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特許70043845Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当
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  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図1A
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図1B
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図2A
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図2B
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図3A
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図3B
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図4
  • 特許-5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当 図5
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-06
(45)【発行日】2022-01-21
(54)【発明の名称】5Gでの一般パケット無線サービストンネリングプロトコル(GTP)エンティティーのためのリソース割当
(51)【国際特許分類】
   H04W 76/12 20180101AFI20220114BHJP
   H04W 92/24 20090101ALI20220114BHJP
   H04W 8/02 20090101ALI20220114BHJP
   H04W 8/26 20090101ALI20220114BHJP
【FI】
H04W76/12
H04W92/24
H04W8/02
H04W8/26
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2018532437
(86)(22)【出願日】2017-01-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-02-28
(86)【国際出願番号】 KR2017000629
(87)【国際公開番号】W WO2017126893
(87)【国際公開日】2017-07-27
【審査請求日】2019-12-06
(31)【優先権主張番号】62/279,941
(32)【優先日】2016-01-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/317,971
(32)【優先日】2016-04-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/398,649
(32)【優先日】2017-01-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 允辰
(74)【代理人】
【識別番号】100140534
【氏名又は名称】木内 敬二
(72)【発明者】
【氏名】ジャイシュリー・エー・バーラティア
(72)【発明者】
【氏名】元 盛煥
(72)【発明者】
【氏名】金 成勳
【審査官】齋藤 浩兵
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2015/0117408(US,A1)
【文献】ZTE,Solution to key issue 3: SGW-C initiated SGW-U relocation[online],3GPP TSG-SA WG2#112 S2-154022,2015年11月20日,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_112_Anaheim/Docs/S2-154022.zip>
【文献】ZTE, China Telecom, KDDI,Solution to maintain existingTAI list allocation support[online],3GPP TSG-SA WG2#112 S2-153902,2015年11月20日,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_112_Anaheim/Docs/S2-153902.zip>
【文献】Ericsson,Functional split[online],3GPP TSG-SA WG2#112 S2-153863,2015年11月20日,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_112_Anaheim/Docs/S2-153863.zip>
【文献】Ericsson,TAI List problem and User plane area mapping[online],3GPP TSG-SA WG2#113 S2-160858,2016年01月29日,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_113_St_Kitts/Docs/S2-160858.zip>
【文献】3GPP TS 23.401 V13.5.0,2015年12月15日,pp.40-42,145-147,192-195,https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.401/23401-d50.zip
【文献】NEC,Solution to Key Issues 4: Relocation of UP functional based on the UE topological location[online],3GPP TSG-SA WG2#113 S2-160247,2016年01月19日,Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG2_Arch/TSGS2_113_St_Kitts/Docs/S2-160247.zip>
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04W 4/00-99/00
3GPP TSG RAN WG1-4
SA WG1-4
CT WG1,4
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信システムにおけるサービングゲートウェイ制御プレーン機能部(serving gateway-control plane function,SGW-C)の方法であって、
MME(mobility management entity)から、eNodeB(evolved node B)のアドレスとTEID(tunnel endpoint identifier)を含む第1ベアラー修正リクエストメッセージを受信する段階と、
