＴＳ）２９．２４４、ｖ１６．３．１は、以下のように、このプロセスに関する詳細を提示する（セクション５．２１．３参照）。

ＵＰ機能においてＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックス割り当てを実施するとき、ＣＰ機能は、以下を行うことによって、ＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスを割り当てるようにＵＰ機能に要求するものとする。
－ パケット検出ルール（ＰＤＲ：ｐａｃｋｅｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｕｌｅ）ＩＥ（表７．５．２．２－１参照）のまたはトラフィックエンドポイント（表７．５．２．７－１参照）のＵＥ ＩＰアドレス情報エレメント（ＩＥ）中にＣＨＯＯＳＥフラグ（ＣＨＯＯＳＥ ＩＰＶ４および／またはＣＨＯＯＳＥ ＩＰＶ６）をセットすること、デフォルト値／６４以外のおよびＩＰｖ６プレフィックス委譲（節５．１４参照）のためのもの以外のＩＰｖ６プレフィックスが割り振られるべきであり、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）がＩＰ６ＰＬ特徴（節８．２．２５参照）のサポートを指示した場合、ＵＥ ＩＰアドレス中にＩＰｖ６プレフィックス長が指示されるものとする、ならびに
－ ＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスがそこから割り振られるべきである、ＩＰアドレスプールを指示するためのネットワークインスタンスＩＥを含めること。
－ 随意に、ＵＥ ＩＰアドレスがＵＰ機能によってそこから割り当てられるものとする、ＵＥ ＩＰアドレスプール識別情報を含めること。

ＣＰ機能は、以下を行うことによって、１つの単一ＰＦＣＰセッション確立要求またはＰＦＣＰセッション修正要求（ＰＦＣＰ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）内に作成されるべきいくつかのＰＤＲに同じＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスを割り当てるようにＵＰ機能に要求し得る。
－ 新しいＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスで作成されるべき各ＰＤＲのＵＥ ＩＰアドレスＩＥ中にＣＨＯＯＳＥフラグ（ＣＨＯＯＳＥ ＩＰＶ４および／またはＣＨＯＯＳＥ ＩＰＶ６）をセットすること、
あるいは、ＵＰ機能がパケット検出情報（ＰＤＩ：ｐａｃｋｅｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）最適化（節８．２．２５参照）のサポートを指示した場合、
－ トラフィックエンドポイント作成ＩＥ中にＵＥ ＩＰアドレスＩＥのみを含めること、およびこのＩＥのＵＥ ＩＰアドレスＩＥ中にＣＨＯＯＳＥフラグ（ＣＨＯＯＳＥ ＩＰＶ４および／またはＣＨＯＯＳＥ ＩＰＶ６）をセットすることによって、ならびに
－ 同じＵＥ ＩＰアドレスで作成されるべきすべてのＰＤＲ中にトラフィックエンドポイントＩＤを含めること。
（１つまたは複数の）ＰＤＲが成功裡に作成された場合、ＵＰ機能は、ＵＰ機能が（１つまたは複数の）ＰＤＲにまたは（１つまたは複数の）トラフィックエンドポイントに割り振ったＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスをＰＦＣＰセッション確立応答またはＰＦＣＰセッション修正応答（ＰＦＣＰ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）中で返すものとする。
ＰＦＣＰセッションを削除すること、トラフィックエンドポイントを除去すること、またはＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスに関連付けられた最後のＰＤＲを除去することを行うようにとの要求を受信すると、ＵＰ機能は、ＰＦＣＰセッションに、トラフィックエンドポイントに、またはＰＤＲに割り振られたＵＥ ＩＰアドレス／プレフィックスを解放するものとする。

したがって、本開示の実施形態は、第５世代（５Ｇ）コアネットワークにおいて実装され得る。図１は、５Ｇシステムのためのアーキテクチャを示す。図示のように、５Ｇシステムは、ユーザ機器（ＵＥ）と、（無線）アクセスネットワーク（（Ｒ）ＡＮ）と、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）と、データネットワーク（ＤＮ）と、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）と、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）と、セッション管理機能（ＳＭＦ）と、サービス通信プロキシ（ＳＣＰ）と、ネットワークスライス選択機能（ＮＳＳＦ）と、ネットワーク公開機能（ＮＥＦ）と、ネットワークリポジトリ機能（ＮＲＦ）と、ポリシ制御機能（ＰＣＦ）と、統合データ管理（ＵＤＭ）と、アプリケーション機能（ＡＦ）とを備える。

５Ｇアーキテクチャは、サービスベースのものとして規定され、ネットワーク機能（ＮＦ）間の対話が２つのやり方で表現される。一方のやり方はサービスベースの表現であり、ここで、制御プレーン内のＮＦ（たとえばＡＭＦ）は、他の許可されたＮＦがそれらのＮＦのサービスにアクセスすることを可能にする。この表現はまた、必要な場合、ポイントツーポイント参照ポイントを含む。他方のやり方は参照ポイント表現であり、参照ポイント表現は、任意の２つのＮＦ（たとえばＡＭＦとＳＭＦとの）間のポイントツーポイント参照ポイント（たとえばＮ１１）によって記述される、ＮＦ中のＮＦサービス間に存在する対話を示す。

ＮＥＦは、ＮＦの能力の外部公開をサポートする。外部公開は、監視能力、プロビジョニング能力、ポリシ／課金能力および分析報告能力としてカテゴリー分類され得る。監視能力は、５Ｇシステム中のＵＥについての特定のイベントの監視と、そのような監視イベント情報をＮＥＦを介して外部公開のために利用可能にすることとのためのものである。プロビジョニング能力は、５Ｇシステム中のＵＥのために使用され得る情報を外部当事者がプロビジョニングすることを可能にするためのものである。ポリシ／課金能力は、外部当事者からの要求に基づいてＵＥについてのサービス品質（ＱｏＳ）および課金ポリシをハンドリングするためのものである。分析報告能力は、外部当事者が、５Ｇシステムによって生成された分析情報をフェッチするかまたはその分析情報にサブスクライブすること／その情報をアンサブスクライブすることを可能にするためのものである。

本発明の概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される概念の選択を簡略化された形で紹介するために提供される。本発明の概要は、請求される主題の主要な特徴または不可欠な特徴を識別するものではなく、請求される主題の範囲を限定するために使用されるものでもない。

本開示の目的のうちの１つは、ＵＰ機能によるＵＥ ＩＰアドレス割り当てについての失敗した要求によるネットワークリソース浪費および遅延を低減することである。

本開示の第１の態様によれば、無線通信ネットワークのためのユーザプレーンコアネットワーク機能によって実施される方法が提供される。ユーザプレーンコアネットワーク機能には、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの範囲が設定される。本方法は、制御プレーンコアネットワーク機能にメッセージを送信することを含む。メッセージは、ＩＰアドレスの範囲の使用レベル（ｕｓａｇｅ ｌｅｖｅｌ）の指示を含む。

本開示の第２の態様によれば、無線通信ネットワークのための制御プレーンコアネットワーク機能によって実施される方法が提供される。本方法は、１つまたは複数のユーザプレーンコアネットワーク機能からメッセージを受信することを含む。ユーザプレーンコアネットワーク機能には、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスのそれぞれの範囲が設定される。メッセージのうちの少なくとも１つがＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含む。本方法は、指示された使用レベルに基づいて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにユーザプレーンコアネットワーク機能を選択することをさらに含む。

本開示の実施形態は、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにＵＰ機能に要求するときの失敗の可能性を低減することの技術的利点を有する。このようにして、ＵＥのためにＰＤＵ／ＰＤＮセッションを確立する際の遅延が低減され、ネットワークリソースがより効率的に利用される。

本開示のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、添付の図面とともに読み取られるべきである、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになろう。

