(57)【要約】  基盤機器は、モバイル通信ネットワークの一部を形成するためのものである。モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置にデータを通信し、且つ／又はモバイル通信装置からデータを通信するように構成され、コアネットワーク部と、データをモバイル通信装置に通信し、又はデータをモバイル通信装置から通信する無線アクセスインタフェースが提供された複数の基地局を含む無線ネットワーク部と、を含む。モバイル通信ネットワークは、動作に際して、基地局のうちの１つ又は複数を介して、モバイル通信装置のうちの１つと、基盤機器のうちの１つ又は複数との間に通信ベアラを確立して、通信ベアラを介してモバイル通信装置からの通信セッション又はモバイル通信装置への通信セッションにおいて、データパケットを通信するように構成され、通信ベアラをサポートしている基盤機器には、通信ベアラに関連付けられた、通信ベアラを介して通信されるデータパケットのタイプの指示が提供され、基盤機器は、動作に際して、他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットに対する、上記通信ベアラを介して通信されるデータパケットのタイプにより示される相対優先度に従って、上記通信ベアラを介するデータパケットの通信を制御するように構成される。一例では、デーパケットの通信の制御は、優先度がより低く、且つ／又はマシンタイプ通信アプリケーションから、若しくはマシンタイプアプリケーションへの通信用のデータパケットを記憶し、優先度のより高い他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットを優先的に記憶しないことを含む。したがって、例えば、モバイル通信ネットワークの輻輳を制御することができる。
2013543346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル通信ネットワークの一部を形成し、モバイル通信装置にデータを通信し、且つ／又はモバイル通信装置から通信する基盤機器であって、動作に際して、
前記モバイル通信ネットワークと協働して、通信ベアラを前記モバイル通信装置のうちの１つに提供して、前記通信ベアラを介する前記モバイル通信装置からの通信セッション及び／又は前記モバイル通信装置への通信セッションで、データパケットを通信すること、及び
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットのタイプの指示を受信すること、及び
他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットに対する、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従って、前記通信ベアラを介する前記データパケットの前記通信を制御すること、
を行うように構成される、基盤機器。
【請求項２】
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプの前記指示は、前記データパケットがマシンタイプ通信用であることの指示を含む、請求項１に記載の基盤機器。
【請求項３】
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプの前記指示は、前記モバイル通信ネットワークの他の通信ベアラを介するデータパケットの通信に対する前記データパケットの相対優先度の指示を含む、請求項１又は２に記載の基盤機器。
【請求項４】
前記相対優先度は、割り振り保持優先度値及び／又は低優先度インジケータのうちの１つ又は複数を含む、請求項３に記載の基盤機器。
【請求項５】
前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従った前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記通信の制御は、
より高い優先度を有する他の通信ベアラからのデータパケットを先に通信することを優先して、前記データパケットをバッファに記憶して、前記通信ベアラを介して前記データパケットを後で通信することを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基盤機器。
【請求項６】
前記データパケットの前記通信の前記制御は、他の通信ベアラからのデータパケットの通信を優先して、前記バッファから前記データパケットを破棄することを含む、請求項５に記載の基盤機器。
【請求項７】
前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従った前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記通信の前記制御は、前記モバイル通信ネットワークにより通信中のデータパケットの輻輳指示に応答する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基盤機器。
【請求項８】
前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従った前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記通信の前記制御は、
前記モバイル通信ネットワークが輻輳していることの指示を受信すること、及び
前記輻輳指示に応答して、前記輻輳が低減するまで、前記通信ベアラを介して通信中の前記データパケットを記憶すること、
を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基盤機器。
【請求項９】
前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従った前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記通信の前記制御は、
前記通信ベアラを介して通信中の前記データパケットを記憶すること、及び
前記モバイル通信ネットワークの相対輻輳指示に応じて、前記バッファから、前記通信ベアラを介して前記データパケットを通信すること、
を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基盤機器。
【請求項１０】
前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従った前記通信ベアラを介した前記データパケットの前記通信の前記制御は、
前記モバイル通信装置、前記基地局、又は前記基盤機器のうちの１つ又は複数が輻輳していることの指示を受信すること、及び
前記輻輳指示に応答して、前記データパケットを破棄すること、
を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基盤機器。
【請求項１１】
前記モバイル通信装置、前記基地局、又は前記基盤機器のうちの少なくとも１つは、前記モバイル通信装置又は前記モバイル通信ネットワークの家庭加入者サーバから、前記データパケットの前記タイプの前記指示を受信するように構成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基盤機器。
【請求項１２】
データをモバイル通信装置に通信する基盤機器であって、動作に際して、
前記モバイル通信ネットワークと協働して、通信ベアラを前記モバイル通信装置のうちの１つに提供して、前記通信ベアラを介する前記モバイル通信装置からの通信セッション又は前記モバイル通信装置への通信セッションで、データパケットを通信すること、
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットのタイプの指示を受信すること、及び
前記データパケットをバッファに記憶することであって、前記データパケットは、他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットに対する、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従って、前記通信ベアラを介して前記モバイル通信装置から通信される、記憶すること、
を行うように構成される、基盤機器。
【請求項１３】
通信ネットワークの基盤機器を介してモバイル通信ネットワークにデータパケットを通信し、且つ／又はモバイル通信ネットワークからデータパケットを通信する方法であって、
通信ベアラを前記モバイル通信装置のうちの１つに提供して、前記通信ベアラを介する前記モバイル通信装置からの通信セッション及び／又は前記モバイル通信装置への通信セッションで、データパケットを通信すること、
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットのタイプの指示を受信すること、及び