端末機の位置に基づいてサービングゲートウェイユーザプレーン機能部(serving gateway-user plane function,SGW-U)を選択する段階と、
前記選択されたSGW-Uに、前記選択されたSGW-Uによって配分されるTEID(tunnel endpoint identifier)に対するリクエストメッセージを送信する段階と
前記選択されたSGW-Uから、前記選択されたSGW-Uによって配分された前記TEIDを含む応答メッセージを受信する段階と
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機能部(packet-data-network gateway-control plane function,PGW-C)に、前記選択されたSGW-Uによって配分される前記TEIDを含む第2ベアラー修正リクエストメッセージを送信する段階と、
前記MMEに、前記第1ベアラー修正リクエストメッセージに対する応答として、前記選択されたSGW-Uのアドレスと前記TEIDを含むベアラー修正応答メッセージを送信する段階と、
前記MMEから、前記ベアラー修正応答メッセージの確認をモニタリングするために使用されるタイマーを開始する段階と、
前記MMEから、前記ベアラー修正応答メッセージの前記確認のためにベアラー修正確認メッセージを受信したかをモニタリングする段階と、を含む、方法。
【請求項2】
前記タイマーが満了する場合、又は前記ベアラー修正確認メッセージを受信する場合に、以前のSGW-U(old SGW-U)と関連したリソースをリリースするリクエストを開始する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
サービングゲートウェイ制御プレーン機能部(serving gateway-control plane function,SGW-C)であって、
受信
MME(mobility management entity)から前記送受信部により、eNodeB(evolved node B)のアドレスとTEID(tunnel endpoint identifier)を含む第1ベアラー修正リクエストメッセージを受信し、
端末機の位置に基づいて、サービングゲートウェイユーザプレーン機能部(serving gateway-user plane function,SGW-Uを選択し、
前記選択されたSGW-Uに前記送受信部により、前記選択されたSGW-Uによって配分されるTEID(tunnel endpoint identifier)に対するリクエストメッセージを送
記選択されたSGW-Uから前記送受信部により、前記選択されたSGW-Uによって配分される前記TEIDを含む応答メッセージを受信し、
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機能部(packet-data-network gateway-control plane function,PGW-C)に前記送受信部により、前記選択されたSGW-Uによって配分される前記TEIDを含む第2ベアラー修正リクエストメッセージを送信し、
前記MMEに前記送受信部により、前記第1ベアラー修正リクエストメッセージに対する応答として、前記選択されたSGW-Uのアドレスと前記TEIDを含むベアラー修正応答メッセージを送信し、
前記MMEから、前記ベアラー修正応答メッセージの確認をモニタリングするために使用されるタイマーを開始し、
前記MMEから、前記ベアラー修正応答メッセージの前記確認のためにベアラー修正確認メッセージを受信したかをモニタリングするように制御する制御部と、を含む、サービングゲートウェイ制御プレーン機能部(SGW-C)。
【請求項4】
前記制御
前記タイマーが満了する場合、又は前記ベアラー修正確認メッセージを受信する場合に、以前のSGW-U(old SGW-U)と関連したリソースをリリースするリクエストを開始することを特徴とする、請求項に記載のサービングゲートウェイ制御プレーン機能部(SGW-C)。
【請求項5】
無線通信システムにおけるMME(obility anagement ntity)の方法であって、
eNod(evolved node B)のアドレス及びTEID(tunnel endpoint identifier)を含むベアラー修正リクエストメッセージをサービングゲートウェイ制御プレーン機能部(serving gateway-control plane function,SGW-C)に送信する段階と、
前記SGW-Cから、記ベアラー修正リクエストメッセージに対する応答として新しいサービングゲートウェイユーザプレーン機能部(serving gateway-user plane function,SGW-Uのアドレス及びTEIDを含むベアラー修正応答メッセージを受信する段階と
アラー修正確認メッセージを前記SGW-Cに送信する段階と、を含み、
前記新しいSGW-Uは、端末機の位置に基づいて選択され、
前記ベアラー修正確認メッセージが送信される場合に、以前のSGW-U(old SGW-U)と関連したリソースはリリースされる、方法。
【請求項6】
MME(obility anagement ntity)であって、
受信
サービングゲートウェイ制御プレーン機能部(serving gateway-control plane function,SGW-C)に前記送受信部により、eNod(evolved node B)のアドレス及びTEID(tunnel endpoint identifier)を含むベアラー修正リクエストメッセージを送
記SGW-Cから前記送受信部により、前記ベアラー修正リクエストメッセージに対する応答として新しいサービングゲートウェイユーザプレーン機能部(serving gateway-user plane function,SGW-Uのアドレス及びTEIDを含むベアラー修正応答メッセージを受信
記SGW-Cに前記送受信部により、ベアラー修正確認メッセージを送信し、
前記新しいSGW-Uは、端末機の位置に基づいて選択され、
前記ベアラー修正確認メッセージが送信される場合に、以前のSGW-U(old SGW-U)と関連したリソースはリリースされるように制御される制御部と、を含む、MME。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示(disclosure)は、一般的に無線セルラーネットワークに関する。より具体的に、本開示は、無線セルラーネットワークでのGPRS(General Packet Radio Service)トンネリングプロトコル(General Packet Radio Service(GPRS)Tunneling Protocol;GTP)エンティティーのためのリソース割当(assignment)に関する。
【背景技術】
【0002】
LTE(Long Term Evolution)システムは、アクセスネットワーク及びコアネットワークを含む。アクセスネットワークは、ユーザ装置又はMTC(Machine Type Communication)デバイスに接続されたeNodeBを含み、コアネットワークは、MME(Mobility Management Entity)、サービングゲートウェイ及びPDN(Packet Data Network)ゲートウェイ(Packet Data Network(PDN)gateway;PGW)のような複数のネットワークエンティティーから構成される。
