(57)【要約】【課題】適切でないＮＡＳバックオフ時間を課すことに起因した無線端末のサービス品質の低下を抑制する。【解決手段】制御装置（３００）は、制御部（３０１）および通知部（３０２）を含む。前記制御部（３０１）は、ＮＡＳ要求メッセージの送信抑止のために無線端末（１００）に配置されるＮＡＳバックオフタイマ（１１０）のタイマ値を下限時間及び上限時間の間で決定するよう構成されている。通知部（３０２）は、決定されたＮＡＳバックオフタイマタイマ値を無線端末（１００）に通知するよう構成されている。さらに、ＮＡＳバックオフの下限時間及び上限時間の少なくとも一方は、無線端末（１００）の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている。【選択図】図４
2015002468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のために無線端末に配置されるＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を下限時間及び上限時間の間で決定することを備え、
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている、
ＮＡＳバックオフタイマのタイマ値の決定方法。
【請求項２】
前記上限時間は、前記通信間隔が長いほど長くなるように定められている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記下限時間は、前記通信継続時間が短いほど短くなるように定められている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方を前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方に応じて変更することをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方は前記無線端末の端末種別に関連付けられており、
前記変更することは、前記端末種別を参照し、前記端末種別に従って前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方を変更することを含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を加入者サーバから取得することをさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を前記無線端末から取得することをさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記端末種別を示す情報を加入者サーバから取得することをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記端末種別を示す情報を前記無線端末から取得することをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＮＡＳ要求メッセージを処理するコアネットワークノードの負荷が小さいほど前記上限時間と前記下限時間の差で定まるＮＡＳバックオフタイマの時間範囲を小さくするように前記上限時間を調整することをさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定することは、前記下限時間と前期上限時間の間で前記タイマ値をランダムに決定することを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記タイマ値を前記無線端末に通知することをさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
無線端末において行われる制御方法であって、
下限時間及び上限時間の間で決定されたタイマ値を受信すること、
ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のためのＮＡＳバックオフタイマを前記タイマ値に基づいて設定すること、及び
前記ＮＡＳバックオフタイマを活性化することを備え、
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている、
制御方法。
【請求項１４】
前記上限時間は、前記通信間隔が長いほど長くなるように定められている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記下限時間は、前記通信継続時間が短いほど短くなるように定められている、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のために無線端末に配置されるＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を下限時間及び上限時間の間で決定する制御手段と、
前記タイマ値を前記無線端末に通知する通知手段と、
を備え、
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている、
制御装置。
【請求項１７】
前記上限時間は、前記通信間隔が長いほど長くなるように定められている、請求項１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記下限時間は、前記通信継続時間が短いほど短くなるように定められている、請求項１６又は１７に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方を前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方に応じて変更する、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方は前記無線端末の端末種別に関連付けられており、
前記制御手段は、前記端末種別を参照し、前記端末種別に従って前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方を変更する、