他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットに対する、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従って、前記通信ベアラを介する前記データパケットの前記通信を制御すること、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプの前記指示は、前記データパケットがマシンタイプ通信用であることの指示を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記通信ベアラに関連付けられた、前記通信ベアラを介して通信される前記データパケットの前記タイプの前記指示は、前記モバイル通信ネットワークの他の通信ベアラを介するデータパケットの通信に対する前記データパケットの相対優先度の指示を含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記相対優先度は、割り振り保持優先度値及び／又は低優先度インジケータのうちの１つ又は複数を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記データパケットの前記タイプにより示される相対優先度に従って前記通信ベアラを介する前記データパケットの前記通信を制御することは、
より高い優先度を有する他の通信ベアラからのデータパケットを先に通信することを優先して、前記データパケットをバッファに記憶して、前記通信ベアラを介して前記データパケットを後で通信することを含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
添付図面を参照して本明細書で実質的に上述された基盤機器。
【請求項１９】
前記添付図面を参照して本明細書で実質的に上述された通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル通信ネットワークの一部を形成し、モバイル通信装置にデータを通信し、且つ／又はモバイル通信装置からデータを通信する基盤機器並びにデータパケット通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
モバイル通信システムはここ１０年程で、ＧＳＭ（登録商標）システム（モバイルグローバルシステム）から３Ｇシステムに進化し、今ではパケットデータ通信並びに回路交換通信を含む。現在、第三世代プロジェクトパートナーシップ（３ＧＰＰ）が、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）と呼ばれるモバイル通信システムの開発を開始し、ＬＴＥでは、コアネットワーク部が、初期のモバイル通信ネットワークアーキテクチャのコンポーネントと、下りリンクでは直交周波数符号多元（ＯＦＤＭ）に基づき、上りリンクではシングルキャリア周波数分割多元アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ）に基づく無線アクセスインタフェースのコンポーネントとの統合に基づいて、より簡素化されたアーキテクチャを形成するように進化した。コアネットワークコンポーネントは、拡張パケット通信システムに従ってデータパケットを通信するように構成される。
【０００３】
現在、モバイル通信サービスでは、人と人との（Ｈ２Ｈ）通信、すなわち、ある人間が別の人間に送信するデータ又は少なくとも人間に提示されるために送信されるデータが主流である。現在、一般にマシンタイプ通信（ＭＴＣ）又はマシン−マシン（Ｍ２Ｍ）通信と呼ばれるマシンへの通信及び／又はマシンからの通信のニーズを満たすことが望まれていることが認識されている。ＭＴＣ通信は、送信元から自動的に、例えば、何らかの他の刺激、又はマシンの何らかの属性若しくは何らかの監視パラメータ、若しくはいわゆるスマートメータ計量を報告するイベントに応答して生成されたデータを通信することを特徴とすることができる。したがって、音声等の人間の通信は、データ間に中断がある状態で、データが数ミリ秒で一気に生成され、数分の通信セッションを必要とする通信として特徴付けることができ、又は映像は、略一定のビットレートのストリーミングデータとして特徴付けることができ、その一方で、ＭＴＣ通信は一般に、小量データの散発的通信として特徴付けることができるが、広範囲の可能なＭＴＣ通信があることが理解されるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
理解されるように、一般に、排他的ではないが特に、ＭＴＣ通信装置により生成されるデータパケットを通信することにより提示される問題に関して効率的に動作可能なモバイル通信システム及びネットワークを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
本発明によれば、モバイル通信ネットワークの一部を形成し、モバイル通信装置にデータを通信し、且つ／又はモバイル通信装置からデータを通信する基盤機器が提供され、この基盤装置は、動作に際して、
モバイル通信ネットワークと協働して、通信ベアラ（communications bearer）をモバイル通信装置のうちの１つに提供して、通信ベアラを介するモバイル通信装置からの通信セッション及び／又はモバイル通信装置への通信セッションにおいて、データパケットを通信すること、
通信ベアラに関連付けられた、通信ベアラを介して通信されるデータパケットのタイプの指示を受信すること、及び
他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットに対する、上記通信ベアラを介して通信されるデータパケットのタイプにより示される相対優先度に従って、上記通信ベアラを介するデータパケットの通信を制御すること、
を行うように構成される。
【０００６】
モバイル通信ネットワークによる通信ベアラの提供に関する「提供する」という動詞は、新しい通信ベアラの確立、又は通信ベアラの構成、又は既存の通信ベアラの変更を含む。
【０００７】
本発明の実施形態は、通信ベアラを介して通信すべき、又は通信中のデータパケットのタイプ指示を用いて、モバイル通信装置から、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）等のモバイル通信ネットワークの基盤要素のうちの１つへの通信ベアラを確立する、モバイル通信ネットワークの要素のうちの１つ又は複数を提供する。指示は、モバイル通信装置からのベアラ構成メッセージの一部として提供しても、モバイル通信装置により提供されるか、若しくはモバイル通信ネットワークから提供されるアクセスパラメータの一部として提供してもよい。それにより、コアネットワーク又は無線アクセスネットワークの基地局等の基盤機器のうちの１つ又は複数は、データパケットのタイプの指示に従って、他のベアラを介するデータパケットの通信に対して、上記ベアラを介するデータパケットの通信に優先度を付けるように構成することができる。
【０００８】
一例では、データパケットの通信の制御は、上記データパケットを記憶し、且つ／又は破棄し、優先的に、優先度がより高い他の通信ベアラを介して通信されるデータパケットを記憶せず、且つ／又は破棄しないことを含む。例えば、ベアラにより通信されるデータパケットのタイプの指示は、アクセスパラメータとして提供し得る、低優先度インジケータ及び／又は及びデータパケットがマシンタイプ通信アプリケーションから通信されるか、若しくはマシンタイプ通信アプリケーションに通信されることのインジケータであり得る。したがって、例えば、低優先度又はＭＴＣアプリケーションからのデータパケットの通信を低減することにより、モバイル通信ネットワークの輻輳を管理することができる。
【０００９】
本発明のさらなる態様及び特徴が添付の特許請求の範囲において規定され、これらの態様及び特徴は、関連付けられた通信装置群を形成する通信装置及びデータ通信方法を含む。
【００１０】
本発明の例示的実施形態について、同様の部分が同じ指定参照番号を有する添付図面を参照してこれより説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格に従って動作する通信システムを形成するモバイル通信ネットワーク及びモバイル通信装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示されるモバイル通信ネットワークにおいて通信ベアラを介して、モバイル通信装置にデータパケットを通信し、且つ／又はモバイル通信装置からデータパケットを通信するように構成される、図１に示されるネットワーク要素の概略ブロック図である。
【図３】２つの通信ベアラを使用して通信装置で動作している４つのアプリケーションプログラムを示すモバイル通信装置の概略表現である。
【図４】モバイル通信装置が通信ベアラ確立又は構成メッセージを生成し通信する例を示す部分概略図部分フローチャートである。
【図５】モバイル通信装置が、データパケットが低優先度であること、又はデータパケットがＭＴＣアプリケーション若しくは装置により生成されたことの指示を含むメッセージを生成し通信する例を示す部分概略図部分フローチャートである。
【図６】モバイル通信装置が、図４の例を反映して、低優先度及び／又はＭＴＣタイプデータパケットの通信ベアラを確立又は構成するプロセスを示すフローチャートである。
