JP2021514121A - 通信システムにおける低頻度スモールデータ伝送のための方法、システムおよびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

ユーザ装置（２０）、無線アクセスネットワーク（３０）、アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）、ならびにユーザプレーン機能（６０）を含む通信システムにおける通信を行う方法であって、次の工程：−アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）において、アップリンクデータを搬送するＮＡＳパケットデータユニット（ＰＤＵ）をユーザ装置（２０）から受信することであって、アップリンクデータは低頻度スモールデータを含み、−アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）において、ユーザ装置からＮＡＳメッセージを受信した後に、アップリンクデータをユーザプレーン機能（６０）に伝送することを含む。

Description

本発明は、関連機能を実行するための通信方法、通信システムおよびコンピュータプログラムに関する。より具体的には、本発明は通信システム、特に無線通信システムにおける低頻度スモールデータの伝送に関する。

モノのインターネット（ＩｏＴ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｏｆ−ｔｈｉｎｇｓ）、ならびに更なる世代の通信規格および通信システムの出現によって、データを生成して報告し、伝達し、共有し、および／または処理するために、ますます多くのデバイスが接続されるようになっている。この文脈において、セルラーネットワークは、典型的に、多かれ少なかれ低頻度で（例えば１週間当たり１回から１分間当たり１回の）、少量のデータだけを伝送および受信する、膨大な数の小型自律デバイスを含み得ることが想定される。時に、この種のトラフィックパターンは、「スモールデータ」または「低頻度スモールデータ」と称される。大部分のこれらのデバイスは、人間にではなく、むしろ、セルラーネットワークの範囲内または範囲外でアプリケーションサーバと通信する（デバイスを構成し、それらからデータを受信する）、異なる種類のセンサまたはアクチュエータと関連付けられている。それ故、この種の通信は、時にマシンツーマシン（Ｍ２Ｍ：ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−ｍａｃｈｉｎｅ）通信と称される。代替的な用語は、マシンタイプコミュニケーション（ＭＴＣ：ｍａｃｈｉｎｅ ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）デバイス（ＭＴＣデバイス）、またはモノのセルラーインターネット（ＣＩｏＴ：Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）デバイスである（これらの用語は、より一般的な用語であるユーザ装置（ＵＥ：ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の部分集合を識別する）。デバイス当たりのデータサイズが小さいままに維持される一方で、ＣＩｏＴデバイスの数が指数関数的に増加することが予想されている。ある使用状況では、ＣＩｏＴデバイス（例えばユーティリティメーター）は、それらの耐用期間全体を通して移動可能でない場合がある。ＣＩｏＴに使用されるＵＥは、実際に移動可能であるか、またはノマディック（ｎｏｍａｄｉｃ）／静止状態であり得る。

更に、新世代の通信システムは、５ＧシステムまたはＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）という名称で、３ＧＰＰによって開発中である。５Ｇシステムは、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．５０１ ｖ．１５．０．０に記載されているように、５Ｇアクセスネットワーク（ＡＮ：Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、５ＧコアネットワークおよびＵＥからなる３ＧＰＰシステムである。公知の５Ｇシステムアーキテクチャは、図１で図示されているように、いくつかのネットワーク機能（ＮＦ：ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）およびエンティティからなる。５Ｇコアネットワークのネットワーク機能は、特にアクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ：Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、セッション管理機能（ＳＭＦ：Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、およびデータネットワーク（ＤＮ：Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続されたユーザプレーン機能（ＵＰＦ：Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を含む。

アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ：Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、コアネットワークとデバイスとの間のシグナリング、ユーザデータの保護、アイドル状態のモビリティ、および認証を制御する機能を有する。ＡＭＦとモバイルデバイスとの間で動作する機能は、時に非アクセス層（ＮＡＳ：Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）と称され、その一方で、いわゆるアクセス層（ＡＳ：Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）は、モバイルデバイスとＲＡＮとの間で動作する機能を扱う。

セッション管理機能（ＳＭＦ：Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、その他の機能の中で、ユーザ装置のＩＰアドレス割り当て、ポリシー適用の制御、および一般的なセッション管理機能を扱う。

ユーザプレーン機能（ＵＰＦ：Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、ＲＡＮと、インターネットまたはより一般にデータネットワーク（ＤＮ：Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの外部ネットワークとの間のゲートウェイである。ＵＰＦは、パケットルーティングおよびパケットフォワーディング、パケット検査、クオリティ・オブ・サービス処理およびパケットフィルタリング、ならびにトラフィック測定を行う。ＵＰＦはまた、必要に応じて（ｉｎｔｅｒ−ＲＡＴ）モビリティのアンカーポイントとしての機能を果たす。

