本開示は、概して、ユーザ機器(UE)による電力節約を達成するための、UE支援アクティビティアライメントのための方法、システム、及び装置に関する。本開示は、特定のデータ送信アクティビティをアライメントさせるための要求中でアクティビティアライメントパラメータをネットワーク(例えば、gNB)に与えることによって、これらの電力節約を達成する。このデータ送信の周期的な性質は、電力ドレインであり得るUEによるアクティビティ及び非アクティビティの期間を生じ得る。複数のネットワークリソースアライメント、ネットワークリソースアグリゲーション、又はネットワークリソース遅延ストラテジのうちの1つ以上を採用することによって、本開示は、UEがネットワークを介して通信するために必要とされるアクティブ送信期間の数を低減することができる。
図1は、UE支援アクティビティアライメントを容易にするためのgNB102とユーザ機器(UE)104との間の通信を表すフロー図100の一例である。フロー図100は、UEがトラフィックフロー同期要件をgNB102に報告することを可能にするプロセスを説明し、次いで、ネットワークgNB102は、それに応じてUE104のリソース割り振りを更新することができる。いくつかの実装形態では、この手順は、適用可能な場合、UEスケジューリング支援情報報告又はUE支援情報報告のための他の方法と組み合わせられ得る。
フロー100は、gNBが、トラフィックフロー同期のための初期同期支援情報を提供する(110)ようにUEを構成することから開始することができる。初期同期支援情報は、選択されたプロトコル層上で異なるオプションを介して提供され得る。UE同期支援情報を搬送するために使用されるプロトコル層は、無線リソース制御(RRC)シグナリング、サービスデータアプリケーションプロトコル(SDAP)、又は媒体アクセス制御(MAC)要素を含み得る。このプロセスは、アップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)について別々にパラメータを構成するために使用され得る。このステップは所望によりあってもよく、又は固定された報告方法が指定されてもよい。いくつかの実装形態では、gNBは、報告頻度、UEが所定の時間量にわたって頻繁な同期支援メッセージを送信することを防止する禁止タイマ、又は他のパラメータを含む、パラメータを構成することができる。
UE104は、提供されたトラフィックフロー同期要件を検出又は識別する(110)。同期要件は、アプリケーション層構成に基づくか、又は下位層要件に基づき得る。いくつかの実装形態では、UE104は、現在の無線リソース配分を考慮に入れてもよい(UE104に配分されたCG/SPS構成など)。
UE104は、リソースの調整、アライメント、又は再アライメントを要求するために、同期支援情報をネットワークに報告すること、無線リソースの調整、アライメント、又は再アライメントについてのUEの優先度を報告することなどができる。同期支援情報は、異なる無線アクセスネットワーク(RAN)層にマッピングすることができる。例として、同期支援情報は、RRCUEAssistanceInformation(拡張されたパラメータセットを伴う)、新規MAC CE、又は既存のMAC CE(拡張されたパラメータセットを伴う)内の新しいパラメータ、新規SDAP制御PDU、又は既存のSDAP制御PDU(拡張されたパラメータセットを伴う)内の新しいパラメータを使用して提供されることができる。
同期支援情報に含めるためにUE104が生成する同期支援情報は、少なくとも2つのアクティビティアライメントパラメータを含み得る。アクティビティアライメントパラメータは、UE104が調整、アライメント、又は再アライメントを要求している複数のリソースを識別するデータを含み得る。複数のリソースを識別するデータは、例えば、リソースのリスト、リソースのビットマップなどを含み得る。本開示の目的で、リソースは、例えば、同期される1つ以上のデータ無線ベアラ、1つ以上のコンポーネントキャリア、1つ以上の論理チャネル(LCH)、1つ以上の論理チャネルグループ(LCG)、1つ以上のQoSフロー、1つ以上の構成された許可、1つ以上の半永続的(SPS)スケジューリング許可などを含み得る。加えて、アクティビティアライメントパラメータはまた、アップリンク、ダウンリンク、又は両方、及び以下のうちの1つ以上を含む、送信方向を含み得る。
■グループ同期プリファレンス又は共通同期遅延(又はジッタ)公差:グループ内の全てのフローをスケジューリングするための(例えば、上記のリスト又はビットマップによって定義されたセットのための)好ましい最大時間間隔、又は
■特定のトラフィックフローの個々の同期遅延(又はジッタ)公差、すなわち、QFIごと/LCHごと/LCGごと/CGごと、又は
■同期点(又は、集約点/参照フロー、例えば、CG集約のためにどのCGを使用するか、又はどの時間に同期点が好まれるかの指示)の優先度、又は
■全てのフローを単一のトランスポートブロックにマッピングする要求、又は
■全てのフローを複数(n個)の多重トランスポートブロックにマッピングする要求。
同期要件に適合するように構成されたUEは、リスト又はビットマップの単一又は複数のセットを含む能力を有するように構成されるべきである。
上で示されたように、いくつかの実装形態では、同期公差パラメータはまた、同期ジッタ(すなわち、精度)として表され得る。同期遅延と同期ジッタ/精度との間の差は、遅延が同期公差に対してのみ一方向であることであり、一方、同期ジッタは、早すぎるか遅すぎるかのいずれかである遅延であり得る。これらのパラメータは、単なるパケット到着時間に関係しないことに留意されたい。代わりに、ジッタは、例えば、CG/SPSのような、そうでなければ固定されたリソース割り振りについて、時間領域における許容可能な分散を示すことができる。したがって、公差パラメータは、厳密な要件ではなくむしろ優先度値であり得るとしても、同期ジッタ/精度として表されてもよい。
gNB102は、UE104によって提供された(120)同期支援情報を受信することができる。gNB102は、UE104によって提供された(120)受信された同期支援情報に基づいて、リソースを調整すべきか、アライメントさせるべきか、又は再アライメントさせるべきかを判定することができる。gNB102は、(i)UE104の提供された(120)同期支援情報に従ってリソースの調整、アライメント、又は再アライメントを引き起こすか、あるいは(ii)UE104の要求に基づいてリソースを調整、アライメント、又は再アライメントするためのUEの要求を拒否又は無視するかのいずれかである、リソース割り振りアライメント情報をUEに提供することができる(130)。提供された(130)リソース割り振りアライメント情報は、例えば、同期支援情報を見るためのUE104のリソースアライメント要求に近接して構成された許可又はSPSシグナリングを使用して、gNB102によって提供することができる。いくつかの実装形態では、提供された(130)リソース割り振りアライメント情報は、上記で説明し、以下の方法200の段階220において説明するアクティビティアライメントパラメータのうちの1つ以上の値に対応するデータを含み得る。
このプロセスは、UE104が、無線リソース使用を監視し、後続の同期要件調整、アライメント、又は再アライメントを要求するかどうかを判定することで継続することができる。後続の無線リソース同期要件変更が行われる場合、UE104は、更新された同期支援情報140を求める別の要求をgNBにサブミットし、(i)UEの提供された(120)同期支援情報に従ってリソースの調整、アライメント、又は再アライメントを引き起こすか、あるいは(ii)UE104の要求に基づいてリソースを調整、アライメント、又は再アライメントするUEの要求を拒否するかのいずれかである応答をgNBから受信することができる(150)。更新されたリソースを求める要求は、概して、同期支援情報120及びリソース再アライメント130と同じであり得るが、無線リソース使用のUE104による無線リソース使用の常時監視を表す。
図2は、UE支援アクティビティアライメントのための方法200のフローチャートである。一態様では、方法200は、UEが、リソースの現在の使用に基づいて、リソースの後続の使用のアライメントが調整されると判定することによるものであり得る(210)。いくつかの実装形態では、UEは、現在のリソース使用を分析することによって、判定を行うことができる。例えば、UEは、リソースが、UEによるアクティブ送信の複数の異なる期間の間で拡散されている、類似又は共有のアクティビティアライメントパラメータを有することを検出したことに基づいて、リソースの後続の使用が調整されると判定することができる。
UEは、リソースの後続の使用の調整されたアライメントを引き起こすために調整される複数のアクティビティアライメントパラメータを示すデータを生成することによって、方法200の実行を継続することができる(220)。220において生成されたデータは、リソースの調整、アライメント、又は再アライメントのための、UEからの要求を含み得る。アクティビティアライメントパラメータは、UE104が調整、アライメント、又は再アライメントを要求している複数のリソースを識別するデータを含み得る。複数のリソースを識別するデータは、例えば、リソースのリスト、リソースのビットマップなどを含み得る。本開示の目的で、リソースは、例えば、同期される1つ以上のデータ無線ベアラ、1つ以上のコンポーネントキャリア、1つ以上の論理チャネル、1つ以上のQoSフロー、1つ以上の構成された許可、1つ以上の半永続的(SPS)スケジューリング許可などを含み得る。加えて、アクティビティアライメントパラメータはまた、アップリンク、ダウンリンク、又は両方、及び以下のうちの1つ以上を含む、送信方向を含み得る。
■グループ同期優先度又は共通同期遅延(又はジッタ)公差:グループ内の全てのフローをスケジューリングするための(例えば、上記のリスト又はビットマップによって定義されたセットのための)好ましい最大時間間隔、又は
■特定のトラフィックフローの個々の同期遅延(又はジッタ)公差、すなわち、QFIごと/LCHごと/LCGごと/CGごと、又は
■同期点(又は、集約点/参照フロー、例えば、CG集約のためにどのCGを使用するか、又はどの時間に同期点が好まれるかの指示)の優先度、又は
■全てのフローを単一のトランスポートブロックにマッピングする要求、又は
■全てのフローを複数(n個)の多重トランスポートブロックにマッピングする要求。
UEは、基地局への送信のために、生成されたデータを符号化することによって、方法200の実行を継続することができる(230)。UEは、符号化されたデータを基地局に送信することによってプロセスを完了することができる(240)。
いくつかの実装形態では、方法200は、追加のプロセスを任意選択で含み得る。例えば、いくつかの実装形態では、UEは、リソースの後続の使用を調整するようにUEを構成するデータを基地局から受信することによって、プロセス200の実行を継続することができる。かかる実装形態では、UEは、基地局からのデータを処理し、基地局からの受信されたデータに基づいてリソースの後続の使用を調整するようにそれ自体を構成することができる。UEは、複数のネットワークパラメータに基づいてリソースの後続の使用を調整することによってプロセスを継続することができる。本開示の目的で、リソースは、少なくとも1つ以上のデータ無線ベアラ(DRB)、1つ以上の論理チャネル(LCH)、1つ以上のコンポーネントキャリア(CC)、1つ以上の論理チャネルグループ(LCG)、1つ以上のサービス品質(QOS)フロー、又は1つ以上の構成された許可(CG)、1つ以上のSPS、1つ以上のアプリケーションの1つ以上のアプリケーション要件、あるいはそれらの任意の組み合わせを含むものと理解されるべきである。
前述のプロセスは、概して、UEが、リソース使用が調整、アライメント、又は再アライメントされるべきであることを検出し、次いで、gNBからのリソースのかかる調整、アライメント、又は再アライメントを要求することを説明する。しかしながら、本開示は、そのように限定される必要はない。代わりに、本開示の他の実装形態は、ネットワーク(例えば、gNB)が、リソースを調整、アライメント、又は再アライメントする必要を検出し、次いで、UEによる後続のリソース使用のその調整、アライメント、又は再アライメントをUEに送信するためのリソース割り振りアライメントデータを生成することが可能であるようにする。例えば、gNBは、特定の5QI/QoSフローに固有のQoS特性など、ネットワークに知られているサービス関連情報に基づいて、複数のQoSフローのための無線リソースパターンを割り振るように構成され得る。かかる実装形態では、ネットワークは、次いで、それに応じて、すなわち、適度に近接して(時間的局所性)、リソースを単に調整、配置、又は再配置することができる。このオプションは更に、ネットワークが、トラフィックフロー間のタイミング及び/関連性関係についての認識を含む、あるレベルのトラフィックパターン認識を有すると仮定する。
本開示の態様はまた、遅延MAC PDU送信を実装するために使用され得る。いくつかの実装形態では、複数のCG/SPSを伴うトラフィックフローの同期送信は、「同期点」又は「集約点」まであるグラントを遅延/無視する、例えば、ネットワークが別のグラント(事前に把握される)を提供する定義された瞬間まで送信を遅延させるオプションによって達成され得る。例えば、UE又はgNBなどのデバイスは、「同期点」において元のCG/SPSリソース又は追加の許可/割り当てのいずれかを使用することを可能にされ得る。追加の許可/割り当ては、事前に知られており、典型的には、CG/SPSの次の定期的なインスタンスの前に発生し、すなわち、周期性の中間で発生する。
アクティビティアライメントパラメータとして同期遅延/ジッタ公差を使用することに加えて、gNBは、リソースのグループ又は単一の無線リソースに対して最大「リープ公差」でUEを構成することができる。ネットワークはまた、パラメータを用いてこのモードを有効/無効にしてもよく、及び/又はUE能力が定義されてもよい。これは、gNBが、構成可能な時間量だけ遅延させることができる新しいタイプの無線リソースを導入することを可能にする。例えば、無線リソースの実行における最大許容変動を記述するための新しいパラメータを含む修正されたconfiguredGrantConfigIE及び/又はSPS-ConfigIEを生成し、送信する。しかしながら、これは、本開示を、無線リソースを無線リソース構成内の次の無線リソース又はLCHに関連付けられた次の無線リソースに遅延させることに限定しない。代わりに、無線リソースは、同じLCHにマッピングされた任意の次の無線リソースに遅延させることもできる。
UEが利用可能なデータを有する遅延送信機会の場合、遅延は、Txスキッピングのように実装され得る。すなわち、MACは、UEが送信のために利用可能なデータを有するときでも、ULスキップを可能にするように修正され得る(ここで、MACエンティティは、UL送信をスキップすること、及び/又はMAC PDUを生成しないことを可能にされる)。トランザクションを遅延させるための他の機能も使用することができる。
したがって、いくつかの実装形態では、UE又はgNBは、使用無線リソース構成情報要素を採用し、データが送信されなければならない時間を規定することによって、「集約」又は「同期点」の時間ベースの概念を定義することができる。いくつかの実装形態では、これは、無線リソースが構成可能時間量だけ遅延されることを可能にするパラメータを有する、新しいタイプのリソースを使用して達成され得る。いくつかの実装形態では、リソースの遅延はまた、無線リソースが特定の時間まで遅延されることを可能にする「同期点」を構成することによって達成され得る。これは、UE又はgNBが、それが実行されるべき特定の時間を含むように、リソースのためのアクティビティアライメントパラメータを設定することによって達成され得る。いくつかの実装形態では、UEは、その報告された同期公差値に基づいて、又は特定の5QI/QoSフローに固有のQoS特性などのネットワークに既知のサービス関連情報に従って、サービスの暗示的要件(サービス誘発)に基づいて、MAC PDUを遅延させることを可能にされ得る。
いくつかの実装形態では、gNBはまた、随意の特徴として、PDBヘッドルームベースの遅延送信を可能にすることができる。かかる実装形態では、UEが論理チャネル中での送信のために利用可能なデータを有し、遅延バジェットが依然として十分に大きい(閾値を下回るか又は同期公差を下回る)と仮定する。UEが、サービスに関連付けられたレイテンシターゲットを満たすのに依然として十分に近い将来出現するCGを有する場合、UEは、現在のCGをスキップし、最大時間までULデータの送信を遅延させ得る。次のCGは、必ずしも同じCG構成からのものである必要はないことに留意されたい。この特徴は、LCH(又は更に複数のLCH)とリンクされた複数のCGに対してより多くなる。
図3は、本開示による、アライメントされていないネットワークトランザクション310の例と、同じコンポーネントキャリア上でアライメントされている同じトランザクション320の例との間の比較図300である。
図3の例では、UEは、複数のアクティブ送信期間312、314、316にわたって分散されたネットワークトランザクション310のセットに記載されたものなどの現在の無線リソース使用を分析し、これらのトランザクションが同じアクティブ送信期間322内でアライメントされ得ると判定することができる。UEは、リソースのセットが、(i)閾値到着時間を満たすパケット到着時間にそれぞれ関連付けられること、又は(ii)同期送信を必要とするデータにそれぞれ関連付けられることを、構成された許可などのリソースのセットについて検出したことに基づいて、再アライメントの要求をトリガすることができる。これらのトリガのうちの1つの発生を検出したことに基づいて、UEは、リソース(例えば、CG1、GG2、CG3、CG4)の各々が送信アクティビティの単一の期間において同じコンポーネントキャリア上で実装されるように、生成された同期支援情報中のアクティビティアライメントパラメータを満たすためにgNBがネットワークリソースを調整、アライメント、又は再アライメントすることを要求するための1つ以上のアクティビティアライメントパラメータを含む同期支援情報を生成することができる。この例では、生成された同期支援情報は、少なくとも(i)構成された許可CG1、CG2、CG3、及びCG4を識別するデータと、(ii)構成された許可CG1、CG2、CG3、CG4のグループ同期公差を識別するデータと、を含み得る。UEは、図3の320に示すように、生成された同期支援情報を、リソースCG1、CG2、CG3、CG4が同じアクティブ送信期間内に実行されるように調整する要求として、gNBに送信することができる。
図3の例は、リソースの再アライメントを要求することができる同期支援情報を生成するUEが、送信アクティビティの単一の期間内に実行され得る例を提供する。しかしながら、本開示はそのように限定されない。代わりに、いくつかの実装形態では、生成された同期支援情報はまた、単一のトランスポートブロック内でリソースのセットが行使されることを要求するパラメータを含み得る。これは、生成された同期支援情報の単一のトランスポートブロックパラメータを使用して達成され得る。
更に他の実装形態では、UEが、リソースのセットが異なる周期性を有すると判定することによって達成され得る。異なる周期性は、例えば、リソースの第1のセットが、送信アクティビティの第1の期間中にリソースの第1のセットが行使されることを必要とする第1の周期性を有し、リソースの第2のセットが、送信アクティビティの第2の期間中にリソースの第2のセットが行使されることを必要とする第2の周期性を有するときである。かかる実装形態では、UEは、送信アクティビティの第1の期間内に第1の周期性を有するリソースの第1のセットをアグリゲートすることと、送信アクティビティの第2の期間内に第2の周期性を有するリソースの第2のセットをアグリゲートすることと、を要求する同期支援情報を生成することができる。いくつかの実装形態では、これは、ネットワークがアクティビティアライメントのためのより良好な中間点を見出すことを支援するように、その同期遅延/ジッタ公差要件を使用して達成され得る。しかしながら、関与するCGの周期性が大きく異なる場合、UEは、依然として、CGの好適なサブセットのアライメントを要求し、それをネットワークに示すことを望む場合がある。かかる指示は、同期支援情報中で提供されるリスト又はビットマップ中で行われ得る。代替的に、異なる周期性のこの問題はまた、CGの複数のより小さいグループを信号伝達すること、例えば、CG1及びCG2を1つのグループ内に、CG3及びCG4を別のグループ内に配置することによって対処されることもできる。更に別の代替形態では、UEは、割り振りを2つの「マージCG」に分割することを要求しながら、CG1~4のグループ全体をシグナリングすることもできる。
図4は、本開示による、アライメントされていないネットワークトランザクションの一例と、異なるコンポーネントキャリア上でアライメントされている同じトランザクションの一例との間の比較図である。UEは、リソースのセットが、(i)閾値到着時間を満たすパケット到着時間にそれぞれ関連付けられること、又は(ii)同期送信を必要とするデータにそれぞれ関連付けられることを、構成された許可などのリソースのセットについて検出したことに基づいて、再アライメントの要求をトリガすることができる。これらのトリガのうちの1つの発生を検出することに基づいて、UEは、リソース(例えば、CG1、GG2、CG3、CG4)の各々がUEによって送信アクティビティの単一の期間において実装され、異なるコンポーネントキャリアを使用するように、生成された同期支援情報中のアクティビティアライメントパラメータを満たすためにgNBがネットワークリソースを調整、アライメント、又は再アライメントすることを要求するための1つ以上のアクティビティアライメントパラメータを含む同期支援情報を生成することができる。したがって、UEは、複数のコンポーネントキャリアにわたって、及び送信アクティビティの単一の期間内で並行してリソースを行使するためにリソースの調整を行う同期支援情報を生成することができる。この例では、生成された同期支援情報は、(i)複数の構成された許可CG1、CG2、CG3、CG4を識別するデータと、(ii)コンポーネントキャリアの各々を識別するデータと、(iii)複数の構成された許可CG1、CG2、CG3、CG4のグループ同期公差を識別するデータと、を少なくとも含み得る。
