(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-01
(54)【発明の名称】通信ネットワークのための確定的ネットワークエンティティ
(51)【国際特許分類】
H04W 76/10 20180101AFI20240423BHJP
H04W 28/24 20090101ALI20240423BHJP
H04W 92/24 20090101ALI20240423BHJP
【FI】
H04W76/10
H04W28/24
H04W92/24
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023568066
(86)(22)【出願日】2022-05-03
(85)【翻訳文提出日】2023-12-15
(86)【国際出願番号】 EP2022061877
(87)【国際公開番号】W WO2022233890
(87)【国際公開日】2022-11-10
(32)【優先日】2021-05-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】598036300
【氏名又は名称】テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル)
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ミクロス, ジョルジ
(72)【発明者】
【氏名】ファルカシュ, ジャノス
(72)【発明者】
【氏名】バルガ, バラス
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067AA21
5K067AA41
5K067DD24
5K067DD34
5K067DD57
5K067EE02
5K067EE10
5K067EE16
(57)【要約】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするために、通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法。本方法は、ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)コントローラからルーティング要求を受信することと、ここで、とりわけ、SDNコントローラは、確定的ネットワーク(DetNet)に関連付けられており、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することと、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定したことに応答して、ルーティング要求の受諾または拒否を示す応答をSDNコントローラに送信することと、を有する。ネットワークノードは、確定的ネットワーキングアプリケーション機能(DetNet AF)であってもよい。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするために、通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法であって、
ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)コントローラからルーティングの要求を受信すること(820)と、ここで、とりわけ、前記SDNコントローラは、確定的ネットワーク(DetNet)に関連付けられており、
前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定すること(830)と、
前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定したことに応じて、前記ルーティングの要求の受諾または拒否を示す応答を前記SDNコントローラに送信すること(850)と、
を有する方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法であって、前記通信ネットワークは、第5世代(5G)ネットワークを含み、
前記ネットワークノードは、DetNetアプリケーション機能であり、
前記ネットワークノードは、前記DetNetアプリケーション機能を提供するように構成されたコアネットワーク(CN)ノードを含む、方法。
【請求項3】
請求項1~2のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定すること(810)、を有し、前記制御およびコンフィグレーション情報は、前記通信ネットワークの前記ルーティングに関する情報を含み、
ここで、とりわけ、前記制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、ユーザプレーン機能(UPF)、セッション管理機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、および、ポリシーコントロール機能(PCF)のうちの少なくとも1つから前記制御およびコンフィグレーション情報を受信すること、を含む、方法。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか一項に記載の方法であって、前記制御およびコンフィグレーション情報は、前記通信ネットワークにおけるパケットデータユニット(PDU)セッションを介して割り当てられたIPアドレスを含むトポロジおよびルーティング情報を含む、方法。
【請求項5】
請求項1~4のいずれか一項に記載の方法であって、前記通信ネットワークの前記制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、サポートされるマルチキャストアドレスに関連する情報と、マルチキャスト配信を設定されるフローと、発信インターフェースのセットと、のうちの少なくとも1つを含む、前記通信ネットワークに関連するマルチキャスト配信ルールを決定すること、を含む、方法。
【請求項6】
請求項5に記載の方法であって、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記ルーティングの要求が前記マルチキャスト配信ルールに準拠するかどうかを判定すること、を含む、方法。
【請求項7】
請求項1~6のいずれか一項に記載の方法であって、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記ルーティングの要求が、PDUセッションに対する宛先IPアドレスのマッピングと比較して、所与の宛先アドレスを有するパケットを別のパケットデータユニット(PDU)セッションにルーティングするかどうかを判定すること、を含む、方法。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか一項に記載の方法であって、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合すると判定すること、を含み、
前記SDNコントローラに前記応答を送信することは、前記ルーティングの要求の拒否を送信すること、を含む、方法。
【請求項9】
請求項1~7のいずれか一項に記載の方法であって、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合しないと決定すること、を含み、
前記SDNコントローラに前記応答を送信することは、前記ルーティングの要求の受諾を送信すること、を含む、方法。
【請求項10】
請求項1~7のいずれか一項に記載の方法であって、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合すると決定することを含み、
前記方法は、さらに、
前記ルーティングの要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合することを回避するために前記通信ネットワークの前記ルーティングを更新すること(840)、を有し、
前記SDNコントローラに前記応答を送信することは、前記通信ネットワークの前記ルーティングを更新したことに応じて、前記ルーティングの要求の受諾を送信すること、を含む、方法。
【請求項11】
請求項10に記載の方法であって、前記通信ネットワークの前記ルーティングを更新することは、
前記ルーティングの要求に関連付けられたコンフィグレーション情報を、前記通信ネットワークに適用可能なコンフィグレーション情報に変換することと、
前記通信ネットワークに適用可能な前記コンフィグレーション情報を、前記通信ネットワークの、ユーザプレーン機能(UPF)、セッション管理機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、および、ポリシー制御機能(PCF)のうちの少なくとも1つに送信することと、
を含む、方法。
【請求項12】
請求項9~11のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
前記通信ネットワークにおいて、前記ルーティングの要求に関連するDetNetフローを確立する要求を、前記SDNコントローラから受信すること(860)と、前記DetNetフローを確立する要求は、前記DetNetフローについてのサービス品質(QoS)の要件を含み、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定することと(870)と、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができると決定したことに応じて、前記DetNetフローを確立すること(880)と、
を有する方法。
【請求項13】
請求項12に記載の方法であって、前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定することは、
前記DetNetフローについての前記QoS要件を第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)特有のQoS要件に変換することと、
前記3GPP特有のQoS要件を前記通信ネットワークのポリシー制御機能(PCF)に送信することと、
を含む、方法。
【請求項14】
請求項1~13のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
前記通信ネットワークにおいて確定的ネットワーク(DetNet)フローを確立するための要求を、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)コントローラから受信すること(860)と、前記DetNetフローを確立するための要求は、前記DetNetフローについてのサービス品質(QoS)要件を含み、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定すること(870)と、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができると決定したことに応じて、前記DetNetフローを確立すること(880)と、
を有する方法。
【請求項15】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするために、通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法であって、
前記通信ネットワークにおいて確定的ネットワーク(DetNet)フローを確立するための要求を、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)コントローラから受信すること(860)と、前記DetNetフローを確立するための前記要求は、前記DetNetフローについてのサービス品質(QoS)を含み、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定すること(870)と、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができると決定したことに応じて、前記DetNetフローを確立すること(880)と、
を有する方法。
【請求項16】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするための通信ネットワークのネットワークノード(700)であって、前記ネットワークノードは、プロセッサ(703)とメモリ(705)とを有し、前記メモリは、前記ネットワークノードが請求項1~15のいずれか一項に記載の方法を実行するように動作可能であるように、前記プロセッサによって実行可能な命令を含む、ネットワークノード。
【請求項17】
ネットワークノード(700)の処理回路(703)によって実行されるプログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードの実行が、請求項1~15のいずれか一項に記載の動作を含む動作を前記ネットワークノードに実行させる、コンピュータプログラム。
【請求項18】
ネットワークノード(700)の処理回路(703)によって実行されるプログラムコードを含む非一時的記憶媒体(705)を含むコンピュータプログラムプロダクトであって、それによって、前記プログラムコードの実行が、請求項1~15のいずれか一項に記載の動作を含む動作を前記ネットワークノードに実行させる、コンピュータプログラムプロダクト。
【請求項19】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするために、請求項1~15のいずれか一項に記載の動作を含む動作を通信ネットワーク内のネットワークノード(700)に実行させる命令であって、前記ネットワークノードの処理回路(703)によって実行可能な命令を記憶する、非一時的コンピュータ可読媒体(705)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に、通信ネットワークまたはモバイルネットワークにおけるネットワーキングに関し、より詳細には、本発明は、通信ネットワークまたはモバイルネットワークにおけるインターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングに関する。
【背景技術】
【0002】
図1は、5Gコア(「5GC」)ネットワーク130、ネットワークノード120(たとえば、5G基地局(「gNB」)、マルチプル通信デバイス110(ユーザ装置(「UE」)とも呼ばれる)を含む、新しい無線(「NR」)ネットワーク(たとえば、第5世代(「5G」)ネットワーク)の実例を示す。
【0003】
図2は、第3世代パートナーシッププロジェクト(「3GPP」)によって定義される5GCネットワーク130のリファレンスアーキテクチャの一例を示す。この例で、5GCネットワークは、統合データリポジトリ(「UDR」)232、ネットワーク公開機能(「NEF」)234、ネットワークデータ分析機能(「NWDAF」)236、アプリケーション機能(「AF」)238、ポリシー課金機能(「PCF」)242、課金機能(「CHF」)244、アクセスおよびモビリティ管理機能(「AMF」)246、およびセッション管理機能(「SMF」)248を含み、これらはすべて互いに通信可能に接続される。5GCネットワークはさらに、SMF248に通信可能に接続されたユーザプレーン機能(「UPF」)250を含む。
【0004】
PCF242は、ネットワーク挙動を管理するための統一されたポリシーフレームワークをサポートする。具体的には、PCF242は、ポリシーおよび課金制御(「PCC」)ルールをポリシーおよび課金実施機能(「PCEF」)(たとえば、プロビジョニングされたPCCルールに従ってポリシーおよび課金決定を実施するSMF/UPF)に提供する。
【0005】
AMF246は、UEアクセス(たとえば、UEが異なるアクセスネットワークを介して接続されているとき)およびUEモビリティ態様を管理する。
【0006】
SMF248は、異なる機能をサポートする(たとえば、SMF248は、PCF242からPCCルールを受信し、それに応じてUPF250を構成する)。
【0007】
UPF250は、SMF248から受信した規則に基づくユーザプレーントラヒックのハンドリング(たとえば、パケットインスペクション、およびサービス品質(「QoS」)処理などの様々な実施すべきアクション)をサポートする。
【0008】
第3世代パートナーシッププロジェクト(「3GPP」)ネットワークは、低遅延および高信頼性が重要である重要なアプリケーションにますます使用されている。イーサネット(登録商標)ベースのユースケースの場合、3GPPリリース16は、3GPPネットワークをTSNネットワークに統合する方法を定義している(3GPP TS23.501のセクション5.27および5.28を参照)。3GPPリリース17では、時間にセンシティブ(敏感)な通信のための3GPPメカニズムが、IPベースのアプリケーションにも拡張されている。3GPPリリース17のソリューションは、特定のアプリケーションが3GPPネットワークから時間に敏感なサービスを要求することができる、AFリクエストシナリオを含む。
【0009】
インターネットエンジニアリングタスクフォース(「IETF」)確定的ネットワーキング(「DetNet」)ワーキンググループは、ネットワークドメイン内の極めて低いデータ損失率および制限された待ち時間を有するリアルタイムアプリケーションのための指定されたユニキャストまたはマルチキャストデータフローを搬送する能力を提供する、DetNetアーキテクチャ(RFC 8655)を規定している。DetNetアーキテクチャは、マルチプロトコルラベルスイッチング(「MPLS」)データネットワークを介して、またはインターネットプロトコル(「IP」)ベースのデータネットワークを介して適用されてもよいもので、3GPPネットワークの観点から、IPベースのデータネットワークが焦点を当てられている。典型的な例として、DetNetデータネットワークは、ソフトウェア定義ネットワーキング(「SDN」)コントローラなどの中央管理エンティティから制御されてもよい。
