WO2011135790A1 - Communication device and network node - Google Patents

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WO2011135790A1
WO2011135790A1 PCT/JP2011/002199 JP2011002199W WO2011135790A1 WO 2011135790 A1 WO2011135790 A1 WO 2011135790A1 JP 2011002199 W JP2011002199 W JP 2011002199W WO 2011135790 A1 WO2011135790 A1 WO 2011135790A1
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WO
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communication device
communication
callback
congestion
data
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Application number
PCT/JP2011/002199
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
チャン ワー ンー
チュン キョン ベンジャミン リム
モハナ ダマヤンティ ジャヤタラン
啓吾 阿相
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パナソニック株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/18—Management of setup rejection or failure
    • H—ELECTRICITY
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    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/42—Systems providing special services or facilities to subscribers
    • H04M3/48—Arrangements for recalling a calling subscriber when the wanted subscriber ceases to be busy
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/16—Communication-related supplementary services, e.g. call-transfer or call-hold
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W68/00—User notification, e.g. alerting and paging, for incoming communication, change of service or the like

Definitions

  • the present invention is applicable to communication technology in a packet-switched data communication network, in particular, technology related to machine-to-machine (M2M) communication or machine-type communication.
  • M2M machine-to-machine
  • the present invention configures a communication device placed in an environment where traffic is congested, a communication device that desires to communicate with the communication device, and a network to which the communication device is connected.
  • network nodes related to network nodes.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • Current cellular networks provide not only rudimentary voice calling services, but also provide short text message transmission and access to the global Internet.
  • Machine type communication can cover a wide range of applications, from collecting measurement results from sensors to remote control of devices.
  • Patent Document 1 discloses a technology that uses a communication system for service sales.
  • Patent Document 2 discloses a network device that uses networked resources to provide a very complex set of services. This kind of technological advance is possible by improving human communication using complex services.
  • Patent Document 3 discloses a system for interconnecting a conventional circuit-switched communication network and an IP network, and obtains caller information and a profile for callback operation. A system is disclosed. However, such a callback operation is still executed by a human user.
  • Patent Document 4 listed below discloses an information communication system extended by a voice message system that selects a voice message not left by a caller. Such a system is useful when the called party is not reachable.
  • Patent Document 5 discloses a communication system improved so as to automatically check the availability of a channel, and the following Patent Document 6 cannot be connected.
  • a virtual personal assistant capable of automatically responding to is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 the 3rd Generation Partnership Project
  • smart meters do not necessarily need to send meter readings immediately when meter readings are possible, and reporting such measurement results may be delayed by several hours. It may be good.
  • the network broadcasts a congestion status flag.
  • a device with time allowance existing within the coverage area of the base station recognizes that the base station is congested and refrains from starting (or responding to) data transmission. As a result, it is possible to prevent the crowded situation from getting worse, which is useful for network operators.
  • Such an advantage may also arise for M2M subscribers by setting a low fee for subscription conditions including time tolerance.
  • the network detects that the responder cannot respond due to congestion in the wireless cell. In this case, the network can notify the initiator that the responder cannot respond in the form of congestion notification.
  • the initiator When the initiator receives a congestion notification that the responder present in the congested cell cannot respond due to congestion, it will postpone the start of the data session until after a certain time. However, the initiator has no way of knowing when it is appropriate to try again to start the session. Most machine applications use a periodic timer and attempt to start data when the period of the periodic timer expires. If the congestion state lasts much longer than the periodic timer, multiple connection attempts will be repeated (for example, at regular intervals), adding unnecessary traffic to the core network. There is a problem of becoming. In addition, when the initiator is a cellular device driven by a battery, this problem becomes more prominent. That is, there is a problem that the initiator power is wasted by repeating the connection attempt.
  • the present invention attempts to repeatedly connect a communication device that is trying to communicate with another communication device existing in a congested cell without knowing whether or not the congested state has been eliminated.
  • An object of the present invention is to provide a communication device and a network node that can avoid this.
  • a communication apparatus of the present invention is a communication apparatus that is requested to perform data communication from a partner communication apparatus, A data communication unit that performs data communication with the counterpart communication device; Even when data communication cannot be performed due to the influence of congestion, callback information reception for receiving callback information indicating that a response is requested to the counterpart communication device when the congestion is resolved And A callback information storage unit for storing the received callback information; A congestion determination unit that determines the state of congestion and determines whether data communication can be performed with the counterpart communication device; The data communication unit is controlled not to perform data communication with the partner communication device until the congestion determination unit determines that the congestion is in a state where data communication with the partner communication device is possible.
  • a communication device of the present invention is a communication device that desires to perform data communication with a counterpart communication device, A data communication unit that performs data communication with the counterpart communication device; A callback request transmitter for transmitting a callback request for requesting a response when the congestion is resolved even when the counterpart communication device cannot perform data communication due to the influence of the congestion; When the counterpart communication device receives a congestion notification indicating that data communication cannot be performed due to the influence of congestion, data with the counterpart communication device is received until a response to the callback request is received from the counterpart communication device.
  • a communication control unit that controls the data communication unit based on the content of the response received from the counterpart communication device without performing communication. Have.
  • the network node of the present invention desires to perform data communication between the second communication device requested to perform data communication from the first communication device and the second communication device.
  • a network node that relays data packets to and from the first communication device, Even when the second communication device cannot perform data communication due to the influence of congestion, a callback request for requesting the first communication device to make a response when the congestion is eliminated is sent to the first communication device.
  • a callback request receiver that receives from the communication device; Callback information indicating that even when the second communication device cannot perform data communication due to the congestion, the first communication device is requested to respond when the congestion is resolved.
  • the present invention has the above-described configuration, and a communication device trying to communicate with another communication device existing in a congested cell repeatedly connects without knowing whether the congested state has been eliminated. It has the effect that it becomes possible to avoid trying.
  • the figure which shows an example of a structure of the communication device (responder) in embodiment of this invention The figure which shows an example of the network structure in embodiment of this invention
  • the sequence chart which shows the 1st example of the flow of processing in an embodiment of the invention The sequence chart which shows the 2nd example of the flow of processing in an embodiment of the invention
  • the sequence chart which shows the 3rd example of the flow of a process in embodiment of this invention The flowchart which shows an example of a process of the communication device (responder) in embodiment of this invention
  • the sequence chart which shows the example of the 1st response type of a communication device (responder) In embodiment of this invention, the sequence chart which shows the example of the 2nd response type of a communication device (responder)
  • the sequence chart which shows the example of the 4th response type of a communication device (responder) The sequence chart which shows the 4th example of the flow of processing in
  • the sequence chart which shows the 11th example of the flow of processing in an embodiment of the invention The sequence chart which shows the 12th example of the flow of processing in an embodiment of the invention
  • the sequence chart which shows the 13th example of the flow of processing in an embodiment of the invention The figure which shows an example of a structure of the communication device (initiator) in embodiment of this invention
  • the present invention applies to situations where a communication device receives a paging message from the network while it is in a congested cell.
  • the paging message is transmitted when there is data to be transmitted to the communication device.
  • a communication device can extract callback information from a received paging message and store the callback information. This stored callback information is used to determine whether and when to respond to paging.
  • the communication device when responding to a certain paging, can insert the extracted callback information, so that the network can establish a communication channel.
  • FIG. 1 shows an example of a preferred functional architecture of a communication device (responder) in an embodiment of the present invention.
  • the functional architecture 100 of the communication device illustrated in FIG. 1 includes a wireless communication block 110, an access stratum (AS) block 120, a non-access stratum (NAS) block 130, an application block 140, congestion.
  • the detection unit 150 and the callback control unit 160 are configured.
  • the wireless communication block 110 is a functional block having hardware and firmware necessary for the communication device to communicate with the cellular base station.
  • the wireless communication block 110 includes, for example, an antenna, a transmission circuit, and a reception circuit.
  • a person skilled in the art does not exclude a system in which the wireless communication block 110 is used in a wired environment, that is, if the interface 191 is realized, the wireless communication block 110 is replaced with a wired transmission / reception function. Obviously, it may be.
  • the wireless communication block 110 may actually operate on a higher layer of another layer of a communication protocol stack (such as UnlicensedMAMobile ⁇ Access (UMA) or Generic Access Networks (GAN)).
  • UMA UnlicensedMAMobile ⁇ Access
  • GAN Generic Access Networks
  • the AS block 120 is a functional block that realizes wireless access control and signaling to the cellular wireless network and information transfer through access by the wireless communication block 110.
  • the signal path 190 allows data and control signals to be transmitted and received between the AS block 120 and the wireless communication block 110.
  • the NAS block 130 is a functional block that realizes control plane signaling and data transfer start in the user plane between the communication device and the cellular network.
  • the signal path 191 enables the NAS block 130 and the AS block 120 to exchange control information and signaling messages.
  • the application block 140 has software and a program operating on a communication device that need to communicate with other entities.
  • the application block 140 may include a measurement reporting application.
  • the application block 140 further has software for realizing a transfer means (for example, Transmission Control Protocol over Internet Protocol (TCP / IP)) necessary for the communication device to communicate with other nodes via the cellular network. is doing.
  • TCP / IP Transmission Control Protocol over Internet Protocol
  • the path 192 allows the application block 140 to start (trigger) the data communication service to the NAS block 130, and the data path 193 allows data packets to be passed between the application 140 and the AS block 120. Become.
  • a congestion detection unit 150 and a callback control unit 160 are introduced.
  • the congestion detection unit 150 is a functional block that detects whether a communication device exists in a wireless cell that is currently in a congestion state or a wireless cell that is not in a congestion state. Such information is typically broadcast by the base station (in the form of a congestion flag or a regular system information block (SIB) that is periodically broadcast from the base station) and by the AS block 120 To be acquired.
  • the wireless communication block 110 may include a circuit that detects congestion in the current wireless medium. In this case, the detection result can be passed to the AS block 120.
  • the congestion detection unit 150 extracts related information, and determines whether congestion is currently occurring or has disappeared.
  • the congestion detection unit 150 includes the presence of congestion (that is, whether congestion has occurred), the degree of congestion (10% congestion, 90% congestion, etc.), the direction of congestion (uplink or down).
  • the information indicating the degree of congestion may be broadcast from the base station as it is, or the AS block 120 may convert it into information indicating the degree of congestion based on the information obtained from the base station.
  • the method of expressing the degree of congestion is not limited to the method of expressing the percentage as described above. For example, the degree of congestion may be expressed by dividing it into several levels (for example, level 1 to level 5).
  • the congestion in the present embodiment is not limited to the congestion in the cell (radio part), but also includes congestion occurring in base stations constituting the cell and various entities in the network (MME, SGW, PDNGW, etc. described later). It is.
  • the congestion detection unit 150 receives a rejection message as a response to the control message (NAS message) transmitted to the MME, the congestion detection unit 150 is connected to the MME to which the base station constituting the currently connected cell is connected. It detects that congestion is occurring in.
  • the rejection message may include a value (Cause value) indicating that the reason for rejection is congestion.
  • the rejection message includes a time interval (Back-off timer) that the communication device must wait until it again transmits a control message to the MME.
  • Control messages include mobility management messages such as Service Request, Tracking Area Update, Attach Request, and Detach Request, and sessions such as PDN connectivity connectivity, PDN disconnection request, Bearer Resource Allocation request, and Bearer Resource Modification request Management (Session Management) messages.
  • RRC message control message
  • the rejection message includes a time interval (Wait Timer) in which the communication device must wait until it again transmits a control message to the same base station.
  • the control message is RRC Connection Request.
  • the description when the back-off timer received from the MME described below is used is the same as that when the wait timer received from the base station is used.
  • the callback control unit 160 has a role of realizing three main purposes.
  • the callback control unit 160 has a function of storing callback information transmitted by the paging message received by the NAS block 130.
  • the callback information is stored in the callback storage unit 170.
  • Such callback information may be composed only of a callback identifier.
  • the communication device obtains additional information about the callback (for example, the identifier of the callback target person (initiator), the type of the application that starts the data, the presence or absence of data that the initiator sends to the responder, etc.). May be. Further, the communication device (responder) may acquire additional information by a statically configured map or by searching for further information by communicating with a network.
  • the callback information may be configured by information on the initiator and the type of application that starts data.
  • the method of acquiring these various types of callback information is not limited to the method of storing the callback information in the paging message.
  • the responder the application 140 or the NAS block 130, the AS block 120
  • the information server Access ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Network Discovery and Selection Function (ANDSF), Home Subscriber Server (HSS)
  • the callback information about the received paging (information about the initiator that transmitted the callback request) may be acquired.
  • the callback control unit 160 converts the congestion information provided from the congestion detection unit 150, the information stored in the callback storage unit 170, and the information provided from the application block 140 into one or more of them. Based on this, it has a function of determining a suitable timing for initiating a callback. For example, if the callback control unit 160 determines that the uplink congestion is lower than 50% based on the information detected by the congestion detection unit 150, the callback control unit 160 mainly uses the callback based on the information from the application block 140. A callback may be triggered if the traffic is in the uplink direction. In fact, each application may have a specific congestion threshold that can be tolerated in the type of traffic generated by the application.
  • Such a threshold is not specified as a congestion level (e.g. expressed as a percentage as described above or as multiple values (level 1 to level 5)), for example, the bandwidth required for the uplink / downlink ( Other traffic characteristics such as bit rate).
  • a congestion level e.g. expressed as a percentage as described above or as multiple values (level 1 to level 5)
  • Such threshold values are stored in the threshold map 180.
  • the callback control unit 160 compares the information about the degree of congestion notified from the congestion detection unit 150 with the threshold values (congestion level and bit rate) about the application stored in the threshold map 180, and the current degree of congestion. Trigger a callback when it can be determined that can tolerate traffic by the application.
  • the callback control unit 160 refers to a mapping table that defines the correspondence between the two.
  • the mapping table may be acquired by making an inquiry to an information server (ANDSF, HSS) or MTC server in the network, or may be stored in the responder 230 in advance.
  • the threshold value can also be obtained from the network by referring to Traffic Flow Templates (TFT) or Quality-of-Service Control Indicator (QCI) associated with the bearer of the application.
  • TFT Traffic Flow Templates
  • QCI Quality-of-Service Control Indicator
  • the back-off timer notified by the rejection message is effective. For some time, it is determined that the MME is congested. On the other hand, if the back-off timer does not exist or the time interval has already passed (the expiration date has expired), it is determined that the congestion of the MME has been resolved, and a callback is triggered. In this specification, it is expressed whether it is a congestion state (whether the congestion state has occurred or not). This indicates, for example, whether the congestion level is equal to or higher than a threshold value or lower than the threshold value.
  • the callback control unit 160 determines whether or not to respond to the previously stored callback when it is determined that the communication device is no longer present in the congested cell, and information to be included in the response. Is possible. This determination may depend on various factors such as, for example, whether there is data to the initiator of the callback or other nodes.
  • the callback control unit 160 can extract the callback information from the paging message received by the NAS block 130. Also, the signal path 195 can cause the callback control unit 160 to trigger the NAS block 130 to transmit a control message such as a service request or a location update. It is also possible to transmit a callback response. Further, the signal path 197 allows the congestion detection unit 150 to notify the callback control unit 160 whether or not the congestion state has been detected. Further, the signal path 196 allows the callback control unit 160 to determine whether there is data to be transmitted from an appropriate application in the application block 140, and further, the appropriate value to be stored in the threshold map 180. It is possible to acquire a threshold value from the application 140.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a network configuration according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of a machine-to-machine communication application between the communication device 230, the communication device 210b, and the server 210a through the cellular network 220.
  • the server 210a or the communication device 210b may be represented using the term initiator 210. This is a generalization of the situation where either the server 210a or the communication device 210b starts data communication with the communication device 230 (that is, becomes an initiator). For the same reason, the communication device 230 may be expressed using the term responder 230.
  • the normal cellular network 220 includes various cellular base stations eNB221, eNB222, eNB223, mobility management entity (MME) 224, serving gateway (SGW) 226, packet data network gateway (PDNGW). Gateway) 228.
  • FIG. 2 shows a configuration when LTE is used as the access system. However, when UMTS is used, eNB is replaced with RNC / BSC, MME is replaced with SGSN, and PGW is replaced with GGSN.
  • Each of the base stations eNB221, eNB222, eNB223 provides cellular radio access to communication devices in each service area range. For example, if the communication device 230 is at location 241, the communication device 230 gains access to the network 220 by connecting to the eNB 221 through the wireless connection 251. Also, if the communication device 230 is at location 242, the communication device 230 gains access to the network 220 by connecting to the eNB 222 through the wireless connection 252. Similarly, the communication device 210 b gains access to the network 220 by connecting to the eNB 223 through the wireless connection 253.
  • the MME 224 manages the mobility of the communication device connected to the cellular network 220.
  • the SGW 226 is an anchor point of a communication device in a group of base stations. Under the direction of the MME 224, an appropriate bearer for the communication device is established between the SGW 226 to which the communication device is currently connected and the base station.
  • the PDNGW 228 is a gateway between the cellular network 220 and other packet switched networks (global Internet). When PDNGW 228 receives a data packet for a communication device (eg, a data packet sent from server 210a over connection 259), PDNGW 228 routes the packet to serving gateway SGW 226. Then, the SGW 226 transfers the packet to the communication device through a bearer established with the base station.
  • the base station eNB 221 to which the communication device 230 is connected is in a congestion state will be considered using an example of machine-to-machine communication.
  • the initiator 210 (either the server 210a or the communication device 210b) starts data communication with the communication device 230
  • the network 220 is located in a cell in which the communication device 230 is congested. Discover the inability to respond to communications.
  • the network 220 transmits a congestion notification to the initiator 210.
  • the initiator 210 has no way of knowing when congestion will disappear (or when congestion will decrease to the extent that data communication is possible). Therefore, the initiator 210 keeps trying to start data communication periodically.
  • the congestion state of the eNB 221 persists for a long time, an attempt by the initiator 210 adds unnecessary signaling to the network 220. Further, if the initiator 210 is the communication device 210b, such an attempt will create a signaling load on the wireless connection 253 and may affect other cellular communications. In addition, the signaling load wastes battery power of the communication device 210b.
  • the above problem can be prevented by allowing the initiator 210 to register for a callback when initiating a data session with the responder 230.
  • the network 220 can notify that the responder 230 is in a congested state.
  • the initiator 210 waits until it receives a notification from the network 220 to be transmitted when the responder 230 is no longer congested. This allows the initiator 210 to reinitiate the data session without generating extra signaling (ie, without attempting a connection despite the responder 230 being in a congested cell). It becomes possible.
  • FIG. 3A shows a signaling flow diagram according to the above description.
  • the initiator 210 first starts a data session with the responder 230. This is indicated by data packet 310.
  • Data packet 310 further includes a control signal indicating a callback request.
  • the network 220 receives the data packet including the callback request, the network 220 checks the position of the responder 230 and determines that the responder 230 exists in a congested cell and cannot respond. This is shown as operation 315 in FIG. 3A. When this determination is made, the network 220 executes two processes. First, the network 220 sends a paging message 320 to the responder 230.
  • the paging message 320 includes callback information, and the responder 230 extracts the callback information and stores it in the callback control unit 160. Second, the network 220 notifies the initiator 210 that the responder 230 is present in a congested cell. This is indicated by the congestion notification 324.
  • a communication device When a communication device receives a paging request, it responds with a service request.
  • the responder 230 has a suppression unit that refrains from transmitting a service request when receiving a paging request with callback information added when the responder 230 is located in a congested cell.
  • a service request Service (Request) is not transmitted. Even if the callback information is not added to the paging, the service request may not be transmitted if the back-off timer is valid. This is because the callback information notifies that the communication device can execute the callback when congestion is later eliminated. Thereby, it becomes possible to suppress the further load (cause of the further congestion) of the cell and MME of a congestion state.
  • the callback control unit 160 of the responder 230 determines to trigger the callback response. This is indicated by process 340. As stated earlier, this determination can be made based on various factors. For example, the congestion detector 150 of the responder 230 may detect that the responder 230 no longer exists in a congested cell. This is assumed, for example, when the responder 230 moves to a cell that is not congested. It may also be detected that the detected congestion level falls below a certain threshold mapped to the QoS (Quality of Service) requirements of the application associated with the callback. For example, the responder 230 recognizes from the stored callback information that the reason why the initiator 210 has started the callback request is to obtain a sensor reading result from the responder 230.
  • QoS Quality of Service
  • the congestion detection unit 150 detects that the uplink congestion level is below a level that will not affect the congestion level even when sensor measurement result transmission (uplink transmission) is further performed, the congestion level Is considered to be below the threshold. Note that this is independent of the current downlink congestion level.
  • a rejection message including a back-off timer is received for the control message transmitted to the MME, when the time interval of the received back-off timer has elapsed (there is no timer with an expired period) Decide to trigger a callback response.
  • the callback control unit 160 triggers the responder 230 to transmit the control signal 350 to the network 220.
  • Control signal 350 is a callback response that informs network 220 that responder 230 is ready to accept connections from the node that requested the callback.
  • the network 220 transmits a transmission ready (Clear to send) signal 354 to the initiator 210. This triggers the initiator 210 to attempt to establish data communication with the responder 230 again. Since the congestion state no longer exists, the data communication is successfully established as indicated by process 370.
  • the present invention is caused by repeated attempts to initiate data communication with the responder 230 by the initiator 210 when the responder 230 is present in a congested cell. It is possible to eliminate unnecessary signaling that may occur. Thereby, the object of the present invention is realized.
  • process 315 is where the network 220 checks the location of the responder 230 and determines that the responder 230 is in a congested cell and cannot respond. There are various ways in which the network 220 can determine this.
  • the network 220 may grasp the actual cell where the responder 230 currently exists. This may be the case when it is known that the responder 230 is a fixed device (eg, smart meter). In addition, this may be a case where the network 220 is set to always send a location update to the responder 230 when there is a cell change (movement). Specifically, the base station that has become congested notifies the SGW 226 that it is congested.
  • the SGW 226 receiving this notification receives the message 310 transmitted by the initiator 210 via the PDN GW 228 and determines that the destination of the message 310 is the responder 230 connected to the base station in a congested state, It instructs the MME 224 to transmit the paging 320 with the callback information added to the responder 230.
  • a base station in a congestion state notifies the MME 224 that it is in a congestion state.
  • the MME 224 receiving this notification receives a notification (DDN (Down Link Data Notification)) indicating that a data packet addressed to the responder 230 has arrived from the SGW 226, the responder 230 is in a congested base station.
  • DDN Down Link Data Notification
  • paging with callback information added is transmitted to the responder 230.
  • the MME 224 receives the DDN for the responder 230 from the SGW 226, the MME 224 transmits the paging with the callback information added thereto to the responder 230. Accordingly, it is possible to prevent a response (Service ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Request) to paging transmitted from the responder 230 from being transmitted to the congested MME 224.
  • the network 220 may attempt to page the responder 230 in all non-congested cells in the tracking area where it is currently known that the responder 230 is present (eg, how many tracking areas are there) The mobile terminal does not need to update the location when moving between cells in the tracking area). If there is no response to the paging, the network 220 recognizes that the responder 230 is currently present in a congested cell in the tracking area.
  • callback information may be completely inserted into the paging message.
  • the callback information may include, for example, a type identifier indicating that this is callback information, an identifier of the initiator 210 of the data session associated with this callback, and the like. It is not done.
  • the callback information included in the paging message may include only a temporary identifier of the callback. In this case, actual information regarding the initiator 210 associated with this callback may be stored in the network 220 as a callback entry.
  • the callback information included in the control signal (callback response) transmitted from the responder 230 may include all the information transmitted in the paging message, and is simply stored in the network 220.
  • the method for the responder 230 to know that the callback is requested by the initiator 210 is not limited to the method for extracting the callback information in the paging message 320. For example, when the paging message 320 is received when the responder 230 recognizes that it is located in a congested cell, it is determined that a callback is necessary for the initiator 210 and the callback information is called back. Store in the control unit 160. As another example, when a communication device receiving a rejection message including a back-off timer for a control message transmitted to the MME 224 receives a paging message 320 while the back-off timer has not elapsed.
  • the initiator 210 determines that a callback is necessary, and stores the callback information in the callback control unit 160.
  • the responder 230 receives a paging message 320 while recognizing that it is located in a congested cell, it sends a TAU (Tracking Area Update) request message and the message In the TAU response message that is a response to the above, the initiator 210 may be notified that a callback is necessary.
  • the paging request source received in normal signaling exchanged with the MME 224 or eNB when establishing a connection to the network 220 after receiving normal paging that does not include callback information. You may receive notifications indicating that a callback is required to your device.
  • the responder 230 may acquire callback information together with this notification.
  • congestion occurs in the access network in the signaling exchanged with the MME 224 or eNB when establishing a connection to the network 220 after receiving normal paging without callback information. You may receive the notification which shows.
  • the responder 230 may determine that a callback is required to the device (initiator 210) that has received the paging request, and confirm whether or not the callback is requested.
  • An inquiry may be made to the MME 224 or the eNB 222, and further to an information server (ANDSF, HSS), an MTC server, or the like in the network.
  • the responder 230 may acquire the callback information together with the inquiry result notification.
  • the callback response indicates the type of response (as will be discussed later in this document, responder 230 may make a positive response notifying the acceptance of the data connection, and responder 230 may A positive response may be made notifying that the connection will be initiated, or a negative response may be made notifying that the responder 230 will not accept the data connection).
  • the callback response may be transmitted in a control message (service request or location update).
  • the data connection is asymmetric (ie, there is a lot of traffic in one direction with respect to one direction) and there is more traffic in the direction where there is more traffic (for example, when sending measurement results) There is a case where the responder 230 grasps that congestion still remains in the link direction). This further means that the data connection is delayed until the time when the data becomes useless.
  • FIG. 3B shows a message sequence diagram related to such a case.
