JP7739346B2 - Terminal device, base station device, control method, and program for advanced traffic flow control - Google Patents
Terminal device, base station device, control method, and program for advanced traffic flow controlInfo
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Description
本発明は、ネットワークへのアクセス及びトラフィックの流量を制御する技術に関する。 The present invention relates to technology for controlling network access and traffic flow.
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP(登録商標))の第5世代(5G)などのセルラ通信規格において、通信の規制制御のために、端末装置に対して、アクセスクラスやアクセスカテゴリを割り当てることが規定されている。この規定に基づいて、基地局装置は、特定のアクセスクラスやアクセスカテゴリの端末装置による接続要求信号の送信を規制する情報を含んだ報知信号をブロードキャスト送信する。この情報は、アクセスクラスごとの規制率などの情報を含んでおり、端末装置は、この情報を受信すると、自身に割り当てられたアクセスクラスなどを示す値と受信した情報とに基づいて、接続要求信号を送信してよいか否かを判定する。そして、端末装置は、接続要求信号を送信してよいと判定しない限りは接続要求信号を送信しない。これにより、コアネットワーク装置やインターネットプロトコル(IP)マルチメディアサブシステム(IMS)などの信号処理の負荷を低減することができる。 Cellular communication standards such as the 5th generation (5G) standard of the Third Generation Partnership Project (3GPP (registered trademark)) stipulate that access classes and access categories be assigned to terminal devices for the purpose of restricting and controlling communications. Based on these specifications, base station devices broadcast notification signals containing information restricting the transmission of connection request signals by terminal devices of specific access classes and access categories. This information includes information such as the restriction rate for each access class. Upon receiving this information, terminal devices determine whether or not to transmit connection request signals based on the value indicating their assigned access class and the received information. Terminal devices then do not transmit connection request signals unless they determine that transmission is permitted. This reduces the signal processing load on core network devices, Internet Protocol (IP) Multimedia Subsystem (IMS), and other systems.
アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス制限では、そのようなアクセス制限の影響を受けない端末装置が多数発生する場合がありうる。このような場合に、ネットワークへのアクセスやトラフィックの流量が適正に制限されず、コアネットワーク装置やIMSなどの負荷を十分に低減することができないことがありうる。 When access restrictions are based on access classes or access categories, there may be many terminal devices that are not affected by such access restrictions. In such cases, access to the network and traffic flow may not be restricted appropriately, and the load on core network devices, IMS, etc. may not be sufficiently reduced.
本発明は、ネットワークへのアクセス又はトラフィックの流量を高度に制御する技術を提供する。 The present invention provides technology for advanced control of network access or traffic flow.
本発明の一態様による端末装置は、セルラ通信システムの端末装置であって、前記セルラ通信システムの基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を特定する特定手段と、前記ポート番号を格納した情報要素であって、前記基地局装置によるネットワークへのアクセス制御に使用される前記情報要素を含んだ無線信号を前記基地局装置へ送信する送信手段と、を有する。
A terminal device according to one aspect of the present invention is a terminal device of a cellular communication system, and has an identification means for identifying a port number corresponding to a type of application or communication protocol to be executed through communication with a base station device of the cellular communication system, and a transmission means for transmitting to the base station device a radio signal including an information element that stores the port number and is used by the base station device to control access to a network .
本発明の一態様による基地局装置は、セルラ通信システムの基地局装置であって、前記セルラ通信システムの端末装置から、前記端末装置が前記基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を格納した情報要素を含んだ無線信号を受信する受信手段と、前記ポート番号に基づいて、前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルを特定する特定手段と、前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルの特定の結果に基づいて、ネットワークへのアクセス制御を行う制御手段と、を有する。
A base station device according to one aspect of the present invention is a base station device of a cellular communication system, and has: a receiving means for receiving a radio signal from a terminal device of the cellular communication system , the radio signal including an information element storing a port number corresponding to the type of application or communication protocol that the terminal device executes through communication with the base station device; an identifying means for identifying the type of application or the communication protocol based on the port number; and a control means for controlling access to a network based on the result of identifying the type of application or the communication protocol.
本発明によれば、ネットワークへのアクセス又はトラフィックの流量を高度に制御することが可能となる。 The present invention enables advanced control of network access or traffic flow.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the following embodiments do not limit the scope of the claimed invention, and not all combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the invention. Two or more of the multiple features described in the embodiments may be combined in any desired manner. Furthermore, the same reference numbers are used for identical or similar components, and duplicate descriptions will be omitted.