５Ｇシステムのためのアーキテクチャを示す図である。 本開示の実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。 本開示のさらなる実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。 本開示のさらなる実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。 本開示のさらなる実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。 本開示の一実施形態による、ユーザプレーンコアネットワーク機能において実装される方法を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態による、制御プレーンコアネットワーク機能において実装される方法を示すフローチャートである。 本開示のいくつかの実施形態を実践する際に使用するのに好適な装置を示すブロック図である。 本開示の一実施形態による、ユーザプレーンエンティティを示すブロック図である。 本開示の一実施形態による、制御プレーンエンティティを示すブロック図である。 本開示の一実施形態による、ノード報告タイプＩＥの構造を示す図である。 本開示の一実施形態による、原因ＩＥの構造を示す図である。

説明の目的で、以下の説明では、開示される実施形態の完全な理解を提供するために詳細が記載される。しかしながら、実施形態が、これらの具体的な詳細なしに、または等価な構成を用いて実装され得ることは、当業者には明らかである。

発明者によって識別された１つの問題は、３ＧＰＰ規定のユーザプレーン機能（ＵＰＦ）およびＰＧＷ－Ｕなど、ＵＰコアネットワーク機能によるＵＥ ＩＰアドレス割り当てに関する。この機能を提供するように設定されたＵＰ機能が、ＵＥへの動的割り当てのためのＩＰアドレスの有限範囲を有する。しかしながら、ＵＥ ＩＰアドレス割り当てを要求するＣＰ機能が、その範囲がＵＰ機能において使用し尽くされているまたはほぼ使用し尽くされているかどうかを知らないことがあり、ＣＰ機能は、依然として、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択し得る。すべての動的ＩＰアドレスが占有されている（たとえば、他のＵＥにすでに割り当てられた）場合、またはＣＰ機能によって指示されるＵＥ ＩＰアドレスプール中のすべての動的ＩＰアドレスが占有されている場合、ＵＰ機能はＰＦＣＰセッション確立要求を拒否することになる。したがって、ＵＥへのＩＰアドレスの割り当ては遅延され、ネットワークリソースが浪費される（たとえば、ＩＰアドレス割り当てについての失敗した要求において使用される）。そのような失敗した要求の後でも、ＣＰ機能は、その要求が、すべての動的ＩＰアドレスが占有されていること以外の理由のために拒否されていることがあるので、ＵＥ ＩＰアドレス割り当てのためにＵＰ機能を選択し続け得る。

本開示は、ＵＰコアネットワーク機能によるＵＥ ＩＰアドレス割り当てのための改善されたソリューションを提案する。例示的な例として、ソリューションは、図１に示されている通信システムに適用され得る。図１に示されているエンティティの機能的説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０１、ｖ１６．４．０の節６において指定されている。代替的に、実施形態は、ユーザプレーンと制御プレーンとの間の分離を含む、およびユーザプレーンが、無線デバイスのためのＩＰアドレスを割り当てるために利用される、他のネットワークにおいて実装され得る。

本開示のコンテキスト内では、本明細書で使用される端末デバイス（またはＵＥ）という用語は、たとえば、アクセス端末、移動局、モバイルユニット、加入者局などと呼ばれることもあることに留意されたい。端末デバイス（またはＵＥ）という用語は、無線通信ネットワークにアクセスし、無線通信ネットワークからサービスを受信することができる、任意の（固定または移動）エンドデバイスを指し得る。限定ではなく例として、ＵＥは、ポータブルコンピュータ、デジタルカメラなどの画像キャプチャ端末デバイス、ゲーミング端末デバイス、音楽記憶および再生器具、モバイルフォン、セルラフォン、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、統合または埋込み無線カード、外部差込み型無線カードなどを含み得る。

モノのインターネット（ＩｏＴ）シナリオでは、端末デバイス（またはＵＥ）は、監視および／または測定を実施し、そのような監視および／または測定の結果を別の端末デバイス（またはＵＥ）および／またはネットワーク機器に送信する、マシンまたは他のデバイスを表し得る。この場合、端末デバイス（またはＵＥ）は、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイスであり得、Ｍ２Ｍデバイスは、３ＧＰＰコンテキストではマシン型通信（ＭＴＣ）デバイスと呼ばれることがある。そのようなマシンまたはデバイスの特定の例は、センサー、電力計などの計量デバイス、産業用機械類、バイク、車両、あるいは家庭用または個人用電気器具、たとえば、冷蔵庫、テレビジョン、時計などの個人用ウェアラブルなどを含み得る。

本明細書で使用される「通信システム」という用語は、第１世代（１Ｇ）通信プロトコル、２Ｇ通信プロトコル、２．５Ｇ通信プロトコル、２．７５Ｇ通信プロトコル、３Ｇ通信プロトコル、４Ｇ通信プロトコル、４．５Ｇ通信プロトコル、５Ｇ通信プロトコル、および／あるいは現在知られているかまたは将来において開発されることになる任意の他のプロトコルなど、任意の好適な通信規格に従うシステムを指す。さらに、通信システムにおける端末デバイスとネットワークノード（またはネットワークエンティティ）との間の通信は、限定はしないが、１Ｇ通信プロトコル、２Ｇ通信プロトコル、２．５Ｇ通信プロトコル、２．７５Ｇ通信プロトコル、３Ｇ通信プロトコル、４Ｇ通信プロトコル、４．５Ｇ通信プロトコル、５Ｇ通信プロトコルを含む、任意の好適な世代の通信プロトコル、および／あるいは現在知られているかまたは将来において開発されることになる任意の他のプロトコルに従って実施され得る。さらに、本明細書で使用される特定の用語は、特定の用語に関係する通信システムのみに本開示を限定せず、これは、他の通信システムにより一般的に適用され得る。

本明細書で使用される「ＵＰコアネットワーク機能」という用語は、ユーザプレーンにおけるコアネットワーク機能を指し、例として、ＵＰＦとＰＧＷ－Ｕとを含む。「ＵＰ機能」という用語も、この目的で使用される。頭字語「ＵＰＦ」は、たとえば、３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０１、ｖ１６．４．０、セクション６．２．３において、ユーザプレーン機能として３ＧＰＰ仕様において規定されているコアネットワーク機能を明示的に指す。「ＣＰ機能」および「ＣＰコアネットワーク機能」という用語は、同義であり、ＰＧＷ－ＣおよびＳＭＦなど、制御プレーンにおけるコアネットワーク機能を指す。

したがって、上記で説明されたように、図１に示されているものなど、無線通信ネットワークにおけるＵＰ機能に、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの範囲が設定され得る。ＣＰ機能から要求メッセージを受信すると、ＵＰ機能は、ＩＰアドレスのＵＰ機能の範囲から、利用可能なＩＰアドレスを割り当て、割り当てられたＩＰアドレスの指示を含む応答メッセージを送信する。ただし、ＩＰアドレスの範囲は、ＵＰ機能が、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てることがもはや可能でないように、使用し尽くしされることになり得る。

本開示の実施形態によれば、ＵＰ機能は、ＩＰアドレスのＵＰ機能の範囲の使用レベルの指示を含むメッセージをＣＰ機能に送信するように設定される。このようにして、ＣＰ機能は、ＵＰ機能における使用レベルを通知され、これを、将来において、ＵＥへのＩＰアドレスの割り当てを要求するためにＵＰ機能を選択するときに考慮に入れることができる。たとえば、ＣＰ機能は、利用可能なＩＰアドレスの高い使用レベルまたは不在を報告したＵＰ機能を選択しないこと（またはより低い頻度または確率で選択すること）を選定し得る。

使用レベルの指示は、割合など、現在割り当てられている、ＩＰアドレスの範囲の比率の指示を含み得る。比率の指示は、暗黙的または明示的であり得る。前者の場合、たとえば、指示は、現在利用可能である、ＩＰアドレスの範囲の比率のものであり得る。ＩＰアドレスは、割り当てられたまたは利用可能のいずれかであり得るので、前者の比率の指示は後者の比率の暗黙的指示であり、その逆も同様である。

