JP6623279B2 - （Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮにおけるＭＴＣサービス選択 - Google Patents

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６２／１９９，６４５号（２０１５年７月３１日出願）の利益を主張し、上記出願の開示は、その全体が記載されている場合のように参照により本明細書に引用される。

図１を参照すると、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２は、インターネット１０３とモバイルコアネットワーク１０１の汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）サポートノード（ＧＧＳＮ）またはＰＤＮゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）（便宜上、集合的に、ＧＧＳＮ／Ｐ−ＧＷ１０４またはＰ−ＧＷ／ＧＧＳＮ１０４と称され得る）との間のパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）を指す。（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２は、モバイルネットワークオペレータ（ＭＮＯ）の制御下にある。図１に示されるように、アップリンクデータパケットが（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２から離れると、もはやＭＮＯの制御下にはなく、パケットは、概して、パブリックインターネット１０３に移行したと考えられ得る。（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２は、付加価値サービス（ＶＡＳ）を含み得る。ＶＡＳの例は、ネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）、ファイアウォール、ビデオ圧縮、データ圧縮、負荷バランサ、ＨＴＴＰヘッダ強化機能、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）オプティマイザ等を含む。概して、ディープパケットインスペクション（ＤＰＩ）技法が、各付加価値サービス（ＶＡＳ）が所与のデータフロー上で動作すべきかどうかを決定する。トラフィックは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２と、例えば、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）サーバ１０６等のパブリックインターネット１０３内のサーバとへまたはそこからルーティングされ得る。

インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）は、ＶＡＳ、すなわち、「サービス機能」を展開するためのアーキテクチャフレームワークを開発している。別様に規定されない限り、用語「サービス機能」および「付加価値サービス」は、同義的に使用され得る。ＩＥＴＦによって開発されたアーキテクチャフレームワークは、「ＩＥＴＦ，Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｈａｉｎｉｎｇ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｈａｉｎｉｎｇ （ＳＦＣ） Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に説明されている。フレームワークは、トラフィックが、全トラフィックが全サービス機能を通して連続的にルーティングされることを要求するのではなく、各個々のフローに適用するサービスのみを通して「ステアリングされる」ことを可能にする。図２は、例示的ＩＥＴＦ ＳＦＣアーキテクチャフレームワーク２００の例示的コンポーネントを示す、略図である。示されるように、例示的サービス分類機能（ＳＣＦ）２０２が、入力パケットを受け取る。従来の（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮでは、入力パケットは、Ｐ−ＧＷ／ＧＧＳＮ１０４またはインターネット１０３からのＩＰパケットであり得る。ＳＣＦ２０２は、別のヘッダとともに入力パケットをカプセル化し、パケットがそれを通してルーティングされるべきサービス機能２０４を決定し、パケットがサービス機能２０４を通してルーティングされるべき順序を決定し、メタデータをパケットにアタッチし、サービス機能２０４を補助し得る。

図１および２を参照すると、サービス機能フォワーダ（ＳＦＦ）２０６が、パケットをＳＣＦ２０２から受け取り、パケットをサービス機能２０４を通してルーティングし得る。パケットがそのサービスパスを通してルーティングされると、ＳＦＦ２０６は、パケットを出口ノード２０８に転送し得る。出口ノード２０８は、例えば、ＳＣＦ２０２、ＳＦＦ２０６、またはサービス機能２０４のうちの１つによって挿入された任意の余分なヘッダ情報を除去し得、出口ノード２０８は、パケットを（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２からＰ−ＧＷ／ＧＧＳＮ１０４またはパブリックインターネット１０４の中に送信し得る。

また、図３および４を参照すると、例示的ネットワークサービスヘッダ３０２は、メタデータと、サービスパス情報とを含み得る。ネットワークサービスヘッダ（ＮＳＨ）は、ＩＥＴＦのサービス機能チェイニング（ＳＦＣ）ワーキンググループ（ＷＧ）によって開発され、「ＩＥＴＦ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ」（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に定義されている。ＮＳＨ３０２内に含まれるメタデータおよびサービスパス情報は、サービスプレーン内でトラフィックをネットワークサービスを通してステアリングするために使用され得る。図３は、例示的ＩＰデータグラム３０４に対してＮＳＨ３０２が位置する場所の例を示す。図４は、ＮＳＨ３０２の例示的フォーマット４００を示し、ベースヘッダ４０２と、サービスパスヘッダ４０４と、コンテキストヘッダ４０６とを含む。ベースヘッダ４０２は、例えば、バージョンフィールドと、クリティカルメタデータがＮＳＨ３０２内に存在することを示すための「Ｃ」ビットと、ＮＳＨ３０２の全長を示すための長さフィールドと、メタデータのフォーマットを示すためのメタデータタイプフィールドと、オリジナルペイロードのフォーマットを示すための次のプロトコルフィールドとを含み得る。サービスパスヘッダ４０４は、例えば、限定ではないが、パケットのために選択されるべきサービスパスを示す２４ビットフィールドであり得る、サービスパスＩＤと、サービスパス内のパケットの場所を示すために使用される、サービスインデックスとを含み得る。コンテキストヘッダ４０６は、メタデータタイプフィールドがベースヘッダ４０２内に設定される方法に依存する、種々のフォーマットであることができる。コンテキストヘッダ値は、固定長であることができる、または可変長値を含み得る。可変長ヘッダの場合、ＩＥＴＦは、メタデータをフォーマットする方法と、コンテキストヘッダ内の各値の長さを示す方法とを説明している。メタデータタイプフィールドが、メタデータが可変長であることを示すとき、図５に示される例示的フォーマット５００に従ってフォーマットされ得る。

図５を参照すると、ＴＬＶクラスフィールド５０２は、タイプフィールド５０４の範囲を説明する。すなわち、ＴＬＶクラスフィールド５０２は、タイプフィールド５０４を配分したベンダまたは規格化団体を識別し得る。タイプフィールド５０４は、メタデータ内の情報のタイプを示す。タイプフィールド５０４の最上位ビット（ＭＳＢ）は、ＮＳＨ３０２を処理し、メタデータ値を理解することがエンティティに必須であるかどうかを示すために使用され得る。示されるように、Ｒビット５０６は、将来の使用のために保持され得、Ｌｅｎフィールド５０８は、４バイトワード内のメタデータの長さを示す。ある場合には、サービスアウェアノードは、例えば、ヘッダを挿入する、ヘッダを除去する、サービスパスを選択する、コンテキストヘッダを更新する、およびヘッダコンテンツに基づいてポリシを選択する等のヘッダ関連アクションを行うことが許可される。

ここで、進化型パケットコア（ＥＰＣ）におけるアプリケーションアウェアネスに目を向けると、３ＧＰＰベースのネットワークは、概して、ＩＰベアラサービスをそのサブスクライバに合意されたレベルのサービス品質（ＱｏＳ）で提供する。ＩＰフローを制御するために外部の第三者アプリケーションに与えられるサポートは、概して、非常に限定される。第三者は、ＥＰＣが具体的ＱｏＳ処理を特定のＩＰフローに提供することを要求可能であり得る。ある場合には、３ＧＰＰネットワーク内のアプリケーションアウェアネスレベルは、主に、図６に示される、ポリシ制御および課金（ＰＣＣ）アーキテクチャ６００によって制御される。

３ＧＰＰネットワーク内のアプリケーションアウェアネスレベルが、ここで、図６を参照して要約される。３ＧＰＰネットワークは、サービスデータフロー（ＳＤＦ）テンプレートを使用して、あるアプリケーションフローを検出するように構成されることができる。サービスデータフロー（ＳＤＦ）は、静的に構成され得、ＰＣＣルールに関連付けられ得る。ＳＤＦは、ＰＣＣルールに従って、あるポリシを施行し、課金し、ＱｏＳ処理をフローに適用するために、アプリケーションフローを識別するために使用される。ＰＣＣアーキテクチャ６００内のＳＤＦの使用は、「３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２０３，Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に定義されている。

トラフィック検出機能（ＴＤＦ）６０２は、３ＧＰＰネットワーク内に存在し、ある種類のアプリケーションを検出し得る。ＴＤＦ６０２は、ＤＰＩを採用し、アプリケーションを検出し得る。ＴＤＦ６０２は、識別されたアプリケーションのＳＤＦ詳細をポリシおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）６０４に提供し得る。代替として、ＳＤＦ記述が不可能である場合、例えば、ＴＤＦ６０２は、検出されたアプリケーションに対してゲーティング、リダイレクト、または帯域幅限定を行い得る。ＴＤＦ６０２の機能性、ＴＤＦ６０２に関連付けられたプロシージャ、およびＴＤＦ６０２とＰＣＲＦ６０４との間のＳｄインターフェース６１２は、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２０３、３ＧＰＰ ＴＳ ２９．２１３、および３ＧＰＰ ＴＳ ２９．２１２（それぞれ、そのそれぞれの内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に説明されている。

依然として図６を参照すると、Ｒｘインターフェース６０８が、アプリケーション機能、例えば、アプリケーション機能６０６によって使用され、これは、ＩＰ接続性アクセスネットワーク（ＣＡＮ）ユーザプレーン挙動の動的ポリシおよび／または課金制御を要求する。ＡＦ６０６は、ＰＣＲＦ６０４と通信し、ＰＣＲＦ決定のために要求される動的セッション情報を転送し得る。ＡＦ６０６はまた、ＰＣＲＦ６０４と通信し、ＩＰＣＡＮ特有情報およびＩＰＣＡＮベアラレベルイベントについての通知を受信し得る。ＡＦ６０６は、任意のアプリケーション層機能を３ＧＰＰコアネットワーク（ＣＮ）に委譲することができない。ＡＦ６０６の機能性、ＡＦ６０６に関連付けられたプロシージャ、およびＰＣＲＦ６０４とＡＦ６０６との間でアプリケーションレベルセッション情報を交換するために使用されるＲｘインターフェース６０８の機能は、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２０３および３ＧＰＰ ＴＳ ２９．２１４に説明されている。

３ＧＰＰ ＳＡ２ワーキンググループは、現在、フレキシブルモバイルサービスステアリング（ＦＭＳＳ）（例えば、３ＧＰＰ，ＳＰ−１４０７０３，ＷＩＤ ｆｏｒ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ（ＦＭＳＳ）参照）と呼ばれる、作業項目に取り組んでいる。本作業項目の目的は、３ＧＰＰコアネットワークが、オペレータ展開（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮの要求されるサービスイネーブラを選択するために使用されるであろう、トラフィックステアリングポリシを定義および修正することを可能にするためのサービス要件を定義することである。本作業項目の最近の成果は、３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８「Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ」（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）にまとめられている。図７は、参考文献３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８に提案される３ＧＰＰアーキテクチャが図２を参照して前述のＩＥＴＦによって提案されるアーキテクチャに適用されるであろう方法の例示的表現である。３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８は、ＰＣＲＦ６０４がトラフィックステアリングポリシを（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ１０２内のＳＣＦ２０２に提供することを可能にする、Ｓｔ参照点７０２を提案している。３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８はまた、ＴＤＦ６０２を伴うＳｄインターフェース６１２がトラフィックステアリングポリシをＴＤＦ６０２に提供するために使用され得ることを提案している。ＴＤＦ６０２は、次いで、検出されたアプリケーション、ユーザ等に基づいて、パケットマーキング（例えば、ＮＳＨ）をトラフィックに適用するために使用され得る。３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８はまた、Ｐ−ＧＷ１０４がＰＣＲＦ６０４からのポリシに基づいてパケットマーキングを適用する（例えば、ＮＳＨを介して）ことを提案している。

本明細書では、トラフィックステアリングに対する現在のアプローチは、少なくとも部分的に、ＰＣＲＦが把握するメタデータおよびＰＣＲＦによって提供され得るメタデータが限定されるので、非効率的であることが認識される。

ＩＥＴＦ，Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｈａｉｎｉｎｇ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｈａｉｎｉｎｇ （ＳＦＣ） Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ＩＥＴＦ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ ３ＧＰＰ ＴＳ ２３．２０３，Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８「Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ」

本概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される、簡略化形態の一連の概念を導入するように提供される。本概要は、請求される主題の主要な特徴または不可欠な特徴を識別することを意図せず、請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図していない。さらに、請求される主題は、本開示の任意の部分で記述されるいずれかまたは全ての不利点を解決する制限に限定されない。

本明細書に説明されるように、ユーザ機器（ＵＥ）を含む、３ＧＰＰネットワーク内の種々のノードは、ネットワーク（例えば、ネットワーク機能）および／または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮがメタデータに基づいてトラフィックステアリング決定を行い得るように、概して、アップリンクトラフィックとも称され得る、アップリンクメッセージ内にメタデータを挿入するために使用されることができる。例えば、ＵＥは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のサービスがより良好に活用され得るように、メタデータをそのアップリンクトラフィックの中に挿入することができる。一実施形態では、ネットワークノードは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のサービスがより良好に活用され得るように、直接ＵＥに関連し、ＵＥがアップリンクデータを送信するために使用しているネットワークノードの動作条件に関する、メタデータを挿入可能である。