【図７】モバイル通信装置が、図６に示される例を反映する、低優先度及び／又はＭＴＣタイプデータパケットの通信ベアラを確立又は構成するプロセスを示すフローチャートである。
【図８】下りリンク通信ベアラとは別個に上りリンク通信ベアラを示す、モバイル通信装置にデータパケットを通信し、且つ／又はモバイル通信装置からデータパケットを通信するように構成された、図１に示されるネットワーク要素の概略ブロック図である。
【図９】２４時間期間という時間に対する、通信されたデータパケットに関する通信ネットワークへの負荷のプロットを表すグラフ図である。
【図１０】本発明の技術により適合される図８に示される通信ベアラをサポートする通信チェインの一部を形成するサービングゲートウェイの概略ブロック図である。
【図１１】２つのルータを介して所定のサービス品質を用いて通信ベアラを使用して通信するパケットデータネットワークゲートウェイ及びサービングゲートウェイの概略ブロック図である。
【図１２】モバイル通信ネットワークが、別の通信ベアラのデータパケットに対する、通信ベアラからのデータパケットの相対優先度に従ってデータパケットの通信を制御するプロセスを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の技術により動作する制御ユニットを含むように適合された図１に示される通信システムを形成するモバイル通信ネットワーク及びモバイル通信装置の概略ブロック図である。
【図１４】モバイル通信ネットワークが、本発明の技術により特定されるネットワークの相対負荷に従って制御されるプロセスを示すフローチャートである。
【図１５】通信ベアラが低優先度又はＭＴＣタイプアプリケーションであることの指示をネットワーク要素に配信するように構成されたＬＴＥネットワークのコンポーネントを示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
例示的実施形態の説明
本発明の実施形態について、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格に従って動作するモバイル通信ネットワークを使用する実装形態を参照してこれより説明する。図１は、ＬＴＥネットワークのアーキテクチャ例を提供する。図１に示されるように、従来のモバイル通信ネットワークと同様に、モバイル通信装置（ＵＥ）１は、拡張ノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）とＬＴＥにおいて呼ばれる基地局２にデータを通信するとともに、基地局２からデータを通信するように構成される。無線アクセスインタフェースを介してデータを送受信する場合、通信装置１のそれぞれは送信器／受信器ユニット３を含む。
【００１３】
基地局又はｅＮｏｄｅＢ２はサービングゲートウェイＳ−ＧＷ６に接続され、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ６は、通信装置１がモバイル通信ネットワーク全体を通してローミングする際、通信装置１へのモバイル通信サービスのルーティング及び管理を実行するように構成される。モビリティ管理及び接続性を維持するために、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）８が、家庭加入者サーバ（ＨＳＳ）１０に記憶された加入者情報を使用して、通信装置１との拡張パケットサービス（ＥＰＳ）接続を管理する。他のコアネットワークコンポーネントは、ポリシーチャージング・リソース機能（ＰＣＲＦ）１２、パケットゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）１４を含み、Ｐ−ＧＷ１４は、インターネットネットワーク１６に接続し、最終的に外部サーバ２０に接続する。ＬＴＥアーキテクチャについてのさらなる情報は、「LTE for UMTS OFDM and SC-FDMA based radio access」Holma H. and Toskala A. page 25 ffという名称の書籍から得ることができる。
【００１４】
以下の説明において、ＬＴＥ／ＳＡＥという用語及び名称が使用される。しかし、本発明の技術の実施形態は、ＧＰＲＳコアネットワークを有するＵＭＴＳ及びＧＥＲＡＮ等の他のモバイル通信システムに適用することもできる。
【００１５】
ベアラ構成
本発明の技術の例示的実施形態は、共通目的装置又は専用装置に導入されたＭＴＣアプリケーション及び通常アプリケーションの共存を可能にする構成を提供する。現在、ロングタームエボリューション／拡張パケット通信（ＬＴＥ／ＥＰＣ）システム（リリース１０）は、低優先度装置又はＭＴＣ装置のいずれかとして装置を構成することを提案している。ＭＴＣ指示は、ＭＴＣアプリケーション用に構成されたモバイル通信装置（ＭＴＣ装置）に対して使用しなければならず、その一方で、低優先度指示は、すべての装置、すなわち、通常の人−人並びにＭＴＣ装置に対して使用し得る。ＭＴＣ指示は、コンテキストデータとしてＭＭＥ、ＳＧＷ、及びＰＤＮ−ＧＷに記憶され、その一方で、低優先度指示はネットワークに記憶して、チャージング記録の生成を支援し得る。低優先度インジケータは通常、通信ベアラのサービスＱｏＳパラメータの品質を定義するパラメータの１つである割り振り保持優先度（ＡＲＰ）値により示される。ＡＲＰ値は、ネットワークが、これらの通信ベアラを介して送信されるデータパケットをいかに処理すべきかを決定するとともに、これらのデータパケットを生成しているユーザをいかに扱うべきかを間接的に決定する。ＭＴＣ指示等のこれらの追加のベアラパラメータは、ＱｏＳパラメータに反映されず、この追加のＭＴＣインジケータ情報を、例えば、Ｓ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷに記憶する論理エンティティによってのみ考慮に入れることができる。
【００１６】
現在、装置は、製造プロセス中に構成することも、ＯＭＡ  ＤＡ及び／又は（Ｕ）ＳＩＭ  ＯＴＡ手順を用いて後に構成することもできる。装置が構成されると、その構成は、少なくとも、装置がネットワークに接続している間、有効である。装置は、構成されたパラメータを変更することができないが、ネットワークは、上述した手順を用いてこれらのパラメータを変更することができる。しかし、これは、これらの手順の主目的が、例えば、頻繁な再構成を可能にすることではなく、むしろ、最初に接続されるとき、又は機器が変更された場合に初期構成を可能にすることであるため、頻繁には行われない。さらなる既知のモバイル通信ネットワークは、低優先度又はＭＴＣ指示に従って通信を確立することも構成することもしない。
【００１７】
本発明の技術によれば、通信ベアラを確立するように構成されたモバイル通信装置は、ベアラを要求するか既存のベアラを変更するかのいずれかの場合、通信すべきデータの相対タイプを示す指示をモバイル通信ネットワークに提供するように構成される。一例では、指示されるデータのタイプは低優先度インジケータであり、別の例は、通信されるデータがＭＴＣアプリケーション用であることの指示を提供するインジケータである。したがって、本発明の技術の実施形態は、
・アプリケーション及び／又はトラフィックタイプ毎に、アクセスインジケータ、例えば、ＭＴＣ指示及び低優先度指示、いわゆるアクセス／トラフィックタイプ指示を動的に設定し、
・システムに記憶されたコンテキスト情報内にインジケータを設定し、且つ／又はそのようなインジケータを変更し、
・通信ネットワークエンティティの統計情報を収集し、
・指示されたトラフィックに従ってモバイル通信ネットワークを制御し、
・柔軟にこれらのインジケータを設定し変更できるようにシステムを変更
することができる。
【００１８】
低優先度インジケータ及びＭＴＣインジケータは、アクセス層（ＡＳ）アクセスメッセージ並びに非アクセス層（ＮＡＳ）アクセスメッセージ内で使用される。これらのインジケータの使用は、モバイル通信装置がネットワークに接続されている間は通常固定されたままである（上述したように、いくつかの例外があり得る）構成パラメータにより支配される。本発明の技術によれば、アプリケーションプログラムにより生成されるトラフィックタイプに基づいて、通信ベアラを動的に構成できるようにする方式が提案される。例えば、ＭＴＣアプリケーションは、車のいくつかのメンテナンスパラメータ、緊急対応アプリケーション、１時間毎にメールボックスを同期するメールクライアント、ＶｏＩＰ電話を掛けられるようにするＨ２Ｈアプリケーション等を報告し得る。
【００１９】
上述したように、現在提案されているＬＴＥ／ＥＰＣ規格（リリース１０）によれば、ＭＴＣ装置及び低優先度装置を示すために、２つのインジケータが導入されている。ＭＴＣ指示は、ＭＴＣ用に構成されたＵＥ（ＭＴＣ装置）に対して使用しなければならず、その一方で、低優先度指示は、すべての装置、すなわち、通常の装置及びＭＴＣ装置に対して使用し得る。ＭＴＣ指示は、コンテキストデータとしてＭＭＥ、ＳＧＷ、及びＰＤＮ−ＧＷに記憶され、その一方で、低優先度指示は、ネットワークに記憶して、チャージング記録の生成を支援し得る。現在、これらの指示は、ＡＳ及びＮＡＳレベルでのアクセス優先度を支配するために使用されている。これらの指示には、半静的に構成されたモバイル通信装置が関連付けられるため、アクセス時に同じ指示が常に使用される。これは、これらの装置により構成された通信ベアラのうちの一部又はすべてが、コンテキスト情報の一部として記憶された同じ指示を有することを含意し得る。