  • the first part of the sequence diagram is the same as the first part of FIG. 3A. Note that the same reference numerals are assigned to the same messages, and description thereof is omitted here.
  • the main point of FIG. 3B is after the process 342.
  • the callback control unit 160 determines that the callback is no longer useful.
  • the method of making this determination is based on a number of factors. For example, the responder 230 may be in a low power mode and may not want to perform unnecessary transmissions. Another reason may be that the responder 230 is about to take another measurement soon and determines that it does not make sense to accept a data connection to transmit data that will soon be out of date. Another reason is that the responder 230 indicates that the data connection is asymmetric (i.e., there is more traffic in one direction with respect to one direction) and there is still congestion in the direction where there is more traffic. It may be because I grasped it. This further means that the data connection is delayed until the time when the data becomes useless.
  • the responder 230 transmits a callback response (callback flush) 355 notifying that the callback should be deleted.
  • the network 220 transmits a data failure notification 358 to the initiator 210 to notify that the callback has been canceled and that the responder 230 has refused to start data communication.
  • the responder 230 may choose to refuse to initiate the data connection by notifying the network 220 of the callback flush inserted in the control message. Initiator 210 ceases to attempt the data connection again. Thereby, the object of the present invention is realized.
  • the callback information included in the paging request may have a notification of which application the callback is associated with.
  • different applications use different port numbers, and a simple transfer protocol number may be used.
  • the application may be searched based on the identifier of the initiator 210. This can be used when the initiator 210 is different for each application running on the responder 230.
  • the callback controller 160 may need to extract information from the traffic flow template (TFT) associated with the bearer generated in association with the application.
  • TFT traffic flow template
  • the callback control unit 160 may have to establish a bearer necessary for grasping the related TFT.
  • FIG. 3C illustrates this method of realization.
  • the first part of the sequence diagram is the same as the first part of FIGS. 3A and 3B. Note that the same reference numerals are assigned to the same messages, and description thereof is omitted here.
  • the responder 230 needs to build a threshold map in operation 345.
  • a threshold map may be cached. However, it is assumed here that a copy from the cache is not available (for example, when there is no cache).
  • the method for the responder 230 to know whether or not the initiator 210 requests the callback is limited to a method for confirming whether or not the callback information is included in the paging request 320. Not.
  • the responder 230 starts to establish a bearer (user plane, connection) related to the application by transmitting a signal 346.
  • a bearer user plane, connection
  • This special notification informs the network 220 that this bearer creation is not used for data transmission.
  • This bearer creation is for grasping the QoS permitted by the network 220 for the bearer (for example, from Policy and Charging Rules (PCRF)).
  • PCRF Policy and Charging Rules
  • the network 220 MME 224 or SGW 226) may simply obtain QoS information (TFT) and simply return the TFT to the responder 230 without actually establishing a bearer (notification 348).
  • TFT QoS information
  • an actual bearer (control plane, connection) for control signaling may be established between the responder 230 and the network 220, and related QoS information (TFT) may be notified to the responder 230 (notification 348).
  • TFT QoS information
  • the two alternative methods allow the network 220 to only allow the responder 230 to read parameters (eg, QoS parameters) associated with the bearer and not to transmit data using the bearer. Note that the above method is somewhat complicated, and when the network 220 does not require complexity, it is possible to simply construct a complete bearer in the same manner as a normal operation. In this case, the bearer establishment request indicates that the bearer is not generated in connection with data transmission, and it is necessary to instruct the radio access network to discard the data packet transmitted through the bearer. .
  • a bearer capable of communicating with the MTC server is established, and an inquiry is made to the MTC server, so that QoS used for communication with the initiator can be obtained.
  • Information may be acquired. Note that the method of acquiring information related to QoS necessary for communication with the initiator is not limited to a method of storing in the initiator in advance or a method of acquiring information from an established bearer.
  • the responder (application 140 or NAS block 191, AS block 120) is connected to an information server (Access ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Network Discovery and Selection Function (ANDSF), Home Subscriber Server (HSS))
  • an information server Access ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Network Discovery and Selection Function (ANDSF), Home Subscriber Server (HSS)
  • An inquiry may be made to the MTC server or the like, and the received bearer information relating to paging (information relating to QoS necessary for communication with the initiator) may be obtained.
  • the QoS information necessary for communication with the initiator may be acquired in the processing performed when the responder 230 knows whether or not it is necessary to call back to the initiator.
  • the responder 230 receives a paging message including callback information.
  • the responder 230 extracts callback information from the paging message and stores the extracted callback information.
  • the responder 230 It is checked whether data to be transmitted to the initiator 210 exists.
  • This determination method may be performed based on application needs. For example, in a smart meter application, the responder 230 can infer that the initiator 210 is trying to establish communication to check if there is a change in the meter reading result. If there is no change in the meter reading result, the responder 230 can conclude that there is no data to send to the initiator 210. As another example, a special parameter indicating the reason for starting communication may be inserted into a received paging message including callback information. Based on the notified reason, the responder 230 can determine whether there is data to be transmitted to the initiator 210.
  • the callback control unit 160 determines whether there is data to be transmitted to another node in step 450 to the application. To confirm. If there is no data to be transmitted, at step 452, a control signal including a callback flush notification is transmitted. In this example, a location update (or tracking area update) is transmitted together with a callback flush notification requesting the network 220 to delete the callback. On the other hand, when there is data to be transmitted to another node, in step 454, a control signal including a callback flush notification is transmitted. When there is data to be transmitted to another node, the control signal should be a service request message that transmits a callback flush notification for requesting the network 220 to delete the callback.
  • the callback control unit 160 performs other addition to be transmitted to the initiator 210 regardless of the callback.
  • the responder 230 may want to make an inquiry about some configuration parameter to the initiator 210 in addition to responding to meter measurement results. If there is no other additional data, in step 462, the responder 230 transmits a service request together with a normal callback response notification.
  • the callback response notification is a request for the initiator 210 to start a callback to the network.
  • the responder 230 transmits a service request together with a callback start unnecessary notification in step 464.
  • This callback start unnecessary notification notifies the initiator 210 that the initiator 210 does not need to start data connection because the callback is triggered but the responder 230 starts data connection. .
  • the service request message is transmitted as a control signal. In FIG.
  • the responder 230 that transmits the callback flush notification and receives the callback flush notification interrupts the establishment of the connection to the initiator 210. However, when the initiator 210 holds data to be transmitted to the responder 230, it can attempt to establish a data connection to the responder 230 again after receiving the callback flush notification. At this time, since the congestion of the cell in which the initiator 210 exists has already been eliminated, the initiator 210 can establish a data connection with the responder 230 and start data transmission.
  • the responder 230 can recognize that the initiator 210 is going to transmit data (for example, the callback information acquired by the responder 230 indicates the data that the initiator 210 transmits to the responder 230). In step 440, even if the responder 230 determines that there is no data to be transmitted to the initiator 210, it transmits a service request including a callback response. Also good.
  • the responder 230 has already received callback information based on the callback request from the initiator 210, and as indicated by process 340/342, the current congestion level is reached. Based on this, assume that responder 230 initiates a decision to send a callback response. When the responder 230 determines that there is no data to be transmitted when responding to the callback information and that there is no data to be transmitted to another node, the responder 230 displays the message shown in step 555 of FIG. 5A. As described above, a position update control signal having a callback flush notification is transmitted.
  • This callback flush notifies the network 220 that the responder 230 has decided not to respond to the callback. Therefore, the network 220 transmits a data failure notification 558 to the initiator 210. After receiving this notification, the initiator 210 stops the data connection process.
  • the responder 230 determines that there is no data to be transmitted in response to the callback request, but there is data to be transmitted to another node, the message shown in step 585 in FIG. , Send a service request control signal with a callback flush notification.
  • This callback flush notifies the network 220 that the responder 230 has decided not to respond to the callback. Accordingly, the network 220 transmits a data failure notification 588 to the initiator 210. After receiving this notification, the initiator 210 stops the data connection process. Note that because the service request is transmitted, the network 220 establishes a bearer associated with the responder 230 as shown in process 565. As a result, the responder 230 can transmit data to other nodes.
  • the responder 230 determines that there is data to be transmitted when responding to the callback request, but there is no data to be transmitted to another node, the message shown in step 550 of FIG.
  • a service request control signal having a normal callback notification is transmitted.
  • This callback notification notifies the network 220 that the responder 230 is responding to the callback. Therefore, the network 220 transmits a transmission permission (CTS: Clear to Send) notification 554 to the initiator 210. This triggers the initiator 210 to try the data connection again.
  • CTS Clear to Send
  • the network 220 Since the service request is transmitted, the network 220 also establishes a bearer related to the responder 230 as shown in the process 562. As a result, the responder 230 does not need to cause the network 220 to perform paging of the responder 230 again, and can receive the TCP SYN message 574.
  • the responder 230 determines that there is data to be transmitted when responding to the callback request and that there is data to be transmitted to another node, the message shown in step 580 of FIG. Also, a service request control signal having a callback start unnecessary notification is transmitted.
  • This callback start unnecessary notification notifies the network 220 that the responder 230 is responding to the callback. Accordingly, the network 220 transmits a transmission permission notification 584 to the initiator 210.
  • the notification 584 is also a start unnecessary notification for notifying the initiator 210 that the responder 230 has started connection (because the caller start unnecessary notification is transmitted from the responder 230). There is no need to start.
  • the network 220 since the service request is transmitted, the network 220 also establishes a bearer associated with the responder 230 as shown in process 560. As a result, the responder 230 can start a TCP connection to the initiator 210 as shown in the TCP SYN messages 575 and 578.
  • the start will be considerably delayed. From this, the advantage of the callback start unnecessary notification is obvious, and the responder 230 can quickly start data transmission. Further, it is possible to further optimize the processing by combining the TCP SYN message 578 with the transmission permission and callback start unnecessary notification 584. This makes it possible to reduce the total number of necessary signaling. This is realized if the control signal can be embedded in the data message in the communication between the initiator 210 and the network 220.
  • FIG. 6A is a message sequence diagram illustrating a callback process in which a congestion notification and a congestion clear notification are transmitted from the communication device.
  • FIG. 6B is a message sequence diagram illustrating a callback process in which a congestion notification and a callback flush notification are transmitted from the communication device.
  • the initiator 210 first starts a data session with the responder 230. This is indicated by data packet 610.
  • the data packet 610 includes a control signal indicating a callback request.
  • the network 220 receives the data packet 610 including the callback request, the network 220 transmits a paging message 620 including the callback information to the responder 230.
  • the network 220 does not check whether or not the cell in which the responder 230 exists is in a congested state when the paging message is transmitted. Instead, network 220 relies on responder 230 to respond to paging with congestion notification 622. The advantage of performing such processing is that the network does not need to perform a great deal of processing.
  • the congestion notification 622 is preferably a control signal, which allows the responder 230 to transmit this notification by preventing it from becoming large enough to cause further congestion.
  • This congestion notification is sent to the initiator 210 as indicated by signal 624.
  • the callback control unit 160 of the responder 230 determines to trigger a callback response. This is indicated by operation 640. As stated earlier, this determination can be made based on various factors. For example, the congestion detector 150 of the responder 230 may detect that the responder 230 no longer exists in a congested cell. This is assumed, for example, when the responder 230 moves to a cell that is not congested.
  • the responder 230 recognizes from the stored callback information that the reason why the initiator 210 has started the callback request is to obtain a sensor reading result from the responder 230. This means that more uplink traffic is generated than downlink traffic.
  • the congestion detection unit 150 detects that the congestion level is equal to or lower than a threshold value that will not affect the congestion level even when the sensor measurement result is further transmitted (uplink transmission), the congestion level is lower than the threshold value. It is thought that it was down. Note that this is independent of the current downlink congestion level.
  • the callback control unit 160 triggers the responder 230 to transmit the callback response 650 to the network 220.
  • Callback response 650 is forwarded to initiator 210 as indicated by signal 654.
  • the control signal 650 is also a service request message including a callback notification transferred to the initiator 210.
  • the data communication is successfully established.
  • the callback response 650/654 may be a normal callback response. In this case, the initiator 210 starts data connection again.
  • the callback response 650/654 may be a callback start unnecessary notification. In this case, the responder 230 starts data connection.
  • the callback response 650/654 itself may be transmitted in a data connection start message (for example, TCP SYN).
  • a data connection start message for example, TCP SYN.
  • the callback control unit 160 has determined that the callback is no longer useful. As described above, this determination method may be based on multiple factors. For example, the responder 230 may be in a low power mode and may not want to perform unnecessary transmissions. Another reason may be that the responder 230 is about to make another measurement shortly and there is no point in accepting the data connection to transmit data that will soon be out of date.
  • the responder 230 sends a callback response 655 that is transferred from the network 220 to the initiator 230 as a signal 658. This callback response notifies the initiator 210 that the data connection has failed. If there is no data for the responder 230 to send to other nodes, the callback response 655 may be transmitted in a location update message. When the responder 230 has data to be transmitted to another node, the callback response 655 may be transmitted by a service request message.
  • the network 220 transmits a paging message 720 including callback information to the responder 230, and transmits a congestion notification 724 for notifying the initiator 210 that the responder 230 is in a congested state. .
  • the initiator 210 can first send a normal data packet 712. Upon receiving the congestion notification 724, the initiator 210 recognizes that the responder 230 is in a congestion state. Then, the initiator 210 transmits a control message 726 requesting a callback to the network 220. The network 220 transmits a paging message 730 including callback information to the responder 230.
  • the initiator 210 is generalized to represent either the server 210a or the communication device 210b. Similarly, all network nodes are included in the network 220. 8A, 8B, and 8C illustrate a specific scenario in which the server 210a is an initiator, and illustrates an example of network signaling between network nodes (base stations eNB221, MME224, SGW226, and PDNGW228).
  • FIG. 8A illustrates a message sequence diagram illustrating a callback process in which data communication is initiated by the server 210a and how the responder 230 can trigger a callback that leads to the establishment of data communication between the server 210a and the responder 230.
  • the server 210 a transmits the data packet 810 to the responder 230
  • the packet first reaches the PDN GW 228.
  • the PDN GW 228 transfers the data packet 811 to the SGW 226. Since no active bearer has been set up yet, the SGW 226 sends a downlink data notification 813 to the MME 224. This triggers paging for the responder 230 in the cell that is not congested. If there is no response to paging, the MME 224 estimates that the responder 230 exists in the congested cell. This is shown as operation 815.
  • the MME 224 transmits the paging message 816 including the callback information to the congested cell (eNB 221 in this case), and the eNB 221 performs the paging 820 regarding the responder 230. Further, the MME 224 transmits a congestion notification 821 to the server 210a. Congestion notification 821 may be relayed by SGW 226 and PDN GW 228 as shown in congestion notification 822/824.
  • the callback control unit 160 of the responder 230 determines to trigger the callback response. This is indicated by operation 840. As stated earlier, this determination can be made based on various factors. For example, the congestion detector 150 of the responder 230 may detect that the responder 230 no longer exists in a congested cell. This is assumed, for example, when the responder 230 moves to a cell that is not congested. It may also be detected that the detected congestion level has dropped below a certain threshold mapped to the QoS requirements of the application associated with the callback. For example, the responder 230 recognizes from the stored callback information that the reason why the initiator 210 has started the callback request is to obtain a sensor reading result from the responder 230.
  • the congestion detection unit 150 detects that the congestion level is equal to or lower than a threshold value that will not affect the congestion level even when the sensor measurement result is further transmitted (uplink transmission), the congestion level is lower than the threshold value. It is thought that it was down. Note that this is independent of the current downlink congestion level.
  • the responder 230 accepts a data connection. Accordingly, the responder 230 sends a service request 850/851 with a callback response to the MME 224. Then, the MME 224 transmits a transmission enable signal 852/854 to the server 210a. Further, the MME 224 may notify the SGW 226 to establish a bearer related to the responder 230 with the eNB 221 using the bearer setup message 860. The bearer is then set up using messages 861, 862. When the server 210a retransmits the data 870, the data reaches the responder 230 via the PDN GW 228, the SGW 226, and the eNB 221 as shown in the packets 871, 872, and 874.
  • FIG. 8B shows a callback process in which data communication is started by the server 210a, and a method by which the responder 230 can cause the server 210a to recognize that the data connection attempt has been refused by the responder 230 and erase the callback. Is shown.
  • the process from the transmission of the first data 810 to the reception of the congestion notification 824 is the same as that illustrated in FIG.
  • the responder 230 determines that the callback is no longer useful (as indicated by process 842), the responder 230 sends a callback flush signal 855/856 to the MME 224.
  • the MME 224 transmits a data failure signal 857/858 to the server 210a.
  • the callback flush signal 855 can be transmitted by a location update message, and the responder 230 has data to be transmitted to another node.
  • the callback flush signal 855 can be transmitted in a service request message.
  • FIG. 8C illustrates a callback process in which data communication is initiated by the server 210a, and a method by which the responder 230 can flush a callback that causes the server 210a to know that the data connection attempt has been refused by the responder 230.
  • a message sequence diagram is shown. In this case, even if the responder 230 refuses to accept the data connection from the server 210a, it is necessary to establish a bearer so that it can communicate with other nodes. Accordingly, the callback flush notification is inserted into the service request message 865/867.
  • the MME 224 transmits a data failure signal 857/858 to the server 210a.
  • the MME 224 since the service request 867 is used, the MME 224 notifies the SGW 226 to establish a bearer related to the responder 230 with the eNB 221 by the bearer setup message 860.
  • the bearer is set up by messages 861, 862.
  • the responder 230 can transmit the data 875/876 to another node.
  • 9A and 9B illustrate a specific scenario in which the communication device 210b is an initiator, and an example of network signaling between network nodes (base stations eNB221, eNB223, MME224, SGW226, PDNGW228) is illustrated. Yes.
  • FIG. 9A illustrates a callback process in which data communication is initiated by communication device 210b, and a method for triggering a callback that enables responder 230 to establish data communication between communication device 210b and responder 230. Yes.
  • the difference between FIG. 8A and FIG. 9A is only the communication between the communication devices 210b, eNB 221, and PDN GW 228, and much of the signaling is the same as that shown in FIG. 8A. Note that the same signaling messages are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the base station (ie, eNB 223) of the communication device 210b When the communication device 210b transmits a data packet 910 (for example, a TCP SY message) to initiate a connection with the responder 230, the base station (ie, eNB 223) of the communication device 210b first acquires the packet, Transfer to PDNGW 228.
  • the description is simplified based on several assumptions. For example, it is assumed that the communication device 210b is already in the connection mode using the set up bearer. Further, a data packet transferred between the eNB 223 and the SGW 226 and a packet transferred between the SGW 226 and the PDN GW 228 of the communication device 210b are not shown. The data packet arrives at PDNGW 228, and PDNGW 228 forwards to SGW 226 as packet 811.
  • PDNGW 228 receives congestion notification 822, it is the same as that shown in FIG. 8A. Further, it is assumed that the communication device 210b inserts a control signal for requesting a callback into the data packet. It is obvious to those skilled in the art that if this is not possible, the present invention may be applied to use the technique described in FIG. 7B. Then, the congestion notification 922/924 is passed to the communication device 210b via the eNB 223. This congestion notification may be a NAS message or an ICMP message, but is not limited thereto. The communication device 210b then knows that the responder 230 is present in the congested cell and suspends further data connection attempts (thus avoiding further power consumption and additional signaling to the network). Is possible).
  • the responder 230 detects that the congestion level has dropped below the threshold and decides to send a callback response (as indicated by operation 840).
  • a callback response (as indicated by operation 840)
  • the responder 230 accepts a data connection.
  • the responder 230 sends a service request 850/851 with a callback response to the MME 224.
  • the MME 224 transmits a transmission enable signal 952/954 to the communication device 210b. Since the communication device 210b is a mobile device of a cellular network, this transmission enable signal can be transmitted using a paging message.
  • communication device 210b Upon receiving this paging, communication device 210b knows that responder 230 is ready to accept the data connection and sends a service request to set up its active bearer (shown in process 960). like). After the bearer is set up, the communication device 210b can begin the process of sending the data packet 970/971 to the responder.
  • FIG. 9B a callback process in which data communication is initiated by the communication device 210b, the responder 230 can cause the server 210a to recognize that the data connection attempt has been refused by the responder 230 and delete the callback.
  • the method is illustrated.
  • the difference between FIG. 8B and FIG. 9B is only the communication between the communication device 210b, eNB 221, and PDN GW 228, and many signalings are the same as FIG. 8B.
  • the process from the transmission of the first data 910 to the reception of the congestion notification 924 is the same as that shown in FIG. 9A. Note that the same signaling messages are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the responder 230 detects that the congestion level has fallen below the threshold and decides to send a callback response to clear the callback (as indicated by operation 842).
  • the responder 230 sends a callback flush signal 855/856 to the MME 224 to notify the network and the communication device 210b that it does not want to accept the data connection initiated by the communication device 210b.
  • the MME 224 transmits a data failure signal 956/857 to the communication device 210b.
  • a paging message is used to transmit this data failure signal.
  • the communication device 210b recognizes that the responder 230 has disconnected the data connection, and stops the data connection attempt.
  • the communication device 210b If the communication device 210b is in the idle mode when the paging message 957 is received, there is no need to transmit data, so the communication device 210b does not need to respond to the service request. If the responder 230 refuses to accept the data connection from the communication device 210b but it is necessary to establish a bearer so that it can communicate with other nodes, the server 210a is changed to the communication device 210b in FIG. 8C. It is not shown because it is the same as the case where it is changed (the one already described in FIG. 8C).
  • the network 220 handles the callback mechanism at the mobility management entity (MME 224), but the network 220 has a new network node (eg, a call) to provide the callback service. It is also possible to use (called back server 1000).
  • the initiator 210 registers a callback request with the callback server 1000.
  • the callback server 1000 notifies the MME 224 to perform paging of the responder 230 with callback information (either complete callback information or a callback identifier).
  • the callback server 1000 is notified of a callback response. Then, the callback server 1000 relays the response to the initiator 210, and the entire callback process is completed. Performing this process has an advantage of reducing the load for maintaining unnecessary callback information in the MME.
  • FIG. 10 shows an example of a message sequence diagram of this operation by the callback server 1000.
  • the network node is abstracted as the network 220, but to show the interaction with the callback server 1000, the MME 224 and the callback server 1000 are shown as individual entities. Those skilled in the art will appreciate that both the MME 224 and the callback server 1000 are part of the network 220.
  • the initiator 210 first starts a data session with the responder 230 by the data packet 1010. Since no active bearer associated with the responder 230 has been established, the network 220 sends a downlink data notification 1013 to the MME 224. The MME 224 checks the position of the responder 230 and determines that the responder 230 is present in a congested cell and cannot respond. This is shown as operation 1015. When this determination is made, the MME 224 returns a congestion notification 1021/1024. This congestion notification may be performed through an ICMP message or Application Programming Interface (API) between the initiator 210 and the network 220, but is not limited thereto. As a result, the initiator 210 recognizes that the responder 230 exists in the congested cell.
  • API Application Programming Interface
  • the initiator 210 notifies the callback server 1000 by a callback request 1026 in order to perform registration related to the callback.
  • the callback server 1000 Upon receiving this callback request, the callback server 1000 records the callback entry and requests the MME 224 to transmit a paging message having callback information to the responder 230 existing in the congestion area cell of the tracking area. To do. This is indicated in the paging message 1028/1030.
  • responder 230 calls back callback response 1070.
  • the callback server 1000 can update the record and relay the callback response 1074 to the initiator 210.
  • This callback response is, for example, a normal callback response, callback flush, or a callback start unnecessary notification.
  • a method for the initiator 210 to grasp the address of the callback server 1000 for example, a method for grasping from the information included in the congestion notification 1024 or a method for grasping from an address lookup service such as Domain Name System (DNS). Can be mentioned.
  • DNS Domain Name System
  • a method for the responder 230 to grasp the address of the callback server 1000 for example, a method of grasping from the callback information included in the paging message 1030, a method of grasping by a pre-configuration by the network, or DNS For example, it can be grasped from the address lookup service.
  • FIG. 11 illustrates a functional architecture 1100 of a communication device (initiator).
  • the same components as those in the functional architecture 100 of the communication device (responder) illustrated in FIG. 1 are given the same reference numerals, and description thereof is omitted here.
  • the initiator 210 has a start unit 1150 and a callback registration unit 1160.
  • the start unit 1150 has a function of assisting the application 140 to start a new data connection (for example, transmission of TCP SYN).
  • the start unit 1150 checks whether a bearer is established for the NAS block 130 via the signal path 1192 and transmits / receives a data packet to / from the AS block 120 via the data path 1193. .
  • a new data connection can be triggered by application 140 through signal path 1192.
  • the start unit 1150 uses the signal path 1192 to notify when the data connection is ready or is canceled.
  • the callback registration unit 1160 has a function of registering a callback request in the network 220.
  • the callback registration unit 1160 can check with the NAS block 130 whether or not the callback request can be embedded in the data initial packet (for example, TCP SYN). If the callback registration can be embedded, the callback registration unit 1160 requests the start unit 1150 to embed the callback registration through the signal path 1196 when starting a new data connection. On the other hand, if the callback registration cannot be embedded, the start unit 1150 may request the callback registration unit 1160 to perform registration related to the callback when the congestion notification is received as a response to the first data connection. Is possible.
  • FIG. 12 also shows a flowchart of a preferred method in which the initiator 210 operates the callback registration process.
  • a data connection is first initiated by transmitting an appropriate data start packet.
  • an appropriate data start packet For example, in the case of TCP, it is a TCP SYN message.
  • a response to this data start is checked in step 1220 to confirm whether the response is a successful connection or a congestion notification. If the data connection is successful, the process ends and the application 140 can begin sending and receiving the data traffic.