図5は、本開示による、アライメントされていないネットワークトランザクション510の例と、遅延送信を使用して同じコンポーネントキャリア上でアライメントされた同じトランザクション520の例との間の比較図500である。
図3及び図4の前の例は、現在の無線使用リソースに基づいてリソースを調整、アライメント、又は再アライメントする必要を検出したUEについて説明する。しかしながら、本開示はそのように限定されない。例えば、図5を参照すると、ネットワーク(例えば、gNB)は、UEの無線リソース使用を調整、アライメント、又は再アライメントするためにUEに送信され得るリソース割り振りアライメント情報を生成する。リソース割り振りアライメント情報は、本明細書で説明するアライメントアクティビティパラメータのうちの1つ以上の値を含み得る。
図5の例では、ネットワーク(例えば、gNB)は、特定の無線リソースを同期点として識別することができる。この例では、ネットワークは、構成された許可4(CG4)を同期点として識別している。次いで、ネットワークは、図5のこの例では構成された許可CG1、CG2、CG3、CG4であるリソースのセットが各々、特定の無線リソースの閾値同期遅延公差よりも小さい同期遅延公差に関連付けられると判断することができる。したがって、ネットワークは、同期点無線リソースCG4と同じアクティブ送信期間までリソースCG1、CG2、CG3が行使されないように、リソースCG1、CG2、CG3を遅延させるように構成された複数のアクティビティアライメントパラメータを有するリソース割り振りアライメント情報を生成することができる。このシナリオでは、複数のアクティビティアライメントパラメータは、少なくとも、(i)複数のリソース(例えば、CG1、CG2、CG3、CG3)を識別するデータと、(ii)同期点である無線リソース(例えば、CG4)と、(iii)同期点無線リソースと同じ送信のアクティブ期間まで遅延される複数の構成された許可CG1、CG2、CG3の各々に対する個々の遅延公差を識別するデータと、を含む。
したがって、リソースを調整、アライメント、又は再アライメントする必要の検出、及びリソースを調整、アライメント、又は再アライメントするための要求の生成は、UEに限定されない。代わりに、ネットワーク(例えば、gNB)はまた、ネットワークのコマンドにおいてリソースを調整、アライメント、又は再アライメントするようにUEを構成するために、かかる動作を実行し、アライメントアクティビティパラメータを指定することができるMAC PDUなどの情報制御要素を生成することができる。
図6は、ワイヤレス通信システム600の一例を示す。便宜上、限定はしないが、例示的なシステム100は、第3の世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)技術上の規格によって定義されたロングタームエボリューション(LTE)及び第5の世代(5G)新無線(NR)通信標準の文脈で説明される。より詳細には、ワイヤレス通信システム600は、LTE及びNRの両方を組み込んだ非スタンドアロン(NSA)ネットワーク、例えば、E-UTRA(進化型ユニバーサル地上無線アクセス)-NR二重接続(EN-DC)ネットワーク、及びNE-DCネットワークに関連して説明される。しかしながら、ワイヤレス通信システム600は、NRのみを組み込んだスタンドアロン(SA)ネットワークであってもよい。更に、将来の3GPPシステム(例えば、第6の世代(6G))システム、IEEE 802.16プロトコル(例えば、WMAN、WiMAXなど)などを含む、他のタイプの通信規格が可能である。
図6によって示されるように、システム600は、UE601a及びUE601b(集合的に「UE601」又は「UE601」と称される)を含む。この例では、UE601は、スマートフォン(例えば、1つ以上のセルラネットワークに接続可能な携帯式タッチスクリーンモバイルコンピューティングデバイス)として図示されているが、民生用デバイス、携帯電話、スマートフォン、機能電話、タブレットコンピュータ、ウェアラブルコンピュータデバイス、携帯情報端末(PDA)、ページャ、無線ハンドセット、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、インフュージョンインフォテメント(IVI)、車両内娯楽(ICE)デバイス、インストルメントクラスタ(IC)、ヘッドアップディスプレイ(HUD)デバイス、車載診断(OBD)デバイス、ダッシュトップモバイル機器(DME)、モバイルデータ端末(MDT)、電子エンジン管理システム(EEMS)、電子/エンジン制御ユニット(ECU)、電子エンジン/エンジン制御モジュール(ECM)、組み込みシステム、マイクロコントローラ、制御モジュール、エンジン管理システム(EMS)、ネットワーク化又は「スマート」電化製品、MTCデバイス、M2M、IoTデバイス、及び/又は同様のものなどの任意のモバイル又は非モバイルコンピューティングデバイスを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、UE601のいずれかは、IoT UEを含むことができ、それは、短期UE接続を利用する低電力IoTアプリケーション用に設計されたネットワークアクセス層を含み得る。IoT UEは、PLMN、ProSe又はD2D通信、センサネットワーク、又はIoTネットワークを介して、MTCサーバ又はデバイスとデータを交換するためのM2M又はMTCなどの技術を利用することができる。M2Mデータ交換又はMTCデータ交換は、機械起動のデータの交換であってもよい。IoTネットワークは、相互に接続するIoT UEをいい、それは、短命接続による、(インターネットインフラストラクチャ内の)一意に識別可能な埋め込み型コンピューティングデバイスを含み得る。IoT UEは、IoTネットワークの接続を容易にするために、バックグラウンドアプリケーション(例えば、キープアライブメッセージ、ステータス更新など)を実行してもよい。
UE601は、RAN610と接続する、例えば、通信可能に結合するように構成され得る。実施形態では、RAN610は、NG RAN若しくは5G RAN、E-UTRAN、又はUTRAN若しくはGERANなどのレガシーRANであってもよい。本明細書で使用するとき、用語「NG RAN」などは、NR又は5Gシステム600で動作するRAN610を指し、用語「E-UTRAN」などは、LTE又は4Gシステム600で動作するRAN610を指してもよい。UE601は、それぞれ接続(又はチャネル)603及び接続604を利用し、これらはそれぞれ、物理通信インタフェース又は層(以下で更に詳細に議論する)を含む。
この例では、接続603及び604は、通信結合を可能にするためのエアインタフェースとして示されており、GSM(登録商標)プロトコル、CDMAネットワークプロトコル、PTTプロトコル、POCプロトコル、UMTSプロトコル、3GPP LTEプロトコル、アドバンストロングタームエボリューション(LTE-A)プロトコル、無認可スペクトルへのLTEベースアクセス(LTE-U)、5Gプロトコル、NRプロトコル、無認可スペクトルへのNRベースアクセス(NR-U)プロトコル、及び/又は本明細書で説明する他の通信プロトコルのいずれかなどのセルラ通信プロトコルに一致し得る。本実施形態では、UE601は、更に、ProSeインタフェース605を介して通信データを直接交換することができる。ProSeインタフェース605は、代替的にSLインタフェース605と称されることがあり、限定はしないが、PSCCH、PSSCH、PSDCH、及びPSBCHを含む、1つ以上の論理チャネルを備え得る。
UE601bは、接続607を介してAP606(「WLANノード606」「WLAN606」「WLAN端末606」、「WT606」などとも呼ばれる)にアクセスするように構成されていることが示されている。接続607は、任意のIEEE802.11プロトコルと合致する接続などのローカルワイヤレス接続を含むことができ、AP606は、WiFi(Wireless Fidelity)(登録商標)ルータを備えるであろう。本例では、AP606は、図示するように、ワイヤレスシステムのコアネットワークに接続せずにインターネットに接続される(以下で更に詳細に説明する)。様々な実施形態では、UE601b、RAN610及びAP606は、LWA動作及び/又はLWIP動作を利用するように構成することができる。LWA動作は、RRC_CONNECTEDにあるUE601bが、LTE及びWLANのリソースを利用するようにRANノード611a~bによって構成されることを伴い得る。LWIP動作は、UE601bが、接続607を介して送信されたパケットを認証及び暗号化するために、IPsecプロトコルトンネリングを介してWLANリソース(例えば、接続607)を使用することを伴い得る。IPsecトンネリングは、元のIPパケットの全体をカプセル化し、新しいパケットヘッダを追加し、それによってIPパケットのオリジナルヘッダを保護することを含み得る。
RAN610は、接続603及び604を可能にする1つ以上のANノード又はRANノード611a及び611b(まとめて「RANノード611」又は「RANノード611」と呼ぶ)を含むことができる。本明細書で使用するとき、用語「アクセスノード」、「アクセスポイント」などは、ネットワークと1人以上のユーザとの間のデータ及び/又は音声コネクティビティのための無線ベースバンド機能を提供する機器について述べてもよい。これらのアクセスノードは、BS、gNB、RANノード、eNB、NodeBs、RSUs、TRxP又はTRPなどと呼ばれる場合があり、地理的エリア(例えば、セル)内にカバレッジを提供する地上局(例えば、地上アクセスポイント)又はサテライト局を含むことができる。本明細書で使用される場合、「NG RANノード」などの用語は、NR又は5Gシステム600(例えば、gNB)において動作するRANノード611を指すことがあり、「E-UTRANノード」などの用語は、LTE又は4Gシステム600(例えば、eNB)において動作するRANノード611を指すことがある。様々な実施形態によれば、RANノード611は、マクロセルと比較してより小さいカバレージエリア、より小さいユーザ容量、又はより高い帯域幅を有するフェムトセル、ピコセル、又は他の同様のセルを提供するための、マクロセル基地局、及び/又は低電力(LP)基地局などの専用物理デバイスのうちの1つ以上として実装され得る。
いくつかの実施形態では、RANノード611の全て又は一部は、CRAN及び/又は仮想ベースバンドユニットプール(vBBUP)と称され得る仮想ネットワークの一部としてサーバコンピュータ上で実行される1つ以上のソフトウェアエンティティとして実装されてよい。これらの実施形態では、CRAN又はvBBUPは、RRC層及びPDCP層がCRAN/vBBUPによって動作され、他のL2プロトコルエンティティが個々のRANノード611によって動作されるPDCP分割、RRC層、PDCP層、RLC層、及びMAC層がCRAN/vBBUPによって動作され、PHY層が個々のRANノード611によって動作されるMAC/PHY分割、又はRRC層、PDCP層、RLC層、MAC層、及びPHY層の上位部分がCRAN/vBBUPによって動作され、PHY層の下位部分が個々のRANノード611によって動作される「下位PHY」分割などのRAN機能分割を実装することができる。この仮想化されたフレームワークにより、RANノード611の解放されたプロセッサコアは、他の仮想化されたアプリケーションを実行することができる。いくつかの実装形態では、個々のRANノード611は、個々のF1インタフェース(図6によって図示せず)を介してgNB-CUに接続された個々のgNB-DUを表し得る。これらの実装形態では、gNB-DUは、1つ以上のリモートラジオヘッド又はRFEM(例えば、図9参照)を含み得、gNB-CUは、CRAN/vBBUPと同様の方法で、RAN610(図示せず)内に位置するサーバによって、又はサーバプールによって動作され得る。追加的又は代替的に、RANノード611のうちの1つ以上は、UE601に向けてE-UTRAユーザプレーン及び制御プレーンプロトコル終端を与え、(以下で説明する)NGインタフェースを介して5GC(例えば、図8のCN820)に接続されたRANノードである、次世代eNB(ng-eNB)であり得る。
V2Xシナリオでは、RANノード611のうちの1つ以上は、RSUであるか、又はRSUとして働き得る。用語「路側機(Road Side Unit)」又は「RSU」は、V2X通信に使用される任意の交通インフラストラクチャエンティティを指し得る。RSUは、適切なRANノード又は静止した(又は比較的静止した)UEにおいて又はそれによって実装されてもよく、UEにおいて又はそれによって実装されるRSUは「UEタイプRSU」と呼ばれてもよく、eNBにおいて又はそれによって実装されるRSUは「eNBタイプRSU」と呼ばれてもよく、gNBにおいて又はそれによって実装されるRSUは「gNBタイプRSU」などと呼ばれてもよい。一例では、RSUは、通過するビークルUE601(vUE601)に接続性サポートを与える、路側に位置する無線周波数回路に結合されたコンピューティングデバイスである。RSUはまた、交差点マップ形状、交通統計、媒体、並びに持続中の車両及び歩行者の交通を検知及び制御するためのアプリケーション/ソフトウェアを記憶するための内部データ記憶回路を含むことができる。RSUは、5.9GHz Direct Short Range Communication(DSRC)帯域で動作して、衝突回避、トラフィック警告などの高速イベントに必要な非常に低レイテンシである通信を提供することができる。追加的又は代替的に、RSUは、前述の低レイテンシである通信、並びに他のセルラ通信サービスを提供するために、セルラV2X帯域で動作することができる。追加的又は代替的に、RSUは、Wi-Fiホットスポット(2.4GHz帯域)として動作することができ、かつ/又は1つ以上のセルラネットワークへの接続性を提供して、上りリンク及び下りリンク通信を提供することができる。コンピューティングデバイス(単数又は複数)及びRSUの無線周波数回路の一部又は全ては、屋外設置に適した耐候性エンクロージャにパッケージ化することができ、交通信号コントローラ及び/又はバックホールネットワークに有線接続(例えば、イーサネット)を提供するためのネットワークインタフェースコントローラを含むことができる。
RANノード611のうちのいずれかは、エアインタフェースプロトコルを終結させることができ、UE601の第1の接触点とすることができる。いくつかの実施形態では、RANノード611のいずれも、RAN610のための様々な論理機能を果たすことができ、その機能は、限定されないが、無線ベアラ管理、アップリンク及びダウンリンク動的無線リソース管理、並びにデータパケットスケジューリング、並びにモビリティ管理などの無線ネットワークコントローラ(RNC)機能を含む。
いくつかの実施形態によれば、UE601は、様々な通信技術に従ったマルチキャリア通信チャネルにより、OFDM通信信号を用いて、互いに又はRANノード611のいずれかと通信するように構成することができ、この様々な通信技術は、例えば、(例えば、ダウンリンク通信用の)OFDMA通信技術、又は(例えば、アップリンク及びProSe又はサイドリンク通信用の)SC-FDMA通信技術であるが、これらに限定されず、実施形態の範囲は、この点において限定されない。OFDM信号は、複数の直交サブキャリアを含むことができる。
いくつかの実施形態では、ダウンリンクリソースグリッドは、RANノード611のいずれかからUE601へのダウンリンク送信のために使用することができ、一方、アップリンク送信は同様の技術を利用することができる。グリッドは、リソースグリッド又は時間周波数リソースグリッドと呼ばれる時間周波数グリッドとすることができ、それは、各スロット内のダウンリンクの物理的リソースである。このような時間周波数平面表現は、OFDMシステムの一般的な方法であり、それにより無線リソースの割り当てが直感的なものとなる。リソースグリッドの各列及び各行は、それぞれ、1つのOFDMシンボル及び1つのOFDMサブキャリアに対応する。時間領域内のリソースグリッドの持続時間は、無線フレーム内の1つのスロットに対応する。リソースグリッドの最小時間周波数単位は、リソース要素と表記する。各リソースグリッドは、多数のリソースブロックを含み、それは、リソースエレメントへの特定の物理チャネルのマッピングを表す。各リソースブロックは、リソースエレメントの集合を含み、周波数領域において、これは、現在割り当てられ得るリソースの最小量を表すことができる。このようなリソースブロックを用いて伝達されるいくつかの異なる物理ダウンリンクチャネルが存在する。
様々な実施形態によれば、UE601及びRANノード611は、(「認可スペクトル」及び/又は「認可帯域」とも称される)認可媒体及び(「無認可スペクトル」及び/又は「無認可帯域」とも称される)無認可共有媒体を介してデータを通信する(例えば、送信及び受信する)。ライセンススペクトルは、約400MHz~約3.8GHzの周波数範囲で動作するチャネルを含んでもよく、アンライセンススペクトルは、5GHz帯域を含んでもよい。無認可スペクトルにおけるNRはNR-Uと称されることがあり、無認可スペクトルにおけるLTEは、LTE-U、認可支援アクセス(LAA)、又はMulteFireと称されることがある。
無認可スペクトルにおいて動作するために、UE601及びRANノード611は、LAA、eLAA、及び/又はfeLAA機構を使用して動作し得る。これらの実装形態では、UE601及びRANノード611は、無認可スペクトル中で送信するより前に、無認可スペクトル中の1つ以上のチャネルが利用不可能であるか、又は別様で占有されているかどうかを判定するために、1つ以上の知られている媒体検知動作及び/又はキャリア検知動作を実行し得る。媒体/キャリア検知動作は、リッスンビフォアトーク(LBT)プロトコルに従って実行されてもよい。
LBTは、機器(例えば、UE601、RANノード611など)が媒体(例えば、チャネル又はキャリア周波数)を感知し、媒体がアイドルであると感知されたとき(又は媒体中の特定のチャネルが占有されていないと感知されたとき)に送信する機構である。媒体検知動作は、チャネルが占有されているか又は空いているかを判断するために、少なくともEDを利用してチャネル上の他の信号の有無を判断するCCAを含んでもよい。このLBT機構は、アンライセンススペクトルにおいて、セルラ/LAAネットワークが現在の占有しているシステムと共存し、かつ他のLAAネットワークと共存することを可能にする。EDは、ある期間にわたって意図された送信帯域にわたってRFエネルギーを検知することと、検知されたRFエネルギーを所定の閾値又は設定された閾値と比較することとを含んでもよい。
典型的には、5GHz帯域における現在占有しているシステムは、IEEE802.11技術に基づくWLANである。WLANは、CSMA/CAと呼ばれる、競合ベースのチャネルアクセスメカニズムを採用する。ここで、WLANノード(例えば、UE601、AP606などの移動局(MS))が送信することを意図するとき、WLANノードは、送信の前にCCAを最初に実行し得る。更に、2つ以上のWLANノードが同時にチャネルをアイドル状態として検知し送信する状況において、衝突を回避するためにバックオフ機構が使用される。バックオフ機構は、CWS内でランダムに抽出されるカウンタであってもよく、これは、衝突の発生時に指数関数的に増加され、送信が成功したときに最小値にリセットされる。LAA用に設計されたLBT機構は、WLANのCSMA/CAと幾分類似している。いくつかの実装形態では、PDSCH又はPUSCH送信をそれぞれ含むDL又はUL送信バーストのためのLBT手順は、X ECCAスロットとY ECCAスロットとの間の長さが可変であるLAA競合ウィンドウを有することができ、X及びYは、LAAのためのCWSの最小値及び最大値である。一例では、LAA送信のための最小CWSは、9マイクロ秒(s)であり得る。CWS及びMCOTのサイズ(例えば、送信バースト)は、政府規制上の要件に基づいてもよい。
LAA機構は、LTEアドバンストシステムのCA技術に基づいて構築されている。CAでは、各集約されたキャリアはCCと呼ばれる。CCは、1.4、3、5、10、15、又は20MHzの帯域幅を有することができ、最大5つのCCを集約することができ、したがって、集約された最大帯域幅は100MHzである。FDDシステムでは、集約されたキャリアの数は、DLとULとで異なることがあり、UL CCの数は、DLコンポーネントキャリアの数以下である。場合によっては、個々のCCは、他のCCとは異なる帯域幅を有することができる。TDDシステムでは、CCの数及び各CCの帯域幅は、通常、DL及びULに対して同じである。