５Ｇの文脈において、文献３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７２４ Ｖ０．１．０では、５ＧＳが使用可能なデバイスのための、ＷＢ−ＥＵＴＲＡ（ｅＭＴＣ）および／またはＮＢ−ＩｏＴへの潜在的な接続性によって、５Ｇ ＣＮ内で識別されたＣｉｏＴ／ＭＴＣ機能をサポートする方法について述べている。

上記の文脈では、新世代の通信システムの開発において解決すべき問題とは、どのようにして効率的に低頻度データ伝送をサポートするのかということである。特に、解決すべき問題とは、少なくとも複雑性が低く、電力に制約され、かつ低データレートのＣＩｏＴ ＵＥのための効率的な低頻度スモールデータ伝送をサポートするために、どのような解決方法を提供するのかということである。

従って、本発明の目的は、通信システムにおける低頻度スモールデータ伝送を、どのように適切に扱うかという問題に対する解決方法を提供するものである。

上述の目標を達成するか、または少なくとも部分的に達成するために、本発明による方法、システムおよびコンピュータプログラムが、添付の特許請求の範囲において定義される。

特に、一態様によると、ユーザ装置、無線アクセスネットワーク、アクセスおよびモビリティ管理機能、ならびにユーザプレーン機能を含む通信システムにおける通信を実行するための方法が提供され、本方法は以下の工程：
−アクセスおよびモビリティ管理機能において、アップリンクデータを搬送するＮＡＳパケットデータユニット（ＰＤＵ：ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）をユーザ装置から受信することであって、アップリンクデータは低頻度スモールデータを含み、
−アクセスおよびモビリティ管理機能において、ユーザ装置からＮＡＳメッセージを受信した後に、アップリンクデータをユーザプレーン機能に伝送することを含む。

更なる態様によれば、ＮＡＳ ＰＤＵは、ＰＤＵセッションＩＤ、または単一ネットワーク支援スライス選択情報（Ｓ−ＮＡＳＳＩ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｌｉｃｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をカプセル化する。

更なる態様によれば、ＮＡＳ ＰＤＵは、ユーザ装置により無線アクセスネットワークを介してアクセスおよびモビリティ管理機能へと伝送され、ＮＡＳ−ＰＤＵは、ＲＲＣメッセージの一部として、ユーザ装置により無線アクセスネットワークに伝送される。

更なる態様によれば、ＮＡＳ ＰＤＵはＰＤＵセッションＩＤを含み、アクセスおよびモビリティ管理機能は、ＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、ＰＤＵセッションＩＤに基づいて通信システムのセッション管理機能を選択する。

更なる態様によれば、アクセスおよびモビリティ管理機能は、通信システムのセッション管理機能を介してユーザプレーン機能にアップリンクデータを伝送する。

更なる態様によれば、ユーザ装置からＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能は、ＰＤＵセッション生成要求をセッション管理機能に伝送する。好ましくは、ＰＤＵセッション生成要求はアップリンクデータを含む。一実施形態では、ＰＤＵセッション生成要求は、ＰＤＵセッションＩＤ、データネットワーク名（ＤＮＮ：Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｎａｍｅ）、および／または単一ネットワーク支援スライス選択情報（Ｓ−ＮＡＳＳＩ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｌｉｃｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含む。ＤＮＮおよびＳ−ＮＡＳＳＩを含むＰＤＵセッション生成要求を受信するときに、セッション管理機能は、ＤＮＮおよびＳ−ＮＳＳＡＩに基づいてユーザプレーン機能を選択する。ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、セッション管理機能は、セッション確立要求をユーザプレーン機能に伝送し、同時にアップリンクデータをユーザプレーン機能に転送する。

更なる態様によれば、セッション確立要求を受信すると、ユーザプレーン機能は、ダウンリンクデータが利用可能である場合、ダウンリンクデータを搬送するセッション確立応答をセッション管理機能に伝送する。更に、セッション確立応答を受信すると、セッション管理機能は、ユーザプレーン機能からのセッション確立応答においてダウンリンクデータが搬送される場合、ダウンリンクデータを搬送するＰＤＵセッション生成応答をアクセスおよびモビリティ管理機能に伝送する。

更なる態様によれば、アクセスおよびモビリティ管理機能は、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間のインタフェース（Ｎｘ）を介して、ユーザプレーン機能にアップリンクデータを伝送する。