【００２０】
本発明の技術によれば、モバイル通信装置は、装置タイプ（現在のように）のみならず、アプリケーションタイプ又はトラフィックタイプも通知し得るインジケータをＡＳ及び／又はＮＡＳメッセージ内で送信することができる。通常、アプリケーションタイプは、
・低優先度のＭＴＣアプリケーション、
・Ｈ２Ｈアプリケーション、
・低優先度のＨ２Ｈアプリケーション、
・ＭＴＣアプリケーション
である。
【００２１】
アプリケーションタイプは、以下のリスト：
１．遅延耐性データ、
２．同期アクセスが可能な場合、自動的に生成されるＭＴＣデータ、
３．通常優先度データ、
４．低優先度データ、
５．高優先度データ
からの任意の属性を有し得るトラフィックタイプを反映し得る。
【００２２】
この情報は、初期アクセス認可時に考慮に入れられる。続くアクセス試行では、モバイル通信装置及び間接的にアクセスを引き起こしたアプリケーションプログラムは、異なるアクセス指示を使用し得る。システムは、アプリケーションが特定のアクセス／トラフィック識別子を使用することを認可することもできる。例えば、アプリケーションにデジタル署名する必要があり、接続時、システムは、アプリケーションに対して特定のアクセス指示への許可を認める。モバイル通信装置のオペレーティングシステムは、アプリケーションの挙動をチェックし、デジタル署名されたアプリケーションのみがインストールされて実行される）ことを確認し、且つ／又はシステムは、サービスプロバイダ又はオペレータにより署名されたサービス内容合意書（ＳＬＡ）に装置が準拠するか否か、装置が使用するアクセスパラメータを監視する。
【００２３】
本発明の技術のさらなる実施形態は、少なくともデフォルトのベアラ確立に繋がる接続手順を提供することができる。デフォルトベアラの場合、アクセス指示はシステムに記憶される。しかし、モバイル通信装置は、これらのインジケータを明示的に通知することもできる。
【００２４】
万が一、専用ベアラが後に確立される場合、アクセス時に使用されたインジケータは、ベアラ毎に記憶される。専用ベアラ確立手順がネットワークにより、又は任意選択的にモバイル装置により開始される場合、これらのインジケータは、ネットワークにより明示的に供給される。これは、ベアラのアクセスパラメータが、アクセス時にモバイル装置が使用したアクセスパラメータと異なるべき場合、モバイル装置により開始される手順に当てはまる。複数のベアラが、１回のアクセス試行で作成される場合、モバイル通信装置又はネットワークは、アクセス時に使用されたインジケータがすべてのベアラに対して使用されない限り、ＮＡＳメッセージ内でベアラ毎に明示的にインジケータを通知することができる。
【００２５】
別の例示的実施形態では、ネットワークは、どの指示を更新／変更する必要があるかをネットワークに通知することができるように、メッセージに新しいアクセスパラメータを追加するという小さな拡張を行って、既存のベアラ変更手順を使用することにより、コアネットワークエンティティに記憶されたアクセス指示情報を変更することができる。
【００２６】
別の例では、モバイル通信装置は、ベアラ変更を要求することもでき、使用すべきアクセスパラメータを供給することができるか、又はこの情報が提供されない場合には、アクセス時に使用されたインジケータが代わりに使用される。
【００２７】
さらなる例では、通信ベアラに、同じ又は異なるＡＰＮが関連付けられた異なるアクセス指示を提供し得る。ベアラに関連付けられたインジケータがコンテキスト情報の一部として記憶されるため、通信ベアラをシステムで区別することができる。これにより、ネットワークは、異なるアプリケーション及び／又はデータソースから来るＣプレーン及び／又はＵプレーンデータの処理を差別化することができる。同じアプリケーションが異なるトラフィックタイプを生成し得ることが可能であり、したがって、アクセス指示は、続くアクセス試行で変更することができる。ベアラ変更手順のみがベアラコンテキストの変更に使用されるため、モバイル通信装置が、ベアラコンテキストに記憶されているアクセス指示とは異なるアクセス指示を使用し得ることが可能である。
【００２８】
他の例は、以下の側面を提供することができる。
・アクセスが認可されると、他のアプリケーションは、アクセスインジケータに関係なくデータを送／受信し得る。アクセスが拒絶されたと考えると、必要とする制限がより少ないアプリケーションがなお、異なるインジケータを使用して続くアクセス試行を開始し得る。しかし、権利が等しいか、又はより低い任意のアプリケーションは遮断される。
・システムは、最高優先度：ＭＴＣ指示が設定される、通常優先度：インジケータが設定されない、低優先度：低優先度指示が設定される、最低優先度：ＭＴＣ及び低優先度指示が設定される等の最高優先度から最低優先度へのリストに従ってアクセス試行に優先度を割り当て得る。
・システムがより高い優先度のアクセスを遮断する場合、より低いすべての優先度アクセス試行は、同じ制限が適用されて、暗黙的に遮断される。
・システムがより低い優先度のアクセスを遮断する場合、より高い優先度のアクセスを行うことができる。システムがより高い優先度のアクセスも遮断する場合、システムが制限を明示的に提供しなければ、制限は暗黙的により低い優先度のアクセスに適用される。
・ＡＰＲ値で示されるより多くの優先度レベルがあり得る。
【００２９】
本発明の技術を実施するより詳細な例示的実装形態についてこれより説明する。図２は、モバイル通信装置２０が、モバイル通信ネットワークに接続する際にモバイル通信装置２０が従う接続手順の一環であり得る、通信ベアラ要求を通信する図例を提供する。図２に示されるように、モバイル通信装置２０は、接続メッセージ又は要求メッセージをｅＮｏｄｅＢ２に通信し、このメッセージは、ｅＮｏｄｅＢ２に接続されたサービングゲートウェイＳ−ＧＷ６にさらに通信され、次に、パケットデータゲートウェイＰＤＮ−ＧＷ１４に通信される。しかし、本発明の技術によれば、モバイル通信装置２０は、１つ又は複数のアプリケーションプログラムを実行中であり得る。
【００３０】
本発明の技術によれば、モバイル通信装置で実行されている１つ又は複数のアプリケーションプログラムのそれぞれは、１つ又は複数の通信ベアラにアクセスして、これらのアプリケ−ションプログラムにより提供される通信サーバをサポートし得る。したがって、図３に示されるように、モバイル通信装置２０は、送受信器ユニット３０、制御プロセッサ３２、及びプログラム実行プロセッサ３４を含み得る。制御プロセッサ３２は送受信器ユニットを制御し、送受信器ユニットは、無線アクセスインタフェースを介してｅＮｏｄｅＢ２に無線信号を通信して、モバイル通信ネットワークにデータパケットを通信するとともに、モバイル通信ネットワークからデータパケットを通信する。図３に示されるように、プロセッサ３４は、複数のアプリケーションプログラムを実行するように構成され、この例では、４つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４がプロセッサにより実行されており、それにより、通信サービスをユーザに提供する。しかし、図３に示されるように、４つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、アプリケーションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４のうちの１つ又は複数により確立された２つのベアラ３６、３８を介してデータを通信する。
【００３１】
ＬＴＥ規格に詳しい人によく知られているとおり、モバイル通信装置は、デフォルトベアラ又は専用ベアラを確立することも変更することもできる。例を図３に示す。図３では、モバイル通信装置２０がまず、電源投入される場合、モバイル通信ネットワークに送信されるメッセージ２２は、登録／接続メッセージである。したがって、モバイル通信ネットワークは、例えば、モバイル通信ネットワークのＨＳＳ内で提供し得るパラメータを使用して、デフォルトベアラを確立する。しかし、通信装置２０は後に、対応するメッセージをＭＭＥに送信することにより、特定のパラメータに従って専用ベアラを要求し得、ＭＭＥは、例えば、同じＰＤＮ−ＧＷ又はアクセスポイント名ＡＰＮ１への専用ベアラを確立する。それと同じように、モバイル通信装置は、異なるアクセスポイント名ＡＰＮ２を有する異なるＰＤＮ  ＧＷへの専用ベアラを確立し得る。しかし、本発明の技術は、デフォルト又は専用ベアラ３６、３８を介して通信すべきデータの相対優先度をシグナリングする構成を提供し、それにより、モバイル通信ネットワークは、ベアラのタイプに応じて通信を別様に制御するように、これらのベアラを介するデータパケットの通信を差別化することができる。一例では、通信ベアラが、データパケットの低優先度ベアラであること、又はデータパケットがＭＴＣタイプ通信用に通信されることの指示を用いて確立される場合、モバイル通信ネットワークのうちの１つ又は複数のノードは、例えば、ネットワークが輻輳している場合、その輻輳を制御するために、所定の時間にわたってそれらのデータパケットをバッファリングすることができる。低優先度メッセージ又はＭＴＣ構成メッセージのいずれかの指示を提供する要求メッセージのモバイル通信装置２０からの通信の一例を図５に提供する。