CAはまた、個々のCCを提供する個々のサービングセルを含む。例えば、異なる周波数バンドにおけるCCは、異なる経路損失を経験することになっているので、サービングセルのカバレッジは異なり得る。プライマリサービスセル又はPCellは、UL及びDLの両方にPCCを提供することができ、RRC及びNAS関連のアクティビティを処理することができる。他のサービングセルは、SCellと呼ばれ、各SCellは、ULとDLの両方に個別のSCCを提供し得る。SCCは、必要に応じて追加及び削除され得るが、PCCを変更することは、UE601がハンドオーバを受けることを必要とし得る。LAA、eLAA、及びfeLAAでは、SCellのいくつか又は全ては、アンライセンスバンド(「LAA SCell」と呼ばれる)で動作することができ、LAA SCellは、ライセンスバンドで動作するPCellによって補助される。UEが2つ以上のLAA SCellで構成される場合、UEは、同じサブフレーム内の異なるPUSCH開始位置を示す、構成されたLAA SCell上でULグラントを受信することができる。
PDSCHは、ユーザデータ及び上位層シグナリングをUE601に搬送する。PDCCHは、とりわけ、PDSCHチャネルに関連するトランスポートフォーマット及びリソース割り当てに関する情報を搬送する。また、それは、アップリンク共有チャネルに関する送信フォーマット、リソース割り当て、及びHARQ情報について、UE601に通知することもできる。典型的には、ダウンリンクスケジューリング(制御及び共有チャネルリソースブロックをセル内のUE601bに割り当てる)は、UE601のいずれかからフィードバックされるチャネル品質情報に基づいて、RANノード611のいずれかで実行されてもよい。ダウンリンクリソース割り当て情報は、UE601の各々に対して使用される(例えば、割り当てられた)PDCCHで送信されてもよい。
PDCCHは、CCEを使用して制御情報を伝達する。リソースエレメントにマッピングされる前に、PDCCH複素数値シンボルは最初に、4つ組(quadruplets)に編成されてもよく、その後、レートマッチングのためのサブブロックインターリーバを用いて入れ替えられてもよい。各PDCCHを、これらのCCEのうちの1つ以上を用いて送信してもよく、各CCEは、REGとして知られる4つの物理リソース要素の9つのセットに対応することができる。4つの四位相偏移変調(Quadrature Phase Shift Keying、QPSK)シンボルを各REGにマッピングしてもよい。PDCCHは、DCIのサイズ及びチャネル状態に応じて、1つ以上のCCEを用いて送信することができる。異なる数のCCE(例えば、アグリゲーションレベル、L=1、2、4、又は8)を有するLTEに定義される4つ以上の異なるPDCCHフォーマットが存在し得る。
いくつかの実施形態は、上記の概念の拡張である制御チャネル情報のためのリソース割り当てのための概念を使用することができる。例えば、いくつかの実施形態は、制御情報送信のためにPDSCHリソースを使用するEPDCCHを利用することができる。EPDCCHを、1つ以上のECCEを用いて送信してもよい。上記と同様に、各ECCEは、EREGとして知られる4つの物理リソースエレメントからなる9つのセットに対応し得る。ECCEは、一部の状況では、他の数のEREGを有してもよい。
RANノード611は、インタフェース612を介して互いに通信するように構成され得る。システム600がLTEシステムである(例えば、CN620が図7のようにEPC720であるとき)実施形態では、インタフェース612はX2インタフェース612であり得る。X2インタフェースは、EPC620に接続する2つ以上のRANノード611(例えば、2つ以上のeNBなど)間、及び/又はEPC620に接続する2つのeNB間に定義されてもよい。いくつかの実装形態では、X2インタフェースは、X2ユーザプレーンインタフェース(X2 User、X2-U)及びX2制御プレーンインタフェース(X2 Control、X2-C)を含み得る。X2-Uは、X2インタフェースを介して転送されるユーザデータパケットのためのフロー制御機構を提供し得、eNB間のユーザデータの配信に関する情報を通信するために使用され得る。例えば、X2-Uは、MeNBからSeNBへ転送されるユーザデータのための特定のシーケンス番号情報と、ユーザデータのためのSeNBからUE601へのPDCP PDUのシーケンス配信の成功に関する情報と、UE601に配信されなかったPDCP PDUの情報と、UEユーザデータに送信するためのSeNBにおける現在の最小所望バッファサイズに関する情報などを提供し得る。X2-Cは、ソースeNBからターゲットeNBへのコンテキスト転送、ユーザプレーントランスポート制御などを含む、LTE内アクセスモビリティ機能、負荷管理機能と、セル間干渉調整機能とを提供し得る。
システム600が5G又はNRシステムである実施形態では(例えば、CN620が図8のように5GC820であるとき)、インタフェース612は、Xnインタフェース612であり得る。Xnインタフェースは、5GC620に接続する2つ以上のRANノード611(例えば、2つ以上のgNBなど)間、5GC620に接続するRANノード611(例えば、gNB)とeNBとの間、及び/又は5GC620に接続する2つのeNB間で定義される。いくつかの実装形態では、Xnインタフェースは、Xnユーザプレーン(Xn-U)インタフェース及びXn制御プレーン(Xn-C)インタフェースを含むことができる。Xn-Uは、ユーザプレーンPDUの非保証配信を提供し、データ転送及びフロー制御機能をサポート/提供することができる。Xn-Cは、管理及びエラーハンドリング機能、Xn-Cインタフェースを管理するための機能、1つ以上のRANノード611間の接続モードのためのUEモビリティを管理するための機能を含む、接続モード(例えば、CM-CONNECTED)におけるUE601のためのモビリティサポートを提供し得る。モビリティサポートは、古い(ソース)サービングRANノード611から新しい(ターゲット)サービングRANノード611へのコンテキスト転送と、古い(ソース)サービングRANノード611と新しい(ターゲット)サービングRANノード611との間のユーザプレーントンネルの制御とを含み得る。ユーザプレーンPDUを搬送するために、Xn-Uのプロトコルスタックは、インターネットプロトコル(IP)トランスポート層上に構築されたトランスポートネットワーク層と、UDP及び/又はIP層(単数又は複数)の上のGTP-U層とを含むことができる。Xn-Cプロトコルスタックは、アプリケーション層シグナリングプロトコル(Xnアプリケーションプロトコル(Xn-AP)と呼ばれる)と、SCTP上に構築されたトランスポートネットワーク層とを含むことができる。SCTPは、IP層の上にあってもよく、アプリケーション層メッセージの保証された配信を提供してもよい。トランスポートIP層では、シグナリングPDUを配信するためにポイントツーポイント送信が使用される。他の実装形態では、Xn-Uプロトコルスタック及び/又はXn-Cプロトコルスタックは、本明細書に示し説明したユーザプレーン及び/又は制御プレーンプロトコルスタック(単数又は複数)と同じ又は同様であってもよい。
RAN610は、この実施形態ではコアネットワーク(CN)620であるコアネットワークに通信可能に結合されるように示されている。CN620は、RAN610を介してCN620に接続されている顧客/加入者(例えば、UE601のユーザ)に様々なデータ及び電気通信サービスを提供するように構成された複数のネットワークエレメント622を備えることができる。CN620の構成要素は、マシン可読媒体又はコンピュータ可読媒体(例えば、非一時的マシン可読記憶媒体)から命令を読み取って実行するための構成要素を含む、単一の物理ノード又は別個の物理ノードに実装されてもよい。いくつかの実施形態では、NFVを利用して、1つ以上のコンピュータ可読記憶媒体(以下で更に詳細に説明する)に記憶された実行可能命令を介して、上述のネットワークノード機能のいずれか又は全てを仮想化することができる。CN620の論理インスタンス化は、ネットワークスライスと称されてもよく、CN620の一部の論理インスタンス化は、ネットワークサブスライスと呼ばれることができる。NFVアーキテクチャ及びインフラストラクチャは、業界標準のサーバハードウェア、ストレージハードウェア、又はスイッチの組み合わせを含む物理リソース上で、1つ以上のネットワーク機能を仮想化するために使用されてもよく、あるいは専用ハードウェアによって実行されてもよい。言い換えれば、NFVシステムを使用して、1つ以上のEPC構成要素/機能の仮想の又は再構成可能な実装を実行することができる。
一般に、アプリケーションサーバ630は、コアネットワーク(例えば、UMTS PSドメイン、LTE PSデータサービスなど)とのIPベアラリソースを使用するアプリケーションを提供するエレメントであってもよい。アプリケーションサーバ630はまた、EPC620を介してUE601のために1つ以上の通信サービス(例えば、VoIPセッション、PTTセッション、グループ通信セッション、ソーシャルネットワーキングサービスなど)をサポートするように構成することもできる。
実施形態では、CN620は5GC(「5GC620」などと呼ばれる)であってもよく、RAN610はNGインタフェース613を介してCN620に接続されてもよい。実施形態では、NGインタフェース613は、2つの部分、すなわち、RANノード611とUPFとの間でトラフィックデータを搬送するNGユーザプレーン(NG-U)インタフェース614と、RANノード611とAMFとの間のシグナリングインタフェースであるS1制御プレーン(NG-C)インタフェース615とに分割され得る。CN620が5GC620である実施形態は、図8に関してより詳細に説明される。
実施形態では、CN620は5G CN(「5GC 620」などと呼ばれる)であってもよく、他の実施形態では、CN620はEPCであってもよい。CN620がEPC(「EPC620」などと呼ばれる)である場合、RAN610は、S1インタフェース613を介してCN620と接続され得る。実施形態では、S1インタフェース613は、2つの部分、すなわち、RANノード611とS-GWとの間でトラフィックデータを搬送するS1ユーザプレーン(S1-U)インタフェース614と、RANノード611とMMEとの間のシグナリングインタフェースであるS1-MMEインタフェース615とに分割され得る。
図7は、様々な実施形態による、第1のCN720を含むシステム700の例示的なアーキテクチャを示す。この例では、システム700は、LTE規格を実装し得、CN720は、図6のCN620に対応するEPC720である。更に、UE701は、図6のUE601と同じ又は同様であり得、E-UTRAN710は、図6のRAN610と同じ又は同様であり、前に説明したRANノード611を含み得るRANであり得る。CN720は、MME721、S-GW722、P-GW723、HSS724、及びSGSN725を備えることができる。
MME721は、レガシーSGSNの制御プレーンと機能が類似していてもよく、UE701の現在位置を追跡するためにMM機能を実施し得る。MME721は、ゲートウェイ選択及びトラッキングエリアリスト管理などのアクセスのモビリティ態様を管理するために、様々なMM手順を実行し得る。MM(E-UTRANシステムでは「EPS MM」又は「EMM」とも称される)は、UE701の現在のロケーションについての知識を維持し、ユーザ識別情報機密性を与え、及び/又はユーザ/加入者に他の同様のサービスを実行するために使用される、全ての適用可能な手順、方法、データストレージなどを指すことがある。各UE701及びMME721は、MM又はEMMサブ層を含んでもよく、アタッチ手順が正常に完了したときに、UE701及びMME721においてMMコンテキストが確立されてもよい。MMコンテキストは、UE701のMM関連情報を格納するデータ構造又はデータベースオブジェクトであってもよい。MME721は、S6a基準点を介してHSS724と結合されてもよく、S3基準点を介してSGSN725と結合されてもよく、S11基準点を介してS-GW722と結合されてもよい。
SGSN725は、個々のUE701の位置を追跡し、セキュリティ機能を実行することによってUE701にサービスを提供するノードであり得る。更に、SGSN725は、他の機能の中でもとりわけ、2G/3GとE-UTRAN3GPPアクセスネットワークとの間のモビリティのためのEPC間ノードシグナリング、MMES721によって指定されたPDN及びS-GW選択、MME721によって指定されたUE701の時間帯機能の処理、E-UTRAN3GPPアクセスネットワークへのハンドオーバのためのMME選択とを行うことができる。MME721とSGSN725との間のS3基準点は、アイドル状態及び/又はアクティブ状態における3GPP間アクセスネットワークモビリティのためのユーザ及びベアラ情報交換を可能にすることができる。
HSS724は、ネットワークユーザのデータベースを備えることができ、それは、ネットワークエンティティの通信セッションの取り扱いをサポートするための加入関連情報を含む。EPC720は、モバイル加入者の数、機器の容量、ネットワークの組織などに応じて、1つ以上のHSS724を備えることができる。例えば、HSS724は、ルーティング/ローミング、認証、認可、命名/アドレス指定解決、位置依存関係などのサポートを提供することができる。HSS724とMME721との間のS6a基準点は、HSS724とMME721との間のEPC720へのユーザアクセスを認証/認可するための加入及び認証データの転送を可能にすることができる。
S-GW722は、RAN710に向かうS1インタフェース613(図7の「S1-U」)を終端することができ、RAN710とEPC720との間でデータパケットをルーティングする。加えて、S-GW722は、RANノード間ハンドオーバのためのローカルモビリティアンカー点であってもよく、また、3GPP間モビリティのためのアンカーを提供してもよい。他の責任として、合法的傍受、課金、及び一部のポリシー施行を含んでもよい。S-GW722とMME721との間のS11基準点は、MME721とS-GW722との間に制御プレーンを提供することができる。S-GW722は、S5基準点を介してP-GW723と結合され得る。
P-GW723は、PDN730に対するSGiインタフェースを終了することができる。P-GW723は、IPインタフェース625(例えば、図6参照)を介して、EPC720とアプリケーションサーバ630(代替的に「AF」と称される)を含むネットワークなどの外部ネットワークとの間でデータパケットをルーティングし得る。実施形態では、P-GW723は、IP通信インタフェース625(例えば、図6参照)を介してアプリケーションサーバ(図6のアプリケーションサーバ630又は図7のPDN730)に通信可能に結合され得る。P-GW723とS-GW722との間のS5基準点は、P-GW723とS-GW722との間のユーザプレーントンネリング及びトンネル管理を提供することができる。S5基準点はまた、UE701のモビリティに起因して、S-GW722が必要とされるPDN接続性のために、非並置P-GW723に接続する必要がある場合に、S-GW722の再配置に使用されてもよい。P-GW723は、更に、ポリシー施行及び課金データ収集のためのノード(例えば、PCEF(図示せず))を含んでもよい。加えて、P-GW723とパケットデータネットワーク(PDN)730との間のSGi基準点は、例えば、IMSサービスを提供するための、オペレータ外部公衆、プライベートPDN、又はオペレータ内パケットデータネットワークであってもよい。P-GW723は、Gx基準点を介してPCRF726と結合され得る。
PCRF726は、EPC720のポリシー及び課金制御要素である。非ローミングシナリオでは、UE701のインターネットプロトコル接続アクセスネットワーク(IP-CAN)セッションに関連付けられたHPLMN(Home Public Land Mobile Network)内に単一のPCRF726が存在してもよい。トラフィックのローカルブレークアウトを伴うローミングシナリオでは、UE701のIP-CANセッションに関連付けられた2つのPCRF、すなわち、HPLMN内のホームPCRF(H-PCRF)とVPLMN(Visited Public Land Mobile Network)内のVisited PCRF(V-PCRF)が存在し得る。PCRF726は、P-GW723を介してアプリケーションサーバ730に通信可能に連結されてもよい。アプリケーションサーバ730は、PCRF726に信号を送って、新しいサービスフローを指示し、QoS及び課金パラメータを選択することができる。PCRF726は、適切なTFT及びQCIを有するPCEF(図示せず)にこの規則をプロビジョニングすることができ、アプリケーションサーバ730によって指定されたQoS及び課金を開始する。PCRF726とP-GW723との間のGx基準点は、PCRF726からP-GW723のPCEFへのQoSポリシー及び課金ルールの転送を可能にし得る。Rx基準点は、PDN730(又は「AF730」)とPCRF726との間に存在し得る。
図8は、様々な実施形態による、第2のCN820を含むシステム800のアーキテクチャを示す。システム800は、前に説明したUE601及びUE701と同じ又は同様であり得るUE801と、前に説明したRAN610及びRAN710と同じ又は同様であり得、前に説明したRANノード611を含み得る(R)AN810と、例えば、事業者サービス、インターネットアクセス又はサードパーティサービスであり得るDN803と、5GC820と、を含むように示されている。5GC820は、AUSF822、AMF821、SMF824、NEF823、PCF826、NRF825、UDM827、AF828、UPF802及びNSSF829を含み得る。
UPF802は、RAT内及びRAT間モビリティのためのアンカー点、DN803への相互接続の外部PDUセッション点、及びマルチホーム化PDUセッションをサポートする分岐点として機能し得る。UPF802はまた、パケットルーティング及び転送を実行し、パケット検査を実行し、ポリシールールのユーザプレーン部分を実施し、パケットを合法的に傍受し(UP収集)、トラフィック使用量報告を実行し、ユーザプレーンのQoS処理を実行し(例えば、パケットフィルタリング、ゲーティング、UL/DLレート実施)、アップリンクトラフィック検証を実行し(例えば、SDFからQoSへのフローマッピング)、アップリンク及びダウンリンクにおけるトランスポートレベルパケットマーキングを実行し、ダウンリンクパケットバッファリング及びダウンリンクデータ通知トリガを実行し得る。UPF802は、データネットワークへのルーティングトラフィックフローをサポートするためのアップリンク分類子を含むことができる。DN803は、様々なネットワークオペレータサービス、インターネットアクセス、又はサードパーティサービスを表すことができる。DN803は、先に論じたアプリケーションサーバ630を含んでもよく、又はこれと同様であってもよい。UPF802は、SMF824とUPF802との間のN4基準点を介してSMF824と相互作用することができる。
AUSF822は、UE801の認証のためのデータを記憶し、認証関連機能を処理してもよい。AUSF822は、様々なアクセスタイプのための一般的な認証フレームワークを容易にすることができる。AUSF822は、AMF821とAUSF822との間のN12基準点を介してAMF821と通信することができ、UDM827とAUSF822との間のN13基準点を介してUDM827と通信することができる。加えて、AUSF822は、Nausfサービスベースのインタフェースを示し得る。
AMF821は、登録管理(例えば、UE801を登録するためなど)、接続管理、到達可能性管理、モビリティ管理、及びAMF関連イベントの合法的傍受、並びにアクセス認証及び認可に関与してもよい。AMF821は、AMF821とSMF824との間のN11基準点の終端点であり得る。AMF821は、UE801とSMF824との間のSMメッセージのトランスポートを提供し、SMメッセージをルーティングするための透明的プロキシとして機能することができる。AMF821はまた、UE801とSMSF(図8によって示されない)との間のSMSメッセージのためのトランスポートを提供し得る。AMF821は、AUSF822とUE801との相互作用と、UE801の認証プロセスの結果として確立された中間鍵の受信とを含んでもよい、SEAFとして機能してもよい。USIMベースの認証が使用される場合、AMF821は、AUSF822からセキュリティ材料を取得してもよい。AMF821はまた、アクセスネットワーク固有の鍵を導出するために使用するSEAからの鍵を受信する、SCM機能を含んでもよい。更に、AMF821は、(R)AN810とAMF821との間のN2基準点を含み得るか、又はN2基準点であり得る、RAN CPインタフェースの終端点であり得、AMF821は、NAS(N1)シグナリングの終端点であり得、NAS暗号化及び完全性保護を実行し得る。
AMF821はまた、N3 IWFインタフェースを介したUE801とのNASシグナリングをサポートし得る。N3IWFを使用して、信頼できないエンティティへのアクセスを提供することができる。N3IWFは、制御プレーンの(R)AN810とAMF821との間のN2インタフェースの終端点であってもよく、ユーザプレーンの(R)AN810とUPF802との間のN3基準点の終端点であってもよい。したがって、AMF821は、PDUセッション及びQoSのためにSMF824及びAMF821からのN2シグナリングを処理し、IPSec及びN3トンネリングのためにパケットをカプセル化/カプセル化解除し、アップリンク中でN3ユーザプレーンパケットをマークし、N2を介して受信されたかかるマーキングに関連するQoS要件を考慮に入れてN3パケットマーキングに対応するQoSを実施し得る。N3IWFはまた、UE801とAMF821との間のN1基準点を介して、UE801とAMF821との間のアップリンク及びダウンリンク制御プレーンNASシグナリングを中継し、UE801とUPF802との間のアップリンク及びダウンリンクユーザプレーンパケットを中継し得る。N3IWFはまた、UE801とのIPsecトンネル確立のための機構を提供する。AMF821は、Namfサービスベースのインタフェースを呈し得、2つのAMF821の間のN14基準点及びAMF821と5G-EIR(図8によって図示せず)との間のN17基準点のための終端点であり得る。