【0003】
4G通信システムの配置以後に増加された無線データトラフィックに対するニーズを満たすため、改善された5G又はプレ-5G(pre-5G)通信システムを開発するための努力が成った。したがって、5G又はプレ-5G通信システムは‘Beyond 4G Network’又は‘Post LTE System’とも言う。
【0004】
5G通信システムは、より高いデータ速度(data rate)を達成するために高周波(mmWave)帯域、例えば、60GHz帯域で具現されることで見なされる。無線波(radio wave)の電波損失を減らし、送信距離をふやすため、ビーム形成(beamforming)、大量(massive)多重-入力多重-出力(multiple-input multiple-output;MIMO)、FDーMIMO(Full Dimensional MIMO)、アレイアンテナ、アナログビーム形成、大規模アンテナ技術は5G通信システムで論議される。
【0005】
さらに、5G通信システムにおいて、先端小型セル(advanced small cell)、クラウド(cloud)RAN(Radio Access Network)、超高密度ネットワーク、D2D(device-to-device)通信、無線バックホール(backhaul)、移動ネットワーク、協力通信、CoMP(Coordinated Multi-Point)、受信端干渉除去などに基づいてシステムネットワーク改善のための開発が進行しつつある。
【0006】
5Gシステムにおいて、ACM(advanced coding modulation)としてハイブリッドFSK及びQAM変調(Hybrid FSK and QAM Modulation;FQAM)及びSWSC(sliding window superposition coding)と、先端アクセス技術としてFBMC(filter bank multi carrier)、NOMA(nonーorthogonal multiple access)及びSCMA(sparse code multiple access)が開発された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本開示は、LTE(Long Term Evolution)のような4世代(4G)通信システムより高いデータ速度をサポートするために提供されるプレ-5世代(5G)又は5G通信システムに関する。
【0008】
本開示は、SGW及びPGWのIPアドレス割当と、さらにGTPユーザ平面及び制御平面に対するTEID(tunnel endpoint identifier)のためのソリューションを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第1実施形態で、MME(Mobility Management Entity)を含む無線セルラーネットワークシステムは、第1生成セッションリクエストをサービングゲートウェイ制御平面機能部(serving-gateway control-plane function;SGW-C)に送信するように設定され、SGW-Cは第1生成セッションリクエストを受信すると、複数のサービングゲートウェイユーザ平面機能部(serving-gateway user-plane function;SGW-U)のうちの一つのSGW-Uを選択し、第1リソースリクエストを選択されたSGW-Uに送信するように設定され、SGW-Uは第1リソースリクエストを受信すると、SGW-Uのインターネットプロトコル(internet protocol;IP)アドレス及びTEID(tunnel endpoint identifier)を配分し、SGW-UのIPアドレス及びTEIDを含むリソースメッセージをSGW-Cに送信するように設定される。
【0010】
第2実施形態で、無線通信システムでのサービングゲートウェイ制御平面機能部(SGW-C)の方法として、方法は、MME(Mobility Management Entity)から第1生成セッションリクエストを受信する段階と、複数のサービングゲートウェイユーザ平面機能部(SGW-U)のうちの一つのSGW-Uを選択-前記選択は端末機の位置に基づく-する段階と、第1リソースリクエストを選択されたSGW-Uに送信する段階と、選択されたSGW-Uから、SGW-UのIPアドレス及びTEID(tunnel endpoint identifier)-前記IPアドレス及びTEIDは選択されたSGW-Uによって配分される-を含むリソースメッセージを受信する段階と、を含む。
【0011】
第3実施形態で、サービングゲートウェイ制御平面機能部(SGW-C)はMME(Mobility Management Entity)から第1生成セッションリクエストを受信するように設定された送受信機、複数のサービングゲートウェイユーザ平面機能部(SGW-U)のうちの一つのSGW-Uを選択-前記選択はユーザ装置(user equipment;UE)の位置に基づく-し、送受信機が第1リソースリクエストを選択されたSGW-Uに送信するようにし、送受信機が選択されたSGW-Uから以前に選択されたSGW-UのIPアドレス及びTEID(tunnel endpoint identifier)-前記IPアドレス及びTEIDは選択されたSGW-Uによって配分される-を含むリソースメッセージを受信するように設定された制御機を含む。
【0012】
他の技術的特徴は、次の図面、説明及び請求範囲から当業者に容易に明白であることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本開示及びこの利点に対するより完全な理解のために、もう添付された図面に係って取られた次の説明に対する参照が成る。
図1A】本開示による無線セルラーネットワークのアーキテクチァーを示す。
図1B】本開示による無線セルラーネットワークのアーキテクチァーを示す。
図2A】本開示による無線セルラーネットワークで制御平面でのIPアドレス割当及びユーザ平面でのTEID配分をサポートするためのコールフロー(call flow)を示す。
図2B】本開示による無線セルラーネットワークで制御平面でのIPアドレス割当及びユーザ平面でのTEID配分をサポートするためのコールフロー(call flow)を示す。
図3A】本開示によるユーザ平面でのIPアドレス割当及びユーザ平面でのTEID配分をサポートするためのコールフローを示す。
図3B】本開示によるユーザ平面でのIPアドレス割当及びユーザ平面でのTEID配分をサポートするためのコールフローを示す。
図4】本開示によるセルラーネットワークでサービスリクエスト手続きによってトリガーされる例示的なSGWユーザ平面変更を示す。