使用レベルの指示は、追加または代替として、範囲中の利用可能なＩＰアドレスの絶対数を含み得る。同じく、絶対数の指示は、暗黙的または明示的であり得る。前者の場合、たとえば、指示は、範囲中のＩＰアドレスの総数（利用可能なものと割り当てられたものの両方）と、割り当てられたＩＰアドレスの数との指示を含み得る。したがって、利用可能なＩＰアドレスの数は、これらの量から、減算によって導出され得る。

メッセージは、ＵＥへのＩＰアドレスの割り当てについてのＣＰ機能からの要求に対する応答メッセージを含み得る。この実施形態の例は、図２および図３において以下で示される。使用レベルの指示は、たとえば、使用レベルがしきい値を超えることに応答して、そのようなメッセージ中に含まれ得る。このようにして、ネットワークリソースは、ＩＰアドレスがすべて割り当てられたことにより、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求が拒否され得る可能性が生じる値に使用レベルが達しない限りおよび達するまで、使用レベルを報告するために利用されない。代替的に、メッセージは、たとえば、ＣＰ機能からのサブスクリプション要求に応答して、ＵＰ機能によって自律的に送信され得る。この場合、メッセージは、たとえば、使用レベルがしきい値を超えることに応答して送信され得る。この実施形態の例は、図４および図５において以下で示される。

ＵＰ機能において設定されたＩＰアドレスの範囲は、１つまたは複数のＵＥ ＩＰアドレスプールを含み得る。ＵＥ ＩＰアドレスプールの各々は、ＵＰ機能において設定された特定のネットワークインスタンスに関連付けられ得る。すなわち、ＵＰ機能の各ネットワークインスタンスは、１つまたは複数のＵＥ ＩＰアドレスプールに関連付けられ得る。

ＩＰアドレスは、各ＰＤＮまたはＰＤＵセッションについて、たとえばそのようなセッションの確立時に、ＵＥに割り当てられ得る。したがって、ＵＥは、ＵＥが複数のＰＤＮまたはＰＤＵセッションを有する場合、複数のＩＰアドレスを有し得る。

追加または代替として、いくつかの実施形態は、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲が使用し尽くされたことによって、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てることに失敗することが引き起こされたことを、ＵＰ機能がそれにより報告することができる、機構を提供する。

図２は、ＣＰ機能とＵＰ機能との間の、本開示の一実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。ＣＰ機能は、たとえば、ＰＧＷ－ＣまたはＳＭＦに対応し得る。ＵＰ機能は、たとえば、ＰＧＷ－ＵまたはＵＰＦに対応し得る。一実施形態では、ＣＰ機能がＰＧＷ－Ｃに対応し、ＵＰ機能がＰＧＷ－Ｕに対応する場合、ネットワーク機能間の送信がＳｘｂインターフェースを介して行われる。別の実施形態では、ＣＰ機能がＳＭＦに対応し、ＵＰ機能がＵＰＦに対応する場合、ネットワーク機能間の送信がＮ４インターフェースを介して行われる。さらなる実施形態では、異なるＵＰ機能およびＣＰ機能が利用され得、メッセージが、（ＳｘａおよびＳｘｃインターフェースなどの）異なるインターフェース上で送信され得る。

ステップ１において、ＵＰ機能は、たとえば、上記で説明されたように、ＩＰアドレスを管理し、ＵＥに割り当てるように設定される。

ステップ２において、ＣＰ機能は、ＵＰ機能に（ＰＦＣＰセッション確立要求などの）要求メッセージを送出し、ＵＰ機能が、確立されるべきであるセッションに関連付けられたＵＥへのＩＰアドレスを割り当てることを要求する。３ＧＰＰ ＴＳ２９．２４４、ｖ１６．３．１によれば、ＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求は、作成ＰＤＲ／ＰＤＩ／ＵＥ ＩＰアドレス／ＣＨＯＯＳＥで指示され得、ここで、１のＣＨＯＯＳＥ値は、ＵＰ機能がこのＰＤＮ／ＰＤＵセッションのためにＵＥ ＩＰアドレスを割り当てることをＣＰ機能が必要とすることを指示する。

ステップ３において、ＵＰ機能は、ＵＥ ＩＰアドレスを割り当て、割り当てられたＩＰアドレスの指示を含む（ＰＦＣＰセッション確立応答などの）応答メッセージをＣＰ機能に送信する。割り当てられたＵＥ ＩＰアドレスは、１つまたは複数のＰＤＲに関連付けられ得る。さらに、本開示の実施形態によれば、応答メッセージは、新しいＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。そのＩＥは、ＵＰ機能において設定されたＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含む。図示の例では、これは、割り当てられた、ＩＰアドレス範囲の比率（たとえば、割合）の指示（ＵＥ ＩＰアドレス割り当てメトリック：５６％）と、利用可能である、すなわち、割り当てられていないＩＰアドレスの絶対数の指示（ＵＥ ＩＰアドレスの数：１００Ｋ）とを含む。さらに、そのＩＥは、その情報エレメントに関連付けられたシーケンス番号（ＵＥ ＩＰアドレスシーケンス番号：１）を含み、これは、ＣＰ機能が、直近の（たとえば、最も高い）シーケンス番号をもつ使用レベルを利用することによって、前に指示された使用レベルではなく、ＵＰ機能における現在の使用レベルを決定することを可能にする。いくつかの実施形態では、このシーケンス番号は、使用レベルの各指示（たとえば、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報ＩＥの各送信）により増分され、代替的に、シーケンス番号は、使用レベルが変化するたびに増分され得る。以下の表１は、ステップ３において送信されるメッセージ中に含まれ得る情報エレメントのリストを示す。そのリストは、本開示の実施形態による、使用レベルの指示を含む、新しいＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。

ステップ４において、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲はほとんど使用し尽くされている。

ステップ５において、別の新しいＰＤＵ／ＰＤＮセッションについて、ＣＰ機能は、再び、ＵＰ機能がこのＰＤＮ／ＰＤＵセッションのためにＵＥ ＩＰアドレスを割り当てることをＣＰ機能が必要とすることを指示する要求メッセージ（たとえば、作成ＰＤＲ／ＰＤＩ／ＵＥ ＩＰアドレス／ＣＨＯＯＳＥをもつＰＦＣＰセッション確立要求）を送出する。

ステップ６において、上記のステップ３と同様に、ＵＰ機能は、再び、ＵＥ ＩＰアドレスを割り当て、割り当てられたＩＰアドレスの指示をもつ応答メッセージ（たとえば、ＰＦＣＰセッション確立応答作成されたＰＤＲ／ＵＥ ＩＰアドレス）をＣＰ機能に送出する。同じく、ステップ３と同様に、このメッセージは、ＩＰアドレス範囲の使用レベルの指示を含む新しいＩＥを含む。このメッセージでは、シーケンス番号は増分されており（すなわち、ＵＥ ＩＰアドレスシーケンス番号：２）、使用レベルの指示は、割り当てられたアドレスのより高い比率（ＵＥ ＩＰアドレス割り当てメトリック：９６％）と、より少数の利用可能なＩＰアドレス（ＵＥ ＩＰアドレス：０．５Ｋ）とを示す。

指示された使用レベルに基づいて、ステップ７において、ＣＰ機能は、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択するために使用されるアルゴリズムを適応させる。たとえば、そのアルゴリズムは、ＵＰ機能が、選択される可能性が低いように、またはより低い頻度で選択されるように、適応され得る。一実施形態では、そのアルゴリズムは、ＵＰ機能が、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるために選択されないように、適応され得る。