請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を加入者サーバから取得する、請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、前記通信間隔及び前記通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を前記無線端末から取得する、請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記ＮＡＳ要求メッセージを処理するコアネットワークノードの負荷が小さいほど前記上限時間と前記下限時間の差で定まるＮＡＳバックオフタイマの時間範囲を小さくするように前記上限時間を調整する、請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、前記下限時間と前期上限時間の間で前記タイマ値をランダムに決定する、請求項１６〜２３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２５】
無線端末であって、
下限時間及び上限時間の間で決定されたタイマ値を受信し、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のためのＮＡＳバックオフタイマを前記タイマ値に基づいて設定し、前記ＮＡＳバックオフタイマを活性化する制御手段を備え、
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている、
無線端末。
【請求項２６】
前記上限時間は、前記通信間隔が長いほど長くなるように定められている、請求項２５に記載の無線端末。
【請求項２７】
前記下限時間は、前記通信継続時間が短いほど短くなるように定められている、請求項２５又は２６に記載の無線端末。
【請求項２８】
タイマ値を決定するための方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記方法は、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のために無線端末に配置されるＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を下限時間及び上限時間の間で決定することを備え、
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている、
プログラム。
【請求項２９】
無線端末において行われる制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
下限時間及び上限時間の間で決定されたタイマ値を受信すること、
ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のためのＮＡＳバックオフタイマを前記タイマ値に基づいて設定すること、及び
前記ＮＡＳバックオフタイマを活性化すること、
を備え、
前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、移動通信システムに関し、特にＮＡＳ（Non-Access Stratum）バックオフタイマのタイマ値の決定に関する。
【背景技術】
【０００２】
多元接続方式の移動通信システムは、時間、周波数、及び送信電力のうち少なくとも１つを含む無線リソースを複数の無線端末の間で共有することで、複数の無線端末が実質的に同時に無線通信を行うことを可能としている。代表的な多元接続方式は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、若しくはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）又はこれらの組み合わせである。本明細書で用いる移動通信システムの用語は、特に断らない限り多元接続方式の移動通信システムを意味する。
【０００３】
移動通信システムは、無線端末及びネットワークを含む。ネットワークは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access Network）及びモバイルコアネットワーク（ＭＣＮ：Mobile Core Network）を含む。無線端末は、ＲＡＮ及びＭＣＮを介して外部ネットワーク（例えば、 インターネット、パケットデータネットワーク、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Networks））と通信する。移動通信システムは、例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership ProjectのＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System又はＥＰＳ（Evolved Packet System）である。ＲＡＮは、例えばＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）、又はＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved UTRAN）である。ＭＣＮは、例えば、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）パケットコア、又はＥＰＣ（Evolved Packet Core）である。
【０００４】
ＲＡＮは、基地局および無線リソース管理機能を含む。無線リソース管理機能は、基地局とは別のＲＡＮノードに配置される場合もあるし、基地局に配置される場合もある。例えば、ＵＭＴＳでは、無線リソース管理機能は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）に配置される。一方、ＥＰＳでは、無線リソース管理機能は、基地局（eNB）に配置される。
【０００５】