  • congestion notification it is checked in step 1230 whether a callback request has already been transmitted (ie, by being embedded in the data initial packet transmitted in the process 1210).
  • the callback request is transmitted in step 1240 and then a callback response is waited in step 1250.
  • step 1250 when a callback response is received, it is checked what kind of response has been received. In the case of a normal callback response notifying that the responder 230 is no longer present in the congested cell, the data start is retried in step 1260 and the data connection is notified in step 1290. . Further, when the callback response is a callback response in which the responder 230 is no longer present in the cell in the congested state and the responder 230 starts connection (that is, no callback start is required). In step 1270, the initiator 210 waits for the start of data from the responder 230. When the data from the responder 230 is received, in step 1290, it is notified that the data connection is successful. Also, if the callback response indicates that the responder 230 has disconnected the data connection (ie, if a callback flush has been received), the data connection is notified as a failure and the process stops at step 1280. It becomes.
  • each functional block used in the above description of the embodiment of the present invention is typically realized as an LSI (Large Scale Integration) which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.
  • LSI Large Scale Integration
  • IC Integrated Circuit
  • system LSI super LSI
  • ultra LSI ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • the present invention makes it possible to avoid a communication device trying to communicate with another communication device existing in a congested cell from repeatedly trying to connect without knowing whether the congestion state has been resolved. It can be applied to communication technology in a packet-switched data communication network, in particular, technology related to machine-to-machine (M2M) communication and machine type (Machine-type) communication. .
  • M2M machine-to-machine
  • Mcachine-type machine type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Disclosed is a technique which can prevent a situation where a communication device attempting to communicate with another communication device inside a congested cell is unable to ascertain if the congestion has cleared or not and repeatedly attempts to connect. According to this technique, a communication device (initiator (210)) attempting to communicate with a communication device (responder (230)) that may be inside a congested cell transmits a data packet containing a callback request requesting a response when congestion has cleared even if a response cannot be sent due to congestion. A network (220) detects that the responder cannot send a response due to congestion, transmits a congestion notification to the initiator, and transmits a paging message which includes callback information to the responder. The initiator stands by for a response from the responder after receiving the congestion notification, and the responder responds to the initiator when congestion has cleared.

Description

通信装置及びネットワークノードCommunication device and network node
　本発明は、パケット交換データ通信ネットワークにおける通信技術、特に、マシントゥーマシン（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）通信や、マシンタイプ（Machine-type）通信に係る技術に適用可能である。具体的には、本発明は、トラフィックが輻輳している環境に置かれた通信装置、その通信装置と通信を行うことを所望する通信装置、並びに、その通信装置が接続されているネットワークを構成するネットワークノードに関する。 The present invention is applicable to communication technology in a packet-switched data communication network, in particular, technology related to machine-to-machine (M2M) communication or machine-type communication. Specifically, the present invention configures a communication device placed in an environment where traffic is congested, a communication device that desires to communicate with the communication device, and a network to which the communication device is connected. Related to network nodes.
　セルラ通信は、Global System for Mobile Communications（ＧＳＭ）ネットワークの黎明期から、General Packet Radio Service（ＧＰＲＳ）やUniversal Mobile Telecommunications System（ＵＭＴＳ）などの最近のシステム（世界中の様々な大都市で見つけることが可能である）まで徐々に進展している。近い将来、次世代Long Term Evolution（ＬＴＥ）ネットワークが利用可能となるであろう。また、アクセス技術と共に、セルラ通信ネットワークによって提供されるサービスも発展してきている。現在のセルラネットワークは、初歩的な音声通話サービスだけを提供するものではなく、短いテキストメッセージの伝送やグローバルインターネットへのアクセスも提供している。 Cellular communications have been found in various major cities around the world since the early days of the Global System for Mobile Communications (GSM) network, such as the General Packet Radio Service (GPRS) and the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). It is gradually progressing until it is possible. In the near future, the next generation Long Term Evolution (LTE) network will be available. Along with access technology, services provided by cellular communication networks are also evolving. Current cellular networks provide not only rudimentary voice calling services, but also provide short text message transmission and access to the global Internet.
　また最近、例えばマシントゥーマシン通信や、マシンタイプ通信などのようなノンヒューマン（non-human）コミュニケーションをカバーするように新たなサービスが拡張してきている。マシンタイプ通信は、センサからの計測結果の収集からデバイスのリモートコントロールまで、実に幅広いアプリケーションをカバーすることが可能である。 Recently, new services have been expanded to cover non-human communication such as machine-to-machine communication and machine type communication. Machine type communication can cover a wide range of applications, from collecting measurement results from sensors to remote control of devices.
　例えば、下記の特許文献１には、サービス販売のために通信システムを用いる技術が開示されている。また、下記の特許文献２には、非常に複雑なサービスのセットを提供するためにネットワーク化されたリソースを用いるネットワークデバイスが開示されている。この種の技術進展は、複雑なサービスを用いてヒューマンコミュニケーションを改良していくことで可能となる。また、例えば、下記の特許文献３には、従来の回線交換型通信ネットワークとＩＰネットワークとを相互接続するためのシステムが開示されており、発呼者情報及びコールバック動作のためのプロファイルを取得するシステムが開示されている。しかしながら、このようなコールバック動作は、依然として、人間であるユーザによって実行されている。また、下記の特許文献４には、発呼者が残していない音声メッセージを選択する音声メッセージシステムによって拡張された情報通信システムが開示されている。こうしたシステムは着呼者が連絡不能な場合に有用である。また、同様の内容として、下記の特許文献５には、チャンネルの利用可能性を自動的に調べるように改良された通信システムが開示されており、また、下記の特許文献６には、接続不能に対して自動で応答を行うことが可能な仮想的パーソナルアシスタントが開示されている。 For example, the following Patent Document 1 discloses a technology that uses a communication system for service sales. Patent Document 2 below discloses a network device that uses networked resources to provide a very complex set of services. This kind of technological advance is possible by improving human communication using complex services. Also, for example, Patent Document 3 below discloses a system for interconnecting a conventional circuit-switched communication network and an IP network, and obtains caller information and a profile for callback operation. A system is disclosed. However, such a callback operation is still executed by a human user. Patent Document 4 listed below discloses an information communication system extended by a voice message system that selects a voice message not left by a caller. Such a system is useful when the called party is not reachable. Further, as similar contents, the following Patent Document 5 discloses a communication system improved so as to automatically check the availability of a channel, and the following Patent Document 6 cannot be connected. A virtual personal assistant capable of automatically responding to is disclosed.
　また、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：the Third Generation Partnership Project）は、セルラネットワークがマシンタイプ通信をサポートするための要件を定義し始めている（下記の非特許文献１を参照）。これにより、様々なネットワークの改良及び最適化によって、マシンタイプ通信のサポートにより適したセルラネットワークが構築されるであろう。例えば、データ送信にある程度の遅延を許容できるＭ２Ｍアプリケーションにおける使用に関して、時間許容性（Time Tolerant）と呼ばれる最適化が構想されている。 Also, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP: the Third Generation Partnership Project) has begun to define the requirements for the cellular network to support machine type communication (see Non-Patent Document 1 below). This will build a cellular network that is better suited to support machine type communications with various network improvements and optimizations. For example, an optimization called Time Tolerant is envisioned for use in M2M applications that can tolerate some delay in data transmission.
　例えば、スマートグリッド（Smart-Grid）アプリケーションに関して、スマートメータは、メータ読み取りが可能な場合に、必ずしもすぐにメータの計測結果を送信する必要はなく、こうした計測結果の報告は数時間程度遅れてもよい場合がある。時間許容性に関連して、基地局が無線周波数帯域において輻輳状態にある場合には、ネットワークは輻輳状態フラグをブロードキャストする。この基地局のサービスエリア範囲内に存在する時間許容性のあるデバイスは、基地局が混雑しているのを把握し、データ送信の開始（あるいは応答）を控える。これにより、混雑している状況を悪化させないようにすることが可能となり、ネットワークオペレータにとって有用である。このような利点は、時間許容性を含む加入条件に対して低料金を設定することで、Ｍ２Ｍ加入者にとっても、利点が生じるかもしれない。 For example, for smart-grid applications, smart meters do not necessarily need to send meter readings immediately when meter readings are possible, and reporting such measurement results may be delayed by several hours. It may be good. In connection with time tolerance, if the base station is congested in the radio frequency band, the network broadcasts a congestion status flag. A device with time allowance existing within the coverage area of the base station recognizes that the base station is congested and refrains from starting (or responding to) data transmission. As a result, it is possible to prevent the crowded situation from getting worse, which is useful for network operators. Such an advantage may also arise for M2M subscribers by setting a low fee for subscription conditions including time tolerance.
　時間許容性の機能では、イニシエータ（データセッションに係る接続を開始する通信デバイス）が、輻輳状態のセルに存在するレスポンダ（イニシエータに対して応答を行う通信デバイス）とデータセッションを開始する際に、ネットワークは、レスポンダが無線セルにおける輻輳によって応答できないことを検出する。この場合、ネットワークは、イニシエータに対して輻輳通知という形式で、レスポンダが応答できないことを通知することが可能である。 In the time tolerance function, when an initiator (communication device that starts a connection related to a data session) starts a data session with a responder (communication device that responds to the initiator) that exists in a congested cell, The network detects that the responder cannot respond due to congestion in the wireless cell. In this case, the network can notify the initiator that the responder cannot respond in the form of congestion notification.
国際公開公報ＷＯ２０１０／０２２４０５International Publication No. WO2010 / 022405 米国特許７００３４６３US Patent 7003463 米国特許６７３１６２５US Pat. No. 6,731,625 米国特許６６０３８３８US Pat. No. 6,603,838 米国特許公開２００９／０１３８５６３US Patent Publication 2009/0138563 米国特許出願２００８／０２０５６０８US Patent Application 2008/0205608
　イニシエータは、輻輳状態のセルに存在するレスポンダが輻輳によって応答できないという輻輳通知を受信すると、データセッションの開始をある時間後まで延期するであろう。しかしながら、イニシエータは、セッション開始を再度試みる適切な時刻がいつかを把握する術が全くない。ほとんどのマシンアプリケーションは、周期的なタイマを使用しており、周期的なタイマの期間が経過するとデータ開始を試みる。輻輳状態が周期的なタイマよりもずっと長期間継続する場合には、複数回の接続の試みが繰り返されることになり（例えば、一定の時間ごとに）、コアネットワークに不要なトラフィックを加えてしまうことになるという問題がある。また、イニシエータが、バッテリで駆動するセルラデバイスである場合には、この問題点はより顕著になる。すなわち、イニシエータは接続の試みを繰り返すことによって、イニシエータの電力が無駄に浪費されるという問題がある。 When the initiator receives a congestion notification that the responder present in the congested cell cannot respond due to congestion, it will postpone the start of the data session until after a certain time. However, the initiator has no way of knowing when it is appropriate to try again to start the session. Most machine applications use a periodic timer and attempt to start data when the period of the periodic timer expires. If the congestion state lasts much longer than the periodic timer, multiple connection attempts will be repeated (for example, at regular intervals), adding unnecessary traffic to the core network. There is a problem of becoming. In addition, when the initiator is a cellular device driven by a battery, this problem becomes more prominent. That is, there is a problem that the initiator power is wasted by repeating the connection attempt.
　上記問題を解決するため、本発明は、輻輳状態のセルに存在する別の通信デバイスと通信を行おうとしている通信デバイスが、輻輳状態が解消されているかどうかを把握できずに繰り返し接続を試みることを回避できるようにする通信装置及びネットワークノードを提供することを目的とする。 In order to solve the above problem, the present invention attempts to repeatedly connect a communication device that is trying to communicate with another communication device existing in a congested cell without knowing whether or not the congested state has been eliminated. An object of the present invention is to provide a communication device and a network node that can avoid this.
　上記目的を達成するため、本発明の通信装置は、相手通信装置からデータ通信を行うよう要求される通信装置であって、
　前記相手通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
　輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に前記相手通信装置へ応答を行うよう要求していることを示すコールバック情報を受信するコールバック情報受信部と、
　受信した前記コールバック情報を格納するコールバック情報格納部と、
　前記輻輳の状態を判断して、前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができるかどうかを判断する輻輳判断部と、
　前記輻輳が前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができる状態となったと前記輻輳判断部によって判断されるまで、前記相手通信装置とのデータ通信を行わないよう前記データ通信部を制御する通信制御部と、
　前記輻輳が前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができる状態となったと前記輻輳判断部によって判断された場合、前記格納されているコールバック情報に対する応答を行うコールバック応答部とを、
　有する。 In order to achieve the above object, a communication apparatus of the present invention is a communication apparatus that is requested to perform data communication from a partner communication apparatus,
A data communication unit that performs data communication with the counterpart communication device;
Even when data communication cannot be performed due to the influence of congestion, callback information reception for receiving callback information indicating that a response is requested to the counterpart communication device when the congestion is resolved And
A callback information storage unit for storing the received callback information;
A congestion determination unit that determines the state of congestion and determines whether data communication can be performed with the counterpart communication device;
The data communication unit is controlled not to perform data communication with the partner communication device until the congestion determination unit determines that the congestion is in a state where data communication with the partner communication device is possible. A communication control unit,
A callback response unit that responds to the stored callback information when the congestion determination unit determines that the congestion is in a state in which data communication can be performed with the counterpart communication device; ,
Have.
　上記目的を達成するため、本発明の通信装置は、相手通信装置との間でデータ通信を行うことを所望する通信装置であって、
　前記相手通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
　前記相手通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に応答を行うよう要求するコールバック要求を送信するコールバック要求送信部と、
　前記相手通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができないことを示す輻輳通知を受信した場合に、前記コールバック要求に対する応答を前記相手通信装置から受信するまで、前記相手通信装置とのデータ通信を行わず、前記相手通信装置から受信した前記応答の内容に基づいて前記データ通信部を制御する通信制御部とを、
　有する。 In order to achieve the above object, a communication device of the present invention is a communication device that desires to perform data communication with a counterpart communication device,
A data communication unit that performs data communication with the counterpart communication device;
A callback request transmitter for transmitting a callback request for requesting a response when the congestion is resolved even when the counterpart communication device cannot perform data communication due to the influence of the congestion;
When the counterpart communication device receives a congestion notification indicating that data communication cannot be performed due to the influence of congestion, data with the counterpart communication device is received until a response to the callback request is received from the counterpart communication device. A communication control unit that controls the data communication unit based on the content of the response received from the counterpart communication device without performing communication.
Have.
　上記目的を達成するため、本発明のネットワークノードは、第１通信装置からデータ通信を行うよう要求される第２通信装置と、前記第２通信装置との間でデータ通信を行うことを所望する第１通信装置との間でデータパケットの中継を行うネットワークノードであって、
　前記第２通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に前記第１通信装置へ応答を行うよう要求するコールバック要求を、前記第１通信装置から受信するコールバック要求受信部と、
　前記第２通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に前記第１通信装置へ応答を行うよう要求していることを示すコールバック情報を前記第２通信装置へ送信するコールバック情報送信部とを、
　有する。 In order to achieve the above object, the network node of the present invention desires to perform data communication between the second communication device requested to perform data communication from the first communication device and the second communication device. A network node that relays data packets to and from the first communication device,
Even when the second communication device cannot perform data communication due to the influence of congestion, a callback request for requesting the first communication device to make a response when the congestion is eliminated is sent to the first communication device. A callback request receiver that receives from the communication device;
Callback information indicating that even when the second communication device cannot perform data communication due to the congestion, the first communication device is requested to respond when the congestion is resolved. A callback information transmission unit for transmitting the communication information to the second communication device,
Have.
　本発明は、上記の構成を有しており、輻輳状態のセルに存在する別の通信デバイスと通信を行おうとしている通信デバイスが、輻輳状態が解消されているかどうかを把握できずに繰り返し接続を試みることを回避できるようになるという効果を有する。 The present invention has the above-described configuration, and a communication device trying to communicate with another communication device existing in a congested cell repeatedly connects without knowing whether the congested state has been eliminated. It has the effect that it becomes possible to avoid trying.
本発明の実施の形態における通信デバイス（レスポンダ）の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the communication device (responder) in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるネットワーク構成の一例を示す図The figure which shows an example of the network structure in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第１の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 1st example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第２の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 2nd example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第３の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 3rd example of the flow of a process in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における通信デバイス（レスポンダ）の処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of a process of the communication device (responder) in embodiment of this invention 本発明の実施の形態において、通信デバイス（レスポンダ）の第１の応答タイプの例を示すシーケンスチャートIn embodiment of this invention, the sequence chart which shows the example of the 1st response type of a communication device (responder) 本発明の実施の形態において、通信デバイス（レスポンダ）の第２の応答タイプの例を示すシーケンスチャートIn embodiment of this invention, the sequence chart which shows the example of the 2nd response type of a communication device (responder) 本発明の実施の形態において、通信デバイス（レスポンダ）の第３の応答タイプの例を示すシーケンスチャートIn embodiment of this invention, the sequence chart which shows the example of the 3rd response type of a communication device (responder) 本発明の実施の形態において、通信デバイス（レスポンダ）の第４の応答タイプの例を示すシーケンスチャートIn embodiment of this invention, the sequence chart which shows the example of the 4th response type of a communication device (responder) 本発明の実施の形態における処理の流れの第４の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 4th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第５の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 5th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第６の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 6th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第７の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 7th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第８の例を示すシーケンスチャートSequence chart showing an eighth example of the flow of processing in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第９の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 9th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第１０の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 10th example of the flow of processing in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における処理の流れの第１１の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 11th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第１２の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 12th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における処理の流れの第１３の例を示すシーケンスチャートThe sequence chart which shows the 13th example of the flow of processing in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における通信デバイス（イニシエータ）の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the communication device (initiator) in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における通信デバイス（イニシエータ）の処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of a process of the communication device (initiator) in embodiment of this invention
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、発明を詳細に説明するため、特定の数字、時間、構造、プロトコル名、及びその他のパラメータなどが詳細に記載される。しかしながら、当業者であれば、本発明がこうした特定の詳細によって限定されることなく実施可能であることは明らかである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, specific numbers, times, structures, protocol names, and other parameters are described in detail to describe the invention in detail. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details.
＜本発明の基本的な原理＞
　本発明は、通信デバイスが輻輳状態のセル内に存在する間に、ネットワークからページングメッセージを受信する状況に対して適用される。ページングメッセージは、通信デバイスに伝送されるべきデータが存在する際に送信される。本発明によれば、通信デバイスが、受信したページングメッセージからコールバック情報を抽出し、コールバック情報を格納することが可能である。この格納されたコールバック情報は、ページングに対して応答すべきかどうか、ページングに対していつ応答すべきかを決定するために使用される。さらに本発明によれば、あるページングに対して応答を行う際に、通信デバイスは抽出されたコールバック情報を挿入することが可能であり、これによって、ネットワークは通信チャンネルを確立できるようになる。 <Basic Principle of the Present Invention>
The present invention applies to situations where a communication device receives a paging message from the network while it is in a congested cell. The paging message is transmitted when there is data to be transmitted to the communication device. According to the present invention, a communication device can extract callback information from a received paging message and store the callback information. This stored callback information is used to determine whether and when to respond to paging. Furthermore, according to the present invention, when responding to a certain paging, the communication device can insert the extracted callback information, so that the network can establish a communication channel.
＜レスポンダの構成＞
　図１には、本発明の実施の形態における通信デバイス（レスポンダ）の好適な機能アーキテクチャの一例が図示されている。図１に図示されている通信デバイスの機能アーキテクチャ１００は、無線通信ブロック１１０、アクセスストラタム（ＡＳ：Access Stratum）ブロック１２０、非アクセスストラタム（ＮＡＳ：Non-Access Stratum）ブロック１３０、アプリケーションブロック１４０、輻輳検出部１５０、コールバック制御部１６０によって構成されている。 <Responder configuration>
FIG. 1 shows an example of a preferred functional architecture of a communication device (responder) in an embodiment of the present invention. The functional architecture 100 of the communication device illustrated in FIG. 1 includes a wireless communication block 110, an access stratum (AS) block 120, a non-access stratum (NAS) block 130, an application block 140, congestion. The detection unit 150 and the callback control unit 160 are configured.
　無線通信ブロック１１０は、通信デバイスがセルラ基地局と通信を行うために必要なハードウェア及びファームウェアを有する機能ブロックである。無線通信ブロック１１０は、例えば、アンテナ、送信回路及び受信回路を有している。なお、当業者であれば、無線通信ブロック１１０が有線環境で使用されるシステムを除外するものではないこと、すなわち、インタフェース１９１が実現されるのであれば、無線通信ブロック１１０が有線送受信機能に置き換えられてもよいことは明らかである。また、無線通信ブロック１１０は、実際には、通信プロトコルスタック（Unlicensed Mobile Access（ＵＭＡ）やGeneric Access Networks（ＧＡＮ）など）の別のレイヤの上位で動作していてもよい。 The wireless communication block 110 is a functional block having hardware and firmware necessary for the communication device to communicate with the cellular base station. The wireless communication block 110 includes, for example, an antenna, a transmission circuit, and a reception circuit. A person skilled in the art does not exclude a system in which the wireless communication block 110 is used in a wired environment, that is, if the interface 191 is realized, the wireless communication block 110 is replaced with a wired transmission / reception function. Obviously, it may be. In addition, the wireless communication block 110 may actually operate on a higher layer of another layer of a communication protocol stack (such as UnlicensedＭＡMobile や Access (UMA) or Generic Access Networks (GAN)).
　また、ＡＳブロック１２０は、セルラ無線ネットワークへの無線アクセス制御及びシグナリング、無線通信ブロック１１０によるアクセスを通じた情報転送を実現する機能ブロックである。信号パス１９０によって、データ及び制御信号は、ＡＳブロック１２０と無線通信ブロック１１０との間で送受信可能となる。 The AS block 120 is a functional block that realizes wireless access control and signaling to the cellular wireless network and information transfer through access by the wireless communication block 110. The signal path 190 allows data and control signals to be transmitted and received between the AS block 120 and the wireless communication block 110.
　また、ＮＡＳブロック１３０は、制御プレーンのシグナリング、及び、通信デバイスとセルラネットワークとの間のユーザプレーンにおけるデータ転送の開始を実現する機能ブロックである。信号パス１９１によって、ＮＡＳブロック１３０とＡＳブロック１２０は制御情報及びシグナリングメッセージの交換が可能となる。 The NAS block 130 is a functional block that realizes control plane signaling and data transfer start in the user plane between the communication device and the cellular network. The signal path 191 enables the NAS block 130 and the AS block 120 to exchange control information and signaling messages.
　また、アプリケーションブロック１４０は、他のエンティティと通信を行う必要がある、通信デバイスで動作しているソフトウェア及びプログラムを有している。例えば、通信デバイスがスマートメータ又はセンサの場合には、アプリケーションブロック１４０は、計測報告アプリケーションを含んでいるかもしれない。また、アプリケーションブロック１４０は、通信デバイスがセルラネットワークを介して他のノードと通信を行うために必要な転送手段（例えば、Transmission Control Protocol over Internet Protocol（ＴＣＰ／ＩＰ））を実現するソフトウェアを更に有している。パス１９２によって、アプリケーションブロック１４０はデータ通信サービスをＮＡＳブロック１３０に対して開始させる（トリガする）ことが可能となり、データパス１９３によって、アプリケーション１４０とＡＳブロック１２０との間でデータパケットの受け渡し可能となる。 In addition, the application block 140 has software and a program operating on a communication device that need to communicate with other entities. For example, if the communication device is a smart meter or sensor, the application block 140 may include a measurement reporting application. In addition, the application block 140 further has software for realizing a transfer means (for example, Transmission Control Protocol over Internet Protocol (TCP / IP)) necessary for the communication device to communicate with other nodes via the cellular network. is doing. The path 192 allows the application block 140 to start (trigger) the data communication service to the NAS block 130, and the data path 193 allows data packets to be passed between the application 140 and the AS block 120. Become.
　なお、上記の機能ブロックは、通常、すべての通信デバイスに存在している。また、本発明では、輻輳検出部１５０とコールバック制御部１６０とが導入される。 Note that the above functional blocks usually exist in all communication devices. In the present invention, a congestion detection unit 150 and a callback control unit 160 are introduced.
　輻輳検出部１５０は、通信デバイスが現在輻輳状態にある無線セル又は輻輳状態ではない無線セルのどちらに存在しているかを検出する機能ブロックである。こうした情報は、通常、基地局によってブロードキャストされ（輻輳フラグ、又は、基地局から周期的にブロードキャストされる通常のシステム情報ブロック（ＳＩＢ：System Information Block）内の値の形式で）、ＡＳブロック１２０によって取得される。なお、無線通信ブロック１１０が、現在の無線媒体における輻輳を検出する回路を有していてもよい。この場合、その検出結果は、ＡＳブロック１２０へ渡すことが可能である。信号パス１９４によって、輻輳検出部１５０は、関連情報を抽出し、現在輻輳が起こっているか、あるいは、なくなっているかを判断する。なお、本発明では、輻輳検出部１５０が、輻輳の存在（すなわち、輻輳が起こっているかどうか）、輻輳の程度（１０％の輻輳、９０％の輻輳など）、輻輳の方向（アップリンク又はダウンリンク、あるいはその両方で輻輳が起こっているかどうか）を検出できる場合について考察する。なお、輻輳の程度を表す情報がそのまま基地局からブロードキャストされてもよいし、基地局から得られた情報を基に、ＡＳブロック１２０が輻輳の程度を表す情報へ変換してもよい。さらに、輻輳の程度を表す方法としては、上記のようにパーセントで表現する方法に限定されない。例えば、輻輳の程度を幾つかのレベル（例えばレベル１～レベル５）に分けて表現してもよい。 The congestion detection unit 150 is a functional block that detects whether a communication device exists in a wireless cell that is currently in a congestion state or a wireless cell that is not in a congestion state. Such information is typically broadcast by the base station (in the form of a congestion flag or a regular system information block (SIB) that is periodically broadcast from the base station) and by the AS block 120 To be acquired. Note that the wireless communication block 110 may include a circuit that detects congestion in the current wireless medium. In this case, the detection result can be passed to the AS block 120. Through the signal path 194, the congestion detection unit 150 extracts related information, and determines whether congestion is currently occurring or has disappeared. In the present invention, the congestion detection unit 150 includes the presence of congestion (that is, whether congestion has occurred), the degree of congestion (10% congestion, 90% congestion, etc.), the direction of congestion (uplink or down). Consider the case where congestion can be detected on the link or both. Note that the information indicating the degree of congestion may be broadcast from the base station as it is, or the AS block 120 may convert it into information indicating the degree of congestion based on the information obtained from the base station. Furthermore, the method of expressing the degree of congestion is not limited to the method of expressing the percentage as described above. For example, the degree of congestion may be expressed by dividing it into several levels (for example, level 1 to level 5).