UE801は、ネットワークサービスを受信するためにAMF821に登録する必要があり得る。RMは、UE801をネットワーク(例えば、AMF821)に登録又は登録解除し、ネットワーク(例えば、AMF821)内のUEコンテキストを確立するために使用される。UE801は、RM-REGISTERED状態又はRM-DEREGISTERED状態で動作してもよい。RM登録解除状態では、UE801は、ネットワークに登録されず、AMF821内のUEコンテキストは、UE801のための有効なロケーション又はルーティング情報を保持せず、したがって、UE801は、AMF821によって到達可能ではない。RM登録状態では、UE801は、ネットワークに登録され、AMF821内のUEコンテキストは、UE801がAMF821によって到達可能であるように、UE801のための有効なロケーション又はルーティング情報を保持し得る。RM登録状態では、とりわけ、UE801は、モビリティ登録更新手順を実行し、(例えば、UE801がまだアクティブであることをネットワークに通知するために)周期的更新タイマの満了によってトリガされる周期的登録更新手順を実行し、UE能力情報を更新するか、又はネットワークとプロトコルパラメータを再ネゴシエートするために登録更新手順を実行することができる。
AMF821は、UE801のための1つ以上のRMコンテキストを格納することができ、各RMコンテキストは、ネットワークへの特定のアクセスに関連付けられる。RMコンテキストは、とりわけ、アクセスタイプごとの登録状態及び周期的更新タイマを示すか、又は記憶する、データ構造、データベースオブジェクトなどであり得る。AMF821はまた、前述した(E)MMコンテキストと同じ又は同様であり得る5GCMMコンテキストを格納し得る。様々な実施形態では、AMF821は、関連付けられたMMコンテキスト又はRMコンテキストにUE801のCEモードB制限パラメータを格納することができる。AMF821はまた、UEコンテキスト(及び/又はMM/RMコンテキスト)に既に記憶されているUEの使用設定パラメータから、必要に応じて値を導出してもよい。
CMは、N1インタフェースを介してUE801とAMF821との間のシグナリング接続を確立及び解放するために使用され得る。シグナリング接続は、UE801とCN820との間のNASシグナリング交換を可能にするために使用され、UEとAN(例えば、非3GPPアクセスのためのRRC接続又はUE-N3IWF接続)との間のシグナリング接続と、AN(例えば、RAN810)とAMF821との間のUE801のためのN2接続の両方を含む。UE801は、CM-IDLEモード又はCM-CONNECTEDモードの2つのCM状態のいずれかで動作してもよい。UE801がCM-IDLE状態/モードで動作しているとき、UE801は、N1インタフェースを介してAMF821とのNASシグナリング接続を確立されていなくてもよく、UE801のための(R)AN810シグナリング接続(例えば、N2及び/又はN3接続)があってもよい。UE801がCM-CONNECTED状態/モードで動作しているとき、UE801は、N1インタフェースを介してAMF821との確立されたNASシグナリング接続を有していてもよく、UE801のための(R)AN810シグナリング接続(例えば、N2及び/又はN3接続)があってもよい。(R)AN810とAMF821との間のN2接続の確立は、UE801をCM-IDLEモードからCM-CONNECTEDモードに遷移させることができ、UE801は、(R)AN810とAMF821との間のN2シグナリングが解放されたときにCM-CONNECTEDモードからCM-IDLEモードに遷移することができる。
SMF824は、SM(例えば、UPFとANノードとの間のトンネル維持を含む、セッションの確立、変更、及び解放)、UE IPアドレス割り当て及び管理(任意選択的な認可を含む)、UP機能の選択及び制御、トラフィックを適切な宛先にルーティングするためのUPFにおけるトラフィックステアリングの構成、ポリシー制御機能に対するインタフェースの終了、ポリシーエンフォースメント及びQoSの一部の制御、合法的な傍受(SMイベント及びLIシステムへのインタフェースの場合)、NASメッセージのSM部分の終端、ダウンリンクデータの通知、N2上でAMFを介してANに送信されるAN固有SM情報の開始、並びにセッションのSSCモードの判定に関与し、実行することができる。SMは、PDUセッションの管理を指すことができ、PDUセッション(又は「セッション」)は、UE801とデータネットワーク名(DNN)によって識別されるデータネットワーク(DN)803との間のPDUの交換を行う又は可能にするPDU接続性サービスを指すことができる。PDUセッションは、UE801要求時に確立され、UE801及び5GC820要求に応じて変更され、UE801とSMF824との間のN1基準点を介して交換されたNAS SMシグナリングを使用して、UE801及び5GC820要求時に解放され得る。アプリケーションサーバからの要求に応じて、5GC820は、UE801内の特定のアプリケーションをトリガすることができる。トリガメッセージの受信に応じて、UE801は、トリガメッセージ(又はトリガメッセージの関連する部分/情報)を、UE801内の1つ以上の特定されたアプリケーションに渡すことができる。UE801内の特定されたアプリケーション(単数又は複数)は、特定のDNNにPDUセッションを確立することができる。SMF824は、UE801要求がUE801に関連付けられたユーザ加入情報に準拠しているか否かをチェックすることができる。この点に関して、SMF824は、UDM827からSMF824レベルの加入データに対する更新通知を取得すること、及び/又は受信するように要求することができる。
SMF824は、以下のローミング機能を含むことができる:QoS SLA(VPLMN)を適用するためのローカル施行処理、課金データの収集及び課金インタフェース(VPLMN)、(VPLMN内でのSMイベント及びLIシステムへのインタフェースの)合法的傍受、外部DNによるPDUセッションの認可/認証のためのシグナリングの伝送のための外部DNとの相互作用のためのサポート。2つのSMF824間のN16基準点がシステム800に含まれてもよく、これは、ローミングシナリオにおける訪問先ネットワーク内の別のSMF824とホームネットワーク内のSMF824との間であってもよい。更に、SMF824は、Nsmfサービスベースのインタフェースを提示することができる。
NEF823は、サードパーティ、内部露出/再露出、アプリケーション機能(例えば、AF828)、エッジコンピューティング又はフォッグコンピューティングシステムなどのための、3GPPネットワーク機能によって提供されるサービス及び能力を安全に露出させるための手段を提供してもよい。そのような実施形態では、NEF823は、AFを認証、認可、及び/又は減速させることができる。NEF823はまた、AF828と交換された情報、及び内部ネットワーク機能と交換された情報を変換してもよい。例えば、NEF823は、AFサービス識別子と内部5GC情報との間で変換することができる。NEF823はまた、他のネットワーク機能の露出した能力に基づいて、他のネットワーク機能(NF)から情報を受信してもよい。この情報は、構造化されたデータとしてNEF823に、又は標準化されたインタフェースを使用してデータ記憶NFで記憶されてもよい。次いで、記憶された情報は、NEF823によって他のNF及びAFに再露出し、かつ/又は分析などの他の目的に使用することができる。更に、NEF823は、Nnefサービスベースのインタフェースを提示することができる。
NRF825は、サービス発見機能をサポートし、NFインスタンスからNF発見要求を受信し、NFインスタンスに発見されたNFインスタンスの情報を提供することができる。NRF825はまた、利用可能なNFインスタンス及びそれらのサポートされたサービスの情報を維持する。本明細書で使用するとき、用語「インスタンス化する」、「インスタンス化」などは、インスタンスの作成を指すことができ、「インスタンス」は、例えば、プログラムコードの実行中に発生し得るオブジェクトの具体的な発生を指すことができる。更に、NRF825は、Nnrfサービスベースのインタフェースを提示することができる。
PCF826は、制御プレーン機能(単数又は複数)にポリシールールを提供して、それらを施行することができ、また、統合ポリシーフレームワークをサポートして、ネットワーク挙動を統制することができる。PCF826はまた、UDM827のUDRにおけるポリシー決定に関連する加入情報にアクセスするためにFEを実装してもよい。PCF826は、PCF826とAMF821との間のN15基準点を介してAMF821と通信することができ、ローミングシナリオの場合、訪問先ネットワーク内のPCF826及びAMF821を含むことができる。PCF826は、PCF826とAF828との間のN5基準点を介してAF828と通信することがあり、PCF826とSMF824との間のN7基準点を介してSMF824と通信することがある。システム800及び/又はCN820はまた、(ホームネットワーク内の)PCF826と訪問先ネットワーク内のPCF826との間にN24基準点を含むことができる。更に、PCF826は、Npcfサービスベースのインタフェースを提示することができる。
UDM827は、加入関連情報を処理して、ネットワークエンティティの通信セッションの処理をサポートすることができ、UE801の加入データを記憶することができる。例えば、加入データは、UDM827とAMF821との間のN8基準点を介してUDM827とAMFとの間で通信され得る。UDM827は、アプリケーションFE及びUDRという2つの部分を含み得る(FE及びUDRは図8には示されていない)。UDRは、UDM827及びPCF826の加入データ及びポリシーデータ、/又はNEF823の曝露及びアプリケーションデータ(アプリケーション検出のためのPFD、複数のUE並びに801のためのアプリケーション要求情報を含む)のための構造化データを格納することができる。Nudrサービスベースのインタフェースは、UDM827、PCF826、及びNEF823が、記憶されたデータの特定のセットにアクセスすること、並びにUDR内の関連データ変更の通知を読み取り、更新(例えば、追加、修正)、削除、及びサブスクライブすることを可能にするように、UDR221によって示されてもよい。UDMは、証明書、ロケーション管理、サブスクリプション管理などを処理することを担当するUDM-FEを含み得る。いくつかの異なるフロントエンドが、異なるトランザクションにおいて同じユーザにサービスを提供することができる。UDM-FEは、UDRに記憶されたサブスクリプション情報にアクセスし、認証クレデンシャル処理、ユーザ識別処理、アクセス許可、登録/モビリティ管理、及びサブスクリプション管理を実行する。UDRは、UDM827とSMF824との間のN10基準点を介してSMF824と相互作用することができる。UDM827はまた、SMS管理をサポートすることができ、SMS-FEは、前述したものと同様のアプリケーションロジックを実装する。加えて、UDM827は、Nudmサービスベースのインタフェースを示し得る。
AF828は、トラフィックルーティングにアプリケーションの影響を与え、NCEへのアクセスを提供し、ポリシー制御のためにポリシーフレームワークと対話することができる。NCEは、エッジコンピューティング実装に使用することができる、NEF823を介して5GC820及びAF828が互いに情報を提供することを可能にする機構であってもよい。そのような実装形態では、ネットワークオペレータ及びサードパーティサービスは、UE801アクセスポイントの接続ポイントの近くでホストされて、エンドツーエンドレイテンシ及びトランスポートネットワーク上の負荷の低減を通じて効率的なサービス配信を達成することができる。エッジコンピューティング実装では、5GCは、UE801に近接したUPF802を選択し、N6インタフェースを介してUPF802からDN803へのトラフィックステアリングを実行することができる。これは、UE加入データ、UE位置、及びAF828によって提供される情報に基づいてもよい。このようにして、AF828は、UPF(再)選択及びトラフィックルーティングに影響を及ぼすことができる。オペレータの展開に基づいて、AF828が信頼されたエンティティであると見なされるとき、ネットワークオペレータは、AF828が関連するNFと直接相互作用することを許可することができる。更に、AF828は、Nafサービスベースのインタフェースを提示することができる。
NSSF829は、UE801にサービスを提供するネットワークスライスインスタンスのセットを選択することができる。NSSF829は、必要に応じて、許可されたNSSAI及びサブスクライブされたS-NSSAIへのマッピングを決定することもできる。NSSF829はまた、好適な構成に基づいて、及び場合によってはNRF825を問い合わせることによって、UE801にサービス提供するために使用されるAMFセット、又は候補AMF(単数又は複数)821のリストを判定することもできる。UE801に対するネットワークスライスインスタンスのセットの選択は、AMF821によってトリガされてもよく、このAMF821には、その変化につながり得るNSSF829と相互作用することによってUE801が登録される。NSSF829は、AMF821とNSSF829との間のN22基準点を介してAMF821と対話し得、N31基準点(図8によって図示せず)を介して訪問先ネットワーク内の別のNSSF829と通信し得る。更に、NSSF829は、Nnssfサービスベースのインタフェースを提示することができる。
前述したように、CN820は、SMS加入チェック及び検証に関与して、UE801とSMS-GMSC/IWMSC/SMSルータなどの他のエンティティとの間のSMメッセージを中継することができる、SMSFを含んでもよい。SMSはまた、UE801がSMS転送に利用可能である通知手順のために、AMF821及びUDM827と相互作用する(例えば、UEに到達不可能なフラグを設定し、UE801がSMSに利用可能である場合にUDM827に通知する)ことができる。
CN120はまた、データ記憶システム/アーキテクチャ、5G-EIR、SEPPなどの図8によって示されない他の要素を含んでもよい。データストレージシステムは、SDSF、UDSFなどを含むことができる。任意のNFは、任意のNFとUDSFとの間のN18基準点(図8によって図示せず)を介して、非構造化データ(例えば、UEコンテキスト)をUDSFに記憶し、UDSFから取り出すことができる。個々のNFは、各非構造化データを記憶するためにUDSFを共有することができ、又は個々のNFがそれぞれ、独自のUDSFを個々のNFにおいて又はその近くに有することができる。加えて、UDSFは、Nudsfサービスベースのインタフェース(図8によって図示せず)を示し得る。5G-EIRは、特定の機器/エンティティがネットワークのブラックリストに記載されているかどうかを判定するためにPEIのステータスをチェックするNFであってもよく、SEPPは、PLMN間制御プレーンインタフェース上でトポロジ隠蔽、メッセージフィルタリング、及びポリシングを実行する非透過プロキシであってもよい。
加えて、NF内のNFサービス間には、より多くの基準点及び/又はサービスベースのインタフェースが存在し得るが、これらのインタフェース及び基準点は、明確にするために、図8から省略されている。一例では、CN820は、CN820とCN720との間のインターワーキングを可能にするために、MME(例えば、MME(単数又は複数)721)とAMF821との間のCN間インタフェースである、Nxインタフェースを含むことができる。他の例示的なインタフェース/基準点は、5G-EIRによって示されるN5g-EIRサービスベースのインタフェースと、訪問先ネットワーク内のNRFとホームネットワーク内のNRFとの間のN27基準点と、訪問先ネットワーク内のNSSFとホームネットワーク内のNSSFとの間のN31基準点とを含むことができる。
図9は、様々な実施形態によるインフラストラクチャ機器900の例を示す。インフラストラクチャ機器900(又は「システム900」)は、基地局、無線ヘッド、前に示し説明したRANノード611及び/又はAP606などのRANノード、アプリケーションサーバ(単数又は複数)630、及び/又は本明細書に記載の任意の他の要素/デバイスとして実装され得る。他の例では、システム900は、UE内に、又はUEによって実装され得る。
システム900は、アプリケーション回路905、ベースバンド回路910、1つ以上の無線フロントエンドモジュール(Radio Front End Modules、RFEM)915、メモリ回路920、電力管理集積回路(Power Management Integrated Circuitry、PMIC)925、電力T回路930、ネットワークコントローラ回路935、ネットワークインタフェースコネクタ940、衛星測位回路945、及びユーザインタフェース950を含む。いくつかの実施形態では、デバイス900は、例えば、メモリ/記憶装置、ディスプレイ、カメラ、センサ、又は入出力(I/O)インタフェースなどの追加のエレメントを含んでもよい。他の実施形態では、以下に説明する構成要素は、2つ以上のデバイスに含まれてもよい。例えば、当該回路は、CRAN、vBBU、又は他の同様の実装のために2つ以上のデバイスに別々に含まれてもよい。
アプリケーション回路905は、1つ以上のプロセッサ(又はプロセッサコア)、キャッシュメモリ、並びに低ドロップアウト電圧レギュレータ(Low Drop-Out、LDO)、割り込みコントローラ、SPI、I2C又はユニバーサルプログラマブルシリアルインタフェースモジュールなどのシリアルインタフェース、リアルタイムクロック(Real Time Clock、RTC)、インタバルタイマ及びウォッチドッグタイマを含むタイマカウンタ、汎用入出力(I/O又はIO)、セキュアデジタル(Secure Digital、SD)マルチメディアカード(Multi Media Card、MMC)などのメモリカードコントローラ、ユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus、USB)インタフェース、モバイルインダストリープロセッサインタフェース(Mobile Industry Processor Interface、MIPI)、及びジョイントテストアクセスグループ(Joint Test Access Group、JTAG)テストアクセスポートなどのうちの1つ以上の回路を含むが、これらに限定されない。アプリケーション回路905のプロセッサ(又はコア)は、メモリ/記憶装置に連結されてもよいし、メモリ/記憶エレメントを含んでもよく、様々なアプリケーション又はオペレーティングシステムをシステム900上で実行することを可能にするために、メモリ/記憶装置に格納された命令を実行するように構成されてもよい。いくつかの実装形態では、メモリ/記憶要素はオンチップメモリ回路であってもよく、これは、DRAM、SRAM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ソリッドステートメモリ、及び/又は本明細書で説明されるような任意の他のタイプのメモリデバイス技術などの任意の適切な揮発性及び/又は不揮発性メモリを含んでもよい。
アプリケーション回路905のプロセッサ(単数又は複数)は、例えば、1つ以上のプロセッサコア(CPU)、1つ以上のアプリケーションプロセッサ、1つ以上のグラフィック処理ユニット(GPU)、1つ以上の縮小命令セットコンピューティング(RISC)プロセッサ、1つ以上のAcorn RISCマシン(ARM)プロセッサ、1つ以上の複合命令セットコンピューティング(CISC)プロセッサ、1つ以上のデジタル信号プロセッサ(DSP)、1つ以上のFPGA、1つ以上のPLD、1つ以上のASIC、1つ以上のマイクロプロセッサ若しくはコントローラ、又はそれらの任意の好適な組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、アプリケーション回路905は、本明細書の様々な実施形態に従って動作する専用プロセッサ/コントローラを含んでもよく、又は専用プロセッサ/コントローラであってもよい。例として、アプリケーション回路905のプロセッサ(単数又は複数)は、1つ以上のApple Aシリーズプロセッサ、Intel Pentium(登録商標)、Core(登録商標)、又はXeon(登録商標)プロセッサ(単数又は複数)を含み得る。Advanced Micro Devices(AMD)Ryzen(登録商標)プロセッサ(単数又は複数)、加速処理ユニット(APU)、又はEpyc(登録商標)プロセッサ、ARM Cortex-AファミリプロセッサなどのARM Holdings Ltd.からライセンスされたARMベースプロセッサ(単数又は複数)、及びCavium(商標),Inc.によって提供されるThunderX2(登録商標)、MIPS Warrior P-クラスプロセッサなどのMIPS Technologies,Inc.から提供されるMIPSベースの設計のプロセッサなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、システム900は、アプリケーション回路905を利用しなくてもよく、代わりに、例えば、EPC又は5GCから受信したIPデータを処理するための専用プロセッサ/コントローラを含んでもよい。