ＭＣＮは、トラフィックを中継する１又は複数の転送ノード、並びにモビリティ管理及びセッション管理（ベアラ管理）などを行う１又は複数の制御ノードを含む。転送ノード機能及び制御ノード機能は、例えばＵＭＴＳのＰＳ（Packet Switched）ドメインのＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）およびＣＳ（Circuit Switched）ドメインのＭＳＣ（Mobile-services Switching Center）のように、１つのノードに一体的に配置されてもよい。制御ノードは、無線端末との間でＮＡＳ（Non-Access Stratum）メッセージを送受信する。ＮＡＳメッセージは、ＲＡＮで終端されず、ＲＡＮの無線アクセス方式に依存することなく、無線端末とＭＣＮの間で透過的に送受信される制御メッセージである。無線端末からＭＣＮに送られるＮＡＳメッセージは、アタッチ要求、セッション（ベアラ）要求、及び位置更新要求などのＮＡＳ要求メッセージを含む。例えば、ＥＰＳの場合、無線端末からのＮＡＳ要求メッセージは、Attach Request、Service Request、PDN connectivity request、Bearer Resource Allocation Request、Bearer Resource Modification Request、TAU (Tracking Area Update) Request、及びRAU (Routing Area Update) Requestのうち少なくとも１つを含む。一方、ＭＣＮから無線端末に送信されるＮＡＳメッセージは、これらのＮＡＳ要求メッセージに対する受諾（ACCEPT）メッセージ、及び拒絶（REJECT）メッセージを含む。
【０００６】
コアネットワークの過負荷又は輻輳を抑制するためのＮＡＳレベルの輻輳制御（congestion control）が知られている（例えば、非特許文献１及び特許文献１を参照）。非特許文献１は、ＡＰＮ（Access Point Name）ベースのセッション・マネジメント輻輳制御及びモビリティ・マネジメント輻輳制御、並びに一般的なＮＡＳレベルのモビリティ・マネジメント輻輳制御を開示している。ＡＰＮは、ＥＰＳで用いられる外部ネットワークの識別子である。ＡＰＮベースの輻輳制御は、特定のＡＰＮに関する過負荷又は輻輳を抑制するために実行される。一般的なＮＡＳレベルのモビリティ・マネジメント輻輳制御は、特定のＡＰＮによらない一般的な過負荷状況下で実行される。これらのＮＡＳレベルの輻輳制御が実行される場合、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）は、無線端末からのセッション・マネジメント又はモビリティ・マネジメントに関するＮＡＳ要求を拒絶する。なお、ＭＭＥは、ＥＰＳのコアネットワーク（ＥＰＣ（Evolved Packet Core））に配置される制御ノードである。ＮＡＳ要求を拒絶された無線端末は、ＮＡＳバックオフタイマを活性化し（activate）、デタッチ（コネクション切断）する場合、緊急呼を起動する場合、およびページングに応答する場合などのいくつか例外を除いて、ＮＡＳバックオフタイマが満了するまで新たなＮＡＳ要求の送信を抑止する。ＥＰＳでは、ＮＡＳバックオフタイマは、Session Management back-off timer、Mobility Management back-off timer、又は back-off timer T3346、等と呼ばれる。
【０００７】
ＮＡＳバックオフタイマのタイマ値（すなわちバックオフ時間）の長さは、コアネットワークによって指定される。例えば、ＮＡＳ要求を拒絶するためにコアネットワークの制御ノード（e.g. ＭＭＥ、ＳＧＳＮ）から無線端末に送られる拒絶メッセージは、バックオフタイマ値の指定を含む。なお、制御ノード（e.g. ＭＭＥ）は、多数の無線端末がバックオフタイマによって延期されたＮＡＳ要求を殆ど同時に行うことを回避しなければならない。そのために、非特許文献１は、延期されたＮＡＳ要求が同時に発生しないように、ＮＡＳバックオフタイマ値を選択するべきであると記載している。
【０００８】
また、非特許文献１は、ＭＴＣ（Machine Type Communication）に関する過負荷への対処について記載している。ＭＴＣは、Ｍ２Ｍ（Machine-to−Machine）コミュニケーション又はセンサネットワークコミュニケーションとも呼ばれる。ＭＴＣを移動通信システムに収容する場合、機械（e.g. 自動販売機、スマートメータ、自動車、鉄道車両）及びセンサ（e.g. 環境、農業、交通等に関するセンサ）に無線端末の機能が配置される。ＭＴＣ用の無線端末はＭＴＣデバイスと呼ばれる。非特許文献１は、ＭＴＣデバイスの通信が集中することによる負荷ピークの繰り返しを防ぐために、ＭＴＣデバイスに課されるバックオフタイマ値がランダム化されてもよいことを記載している。また、非特許文献１は、ＭＴＣデバイスための無線端末は低プライオリティ端末として構成されてもよく、低プライオリティ端末に対して長いバックオフタイマ値が課されてもよいことを記載している。さらに、非特許文献１は、低プライオリティ端末が、ＮＡＳシグナリング手順の間に、低ライオリティ識別子をＭＭＥに送信することについて記載している。低プライオリティ識別子は、ＭＭＥが無線端末からのＮＡＳ要求を受け入れるか否かを決定するために使用される。
【０００９】
特許文献１は、ＭＴＣの輻輳制御を開示しており、特定のＭＴＣアプリケーションの通信をブロックするためのＮＡＳレベルの輻輳制御を開示している。例えば、ネットワークノード（e.g.ＭＭＥ、ＳＧＳＮ）は、特定の ＭＴＣアプリケーションに関するＭＴＣデバイスからＮＡＳ要求（例えば、PDN Connectivity Request又は Attach Request）を受信した場合に、バックオフタイマ値の指定を含む拒絶メッセージを送信する。特定の ＭＴＣアプリケーションは、ＡＰＮ又はＭＴＣグループ識別子によって識別されてもよい。また、複数のＭＴＣデバイスのバックオフタイマが満了したときにネットワーク負荷が高まることを防ぐために、同じＭＴＣグループに属する異なるＭＴＣデバイスに対してランダムなバックオフタイマ値が割り当てられてもよい。また、特許文献１は、無線端末からのＮＡＳ要求に対する受諾メッセージ（e.g. Attach Acceptメッセージ、RAU Acceptメッセージ、又はTAU Acceptメッセージ）によってバックオフタイマ値が無線端末に送られてもよいことを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０１９９９０５号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】3GPP TS 23.401 V10.8.0 (2012-06) “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 10)”、2012年6月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本件の発明者等は、スマートフォン及びＭＴＣデバイス等の通信量、時間（遅延）に対する寛容性（time tolerance）、移動性などの異なる無線端末を移動通信システムに収容する利用形態について詳細な検討を行った。非特許文献１に示されているように、ＭＴＣデバイス等の低プライオリティ端末に対して長いバックオフ時間（バックオフタイマ値）が課すことで、種別の異なる複数の無線端末からの再度のＮＡＳ要求が集中して発生することを回避できる可能性がある。しかしながら、各無線端末に課されるＮＡＳバックオフ時間が各無線端末の時間（遅延）に対する寛容性（time tolerance）に十分に適合していなければ、各無線端末のサービス品質が低下するおそれがある。