【発明の概要】
【0010】
現在、ある種の1つ以上の課題が存在する。たとえば、TSNネットワークへの既存の3GPPリリース16の統合は、イーサネット(登録商標)ネットワークにのみ適用可能であるが、多くのアプリケーションは、IPソリューションを必要としてもよい。ネイティブ・イーサネット(登録商標)サポートを追加するための追加のコストは、高額であるか、または法外なものとなるかもしれない。
【0011】
さらに、IPアプリケーションにも使用することができる既存の3GPPリリース17のエクスポージャ(情報公開)は、IETFによって定義されるDetNetフレームワークと整合していない。3GPPリリース17のエクスポージャアプローチでは、IPネットワークドメインのための中央コントローラは存在せず、アプリケーションは、その要求を3GPPネットワークに直接通信する。したがって、そのアプローチは、3GPPネットワーク以外には他のIPユーザプレーンノードが存在しないか、または、3GPPネットワーク以外の他のIPユーザプレーンノードの使用が制限されているような、より小規模なデプロイメント(展開)にのみ適用可能である。他の展開では、3GPPネットワーク以外に追加のIPノードまたはリンクが存在する可能性があり、これは、ネットワークドメイン内のリソースを調和させて管理するために中央制御装置を必要とする。さらに、DetNetに対するサポートの欠如は、アプローチを拡張およびスケーリングすることを困難にし、これは、そのような展開にとって不利である。
【0012】
本開示のある観点およびそれらの実施形態は、これらの課題または他の課題に対する解決策を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、DetNetアプリケーション機能(「AF」)エンティティは、DetNetのためのIETFベースのネットワーク管理インターフェースと3GPPインターフェースとの間のマッピングである。DetNet AFは、DetNetネットワークのSDNコントローラをインターフェースし、IPルータとして3GPPネットワーク(の一部)を表す。SDNコントローラから受信された情報に基づいて、DetNet AFは、3GPPネットワークにおけるDetNetフローのためのQoS予約を要求することができる。DetNet AFは、3GPPネットワークにおいても他のコンフィグレーションアップデート(設定更新)を要求することができる。次に、DetNet AFは、関連する3GPPネットワークコンフィグレーションパラメータ(たとえば、トポロジおよびルーティング情報など)についての知識を有し、IPルータから予想可能となるように、SDNコントローラに情報を提供する。DetNet AFは、SDNコントローラから明示的なフロールーティングコンフィグレーションを受信すると、そのコンフィグレーションに基づいて、または、SMFまたはUPFエンティティからの明示的なシグナリングに基づいて、知りうる、3GPPネットワーク内の現在のルーティングと比較してもよい。
【0013】
追加または代替の実施形態によれば、明示的なフロールーティング情報がシステム内の現在のルーティングと整合している場合、DetNet AFはSDNコントローラへのリクエスト(要求)を受け入れる。明示的なフロールーティング情報がシステム内の現在のルーティングと整合していない場合、DetNet AFは、SDNコントローラからのリクエストを拒絶するか、または適用可能な場合、3GPPシステム内のルーティングをアップデートすることができる。
【0014】
いくつかの事例で、DetNet AFエンティティは、コンフィグレーションに基づいて、または、明示的なシグナリング情報に基づいて、3GPPシステムに適用されたルーティングを認識する。DetNet AFは、SDNコントローラからルーティング要求を受信することができ、DetNet AFは、それが既存のルーティングと整合している場合、それを受け入れる。SDNコントローラからのルーティング要求がシステム内の現在のルーティングと整合していない場合、DetNet AFはルーティング要求を拒否することができ、または適用可能な場合、3GPPシステム内のルーティングをアップデートすることができる。
【0015】
追加または代替の例では、DetNet AFは、たとえば、所与のPDUセッション上またはN6インターフェース上で到達可能なIPアドレス、またはPDUセッション上またはN6インターフェース上で到達可能なIPネイバーノードに関する情報を含む、トポロジおよびルーティング情報を3GPPシステムから受信してもよい。DetNet AFは、トポロジ情報をSDNコントローラに送信する。
【0016】
追加または代替の例では、SDNコントローラは、DetNetフローおよびそれらのQoS要件に関する情報をDetNet AFに送信することができる。DetNet AFは、この情報を3GPPシステムに向けてQoSリクエストにマッピングする。
【0017】
特定の実施形態は、以下の技術的利点のうちの1つまたは複数を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、3GPPシステムの適用されたルーティングを認識する、DetNet AFエンティティは、コンフィグレーションに基づいて、または、明示的なシグナリング情報に基づいているかのいずれかである。DetNet AFは、SDNコントローラからルーティング要求を受信することができ、DetNet AFは、それが既存のルーティングと整合している場合、それを受け入れる。SDNコントローラからのルーティング要求がシステム内の現在のルーティングと整合していない場合、DetNet AFはルーティング要求を拒否することができ、または適用可能な場合、3GPPシステム内のルーティングをアップデートすることができる。
【0018】
追加または代替の実施形態によれば、DetNet AFは、たとえば、所与のPDUセッション上またはN6インターフェース上で到達可能なIPアドレス、またはPDUセッション上またはN6インターフェース上で到達可能なIPネイバーノードに関する情報を含む、トポロジおよびルーティング情報を3GPPシステムから受信してもよい。DetNet AFは、トポロジ情報をSDNコントローラに送信する。
【0019】
追加または代替の実施形態によれば、SDNコントローラは、DetNetフローおよびそれらのQoS要件に関する情報をDetNet AFに送信することができる。DetNet AFは、この情報を3GPPシステムに向けたQoSリクエストにマッピングする。
【図面の簡単な説明】
【0020】
本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本出願に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、発明の概念の特定かつ非限定的な実施形態を示す。図面において:
【0021】
【
図1】は第5世代(「5G」)ネットワークの一例を示す概略図である。
【0022】
【
図2】は5Gネットワークアーキテクチャの一例を示すブロック図である。
【0023】
【
図3】は本発明のいくつかの実施形態による、論理DetNetルーターとして使用されている5Gシステムの例示を示す図である。
【0024】
【
図4】は本発明のいくつかの実施形態による、
図3の5Gシステムを論理ルータとして動作させるための例示的な動作を示すフローチャートである。
【0025】
【
図5】は本発明のいくつかの実施形態による通信装置を示すブロック図である。
【0026】
【
図6】は本発明のいくつかの実施形態による無線アクセスネットワークRANノード(たとえば、基地局eNB/gNB)を示す図である。
【0027】
【
図7】は本発明のいくつかの実施形態によるコアネットワークCNノード(たとえば、AMFノード、SMFノードなど)を示す図である。
【0028】
【
図8】は本発明の概念のいくつかの実施形態による、DetNet AFを提供するように構成されたCNノードの動作を図示するフローチャートである。
【0029】
【
図9】はいくつかの実施形態による通信システムの構成図である。
【0030】
【
図10】はいくつかの実施形態によるユーザ装置のブロック図である。
【0031】
【
図11】はいくつかの実施形態によるネットワークノードの構成図である。
【0032】
【
図12】はいくつかの実施形態による、ユーザ機器と通信するホストコンピュータのブロック図である。
【0033】
【
図13】はいくつかの実施形態による仮想化環境のブロック図である。
【0034】
【
図14】はいくつかの実施形態による、いくつかの実施形態による、部分的無線コネクションを介して基地局を介してユーザ機器と通信するホストコンピュータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
本発明の目的は、通信ネットワークまたはモバイルネットワークにおけるインターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にすることである。
【0036】
本発明の第1の態様は、インターネットプロトコルベースの確定的ネットワーキングを可能にするための通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法に関する。本方法は、ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)コントローラからルーティングリクエスト(要求)を受信することを有し、ここで、とりわけ、SDNコントローラは、確定的ネットワーク(DetNet)に関連付けられており、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することと、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定したことに応答して、ルーティング要求の受諾または拒否を示すレスポンス(応答)をSDNコントローラに送信することと、を含む。
【0037】
いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークは、第5世代(5G)ネットワークを含む。
【0038】
いくつかの実施形態において、ネットワークノードは、DetNetアプリケーション機能である。
【0039】
いくつかの実施形態によれば、ネットワークノードは、DetNetアプリケーション機能を提供するように構成されたコアネットワーク(CN)ノードを備える。
【0040】
いくつかの実施形態によれば、本方法は、通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定することをさらに含み、制御およびコンフィグレーション情報は、通信ネットワークのルーティングに関する情報を含む。
【0041】
いくつかの実施形態によれば、制御およびコンフィグレーション情報(制御設定情報)を決定することは、ユーザプレーン機能(UPF)、セッション管理機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、およびポリシーコントロール機能(PCF)のうちの少なくとも1つから、制御およびコンフィグレーション情報を受信することを含む。
【0042】
いくつかの実施形態によれば、制御およびコンフィグレーション情報は、通信ネットワークにおいてパケットデータユニット(PDU)セッションを介して割り当てられたIPアドレスを含むトポロジおよびルーティング情報を含む。
【0043】
いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、サポートされるマルチキャストアドレスに関連する情報、マルチキャスト配信が構成されるフロー、および一セットの発信インターフェースのうちの少なくとも1つを含む、通信ネットワークに関連するマルチキャスト配信ルールを決定することを含む。
【0044】
いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求がマルチキャスト配信ルールに準拠するかどうかを判定することを含む。
【0045】
いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が、宛先IPアドレス対PDUセッションマッピングと比較することで、所与の宛先アドレスを有するパケットを別のパケットデータユニット(PDU)セッションにルーティングするかどうかを判定することを含む。
【0046】
いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合すると判定することを含み、SDNコントローラに応答を送信することは、ルーティング要求の拒否を送信することを含む。
【0047】
いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合しないと判定することを含み、SDNコントローラに応答を送信することは、ルーティング要求の受諾を送信することを含む。
【0048】
いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合すると判定することを含む。
【0049】
いくつかの実施形態によれば、本方法は、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合することを回避するために、通信ネットワークのルーティングを更新することをさらに含む。
【0050】
いくつかの実施形態によれば、SDNコントローラに応答を送信することは、通信ネットワークのルーティングを更新したことに応答して、ルーティング要求の受諾を送信することを含む。
【0051】
いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークのルーティングを更新することは、ルーティング要求に関連するコンフィグレーション情報を、通信ネットワークに適用可能なコンフィグレーション情報に変換することと、通信ネットワークに適用可能なコンフィグレーション情報を、通信ネットワークのユーザプレーン機能(UPF)、セッションマネージメント機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、およびポリシー制御機能(PCF)のうちの少なくとも1つに送信することとを含む。
【0052】
いくつかの実施形態によれば、本方法は、SDNコントローラから通信ネットワーク内のルーティング要求に関連するDetNetフローを確立するための要求を受信することと、ここで、DetNetフローを確立するための要求はDetNetフローに対するサービス品質(QoS)要件を含むものであり、通信ネットワークがQoS要件を満たすことが可能であるかどうかを判定することと、通信ネットワークがQoS要件を満たすことが可能であると判定したことに応答して、DetNetフローを確立することと、をさらに含む。
【0053】
いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークがQoS要件を満たすことができるかどうかを判定することは、DetNetフローのQoS要件を第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)に特有のQoS要件に変換することと、3GPPに特有のQoS要件を通信ネットワークのポリシー制御機能(PCF)に送信することと、を含む。
【0054】
いくつかの実施形態によれば、本方法は、ソフトウェア定義ネットワークSDNコントローラから、通信ネットワークにおける確定的ネットワーク(DetNet)フローを確立する要求を受信することと、ここで、DetNetフローを確立する要求はDetNetフローに対するサービス品質(QoS)要件を含むものであり、通信ネットワークがQoS要件を満たすことが可能であるかどうかを判定することと、通信ネットワークがQoS要件を満たすことが可能であると判定したことに応答して、DetNetフローを確立することと、をさらに含む。
【0055】
いくつかの実施形態によれば、ネットワークノードは、確定的ネットワーキングアプリケーション機能(DetNet AF)である。
【0056】
本発明の第2の態様は、インターネットプロトコルベースの確定的ネットワーキングを可能にするための通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法に関する。本方法は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)コントローラから、通信ネットワークにおける確定的ネットワーク(DetNet)フローを確立する要求を受信することと、ここで、DetNetフローを確立する要求はDetNetフローに対するサービス品質(QoS)要件を含み、通信ネットワークがQoS要件を満たすことができるかどうかを判定することと、通信ネットワークがQoS要件を満たすことができると判定したことに応答して、DetNetフローを確立することとを備える。
【0057】
本発明の他の態様は、本明細書に記載のそれぞれの方法を実行するように構成されたモバイルネットワークノードに関する。本発明の他の態様は、コンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関する。
【0058】
本明細書に開示される概念の目的、特徴、および利点は、以下の説明、特許請求の範囲、および図面から明らかになり、または本明細書に記載されるような説明される技術および概念の実施によって学習されてもよい。
【0059】