いくつかの実装形態では、アプリケーション回路905は、マイクロプロセッサ、プログラマブル処理デバイスなどであり得る、1つ以上のハードウェアアクセラレータを含むことができる。1つ以上のハードウェアアクセラレータは、例えば、コンピュータビジョン(CV)及び/又はディープラーニング(DL)アクセラレータを含むことができる。例として、プログラム可能な処理デバイスは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などのフィールドプログラマブルデバイス(FPD)、複雑なPLD(CPLD)、高容量PLD(HCPLD)などのプログラマブル論理デバイス(PLD)、構造化ASICなどのASIC、プログラマブルSoC(PSoC)、などのうちの1つ以上であってもよい。などの回路を含み得る。そのような実装形態では、アプリケーション回路905の回路は、論理ブロック又は論理ファブリック、及び本明細書で説明される様々な実施形態の手順、方法、機能などの様々な機能を実行するようにプログラムされ得る他の相互接続されたリソースを含むことができる。そのような実施形態では、アプリケーション回路905の回路は、ルックアップテーブル(LUT)などに論理ブロック、論理ファブリック、データなどを記憶するために使用されるメモリセル(例えば、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、スタティックメモリ(例えば、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、アンチヒューズなど))を含むことができる。
ベースバンド回路910は、例えば、1つ以上の集積回路を含むはんだ付け基板、主回路基板にはんだ付けされた単一のパッケージ集積回路、又は2つ以上の集積回路を含むマルチチップモジュールとして実装されてもよい。ベースバンド回路910の様々なハードウェア電子要素は、図11に関して以下に説明される。
ユーザインタフェース回路950は、システム900とのユーザ相互作用を可能にするように設計された1つ以上のユーザインタフェース、又はシステム900との周辺構成要素相互作用を可能にするように設計された周辺構成要素インタフェースを含むことができる。ユーザインタフェースは、1つ以上の物理又は仮想ボタン(例えば、リセットボタン)、1つ以上のインジケータ(例えば、発光ダイオード(LED))、物理キーボード又はキーパッド、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン、スピーカ又は他のオーディオ発光デバイス、マイクロフォン、プリンタ、スキャナ、ヘッドセット、ディスプレイスクリーン又はディスプレイデバイスなどを含むことができるが、これらに限定されない。周辺構成要素インタフェースは、不揮発性メモリポート、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、オーディオジャック、電源インタフェースなどを含むことができるが、これらに限定されない。
無線フロントエンドモジュール(RFEM)915は、ミリメートル波(ミリ波)RFEM及び1つ以上のサブミリ波無線周波数集積回路(RFIC)を含んでもよい。いくつかの実装形態では、1つ以上のサブミリ波RFICは、ミリ波RFEMから物理的に分離されてもよい。RFICは、1つ以上のアンテナ又はアンテナアレイ(例えば、以下の図11のアンテナアレイ1111を参照)への接続を含むことができ、RFEMは、複数のアンテナに接続されることができる。代替実装形態では、ミリ波及びサブミリ波無線機能の両方は、ミリ波アンテナ及びサブミリ波の両方を組み込んだ同じ物理RFEM915内に実装されてもよい。
メモリ回路920は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)及び/又は同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)を含む揮発性メモリ、並びに高速電気的消去可能メモリ(一般にフラッシュメモリと呼ばれる)、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM)、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ(MRAM)などを含む不揮発性メモリ(NVM)のうちの1つ以上を含むことができ、Intel(登録商標)及びMicron(登録商標)の三次元(3D)クロスポイント(XPOINT)メモリを組み込むことができる。メモリ回路920は、はんだ付けパッケージ集積回路、ソケット式メモリモジュール、及びプラグインメモリカードのうちの1つ以上として実装されてもよい。
PMIC925は、電圧レギュレータ、サージ保護器、電力アラーム検出回路、及びバッテリ又はコンデンサなどの1つ以上の予備電源を含んでもよい。電力アラーム検出回路は、ブラウンアウト(不足電圧)及びサージ(過電圧)状態のうちの1つ以上を検出してもよい。電力T回路930は、単一のケーブルを使用してインフラストラクチャ機器900に電力供給及びデータ接続性の両方を提供するネットワークケーブルから引き出される電力を供給することができる。
ネットワークコントローラ回路935は、イーサネット、GREトンネル上のイーサネット、マルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)上のイーサネット、又は何らかの他の適切なプロトコルなどの標準的なネットワークインタフェースプロトコルを使用してネットワークへの接続性を提供することができる。ネットワーク接続は、電気によるものであってもよい物理接続(一般に「銅配線」と呼ばれる)、光、又はワイヤレスを使用して、ネットワークインタフェースコネクタ940を介してインフラストラクチャ機器900に/から提供されてもよい。ネットワークコントローラ回路935は、前述のプロトコルのうちの1つ以上を使用して通信するための1つ以上の専用プロセッサ及び/又はFPGAを含むことができる。いくつかの実装形態では、ネットワークコントローラ回路935は、同じプロトコル又は異なるプロトコルを使用して他のネットワークへの接続を提供するための複数のコントローラを含むことができる。
測位回路945は、全地球航法衛星システム(GNSS)の測位ネットワークによって送信/ブロードキャストされた信号を受信及び復号するための回路を含む。航法衛星コンスタレーション(又はGNSS)の例には、米国の全地球測位システム(GPS)、ロシアの全地球航法システム(GLONASS)、欧州連合のガリレオシステム、中国の北斗航法衛星システム、地域航法システム又はGNSS補強システム(例えば、Indian Constellation(NAVIC)によるナビゲーション、日本の準天頂衛星システム(QZSS)、フランスのDoppler Orbitography and Radio positioning Integrated by Satellite(DORIS)など)などが含まれる。測位回路945は、航法衛星コンスタレーションノードなどの測位ネットワークの構成要素と通信するための様々なハードウェアエレメント(例えば、OTA通信を容易にするために、スイッチ、フィルタ、増幅器、アンテナエレメントなどのハードウェアデバイスを含む)を備える。いくつかの実施形態では、測位回路945は、マスタタイミングクロックを使用してGNSS支援なしで位置追跡/推定を実行するためのMicro-Technology for Positioning,Navigation,and Timing(Micro-PNT)ICを含むことができる。測位回路945はまた、測位ネットワークのノード及び構成要素と通信するために、ベースバンド回路910及び/又はRFEM915の一部であってもよく、又はそれらと相互作用してもよい。測位回路945はまた、位置データ及び/又は時間データをアプリケーション回路905に提供することができ、アプリケーション回路は、データを使用して動作を様々なインフラストラクチャ(例えば、RANノード611など)などと同期させることができる。
図9に示す構成要素は、業界標準アーキテクチャ(Industry Standard Architecture、ISA)、拡張ISA(Extended ISA、EISA)、周辺構成要素相互接続(Peripheral Component Interconnect、PCI)、拡張周辺構成要素相互接続(Peripheral Component Interconnect extended、PCIx)、PCIエクスプレス(PCI express、PCIe)、又は任意の数の他の技術などの任意の数のバス及び/又は相互接続(Interconnect、IX)技術を含むことができるインタフェース回路を使用して互いに通信することができる。バス/IXは、例えば、SoCベースのシステムで使用される独自のバスであってもよい。とりわけ、I2Cインタフェース、SPIインタフェース、ポイントツーポイントインタフェース、及び電力バスなどの他のバス又はIXシステムが含まれる。
図10は、様々な実施形態によるプラットフォーム1000(又は「デバイス1000」)の一例を示す。実施形態では、コンピュータプラットフォーム1000は、UE601、701、801、アプリケーションサーバ630、及び/又は本明細書で説明する任意の他の要素/デバイスとしての使用に好適であり得る。プラットフォーム1000は、実施例に示される構成要素の任意の組み合わせを含んでもよい。プラットフォーム1000の構成要素は、コンピュータプラットフォーム1000に適合された集積回路(IC)、その一部、個別の電子デバイス、又は他のモジュール、論理、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせとして、あるいはより大きなシステムのシャーシ内にその他の方法で組み込まれる構成要素として実装されてもよい。図10のブロック図は、コンピュータプラットフォーム1000の構成要素の俯瞰図を示すことを意図している。しかしながら、示されている構成要素のいくつかは省略されてもよく、追加の構成要素が存在してもよく、示されている構成要素の異なる配置が他の実施態様で発生してもよい。
アプリケーション回路1005は、1つ以上のプロセッサ(又はプロセッサコア)、キャッシュメモリ、並びに1つ以上のLDO、割り込みコントローラ、SPI、I2C、又はユニバーサルプログラマブルシリアルインタフェースモジュールなどのシリアルインタフェース、RTC、間隔及びウォッチドッグタイマを含むタイマカウンタ、汎用I/O、SD MMCなどのメモリカードコントローラ、USBインタフェース、MIPIインタフェース、及びJTAGテストアクセスポートなどの回路を含むが、それらに限定されない。アプリケーション回路1005のプロセッサ(又はコア)は、メモリ/記憶装置に連結されてもよいし、メモリ/記憶エレメントを含んでもよく、様々なアプリケーション又はオペレーティングシステムをシステム1000上で実行することを可能にするために、メモリ/記憶装置に格納された命令を実行するように構成されてもよい。いくつかの実装形態では、メモリ/記憶要素はオンチップメモリ回路であってもよく、これは、DRAM、SRAM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ソリッドステートメモリ、及び/又は本明細書で説明されるような任意の他のタイプのメモリデバイス技術などの任意の適切な揮発性及び/又は不揮発性メモリを含んでもよい。
アプリケーション回路905のプロセッサ(単数又は複数)は、例えば、1つ以上のプロセッサコア、1つ以上のアプリケーションプロセッサ、1つ以上のGPU、1つ以上のRISCプロセッサ、1つ以上のARMプロセッサ、1つ以上のCISCプロセッサ、1つ以上のDSP、1つ以上のFPGA、1つ以上のPLD、1つ以上のASIC、1つ以上のマイクロプロセッサ若しくはコントローラ、マルチスレッドプロセッサ、超低電圧プロセッサ、埋め込みプロセッサ、いくつかの他の既知の処理エレメント、又はこれらの任意の好適な組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、アプリケーション回路905は、本明細書の様々な実施形態に従って動作する専用プロセッサ/コントローラを含んでもよく、又は専用プロセッサ/コントローラであってもよい。
例として、アプリケーション回路1005のプロセッサ(単数又は複数)は、Apple Aシリーズプロセッサを含んでもよい。アプリケーション回路1005のプロセッサはまた、Quark(登録商標)、Atom(登録商標)、i3、i5、i7、若しくはMCUクラスプロセッサなどのIntel(登録商標)アーキテクチャコアベースのプロセッサ、又はカリフォルニア州サンタクララのIntel(登録商標)Corporationから入手可能な別のかかるプロセッサ、アドバンストマイクロデバイス(AMD)Ryzenプロセッサ(単数又は複数)、又は加速処理ユニット(APU)、Qualcomm(登録商標)Technologies Inc.の1つ以上のSnapdragon(商標)プロセッサ(単数又は複数)、Texas Instruments社(登録商標)の1つ以上のオープン・マルチメディア・アプリケーション・プラットフォーム(OMAP)(商標)プロセッサ(単数又は複数)、若しくは、MIPS Warrior Mクラス、Warrior Iクラス、及びWarrior PクラスプロセッサなどのMIPS Technologies,Inc.からのMIPSベースの設計、ARM Cortex-A、Cortex-R、及びCortex-MファミリのプロセッサなどのARM Holdings,LtdからライセンスされたARMベースの設計などのうちの1つ以上が含まれ得る。いくつかの実装形態では、アプリケーション回路1005は、アプリケーション回路1005及び他の構成要素が単一の集積回路内に形成されるシステムオンチップ(SoC)の一部であってもよい。
追加的又は代替的に、アプリケーション回路1005は、限定ではないが、FPGAなどの1つ以上のフィールドプログラマブルデバイス(FPD)、複合PLD(CPLD)、高性能PLD(HCPLD)などのプログラマブル論理デバイス(PLD)、構造化ASICなどのASIC、プログラマブルSoC(PSoC)などの回路を含んでもよい。などの回路を含み得る。そのような実施形態では、アプリケーション回路1005の回路は、論理ブロック又は論理ファブリック、及び本明細書で説明される様々な実施形態の手順、方法、機能などの様々な機能を実行するようにプログラムされ得る他の相互接続されたリソースを含むことができる。そのような実施形態では、アプリケーション回路1005の回路は、ルックアップテーブル(LUT)などに論理ブロック、論理ファブリック、データなどを記憶するために使用されるメモリセル(例えば、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、スタティックメモリ(例えば、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、アンチヒューズなど))を含むことができる。
ベースバンド回路1010は、例えば、1つ以上の集積回路を含むはんだ付け基板、主回路基板にはんだ付けされた単一のパッケージ集積回路、又は2つ以上の集積回路を含むマルチチップモジュールとして実装されてもよい。ベースバンド回路1010の様々なハードウェア電子要素は、図11に関して以下に説明される。
RFEM1015は、ミリ波(ミリ波)RFEM及び1つ以上のサブミリ波無線周波数集積回路(RFIC)を含んでもよい。いくつかの実装形態では、1つ以上のサブミリ波RFICは、ミリ波RFEMから物理的に分離されてもよい。RFICは、1つ以上のアンテナ又はアンテナアレイ(例えば、以下の図11のアンテナアレイ1111を参照)への接続を含むことができ、RFEMは、複数のアンテナに接続されることができる。代替実装形態では、ミリ波及びサブミリ波無線機能の両方は、ミリ波アンテナ及びサブミリ波の両方を組み込んだ同じ物理RFEM1015内に実装されてもよい。
メモリ回路1020は、所与の量のシステムメモリを提供するために使用される任意の数及び種類のメモリデバイスを含み得る。例として、メモリ回路1020は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックRAM(DRAM)及び/又は同期ダイナミックRAM(SDRAM)を含む揮発性メモリ、並びに高速電気的消去可能メモリ(一般にフラッシュメモリと呼ばれる)、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM)、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ(MRAM)などを含む不揮発性メモリ(NVM)のうちの1つ以上を含むことができる。メモリ回路1020は、Joint Electron Devices Engineering Council(JEDEC)の低電力ダブルデータレート(LPDDR)ベースの設計、例えばLPDDR2、LPDDR3、LPDDR4などに従って開発されてもよい。メモリ回路1020は、はんだ付きパッケージ集積回路、シングルダイパッケージ(SDP)、デュアルダイパッケージ(DDP)又はクワッドダイパッケージ(Q17P)、ソケット式メモリモジュール、マイクロDIMM又はミニDIMMを含むデュアルインラインメモリモジュール(DIMM)、及び/又はボールグリッドアレイ(BGA)を介してマザーボード上にはんだ付けされたもののうちの1つ以上として実装されてもよい。低電力の実装形態では、メモリ回路1020は、アプリケーション回路1005に関連付けられたオンダイメモリ又はレジスタであってもよい。データ、アプリケーション、オペレーティングシステムなどの情報の永続的記憶を提供するために、メモリ回路1020は、1つ以上の大容量記憶装置を含んでもよく、それには、とりわけ、ソリッドステートディスクドライブ(SSDD)、ハードディスクドライブ(HDD)、マイクロHDD、抵抗変化メモリ、相変化メモリ、ホログラフィックメモリ、又は化学メモリが含まれ得る。例えば、コンピュータプラットフォーム1000は、Intel(登録商標)及びMicron(登録商標)からの3次元(3D)クロスポイント(XPOINT)メモリを組み込んでもよい。
取り外し可能なメモリ回路1023は、ポータブルデータ記憶装置をプラットフォーム1000と結合するために使用されるデバイス、回路、エンクロージャ/筐体、ポート又はレセプタクルなどを含んでもよい。これらのポータブルデータ記憶装置は、大量記憶目的のために使用することができ、例えば、フラッシュメモリカード(例えば、セキュアデジタル(SD)カード、microSDカード、xD画像カードなど)、及びUSBフラッシュドライブ、光ディスク、外部HDDなどを含んでもよい。
プラットフォーム1000はまた、外部デバイスをプラットフォーム1000と接続するために使用されるインタフェース回路(図示せず)を含んでもよい。インタフェース回路を介してプラットフォーム1000に接続された外部デバイスは、センサ回路1021及び電気機械構成要素(EMC)1022、並びにリムーバブルメモリ回路1023に結合されたリムーバブルメモリデバイスを含む。
センサ回路1021は、環境中の事象又は変化を検出し、検出された事象に関する情報(センサデータ)を何か他のデバイス、モジュール、サブシステムなどに送信することを目的とするデバイス、モジュール又はサブシステムを含み得る。そのようなセンサの例には、とりわけ、加速度計、ジャイロスコープ、及び/又は磁力計を含む、慣性計測ユニット(IMU)、3軸加速度計、3軸ジャイロスコープ、及び/又は磁力計を含む、微小電気機械システム(MEMS)又はナノ電気機械システム(NEMS)、レベルセンサ、流量センサ、温度センサ(例えば、サーミスタ)、圧力センサ、気圧センサ、重力計、高度計、画像キャプチャデバイス(例えば、カメラ又はレンズ無し絞り)、光検出及び測距(LiDAR)センサ、近接センサ(例えば、赤外線検出器など)、深度センサ、周囲光センサ、超音波トランシーバ、マイクロフォン又は他の同様の音声キャプチャデバイス、などを含み得る。
EMC1022は、プラットフォーム1000がその状態、位置、及び/又は向きを変更すること、又は機構若しくは(サブ)システムを移動若しくは制御することを可能にすることを目的とするデバイス、モジュール、又はサブシステムを含む。加えて、EMC1022は、EMC1022の現在の状態を示すために、メッセージ/シグナリングを生成し、プラットフォーム1000の他の構成要素に送信するように構成され得る。EMC1022の例には、1つ以上の電源スイッチ、電気機械式リレー(EMR)及び/又はソリッドステートリレー(SSR)を含むリレー、アクチュエータ(例えば、バルブアクチュエータなど)、可聴音発生装置、視覚的警告装置、モータ(例えば、DCモータ、ステッパモータなど)、車輪、スラスタ、プロペラ、爪、クランプ、フック、及び/又は他の同様の電気機械部品が含まれる。実施形態では、プラットフォーム1000は、1つ以上のキャプチャされたイベント及び/又はサービスプロバイダ及び/又は様々なクライアントから受信した命令又は制御信号に基づいて、1つ以上のEMC1022を動作させるように構成される。
いくつかの実装形態では、インタフェース回路は、プラットフォーム1000を測位回路1045と接続し得る。測位回路1045は、GNSSの測位ネットワークによって送信/ブロードキャストされた信号を受信及び復号するための回路を含む。航法衛星コンスタレーション(又はGNSS)の例には、米国のGPS、ロシアのGLONASS、欧州連合のガリレオシステム、中国の北斗航法衛星システム、地域航法システム又はGNSS補強システム(例えば、NAVIC、日本のQZSS、フランスのDORISなど)などが含まれる。測位回路1045は、航法衛星コンスタレーションノードなどの測位ネットワークの構成要素と通信するための様々なハードウェアエレメント(例えば、OTA通信を容易にするために、スイッチ、フィルタ、増幅器、アンテナエレメントなどのハードウェアデバイスを含む)を備える。いくつかの実施形態では、測位回路1045は、マスタタイミングクロックを使用してGNSS支援なしで位置トラッキング/推定を実行するためのMicro-PNT ICを含むことができる。測位回路1045はまた、測位ネットワークのノード及び構成要素と通信するために、ベースバンド回路910及び/又はRFEM1015の一部であってもよく、又はそれらと相互作用してもよい。測位回路1045はまた、位置データ及び/又は時間データをアプリケーション回路1005に提供することができ、アプリケーション回路は、データを使用して、ターンバイターンナビゲーションアプリケーションなどのために、様々なインフラストラクチャ(例えば、無線基地局)と動作を同期させることができる。