ステップ９において、ＣＰ機能は、ＵＰ機能に関連付けられた進行中のＰＤＮ／ＰＤＵセッションに関係するメッセージを送出する。たとえば、そのメッセージは、ＰＦＣＰセッション修正要求など、セッションの何らかの側面を修正するようにとの要求を含み得る。

ステップ１０において、ＵＰ機能は、ステップ９において送出されたメッセージに対する応答メッセージ（たとえば、ＰＦＣＰセッション修正応答）をＣＰ機能に送信する。ステップ９より前の、ステップ８において、ＵＰ機能におけるＩＰアドレス範囲の使用は、より低い値に戻っていた。たとえば、割り当てられたＩＰアドレスのうちのいくつかに関連付けられたＰＤＮ／ＰＤＵセッションが終了されていることがある。したがって、ステップ１０において送信される応答メッセージは、ＩＰアドレスの範囲の、新しい、より低い使用レベルの指示を含む。このメッセージでは、シーケンス番号は再び増分されており（すなわち、ＵＥ ＩＰアドレスシーケンス番号：３）、使用レベルの指示は、割り当てられたアドレスのより低い比率（ＵＥ ＩＰアドレス割り当てメトリック：３６％）と、より多数の利用可能なＩＰアドレス（ＵＥ ＩＰアドレス：９００Ｋ）とを示す。以下の表２は、ステップ１０において送信されるメッセージ中に含まれ得る情報エレメントのリストを示す。そのリストは、本開示の実施形態による、使用レベルの指示を含む、新しいＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。

指示された使用レベルに基づいて、ステップ１１において、ＣＰ機能は、再び、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択するために使用されるアルゴリズムを適応させる。たとえば、そのアルゴリズムは、ＵＰ機能が、選択される可能性が高いように、またはより高い頻度で選択されるように、適応され得る。一実施形態では、そのアルゴリズムは、ＣＰ機能が、再びＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択し始めるように、適応され得る。

ステップ１２において、ＣＰ機能は、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択し、したがって、上記のステップ２および５と同様に、ＵＰ機能に要求メッセージ（たとえば、作成ＰＤＲ／ＰＤＩ／ＵＥ ＩＰアドレス／ＣＨＯＯＳＥをもつＰＦＣＰセッション確立要求）を送出する。

ステップ１３において、ＵＰ機能は、ＵＥ ＩＰアドレスを割り当て、割り当てられたＩＰアドレスの指示をもつ応答メッセージ（たとえば、ＰＦＣＰセッション確立応答作成されたＰＤＲ／ＵＥ ＩＰアドレス）をＣＰ機能に送出する。応答メッセージは、ＩＰアドレスの範囲の現在の使用レベルの指示（ＵＥ ＩＰアドレスシーケンス番号：４、ＵＥ ＩＰアドレス割り当てメトリック：３８％、ＵＥ ＩＰアドレスの数：８００Ｋ）を含む。

一実施形態では、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示は、使用レベルがしきい値を超えることに応答して、応答メッセージ（たとえば、ステップ３、６、１０および１３において送信されるもの）中に含まれる。たとえば、しきい値は、割り当てられたＩＰアドレスの比率に関係し、ＩＰアドレスの範囲の完全使用に比較的近い値（たとえば、８０％または９０％）においてセットされ得る。代替的に、しきい値は、利用可能なＩＰアドレスの数に関係し、比較的低い値（たとえば、１Ｋ）においてセットされ得る。したがって、応答メッセージが使用レベルの指示を含まない場合、ＣＰ機能は、使用レベルが高くないと仮定することができ、ＵＰ機能は、ＵＥへのＩＰアドレスの割り当てのために選択され得る。

図２には示されていないが、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲が完全に割り当てられることが起こり得、したがって、ステップ２、５、９および１２において受信された要求メッセージのうちの１つが、ＵＥへのＩＰアドレスの失敗した割り当てを生じ得る。この場合、ステップ３、６、１０および１３において送信される応答メッセージは、ＵＥに割り当てられたＩＰアドレスの指示の代わりに、ＩＰアドレス割り当てが失敗したという指示を含み得る。本開示の実施形態によれば、応答メッセージは、失敗の原因が、ＩＰアドレスの完全に割り当てられた範囲であったという指示をさらに含み得る。その指示は、図１２に示されているものなど、原因ＩＥ内に含まれていることがある。原因値は、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求が成功したか否かと、その要求が拒否された場合の拒否の背後にある理由との両方を指示する。以下の表８は、そのような応答メッセージ中に含まれ得る考えられる原因値を示す。すべての動的ＩＰアドレスが割り当てられたので、要求が拒否されたことを指示するための、（割り当てられていない値ｘｘが与えられれば）追加の原因値が含まれることが分かり得る。

図３は、本開示のさらなる一実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。この実施形態は、図２に示され、上記で説明された実施形態によく対応し、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示が、専用ＩＥ中で提示されないが、代わりに、負荷制御情報ＩＥなど、別のＩＥ内のサブＩＥであるという違いがある。以下の表３は、この実施形態による負荷制御情報ＩＥを示す。そのＩＥは、本開示の実施形態による、使用レベルの指示を含む、新しいサブＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。

図４は、本開示のさらなる一実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。この実施形態では、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示は、ＵＰ機能によって自律的に、すなわち、ＣＰ機能からのメッセージに応答せずに送信される。たとえば、ＵＰ機能は、使用レベルがしきい値を超えることまたはしきい値を下回ることに応答して、そのようなメッセージを送信し得る。

ステップ１～４は、ステップ３において送信される応答メッセージが、上記で説明された、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含まないことを除いて、上記の図２および図３のステップ１～４と同様である。ＵＰ機能は、各ＰＤＮ／ＰＤＵセッションについて、ＵＥ ＩＰアドレスを管理し、割り当てることを担当する。

ステップ５において、ＵＰ機能は、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含むメッセージをＣＰ機能に送出する。そのメッセージは、ＰＦＣＰノード報告要求であるか、または、図４に示されているように、ＰＦＣＰ関連付け更新要求であり得る。使用レベルの指示は、上記で説明されたように、専用ＩＥ内に含まれていることがある。図示の例では、これは、割り当てられた、ＩＰアドレス範囲の比率（たとえば、割合）の指示（ＵＥ ＩＰアドレス割り当てメトリック：９６％）と、利用可能である、すなわち、割り当てられていないＩＰアドレスの絶対数の指示（ＵＥ ＩＰアドレスの数：０．５Ｋ）とを含む。さらに、そのＩＥは、その情報エレメントに関連付けられたシーケンス番号（ＵＥ ＩＰアドレスシーケンス番号：１）を含み、これは、ＣＰ機能が、直近の（たとえば、最も高い）シーケンス番号をもつ使用レベルを利用することによって、前に指示された使用レベルではなく、ＵＰ機能における現在の使用レベルを決定することを可能にする。以下の表４は、ステップ５において（また、以下で説明されるステップ９において）送信されるメッセージ中に含まれ得るＩＥを示す。そのリストは、本開示の実施形態による、使用レベルの指示を含む、新しいＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。

一実施形態では、そのメッセージは、ステップ５において、使用レベルがしきい値を超えることに応答して送信される。たとえば、しきい値は、割り当てられたＩＰアドレスの比率に関係し、ＩＰアドレスの範囲の完全使用に比較的近い値（たとえば、８０％または９０％）においてセットされ得る。代替的に、しきい値は、利用可能なＩＰアドレスの数に関係し、比較的低い値（たとえば、１Ｋ）においてセットされ得る。

ステップ６において、ＣＰ機能は、ＵＰ機能に応答メッセージ、たとえば、ＰＦＣＰノード報告応答、または図示のように、ＰＦＣＰ関連付け更新応答を送信する。

ステップ７および８は、図２および図３に関して上記で説明されたステップ７および８と同様である。したがって、ＣＰ機能は、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択するために使用されるアルゴリズムを適応させる。たとえば、そのアルゴリズムは、ＵＰ機能が、選択される可能性が低いように、またはより低い頻度で選択されるように、適応され得る。一実施形態では、そのアルゴリズムは、ＵＰ機能が、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるために選択されないように、適応され得る。いくらか後の時間において、使用レベルはステップ８において降下する。