一般に、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、本明細書で明示的に別段の定義がない限り、技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきである。「a/an/要素、装置、構成要素、手段、モジュール、ステップなど」へのすべての言及は、明示的に別段の定めがない限り、要素、装置、構成要素、手段、モジュール、ステップなどの少なくとも1つのインスタンスを指すものとして開放的に解釈されるべきである。本明細書に開示される任意の方法のステップは、明示的に記載されない限り、開示される正確な順序で実行される必要はない。
【0060】
ここで、本明細書で企図される実施形態のいくつかを、添付の図面を参照してより完全に説明する。実施形態は、主題の範囲を当業者に伝えるために例として提供される。発明概念の実施形態の例が示されている。しかしながら、本発明の概念は多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるではない。むしろ、これらの実施形態は本開示が徹底的かつ完全であるように、かつ本発明の概念の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。また、これらの実施形態は、相互に排他的ではないことにも留意されたい。一つの実施形態の構成要素は、別の実施形態において存在する/使用されることが暗黙のうちに想定されうる。
【0061】
Deterministic Networking(確定的ネットワーキング:DetNet)は、IPおよびマルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)レイヤで動作し、ほぼゼロのパケット損失率および制限された待ち時間を保証する時間敏感特性を提供する。DetNetは、単一の管理制御下にあるネットワーク、または管理制御のクローズドグループ内にあるネットワークを対象としているため、インターネットなどの大規模なドメイングループを対象としていない。
【0062】
DetNetは、産業用マシン間通信、スマートグリッドのための産業用自動化バーティカルにおける多くのユースケースに適用可能である。DetNetは、UDP/IPが確定的フィールドレベル通信のために選択されたトランスポートであるとき、確定的QoSを提供することができる。
【0063】
5GSはDetNet IPデータプレーンネットワーク内に配置されている。3GPPにおけるDetNetサポートは、確定的QoSおよび時間同期サービスのためのTSCフレームワークを再利用することによって達成することができる。
【0064】
DetNet AFは、セントラルDetNetコントローラエンティティと5Gシステムとの間のマッピングを提供するように定義される。マッピングは、DetNetのトラフィックプロファイルおよびフロー仕様を、5GS QoSパラメータおよびTSCAIへ変換すること、を含む。DetNet AFは、TSCフレームワークを再利用するDetNet YANGグループ、その処理およびマッピングを処理する。
【0065】
既存の3GPPルーティングメカニズムは、DetNetのために再使用することができ、UEの背後にIPエンドホストを有する典型的な3GPPシナリオが想定される。
【0066】
図3は、システムの概観を例示する。3GPPシステムは、3GPP TS23.501で定義されたシステムアーキテクチャの一部として、ユーザプレーン内のRANおよびUPFエンティティ、UE(たとえば、通信装置)、AMF、SMF、およびPCFを含む。DetNetドメイン内のDetNetフローは、SDNコントローラによって制御される。5Gシステムは、SDNコントローラに向かうDetNet IPルータとして表される(これは、ネットワークごとのUPF単位である可能性がある)。
【0067】
DetNet AFは、3GPPシステムにおける論理的なエンティティであり、SDNコントローラに対する論理的なIPルータとして5Gシステムを表す。DetNet AFは、5Gシステムから必要な制御およびコンフィグレーション情報を収集する。DetNet AFは、SDNコントローラからコンフィグレーションを受信し、このコンフィグレーションは、たとえば、SDNコントローラとDetNet AFとの間のNetconfインターフェースを介して、YANGモデリングを使用して行われ得る。DetNet AFは、コンフィグレーション情報を3GPPドメインに変換し、3GPPネットワークにおいて必要なコンフィグレーション/制御の更新を要求することができる。DetNet AFは、SDNコントローラからの要求に応答し、SDNコントローラはDetNetネットワークの完全なビューを有し、かつ、必要なQoS要件を満たすDetNetフローをセットアップすることができるよう、DetNet AFは必要な情報をSDNコントローラに提供する。
【0068】
いくつかの例では、とりわけ、DetNet AFが信頼できると見なされない場合、PCFとDetNet AFとの間にNEFエンティティが存在することもある。NEFは情報を中継することができる。
【0069】
いくつかの実施形態によれば、DetNet AFは、3GPPネットワークのトポロジおよびルーティングに関する情報を収集することができる。これは、コンフィグレーションに基づき得るものであり、たとえば、DetNet AFが、所与のネットワークにおいてPDUセッションを介して割り当てられたIPアドレス、およびN6インターフェース(または他のインターフェース)を介してUPFのネイバーを用いて、事前設定(事前構成)されてもよい。所与のPDUセッションに割り当てられた1つまたは複数のIPアドレスが存在してもよい。あるいは、ネットワークトポロジおよびルーティング情報は、制御シグナリングを使用してDetNet AFによって収集されてもよい。これは、PMICおよびBMICメカニズム、ならびにそれらによって搭載される情報要素、または追加の情報要素もしくは他のシグナリングメカニズムを使用してもよい。UPFまたはSMFは、個々のPDUセッションを介してUEに割り当てられたIPアドレスに関する情報を提供することができる。所与のPDUセッションのために割り当てられた単一のIPアドレス(単一のIPv4および/または単一のIPv6アドレス)、または、プレフィックス委託またはフレーム化されたルーティングサポートの場合には複数のアドレスが存在しうる。この情報は、IPアドレスがSMFまたはUPFによって割り当てられるため、既存のIPアドレス割り当てメカニズムに基づくことができる。UPFまたはSMFはまた、それが利用可能な場合、N6インターフェースを介して到達可能であるネイバーについての情報を、提供してもよい。この情報は、そのインターフェース上で実行されるネイバーディスカバリプロトコル、または、IGPなどのネイバー情報を提供可能なプロトコル、に基づき得る。複数のN6インターフェースがある場合、この情報はインターフェースごとに別々に提供されてもよい。(N19などの)他のインターフェースが存在する場合、ネイバー情報は、それらのインターフェースのためにも提供されてもよい。ネイバー情報に加えて、SMFまたはUPFは、インターフェース(N6インターフェースなど)、または他のインターフェース識別子(たとえば、ポート番号)に割り当てられたIPアドレスに関する情報も提供することができる。当該情報は、BMICもしくはPMIC情報内に収められて、または他のシグナリングメカニズムを使用し、UPFからSMF、PCFを介してDetNet AFに、送信されてもよい。なお、当該情報は、NW-TTから提供されてもよい。代替として、IPアドレス情報はまた、デバイス側(UE)から提供されてもよく、それはまた、DS-TTから到着してもよい。UPFはまた、PDUセッションおよびN6または他のインターフェースに対応するポート番号または他のインターフェース識別子を割り当てることができるが、そのようなポート番号の割り当てはオプションであり、すべての実施形態において使用されなくてもよい。
【0070】
SDNコントローラは、DetNetルータに明示的なフロールートを提供することができる。したがって、SDNコントローラは、そのような明示的なフロールートをDetNet AFに提供することもできる。これらのフロールートは、フィルタ(ヘッダフィールドの組合せの6タプル)を使用してフロー仕様を設定することができ、所与のトラフィックに対して、どのアウトゴーイング(発信)用インターフェースにトラフィックをルーティングするかを指定する。これにより、SDNコントローラは、QoS要件を満たすことができるように、DetNetフローに経路を割り当てることができる。
【0071】
しかしながら、3GPPドメインでは、ルーティングは、典型的には、UPFにおいて決定され、フローに対して個々に変更される必要はない。これは、ルータではなく、UEの背後にエンドホストが存在する典型的な展開に起因する。したがって、一般的な展開では、ルーティングを更新する必要はない。
【0072】
いくつかの実施形態によれば、DetNet AFは、トポロジ情報に基づいて(コンフィグレーションに基づいて、またはPCFを介したSMFまたはUPFからの明示的なシグナリングに基づいて)それが有することを検証することができ、既存のルーティングは、(UEのIPアドレスのPDUセッションへのマッピングに基づいて)SDNコントローラからの明示的なルーティングの要件を満たす。SDNコントローラからの明示的なルーティング要求が、3GPPシステム内のルーティングおよびトポロジ情報と整合している場合、すなわち、SDNコントローラが、3GPPシステムにおけるパケットのルーティング方法とは異なっていることが判明しているトラフィックをルーティングすることを要求しない場合、DetNet AFは、さらなる動作を取ることなく、すなわち、3GPPシステム内のルーティングアップデートなしに、SDNコントローラの明示的なルーティング要求を受け入れることができる。DetNet AFは、所与のフローに関連するPDUセッションを決定する際に有用であってもよい情報として、フロー仕様および発信インターフェースを含む、SDNコントローラによって提供される明示的なルート(経路)を記憶してもよい。SDNコントローラが、3GPPシステムにおけるパケットのルーティング方法とは異なっていることが分かっているトラフィックについてルーティングすることを要求してきた場合、DetNet AFはSDNコントローラの要求を拒否することができる。
【0073】
図4は、5GシステムをSDNコントローラに対する論理ルータとして表現するために、DetNet AFによって実行される例示的な動作を示す。ブロック1において、DetNet AFは、3GPPシステムのトポロジおよび経路情報に関する情報を収集する。ブロック2において、DetNet AFは、SDNコントローラから明示的なルーティング要求を取得する。ブロック3において、DetNet AFは、SDNコントローラからの明示的なルーティング要求が、3GPPシステムのトポロジおよびルーティング情報と競合しているかどうかを検証する。具体的には、DetNet AFは、SDNコントローラからの明示的なルーティング要求が、3GPPシステムにおいて知られている宛先IPアドレス対PDUセッションのマッピングと比較して、所与の宛先アドレスを有するパケットを別のPDUセッションにルーティングする要求であるかどうかを、検証する。ブロック4において、DetNet AFの明示的なルーティング要求が3GPPシステムのルーティングと競合している場合、DetNet AFはSDNコントローラのルーティング要求を拒否し、そうでない場合、DetNet AFは、必ずしも3GPPシステム内のルーティングを更新することなくSDNコントローラの要求を受け入れる。DetNet AFは、所与のフローに関連するPDUセッションを決定する際に有用であってもよい情報として、フロー仕様および発信インターフェースを含む、SDNコントローラによって提供される明示的なルートを記憶してもよい。
【0074】
図4の動作は、UEの背後にはエンドホストのみが存在し、3GPPシステム外とUEとの間のコネクティビティに関与するルータは存在しない、という仮定に基づく。したがって、UEに向かう単一のルートのみが存在し、したがって、UPFは、選択肢を有さず、UEの背後のIPホストに向かうルートを選択する必要があるときに、単一のPDUセッションを選択することしかできない。この仮定が満たされない、より複雑なトポロジでは、この単純な手順は十分ではないが、3GPP展開では、単純なトポロジについての仮定は、通常、満たされる。
【0075】
いくつかの実例では、ブロック4において、そのような更新の可能性があってもよいときに、DetNet AFが3GPPシステムにおけるルーティングを更新してもよいことは、排除されない。そのために、明示的なルーティング要求は、たとえば、SMF(関係するPDUセッションのためのSMFのうちの1つ、または所与のネットワークにおけるルーティングの更新のために指定されたSMF)に転送されてもよいが、その結果、SMFは、ルーティングを更新するために、UPF内のPDRルールおよびFARルールを更新してもよい。あるいは、明示的なルーティング要求は、UPFに直接転送されてもよく、UPFは、それに応じてその内部ルーティングテーブルを更新してもよい。さらに別の代替として、明示的ルーティング情報は、それに応じてルーティングを更新することができるUPFの外部にあるルータに転送されてもよく、UPFは、外部ルータによって示されるヘッダフィールドに基づいてルーティングを監視する。しかしながら、これらのオプションの全てが本発明に必要とされるわけではない。本発明は、DetNet AFが、3GPPネットワークのトポロジおよびルーティング情報に基づいて、明示的なルーティング要求が3GPPルーティングルールに準拠するかどうかをそれ自体で判定することができ、その判定に基づいてSDNコントローラの要求を受諾または拒否することを提案する。
【0076】
上記の説明は、ユニキャストの場合に焦点を当てている。しかしながら、以下のように、本発明をマルチキャストに適用することが可能である。
【0077】
いくつかの実施形態によれば、UPFは、マルチキャストのサポートを提供するように構成されてもよい。特定のマルチキャストアドレスについて、またはフィルタ基準によって指定された所与のフローのセットについて、UPFは、1セットの発信インターフェースに向かうトラフィックを、複製することができる。これは、潜在的なコンフィグレーションによって設定されてもよく、またはマルチキャストプロトコルによって設定されてもよい。UPFまたはSMFは、サポートしているマルチキャストアドレス、または、マルチキャスト配信を設定されているフロー、および、発信インターフェースのセット、に関する情報を提供してもよい。この情報は、たとえば、UPFからDetNet AFに送信されるBMICまたは同様の情報に搭載されて提供されてもよい。
【0078】
SDNコントローラがマルチキャストのための明示的ルーティングを設定するいくつかの例では、DetNet AFは、同様に、SDNコントローラの要求がUPFにおいて構成されたマルチキャスト配信ルールに準拠するかどうかをチェックすることができる。この要求がUPF内のマルチキャストルーティングに準拠している場合、DetNet AFは、この要求を受け入れることができ、そうでない場合、この要求を拒否することができる。(あるいは、システムケイパビリティ(機能)が存在する場合、DetNet AFが必要に応じてマルチキャストルーティングをアップデートするようにSMFまたはUPFにリクエストすることは除外されない)。
【0079】
いくつかの実施形態によれば、SDNコントローラは、DetNetフロー関連パラメータを提供することができる。これは、IPフローの識別子および規格仕様、トラフィックの仕様およびQoS要件を含むことができる。DetNet AFは、これらのパラメータを使用して、3GPPシステムからのDetNetフローのためのQoSを要求することができる。DetNet AFは、3GPPシステムにおいてQoSフローを設定するために、これらのパラメータの一部または全部を3GPPシステム内のPCFに転送することができる。あるいは、DetNet AFは、DetNet AF内の事前に構成されたマッピングテーブルに基づいて、またはアルゴリズムマッピングを使用して、これらのパラメータの一部または全部を他のQoSパラメータにマッピングし、他のパラメータを使用して3GPPシステムからQoSを要求することができる。
【0080】
追加または代替の実施形態によれば、DetNet AFは、DetNet AF内の所与のDetNetフローの入力ポートおよび出力ポートを決定する必要がある。これは、どのPDUセッションが所与のDetNetフローを搬送しているかを判定するために必要とされ、その結果、DetNet AFは、所与のPDUセッションについて(またはより正確には、所与のPDUセッションに対応するPCFとDetNet AFとの間のAFセッションについて)QoSを要求することができる。さらに、DetNet AFはまた、所与のDetNetフローがダウンリンクであるかアップリンクであるかを判定する必要があり、その結果、フローの方向(ダウンリンク/アップリンク)を3GPPシステムに提供することもできる。対応するPDUセッションを有するアップリンクおよびダウンリンクレッグを含む、UEとUEとの間でのDetNetフロー、を有するようにすることも可能である。(マルチキャストの場合、複数のダウンリンクレッグが存在する)。
【0081】