図5】本開示によるセルラーネットワークでサーバー/ゲートウェイエンティティーを具現するための多様な構成要素を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下の詳細な説明する前に、本特許文書全体にかけて用いられたある単語及び文句の定義を説明することが有利することができる。用語“結合(couple)”及びこの派生語は、2つ以上の要素が互いに物理的に接触するか否かに関係せず2つ以上の要素の間のどんな直接又は間接通信を指称する。用語“送信する”、“受信する”及び“通信する”だけでなくこの派生語は、直接及び間接通信のいずれもを含む。用語“含む(include)”及び“包含する(comprise)”だけでなくこの派生語は、制限なしに含むこと(inclusion)を意味する。用語“又は”は包括的であり、及び/又は(and/or)を意味する。文句“に係る(associated with)”だけでなくこの派生語は、包含し(include)、内に含まれて(included within)、と相互接続して(interconnect with)、含有して(contain)、内に含有されて(be contained within)、に又はと接続して(connect to or with)、に又はと結合して(couple to or with)、と通信可能で(be communicable with)、と協力して(cooperate with)、インタリーブして(interleave)、併置して(juxtapose)、に近接して(be proximate to)、に又はとバウンディングされて(be bound to or with)、有して(have)、所有しており(have a property of)、に又はと関係をもって(have a relationship to or with)などであることを意味する。用語“制御機”は、少なくとも一つの動作を制御する任意のデバイス、システム又はこの一部を意味する。このような制御機は、ハードウェア又はハードウェア及びソフトウェア及び/又はファームウエアの組合で具現されることができる。任意の特定制御機に係る機能部はローカルでも遠隔でも中央集中化されたり分散されることができる。文句“少なくとも一つ(at least one of)”は、項目のリストと共に用いられる時、羅列された項目中の一つ以上の相違する組合が用いられることができ、リスト内には一つの項目だけが必要であっても良いということを意味する。例えば、“A、B及びCのうちの少なくとも一つ”は次の組合:A、B、C、A及びB、A及びC、B及びC、及びA及びB及びCのうちのいずれか1つを含む。
【0015】
さらに、以下で説明される多様な機能は一つ以上のコンピュータープログラムによって具現されたりサポートされることができ、それぞれのコンピュータープログラムはコンピューター可読プログラムコードから形成され、コンピューター可読媒体で具現される。用語“アプリケーション”及び“プログラム”は、適切なコンピューター可読プログラムコードで具現のために適応された一つ以上のコンピュータープログラム、ソフトウェア構成要素、命令語セット、手続き、機能、客体(object)、クラス、インスタンス(instance)、関連されるデータ又はこの一部を指称する。文句“コンピューター可読プログラムコード”はソースコード、客体コード及び実行可能コードを含む任意のタイプのコンピューターコードを含む。文句“コンピューター可読媒体”は読み出し専用メモリー(read only memory;ROM)、ランダムアクセスメモリー(random access memory;RAM)、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(compact disc;CD)、デジタルビデオディスク(digital video disc;DVD)、又は任意の他のタイプのメモリーのようにコンピューターによってアクセスされることができる任意のタイプの媒体を含む。“非一時的(nonーtransitory)”コンピューター可読媒体は一時的電気的又は他の信号を送信する有線、無線、光学又は他の通信リンクを排除する。非一時的コンピューター可読媒体はデータが永久的に記憶されることができる媒体、及び再記録可能光ディスク又は消去可能メモリーデバイスのようにデータが記憶されて、後で重複記録(overwriting)されることができる媒体を含む。
【0016】
他のどんな単語及び文句に対する定義は、本特許文書全体にかけて提供される。当業者は大部分の場合ではないが、このような定義がこのような定義された単語及び文句の以前及び以後の使用に適用されるということを理解すべきである。
【0017】
以下、論議される図1乃至図5、及び本特許文書で本開示の原理を説明するために使用された多様な実施形態は、ただ例示のためのもので、どんなふうでも本開示の範囲を制限することで解釈されてはいけない。当業者は本開示の原理が適切に配置された任意の無線通信システムで具現されることができるということを理解するだろう。
【0018】
本出願の説明は任意の特定要素、段階又は機能が請求範囲に含むべき必須要素であることを暗示することで判読されてはいけない。特許された主題(subject matter)の範囲は請求項にかぎって定義される。さらに、請求項のうちのいずれも正確な単語 “のための手段(means for)”後に分詞(participle)がよらなければ35 U.S.C.§112(f)を行使するように意図されない。
【0019】
次の文書及び標準説明は本明細書に充分に説明されたように本開示に参照として含まれる:3GPP TR 23.401 v.13.8.0,“General Packet Radio Service (GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access EーUTRA、Physical channels and modulation”;3GPP TR 23.714 v.14.0.0,“Control and User Plane Separation of EPC nodes”。
【0020】
4G通信システムの配置以後に増加された無線データトラフィックに対するニーズを満たすため、改善された5G又はプレ-5G通信システムを開発するための努力が行われた。したがって、5G又はプレ-5G通信システムは‘Beyond 4G Network’又は‘Post LTE System'とも言う。
【0021】
5G通信システムは、より高周波(mmWave)帯域、すなわち、60GHz帯域で具現されてより高いデータ速度を達成することで考慮される。無線波の電波損失を減少させて送信カバレッジを増加させるため、ビーム形成、大容量MIMO(multiple-input multiple-output)、FDーMIMO(full dimensional MIMO)、アレイアンテナ、アナログビーム形成、大規模アンテナ技術などは5G通信システムで論議される。
【0022】
さらに、5G通信システムにおいて、先端小型セル、クルラウドRAN(Radio Access Network)、超高密度ネットワーク(ultra-dense network)、D2D(device-to-device)通信、無線バックホールを通信、移動ネットワーク、協力通信、CoMP(coordinated multi-point)送受信、干渉緩和及び取り消しなどに基づいてシステムネットワーク改善のための開発が進行しつつある。
【0023】
レガシー(legacy)セルラーネットワークは、訪問ネットワーク(visited network)のSGW(Serving Gateway)及びリクエストされたセッションタイプに基づいたホームネットワーク又は訪問ネットワークのパケットデータネットワークゲートウェイ(Packet Data Network Gateway;PDNゲートウェイ又はPGW)のようなGTPエンティティーを含む。5Gネットワークに向けた進化の一部として、3GPP SA2標準でこのようなGTPエンティティーの制御平面とユーザ平面を分割する計画(initiative)がある。本開示は、このようなGTPエンティティーのGTPユーザ平面及び制御平面に対するIPアドレス及びTEID(Tunnel Endpoint Identifier)配分を割り当てる方法及びシステムを提供する。