　なお、本実施の形態における輻輳はセル（無線部分）における輻輳だけに限らず、セルを構成する基地局やネットワーク内の各種エンティティ（後述するＭＭＥ、ＳＧＷ、ＰＤＮＧＷなど）で起きている輻輳も含まれる。例えば、輻輳検出部１５０は、ＭＭＥに対して送信した制御メッセージ（ＮＡＳメッセージ）の応答として拒絶メッセージを受信した場合に、現在接続しているセルを構成している基地局が接続しているＭＭＥにおいて輻輳が起きていることを検出する。この場合、拒絶メッセージの中に、拒絶の理由が輻輳であることを示す値（Cause Value）が含まれていてもよい。また、拒絶メッセージの中には、通信デバイスが再度ＭＭＥに対して制御メッセージを送信するまでに待機しなければならない時間間隔（Back-off timer）が含まれている。通信デバイスは、拒絶メッセージを受けた後にバックオフタイマをスタートさせ、タイマが有効である間（時間間隔が経過する前）は、拒絶したＭＭＥに対して制御メッセージを送信することができない。なお、制御メッセージとしては、Service RequestやTracking Area Update、Attach Request、Detach Requestなどの移動管理（Mobility Management）メッセージや、PDN connectivity requestやPDN disconnect request、Bearer Resource Allocation request、Bearer Resource Modification requestなどのセッション管理（Session Management）メッセージなどである。また、基地局に対して送信した制御メッセージ（ＲＲＣメッセージ）の応答として拒絶メッセージを受信した場合に、接続しようとしている基地局において輻輳が起きていることを検出してもよい。この場合も、拒絶メッセージの中には、通信デバイスが再度同じ基地局に対して制御メッセージを送信するまでに待機しなければならない時間間隔（Wait Timer）が含まれている。なお、制御メッセージとしては、RRC Connection Requestなどである。以下で記述しているＭＭＥから受信したバックオフタイマを用いた場合の説明は、基地局から受信したウェイトタイマを用いた場合と同様である。 Note that the congestion in the present embodiment is not limited to the congestion in the cell (radio part), but also includes congestion occurring in base stations constituting the cell and various entities in the network (MME, SGW, PDNGW, etc. described later). It is. For example, when the congestion detection unit 150 receives a rejection message as a response to the control message (NAS message) transmitted to the MME, the congestion detection unit 150 is connected to the MME to which the base station constituting the currently connected cell is connected. It detects that congestion is occurring in. In this case, the rejection message may include a value (Cause value) indicating that the reason for rejection is congestion. In addition, the rejection message includes a time interval (Back-off timer) that the communication device must wait until it again transmits a control message to the MME. The communication device starts a back-off timer after receiving the rejection message, and cannot transmit a control message to the rejected MME while the timer is valid (before the time interval elapses). Control messages include mobility management messages such as Service Request, Tracking Area Update, Attach Request, and Detach Request, and sessions such as PDN connectivity connectivity, PDN disconnection request, Bearer Resource Allocation request, and Bearer Resource Modification request Management (Session Management) messages. In addition, when a rejection message is received as a response to a control message (RRC message) transmitted to the base station, it may be detected that congestion is occurring in the base station to be connected. Also in this case, the rejection message includes a time interval (Wait Timer) in which the communication device must wait until it again transmits a control message to the same base station. The control message is RRC Connection Request. The description when the back-off timer received from the MME described below is used is the same as that when the wait timer received from the base station is used.
　また、コールバック制御部１６０は、３つの主要な目的を実現する役割を有している。 Further, the callback control unit 160 has a role of realizing three main purposes.
　第１に、コールバック制御部１６０は、ＮＡＳブロック１３０で受信したページングメッセージによって伝送されるコールバック情報を格納する機能を有している。このコールバック情報は、コールバック格納部１７０に格納される。このようなコールバック情報は、コールバックの識別子のみで構成されていてもよい。この場合、通信デバイス（レスポンダ）は、コールバックに関する付加情報（例えば、コールバックの対象者（イニシエータ）の識別子、データを開始するアプリケーションのタイプ、イニシエータがレスポンダへ送信するデータの有無など）を取得してもよい。また、通信デバイス（レスポンダ）は、静的に構成されたマップによって、又は、ネットワークと通信を行って更なる情報を検索することによって、付加情報を取得してもよい。また、コールバック情報は、イニシエータに関する情報、及び、データ開始を行うアプリケーションのタイプによって構成されていてもよい。なお、これらの各種コールバック情報を取得する方法としては、ページングメッセージにコールバック情報を格納する方法に限定されない。例えば、後述するコールバック応答を送信する前に、レスポンダ（アプリケーション１４０又はＮＡＳブロック１３０、ＡＳブロック１２０）が、ネットワーク内の情報サーバ（Access Network Discovery and Selection Function（ＡＮＤＳＦ）、Home Subscriber Server（ＨＳＳ））やＭＴＣサーバなどに問い合わせを行い、受信したページングに関するコールバック情報（コールバック要求を送信したイニシエータに関する情報）を取得してもよい。 First, the callback control unit 160 has a function of storing callback information transmitted by the paging message received by the NAS block 130. The callback information is stored in the callback storage unit 170. Such callback information may be composed only of a callback identifier. In this case, the communication device (responder) obtains additional information about the callback (for example, the identifier of the callback target person (initiator), the type of the application that starts the data, the presence or absence of data that the initiator sends to the responder, etc.). May be. Further, the communication device (responder) may acquire additional information by a statically configured map or by searching for further information by communicating with a network. Further, the callback information may be configured by information on the initiator and the type of application that starts data. Note that the method of acquiring these various types of callback information is not limited to the method of storing the callback information in the paging message. For example, before sending a callback response to be described later, the responder (the application 140 or the NAS block 130, the AS block 120) causes the information server (Access ネ ッ ト ワ ー ク Network Discovery and Selection Function (ANDSF), Home Subscriber Server (HSS)) in the network. ) Or an MTC server or the like, and the callback information about the received paging (information about the initiator that transmitted the callback request) may be acquired.
　第２に、コールバック制御部１６０は、輻輳検出部１５０から提供される輻輳情報、コールバック格納部１７０に格納されている情報、アプリケーションブロック１４０から提供される情報のいずれか１つ又は複数に基づいて、コールバックを開始するために適したタイミングを判断する機能を有している。例えば、コールバック制御部１６０は、輻輳検出部１５０によって検出された情報によりアップリンクの輻輳が５０％より低くなったと判断された場合に、アプリケーションブロック１４０からの情報に基づき、コールバックが主にアップリンク方向のトラフィックである場合には、コールバックをトリガしてもよい。実際、各アプリケーションは、アプリケーションによって生成されるトラフィックの種類において許容し得る特定の輻輳の閾値を有していてもよい。このような閾値は、輻輳レベル（例えば、上記のようにパーセントで表現、又は複数の値（レベル１～レベル５））として指定されずに、例えば、アップリンク／ダウンリンクに必要な帯域幅（ビットレート）など、その他のトラフィック特性として指定されていてもよい。このような閾値は閾値マップ１８０に格納される。コールバック制御部１６０は、輻輳検出部１５０から通知された輻輳の程度に関する情報と、閾値マップ１８０に格納されているアプリケーションに関する閾値（輻輳レベル、ビットレート）とを比較し、現在の輻輳の程度がアプリケーションによるトラフィックを許容し得ると判断できる場合に、コールバックをトリガする。なお、現状の輻輳の程度を表す情報とアプリケーションの閾値を表す情報が同種の情報である場合（例えば、両方が上記のような輻輳レベル値）は、両者を比較することで判断できるが、異なる種類の情報である場合（例えば、輻輳の程度：輻輳レベル値、アプリケーションの閾値：ビットレート）、コールバック制御部１６０は、両者の対応関係を定めたマッピングテーブルを参照する。マッピングテーブルには、基地局から通知された輻輳の程度に関する情報が、アプリケーションの閾値にどう対応するかが定義されている（例えば、レベル３＝５Ｍｂｐｓ～１０Ｍｂｐｓ）。マッピングテーブルは、ネットワーク内の情報サーバ（ＡＮＤＳＦ、ＨＳＳ）やＭＴＣサーバなどに問い合わせを行い取得するか、又はレスポンダ２３０に予め格納されていてもよい。また、閾値は、アプリケーションのベアラと関連付けられているTraffic Flow Templates（ＴＦＴ）又はQuality-of-Service Control Indicator（ＱＣＩ）を参照することによって、ネットワークから取得することも可能である。また、ＭＭＥに対して送信した制御メッセージが拒絶されたことで、拒絶メッセージを受信した通信デバイスがＭＭＥにおいて輻輳が起きていることを検出した場合、拒絶メッセージで通知されたバックオフタイマが有効である間はＭＭＥが輻輳中であると判断する。一方、バックオフタイマが存在しない、あるいは既に時間間隔が経過している（有効期限が切れている）場合は、ＭＭＥの輻輳は解消されたと判断し、コールバックをトリガする。なお、本明細書では、輻輳状態かどうか（輻輳状態が起こっているかなくなったか）という表現をするが、これは、例えば、輻輳レベルが閾値以上か閾値よりも下かということを表している。 Second, the callback control unit 160 converts the congestion information provided from the congestion detection unit 150, the information stored in the callback storage unit 170, and the information provided from the application block 140 into one or more of them. Based on this, it has a function of determining a suitable timing for initiating a callback. For example, if the callback control unit 160 determines that the uplink congestion is lower than 50% based on the information detected by the congestion detection unit 150, the callback control unit 160 mainly uses the callback based on the information from the application block 140. A callback may be triggered if the traffic is in the uplink direction. In fact, each application may have a specific congestion threshold that can be tolerated in the type of traffic generated by the application. Such a threshold is not specified as a congestion level (e.g. expressed as a percentage as described above or as multiple values (level 1 to level 5)), for example, the bandwidth required for the uplink / downlink ( Other traffic characteristics such as bit rate). Such threshold values are stored in the threshold map 180. The callback control unit 160 compares the information about the degree of congestion notified from the congestion detection unit 150 with the threshold values (congestion level and bit rate) about the application stored in the threshold map 180, and the current degree of congestion. Trigger a callback when it can be determined that can tolerate traffic by the application. In addition, when the information indicating the current level of congestion and the information indicating the application threshold value are the same type of information (for example, both are the congestion level values as described above), they can be determined by comparing the two, but are different. In the case of the type information (for example, the degree of congestion: congestion level value, application threshold: bit rate), the callback control unit 160 refers to a mapping table that defines the correspondence between the two. The mapping table defines how the information on the degree of congestion notified from the base station corresponds to the application threshold (for example, level 3 = 5 Mbps to 10 Mbps). The mapping table may be acquired by making an inquiry to an information server (ANDSF, HSS) or MTC server in the network, or may be stored in the responder 230 in advance. The threshold value can also be obtained from the network by referring to Traffic Flow Templates (TFT) or Quality-of-Service Control Indicator (QCI) associated with the bearer of the application. In addition, when the control device transmitted to the MME is rejected and the communication device that has received the rejection message detects that the MME is congested, the back-off timer notified by the rejection message is effective. For some time, it is determined that the MME is congested. On the other hand, if the back-off timer does not exist or the time interval has already passed (the expiration date has expired), it is determined that the congestion of the MME has been resolved, and a callback is triggered. In this specification, it is expressed whether it is a congestion state (whether the congestion state has occurred or not). This indicates, for example, whether the congestion level is equal to or higher than a threshold value or lower than the threshold value.
　第３に、コールバック制御部１６０は、通信デバイスが最早輻輳状態のセルに存在しないと判断された場合に、以前格納したコールバックに応答すべきかどうか、及び、応答に含ませるべき情報を決定することが可能である。この決定は、例えば、コールバックのイニシエータ又は他のノードへのデータが存在するかどうかなど、様々な要素に依存してもよい。 Third, the callback control unit 160 determines whether or not to respond to the previously stored callback when it is determined that the communication device is no longer present in the congested cell, and information to be included in the response. Is possible. This determination may depend on various factors such as, for example, whether there is data to the initiator of the callback or other nodes.
　信号パス１９５によって、コールバック制御部１６０は、ＮＡＳブロック１３０で受信したページングメッセージからコールバック情報を抽出することが可能となる。また、信号パス１９５によって、コールバック制御部１６０は、ＮＡＳブロック１３０に対して、例えばサービスリクエストや位置更新などの制御メッセージを送信させるようトリガすることも可能であり、これらの制御メッセージによって適切なコールバック応答を伝送させることも可能である。また、信号パス１９７によって、輻輳検出部１５０は、輻輳状態が検出されたかあるいはなくなったかをコールバック制御部１６０へ通知することが可能となる。また、信号パス１９６によって、コールバック制御部１６０は、アプリケーションブロック１４０の適切なアプリケーションから送信すべきデータが存在するかどうかを判断することが可能となり、さらに、閾値マップ１８０に格納されるべき適切な閾値をアプリケーション１４０から取得することが可能となる。 By the signal path 195, the callback control unit 160 can extract the callback information from the paging message received by the NAS block 130. Also, the signal path 195 can cause the callback control unit 160 to trigger the NAS block 130 to transmit a control message such as a service request or a location update. It is also possible to transmit a callback response. Further, the signal path 197 allows the congestion detection unit 150 to notify the callback control unit 160 whether or not the congestion state has been detected. Further, the signal path 196 allows the callback control unit 160 to determine whether there is data to be transmitted from an appropriate application in the application block 140, and further, the appropriate value to be stored in the threshold map 180. It is possible to acquire a threshold value from the application 140.
＜シナリオ例＞
　次に、本発明を容易に理解できるようにするため、まず、図２を参照しながら、適用シナリオの一例について説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるネットワーク構成の一例を示す図である。 <Example scenario>
Next, in order to easily understand the present invention, first, an example of an application scenario will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of a network configuration according to the embodiment of the present invention.
　図２には、セルラネットワーク２２０を通じて、通信デバイス２３０、通信デバイス２１０ｂとサーバ２１０ａとの間のマシントゥーマシン通信アプリケーションの構成が図示されている。なお、以下では、本発明への理解を容易にするため、サーバ２１０ａ又は通信デバイス２１０ｂを、イニシエータ２１０という用語を用いて表すことがある。これは、サーバ２１０ａ又は通信デバイス２１０ｂのどちらかが、通信デバイス２３０とデータ通信を開始する（すなわち、イニシエータとなる）状況を一般化したものである。また、同様の理由で、通信デバイス２３０を、レスポンダ２３０という用語を用いて表すことがある。 FIG. 2 illustrates a configuration of a machine-to-machine communication application between the communication device 230, the communication device 210b, and the server 210a through the cellular network 220. Hereinafter, in order to facilitate understanding of the present invention, the server 210a or the communication device 210b may be represented using the term initiator 210. This is a generalization of the situation where either the server 210a or the communication device 210b starts data communication with the communication device 230 (that is, becomes an initiator). For the same reason, the communication device 230 may be expressed using the term responder 230.
　通常のセルラネットワーク２２０は、様々なセルラ基地局ｅＮＢ２２１、ｅＮＢ２２２、ｅＮＢ２２３、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ：Mobility Management Entity）２２４、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ：Serving Gateway）２２６、パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮＧＷ：Packet Data Network Gateway）２２８を有している。なお、図２は、アクセスシステムとしてＬＴＥを用いた場合の構成を示しているが、ＵＭＴＳを用いた場合は、ｅＮＢはＲＮＣ／ＢＳＣ、ＭＭＥはＳＧＳＮ、ＰＧＷはＧＧＳＮに置き換えられる。 The normal cellular network 220 includes various cellular base stations eNB221, eNB222, eNB223, mobility management entity (MME) 224, serving gateway (SGW) 226, packet data network gateway (PDNGW). Gateway) 228. FIG. 2 shows a configuration when LTE is used as the access system. However, when UMTS is used, eNB is replaced with RNC / BSC, MME is replaced with SGSN, and PGW is replaced with GGSN.
　基地局ｅＮＢ２２１、ｅＮＢ２２２、ｅＮＢ２２３はそれぞれ、各サービスエリア範囲で通信デバイスへセルラ無線アクセスを提供する。例えば、通信デバイス２３０が位置２４１に存在する場合、通信デバイス２３０は、無線接続２５１を通じてｅＮＢ２２１へ接続することによって、ネットワーク２２０へのアクセスを得る。また、通信デバイス２３０が位置２４２に存在する場合、通信デバイス２３０は、無線接続２５２を通じてｅＮＢ２２２へ接続することによって、ネットワーク２２０へのアクセスを得る。同様に、通信デバイス２１０ｂは、無線接続２５３を通じてｅＮＢ２２３へ接続することによって、ネットワーク２２０へのアクセスを得る。 Each of the base stations eNB221, eNB222, eNB223 provides cellular radio access to communication devices in each service area range. For example, if the communication device 230 is at location 241, the communication device 230 gains access to the network 220 by connecting to the eNB 221 through the wireless connection 251. Also, if the communication device 230 is at location 242, the communication device 230 gains access to the network 220 by connecting to the eNB 222 through the wireless connection 252. Similarly, the communication device 210 b gains access to the network 220 by connecting to the eNB 223 through the wireless connection 253.
　また、ＭＭＥ２２４は、セルラネットワーク２２０へ接続されている通信デバイスのモビリティを管理する。また、ＳＧＷ２２６は、基地局のグループにおける通信デバイスのアンカポイントである。ＭＭＥ２２４の指示の下、通信デバイスが現在接続されているＳＧＷ２２６と基地局との間において、通信デバイスに関する適切なベアラが確立される。ＰＤＮＧＷ２２８は、セルラネットワーク２２０と他のパケット交換ネットワーク（グローバルインターネット）との間のゲートウェイである。ＰＤＮＧＷ２２８は、通信デバイスに関するデータパケットを受信すると（例えば、接続２５９を通じてサーバ２１０ａから送られたデータパケット）、パケットをサービングゲートウェイＳＧＷ２２６へ発送する。そして、ＳＧＷ２２６は、基地局との間で確立されたベアラを通じて、通信デバイスへパケットを転送する。 In addition, the MME 224 manages the mobility of the communication device connected to the cellular network 220. The SGW 226 is an anchor point of a communication device in a group of base stations. Under the direction of the MME 224, an appropriate bearer for the communication device is established between the SGW 226 to which the communication device is currently connected and the base station. The PDNGW 228 is a gateway between the cellular network 220 and other packet switched networks (global Internet). When PDNGW 228 receives a data packet for a communication device (eg, a data packet sent from server 210a over connection 259), PDNGW 228 routes the packet to serving gateway SGW 226. Then, the SGW 226 transfers the packet to the communication device through a bearer established with the base station.
　ここで、マシントゥーマシン通信の例を使用して、通信デバイス２３０が接続している基地局ｅＮＢ２２１が輻輳状態にある場合を考える。イニシエータ２１０（サーバ２１０ａ又は通信デバイス２１０ｂのどちらか）が通信デバイス２３０とデータ通信を開始すると、ネットワーク２２０は、通信デバイス２３０が輻輳状態のセル内に位置しているので、通信デバイス２３０がこのデータ通信に応答できないことを発見する。その結果、ネットワーク２２０は、輻輳通知をイニシエータ２１０へ送信する。しかしながら、イニシエータ２１０は、いつ輻輳がなくなるのか（あるいは、いつデータ通信が可能となる程度まで輻輳が減少するのか）を知る方法が全くない。したがって、イニシエータ２１０は、定期的にデータ通信を開始しようとし続ける。ｅＮＢ２２１の輻輳状態が長時間持続している場合には、イニシエータ２１０による試みは、ネットワーク２２０に不要なシグナリングを加えてしまうことになる。さらに、イニシエータ２１０が通信デバイス２１０ｂである場合には、このような試みは、無線接続２５３においてシグナリング負荷を生成してしまうことになり、他のセルラ通信に影響を与えてしまうかもしれない。さらに、シグナリング負荷は、通信デバイス２１０ｂのバッテリパワーを浪費させることになる。 Here, a case where the base station eNB 221 to which the communication device 230 is connected is in a congestion state will be considered using an example of machine-to-machine communication. When the initiator 210 (either the server 210a or the communication device 210b) starts data communication with the communication device 230, the network 220 is located in a cell in which the communication device 230 is congested. Discover the inability to respond to communications. As a result, the network 220 transmits a congestion notification to the initiator 210. However, the initiator 210 has no way of knowing when congestion will disappear (or when congestion will decrease to the extent that data communication is possible). Therefore, the initiator 210 keeps trying to start data communication periodically. If the congestion state of the eNB 221 persists for a long time, an attempt by the initiator 210 adds unnecessary signaling to the network 220. Further, if the initiator 210 is the communication device 210b, such an attempt will create a signaling load on the wireless connection 253 and may affect other cellular communications. In addition, the signaling load wastes battery power of the communication device 210b.
＜コールバック登録＞
　本発明の好適な一実施の形態によれば、レスポンダ２３０とのデータセッションを開始する際に、イニシエータ２１０がコールバックに関して登録できるようにすることによって、上記の問題を防ぐことが可能となる。これによって、ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０が輻輳状態にあることを通知できるようになる。イニシエータ２１０は、輻輳状態であることを受信すると、レスポンダ２３０が輻輳状態ではなくなった際に送信する通知をネットワーク２２０から受信するまで待機する。これにより、イニシエータ２１０は、余分なシグナリングを生成することなく（すなわち、レスポンダ２３０が輻輳状態のセルに存在しているにもかかわらず、接続の試みを行うことなく）、データセッションを再び開始することが可能となる。 <Callback registration>
According to a preferred embodiment of the present invention, the above problem can be prevented by allowing the initiator 210 to register for a callback when initiating a data session with the responder 230. As a result, the network 220 can notify that the responder 230 is in a congested state. When the initiator 210 receives that it is in a congested state, the initiator 210 waits until it receives a notification from the network 220 to be transmitted when the responder 230 is no longer congested. This allows the initiator 210 to reinitiate the data session without generating extra signaling (ie, without attempting a connection despite the responder 230 being in a congested cell). It becomes possible.
　図３Ａは、上記説明に従ったシグナリングフロー図を示す。図３Ａにおいて、イニシエータ２１０は、まず、レスポンダ２３０とのデータセッションを開始する。これは、データパケット３１０によって示される。データパケット３１０は、さらに、コールバック要求を示す制御信号を含んでいる。ネットワーク２２０は、このコールバック要求を含むデータパケットを受信すると、レスポンダ２３０の位置をチェックし、レスポンダ２３０が輻輳状態のセルに存在して応答することができないと判断する。これは、図３Ａにおいて処理３１５として示されている。この判断が行われると、ネットワーク２２０は、２つの処理を実行する。第１に、ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０へページングメッセージ３２０を送信する。このページングメッセージ３２０は、コールバック情報を含んでおり、レスポンダ２３０はコールバック情報を抽出してコールバック制御部１６０に格納する。第２に、ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０が輻輳状態のセルに存在していることをイニシエータ２１０に通知する。これは輻輳通知３２４によって示されている。 FIG. 3A shows a signaling flow diagram according to the above description. In FIG. 3A, the initiator 210 first starts a data session with the responder 230. This is indicated by data packet 310. Data packet 310 further includes a control signal indicating a callback request. When the network 220 receives the data packet including the callback request, the network 220 checks the position of the responder 230 and determines that the responder 230 exists in a congested cell and cannot respond. This is shown as operation 315 in FIG. 3A. When this determination is made, the network 220 executes two processes. First, the network 220 sends a paging message 320 to the responder 230. The paging message 320 includes callback information, and the responder 230 extracts the callback information and stores it in the callback control unit 160. Second, the network 220 notifies the initiator 210 that the responder 230 is present in a congested cell. This is indicated by the congestion notification 324.
　通常、通信デバイスは、ページング要求を受信すると、サービス要求で応答を行う。ここで、レスポンダ２３０は、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に位置している場合にコールバック情報が付加されたページングリクエストを受信したときには、サービス要求の送信を控える抑制部を有している。また、ＭＭＥから通知されたバックオフタイマが有効である場合に、コールバック情報が付加されたページング要求を受信したときも同様に、サービス要求（Service Request）の送信を行わない。なお、ページングにコールバック情報が付加されていなかったとしても、バックオフタイマが有効である場合は、サービス要求を送信しないよう構成されていてもよい。これは、コールバック情報が、後で輻輳がなくなった場合に、通信デバイスがコールバックを実行できる旨を通知することによる。これにより、輻輳状態のセルやＭＭＥの更なる負荷（更なる輻輳の原因）を抑えることが可能となる。 Normally, when a communication device receives a paging request, it responds with a service request. Here, the responder 230 has a suppression unit that refrains from transmitting a service request when receiving a paging request with callback information added when the responder 230 is located in a congested cell. Similarly, when the back-off timer notified from the MME is valid, when a paging request with callback information added is received, a service request (Service （Request) is not transmitted. Even if the callback information is not added to the paging, the service request may not be transmitted if the back-off timer is valid. This is because the callback information notifies that the communication device can execute the callback when congestion is later eliminated. Thereby, it becomes possible to suppress the further load (cause of the further congestion) of the cell and MME of a congestion state.