一実施形態では、装置は、プロセッサと、メモリと、通信回路とを備えている。装置は、その通信回路を介して、ネットワークに接続され、装置はさらに、装置のプロセッサによって実行されると、装置に、メタデータをアップリンクメッセージ内に挿入させる、装置のメモリ内に記憶されるコンピュータ実行可能命令を備えている。メタデータは、アクティブタイマ、周期的ＴＡＵタイマ、ＤＲＸサイクル長、無線アクセス技術（ＲＡＴ）タイプ、ステータス、スリープスケジュール、バッテリレベル、接続品質、通信スケジュール、キャッシュポリシ、または電力制限のうちの少なくとも１つを示し得る。装置は、ネットワーク（例えば、ネットワーク機能）または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮがメタデータに基づいてトラフィック（例えば、アップリンクメッセージ）をステアリングし得るように、メタデータとともに、アップリンクメッセージを送信し得る。装置は、ネットワーク機能、ユーザ機器、ｅＮｏｄｅＢ、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）、またはパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）を備え得る。

本願のより堅調な理解を促進するために、ここで、同様の要素が同様の数字で参照される、付随の図面を参照する。これらの図面は、本願を限定するものと解釈されるべきではなく、例証にすぎないものであることを意図している。

図１は、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮがモバイルネットワークオペレータ（ＭＮＯ）ドメインおよびパブリックインターネットに対して常駐する場所の例を示す、ブロック図である。

図２は、ＩＥＴＦサービス機能チェイニングアーキテクチャフレームワークの例を描写する、ブロック図である。

図３は、ネットワークサービスヘッダ（ＮＳＨ）の例示的カプセル化を描写する。

図４は、ＮＳＨの例示的フォーマットを描写する。

図５は、ＮＳＨのコンテキストヘッダの例示的フォーマットを描写する。

図６は、３ＧＰＰベースのネットワークのためのポリシ制御および課金（ＰＣＣ）アーキテクチャのブロック図である。

図７は、ＩＥＴＦサービス機能チェイニング（ＳＦＣ）アーキテクチャ上にオーバーレイされた３ＧＰＰフレキシブルモバイルサービスステアリング（ＦＭＳＳ）アーキテクチャの例を描写する、ブロック図である。

図８は、種々のネットワークノードのためのユーザプレーンプロトコルスタックの例を示す。

図９は、例示的実施形態による、種々のネットワークノードのためのユーザプレーンプロトコルスタックの例を示す。

図１０は、例示的実施形態による、ユーザ機器（ＵＥ）によってレンダリングされ得る、例示的グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）である。

図１１は、別の例示的実施形態による、ＵＥによってレンダリングされ得る、別の例示的ＧＵＩである。

図１２は、例示的実施形態による、パケットフィルタリストである。

図１３は、例示的実施形態による、メタデータをトラフィックアップリンクの中に挿入するためのコールフローである。

図１４Ａは、１つ以上の開示される実施形態が実装され得る例示的マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）もしくはモノのインターネット（ＩｏＴ）通信システムの系統図である。

図１４Ｂは、図１４Ａに図示されるＭ２Ｍ／ＩｏＴ通信システム内で使用され得る、例示的アーキテクチャの系統図である。

図１４Ｃは、図１４Ａに図示される通信システム内で使用され得る、例示的Ｍ２Ｍ／ＩｏＴ端末またはゲートウェイデバイスの系統図である。

図１４Ｄは、図１４Ａの通信システムの側面が具現化され得る、例示的コンピューティングシステムのブロック図である。

図１５は、１つ以上の開示される実施形態が実装され得る、ネットワーク機能仮想化（ＮＦＶ）のための例示的アーキテクチャフレームワークを図示する、略図である。

図１６は、仮想化ネットワーク機能転送グラフ（ＶＮＦ−ＦＧ）の例を図示する、略図である。

図１７は、１つ以上の開示される実施形態が実装され得る、ネットワークスライシングのための例示的アーキテクチャを図示する、略図である。

図１８は、複数のネットワークスライスインスタンスを選択するための例示的コアネットワーク選択機能（ＣＮＳＦ）を図示する、略図である。

図１９は、ネットワーク機能の相互接続のための例示的非ローミング参照モデルを図示する、略図である。

図２０は、ネットワーク機能の相互接続のためのローミング参照モデルを図示する、略図である。

本明細書に説明されるように、ユーザ機器（ＵＥ）を含む、３ＧＰＰネットワーク内の種々のノードは、ネットワークおよび／または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮがメタデータに基づいてトラフィックステアリング決定を行い得るように、メタデータをアップリンクトラフィック内に挿入するために使用されることができる。例えば、ＵＥは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のサービスがより良好に活用され得るように、メタデータをそのアップリンクトラフィックの中に挿入することができる。一実施形態では、ネットワークノードは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のサービスがより良好に活用され得るように、直接ＵＥに関連し、ＵＥがアップリンクデータを送信するために使用しているネットワークノードの動作条件に関する、メタデータを挿入可能である。アップリンクトラフィックは、ＧＴＰを介して、ｅＮｏｄｅＢおよびＳ−ＧＷを通してトンネリングされ得、したがって、実施形態は、メタデータがＧＴＰトンネルの内側で挿入されることを可能にするように本明細書に説明される。

いくつかの処理タスクを所与のユーザ機器（ＵＥ）からオフロードし、より低い電力およびより低いコストデバイス展開を可能にするために、モバイルネットワークオペレータ（ＭＮＯ）は、付加価値サービス（ＶＡＳ）をセルラーモノのインターネット（ＩｏＴ）ＩｏＴデバイスにもたらし得る。ＶＡＳは、ＩｏＴデバイスに、所与のデバイスからの機能性を（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のサービスにオフロードするための能力を与え得る。例えば、セキュリティ、データ圧縮、データ暗号化、ビデオ処理等の機能が、所与のセルラーＩｏＴデバイス上で計算リソースを使用して行われる代わりに、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のＶＡＳによって行われることができる。

例示的使用事例が、本明細書に開示される概念を説明するために以下に提示されるが、使用事例は、一例として提示され、限定ではないことを理解されたい。例示的使用事例として、ユーザが、所与のＵＥを使用して、ビデオファイルのダウンロードを試行するとき、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内の付加価値サービス（ＶＡＳ）は、ディープパケットインスペクション（ＤＰＩ）を使用して、ユーザがビデオのダウンロードを要求していることを検出し得る。（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮが、ＵＥがビデオのダウンロードを要求していることを認知すると、本明細書では、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮは、ユーザのコンテキストを把握することが有益であり得ると認識される。例えば、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮは、ユーザのネットワークが輻輳している、ＵＥのバッテリ残量が少ない、ＵＥがプラグインされているかどうか等を把握することが有益であり得る。（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮまたはネットワーク機能は、このコンテキスト情報および他のコンテキスト情報を使用して、ダウンリンクデータが、例えば、ビデオを圧縮するであろうＶＡＳを通してルーティングされるべきかどうかを決定し得る。加えて、または代替として、例えば、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮまたはネットワーク機能は、このコンテキスト情報を使用して、ダウンリンクトラフィックを特定のアクセスネットワークに向かってステアリングする、または特定のアクセスフローに関連付けられたトラフィックを特定のアクセスネットワークに向かって切り替えてもよい。

別の例示的使用事例として、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮは、トラフィックが、ブロックされる、またはネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）機能を通してルーティングされるべきかどうかを決定し得るように、ＵＥがデータを送信すべきインターネットアドレスを把握することを所望し得る。さらに別の例では、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮは、本明細書ではユーザとも称され得る、ＵＥが、長期スリープとアウェークサイクル（例えば、ＤＲＸまたはＰＳＭ）との間で遷移しているかどうかを把握することを所望し得る。例えば、ユーザが比較的に長時間周期にわたって周期的にスリープしている場合、ユーザからのアップリンクデータは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内にキャッシュされ得る。ユーザデータに関する将来のダウンリンク要求が受信されると、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮは、要求を拒否する、または遅延応答を提供する代わりに、キャッシュされたデータで応答し得る。

本明細書では、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮがユーザのコンテキストをより認知するようになると、トラフィックがそれを通してルーティングすべきサービスおよび有効にすべきサービスをより良好に決定することができることが認識される。ユーザコンテキストが（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮに把握されない場合、トラフィックは、全サービスを通してルーティングされる必要があり得、各サービスは、データに作用すべきかどうかを独立して決定する必要があり得る。さらに、ＭＮＯがＶＡＳをもたらすとき、ある場合には、全デバイストラフィックを全ＶＡＳを通してルーティングすることは非効率的である。ネットワークトラフィックの各部分に適用されるべきＶＡＳは、例えば、ユーザに関連付けられたコンテキスト情報（ユーザコンテキスト）、トラフィックに関連付けられたアプリケーション、およびデバイスに関連付けられたコンテキスト情報（デバイスコンテキスト）等の種々の情報に依存し得る。

前述のように、３ＧＰＰインターフェース（例えば、ＳｔおよびＳｄインターフェース）は、トラフィックステアリング決定がユーザおよび関連付けられたアプリケーションに基づいて行われ得るように、モバイルコアネットワーク（例えば、ＰＣＲＦ）がトラフィックステアリングポリシを（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮに送信することを可能にする。３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８は、ＵＥ識別、場所、および無線アクセス技術（ＲＡＴ）タイプ等のメタデータが、制御プレーンおよびＰＣＲＦと（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮとの間のＳｔインターフェースを介して、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のトラフィックステアリング機能に提供され得ると述べている。しかしながら、本明細書では、ＰＣＲＦによって提供され得るメタデータの量は、非常に限定されることが認識される。さらに、本明細書では、ユーザコンテキストのＰＣＲＦの知識は、多くの場合、所与のＵＥにより近いネットワークノード（例えば、ｅＮｏｄｅＢ、Ｓ−ＧＷ、ＭＭＥ）およびＵＥ自体によって導出され得るコンテキストと比較して、限定されることが認識される。また、本明細書では、３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７１８に説明されるアプローチは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮへの制御プレーンインターフェースと、メタデータを拡散するための（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内の機能とを要求することが認識される。

一実施形態によると、ＵＥからのアップリンクＩＰパケットは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮへの到達に先立って、ＮＳＨ内にラップされることができ、ＵＥ、ｅＮｏｄｅＢ、およびモバイルコアネットワークは、例えば、トラフィックが（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮに到達するときに、サービス機能チェインがより知的に選択され得るように、メタデータをＮＳＨの中に挿入することができる。本明細書で使用されるように、別様に規定されない限り、用語「サービス機能」および「付加価値サービス」は、限定ではないが、同義的である。

ここで図８を参照すると、既存のユーザプレーンプロトコルスタックが、ＵＥ、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ、およびＵＥが通信する宛先サーバ間に示される。示されるように、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮは、ディープパケットインスペクション（ＤＰＩ）および付加価値サービス（ＶＡＳ）をトラフィックに適用することができる。例えば、ＤＰＩは、特定のアプリケーションまたはトランスポートプロトコルが特定のＩＰアドレスにおけるサーバと通信するために使用されていることを検出するために使用されることができる。ＤＰＩの結果に基づいて、ＶＡＳは、アプリケーションデータに適用され得る。例示的ＶＡＳは、ビデオ圧縮、暗号化等を含む。したがって、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内の付加価値サービスは、例えば、アプリケーションデータまたは宛先もしくはソースのＩＰアドレスを変化させ得る。

また、図９を参照すると、ユーザプレーンプロトコルスタックは、例示的実施形態に従って更新される。示されるように、種々のネットワークノードは、ＮＳＨを挿入する、および／またはメタデータをＮＳＨ、例えば、ＮＳＨ９０１に挿入することができる。示されるように、ＮＳＨ９０１を挿入する、またはメタデータをＮＳＨに追加し得る、例示的ネットワークノードは、ＵＥ９０２、ｅＮｏｄｅＢ９０４、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）９０６、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）９０８を含む。さらに、任意のエンティティまたはノードは、例示的実施形態によると、ＮＳＨが挿入された後の処理チェインにおいて、追加のメタデータをＮＳＨに追加し得る。ある場合には、ｅＮｏｄｅＢ９０４およびＳ−ＧＷ９０６は、ＮＳＨを挿入しない、またはＮＳＨに追加しないであろう。

依然として図９を参照すると、例示的（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ９１０は、ディープパケットインスペクションおよび付加価値サービスをトラフィックに適用することができる。トラフィックに適用される付加価値サービスは、ＤＰＩの結果およびＮＳＨのコンテンツに基づいて決定され得る。例えば、ＮＳＨ内のメタデータは、トラフィックが輻輳ネットワークノード（例えば、Ｐ−ＧＷ９０８）から生じることを示し得る。輻輳状況に基づいて、ＵＥ９０２からのアプリケーション要求は、修正され得る。例えば、オリジナル要求がビデオダウンロードに関する場合、要求は、オリジナル要求と比較してより低い品質バージョンのビデオが要求されるように修正され得る。