ステップ９において、ＵＰ機能は、ＣＰ機能にメッセージ（たとえば、ＰＦＣＰノード報告要求またはＰＦＣＰ関連付け更新要求）を送出、送信する。そのメッセージは、ＩＰアドレスの範囲の、新しい、より低い使用レベルの指示を含む。このメッセージでは、シーケンス番号は増分されており（すなわち、ＵＥ ＩＰアドレスシーケンス番号：２）、使用レベルの指示は、割り当てられたアドレスのより低い比率（ＵＥ ＩＰアドレス割り当てメトリック：５６％）と、より多数の利用可能なＩＰアドレス（ＵＥ ＩＰアドレス：１００Ｋ）とを示す。

一実施形態では、そのメッセージは、ステップ９において、使用レベルがしきい値を下回ることに応答して送信される。たとえば、しきい値は、割り当てられたＩＰアドレスの比率、または利用可能なＩＰアドレスの数に関係し得る。しきい値は、ステップ５に関して上記で説明されたしきい値と同じ値、または、使用レベルがしきい値にあるかまたはしきい値に近い場合に、メッセージが、増加された頻度で送信されないような、異なる値（たとえば、より低い値）を有し得る。

ステップ１０において、ＣＰ機能は、ＵＰ機能に応答メッセージ（たとえば、ＰＦＣＰノード報告応答またはＰＦＣＰ関連付け更新応答）を送出する。

ステップ１１～１３は、ステップ１３において送信される応答メッセージが、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含まないことを除いて、図２および図３に関して上記で説明されたステップ１１～１３と同様である。

図５は、本開示のさらなる実施形態による、シグナリングを示すシグナリング図である。この実施形態では、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示は、ＣＰ機能によるサブスクリプションの条項の下でＵＰ機能によって送信される。同じく、この例では、ＵＰ機能は、使用レベルがしきい値を超えることまたはしきい値を下回ることに応答して、使用レベルの指示を送信し得る。

ステップ１において、ＣＰ機能は、ＵＰ機能がＩＰアドレスのＵＰ機能の範囲の使用レベルを報告するようにとのサブスクリプション要求メッセージ（たとえば、ＰＦＣＰ関連付けセットアップ要求）をＵＰ機能に送信する。サブスクリプション要求メッセージは、使用レベルがそれに基づいて報告されるべきである、１つまたは複数の条件を含み得る。たとえば、条件は、それを上回ると使用レベルが報告されるべきである、しきい値使用レベルと、それを下回ると使用レベルが報告されることを停止するべきである、しきい値使用レベルと、使用レベルがどのくらいの頻度で報告されるべきであるかとのうちの１つまたは複数を含み得る。一実施形態では、条件は、使用レベルが特定のしきい値を越えるときにＵＰ機能がＵＰ機能の使用レベルを報告するような、複数のしきい値を含み得る。以下の表５は、図５のステップ７および１１において送信されるメッセージ中に含まれ得るＩＥを示す。そのリストは、ＵＰ機能がＵＰ機能の使用レベルを報告するようにとの要求を含み、１つまたは複数の条件の指示をも含んでいることがある、新しいＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。

ステップ２において、ＵＰ機能は、ＣＰ機能に応答または確認応答メッセージ（たとえば、ＰＦＣＰ関連付けセットアップ応答）を送出する。その後、使用レベルの指示が、サブスクリプション中で提示された条件の下で、ＵＰ機能によってＣＰ機能に送信される。ステップ３～１５は、場合によっては、図４に関して上記で説明された、それぞれ、ステップ１～１３に対応する。

以下の表６は、図５のステップ７および１１において送信されるメッセージ中に含まれ得るＩＥを示す。そのリストは、本開示の実施形態による、使用レベルの指示を含む、新しいＩＥ、すなわち、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報を含む。図１１は、表６にリストされているノード報告タイプＩＥの構造を示す。オクテット５のビット５がＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報（ＵＩＡＡＲ）についてのビットを含むことが分かり得、このビットは、メッセージ中のＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報ＩＥの存在を指示するように（たとえば、「１」に）セットされる。ステップ７および１１において送信されるメッセージ（たとえば、ＰＦＣＰノード報告要求）は、ＰＦＣＰセッションに固有でない情報をＣＰ機能に報告するために、ＵＰ機能によって、Ｓｘａ、Ｓｘｂ、ＳｘｃおよびＮ４インターフェース上で送出され得る。

図６は、本開示の一実施形態による、ＵＰ機能において実装される方法を示すフローチャートである。フローチャートは、いくつかの部分において、図２～図５のいずれかにおけるＵＰ機能によって実施されるシグナリングに対応し得る。ＵＰ機能は、たとえば、ＵＰＦまたはＰＧＷ－Ｕに対応し得る。ＵＰ機能には、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの範囲が設定される。ＵＰ機能において設定されたＩＰアドレスの範囲は、１つまたは複数のＵＥ ＩＰアドレスプールを含み得る。ＵＥ ＩＰアドレスプールの各々は、ＵＰエンティティにおいて設定された特定のネットワークインスタンスに関連付けられ得る。すなわち、ＵＰ機能の各ネットワークインスタンスは、１つまたは複数のＵＥ ＩＰアドレスプールに関連付けられ得る。

ブロック６００において、ＵＰ機能は、ＣＰ機能からメッセージを受信する。そのメッセージは、ＵＰ機能がＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求を、たとえば、ＵＥのためにＰＤＵまたはＰＤＮセッションを確立するようにとの要求の一部として、含み得る。たとえば、図２および図３のステップ２を参照されたい。これらの例では、要求メッセージは、ＵＰ機能のネットワークインスタンスの指示を含み得、ＩＰアドレスがＵＰ機能によってそこから割り当てられるべきである、ＵＥ ＩＰアドレスプールの識別子をも含んでいることがある。代替的に、そのメッセージは、ＵＰ機能がＵＰ機能の使用レベルを報告するようにとのサブスクリプション要求を含み得る。たとえば、図５のステップ１を参照されたい。

ブロック６０２が、随意の実施形態を提示し、その実施形態では、ＵＰ機能は、ＵＰ機能の使用レベルを、その使用レベルがしきい値を超える場合、報告する。したがって、ブロック６０２において、ＵＰ機能は、ＩＰアドレスのＵＰ機能の設定された範囲の使用レベルがしきい値を上回るかどうかを決定する。たとえば、しきい値は、割り当てられたＩＰアドレスの比率に関係し、ＩＰアドレスの範囲の完全使用に比較的近い値（たとえば、８０％または９０％）においてセットされ得る。代替的に、しきい値は、利用可能なＩＰアドレスの数に関係し、比較的低い値（たとえば、１Ｋ）においてセットされ得る。使用レベルがしきい値を超えない場合、方法は終わり、ＵＰ機能は、ＣＰ機能にＵＰ機能の使用レベルを報告しない。たとえば、ＵＰ機能は、ステップ６００において受信されたメッセージに（特に、そのメッセージがサブスクリプション要求であった場合）応答しないことがあるか、または（特に、そのメッセージが、ＵＰ機能がＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求であった場合）ＵＰ機能の使用レベルの指示なしに応答し得る。使用レベルがしきい値を超える場合、方法はステップ６０４に進み、ＵＰ機能は、ＣＰ機能にＵＰ機能の使用レベルを報告する。代替的に、ＵＰ機能は、この様式で設定されないことがあり、ステップ６００の後にステップ６０４に直接進み得る。