いくつかの実施形態によれば、ダウンリンク方向の発信ポートおよび対応するPDUセッションは、上述のように、3GPPシステムから、SDNコントローラからの明示的なフロールーティング情報から、または、コンフィグレーションから、DetNet AFが収集したルーティング情報に基づいて、識別可能である。この目的のために、SDNコントローラが、DetNet IPフロー識別子および仕様の一部として、宛先IPアドレスも指定することが有利である。宛先IPアドレスは、所与のPDUセッションに割り当てられたIPアドレスに基づいてマッピング可能である。あるいは、SDNコントローラが、受け入れたDetNet AFに明示的なフロールーティング情報を提供した場合、その情報は、ダウンリンク方向でPDUセッションを決定するのにも適している。この目的のために、DetNet AFは、明示的なルーティング情報を記憶する。これには、フロー仕様と出力ポートが含まれる。送信ポートに基づいて、PDUセッションが与えられる。それ以外の場合であって、SDNがこの情報を制御する場合、他のフロー仕様属性は、DetNet AF内に事前構成されたテーブルを使用して、適切なポート/PDUセッションにマッピングされてもよい。
【0082】
上り方向において、上り方向における着信ポートおよび対応するPDUセッションは、上述したように、3GPPシステムから、または、コンフィグレーションから、DetNet AFが収集した経路情報に基づいて、識別可能である。この目的のために、SDNコントローラが、DetNet IPフロー識別子および仕様の一部として、ソース(送信元)IPアドレスも指定することが有利である。送信元IPアドレスは、所与のPDUセッションに割り当てられたIPアドレスに基づいてマッピング可能である。ソースIPアドレスがSDNコントローラによってDetNetフローに対して指定されない場合、他のフロー指定属性は、DetNet AF内の事前構成されたテーブルを使用して、適切なポート/PDUセッションにマッピングされてもよい。
【0083】
いくつかの例では、1つのUEから別のUEに及ぶDetNetフローに関して、SDNコントローラがソースおよび宛先IPアドレスの両方を指定する場合、着信および発信ポート/PDUセッションが判定されてもよい。そうでない場合、この判定は、他の属性と、DetNet AFにおいて事前構成されたマッピングテーブルとに基づくことができ、または、ダウンリンクPDUセッションは、前述のように、明示的なルートの発信ポートに基づいて判定されてもよい。
【0084】
いくつかの実施形態によれば、3GPPネットワークがシステムに統合されるケースでは、対応するPDUセッションの判定をより容易にする、DetNetフローのための送信元IPアドレスと宛先IPアドレスの両方をSDNコントローラが指定すると、好都合である。
【0085】
いくつかの実施形態によれば、DetNet AFにおけるPDUセッションが特定されてもよい。いくつかの例では、DetNet AFにおけるPDUセッションは、PDUセッションに割り当てられたIPアドレスによって特定されてもよい。複数のIPアドレスが割り当てられている場合、特定のためにそれらのうちの1つを選択することが可能である。識別情報に使用されるIPアドレスにフラグを付けることができる。IPアドレスは、UPF(またはUPF内に常駐するNW-TTエンティティ)から、または、SMFから、または、UE(またはUE側のデバイス内に常駐するDS-TTエンティティ)から、DetNet AFに提供されてもよい。追加または代替の例では、DetNet AFにおけるPDUセッションは、UPFによって割り当てられるポート番号によって特定されてもよい。追加または代替の例では、DetNet AFにおけるPDUセッションは、PDUセッションに対応するN4セッションの識別子、またはローカルに割り当てられたもしくは構成されたインターフェース識別子、またはDetNet AFによって割り当てられ、SMFおよびUPFに通信される識別子など、別の識別子によって、特定されてもよい。
【0086】
追加または代替の実施形態によれば、インターフェース識別子(ポート番号または他のインターフェース識別子など)はまた、DetNet AFからSDNコントローラに提供されてもよく、その結果、SDNコントローラは、明示的なルートのために発信インターフェースを指定するときに、後でそのインターフェース識別子を参照することができる。
【0087】
図5は、本発明の概念の実施形態による、無線通信を提供するように構成された通信デバイス500(モバイル端末、モバイル通信端末、無線デバイス、無線通信装置、無線端末、モバイルデバイス、無線通信端末、ユーザ装置(「UE」)、ユーザ装置ノード/端末/デバイスなどとも呼ばれる)の要素を示す構成図である。(通信装置500は、たとえば、無線デバイスUE9012A、UE9012B、ならびに
図9の有線または無線デバイスUE9012C、UE9012D、
図10のUE1000、
図13の仮想化ハードウエア1304、および仮想マシン1308A、1308B、ならびに
図14のUE1406に関して以下で説明されるように提供され、それらのすべては、別段の注記がない限り、本明細書で説明される例および実施形態において置換可能であると見なされるべきであり、本開示の意図される範囲内である)。図示されるように、通信装置500は、無線アクセスネットワークの(たとえば、
図10のアンテナ1022に対応する)アンテナ507と、(たとえば、RANノードと呼ばれる、
図9のネットワークノード9010A、9010B、
図11のネットワークノード1100、および
図14のネットワークノード1404に対応する)基地局とのアップリンクおよびダウンリンク無線通信を提供するように構成された送信機および受信機を含む、(たとえば、送信機1018および受信機1020を有する
図10のインターフェース1012に対応する、送受信機とも呼ばれる)送受信機回路501と、を有する。通信装置500は、さらに、(たとえば、
図10の処理回路1002や
図13の制御システム1312に対応する、プロセッサとも呼ばれる)処理回路503と、送受信機回路に結合された(たとえば、
図9のメモリ1010に対応する、メモリとも呼ばれ)処理回路503に結合されたメモリ回路505とを含み得る。メモリ回路505は、処理回路503によって実行されると、処理回路503に、本明細書で開示される実施形態による動作を実行させるコンピュータ可読プログラムコードを含み得る。他の実施形態によれば、処理回路503は、別個のメモリ回路が不要なよう、メモリを含むように定義されうる。通信装置500はまた、処理回路503に結合されたインターフェース(ユーザインターフェースなど)を含み得、および/または通信装置500は、車両に組み込まれ得る。
【0088】
本明細書で説明するように、通信装置500の動作は、処理回路503および/または送受信機回路501によって実行されてもよい。たとえば、処理回路503は、無線アクセスネットワークノード(基地局とも呼ばれる)に無線インターフェースを介して送受信機回路501を通じて通信を送信し、および/または無線インターフェースを介してRANノードから送受信機回路501を通じて通信を受信するように、送受信機回路501を制御することができる。さらに、モジュールをメモリ回路505に記憶することができ、これらのモジュールはモジュールの命令が処理回路503によって実行されるとき、処理回路503がそれぞれの動作(たとえば、無線通信装置に関する例示的な実施形態に関して以下で説明する動作)を実行するように、命令を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、通信装置500および/またはその要素/機能は、仮想ノード/ノードおよび/または仮想マシン/マシンとして具現化されてもよい。
【0089】
図6は、本発明の概念の実施形態による、セルラー通信を提供するように構成されたRANの無線アクセスネットワーク(「RAN」)ノード600(ネットワークノード、基地局、eNodeB/eNB、gNodeB/gNBなどとも呼ばれる)の要素を示す構成図である。(RANノード600は、たとえば、
図9のネットワークノード9010A、9010B、
図11のネットワークノード1100、
図13のハードウェア1304または仮想マシン1308A、1308B、および/または
図14の基地局1404に関して以下で説明するように提供され得、それらのすべては、本明細書で説明する例および実施形態において置換可能であると見なされ、本開示の意図された範囲内であるべきである)、示されるように、RANノード600は、移動端末とのアップリンクおよびダウンリンク無線通信を提供するように構成された送信機および受信機を含む、送受信機回路601(たとえば、
図11のRF送受信機回路1112および無線フロントエンド回路1118の一部に対応する、送受信機とも呼ばれる)を含み得る。RANノード600は、RANおよび/またはコアネットワーク(「CN」)の他のノード(たとえば、他の基地局との)との通信を提供するように構成されたネットワークインターフェース回路607(たとえば、
図11の通信インターフェース1106の一部に対応するネットワークインターフェースとも呼ばれる)を含み得る。ネットワークノード600はまた、送受信機回路601に結合された処理回路603(たとえば、
図11の処理回路1102に対応するプロセッサとも呼ばれる)と、処理回路に結合されたメモリ回路605(たとえば、
図11のメモリ1104に対応するメモリとも呼ばれる)とを含み得る。メモリ回路605は、処理回路603によって実行されると、処理回路603に、本明細書で開示される実施形態による動作を実行させるコンピュータ可読プログラムコードを含み得る。他の実施形態によれば、処理回路603は、別個のメモリ回路605が必要とされないように、メモリを含むように定義されてもよい。
【0090】
本明細書で説明するように、RANノード600の動作は、処理回路603、ネットワークインターフェース607、および/または送受信機601によって実行されうる。たとえば、処理回路603は、1つまたは複数のモバイル端末(UE)に無線インターフェースを介して送受信機601を通じてダウンリンク通信を送信するように、および/または、1つまたは複数のモバイル端末(UE)から無線インターフェースを介して送受信機601を通じてアップリンク通信を受信するように、送受信機601を制御することができる。同様に、処理回路603は、1つまたは複数の他のネットワークノードにネットワークインターフェース607を通じて通信を送信し、および/または1つまたは複数の他のネットワークノードからネットワークインターフェースを通じて通信を受信するようにネットワークインターフェース607を制御することができる。さらに、モジュールをメモリ605に記憶することができ、これらのモジュールはモジュールの命令が処理回路603によって実行されるとき、処理回路603がそれぞれの動作(たとえば、RANノードに関する例示的な実施形態に関して以下で説明する動作)を実行するように、命令を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、RANノード600および/またはその要素/機能は、仮想ノード/ノードおよび/または仮想マシン/マシンとして具現化されてもよい。
【0091】
いくつかの他の実施形態によれば、ネットワークノードは、送受信機なしでコアネットワーク(「CN」)ノードとして実装されてもよい。そのような実施形態によれば、無線通信装置UEへの送信は、無線通信装置UEへの送信が送受信機を含むネットワークノードを通して(たとえば、基地局またはRANノードを通して)提供されるように、CNノードによって開始されてもよい。ネットワークノードが送受信機を含むRANノードである実施形態によれば、送信を開始することは、送受信機を通じて送信することを含みうる。
【0092】
図7は、本発明の実施形態によるセルラー通信を提供するように構成された通信ネットワークのCNノードの構成要素(たとえば、SMF(セッション管理機能)ノード、AMF(アクセスアンドモビリティマネージメント機能)など)を示す図である。(CNノード700は、たとえば、
図9のコアネットワークノード9008、
図13のハードウェア1304または仮想マシン1308A、1308Bに関して以下で説明するように提供され得、それらのすべては、本明細書で説明する例および実施形態において置換可能であると見なされ、本開示の意図される範囲内であるべきである)図示のように、CNノード700は、コアネットワークおよび/または無線アクセスネットワークRANの他のノードとの通信を提供するように構成されたネットワークインターフェース回路707を含み得る。CNノード700はまた、ネットワークインターフェース回路に結合された処理回路703(プロセッサとも呼ばれる)と、処理回路に結合されたメモリ回路705(メモリとも呼ばれる)とを含み得る。メモリ回路705は、処理回路703によって実行されると、処理回路703に、本明細書で開示される実施形態による動作を実行させるコンピュータ可読プログラムコードを含み得る。他の実施形態によれば、処理回路703は、別個のメモリ回路が不要なよう、メモリを含むように定義されうる。
【0093】
本明細書で説明するように、CNノード700の動作は、処理回路703および/またはネットワークインターフェース回路707によって実行されてもよい。たとえば、処理回路703は、ネットワークインターフェース回路707を通じて1つまたは複数の他のネットワークノードに通信を送信し、および/またはネットワークインターフェース回路を通じて1つまたは複数の他のネットワークノードから通信を受信するように、ネットワークインターフェース回路707を制御することができる。さらに、モジュールをメモリ705に記憶することができ、これらのモジュールはモジュールの命令が処理回路703によって実行されるとき、処理回路703がそれぞれの動作(たとえば、コアネットワークノードに関する例示的な実施形態に関して以下で説明する動作)を実行するように、命令を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、CNノード700および/またはその要素/機能は、仮想ノード/ノードおよび/または仮想マシン/マシンとして具現化されてもよい。
【0094】
以下の説明では、ネットワークノードは、コアネットワークノード700、コアネットワークノード9008、ハードウェア1304、または仮想マシン1308A、1308Bのいずれかであってもよいが、コアネットワークノード700は、ネットワークノードの動作の機能を説明するために使用されるものとする。(
図7の構造を用いて実施される)コアネットワーク(CN)ノード700の動作を、発明概念のいくつかの実施形態による
図8のフローチャートを用いて説明する。たとえば、モジュールは、
図7のメモリ705に記憶されてもよく、これらのモジュールは、モジュールの命令がそれぞれのCNノード処理回路703によって実行されるとき、処理回路703がフローチャートのそれぞれの動作を実行するように、命令を提供してもよい。
【0095】
図8は、インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキング(「DetNet」)を可能にするための通信ネットワークのネットワークノードによって実行される動作の例示を示すフローチャートである。いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークは、第5世代(「5G」)ネットワークを含み、ネットワークノードは、DetNetアプリケーション機能を提供するように構成されたコアネットワーク(「CN」)ノードを含む。
【0096】
ブロック810において、処理回路703は、通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定する。いくつかの実施形態によれば、制御およびコンフィグレーション情報は、通信ネットワークのルーティングに関する情報を含む。いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、ユーザプレーン機能(UPF)、セッション管理機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、およびポリシーコントロール機能(PCF)のうちの少なくとも1つから制御およびコンフィグレーション情報を受信することを含む。
【0097】
追加または代替の実施形態によれば、制御およびコンフィグレーション情報は、通信ネットワーク内のパケットデータユニット(PDU)セッションを介して割り当てられたIPアドレスを含むトポロジおよびルーティング情報を含む。
【0098】
追加または代替の実施形態によれば、通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、サポートされるマルチキャストアドレスに関連する情報、マルチキャスト配信が設定されるフロー、および一セットの発信インターフェースのうちの少なくとも1つを含む、通信ネットワークに関連するマルチキャスト配信ルールを決定することを含む。
【0099】
ブロック820において、処理回路703は、ネットワークインターフェース707を介して、DetNetに関連付けられたSDNコントローラからルーティング要求を受信する。
【0100】
ブロック830において、処理回路703は、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定する。いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求がマルチキャスト配信ルールに準拠するかどうかを判定することを含む。追加または代替の実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が、パケットデータユニット(PDU)セッションに対するの宛先IPアドレスのマッピングと比較して、所与の宛先アドレスを有するパケットを別のPDUセッションにルーティングするかどうかを判定することを含む。
【0101】