更なる態様によれば、ユーザ装置からＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能は、ＰＤＵセッション生成要求を通信システムのセッション管理機能に伝送して、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間にＰＤＵセッションのためのユーザプレーントンネルを確立し、セッション管理機能は、ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間にＰＤＵセッションのためのトンネルを確立する。一実施形態では、ＰＤＵセッション生成要求は、ＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤ情報を含み、本方法は、以下の工程：（ｉ）セッション管理機能において、ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、ユーザプレーン機能にＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤを伝送すること、（ｉｉ）ユーザプレーン機能において、セッション管理機能からＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤを受信することに応答して、セッション管理機能にユーザプレーン機能のＵＬ ＴＥＩＤを伝送すること、および（ｉｉｉ）セッション管理機能において、ユーザプレーン機能からＵＬ ＴＥＩＤを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能にＵＬ ＴＥＩＤを伝送することを更に含む。セッション管理機能からＵＬ ＴＥＩＤを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能は、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間の、ＰＤＵセッションのために確立されたトンネルを通じて、ユーザプレーン機能にアップリンクデータを伝送する。

一実施形態によれば、通信システムは５Ｇシステムである。

提案された方法のため、資源効率的なシステムのシグナリング負荷（特に無線インタフェースを通じての）、５ＧシステムにおけるＣＩｏＴのための満足できるセキュリティ対策のレベル、および、５ＧＳシステムにおけるＣＩｏＴに使用されるＵＥの低減された電力消費レベルによって、移動通信システムにおける低頻度スモールデータの伝送を達成することが可能となる。

本発明の実施形態は、本発明の概念をよりよく理解するために示され、本発明を限定するものと見なすべきものではないが、次に、以下で図を参照しながら説明する。
先行技術による５Ｇコアネットワークの主なネットワーク機能を示す。 本発明の代替的実施形態による、コアネットワーク内で低頻度スモールデータを伝送するための、２つの取り得るデータ経路を示す。 本発明の第１の実施形態による、コアネットワークの機能間で交換されるメッセージのシーケンスを示す。 本発明の第２の実施形態による、コアネットワークの機能間で交換されるメッセージのシーケンスを示す。 ネットワーク機能および／またはユーザ装置および／または無線基地局を実装する装置の一実施形態を示す。

図２は、通信システムを図示するものである。通信システムは、ユーザ装置２０、無線アクセスネットワーク３０、アクセスおよびモビリティ管理機能４０、ならびにユーザプレーン機能６０を含む。通信システムは更に、セッション管理機能５０を含み得る。通信システムは、複数のユーザ装置、アクセスおよびモビリティ管理機能、セッション管理機能、ならびにユーザプレーン機能を含み得る（図示せず）。

通信システムは、例えば無線通信システム、例えば３ＧＰＰシステムであり得る。好ましくは、通信システムは、５Ｇアクセスネットワーク（ＡＮ：Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）としても知られている）、５Ｇコアネットワークおよびユーザ装置（ＵＥ：ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を含む５Ｇシステムであり得る。しかしながら、通信システムはこれに限定されるものではなく、３ＧＰＰによって指定された、任意の３ＧＰＰ準拠の無線通信システムであってもよく、または、３ＧＰＰに準拠していない無線通信システムであってもよい。

具体的には、ユーザ装置（ＵＥ：ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、Ｍ２Ｍデバイス、ＭＴＣデバイス、ＣＩｏＴ（セルラーＩｏＴ）デバイス、ＩｏＴデバイス等であり得る。しかしながら、ユーザ装置は上記に引用された実施例に限定されるものではなく、通信システムで使用するために構成される任意のユーザ装置であってもよい。

通信システムのアクセスネットワークは、例えば以下でＲＡＮ３０（無線アクセスネットワーク）とも称される、無線基地局などのノードＡＮ３０を含む。無線アクセスネットワーク３０は、複数の無線基地局を含み得る。

通信システムのコアネットワーク（ＣＮ：Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、ＡＭＦ（アクセスおよびモビリティ管理機能）４０、ＳＭＦ（セッション管理機能）５０、ならびにＵＰＦ（ユーザプレーン機能）６０を含む。図２にて図示されるように、ＵＰＦ６０は、例えばＩＰネットワーク等などのＤＮ（データネットワーク）７０に接続され得る。ＵＥ２０とＡＭＦ４０の間には、インタフェースＮ１が画定される。ＡＮ３０とＡＭＦ４０との間には、インタフェースＮ２が画定される。ＡＭＦ４０とＳＭＦ５０との間には、インタフェースＮ１１が画定される。ＳＭＦ５０とＵＰＦ６０との間には、インタフェースＮ４が画定される。ＵＰＦ６０とＤＮ７０との間には、インタフェースＮ６が画定される。更に、下記で更に説明するように、本発明の一実施形態によれば、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０の間には、更なるインタフェースＮｘ（図２における参照番号８０）が画定され得る。