【0024】
5Gシステムにおいて、ACM(advanced coding modulation)としてFQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation)及びSWSC(sliding window superposition coding)、及び高級アクセス技術としてFBMC(filter bank multi carrier)、NOMA(nonーorthogonal multiple access)及びSCMA(sparse code multiple access)が開発された。
【0025】
図1Aは、本開示による無線セルラーネットワーク100のアーキテクチァーを示す。セルラーネットワーク100は、訪問ネットワークのSGW(Serving Gateway)及びリクエストされたセッションタイプに基づいたホームネットワーク又は訪問ネットワークのパケットデータネットワークゲートウェイ(PDNゲートウェイ又はPGW)のようなGTPエンティティーを含むセルラーネットワークを含む。
【0026】
実施形態で、GTPエンティティーは制御平面とユーザ平面で分離する。このような方式で、変化するトラフィック及び/又は帯域幅要求事項を収容するため、新しいユーザ平面機能部を付加したり既存のユーザ平面機能部を除去することによって与えられた機能的エンティティーのユーザ平面は拡張されたり縮小されることができる。SGW-1制御平面(control plane;CP)機能部(SGW-1C)102は、多数のSGW UP機能部、例えば、SGW-1ユーザ平面(user plane;UP)機能部(SGW-1U)107、SGW-2UP平面(SGW-2U)108及びSGW-3UP平面(SGW-3U)109を制御することができる。
【0027】
同様に、PGWー1 CP機能部(PGW-1C)は、多数のPGW UP機能部、例えば、PGWー1 UP機能部及びPGWー2 UP機能部を制御することができる。
【0028】
MME101は、SGW-1C102を管理する。eNode B-1(104)はSGW-1 U(107)を介してPGWー1 U110に接続される。eNode B-2(105)はSGW-2 U(108)を介してPGWー1 U110に接続される。eNode B-3(106)はSGW-3 U(109)を介してPGWー2 U(112)に接続される。
【0029】
前記エンティティーは、標準化されたインターフェースを介して互いに接続され、これはさらにネットワークインターフェース、又は任意の他の類似の及び/又は適切な接続タイプとして指称されることができる。
【0030】
図1Bに示されたように、eNodeB120及びサービングゲートウェイ121はS1-Uインターフェースを介して接続される。また、サービングゲートウェイ121はS5/S8インターフェースを介してPDNゲートウェイ122に接続される。
【0031】
実施形態において、一つの制御平面エンティティーが多数のユーザ平面エンティティーとインタフェーシングする責任があり得るので、PGW(PGW-C)及びSGW(SGW-C)の制御エンティティーはそれぞれのユーザ平面エンティティーのIPアドレスを割り当てることが好ましい。これはこのようなGTPエンティティーのGTPユーザ平面及び制御平面に対するIPアドレスの割当及びTEID(Tunnel Endpoint Identifier)配分を含む。本開示は、制御又はユーザ平面でのIPアドレスの割当及びユーザ平面でのTEID配分のためのソリューションを提供する。
【0032】
このようなTEIDの範囲が局所的であるのでGTPユーザ及び制御平面に対するTEIDの配分はユーザ平面エンティティーによって行われることができる。その後、IPアドレス及びTEIDの情報はそれぞれの制御平面エンティティーと交換される。
【0033】
例示のために、ただ一つのeNodeBが図示される。しかし、本開示はここに限定されず、LTEシステムには一つ以上のeNodeBがあっても良い。また、それぞれのeNodeBはMTCデバイス及び/又はレガシーデバイスをサポートするように設定されることができる。
【0034】
IPアドレス割当が(GTPエンティティーの制御平面又はユーザ平面で)行われる位置に基づいてGTPエンティティー(SGW及びPGW)のIPアドレス割当及びTEID配分のために2つのオプションが提供される。2つの場合に、TEIDの配分はGTPエンティティーのユーザ平面で行われることができる。
【0035】
図2A及び図2Bは、本開示による無線セルラーネットワークで制御平面でのIPアドレス割当及びユーザ平面でのTEID配分をサポートするためのコールフローを示す。図2A及び図2Bに示されたコールフローの実施形態はただ例示のためのものである。コールフローの他の実施形態は本開示の範囲を逸脱せず使用されることができる。
【0036】
段階S201で、eNodeB251はAttach手続きの一部としてPDN接続のためのリクエストをMME222に送信する。
【0037】
段階S202で、MME222はPGW-C IPアドレスと共にCreate Session Requestをサービングゲートウェイ制御平面機能部(serving gateway-control plane function;SGW-C)253に送信することによってDefault Bearer生成をリクエストする。SGW-C253は、例えば、UEの位置、ユーザデータ送信のための最適経路のような基準に基づいて複数のSGW-Uのうちのサービングゲートウェイユーザ平面機能部(serving gateway user plane function;SGW-U)を選択する。SGW-C253は、SGW-Uアドレスの明示されたプール(designated pool)からIPアドレスを割り当てる。一部実施形態で、このようなIPアドレスはさらにオペレーターのネットワーク内の他の手段によって、すなわち、オペレーター定義政策又はプロビジョニング(provisioning)に基づいて獲得されることができる。IPアドレスが割り当てられると、SGW-C253はAllocate Resource Requestメッセージを送信することによってTEIDを配分するようにサービングゲートウェイユーザ平面機能部(SGW-U)254をリクエストする。
【0038】
段階S203で、SGW-C253からリソース配分リクエストを受信すると、SGW-U254はGTPユーザ平面及び制御平面に対するローカルプールからPGW(ダウンリンク送信のためのSGW-U TEID)及び/又はeNB(アップリンク送信のためのSGW-U TEID)でTEIDを配分する。SGW-U254はさらにネットワークオペレーターの政策に基づいてこのような情報を獲得することができる。
【0039】
段階S204で、アップリンク及びダウンリンク送信のために配分されたTEIDはAllocate Resource AckでSGW-C253に返還(return)される。
【0040】