【００１３】
したがって、本件発明の目的の１つは、適切でないＮＡＳバックオフ時間を課すことに起因した無線端末のサービス品質の低下を抑制することに寄与するＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を決定するための方法及び装置、無線端末、並びにプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の態様では、ＮＡＳバックオフタイマのタイマ値の決定方法は、ＮＡＳ要求メッセージの送信抑止のために無線端末に配置されるＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を下限時間及び上限時間の間で決定することを含む。さらに、前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている。
【００１５】
第２の態様では、無線端末において行われる制御方法は、下限時間及び上限時間の間で決定されたタイマ値を受信すること、ＮＡＳ要求メッセージの送信抑止のためのＮＡＳバックオフタイマを前記タイマ値に基づいて設定すること、及び前記バックオフタイマを活性化することを含む。さらに、前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている。
【００１６】
第３の態様では、制御装置は、制御部および通知部を含む。前記制御部は、ＮＡＳ要求メッセージの送信抑止のために無線端末に配置されるＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を下限時間及び上限時間の間で決定するよう構成されている。前記通知部は、前記タイマ値を前記無線端末に通知するよう構成されている。さらに、前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている。
【００１７】
第４の態様では、無線端末は、下限時間及び上限時間の間で決定されたタイマ値を受信し、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）要求メッセージの送信抑止のためのＮＡＳバックオフタイマを前記タイマ値に基づいて設定し、前記バックオフタイマを活性化するよう構成された制御部を含む。さらに、前記下限時間及び前記上限時間の少なくとも一方は、前記無線端末の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて定められている。
【００１８】
第５の態様では、プログラムは、上述した第１の態様に係る方法をコンピュータに行わせるための命令群を含む。
【００１９】
第６の態様では、プログラムは、上述した第２の態様に係る方法をコンピュータに行わせるための命令群を含む。
【発明の効果】
【００２０】
上述の態様によれば、適切でないＮＡＳバックオフ時間を課すことに起因した無線端末のサービス品質の低下を抑制することに寄与するＮＡＳバックオフタイマのタイマ値を決定するための方法及び装置、無線端末、並びにプログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１及び第２の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す図である。
【図２】第１及び第２の実施形態に係る移動管理ノードの構成例を示す図である。
【図３】第１及び第２の実施形態に係る無線端末の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るＮＡＳバックオフタイマ値の決定手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る輻輳制御手順の第１の例を示すシーケンス図である。
【図６】第１の実施形態に係る輻輳制御手順の第２の例を示すシーケンス図である。
【図７】第１の実施形態に係る輻輳制御手順の第３の例を示すシーケンス図である。
【図８】第２の実施形態に係るＮＡＳバックオフタイマ値の決定手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態を含む幾つかの実施形態に係る移動通信システムの構成例を示している。移動通信システムは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）２０及びモバイルコアネットワーク（ＭＣＮ）３０を含む。ＲＡＮ２０は、基地局２００を含む。基地局２００は、無線アクセス技術により無線端末１００と接続する。無線端末１００は、無線インタフェースを有し、無線アクセス技術により基地局２００に接続し、ＲＡＮ２０を介してＭＣＮ３０へ接続する。そして、無線端末１００は、ＲＡＮ２０及びＭＣＮ３０を介して外部ネットワーク４０と通信する。外部ネットワーク４０は、インターネット、パケットデータネットワーク、若しくはＰＳＴＮ、又はこれらの組み合わせである。ＲＡＮ２０は、例えば、ＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）若しくはＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved UTRAN）、又はこれらの組み合わせである。ＵＴＲＡＮにおいては、基地局２００はＮｏｄｅＢ及びＲＮＣに対応する。Ｅ−ＵＴＲＡＮにおいては、基地局２００はｅＮＢ（E-UTRAN NodeB）に対応する。なお、図１では、説明の便宜のために１つの無線端末１００及び１つの基地局２００のみを示しているが、移動通信システムは複数の無線端末１００及び複数の基地局２００を含んでもよい。