　その後、レスポンダ２３０のコールバック制御部１６０は、コールバック応答をトリガすることを決定する。これは処理３４０によって示されている。先に述べたように、この決定は、様々な要素に基づいて行われ得る。例えば、レスポンダ２３０の輻輳検出部１５０は、輻輳状態のセル内にレスポンダ２３０が最早存在しないことを検出してもよい。これは、例えば、レスポンダ２３０が輻輳状態にないセルに移動した場合などが想定される。また、検出される輻輳レベルが、コールバックに関連するアプリケーションのＱｏＳ（サービス品質：Quality of Service）要件にマッピングされたある閾値よりも下に落ちたことを検出してもよい。例えば、レスポンダ２３０は、格納されたコールバック情報から、イニシエータ２１０がコールバック要求を開始した理由がレスポンダ２３０からセンサの読み取り結果を得ることであると把握する。これは、ダウンリンクトラフィックより多くのアップリンクトラフィックが生成されることを意味する。輻輳検出部１５０が、アップリンクの輻輳レベルが、センサ計測結果の送信（アップリンク送信）を更に行った場合でも輻輳レベルに影響を与えないであろうレベル以下になったと検出したとき、輻輳レベルが閾値よりも下になったと考えられる。なお、これは、現在のダウンリンクの輻輳レベルとは無関係である。また、ＭＭＥへ送信した制御メッセージに対してバックオフタイマを含む拒絶メッセージを受信している場合は、受信したバックオフタイマの時間間隔が経過した（有効期限が残っているタイマが存在しない）際に、コールバック応答をトリガすることを決定する。 After that, the callback control unit 160 of the responder 230 determines to trigger the callback response. This is indicated by process 340. As stated earlier, this determination can be made based on various factors. For example, the congestion detector 150 of the responder 230 may detect that the responder 230 no longer exists in a congested cell. This is assumed, for example, when the responder 230 moves to a cell that is not congested. It may also be detected that the detected congestion level falls below a certain threshold mapped to the QoS (Quality of Service) requirements of the application associated with the callback. For example, the responder 230 recognizes from the stored callback information that the reason why the initiator 210 has started the callback request is to obtain a sensor reading result from the responder 230. This means that more uplink traffic is generated than downlink traffic. When the congestion detection unit 150 detects that the uplink congestion level is below a level that will not affect the congestion level even when sensor measurement result transmission (uplink transmission) is further performed, the congestion level Is considered to be below the threshold. Note that this is independent of the current downlink congestion level. In addition, when a rejection message including a back-off timer is received for the control message transmitted to the MME, when the time interval of the received back-off timer has elapsed (there is no timer with an expired period) Decide to trigger a callback response.
　その結果、コールバック制御部１６０は、レスポンダ２３０が制御信号３５０をネットワーク２２０へ送信するようトリガする。制御信号３５０は、レスポンダ２３０がコールバックを要求したノードからの接続を受け入れる準備があることをネットワーク２２０に通知するコールバック応答である。そして、ネットワーク２２０は、送信可（Clear to send）信号３５４をイニシエータ２１０へ送信する。これは、イニシエータ２１０が、再びレスポンダ２３０とのデータ通信の確立を試みるトリガとなる。輻輳状態がもはや存在しないので、処理３７０によって示されているように、データ通信の確立に成功する。 As a result, the callback control unit 160 triggers the responder 230 to transmit the control signal 350 to the network 220. Control signal 350 is a callback response that informs network 220 that responder 230 is ready to accept connections from the node that requested the callback. Then, the network 220 transmits a transmission ready (Clear to send) signal 354 to the initiator 210. This triggers the initiator 210 to attempt to establish data communication with the responder 230 again. Since the congestion state no longer exists, the data communication is successfully established as indicated by process 370.
　本発明によれば、この好適な一実施の形態で示されるように、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在する場合に、イニシエータ２１０によって繰り返されるレスポンダ２３０とのデータ通信を開始する試みによって発生し得る不要なシグナリングをなくすことが可能となる。これによって、本発明の目的が実現される。 In accordance with the present invention, as shown in this preferred embodiment, it is caused by repeated attempts to initiate data communication with the responder 230 by the initiator 210 when the responder 230 is present in a congested cell. It is possible to eliminate unnecessary signaling that may occur. Thereby, the object of the present invention is realized.
＜通信デバイスが輻輳状態のセル内に存在することをネットワークが把握する方法＞
　図３Ａにおいて、処理３１５は、ネットワーク２２０がレスポンダ２３０の位置をチェックし、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在して応答することができないと判断するものである。ネットワーク２２０がこれを判断する方法としては、様々な方法が存在し得る。 <How the network knows that a communication device exists in a congested cell>
In FIG. 3A, process 315 is where the network 220 checks the location of the responder 230 and determines that the responder 230 is in a congested cell and cannot respond. There are various ways in which the network 220 can determine this.
　第１に、レスポンダ２３０が現在存在している実際のセルをネットワーク２２０が把握してもよい。これは、レスポンダ２３０が固定デバイス（例えば、スマートメータ）であることが分かっている場合であってもよい。また、これは、ネットワーク２２０が、レスポンダ２３０に対して、セルの変更（移動）があった場合には常に位置更新を送信するよう設定する場合であってもよい。具体的には、輻輳状態となった基地局はＳＧＷ２２６に対して輻輳状態にあることを通知する。この通知を受けているＳＧＷ２２６が、イニシエータ２１０が送信したメッセージ３１０をＰＤＮＧＷ２２８経由で受信した際、メッセージ３１０の宛て先が輻輳状態にある基地局に接続しているレスポンダ２３０であると判断した場合、ＭＭＥ２２４に対してコールバック情報が付加されたページング３２０をレスポンダ２３０に対して送信するよう指示する。別の方法として、輻輳状態にある基地局はＭＭＥ２２４に対して輻輳状態にあることを通知する。この通知を受けているＭＭＥ２２４が、ＳＧＷ２２６からレスポンダ２３０宛てのデータパケットが届いていることを示す通知（ＤＤＮ（Down Link Data Notification））を受信した際に、レスポンダ２３０が輻輳状態にある基地局と同じトラッキングエリアに位置しているか否かを判断し、同じトラッキングエリアに位置している場合に、コールバック情報を付加したページングをレスポンダ２３０へ送信する。また、ＭＭＥ２２４が輻輳している場合においても同様に、ＭＭＥ２２４が、ＳＧＷ２２６からレスポンダ２３０に対するＤＤＮを受信した場合、コールバック情報を付加したページングをレスポンダ２３０へ送信する。これにより、レスポンダ２３０から送信されるページングに対する応答（Service Request）が輻輳しているＭＭＥ２２４に送信されることを防ぐことが可能となる。 First, the network 220 may grasp the actual cell where the responder 230 currently exists. This may be the case when it is known that the responder 230 is a fixed device (eg, smart meter). In addition, this may be a case where the network 220 is set to always send a location update to the responder 230 when there is a cell change (movement). Specifically, the base station that has become congested notifies the SGW 226 that it is congested. When the SGW 226 receiving this notification receives the message 310 transmitted by the initiator 210 via the PDN GW 228 and determines that the destination of the message 310 is the responder 230 connected to the base station in a congested state, It instructs the MME 224 to transmit the paging 320 with the callback information added to the responder 230. Alternatively, a base station in a congestion state notifies the MME 224 that it is in a congestion state. When the MME 224 receiving this notification receives a notification (DDN (Down Link Data Notification)) indicating that a data packet addressed to the responder 230 has arrived from the SGW 226, the responder 230 is in a congested base station. It is determined whether or not they are located in the same tracking area, and when they are located in the same tracking area, paging with callback information added is transmitted to the responder 230. Similarly, when the MME 224 is congested, when the MME 224 receives the DDN for the responder 230 from the SGW 226, the MME 224 transmits the paging with the callback information added thereto to the responder 230. Accordingly, it is possible to prevent a response (Service に 対 す る Request) to paging transmitted from the responder 230 from being transmitted to the congested MME 224.
　第２に、ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０が存在していることが現在分かっているトラッキングエリア内のすべての輻輳状態ではないセルにおいて、レスポンダ２３０のページングを試みてもよい（例えば、トラッキングエリアはいくつかのセルによって構成されており、トラッキングエリア内のセル間を移動したとき、モバイル端末は位置更新を行う必要がない）。ページングに対して応答が無い場合には、ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０が現在トラッキングエリア内の輻輳状態のセルに存在していると把握する。 Second, the network 220 may attempt to page the responder 230 in all non-congested cells in the tracking area where it is currently known that the responder 230 is present (eg, how many tracking areas are there) The mobile terminal does not need to update the location when moving between cells in the tracking area). If there is no response to the paging, the network 220 recognizes that the responder 230 is currently present in a congested cell in the tracking area.
＜コールバック情報が送信される方法＞
　図３で図示されているコールバックメカニズムは、本発明の顕著な特徴について説明するために一般化されている。当業者であれば、これを実現する方法として、様々な方法が存在することが分かるであろう。 <How callback information is sent>
The callback mechanism illustrated in FIG. 3 has been generalized to explain the salient features of the present invention. One skilled in the art will recognize that there are various ways to accomplish this.
　第１に、コールバック情報が、完全にページングメッセージに挿入されてもよい。なお、コールバック情報には、例えば、これがコールバック情報であることを示すタイプ識別子や、このコールバックに関連付けられているデータセッションのイニシエータ２１０の識別子などが含まれてもよいが、これらに限定されるものではない。第２に、無線通信の容量を減少させるため、ページングメッセージに含まれるコールバック情報が、コールバックの一時的な識別子のみを含むようにしてもよい。この場合、このコールバックに関連付けられているイニシエータ２１０に関する実際の情報は、コールバックエントリとしてネットワーク２２０に格納されてもよい。同様に、レスポンダ２３０から送信される制御信号（コールバック応答）に含まれるコールバック情報は、ページングメッセージで伝送されるすべての情報を含んでいてもよく、また、単純に、ネットワーク２２０に格納されているコールバックエントリをネットワーク２２０が識別するための識別子であってもよい。なお、レスポンダ２３０が、イニシエータ２１０によってコールバックが要求されていることを知る方法は、ページングメッセージ３２０内のコールバック情報を抽出する方法に限定されない。例えば、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に位置していることを認識している際にページングメッセージ３２０を受けた場合、イニシエータ２１０へコールバックが必要であると判断し、コールバック情報をコールバック制御部１６０へ格納する。また、別の例として、ＭＭＥ２２４へ送信した制御メッセージに対してバックオフタイマを含む拒絶メッセージを受信している通信デバイスが、そのバックオフタイマが経過していない間にページングメッセージ３２０を受けた場合、イニシエータ２１０へコールバックが必要であると判断し、コールバック情報をコールバック制御部１６０へ格納する。さらに別の例として、レスポンダ２３０は、輻輳状態のセル内に位置していることを認識している際にページングメッセージ３２０を受けた場合、ＴＡＵ（Tracking Area Update）リクエストメッセージを送信し、そのメッセージの応答であるＴＡＵレスポンスメッセージの中で、イニシエータ２１０へコールバックが必要であることの通知を受けてもよい。また別の例として、コールバック情報を含まない通常のページングを受けた後、ネットワーク２２０に対してコネクションを確立する際のＭＭＥ２２４やｅＮＢとやり取りする通常のシグナリングの中で、受信したページングの要求元のデバイスへコールバックが必要であることを示す通知を受けてもよい。なお、レスポンダ２３０は、この通知とともにコールバック情報を取得してもよい。さらに別な例として、コールバック情報を含まない通常のページングを受けた後、ネットワーク２２０に対してコネクションを確立する際のＭＭＥ２２４又はｅＮＢとやり取りするシグナリングの中で、アクセスネットワークにおいて輻輳が発生していることを示す通知を受けてもよい。この通知を受けたレスポンダ２３０は、受信したページングの要求元のデバイス（イニシエータ２１０）へコールバックが必要であると判断してもよいし、コールバックを要求しているか否かを確認するためにＭＭＥ２２４又はｅＮＢ２２２、さらにはネットワーク内の情報サーバ（ＡＮＤＳＦ、ＨＳＳ）やＭＴＣサーバなどへ問い合わせを行ってもよい。なお、レスポンダ２３０は、問い合わせの結果通知とともにコールバック情報を取得してもよい。 First, callback information may be completely inserted into the paging message. The callback information may include, for example, a type identifier indicating that this is callback information, an identifier of the initiator 210 of the data session associated with this callback, and the like. It is not done. Second, in order to reduce the wireless communication capacity, the callback information included in the paging message may include only a temporary identifier of the callback. In this case, actual information regarding the initiator 210 associated with this callback may be stored in the network 220 as a callback entry. Similarly, the callback information included in the control signal (callback response) transmitted from the responder 230 may include all the information transmitted in the paging message, and is simply stored in the network 220. It may also be an identifier for the network 220 to identify the callback entry that is present. The method for the responder 230 to know that the callback is requested by the initiator 210 is not limited to the method for extracting the callback information in the paging message 320. For example, when the paging message 320 is received when the responder 230 recognizes that it is located in a congested cell, it is determined that a callback is necessary for the initiator 210 and the callback information is called back. Store in the control unit 160. As another example, when a communication device receiving a rejection message including a back-off timer for a control message transmitted to the MME 224 receives a paging message 320 while the back-off timer has not elapsed. The initiator 210 determines that a callback is necessary, and stores the callback information in the callback control unit 160. As yet another example, if the responder 230 receives a paging message 320 while recognizing that it is located in a congested cell, it sends a TAU (Tracking Area Update) request message and the message In the TAU response message that is a response to the above, the initiator 210 may be notified that a callback is necessary. As another example, the paging request source received in normal signaling exchanged with the MME 224 or eNB when establishing a connection to the network 220 after receiving normal paging that does not include callback information. You may receive notifications indicating that a callback is required to your device. Note that the responder 230 may acquire callback information together with this notification. As another example, congestion occurs in the access network in the signaling exchanged with the MME 224 or eNB when establishing a connection to the network 220 after receiving normal paging without callback information. You may receive the notification which shows. Upon receiving this notification, the responder 230 may determine that a callback is required to the device (initiator 210) that has received the paging request, and confirm whether or not the callback is requested. An inquiry may be made to the MME 224 or the eNB 222, and further to an information server (ANDSF, HSS), an MTC server, or the like in the network. The responder 230 may acquire the callback information together with the inquiry result notification.
　さらに、コールバック応答では、応答のタイプが示される（本明細書で後述するように、レスポンダ２３０は、データ接続の受け入れを通知する肯定的な応答を行ってもよく、レスポンダ２３０が代わりにデータ接続を開始することを通知する肯定的な応答を行ってもよく、あるいは、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れないことを通知する否定的な応答を行ってもよい）。また、コールバック応答は、制御メッセージ（サービス要求又は位置更新など）で伝送されてもよい。 In addition, the callback response indicates the type of response (as will be discussed later in this document, responder 230 may make a positive response notifying the acceptance of the data connection, and responder 230 may A positive response may be made notifying that the connection will be initiated, or a negative response may be made notifying that the responder 230 will not accept the data connection). The callback response may be transmitted in a control message (service request or location update).
＜コールバックを消去（フラッシュ）する＞
　上述の説明では、レスポンダ２３０がイニシエータ２１０によって開始されたデータ接続を受け入れる場合を示しているが、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れたくない場合も存在する。レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れないことを選択する理由は様々である。１つの理由として、レスポンダ２３０が低電力モードであり、不要な送信を実行したくない場合が挙げられる。また、別の理由として、レスポンダ２３０がまもなく別の計測を行おうとしており、まもなく古くなってしまうデータを送信するためにデータ接続を受け入れる意味がないことが挙げられる。また、別の理由として、データ接続が非対称（すなわち、ある方向に対して別の方向のトラフィックが多い）であり、より多くのトラフィックが存在する方向（例えば、計測結果の送信の場合にはアップリンク方向）において輻輳がまだ残っていることをレスポンダ２３０が把握する場合が挙げられる。これは、さらに、データが無用なものになってしまう時間までデータ接続が遅延してしまうことを意味する。 <Erase (flash) callback>
Although the above description shows a case where the responder 230 accepts a data connection initiated by the initiator 210, there may be cases where the responder 230 does not want to accept a data connection. There are various reasons why the responder 230 may choose not to accept a data connection. One reason is when the responder 230 is in a low power mode and does not want to perform unnecessary transmissions. Another reason is that the responder 230 is about to make another measurement shortly and there is no point in accepting the data connection to transmit data that will soon be out of date. Another reason is that the data connection is asymmetric (ie, there is a lot of traffic in one direction with respect to one direction) and there is more traffic in the direction where there is more traffic (for example, when sending measurement results) There is a case where the responder 230 grasps that congestion still remains in the link direction). This further means that the data connection is delayed until the time when the data becomes useless.
　図３Ｂには、このような場合に関連するメッセージシーケンス図が図示されている。シーケンス図の最初の部分は、図３Ａの最初の部分と同一である。なお、同一のメッセージには同一の参照符号が付与されており、ここでは説明を省略する。 FIG. 3B shows a message sequence diagram related to such a case. The first part of the sequence diagram is the same as the first part of FIG. 3A. Note that the same reference numerals are assigned to the same messages, and description thereof is omitted here.
　図３Ｂの主要なポイントは、処理３４２以降にある。処理３４２の間、コールバック制御部１６０は、コールバックが最早役に立たないと判断する。上述のように、この決定を行う方法は、複数の要素に基づいている。例えば、レスポンダ２３０は、低電力モードであるかもしれず、不要な伝送を行いたくないかもしれない。また、別の理由として、レスポンダ２３０は、別の計測をまもなく行おうとしており、まもなく古くなってしまうデータを送信するためにデータ接続を受け入れる意味がないと判断したからかもしれない。また、別の理由として、データ接続が非対称（すなわち、ある方向に対して別の方向のトラフィックが多い）であり、より多くのトラフィックが存在する方向において輻輳がまだ残っていることをレスポンダ２３０が把握したからかもしれない。これは、さらに、データが無用なものになってしまう時間までデータ接続が遅延してしまうことを意味する。 The main point of FIG. 3B is after the process 342. During the process 342, the callback control unit 160 determines that the callback is no longer useful. As mentioned above, the method of making this determination is based on a number of factors. For example, the responder 230 may be in a low power mode and may not want to perform unnecessary transmissions. Another reason may be that the responder 230 is about to take another measurement soon and determines that it does not make sense to accept a data connection to transmit data that will soon be out of date. Another reason is that the responder 230 indicates that the data connection is asymmetric (i.e., there is more traffic in one direction with respect to one direction) and there is still congestion in the direction where there is more traffic. It may be because I grasped it. This further means that the data connection is delayed until the time when the data becomes useless.
　この場合、レスポンダ２３０は、コールバックが消去されるべきであることを通知するコールバック応答（コールバックフラッシュ）３５５を送信する。ネットワーク２２０は、これを受信すると、データ失敗（Data failed）通知３５８をイニシエータ２１０へ送信し、コールバックがキャンセルされたこと、レスポンダ２３０がデータ通信開始を断ったことを通知する。このように、本発明の好適な一実施の形態によれば、レスポンダ２３０は、制御メッセージに挿入されたコールバックフラッシュをネットワーク２２０へ通知することによって、データ接続の開始を断るよう選択することが可能となり、イニシエータ２１０は、データ接続を再び試みることを中止する。これによって、本発明の目的が実現される。 In this case, the responder 230 transmits a callback response (callback flush) 355 notifying that the callback should be deleted. Upon receiving this, the network 220 transmits a data failure notification 358 to the initiator 210 to notify that the callback has been canceled and that the responder 230 has refused to start data communication. Thus, according to one preferred embodiment of the present invention, the responder 230 may choose to refuse to initiate the data connection by notifying the network 220 of the callback flush inserted in the control message. Initiator 210 ceases to attempt the data connection again. Thereby, the object of the present invention is realized.
＜閾値マップの取得＞
　処理３４０（図３Ａ）及び処理３４２（図３Ｂ）で閾値マップを使用するために、コールバック制御部１６０はアプリケーションに関連した情報をいくつか収集する必要がある。 <Acquisition of threshold map>
In order to use the threshold map in process 340 (FIG. 3A) and process 342 (FIG. 3B), the callback controller 160 needs to collect some information related to the application.
　第１に、コールバックに関連するアプリケーションを把握する必要がある。ほとんどのマシンデバイスが１つのアプリケーションのみを実行している場合には、これは容易かもしれない。また、ページング要求に含まれるコールバック情報は、コールバックがどのアプリケーションと関連するのかという通知を有していてもよい。通常、異なるアプリケーションは異なるポート番号を使用しており、単純に転送プロトコルナンバーを用いてもよい。さらに別の代替方法として、イニシエータ２１０の識別子に基づいてアプリケーションが検索されてもよい。これは、レスポンダ２３０で起動している各アプリケーションに関してイニシエータ２１０がそれぞれ異なる場合に使用可能である。 First, it is necessary to grasp the application related to the callback. This may be easy if most machine devices are running only one application. Further, the callback information included in the paging request may have a notification of which application the callback is associated with. Usually, different applications use different port numbers, and a simple transfer protocol number may be used. As yet another alternative, the application may be searched based on the identifier of the initiator 210. This can be used when the initiator 210 is different for each application running on the responder 230.
　第２に、アプリケーションのトラフィックパターンを把握する必要がある。これは、アプリケーションによって提供されてもよく、コールバック制御部１６０が、アプリケーションに関連して生成されたベアラに関連するトラフィックフローテンプレート（ＴＦＴ）から情報を抽出する必要があるかもしれない。この場合、コールバック制御部１６０は、関連するＴＦＴを把握するために必要となるベアラを確立しなければならないかもしれない。図３Ｃには、この実現方法が図示されている。 Second, it is necessary to grasp the traffic pattern of the application. This may be provided by the application, and the callback controller 160 may need to extract information from the traffic flow template (TFT) associated with the bearer generated in association with the application. In this case, the callback control unit 160 may have to establish a bearer necessary for grasping the related TFT. FIG. 3C illustrates this method of realization.
　シーケンス図の最初の部分は、図３Ａ及び図３Ｂの最初の部分と同一である。なお、同一のメッセージには同一の参照符号が付与されており、ここでは説明を省略する。図３Ｃでは、コールバック情報が付加されたページング要求３２０を受信した後、レスポンダ２３０が、処理３４５において閾値マップを構築する必要がある。なお、当業者であれば、閾値は、以前生成したものがキャッシュされてもよいことが分かるであろう。しかしながら、ここでは、キャッシュからのコピーが利用できないと仮定する（例えば、キャッシュが存在しない場合など）。なお、先述したように、レスポンダ２３０が、イニシエータ２１０がコールバックを要求しているか否かを知得する方法は、ページング要求３２０内にコールバック情報が含まれているか否かを確認する方法に限定されない。 The first part of the sequence diagram is the same as the first part of FIGS. 3A and 3B. Note that the same reference numerals are assigned to the same messages, and description thereof is omitted here. In FIG. 3C, after receiving the paging request 320 with the callback information added, the responder 230 needs to build a threshold map in operation 345. One skilled in the art will appreciate that previously generated thresholds may be cached. However, it is assumed here that a copy from the cache is not available (for example, when there is no cache). As described above, the method for the responder 230 to know whether or not the initiator 210 requests the callback is limited to a method for confirming whether or not the callback information is included in the paging request 320. Not.