【００３２】
図５には、低優先度メッセージ５０及びＭＴＣ構成インジケータ５２を含むベアラ構成メッセージ２２．１が示される。しかし、ベアラ構成メッセージは、モバイル通信ネットワークに接続する時点で通信し得るが、他の例では、モバイル通信装置は、ベアラの確立又は変更のために、ＡＳ又はＮＡＳ通信の一環であり得るアクセスパラメータを通信中であってもよい。したがって、図５は、ＡＳ通信及びＮＡＳ通信の両方の場合での低優先度インジケータ５０又はＭＴＣインジケータ５２の通信を示す例を提供する。
【００３３】
ＬＴＥに精通した人には理解されるように、ベアラは一回のみ構成され、その後、ベアラを変更又は解放することができる。しかし、アクセスパラメータは、ベアラが確立されることにもかかわらず、アクセス毎に変更することができる。これらのアクセスパラメータは、例えば、ＲＲＣ接続要求ではＡＳレベルであることができ、例えば、サービス要求メッセージではＮＡＳレベルであり得る。
【００３４】
図３に戻ると、本発明の技術によれば、複数の各アプリケ−ションプログラムＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、異なる優先度を有する異なるタイプに従ってデータパケットを通信し得る。例えば、最初の２つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２は、通常優先度に従ってデータパケットを通信し、その一方で、次のアプリケーションプログラムＡ３、Ａ４は低優先度データを通信する。一例では、アクセスが第１のアプリケーションプログラムＡ１に対して認められて、通信ベアラ３６、３８のうちの１つ又は複数を介して通信する場合、ベアラ構成メッセージ又は通信すべきデータパケットの相対優先度要求を提供するＮＡＳ若しくはＡＳメッセージのいずれかを受信した後、アクセスが第２のアプリケーションプログラムＡ２に対して認められる。別の例では、次の２つのアプリケーションプログラムＡ３、Ａ４のうちの一方が、ベアラ３８を介する低優先度通信要求を通信し、この要求が拒絶される場合ＭＭＥ、最初の２つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２が通常優先度アクセスを要求し、システムがアクセスを認めない限り、最初の２つのアプリケーションプログラムＡ１、Ａ２を介してデータを通信することができない。逆に、アプリケーションプログラムＡ１に対して、通常優先度データの通信が許可される場合、第３及び第４のアプリケーションプログラムＡ３、Ａ４からの低優先度データパケットは許可される。
【００３５】
理解されるように、通信ベアラへのアクセスは、モバイル通信ネットワーク内の異なるエンティティにより認め得る。例えば、ＡＳレベルでは、ｅＮｏｄｅＢがアクセスを管理し、その一方で、ＮＡＳレベルでは、ＭＭＥがアクセスを管理する。ベアラ構成に関して、これは１回行われ、Ｕプレーンパス上のすべてのノードが認証を提供する必要がある。
【００３６】
したがって、本発明の技術によれば、図３、図４、及び図５に示されるように、本発明の技術は、アプリケーションプログラムが通信ベアラにより通信中のデータパケットのタイプを識別することができるように、アプリケーションプログラムがデータパケットを通信するベアラを構成する機能を提供し、したがって、モバイル通信ネットワークは通信ベアラの構成を、そのベアラにより通信されるパケットが他のタイプのデータパケットに対するそれらのデータパケットの相対タイプに関して別様に扱われるように構成することができる。例えば、データパケットは、低優先度データパケット若しくはＭＴＣデータパケットのいずれかとして、又は両方として識別され、それに従って通信を構成し得る。以下のようにまとめられる本発明の技術を示す要約プロセスを図６に提供する。
【００３７】
Ｓ２：モバイル通信装置が、装置を最初にモバイル通信ネットワークに接続する接続又は登録手順を実行する。これは、例えば、モバイル通信装置に電源を投入するときであり得る。接続又は登録手順の一環として、モバイル通信装置は、アクセスパラメータを含むいくつかのコンテキストデータを通信する。本発明の技術によるアクセスパラメータは、低優先度インジケータ等の通信すべきデータパケットのタイプの指示、又は、通信ベアラを介して通信すべきデータパケットが、通信装置で実行中のＭＴＣアプリケーションプログラムのものであることの指示を含み得る。タイプインジケータは、低優先度インジケータ及びＭＴＣアプリケーションインジケータの組み合わせを含んでもよい。
【００３８】
Ｓ４：次に、モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置により提供されるアクセスパラメータを使用して、モバイル通信装置からＰＤＮ−ＧＷへのデフォルトタイプの通信ベアラを作成する。モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置により通信されるアクセスパラメータ及び／又はネットワークに記憶されたアクセス指示、例えば、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）８又は家庭加入者サーバ（ＨＳＳ）１０に記憶されたアクセス指示等に基づいてデフォルトベアラを作成する。
【００３９】
Ｓ６：モバイル通信ネットワークに記憶されたアクセス指示が、モバイル通信装置に、モバイル通信装置により示された要求されたタイプのデータパケットの通信ベアラを提供できることを示す場合、そのタイプのデフォルトベアラが提供され、又はアクセス指示が、要求されたタイプの通信ベアラを通信装置に提供すべきではないことを示す場合、ネットワークに記憶されたアクセス指示のデフォルト通信ベアラが設定される。したがって、モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置に導入されるデフォルトベアラのタイプを制御するが、モバイル通信装置により要求されるベアラのタイプを考慮する。例えば、モバイル通信ネットワークに記憶されたアクセス指示が、通常タイプの通信ベアラを許可する場合、デフォルトベアラとして低優先度及び又はＭＴＣアプリケーションベアラの要求が提供される。
【００４０】
モバイル通信装置からデータパケット通信し、且つモバイル通信装置にデータパケットを通信する通信ベアラが確立されると、モバイル通信装置は、専用通信ベアラの提供を要求し得る。専用ベアラは、アクセスパラメータを使用して確立することができ、又は確立された専用ベアラのアクセスパラメータを変更することができる。同様に、デフォルトベアラのパラメータを変更することもできる。これは、例えば、通信装置で実行されるアプリケーションプログラムが特定のタイプのデータパケットとの通信を要求し得るためであり得る。したがって、以下のようにまとめられる図７に示されるフローチャートを実行し得る。
【００４１】
Ｓ８：モバイル通信装置のアプリケーションプログラムが、ＡＳ又はＮＡＳシグナリングメッセージの一環として専用ベアラを要求し得、このメッセージは、従来のシグナリング活動の結果としてモバイル通信ネットワークに通信し得るが、通信すべきデータパケットのタイプの指示を含み得る。例えば、ＡＳ又はＮＡＳメッセージは、低優先度のデータパケットの指示、又は通信すべきデータパケットがＭＴＣアプリケーションプログラムのものであることの指示、又はこれらの２つのメッセージの組み合わせを含み得る。次に、既存のＰＤＮ−ＧＷ又は異なるアクセスポイント名を使用する別のＰＤＮ−ＧＷからの通信ネットワークにより、専用通信ベアラを確立し得る。
【００４２】
Ｓ１０：或いは、モバイル通信装置は、ベアラ変更メッセージを通信することによりアプリケーションプログラムへの専用ベアラを要求し得、ベアラ変更メッセージは、通信ベアラを介して通信すべきデータパケットのタイプの指示並びに他のパラメータを含み得る。
【００４３】
Ｓ１２：モバイル通信ネットワークは、デフォルト通信ベアラと並列動作する新しい通信ベアラを確立することにより、専用通信ベアラを提供し得る。
【００４４】
本発明の技術に従って理解されるように、モバイル通信装置で実行されているアプリケーションプログラムは、構成された通信ベアラで通信すべきデータパケットのタイプのシグナリングの原因となる。一例によれば、モバイル通信ネットワークのオペレータは、ＭＴＣ通信及び又は低優先度通信に対してより低い料金を設定し、それにより、アプリケーションプログラムを実行中のユーザに、低優先度データパケット及び／又はＭＴＣアプリケーションデータパケットの通信ベアラを要求するようにアプリケーションプログラムを構成する動機を与え得る。
【００４５】
ユーザプレーン制御：ネットワークによるデータパケットの差別的扱い