例示的実施形態では、ＮＳＨは、ＵＥ、例えば、ＵＥ９０２に挿入されることができる。プロビジョニングされたポリシに基づいて、ＰＣＲＦは、あるトラフィックフローが（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のステアリングを要求しており、あるメタデータがフローにアタッチされた場合、フローのステアリングがより効率的となり得ることを把握し得る。ＰＣＲＦは、Ｇｘインターフェースを使用して、Ｐ−ＧＷに、それらに関連付けられたメタデータを有することから利益を享受するであろうフローを示し得る。

一実施形態では、Ｐ−ＧＷは、ＥＰＣセッション管理メッセージ（例えば、専用ＥＰＳベアラコンテキストアクティブ化承認、デフォルトＥＰＳベアラコンテキストアクティブ化承認、ＥＰＳベアラコンテキスト修正要求等）を使用して、ＵＥに、それらに内蔵されるメタデータを有することから利益を享受するであろうフローを通知し得る。具体的には、ＥＰＣセッション管理メッセージのＴＦＴまたはプロトコル構成オプション情報要素は、ネットワークがＵＥに追加されるメタデータから利益を享受するであろうフローを示すことを可能にするように修正されることができる。これは、以下にさらに説明される。

ここで図１０を参照すると、例示的グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１０００は、ＵＥによってレンダリングされ、ユーザに、メタデータおよび／またはＮＳＨがあるアプリケーションから発信されるデータトラフィック内に挿入されるようにＵＥを構成するための手段を提供し得る。代替として、または加えて、ＧＵＩは、ユーザが、あるアプリケーションがメタデータまたはＮＳＨを挿入することを可能にされるかどうかを示すことを可能にし得る。ある場合には、アプリケーションは、個々に、ポップアップメッセージを生成し、ユーザに、アプリケーションがメタデータまたはＮＳＨをそのデータフロー内に挿入することが許可されるかどうかを尋ねてもよい。一例として、アプリケーションＸＹＺは、「アプリケーションＸＹＺがメタデータをアプリケーションＸＹＺのサーバに送信することによって性能を最適化することを求めています。これを有効にするには、「ＯＫ」をタップもしくはクリックする、またはこれを無効にするには、「キャンセル」をタップもしくはクリックしてください。」と記載されたポップアップメッセージを生成し得る。例示的ＧＵＩ１０００は、ユーザが、各個々のアプリケーションがメタデータまたはＮＳＨをアプリケーションフローの中に挿入することを可能にされるかどうかを構成し得るように、ＵＥによってレンダリングされ得る、例示的インターフェースを描写する。ＧＵＩ１０００は、ユーザが各フロー内に挿入され得るメタデータのタイプを選択することを可能にするように拡張され得ることを理解されたい。例えば、アプリケーションがメタデータを送信することを可能にされると、例えば、図１１に描写される例示的ＧＵＩウィンドウ１１００等の別のＧＵＩウィンドウが、ユーザに提示され得る。ＧＵＩウィンドウ１１００は、ユーザがＮＳＨ内に挿入され得るメタデータのタイプをさらに選択することを可能にし得る。したがって、ＵＥは、グラフィカルユーザインターフェース、例えば、ＧＵＩ１０００およびＧＵＩウィンドウ１１００を介して、あるアプリケーションがメタデータをネットワークに送信することを可能にする、またはあるタイプのメタデータがネットワークに送信されることを可能にするように構成され得る。例示的ユーザインターフェースは、所望に応じて、代替パラメータを監視および制御するために使用されることができることを理解されたい。さらに、ＧＵＩは、ユーザに、種々のチャートまたは代替視覚的描写を介して、ユーザが関心を持つ種々の情報を提供することができることを理解されたい。

例示的実施形態によると、ＥＰＳセッション管理メッセージのトラフィックフローテンプレート（ＴＦＴ）情報要素は、ネットワークがＵＥに追加のメタデータから利益を享受するであろうフローを示し得るように修正される。既存のＴＦＴ情報要素は、３ＧＰＰ ＴＳ ２４．００８の第１０．５．６．１２節（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に定義されている。図１２は、参考文献３ＧＰＰ ＴＳ ２４．００８の図１０．５．１４４ｂに示される、パケットフィルタリストの修正された例を示す。示されるように、図示される例によると、各パケットフィルタ記述内の第１のバイトの第７ビットは、ネットワークがＵＥに関連付けられたデータフローが追加されるメタデータから利益を享受するであろうかどうかを示すことを可能にするように更新される。一例では、各パケットフィルタ内の第１のバイトの第７ビットにおける１は、ＵＥに、関連付けられたデータフローが追加されるメタデータから利益を享受するであろうことを示し得る。

代替として、別の実施形態によると、ＥＰＳセッション管理メッセージの「プロトコル構成オプション」情報要素は、ネットワークがＵＥに追加されるメタデータから利益を享受するであろうフローを示し得るように修正され得る。プロトコル構成オプション情報要素は、３ＧＰＰ ＴＳ ２４．００８の第１０．５．６．３節に定義されている。具体的には、一例では、「プロトコル構成オプション」情報要素の「追加のパラメータリスト」オクテットの定義は、ネットワークがＵＥにＰＤＮ接続に関連付けられたフローが追加されるメタデータから利益を享受するであろうかどうかを示すことを可能にするように更新される。同様に、情報は、ＵＥにネットワークに提供されるべきであるメタデータの具体的タイプ（例えば、場所、バッテリレベル等）を示すために使用されることができる。

図９に示されるように、ＮＳＨ９０１は、ＵＥ９０２に挿入され得る。ある場合には、パケットが、配信のためにＵＥのオペレーティングシステム（ＯＳ）に配信されると、ＯＳは、ＮＳＨ９０１を挿入し得る。ＵＥ９０２がＮＳＨ９０１を挿入するかどうかは、図１０および１１を参照して前述のＧＵＩ設定に基づき得るか、または本明細書に説明されるネットワークからの指示に基づき得る。代替として、ＵＥアプリケーションが、ＮＳＨ９０１を挿入し得、ＵＥ ＯＳは、メタデータをＮＳＨ９０１に追加し得る。メタデータの例は、限定ではないが、場所、バッテリレベルの指示、接続品質の指示、知覚されたデータレートの指示、モビリティの指示等を含む。ある場合には、ＩＰパケット内のＮＳＨ９０１の存在は、ＵＥのＯＳへのメタデータが追加されるべきことの指示としての役割を果たし得る。

前述のように、ネットワークサービスヘッダ（ＮＳＨ）、例えば、ＮＳＨ９０１のフォーマットは、「ＩＥＦＴ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ−Ｄｒａｆｔ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ」に説明されている。一実施形態では、ＵＥ９０２は、ＮＳＨのサービスパスＩＤ（ＳＰＩ）フィールドに、ＵＥ９０２がメタデータを挿入していることを示す値（プレースホルダまたは事前定義／保持値と称され得る）を取り込む。後に、処理チェインにおいて、ノード（例えば、Ｐ−ＧＷ９０８または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ９１０内の機能）は、メタデータおよびネットワークポリシに基づいて、サービスパスＩＤ（ＳＰＩ）を選択する。ある場合には、ＵＥは、オペレータ所有またはネットワークインフラストラクチャの一部であり得る。例えば、ＵＥは、ゲートウェイまたは中継器として作用し得る。本シナリオでは、ＵＥ ＯＳは、トラフィックが（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ９１０内の特定のサービス（例えば、特定のセキュリティまたは課金サービス）を通してステアリングされ得るように、ＳＰＩフィールドを取り込み得る。

ＵＥ９０２は、例えば、限定ではないが、以下等の種々のタイプのメタデータ値をＮＳＨ９０１内に挿入し得る。
・ アクティブタイマ（Ｔ３３２４、３ＧＰＰ ＴＳ ２４．００８に説明される）
・ 周期的ＴＡＵタイマ（Ｔ３４１２、３ＧＰＰ ＴＳ ２４．００８に説明される）
・ ＤＲＸサイクル長
・ ＲＡＴタイプ（例えば、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＵＴＲＡＮ、ＧＥＲＡＮ、ＷＬＡＮ）
・ ステータスインジケータ

ある場合には、ステータスインジケータは、ＵＥに関連付けられた種々のパラメータを示すために使用される、シングルビット値の組であり得る。ステータスインジケータは、一例として提示され、限定ではないが、以下を含み得る。
・ ＵＥが低電力モードで動作することを好むことの指示である、ＵＥの「低電力選好」インジケータ。
・ ＵＥが移動性となるであろうことを予期しないことの指示である、ＵＥの定常インジケータ。
・ 関連付けられたＰＤＮ接続が低アクセス優先順位であることを示すために使用される３ＧＰＰインジケータである、ＵＥの「低アクセス優先順位」インジケータ。
・ ＵＥが拡張ＤＲＸを使用していることの指示である、拡張ＤＲＸ有効化インジケータ。
・ トラフィックがＵＥと同一物理的デバイス上にホストされないアプリケーションによって生成されることを示す、遠隔アプリケーションインジケータ。例えば、トラフィックは、以下にさらに説明されるように、ＵＥを介してインターネットに接続するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイスから生じ得る。
・ ＵＥがＰＳＭを使用していることの指示である、ＰＳＭ有効化インジケータ。
・ ビットが設定されると、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ内のステアリング機能にペイロードがキャッシュされ得ることを示すビットであり得る、キャッシュ許可インジケータ。

一実施形態では、ＮＳＨ９０１内のＴＬＶクラス値は、３ＧＰＰメタデータに関する。加えて、異なるタイプ値は、メタデータを挿入した３ＧＰＰノード（例えば、ＵＥ、Ｓ−ＧＷ、Ｐ−ＧＷ、ｅＮｏｄｅＢ、サービス機能等）を示すために使用され得る。例えば、ＮＳＨヘッダ内のタイプ値は、上記に列挙されたメタデータタイプ毎に保持され得る。

ある場合には、遠隔アプリケーションインジケータは、トラフィックを特定のＮＡＴ機能またはファイアウォールサービスを通してステアリングするために使用され得る。例えば、遠隔アプリケーションからのトラフィックは、ＵＥプラットフォーム上にホストされるアプリケーションによって生成されるトラフィックと比較して、異なるＩＰアドレスを遠隔トラフィックに割り当てる、ＮＡＴ機能を通してステアリングされ得る。したがって、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）医療デバイスからのトラフィックは、ＵＥのウェブブラウザからのトラフィックと異なるＩＰアドレスを割り当てられ得る。遠隔アプリケーションインジケータはまた、トラフィックを検査し、ＵＥがトラフィックに関して課金されるべきかどうかを決定する、課金またはスポンサリングサービスを通してトラフィックをステアリングするために使用され得る。一例として、ＵＥが特定の医療診断サーバと通信するデバイスのためのゲートウェイとして作用するとき、ＭＮＯは、関連付けられたトラフィックに関してＵＥに課金しないことを選定し得、遠隔アプリケーションインジケータは、その決定を可能にし得る。

例示的実施形態では、運用、管理、および保守（ＯＡＭ）システムが、ネットワークオペレータが、ハンドルネットワークサービスヘッダ（ＮＳＨ）をハンドリングするようにｅＮｏｄｅＢ９０４を構成することを可能にする。例えば、ＯＡＭシステムは、ＳＮＭＰまたはＴＲ−６９等のプロトコルを使用して、選択されたユーザからの、または選択されたフローに関連付けられたトラフィックを検査し、ＮＳＨのために、およびＮＳＨが検査されたトラフィック内に存在する場合、メタデータをＮＳＨに追加するようにｅＮｏｄｅＢ９０４を構成し得る。代替として、ＯＡＭシステムは、ＳＮＭＰまたはＴＲ−６９等のプロトコルを使用して、選択されたユーザまたは選択されたフローからのトラフィックを検査し、ＮＳＨまたはメタデータのうちの少なくとも１つが検査されたトラフィック内に存在しない場合、ＮＳＨおよびメタデータを追加するようにｅＮｏｄｅＢ９０４を構成し得る。ＯＡＭシステムはまた、ＳＮＭＰまたはＴＲ−６９等のプロトコルを使用して、選択されたユーザまたは選択されたフローからのＮＡＳメッセージングを検査し、ＮＳＨが特定のユーザまたはフローからのトラフィックに追加されるべきかどうかを検出するようにｅＮｏｄｅＢ９０４を構成し得る。ｅＮｏｄｅＢ９０４は、ＵＥ９０２へ／からのトラフィックＮＡＳセッション管理シグナリングを検査し、ネットワークが、ＵＥ９０２がＮＳＨを挿入することを要求しているかどうかを決定し得る。