(無線通信システムの構成)
図1に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP(登録商標))の第5世代(5G)などのセルラ通信規格に準拠したセルラ無線通信システムである。なお、この無線通信システムは、例えば、基地局装置101及び端末装置102を含んで構成される。基地局装置101は、端末装置102からの接続要求信号を受信したことに応じて、その端末装置102と接続を確立して、無線通信サービスを提供するように構成される。基地局装置101は、さらに、コアネットワーク装置103等のネットワーク装置と接続する。なお、コアネットワーク装置103は概略的に示したものに過ぎず、コアネットワーク機能は、1つ以上のネットワークノードによって実装される。コアネットワーク装置103は、例えば、インターネットプロトコル(IP)マルチメディアサブシステム(IMS)などのアプリケーションを実行するための、アプリケーションサーバ(不図示)に接続されうる。なお、コアネットワーク装置103などの、端末装置102から見て基地局装置101より後方の装置のことを、以下では「後段の装置」と呼ぶ場合がある。また、図1では、説明を簡単にするために、1つの基地局装置101及び2つの端末装置102のみを示しているが、多数の基地局装置及び多数の端末装置が当然に存在しうる。
(Configuration of wireless communication system)
FIG. 1 shows an example of the configuration of a wireless communication system according to this embodiment. This wireless communication system is a cellular wireless communication system conforming to a cellular communication standard such as the fifth generation (5G) standard of the Third Generation Partnership Project (3GPP (registered trademark)). This wireless communication system includes, for example, a base station device 101 and a terminal device 102. Upon receiving a connection request signal from the terminal device 102, the base station device 101 is configured to establish a connection with the terminal device 102 and provide wireless communication services. The base station device 101 is further connected to network devices such as a core network device 103. Note that the core network device 103 is merely illustrated schematically, and core network functions are implemented by one or more network nodes. The core network device 103 may be connected to an application server (not shown) for executing applications such as the Internet Protocol (IP) Multimedia Subsystem (IMS). Hereinafter, devices downstream of the base station device 101, such as the core network device 103, as viewed from the terminal device 102 may be referred to as "subsequent devices." Also, in order to simplify the explanation, FIG. 1 shows only one base station device 101 and two terminal devices 102, but it goes without saying that a large number of base station devices and a large number of terminal devices may exist.
本実施形態に係る無線通信システムでは、端末装置102に対して、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づく優先度の設定が行われる。そして、基地局装置101が、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス制限のために、規制率の情報などを含んだ報知信号をブロードキャスト送信する。端末装置102は、この情報を受信すると、自身に割り当てられたアクセスクラスやアクセスカテゴリに対応する規制率を参照して、接続要求信号を送信することが許容されるか否かを判定する。そして、端末装置102は、接続要求信号を送信してよいと判定した場合に接続要求信号を送信し、一方で、接続要求信号を送信すべきでないと判定した場合には、接続要求信号を送信せず、また、その後、一定時間にわたって接続要求信号の送信を行わない。 In the wireless communication system according to this embodiment, a priority is set for the terminal device 102 based on the access class and access category. The base station device 101 then broadcasts a notification signal containing information such as restriction rate information to restrict access based on the access class and access category. When the terminal device 102 receives this information, it references the restriction rate corresponding to the access class and access category assigned to it and determines whether it is permitted to transmit a connection request signal. If the terminal device 102 determines that it is permitted to transmit a connection request signal, it transmits the connection request signal. On the other hand, if it determines that it should not transmit a connection request signal, it does not transmit the connection request signal, and thereafter does not transmit a connection request signal for a certain period of time.
このようなアクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス制限が用いられる場合であっても、その制限の影響を受けずに接続要求信号を送信する端末装置が存在しうる。例えば、攻撃的な意図をもってデータを送信しようとする端末装置が、そのような制限を無視して接続要求信号の送信を試みることが想定されうる。このようなアクセス制限は、端末装置側で接続要求信号の送信を制限するものであるため、基地局装置101は、このような接続要求信号を受信したときに、信号の流量を規制せずにコアネットワーク装置103などへ信号を転送してしまいうる。このため、そのような端末装置が多数存在する場合には、コアネットワーク装置103などにおける負荷が過剰に増大してしまう。 Even when access restrictions based on such access classes and access categories are used, there may be terminal devices that transmit connection request signals without being affected by these restrictions. For example, it is conceivable that a terminal device attempting to transmit data with malicious intent may ignore such restrictions and attempt to transmit a connection request signal. Because such access restrictions restrict the transmission of connection request signals on the terminal device side, when the base station device 101 receives such a connection request signal, it may forward the signal to the core network device 103 or the like without restricting the signal flow rate. Therefore, if there are a large number of such terminal devices, the load on the core network device 103 or the like will increase excessively.
ここで、基地局装置101が、アプリケーションレイヤでの通信プロトコルを認識し、特定の通信プロトコルの通信を遮断することができるならば、そのような負荷の増大の軽減を期待することができる。しかしながら、基地局装置101は、アプリケーションレイヤの通信プロトコルを認識することができず、受信した信号を単なるデータ呼として他の装置へ転送してしまいうる。例えば、音声呼を制御するセッション・イニシエーション・プロトコル(SIP)の信号が端末装置102から基地局装置101へ送信された場合、SIPの呼処理がアプリケーションレイヤで行われるものであるため、その信号は、基地局装置101やその後段のコアネットワーク装置103においては単なるデータ呼として扱われる。この結果、図2に示すように、基地局装置101及びコアネットワーク装置103は、その信号をそのまま透過的に転送する。また、同様に、端末装置102に対する分散型サービス拒否(DDOS)攻撃のトラフィックも、基地局装置101などにおいてデータ呼として扱われるため、基地局装置101はそのトラフィックを透過的に転送してしまう。また、例えばサーバから端末装置102へのオペレーティングシステム(OS)の更新の自動配信なども、基地局装置101において単なるデータ呼として扱われ、基地局装置101はそのまま他の装置へ信号を転送してしまう。 If the base station device 101 could recognize communication protocols at the application layer and block communications using specific communication protocols, it would be possible to mitigate this increased load. However, the base station device 101 may not be able to recognize application layer communication protocols and may simply forward the received signal to other devices as a data call. For example, if a Session Initiation Protocol (SIP) signal, which controls voice calls, is sent from the terminal device 102 to the base station device 101, the signal is treated as a data call by the base station device 101 and the subsequent core network device 103 because SIP call processing is performed at the application layer. As a result, as shown in Figure 2, the base station device 101 and the core network device 103 transparently forward the signal as is. Similarly, traffic from a distributed denial of service (DDOS) attack against the terminal device 102 is also treated as a data call by the base station device 101 and the like, and the base station device 101 transparently forwards the traffic. Furthermore, for example, automatic distribution of operating system (OS) updates from a server to terminal device 102 is treated as a simple data call by base station device 101, and base station device 101 simply forwards the signal to other devices.