段階205で、SGW-C253はダウンリンク送信のためのSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含むCreate Session RequestをSGW-U254の新しく割り当てられたIPアドレス及びPGW-U256に向けたGTP接続のためのTEIDと共にPGW-C255に送信する。PGW-C255はIPアドレスをPGW-Uアドレスの明示されたプールに割り当てる。このようなアドレスはさらにオペレーターのネットワークの他の手段によって、すなわち、オペレーター定義された政策又はプロビジョニングに基づいて獲得されることができる。
【0041】
段階206で、IPアドレスが割り当てられると、PGW-C255はダウンリンク送信のためのSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含むAllocate Resource Requestメッセージを送信することによってTEIDを配分するようにPGW-U256にリクエストする。PGW-C255からリソース配分リクエストを受信すると、PGW-U256はローカルプールからTEIDを配分する。PGW-U256はさらにネットワークオペレーターの政策に基づいてこのような情報を獲得することができる。
【0042】
段階207で、配分されたPGW-U TEIDはAllocate Resource AckメッセージでPGW-C255に返還される。
【0043】
段階208で、新しく割り当てられたTEIDと共にPGW-U256から応答を受信すると、PGW-C255はPCRF(Policy and Charging Rule Function)を有したIP CAN(Internet Protocol connectivity access network)セッション確立/修正(Session Establishment/Modification)手続きを開始することができる。
【0044】
段階209で、応答はPGW-U IPアドレス及びPGW-U TEIDを含むCreate Session ResponseメッセージでのPGW-U TEID及びもPGW-U IPアドレスと共にSGW-C253に送信される。
【0045】
その次、段階210で、SGW-C253はModify Requestメッセージを送信することによって受信されたPGW-U TEID及びPGW-U IPアドレスをSGW-U254に送信する。
【0046】
段階S211で、SGW-U254は、リクエストを確認応答(acknowledge)する。
【0047】
段階S212で、Modify Requestの応答を受信した後、SGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDと共にCreate Session ResponseメッセージはMME252に送信される。
【0048】
その次、段階S213で、MME252はeNB251を介してAttach AcceptメッセージをUEに送信する。Attach Acceptメッセージをピギバッキング(piggybacking)するInitial Context SetupメッセージはSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含む。Initial Context SetupメッセージはSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含む。
【0049】
段階S214で、MME252はeNB IPアドレス及びeNB TEIDを含むInitial Context ResponseメッセージをeNB251から受信する。
【0050】
段階S215で、MMEはeNB IPアドレス及びeNB TEIDを含むModify Bearer RequestメッセージをSGW-C253に送信する。
【0051】
段階S216で、SGW-C253はeNB IPアドレス及びeNB TEIDを含むModify RequestメッセージをSGW-U254に送信する。
【0052】
段階S217で、SGW-U254はModify Request Ackメッセージを送信することによってModify Requestメッセージを確認応答する。
【0053】
段階S218で、SGW-C253はModify Bearer ResponseメッセージをMME252に送信する。
【0054】
図3A及び図3Bは、本開示によるユーザ平面でのIPアドレス割当及びユーザ平面でのTEID配分をサポートするためのコールフローを示す。図3A及び図3Bに示されたコールフローの実施形態はただ例示のためのものである。コールフローの他の実施形態は本開示の範囲を逸脱せず用いられることができる。
【0055】
段階S301で、eNodeB351はAttach手続きの一部としてPDN接続リクエストをMME352に送信する。
【0056】
段階302で、MME352はCreate Session Request(PGW-C IPアドレス)をSGW-C353に送信することによってDefault Bearer生成をリクエストする。実施形態で、SGW-C353はUEの位置又はユーザデータ送信のための最適経路のような基準に基づいて複数のSGW-UのうちのSGW-U354を割り当てて、Allocate Resource Requestメッセージを送信することによってこのIPアドレスを割り当てるようにSGW-U354に指示する。
【0057】
段階S303で、SGW-C353からリソース配分リクエストを受信すると、SGW-UはPGW-Uアドレスの明示されたプールからIPアドレスを割り当てる。このようなIPアドレスもオペレーターのネットワークの他の手段によって、すなわち、オペレーター定義された政策又はプロビジョニングに基づいて獲得されることができる。IPアドレスが割り当てられると、SGW-UはGTPユーザ平面及び制御平面に対するローカルプールからPGW(ダウンリンク送信のためのSGW-U TEID)及びまたeNB351(アップリンク送信のためのSGW-U TEID)でTEIDを配分する。SGW-U354はさらにネットワークオペレーターの政策に基づいてこのような情報を獲得することができる。
【0058】
段階S304で、配分されたTEID及び割り当てられたIPアドレスはダウンリンク送信のためのSGW-U TEID及びアップリンク送信のためのSGW-U TEIDを含むAllocate Resource AckメッセージでSGW-C353に返還される。
【0059】
段階305で、SGW-C353はダウンリンク送信のためのSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含むCreate Session RequestをSGW-U354の新しく割り当てられたIPアドレス及びPGW-U356に向けたGTP接続のためのTEIDと共にPGW-C355に送信する。
【0060】