ブロック840において、処理回路703は、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと衝突することを回避するために、通信ネットワークのルーティングを更新する。いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークのルーティングを更新することは、ルーティング要求に関連するコンフィグレーション情報を、通信ネットワークに適用可能なコンフィグレーション情報に変換することと、通信ネットワークに適用可能なコンフィグレーション情報を、ユーザプレーン機能(UPF)、セッションマネージメント機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、および通信ネットワークのポリシー制御機能(PCF)のうちの少なくとも1つに送信することとを含む。
【0102】
ブロック850において、処理回路703は、ネットワークインターフェース707を介して、ルーティング要求の受諾または拒否を示す応答をSDNコントローラに送信する。いくつかの実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合すると判定することを含み、SDNコントローラに応答を送信することは、ルーティング要求の拒否を送信することを含む。
【0103】
他の実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合しないと決定することを含み、SDNコントローラに応答を送信することは、ルーティング要求の受諾を送信することを含む。
【0104】
追加または代替の実施形態によれば、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合するかどうかを判定することは、ルーティング要求が通信ネットワークのルーティングと競合すると判定することと、通信ネットワークのルーティングを更新したことに応答して、ルーティング要求の受諾を送信することと、を含む。
【0105】
ブロック860において、処理回路703は、ネットワークインターフェース707を介して、SDNコントローラから通信ネットワーク内のルーティング要求に関連するDetNetフローを確立する要求を受信する。DetNetフローを確立するための要求は、DetNetフローのためのQoS要件を含むことができる。
【0106】
ブロック870において、処理回路703は、通信ネットワークがQoS要件を満たすことができるかどうかを判定する。いくつかの実施形態によれば、通信ネットワークがQoS要件を満たすことができるかどうかを判定することは、DetNetフローのQoS要件を第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)、特定のQoS要件に変換することと、3GPP特定のQoS要件を通信ネットワークのポリシー制御機能(PCF)に送信することとを含む。
【0107】
ブロック880において、処理回路703は、DetNetフローを確立する。
【0108】
図8のフローチャートからの様々な動作は、CN系ノードおよび関連する方法のいくつかの実施形態に関して任意であってもよい。例示的な実施形態1(以下に記載)の方法に関して、たとえば、
図8のブロック840、860、870、および880の動作は、任意選択であってもよい。
【0109】
図9は、いくつかの実施形態による通信システム9000の例示を示す。
【0110】
例示では、通信システム9000は、無線アクセスネットワーク(RAN)などのアクセスネットワーク9004を含む電気通信ネットワーク9002と、1つまたは複数のコアネットワークノード9008を含むコアネットワーク9006とを含む。アクセスネットワーク9004は、ネットワークノード9010aおよび9010b(そのうちの1つまたは複数は、一般にネットワークノード9010と呼ばれ得る)、または任意の他の同様の第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)アクセスノードまたは非3GPPアクセスポイントなどの、1つまたは複数のアクセスネットワークノードを含む。ネットワークノード9010は、1つまたは複数の無線コネクションを介してUE9012a、9012b、9012c、および9012d(それらのうちの1つまたは複数は一般にUE9012と呼ばれ得る)をコアネットワーク9006に接続することなどによって、ユーザ装置(UE)の直接的または間接的コネクションを可能にする。
【0111】
無線コネクションを介した例示的な無線通信は、電磁波、電波、赤外線、および/またはワイヤ、ケーブル、または他のデータ導体を使用せずに情報を伝達するのに適した他のタイプの信号を使用して無線信号を送信および/または受信することを含む。さらに、様々な実施形態によれば、通信システム9000は、任意の個数の有線または無線ネットワーク、ネットワークノード、UE、および/または、有線または無線コネクションを介するかどうかにかかわらず、データおよび/または信号の通信を容易にし、またはそれに関与してもよい任意の他の構成要素またはシステムを含み得る。通信システム9000は、任意の種類の通信、電気通信、データ、セルラー、無線ネットワーク、および/または他の同様のタイプのシステムを含み、および/またはそれらとインターフェースしてもよい。
【0112】
UE9012は、ネットワークノード9010および他の通信装置と無線に通信するように構成され、構成され、および/または動作可能な無線デバイスを含む、多種多様な通信装置のいずれかであってもよい。同様に、ネットワークノード9010は、無線ネットワークアクセスなどのネットワークアクセスを可能にし、および/または提供するために、および/または電気通信ネットワーク9002における管理などの他の機能を実行するために、UE9012および/または電気通信ネットワーク9002内の他のネットワークノードもしくは装置と直接的または間接的に通信するように構成され、可能に構成され、および/または動作可能である。
【0113】
図示の実施形態によれば、コアネットワーク9006は、ネットワークノード9010をホスト9016などの1つまたは複数のホストに接続する。これらのコネクションは、1つまたは複数の中間ネットワークまたはデバイスを介して直接的または間接的であってもよい。他の実施例では、ネットワークノードは、ホストに直接的に結合されてもよい。コアネットワーク9006は、ハードウエアおよびソフトウエアコンポーネントで構成された1つ以上のコアネットワークノード(たとえば、コアネットワークノード9008)を含む。これらの構成要素の特徴は、UE、ネットワークノード、および/またはホストに関して説明したものと実質的に同様であってもよく、したがって、それらの説明は、概して、コアネットワークノード9008の対応する構成要素に適用可能である。例示的なコアネットワークノードは、モバイルスイッチングセンタ(MSC)、モビリティ管理エンティティ(MME)、ホームサブスクライバサーバ(HSS)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、セッション管理機能(SMF)、認証サーバ機能(AUSF)、サブスクリプション識別子隠蔽解除機能(SIDF)、統合データ管理(UDM)、セキュリティエッジプロテクションプロキシ(SEPP)、ネットワーク公開機能(NEF)、および/またはユーザプレーン機能(UPF)のうちの1つまたは複数の機能を含む。
【0114】
ホスト9016は、アクセスネットワーク9004および/または電気通信ネットワーク9002のオペレータまたはプロバイダ以外のサービスプロバイダの所有権または制御下にあってもよく、サービスプロバイダによって、またはサービスプロバイダに代わって動作されてもよい。ホスト9016は、1つまたは複数のサービスを提供するために様々なアプリケーションをホストすることができる。そのようなアプリケーションの例には、ライブおよび事前に記録されたオーディオ/ビデオコンテンツ、複数のUEによって検出された様々な周囲条件に関するデータを検索およびコンパイルするなどのデータ収集サービス、分析機能、ソーシャルメディア、リモートデバイスを制御するための、またはそうでなければリモートデバイスと対話するための機能、アラームおよび監視センターのための機能、またはサーバによって実行される任意の他のそのような機能が含まれる。
【0115】
全体として、
図9の通信システム9000は、UE、ネットワークノード、およびホスト間のコネクティビティを可能にする。その意味で、通信システムは、それだけに限らないが、モバイル通信のためのグローバルシステム(GSM)、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)、ロングタームエボリューション(LTE)、および/または他の好適な2G、3G、4G、5G規格、または任意の適用可能な将来世代規格(たとえば、6G)、電気電子技術者協会(IEEE)802.11規格(WiFi)などの無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)規格、および/またはマイクロ波アクセスのためのワールドワイドインターオペラビリティ(WiMax)、Bluetooth(登録商標)、Z-Wave、近距離無線通信(NFC)、ZigBee、LiFi、および/またはLoRaおよびSigfoxなどの任意の低電力ワイドエリアネットワーク(LPWAN)規格などの任意の他の適切な無線通信規格など、事前定義された規則または手続きに従って動作するように構成されてもよい。
【0116】
いくつかの例では、電気通信ネットワーク9002は、3GPP標準化特徴を実装するセルラーネットワークである。したがって、電気通信ネットワーク9002は、電気通信ネットワーク9002に接続された異なるデバイスに異なる論理ネットワークを提供するために、ネットワークスライシングをサポートしてもよい。たとえば、電気通信ネットワーク9002は、いくつかのUEにURLLC(超高信頼性低遅延通信)サービスを提供する一方で、他のUEにeMBB(強化型モバイルブロードバンド)サービス、および/またはさらなるUEにmMTC(マッシブマシンタイプ通信)/マッシブIoTサービスを提供してもよい。
【0117】
いくつかの例では、UE9012は、直接的な人間の対話なしに情報を送信および/または受信するように構成される。たとえば、UEは、所定のスケジュールで、内部または外部イベントによってトリガされたときに、またはアクセスネットワーク9004からの要求に応答して、アクセスネットワーク9004に情報を送信するように設計されてもよい。さらに、UEは、単一またはマルチRATまたはマルチ標準規格モードで動作するように構成されてもよい。たとえば、UEは、Wi-Fi、NR(新無線)、およびLTEの任意の1つまたは組合せで動作することができ、すなわち、E-UTRAN(進化型UMTS地上無線アクセスネットワーク)ニューレディオ・デュアルコネクティビティ(EN-DC)などのマルチ無線デュアルコネクティビティ(MR-DC)のために構成されてもよい。
【0118】
例示では、ハブ9014は、1つまたは複数のUE(たとえば、UE9012cおよび/または9012d)とネットワークノード(たとえば、ネットワークノード9010b)との間の間接通信を容易にするためにアクセスネットワーク9004と通信する。いくつかの例では、ハブ9014は、コントローラ、ルータ、コンテンツソースおよび分析、またはUEに関して本明細書で説明する他の通信装置のいずれかであってもよい。たとえば、ハブ9014は、UEのためのコアネットワーク9006へのアクセスを可能にするブロードバンドルータであってもよい。別の例として、ハブ9014は、UE内の1つまたは複数のアクチュエータにコマンドまたは命令を送るコントローラであってもよい。コマンドまたは命令は、UE、ネットワークノード9010から、またはハブ9014内の実行可能コード、スクリプト、プロセス、または他の命令によって受信されてもよい。別の例として、ハブ9014は、UEデータのための一時記憶装置として働くデータコレクタであってもよく、いくつかの実施形態によれば、データの分析または他の処理を実行してもよい。別の例として、ハブ9014は、コンテンツソースであってもよい。たとえば、VRヘッドセット、ディスプレイ、ラウドスピーカまたは他のメディア配信デバイスであるUEの場合、ハブ9014は、ネットワークノードを介して、VRアセット、映像、音声、または他のメディアまたは感覚情報に関連するデータを取り出すことができ、次いで、ハブ9014は、ローカル処理を実行した後、および/または追加のローカルコンテンツを追加した後のいずれかで、直接的にUEに提供する。さらに別の例では、ハブ9014は、とりわけ、UEのうちの1つまたは複数が低エネルギーIoTデバイスである場合、UEのプロキシサーバまたはオーケストレータとして働く。
【0119】
ハブ9014は、ネットワークノード9010bに対して一定/持続的または断続的なコネクションを有することができる。ハブ9014はまた、ハブ9014とUE(たとえば、UE9012cおよび/または9012d)との間、およびハブ9014とコアネットワーク9006との間の別の通信方式および/またはスケジュールを可能にしてもよい。他の実施形態によれば、ハブ9014は、有線コネクションを介してコアネットワーク9006および/または1つまたは複数のUEに接続される。さらに、ハブ9014は、アクセスネットワーク9004を介してM2Mサービスプロバイダに、および/または直接コネクションを介して別のUEに接続するように構成されてもよい。いくつかの状況では、UEは、有線または無線コネクションを介してハブ9014を介して依然として接続されている間に、ネットワークノード9010との無線コネクションを確立してもよい。いくつかの実施形態によれば、ハブ9014は、専用ハブ、すなわち、ネットワークノード9010bから/からUEに通信をルーティングすることが主な機能であるハブであってもよい。他の実施形態によれば、ハブ9014は、非専用ハブ、すなわち、UEとネットワークノード9010bとの間の通信をルーティングするように動作することが可能であるが、特定のデータチャネルのためのスタートポイントおよび/またはエンドポイントとしてさらに動作することが可能であるデバイスであってもよい。
【0120】
図10は、いくつかの実施形態によるUE1000を示す。本明細書で使用される場合、UEは、ネットワークノードおよび/または他のUEと無線で通信することが可能であり、構成され、配置され、および/または動作可能な装置を指す。UEとしては、スマートフォン、携帯電話、携帯電話、ボイスオーバーIP(VoIP)電話、無線ローカルループ電話、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、無線カメラ、ゲーミングコンソール、音楽記憶デバイス、再生機器、ウェアラブル端末デバイス、無線エンドポイント、移動局、タブレット、ラップトップ、ラップトップ組み込み機器(LEE)、ラップトップ搭載機器(LME)、スマートデバイス、無線カスタマープレミス機器(CPE)、車載または組み込み/統合無線デバイスなどが挙げられるが、これらに限定されない。他の例は、狭帯域モノのインターネット(NB-IoT)UE、マシンタイプ通信(MTC)UE、および/または拡張MTC(eMTC)UEを含む、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって規定される任意のUEを含む。
【0121】
UEは、たとえば、サイドリンク通信、専用短距離通信(DSRC)、車車間通信(V2V)、車対インフラストラクチャ(V2I)、または車対あらゆる物(V2X)のための3GPP規格を実装することによって、デバイスツーデバイス(D2D)通信をサポートしてもよい。他の例では、UEは、必ずしも、関連するデバイスを所有し、および/またはそれを操作する人間のユーザの意味で、ユーザを有していなくてもよい。代わりに、UEは、人間のユーザへの販売または人間のユーザによる操作が意図されているが、最初は特定の人間のユーザ(たとえば、スマートスプリンクラコントローラ)に関連付けられていてもいなくてもよく、または関連付けられていなくてもよいデバイスを表してもよい。あるいは、UEは、エンドユーザへの販売またはエンドユーザによる運用を意図されていないが、ユーザ(たとえば、スマート電力メータ)のために関連付けられるか、または運用されてもよいデバイスを表してもよい。
【0122】
UE1000は、バス1004を介して、入力/出力インターフェース1006、電源1008、メモリ1010、通信インターフェース1012、および/または任意の他の構成要素、またはそれらの任意の組合せに動作可能に結合される処理回路1002を含む。いくつかのUEは、
図10に示される構成要素のすべてまたはサブセットを利用してもよい。構成要素間の統合のレベルは、1つのUEから別のUEへと変化してもよい。さらに、いくつかのUEは、複数のプロセッサ、メモリ、トランシーバ(送受信機)、送信機、受信機など、部品の複数のインスタンスを含み得る。
【0123】
処理回路1002は、命令およびデータを処理するように構成され、メモリ1010内にマシン可読コンピュータプログラムとして記憶された命令を実行するように動作可能な任意のシーケンシャルステートマシンを実装するように構成されてもよい。処理回路1002は、1つまたは複数のハードウェア実装型のステートマシン(たとえば、個別論理、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)など)、適切なファームウェアとともにプログラマブルロジック、適切なソフトウェアとともにマイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサ(DSP)などの1つまたは複数の記憶されたコンピュータプログラム、汎用プロセッサ、または上記の任意の組合せとして実装されてもよい。たとえば、処理回路1002は、複数の中央処理装置(CPU)を含むことができる。