ｅＮｏｄｅＢにおけるメタデータ挿入に関して、図９を参照すると、ｅＮｏｄｅＢ９０４は、ＩＰパケットをＵＥ９０２から受信し、ＧＴＰ−Ｕを使用して、データをＳ−ＧＷ９０６にトンネリングする。ＧＴＰ−Ｕペイロードは、Ｔ−ＰＤＵと称される。ｅＮｏｄｅＢ９０４は、ＮＳＨ９０１をＴ−ＰＤＵの最前部に付加し得る。ＵＥ９０２が、前述のように、ＮＳＨ９０１をＩＰパケットにすでに付加している場合、ｅＮｏｄｅＢ９０４は、メタデータを追加することによってＮＳＨ９０１を更新し得る。ｅＮｏｄｅＢ９０４は、例えば、ＲＡＴタイプ（例えば、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＵＴＲＡＮ、ＧＥＲＡＮ、ＷＬＡＮ）およびステータスインジケータ等の種々のメタデータを挿入し得る。ある場合には、ステータスインジケータは、ＵＥに関連付けられた種々のパラメータを示すために使用される、シングルビット値の組であり得る。ステータスインジケータは、一例として提示され、限定ではないが、以下を含む、ｅＮｏｄｅＢ９０４によって挿入され得る。
・ ＵＥが低電力モードで動作することを好むことの指示である、ＵＥの「低電力選好」インジケータ。
・ ＵＥが移動性となるであろうことを予期しないことの指示である、ＵＥの定常インジケータ。
・ 関連付けられたＰＤＮ接続が低アクセス優先順位であることを示すために使用される３ＧＰＰインジケータである、ＵＥの「低アクセス優先順位」インジケータ。
・ ＵＥが拡張ＤＲＸを使用していることの指示である、拡張ＤＲＸ有効化インジケータ。
・ トラフィックがＵＥと同一物理的デバイス上にホストされないアプリケーションによって生成されることを示す、遠隔アプリケーションインジケータ。例えば、トラフィックは、以下にさらに説明されるように、ＵＥを介してインターネットに接続するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイスから生じ得る。
・ ＵＥが電力節約モード（ＰＳＭ）を使用していることの指示である、ＰＳＭ有効化インジケータ。
・ ｅＮｏｄｅＢが輻輳を被っていることの指示である、ｅＮｏｄｅＢ輻輳インジケータ。ＯＡＭシステムが、ｅＮｏｄｅＢに輻輳状況を知らせてもよい。

ある場合には、ｅＮｏｄｅＢが、メタデータをＮＳＨに追加する場合、ｅＮｏｄｅＢは、適宜、ＮＳＨベースヘッダのＬｅｎフィールドを調節し得る。代替として、ｅＮｏｄｅＢは、メタデータをＧＴＰ−Ｕヘッダに追加し得る。例えば、ＧＴＰヘッダのプライベート拡張フィールドは、メタデータをトラフィックに付加するために使用され得る。プライベート拡張情報要素は、３ＧＰＰ ＴＳ ２９．２８１の第８．６節（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に説明されている。

例示的実施形態によると、ＯＡＭシステムは、ネットワークオペレータが、ＮＳＨをハンドリングするようにＳ−ＧＷ９０６を構成することを可能にする。例えば、Ｓ−ＧＷ９０６は、選択されたユーザ（または選択されたフロー）からのトラフィックを検査し、ＮＳＨのために、およびＮＳＨが検査されたトラフィック内に存在する場合、メタデータをＮＳＨに追加するように構成され得る。代替として、Ｓ−ＧＷ９０６は、選択されたユーザ（または選択されたフロー）からのトラフィックを検査し、ＮＳＨまたはメタデータのうちの少なくとも１つが検査されたトラフィック内に存在しない場合、ＮＳＨおよびメタデータを追加するように構成され得る。Ｓ−ＧＷ９０６は、選択されたユーザ（または選択されたフロー）からのセッション管理メッセージングを検査し、ＮＳＨが特定のユーザまたはフローからのトラフィックに追加されるべきであるかどうかを検出するように構成され得る。ある場合には、ＭＭＥは、Ｓ−ＧＷ９０６に、ＮＳＨを要求するユーザまたはフローを知らせてもよい。例えば、ＭＭＥは、ＵＥのサブスクリプション情報から、ユーザに関連付けられた、特定のユーザフローに関連付けられた、または特定のＡＰＮに関連付けられたトラフィックがＮＳＨを要求することを知り得る。ＭＭＥは、ＮＡＳセッション管理シグナリングから、ユーザ、ＰＤＮ接続、または特定のフローに関連付けられたトラフィックがＮＳＨを要求することを知り得る。ＭＭＥは、Ｓ−ＧＷ９０６に、Ｓ１１インターフェースを介して、Ｓ−ＧＷ９０６がＮＳＨ９０１またはメタデータを特定のフローまたはＰＤＮ接続の中に挿入すべきであることを知らせてもよい。ある場合には、Ｓ−ＧＷ９０６は、ｅＮｏｄｅＢ９０４から、ＧＴＰ−Ｕヘッダ内の指示を介して、メタデータがＧＴＰ−Ｕヘッダに追加される必要があることを知り得る。

Ｓ−ＧＷ９０６は、ｅＮｏｄｅＢ９０４からＴ−ＰＤＵを受信し、ＧＴＰ−Ｕを使用して、Ｔ−ＰＤＵをＰ−ＧＷ９０８にトンネリングする。例示的実施形態では、Ｓ−ＧＷ９０６は、ＮＳＨ９０１をＴ−ＰＤＵの最前部に付加し得る。ある場合には、ｅＮｏｄｅＢ９０４またはＵＥ９０２が、前述のように、ＮＳＨ９０１をＩＰパケットにすでに付加している場合、Ｓ−ＧＷ９０６は、メタデータをＮＳＨ９０１に追加することによってＮＳＨ９０１を更新し得る。Ｓ−ＧＷ９０６は、例えば、限定ではないが、以下等の種々のタイプのメタデータ値をＮＳＨ９０１内に挿入し得る。
・ Ｓ１１シグナリングを介してＭＭＥから得られ得る、アクティブタイマ（Ｔ３３２４）
・ Ｓ１１シグナリングを介してＭＭＥから得られ得る、周期的ＴＡＵタイマ（Ｔ３４１２）
・ Ｓ１１シグナリングを介してＭＭＥから得られ得る、ＤＲＸサイクル長
・ Ｓ１１シグナリングを介してＭＭＥから得られ得る、ＲＡＴタイプ（例えば、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＵＴＲＡＮ、ＧＥＲＡＮ、ＷＬＡＮ）
・ ステータスインジケータ

ある場合には、ステータスインジケータは、ＵＥに関連付けられた種々のパラメータを示すために使用される、シングルビット値の組であり得る。Ｓ−ＧＷ９０６は、ステータスインジケータ情報をＳ１１シグナリングを介してＭＭＥから取得し得る。Ｓ−ＧＷ９０６によって挿入されるステータスインジケータは、一例として提示され、限定ではないが、以下を含み得る。
・ ＵＥが低電力モードで動作することを好むことの指示である、ＵＥの「低電力選好」インジケータ。
・ ＵＥが移動性となるであろうことを予期しないことの指示である、ＵＥの定常インジケータ。
・ 関連付けられたＰＤＮ接続が低アクセス優先順位であることを示すために使用される３ＧＰＰインジケータである、ＵＥの「低アクセス優先順位」インジケータ。
・ ＵＥが拡張ＤＲＸを使用していることの指示である、拡張ＤＲＸ有効化インジケータ。
・ ＵＥが電力節約モード（ＰＳＭ）を使用していることの指示である、ＰＳＭ有効化インジケータ。
・ Ｓ−ＧＷ９０６またはＭＭＥが輻輳を被っていることの指示である、Ｓ−ＧＷまたはＭＭＥ輻輳インジケータ。ＭＭＥは、輻輳をＳ−ＧＷ９０６にＳ１１インターフェースを介して示し得るか、またはＯＡＭシステムが、Ｓ−ＧＷ９０６に輻輳状況を知らせてもよい。

ある場合には、Ｓ−ＧＷ９０６が、メタデータをＮＳＨ９０１に追加する場合、Ｓ−ＧＷ９０６は、適宜、ＮＳＨベースヘッダのＬｅｎフィールドを調節し得る。代替として、Ｓ−ＧＷは、メタデータをＧＴＰ−Ｕヘッダに追加し得る。例えば、ＧＴＰヘッダのプライベート拡張フィールドは、メタデータをトラフィックに付加するために使用され得る。

Ｐ−ＧＷ９０８は、ＰＣＲＦによって（Ｇｘインターフェースを介して）、メタデータまたはサービスパス情報が挿入されることを要求するフローを示すポリシを通知され得る。ある場合には、Ｐ−ＧＷ９０８が、統合されたＴＤＦ機能性を有する場合、Ｐ−ＧＷ９０８は、ＰＣＲＦによって（Ｓｔインターフェースを介して）メタデータまたはサービスパス情報が挿入されることを要求するフローを示すポリシを通知され得る。例示的実施形態では、ＯＡＭシステムは、ネットワークオペレータが、ＮＳＨをハンドリングするようにＰ−ＧＷ９０８を構成することを可能にし得る。例えば、ＯＡＭシステムは、トラフィックステアリングポリシを用いてＰ−ＧＷ９０８を構成するために使用され得る。ポリシは、フローベース、アプリケーションベース、またはユーザベースであり得る。

一例として、Ｐ−ＧＷ９０８は、Ｔ−ＰＤＵをＳ−ＧＷ９０６から受信する。Ｔ−ＰＤＵは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ９１０に送信されるであろう、ＩＰパケットである。例示的実施形態では、Ｐ−ＧＷ９０８は、ＮＳＨ９０１をＩＰパケットの最前部に付加し得る。ある場合には、ＵＥ９０２、ｅＮｏｄｅＢ９０４、またはＳ−ＧＷ９０６が、前述のように、ＮＳＨ９０１をＩＰパケットにすでに付加している場合、Ｐ−ＧＷ９０８は、メタデータをＮＳＨ９０１に追加することによってＮＳＨ９０１を更新し得る。Ｐ−ＧＷ９０８は、例えば、限定ではないが、ＱｏＳ、輻輳レベル、またはＯＡＭシステムまたはＰＣＲＦによって提供された（ＧｘまたはＳｔインターフェースを介して）カスタマイズされた値もしくはフィールド等、種々のメタデータをＮＳＨの中に挿入し得る。代替として、メタデータがＧＴＰヘッダ内に内蔵される場合、例えば、Ｐ−ＧＷ９０８は、メタデータをＧＴＰヘッダから抽出し、それを使用して、ＮＳＨ９０１を構築し得る。ある場合には、Ｐ−ＧＷ９０８が、メタデータをＮＳＨ９０１に追加する場合、Ｐ−ＧＷ９０８は、適宜、ＮＳＨベースヘッダのＬｅｎフィールドを調節する必要があるであろう。

依然として概して図９を参照すると、サービス分類機能（ＳＣＦ）が、Ｐ−ＧＷ９０８またはＴＤＦの一部である、もしくはそれと共同設置され得る。代替として、ＳＣＦは、（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ９１０内の独立型エンティティであり得る。一例では、ＳＣＦは、ＩＰパケットをＰ−ＧＷ９０８から受け取り、メタデータおよびポリシに基づいて、サービスパスＩＤを選択する。ポリシは、それがトラフィックステアリングポリシをＭＮＯから受け取ることを可能にするＰＣＲＦとのＳｔまたはＳｄインターフェースを介して、ＳＣＦに達し得る。例えば、ＳＣＦは、ＮＳＨ９０１内のメタデータを使用して、トラフィックが輻輳ネットワークから生じているが、フローが短待ち時間を要求することを認識し得る。これは、ＳＣＦに、トラフィックをより短い待ち時間サービス機能またはより少ないサービス機能を通してステアリングし、輻輳ネットワーク内に追加された任意の遅延を考慮するであろう、サービスパスＩＤを選択させ得る。本明細書では、「ＩＥＴＦ，Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ−Ｄｒａｆｔ，Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｈａｉｎｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ＭＰＬＳ−Ｓｐｒｉｎｇ」（その内容が本明細書に記載される場合と同様に、参照することによって組み込まれる）に説明されるように、ＭＰＬＳ標識が、トラフィックフロー毎に使用されるべきサービスパスを示すために使用され得ることが認識される。