　処理３４５の間、レスポンダ２３０は、信号３４６の送信によってアプリケーションに関連したベアラ（ユーザプレーン、コネクション）の確立を開始する。しかしながら、輻輳が発生しているので、通常のベアラ確立は認められない。このことから、信号３４６には、特別な通知が挿入される必要がある。この特別な通知は、このベアラ作成がデータ送信のために使用されるものではないことをネットワーク２２０へ通知するものである。このベアラ作成は、ベアラに対してネットワーク２２０が許可するＱｏＳを把握するためのものである（例えば、Policy and Charging Rules（ＰＣＲＦ）から）。この通知に基づいて、ネットワーク２２０（ＭＭＥ２２４やＳＧＷ２２６）は、単にＱｏＳ情報（ＴＦＴ）を取得し、実際にベアラを確立せずにレスポンダ２３０へＴＦＴを返信するだけでもよい（通知３４８）。また、レスポンダ２３０とネットワーク２２０の間に制御シグナリングのための実際のベアラ（コントロールプレーン、コネクション）が確立され、関連するＱｏＳ情報（ＴＦＴ）をレスポンダ２３０に通知できるようにしてもよい（通知３４８）。上記２つの代替方法によって、ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０がベアラに関連するパラメータ（例えば、ＱｏＳパラメータ）の読み出しだけを可能とし、ベアラを用いたデータ送信を行わないようにすることが可能となる。なお、上記の方法は、やや複雑であり、ネットワーク２２０が複雑さを求めていない場合には、単純に、通常の動作と同様に完全なベアラを構築することが可能である。この場合、ベアラ確立要求は、ベアラがデータ伝送に関連して生成されたものではないことを示すものであり、無線アクセスネットワークに対してベアラを通じて送信されるデータパケットの破棄を指示する必要がある。また、イニシエータの２１０との通信に使用する完全なベアラを確立する代わりに、ＭＴＣサーバとの通信が可能なベアラを確立し、ＭＴＣサーバへ問い合わせを行うことで、イニシエータとの通信に使用するＱｏＳ情報を取得してもよい。なお、イニシエータとの通信に必要なＱｏＳに関する情報を取得する方法としては、予めイニシエータに格納する方法や、確立したベアラから情報を取得する方法に限定されない。例えば、コールバック応答を送信する前に、レスポンダ（アプリケーション１４０又はＮＡＳブロック１９１、ＡＳブロック１２０）が、ネットワーク内の情報サーバ（Access Network Discovery and Selection Function（ＡＮＤＳＦ）、Home Subscriber Server（ＨＳＳ））やＭＴＣサーバなどに問い合わせを行い、受信したページングに関するベアラ情報（イニシエータとの通信に必要なＱｏＳに関する情報）を取得してもよい。なお、先述した、レスポンダ２３０が、イニシエータに対してコールバックする必要があるか否かを知る際に行う処理の中で、イニシエータとの通信に必要なＱｏＳ情報を取得してもよい。 During the process 345, the responder 230 starts to establish a bearer (user plane, connection) related to the application by transmitting a signal 346. However, due to congestion, normal bearer establishment is not allowed. For this reason, a special notification needs to be inserted into the signal 346. This special notification informs the network 220 that this bearer creation is not used for data transmission. This bearer creation is for grasping the QoS permitted by the network 220 for the bearer (for example, from Policy and Charging Rules (PCRF)). Based on this notification, the network 220 (MME 224 or SGW 226) may simply obtain QoS information (TFT) and simply return the TFT to the responder 230 without actually establishing a bearer (notification 348). In addition, an actual bearer (control plane, connection) for control signaling may be established between the responder 230 and the network 220, and related QoS information (TFT) may be notified to the responder 230 (notification 348). . The two alternative methods allow the network 220 to only allow the responder 230 to read parameters (eg, QoS parameters) associated with the bearer and not to transmit data using the bearer. Note that the above method is somewhat complicated, and when the network 220 does not require complexity, it is possible to simply construct a complete bearer in the same manner as a normal operation. In this case, the bearer establishment request indicates that the bearer is not generated in connection with data transmission, and it is necessary to instruct the radio access network to discard the data packet transmitted through the bearer. . In addition, instead of establishing a complete bearer used for communication with the initiator 210, a bearer capable of communicating with the MTC server is established, and an inquiry is made to the MTC server, so that QoS used for communication with the initiator can be obtained. Information may be acquired. Note that the method of acquiring information related to QoS necessary for communication with the initiator is not limited to a method of storing in the initiator in advance or a method of acquiring information from an established bearer. For example, before sending a callback response, the responder (application 140 or NAS block 191, AS block 120) is connected to an information server (Access ネ ッ ト ワ ー ク Network Discovery and Selection Function (ANDSF), Home Subscriber Server (HSS)) An inquiry may be made to the MTC server or the like, and the received bearer information relating to paging (information relating to QoS necessary for communication with the initiator) may be obtained. Note that the QoS information necessary for communication with the initiator may be acquired in the processing performed when the responder 230 knows whether or not it is necessary to call back to the initiator.
＜異なるタイプの応答＞
　上記では、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内でコールバック情報を取得した後に提供可能な２つの異なる応答について説明している。１つは、コールバックに対する肯定的な応答（図３Ａ）であり、もう１つは、コールバックに対する否定的な応答（図３Ｂ）である。実際には、コールバック制御部１６０によって行われる決定に基づいてレスポンダ２３０が提供可能な応答には、他のタイプのものも存在する。図４には、この決定方法の好適なフローチャートが図示されている。 <Different types of responses>
The above describes two different responses that the responder 230 can provide after obtaining callback information in a congested cell. One is a positive response to the callback (FIG. 3A), and the other is a negative response to the callback (FIG. 3B). In practice, there are other types of responses that the responder 230 can provide based on the decisions made by the callback controller 160. FIG. 4 shows a preferred flowchart of this determination method.
　ステップ４１０において、レスポンダ２３０はコールバック情報を含むページングメッセージを受信する。ステップ４２０において、レスポンダ２３０は、ページングメッセージからコールバック情報を抽出し、抽出されたコールバック情報を格納する。ステップ４３０に示されているように、輻輳レベルが、コールバックに関連しているアプリケーションのニーズからマッピングされる閾値より下であることが検出された場合には、ステップ４４０において、レスポンダ２３０は、イニシエータ２１０に送信すべきデータが存在しているかどうかをチェックする。 In step 410, the responder 230 receives a paging message including callback information. In step 420, the responder 230 extracts callback information from the paging message and stores the extracted callback information. As shown in step 430, if it is detected that the congestion level is below a threshold that is mapped from the needs of the application associated with the callback, in step 440, the responder 230 It is checked whether data to be transmitted to the initiator 210 exists.
　この決定方法はアプリケーションのニーズに基づいて行われてもよい。例えば、スマートメータのアプリケーションにおいて、レスポンダ２３０は、メータ読み取り結果に変更があるかどうかをチェックするためにイニシエータ２１０が通信を確立しようとしていると推定することが可能である。メータ読み取り結果に変更がないならば、レスポンダ２３０は、イニシエータ２１０へ送信すべきデータはないと結論付けることが可能である。また、別の例として、コールバック情報を含む受信ページングメッセージに、通信が開始される理由を示す特別なパラメータが挿入されるようにしてもよい。この通知された理由に基づいて、レスポンダ２３０は、イニシエータ２１０に送信すべきデータが存在するかどうかを判断することが可能となる。 This determination method may be performed based on application needs. For example, in a smart meter application, the responder 230 can infer that the initiator 210 is trying to establish communication to check if there is a change in the meter reading result. If there is no change in the meter reading result, the responder 230 can conclude that there is no data to send to the initiator 210. As another example, a special parameter indicating the reason for starting communication may be inserted into a received paging message including callback information. Based on the notified reason, the responder 230 can determine whether there is data to be transmitted to the initiator 210.
　ステップ４４０において、イニシエータ２１０に送信すべきデータが存在しないと判断された場合には、コールバック制御部１６０は、ステップ４５０において、他のノードへ送信すべきデータが存在するかどうかをアプリケーションに対して確認する。送信すべきデータが存在しない場合には、ステップ４５２において、コールバックフラッシュ通知を含む制御信号が送信される。この例では、ネットワーク２２０にコールバックの消去を要求するコールバックフラッシュ通知と共に、位置更新（あるいは、トラッキングエリア更新）が送信される。一方、他のノードに送信するデータが存在する場合には、ステップ４５４において、コールバックフラッシュ通知を含む制御信号が送信される。他のノードに送信するデータが存在する場合には、制御信号は、ネットワーク２２０に対してコールバックの消去を要求するためのコールバックフラッシュ通知を伝送するサービス要求メッセージが用いられるべきである。 If it is determined in step 440 that there is no data to be transmitted to the initiator 210, the callback control unit 160 determines whether there is data to be transmitted to another node in step 450 to the application. To confirm. If there is no data to be transmitted, at step 452, a control signal including a callback flush notification is transmitted. In this example, a location update (or tracking area update) is transmitted together with a callback flush notification requesting the network 220 to delete the callback. On the other hand, when there is data to be transmitted to another node, in step 454, a control signal including a callback flush notification is transmitted. When there is data to be transmitted to another node, the control signal should be a service request message that transmits a callback flush notification for requesting the network 220 to delete the callback.
　また、ステップ４４０において、コールバックに応答時にイニシエータ２１０へ送信すべきデータが存在すると判断された場合には、コールバック制御部１６０は、コールバックとは無関係にイニシエータ２１０に送信すべき他の付加データが存在するかどうかをアプリケーションに対して確認する。例えば、スマートメータのアプリケーションにおいて、レスポンダ２３０は、メータ計測結果への応答に加え、イニシエータ２１０に対して、何らかの構成パラメータに関する問い合わせを行いたいかもしれない。他の付加データが特に無い場合には、ステップ４６２において、レスポンダ２３０は、通常のコールバック応答通知と共にサービス要求を送信する。コールバック応答通知は、ネットワークに対して、イニシエータ２１０がコールバックを開始するよう要求するものである。一方、イニシエータ２１０へ送信すべき他のタイプのデータが存在する場合には、レスポンダ２３０は、ステップ４６４において、コールバック開始不要通知と共にサービス要求を送信する。このコールバック開始不要通知は、コールバックがトリガされるが、レスポンダ２３０がデータ接続を開始するので、イニシエータ２１０はデータ接続を開始する必要がないことを、イニシエータ２１０に対して通知するものである。なお、上述した両方の場合において、アクティブなベアラが必要となるので、サービス要求メッセージは制御信号として送信される。なお、図４では、イニシエータ２１０がレスポンダ２３０に対してデータを要求している場合を想定しているため、ステップ４４０において、イニシエータ２１０に送信すべきデータが存在しないと判断した場合、レスポンダ２３０はコールバックフラッシュ通知を送信し、またコールバックフラッシュ通知を受けたイニシエータ２１０は、イニシエータ２１０へのコネクションの確立を中断する。しかし、イニシエータ２１０がレスポンダ２３０へ送信するデータを保持している場合、コールバックフラッシュ通知を受けた後、再びレスポンダ２３０へデータコネクションの確立を試みることができる。この時点では、イニシエータ２１０が存在するセルの輻輳は既に解消されているため、イニシエータ２１０はレスポンダ２３０に対してデータコネクションを確立し、データの送信を開始することができる。また、別の例として、レスポンダ２３０が、イニシエータ２１０がデータの送信を行おうとしていることを認識できる場合（例えば、レスポンダ２３０が取得したコールバック情報が、イニシエータ２１０がレスポンダ２３０へ送信するデータを保持していることを示している場合）、ステップ４４０において、レスポンダ２３０は、イニシエータ２１０へ送信すべきデータが存在しないと判断した場合であっても、コールバック応答を含むサービス要求を送信してもよい。 Further, when it is determined in step 440 that there is data to be transmitted to the initiator 210 when responding to the callback, the callback control unit 160 performs other addition to be transmitted to the initiator 210 regardless of the callback. Check with the application to see if data exists. For example, in a smart meter application, the responder 230 may want to make an inquiry about some configuration parameter to the initiator 210 in addition to responding to meter measurement results. If there is no other additional data, in step 462, the responder 230 transmits a service request together with a normal callback response notification. The callback response notification is a request for the initiator 210 to start a callback to the network. On the other hand, if there is another type of data to be transmitted to the initiator 210, the responder 230 transmits a service request together with a callback start unnecessary notification in step 464. This callback start unnecessary notification notifies the initiator 210 that the initiator 210 does not need to start data connection because the callback is triggered but the responder 230 starts data connection. . In both cases described above, since an active bearer is required, the service request message is transmitted as a control signal. In FIG. 4, since it is assumed that the initiator 210 requests data from the responder 230, if it is determined in step 440 that there is no data to be transmitted to the initiator 210, the responder 230 The initiator 210 that transmits the callback flush notification and receives the callback flush notification interrupts the establishment of the connection to the initiator 210. However, when the initiator 210 holds data to be transmitted to the responder 230, it can attempt to establish a data connection to the responder 230 again after receiving the callback flush notification. At this time, since the congestion of the cell in which the initiator 210 exists has already been eliminated, the initiator 210 can establish a data connection with the responder 230 and start data transmission. As another example, when the responder 230 can recognize that the initiator 210 is going to transmit data (for example, the callback information acquired by the responder 230 indicates the data that the initiator 210 transmits to the responder 230). In step 440, even if the responder 230 determines that there is no data to be transmitted to the initiator 210, it transmits a service request including a callback response. Also good.
　以下では、各タイプの通知の一例について説明する。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄでは、レスポンダ２３０がイニシエータ２１０からのコールバック要求に基づくコールバック情報を既に受信しており、処理３４０／３４２によって示されるように、現在の輻輳レベルに基づいてレスポンダ２３０がコールバック応答の送信の決定を開始すると仮定する。レスポンダ２３０は、コールバック情報に対する応答時に送信すべきデータが存在せず、かつ、他のノードに送信すべきデータが存在しないと判断した場合に、図５Ａのステップ５５５に示されているメッセージのように、コールバックフラッシュ通知を有する位置更新の制御信号を送信する。このコールバックフラッシュは、ネットワーク２２０に対して、レスポンダ２３０がコールバックに対する応答を行わないと決定したことを通知するものである。したがって、ネットワーク２２０は、データ失敗通知５５８をイニシエータ２１０へ送信する。この通知を受けた後、イニシエータ２１０はデータ接続処理を中止する。 Below, an example of each type of notification will be described. In FIGS. 5A, 5B, 5C, and 5D, the responder 230 has already received callback information based on the callback request from the initiator 210, and as indicated by process 340/342, the current congestion level is reached. Based on this, assume that responder 230 initiates a decision to send a callback response. When the responder 230 determines that there is no data to be transmitted when responding to the callback information and that there is no data to be transmitted to another node, the responder 230 displays the message shown in step 555 of FIG. 5A. As described above, a position update control signal having a callback flush notification is transmitted. This callback flush notifies the network 220 that the responder 230 has decided not to respond to the callback. Therefore, the network 220 transmits a data failure notification 558 to the initiator 210. After receiving this notification, the initiator 210 stops the data connection process.
　レスポンダ２３０は、コールバック要求に対する応答時に送信すべきデータが存在しないが、他のノードに送信すべきデータが存在すると判断した場合には、図５Ｂのステップ５８５に示されているメッセージのように、コールバックフラッシュ通知を有するサービス要求の制御信号を送信する。このコールバックフラッシュは、ネットワーク２２０に対して、レスポンダ２３０がコールバックに対する応答を行わないと決定したことを通知するものである。したがって、ネットワーク２２０はデータ失敗通知５８８をイニシエータ２１０へ送信する。この通知を受けた後、イニシエータ２１０はデータ接続処理を中止する。なお、サービス要求が送信されるので、ネットワーク２２０は、処理５６５に示されているように、レスポンダ２３０に関連するベアラを確立する。これによって、レスポンダ２３０は、他のノードへのデータを送信することが可能となる。 If the responder 230 determines that there is no data to be transmitted in response to the callback request, but there is data to be transmitted to another node, the message shown in step 585 in FIG. , Send a service request control signal with a callback flush notification. This callback flush notifies the network 220 that the responder 230 has decided not to respond to the callback. Accordingly, the network 220 transmits a data failure notification 588 to the initiator 210. After receiving this notification, the initiator 210 stops the data connection process. Note that because the service request is transmitted, the network 220 establishes a bearer associated with the responder 230 as shown in process 565. As a result, the responder 230 can transmit data to other nodes.
　レスポンダ２３０は、コールバック要求に対する応答時に送信すべきデータが存在するが、他のノードに送信すべきデータが存在しないと判断した場合には、図５Ｃのステップ５５０に示されているメッセージのように、通常のコールバック通知を有するサービス要求の制御信号を送信する。このコールバック通知は、ネットワーク２２０に対して、レスポンダ２３０がコールバックを応答していることを通知するものである。したがって、ネットワーク２２０は、送信可（ＣＴＳ：Clear to Send）通知５５４をイニシエータ２１０へ送信する。これは、イニシエータ２１０に対して、データ接続を再度試みるようトリガするものである。この例では、ＴＣＰセッションを開始するために、ＴＣＰ ＳＹＮメッセージ５７０が送信されると仮定する。なお、サービス要求が送信されるので、ネットワーク２２０は、処理５６２に示されているように、レスポンダ２３０に関連するベアラの確立も行う。これにより、レスポンダ２３０は、ネットワーク２２０にレスポンダ２３０のページングを再度行わせる必要がなく、ＴＣＰ ＳＹＮメッセージ５７４を受信することが可能となる。 If the responder 230 determines that there is data to be transmitted when responding to the callback request, but there is no data to be transmitted to another node, the message shown in step 550 of FIG. In addition, a service request control signal having a normal callback notification is transmitted. This callback notification notifies the network 220 that the responder 230 is responding to the callback. Therefore, the network 220 transmits a transmission permission (CTS: Clear to Send) notification 554 to the initiator 210. This triggers the initiator 210 to try the data connection again. In this example, assume that a TCP SYN message 570 is sent to initiate a TCP session. Since the service request is transmitted, the network 220 also establishes a bearer related to the responder 230 as shown in the process 562. As a result, the responder 230 does not need to cause the network 220 to perform paging of the responder 230 again, and can receive the TCP SYN message 574.
　レスポンダ２３０は、コールバック要求に対する応答時に送信すべきデータが存在し、かつ、他のノードに送信すべきデータが存在すると判断した場合には、図５Ｄのステップ５８０に示されているメッセージのようも、コールバック開始不要通知を有するサービス要求の制御信号を送信する。このコールバック開始不要通知は、ネットワーク２２０に対して、レスポンダ２３０がコールバックを応答していることを通知するものである。したがって、ネットワーク２２０は送信可通知５８４をイニシエータ２１０へ送信する。また、通知５８４は、レスポンダ２３０が接続を開始していることをイニシエータ２１０へ通知する開始不要通知でもあるので（レスポンダ２３０からコールバック開始不要通知が送信されているので）、イニシエータ２１０は、接続を開始する必要はない。なお、サービス要求が送信されるので、ネットワーク２２０は、処理５６０に示されているように、レスポンダ２３０に関連するベアラも確立する。これによって、レスポンダ２３０は、ＴＣＰ ＳＹＮメッセージ５７５、５７８に示されているように、イニシエータ２１０へのＴＣＰ接続を開始することが可能となる。 If the responder 230 determines that there is data to be transmitted when responding to the callback request and that there is data to be transmitted to another node, the message shown in step 580 of FIG. Also, a service request control signal having a callback start unnecessary notification is transmitted. This callback start unnecessary notification notifies the network 220 that the responder 230 is responding to the callback. Accordingly, the network 220 transmits a transmission permission notification 584 to the initiator 210. In addition, the notification 584 is also a start unnecessary notification for notifying the initiator 210 that the responder 230 has started connection (because the caller start unnecessary notification is transmitted from the responder 230). There is no need to start. Note that since the service request is transmitted, the network 220 also establishes a bearer associated with the responder 230 as shown in process 560. As a result, the responder 230 can start a TCP connection to the initiator 210 as shown in the TCP SYN messages 575 and 578.
　なお、コールバック開始不要通知の利点は、一見したところでは明らかでないかもしれない。当業者であれば、サービス要求を送信する点で、レスポンダ２３０が既に接続モードであることは明らかである。したがって、実際に、ベアラのセットアップの処理５６０（図５Ｄ）は、ほぼ即座に行われる。なお、コールバック開始不要通知によって、レスポンダ２３０は、ベアラがセットアップされた直後に、イニシエータ２１０によるデータ接続開始を待つことなく、データ接続開始（図５ＤのＴＣＰ ＳＹＮ５７５）を開始できることが分かるであろう。なお、送信可通知５８４がネットワーク２２０を伝送してイニシエータ２１０に届くまでに時間を要し、ＴＣＰ ＳＹＮがイニシエータ２１０からレスポンダ２３０に届くまでに時間を要するので、図５Ｃでは、イニシエータ２１０によるデータ接続開始がかなり遅くなってしまうことも予想される。このことから、コールバック開始不要通知の利点は明らかであり、レスポンダ２３０が迅速にデータ送信を開始することができるという点にある。また、ＴＣＰ ＳＹＮメッセージ５７８に送信可及びコールバック開始不要通知５８４を組み合わせることによって更に処理を最適化することが可能である。これにより、必要なシグナリングの総数を減らすことが可能となる。これは、イニシエータ２１０とネットワーク２２０との間の通信において、制御信号をデータメッセージに埋め込むことが可能であれば実現される。 Note that the advantage of the callback start unnecessary notification may not be apparent at first glance. Those skilled in the art will appreciate that the responder 230 is already in connected mode in that it sends a service request. Thus, in practice, the bearer setup process 560 (FIG. 5D) takes place almost immediately. It will be understood that the responder 230 can start the data connection start (TCP SYN575 in FIG. 5D) without waiting for the data connection start by the initiator 210 immediately after the bearer is set up by the callback start unnecessary notification. . It should be noted that it takes time until the transmission permission notification 584 is transmitted through the network 220 and reaches the initiator 210, and it takes time until the TCP SY reaches the responder 230 from the initiator 210. In FIG. It is expected that the start will be considerably delayed. From this, the advantage of the callback start unnecessary notification is obvious, and the responder 230 can quickly start data transmission. Further, it is possible to further optimize the processing by combining the TCP SYN message 578 with the transmission permission and callback start unnecessary notification 584. This makes it possible to reduce the total number of necessary signaling. This is realized if the control signal can be embedded in the data message in the communication between the initiator 210 and the network 220.
＜アプリケーションレベルにおけるコールバックのトリガ又は消去（フラッシュ）＞
　本発明の好適な実施の形態によれば、通信デバイス自体がコールバックメカニズム全体を管理することが可能である。図６Ａには、輻輳通知と輻輳クリア通知が通信デバイスから送信されるコールバック処理を示すメッセージシーケンス図が図示されている。また、図６Ｂには、輻輳通知とコールバックフラッシュ通知が通信デバイスから送信されるコールバック処理を示すメッセージシーケンス図が図示されている。 <Trigger or clear callback (flash) at application level>
According to a preferred embodiment of the present invention, the communication device itself can manage the entire callback mechanism. FIG. 6A is a message sequence diagram illustrating a callback process in which a congestion notification and a congestion clear notification are transmitted from the communication device. FIG. 6B is a message sequence diagram illustrating a callback process in which a congestion notification and a callback flush notification are transmitted from the communication device.
　図６Ａにおいて、イニシエータ２１０は、まず、レスポンダ２３０との間のデータセッションを開始する。これはデータパケット６１０によって示されている。また、データパケット６１０は、コールバック要求を示す制御信号を含んでいる。ネットワーク２２０は、コールバック要求を含むデータパケット６１０を受信すると、コールバック情報を含むページングメッセージ６２０をレスポンダ２３０へ送信する。なお、ネットワーク２２０は、ページングメッセージの送信時に、レスポンダ２３０が存在するセルが輻輳状態にあるかどうかのチェックは行わない。代わりに、ネットワーク２２０はレスポンダ２３０に依存し、輻輳通知６２２を有するページングに対して応答を行う。このような処理を行う利点は、ネットワークが多大な処理を行う必要がない点にある。輻輳通知６２２は、制御信号であることが望ましく、これにより、更なる輻輳を引き起こすような大きなサイズとはならないようにすることで、レスポンダ２３０がこの通知を送信することが可能となる。この輻輳通知は信号６２４によって示されるように、イニシエータ２１０へ送信される。その後、レスポンダ２３０のコールバック制御部１６０は、コールバック応答をトリガすることを決定する。これは処理６４０によって示される。先に述べたように、この決定は、様々な要素に基づいて行われ得る。例えば、レスポンダ２３０の輻輳検出部１５０は、輻輳状態のセル内にレスポンダ２３０が最早存在しないことを検出してもよい。これは、例えば、レスポンダ２３０が輻輳状態にないセルに移動した場合などが想定される。また、検出される輻輳レベルが、コールバックに関連するアプリケーションのＱｏＳ要件にマッピングされたある閾値よりも下に落ちたことを検出してもよい。例えば、レスポンダ２３０は、格納されたコールバック情報から、イニシエータ２１０がコールバック要求を開始した理由がレスポンダ２３０からセンサの読み取り結果を得ることであると把握する。これは、ダウンリンクトラフィックより多くのアップリンクトラフィックが生成されることを意味する。輻輳検出部１５０が、輻輳レベルがセンサ計測結果の送信（アップリンク送信）を更に行った場合でも輻輳レベルに影響を与えないであろう閾値以下になったと検出したとき、輻輳レベルが閾値よりも下になったと考えられる。なお、これは、現在のダウンリンクの輻輳レベルとは無関係である。 In FIG. 6A, the initiator 210 first starts a data session with the responder 230. This is indicated by data packet 610. The data packet 610 includes a control signal indicating a callback request. When the network 220 receives the data packet 610 including the callback request, the network 220 transmits a paging message 620 including the callback information to the responder 230. Note that the network 220 does not check whether or not the cell in which the responder 230 exists is in a congested state when the paging message is transmitted. Instead, network 220 relies on responder 230 to respond to paging with congestion notification 622. The advantage of performing such processing is that the network does not need to perform a great deal of processing. The congestion notification 622 is preferably a control signal, which allows the responder 230 to transmit this notification by preventing it from becoming large enough to cause further congestion. This congestion notification is sent to the initiator 210 as indicated by signal 624. Thereafter, the callback control unit 160 of the responder 230 determines to trigger a callback response. This is indicated by operation 640. As stated earlier, this determination can be made based on various factors. For example, the congestion detector 150 of the responder 230 may detect that the responder 230 no longer exists in a congested cell. This is assumed, for example, when the responder 230 moves to a cell that is not congested. It may also be detected that the detected congestion level has dropped below a certain threshold mapped to the QoS requirements of the application associated with the callback. For example, the responder 230 recognizes from the stored callback information that the reason why the initiator 210 has started the callback request is to obtain a sensor reading result from the responder 230. This means that more uplink traffic is generated than downlink traffic. When the congestion detection unit 150 detects that the congestion level is equal to or lower than a threshold value that will not affect the congestion level even when the sensor measurement result is further transmitted (uplink transmission), the congestion level is lower than the threshold value. It is thought that it was down. Note that this is independent of the current downlink congestion level.