ステップ６０４において、ＵＰ機能は、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含むメッセージをＣＰ機能に送信する。使用レベルの指示は、割合など、現在割り当てられている、ＩＰアドレスの範囲の比率の指示を含み得る。比率の指示は、暗黙的または明示的であり得る。前者の場合、たとえば、指示は、現在利用可能である、ＩＰアドレスの範囲の比率のものであり得る。ＩＰアドレスは、割り当てられたまたは利用可能のいずれかであり得るので、前者の比率の指示は後者の比率の暗黙的指示であり、その逆も同様である。使用レベルの指示は、追加または代替として、範囲中の利用可能なＩＰアドレスの絶対数を含み得る。同じく、絶対数の指示は、暗黙的または明示的であり得る。前者の場合、たとえば、指示は、範囲中のＩＰアドレスの総数（利用可能なものと割り当てられたものの両方）と、割り当てられたＩＰアドレスの数との指示を含み得る。したがって、利用可能なＩＰアドレスの数は、これらの量から、減算によって導出され得る。

本開示のいくつかの実施形態によれば、そのメッセージは、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示に関連付けられたシーケンス番号を含み得、これは、ＣＰ機能が、直近の（たとえば、最も高い）シーケンス番号をもつ使用レベルを利用することによって、前に指示された使用レベルではなく、ＵＰ機能における現在の使用レベルを決定することを可能にする。いくつかの実施形態では、このシーケンス番号は、使用レベルの各指示（たとえば、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報ＩＥの各送信）により増分され、代替的に、シーケンス番号は、使用レベルが変化するたびに増分され得る。

ステップ６０４において送信されるメッセージは、ＵＥへのＩＰアドレスの割り当てについてのＣＰ機能からの要求に対する応答メッセージを含み得る。この実施形態の例は、図２および図３において上記で示された（たとえば、それらの図中のステップ３参照）。使用レベルの指示は、たとえば、使用レベルがしきい値を超えることに応答して、そのようなメッセージ中に含まれ得る。このようにして、ネットワークリソースは、ＩＰアドレスがすべて割り当てられたことにより、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求が拒否され得る可能性が生じる値に使用レベルが達しない限りおよび達するまで、使用レベルを報告するために利用されない。代替的に、メッセージは、たとえば、ＣＰ機能からのサブスクリプション要求に応答して、ＵＰ機能によって自律的に送信され得る。この場合、メッセージは、たとえば、使用レベルがしきい値を超えることに応答して送信され得る。この実施形態の例は、図４および図５において以下で示される。

異なるＵＥ ＩＰアドレスプールおよび／または異なるネットワークインスタンスについての使用レベルを表すために、（たとえば、同じタイプのＩＥ中の）使用レベルの２つ以上の指示が含まれ得る。

いくつかの実施形態によれば、ステップ６０４において送信されるメッセージが、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求に対する応答を含み、その要求が、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの完全に割り当てられた範囲により失敗を生じた場合、そのメッセージは、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てることに失敗することが、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲が使用し尽くされることによって引き起こされたという指示を、さらに含み得る。その指示は、その意味に対応する原因値を含み得る。たとえば、表８を参照されたい。

図７は、本開示の一実施形態による、ＣＰエンティティにおいて実装される方法を示すフローチャートである。フローチャートは、いくつかの部分において、図２～図５のいずれかにおけるＵＰ機能によって実施されるシグナリングに対応し得る。ＣＰエンティティは、たとえば、ＳＭＦまたはＰＧＷ－Ｃに対応し得る。

ブロック７００において、ＣＰ機能は、１つまたは複数のＵＰ機能に１つまたは複数のメッセージを送信する。ＵＰ機能は、たとえば、ＵＰＦまたはＰＧＷ－Ｕに対応し得る。ＵＰ機能には、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの範囲が設定される。ＵＰ機能において設定されたＩＰアドレスの範囲は、１つまたは複数のＵＥ ＩＰアドレスプールを含み得る。ＵＥ ＩＰアドレスプールの各々は、ＵＰエンティティにおいて設定された特定のネットワークインスタンスに関連付けられ得る。すなわち、ＵＰ機能の各ネットワークインスタンスは、１つまたは複数のＵＥ ＩＰアドレスプールに関連付けられ得る。

ブロック７００において送信されるメッセージは、たとえば、ＵＥのためにＰＤＵ／ＰＤＮセッションを確立するときに、ＵＰ機能がそれらのＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求を含み得る。たとえば、図２および図３を参照されたい。代替または追加として、それらのメッセージは、ＵＰ機能がＵＰ機能の使用レベルを報告するようにとのサブスクリプション要求を含み得る。たとえば、図５を参照されたい。サブスクリプション要求メッセージは、使用レベルがそれに基づいて報告されるべきである、１つまたは複数の条件を含み得る。たとえば、条件は、それを上回ると使用レベルが報告されるべきである、しきい値使用レベルと、それを下回ると使用レベルが報告されることを停止するべきである、しきい値使用レベルと、使用レベルがどのくらいの頻度で報告されるべきであるかとのうちの１つまたは複数を含み得る。一実施形態では、条件は、使用レベルが特定のしきい値を越えるときにＵＰ機能がＵＰ機能の使用レベルを報告するような、複数のしきい値を含み得る。

ブロック７０２において、ＣＰ機能は、１つまたは複数のＵＰ機能から１つまたは複数のメッセージを受信する。メッセージのうちの少なくとも１つが、それぞれのＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含む。使用レベルの指示は、割合など、現在割り当てられている、ＩＰアドレスの範囲の比率の指示を含み得る。比率の指示は、暗黙的または明示的であり得る。前者の場合、たとえば、指示は、現在利用可能である、ＩＰアドレスの範囲の比率のものであり得る。ＩＰアドレスは、割り当てられたまたは利用可能のいずれかであり得るので、前者の比率の指示は後者の比率の暗黙的指示であり、その逆も同様である。使用レベルの指示は、追加または代替として、範囲中の利用可能なＩＰアドレスの絶対数を含み得る。同じく、絶対数の指示は、暗黙的または明示的であり得る。前者の場合、たとえば、指示は、範囲中のＩＰアドレスの総数（利用可能なものと割り当てられたものの両方）と、割り当てられたＩＰアドレスの数との指示を含み得る。したがって、利用可能なＩＰアドレスの数は、これらの量から、減算によって導出され得る。

本開示のいくつかの実施形態によれば、そのメッセージは、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示に関連付けられたシーケンス番号を含み得、これは、ＣＰ機能が、直近の（たとえば、最も高い）シーケンス番号をもつ使用レベルを利用することによって、前に指示された使用レベルではなく、ＵＰ機能における現在の使用レベルを決定することを可能にする。いくつかの実施形態では、このシーケンス番号は、使用レベルの各指示（たとえば、ＵＥ ＩＰアドレス割り当て情報ＩＥの各送信）により増分され、代替的に、シーケンス番号は、使用レベルが変化するたびに増分され得る。

ステップ７０２において受信されるメッセージは、ＵＥへのＩＰアドレスの割り当てについてのＣＰ機能からの要求に対する応答メッセージを含み得る。この実施形態の例は、図２および図３において上記で示された（たとえば、それらの図中のステップ３参照）。使用レベルの指示は、たとえば、使用レベルがしきい値を超えることに応答して、そのようなメッセージ中に含まれ得る。このようにして、ネットワークリソースは、ＩＰアドレスがすべて割り当てられたことにより、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求が拒否され得る可能性が生じる値に使用レベルが達しない限りおよび達するまで、使用レベルを報告するために利用されない。代替的に、メッセージはＵＰ機能によって自律的に送信され得る。この場合、メッセージは、たとえば、使用レベルがしきい値を超えることに応答して受信され得る。この実施形態の例は、図４および図５において以下で示される。