いくつかの実装形態では、インタフェース回路は、プラットフォーム1000を近距離通信(NFC)回路1040と接続してもよい。NFC回路1040は、無線周波数識別(RFID)規格に基づいて非接触の短距離通信を提供するように構成されており、磁場誘導は、NFC回路1040とプラットフォーム1000の外部のNFC対応デバイス(例えば、「NFCタッチポイント」)との間の通信を可能にするために使用される。NFC回路1040は、アンテナ要素と結合されたNFCコントローラと、NFCコントローラと結合されたプロセッサとを備える。NFCコントローラは、NFCコントローラのファームウェア及びNFCスタックを実行することにより、NFC回路1040にNFC機能を提供するチップ/ICであってもよい。NFCスタックは、NFCコントローラを制御するためにプロセッサによって実行されてもよく、NFCコントローラファームウェアは、近距離RF信号を放出するようにアンテナ素子を制御するためにNFCコントローラによって実行されてもよい。RF信号は、パッシブNFCタグ(例えば、ステッカー又はリストバンドに埋め込まれたマイクロチップ)に電力を供給して、記憶されたデータをNFC回路1040に送信するか、又は、NFC回路1040とプラットフォーム1000に近接した別のアクティブなNFCデバイス(例えば、スマートフォン又はNFC対応POS端末)との間のデータ移送を開始してもよい。
ドライバ回路1046は、プラットフォーム1000に組み込まれた、プラットフォーム1000に取り付けられた、又は他の方法でプラットフォーム1000と通信可能に結合された特定のデバイスを制御するように動作するソフトウェア及びハードウェア要素を含むことができる。ドライバ回路1046は、プラットフォーム1000の他の構成要素が、プラットフォーム1000内に存在するか、又はそれに接続され得る様々な入力/出力(I/O)デバイスと相互作用するか、又はそれらを制御することを可能にする個々のドライバを含むことができる。例えば、ドライバ回路1046は、ディスプレイデバイスへのアクセスを制御及び許可するためのディスプレイドライバと、プラットフォーム1000のタッチスクリーンインタフェースへのアクセスを制御及び許可するためのタッチスクリーンドライバと、センサ回路1021のセンサ読み取り値を取得してセンサ回路1021へのアクセスを制御及び許可するためのセンサドライバと、EMC1022のアクチュエータ位置を取得して及び/又はEMC1022へのアクセスを制御及び許可するためのEMCドライバと、埋め込みキャプチャデバイスへのアクセスを制御及び許可するためのカメラドライバと、1つ以上のオーディオ装置へのアクセスを制御及び許可するためのオーディオドライバとを含むことができる。
電力管理集積回路(PMIC)1025(「電力管理回路1025」とも呼ばれる)は、プラットフォーム1000の様々な構成要素に供給される電力を管理してもよい。具体的には、ベースバンド回路1010に関して、PMIC1025は、電源選択、電圧スケーリング、バッテリ充電、又はDC-DC変換を制御することができる。プラットフォーム1000がバッテリ1030によって電力供給されることが可能であるとき、例えば、デバイスがUE601、701、801中に含まれるとき、PMIC1025はしばしば含まれ得る。
いくつかの実施形態では、PMIC1025は、プラットフォーム1000の様々な省電力機構を制御するか、又は別の方法でその一部とすることができる。例えば、プラットフォーム1000がRRC接続状態にあって、トラフィックを間もなく受信することが予期されるのでRANノードに依然として接続されている場合、ある非アクティブ期間後、プラットフォームは、間欠受信モード(DRX)として知られる状態に入ることができる。この状態の間は、プラットフォーム1000は、電力を短い間隔で落としてもよく、それによって節電してもよい。長期間のデータトラフィック活動が存在しない場合、プラットフォーム1000は、RRCアイドル状態に遷移することができ、ネットワークから切断し、チャネル品質フィードバック、ハンドオーバなどの動作を実行しない。プラットフォーム1000は、非常に低い電力状態になり、ページングを実行し、ここで再び周期的にウェイクアップしてネットワークにリッスンし、次いで再びパワーダウンする。プラットフォーム1000は、この状態でデータを受信することができず、データを受信するためには、RRC接続状態に遷移しなければならない。更なる省電力モードでは、デバイスはページング間隔(数秒から数時間に及ぶ)より長期間、ネットワークから利用できなくなることを許容され得る。この間、デバイスは、ネットワークに全く到達できず、完全に電力が落とされ得る。この間に送信されたデータがあれば大幅な遅延が生じるが、遅延は許容できるものとみなされる。
バッテリ1030は、プラットフォーム1000に電力を供給してもよいが、いくつかの例では、プラットフォーム1000は、固定ロケーションにデプロイされて取り付けられてもよく、送電網に結合された電源を有してもよい。バッテリ1030は、リチウムイオンバッテリ、空気亜鉛バッテリ、アルミニウム空気バッテリ、リチウム空気バッテリなどの金属空気バッテリ、などであってもよい。V2X用途などのいくつかの実装形態では、バッテリ1030は、典型的な鉛酸自動車バッテリであってもよい。
いくつかの実装形態では、バッテリ1030は、バッテリ管理システム(BMS)又はバッテリ監視集積回路を含むか、又はそれに結合された「スマートバッテリ」であってもよい。BMSは、プラットフォーム1000に含まれてバッテリ1030の充電状態(SoCh)を追跡してもよい。BMSは、バッテリ1030の他のパラメータを監視して、バッテリ1030の健全状態(SoH)及び機能状態(SoF)などの故障予測を提供するために使用されてもよい。BMSは、バッテリ1030の情報を、アプリケーション回路1005又はプラットフォーム1000の他の構成要素に通信してもよい。BMSはまた、アプリケーション回路1005がバッテリ1030の電圧、又はバッテリ1030からの電流を直接監視することを可能にするアナログ-デジタル(ADC)変換器を含んでもよい。バッテリパラメータは、送信周波数、ネットワーク動作、検知周波数などの、プラットフォーム1000が実行し得る動作を決定するために使用されてもよい。
電力ブロック、又は電気グリッドに結合された他の電源は、バッテリ1030を充電するためにBMSと結合されてもよい。いくつかの例では、電力ブロックXS30は、ワイヤレス電力受信機と置き換えられて、例えば、コンピュータプラットフォーム1000内のループアンテナを介してワイヤレスで電力を取得することができる。これらの例では、無線バッテリ充電回路がBMSに含まれてもよい。選択される特定の充電回路は、バッテリ1030のサイズ、したがって必要とされる電流に依存してもよい。充電は、とりわけ、Airfuel Allianceによって公布されたAirfuel標準、Wireless Power Consortiumによって公布されたQi無線充電標準、又はAlliance for Wireless Powerによって公布されたRezence充電標準を使用して実行することができる。
ユーザインタフェース回路1050は、プラットフォーム1000内に存在するか、又はそれに接続される様々な入出力(I/O)デバイスを含み、プラットフォーム1000とのユーザ相互作用を可能にするように設計された1つ以上のユーザインタフェース、及び/又はプラットフォーム1000との周辺構成要素相互作用を可能にするように設計された周辺構成要素インタフェースを含むことができる。ユーザインタフェース回路1050は、入力デバイス回路及び出力デバイス回路を含む。入力デバイス回路は、とりわけ、1つ以上の物理的又は仮想的ボタン(例えば、リセットボタン)、物理キーボード、キーパッド、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン、マイクロフォン、スキャナ、ヘッドセットなどを含む入力を受け付けるための任意の物理的又は仮想的手段を含む。出力デバイス回路構成は、センサ示度値、アクチュエータ位置(単数又は複数)、又は他の同様の情報などの情報を表示するか、又は別様に情報を伝達するための任意の物理又は仮想手段を含む。出力デバイス回路は、任意の数及び/又は組み合わせのオーディオ又は視覚ディスプレイ、とりわけ、1つ以上の単純な視覚出力/インジケータ(例えば2値の状態インジケータ(例えば、発光ダイオード(LED))、及び複数文字の視覚出力又はより複雑な出力、例えば、ディスプレイデバイス若しくはタッチスクリーン(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、LEDディスプレイ、量子ドットディスプレイ、プロジェクタなど)などを含み、プラットフォーム1000の動作から生成若しくは作成される、文字、グラフィック、マルチメディアオブジェクトなどを出力することができる。出力デバイス回路はまた、スピーカ又は他のオーディオ放出デバイス、プリンタ(単数又は複数)、及び/又は同様のものを含んでもよい。いくつかの実施形態では、センサ回路1021は、入力装置回路(例えば、画像キャプチャデバイス、モーションキャプチャデバイスなど)として使用されてもよく、1つ以上のEMCが、出力装置回路(例えば、触覚フィードバックを提供するためのアクチュエータなど)として使用されてもよい。別の例では、アンテナ要素及び処理デバイスと結合されたNFCコントローラを備えるNFC回路が、電子タグを読み取り、かつ/又は別のNFC対応デバイスと接続するために含まれてもよい。周辺構成要素インタフェースとしては、不揮発性メモリポート、USBポート、オーディオジャック、電源インタフェースなどが挙げられるが、これらに限定されない。
図示されていないが、プラットフォーム1000の構成要素は、適切なバス又は相互接続(IX)技術を使用して互いに通信することができ、これは、ISA、EISA、PCI、PCIx、PCIe、時間トリガプロトコル(TTP)システム、FlexRayシステムを含む任意の数の技術、又は任意の数の他の技術を含むことができる。バス/IXは、例えば、SoCベースのシステムで使用される独自のバス/IXであってもよい。I2Cインタフェース、SPIインタフェース、ポイントツーポイントインタフェース、及び電力バスなどの他のバス又はIXシステムが含まれる。
図11は、様々な実施形態による、ベースバンド回路1110及び無線フロントエンドモジュール(RFEM)1115の例示的な構成要素を示す。ベースバンド回路1110は、図9及び図10のベースバンド回路910及び1010にそれぞれ対応する。RFEM1115は、図9及び図10のRFEM915及び1015にそれぞれ対応する。図示のように、RFEM1115は、少なくとも示されるように共に結合された無線周波数(RF)回路1106、フロントエンドモジュール(FEM)回路1108、アンテナアレイ1111を含んでもよい。
ベースバンド回路1110は、RF回路1106を介して1つ以上の無線ネットワークとの通信を可能にする様々な無線/ネットワークプロトコル及び無線制御機能を実行するように構成された回路及び/又は制御論理を含む。無線制御機能は、信号変調/復調、符号化/復号化、無線周波数シフトなどを含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ベースバンド回路1110の変調/復調回路は、高速フーリエ変換(FFT)、プリコーディング、又はコンスタレーションマッピング/デマッピング機能を含み得る。いくつかの実施形態では、ベースバンド回路1110の符号化/復号回路は、畳込み、テールバイティング畳込み、ターボ、ビタビ、又は低密度パリティチェック(LDPC)エンコーダ/デコーダ機能を含んでもよい。変調/復調及びエンコーダ/デコーダ機能の実施形態は、これらの実施例に限定されず、他の実施形態では他の好適な機能を含んでもよい。ベースバンド回路1110は、RF回路1106の受信信号経路から受信したベースバンド信号を処理し、RF回路1106の送信信号経路のためのベースバンド信号を生成するように構成される。ベースバンド回路1110は、ベースバンド信号の生成及び処理のために、並びにRF回路1106の動作を制御するために、アプリケーション回路905/XS205(図9及び図10参照)とインタフェース接続するように構成される。ベースバンド回路1110は、様々な無線制御機能を処理することができる。
ベースバンド回路1110の前述の回路及び/又は制御論理は、1つ以上の単一又はマルチコアプロセッサを含んでもよい。例えば、1つ以上のプロセッサは、3Gベースバンドプロセッサ1104A、4G/LTEベースバンドプロセッサ1104B、5G/NRベースバンドプロセッサ1104C、又は他の既存世代、開発中の、若しくは将来開発される世代(例えば、第6世代(6G)など)の他のいくつかのベースバンドプロセッサ1104Dを含み得る。他の実施形態では、ベースバンドプロセッサ1104A~1104Dの機能の一部又は全部は、メモリ1104Gに格納されたモジュールに含まれ、中央処理装置(CPU)1104Eを介して実行されてもよい。他の実施形態では、ベースバンドプロセッサ1104A~1104Dの機能の一部又は全ては、対応するメモリセルに格納された適切なビットストリーム又は論理ブロックをロードされたハードウェアアクセラレータ(例えば、FPGA、ASICなど)として提供されてもよい。様々な実施形態では、メモリ1104Gは、CPU1104E(又は他のベースバンドプロセッサ)によって実行されると、CPU1104E(又は他のベースバンドプロセッサ)に、ベースバンド回路1110のリソース、タスクをスケジュールするなどを管理させることになるリアルタイムOS(RTOS)のプログラムコードを記憶することができる。RTOSの例は、Enea(登録商標)によって提供されるOperating System Embedded(OSE)(商標)、Mentor Graphics(登録商標)によって提供されるNucleus RTOS(商標)、Mentor Graphics(登録商標)によって提供されるVersatile Real-Time Executive(VRTX)、Express Logic(登録商標)によって提供されるThreadX(商標)、FreeRTOS、Qualcomm(登録商標)によって提供されるREX OS、Open Kernel(OK)Labs(登録商標)によって提供されるOKL4、又は本明細書で説明されるような他の任意の適切なRTOSを含むことができる。更に、ベースバンド回路1110は、1つ以上の音声デジタル信号プロセッサ(単数又は複数)(DSP)1104Fを含む。音声DSP(単数又は複数)1104Fは、圧縮/展開及びエコー除去のための要素を含み、他の実施形態では、他の好適な処理要素を含むことができる。
いくつかの実施形態では、プロセッサ1104A~1104Eの各々は、メモリ1104Gに/メモリ1104Gからデータを送受信するためのそれぞれのメモリインタフェースを含む。ベースバンド回路1110は、ベースバンド回路1110の外部のメモリに/からデータを送受信するためのインタフェースなどの他の回路/デバイスに通信可能に結合するための1つ以上のインタフェース、図9~図XTのアプリケーション回路905/XS205に/からデータを送受信するためのアプリケーション回路インタフェースと、図11のRF回路1106との間でデータを送信/受信するためのRF回路インタフェースと、1つ以上のワイヤレスハードウェア要素(例えば、近距離無線通信(NFC)構成要素、Bluetooth(登録商標)/Bluetooth(登録商標)Low Energy構成要素、Wi-Fi(登録商標)構成要素など)との間でデータを送信/受信するためのワイヤレスハードウェア接続性インタフェースと、PMIC1025との間で電力又は制御信号を送受信する電力管理インタフェースと、を更に含む。
代替的な実施形態(上述した実施形態と組み合わされてもよい)では、ベースバンド回路1110は、相互接続サブシステムを介して互いに、かつCPUサブシステム、オーディオサブシステム、及びインタフェースサブシステムに結合された、1つ以上のデジタルベースバンドシステムを備える。デジタルベースバンドサブシステムはまた、別の相互接続サブシステムを介してデジタルベースバンドインタフェース及び混合信号ベースバンドサブシステムに結合されてもよい。相互接続サブシステムのそれぞれは、バスシステム、ポイントツーポイント接続、ネットワークオンチップ(NOC)構造、及び/又は本明細書で論じられるものなどのいくつかの他の好適なバス若しくは相互接続技術を含んでもよい。オーディオサブシステムは、DSP回路、バッファメモリ、プログラムメモリ、音声処理アクセラレータ回路、アナログ-デジタル及びデジタル-アナログ変換回路などのデータ変換回路、増幅器及びフィルタのうちの1つ以上を含むアナログ回路、及び/又は他の同様の構成要素を含み得る。本開示の一態様では、ベースバンド回路1110は、デジタルベースバンド回路及び/又は無線周波数回路(例えば、無線フロントエンドモジュール1115)のための制御機能を提供するために、制御回路(図示せず)の1つ以上のインスタンスを有するプロトコル処理回路を含むことができる。
図11には示されていないが、いくつかの実施形態では、ベースバンド回路1110は、1つ以上のワイヤレス通信プロトコル(例えば、「マルチプロトコルベースバンドプロセッサ」又は「プロトコル処理回路機構」)を実行するための個々の処理装置(単数又は複数)及びPHY層機能を実装するための個々の処理デバイス(単数又は複数)を含む。これらの実施形態では、PHY層機能は、前述の無線制御機能を含む。これらの実施形態では、プロトコル処理回路は、1つ以上の無線通信プロトコルの様々なプロトコル層/エンティティを動作又は実装させる。第1の例では、プロトコル処理回路は、ベースバンド回路1110及び/又はRF回路1106がミリ波通信回路又はいくつかの他の好適なセルラ通信回路の一部である場合に、LTEプロトコルエンティティ及び/又は5G/NRプロトコルエンティティを動作させてもよい。第1の実施例では、プロトコル処理回路は、MAC、RLC、PDCP、SDAP、RRC、及びNAS機能を動作させる。第2の例では、プロトコル処理回路は、ベースバンド回路1110及び/又はRF回路1106がWi-Fi通信システムの一部である場合に、1つ以上のIEEEに基づくプロトコルを動作させてもよい。第2の実施例では、プロトコル処理回路は、WiFi MAC及び論理リンク制御(LLC)機能を動作させる。プロトコル処理回路は、プログラムコード及びプロトコル機能を動作させるためのデータを記憶するための1つ以上のメモリ構造(例えば1104G)と、プログラムコードを実行し、データを使用して様々な動作を実行する1つ以上の処理コアを含んでもよい。ベースバンド回路1110はまた、複数の無線プロトコルに関するワイヤレス通信をサポートすることができる。
本明細書で論じるベースバンド回路1110の様々なハードウェア要素は、例えば、1つ以上の集積回路(IC)を含むはんだ付け基板、主回路基板にはんだ付けされた単一のパッケージIC、又は2つ以上のICを含むマルチチップモジュールとして実装されてもよい。一例では、ベースバンド回路1110の構成要素は、単一のチップ、又はチップセット内で好適に組み合わされてもよいし、同じ回路基板上に配置されてもよい。別の例では、ベースバンド回路1110及びRF回路1106の構成要素の一部又は全部は、例えば、システムオンチップSoC又はシステムインパッケージ(SiP)に、一緒に実装されてもよい。別の例では、ベースバンド回路1110の構成要素の一部又は全ては、RF回路1106(又はRF回路1106の複数のインスタンス)と通信可能に結合された別個のSoCとして実装されてもよい。更に別の例では、ベースバンド回路1110及びアプリケーション回路905/XS205の構成要素の一部又は全部は、同じ回路基板(例えば、「マルチチップパッケージ」)に実装された個々のSoCとして一緒に実装されてもよい。
いくつかの実施形態では、ベースバンド回路1110は、1つ以上の無線技術と互換性のある通信を提供することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ベースバンド回路1110は、E-UTRAN又は他のWMAN、WLAN、WPANとの通信をサポートすることができる。ベースバンド回路1110が2つ以上の無線プロトコルのワイヤレス通信をサポートするように構成される実施形態は、マルチモードベースバンド回路と称される場合がある。
RF回路1106は、非固体媒体を通した変調電磁放射線を用いてワイヤレスネットワークとの通信を可能にすることができる。様々な実施形態では、RF回路1106は、ワイヤレスネットワークとの通信を容易にするために、スイッチ、フィルタ、増幅器などを含んでもよい。RF回路1106は、FEM回路1108から受信されたRF信号をダウンコンバートし、ベースバンド信号をベースバンド回路1110に提供するための回路を含み得る受信信号経路を含み得る。RF回路1106はまた、ベースバンド回路1110によって提供されるベースバンド信号をアップコンバートし、送信のためにRF出力信号をFEM回路1108に提供するための回路を含み得る、送信信号経路を含み得る。