本発明の開示は、ＮＡＳ ＰＤＵ（非アクセス層パケットデータユニット）を介して、通信システムにおける低頻度スモールデータ伝送をサポートすることを意図する。低頻度スモールデータは、ＣＩｏＴ（セルラーＩｏＴ）デバイスおよび／またはその用途に関連したデータである。例えば、低頻度スモールデータは、ＣＩｏＴデバイス、Ｍ２Ｍデバイス、ＭＴＣアプリケーションを実行するデバイス等のうちの一つを実現するＵＥによって伝送されるデータである。例えば、低頻度スモールデータは、ＣＩｏＴデバイスによって伝送されるか、または受信されるデータである。低頻度スモールデータは、例えば、少なくとも３０秒の連続伝送（またはバースト伝送）の間隔で伝送され得る。例えば、各伝送は総計で１００バイト未満となり得る。しかしながらまた、その他の伝送間隔および伝送されるデータ量も想定され得る。

本開示において、低頻度スモールデータはＮＡＳ（非アクセス層）ＰＤＵ（パケットデータユニット）にカプセル化され、Ｎ２−ＡＰインタフェースを介してＵＥ２０からコアネットワーク、特にＡＭＦ４０に伝送される。実際に、この種のデータ伝送のために確立される、Ｎ３インタフェース（ＡＮ３０とＵＰＦ４０との間）を通じたインタフェースのＧＴＰ−Ｕトンネル、およびＵｕインタフェース（ＵＥ２０とＡＮ３０との間）を通じたＤＲＢが存在していない。これにより、資源効率的なシステムのシグナリング負荷により、低頻度スモールデータの伝送を達成することが可能になる（特に無線インタフェースを通じて）。

スモールデータをカプセル化しているＮＡＳ ＰＤＵはまた、データ関連情報であるＰＤＵセッションＩＤまたはＳ−ＮＡＳＳＩ（単一ネットワーク支援スライス選択情報、通信分野においてＳ−ＮＳＳＡＩとも称される）を搬送するものとする。

一実施形態によれば、ＮＡＳ ＰＤＵは、ユーザ装置２０により、無線アクセスネットワーク３０を介してアクセスおよびモビリティ管理機能４０へと伝送され、ＮＡＳ−ＰＤＵは、ＲＲＣメッセージ、特にＲＲＣ接続を確立するためのメッセージの一部として、ユーザ装置２０により無線アクセスネットワーク３０に伝送される。これにより、アップリンクにおける低頻度スモールデータ伝送の効率が向上する。

図２にて図示されるように、本発明者らは、低頻度スモールデータのための、コアネットワーク内における２つの取り得るデータルーティング方法を考案した。第１のデータルーティング方法は、ＳＭＦ転送を介して、すなわちＳＭＦ５０を介して、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間の低頻度スモールデータをルーティングするものである。第１のデータルーティング方法は、図２における経路８１に対応する。第２のデータルーティング方法は、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間の新たなインタフェースＮｘ８０を介して、低頻度スモールデータを直接ルーティングするものである。第２のデータルーティング方法は、図２における経路８２に対応する。

本発明の第１の実施形態によれば、第１のデータ経路８１は、低頻度スモールデータを伝送する通信を行うための方法において使用される。第１の実施形態を、図３を参照しながら説明する。第１の実施形態では、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間にインタフェースが存在しない。第１の実施形態では、通信システムが５Ｇシステムであってよい。

第１の実施形態による通信を行うための方法は、図３に示すように以下の工程を含む：
工程１〜２：ＵＥ２０はＲＲＣ接続を確立し、その一部として整合性が保護されたＮＡＳ ＰＤＵを送信する。具体的には、図３に示すように、ＮＡＳ ＰＤＵはＲＲＣメッセージ、例えばＲＲＣ接続を確立するためのメッセージの一部として伝送され得る。ＮＡＳ ＰＤＵは、ＵＥによって伝送されるべき低頻度スモールデータを含むアップリンクデータを搬送する。アップリンクデータに加えて、ＮＡＳ ＰＤＵはまた、ＰＤＵセッション情報を含んでもよい。例えば、ＮＡＳ ＰＤＵはＰＤＵセッションＩＤ、またはＳ−ＮＡＳＳＩを搬送してもよい。ＮＡＳ ＰＤＵを、ＵＥ２０によりＲＡＮ３０を介してＡＭＦ４０に伝送する。特に、ＲＡＮ３０は、工程１において、ＵＥ２０からのＲＲＣメッセージ内のＮＡＳ−ＰＤＵを受信する。工程２では、ＲＡＮ３０は、Ｎ２−ＡＰインタフェースにおいてイニシャルＵＥメッセージの一部として工程２でＮＡＳ−ＰＤＵをＡＭＦ４０に転送する。