上述したように、ＬＴＥ／ＥＰＣシステム（リリース９）を規定する現在の状況では、ＭＴＣ装置と通常ユーザとを区別することができない。しかし、Ｃプレーンデータについてこの欠陥に対処する努力はなされたが、Ｕプレーンデータは、通常ユーザとＭＴＣユーザとで同じである共通のＱｏＳパラメータセットによってしか差別化することができない。この手法は、モバイル通信ネットワークがこれらのＭＴＣ通信装置により生成されるデータを処理する場合に十分ではないおそれがあり、このような場合は、まさにネットワークが完全に利用されるところであり、かつネットワークにまさに輻輳が発生するところであるか、又は発生中であるような状況に関係し得る。現在、アイドルモードであるモバイル通信装置へのデータを受信した場合、Ｓ−ＧＷに、下りリンクデータをバッファリングするように求め、Ｓ−ＧＷが、下りリンクデータ通知メッセージをＭＭＥに送信することが提案されている。これは、低優先度指示及び／又はＭＴＣ指示を考慮に入れ得る。データは、Ｓ−ＧＷまでトラバースする必要があり、Ｓ−ＧＷにおいて、バッファリングされ、状況によっては任意選択的に破棄される。このバッファリングは、モバイル通信装置がアイドルモードであり、データを下りリンクでモバイル通信装置に通信すべき場合のみ行われる。しかし、本発明の技術は、モバイル通信装置からモバイル通信ネットワークに送信すべき上りリンクデータのバッファリングを提案する。
【００４６】
モバイル通信ネットワークはまた、ＰＤＮ−ＧＷとＳ−ＧＷとの間のパスに配置することができるＩＰルータからなるが、これらのノードはベアラの概念を理解せず、通常、何らかのマーキングを使用して、同じトラフィック処理を、同じＱｏＳパラメータセットを有するベアラに適用する。例えば、通信ネットワークを完全に利用し得るか、又は通信ネットワークに輻輳がまさに発生するところである／発生中である。ルータは、標準輻輳制御メカニズムを適用して、バッファリングを開始し、後に、すべてのユーザに対して有害な影響を有するデータの破棄を開始する。いくらかの追加情報が利用可能なノードは、インテリジェントに動作することができ、輻輳の発生を回避しようとして、又は、輻輳を解決し、輻輳が解決した場合に、並外れた／バックログされたデータでネットワークに負荷がかかり、さらに別の輻輳を生じさせる波、いわゆる同期の影響を回避するプロセスにおいてルータを支援しようとして、ＩＰルータをサポートすることができる。
【００４７】
コントローラ装置を導入して、選択されたデータ群がバッファからフラッシュされるか、又は破棄される場合、アルゴリズムを使用して、プロセスを制御し得る。アルゴリズムは、例えば、現在システム利用率及び／又は輻輳通知等のそのようなネットワークにより提供される追加のパラメータにより制御される可変タイマを使用して、バッファがフラッシュされる時間をずらし得る。
【００４８】
図８は、図１に表されるモバイル通信ネットワークによるデータパケットの通信を一次元構成で示す、ｅＮｏｄｅＢ２及びＳ−ＧＷ（サービングゲートウェイ）６を介するモバイル通信装置２０からＰＤＮ−ＧＷ１４へのデーパケットの通信の説明のための表現を提供する。図８に示されるように、２つの通信ベアラが通信装置２０に対して確立され、通信ベアラは双方向であり得るが、図８に示される例は、下りリンクベアラ８０及び上りリンクベアラ８２を含む。
【００４９】
上述したように、従来の構成によれば、モバイル通信装置２０は、アイドル状態であるか、又は接続状態のいずれかであり得る。通信装置２０がアイドル状態であり、データパケットをモバイル通信装置２０に下りリンクで通信すべき場合、データパケットはデータ記憶装置８４に記憶され、データ記憶装置８４は、モバイル通信装置が、例えば、接続状態に変更されるまでＰＤＮ−ＧＷ１４内でバッファとして機能する。通常、これは、下りリンクデータパケットを受信すべきモバイル通信装置をページングすることにより行われる。
【００５０】
本発明の技術によれば、モバイル通信装置とＰＤＮ−ＧＷ（パケットデータネットワークゲートウェイ）との間の通信ベアラの制御又は知識を有する各ノードには、そのベアラにより通信されるデータパケットのタイプの指示が提供される。一例では、データパケットのタイプは、低優先度データパケット又はＭＴＣアプリケーションとの通信用のデータパケットのいずれかとして示し得る。通信ベアラにより通信中のデータパケットのタイプの知識を提供することにより、モバイル通信ネットワークは、低優先度データパケット及びＭＴＣアプリケーションからのデータよりも高優先度データパケットを優先して、異なる通信ベアラのデータパケットの通信を差別的に制御することができる。一例では、データパケットの通信の制御は、モバイル通信ネットワークの輻輳を制御するために実行される。
【００５１】
図９は、２４時間期間においてモバイル通信ネットワークで通信されるデータパケットの結果としてのモバイル通信ネットワークへの負荷の説明のためのグラフ表現を提供する。したがって、図９に示されるｘ軸は２４時間期間にわたる時間のプロットであり、ｙ軸は、分毎に通信されるメッセージの数を示す負荷を表す。図９から分かるように、ネットワークは需要の大きなピーク又はサージを経験する。これらの需要ピークは、例えば、メールボックスを同期するか、又は状態若しくは接続性の更新要求を通知し、いくらかのデータをダウンロードするか、若しくは情報をサーバにアップロードする、例えばスマートフォンで実行中の、例えばアプリケーションプログラムによるものであり得る。説明したように、これは、例えば、メールボックス若しくはプルに基づくメソッドのチェック、又はＦＡＣＥＢＯＯＫ（商標）若しくはＴＷＩＴＴＥＲ（商標）等のソーシャルネットワーキングポータルにアクセスする様々な通信によるものであり得る。
【００５２】
本発明の技術によれば、上述したように、モバイル通信装置は、通信すべきデータパケットのタイプを示すアクセスパラメータを通信して、通信ベアラを確立することができる。したがって、モバイル通信装置２０、ｅＮｏｄｅＢ７２、サービングゲートウェイ７６、及び又はＰＤＮ−ＧＷ７４、並びにモバイル通信装置２０のうちの１つ又は複数は、モバイル通信ネットワークの優先度のより高いタイプの他のベアラから通信されるデータ通信パケットを優先して、低優先度ベアラ及び／又はＭＴＣ指示ベアラのデータパケットを記憶するように構成し得る。上述したように、一例では、モバイル通信ネットワークを介するデータパケットの制御は、ネットワークが輻輳を経験している場合に行い得る。したがって、輻輳が発生する場合、低優先度送信元及び又はＭＴＣアプリケーションからのデータパケットは、輻輳が低減するようなときまで、データバッファに記憶される。データバッファ内のデータパケットは、輻輳を低減するために破棄してもよい。
【００５３】
上述したように、Ｓ−ＧＷ等のネットワーク要素は、アイドル状態であるモバイル通信装置の下りリンクデータをバッファリングする。しかし、接続モードでのモバイル通信装置の上りリンク方向又は下りリンク方向のデータパケットを処理する構成の提供は知られていない。本発明の技術によれば、Ｓ−ＧＷ等のネットワーク要素は、コンテキスト情報に記憶された低優先度インジケータ又はＭＴＣアプリケーションインジケータ等の他のインジケータを考慮に入れ得る。したがって、Ｓ−ＧＷがまず、バッファリングを開始し、後にオプションとして、以下の優先度リストに従うデータの破棄を開始し得ることが提案される：
１．ＭＴＣ装置から来る低優先度データ、
２．低優先度データ、
３．通常ユーザ及び／又はＭＴＣユーザ、
４．高優先度ユーザ（例えば、高優先度ＭＴＣ装置等）。
【００５４】
この優先度リストは、バッファリング及びデータ破棄タスクに別個に適用することができる。
【００５５】
輻輳が低減したか、又はシステム利用率が特定の閾値を下回ったことを、ネットワークが基盤コンポーネントに通知する場合、Ｓ−ＧＷは、以下のような優先度リストに示される順序で、バッファリングされたデータの転送を開始し得る：
１．ＭＴＣ装置から来る低優先度データ、
２．低優先度データ、
３．通常ユーザ及び／又はＭＴＣユーザ、
４．高優先度ユーザ（例えば、高優先度ＭＴＣ装置等）。
【００５６】
ＡＲＰ値により示されるより多数の優先度レベルがあり得る。
【００５７】
この手法により、通信ネットワークは、通常ユーザのデータをフラッシュして、輻輳の再発生を回避するとともに、ルータによるデータ破棄リスクを回避することができる。
【００５８】
システムが最高利用率に近い場合、低優先度ＭＴＣデータが通常ユーザに損害を生じさせる危険性は低く、低優先度ＭＴＣデータは、例えば、送信元又はネットワークノードにバッファリングもされる。したがって、ＭＴＣ装置は、データパケットを再送信する必要はなく、したがって、電池が向上するとともに、無線リソースの利用（すなわち、損失データを再送信する必要がない）が向上する。
【００５９】