このように、従来、基地局装置101は、一定のデータ通信について、その流量を制御する仕組みを有しておらず、アクセス制御の効果が限定的になってしまう状況が生じえていた。本実施形態では、このような事情に鑑み、基地局装置101が、例えば接続要求信号などの所定の制御信号を受信した際に、アプリケーションレイヤの通信プロトコルを特定可能とするための手順を提供する。より具体的には、端末装置102は、接続要求信号などの所定の信号に、通信プロトコルを識別するための情報要素(IE)を含めて、基地局装置101へ送信する。この情報要素は、例えば、トランスポートレイヤのポート番号を示す情報を含みうる。すなわち、アプリケーションレイヤの各通信プロトコルに対応するトランスポートレイヤのポート番号が事前に定められ、そのポート番号が情報要素において指定される。なお、接続要求信号は、基地局装置101が内容を認識することができる(復号することができる)信号の一例であり、他の信号が用いられてもよい。なお、この情報要素は、例えば媒体アクセス制御(MAC)レイヤの情報要素でありうる。ただしこれに限られない。例えば、この情報要素は、物理(PHY)レイヤ、無線リンク制御(RLC)レイヤ、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)レイヤなど、基地局装置101が情報を解析することができる通信レイヤのいずれかの情報要素でありうる。これにより、基地局装置101は、端末装置102が送信した信号がどの通信プロトコルによる通信のためのものであるかを特定することができ、通信プロトコルに応じてデータの流量を制御することが可能となる。 As such, conventionally, base station devices 101 do not have a mechanism for controlling the flow rate of certain data communications, resulting in situations where the effectiveness of access control is limited. In consideration of these circumstances, this embodiment provides a procedure for enabling the base station device 101 to identify the application layer communication protocol when it receives a predetermined control signal, such as a connection request signal. More specifically, the terminal device 102 transmits a predetermined signal, such as a connection request signal, including an information element (IE) for identifying the communication protocol to the base station device 101. This information element may include, for example, information indicating a transport layer port number. In other words, transport layer port numbers corresponding to each application layer communication protocol are predetermined, and these port numbers are specified in the information element. Note that the connection request signal is an example of a signal whose contents can be recognized (decoded) by the base station device 101, and other signals may also be used. Note that this information element may be, for example, a medium access control (MAC) layer information element. However, this is not limited to this. For example, this information element may be any information element of a communication layer that the base station device 101 can analyze, such as the physical (PHY) layer, radio link control (RLC) layer, or packet data convergence protocol (PDCP) layer. This allows the base station device 101 to identify the communication protocol used for communication of the signal transmitted by the terminal device 102, and enables control of the data flow rate according to the communication protocol.
例えば、基地局装置101は、ポート番号=5060が設定された信号を受信すると、その信号がSIPに関する信号であることを特定することができる。そして、基地局装置101は、例えば音声呼を遮断する必要のある場合に、その信号をコアネットワーク装置103へ転送することなく遮断することができる。なお、SIPは一例であり、他の通信プロトコルについて、その通信プロトコルを特定可能なポート番号が一意に用意され、信号内のIEにおいてそのポート番号が指定されることにより、基地局装置101が、その信号が通信プロトコルを特定し、通信プロトコルごとにトラフィックの流量制御を行うことができる。また、通信プロトコルに限られず、通信を伴うアプリケーションの種類について、その通信の種別に対応するポート番号が信号内のIEにおいて指定されるようにしてもよい。これにより、基地局装置101が、特定のアプリケーションの通信のためのアクセスを制限し又は流量を制限することにより、適切に輻輳回避制御を行うことが可能となる。なお、アプリケーションを指定するためのポート番号の情報は、実際にトランスポートレイヤにおいて使用されるポート番号でなくてもよい。すなわち、通信プロトコルを指定する際には実際に使用されるポート番号がIE内に格納され、アプリケーションを指定する際にはどの通信プロトコルにおいても使用されないポート番号がそのアプリケーションに割り当てられて、IE内に格納されるようにしてもよい。 For example, when the base station device 101 receives a signal with port number 5060 set, it can identify the signal as a SIP signal. Then, when it is necessary to block a voice call, for example, the base station device 101 can block the signal without forwarding it to the core network device 103. Note that SIP is just one example. For other communication protocols, a unique port number that can identify the communication protocol is provided, and the port number is specified in an IE within the signal, allowing the base station device 101 to identify the communication protocol through the signal and perform traffic flow control for each communication protocol. Furthermore, a port number corresponding to the type of communication, not limited to the communication protocol, may also be specified in the IE within the signal. This allows the base station device 101 to appropriately perform congestion avoidance control by restricting access or flow rate for communication of a specific application. Note that the port number information used to specify an application does not have to be the port number actually used in the transport layer. In other words, when specifying a communication protocol, the port number actually used may be stored in the IE, and when specifying an application, a port number unused in any communication protocol may be assigned to the application and stored in the IE.