工程３：ＡＭＦ４０はＮＡＳ ＰＤＵを受信してデコードする。更に、ＮＡＳ ＰＤＵをデコードすると、ＡＭＦは受信されたＮＡＳ ＰＤＵに含まれるＰＤＵセッションＩＤに基づいて、適切なＳＭＦを選択することができる。

工程４：ＰＤＵセッションのために確立されたＮ１１トンネルが存在しないか、または確立されたＰＤＵセッションが存在しない場合、ＡＭＦ４０はＮ１１トンネル確立手順を開始して、アップリンクデータ、更にＰＤＵセッションＩＤ、ＤＮＮ（データネットワーク名）および／またはＳ−ＮＡＳＳＩ情報を搬送する。この工程では、ＮＡＳ ＰＤＵをデコードすると、ＡＭＦ４０がＰＤＵセッション生成要求をＳＭＦ５０に伝送し、ここで、ＰＤＵセッション生成要求は少なくともアップリンクデータを含む。好ましくは、ＰＤＵセッション生成要求は、アップリンクデータに加えてＰＤＵセッションＩＤ、ＤＮＮ、および／またはＳ−ＮＡＳＳＩ情報を含む。

工程５：ＳＭＦ５０が必要に応じＤＮＮおよびＳ−ＮＡＳＳＩを考慮に入れてＵＰＦの選択を行い、続いてＵＰＦ６０にアップリンクデータを同時に転送しながら、ＵＰＦ６０にセッション確立を要求する。この工程では、工程４でＳＭＦ５０がＡＭＦ４０からＰＤＵセッション生成要求を受信すると、アップリンクデータを含むセッション確立要求をＵＰＦ６０に伝送することができる。

工程６：ＵＰＦ６０はＳＭＦ５０に応答し、利用可能である場合にダウンリンクデータを搬送する。この工程では、ＵＰＦ６０は、工程５で受信されたセッション確立要求に応答して、ＳＭＦ６０にダウンリンクデータを含み得るセッション確立応答を伝送する（ダウンリンクデータが利用可能である場合）。

工程７：ＳＭＦ５０は、工程６でＵＰＦ６０からセッション確立応答を受信すると、Ｎ１１トンネル確立応答と共にダウンリンクデータ（セッション確立応答内に存在する場合）をＡＭＦ４０に転送する。工程７で伝送されたメッセージは、ＰＤＵセッション生成応答とも称され得る。

工程１０：ＡＭＦ４０は、ＵＥメッセージをＮ２−ＡＰインタフェースのＲＡＮ３０に伝送する。ＵＥメッセージには、ＰＤＵセッションＩＤを含むＮＡＳ ＰＤＵが含まれる。ＮＡＳ ＰＤＵは、存在する場合、ＳＭＦ５０から受信されたダウンリンクデータを含み得る。

工程１１：ＲＡＮ３０は、工程１０でＡＭＦ４０から受信されたＮＡＳ ＰＤＵを含むＲＲＣメッセージをＵＥ２０に伝送する。

第１の実施形態では、Ｎ１１トンネルを確立する間に、アップリンクデータをＡＭＦ４０からＳＭＦ５０に送信することができる。これにより、低頻度スモールデータの効率的な伝送を行うことが可能になる。更に、Ｎ１１トンネルを確立する間に、ＵＥにアドレス指定されたダウンリンクデータを伝送することができ、このことは更に、オーバーヘッドを低減することによって低頻度スモールデータの伝送を向上させることに寄与している。

本発明の第２の実施形態によれば、第２のデータ経路８２は、低頻度スモールデータを伝送する通信を行うための方法において使用される。第２の実施形態を、図４を参照しながら説明する。第２の実施形態では、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間にインタフェースＮｘ８０が設けられている。第２の実施形態では、通信システムが５Ｇシステムであってよい。

第２の実施形態による通信を行うための方法は、図４に図示される以下の工程を含む：
工程１〜３：これらの工程は、図３を参照しながら第１の実施形態に関して説明した、工程１〜３と同様に実行される。
工程４´：ＡＭＦ４０は、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間にＰＤＵセッションのためのユーザプレーントンネルを確立するようにＳＭＦ５０に要求し、ダウンリンクデータを転送するためのＡＭＦアドレスおよびＴＥＩＤ情報を提供する。この工程では、ＡＭＦ４０は、工程３でＮＡＳ ＰＤＵを受信してデコードすると、ダウンリンクデータを転送するためのＡＭＦアドレスおよびＴＥＩＤ情報を含むＰＤＵセッション生成要求をＳＭＦ５０に伝送する。