ここで図１３を参照すると、ネットワーク１３００は、例示的ＵＥ９０２と、ｅＮｏｄｅＢ９０４と、ＭＭＥ９０５と、Ｓ−ＧＷ９０６と、ＰＣＲＦ９０７と、Ｐ−ＧＷ９０８と、ＳＣＦ９０９とを含む。例示的ネットワーク１３００は、開示される主題の説明を促進するために簡略化され、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。他のデバイス、システム、および構成も、ネットワーク１３００等のネットワークに加え、またはその代わりに、本明細書に開示される実施形態を実装するために使用され得、全てのそのような実施形態は、本開示の範囲内で検討される。さらに、例示的ネットワーク１３００は、仮想化ネットワーク機能を用いて構築され得ることを理解されたい。ｅＮｏｄｅＢ９０４、ＭＭＥ９０５、Ｓ−ＧＷ９０６、ＰＣＲＦ９０７、Ｐ−ＧＷ９０８、およびＳＣＦ９０９等のノードは、図１５−２０を参照してさらに本明細書に説明される、仮想化ネットワーク機能であり得る。例えば、ＭＭＥ９０５機能性は、モビリティ管理ネットワーク機能によって提供され得る。Ｓ−ＧＷ９０６は、ユーザプレーンネットワーク機能によって提供され得る。Ｐ−ＧＷ９０８は、データプレーンセッションのためのアンカポイントとしての役割を果たす、ユーザプレーンネットワーク機能であり得る。一例では、ＳＣＦ９０９は、サービスパスインデックスおよびサービスパスＩＤを使用して、パケットを適切なＶＡＳを通してルーティングし得る。データフローのために選択されたサービスパスは、挿入されるメタデータ、ユーザ、ネットワーク条件、ネットワークポリシ、およびデータフローに関連付けられたアプリケーションに基づき得る。したがって、同一ＵＥからの異なるデータフローが、異なるＶＡＳを通してルーティングされ得る。例えば、ＵＥ９０２を通して通信するキャピラリネットワークデバイスにおいて発信されたデータフローは、ＵＥ９０２によってホストされるアプリケーションから発信されたトラフィックと比較して、異なるサービスパスＩＤを取得し得る。キャピラリネットワークデバイスからのトラフィックは、ＵＥおよびキャピラリネットワークデバイストラフィックが事実上異なるＩＰアドレスを有し得るように、異なるＮＡＴ機能を通してルーティングされる、またはＮＡＴ機能によって異なるようにハンドリングされ得ることを理解されたい。

依然として図１３を参照して、図示される例によると、０ａでは、ＵＥ９０２は、概して、メタデータと称され得る、ネットワークサービスヘッダを挿入し得る。前述のように、ＵＥ９０２は、ＮＳＨが挿入される、またはネットワークがＮＳＨを挿入すべきであることをＵＥ９０２に信号伝達し得るように、ＵＥ９０２のユーザがＵＥを構成することを可能にする、ＧＵＩをレンダリングし得る。０ｂでは、ｅＮｏｄｅＢ９０４は、あるトラフィックフローまたはユーザに関連付けられたトラフィックがＮＳＨを含むべきであることを把握するように、かつｅＮｏｄｅＢ９０４がメタデータをＮＳＨに追加すべきであることを把握するように、構成される（例えば、ＯＡＭシステムとのインターフェースを介して）。代替として、または加えて、ｅＮｏｄｅＢ９０４は、ＵＥ９０２からのＮＡＳ要求に基づいて、メタデータを挿入する、またはＮＳＨを追加し得る。１では、ＭＭＥ９０５は、Ｓ−ＧＷ９０６が、あるトラフィックフローまたはユーザに関連付けられたトラフィックがＮＳＨを含むべきであって、Ｓ−ＧＷ９０６がメタデータをＮＳＨに追加すべきであることを把握するように、Ｓ−ＧＷ９０６をプロビジョニングし得る（Ｓ１１インターフェースを介して）。代替として、Ｓ−ＧＷ９０６は、ＯＡＭシステムから受信された構成情報に基づいて、メタデータをアップリンクトラフィックに追加すべきことを把握し得る。ある場合には、ＭＭＥ９０５は、ユーザに関連付けられたホームサブスクライバサーバ（ＨＳＳ）から得られるユーザのサブスクリプションからＮＳＨ要件を知り得る。例えば、ユーザのＡＰＮ構成は、ＭＭＥ９０５がＮＳＨを要求するフローまたはＰＤＮ接続を知らされるような情報を含み得る。２では、前述のように、ＰＣＲＦ９０７は、Ｐ−ＧＷ９０８があるトラフィックフロー、アプリケーション、またはユーザに関連付けられたトラフィックがＮＳＨを含むべきであることを把握するように、かつＰ−ＧＷ９０８がメタデータをＮＳＨに追加すべきであることを把握するように、Ｐ−ＧＷ／ＴＤＦをプロビジョニングし得る（ＧｘまたはＳｔインターフェースを介して）。代替として、Ｐ−ＧＷ９０８は、ＯＡＭシステムから受信された構成情報に基づいて、メタデータを追加すべきことを把握し得る。

依然として図１３を参照して、図示される例によると、３では、ＵＥは、ＮＳＨをあるアプリケーションから発信される、またはあるトラフィックフローに関連付けられたデータフロー（例えば、アップリンクトラフィック）内に挿入し得る。構成は、コアネットワーク、または例えば、ＧＵＩ１０００等のＧＵＩから生じてもよい。ＵＥは、前述のように、ＮＳＨを作成し、および／またはメタデータを追加し得る。４では、ｅＮｏｄｅＢ９０４は、ＮＳＨをあるユーザから生じる、またはあるトラフィックフローに関連付けられたデータフロー（例えば、アップリンクトラフィック）内に挿入し得る。ｅＮｏｄｅＢ９０４は、前述のように、ＮＳＨを作成し、および／またはメタデータを追加し得る。５では、Ｓ−ＧＷ９０６は、ＮＳＨをあるユーザから生じる、またはあるトラフィックフローに関連付けられたデータフロー（例えば、アップリンクトラフィック）内に挿入し得る。Ｓ−ＧＷ９０６は、前述のように、ＮＳＨを作成し、および／またはメタデータを追加し得る。６では、図示される例によると、Ｐ−ＧＷ９０８は、ＮＳＨをあるユーザ、アプリケーションから生じる、またはあるトラフィックフローに関連付けられたデータフロー（例えば、アップリンクトラフィック）内に挿入する。Ｐ−ＧＷは、前述のように、ＮＳＨを作成し、および／またはメタデータを追加し得る。ＮＳＨおよび関連付けられたメタデータは、次いで、ＳＣＦによって使用され、トラフィックステアリング決定を行い得る。図１３によって描写される例では、ＳＣＦは、ユーザプレーン機能であって、仮想化コアネットワーク機能として実装され得る。ＳＣＦはまた、制御プレーン機能であり得、仮想化コアネットワーク機能として実装され得る。ＳＣＦが、制御プレーン機能として実装される場合、例えば、メタデータをＰ−ＧＷ等の単一ネットワーク機能から制御プレーンメッセージ内で受信し得るか、またはメタデータを複数のネットワーク機能およびＵＥから別個の制御メッセージ内で受信し得る。ＳＣＦは、次いで、そのトラフィックステアリング決定またはポリシをＵＥ、他のネットワーク機能、または付加価値サービスに送信し得る。したがって、所与のＵＥは、メタデータがネットワークに提供され得ることを示す制御プレーンメッセージを受信し得る。

図９および１３ならびにそれに関連する説明は、「ステアリング」メタデータをアップリンクメッセージの中に挿入する方法および装置の種々の実施形態を図示する。これらの図では、種々のステップまたは動作が、１つ以上のノード、装置、デバイス、機能、またはネットワークによって行われて示されている。例えば、装置は、本明細書に説明される方法を達成するように、単独で、または互いと組み合わせて動作し得る。本明細書で使用されるように、「装置」、「ネットワーク装置」、「ノード」、「デバイス」、「エンティティ」、および「ネットワークノード」という用語は、同義的に使用され得る。これらの図に図示されるノード、デバイス、機能、またはネットワークは、通信ネットワーク内の論理エンティティを表し得、以下で説明される図１４Ａまたは１４Ｂに図示される一般的アーキテクチャのうちの１つを備え得る、そのようなネットワークのノードのメモリ内に記憶され、そのプロセッサ上で実行するソフトウェア（例えば、コンピュータ実行可能命令）の形態で実装され得ることを理解されたい。すなわち、図９および１３に図示される方法は、例えば、図１４Ｃまたは１４Ｄに図示されるノードもしくはコンピューティングシステム等のネットワークノードのメモリ内に記憶されるソフトウェア（例えば、コンピュータ実行可能命令）の形態で実装され得、そのコンピュータ実行可能命令は、ノードのプロセッサによって実行されると、図に図示されるステップを行う。また、これらの図に図示される任意の伝送および受信ステップは、ノードのプロセッサならびにそれが実行するコンピュータ実行可能命令（例えば、ソフトウェア）の制御下で、ノードの通信回路（例えば、それぞれ、図１４Ｃおよび１４Ｄの回路３４または９７）によって行われ得ることも理解される。

図１４Ａは、１つ以上の開示される実施形態が実装され得る例示的マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）、モノのインターネット（ＩｏＴ）、またはモノのウェブ（ＷｏＴ）通信システム１０の略図である。概して、Ｍ２Ｍ技術は、ＩｏＴ／ＷｏＴのための構築ブロックを提供し、任意のＭ２Ｍデバイス、Ｍ２Ｍゲートウェイ、またはＭ２Ｍサービスプラットフォームは、ＩｏＴ／ＷｏＴのコンポーネントならびにＩｏＴ／ＷｏＴサービス層等であり得る。図９−１３のうちのいずれかに図示されるデバイス、機能、ノードまたはネットワークのうちのいずれかは、図１４Ａ−Ｄに図示されるもの等の通信システムのノードを備え得る。

本明細書で使用されるように、「サービス層」という用語は、ネットワークサービスアーキテクチャ内の機能層を指す。サービス層は、典型的には、ＨＴＴＰ、ＣｏＡＰ、またはＭＱＴＴ等のアプリケーションプロトコル層の上方に位置し、付加価値サービスをクライアントアプリケーションに提供する。サービス層はまた、例えば、制御層およびトランスポート／アクセス層等の下部リソース層におけるコアネットワークへのインターフェースも提供する。サービス層は、サービス定義、サービス実行時間有効化、ポリシ管理、アクセス制御、およびサービスクラスタ化を含む、（サービス）能力または機能性の複数のカテゴリをサポートする。近年、いくつかの業界規格団体（例えば、ｏｎｅＭ２Ｍ）が、インターネット／ウェブ、セルラー、企業、およびホームネットワーク等の展開の中へのＭ２Ｍタイプのデバイスならびにアプリケーションの統合に関連付けられる課題に対処するように、Ｍ２Ｍサービス層を開発している。Ｍ２Ｍサービス層は、ＣＳＥまたはＳＣＬと称され得るサービス層によってサポートされる上記の能力もしくは機能性の集合または組へのアクセスをアプリケーションおよび／もしくは種々のデバイスに提供することができる。いくつかの例は、種々のアプリケーションによって一般的に使用されることができる、セキュリティ、課金、データ管理、デバイス管理、発見、プロビジョニング、および接続性管理を含むが、それらに限定されない。これらの能力または機能性は、Ｍ２Ｍサービス層によって定義されるメッセージフォーマット、リソース構造、およびリソース表現を利用するＡＰＩを介して、そのような種々のアプリケーションに利用可能にされる。ＣＳＥまたはＳＣＬは、ハードウェアおよび／もしくはソフトウェアによって維持され得、種々のアプリケーションならびに／もしくはデバイス（例えば、そのような機能的エンティティの間の機能的インターフェース）が（サービス）能力または機能性を使用することができるために、それらに暴露されるそのような能力もしくは機能性を提供する、機能的エンティティである。

図１４Ａに示されるように、Ｍ２Ｍ／ＩｏＴ／ＷｏＴ通信システム１０は、通信ネットワーク１２を含む。通信ネットワーク１２は、固定ネットワーク（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｆｉｂｅｒ、ＩＳＤＮ、ＰＬＣ等）、または無線ネットワーク（例えば、ＷＬＡＮ、セルラー等）、もしくは異種ネットワークのネットワークであり得る。例えば、通信ネットワーク１２は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャスト等のコンテンツを複数のユーザに提供する複数のアクセスネットワークから成り得る。例えば、通信ネットワーク１２は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、単一キャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）等の１つ以上のチャネルアクセス方法を採用し得る。さらに、通信ネットワーク１２は、例えば、コアネットワーク、インターネット、センサネットワーク、工業制御ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、融合個人ネットワーク、衛星ネットワーク、ホームネットワーク、または企業ネットワーク等の他のネットワークを備え得る。