なお、ポート番号の割り当ては、基地局装置101と端末装置102との間で共有される限りにおいて、動的に変更されてもよい。また、一例において、基地局装置101は、いずれのアプリケーションにも対応しないポート番号がIE内に設定された信号を端末装置102から受信した場合、その信号を遮断してもよい。これによれば、基地局装置101は、ポート番号のIEに適正な値が設定されていない信号を転送しないことにより、コアネットワーク装置103等の後段の装置の負荷を軽減することができる。 Note that port number assignments may be dynamically changed as long as they are shared between the base station device 101 and the terminal device 102. In one example, if the base station device 101 receives a signal from the terminal device 102 in which a port number that does not correspond to any application is set in the IE, the base station device 101 may block the signal. In this way, the base station device 101 can reduce the load on downstream devices, such as the core network device 103, by not forwarding signals that do not have an appropriate value set in the port number IE.
また、上述の例では、端末装置102から発呼する際の処理について説明したが、端末装置102への着呼においても同様の処理を行うことができる。従来、基地局装置101は、コアネットワーク装置103から、端末装置102を呼び出すべきことを示すページングメッセージを受信したときに、端末装置102が行うべき通信がどの通信プロトコルによる通信のためのものであるかを特定することができない。これに対して、本実施形態によれば、コアネットワーク装置103によって通知されるページングメッセージに、アプリケーションレイヤの通信プロトコルに対応するポート番号を示す情報要素が格納される。なお、ページングメッセージは、基地局装置101が内容を認識することができる(復号することができる)メッセージの一例であり、他の信号が用いられてもよい。すなわち、基地局装置101の後段の装置へのデータの転送の際の基地局装置101による流量規制のために、コアネットワーク装置103は、基地局装置101に対して、端末装置が送信する予定の信号が、どの通信プロトコルに従うものであるかを通知する。この通知を行うことができるメッセージである限りにおいて、様々なメッセージ又は信号において、アプリケーションレイヤの通信プロトコルに対応するポート番号を示す情報要素が送信されてもよい。なお、この情報要素は、例えば媒体アクセス制御(MAC)レイヤの情報要素でありうる。ただしこれに限られない。例えば、この情報要素は、物理(PHY)レイヤ、無線リンク制御(RLC)レイヤ、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)レイヤなど、基地局装置101が情報を解析することができる通信レイヤのいずれかの情報要素でありうる。これにより、基地局装置101は、端末装置102が呼び出される通信がどの通信プロトコルによるものであるかを特定することができる。そして、基地局装置101は、通信プロトコルに応じて、例えば、ページングを保留する又は破棄することにより、データの流量を制御することが可能となる。例えば、基地局装置101は、ポート番号=5060が設定されたページングメッセージを受信すると、コアネットワーク装置103が、SIPによる通信のために端末装置102を呼び出そうとしていることを特定することができる。なお、上述のように、通信プロトコルに限られず、通信を伴うアプリケーションの種類について、その通信の種別に対応するポート番号が信号内のIEにおいて指定されるようにしてもよい。また、ポート番号の割り当ては、基地局装置101とコアネットワーク装置103との間で共有される限りにおいて、動的に変更されてもよい。また、一例において、基地局装置101は、いずれのアプリケーションにも対応しないポート番号がIE内に設定された信号をコアネットワーク装置103から受信した場合、その信号を遮断してもよい。 In the above example, the processing when a call is made from the terminal device 102 was described, but similar processing can also be performed when a call is received from the terminal device 102. Conventionally, when the base station device 101 receives a paging message from the core network device 103 indicating that the terminal device 102 should be called, it is unable to identify the communication protocol used for the communication to be performed by the terminal device 102. In contrast, according to this embodiment, an information element indicating a port number corresponding to an application layer communication protocol is stored in the paging message notified by the core network device 103. Note that the paging message is an example of a message whose contents the base station device 101 can recognize (decode), and other signals may also be used. That is, in order for the base station device 101 to regulate the flow rate when transferring data to a device downstream of the base station device 101, the core network device 103 notifies the base station device 101 of the communication protocol used for the signal that the terminal device plans to transmit. An information element indicating a port number corresponding to an application layer communication protocol may be transmitted in various messages or signals, as long as the message is capable of making this notification. This information element may be, for example, a medium access control (MAC) layer information element. However, this is not limited to this. For example, this information element may be any information element of a communication layer that the base station device 101 can analyze, such as a physical (PHY) layer, a radio link control (RLC) layer, or a packet data convergence protocol (PDCP) layer. This allows the base station device 101 to identify the communication protocol used for the communication calling the terminal device 102. The base station device 101 can then control the data flow rate by, for example, suspending or discarding paging depending on the communication protocol. For example, when the base station device 101 receives a paging message with port number 5060 set, it can identify that the core network device 103 is attempting to call the terminal device 102 for SIP communication. As described above, the port number corresponding to the type of communication, not limited to the communication protocol, may be specified in the IE in the signal. Furthermore, port number allocation may be dynamically changed as long as it is shared between the base station device 101 and the core network device 103. In one example, if the base station device 101 receives a signal from the core network device 103 in which a port number that does not correspond to any application is set in the IE, the base station device 101 may block the signal.