工程５´：ＳＭＦ５０は、ＰＤＵセッションのためのトンネルを確立して、ＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤ情報をＵＰＦ６０に提供する。この工程では、ＳＭＦ５０は、工程４´でＰＤＵセッション生成要求を受信すると、ＵＰＦ６０にセッション確立要求を伝送し、ここで、セッション確立要求によってＡＭＦ４０から受信されたようにＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤ情報が搬送される。

工程６´：ＵＰＦ６０は、ＳＭＦ５０にＵＬ ＴＥＩＤ情報を提供する。この工程では、ＵＰＦ６０は、工程５´で受信されたセッション確立要求に応答して、ＳＭＦ５０にセッション確立応答を伝送する。ＵＰＦ６０によって伝送されるセッション確立応答は、ＵＬ ＴＥＩＤ情報を含む。

工程７´：ＳＭＦ５０は、ＵＰＦ６０のＴＥＩＤ情報を伝送することによって、ＡＭＦ４０に応答する。この工程では、ＳＭＦ５０は、工程６´でＵＰＦ６０からセッション確立応答を受信すると、ＵＰＦ ＴＥＩＤ情報を含むＰＤＵセッション生成応答をＡＭＦ４０に伝送する。

工程８：ＵＬデータは、Ｎｘインタフェースを通じ、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間のトンネルを通じて伝送される。具体的には、低頻度スモールデータを含むアップリンクデータは、工程７´でＡＭＦがＳＭＦからＰＤＵセッション生成応答を受信した後に、ＡＭＦ４０からＵＰＦ６０に伝送される。この工程では、アップリンクデータはＱＦＩ（ＱｏＳフロー識別）およびＳ−ＮＡＳＳＩ情報と共に伝送され得る。

工程９：ダウンリンクデータがＵＰＦ６０で利用可能である場合、任意のダウンリンクデータを、Ｎｘインタフェースを通じ、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間のトンネルを通じて伝送する。この工程では、ＤＬデータは、ＱＦＩ（ＱｏＳフロー識別）およびＳ−ＮＡＳＳＩ情報と共に伝送され得る。

工程１０〜１１：これらの工程は、図３を参照しながら第１の実施形態に関して説明した、工程１０〜１１と同様に実行される。

第２の実施形態では、ＮＡＳ ＰＤＵのアップリンクデータを受信すると、ＡＭＦ４０は、ＡＭＦ４０とＵＰＦ６０との間のＮｘインタフェースを通じてＮｘトンネルを確立するための手順を開始する。Ｎｘトンネルを確立すると、Ｎｘインタフェースを通じて低頻度スモールデータをＵＰＦ６０に伝送することができ、これにより効率的なスモールデータ伝送が達成される。

図５は、上述のＡＭＦ、ＳＭＦまたはＵＰＦのうちの一つを実装するための、本発明の実施形態で使用可能な代表的装置１０の概略図である。

図示されるように、装置１０は処理ユニット１０１、メモリ１０２およびトランシーバ１０３を含む。処理ユニット１０１は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、または命令を解釈し、実行し得る処理ロジックを含み得る。メモリ１０２は、処理ユニット１０１で実行するための情報および命令を記憶し得るランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）もしくは別の形式の動的記憶デバイス、ならびに／または処理ユニット１０１によって使用するための静的情報および命令を記憶し得る任意の形式の静的記憶デバイスを含み得る。トランシーバ１０３は、装置１０がその他のデバイスおよび／またはシステムと（通信端末またはその他のネットワークノードなどと）通信することを可能にする、任意の回路を含み得る。装置１０は、アクセスおよびモビリティ管理機能４０、セッション管理機能５０、ならびにユーザプレーン機能６０のいずれかに関して上述された特定の操作またはプロセスを実行することができる。特に、装置１０は、メモリ１０２に含まれるソフトウェア命令を実行する処理ユニット１０１に応答して、これらの操作を実行することができる。メモリ１０２はまた、コンピュータ可読媒体を含み得る。コンピュータ可読媒体は、物理または論理メモリデバイスとして定義され得る。例えば、論理メモリデバイスは、単一の物理メモリデバイス内にメモリ空間を含んでもよく、または複数の物理メモリデバイス全体に分布していてもよい。

メモリ１０２に含まれるコンピュータプログラムのソフトウェア命令は、本明細書に記載された操作またはプロセスを処理ユニット１０１に実行させることができる。あるいは、ハードワイヤード回路が使用され、ソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組み合わせて本明細書に記載されたプロセスおよび／または操作を実装し得る。このように、本明細書に記載された実装方法は、ハードウェアおよびソフトウェアの任意の特定の組み合わせに限定されるものではない。