サービングゲートウェイＳ−ＧＷ７６である図８に示されるノードのうちの１つの図例を図１０に提供する。図１０に示されるように、Ｓ−ＧＷ７６は、上りリンクベアラ８２を介するデータパケットの通信を制御するように構成される。Ｓ−ＧＷ７６は制御プロセッサ１００を含み、制御プロセッサ１００は、例えば、輻輳を低減するために、入力１０２において、上りリンクベアラ８２を介するデータパケットの制御をバッファリングすべきであることの指示を受信する。一例では、制御プロセッサ１００が受信する入力１０２は、モバイル通信ネットワークに輻輳があることを制御プロセッサ１００に通知する、より低いＩＰ層により提供される明示的輻輳通知（ＥＣＮ）である。或いは、後述するように、制御プロセッサ１００への入力１０２は、輻輳がモバイル通信ネットワークに存在することの他のインジケータを受信するＭＭＥ又は運用保守センターにより提供してもよい。後述する別の例では、輻輳の予測が、モバイル通信ネットワークにより提供されるベアラの数及びそれらのベアラのタイプ、及び／又はこれらのベアラの利用率をカウントすることにより提供され、これらは所定の閾値と比較されて、ネットワークでの相対輻輳指示を提供する。
【００６０】
通信ベアラ８２を介するデータパケットの通信を制御すべきであると判断したＳ−ＧＷ７６の制御プロセッサ１００は、接続チャネル１０４を介してベアラ８２からデータパケットを検索し、さらなる接続チャネル１０６によりデータパケットをバッファ１０８に記憶する。次に、制御プロセッサ１００は、ネットワークがもはや輻輳していないと判断するようなときまで、データバッファ１０８にデータパケットを保持し、ネットワークに輻輳がない場合、もう一度データパケットをバッファから出して通信ベアラ８２に供給する。
【００６１】
別の例では、制御プロセッサ１００は、例えば、輻輳を制御するために、バッファ１０８からデータパケットを破棄し得る。例えば、制御プロセッサはクロック１１０を含み得、クロック１１０を使用して、データパケットがデータ記憶装置１０８に記憶されていた時間を特定する。特定の時間後、データパケットを破棄し得る。
【００６２】
制御プロセッサは、データパケットのタイプから独立して、上りリンク通信ベアラ８２が受信したデータパケットを差別的にバッファリングし、且つ又はデータパケットを破棄するように動作する。したがって、一例では、データパケットが低優先度データパケットである場合、通信ベアラ８２からのデータパケットは、別のベアラ１１２を介して通信されるデータパケットを優先して記憶され、それにより、別のベアラ１１２に対してデータパケットを差別的に通信する。したがって、例えば、モバイル通信ネットワーク内の輻輳を制御することができる。
【００６３】
理解されるように、本発明の技術は、インターネットプロトコル（ＩＰ）ルータが、サービスパラメータの品質に基づいてＩＰパケットの通信を差別化する従来の構成と異なる。したがって、サービングゲートウェイ７６からＰＤＮ−ＧＷ７４への通信は、図１１に示されるように、１つ又は複数のルータ１２０、１２２を介し得る。したがって、ルータは、下層において、データパケットをＩＰパケットとしてＰＤＮ−ＧＷゲートウェイ７４からＳ−ＧＷ７６にルーティングするように動作する。しかし、ルータは、通信ベアラを介して通信されているデータパケットのタイプの知識を有さず、それらのデータパケットの通信を差別化するために、ＩＰパケットヘッダ内に提供されるサービス品質（ＱｏＳ）指示しか使用することができない。したがって、本発明の技術では、上層において、モバイル通信ネットワークの各ベアラに対する通信ネットワークからのＩＰパケット等の通信に対処する。モバイル通信ネットワークは、アプリケーションプログラム毎に、データパケットのタイプを、例えば、これらが低優先度データパケット及び／又はＭＴＣタイプデータパケットであるか否かについて、識別するように構成することができる。
【００６４】
一例では、Ｓ−ＧＷが受信する輻輳指示は、その他の任意の通信ノードからのものであり得、通信ベアラを形成する通信チェイン内でそのノードに続く後続ノードからのものであり得る。例えば、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）７６は、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）７４に、ＰＤＮ−ＧＷ７４が輻輳しているか否かの確認を要求し、受信し得、輻輳していない場合、データパケットをバッファ１０８から転送し、輻輳している場合には、データパケットをバッファ１０８に保持する。
【００６５】
上述したシナリオは、ＬＴＥアドバンスが導入され、コアネットワークコンポーネントが再使用され、例えば、Ｓ−ＧＷ及びバックボーントランスポートネットワーク等のデータ集計点に過負荷がかかり／輻輳し得、又はＳ５／Ｓ８インタフェースもそうなり得るという状況が生じる場合、さらに意味を持つようになり得る。
【００６６】
上述した例では、図１０に示されるＳ−ＧＷの例が与えられたが、ｅＮｏｄｅＢ、モバイル通信装置２０、又はＰＤＮ−ＧＷのうちの任意のものが、対応するコントローラ及びデータバッファを含むことができ、又は実際に、追加の情報が利用可能な他の任意のネットワークエンティティを含むことができることが理解されるであろう。したがって、本発明の技術の例示的実施形態は、
−コンテキスト情報に記憶されたいくつかの追加情報及びネットワーク入力、例えば、現在システム利用率又は輻輳通知（例えば、ＩＰ層でのＥＣＮ通知）等を考慮に入れるインテリジェントアルゴリズムに従ってデータをバッファリング又は破棄する１つ又は複数のコアネットワークエンティティ（例えば、Ｓ−ＧＷ）又は無線アクセスネットワークエンティティ、
−優先度リストを使用して、いくつかのユーザ群に対するバッファリング及び／又は破棄を開始／停止すること、
−アルゴリズムが使用され、入力データを、いくつかのＣＮエンティティで実施される処理機能にいかにリンクするか
を提供することができる。
【００６７】
要約すると、データパケットのタイプに関してデータパケットフローを差別的に制御するモバイル通信ネットワークの動作が、以下のように要約される図１２に提供される。
【００６８】
Ｓ２０：モバイル通信ネットワークが、従来の動作に従って基地局（ｅＮｏｄｅＢ）及びサービングゲートウェイを介してモバイル通信装置からＰＤＮ−ＧＷにデータパケットを通信する通信ベアラを確立する。
【００６９】
Ｓ２２：しかし、モバイル通信装置、基地局、サービングゲートウェイ、又はＰＤＮ−ＧＷのうちの１つ又は複数に、ステップＳ２０において確立されたモバイル通信装置とＰＤＮ−ＧＷとの間の通信ベアラを介して通信すべきデータパケットのタイプの指示を提供し得る。通信ベアラで通信すべきデータパケットの指示されるタイプは、データパケットが低優先度送信元のものであり、且つ／又はデータパケットがＭＴＣアプリケーションから生成されたものであることの指示を含み得る。
【００７０】
Ｓ２４：通信ネットワークは、ネットワークが輻輳していることの指示を生成し、ネットワークが輻輳しているという信号を、モバイル通信装置、基地局、サービングゲートウェイ、又はＰＤＮ−ＧＷに提供し得る。或いは、これらの要素は、ＥＣＮ指示を介してＩＰ層から、通信ネットワークが輻輳しているという指示を受信し得る。
【００７１】
Ｓ２６：次に、モバイル通信装置、基地局、Ｓ−ＧＷ、又はＰＤＮ−ＧＷは、通信データパケットのタイプに従って通信を差別化するように、通信ベアラを介するデータパケットの通信を制御し得る。例えば、データパケットが低優先度送信元又はＭＴＣアプリケーションからのものである場合、例えば、基地局、モバイル通信装置、Ｓ−ＧＷ、又はＰＤＮ−ＧＷは、データパケットをバッファリングし得るが、優先度のより高い他の通信の様々なものからのデータパケットはバッファリングしなくてもよい。したがって、優先度のより低いデータパケットは、優先度のより高いデータパケットを優先してバッファリングされる。優先度のより低いデータパケットは、所定の時間後、又は輻輳が所定のレベルの達した後、破棄してもよい。
【００７２】
Ｓ２８：任意選択的に、モバイル通信装置、基地局、サービングゲートウェイ、又はＰＤＮ−ＧＷのうちの１つ又は複数は、低優先度及び／又はＭＴＣデータパケットの場合、データパケットをバッファに記憶することができ、次に、輻輳が存在しないという肯定的な指示がある場合のみ、データパケットをモバイル通信ネットワークの次の要素に転送し得る。例えば、ｅＮｏｄｅＢは、モバイル通信装置から受信した低優先度／ＭＴＣ通信ベアラのデータパケットを記憶することができ、輻輳がないという肯定的な指示をＳ−ＧＷが提供する場合のみ、データパケットをＳ−ＧＷに転送し得る。
【００７３】
コアネットワークエンティティに記憶されたコンテキスト情報を使用しての通信ネットワークの制御
上述したように、モバイル通信ネットワークは、ＭＴＣインジケータ又は低優先度インジケータをコアネットワークエンティティ、例えば、ＭＭＥ、Ｓ−ＧＷ、及び／又はＰＤＮ−ＧＷに記憶し得る。これらのインジケータは、以下をカウントするのに使用することができる：
・ＭＴＣ用途で確立されたベアラの数、及び／又は
・ＭＴＣ用に構成されたいくつかのベアラを有する装置の数、及び／又は
・ＭＴＣにのみ使用されるベアラを確立した装置（装置は純粋にＭＴＣアプリケーションに使用され、いわゆるＭＴＣ装置又はＭＴＣ用に構成されたＵＥ）の数、
・特定のタイプのベアラの利用率。
【００７４】
本発明の技術のさらなる態様によれば、図１のモバイル通信ネットワークは、図１３に示され、モバイル通信ネットワークに接続された制御ユニット１３０を含み得る。一例では、制御ユニット１３０はＭＭＥ８に接続されても、ＰＤＮ−ＧＷ１４若しくはＳ−ＧＷ６の一部を形成してもよい。