(装置構成)
続いて、装置構成について説明する。図3は、本実施形態の基地局装置および端末装置のハードウェア構成例を示している。基地局装置および端末装置は、一例において、プロセッサ301、ROM302、RAM303、記憶装置304、及び通信回路305を含んで構成される。プロセッサ301は、汎用のCPU(中央演算装置)や、ASIC(特定用途向け集積回路)等の、1つ以上の処理回路を含んで構成されるコンピュータであり、ROM302や記憶装置304に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、装置の全体の処理や、上述の各処理を実行する。ROM302は、基地局装置および端末装置が実行する処理に関するプログラムや各種パラメータ等の情報を記憶する読み出し専用メモリである。RAM303は、プロセッサ301がプログラムを実行する際のワークスペースとして機能し、また、一時的な情報を記憶するランダムアクセスメモリである。記憶装置304は、例えば着脱可能な外部記憶装置等によって構成される。通信回路305は、例えば、LTEや5Gの無線通信用の回路によって構成される。なお、図3では、1つの通信回路305が図示されているが、基地局装置および端末装置は、複数の通信回路を有しうる。例えば、基地局装置および端末装置は、LTE用、5G用、およびその後継規格用のそれぞれのための無線通信回路と、それらの回路に共通のアンテナを有しうる。なお、基地局装置および端末装置は、各規格に適したアンテナを別個に有してもよい。また、基地局装置は、さらに、他の基地局装置やコアネットワークのノードと通信する際に使用される有線通信回路を有しうる。また、端末装置は、さらに、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)やBluetooth(登録商標)などのセルラ通信規格以外の無線通信規格に準拠した通信回路などを有してもよい。なお、基地局装置および端末装置は、使用可能な複数の周波数帯域のそれぞれについて別個の通信回路305を有してもよいし、それらの周波数帯域の少なくとも一部に対して共通の通信回路305を有してもよい。
(Device configuration)
Next, the device configuration will be described. FIG. 3 shows an example of the hardware configuration of the base station device and terminal device of this embodiment. In one example, the base station device and terminal device are configured to include a processor 301, a ROM 302, a RAM 303, a storage device 304, and a communication circuit 305. The processor 301 is a computer configured to include one or more processing circuits, such as a general-purpose CPU (Central Processing Unit) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and performs the overall processing of the device and each of the above-mentioned processes by reading and executing programs stored in the ROM 302 and the storage device 304. The ROM 302 is a read-only memory that stores information such as programs and various parameters related to the processing executed by the base station device and terminal device. The RAM 303 functions as a workspace when the processor 301 executes a program and is also a random access memory that stores temporary information. The storage device 304 is configured, for example, by a removable external storage device. The communication circuit 305 is configured, for example, by a circuit for LTE or 5G wireless communication. Although FIG. 3 illustrates one communication circuit 305, the base station apparatus and the terminal apparatus may have multiple communication circuits. For example, the base station apparatus and the terminal apparatus may have wireless communication circuits for LTE, 5G, and successor standards, respectively, and a common antenna for these circuits. The base station apparatus and the terminal apparatus may also have separate antennas suitable for each standard. The base station apparatus may also have a wired communication circuit used when communicating with other base station apparatuses or core network nodes. The terminal apparatus may also have a communication circuit conforming to a wireless communication standard other than the cellular communication standard, such as a wireless local area network (LAN) or Bluetooth (registered trademark). The base station apparatus and the terminal apparatus may have separate communication circuits 305 for each of the multiple available frequency bands, or may have a common communication circuit 305 for at least some of these frequency bands.
図4は、基地局装置の機能構成例を示す。基地局装置は、例えば、アクセス規制部401、信号受信部402、通信プロトコル特定部403、及び、通信制御部404を有する。なお、図4では、本実施形態に特に関係する機能のみを示しており、基地局装置が有しうる他の各種機能については図示を省略している。例えば、基地局装置は、5Gやその後継規格などに準拠した基地局装置が一般的に有する他の機能を当然に有する。また、図4の機能ブロックは概略的に示したものであり、それぞれの機能ブロックが一体化されて実現されてもよいし、さらに細分化されてもよい。また、図4の各機能は、例えば、プロセッサ301がROM302や記憶装置304に記憶されているプログラムを実行することにより実現されてもよいし、例えば通信回路305の内部に存在するプロセッサが所定のソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。なお、各機能部が実行する処理の詳細について、上述の詳細についてはここでは説明せず、その大まかな機能のみを概説する。 Figure 4 shows an example of the functional configuration of a base station device. The base station device includes, for example, an access control unit 401, a signal receiving unit 402, a communication protocol identification unit 403, and a communication control unit 404. Note that Figure 4 only shows functions particularly relevant to this embodiment, and omits other functions that the base station device may have. For example, the base station device naturally has other functions that are generally possessed by base station devices compliant with 5G or its successor standards. The functional blocks in Figure 4 are shown schematically, and the functional blocks may be integrated or further subdivided. Each function in Figure 4 may be realized, for example, by the processor 301 executing a program stored in the ROM 302 or the storage device 304, or by a processor within the communication circuit 305 executing predetermined software. The details of the processing performed by each functional unit will not be described here; only their general functions will be outlined.