装置１０はまた、本明細書において記載された機能を実装するために協働する、複数の装置の分散型システムによって置き換えられていてもよい。換言すれば、ＡＭＦ４０、ＳＭＦ５０および／またはＵＰＦ６０の各々の機能は、複数の装置を含む分散型コンピュータシステムによって実行されるソフトウェアの一部によって実行されてもよい。更に、ＡＭＦ、ＳＭＦおよび／またはＵＰＦの機能を実行する装置の物理資源は、動的に割り当てられ、かつ経時的に変更されてもよい。

装置１０はまた、上述の通り、ユーザ装置２０および／またはＲＡＮ３０のノード（無線基地局など）を実装するために使用され得る。

ネットワークノードまたは機能の、上記に言及したユニットの任意の一つは、ハードウェア、ソフトウェア、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ファームウェアおよび上記の組み合わせにおいて実装され得る。

本発明の更なる実施形態では、上述の手順、工程またはプロセスの任意の一つが、例えばコンピュータ実行可能手順、方法等の形で、任意の種類のコンピュータ言語で、および／またはファームウェア、集積回路等の組み込みソフトウェアの形で、コンピュータ実行可能命令を使用して実装され得る。

上述の方法、システムおよびコンピュータプログラムのため、資源効率的なシステムのシグナリング負荷（特に無線インタフェースを通じての）、５ＧシステムにおけるＣＩｏＴのための満足できるセキュリティ対策のレベル、および、５ＧＳシステムにおけるＣＩｏＴに使用されるＵＥの低減された電力消費レベルによって、移動通信システムにおける低頻度スモールデータの伝送を達成することが可能となる。

詳細な実施例に基づいて本発明を説明してきたが、この詳細な実施例は、当業者によりよい理解を提供するための役割を果たすだけに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の範囲は、むしろ添付の特許請求の範囲によって定義される。

更なる態様によれば、ユーザ装置からＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能は、ＰＤＵセッション生成要求を通信システムのセッション管理機能に伝送して、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間にＰＤＵセッションのためのユーザプレーントンネルを確立し、セッション管理機能は、ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間にＰＤＵセッションのためのトンネルを確立する。一実施形態では、ＰＤＵセッション生成要求は、ＡＭＦアドレスおよびＤＬ トンネルエンドポイント識別子 (ＴＥＩＤ:Tunnel Endpoint identifier)情報を含み、本方法は、以下の工程：（ｉ）セッション管理機能において、ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、ユーザプレーン機能にＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤを伝送すること、（ｉｉ）ユーザプレーン機能において、セッション管理機能からＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤを受信することに応答して、セッション管理機能にユーザプレーン機能のＵＬ ＴＥＩＤを伝送すること、および（ｉｉｉ）セッション管理機能において、ユーザプレーン機能からＵＬ ＴＥＩＤを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能にＵＬ ＴＥＩＤを伝送することを更に含む。セッション管理機能からＵＬ ＴＥＩＤを受信すると、アクセスおよびモビリティ管理機能は、アクセスおよびモビリティ管理機能とユーザプレーン機能との間の、ＰＤＵセッションのために確立されたトンネルを通じて、ユーザプレーン機能にアップリンクデータを伝送する。

工程６：ＵＰＦ６０はＳＭＦ５０に応答し、利用可能である場合にダウンリンクデータを搬送する。この工程では、ＵＰＦ６０は、工程５で受信されたセッション確立要求に応答して、ＳＭＦ５０にダウンリンクデータを含み得るセッション確立応答を伝送する（ダウンリンクデータが利用可能である場合）。

Claims (20)