図１４Ａに示されるように、Ｍ２Ｍ／ＩｏＴ／ＷｏＴ通信システム１０は、インフラストラクチャドメインと、フィールドドメインとを含み得る。インフラストラクチャドメインは、エンドツーエンドＭ２Ｍ展開のネットワーク側を指し、フィールドドメインとは、通常は、Ｍ２Ｍゲートウェイの背後にあるエリアネットワークを指す。フィールドドメインおよびインフラストラクチャドメインは両方とも、ネットワークの種々の異なるノード（例えば、サーバ、ゲートウェイ、デバイス）を備え得る。例えば、フィールドドメインは、Ｍ２Ｍゲートウェイ１４と、端末デバイス１８とを含み得る。任意の数のＭ２Ｍゲートウェイデバイス１４およびＭ２Ｍ端末デバイス１８が、所望に応じてＭ２Ｍ／ＩｏＴ／ＷｏＴ通信システム１０に含まれ得ることが理解されるであろう。Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス１４およびＭ２Ｍ端末デバイス１８はそれぞれ、通信ネットワーク１２または直接無線リンクを介して、信号を伝送および受信するように構成される。Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス１４は、無線Ｍ２Ｍデバイス（例えば、セルラーおよび非セルラー）ならびに固定ネットワークＭ２Ｍデバイス（例えば、ＰＬＣ）が、通信ネットワーク１２等のオペレータネットワークを通して、または直接無線リンクを通してのいずれかで、通信することを可能にする。例えば、Ｍ２Ｍデバイス１８は、データを収集し、通信ネットワーク１２または直接無線リンクを介して、データをＭ２Ｍアプリケーション２０またはＭ２Ｍデバイス１８に送信し得る。Ｍ２Ｍデバイス１８はまた、Ｍ２Ｍアプリケーション２０またはＭ２Ｍデバイス１８からデータを受信し得る。さらに、データおよび信号は、以下で説明されるように、Ｍ２Ｍサービス層２２を介して、Ｍ２Ｍアプリケーション２０に送信され、そこから受信され得る。Ｍ２Ｍデバイス１８およびゲートウェイ１４は、例えば、セルラー、ＷＬＡＮ、ＷＰＡＮ（例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、直接無線リンク、および有線を含む、種々のネットワークを介して通信し得る。例示的Ｍ２Ｍデバイスは、タブレット、スマートフォン、医療デバイス、温度および気象モニタ、コネクテッドカー、スマートメータ、ゲームコンソール、携帯情報端末、保健および健康モニタ、照明、サーモスタット、電化製品、ガレージドア、および他のアクチュエータベースのデバイス、セキュリティデバイス、ならびにスマートコンセントを含むが、それらに限定されない。

図１４Ｂを参照すると、フィールドドメイン内に例証のＭ２Ｍサービス層２２は、Ｍ２Ｍアプリケーション２０、Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス１４、ならびにＭ２Ｍ端末デバイス１８ならびに通信ネットワーク１２のためのサービスを提供する。Ｍ２Ｍサービス層２２は、所望に応じて、任意の数のＭ２Ｍアプリケーション、Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス１４、Ｍ２Ｍ端末デバイス１８、および通信ネットワーク１２と通信し得ることが理解されるであろう。Ｍ２Ｍサービス層２２は、１つ以上のサーバ、コンピュータ等によって実装され得る。Ｍ２Ｍサービス層２２は、Ｍ２Ｍ端末デバイス１８、Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス１４、およびＭ２Ｍアプリケーション２０に適用されるサービス能力を提供する。Ｍ２Ｍサービス層２２の機能は、例えば、ウェブサーバとして、セルラーコアネットワークで、クラウドで等、種々の方法で実装され得る。

図示したＭ２Ｍサービス層２２と同様に、インフラストラクチャドメイン内にＭ２Ｍサービス層２２’がある。Ｍ２Ｍサービス層２２’は、インフラストラクチャドメイン内のＭ２Ｍアプリケーション２０’および下層通信ネットワーク１２’のためのサービスを提供する。Ｍ２Ｍサービス層２２’はまた、フィールドドメイン内のＭ２Ｍゲートウェイデバイス１４およびＭ２Ｍ端末デバイス１８のためのサービスも提供する。Ｍ２Ｍサービス層２２’は、任意の数のＭ２Ｍアプリケーション、Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス、およびＭ２Ｍ端末デバイスと通信し得ることが理解されるであろう。Ｍ２Ｍサービス層２２’は、異なるサービスプロバイダによってサービス層と相互作用し得る。Ｍ２Ｍサービス層２２’は、１つ以上のサーバ、コンピュータ、仮想マシン（例えば、クラウド／計算／記憶ファーム等）等によって実装され得る。

依然として図１４Ｂを参照すると、Ｍ２Ｍサービス層２２および２２’は、多様なアプリケーションおよびバーティカルが活用することができるサービス配信能力のコアの組を提供する。これらのサービス能力は、Ｍ２Ｍアプリケーション２０および２０’がデバイスと相互作用し、データ収集、データ分析、デバイス管理、セキュリティ、課金、サービス／デバイス発見等の機能を果たすことを可能にする。本質的に、これらのサービス能力は、これらの機能性を実装する負担をアプリケーションから取り除き、したがって、アプリケーション開発を単純化し、市場に出す費用および時間を削減する。サービス層２２および２２’はまた、Ｍ２Ｍアプリケーション２０および２０’が、サービス層２２および２２’が提供するサービスと関連して、種々のネットワーク１２および１２’を通して通信することも可能にする。

Ｍ２Ｍアプリケーション２０および２０’は、限定ではないが、輸送、保健および健康、コネクテッドホーム、エネルギー管理、アセット追跡、ならびにセキュリティおよび監視等の種々の業界でのアプリケーションを含み得る。上記のように、システムのデバイス、ゲートウェイ、および他のサーバを経由して作動するＭ２Ｍサービス層は、例えば、データ収集、デバイス管理、セキュリティ、課金、場所追跡／ジオフェンシング、デバイス／サービス発見、およびレガシーシステム統合等の機能をサポートし、サービスとしてこれらの機能をＭ２Ｍアプリケーション２０および２０’に提供する。

概して、図１４Ａならびに１４Ｂに図示されるサービス層２２および２２’等のサービス層（ＳＬ）は、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）および下層ネットワーキングインターフェースの組を通して付加価値サービス能力をサポートするソフトウェアミドルウェア層を定義する。ＥＴＳＩ Ｍ２ＭおよびｏｎｅＭ２Ｍアーキテクチャは両方とも、サービス層を定義する。ＥＴＳＩ Ｍ２Ｍのサービス層は、サービス能力層（ＳＣＬ）と称される。ＳＣＬは、ＥＴＳＩ Ｍ２Ｍアーキテクチャの種々の異なるノードで実装され得る。例えば、サービス層のインスタンスは、Ｍ２Ｍデバイス（デバイスＳＣＬ（ＤＳＣＬ）と称される）、ゲートウェイ（ゲートウェイＳＣＬ（ＧＳＣＬ）と称される）、および／またはネットワークノード（ネットワークＳＣＬ（ＮＳＣＬ）と称される）内で実装され得る。ｏｎｅＭ２Ｍサービス層は、共通サービス機能（ＣＳＦ）（すなわち、サービス能力）の組をサポートする。１つ以上の特定のタイプのＣＳＦの組のインスタンス化は、異なるタイプのネットワークノード（例えば、インフラストラクチャノード、中間ノード、特定用途向けノード）上でホストされ得る、共通サービスエンティティ（ＣＳＥ）と称される。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）はまた、マシンタイプ通信（ＭＴＣ）のためのアーキテクチャも定義している。そのアーキテクチャでは、サービス層およびそれが提供するサービス能力は、サービス能力サーバ（ＳＣＳ）の一部として実装される。ＥＴＳＩ Ｍ２ＭアーキテクチャのＤＳＣＬ、ＧＳＣＬ、もしくはＮＳＣＬで、３ＧＰＰ ＭＴＣアーキテクチャのサービス能力サーバ（ＳＣＳ）で、ｏｎｅＭ２ＭアーキテクチャのＣＳＦもしくはＣＳＥで、またはネットワークのある他のノードで具現化されるかどうかにかかわらず、サービス層のインスタンスが、サーバ、コンピュータ、および他のコンピューティングデバイスもしくはノードを含む、ネットワーク内の１つ以上の独立型ノード上で、もしくは１つ以上の既存のノードの一部としてのいずれかで実行する、論理エンティティ（例えば、ソフトウェア、コンピュータ実行可能命令等）で実装され得る。例として、サービス層またはそのコンポーネントのインスタンスは、以下で説明される図１４Ｃまたは１４Ｄに図示される一般的アーキテクチャを有する、ネットワークノード（例えば、サーバ、コンピュータ、ゲートウェイ、デバイス等）上で起動するソフトウェアの形態で実装され得る。

さらに、本明細書に説明される方法および機能性は、サービスにアクセスするために、サービス指向アーキテクチャ（ＳＯＡ）および／またはリソース指向アーキテクチャ（ＲＯＡ）を使用するＭ２Ｍネットワークの一部として実装され得る

図１４Ｃは、図１４Ａおよび１４Ｂに図示されるもの等のＭ２Ｍネットワーク内のＭ２Ｍサーバ、ゲートウェイ、デバイス、または他のノードとして動作し得る、図９−１３に図示されるノード、デバイス、機能、またはネットワークのうちの１つ等のネットワークのノードまたは装置の例示的ハードウェア／ソフトウェアアーキテクチャのブロック図である。図１４Ｃに示されるように、ノード３０は、プロセッサ３２と、送受信機３４と、伝送／受信要素３６と、スピーカ／マイクロホン３８と、キーパッド４０と、ディスプレイ／タッチパッド４２と、非取り外し可能メモリ４４と、取り外し可能メモリ４６と、電源４８と、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット５０と、他の周辺機器５２とを含み得る。ノード３０はまた、送受信機３４および伝送／受信要素３６等の通信回路を含み得る。ノード３０は、実施形態と一致したままで、先述の要素の任意の副次的組み合わせを含み得ることが理解されるであろう。本ノードは、本明細書に説明されるメタデータ挿入およびそれに関連するトラフィックステアリングを実装するノードであり得る。

プロセッサ３２は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１つ以上の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、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態マシン等であり得る。プロセッサ３２は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および／またはノード３０が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能性を果たし得る。プロセッサ３２は、伝送／受信要素３６に結合され得る送受信機３４に結合され得る。図１４Ｃは、プロセッサ３２および送受信機３４を別個のコンポーネントとして描写するが、プロセッサ３２および送受信機３４は、電子パッケージまたはチップにともに組み込まれ得ることが理解されるであろう。プロセッサ３２は、アプリケーション層プログラム（例えば、ブラウザ）および／または無線アクセス層（ＲＡＮ）プログラムならびに／もしくは通信を実施し得る。プロセッサ３２は、例えば、アクセス層および／またはアプリケーション層等で、認証、セキュリティキー一致、ならびに／もしくは暗号化動作等のセキュリティ動作を実施し得る。

図１４Ｃに示されるように、プロセッサ３２は、その通信回路（例えば、送受信機３４および伝送／受信要素３６）に結合される。プロセッサ３２は、コンピュータ実行可能命令の実行を通して、それが接続されるネットワークを介してノード３０を他のノードと通信させるために、通信回路を制御し得る。具体的には、プロセッサ３２は、（例えば、図９−１３で）本明細書ならびに請求項に説明される、伝送および受信するステップを行うために、通信回路を制御し得る。図１４Ｃは、プロセッサ３２および送受信機３４を別個のコンポーネントとして描写するが、プロセッサ３２および送受信機３４は、電子パッケージまたはチップにともに統合され得ることが理解されるであろう。

伝送／受信要素３６は、Ｍ２Ｍサーバ、ゲートウェイ、デバイス等を含む、他のノードに信号を伝送する、またはそこから信号を受信するように構成され得る。例えば、実施形態では、伝送／受信要素３６は、ＲＦ信号を伝送および／または受信するように構成されるアンテナであり得る。伝送／受信要素３６は、ＷＬＡＮ、ＷＰＡＮ、セルラー等の種々のネットワークおよびエアインターフェースをサポートし得る。実施形態では、伝送／受信要素３６は、例えば、ＩＲ、ＵＶ、または可視光信号を伝送および／または受信するように構成されるエミッタ／検出器であり得る。さらに別の実施形態では、伝送／受信要素３６は、ＲＦおよび光信号の両方を伝送ならびに受信するように構成され得る。伝送／受信要素３６は、無線または有線信号の任意の組み合わせを伝送および／または受信するように構成され得ることが理解されるであろう。

加えて、伝送／受信要素３６は、単一の要素として図１４Ｃで描写されているが、ノード３０は、任意の数の伝送／受信要素３６を含み得る。より具体的には、ノード３０は、ＭＩＭＯ技術を採用し得る。したがって、実施形態では、ノード３０は、無線信号を伝送および受信するための２つ以上の伝送／受信要素３６（例えば、複数のアンテナ）を含み得る。

送受信機３４は、伝送／受信要素３６によって伝送される信号を変調するように、および伝送／受信要素３６によって受信される信号を復調するように構成され得る。上記のように、ノード３０は、マルチモード能力を有し得る。したがって、送受信機３４は、ノード３０が、例えば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１等の複数のＲＡＴを介して通信することを可能にするための複数の送受信機を含み得る。