【0124】
この例では、入力/出力インターフェース1006は、入力デバイス、出力デバイス、または1つまたは複数の入力および/または出力デバイスにインターフェースを提供するように構成されてもよい。出力デバイスの例は、スピーカ、サウンドカード、ビデオカード、ディスプレイ、監視、プリンタ、アクチュエータ、エミッタ、スマートカード、別の出力デバイス、またはそれらの任意の組合せを含む。入力デバイスは、ユーザがUE1000に情報をキャプチャすることを可能にしてもよい。入力デバイスの例には、タッチセンシティブまたはプレゼンスセンシティブディスプレイ(存在感知表示装置)、カメラ(たとえば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなど)、マイクロフォン、センサ、マウス、トラックボール、方向入力パッド、トラックパッド、スクロールホイール、スマートカードなどが含まれる。プレゼンスセンシティブディスプレイは、ユーザからの入力を感知するために、容量性または抵抗性タッチセンサを含んでもよい。センサは、たとえば、加速度計、ジャイロスコープ、傾斜センサ、力センサ、磁力計、光センサ、近接センサ、生体センサなど、またはそれらの任意の組合せであってもよい。出力デバイスは、入力デバイスと同じタイプのインターフェイスポートを使用できる。たとえば、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポートは、入力デバイスおよび出力デバイスを提供するために使用されてもよい。
【0125】
いくつかの実施形態によれば、電源1008は、バッテリまたはバッテリパックとして構成される。外部電源(たとえば、電気コンセント)、光発電デバイス、または電池などの他のタイプの電源を使用することができる。電源1008は、電源1008自体、および/または外部電源から、入力回路または電力ケーブルなどのインターフェースを介して、UE1000の種々の部分に電力を送達するための電力回路をさらに含み得る。送電は、たとえば、電源1008の充電のためのものであってもよい。電力回路は、電力が供給されるUE1000のそれぞれの構成要素に適した電力を作るために、電源1008からの電力に対する任意のフォーマット、変換、または他の修正を実行してもよい。
【0126】
メモリ1010は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、プログラマブル読出し専用メモリ(PROM)、消去可能フィールドプログラマブルゲートアレイ読出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(EEPROM)、磁気ディスク、光ディスク、ハードディスク、リムーバブルカートリッジ、フラッシュドライブなどのメモリであってもよいか、またはそれらを含むように構成されてもよい。一実施形態によれば、メモリ1010は、オペレーティングシステム、ウェブブラウザアプリケーション、ウィジェット、ガジェットエンジン、または他のアプリケーションなどの1つまたは複数のアプリケーションプログラム1014、および対応するデータ1016を含む。メモリ1010は、様々なオペレーティングシステムまたはオペレーティングシステムの組合せのいずれかを、UE1000が使用するために記憶することができる。
【0127】
メモリ1010は、独立ディスクの冗長アレイ(RAID)、フラッシュメモリ、USBフラッシュドライブ、外部ハードディスクドライブ、サムドライブ、ペンドライブ、キードライブ、高密度デジタル多用途ディスク(HD-DVD)光ディスクドライブ、内蔵ハードディスクドライブ、ブルーレイ光ディスクドライブ、ホログラフィックデジタルデータストレージ(HDDS)光ディスクドライブ、外部ミニデュアルインラインメモリモジュール(DIMM)、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)、外部マイクロDIMM SDRAM、1つまたは複数の加入者識別モジュール(SIM)、たとえばUSIMおよび/またはISIM、他のメモリ、またはそれらの任意の組合せを含むユニバーサル集積回路カード(UICC)の形態の不正開封防止モジュールなどのスマートカードメモリなど、いくつかの物理駆動部含むように構成されてもよい。UICCは、たとえば、埋め込みUICC(eUICC)、統合UICC(iUICC)、または「SIMカード」として一般に知られているリムーバブルUICCであってもよい。メモリ1010は、UE1000が、一時的または非一時的メモリ媒体上に記憶された命令、アプリケーションプログラムなどにアクセスし、データをオフロードし、またはデータをアップロードすることを可能にしてもよい。通信システムを利用するものなどの製品は、デバイス可読記憶媒体であってもよいし、デバイス可読記憶媒体を含んでもよいメモリ1010として、またはその中に有形に具現化されてもよい。
【0128】
処理回路1002は、通信インターフェース1012を使用してアクセスネットワークまたは他のネットワークと通信するように構成されてもよい。通信インターフェース1012は、1つまたは複数の通信サブシステムを備え得、アンテナ1022を含み得るか、または通信可能に結合されてもよい。通信インターフェース1012は、無線通信が可能な別の装置(たとえば、アクセスネットワーク中の別のUEまたはネットワークノード)の1つまたは複数のリモート送受信機と通信することなどによって通信するために使用される1つまたは複数の送受信機を含み得る。各送受信機は、ネットワーク通信(たとえば、光、電気、周波数割り当てなど)を提供するのに適切な送信機1018および/または受信機1020を含み得る。さらに、送信機1018および受信機1020は、1つまたは複数のアンテナ(たとえば、アンテナ1022)に結合され得、回路構成要素、ソフトウェアまたはファームウェアを共有してもよいか、あるいは別個に実装されてもよい。
【0129】
図示の実施形態によれば、通信インターフェース1012の通信機能は、セルラー通信、Wi-Fi通信、LPWAN通信、データ通信、ボイス通信、マルチメディア通信、ブルートゥースなどの近距離通信、近距離通信、ロケーションを決定するための全地球測位システム(GPS)の使用などのロケーションベースの通信、別の同様の通信機能、またはそれらの任意の組合せを含み得る。通信は、IEEE802.11、符号分割多元接続(CDMA)、広帯域符号分割多元接続(WCDMA)、GSM(登録商標)、LTE、新しい無線(NR)、UMTS、WiMax、イーサネット(登録商標)、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)、同期光ネットワーキング(SONET)、非同期転送モード(ATM)、QUIC、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)などの1つまたは複数の通信プロトコルおよび/または規格に従って実装されてもよい。
【0130】
センサの種類にかかわらず、UEは、その通信インターフェース1012を介して、無線コネクションを介してネットワークノードに、そのセンサによってキャプチャされたデータ出力を提供することができる。UEのセンサによってキャプチャされたデータは、別のUEを介して無線コネクションを介してネットワークノードに通信されてもよい。出力は、トリガーイベントに応答して(たとえば、水分が検出されたとき、警告が送信されたとき)、要求(たとえば、ユーザ開始要求)、または連続ストリーム(たとえば、患者のライブビデオフィード)に応答して、周期的(たとえば、感知された温度を報告する場合、15分に1回)、ランダム(たとえば、いくつかのセンサからの報告からの負荷さえもなく)であってもよい。
【0131】
別の例示として、UEは、無線コネクションを介してネットワークノードから無線インプットを受信するように構成された通信インターフェースに関連するアクチュエータ、モータ、またはスイッチを備える。受信された無線入力に応答して、アクチュエータ、モータ、またはスイッチの状態が変化してもよい。たとえば、UEは、受信された入力に従って、または受信された入力に従って医療処置を実行するロボットアームに、飛行中の無人機の操縦翼面またはロータを調整するモータを備え得る。
【0132】
UEは、モノのインターネット(IoT)デバイスの形成であるとき、1つまたは複数のアプリケーションドメインで使用するためのデバイスであってもよく、これらのドメインは、限定はされないが、都市ウェアラブル技術、拡張産業アプリケーション、およびヘルスケアを備える。そのようなIoTデバイスの非限定的な例は、ネットワークコネクティッド型の冷蔵庫または冷凍庫、TV、コネクティッド型の照明器具、電気メータ、ロボット真空掃除機、音声制御スマートフォンスピーカ、ホームセキュリティカメラ、運動検出器、サーモスタット、煙検出器、ドア/窓センサ、洪水/水分センサ、電気式ドアロック、コネクティッド型のドアベル、熱交換機などの空調システム、自動運転車両、監視システム、気象監視装置、車両駐車監視装置、電気式車両充電ステーション、スマートフォンウォッチ、フィットネストラッカー、拡張現実(AR)または仮想現実(VR)のためのヘッドマウントディスプレイ、触覚増強または感覚増強のためのウェアラブル機器、散水器、動植物または物品を追跡するためのデバイス、植物または動物を監視するためのセンサ、産業用ロボット、無人航空機(UAV)、および心拍数モニタまたは遠隔操作の手術ロボットのような任意の種類の医療装置などであるか、これらに搭載されるデバイスである。IoTデバイスの形態のUEは、
図10に示されるUE1000に関連して説明されるような他の構成要素に加えて、IoTデバイスの意図されたアプリケーションに応じた回路および/またはソフトウェアを備える。
【0133】
さらに別の具体例として、IoTシナリオでは、UEは、監視および/または測定を実行し、そのような監視および/または測定の結果を別のUEおよび/またはネットワークノードに送信するマシンまたは他の装置を表すことができる。UEは、この場合、3GPP文脈においてMTCデバイスと呼ばれ得るM2Mデバイスであってもよい。1つの特定の例として、UEは、3GPP NB-IoT規格を実装してもよい。他のシナリオでは、UEは、自動車、バス、トラック、船舶および航空機などの車両、またはその動作状態またはその動作に関連する他の機能を監視および/または報告することができる他の機器を表してもよい。
【0134】
実際には、任意の数のUEが、単一のユースケースに関して一緒に使用されてもよい。たとえば、第1のUEは、ドローンであってもよく、またはドローンに統合されてもよく、ドローンを操作するリモートコントローラである第2のUEにドローンの速度情報(速度センサを介して取得される)を提供してもよい。ユーザがリモートコントローラから変更を行うとき、第1のUEは、ドローンの速度を増加または減少させるために、(たとえば、アクチュエータを制御することによって)ドローン上のスロットルを調整することができる。第1および/または第2のUEはまた、上記で説明された機能のうちの2つ以上を含み得る。たとえば、UEは、センサおよびアクチュエータを備え、速度センサおよびアクチュエータの両方のためのデータの通信を取り扱うことができる。
【0135】
図11は、いくつかの実施形態によるネットワークノード1100を示す。本明細書で使用される場合、ネットワークノードは、電気通信ネットワークにおいて、UEと、および/または他のネットワークノードまたは装置と直接的または間接的に通信することができる、構成され、配置され、および/または動作可能な装置を指す。ネットワークノードの例にはアクセスポイント(AP)(たとえば、無線アクセスポイント)、基地局(BS)(たとえば、無線基地局、ノードB、進化型ノードB(eNB)およびNRノードB(gNB))が含まれるが、これらに限定されない。
【0136】
基地局は、それらが提供するカバレッジの量(または、異なる言い方をすれば、それらの送信電力レベル)に基づいて分類され得、したがって、提供されるカバレッジの量に応じて、フェムト基地局、ピコ基地局、マイクロ基地局、またはマクロ基地局と呼ばれ得る。基地局は、リレーを制御するリレーノードまたはリレードナーノードであってもよい。ネットワークノードはまた、遠隔無線ヘッド(RRH)と呼ばれることもある、集中デジタルユニットおよび/または遠隔無線ユニット(RRU)などの分散型の無線基地局の1つまたは複数の(またはすべての)部分を含むことができる。このような遠隔無線ユニットは、アンテナ一体型無線機としてアンテナと一体化される場合とされない場合がある。分散型の無線基地局の一部は、分散アンテナシステム(DAS)においてノードと呼ばれることもある。
【0137】
ネットワークノードの他の実例は、多送信ポイント(マルチTRP)5Gアクセスノード、MSR BSなどのマルチスタンダード無線(MSR)機器、無線ネットワークコントローラ(RNC)または基地局コントローラ(BSC)などのネットワークコントローラ、ベーストランシーバ局(BTS)、送信ポイント、送信ノード、マルチセル/マルチキャスト協調エンティティ(MCE)、運用および保守(O&M)ノード、運用支援システム(OSS)ノード、自己組織化ネットワーク(SON)ノード、測位ノード(たとえば、進化型サービングモバイルロケーションセンター(E-SMLC))、および/またはドライブテストの最小化(MDT)を含む。
【0138】
ネットワークノード1100は、処理回路1102と、メモリ1104と、通信インターフェース1106と、電源1108とを含む。ネットワークノード1100は、それぞれがそれぞれの構成要素を有してもよい、多数の物理的に別個の構成要素(たとえば、ノードB構成要素およびRNC構成要素、またはBTS構成要素およびBSC構成要素など)から構成されてもよい。ネットワークノード1100が複数の別々の構成要素(たとえば、BTSおよびBSC構成要素)を含む特定の状況では、1つまたは複数の別々の構成要素を複数のネットワークノード間で共有してもよい。たとえば、単一のRNCは、複数のノードBを制御することができる。このようなシナリオでは、ユニークなノードBとRNCとの各組は、場合によっては、単一の個別のネットワークノードと見なされる可能性がある。いくつかの実施形態で、ネットワークノード1100は、マルチプル(多元)無線アクセス技術(RAT)をサポートするように構成されうる。そのような実施形態によれば、いくつかの構成要素は複製されてもよく(たとえば、異なるRATのための別個のメモリ1104)、いくつかの構成要素は再使用されてもよい(たとえば、同じアンテナ1110が異なるRATによって共有されてもよい)。ネットワークノード1100はまた、ネットワークノード1100に統合された様々な無線技術のための様々な図示された構成要素、たとえば、GSM、WCDMA、LTE、NR、WiFi、Zigbee、Z-wave、LoRaWAN、無線周波数識別装置(RFID)、またはブルートゥース無線技術の多数のセットを含み得る。これらの無線技術は、ネットワークノード1100内の同じまたは異なったチップまたはチップセットおよび他の構成要素に統合されてもよい。
【0139】
処理回路1102は、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、中央処理装置、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または任意の他の好適な計算装置、資源、またはハードウェア、ソフトウェアおよび/もしくは符号化ロジックの組合せのうちの1つ以上の組合せを含んでもよく、これらの組合せは、単独で、またはメモリ1104などの他のネットワークノード1100構成要素と併せて、ネットワークノード1100機能を提供するように動作可能である。
【0140】
いくつかの実施形態によれば、処理回路1102は、システムオンチップ(SOC)を含む。いくつかの実施形態によれば、処理回路1102は、無線周波数(RF)送受信機回路1112およびベースバンド処理回路1114のうちの1つまたは複数を含む。いくつかの実施形態で、無線周波数(RF)送受信機回路1112およびベースバンド処理回路1114は、無線ユニットおよびデジタルユニットなどの、別個のチップ(またはチップセット)、ボード、またはユニット上にあってもよい。代替実施形態で、RF送受信機回路1112およびベースバンド処理回路1114の一部または全部は、同じチップまたはチップセット、ボード、またはユニット上にあってもよい。
【0141】
メモリ1104は、限定はしないが、永続記憶、ソリッドステートメモリ、リモートマウントメモリ、磁気媒体、光媒体、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、大容量記憶媒体(たとえば、ハードディスク)、リムーバブル記憶媒体(たとえば、フラッシュドライブ、コンパクトディスク(CD)またはデジタルビデオディスク(DVD))、ならびに/あるいは処理回路1102によって使用されてもよい情報、データ、および/または命令を記憶する任意の他の揮発性または不揮発性、非一時的デバイス可読および/またはコンピュータ実行可能メモリデバイスを含む、任意の形態の揮発性または不揮発性コンピュータ可読メモリを備え得る。メモリ1104は、コンピュータープログラム、ソフトウエア、ロジック、ルール、コード、テーブル、および/または処理回路1102によって実行され、ネットワークノード1100によって利用されてもよい他の命令のうちの1つ以上を含むアプリケーションを含む、任意の好適な命令、データ、または情報を記憶することができる。メモリ1104は、処理回路1102によって行われる任意の演算、および/または通信インターフェース1106を介して受信される任意のデータを記憶するために使用されてもよい。いくつかの実施形態によれば、処理回路1102およびメモリ1104は統合される。