【００２４】
無線端末１００は、ＮＡＳバックオフタイマ１１０を有する。ＮＡＳバックオフタイマ１１０は、無線端末１００からのＮＡＳ要求メッセージの送信抑止のために使用される。無線端末１００は、例えば、ＮＡＳ要求（e.g. アタッチ要求、コネクション要求、位置更新要求）に対する拒絶メッセージをＭＣＮ３０から受信したことに応じてＮＡＳバックオフタイマ１１０を活性化する。無線端末１００は、デタッチ（コネクション切断）する場合、緊急呼を起動する場合、およびページングに応答する場合などのいくつか例外を除いて、ＮＡＳバックオフタイマが満了するまで新たなＮＡＳ要求の送信を抑止する。ＥＰＳでは、ＮＡＳバックオフタイマは、Session Management back-off timer、Mobility Management back-off timer、又は back-off timer T3346と呼ばれる。ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値の決定手法については後述する。
【００２５】
ＭＣＮ３０は、主に移動通信サービスを提供するオペレータによって管理されるネットワークである。ＭＣＮ３０は、ＣＳ（Circuit Switched）コア若しくはＰＳ（Packet Switched）コア、又はこれらの組み合わせである。ＭＣＮ３０は、例えば、ＥＰＳにおけるＥＰＣ、若しくはＵＭＴＳにおけるＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）パケットコア、又はこれらの組み合わせである。図１の例では、ＭＣＮ３０は、移動管理ノード３００、転送ノード３１０、及び加入者サーバ３２０を含む。
【００２６】
転送ノード３１０は、無線端末１００と外部ネットワーク４０の間で送受信されるユーザデータの転送又は回線交換を含むユーザプレーン機能を提供する。例えば、ＵＭＴＳの場合、転送ノード３１０は、ＭＳＣのユーザプレーン機能、ＳＧＳＮのユーザプレーン機能、及びＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）を含む。また、ＥＰＳの場合、転送ノード３１０は、Serving Gateway（Ｓ−ＧＷ）及びPDN Gateway（Ｐ−ＧＷ）を含む。
【００２７】
加入者サーバ３２０は、無線端末１００の加入者データを保持するデータベースであり、例えばＨＳＳ（Home Subscriber Server）又はＨＬＲ（Home Location Server）がこれに相当する。加入者サーバ３２０は、移動管理ノード３００の要求に応答して、移動管理ノード３００に加入者データを送信する。
【００２８】
移動管理ノード３００は、コントロールプレーンのノードであり、無線端末１００のモビリティ管理（e.g. 位置登録）、及びセッション（ベアラ）管理（e.g. ベアラ確立、ベアラ構成変更、ベアラ解放）などを行う。移動管理ノード３００は、無線端末１００との間でＮＡＳメッセージを送受信し、ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値を無線端末１００に指示する。例えば、ＵＭＴＳの場合、移動管理ノード３００は、ＳＧＳＮのコントロールプレーン機能を含む。また、ＥＰＳの場合、移動管理ノード３００は、ＭＭＥを含む。
【００２９】
図２は、本実施形態を含む幾つかの実施形態に係る移動管理ノード３００の構成例を示している。図２の例では、移動管理ノード３００は、タイマ値決定部３０１及びタイマ値通知部３０２を含む。タイマ値決定部３０１は、ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値（すなわちＮＡＳバックオフ時間）を決定する。なお、いくつかの実施形態では、ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値は、加入者サーバ３２０等の他のノードから移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）に通知されてもよい。タイマ値通知部３０２は、決定されたタイマ値を無線端末１００に通知する。例えば、タイマ値通知部３０２は、無線端末１００からのＮＡＳ要求を拒絶する際に、タイマ値を含む拒絶メッセージ（e.g. Attach Rejectメッセージ、Service Rejectメッセージ、RAU Rejectメッセージ、又はTAU Rejectメッセージ）を送信する。タイマ値通知部３０２は、無線端末１００からのＮＡＳ要求を受諾する際に、タイマ値を含む受諾メッセージ（e.g. Attach Acceptメッセージ、Service Acceptメッセージ、RAU Acceptメッセージ、又はTAU Acceptメッセージ）を送信してもよい。
【００３０】
図３は、本実施形態を含む幾つかの実施形態に係る無線端末１００の構成例を示している。図３の例では、無線端末１００は、無線トランシーバ１０１、制御部１０２、及びＮＡＳバックオフタイマ１１０を含む。無線トランシーバ１０１は、ＲＡＮ２０との通信機能を有し、基地局２００と無線コネクションを接続する。すなわち、無線トランシーバ１０１は、複数の物理ダウンリンクチャネルを含むダウンリンク信号を基地局２００から受信する。また、無線トランシーバ１０１は、複数の物理アップリンクチャネルを含むアップリンク信号を基地局２００に送信する。
【００３１】
制御部１０２は、無線トランシーバ１０１を介して、ＲＡＮ２０及びＭＣＮ３０とシグナリングメッセージを送受信し、ユーザデータの送受信又はＣＳコールのために無線トランシーバ１０１を制御する。さらに、制御部１０２は、ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値を無線トランシーバ１０１を介して移動管理ノード３００から受信し、当該タイマ値に基づいてＮＡＳバックオフタイマ１１０を設定する。そして、制御部１０２は、ＮＡＳ要求が拒絶された場合などの所定の条件において、ＮＡＳバックオフタイマ１１０を活性化する（作動させる）。制御部１０２は、ＮＡＳバックオフタイマ１１０が満了するか又は所定のタイマ停止条件が成立するまで、いくつかの例外を除いて、新たなＮＡＳ要求の送信を抑止する。いくつかの例外は、例えば、デタッチ（コネクション切断）する場合、緊急呼を起動する場合、およびページングに応答する場合のうち少なくとも１つを含む。ＥＰＳの場合、抑止されるＮＡＳ要求メッセージは、Service Request、PDN Connectivity Request、Bearer Resource Allocation Request、Bearer Resource Modification Request、Attach Request、及びTracking Area Update Requestのうち少なくとも１つを含んでもよい。