プロセッサ３２は、非取り外し可能メモリ４４および／または取り外し可能メモリ４６等の任意のタイプの好適なメモリから情報にアクセスし、そこにデータを記憶し得る。非取り外し可能メモリ４４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含み得る。取り外し可能メモリ４６は、サブスクライバ識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカード等を含み得る。他の実施形態では、プロセッサ３２は、サーバまたはホームコンピュータ上等のノード３０上に物理的に位置しないメモリから情報にアクセスし、そこにデータを記憶し得る。プロセッサ３２は、ＵＥ（例えば、図１０および１１）、具体的には、ＵＥと通信する下層ネットワーク、アプリケーション、または他のサービスのノードのステータスまたはノードの構成を反映するために、ディスプレイもしくはインジケータ４２上の照明パターン、画像、もしくは色を制御するように構成され得る。プロセッサ３２は、電源４８から電力を受容し得、ノード３０内の他のコンポーネントへの電力を分配および／または制御するように構成され得る。電源４８は、ノード３０に電力供給するための任意の好適なデバイスであり得る。例えば、電源４８は、１つ以上の乾電池バッテリ（例えば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）等）、太陽電池、燃料電池等を含み得る。

プロセッサ３２はまた、ノード３０の現在の場所に関する場所情報（例えば、経度および緯度）を提供するように構成されるＧＰＳチップセット５０に結合され得る。ノード３０は、実施形態と一致したままで、任意の好適な場所決定方法を介して場所情報を獲得し得ることが理解されるであろう。

プロセッサ３２はさらに、追加の特徴、機能性、および／または有線もしくは無線接続性を提供する、１つ以上のソフトウェアならびに／もしくはハードウェアモジュールを含み得る他の周辺機器５２に結合され得る。例えば、周辺機器５２は、加速度計、ｅ−コンパス、衛星送受信機、センサ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ等を含み得る。

図１４Ｄは、図１４Ａおよび１４Ｂに図示されるもの等のＭ２Ｍネットワーク内のＭ２Ｍサーバ、ゲートウェイ、デバイス、または他のノードとして動作し得る、図９−１３に図示されるノード、デバイス、機能、もしくはネットワーク等のネットワークの１つ以上のノードを実装するためにも使用され得る、例示的コンピューティングシステム９０のブロック図である。コンピューティングシステム９０は、コンピュータまたはサーバを備え得、主に、そのようなソフトウェアが記憶またはアクセスされる場所もしくは手段にかかわらず、ソフトウェアの形態であり得るコンピュータ読み取り可能な命令によって制御され得る。そのようなコンピュータ読み取り可能な命令は、コンピューティングシステム９０を起動させるように、中央処理装置（ＣＰＵ）９１内で実行され得る。多くの既知のワークステーション、サーバ、およびパーソナルコンピュータでは、中央処理装置９１は、マイクロプロセッサと呼ばれる単一チップＣＰＵによって実装される。他のマシンでは、中央処理装置９１は、複数のプロセッサを備え得る。コプロセッサ８１は、追加の機能を果たすか、またはＣＰＵ９１を支援する、主要ＣＰＵ９１とは異なる随意的なプロセッサである。ＣＰＵ９１および／またはコプロセッサ８１は、ステアリングトラフィックのための開示されたシステムおよび方法に関連するデータを受信、生成、ならびに処理し得る。

動作時、ＣＰＵ９１は、命令をフェッチ、復号、および実行し、コンピュータの主要データ転送パスであるシステムバス８０を介して、情報を他のリソースへ、およびそこから転送する。そのようなシステムバスは、コンピューティングシステム９０内のコンポーネントを接続し、データ交換のための媒体を定義する。システムバス８０は、典型的には、データを送信するためのデータライン、アドレスを送信するためのアドレスライン、インタラプトを送信するので、およびシステムバスを動作するための制御ラインを含む。そのようなシステムバス８０の例は、ＰＣＩ（周辺コンポーネント相互接続）バスである。

システムバス８０に結合されるメモリデバイスは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８２および読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）９３を含む。そのようなメモリは、情報が記憶されて読み出されることを可能にする回路を含む。ＲＯＭ９３は、概して、容易に修正することができない記憶されたデータを含む。ＲＡＭ８２に記憶されたデータは、ＣＰＵ９１または他のハードウェアデバイスによって読み取られ、または変更されることができる。ＲＡＭ８２および／またはＲＯＭ９３へのアクセスは、メモリコントローラ９２によって制御され得る。メモリコントローラ９２は、命令が実行されると、仮想アドレスを物理的アドレスに変換するアドレス変換機能を提供し得る。メモリコントローラ９２はまた、システム内のプロセスを分離し、ユーザプロセスからシステムプロセスを分離するメモリ保護機能を提供し得る。したがって、第１のモードで作動するプログラムは、自身のプロセス仮想アドレス空間によってマップされるメモリのみにアクセスすることができ、プロセス間のメモリ共有が設定されていない限り、別のプロセスの仮想アドレス空間内のメモリにアクセスすることができない。

加えて、コンピューティングシステム９０は、ＣＰＵ９１からプリンタ９４、キーボード８４、マウス９５、およびディスクドライブ８５等の周辺機器に命令を伝達する責任がある周辺機器コントローラ８３を含み得る。

ディスプレイコントローラ９６によって制御されるディスプレイ８６は、コンピューティングシステム９０によって生成される視覚出力を表示するために使用される。そのような視覚出力は、テキスト、グラフィックス、動画グラフィックス、およびビデオを含み得る。ディスプレイ８６は、ＣＲＴベースのビデオディスプレイ、ＬＣＤベースのフラットパネルディスプレイ、ガスプラズマベースのフラットパネルディスプレイ、またはタッチパネルを伴って実装され得る。ディスプレイコントローラ９６は、ディスプレイ８６に送信されるビデオ信号を生成するために必要とされる電子コンポーネントを含む。

さらに、コンピューティングシステム９０は、コンピューティングシステム９０がネットワークの他のノードと通信することを可能にするように、図１４Ａおよび図１４Ｂのネットワーク１２等の外部通信ネットワークにコンピューティングシステム９０を接続するために使用され得る、例えば、ネットワークアダプタ９７等の通信回路を含み得る。通信回路は、単独で、またはＣＰＵ９１と組み合わせて、（例えば、図１３で）本明細書ならびに請求項に説明される、伝送および受信するステップを行うために使用され得る。

ここで図１５を参照すると、前述のように、ネットワーク機能仮想化（ＮＦＶ）に関連するさらなる詳細が、提供され、本明細書に説明される実施形態は、ＮＦＶによって実装され得る。背景として、ＮＦＶは、ネットワークオペレータがネットワークを構築する方法を変えることを目的とする。特に、ＩＴ仮想化技術は、データセンタ、ネットワークノード、およびエンドユーザ敷地内に位置し得る、産業標準的高容量サーバ、スイッチ、および記憶装置上で多くのネットワーク機器タイプを一本化するために使用されている。ネットワーク機能（例えば、モビリティ管理、セッション管理、ＱｏＳ）は、ソフトウェア内に実装されることができ、ネットワーク機能は、産業標準的サーバハードウェアの範囲上で起動することができる。機能は、新しい機器のインストールの必要なく、要求に応じて、ネットワーク内の種々の場所に移動される、またはそこでインスタンス化されることができる。図１５は、ＥＴＳＩによって提供されたＮＦＶのためのアーキテクチャフレームワークの一例を図示する。

本明細書では、ＮＦＶは、モバイルおよび固定ネットワーク内の任意のデータプレーンパケット処理および制御プレーン機能に適用され得ることが認識される。例は、限定として提示されるわけではないが、以下を含む。
・ 切替要素（例えば、ＢＮＧ、ＣＧ−ＮＡＴ、ルータ）
・ モバイルネットワークノード（例えば、ＨＬＲ／ＨＳＳ、ＭＭＥ、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ／ＰＤＮ−ＧＷ、ＲＮＣ、ｅＮｏｄｅＢ）
・ 仮想化ホーム環境を作成するためにホームルータおよびセットトップボックス内に含まれる機能
・ 収束およびネットワーク横断機能（例えば、ＡＡＡサーバ、ポリシ制御、および課金プラットフォーム）
・ アプリケーションレベル最適化（例えば、ＣＤＮ、キャッシュサーバ、負荷バランサ、アプリケーションアクセラレータ）
・ セキュリティ機能（例えば、ファイアウォール、ウイルススキャナ、侵入検出システム、スパム保護

本明細書では、ＮＦＶの適用は、種々の利点をネットワークオペレータに提供し得、これは、電気通信産業の観点における著しい変化に寄与し得ることが認識される。例えば、限定ではないが、本明細書では、ＮＦＶは、以下のために提供され得ることが認識される。
・ 機器を一本化し、ＩＴ産業の規模の経済性を利用することを通した、削減された機器コストおよび削減された電力消費
・ 新製品採用の典型的ネットワークオペレータサイクルを最小限にすることによる、市場化までの時間の増加された速度
・ 生産、試験、参考施設を同一インフラストラクチャ上で稼働させる可能は、より効率的試験および統合を提供し、開発コストおよび市場化までの時間を削減する
・ 地理および顧客セットに基づく標的化されたサービス導入。サービスは、要求に応じて、迅速に拡大／縮小されることができる。
・ 多種多様なエコシステムの有効化（オープン性を促す）
・ 実際のトラフィック／モビリティパターンおよびサービス需要に基づくほぼリアルタイムでの最適化されたネットワーク構成および／またはトポロジ
・ マルチテナンシのサポート、それによって、ネットワークオペレータが、アドミニストレーションドメインの適切なセキュアな分離を用いて同一ハードウェア上に共同設置され得る、複数のユーザ、アプリケーション、内部システム、または他のネットワークオペレータに合わせたサービスおよび接続性を提供することを可能にする
・ 標準的サーバおよび記憶装置内での電力管理特徴ならびにワークロード一本化および場所最適化を利用することによる、削減されたエネルギー消費

欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）は、仕様化グループ（「ネットワーク機能仮想化」）を形成し、ホワイトペーパーを公開し、ＮＦＶの実装を検討中のベンダおよびオペレータのためのＮＦＶに関する参考文献として作用する、標準的専門用語定義および使用事例を含む、いくつかのより徹底的資料を作成している。

図１６は、ＶＮＦおよびネスト化された転送グラフを伴う、（ＥＴＳＩ ＧＳ ＮＦＶ００２からの）エンドツーエンドネットワークサービスの例である。図１６は、仮想化ネットワーク機能転送グラフ（ＶＮＦ−ＦＧ）の概念を図示する。ＶＮＦ−ＧＷは、ＶＮＦの組がサービスを提供するために接続される方法を説明する。

次世代モバイルネットワーク（ＮＧＭＮ）アライアンス「Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｌｉｃｉｎｇ Ｃｏｎｃｅｐｔ」に説明されるようなネットワークスライシングは、モバイルオペレータのネットワーク（バックホールおよびコアネットワークの両方）の固定部分を横断して無線インターフェースの背後の複数の仮想ネットワークをサポートするためにモバイルネットワークオペレータによって使用され得る、機構である。これは、ネットワークを複数の仮想ネットワークに「スライシング」し、異なるＲＡＮまたは単一ＲＡＮを横断して起動する異なるサービスタイプをサポートすることを伴う。ネットワークスライシングは、オペレータが、例えば、機能性、性能、および隔離の面において多様な要件を要求する、異なる市場シナリオのために最適化されたソリューションを提供するようにカスタマイズされる、ネットワークを作成することを可能にする。図１７は、ネットワークスライシングの例示的概念アーキテクチャを示す。図１７における異なるタイプの陰影は、異なるネットワークスライスインスタンスまたはサブネットワークスライスインスタンスを示すことを理解されたい。

３ＧＰＰは、５Ｇネットワークを設計し、ネットワークスライシング技術を組み込むかどうかを検討中であるが、これは、５Ｇ使用事例（例えば、膨大なＩｏＴ、クリティカル通信、および拡張モバイルブロードバンド）が、非常に多様かつ時として極端な要件を要求するので、５Ｇネットワークに非常に適合し得る。現在のアーキテクチャは、比較的にモノリシックなネットワークおよびトランスポートフレームワークを利用して、例えば、スマートフォン、ＯＴＴコンテンツ、フィーチャーフォン、データカード、および内蔵Ｍ２Ｍデバイスからのモバイルトラフィック等の種々のサービスに適応する。現在のアーキテクチャは、それぞれ、性能、スケーラビリティ、および可用性要件のそれ自身の具体的セットを有するとき、より広範囲の事業ニーズを効率的にサポートするために十分に柔軟性かつスケーラブルではないことが予期される。さらに、本明細書では、新しいネットワークサービスの導入は、より効率的にされるべきであることが認識される。なお、いくつかの使用事例は、同一オペレータネットワーク内で並行してアクティブであって、したがって、５Ｇネットワークの高度なフレキシブルおよびスケーラビリティを要求することが予期される。