ステップ７０２において受信されるメッセージ中に、（たとえば、同じタイプのＩＥ中の）使用レベルの２つ以上の指示が含まれ得、たとえば、ここで、異なるＵＥ ＩＰアドレスプールおよび／または異なるネットワークインスタンスが含まれる。

いくつかの実施形態によれば、ステップ７０２において受信されるメッセージが、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求に対する応答を含み、その要求が、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの完全に割り当てられた範囲により失敗を生じた場合、そのメッセージは、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てることに失敗することが、ＵＰ機能におけるＩＰアドレスの範囲が使用し尽くされることによって引き起こされたという指示を、さらに含み得る。その指示は、その意味に対応する原因値を含み得る。たとえば、表８を参照されたい。

ステップ７０４において、ＣＰ機能は、ステップ７０２において受信された指示された使用レベルに基づいてまたはその使用レベルに応じて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択する。たとえば、ＣＰ機能は、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにＵＰ機能を選択するために使用されるアルゴリズムを適応させ得る。そのアルゴリズムは、比較的高い使用レベルをもつＵＰ機能が、比較的低い使用レベルをもつＵＰ機能よりも、選択される可能性が低いように、または低い頻度で選択されるように、適応され得る。一実施形態では、そのアルゴリズムは、ＵＰ機能が、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるために選択されないように、適応され得る。ＵＰ機能は、ＣＰ機能またはＵＥに対するＵＰ機能のロケーション（ＣＰ機能またはＵＥにより近いＵＰ機能が、より遠くに離れているものよりも選好され得る）、ＵＰ機能の現在の負荷、ＵＰ機能の能力、およびＵＰ機能の静的容量など、１つまたは複数の追加のパラメータに基づいて選択され得る。当業者は、これらのパラメータが、ＵＰ機能を選択するために、任意の好適なやり方で組み合わせられ得ることを諒解されよう。

ステップ７０６において、ＣＰ機能は、ＵＰ機能がＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求メッセージを、選択されたＵＰ機能に送信する。

図８は、本開示のいくつかの実施形態を実践する際に使用するのに好適な装置を示すブロック図である。たとえば、上記で説明された、ＵＰ機能とＣＰ機能とのうちのいずれか１つが、装置８００を通して実装され得る。図示のように、装置８００は、プロセッサ８１０と、プログラムを記憶するメモリ８２０と、随意に、有線通信および／または無線通信を通して他の外部デバイスとデータを通信するための通信インターフェース８３０とを含み得る。

プログラムは、上記で説明されたように、プロセッサ８１０によって実行されたとき、装置８００が、本開示の実施形態に従って動作することを可能にする、プログラム命令を含む。すなわち、本開示の実施形態は、プロセッサ８１０によって実行可能なコンピュータソフトウェアによって、またはハードウェアによって、またはソフトウェアとハードウェアとの組合せによって、少なくとも部分的に実装され得る。たとえば、プログラム命令は、装置８００が、特に、ＵＰ機能を実装するとき、図６において提示される方法、または図２～図５のいずれかに示されているＵＰ機能のシグナリングを実施することを可能にし得る。別の例では、プログラム命令は、装置８００が、特に、ＣＰ機能を実装するとき、図７において提示される方法、または図２～図５のいずれかに示されているＣＰ機能のシグナリングを実施することを可能にし得る。

メモリ８２０は、ローカル技術環境に好適な任意のタイプのものであり得、半導体ベースメモリデバイス、フラッシュメモリ、磁気メモリデバイスおよびシステム、光メモリデバイスおよびシステム、固定メモリおよびリムーバブルメモリなど、任意の好適なデータ記憶技術を使用して実装され得る。プロセッサ８１０は、ローカル技術環境に好適な任意のタイプのものであり得、非限定的な例として、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）およびマルチコアプロセッサアーキテクチャに基づくプロセッサのうちの１つまたは複数を含み得る。

図９は、本開示の一実施形態による、ＵＰエンティティ９００を示すブロック図である。ＵＰエンティティ９００には、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの範囲が設定され得る。図示のように、ＵＰエンティティ９００は送信モジュール９０２を備える。送信モジュール９０２は、制御プレーンコアネットワーク機能にメッセージを送信するように設定され得、メッセージは、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含む。

図１０は、本開示の一実施形態による、ＣＰエンティティ１０００を示すブロック図である。図示のように、ＣＰエンティティ１０００は、受信モジュール１００２と選択モジュール１００４とを備える。受信モジュール１００２には、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスのそれぞれの範囲が設定された１つまたは複数のユーザプレーンコアネットワーク機能からメッセージを受信するように設定され得る。メッセージは、ＩＰアドレスの範囲の使用レベルの指示を含む。選択モジュール１００４は、指示された使用レベルに基づいて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにユーザプレーンコアネットワーク機能を選択するように設定され得る。

上記で説明されたモジュールは、ハードウェア、またはソフトウェア、または両方の組合せによって実装され得る。

概して、様々な例示的な実施形態は、ハードウェアまたは専用回路、ソフトウェア、論理あるいはそれらの任意の組合せで実装され得る。たとえば、いくつかの態様は、ハードウェアで実装され得、他の態様は、コントローラ、マイクロプロセッサまたは他のコンピューティングデバイスによって実行され得るファームウェアまたはソフトウェアで実装され得るが、本開示はそれに限定されない。本開示の例示的な実施形態の様々な態様は、ブロック図、フローチャートとして、または何らかの他の図式表現を使用して、例示および説明され得るが、本明細書で説明されるこれらのブロック、装置、システム、技法または方法は、非限定的な例として、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用回路または論理、汎用ハードウェアまたはコントローラまたは他のコンピューティングデバイス、あるいはそれらの何らかの組合せで実装され得ることを十分に理解されたい。

したがって、本開示の例示的な実施形態の少なくともいくつかの態様が、集積回路チップおよびモジュールなど、様々な構成要素において実践され得ることを諒解されたい。したがって、本開示の例示的な実施形態は、集積回路として具現される装置において実現され得、ここで、集積回路は、本開示の例示的な実施形態に従って動作するように設定可能である、データプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ベースバンド回路および無線周波数回路のうちの少なくとも１つまたは複数を具現するための回路（ならびに場合によってはファームウェア）を備え得ることを諒解されたい。

本開示の例示的な実施形態の少なくともいくつかの態様が、１つまたは複数のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、１つまたは複数のプログラムモジュールでなど、コンピュータ実行可能命令で具現され得ることを諒解されたい。概して、プログラムモジュールは、コンピュータまたは他のデバイス中のプロセッサによって実行されたとき、特定のタスクを実施するか、または特定の抽象データタイプを実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などを含む。コンピュータ実行可能命令は、ハードディスク、光ディスク、リムーバブル記憶媒体、固体メモリ、ＲＡＭなど、コンピュータ可読媒体に記憶され得る。当業者によって諒解されるように、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において必要に応じて、組み合わせられるかまたは分散され得る。さらに、機能は、集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など、ファームウェアまたはハードウェア等価物において全体的にまたは部分的に具現され得る。

「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」などへの本開示における言及は、説明される実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを指示するが、あらゆる実施形態が、必ずしも、特定の特徴、構造、または特性を含むとは限らない。その上、そのような句は必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が実施形態に関して説明されるとき、明示的に説明されるか否かにかかわらず、他の実施形態に関してそのような特徴、構造、または特性を実装することは当業者の知識内にあることが具申される。

様々なエレメントについて説明するために、「第１の」および「第２の」などの用語が本明細書で使用され得るが、これらのエレメントは、これらの用語によって限定されるべきでないことを理解されたい。これらの用語は、あるエレメントを別のエレメントと区別するために使用されるにすぎない。たとえば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１のエレメントは第２のエレメントと呼ばれることがあり、同様に、第２のエレメントは第１のエレメントと呼ばれることがある。本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連する列挙された用語のうちの１つまたは複数のいずれかのおよびすべての組合せを含む。