いくつかの実施形態では、RF回路1106の受信信号経路は、ミキサ回路1106a、増幅器回路1106b及びフィルタ回路1106cを含み得る。いくつかの実施形態では、RF回路1106の送信信号経路は、フィルタ回路1106c及びミキサ回路1106aを含み得る。RF回路1106はまた、受信信号経路及び送信信号経路のミキサ回路1106aによって使用される周波数を合成するための合成器回路1106dを含んでもよい。いくつかの実施形態では、受信信号経路のミキサ回路1106aは、合成器回路1106dによって提供される合成周波数に基づいて、FEM回路1108から受信したRF信号をダウンコンバートするように構成されてもよい。増幅器回路1106bは、ダウンコンバートされた信号を増幅するように構成されてもよく、フィルタ回路1106cは、ダウンコンバートされた信号から不要な信号を除去して出力ベースバンド信号を生成するように構成されたローパスフィルタ(LPF)又はバンドパスフィルタ(BPF)であってもよい。出力ベースバンド信号は、更に処理するためにベースバンド回路1110に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、出力ベースバンド信号は、ゼロ周波数ベースバンド信号であってもよいが、これは必須ではない。いくつかの実施形態では、受信信号経路のミキサ回路1106aは、受動ミキサを含んでもよいが、実施形態の範囲はこの点で限定されない。
いくつかの実施形態では、送信信号経路のミキサ回路1106aは、合成器回路1106dによって提供される合成周波数に基づいて入力ベースバンド信号をアップコンバートして、FEM回路1108のためのRF出力信号を生成するように構成されてもよい。ベースバンド信号は、ベースバンド回路1110によって提供されてもよく、フィルタ回路1106cによってフィルタリングされてもよい。
いくつかの実施形態では、受信信号経路のミキサ回路1106a及び送信信号経路のミキサ回路1106aは、2つ以上のミキサを含んでもよく、直交ダウンコンバージョン及びアップコンバージョンのためにそれぞれ配置されてもよい。いくつかの実施形態では、受信信号経路のミキサ回路1106a及び送信信号経路のミキサ回路1106aは、2つ以上のミキサを含んでもよく、イメージ除去(例えば、ハートレー(Hartley)イメージ除去)のために配置されてもよい。いくつかの実施形態では、受信信号経路のミキサ回路1106a及び送信信号経路のミキサ回路1106aは、それぞれ直接ダウンコンバージョン及び直接アップコンバージョンのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、受信信号経路のミキサ回路1106a及び送信信号経路のミキサ回路1106aは、スーパーヘテロダイン動作のために構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、出力ベースバンド信号及び入力ベースバンド信号は、アナログベースバンド信号であってもよいが、実施形態の範囲はこの点で限定されない。いくつかの代替実施形態では、出力ベースバンド信号及び入力ベースバンド信号は、デジタルベースバンド信号であってもよい。これらの代替的な実施形態では、RF回路1106は、アナログ-デジタル変換器(ADC)及びデジタル-アナログ変換器(DAC)回路を含んでよく、ベースバンド回路1110は、RF回路1106と通信するためのデジタルベースバンドインタフェースを含んでよい。
いくつかのデュアルモード実施形態では、各スペクトルの信号を処理するために別個の無線IC回路が提供されてもよいが、実施形態の範囲はこの点で限定されない。
いくつかの実施形態では、合成器回路1106dは、フラクショナルN合成器であってもよいし、又はフラクショナルN/N+1合成器であってもよいが、他の種類の周波数合成器が好適である場合があるため、本実施形態の範囲はこの点で限定されない。例えば、合成器回路1106dは、デルタ-シグマ合成器、周波数乗算器、又は周波数分割器を有する位相ロックループを備える合成器であってもよい。
合成器回路1106dは、周波数入力及び分割器制御入力に基づいて、RF回路1106のミキサ回路1106aによって使用される出力周波数を合成するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、合成器回路1106dは、フラクショナルN/N+1合成器であってもよい。
いくつかの実施形態では、周波数入力は、電圧制御型発振器(VCO)によって提供されてもよいが、それは必須ではない。分周器制御入力は、所望の出力周波数に応じて、ベースバンド回路1110又はアプリケーション回路905/XS205のいずれかによって提供され得る。いくつかの実施形態では、分周器制御入力(例えば、N)は、アプリケーション回路905/XS205によって示されるチャネルに基づいてルックアップテーブルから決定されてよい。
RF回路1106のシンセサイザ回路1106dは、分周器と、遅延ロックループ(DLL)と、マルチプレクサと、位相アキュムレータと、を含み得る。いくつかの実施形態では、ディバイダは、デュアルモジュラスディバイダ(dual modulus divider、DMD)であってもよく、位相アキュムレータは、デジタル位相アキュムレータ(digital phase accumulator、DPA)であってもよい。いくつかの実施形態では、DMDは、入力信号を(例えば、実行に基づいて)N又はN+1のいずれかに分割して、フラクショナル分割比を提供するように構成されてもよい。いくつかの例示的実施形態では、DLLは、カスケード式同調可能な遅延素子、位相検出器、チャージポンプ、及びD型フリップフロップのセットを含み得る。これらの実施形態では、遅延素子は、VCO周期を、Ndの等しい位相のパケットに分割するように構成することができ、ここでNdは遅延線内の遅延素子の数である。このようにして、DLLは、遅延線を通した合計遅延が1つのVCOサイクルであることを保証することに寄与すべく、負のフィードバックを提供する。
いくつかの実施形態では、合成器回路1106dは、出力周波数としてキャリア周波数を生成するように構成されてもよく、他の実施形態では、出力周波数は、キャリア周波数の倍数(例えば、キャリア周波数の2倍、キャリア周波数の4倍)であってもよく、直交発生器及び分割器回路と併せて使用して、互いに対して複数の異なる位相を有するキャリア周波数で複数の信号を生成することができる。いくつかの実施形態では、出力周波数はLO周波数(fLO)であってもよい。いくつかの実施形態では、RF回路1106は、IQ/極性変換器を含んでもよい。
FEM回路1108は、アンテナアレイ1111から受信したRF信号上で動作し、受信信号を増幅し、更に処理するために受信信号の増幅バージョンをRF回路1106に提供するように構成された回路を含み得る受信信号経路を含んでもよい。FEM回路1108はまた、アンテナアレイ1111の1つ以上のアンテナ要素により送信されるためにRF回路1106によって提供される、送信のための信号を増幅するように構成された回路を含み得る送信信号経路を含んでもよい。様々な実施形態では、送信又は受信信号経路を通じた増幅は、RF回路1106においてのみ、FEM回路1108においてのみ、又はRF回路1106及びFEM回路1108の両方において行われてよい。
いくつかの実施形態では、FEM回路1108は、送信モードと受信モード動作との間で切り替えるためのTX/RX切り替えを含んでもよい。FEM回路1108は、受信信号経路及び送信信号経路を含み得る。FEM回路1108の受信信号経路は、受信されたRF信号を増幅し、増幅された受信RF信号を出力として(例えば、RF回路1106に)提供するためのLNAを含んでもよい。FEM回路1108の送信信号経路は、(例えば、RF回路1106によって提供される)入力RF信号を増幅するための電力増幅器(PA)と、アンテナアレイ1111のうちの1つ以上のアンテナ要素による後続する送信のためにRF信号を生成するための1つ以上のフィルタとを含むことができる。
アンテナアレイ1111は、各々が電気信号が空気中を進むように電波に変換し、受信した電波を電気信号に変換するように構成された、1つ以上のアンテナ要素を備える。例えば、ベースバンド回路1110によって提供されるデジタルベースバンド信号は、1つ以上のアンテナ要素(図示せず)を含むアンテナアレイ1111のアンテナ要素を介して増幅され送信されるアナログRF信号(例えば、変調波形)に変換される。アンテナ要素は、無指向性、指向性、又はこれらの組み合わせであってもよい。アンテナ要素は、既知のようにかつ/又は本明細書で説明されているように、多数の配列で形成されてもよい。アンテナアレイ1111は、1つ以上のプリント回路基板の表面上に作製されるマイクロストリップアンテナ又はプリントアンテナを含んでもよい。アンテナアレイ1111は、様々な形状の金属箔(例えば、パッチアンテナ)のパッチとして形成されてもよく、金属送信線などを使用してRF回路1106及び/又はFEM回路1108と結合されてもよい。
アプリケーション回路905/XS205のプロセッサ及びベースバンド回路1110のプロセッサは、プロトコルスタックの1つ以上のインスタンスの要素を実行するために使用されてもよい。例えば、ベースバンド回路1110のプロセッサは、単独で又は組み合わせて、層3、層2、又は層1の機能を実行するために使用されてもよく、一方、アプリケーション回路905/XS205のプロセッサは、これらの層から受信されたデータ(例えば、パケットデータ)を利用し、層4の機能(例えば、TCP及びUDP層)を更に実行してもよい。本明細書で言及するように、層3は、以下に更に詳細に記載するRRC層を含んでもよい。本明細書で言及するように、層2は、以下に更に詳細に記載するMAC層、RLC層及びPDCP層を含んでもよい。本明細書で言及するように、層1は、以下に更に詳細に記載する、UE/RANノードのPHY層を含み得る。
図12は、様々な実施形態に従って、ワイヤレス通信デバイスにおいて実装され得る様々なプロトコル機能を例示する。特に、図12は、様々なプロトコル層/エンティティ間の相互接続を示す構成1200を含む。図12の以下の説明は、5G/NRシステム規格及びLTEシステム規格とともに動作する様々なプロトコル層/エンティティについて提供されるが、図12の態様の一部又は全部は、他のワイヤレス通信ネットワークシステムにも適用可能であり得る。
1200のプロトコル層は、図示されていない他の上位層機能に加えて、PHY1210、MAC1220、RLC1230、PDCP1240、SDAP1247、RRC1255、及びNAS層1257のうちの1つ以上を含むことができる。プロトコル層は、2つ以上のプロトコル層間の通信を提供し得る1つ以上のサービスアクセスポイント(例えば、図12中の項目1259、1256、1250、1249、1245、1235、1225、及び1215)を含み得る。
PHY1210は、1つ以上の他の通信デバイスから受信され得るか、又は、1つ以上の他の通信デバイスへ送信され得る物理層信号1205を送信及び受信し得る。物理層信号1205は、本明細書で説明するものなど、1つ以上の物理チャネルを含み得る。PHY1210は、リンク適応又は適応変調及び符号化(adaptive modulation and coding、AMC)、電力制御、(例えば、初期同期及びハンドオーバ目的のための)セル探索、並びに、RRC1255などの上位層によって使用される他の測定を更に実行してもよい。PHY1210は、また、トランスポートチャネル上のエラー検出、トランスポートチャネルの前方エラー訂正(forward error correction、FEC)コーディング/復号、物理チャネルの変調/復調、インターリーブ、レートマッチング、物理チャネルへのマッピング、及びMIMOアンテナ処理を更に実行してもよい。実施形態では、PHY1210のインスタンスは、1つ以上のPHY-SAP1215を介してMAC1220のインスタンスからの要求を処理し、指示を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、PHY-SAP1215を介して通信される要求及び指示は、1つ以上のトランスポートチャネルを含むことができる。
MAC1220のインスタンスは、1つ以上のMAC-SAP1225を介してRLC1230のインスタンスからの要求を処理し、インスタンスに指示を提供することができる。MAC-SAP1225を介して通信されるこれらの要求及び指示は、1つ以上の論理チャネルを含むことができる。MAC1220は、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピング、トランスポートチャネルを介してPHY1210に配信されるTB上への1つ以上の論理チャネルからのMAC SDUの多重化、トランスポートチャネルを介してPHY1210に配信されるTBから1つ以上の論理チャネルへのMAC SDUの逆多重化、TB上へのMAC SDUの多重化、スケジューリング情報報告、HARQによるエラー訂正、及び論理チャネル優先順位付けを実行することができる。
RLC1230のインスタンスは、1つ以上の無線リンク制御サービスアクセスポイント(RLC-SAP)1235を介してPDCP1240のインスタンスからの要求を処理し、PDCPのインスタンスに指示を提供することができる。RLC-SAP1235を介して通信されるこれらの要求及び指示は、1つ以上のRLCチャネルを含むことができる。RLC1230は、透過モード(Transparent Mode、TM)、非確認モード(Unacknowledged Mode、UM)、及び確認モード(Acknowledged Mode、AM)を含む、複数の動作モードで動作することができる。RLC1230は、上位層プロトコルデータユニット(PDU)の転送、AMデータ転送のための自動再送要求(automatic repeat request、ARQ)によるエラー訂正、並びに、UM及びAMデータ転送のためのRLC SDUの連結、分割、及び再組み立てを実行することができる。RLC1230はまた、AMデータ転送のためのRLCデータPDUの再分割を実行し、UM及びAMデータ転送のためのRLCデータPDUを並べ替え、UM及びAMデータ転送のための複製データを検出し、UM及びAMデータ転送のためのRLC SDUを破棄し、AMデータ転送のためのプロトコルエラーを検出し、RLC再確立を実行してもよい。
PDCP1240のインスタンスは、RRC1255のインスタンス及び/又はSDAP1247のインスタンスへの要求を処理し、指示を、1つ以上のパケットデータ収斂プロトコルサービスアクセスポイント(PDCP-SAP)1245を介して提供することができる。PDCP-SAP1245を介して通信されるこれらの要求及び指示は、1つ以上の無線ベアラを備え得る。PDCP1240は、IPデータのヘッダ圧縮及び展開を実行し、PDCPシーケンス番号(SN)を維持し、下位層の再確立における上位層PDUのインシーケンス配信を実行し、RLC AM上にマッピングされた無線ベアラのための下位層の再確立における下位層SDUの複製を除去し、制御プレーンデータを暗号化及び解読し、制御プレーンデータの完全性保護及び完全性検証を実行し、データのタイマベースの破棄を制御し、セキュリティ動作(例えば、暗号化、解読、完全性保護、完全性検証など)を実行することができる。
SDAP1247のインスタンスは、1つ以上のSDAP-SAP1249を介して、1つ以上の上位層プロトコルエンティティからの要求を処理し、指示を提供することができる。SDAP-SAP1249を介して通信されるこれらの要求及び指示は、1つ以上のQoSフローを含むことができる。SDAP1247は、QoSフローをDRBにマッピングすることができ、その逆も可能であり、DLパケット及びULパケット内のQFIをマークすることもできる。単一のSDAPエンティティ1247は、個々のPDUセッションのために構成されてもよい。UL方向では、NG-RAN610は、反射マッピング、又は明示的マッピングの2つの異なる方法で、QoSフローのDRB(単数又は複数)へのマッピングを制御することができる。反射マッピングのために、UE601のSDAP1247は、各DRBに対するDLパケットのQFIを監視してもよく、UL方向に流れるパケットに対して同じマッピングを適用することができる。DRBに関しては、UE601のSDAP1247は、QoSフローID(単数又は複数)及びそのDRBに関するDLパケット内で観測されたPDUセッションに対応するQoSフロー(単数又は複数)に属するULパケットをマッピングすることができる。反射マッピングを可能にするために、NG-RAN810は、Uuインタフェース上のDLパケットをQoSフローIDでマークし得る。明示的なマッピングは、SDAP1247をDRBマッピングルールに明示的なQoSフローで構成するRRC1255を含んでもよく、これは記憶され、SDAP1247が後に続くことができる。実施形態では、SDAP1247は、NR実装でのみ使用されてもよく、LTE実装では使用されなくてもよい。
RRC1255は、1つ以上の管理サービスアクセスポイント(M-SAP)を介して、PHY1210、MAC1220、RLC1230、PDCP1240、及びSDAP1247の1つ以上のインスタンスを含み得る、1つ以上のプロトコル層の態様を構成し得る。実施形態では、RRC1255のインスタンスは、1つ以上のRRC-SAP1256を介して、1つ以上のNASエンティティ1257からの要求を処理し、指示を提供することができる。RRC1255のメインサービス及び機能としては、システム情報(例えば、MIB又はNASに関連するSIBに含まれる)又はシステム情報ブロック(System Information Block、SIB)に含まれる)のブロードキャスト、アクセス層(access stratum、AS)に関するシステム情報のブロードキャスト、UE601及びRAN610との間のRRC接続のページング、確立、維持、及び解放(例えば、RRC接続ページング、RRC接続確立、RRC接続変更、RRC接続解放)、ポイントツーポイント無線ベアラの確立、構成、維持、及び解放、鍵管理を含むセキュリティ機能、無線アクセス技術(RAT)間モビリティ、並びにUE測定報告のための測定構成を挙げることができる。MIB及びSIBは、それぞれ個々のデータフィールド又はデータ構造を含むことができる1つ以上のIEを含んでもよい。
NAS1257は、UE601とAMF821との間の制御プレーンの最上位層を形成してもよい。NAS1257は、LTEシステムにおけるUE601とP-GWとの間のIP接続を確立し、維持するために、UE601のモビリティ及びセッション管理手順をサポートし得る。
様々な実施形態によれば、1200の1つ以上のプロトコルエンティティは、上述のデバイス間の制御プレーン又はユーザプレーン通信プロトコルスタックに使用される、UE601、RANノード611、NR実装のAMF821又はLTE実装のMME721、NR実装のUPF802又はLTE実装のS-GW722及びP-GW723などで実装されてもよい。そのような実施形態では、UE601、gNB611、AMF821などのうちの1つ以上に実装され得る1つ以上のプロトコルエンティティは、そのような通信を実行するために、それぞれの下位層プロトコルエンティティのサービスを使用する別のデバイス内又は上に実装され得る個別のピアプロトコルエンティティと通信することができる。いくつかの実施形態では、gNB611のgNB-CUは、1つ以上のgNB-DUの動作を制御するgNBのRRC1255、SDAP1247、及びPDCP1240をホストすることができ、gNB611のgNB-DUは、gNB211のRLC1230、MAC1220、及びPHY1210を各々ホストすることができる。
第1の例では、制御プレーンプロトコルスタックは、最上位層から最下位層の順に、NAS1257、RRC1255、PDCP1240、RLC1230、MAC1220、及びPHY1210を備えることができる。この例では、上位層1260は、IP層1261、SCTP1262、及びアプリケーション層シグナリングプロトコル(AP)1263を含むNAS1257の上に構築されてもよい。
NR実装では、AP1263は、NG-RANノード611とAMF821との間に定義されたNGインタフェース613用のNGアプリケーションプロトコル層(NGAP又はNG-AP)1263であってもよいし、AP1263は、2つ以上のRANノード611の間に定義されたXnインタフェース612用のXnアプリケーションプロトコル層(XnAP又はXn-AP)1263であってもよい。
NGインタフェース613の機能をNG-AP1263がサポートしてもよく、エレメンタリープロシージャ(Elementary Procedures)(EP)を含んでもよい。NG-AP EPは、NG-RANノード611とAMF821との間の相互作用の単位とすることができる。NG-AP1263サービスは、UE関連サービス(例えば、UE601に関連するサービス)及び非UE関連サービス(例えば、NG-RANノード611とAMF821との間のNGインタフェースインスタンス全体に関連するサービス)の2つのグループを含み得る。これらのサービスは、限定はしないが、特定のページングエリアに関与するNG-RANノード611にページング要求を送信するためのページング機能、AMF821がAMF821及びNG-RANノード611中のUEコンテキストを確立、修正、及び/又は解放することを可能にするためのUEコンテキスト管理機能、EPSシステムからの/へのモビリティをサポートするためにNG-RAN及びシステム間HO内のモビリティをサポートするためのシステム内HOのためのECM-CONNECTEDモードにあるUE601のためのモビリティ機能、UE601とAMF821との間でNASメッセージをトランスポート又は再ルーティングするためのNASシグナリングトランスポート機能、AMF821とUE601との間の関連付けを決定するためのNASノード選択機能、NGインタフェースをセットアップし、NGインタフェース上でエラーを監視するためのNGインタフェース管理機能(単数又は複数)、NGインタフェースを介して警告メッセージを転送するか、又は警告メッセージの進行中のブロードキャストをキャンセルするための手段を与えるための警告メッセージ送信機能、CN620を介して2つのRANノード611間でRAN構成情報(例えば、SON情報、性能測定(PM)データなど)を要求及び転送するための構成転送機能、並びに/あるいは他の同様の機能を含む機能を含み得る。