【００３２】
続いて以下では、第１の実施形態に係るＮＡＳバックオフ時間（ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値）の決定に関して説明する。本実施の形態では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、無線端末１００に課すＮＡＳバックオフ時間（ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値）を、ＮＡＳバックオフの下限時間及び上限時間の間で決定する。移動管理ノード３００は、例えば、ＮＡＳバックオフの下限時間と上限時間の間で無線端末１００に課す具体的なバックオフ時間をランダムに決定してもよい。
【００３３】
ここで、下限時間及び上限時間の少なくとも一方は、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて決定される。無線端末１００の通信間隔は、無線端末１００において通信（e.g. データ送信）が発生する間隔を意味する。無線端末１００の通信間隔は、平均的な通信間隔であってもよい。無線端末１００の通信継続時間は、１回辺りの通信（e.g.データ送信）が継続時間、つまり通信が開始してから終了するまでの時間を意味する。無線端末１００の通信継続時間は、平均的な通信継続時間であってもよい。
【００３４】
ＮＡＳバックオフの上限時間は、無線端末１００の通信間隔が長いほど長くなるように決定されてもよい。なぜなら、平均的な通信間隔が長い端末ほど時間（遅延）に対する寛容性（time tolerance）が大きいと考えられるためである。
【００３５】
また、ＮＡＳバックオフの下限時間は、無線端末１００の通信継続時間が短いほど短くなるように決定されてもよい。平均的な通信継続時間が短い端末の通信は短時間で終了する可能性が高く、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の負荷が高い状況下でも処理しやすいと考えられるためである。
【００３６】
一例において、ＮＡＳバックオフの下限時間及び上限時間の少なくとも一方は、移動管理ノード３００において決定されてもよい。この場合、移動管理ノード３００は、無線端末１００又は加入者サーバ３２０から、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を受信してもよい。通信間隔を示す情報および通信継続時間を示す情報は、無線端末１００の種別（機種）情報であってもよい。スマートフォン及びＭＴＣデバイス等の異なる端末種別の間では、１回の通信量、通信間隔、時間（遅延）に対する寛容性（time tolerance）等が異なるためである。無線端末１００の種別情報は、一般の携帯端末（e.g. 携帯電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ）又はＭＴＣデバイスのどちらであるかを示してもよい。また、無線端末１００の種別情報は、自動車、鉄道車両、自動販売機といった無線端末１００が搭載される機器の相違に基づいて付与されてもよい。
【００３７】
これに代えて、移動管理ノード３００は、下限時間及び上限時間の少なくとも一方の指定を含む“タイマ値を決定するためのポリシ”を加入者サーバ３２０から受信してもよい。加入者サーバ３２０は、各無線端末１００の加入者データの一部として“タイマ値を決定するためのポリシ”を保持すればよい。そして、移動管理ノード３００は、加入者サーバ３２０から通知された無線端末１００のための下限時間若しくは上限時間又はこれら両方を用いて、無線端末１００に課すＮＡＳバックオフ時間を決定すればよい。
【００３８】
図４は、本実施形態に係るＮＡＳバックオフ時間（ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値）の決定手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、例えば無線端末１００又は加入者サーバ３２０から、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を取得する。ステップＳ１２では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて、無線端末１００に課すバックオフの下限時間及び上限時間の少なくとも一方を決定する。ステップＳ１３では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、無線端末１００に課す具体的なＮＡＳバックオフ時間を下限時間と上限時間の間で決定する。
【００３９】
図５は、本実施形態に係るＮＡＳレベル輻輳制御手順の第１の例を示すシーケンス図である。図５の例では、移動管理ノード３００は、無線端末１００からのＮＡＳ要求の受信に応答して、無線端末１００の通信間隔を示す情報、通信継続時間を示す情報、又はタイマ値を決定するためのポリシを、加入者サーバ３２０から受信する。タイマ値を決定するためのポリシは、上限時間及び下限時間の少なくとも一方の指定を含む。
【００４０】
ステップＳ１０１では、無線端末１００は、ＮＡＳ要求メッセージを移動管理ノード３００に送信する。このＮＡＳ要求メッセージは、例えば、アタッチ要求、位置更新要求（e.g. TAU Request、RAU Request）、又はサービス要求である。ステップＳ１０２では、移動管理ノード３００は、ＮＡＳ要求メッセージの受信に応答して、加入者サーバ３２０に当該無線端末１００の加入者データの送信を要求する。ステップＳ１０２で送信される要求は、無線端末１００の識別子（ただし、加入者サーバ３２０によって管理されている識別子、例えばＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity））を含む。ステップＳ１０３では、移動管理ノード３００は、無線端末１００の加入者データを加入者サーバ３２０から受信する。この加入者データは、例えば、無線端末１００の通信間隔を示す情報、通信継続時間を示す情報、又はタイマ値を決定するためのポリシを含む。