アクセス規制部401は、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス規制の処理を行う。アクセス規制部401は、例えば、所定のアクセスクラスやアクセスカテゴリについて規制率を設定し、その規制率の情報を含んだ報知信号をブロードキャスト送信する。なお、アクセス規制部401はオプションであり、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス規制は行われなくてもよい。 The access restriction unit 401 performs access restriction processing based on the access class and access category. For example, the access restriction unit 401 sets a restriction rate for a specified access class or access category, and broadcasts a notification signal containing information about the restriction rate. Note that the access restriction unit 401 is optional, and access restriction based on the access class or access category does not necessarily have to be performed.
信号受信部402は、端末装置102から信号を受信する。ここでの信号は、例えば接続要求信号であるが、これ以外の制御信号であってもよい。また、場合によっては、個々での信号がデータ信号であってもよい。なお、接続要求信号は、例えば、無線リソース制御(RRC)レイヤの接続の確立を要求するRRC Connection Requestメッセージでありうる。また、信号受信部402は、コアネットワーク装置103から、所定のメッセージを受信しうる。ここでの所定のメッセージは、例えばページングメッセージでありうる。ただし、これは一例であり、所定のメッセージは、基地局装置101と接続中の端末装置に対して所定のデータの送信要求をするための他の制御メッセージなどであってもよい。 The signal receiving unit 402 receives a signal from the terminal device 102. Here, the signal is, for example, a connection request signal, but it may also be other control signals. In some cases, each signal may also be a data signal. The connection request signal may be, for example, an RRC Connection Request message requesting the establishment of a connection in the Radio Resource Control (RRC) layer. The signal receiving unit 402 may also receive a predetermined message from the core network device 103. Here, the predetermined message may be, for example, a paging message. However, this is just one example, and the predetermined message may also be another control message for requesting the terminal device currently connected to the base station device 101 to transmit predetermined data.
通信プロトコル特定部403は、信号受信部402において端末装置102から受信した信号又はコアネットワーク装置103から受信したメッセージに含まれている、ポート番号を示す情報が格納されたIEを参照する。そして、通信プロトコル特定部403は、そのIEに格納されている値から、その信号やメッセージが関連付けられたデータ送信に使用されるべき通信プロトコルを特定する。例えば、通信プロトコル特定部403は、ポート番号が5060に設定されている場合に、受信した信号やメッセージがSIPに関連する信号やメッセージであることを特定することができる。また、通信プロトコル特定部403は、通信プロトコルに限らず、例えばその通信がどのアプリケーションのために行われているかを、ポート番号に基づいて特定してもよい。例えば、OSの更新などの所定のアプリケーションに対して、他のアプリケーションや通信プロトコルに割り当てられていない(通信に使用されない)ポート番号が割り当てられてもよい。通信プロトコル特定部403は、そのポート番号が格納されたIEを含んだ信号を受信した場合に、その信号がOSの更新のためのものであることを特定することができる。 The communication protocol identification unit 403 references an IE that stores information indicating a port number, which is included in a signal received by the signal receiving unit 402 from the terminal device 102 or a message received from the core network device 103. The communication protocol identification unit 403 then identifies, from the value stored in the IE, the communication protocol to be used for transmitting data associated with the signal or message. For example, if the port number is set to 5060, the communication protocol identification unit 403 can identify that the received signal or message is a SIP-related signal or message. The communication protocol identification unit 403 can also identify, not only the communication protocol but also the application for which the communication is being performed, based on the port number. For example, a port number that is not assigned to other applications or communication protocols (i.e., not used for communication) may be assigned to a specific application such as an OS update. When the communication protocol identification unit 403 receives a signal that includes an IE that stores the port number, it can identify that the signal is for an OS update.
通信制御部404は、通信プロトコル特定部403によって特定された通信プロトコルやアプリケーションの種類などに基づいて、信号受信部402において端末装置102から受信した信号を、後段の装置へ転送するか否かなどを決定する。例えば、通信制御部404は、輻輳を回避するために、SIPの通信やOSの更新などのための信号を受信したと判定した場合に、その信号を後段の装置へ転送せず、通信を遮断してもよい。また、通信制御部404は、いずれのアプリケーションや通信プロトコルにも割り当てられていないポート番号が格納されたIEを含んだ信号を受信した場合、その信号が適正な信号でないと判定し、後段の装置への転送を行わず、通信を遮断してもよい。これによれば、例えばDDOS攻撃などの不正な信号などが後段の装置へ転送されず、ネットワークの負荷が不必要に増大することを防ぐことが可能となる。 The communication control unit 404 determines whether or not to forward a signal received from the terminal device 102 by the signal receiving unit 402 to a downstream device based on the communication protocol and application type identified by the communication protocol identification unit 403. For example, to avoid congestion, if the communication control unit 404 determines that a signal for SIP communication or an OS update has been received, it may block the communication without forwarding the signal to the downstream device. Furthermore, if the communication control unit 404 receives a signal including an IE containing a port number that is not assigned to any application or communication protocol, it may determine that the signal is not an appropriate signal and block the communication without forwarding it to the downstream device. This prevents unauthorized signals, such as DDOS attacks, from being forwarded to downstream devices, preventing unnecessary increases in network load.