XnAP1263は、Xnインタフェース612の機能をサポートすることができ、XnAP基本モビリティ手順及びXnAPグローバル手順を含んでもよい。XnAP基本モビリティ手順は、ハンドオーバ準備及びキャンセル手順、SNステータス転送手順、UEコンテキスト検索及びUEコンテキスト解放手順、RANページング手順、デュアルコネクティビティ関連手順など、NGRAN611(又はE-UTRAN710)内でUEモビリティを処理するために使用される手順を含むことができる。XnAPグローバル手順は、Xnインタフェースセットアップ手順及びリセット手順、NG-RAN更新手順、セル活性化手順など、特定のUE601に関連しない手順を含み得る。
LTE実施態様では、AP1263は、E-UTRANノード611とMMEとの間に定義されたS1インタフェース613のためのS1アプリケーションプロトコル層(S1-AP)1263であってもよいし、AP1263は、2つ以上のE-UTRANノード611の間に定義されたX2インタフェース612のためのX2アプリケーションプロトコル層(X2AP又はX2-AP)1263であってもよい。
S1アプリケーションプロトコル層(S1-AP)1263は、S1インタフェースの機能をサポートすることができ、前述のNG-APと同様に、S1-APは、S1-APEPを含むことができる。S1-AP EPは、E-UTRANノード611とLTE CN620内のMME721との間の相互作用の単位とすることができる。S1-AP1263サービスは、UE関連サービス及び非UE関連サービスの2つのグループを含んでもよい。これらのサービスは、E-UTRAN無線アクセスベアラ(E-UTRAN Radio Access Bearer、E-RAB)管理、UE能力インジケーション、モビリティ、NASシグナリング伝送、RAN情報管理(RAN Information Management、RIM)、及び構成転送を含むが、これらに限定されない機能を実行する。
X2AP1263は、X2インタフェース612の機能をサポートすることができ、X2AP基本モビリティ手順及びX2APグローバル手順を含むことができる。X2AP基本モビリティ手順は、ハンドオーバ準備及びキャンセル手順、SNステータス転送手順、UEコンテキスト検索及びUEコンテキスト解放手順、RANページング手順、デュアルコネクティビティ関連手順など、E-UTRAN620内でUEモビリティを処理するために使用される手順を含み得る。X2APグローバル手順は、X2インタフェースセットアップ及びリセット手順、負荷指示手順、エラー指示手順、セルアクティブ化手順など、特定のUE601に関連しない手順を含み得る。
SCTP層(SCTP/IP層とも称される)1262は、アプリケーション層メッセージ(例えば、NR実装形態ではNGAP又はXnAPメッセージ、あるいはLTE実装形態ではS1-AP又はX2APメッセージ)の保証された配信を与え得る。SCTP1262は、IP1261によってサポートされるIPプロトコルに部分的に基づいて、RANノード611とAMF821/MME721との間のシグナリングメッセージの信頼できる配信を保証することができる。インターネットプロトコル層(IP)1261は、パケットアドレス指定及びルーティング機能を実行するために使用されてもよい。いくつかの実装形態では、IP層1261は、PDUを配信及び伝達するためにポイントツーポイント送信を使用することができる。これに関して、RANノード611は、情報を交換するためにMME/AMFとのL2及びL1層通信リンク(例えば、ワイヤード又はワイヤレス)を備えてもよい。
第2の例では、ユーザ・プレーン・プロトコル・スタックは、最上位層から最下位層の順に、SDAP1247、PDCP1240、RLC1230、MAC1220、及びPHY1210を備え得る。ユーザプレーンプロトコルスタックは、LTE実装形態では、UE601、RANノード611及びUPF802の間の通信のために使用されてもよく、又はLTE実装形態では、S-GW722とP-GW723との間の通信のために使用されてもよい。この例では、上位層1251は、SDAP1247の上に構築されてもよく、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)及びIPセキュリティ層(UDP/IP)1252、ユーザプレーン層(GTP-U)のための汎用パケット無線サービス(GPRS)トンネリングプロトコル1253、及びユーザプレーンPDU層(UP PDU)1263を含んでもよい。
トランスポートネットワーク層1254(「トランスポート層」とも呼ばれる)はIPトランスポート上に構築されてもよく、UDP/IP層1252(UDP層及びIP層を含む)の上にGTP-U1253を使用して、ユーザプレーンPDU(UP-PDU)を搬送してもよい。IP層(「インターネット層」とも呼ばれる)は、パケットアドレス指定及びルーティング機能を実行するために使用されてもよい。IP層は、例えば、IPv4、IPv6、又はPPPフォーマットのうちのいずれかにおいて、IPアドレスをユーザデータパケットに割り当てることができる。
GTP-U1253は、GPRSコアネットワーク内及び無線アクセスネットワークとコアネットワークとの間でユーザデータを搬送するために使用され得る。伝送されるユーザデータは、例えば、IPv4、IPv6、又はPPPフォーマットのうちのいずれかのパケットであってもよい。UDP/IP1252は、データ完全性のチェックサム、ソース及び宛先で異なる機能に対処するためのポート番号、並びに選択されたデータフロー上の暗号化及び認証を提供することができる。RANノード611及びS-GW722は、L1層(例えば、PHY1210)、L2層(例えば、MAC1220、RLC1230、PDCP1240、及び/又はSDAP1247)、UDP/IP層1252、及びGTP-U1253を含むプロトコルスタックを介してユーザプレーンデータを交換するためにS1-Uインタフェースを利用することができる。S-GW722及びP-GW723は、S5/S8aインタフェースを利用して、L1層、L2層、UDP層/IP層1252、及びGTP-U1253を含むプロトコルスタックを介してユーザプレーンデータを交換することができる。前述したように、NASプロトコルは、UE601とP-GW723との間のIP接続を確立及び維持するために、UE601のモビリティ及びセッション管理手順をサポートすることができる。
更に、図12には示されていないが、AP1263及び/又はトランスポートネットワーク層1254の上にアプリケーション層が存在してもよい。アプリケーション層は、UE601、RANノード611、又は他のネットワーク要素のユーザが、例えば、それぞれアプリケーション回路905又はアプリケーション回路1005によって実行されているソフトウェアアプリケーションと対話する層であってもよい。アプリケーション層はまた、ソフトウェアアプリケーションがベースバンド回路1110などのUE601又はRANノード611の通信システムと対話するための1つ以上のインタフェースを提供することができる。いくつかの実装形態では、IP層及び/又はアプリケーション層は、開放型システム間相互接続(OSI)モデル(例えば、OSI層7-アプリケーション層、OSI層6-プレゼンテーション層、及びOSI層5-セッション層)の層5~7又はその一部と同じ又は類似の機能を提供することができる。
図13は、様々な実施形態に係るコアネットワークの構成要素を示している。CN720の構成要素は、マシン可読媒体又はコンピュータ可読媒体(例えば、非一時的マシン可読記憶媒体)から命令を読み取って実行するための構成要素を含む、単一の物理ノード又は別個の物理ノードに実装されてもよい。実施形態では、CN820の構成要素は、CN720の構成要素に関して本明細書で説明したのと同じ又は同様の方法で実装されてもよい。いくつかの実施形態では、NFVを利用して、1つ以上のコンピュータ可読記憶媒体(以下で更に詳細に説明する)に記憶された実行可能命令を介して、上述のネットワークノード機能のいずれか又は全てを仮想化する。CN720の論理インスタンス化は、ネットワークスライス1301と呼ばれることがあり、CN720の個々の論理インスタンス化は、特定のネットワーク能力及びネットワーク特性を提供することができる。CN720の一部分の論理インスタンス化は、ネットワークサブスライス1302と呼ぶことができる(例えば、ネットワークサブスライス1302は、P-GW723及びPCRF726を含むように示されている)。
本明細書で使用するとき、用語「インスタンス化する」、「インスタンス化」などは、インスタンスの作成を指すことができ、「インスタンス」は、例えば、プログラムコードの実行中に発生し得るオブジェクトの具体的な発生を指すことができる。ネットワークインスタンスは、異なるIPドメイン又は重複しているIPアドレスの場合にトラフィック検出及びルーティングに使用され得るドメインを識別する情報を指し得る。ネットワークスライスインスタンスは、ネットワークスライスを配備するために必要とされるネットワーク機能(NF)インスタンス及びリソース(例えば、計算、記憶、及びネットワークリソース)のセットを指すことができる。
5Gシステム(例えば、図8を参照されたい)に関して、ネットワークスライスは常にRAN部分とCN部分とを含む。ネットワークスライシングのサポートは、異なるスライスに対するトラフィックが異なるPDUセッションによって扱われるという原理に依存する。ネットワークは、スケジューリングによって、また異なるL1/L2構成を提供することによって、異なるネットワークスライスを実現することができる。UE801は、NASによって提供されている場合に、適切なRRCメッセージにおけるネットワークスライス選択のための支援情報を提供する。ネットワークは多数のスライスをサポートすることができるが、UEは8スライスを同時にサポートする必要はない。
ネットワークスライスは、CN820制御プレーン及びユーザプレーンNF、サービングPLMN内のNG-RAN810、及びサービングPLMN内のN3IWF機能を含み得る。個々のネットワークスライスは、異なるS-NSSAIを有してもよく、及び/又は異なるSSTを有してもよい。NSSAIは、1つ以上のS-NSSAIを含み、各ネットワークスライスは、S-NSSAIによって一意に識別される。ネットワークスライスは、サポートされる機能及びネットワーク機能の最適化について異なり得、及び/又は複数のネットワークスライスインスタンスは、UE801の異なるグループ(例えば、企業ユーザ)について同じサービス/機能を配信し得る。例えば、個々のネットワークスライスは、異なるコミットされたサービスを配信してもよく、及び/又は特定の顧客又は企業専用であってもよい。この実施例では、各ネットワークスライスは、同じSSTを有するが異なるスライス微分子を有した、異なるNSSAIを有し得る。更に、単一のUEは、5G ANを介して同時に1つ以上のネットワークスライスインスタンスでサービスされ、8つの異なるS-NSSAIに関連付けられ得る。更に、個々のUE801にサービス提供するAMF821インスタンスは、そのUEにサービス提供するネットワークスライスインスタンスの各々に属し得る。
NG-RAN810におけるネットワークスライシングは、RANスライス認識を含む。RANスライス認識は、事前構成された異なるネットワークスライスに関するトラフィックの微分された処理を含む。NG-RAN810におけるスライス認識は、PDUセッションリソース情報を含む全てのシグナリングにおいて、PDUセッションに対応するS-NSSAIを指示することによって、PDUセッションレベルで導入される。NG-RAN810が、NG-RAN機能(例えば、各スライスを含むネットワーク機能のセット)の観点からスライス有効化をサポートする方法は、実装形態に依存する。NG-RAN810は、PLMN内の事前構成されたネットワークスライスのうちの1つ以上を一義的に識別する、UE801又は5GC820によって提供される支援情報を使用して、ネットワークスライスのRAN部分を選択する。NG-RAN810はまた、SLAに従ってスライス間のリソース管理及びポリシー施行をサポートする。単一のNG-RANノードは、複数のスライスをサポートすることができ、NG-RAN810はまた、各サポートされたスライスに対して、実施されているSLAの適切なRRMポリシーを適用してもよい。NG-RAN810はまた、スライス内のQoS差別化をサポートし得る。
NG-RAN810はまた、利用可能な場合、初期アタッチ中にAMF821を選択するためのUE支援情報を使用してもよい。NG-RAN810は、初期NASをAMF821にルーティングするために支援情報を使用する。NG-RAN810が支援情報を使用してAMF821を選択できない場合、又はUE801がそのような情報を全く提供しない場合、NG-RAN810は、AMF821のプールの中にあり得るデフォルトAMF821にNASシグナリングを送信する。後続のアクセスのために、UE801は、5GC820によってUE801に割り当てられた一時的ID(temp ID)を提供して、temp IDが有効である限り、NG-RAN810がNASメッセージを適切なAMF821にルーティングすることを可能にする。NG-RAN810は、temp IDに関連付けられたAMF821を認識し、それに到達することができる。そうでなければ、初期アタッチのための方法が当てはまる。
NG-RAN810は、スライス間のリソース分離をサポートする。NG-RAN810リソース分離は、あるスライスが別のスライスのサービスレベル合意を破る場合に共有リソースの不足を回避すべきRRMポリシー及び保護メカニズムによって達成され得る。いくつかの実装形態では、NG-RAN810リソースを特定のスライスに完全に専用にすることが可能である。NG-RAN810がリソース分離をサポートする方法は、実装形態に依存する。
いくつかのスライスは、ネットワークの一部でのみ利用可能であってもよい。その隣接セルのセル内でサポートされるスライスのNG-RAN810の認識は、接続モードでの周波数間モビリティに有益であり得る。スライス可用性は、UEの登録エリア内で変化しないようにできる。NG-RAN810及び5GC820は、所与の領域で利用可能であってもなくてもよいスライスのサービス要求を処理する役割を果たす。スライスへのアクセスの承認又は拒否は、スライスのサポート、リソースの可用性、NG-RAN810による要求されたサービスのサポートなどの要因に依存し得る。
UE801は、複数のネットワークスライスと同時に関連付けられてもよい。UE801が複数のスライスに同時に関連付けられる場合、ただ1つのシグナリング接続が維持され、周波数内セル再選択のために、UE801は最良のセルにキャンプオンを試みる。周波数間セル再選択に対して、UE801がキャンプしている周波数を制御するために、専用の優先度を使用することができる。5GC820は、UE801がネットワークスライスにアクセスする権利を有することを検証することになる。初期コンテキストセットアップ要求メッセージを受信する前に、NG-RAN810は、UE801がアクセスを要求している特定のスライスの認識に基づいて、いくつかの暫定/ローカルポリシーを適用することを許可され得る。初期コンテキスト設定中、NG-RAN810は、リソースが要求されているスライスについて通知される。
NFVアーキテクチャ及びインフラストラクチャは、1つ以上のNFを仮想化するために使用されてもよく、代替的に専有ハードウェアによって実行されて、業界標準のサーバハードウェア、記憶ハードウェア、又はスイッチの組み合わせを含む物理リソース上に仮想化されてもよい。言い換えれば、NFVシステムを使用して、1つ以上のEPC構成要素/機能の仮想の又は再構成可能な実装を実行することができる。
図14は、NFVをサポートするためのシステム1400のいくつかの例示的実施形態に係る構成要素を示すブロック図である。システム1400は、VIM1402、NFVI1404、VNFM1406、VNF1408、EM1410、NFVO1412、及びNM1414を含むものとして示されている。
VIM1402は、NFVI1404のリソースを管理する。NFVI1404は、システム1400を実行するために使用される物理リソース又は仮想リソース及びアプリケーション(ハイパーバイザを含む)を含むことができる。VIM1402は、NFVI1404による仮想リソースのライフサイクル(例えば、1つ以上の物理リソースに関連付けられたVMの生成、維持、及び解体)を管理し、VMインスタンスを追跡し、VMインスタンス及び関連する物理リソースの性能、障害、及びセキュリティを追跡し、VMインスタンス及び関連する物理リソースを他の管理システムに露出することができる。
VNFM1406は、VNF1408を管理することができる。VNF1408を使用して、EPC構成要素/機能を実行することができる。VNFM1406は、VNF1408のライフサイクルを管理し、VNF1408の仮想態様の性能、障害、及びセキュリティを追跡してもよい。EM1410は、VNF1408の機能的態様の性能、障害、及びセキュリティを追跡することができる。VNFM1406及びEM1410からの追跡データは、例えば、VIM1402又はNFVI1404によって使用される性能測定PMデータを含んでもよい。VNFM1406及びEM1410の両方は、システム1400のVNFの量をスケールアップ/ダウンすることができる。
NFVO1412は、要求されたサービスを提供するために(例えば、EPC機能、構成要素、又はスライスを実行するために)、NFVI1404のリソースを調整、認可、解放、及び予約することができる。NM1414は、ネットワークの管理の責任を有するエンドユーザ機能のパッケージを提供することができ、これは、VNF、非仮想化ネットワーク機能、又はその両方を有するネットワーク要素を含んでもよい(VNFの管理は、EM1410を介して行われてもよい)。
図15は、いくつかの例示的な実施形態による、機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体(例えば、非一時的機械可読記憶媒体)から命令を読み取り、本明細書で説明する方法のうちの任意の1つ以上を実行することが可能な構成要素を示すブロック図である。具体的には、図15は、1つ以上のプロセッサ(又はプロセッサコア)1510、1つ以上のメモリ/記憶装置1520、及び1つ以上の通信リソース1530を含み、各々が、バス1540を介して通信可能に結合されてもよいハードウェアリソース1500の図式表現を示している。ノード仮想化(例えば、NFV)が利用される実施形態では、ハイパーバイザ1502が、ハードウェアリソース1500を利用する1つ以上のネットワークスライス/サブスライスの実行環境を提供するように実行されてもよい。
プロセッサ1510は、例えば、プロセッサ1512及びプロセッサ1514を含み得る。プロセッサ(単数又は複数)1510は、例えば、中央処理装置(CPU)、縮小命令セットコンピューティング(RISC)プロセッサ、複合命令セットコンピューティング(CISC)プロセッサ、グラフィック処理ユニット(GPU)、DSP、例えばベースバンドプロセッサ、ASIC、FPGA、高周波集積回路(RFIC)、(本明細書で論じたものを含む)別のプロセッサ、又はこれらの任意の好適な組み合わせであり得る。
メモリ/記憶装置1520は、メインメモリ、ディスクストレージ、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含み得る。メモリ/記憶装置1520としては、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、ソリッドステートストレージなどの任意の種類の揮発性又は不揮発性メモリを含んでもよいが、これらに限定されない。
通信リソース1530は、ネットワーク1508を介して1つ以上の周辺機器1504又は1つ以上のデータベース1506と通信するための、相互連結若しくはネットワークインタフェース構成要素又は他の適切なデバイスを含み得る。例えば、通信リソース1530は、(例えば、USBを介した結合のための)有線通信構成要素、セルラ通信構成要素、NFC構成要素、Bluetooth(登録商標)又は、Bluetooth(登録商標)Low Energy構成要素、WiFi(登録商標)構成要素、及び他の通信構成要素を含み得る。
命令1550は、プロセッサ1510の少なくともいずれかに、本明細書で論じる方法論のうちの任意の1つ以上を実行させるための、ソフトウェア、プログラム、アプリケーション、アプレット、アプリ、又は他の実行可能コードを含み得る。命令1550は、プロセッサ1510のうちの少なくとも1つ内(例えば、プロセッサのキャッシュメモリ内)、メモリ/記憶装置1520内、又はそれらの任意の適切な組み合わせ内に、完全に又は部分的に存在し得る。更に、命令1550の任意の部分が、周辺機器1504又はデータベース1506の任意の組み合わせからハードウェアリソース1500に転送され得る。したがって、プロセッサ1510のメモリ、メモリ/記憶装置1520、周辺機器1504、及びデータベース1506は、コンピュータ可読媒体及び機械可読媒体の例である。
個人特定可能な情報の使用は、ユーザのプライバシーを維持するための業界又は政府の要件を満たす又は超えるとして一般に認識されているプライバシーポリシー及びプラクティスに従うべきであることに十分に理解されたい。特に、個人特定可能な情報データは、意図されない又は許可されていないアクセス又は使用のリスクを最小限に抑えるように管理及び取り扱いされるべきであり、許可された使用の性質はユーザに明確に示されるべきである。