段階306で、SGW-C353からCreate Session Requestを受信すると、PGW-C355はユーザ位置、ユーザプロファイル、最適ラウティング選択などに基づいて複数のPGW-Uのうちの適切なPGW-Uを選択する。PGW-U356が複数のPGW-Uのうちから選択されると、PGW-C355はダウンリンク送信のためのSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含むAllocate Resource RequestメッセージをPGW-U356に送信する。PGW-C355からリソース配分リクエストを受信すると、PGW-U356はPGW-Uアドレスの明示されたプールからIPアドレスを割り当てる。このようなアドレスはさらにオペレーターのネットワークの他の手段によって、すなわち、オペレーター定義された政策又はプロビジョニングに基づいて獲得されることができる。その次、PGW-U356はローカルプールからTEIDを配分する。PGW-U356はさらにネットワークオペレーターの政策に基づいてこのような情報を獲得することができる。
【0061】
段階307で、配分されたTEID及びPGW-U IPアドレスはPGW-U TEIDを含む Allocate Resource AckメッセージでPGW-C355に返還される。
【0062】
段階308で、新しく割り当てられたTEIDと共にPGW-U356から応答を受信すると、PGW-C355はPCRFを有したIP CAN Session Establishment/Modification手続きを開示することができる。
【0063】
段階309で、応答はユーザ平面及び制御平面に対するPGW-U TEID及び/又はPGW-UIPアドレス及びPGW-U TEIDを含むCreate Session Response メッセージでのPGW-U IPアドレスと共にSGW-C353に送信される。
【0064】
その次に、段階S310で、SGW-C353はPGW-U IPアドレス及びPGW-U TEIDを含むModify Requestメッセージを送信することによって受信されたPGW-U TEID及びPGW-U IPアドレスをSGW-U356に送信する。
【0065】
段階S311で、SGW-U356はModify Requestメッセージを確認応答する。
【0066】
段階S312で、Modify Requestの応答を受信した後、SGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含むCreate Session ResponseメッセージはMME352に送信される。
【0067】
その次に、段階S313で、MME352はeNB351を介してAttach AcceptメッセージをUEに送信する。Attach Acceptメッセージをピギバッキングする Initial Context Setupメッセージは、SGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含む。Initial Context SetupメッセージはSGW-U IPアドレス及びSGW-U TEIDを含むことができる。
【0068】
段階S314で、MME352はeNB IPアドレス及びeNB TEIDを含むInitial Context ResponseメッセージをeNB351から受信する。
【0069】
段階S315で、MME352はeNB IPアドレス及びeNB TEIDを含むModify Bearer RequestメッセージをSGW-C353に送信する。
【0070】
段階S316で、SGW-C353はeNB IPアドレス及びeNB TEIDを含むModify RequestメッセージをSGW-U354に送信する。
【0071】
段階S317で、SGW-U354はModify Request Ackメッセージを送信することによってModify Requestメッセージを確認応答する。
【0072】
段階S318で、SGW-CはModify Bearer ResponseメッセージをMMEに送信する。
【0073】
図4は、本開示によるセルラーネットワークでサービスリクエスト手続きによってトリガーされる例示的なSGWユーザ平面変更を示す。図4に示されたセルラーネットワークでのSGWユーザ平面変更の実施形態はただ例示のためのものである。SGWユーザ平面変更の他の実施形態は本開示の範囲は逸脱せず用いられることができる。
【0074】
本開示は、移動性イベントによって生成されたSGW Uの変更を処理する最適化された手続きを提供する。実施形態で、トリガーは接続の修正のためにMMEによって提供されることができる。SGW及びPGWのMMEとCF間の既存のメッセージはGTP-Uベアラー管理情報を含むようにアップデートされる。新しいメッセージはさらにアクセスネットワークでGTP-Uアップデートの完了を確認するMMEでSGW-Cへ導入する。明示的なバッファー管理はダウンリンク又はアップリンク方向でバッファーのどんな損失がないように導入する。
【0075】
TR23.714は既存のエンティティー間の及び/又はSxインターフェースを介して、すなわち、制御平面機能部とゲートウェイのユーザ平面機能部の間に多くの新しいメッセージを導入する。3GPP技術報告書(Technical report;TR)23.714はその全体が参照として含まれる。代りに、本開示は既存のメッセージの情報をピギバッキングすることによって最適化されたソリューションを提供する。また、これはSGW-Uが変更されるうちにアップリンク及びダウンリンクメッセージが損失されないようにバッファリングメカニズムを提供する。これは機能を損傷ぜず、かつ低い待機時間と少ない具現複雑性を提供するだろう。
【0076】
本開示において、サービスリクエスト手続きのうちの新しいGTP-Uアドレス及びTEIDをMMEに提供するようにサービスリクエスト手続きが修正される。このような情報は制御平面機能部とユーザ平面機能部間の既存のメッセージと共にピギバッキングされる。この外にも、一つの新しいメッセージがMMEでSGW制御平面機能部で定義される。パケットをバッファリングするためのリクエスト及びバッファリングされたパケットのリリースに対するメッセージングがさらに付加された。
【0077】
段階401で、MME450はUEからNAS(Non-Access Stratum)サービスリクエストを受信する。
【0078】
段階S402に至るまで、実施形態は3GPP TS23.401仕様のセクション5.3.4.1に定義された“UE triggered Service Request”手続きと類似の手続きを有し、これは参照として含まれる。次の段階は制御平面機能部とユーザ平面機能部でゲートウェイ機能部の分離によって生成されて含まれた付加的なアップデート/メッセージングに対して論議する。
【0079】
段階S403で、MME450からModify Bearer Requestを受信すると、SGW-C451はこのSGW-Uを変更するように決定する。SGW-C451は、例えばユーザ位置、ユーザプロファイル又は最適ラウティング選択に基づいて複数のSGW-Uのうちで新しいSGW-U453を選択し、User Plane Session Establishment Requestを新しいSGW-U453に送信してリソースを配分するようにリクエストする。一実施形態で、新しいSGW-UのIPアドレス及びTEIDはSGW-C451によって割り当てられる。他の実施形態で、新しいSGW-UのIPアドレス及びTEIDは新しいSGW-U453によって割り当てられる。また、他の実施形態で、新しいSGW-UのIPアドレスはSGW-Cによって割り当てられ、新しいSGW-UのTEIDは新しいSGW-U453によって割り当てられる。また、他の実施形態で、SGW-C451は新しいSGW-UのTEIDを割り当てられ、新しいSGW-U453は新しいSGW-UのTEIDを割り当てる。