【0142】
通信インターフェース1106は、ネットワークノード、アクセスネットワーク、および/または端末間のシグナリングおよび/またはデータの有線または無線に使用される。図示のように、通信インターフェース1106は、たとえば、有線コネクションを介してネットワークへ、およびネットワークからデータを送受信するためのポート/端子1116を備える。通信インターフェース1106はまた、アンテナ1110に、またはある実施形態によればその部分に結合されてもよい無線フロントエンド回路1118を含む。無線フロントエンド回路1118は、フィルタ1120および増幅器1122を備える。無線フロントエンド回路1118は、アンテナ1110および処理回路1102に接続されてもよい。無線フロントエンド回路は、アンテナ1110と処理回路1102との間で通信される信号を調整するように構成されてもよい。無線フロントエンド回路1118は、無線コネクションを介して他のネットワークノードまたはUEに送出されることになるデジタルデータを受信することができる。無線フロントエンド回路1118は、フィルタ1120および/または増幅器1122の組合せを使用して、デジタルデータを適切なチャネルおよび帯域幅パラメータを有する無線信号に変換してもよい。次いで、無線信号は、アンテナ1110を介して送信されてもよい。同様に、データを受信するとき、アンテナ1110は、無線フロントエンド回路1118によってデジタルデータに変換される無線信号を収集することができる。デジタルデータは、処理回路1102に渡されてもよい。他の実施形態で、通信のインターフェースは、異なる構成要素および//または構成要素が異なる組合せを含むことができる。
【0143】
特定の代替実施形態によれば、ネットワークノード1100は、別個の無線フロントエンド回路1118を含まず、代わりに、処理回路1102は、無線フロントエンド回路を含み、アンテナ1110に接続される。同様に、いくつかの実施形態によれば、RF送受信機回路1112のすべてまたはいくつかは、通信インターフェース1106の一部である。さらに他の実施形態によれば、通信インターフェース1106は、無線ユニット(図示せず)の一部として、1つまたは複数のポートまたは端末1116と、無線フロントエンド回路1118と、RF送受信機回路1112とを含み、通信インターフェース1106は、デジタルユニット(図示せず)の一部であるベースバンド処理回路1114と通信する。
【0144】
アンテナ1110は、無線信号を送信および/または受信するように構成された1つまたは複数のアンテナ、またはアンテナアレイを含み得る。アンテナ1110は、無線フロントエンド回路1118に結合され得、データおよび/または信号を無線に送信および受信することが可能な任意のタイプのアンテナであってもよい。ある実施形態によれば、アンテナ1110は、ネットワークノード1100とは別個であり、インターフェースまたはポートを通じてネットワークノード1100に接続可能である。
【0145】
アンテナ1110、通信インターフェース1106、および/または処理回路1102は、ネットワークノードによって実行されるものとして本明細書で説明される任意の受信動作および/またはいくつかの取得動作を実行するように構成されてもよい。任意の情報、データーおよび/または信号は、UE、別のネットワークノードおよび/または任意の他のネットワーク装置から受信されてもよい。同様に、アンテナ1110、通信インターフェース1106、および/または処理回路1102は、ネットワークノードによって実行されるものとして本明細書で説明される任意の送信動作を実行するように構成されてもよい。任意の情報、データーおよび/または信号は、UE、別のネットワークノードおよび/または任意の他のネットワーク装置に送信されてもよい。
【0146】
電源1108は、ネットワークノード1100の様々な構成要素に、それぞれの構成要素に適した形態で(たとえば、それぞれの構成要素に必要とされる電圧レベルおよび電流レベルで)電力を提供する。電源1108は、本明細書で説明する機能を実行するための電力をネットワークノード1100の構成要素に供給するための電力管理回路さらに備えるか、またはそれに結合されてもよい。たとえば、ネットワークノード1100は、外部電源(たとえば、送電ネットワーク、電気コンセント)に、電気ケーブルなどの入力回路またはインターフェースを介して接続可能であってもよく、それによって、外部電源は、電源1108の電源回路に電力を供給する。さらなる例として、電源1108は、電力回路に接続されるか、または電力回路に統合される、バッテリまたはバッテリパックの形態の電力源を備え得る。外部電源に障害が発生した場合、バッテリからバックアップ電源が提供されることがある。
【0147】
ネットワークノード1100の実施形態は、本明細書で説明される機能性のいずれか、および/または本明細書で説明される主題を支援するために必須の任意の機能性を含む、ネットワークノードの機能性の特定の態様を提供するための、
図11に示されるものを超える追加の構成要素を含み得る。たとえば、ネットワークノード1100は、ネットワークノード1100への情報の入力を可能にし、ネットワークノード1100からの情報の出力を可能にするユーザインターフェース装置を含むことができる。これにより、ユーザは、ネットワークノード1100の診断、保守、修理、および他の管理機能を実行してもよい。
【0148】
図12は、本明細書で説明する様々な態様による、
図9のホスト9016の一実施形態であってもよいホスト1200のブロック図である。本明細書で使用される場合、ホスト1200は、スタンドアロンサーバ、ブレードサーバ、クラウド実施サーバ、分散サーバ、仮想マシン、コンテナ、またはサーバファーム内の処理リソースを含む、様々な組合せのハードウェアおよび/またはソフトウェアであってもよいか、またはそれらを備え得る。ホスト1200は、1つまたは複数のサービスを1つまたは複数のUEに提供することができる。
【0149】
ホスト1200は、バス1204を介して、入力/出力インターフェース1206、ネットワークインターフェース1208、電源1210、およびメモリ1212に動作可能に結合される処理回路1202を含む。他の構成要素が、他の実施形態に含まれてもよい。これらの構成要素の特徴は、その説明がホスト1200の対応する構成要素に概して適用可能であるように、
図10および11などの前の図のデバイスに関して説明したものと実質的に同様であってもよい。
【0150】
メモリ1212は、1つまたは複数のホストアプリケーションプログラム1214と、ユーザデータ、たとえば、ホスト1200のためにUEによって生成されたデータまたはUEのためにホスト1200によって生成されたデータを含み得るデータ1216とを含む、1つまたは複数のコンピュータプログラムを含み得る。ホスト1200の実施形態は、示されている構成要素のサブセットのみまたはすべてを利用することができる。ホストアプリケーションプログラム1214は、コンテナベースのアーキテクチャで実装することができ、UEの複数の異なるクラス、タイプ、または実装(たとえば、ハンドセット、デスクトップコンピュータ、ウエアラブル表示システム、ヘッドアップ表示システム)に対する符号変換を含む、ビデオコーデック(たとえば、多目的映像符号化(VVC)、高効率映像符号化(HEVC)、アドバンスト映像符号化(AVC)、MPEG、VP9)と、オーディオコーデック(たとえば、FLAC、アドバンスト音声符号化(AAC)、MPEG、G.711)と、のサポートを提供することができる。ホストアプリケーションプログラム1214はまた、ユーザ認証およびライセンスチェックを提供することができ、コアネットワーク内またはその縁上の装置などの中央ノードに、ヘルス、ルート、およびコンテンツ利用可能性を定期的に報告することができる。したがって、ホスト1200は、UEのためのオーバーザトップサービスのための異なるホストを選択および/または示すことができる。ホストアプリケーションプログラム1214は、HTTPライブストリーミング(HLS)プロトコル、リアルタイムメッセージングプロトコル(RTMP)、リアルタイムストリーミングプロトコル(RTSP)、動的適応ストリーミングオーバーHTTP(MPEG-DASH)などの様々なプロトコルをサポートしてもよい。
【0151】
図13は、いくつかの実施形態によって実装される機能が仮想化されてもよい仮想化環境1300を示すブロック図である。本文中では、仮想化とは、ハードウェアプラットフォーム、記憶装置およびネットワークリソースを仮想化することを含む装置または装置の仮想バージョンを作成することを意味する。本明細書で使用される場合、仮想化は、本明細書で説明される任意のデバイス、またはその構成要素に適用され得、機能の少なくとも一部分が1つまたは複数の仮想コンポーネントとして実装される実装形態に関する。本明細書で説明する機能の一部または全部は、ネットワークノード、UE、コアネットワークノード、またはホストとして動作するハードウェアコンピューティングデバイスなどのハードウェアノードのうちの1つまたは複数によってホストされる1つまたは複数の仮想環境1300において実装される1つまたは複数の仮想マシン(VM)によって実行される仮想コンポーネントとして実装されてもよい。さらに、仮想ノードが無線コネクティビティを必要としない実施形態(たとえば、コアネットワークノードまたはホスト)では、ノードは完全に仮想化されてもよい。
【0152】
アプリケーション1302(代替的に、ソフトウェアインスタンス、仮想アプライアンス、ネットワーク機能、仮想ノード、仮想ネットワーク機能などと呼ばれ得る)は、本明細書で開示される実施形態のうちのいくつかの特徴、機能、および/または利点のうちのいくつかを実装するために、仮想化環境Q400において実行される。
【0153】
ハードウェア1304は、処理回路、ハードウェア処理回路によって実行可能なソフトウェアおよび/または命令を格納するメモリ、および/またはネットワークインターフェース、入力/出力インターフェースなど、本明細書で説明する他のハードウェアデバイスを含む。ソフトウェアは、処理回路によって実行されて、1つまたは複数の仮想化レイヤ1306(ハイパーバイザまたは仮想マシンモニタ(VMM)とも呼ばれる)をインスタンス化し、VM1308aおよび1308b(そのうちの1つまたは複数は、概してVM1308と呼ばれ得る)を提供し、ならびに/あるいは本明細書で説明するいくつかの実施形態に関連して説明する機能、特徴および/または利益のいずれかを実行してもよい。仮想化レイヤ1306は、ネットワーキングハードウェアのように見える仮想オペレーティングプラットフォームをVM1308に提示することができる。
【0154】
VM1308は、仮想処理、仮想メモリ、仮想ネットワークワーキングまたはインターフェース、および仮想ストレージを備え、対応する仮想化レイヤ1306によって実行されてもよい。仮想アプライアンス1302のインスタンスの様々な実施形態は、VM1308のうちの1つまたは複数上に実装されてもよく、当該実装は、異なる方法で行われてもよい。ハードウェアの仮想化は、ネットワーク機能仮想化(NFV)と呼ばれるいくつかの状況にそって行われる。NFVは、多くのネットワーク機器タイプを、業界標準の大容量サーバハードウェア、物理スイッチ、およびデータセンタ内に配置可能な物理ストレージ、ならびに顧客構内機器に統合するために、使用されてもよい。
【0155】
NFVの状況によれば、自販機1308は、あたかも物理的な仮想化されていないマシン上で実行されているかのようにプログラムを実行する物理マシンのソフトウェア実装であってもよい。VM1308の各々、およびそのVMを実行するハードウェア1304のその部分は、そのVM専用のハードウェア、および/またはそのVMによってVMの他のものと共有されるハードウェアであり、別々の仮想ネットワーク要素を形成する。さらに、NFVの状況では、仮想ネットワーク機能は、ハードウェア1304の上の1つまたは複数のVM1308において実行され、アプリケーション1302に対応する特定のネットワーク機能を処理する役割を担う。
【0156】
ハードウェア1304は、一般的なまたは具体的な構成要素を有する独立型ネットワークノードで実装されてもよい。ハードウェア1304は、仮想化を介していくつかの機能を実装することができる。代替的に、ハードウェア1304は、多くのハードウェアノードが協働し、とりわけ、アプリケーション1302のライフサイクル管理を監督する管理およびオーケストレーション1310を介して管理される、より大きなハードウェアクラスター(たとえば、データセンタまたはCPE内など)の一部であってもよい。いくつかの実施形態によれば、ハードウェア1304は、各々が1つまたは複数の送信機と、1つまたは複数のアンテナに結合されてもよい1つまたは複数の受信機とを含む、1つまたは複数の無線ユニットに結合される。無線ユニットは、1つまたは複数の適切なネットワークインターフェースを介して他のハードウェアノードと直接的に通信することができ、仮想ノードに無線接続ノードまたは基地局などの無線機能を提供するために仮想コンポーネントと組合せて使用することができる。いくつかの実施形態によれば、一部のシグナリングは、制御システム1312を使用して提供することができ、これは、代替的に、ハードウエアノードと無線ユニットとの間の通信に使用することができる。
【0157】
図14は、いくつかの実施形態による、部分的無線コネクションを介してUE1406とネットワークノード1404を介して通信するホスト1402の通信図を示す。様々な実施形態による、(
図9のUE9012aおよび/または
図10のUE1000などの)UE、(
図9のネットワークノード9010aおよび/または
図11のネットワークノード1100などの)ネットワークノード、および(
図9のホスト9016および/または
図12のホスト1200などの)ホストの例示的な実施形態について、
図14に関して説明する。
【0158】
ホスト1200と同様に、ホスト1402の実施形態は、通信インターフェース、処理回路、およびメモリなどのハードウェアを含む。ホスト1402はまた、ホスト1402に記憶されるか、またはそれによってアクセス可能であり、処理回路によって実行可能であるソフトウェアを含む。このソフトウェアは、UE1406とホスト1402との間に延在するオーバーザトップ(OTT)コネクション1450を介して接続するUE1406などのリモートユーザにサービスを提供するように動作可能であってもよいホストアプリケーションを含む。リモートユーザにサービスを提供する際、ホストアプリケーションは、OTTコネクション1450を用いて送信されるユーザデータを提供することができる。
【0159】
ネットワークノード1404は、ホスト1402およびUE1406と通信するためのハードウエアを含む。コネクション1460は、コアネットワーク(
図9のコアネットワーク9006のようである)および/または1つまたは複数のパブリック、私設、またはホストネットワークなどの1つまたは複数の他の中間ネットワークを直接または通過することができる。たとえば、中間ネットワークは、バックボーンネットワークまたはインターネットであってもよい。
【0160】
UE1406は、UE1406に記憶されるか、またはそれによってアクセス可能であり、UEの処理回路によって実行可能である、ハードウェアおよびソフトウェアを含む。ソフトウェアは、ホスト1402のサポートを用いてUE1406を介して人間または非人間のユーザにサービスを提供するように動作可能であってもよい、ウェブブラウザまたはオペレータ固有の「アプリ」などのクライアントアプリケーションを含む。ホスト1402において、実行中のホストアプリケーションは、UE1406およびホスト1402で終端するOTTコネクション1450を介して、実行中のクライアントアプリケーションと通信することができる。ユーザにサービスを提供する際、UEのクライアントアプリケーションは、ホストのホストアプリケーションから要求データを受信し、要求データに応答してユーザデータを提供することができる。OTTコネクション1450は、リクエストデータとユーザデータの両方を伝送してもよい。UEのクライアントアプリケーションは、ユーザと対話して、OTTコネクション1450を介してホストアプリケーションに提供するユーザデータを生成することができる。
【0161】
OTTコネクション1450は、ホスト1402とUE1406との間のコネクションを提供するために、ホスト1402とネットワークノード1404との間のコネクション1460を介して、およびネットワークノード1404とUE1406との間の無線コネクション1470を介して延在してもよい。OTTコネクション1450が提供されてもよいコネクション1460および無線コネクション1470は、ネットワークノード1404を介したホスト1402とUE1406との間の通信を示すために抽象的に描かれており、これらのデバイスを介したメッセージのいかなる中間デバイスおよび正確なルーティングも明示的には言及されていない。
【0162】
OTTコネクション1450を介してデータを送信することの一例として、ステップ1408において、ホスト1402は、ホストアプリケーションを実行することによって実行されてもよいユーザデータを提供する。いくつかの実施形態によれば、ユーザデータは、UE1406と対話する特定の人間のユーザに関連付けられる。他の実施形態によれば、ユーザデータは、明示的な人間の対話なしにホスト1402とデータを共有するUE1406に関連付けられる。ステップ1410において、ホスト1402は、UE1406に向けてユーザデータを搬送する送信を開始する。ホスト1402は、UE1406によって送信された要求に応答して送信を開始することができる。要求は、UE1406との人間の対話によって、またはUE1406上で実行されるクライアントアプリケーションの動作によって引き起こされてもよい。伝送は、本開示の全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ネットワークノード1404を介して通過することができる。したがって、ステップ1412において、ネットワークノード1404は、本開示の全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ホスト1402が開始した伝送において搬送されたユーザデータをUE1406に送信する。ステップ1414において、UE1406は、ホスト1402によって実行されるホストアプリケーションに関連するUE1406上で実行されるクライアントアプリケーションによって実行されてもよい、送信において搬送されるユーザデータを受信する。