【００７５】
動作に際して、制御ユニット１３０は、ネットワーク内でモバイル通信装置により確立された通信ベアラの各タイプのベアラの数をカウントする。したがって、モバイル通信装置が、通信ベアラを介して通信すべきデータパケットのタイプを示す場合、所定のタイプセットのうちの１つであるこのタイプのデータパケットは、制御ユニット１３０により監視され、カウントされて、各タイプのデータパケットを通信する通信ベアラの数の全体カウントを生成する。したがって、制御ユニット１３０は、通信ネットワークの状態指示を生成し、例えば、通信ネットワークが輻輳しているか否かを判断し、そのネットワークのどの一部が輻輳しているかを特定し得る。したがって、次に、制御ユニットは、輻輳のレベルに従ってモバイル通信ネットワークの特定の動作を発動させることができる。
【００７６】
本発明の技術によれば、任意の時点で、制御ユニット１３０は、ネットワーク内でモバイル通信装置により確立された各タイプの通信ベアラのベアラ数をカウントし、又は各タイプのベアラの利用率を測定する。特定の時点でネットワークの所与の状態のカウント／測定を実行した後、制御ユニット１３０は、これらを閾値と比較し得る。これらの閾値は、ノード毎に静的に定義されることも、装置及びベアラによるシステム利用率に伴って変化することもあり得る。閾値が決定されると、実際の測定値が閾値と比較され、発動条件が満たされる場合、以下の３つの例を使用して、ネットワークを制御し得る。
【００７７】
１：測定を実行する装置：Ｓ−ＧＷ。動作は以下である：
・Ｓ−ＧＷが、ＭＴＣトラフィック又はＭＴＣ用に構成されたＭＴＣ装置に使用されるベアラにより生成される負荷が閾値を上回る／下回ることをＭＭＥ／ＰＤＮ−ＧＷに通知し得る、
・Ｓ−ＧＷは、いくつかのユーザカテゴリでデータスロットリングを開始し得る、
・低優先度のＭＴＣ用に構成されたＵＥ、
・低優先度であることも、そうでないこともあるＭＴＣアプリケーションも実行するＵＥ、
・ＭＴＣアプリケーションを実行していないＵＥ、
・低優先度ではないＭＴＣ用に構成されたＵＥ、
・アイドル状態又は接続状態であるモバイル通信装置の上記カテゴリの任意のもの、
・スロットリングは、測定数量が閾値を上回る限り実行される、
・ＰＤＮ−ＧＷは、Ｓ−ＧＷから受信する指示に基づいてＳ−ＧＷと同じようにスロットリングを開始／停止することもできる（又はスロットリングはＰＤＮ−ＧＷにおいてのみ行うことができる）。仮にＳ−ＧＷがアイドルモードのモバイル通信装置の新しいＤＬパケットのＸ％をスロットリングするように要求した場合、以下のようにしてこのＸ数量をＰＤＮ−ＧＷにおいてスケーリングすることができる：Ｘ１％（ＰＤＮ−ＧＷにおいて）＝Ｘ％＊（このＰ−ＧＷを使用する全ユーザ数／アイドルモードであり、このＰ−ＧＷを使用しているユーザ数）インジケータは、各ベアラタイプでスロットルすべきデータの％を含むこともできる。
・Ｓ−ＧＷから受信する指示に基づくＭＭＥは、いくつかの装置群に対してＳ−ＧＷの移動を発動させるか、又はサービングゲートウェイ選択プロセスに影響し得る。
【００７８】
２：測定を実行する装置：ＰＤＮ−ＧＷ。動作は以下である：
・同様に、ＰＤＮ−ＧＷは、ＭＭＥによるＰＤＮ−ＧＷの移動を発動させるいくつかの発動条件が満たされることをＭＭＥに通知し得る、
・ＭＭＥは、ＰＤＮ−ＧＷから受信する指示に基づいてＡＰＮに基づく輻輳制御メカニズムを発動させることもできる、
・指示（ベアラタイプカウント及び／又はベアラタイプ毎の利用率）に基づくＭＭＥは、ＰＤＮ−ＧＷ選択機能にこれらのデータを考慮に入れるように変更し得る。
【００７９】
３：測定を実行する装置：ＭＭＥ。動作は以下である：
・選択された装置群のサービングＭＭＥを、例えば、ＭＭＥエリアにサービングするＭＭＥプール内の利用可能な別のＭＭＥに移し得る、
・いくつかの装置群は、別のネットワークへの接続許可がない状態でシステムから強制的に切断され得、又は限られた時間にわたって切断され得る、
・いくつかのユーザ群は、システムに接続しようとするか、又はアクセスしようとする場合、休止状態に留まるように／同じＰＬＭＮへの再接続がＸ分／時間にわたって許可されない状態も加わる場合、登録解除するように言われる。しかし、この待機時間中、他のネットワークに接続しようとせず、又はいくつかの装置群は、システムへのアクセスが許可されない。これは、アクセス試行時にＡＳメッセージで通知することができ、又は例えば、ブロードキャストチャネルで他のすべての装置でも同様に通知して、効率的に他のすべての装置がアクセス手順を開始しないようにし得る、
・ＭＭＥは、いくつかのユーザ群を強制的に別のセル／ｅＮｏｄｅＢにハンドオーバさせ、又はさらにはＲＡＴ間若しくはシステム間ハンドオーバを開始させることもできる。
【００８０】
制御ユニット１３０の動作は図１４に要約され、以下のように提示される。
【００８１】
Ｓ３０：モバイル通信ネットワークが、基地局及びＳ−ＧＷを介してモバイル通信装置からＰＤＮ−ＧＷにデータパケットを通信する１つ又は複数の通信ベアラを構成する。
【００８２】
Ｓ３２：モバイル通信ネットワークは、モバイル通信装置から、通信ベアラを介して通信すべきデータパケットのタイプの指示を受信し、それに従って通信ベアラを構成する。或いは、通信ネットワークは、通信ベアラを介して通信すべきデータパケットのタイプの指示を含む、通信ネットワークに記憶されたアクセス指示に従って通信ベアラを構成し、それに従って通信ベアラを構成する。
【００８３】
Ｓ３４：通信すべきデータパケットのタイプの指示を用いて通信装置により確立されたすべての通信ベアラにおいて、モバイル通信ネットワークは、各タイプの通信ベアラの数をカウントし、これは、例えば、ＭＭＥ若しくはＰＤＮ−ＧＷの機能として実行し得、又は例えば、サービングゲートウェイ若しくはＰＤＮゲートウェイでのベアラタイプ毎の利用率を測定し得る。
【００８４】
Ｓ３６：通信ネットワークは、複数の所定のタイプのそれぞれの各タイプの通信ベアラの数を１つ又は複数の所定の閾値と比較する。次に、通信ネットワークは、異なる各タイプの通信ベアラの数及び／又は利用率に基づいて、通信ネットワークの状態を特定することができる。例えば、通信ネットワークは、各タイプの通信ベアラの数及び／又は利用率並びにノード容量に基づいて、ネットワークが輻輳していると判断する。
【００８５】
Ｓ３８：通信ネットワークは、データパケットのタイプに従ってデータパケットの通信を制御する要素を含むコアネットワーク又は無線ネットワークの一部への輻輳指示を発動させ得る。例えば、低優先度データパケット又はＭＴＣデータパケットをバッファリングし得、他の高優先度パケットは、低優先度パケットを優先してバッファリングされることなく、通信される。さらに、低優先度パケットは、高優先度パケットの保持を優先して破棄し得る。
【００８６】
Ｓ４０：代替として、通信ネットワークは、通信ベアラによるネットワークのある部分からのデータパケットの通信を許可し、他の部分からのデータパケットの通信を許可しないことができる。したがって、ＭＴＣタイプ通信は、基地局及びサービングゲートウェイを介してネットワークの一部分で許可することができるが、別のサービングゲートウェイを介しての通信は許可しない。さらに、各通信ベアラにより通信される異なる各タイプのデータパケットの数のカウントは、モバイル通信ネットワークの各ノードで特定することができ、したがって、モバイル通信ネットワーク内のＭＴＣ通信装置の相対分布を提供することができる。
【００８７】
パケットインジケータのタイプの配信
図１５は、通信ベアラを確立するように構成される要素を含み、それらベアラのコンテキスト情報を含み得る、図１及び図１２に示されるモバイル通信ネットワークの一部の概略ブロック図を提供する。図１５に示されるように、ポリシー制御施行機能ＰＣＥＦ２００が、ポリシーチャージング・規則機能（ＰＣＲＦ）２０２に接続されたＰＤＮ−ＧＷ１４の一部を形成し得る。ポリシーチャージング・リソース機能２０２は、家庭加入者サーバ（ＨＳＳ）１０及びアプリケーション機能（ＡＦ）２０４に接続される。動作に際して、アプリケ−ション機能２０４は、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）メッセージ交換を使用して、通信ベアラのＭＴＣタイプ及びアプリケーションタイプの指示を受信するように構成され、このメッセージは次に、ＰＣＲＦ２０２を介してＰＤＮ−ＧＷ内のＰＣＥＦ２００に伝播し、次に、通信ベアラのタイプをサービングゲートウェイ又はｅＮｏｄｅＢ等の他のネットワーク要素に通信するために使用することができる。
【００８８】
本発明の様々なさらなる態様及び特徴が添付の特許請求の範囲において規定される。本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更を上述した実施形態に行い得る。例えば、本発明の実施形態は、他のタイプのモバイル通信ネットワークにも適用され、ＬＴＥに限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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