また、通信制御部404は、通信プロトコル特定部403によって特定された通信プロトコルやアプリケーションの種類などに基づいて、信号受信部402においてコアネットワーク装置103から受信したメッセージに対応する通信を端末装置102との間で実行するか否かの制御を行いうる。なお、通信制御部404は、信号受信部402においてコアネットワーク装置103から受信したメッセージに対応する通信を行うタイミングの制御などを行いうる。すなわち、通信制御部404は、例えば、端末装置102を呼び出すページングメッセージをコアネットワーク装置103から受信した場合に、端末装置102に対するページングチャネルを送信しないように制御を行いうる。また、通信制御部404は、そのページングチャネルを送信する場合であっても、その送信タイミングを遅延させてもよい。例えば、通信制御部404は、コアネットワーク装置103からページングメッセージを受信したタイミングにおいてそのページングメッセージを破棄するまでの時間を計測するタイマ(Paging Discard Timer)を起動し、そのタイマが満了する直前の端末装置102のページングオケージョン(PO)サブフレームにおいて、ページングチャネルを送信するようにしうる。なお、これは一例であり、通信制御部404は、基地局装置101内の負荷の状況に応じて、又は、例えばコアネットワーク装置103などから通知されるネットワークの負荷状況に応じて、ページングチャネルの送信タイミングを決定し、必要に応じてページングチャネルを送信せずにページングメッセージを破棄しうる。 Furthermore, the communication control unit 404 may control whether or not to execute communication corresponding to a message received from the core network device 103 in the signal receiving unit 402 with the terminal device 102, based on the communication protocol and type of application identified by the communication protocol identification unit 403. The communication control unit 404 may also control the timing of execution of communication corresponding to a message received from the core network device 103 in the signal receiving unit 402. That is, for example, when the communication control unit 404 receives a paging message from the core network device 103 to call the terminal device 102, the communication control unit 404 may perform control so as not to transmit a paging channel to the terminal device 102. Furthermore, even when the communication control unit 404 transmits the paging channel, it may delay the transmission timing. For example, the communication control unit 404 may start a timer (Paging Discard Timer) that measures the time until a paging message is discarded when the paging message is received from the core network device 103, and transmit a paging channel in the paging occasion (PO) subframe of the terminal device 102 immediately before the timer expires. Note that this is just one example, and the communication control unit 404 may determine the timing of transmitting the paging channel depending on the load status within the base station device 101 or the load status of the network notified, for example, from the core network device 103, and may discard the paging message without transmitting the paging channel as necessary.
以上のようにして、通信制御部404は、受信した信号が、どの通信プロトコルやアプリケーションに関するものであるかに応じて、トラフィックの流量制御をきめ細かく行うことができるようになる。また、一例において、通信制御部404は、アクセス規制部401によるアクセスクラスやアクセスカテゴリによる通信規制の影響を受けずに端末装置102から送信された信号があった場合に、その信号による通信が規制されるべきか否かを特定し、必要に応じてアクセス規制を行うことができる。これにより、アクセスクラスやアクセスカテゴリを用いた端末装置102側の規制と、通信プロトコルやアプリケーションの種類に応じた基地局装置101(ネットワーク)側の規制とを組み合わせて、より高度なネットワークへのアクセス規制又はトラフィックの流量規制を行うことが可能となる。 In this way, the communication control unit 404 can perform detailed traffic flow control depending on the communication protocol or application related to the received signal. Furthermore, in one example, when a signal is transmitted from the terminal device 102 without being affected by communication restrictions based on the access class or access category imposed by the access restriction unit 401, the communication control unit 404 can determine whether communication based on that signal should be restricted and can perform access restrictions as necessary. This allows for more advanced network access restrictions or traffic flow restrictions to be performed by combining restrictions on the terminal device 102 side using the access class or access category with restrictions on the base station device 101 (network) side based on the type of communication protocol or application.