【0163】
いくつかの例では、UE1406は、ユーザデータをホスト1402に提供するクライアントアプリケーションを実行する。ユーザデータは、ホスト1402から受信されたデータに反応して、またはそれに応答して提供されてもよい。したがって、ステップ1416において、UE1406は、クライアントアプリケーションを実行することによって実行されてもよいユーザデータを提供してもよい。ユーザデータを提供する際に、クライアントアプリケーションは、UE1406の入力/出力インターフェースを介してユーザから受信されたユーザ入力をさらに考慮してもよい。ユーザデータが提供された具体的な方法にかかわらず、UE1406は、ステップ1418において、ネットワークノード1404を介してユーザデータのホスト1402への伝送を開始する。ステップ1420において、本開示の全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ネットワークノード1404は、ユーザデータをUE1406から受信し、受信されたユーザデータのホスト1402への伝送を開始する。ステップ1422において、ホスト1402は、UE1406によって開始された送信において搬送されたユーザデータを受信する。
【0164】
様々な実施形態のうちの1つまたは複数は、無線コネクション1470が最後の区間を形成するOTTコネクション1450を使用して、UE1406に提供されるOTTサービスの性能を改善する。より正確には、これらの実施形態の教示は、3GPPネットワークに加えてシステム内に他のIPノードがあってもよいIPベースの確定的ネットワーキングの使用を可能にし、それによって、データロスレートの低減、パケット遅延変動の低減、およびリアルタイムアプリケーションのための制限された待ち時間などの利点を提供することができる。
【0165】
例示的なシナリオでは、工場ステータス情報は、ホスト1402によって収集され、分析されてもよい。別の例として、ホスト1402は、マップを作成する際に使用するためにUEから取り出されたオーディオおよびビデオデータを処理することができる。別の例として、ホスト1402は、車両輻輳の制御(たとえば、信号機の制御)を支援するために、リアルタイムデータを収集し、分析することができる。別の例として、ホスト1402は、UEによってアップロードされた監視ビデオを記憶することができる。別の例として、ホスト1402は、UEにブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストすることができるビデオ、オーディオ、VR、またはARなどのメディアコンテンツへのアクセスを記憶または制御してもよい。他の例として、ホスト1402は、エネルギー価格設定、発電ニーズのバランスをとるための非タイムクリティカル電気負荷の遠隔制御、ロケーションサービス、プレゼンテーションサービス(遠隔デバイスから収集されたデータからの図などをコンパイルすることなど)、またはデータを収集、検索、記憶、分析および/または送信する任意の他の機能のために使用されてもよい。
【0166】
いくつかの例では、1つまたは複数の実施形態が改善するデータレート、待ち時間、および他の要因を監視する目的で、測定手順が提供されてもよい。さらに、測定結果の変動に応じて、ホスト1402とUE1406との間でOTTコネクション1450を再構成するためのオプションのネットワーク機能が存在してもよい。OTTコネクションを再構成するための測定手順および/またはネットワーク機能は、ホスト1402および/またはUE1406のソフトウェアやハードウェアで実施することができる。いくつかの実施形態によれば、センサ(図示せず)は、OTTコネクション1450が通過する他の装置内に、またはそれと関連して展開されてもよく、センサは、上で例示された監視量の値を供給することによって、または、ソフトウエアが監視量を計算または推定することができる他の物理量の値を供給することによって、計測プロシージャに関与してもよい。OTTコネクション1450のリコンフィグレーション(再構成)は、メッセージフォーマット、再送信設定、好ましい経路設定などを含むことができ、再構成は、ネットワークノード1404の動作を直接的に変更する必要はない。このようなプロシージャおよび機能性は、当技術分野で公知であり、実践されているものであってもよい。特定の実施形態によれば、測定は、ホスト1402によるスループット、伝搬時間、待ち時間などの測定を容易にする独自のUEシグナリングを伴うことができる。測定は、伝搬時間、エラーなどを監視しながら、OTTコネクション1450を使用して、メッセージ、とりわけ空のまたは「ダミー」メッセージが送信されるように、ソフトウェアが実装されてもよい。
【0167】
本明細書で説明されるコンピューティングデバイス(たとえば、UE、ネットワークノード、ホスト)は、ハードウェアコンポーネントの図示された組合せを含むことができるが、他の実施形態は、コンポーネントの様々な組合せを有するコンピューティングデバイスを含むことができる。これらのコンピューティングデバイスは、本明細書に開示されるタスク、特徴、機能、および方法を実行するために必要とされるハードウェアおよび/またはソフトウェアの任意の適切な組合せを備え得ることを理解されたい。本明細書で説明される決定、計算、取得、または類似の動作は、たとえば、取得された情報を他の情報に変換すること、取得された情報または変換された情報をネットワークノードに記憶された情報と比較すること、および/または取得された情報または変換された情報に基づいて1つまたは複数の動作を実行することによって情報を処理し、前記処理が決定を行うことができる処理回路によって実行されてもよい。さらに、構成要素は、より大きなボックス内に位置する単一のボックスとして描かれ、または複数のボックス内に入れ子にされているが、実際には、コンピューティングデバイスは、単一の図示された構成要素を構成する複数の異なる物理構成要素を備え得、機能は、別個の構成要素間で区分されてもよい。たとえば、通信インターフェースは、本明細書で説明する構成要素のいずれかを含むように構成され得、および/または構成要素の機能は、処理回路と通信インターフェースとの間で区分されてもよい。別の例では、そのような構成要素のいずれかの演算負荷の軽い機能をソフトウェアまたはファームウェアで実装し、演算負荷の重い機能をハードウェアで実装してもよい。
【0168】
特定の実施形態によれば、本明細書で説明する機能の一部または全部は、メモリに記憶された命令を実行する処理回路によって提供されてもよく、特定の実施形態によれば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体の形態のコンピュータプログラム製品であってもよい。代替実施形態によれば、機能の一部または全部は、ハード有線方式など、別個のまたは別個のデバイス可読記憶媒体上に記憶された命令を実行することなく、処理回路によって提供されてもよい。これらの特定の実施形態のいずれにおいても、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令を実行するかどうかにかかわらず、処理回路は、説明された機能を実行するように構成されてもよい。そのような機能によって提供される利点は、処理回路だけに、またはコンピューティングデバイスの他の構成要素に限定されず、コンピューティングデバイス全体によって、および/またはエンドユーザおよび無線ネットワーク全体によって享受される。
【0169】
通信ネットワークのルーティングは、通信ネットワークのルーティング構成、通信ネットワークのルーティングポリシー、通信ネットワークのルーティングルールのうちのいずれか1つを指し、一般に、通信ネットワークに適用されるルーティングの任意のルーティング情報を指す。
【手続補正書】
【提出日】2023-12-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするために、通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法であって、
確定的ネットワーク(DetNet)コントローラから
コンフィグレーション要求を受信すること(820)と、
前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワーク
のルーティングと競合するかどうかを判定すること(830)と、
前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定したことに応じて、前記
コンフィグレーション要求の受諾または拒否を示す応答を前記
DetNetコントローラに送信すること(850)と、
を有する方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法であって、前記通信ネットワークは、第5世代(5G)ネットワークを含み、
前記ネットワークノードは、DetNetアプリケーション機能であり、
前記ネットワークノードは、前記DetNetアプリケーション機能を提供するように構成されたコアネットワーク(CN)ノードを含む、方法。
【請求項3】
請求項1
に記載の方法であって、さらに、
前記通信ネットワークの制御およびコンフィグレーション情報を決定すること(810)、を有し、前記制御およびコンフィグレーション情報は、前記通信ネットワークの前記ルーティングに関する情報を含み、
ここで、
前記制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、ユーザプレーン機能(UPF)、セッション管理機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、および、ポリシーコントロール機能(PCF)のうちの少なくとも1つから前記制御およびコンフィグレーション情報を受信すること、を含む、方法。
【請求項4】
請求項
3に記載の方法であって、前記制御およびコンフィグレーション情報は、前記通信ネットワークにおけるパケットデータユニット(PDU)セッションを介して割り当てられたIPアドレスを含む
ルーティング情報を含む、方法。
【請求項5】
請求項
3に記載の方法であって、前記通信ネットワークの前記制御およびコンフィグレーション情報を決定することは、サポートされるマルチキャストアドレスに関連する情報と、マルチキャスト配信を設定されるフローと、発信インターフェースのセットと、のうちの少なくとも1つを含む、前記通信ネットワークに関連するマルチキャスト配信ルールを決定すること、を含む、方法。
【請求項6】
請求項5に記載の方法であって、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記
コンフィグレーション要求が前記マルチキャスト配信ルールに準拠するかどうかを判定すること、を含む、方法。
【請求項7】
請求項1
に記載の方法であって、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、
DetNetフローのIPアドレスが、PDUセッション
のIPアドレス
と比較して
一致するかどうかを判定すること、を含む、方法。
【請求項8】
請求項1
に記載の方法であって、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合すると判定すること、を含み、
前記
DetNetコントローラに前記応答を送信することは、前記
コンフィグレーション要求の拒否を送信すること、を含む、方法。
【請求項9】
請求項1
に記載の方法であって、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合しないと決定すること、を含み、
前記
DetNetコントローラに前記応答を送信することは、前記
コンフィグレーション要求の受諾を送信すること、を含む、方法。
【請求項10】
請求項1
に記載の方法であって、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合するかどうかを判定することは、前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合すると決定することを含み、
前記方法は、さらに、
前記
コンフィグレーション要求が前記通信ネットワークの前記ルーティングと競合することを回避するために前記通信ネットワークの前記ルーティングを更新すること(840)、を有し、
前記
DetNetコントローラに前記応答を送信することは、前記通信ネットワークの前記ルーティングを更新したことに応じて、前記
コンフィグレーション要求の受諾を送信すること、を含む、方法。
【請求項11】
請求項10に記載の方法であって、前記通信ネットワークの前記ルーティングを更新することは、
前記
コンフィグレーション要求に関連付けられたコンフィグレーション情報を、前記通信ネットワークに適用可能なコンフィグレーション情報に変換することと、
前記通信ネットワークに適用可能な前記コンフィグレーション情報を、前記通信ネットワークの、ユーザプレーン機能(UPF)、セッション管理機能(SMF)、アクセスアンドモビリティマネージメント機能(AMF)、および、ポリシー制御機能(PCF)のうちの少なくとも1つに送信することと、
を含む、方法。
【請求項12】
請求項9
に記載の方法であって、さらに、
前記通信ネットワークにおいて、前記
コンフィグレーション要求に関連するDetNetフローを確立する要求を、前記
DetNetコントローラから受信すること(860)と、前記DetNetフローを確立する要求は、前記DetNetフローについてのサービス品質(QoS)の要件を含み、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定することと(870)と、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができると決定したことに応じて、前記DetNetフローを確立すること(880)と、
を有する方法。
【請求項13】
請求項12に記載の方法であって、前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定することは、
前記DetNetフローについての前記QoS要件を第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)特有のQoS要件に変換することと、
前記3GPP特有のQoS要件を前記通信ネットワークのポリシー制御機能(PCF)に送信することと、
を含む、方法。
【請求項14】
請求項1
に記載の方法であって、さらに、
前記通信ネットワークにおいて確定的ネットワーク(DetNet)フローを確立するための要求を、
DetNetコントローラから受信すること(860)と、前記DetNetフローを確立するための要求は、前記DetNetフローについてのサービス品質(QoS)要件を含み、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定すること(870)と、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができると決定したことに応じて、前記DetNetフローを確立すること(880)と、
を有する方法。
【請求項15】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするために、通信ネットワークのネットワークノードによって実行される方法であって、
前記通信ネットワークにおいて確定的ネットワーク(DetNet)フローを確立するための要求を、
DetNetコントローラから受信すること(860)と、
前記DetNetフローを確立するための前記要求は、前記DetNetフローについてのサービス品質(QoS)を含み、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができるかどうかを判定すること(870)と、
前記通信ネットワークが前記QoS要件を満たすことができると決定したことに応じて、前記DetNetフローを確立すること(880)と、
を有する方法。
【請求項16】
インターネットプロトコル(IP)ベースの確定的ネットワーキングを可能にするための通信ネットワークのネットワークノード(700)であって、前記ネットワークノードは、プロセッサ(703)とメモリ(705)とを有し、前記メモリは、前記ネットワークノードが請求項1~15のいずれか一項に記載の方法を実行するように動作可能であるように、前記プロセッサによって実行可能な命令を含む、ネットワークノード。
【請求項17】
ネットワークノード(700)の処理回路(703)によって実行されるプログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードの実行が、請求項1~15のいずれか一項に記載の
方法を前記ネットワークノードに実行させる、コンピュータプログラム。
【請求項18】
請求項17に記載のコンピュータプログラムを記憶した非一時的記憶媒体(705)
。
【請求項19】
請求項17に記載のコンピュータプログラムを記憶した非一時的コンピュータ可読媒体(705)。
【国際調査報告】