【００４１】
ステップＳ１０４では、移動管理ノード３００は、無線端末１００の加入者データ（e.g. 通信間隔を示す情報、通信継続時間を示す情報、又は決定ポリシ）に基づいて、無線端末１００のＮＡＳバックオフタイマ値を決定する。ステップＳ１０５では、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の過負荷又は輻輳を理由に、移動管理ノード３００はＮＡＳ拒絶メッセージを無線端末１００に送信する。ステップＳ１０５の拒絶メッセージは、ステップＳ１０１のＮＡＳ要求を拒絶することを示し、決定されたＮＡＳバックオフタイマ値を含む。
【００４２】
ステップＳ１０６では、無線端末１００は、移動管理ノード３００から通知されたタイマ値に基づいてＮＡＳバックオフタイマ１１０を設定し、タイマ１１０を活性化する。なお、ステップＳ１０６において、無線端末１００は、移動管理ノード３００から通知されたタイマ値をパラメータ（e.g. 下限時間若しくは上限時間又はこれら両方）として用いて、ランダム化されたタイマ値を決定してもよい。言い換えると、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方を反映した下限時間若しくは上限時間又はこれら両方を用いた具体的なＮＡＳバックオフタイマ値の決定は、無線端末１００において行われてもよい。
【００４３】
なお、例えば無線端末１００の位置更新要求に応答して加入者データを取得する場合、移動管理ノード３００は、加入者サーバ３２０ではなく旧移動管理ノードから無線端末１００の加入者データを取得してもよい。この場合、移動管理ノード３００は、加入者サーバ３２０に加入者データの送信を要求しなくてもよい。なお、旧移動管理ノードは、無線端末１００が過去に位置した位置登録エリアを管理する移動管理ノードであり、無線端末１００のアタッチの際に加入者サーバ３２０から受信した加入者データを保持している。
【００４４】
図６は、本実施形態に係るＮＡＳレベル輻輳制御手順の第２の例を示すシーケンス図である。ステップＳ２０１〜Ｓ２０３における処理は、図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０３における処理と同様である。ステップＳ２０４では、移動管理ノード３００は、無線端末１００の加入者データに基づいて決定したＮＡＳバックオフタイマ値又はタイマ決定ポリシを無線端末１００に関するコンテキスト（e.g. UE CONTEXT）として保持する。ステップＳ２０５では、移動管理ノード３００は、ステップＳ２０１のＮＡＳ要求メッセージに対する受諾メッセージを送信する。
【００４５】
ステップＳ２０６では、無線端末１００は、ＮＡＳ要求メッセージを移動管理ノード３００に送信する。ステップＳ２０７では、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の過負荷又は輻輳を理由に、移動管理ノード３００はＮＡＳ拒絶メッセージを無線端末１００に送信する。ステップＳ２０７の拒絶メッセージは、ステップＳ２０６のＮＡＳ要求を拒絶することを示し、ステップＳ２０４で決定されたＮＡＳバックオフタイマ値または決定ポリシに基づくＮＡＳバックオフタイマ値を含む。ステップＳ２０８では、無線端末１００は、移動管理ノード３００から通知されたタイマ値に基づいてＮＡＳバックオフタイマ１１０を設定し、タイマ１１０を活性化する。
【００４６】
図７は、本実施形態に係るＮＡＳレベル輻輳制御手順の第３の例を示すシーケンス図である。図７の例では、移動管理ノード３００は、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を無線端末１００から受信する。ステップＳ３０１では、無線端末１００は、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方を示す情報を含むＮＡＳ要求メッセージを移動管理ノード３００に送信する。
【００４７】
ステップＳ３０２では、移動管理ノード３００は、無線端末１００から受信した通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方を示す情報に基づいて、無線端末１００のＮＡＳバックオフタイマ値を決定する。ステップＳ３０３では、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の過負荷又は輻輳を理由に、移動管理ノード３００はＮＡＳ拒絶メッセージを無線端末１００に送信する。ステップＳ３０３の拒絶メッセージは、ステップＳ３０１のＮＡＳ要求を拒絶することを示し、ＮＡＳバックオフタイマ値を含む。
【００４８】
ステップＳ３０４では、無線端末１００は、移動管理ノード３００から通知されたタイマ値に基づいてＮＡＳバックオフタイマ１１０を設定し、タイマ１１０を活性化する。
【００４９】
上述したように、本実施形態は、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて決定されたＮＡＳバックオフの下限時間と上限時間の間で、無線端末１００に課す具体的なＮＡＳバックオフタイマ値を決定する。したがって、本実施形態は、無線端末１００に課されるＮＡＳバックオフ時間を各無線端末の時間（遅延）に対する寛容性（time tolerance）に適合させることができる。例えば、ＮＡＳバックオフの上限時間は、無線端末１００の通信間隔が長いほど長くなるように決定するとよい。また、ＮＡＳバックオフの下限時間は、無線端末１００の通信継続時間が短いほど短くなるように決定するとよい。したがって、本実施形態は、適切でないＮＡＳバックオフ時間を課すことに起因した無線端末１００のサービス品質の低下を抑制することに貢献できる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