【0080】
段階S404で、TEIDが配分されて新しいSGW-U453のIPアドレスが配分される位置に応じて、新しいSGW-U453はUser Plane Session Establishment Responseメッセージでの情報をSGW-C451へ返還する。
【0081】
段階S405で、SGW-C451は新しいSGW-Uアイデンティティー及び新しいSGW-UのTEIDと共にModify Bearer RequestをPGW-C454に送信する。
【0082】
段階S406で、PCEF(Policy and Charging Enforcement Function)454、すなわち、PGW-CはPCRFでIP-CAN session Modificationを開始することができる。
【0083】
段階S407で、PCEF454はModification Bearer ResponseをSGW-C451に送信する。
【0084】
段階S408で、SGW-C451は新しいSGW-U IPアドレス及び新しいTEIDを含むModification Bearer Responseを送信する。
【0085】
段階(S409乃至S410)で、Event Notification手続きはSGW-C451が以前のSGW-U452にリクエストしてパケットのバッファリングを開始することに用いられる。その後、SGW-C451はMME450からModify Bearer Responseの確認をモニタリングするタイマー(TUpdateConf)を開始する。
【0086】
段階S411で、Modify Bearer ConfirmationはMME450から受信される。SGW-C451はMME450からModify Bearer Responseの確認をモニタリングするタイマーを停止させる。
【0087】
段階S412で、Modify Bearer Confirmationが受信されたりタイマーが満了されると、SGW-C451は以前のSGW-U452へのUser Plane Session Terminationリクエストを開始する。このようなメッセージは新しいSGW-U451のアイデンティティーを含む。
【0088】
段階S413で、User Plane Session Terminationリクエストを受信すると、以前のSGW-U452は新しいSGW-U453へのバッファリングされたパケットをリリースする。
【0089】
段階S414で、以前のSGW-U452はすべてのリソースを終了し、SGW-C451に対するUser Plane Session Termination応答で応答する。
【0090】
図5は、本開示によるセルラーネットワークでサーバー/ゲートウェイエンティティーを具現するための多様な構成要素を示したブロック図である。サーバー/ゲートウェイエンティティーはeNB(251又は351)、MME(252、352又は450)、SGW-C(253、353又は451)、SGW-U(254、354又は452)、PGW-C(255、355又は453)、PGW-U(256、356又は454)及びPCRF(257、357又は455)を含むことができる。図5のサーバー/ゲートウェイエンティティーの実施形態はただ例示のためのものである。SGWユーザ平面変更の他の実施形態は本開示の範囲を逸脱せず用いられることができる。
【0091】
図5を参照すれば、サーバー/ゲートウェイエンティティーはプロセッサ501、メモリー503、読み取り専用メモリー(Read Only Memory;ROM)505、送受信機502及びバス504を含む。本例示的な実施形態によれば、プロセッサ501はマイクロプロセッサ、マイクロ制御機、複合命令語セットコンピュータマイクロプロセッサ、縮小された命令語セットコンピュータマイクロプロセッサ、非常に長い命令語ワードマイクロプロセッサ、明示的並列命令語コンピュータマイクロプロセッサ、グラフィックプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、集積回路、注文型集積回路、又は任意の他のタイプの類似の及び/又は適切な処理回路と同様であるが、ここに限定されない任意のタイプの物理的計算回路又はハードウェアであっても良い。プロセッサ501はさらに汎用又はプログラム可能ロジックデバイス又はアレイ、注文型集積回路、単一チップコンピューター、スマートカードなどのような内蔵型制御機を含むことができる。
【0092】
送受信機502は、他のシステム又はセルラーネットワークでの他のエンティティーとの通信をサポートする。例えば、送受信機502はネットワークインターフェースカード又はネットワークを介して通信を容易にする有線/無線送受信機を含むことができる。通信ユニット502は任意の適切な物理的又は通信リンクを介して通信をサポートすることができる。
【0093】
メモリー503は揮発性メモリー及び非揮発性メモリーであっても良い。多様なコンピューター可読記憶媒体はメモリー503のメモリー要素に記憶されてメモリー503のメモリー要素からアクセスされることができる。メモリー要素は、
【0094】
ROM、ランダムアクセスメモリー(Random Access Memory;RAM)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM((Electrically EPROM)、ハードドライブ、メモリーカードを扱うための着脱式媒体ドライブ、メモリースティック、及び任意の他の類似の及び/又は適切なタイプのメモリー記憶デバイス及び/又は記憶媒体のようにデータ及び機械読み取り可能命令語を記憶するための任意の数の適切なメモリーデバイスを含むことができる。
【0095】
永久記憶装置(persistent storage)505は、レッディーオンリーメモリー(ready only memory)、ハードドライブ、フラッシュメモリー又は光学ディスクのようなデータの長期記憶(longerーterm storage)をサポートする一つ以上の構成要素又はデバイスを含むことができる。
【0096】
I/Oユニット506は、データの入力及び出力を許容する。例えば、I/Oユニット506はキーボード、マウス、キーパッド、タッチスクリーン、又は他の適切な入力デバイスを介してユーザ入力のための接続部(connection)を提供することができる。I/Oユニット506はさらに出力をディスプレー、プリンター又は他の適切な出力デバイスに送信することができる。
【0097】
本開示が例示的な実施形態で説明されたが、多様な変更及び修正が当業者に提案されることができる。本開示は添付の請求範囲の範疇内でこのような変更及び修正を含むことで意図される。
【符号の説明】
【0098】
100 セルラーネットワーク
102 制御平面機能部(SGW-1C)
107 ユーザ平面機能部(SGW-1U)
108 SGW-2UP平面
109 SGW-3UP平面
120 eNodeB
121 サービングゲートウェイ
122 ゲートウェイ
501 プロセッサ
502 送受信機
503 メモリー
504 バス
505 永久記憶装置
506 I/Oユニット
図1A
図1B
図2A
図2B
図3A
図3B
図4
図5