1. ユーザ装置（２０）、無線アクセスネットワーク（３０）、アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）、ならびにユーザプレーン機能（６０）を含む通信システムにおける通信を行う方法であって、次の工程：
   −前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）において、アップリンクデータを搬送するＮＡＳパケットデータユニット（ＰＤＵ）を前記ユーザ装置（２０）から受信することであって、前記アップリンクデータは低頻度スモールデータを含み、
   −前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）において、前記ユーザ装置から前記ＮＡＳメッセージを受信した後に、前記アップリンクデータを前記ユーザプレーン機能（６０）に伝送することを含む方法。
2. 前記ＮＡＳ ＰＤＵが、ＰＤＵセッションＩＤ、または単一ネットワーク支援スライス選択情報（Ｓ−ＮＡＳＳＩ）をカプセル化する、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＮＡＳ ＰＤＵが、前記ユーザ装置（２０）により、前記無線アクセスネットワーク（３０）を介して前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）へと伝送され、前記ＮＡＳ−ＰＤＵは、ＲＲＣメッセージの一部として、前記ユーザ装置により前記無線アクセスネットワークに伝送される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ＮＡＳ ＰＤＵがＰＤＵセッションＩＤを含み、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）が前記ＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、前記ＰＤＵセッションＩＤに基づいて前記通信システムのセッション管理機能（５０）を選択する、請求項１または３に記載の方法。
5. 前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）が、前記通信システムのセッション管理機能（５０）を介して前記ユーザプレーン機能（６０）に前記アップリンクデータを伝送する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ユーザ装置（２０）から前記ＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）が、ＰＤＵセッション生成要求を前記セッション管理機能（５０）に伝送する、請求項５に記載の方法。
7. 前記ＰＤＵセッション生成要求が前記アップリンクデータを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記ＰＤＵセッション生成要求が、ＰＤＵセッションＩＤ、データネットワーク名（ＤＮＮ）、および／または単一ネットワーク支援スライス選択情報（Ｓ−ＮＡＳＳＩ）を含む、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ＤＮＮおよび前記Ｓ−ＮＡＳＳＩを含むＰＤＵセッション生成要求を受信するときに、前記セッション管理機能（５０）が、前記ＤＮＮおよび前記Ｓ−ＮＳＳＡＩに基づいて前記ユーザプレーン機能（６０）を選択する、請求項８に記載の方法。
10. 前記ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、前記セッション管理機能（５０）が、セッション確立要求を前記ユーザプレーン機能（６０）に伝送し、同時に前記アップリンクデータを前記ユーザプレーン機能（６０）に転送する、請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記セッション確立要求を受信すると、前記ユーザプレーン機能（６０）が、ダウンリンクデータが利用可能である場合、ダウンリンクデータを搬送するセッション確立応答を前記セッション管理機能（５０）に伝送する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記セッション確立応答を受信すると、前記セッション管理機能（５０）が、前記ユーザプレーン機能（６０）からの前記セッション確立応答において前記ダウンリンクデータが搬送される場合、前記ダウンリンクデータを搬送するＰＤＵセッション生成応答を前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）に伝送する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）が、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）と前記ユーザプレーン機能（６０）との間のインタフェース（Ｎｘ）を介して、前記ユーザプレーン機能（６０）に前記アップリンクデータを伝送する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記ユーザ装置（２０）から前記ＮＡＳ ＰＤＵを受信すると、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）が、ＰＤＵセッション生成要求を前記通信システムのセッション管理機能（５０）に伝送して、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）と前記ユーザプレーン機能（５０）との間にＰＤＵセッションのためのユーザプレーントンネルを確立し、
    前記セッション管理機能（５０）は、前記ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）と前記ユーザプレーン機能（６０）との間にＰＤＵセッションのためのトンネルを確立する、請求項１３に記載の方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、前記ＰＤＵセッション生成要求が、ＡＭＦアドレスおよびＤＬ ＴＥＩＤ情報を含み、前記方法が以下の工程：
    前記セッション管理機能（５０）において、前記ＰＤＵセッション生成要求を受信すると、前記ユーザプレーン機能（６０）に前記ＡＭＦアドレスおよび前記ＤＬ ＴＥＩＤを伝送すること、
    前記ユーザプレーン機能（６０）において、前記セッション管理機能（５０）から前記ＡＭＦアドレスおよび前記ＤＬ ＴＥＩＤを受信することに応答して、前記セッション管理機能（５０）に前記ユーザプレーン機能（６０）のＵＬ ＴＥＩＤを伝送すること、および
    前記セッション管理機能（５０）において、前記ユーザプレーン機能（６０）から前記ＵＬ ＴＥＩＤを受信すると、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）に前記ＵＬ ＴＥＩＤを伝送することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記セッション管理機能（５０）から前記ＵＬ ＴＥＩＤを受信すると、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）が、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）と前記ユーザプレーン機能（６０）との間の、前記確立されたＰＤＵセッションのためのトンネルを通じて、前記ユーザプレーン機能（６０）に前記アップリンクデータを伝送する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記通信システムが５Ｇシステムである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）、ならびにユーザプレーン機能（６０）を含むシステムであって、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）、ならびに前記ユーザプレーン機能（６０）が、請求項１〜３および１３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、システム。
19. セッション管理機能（５０）を更に含む請求項１８に記載のシステムであって、前記アクセスおよびモビリティ管理機能（４０）、前記セッション管理機能（５０）、ならびに前記ユーザプレーン機能（６０）が、請求項４〜１２および１４〜１７に記載の方法を実行するように構成される、システム。
20. １または複数の処理装置によって実行されるときに、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法を、前記１または複数の処理装置に実行させる、一連のコンピュータプログラム。

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