ある場合には、ＵＥが、１つのネットワークオペレータの複数のネットワークスライスからサービスを同時に得ることを可能にするために、制御プレーン機能の単一組が、図１８に示されるように、複数のコアネットワークインスタンスを横断して共有される。

コアネットワークインスタンスは、制御プレーン機能の単一組およびユーザプレーン機能の単一組から成る。さらに、コアネットワークインスタンスは、同一ＵＥタイプに属しているＵＥ専用である。ＵＥタイプの識別は、具体的パラメータ、例えば、ＵＥ使用タイプおよび／またはＵＥのサブスクリプションからの情報を使用することによって行われる。コアネットワークインスタンス内のユーザプレーン機能の組は、具体的サービスをＵＥに提供し、具体的サービスのユーザプレーンデータをトランスポートすることに責任がある。例えば、コアネットワークインスタンス＃１内のユーザプレーン機能の１つの組は、拡張モバイルブロードバンドサービスをＵＥに提供する一方、コアネットワークインスタンス＃２内のユーザプレーン機能の別の組は、クリティカル通信サービスをＵＥに提供する。ＵＥが、最初に、オペレータのネットワークに接続すると、ＵＥ使用タイプに一致するデフォルトコアネットワークインスタンスが、ＵＥに割り当てられる。各ＵＥは、異なるコアネットワークインスタンスにおいて同時に利用可能なユーザプレーン機能の異なる組への複数のユーザプレーン接続を有することができる。制御プレーン機能は、ネットワークスライスを横断して共有され得る。

コアネットワーク選択機能（ＣＮＳＦ）は、いくつかの責任を有し得る。例えば、ＣＮＳＦは、例えば、ＵＥのサブスクリプションおよび具体的パラメータ（例えば、ＵＥ使用タイプ）を考慮することによって、ＵＥに適応するコアネットワークインスタンスを選択し得る。ＣＮＳＦは、基地局が通信すべき選択されたコアネットワークインスタンス内の制御プレーン機能を選択し得る。制御プレーン機能の本選択は、具体的パラメータ（例えば、ＵＥ使用タイプ）を使用することによって行われ得る。ＣＮＳＦは、基地局が異なるサービスのユーザプレーンデータをトランスポートするための接続を確立すべきユーザプレーン機能の組を選択し得る。ユーザプレーン機能の本選択は、具体的パラメータ（例えば、ＵＥ使用タイプおよびサービスタイプ）を使用することによって行われる。

ネットワーク機能の相互接続を有効にするために、相互接続およびルーティング機能（ＩＲＦ）２０５８が、３ＧＰＰ ＴＲ２３．７９９「Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」に提案されている。図１９および図２０は、それぞれ、非ローミングおよびローミングシナリオのためのＩＲＦ２０５８の参照モデルを示す。ＩＲＦ２０５８の機能は、一例として提示され、限定ではないが、以下を含む。
・ ＵＥのためのアクティブセッションを有する、各サービングＮＦのＵＥの識別とインターフェース層識別（例えば、インスタンス番号）との間の結合を記憶する。例えば、ローミングシナリオにおいて、ＩＲＦ２０５８と直接インターフェースをとらないＮＦに関して、ＩＲＦ２０５８は、それらのＮＦのうちの到達可能なものを介して、遠隔−ＰＬＭＮのＩＲＦ２０５８の識別を記憶する。
・ サービングＮＦの識別が所与のＵＥに対して変化すると、結合リポジトリを更新する（例えば、ＵＥモビリティ、負荷再バランシング、または仮想マシンのスケールインもしくはスケールアウト、または復元理由に起因して）。
・ メッセージヘッダを調べ、（メッセージが送信される）ＵＥおよび宛先ＮＦの識別を決定する。ＵＥの識別に関して、ＩＲＦは、内部結合リポジトリをルックアップし、宛先ＮＦのインターフェース層識別（例えば、インスタンス番号）または遠隔ＩＲＦ２０５８の識別を決定し、次いで、適宜、メッセージをルーティングする。
・ 随意に、オペレータの構成に基づいて、メッセージの認可を行う。例えば、オペレータの構成が、ＮＦ１があるメッセージ（例えば、「ＵＥのＡＰＮ−ＡＭＢＲの変更」等）をＮＦ４に向かって送信することを禁止する場合、ＩＲＦ２０５８は、対応するメッセージを拒否する。ある場合には、ＩＲＦは、随意に、オーバーロード制御（例えば、その負荷／オーバーロード条件に基づく所与のＮＦに送信されるメッセージのペース調整）を行うことによって、シグナリングストームの間、ＮＦを保護する。

各ＮＦは、それ自身のＰＬＭＮ内の所与の参照点を介して、ＩＲＦ２０５８とインターフェースをとる。ある場合には、示されるように、ＮＦは、互いに直接インターフェースをとらないが、ＩＲＦ２０５８を介して、互いに通信する（例えば、要求または応答メッセージを送信する）ことができる。したがって、要求に応じて、本モデルは、任意のＮＦが、パス内の任意の他の非関連ネットワーク機能を伴わずに、任意の他のＮＦと直接通信することを可能にする。例えば、示されるように、ＮＦ１は、ＮＦ２を伴わずに、ＩＲＦ２０５８を介して、メッセージをＮＦ３に送信することができる（例えば、ＮＦ２の関与が必要とされない場合）。

本明細書に説明される方法およびプロセスのうちのいずれかは、命令が、コンピュータ、サーバ、Ｍ２Ｍ端末デバイス、Ｍ２Ｍゲートウェイデバイス等のマシンによって実行されると、本明細書で説明されるシステム、方法、およびプロセスを行うならびに／または実装される、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令（すなわち、プログラムコード）の形態で具現化され得ることが理解される。具体的には、上記で説明されるステップ、動作、または機能のうちのいずれかは、そのようなコンピュータ実行可能命令の形態で実装され得る。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、情報の記憶のための任意の方法または技術で実装される揮発性および不揮発性、取り外し可能および非取り外し可能媒体の両方を含むが、そのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、信号を含まない。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または所望の情報を記憶するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の物理的媒体を含むが、それらに限定されない。

以下は、前述の説明に現れ得る、サービス技術に関する頭字語のリストである。別様に規定されない限り、本明細書で使用される頭字語は、以下に列挙される対応する用語を指す。
ＤＰＩ ディープパケットインスペクション
ＧＧＳＮ ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ 汎用パケット無線サービス
ＧＴＰ ＧＰＲＳトンネルプロトコル
ＨＴＴＰ ハイパーテキスト転送プロトコル
ＬＡＮ ローカルアクセスネットワーク
ＭＣＮ モバイルコアネットワーク
ＭＮＯ モバイルネットワークオペレータ
ＮＡＴ ネットワークアドレス変換
ＮＳＨ ネットワークサービスヘッダ
ＰＣＲＦ ポリシおよび課金ルール機能
Ｐ−ＧＷ ＰＤＮゲートウェイ
ＳＦＣ サービス機能チェイニング
ＳＦＦ サービス機能フォワーダ
（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮ ＧＧＳＮ／Ｐ−ＧＷとインターネットとの間のＬＡＮ
Ｓ−ＧＷ サービングゲートウェイ
ＳＰＩ サービスパスＩＤ
ＴＣＰ 伝送制御プロトコル
ＴＬＶ タイプ、長さ、値
ＴＤＦ トラフィック検出機能
ＶＡＳ 付加価値サービス

図で図示されるような本開示の主題の好ましい実施形態を説明する上で、明確にするために、具体的用語が採用される。しかしながら、請求された主題は、そのように選択された特定の用語に限定されることを目的としておらず、各特定の要素は、類似目的を達成するように同様に動作する全ての技術的均等物を含むことを理解されたい。

Claims (14)

1. プロセッサと、メモリと、通信回路とを備えている装置であって、前記装置は、その通信回路を介してネットワークに接続され、前記装置は、前記装置の前記メモリ内に記憶されたコンピュータ実行可能命令をさらに備え、前記命令は、前記装置の前記プロセッサによって実行されると、
   メタデータをアップリンクメッセージ内に挿入することであって、前記メタデータは、
   アクティブタイマ、周期的ＴＡＵタイマ、ＤＲＸサイクル長、無線アクセス技術（ＲＡＴ）タイプ、ステータス、スリープスケジュール、バッテリレベル、接続品質、通信スケジュール、キャッシュポリシ、または電力制限のうちの少なくとも１つを示す、ことと、
   ネットワーク機能または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮが前記メタデータに基づいてトラフィックをステアリングし得るように、前記メタデータを伴う前記アップリンクメッセージを送信することと
   を含む動作を前記装置に行わせ、
   前記装置はユーザ機器（ＵＥ）であり、前記ＵＥはコンピュータ実行命令をさらに備え、前記命令は、前記ＵＥのプロセッサによって実行されると、
   メタデータが前記ネットワークに提供され得ることを示す制御プレーンメッセージを受信することを含むさらなる動作を前記ＵＥに行わせる、装置。
2. 前記装置は、ネットワーク機能、ｅＮｏｄｅＢ、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）、またはパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）を備えている、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は、コンピュータ実行可能命令をさらに備え、前記命令は、前記装置の前記プロセッサによって実行されると、
   前記アップリンクメッセージを受信することを含むさらなる動作を前記装置に行わせ、
   前記アップリンクメッセージは、ユーザ機器（ＵＥ）から発信される、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記メタデータは、ステータスを示し、前記ステータスは、前記ＵＥの少なくとも１つの選好を示す、請求項３に記載の装置。
5. 前記装置は、ユーザ機器であり、前記ユーザ機器は、グラフィカルユーザインターフェースを介して、あるアプリケーションがメタデータを前記ネットワークに送信することを可能にすること、またはあるタイプのメタデータが前記ネットワークに送信されることを可能にすることを行うように構成されている、請求項１に記載の装置。
6. 前記メタデータは、ネットワークサービスヘッダとしてＩＰデータパケットに付加される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記メタデータを伴うアップリンクメッセージは、ＧＴＰトンネルの内側で送信される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. ユーザ機器（ＵＥ）、ｅＮｏｄｅＢ、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）、およびパ
   ケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）を備えているネットワークにおいて、前記ＵＥ、前記ｅＮｏｄｅＢ、前記Ｓ−ＧＷ、または前記Ｐ−ＧＷのうちの少なくとも１つが行う方法であって、前記方法は、
   メタデータが前記ネットワークに提供され得ることを示す制御プレーンメッセージを受信することと、
   メタデータをアップリンクメッセージ内に挿入することであって、前記メタデータは、
   アクティブタイマ、周期的ＴＡＵタイマ、ＤＲＸサイクル長、無線アクセス技術（ＲＡＴ）タイプ、ステータス、スリープスケジュール、バッテリレベル、接続品質、通信スケジュール、キャッシュポリシ、または電力制限のうちの少なくとも１つを示す、ことと、
   ネットワーク機能または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮが前記メタデータに基づいてトラフィックをステアリングし得るように、前記メタデータを伴う前記アップリンクメッセージを送信することと、を含む、方法。
9. 前記ＵＥ、ｅＮｏｄｅＢ、Ｓ−ＧＷ、Ｐ−ＧＷ、およびネットワーク機能のうちの２つ以上のものが、前記方法を行う、請求項８に記載の方法。
10. 前記ＵＥ、ｅＮｏｄｅＢ、およびネットワーク機能の各々が、前記方法を行う、請求項８に記載の方法。
11. 前記方法は、前記メタデータを伴うアップリンクトラフィックをＧＴＰトンネルの内側で送信することをさらに含む、請求項８又は９に記載の方法。
12. 前記アップリンクメッセージを受信することをさらに含み、前記アップリンクメッセージは、ユーザ機器（ＵＥ）から発信される、請求項８、９又は１１に記載の方法。
13. 前記方法は、前記メタデータをネットワークサービスヘッダとしてＩＰパケットに付加することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
14. ユーザ機器（ＵＥ）、ｅＮｏｄｅＢ、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）、およびパ
    ケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）を備えているネットワークにおいて、前記ＵＥ、前記ｅＮｏｄｅＢ、前記Ｓ−ＧＷ、または前記Ｐ−ＧＷのうちの少なくとも１つが行う方法であって、前記方法は、
    メタデータが前記ネットワークに提供され得ることを示す制御プレーンメッセージを送信することと、
    メタデータが挿入されたアップリンクメッセージを受信することであって、前記メタデータは、アクティブタイマ、周期的ＴＡＵタイマ、ＤＲＸサイクル長、無線アクセス技術（ＲＡＴ）タイプ、ステータス、スリープスケジュール、バッテリレベル、接続品質、通信スケジュール、キャッシュポリシ、または電力制限のうちの少なくとも１つを示す、ことと、
    ネットワーク機能または（Ｓ）Ｇｉ−ＬＡＮが前記メタデータに基づいてトラフィックをステアリングし得るように、前記メタデータを伴う前記アップリンクメッセージを処理することと、
    を含む、方法。