　その結果、コールバック制御部１６０は、レスポンダ２３０がコールバック応答６５０をネットワーク２２０へ送信するようトリガする。コールバック応答６５０は、信号６５４によって示されるように、イニシエータ２１０へ転送される。ここで、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れようとしていると仮定する。なお、制御信号６５０は、イニシエータ２１０へ転送されるコールバック通知を含むサービス要求メッセージでもある。そして、処理６７０によって示されているように、データ通信の確立に成功する。なお、コールバック応答６５０／６５４は、通常のコールバック応答であってもよい。この場合には、イニシエータ２１０は、データ接続を再び開始する。また、レスポンダ２３０がイニシエータ２１０へ送信すべき他のデータをを有している場合には、コールバック応答６５０／６５４はコールバック開始不要通知であってもよい。この場合には、レスポンダ２３０が、データ接続を開始する。 As a result, the callback control unit 160 triggers the responder 230 to transmit the callback response 650 to the network 220. Callback response 650 is forwarded to initiator 210 as indicated by signal 654. Now assume that responder 230 is accepting a data connection. The control signal 650 is also a service request message including a callback notification transferred to the initiator 210. Then, as indicated by operation 670, the data communication is successfully established. The callback response 650/654 may be a normal callback response. In this case, the initiator 210 starts data connection again. When the responder 230 has other data to be transmitted to the initiator 210, the callback response 650/654 may be a callback start unnecessary notification. In this case, the responder 230 starts data connection.
　また、実際、この場合には、コールバック応答６５０／６５４自体が、データ接続開始メッセージ（例えば、ＴＣＰ ＳＹＮ）で伝送されてもよい。図６Ｂでは、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れようとしていないと仮定する。これは、決定実行処理６４２において、コールバック制御部１６０が、コールバックが最早有用ではないと決定したことを意味する。上述のように、この決定方法は複数の要素に基づいている可能性がある。例えば、レスポンダ２３０が低電力モードであり、不要な送信を実行したくないかもしれない。また、別の理由として、レスポンダ２３０がまもなく別の計測を行おうとしており、まもなく古くなってしまうデータを送信するためにデータ接続を受け入れる意味がないからかもしれない。さらに、別の理由として、データ接続が非対称（すなわち、ある方向に対して別の方向のトラフィックが多い）であり、より多くのトラフィックが存在する方向（例えば、計測結果の送信の場合にはアップリンク方向）において輻輳がまだ残っていることをレスポンダ２３０が把しているからかもしれない。これは、さらに、データが無用なものになってしまう時間までデータ接続が遅延してしまうことを意味する。したがって、レスポンダ２３０は、コールバック応答６５５を送信し、このコールバック応答は、信号６５８としてネットワーク２２０からイニシエータ２３０へ転送される。このコールバック応答は、データ接続が失敗したことをイニシエータ２１０へ通知するものである。レスポンダ２３０が他のノードに送信するデータがない場合には、コールバック応答６５５は、位置更新メッセージで伝送されてもよい。また、レスポンダ２３０が他のノードへ送信するデータを持っている場合には、コールバック応答６５５はサービス要求メッセージによって伝送されてもよい。 Actually, in this case, the callback response 650/654 itself may be transmitted in a data connection start message (for example, TCP SYN). In FIG. 6B, assume that responder 230 is not trying to accept a data connection. This means that in the decision execution process 642, the callback control unit 160 has determined that the callback is no longer useful. As described above, this determination method may be based on multiple factors. For example, the responder 230 may be in a low power mode and may not want to perform unnecessary transmissions. Another reason may be that the responder 230 is about to make another measurement shortly and there is no point in accepting the data connection to transmit data that will soon be out of date. Furthermore, another reason is that the data connection is asymmetric (ie, there is more traffic in one direction than in one direction) and there is more traffic in the direction (for example, when sending measurement results) This may be because the responder 230 knows that congestion still remains in the (link direction). This further means that the data connection is delayed until the time when the data becomes useless. Accordingly, the responder 230 sends a callback response 655 that is transferred from the network 220 to the initiator 230 as a signal 658. This callback response notifies the initiator 210 that the data connection has failed. If there is no data for the responder 230 to send to other nodes, the callback response 655 may be transmitted in a location update message. When the responder 230 has data to be transmitted to another node, the callback response 655 may be transmitted by a service request message.
＜コールバック登録＞
　上述の実施の形態では、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在する場合、イニシエータ２１０がコールバックを要求する制御信号を、送信するデータパケットに埋め込むと仮定している。これは、図７Ａにおいて、コールバック要求がデータパケット７１０と共に送信される場合のコールバック登録処理を示すメッセージシーケンス図に図示されている。ネットワーク２２０は、レスポンダ２３０の位置をチェックし、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在して応答できないと判断する。これは、処理７１５として図７Ａに図示されている。その判断が行われると、ネットワーク２２０は、コールバック情報を含むページングメッセージ７２０をレスポンダ２３０へ送信し、また、レスポンダ２３０が輻輳状態であることをイニシエータ２１０に通知するための輻輳通知７２４を送信する。 <Callback registration>
In the above-described embodiment, when the responder 230 is present in a congested cell, it is assumed that the initiator 210 embeds a control signal for requesting a callback in a data packet to be transmitted. This is illustrated in FIG. 7A in a message sequence diagram illustrating the callback registration process when a callback request is sent with the data packet 710. The network 220 checks the position of the responder 230 and determines that the responder 230 exists in a congested cell and cannot respond. This is illustrated in FIG. 7A as process 715. When the determination is made, the network 220 transmits a paging message 720 including callback information to the responder 230, and transmits a congestion notification 724 for notifying the initiator 210 that the responder 230 is in a congested state. .
　なお、使用する通信プロトコルによっては、コールバック要求通知をデータパケットに挿入することは必ずしも可能ではない。別の場合では、図７Ｂに示されるように、イニシエータ２１０は、まず通常のデータパケット７１２を送信することが可能である。イニシエータ２１０は、輻輳通知７２４を受信すると、レスポンダ２３０が輻輳状態であることを把握する。そして、イニシエータ２１０は、コールバックを要求する制御メッセージ７２６をネットワーク２２０へ送信する。ネットワーク２２０は、コールバック情報を含むページングメッセージ７３０をレスポンダ２３０へ送信する。 Note that it is not always possible to insert a callback request notification into a data packet depending on the communication protocol used. In another case, as shown in FIG. 7B, the initiator 210 can first send a normal data packet 712. Upon receiving the congestion notification 724, the initiator 210 recognizes that the responder 230 is in a congestion state. Then, the initiator 210 transmits a control message 726 requesting a callback to the network 220. The network 220 transmits a paging message 730 including callback information to the responder 230.
＜サーバがイニシエータの場合＞
　上述の実施の形態では、イニシエータ２１０は、サーバ２１０ａか通信デバイス２１０ｂのどちらかを表すよう一般化されている。また同様に、ネットワークノードは、ネットワーク２２０にすべて含まれている。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃには、サーバ２１０ａがイニシエータである特定のシナリオを図示し、ネットワークノード（基地局ｅＮＢ２２１、ＭＭＥ２２４、ＳＧＷ２２６、ＰＤＮＧＷ２２８）間のネットワークシグナリングの一例を図示する。 <When the server is an initiator>
In the above-described embodiment, the initiator 210 is generalized to represent either the server 210a or the communication device 210b. Similarly, all network nodes are included in the network 220. 8A, 8B, and 8C illustrate a specific scenario in which the server 210a is an initiator, and illustrates an example of network signaling between network nodes (base stations eNB221, MME224, SGW226, and PDNGW228).
　図８Ａには、サーバ２１０ａによってデータ通信が開始されるコールバック処理、レスポンダ２３０がサーバ２１０ａとレスポンダ２３０との間のデータ通信の確立を導くコールバックをトリガできる方法を示すメッセージシーケンス図が図示されている。サーバ２１０ａがデータパケット８１０をレスポンダ２３０に送信する際、パケットは、まずＰＤＮＧＷ２２８に到達する。そして、ＰＤＮＧＷ２２８は、データパケット８１１をＳＧＷ２２６に転送する。まだアクティブなベアラがセットアップされていないので、ＳＧＷ２２６は、ダウンリンクデータ通知８１３をＭＭＥ２２４へ送信する。これは、輻輳状態にないセル内のレスポンダ２３０に関してページングを行うトリガとなる。ページングへの応答が無い場合には、ＭＭＥ２２４は、輻輳状態のセル内にレスポンダ２３０が存在すると推定する。これは、処理８１５として示される。 FIG. 8A illustrates a message sequence diagram illustrating a callback process in which data communication is initiated by the server 210a and how the responder 230 can trigger a callback that leads to the establishment of data communication between the server 210a and the responder 230. ing. When the server 210 a transmits the data packet 810 to the responder 230, the packet first reaches the PDN GW 228. Then, the PDN GW 228 transfers the data packet 811 to the SGW 226. Since no active bearer has been set up yet, the SGW 226 sends a downlink data notification 813 to the MME 224. This triggers paging for the responder 230 in the cell that is not congested. If there is no response to paging, the MME 224 estimates that the responder 230 exists in the congested cell. This is shown as operation 815.
　ここで、データパケット８１０を送信する際に、サーバ２１０ａがコールバック要求を含め、このコールバック要求通知が、ダウンリンクデータ通知８１３によってＭＭＥ２２４に渡されると仮定する（当業者であれば、これが不可能であるならば、本発明は図７Ｂで説明した技術を用いるように適用されればよいことは明らかである）。したがって、ＭＭＥ２２４は、コールバック情報を含むページングメッセージ８１６を輻輳状態のセル（この場合にはｅＮＢ２２１）へ送信し、ｅＮＢ２２１はレスポンダ２３０に関してページング８２０を行う。さらに、ＭＭＥ２２４は、輻輳通知８２１をサーバ２１０ａに送信する。輻輳通知８２１は、輻輳通知８２２／８２４に示されているように、ＳＧＷ２２６及びＰＤＮＧＷ２２８によって中継されてもよい。 Here, when transmitting the data packet 810, it is assumed that the server 210a includes a callback request, and this callback request notification is passed to the MME 224 by the downlink data notification 813. Obviously, if possible, the present invention may be applied to use the technique described in FIG. 7B). Therefore, the MME 224 transmits the paging message 816 including the callback information to the congested cell (eNB 221 in this case), and the eNB 221 performs the paging 820 regarding the responder 230. Further, the MME 224 transmits a congestion notification 821 to the server 210a. Congestion notification 821 may be relayed by SGW 226 and PDN GW 228 as shown in congestion notification 822/824.
　その後、レスポンダ２３０のコールバック制御部１６０は、コールバック応答をトリガすることを決定する。これは、処理８４０によって示される。先に述べたように、この決定は、様々な要素に基づいて行われ得る。例えば、レスポンダ２３０の輻輳検出部１５０は、輻輳状態のセル内にレスポンダ２３０が最早存在しないことを検出してもよい。これは、例えば、レスポンダ２３０が輻輳状態にないセルに移動した場合などが想定される。また、検出される輻輳レベルが、コールバックに関連するアプリケーションのＱｏＳ要件にマッピングされたある閾値よりも下に落ちたことを検出してもよい。例えば、レスポンダ２３０は、格納されたコールバック情報から、イニシエータ２１０がコールバック要求を開始した理由がレスポンダ２３０からセンサの読み取り結果を得ることであると把握する。これは、ダウンリンクトラフィックより多くのアップリンクトラフィックが生成されることを意味する。輻輳検出部１５０が、輻輳レベルがセンサ計測結果の送信（アップリンク送信）を更に行った場合でも輻輳レベルに影響を与えないであろう閾値以下になったと検出したとき、輻輳レベルが閾値よりも下になったと考えられる。なお、これは、現在のダウンリンクの輻輳レベルとは無関係である。 After that, the callback control unit 160 of the responder 230 determines to trigger the callback response. This is indicated by operation 840. As stated earlier, this determination can be made based on various factors. For example, the congestion detector 150 of the responder 230 may detect that the responder 230 no longer exists in a congested cell. This is assumed, for example, when the responder 230 moves to a cell that is not congested. It may also be detected that the detected congestion level has dropped below a certain threshold mapped to the QoS requirements of the application associated with the callback. For example, the responder 230 recognizes from the stored callback information that the reason why the initiator 210 has started the callback request is to obtain a sensor reading result from the responder 230. This means that more uplink traffic is generated than downlink traffic. When the congestion detection unit 150 detects that the congestion level is equal to or lower than a threshold value that will not affect the congestion level even when the sensor measurement result is further transmitted (uplink transmission), the congestion level is lower than the threshold value. It is thought that it was down. Note that this is independent of the current downlink congestion level.
　ここでは、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れると仮定する。したがって、レスポンダ２３０は、ＭＭＥ２２４へのコールバック応答と共にサービス要求８５０／８５１を送信する。そして、ＭＭＥ２２４は、送信可信号８５２／８５４をサーバ２１０ａへ送信する。また、さらに、ＭＭＥ２２４は、ベアラセットアップメッセージ８６０を用いて、レスポンダ２３０に関するベアラをｅＮＢ２２１との間で確立するようＳＧＷ２２６に通知してもよい。そして、ベアラはメッセージ８６１、８６２を用いてセットアップされる。サーバ２１０ａがデータ８７０を再送信すると、データは、パケット８７１、８７２、８７４に示されているように、ＰＤＮＧＷ２２８、ＳＧＷ２２６、ｅＮＢ２２１を経由してレスポンダ２３０へ到達する。 Here, it is assumed that the responder 230 accepts a data connection. Accordingly, the responder 230 sends a service request 850/851 with a callback response to the MME 224. Then, the MME 224 transmits a transmission enable signal 852/854 to the server 210a. Further, the MME 224 may notify the SGW 226 to establish a bearer related to the responder 230 with the eNB 221 using the bearer setup message 860. The bearer is then set up using messages 861, 862. When the server 210a retransmits the data 870, the data reaches the responder 230 via the PDN GW 228, the SGW 226, and the eNB 221 as shown in the packets 871, 872, and 874.
　また、図８Ｂには、データ通信がサーバ２１０ａによって開始されるコールバック処理、レスポンダ２３０が、データ接続の試みがレスポンダ２３０によって断られたことをサーバ２１０ａに把握させて、コールバックを消去できる方法が図示されている。最初のデータ８１０の送信から輻輳通知８２４の受信までは、図８Ａに図示されているものと同一であり、ここでは説明を省略する。 Further, FIG. 8B shows a callback process in which data communication is started by the server 210a, and a method by which the responder 230 can cause the server 210a to recognize that the data connection attempt has been refused by the responder 230 and erase the callback. Is shown. The process from the transmission of the first data 810 to the reception of the congestion notification 824 is the same as that illustrated in FIG.
　レスポンダ２３０が、コールバックが最早役に立たないと判断すると（処理８４２によって示されるように）、レスポンダ２３０はコールバックフラッシュ信号８５５／８５６をＭＭＥ２２４へ送信する。そして、ＭＭＥ２２４はデータ失敗信号８５７／８５８をサーバ２１０ａへ送信する。上述のように、レスポンダ２３０が他のノードへ送信するデータを持っていない場合には、コールバックフラッシュ信号８５５は位置更新メッセージによって伝送可能であり、レスポンダ２３０が他のノードへ送信するデータを持っている場合には、コールバックフラッシュ信号８５５はサービス要求メッセージで伝送可能である。 If the responder 230 determines that the callback is no longer useful (as indicated by process 842), the responder 230 sends a callback flush signal 855/856 to the MME 224. The MME 224 transmits a data failure signal 857/858 to the server 210a. As described above, when the responder 230 does not have data to be transmitted to another node, the callback flush signal 855 can be transmitted by a location update message, and the responder 230 has data to be transmitted to another node. The callback flush signal 855 can be transmitted in a service request message.
　信号８５５がサービス要求メッセージである場合は、図８Ｃに説明されている。図８Ｃには、データ通信がサーバ２１０ａによって開始されるコールバック処理、サーバ２１０ａにデータ接続の試みがレスポンダ２３０によって断られたことを把握させるコールバックをレスポンダ２３０がフラッシュできるようにする方法を示すメッセージシーケンス図が図示されている。この場合、レスポンダ２３０は、サーバ２１０ａからデータ接続を受け入れるのを断ったとしても、他のノードと通信できるようベアラを確立する必要がある。したがって、コールバックフラッシュ通知は、サービス要求メッセージ８６５／８６７に挿入される。ＭＭＥ２２４は、データ失敗信号８５７／８５８をサーバ２１０ａに送信する。さらに、ＭＭＥ２２４は、サービス要求８６７が使用されているので、ベアラセットアップメッセージ８６０によって、レスポンダ２３０に関するベアラをｅＮＢ２２１との間で確立するようＳＧＷ２２６へ通知する。ベアラはメッセージ８６１、８６２によってセットアップされる。これにより、レスポンダ２３０は、データ８７５／８７６を他のノードに送信することが可能となる。 If the signal 855 is a service request message, it is illustrated in FIG. 8C. FIG. 8C illustrates a callback process in which data communication is initiated by the server 210a, and a method by which the responder 230 can flush a callback that causes the server 210a to know that the data connection attempt has been refused by the responder 230. A message sequence diagram is shown. In this case, even if the responder 230 refuses to accept the data connection from the server 210a, it is necessary to establish a bearer so that it can communicate with other nodes. Accordingly, the callback flush notification is inserted into the service request message 865/867. The MME 224 transmits a data failure signal 857/858 to the server 210a. Further, since the service request 867 is used, the MME 224 notifies the SGW 226 to establish a bearer related to the responder 230 with the eNB 221 by the bearer setup message 860. The bearer is set up by messages 861, 862. As a result, the responder 230 can transmit the data 875/876 to another node.
＜別の通信デバイスがイニシエータである場合＞
　また、図９Ａ、図９Ｂには、通信デバイス２１０ｂがイニシエータである特定のシナリオを示しており、ネットワークノード間（基地局ｅＮＢ２２１、ｅＮＢ２２３、ＭＭＥ２２４、ＳＧＷ２２６、ＰＤＮＧＷ２２８）のネットワークシグナリングの一例が図示されている。 <When another communication device is an initiator>
9A and 9B illustrate a specific scenario in which the communication device 210b is an initiator, and an example of network signaling between network nodes (base stations eNB221, eNB223, MME224, SGW226, PDNGW228) is illustrated. Yes.
　図９Ａには、データ通信が通信デバイス２１０ｂによって開始されるコールバック処理、レスポンダ２３０が通信デバイス２１０ｂとレスポンダ２３０との間にデータ通信を確立できるようにするコールバックをトリガする方法が図示されている。図８Ａと図９Ａとの差異は通信デバイス２１０ｂ、ｅＮＢ２２１、ＰＤＮＧＷ２２８の間の通信のみであり、シグナリングの多くは図８Ａに図示されているものと同一である。なお、同一のシグナリングメッセージには同一の参照符号を付しており、説明は省略する。 FIG. 9A illustrates a callback process in which data communication is initiated by communication device 210b, and a method for triggering a callback that enables responder 230 to establish data communication between communication device 210b and responder 230. Yes. The difference between FIG. 8A and FIG. 9A is only the communication between the communication devices 210b, eNB 221, and PDN GW 228, and much of the signaling is the same as that shown in FIG. 8A. Note that the same signaling messages are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
　通信デバイス２１０ｂが、レスポンダ２３０との接続を開始するためにデータパケット９１０（例えば、ＴＣＰ ＳＹＮメッセージ）を送信すると、通信デバイス２１０ｂの基地局（すなわち、ｅＮＢ２２３）は、まず、パケットを取得して、ＰＤＮＧＷ２２８へ転送する。なお、ここでは、いくつかの仮定に基づいて説明を簡略化する。例えば、通信デバイス２１０ｂは、既に、セットアップされたベアラを用いて接続モードになっているとする。さらに、ｅＮＢ２２３とＳＧＷ２２６との間で転送されるデータパケット、ＳＧＷ２２６と通信デバイス２１０ｂのＰＤＮＧＷ２２８との間で転送されるパケットは図示省略する。データパケットがＰＤＮＧＷ２２８に到達し、ＰＤＮＧＷ２２８は、パケット８１１のようにＳＧＷ２２６へ転送する。ここから、ＰＤＮＧＷ２２８が輻輳通知８２２を受信するまでは、図８Ａに図示されているものと同一である。さらに、通信デバイス２１０ｂがコールバックを要求するための制御信号をデータパケットに挿入すると仮定する。なお、当業者であれば、これが不可能ならば、本発明が図７Ｂで説明した技術を用いるように適用されればよいことは明らかである。そして、輻輳通知９２２／９２４が、ｅＮＢ２２３を経由して通信デバイス２１０ｂに渡される。この輻輳通知は、ＮＡＳメッセージ又はＩＣＭＰメッセージであってもよいが、これらに限定されるものではない。そして、通信デバイス２１０ｂは、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在することを把握し、更なるデータ接続の試みを中断する（これにより、更なる電力消費や更なるネットワークへのシグナリング付加を避けることが可能となる）。 When the communication device 210b transmits a data packet 910 (for example, a TCP SY message) to initiate a connection with the responder 230, the base station (ie, eNB 223) of the communication device 210b first acquires the packet, Transfer to PDNGW 228. Here, the description is simplified based on several assumptions. For example, it is assumed that the communication device 210b is already in the connection mode using the set up bearer. Further, a data packet transferred between the eNB 223 and the SGW 226 and a packet transferred between the SGW 226 and the PDN GW 228 of the communication device 210b are not shown. The data packet arrives at PDNGW 228, and PDNGW 228 forwards to SGW 226 as packet 811. From here, until PDNGW 228 receives congestion notification 822, it is the same as that shown in FIG. 8A. Further, it is assumed that the communication device 210b inserts a control signal for requesting a callback into the data packet. It is obvious to those skilled in the art that if this is not possible, the present invention may be applied to use the technique described in FIG. 7B. Then, the congestion notification 922/924 is passed to the communication device 210b via the eNB 223. This congestion notification may be a NAS message or an ICMP message, but is not limited thereto. The communication device 210b then knows that the responder 230 is present in the congested cell and suspends further data connection attempts (thus avoiding further power consumption and additional signaling to the network). Is possible).
　その後、レスポンダ２３０は、輻輳レベルが閾値より下に落ちたことを検出し、コールバック応答を送信することを決定する（処理８４０で示されているように）。ここでは、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れると仮定する。したがって、レスポンダ２３０は、コールバック応答を有するサービス要求８５０／８５１をＭＭＥ２２４へ送信する。そして、ＭＭＥ２２４は、送信可信号９５２／９５４を通信デバイス２１０ｂへ送信する。通信デバイス２１０ｂはセルラネットワークのモバイル機器であるので、この送信可信号はページングメッセージを使用して伝送可能である。このページングを受信すると、通信デバイス２１０ｂは、レスポンダ２３０がデータ接続を受け入れる準備ができていることを把握し、そのアクティブなベアラをセットアップするためにサービス要求を送信する（処理９６０に示されているように）。ベアラがセットアップされた後、通信デバイス２１０ｂは、データパケット９７０／９７１をレスポンダへ送信する処理を開始することができる。 The responder 230 then detects that the congestion level has dropped below the threshold and decides to send a callback response (as indicated by operation 840). Here, it is assumed that the responder 230 accepts a data connection. Accordingly, the responder 230 sends a service request 850/851 with a callback response to the MME 224. Then, the MME 224 transmits a transmission enable signal 952/954 to the communication device 210b. Since the communication device 210b is a mobile device of a cellular network, this transmission enable signal can be transmitted using a paging message. Upon receiving this paging, communication device 210b knows that responder 230 is ready to accept the data connection and sends a service request to set up its active bearer (shown in process 960). like). After the bearer is set up, the communication device 210b can begin the process of sending the data packet 970/971 to the responder.
　また、図９Ｂには、データ通信が通信デバイス２１０ｂによって開始されるコールバック処理、レスポンダ２３０が、データ接続の試みがレスポンダ２３０によって断られたことをサーバ２１０ａに把握させて、コールバックを消去できる方法が図示されている。図８Ｂと図９Ｂとの差異は、通信デバイス２１０ｂ、ｅＮＢ２２１、ＰＤＮＧＷ２２８の間の通信のみであり、多数のシグナリングが図８Ｂと同一である。さらに、最初のデータ９１０の送信から輻輳通知９２４の受信までは、図９Ａに図示されているものと同一である。なお、同一のシグナリングメッセージには同一の参照符号を付しており、説明は省略する。 In FIG. 9B, a callback process in which data communication is initiated by the communication device 210b, the responder 230 can cause the server 210a to recognize that the data connection attempt has been refused by the responder 230 and delete the callback. The method is illustrated. The difference between FIG. 8B and FIG. 9B is only the communication between the communication device 210b, eNB 221, and PDN GW 228, and many signalings are the same as FIG. 8B. Further, the process from the transmission of the first data 910 to the reception of the congestion notification 924 is the same as that shown in FIG. 9A. Note that the same signaling messages are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
　その後、レスポンダ２３０は、輻輳レベルが閾値よりも下になったことを検出し、コールバックを消去するためにコールバック応答を送信することを決定する（処理８４２によって示されているように）。レスポンダ２３０は、通信デバイス２１０ｂによって開始されたデータ接続を受け入れたくないことをネットワーク及び通信デバイス２１０ｂへ通知するために、ＭＭＥ２２４へコールバックフラッシュ信号８５５／８５６を送信する。そして、ＭＭＥ２２４は、データ失敗信号９５６／８５７を通信デバイス２１０ｂへ送信する。なお、ここでは、このデータ失敗信号を伝送するために、ページングメッセージが使用される。このページングを受信すると、通信デバイス２１０ｂは、レスポンダ２３０がデータ接続を断ったことを把握し、データ接続の試みを中止する。このページングメッセージ９５７を受信した際に、通信デバイス２１０ｂがアイドルモードであるならば、データ送信の必要はないので、通信デバイス２１０ｂはサービス要求に応答する必要はない。また、レスポンダ２３０が通信デバイス２１０ｂからのデータ接続の受け入れを断ったものの、ベアラを確立して他のノードと通信をできるようにする必要がある場合は、図８Ｃにおいてサーバ２１０ａを通信デバイス２１０ｂに変更した場合（図８Ｃにおいて既に説明したもの）と同一なので不図示である。 The responder 230 then detects that the congestion level has fallen below the threshold and decides to send a callback response to clear the callback (as indicated by operation 842). The responder 230 sends a callback flush signal 855/856 to the MME 224 to notify the network and the communication device 210b that it does not want to accept the data connection initiated by the communication device 210b. Then, the MME 224 transmits a data failure signal 956/857 to the communication device 210b. Here, a paging message is used to transmit this data failure signal. Upon receiving this paging, the communication device 210b recognizes that the responder 230 has disconnected the data connection, and stops the data connection attempt. If the communication device 210b is in the idle mode when the paging message 957 is received, there is no need to transmit data, so the communication device 210b does not need to respond to the service request. If the responder 230 refuses to accept the data connection from the communication device 210b but it is necessary to establish a bearer so that it can communicate with other nodes, the server 210a is changed to the communication device 210b in FIG. 8C. It is not shown because it is the same as the case where it is changed (the one already described in FIG. 8C).