本実施形態に係る移動通信システムの構成、移動管理ノード３００の構成、及び無線端末１００の構成は、図１〜図３と同様とすればよい。本実施形態では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、上述した第１の実施形態と同様に、無線端末１００の通信間隔及び通信継続時間の少なくとも一方に応じて決定されたＮＡＳバックオフの下限時間と上限時間の間で、無線端末１００に課す具体的なＮＡＳバックオフタイマ値を決定するよう動作する。
【００５１】
さらに、本実施形態に係る移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、ＮＡＳ要求を処理する移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の負荷（e.g. 無線端末の接続数）が上限値に比べて十分に小さい場合に、ＮＡＳバックオフタイマの時間範囲を小さくするようにＮＡＳバックオフの上限時間を調整する。移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の負荷が小さい場合は、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の処理能力に余力がある場合と言い換えることもできる。ＮＡＳバックオフタイマの時間範囲は、ＮＡＳバックオフの上限時間と下限時間の差を意味する。
【００５２】
具体的には、移動管理ノード３００は、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の負荷が小さいほど、ＮＡＳバックオフタイマの時間範囲を小さくするようにＮＡＳバックオフの上限時間を調整してもよい。すなわち、移動管理ノード３００は、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の負荷が小さいほど、ＮＡＳバックオフの上限時間を短くすればよい。本実施形態によれば、移動管理ノード３００又はＭＣＮ３０の負荷が小さくなるに従って、ＮＡＳバックオフの上限時間及び下限時間の間で決定される具体的なＮＡＳバックオフ時間の平均値が小さくなることが期待される。
【００５３】
図８は、本実施形態に係るＮＡＳバックオフ時間（ＮＡＳバックオフタイマ１１０のタイマ値）の決定手順の一例を示すフローチャートである。図８のステップＳ２１及びＳ２２における処理は、図４に示した第１の実施形態に関する例におけるステップＳ１１及びＳ１２の処理と同様である。ステップＳ２３では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、移動管理ノード３００（又はＭＣＮ３０）の処理能力の余力に応じて、ＮＡＳバックオフタイマ１１０の時間範囲を小さくするようにＮＡＳバックオフの上限時間を調整する。ステップＳ２４では、移動管理ノード３００（タイマ値決定部３０１）は、無線端末１００に課す具体的なＮＡＳバックオフ時間を下限時間と上限時間の間で決定する。
【００５４】
＜その他の実施形態＞
第１及び第２の実施形態は、主として、移動管理ノード３００がＮＡＳバックオフタイマ値の決定を行う例を示した。しかしながら、ＮＡＳバックオフタイマ値の決定は、移動管理ノード３００とは異なる他のノードによって行われてもよい。例えば、既に述べたように、ＮＡＳバックオフタイマ値の決定は、無線端末１００において行われもよい。また、例えば、ＮＡＳバックオフタイマ値の決定は、ＭＣＮ３０に配置される他のネットワークノード（e.g. 加入者サーバ３２０）、又はネットワーク管理システムによって行われてもよい。ネットワーク管理システムは、ＯＳＳ（Operations Support System）、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）サーバ、ＯＭＣ（Operation and Maintenance Centre）、ＮＭ（Network Manager）、又はＥＭ（Element Manager）と呼ばれる場合もある。この場合、移動管理ノード３００は、無線端末１００のＮＡＳバックオフタイマ値を他のネットワークノード又はネットワーク管理システムから受信し、そのバックオフタイマ値を無線端末１００に送信すればよい。
【００５５】
第１及び第２の実施形態で説明したＮＡＳバックオフタイマ値の決定処理は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む半導体処理装置を用いて実現されてもよい。また、これらの処理は、少なくとも１つのプロセッサ（e.g. マイクロプロセッサ、ＭＰＵ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor））を含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現されてもよい。具体的には、フローチャート及びシーケンス図等を用いて説明されたＮＡＳバックオフタイマ値の決定に関するアルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。無線端末１００によるＮＡＳバックオフタイマ１１０の設定及び活性化も、コンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現されてもよい。
【００５６】
これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００５７】
さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
２０  無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）
３０  モバイルコアネットワーク（ＭＣＮ）
４０  外部ネットワーク
１００  無線端末
１０１  無線トランシーバ
１０２  制御部
１１０  ＮＡＳバックオフタイマ
２００  基地局
３００  移動管理ノード
３０１  タイマ値決定部
３０２  タイマ値通知部
３１０  転送ノード
３２０  加入者サーバ
【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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