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、コンテキストが別段に明確に指示するのでなければ、複数形をも含むものとする。本明細書で使用される「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および／または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、述べられた特徴、エレメント、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、エレメント、構成要素および／またはそれらの組合せの存在または追加を排除しないことをさらに理解されよう。本明細書で使用される「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔ）」、「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔｓ）」、「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ）」および／または「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」という用語は、２つのエレメントの間の直接および／または間接的接続をカバーする。

本開示は、明示的に本明細書で開示される特徴の任意の新規の特徴または組合せあるいはその任意の一般化のいずれかを含む。本開示の上記の例示的な実施形態への様々な修正および適応は、添付の図面とともに読まれるとき、上記の説明に鑑みて、当業者に明らかになり得る。しかしながら、任意のおよびすべての修正が、依然として、本開示の非限定的なおよび例示的な実施形態の範囲内に入る。

Claims (21)

1. 無線通信ネットワークのためのユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）によって実施される方法であって、前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）に、ユーザ機器（ＵＥ）への割り当てのためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスの範囲が設定され、前記方法は、
   制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）にメッセージを送信すること（６０４）であって、前記メッセージが、ＩＰアドレスの前記範囲の使用レベルの指示を含み、したがって、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）が、少なくとも、前記指示された使用レベルに基づいて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにユーザプレーンコアネットワーク機能を選択することを可能にされる、メッセージを送信すること（６０４）
   を含む、方法。
2. ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルの前記指示が、ＵＥに割り当てられた、ＩＰアドレスの前記範囲の部分の指示を含み、ＵＥに割り当てられた、ＩＰアドレスの前記範囲の前記部分の前記指示が、ＵＥに割り当てられた、ＩＰアドレスの前記範囲の割合を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記メッセージは、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）がＩＰアドレスの前記範囲の現在の使用レベルとＩＰアドレスの前記範囲の前の使用レベルとを区別することを可能にするために、ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルの前記指示についてのシーケンス番号をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルを１つまたは複数のしきい値と比較することをさらに含み、前記メッセージが、前記１つまたは複数のしきい値とのＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルの前記比較に基づいて送信される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記メッセージがパケットフォワーディング制御プロトコル（ＰＦＣＰ）関連付け更新要求メッセージを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記方法が、前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）においてＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルを取得することをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記方法が、
   前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）から要求メッセージを受信すること（６００）をさらに含み、前記メッセージが、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）からの前記要求メッセージに応答して送信され、前記要求メッセージは、ＩＰアドレス範囲の使用レベルの報告特徴が前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）によってサポートされることを指示する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）からの前記要求メッセージが、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるようにとの要求を含み、前記メッセージは、前記ＵＥへのＩＰアドレスの割り当てが失敗したことを指示し、前記メッセージは、前記ＵＥへのＩＰアドレスの前記割り当てが、前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）において設定されたＩＰアドレスの前記範囲中の利用可能なＩＰアドレスの欠如により失敗したという指示をさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルが１００％に達したと決定したとき、ＰＦＣＰセッション確立要求メッセージを拒否することまたはＰＦＣＰセッション確立要求メッセージにもはや応答しないことをさらに含む、請求項６に記載の方法。
10. 前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）が、パケットデータネットワークゲートウェイユーザプレーン（ＰＧＷ－Ｕ）またはユーザプレーン機能（ＵＰＦ）を含み、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）が、パケットデータネットワークゲートウェイ制御プレーン（ＰＧＷ－Ｃ）またはセッション管理機能（ＳＭＦ）を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）に、さらに、ネットワークインスタンスが設定され、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの前記範囲が、前記ネットワークインスタンスに属するＵＥ ＩＰアドレスプールに対応する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルの前記指示は、ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルがしきい値を超えることに応答して、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）に送信された前記メッセージ中に含まれる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 無線通信ネットワークのための制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）によって実施される方法であって、前記方法は、
    １つまたは複数のユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）から１つまたは複数のメッセージを受信すること（７０２）であって、前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）に、ユーザ機器（ＵＥ）への割り当てのためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスのそれぞれの範囲が設定され、前記メッセージのうちの少なくとも１つがＩＰアドレスの前記範囲の使用レベルの指示を含む、１つまたは複数のメッセージを受信すること（７０２）と、
    少なくとも、前記指示された使用レベルに基づいて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにユーザプレーンコアネットワーク機能を選択することと
    を含む、方法。
14. ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルの前記指示が、ＵＥに割り当てられた、ＩＰアドレスの前記範囲の部分の指示を含み、ＵＥに割り当てられた、ＩＰアドレスの前記範囲の前記部分の前記指示が、ＵＥに割り当てられた、ＩＰアドレスの前記範囲の割合を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記メッセージは、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）がＩＰアドレスの前記範囲の現在の使用レベルとＩＰアドレスの前記範囲の前の使用レベルとを区別することを可能にするために、ＩＰアドレスの前記範囲の前記使用レベルの前記指示についてのシーケンス番号をさらに含む、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記ユーザプレーンコアネットワーク機能が、現在の使用レベルに基づいて選択される、請求項１５に記載の方法。
17. 前記メッセージがパケットフォワーディング制御プロトコル（ＰＦＣＰ）関連付け更新要求メッセージを含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 第１のユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）が、第１の指示された使用レベルを有し、第２のユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）が、前記第１の指示された使用レベルよりも高い第２の指示された使用レベルを有し、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）は、前記第２のユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）よりも多い頻度でまたは高い可能性でＩＰアドレスを割り当てるために前記第１のユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）を選択する、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）に、さらに、ネットワークインスタンスが設定され、ＵＥへの割り当てのためのＩＰアドレスの前記範囲が、前記ネットワークインスタンスに属するＵＥ ＩＰアドレスプールに対応する、請求項１３から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 無線通信ネットワークのためのユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）を実装するネットワークエンティティ（８００、９００）であって、前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）に、ユーザ機器（ＵＥ）への割り当てのためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスの範囲が設定され、前記ネットワークエンティティ（８００、９００）が、
    少なくとも１つのプロセッサ（８１０）と、
    少なくとも１つのメモリ（８２０）と
    を備え、前記少なくとも１つのメモリ（８２０）が、前記少なくとも１つのプロセッサ（８１０）によって実行可能な命令を含んでおり、それにより、前記ネットワークエンティティ（８００）は、
    制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）にメッセージを送信することであって、前記メッセージが、ＩＰアドレスの前記範囲の使用レベルの指示を含み、したがって、前記制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）が、少なくとも、前記指示された使用レベルに基づいて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにユーザプレーンコアネットワーク機能を選択することを可能にされる、メッセージを送信すること
    を行うように動作可能である、ネットワークエンティティ（８００、９００）。
21. 無線通信ネットワークのための制御プレーンコアネットワーク機能（１０００）を実装するネットワークエンティティ（８００、１０００）であって、前記ネットワークエンティティ（８００、１０００）が、
    少なくとも１つのプロセッサ（８１０）と、
    少なくとも１つのメモリ（８２０）と
    を備え、前記少なくとも１つのメモリ（８２０）が、前記少なくとも１つのプロセッサ（８１０）によって実行可能な命令を含んでおり、それにより、前記ネットワークエンティティ（８００）は、
    １つまたは複数のユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）からメッセージを受信することであって、前記ユーザプレーンコアネットワーク機能（９００）に、ユーザ機器（ＵＥ）への割り当てのためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスのそれぞれの範囲が設定され、前記メッセージのうちの少なくとも１つがＩＰアドレスの前記範囲の使用レベルの指示を含む、メッセージを受信することと、
    少なくとも、前記指示された使用レベルに基づいて、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てるためにユーザプレーンコアネットワーク機能を選択することと
    を行うように動作可能である、ネットワークエンティティ（８００、１０００）。

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