＜独立したネットワークノードで取り扱われるコールバック＞
　上述の実施の形態では、ネットワーク２２０が、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ２２４）でコールバックメカニズムを取り扱うと仮定しているが、ネットワーク２２０が、コールバックサービスを提供するための新たなネットワークノード（例えば、コールバックサーバ１０００と呼ばれる）を使用することも可能である。この場合、イニシエータ２１０は、このコールバックサーバ１０００にコールバック要求を登録する。コールバック要求が登録されると、コールバックサーバ１０００は、コールバック情報（完全なコールバック情報、又は、コールバック識別子のどちらでもよい）を付けて、レスポンダ２３０のページングを行うようＭＭＥ２２４へ通知する。レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在しない場合には、コールバックサーバ１０００に対してコールバック応答を通知する。そして、コールバックサーバ１０００は、イニシエータ２１０へ応答を中継し、コールバック処理全体が完了する。この処理を行うことは、不要なコールバック情報をＭＭＥに維持させる負荷を軽減させるという利点がある。 <Callbacks handled by independent network nodes>
In the above embodiment, it is assumed that the network 220 handles the callback mechanism at the mobility management entity (MME 224), but the network 220 has a new network node (eg, a call) to provide the callback service. It is also possible to use (called back server 1000). In this case, the initiator 210 registers a callback request with the callback server 1000. When the callback request is registered, the callback server 1000 notifies the MME 224 to perform paging of the responder 230 with callback information (either complete callback information or a callback identifier). . When the responder 230 does not exist in the congested cell, the callback server 1000 is notified of a callback response. Then, the callback server 1000 relays the response to the initiator 210, and the entire callback process is completed. Performing this process has an advantage of reducing the load for maintaining unnecessary callback information in the MME.
　図１０には、コールバックサーバ１０００によるこの動作のメッセージシーケンス図の一例が図示されている。ここでは、ネットワークノードがネットワーク２２０として抽象化されるが、コールバックサーバ１０００との相互作用を示すために、ＭＭＥ２２４及びコールバックサーバ１０００が個々のエンティティとして示されている。なお、当業者であれば、ＭＭＥ２２４及びコールバックサーバ１０００は両方共、ネットワーク２２０の一部であることは明らかである。 FIG. 10 shows an example of a message sequence diagram of this operation by the callback server 1000. Here, the network node is abstracted as the network 220, but to show the interaction with the callback server 1000, the MME 224 and the callback server 1000 are shown as individual entities. Those skilled in the art will appreciate that both the MME 224 and the callback server 1000 are part of the network 220.
　図１０において、イニシエータ２１０は、まず、データパケット１０１０によってレスポンダ２３０とのデータセッションを開始する。レスポンダ２３０に関連したアクティブなベアラは確立されていないので、ネットワーク２２０はＭＭＥ２２４に対してダウンリンクデータ通知１０１３を送信する。ＭＭＥ２２４は、レスポンダ２３０の位置をチェックし、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在しており応答できないと判断する。これは、処理１０１５として示されている。この判断が行われると、ＭＭＥ２２４は輻輳通知１０２１／１０２４を返送する。この輻輳通知は、ＩＣＭＰメッセージ、又は、イニシエータ２１０とネットワーク２２０との間のApplication Programming Interface（ＡＰＩ）を通じて行われてもよいが、これらに限定されるものではない。これにより、イニシエータ２１０は、レスポンダ２３０が輻輳状態のセル内に存在していることを把握する。 In FIG. 10, the initiator 210 first starts a data session with the responder 230 by the data packet 1010. Since no active bearer associated with the responder 230 has been established, the network 220 sends a downlink data notification 1013 to the MME 224. The MME 224 checks the position of the responder 230 and determines that the responder 230 is present in a congested cell and cannot respond. This is shown as operation 1015. When this determination is made, the MME 224 returns a congestion notification 1021/1024. This congestion notification may be performed through an ICMP message or Application Programming Interface (API) between the initiator 210 and the network 220, but is not limited thereto. As a result, the initiator 210 recognizes that the responder 230 exists in the congested cell.
　そして、イニシエータ２１０は、コールバックに関連する登録を行うために、コールバック要求１０２６によってコールバックサーバ１０００へ通知を行う。このコールバック要求を受信すると、コールバックサーバ１０００は、コールバックエントリを記録し、トラッキングエリアの輻輳状態のセル内に存在するレスポンダ２３０へコールバック情報を有するページングメッセージを送信するよう、ＭＭＥ２２４へ依頼する。これは、ページングメッセージ１０２８／１０３０に示されている。 Then, the initiator 210 notifies the callback server 1000 by a callback request 1026 in order to perform registration related to the callback. Upon receiving this callback request, the callback server 1000 records the callback entry and requests the MME 224 to transmit a paging message having callback information to the responder 230 existing in the congestion area cell of the tracking area. To do. This is indicated in the paging message 1028/1030.
　その後、レスポンダ２３０が、処理１０４０に示すように、コールバックに関連したアプリケーションのニーズからマッピングされる閾値より輻輳レベルが下になったことを検出すると、レスポンダ２３０は、コールバック応答１０７０をコールバックサーバ１０００へ送信する。これにより、コールバックサーバ１０００は、その記録を更新し、イニシエータ２１０へコールバック応答１０７４を中継することが可能となる。このコールバック応答は、例えば、通常のコールバック応答、コールバックフラッシュ、又は、コールバック開始不要通知などである。イニシエータ２１０がコールバックサーバ１０００のアドレスを把握する方法としては、例えば、輻輳通知１０２４に含まれる情報から把握する方法、あるいは、Domain Name System（ＤＮＳ）などのアドレスルックアップサービスから把握する方法などが挙げられる。また、レスポンダ２３０がコールバックサーバ１０００のアドレスを把握する方法としては、例えば、ページングメッセージ１０３０に含まれるコールバック情報から把握する方法、あるいは、ネットワークによる事前構成によって把握する方法、あるいは、ＤＮＳなどのアドレスルックアップサービスから把握する方法などが挙げられる。 Thereafter, when responder 230 detects that the congestion level has fallen below a threshold that is mapped from the application needs associated with the callback, as shown in operation 1040, responder 230 calls back callback response 1070. Send to server 1000. As a result, the callback server 1000 can update the record and relay the callback response 1074 to the initiator 210. This callback response is, for example, a normal callback response, callback flush, or a callback start unnecessary notification. As a method for the initiator 210 to grasp the address of the callback server 1000, for example, a method for grasping from the information included in the congestion notification 1024 or a method for grasping from an address lookup service such as Domain Name System (DNS). Can be mentioned. In addition, as a method for the responder 230 to grasp the address of the callback server 1000, for example, a method of grasping from the callback information included in the paging message 1030, a method of grasping by a pre-configuration by the network, or DNS For example, it can be grasped from the address lookup service.
＜イニシエータの構成＞
　また、上述のように、イニシエータ２１０自体が、無線アクセスを通じてネットワーク２２０へアクセスしている通信デバイスであってもよい。したがって、イニシエータ２１０は、レスポンダ２３０の機能アーキテクチャとほぼ同様の機能ブロックも有している。図１１には、通信デバイス（イニシエータ）の機能アーキテクチャ１１００が図示されている。なお、図１に図示されている通信デバイス（レスポンダ）の機能アーキテクチャ１００内の構成要素と同一の構成要素には、同一の参照符号が付与されており、ここでは説明を省略する。 <Initiator configuration>
Further, as described above, the initiator 210 itself may be a communication device that is accessing the network 220 through wireless access. Therefore, the initiator 210 also has functional blocks that are almost the same as the functional architecture of the responder 230. FIG. 11 illustrates a functional architecture 1100 of a communication device (initiator). The same components as those in the functional architecture 100 of the communication device (responder) illustrated in FIG. 1 are given the same reference numerals, and description thereof is omitted here.
　主要な違いは、イニシエータ２１０が開始部１１５０及びコールバック登録部１１６０を有している点である。開始部１１５０は、アプリケーション１４０による新たなデータ接続のを開始（例えば、ＴＣＰ　ＳＹＮの送信）を援助する機能を有している。開始部１１５０は、信号パス１１９２を経由してＮＡＳブロック１３０に対して、ベアラが確立されているかどうかをチェックし、データパス１１９３を経由してＡＳブロック１２０との間でデータパケットの送受信を行う。新たなデータ接続は、信号パス１１９２を通じてアプリケーション１４０によってトリガ可能である。開始部１１５０は、データ接続の準備ができたとき、あるいは、中止されたときに、信号パス１１９２を用いて通知を行う。 The main difference is that the initiator 210 has a start unit 1150 and a callback registration unit 1160. The start unit 1150 has a function of assisting the application 140 to start a new data connection (for example, transmission of TCP SYN). The start unit 1150 checks whether a bearer is established for the NAS block 130 via the signal path 1192 and transmits / receives a data packet to / from the AS block 120 via the data path 1193. . A new data connection can be triggered by application 140 through signal path 1192. The start unit 1150 uses the signal path 1192 to notify when the data connection is ready or is canceled.
　また、コールバック登録部１１６０は、ネットワーク２２０にコールバック要求を登録する機能を有している。コールバック登録部１１６０は、コールバック要求をデータ初期パケット（例えば、ＴＣＰ ＳＹＮ）に埋め込むことができるかどうかをＮＡＳブロック１３０に対してチェックすることが可能である。コールバック登録の埋め込みが可能ならば、コールバック登録部１１６０は、新たなデータ接続を開始する際に、コールバック登録の埋め込みを行うように開始部１１５０へ信号パス１１９６を通じて依頼する。一方、コールバック登録の埋め込みが不可能ならば、開始部１１５０は、最初のデータ接続に対する応答として輻輳通知を受信した際に、コールバックに関する登録を行うようコールバック登録部１１６０へ依頼することが可能である。 In addition, the callback registration unit 1160 has a function of registering a callback request in the network 220. The callback registration unit 1160 can check with the NAS block 130 whether or not the callback request can be embedded in the data initial packet (for example, TCP SYN). If the callback registration can be embedded, the callback registration unit 1160 requests the start unit 1150 to embed the callback registration through the signal path 1196 when starting a new data connection. On the other hand, if the callback registration cannot be embedded, the start unit 1150 may request the callback registration unit 1160 to perform registration related to the callback when the congestion notification is received as a response to the first data connection. Is possible.
　開始部１１５０とコールバック登録部１１６０との間の通信は信号パス１１９６を経由して実行される。また、ＮＡＳブロック１３０とコールバック登録部１１６０との間の通信は信号パス１１９５を経由して実行される。なお、当業者であれば、イニシエータ２１０及びレスポンダ２３０の両方共、セルラ通信デバイスなので、２つの装置に係る機能が同一の物理的な通信デバイスに実装されてもよいことが分かるであろう。 Communication between the start unit 1150 and the callback registration unit 1160 is executed via the signal path 1196. Communication between the NAS block 130 and the callback registration unit 1160 is executed via the signal path 1195. Those skilled in the art will appreciate that both initiator 210 and responder 230 are cellular communication devices, so that the functions associated with the two devices may be implemented in the same physical communication device.
＜イニシエータの処理＞
　また、図１２には、イニシエータ２１０がコールバック登録処理を動作する好適な方法のフローチャートが図示されている。ステップ１２１０において、まず、適切なデータ開始パケットを送信することでデータ接続が開始される。例えばＴＣＰであれば、ＴＣＰ ＳＹＮメッセージである。このデータ開始に対する応答はステップ１２２０においてチェックされ、応答が接続成功であるか、輻輳通知であるかを確認する。データ接続の成功であるならば、処理は終了となり、アプリケーション１４０はそのデータトラフィックの送受信を開始することが可能である。一方、輻輳通知の場合には、ステップ１２３０において、コールバック要求が既に送信されたかどうかがチェックされる（すなわち、処理１２１０で送信されるデータ初期パケットに埋め込まれることによって）。最初のデータパケットにコールバック要求が埋め込まれている場合には、制御はステップ１２５０に移り、コールバック応答を待機する。一方、最初のデータパケットにコールバック要求が埋め込まれていない場合には、ステップ１２４０でコールバック要求を送信してから、ステップ１２５０において、コールバック応答を待機する。 <Initiator processing>
FIG. 12 also shows a flowchart of a preferred method in which the initiator 210 operates the callback registration process. In step 1210, a data connection is first initiated by transmitting an appropriate data start packet. For example, in the case of TCP, it is a TCP SYN message. A response to this data start is checked in step 1220 to confirm whether the response is a successful connection or a congestion notification. If the data connection is successful, the process ends and the application 140 can begin sending and receiving the data traffic. On the other hand, in the case of congestion notification, it is checked in step 1230 whether a callback request has already been transmitted (ie, by being embedded in the data initial packet transmitted in the process 1210). If a callback request is embedded in the first data packet, control passes to step 1250 and waits for a callback response. On the other hand, if a callback request is not embedded in the first data packet, the callback request is transmitted in step 1240 and then a callback response is waited in step 1250.
　ステップ１２５０において、コールバック応答を受信すると、どのような種類の応答を受信したかがチェックされる。レスポンダ２３０が最早輻輳状態のセル内に存在しないことを通知する通常のコールバック応答の場合には、ステップ１２６０においてデータ開始が再試行され、ステップ１２９０において、データ接続が成功であると通知される。また、コールバック応答が、レスポンダ２３０が最早輻輳状態のセル内に存在しておらず、かつ、レスポンダ２３０が接続を開始することを通知するコールバック応答の場合には（すなわち、コールバック開始不要を受信した場合には）、イニシエータ２１０はステップ１２７０において、レスポンダ２３０からのデータ開始を待機する。そして、レスポンダ２３０からのデータを受信すると、ステップ１２９０において、データ接続が成功であると通知される。また、コールバック応答が、レスポンダ２３０がデータ接続を断ったことを通知する場合には（すなわち、コールバックフラッシュを受信した場合には）、データ接続は失敗として通知され、ステップ１２８０で処理は中止となる。 In step 1250, when a callback response is received, it is checked what kind of response has been received. In the case of a normal callback response notifying that the responder 230 is no longer present in the congested cell, the data start is retried in step 1260 and the data connection is notified in step 1290. . Further, when the callback response is a callback response in which the responder 230 is no longer present in the cell in the congested state and the responder 230 starts connection (that is, no callback start is required). In step 1270, the initiator 210 waits for the start of data from the responder 230. When the data from the responder 230 is received, in step 1290, it is notified that the data connection is successful. Also, if the callback response indicates that the responder 230 has disconnected the data connection (ie, if a callback flush has been received), the data connection is notified as a failure and the process stops at step 1280. It becomes.
　なお、本発明は、最も実用的かつ好適な実施の形態であると考えられるものを示し、説明を行っているが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱しない程度にデザイン及びパラメータの詳細について様々な派生例が存在することが分かるであろう。 It should be noted that the present invention has been illustrated and described as being considered to be the most practical and preferred embodiment, but those skilled in the art will be able to design and parameters without departing from the scope of the present invention. It can be seen that there are various derivations for details.
　なお、上記の本発明の実施の形態の説明で用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Large Scale Integration）として実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。 Note that each functional block used in the above description of the embodiment of the present invention is typically realized as an LSI (Large Scale Integration) which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. In addition, although referred to as LSI here, it may be called IC (Integrated Circuit), system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。 Also, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
　さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適応などが可能性としてあり得る。 Furthermore, if integrated circuit technology that replaces LSI emerges as a result of advances in semiconductor technology or other derived technology, it is naturally also possible to integrate functional blocks using this technology. For example, biotechnology can be applied.
　本発明は、輻輳状態のセルに存在する別の通信デバイスと通信を行おうとしている通信デバイスが、輻輳状態が解消されているかどうかを把握できずに繰り返し接続を試みることを回避できるようになるという効果を有しており、パケット交換データ通信ネットワークにおける通信技術、特に、マシントゥーマシン（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）通信や、マシンタイプ（Machine-type）通信に係る技術に適用可能である。 The present invention makes it possible to avoid a communication device trying to communicate with another communication device existing in a congested cell from repeatedly trying to connect without knowing whether the congestion state has been resolved. It can be applied to communication technology in a packet-switched data communication network, in particular, technology related to machine-to-machine (M2M) communication and machine type (Machine-type) communication. .

Claims (16)

  1. 　相手通信装置からデータ通信を行うよう要求される通信装置であって、
    　前記相手通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
    　輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に前記相手通信装置へ応答を行うよう要求していることを示すコールバック情報を受信するコールバック情報受信部と、
    　受信した前記コールバック情報を格納するコールバック情報格納部と、
    　前記輻輳の状態を判断して、前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができるかどうかを判断する輻輳判断部と、
    　前記輻輳が前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができる状態となったと前記輻輳判断部によって判断されるまで、前記相手通信装置とのデータ通信を行わないよう前記データ通信部を制御する通信制御部と、
    　前記輻輳が前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができる状態となったと前記輻輳判断部によって判断された場合、前記格納されているコールバック情報に対する応答を行うコールバック応答部とを、
    　有する通信装置。     A communication device requested to perform data communication from a partner communication device,
    A data communication unit that performs data communication with the counterpart communication device;
    Even when data communication cannot be performed due to the influence of congestion, callback information reception for receiving callback information indicating that a response is requested to the counterpart communication device when the congestion is resolved And
    A callback information storage unit for storing the received callback information;
    A congestion determination unit that determines the state of congestion and determines whether data communication can be performed with the counterpart communication device;
    The data communication unit is controlled not to perform data communication with the partner communication device until the congestion determination unit determines that the congestion is in a state where data communication with the partner communication device is possible. A communication control unit,
    A callback response unit that responds to the stored callback information when the congestion determination unit determines that the congestion is in a state in which data communication can be performed with the counterpart communication device; ,
    Communication device having.
  2. 　前記コールバック情報が付加されたページングメッセージを受信し、前記ページングメッセージから前記コールバック情報を抽出するよう構成されている請求項１に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, configured to receive a paging message to which the callback information is added and extract the callback information from the paging message.
  3. 　前記輻輳判断部は、前記コールバック情報を受信した際に、前記輻輳の状態を判断して、前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができない場合には、前記輻輳の影響でデータ通信を行うことができないことを示す輻輳通知を前記相手通信装置へ送信するよう前記データ通信部を制御する請求項１に記載の通信装置。 When the congestion determination unit receives the callback information and determines the congestion state and cannot perform data communication with the counterpart communication device, the congestion determination unit determines the data due to the influence of the congestion. The communication apparatus according to claim 1, wherein the data communication unit is controlled to transmit a congestion notification indicating that communication cannot be performed to the counterpart communication apparatus.
  4. 　前記応答の内容が、前記相手通信装置からのデータ受信が可能であることを示すものである請求項１に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein the content of the response indicates that data can be received from the counterpart communication device.
  5. 　前記応答の内容が、前記相手通信装置との間のデータ通信が可能であるが、前記相手通信装置に対してデータパケット受信を待機するよう指示するものである請求項１に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein the content of the response instructs data communication with the counterpart communication device, but instructs the counterpart communication device to wait for reception of a data packet.
  6. 　前記応答の内容が、前記相手通信装置との間のデータ通信の拒否を示すものである請求項１に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein the content of the response indicates rejection of data communication with the counterpart communication device.
  7. 　前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができる前記輻輳のレベルを示す閾値を格納する閾値格納部を有しており、前記輻輳判断部は、前記閾値を参照して、前記相手通信装置との間でデータ通信を行うことができる状態となったかどうかを判断するよう構成されている請求項１に記載の通信装置。 A threshold storage unit that stores a threshold value indicating a level of congestion at which data communication can be performed with the counterpart communication device, and the congestion determination unit refers to the threshold value to determine the counterpart communication The communication device according to claim 1, wherein the communication device is configured to determine whether or not data communication with the device is possible.
  8. 　相手通信装置との間でデータ通信を行うことを所望する通信装置であって、
    　前記相手通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
    　前記相手通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に応答を行うよう要求するコールバック要求を送信するコールバック要求送信部と、
    　前記相手通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができないことを示す輻輳通知を受信した場合に、前記コールバック要求に対する応答を前記相手通信装置から受信するまで、前記相手通信装置とのデータ通信を行わず、前記相手通信装置から受信した前記応答の内容に基づいて前記データ通信部を制御する通信制御部とを、
    　有する通信装置。     A communication device that desires to perform data communication with a counterpart communication device,
    A data communication unit that performs data communication with the counterpart communication device;
    A callback request transmitter for transmitting a callback request for requesting a response when the congestion is resolved even when the counterpart communication device cannot perform data communication due to the influence of the congestion;
    When the counterpart communication device receives a congestion notification indicating that data communication cannot be performed due to the influence of congestion, data with the counterpart communication device is received until a response to the callback request is received from the counterpart communication device. A communication control unit that controls the data communication unit based on the content of the response received from the counterpart communication device without performing communication.
    Communication device having.
  9. 　前記相手通信装置との間でデータ通信を開始する際に送信するデータパケットと共に、前記コールバック要求を送信するよう構成されている請求項８に記載の通信装置。 The communication device according to claim 8, wherein the communication device is configured to transmit the callback request together with a data packet to be transmitted when starting data communication with the counterpart communication device.
  10. 　前記相手通信装置に対してデータパケットを送信した際に前記輻輳通知を受信した場合に、前記コールバック要求を送信するよう構成されている請求項８に記載の通信装置。 The communication device according to claim 8, wherein the communication device is configured to transmit the callback request when the congestion notification is received when a data packet is transmitted to the counterpart communication device.
  11. 　前記通信制御部は、前記応答の内容が、前記相手通信装置へのデータ送信が可能であることを示すものである場合に、前記相手通信装置へデータを送信するよう前記データ通信部を制御する請求項８に記載の通信装置。 The communication control unit controls the data communication unit to transmit data to the partner communication device when the content of the response indicates that data transmission to the partner communication device is possible. The communication apparatus according to claim 8.
  12. 　前記通信制御部は、前記応答の内容が、前記相手通信装置との間のデータ通信が可能であるが、前記相手通信装置からのデータパケットを待機するよう指示するものである場合には、前記相手通信装置からのデータパケットを待機するよう前記データ通信部を制御する請求項８に記載の通信装置。 The communication control unit, when the content of the response is an instruction to wait for a data packet from the counterpart communication device, although data communication with the counterpart communication device is possible, The communication apparatus according to claim 8, wherein the data communication unit is controlled to wait for a data packet from a partner communication apparatus.
  13. 　前記通信制御部は、前記応答の内容が、前記相手通信装置によってデータ通信が拒否されたことを示すものである場合には、前記相手通信装置とのデータ通信を中止するよう前記データ通信部を制御する請求項８に記載の通信装置。 When the content of the response indicates that data communication is rejected by the counterpart communication device, the communication control unit causes the data communication unit to stop data communication with the counterpart communication device. The communication device according to claim 8 to be controlled.
  14. 　第１通信装置からデータ通信を行うよう要求される第２通信装置と、前記第２通信装置との間でデータ通信を行うことを所望する第１通信装置との間でデータパケットの中継を行うネットワークノードであって、
    　前記第２通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に前記第１通信装置へ応答を行うよう要求するコールバック要求を、前記第１通信装置から受信するコールバック要求受信部と、
    　前記第２通信装置が輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合であっても前記輻輳が解消された際に前記第１通信装置へ応答を行うよう要求していることを示すコールバック情報を前記第２通信装置へ送信するコールバック情報送信部とを、
    　有するネットワークノード。     Data packets are relayed between a second communication device requested to perform data communication from the first communication device and a first communication device desiring to perform data communication with the second communication device. A network node,
    Even when the second communication device cannot perform data communication due to the influence of congestion, a callback request for requesting the first communication device to make a response when the congestion is eliminated is sent to the first communication device. A callback request receiver that receives from the communication device;
    Callback information indicating that even when the second communication device cannot perform data communication due to the congestion, the first communication device is requested to respond when the congestion is resolved. A callback information transmission unit for transmitting the communication information to the second communication device,
    Have network nodes.
  15. 　前記コールバック情報を付加したページングメッセージを前記第２通信装置へ送信するよう構成されている請求項１４に記載のネットワークノード。 The network node according to claim 14, wherein the network node is configured to transmit a paging message with the callback information added thereto to the second communication device.
  16. 　前記第２通信装置が前記輻輳の影響でデータ通信を行うことができないかどうかを判断する輻輳判断部と、
    　前記第２通信装置が前記輻輳の影響でデータ通信を行うことができない場合には、前記第２通信装置が前記輻輳の影響でデータ通信を行うことができないことを示す輻輳通知を前記第１通信装置へ送信する輻輳通知部とを、
    　有する請求項１４に記載のネットワークノード。     A congestion determination unit for determining whether the second communication device cannot perform data communication due to the congestion;
    When the second communication device cannot perform data communication due to the influence of the congestion, a congestion notification indicating that the second communication device cannot perform data communication due to the influence of the congestion is the first communication. A congestion notification unit to be transmitted to the device,
    15. The network node according to claim 14, comprising:
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