図5は、端末装置の機能構成例を示す。端末装置は、例えば、アクセス制御部501、ポート情報特定部502、及び、信号送信部503を有する。なお、図5では、本実施形態に特に関係する機能のみを示しており、端末装置が有しうる他の各種機能については図示を省略している。例えば、端末装置は、5Gやその後続規格などに準拠した端末装置が一般的に有する他の機能を当然に有する。また、図5の機能ブロックは概略的に示したものであり、それぞれの機能ブロックが一体化されて実現されてもよいし、さらに細分化されてもよい。また、図5の各機能は、例えば、プロセッサ301がROM302や記憶装置304に記憶されているプログラムを実行することにより実現されてもよいし、例えば通信回路305の内部に存在するプロセッサが所定のソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。なお、各機能部が実行する処理の詳細について、上述の詳細についてはここでは説明せず、その大まかな機能のみを概説する。 Figure 5 shows an example of the functional configuration of a terminal device. The terminal device includes, for example, an access control unit 501, a port information identification unit 502, and a signal transmission unit 503. Note that Figure 5 only shows functions particularly relevant to this embodiment, and does not illustrate various other functions that the terminal device may have. For example, the terminal device naturally has other functions that terminal devices compliant with 5G or subsequent standards generally have. Furthermore, the functional blocks in Figure 5 are shown schematically, and the respective functional blocks may be integrated or further subdivided. Furthermore, each function in Figure 5 may be realized, for example, by the processor 301 executing a program stored in the ROM 302 or the storage device 304, or by a processor within the communication circuit 305 executing specific software. Note that the details of the processing performed by each functional unit will not be described here, and only their general functions will be outlined.
アクセス制御部501は、アクセスクラスやアクセスカテゴリによるアクセス制御を行う。例えば、アクセス制御部501は、自装置に設定されているアクセスクラスやアクセスカテゴリと、基地局装置101からブロードキャスト送信された報知信号に含まれる規制率等の情報に基づいて、自装置が接続要求信号を送信してよいか否かを判定しうる。そして、アクセス制御部501は、接続要求信号を送信してよいと判定した場合にのみ、接続要求信号を送信するようにしうる。また、アクセス制御部501は、接続要求信号以外の制御信号を送信してもよい。ポート情報特定部502は、接続要求信号やその他の制御信号を用いてネットワークに要求する通信サービスが関連するアプリケーションや通信プロトコルを特定し、そのアプリケーションや通信プロトコルに対応するポート番号の情報を特定する。なお、アプリケーションや通信プロトコルとそれに対応するポート番号の情報は固定されていてもよく、その場合、端末装置102は、例えば、電源投入に応じた位置登録などのために過去にネットワークに接続した際にネットワークからその情報を取得しうる。また、このアプリケーションや通信プロトコルとそれに対応するポート番号の情報は動的に変更されてもよい。この場合、基地局装置101は、その情報を、報知信号に含めてブロードキャスト送信してもよいし、接続中の端末装置に対して個別シグナリングによって通知してもよい。信号送信部503は、接続要求信号やその他の制御信号(場合によってはデータ信号)内の所定のIEに、ポート情報特定部502が特定したポート番号を格納して、無線信号を生成し、基地局装置101へ送信する。このポート番号により、基地局装置101は、上述のように、接続要求信号などに関連付けられた通信プロトコルやアプリケーションなどを特定することが可能となり、きめ細かいアクセス規制やトラフィックの流量制御などを行うことが可能となる。 The access control unit 501 performs access control based on access classes and access categories. For example, the access control unit 501 may determine whether the terminal device 102 is permitted to transmit a connection request signal based on the access class and access category set in the terminal device 102 and information such as a restriction rate included in a notification signal broadcast from the base station device 101. The access control unit 501 may transmit the connection request signal only if it determines that transmission of the connection request signal is permitted. The access control unit 501 may also transmit control signals other than the connection request signal. The port information identification unit 502 uses the connection request signal and other control signals to identify the application and communication protocol associated with the communication service requested from the network, and identifies port number information corresponding to the application and communication protocol. Note that the information about the application, communication protocol, and corresponding port number may be fixed. In this case, the terminal device 102 may obtain this information from the network when it previously connected to the network, for example, for location registration upon power-on. Note that the information about the application, communication protocol, and corresponding port number may be dynamically changed. In this case, the base station device 101 may broadcast this information by including it in a notification signal, or may notify the connected terminal device via individual signaling. The signal transmission unit 503 stores the port number identified by the port information identification unit 502 in a specified IE within the connection request signal or other control signal (or in some cases, a data signal), generates a wireless signal, and transmits it to the base station device 101. This port number allows the base station device 101 to identify the communication protocol or application associated with the connection request signal, as described above, enabling detailed access restrictions and traffic flow control.
図6は、コアネットワーク装置の機能構成例を示す。コアネットワーク装置は、例えば、ポート情報特定部601、及び、メッセージ送信部603を有する。なお、図6では、本実施形態に特に関係する機能のみを示しており、コアネットワーク装置が有しうる他の各種機能については図示を省略している。例えば、コアネットワーク装置は、5Gやその後続規格などに準拠したコアネットワークに一般的に含まれる他の機能の少なくとも一部を当然に有する。また、図6の機能ブロックは概略的に示したものであり、それぞれの機能ブロックが一体化されて実現されてもよいし、さらに細分化されてもよい。また、図6の各機能は、例えば、プロセッサ301がROM302や記憶装置304に記憶されているプログラムを実行することにより実現されてもよいし、例えば通信回路305の内部に存在するプロセッサが所定のソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。なお、各機能部が実行する処理の詳細について、上述の詳細についてはここでは説明せず、その大まかな機能のみを概説する。 Figure 6 shows an example of the functional configuration of a core network device. The core network device includes, for example, a port information identification unit 601 and a message transmission unit 603. Note that Figure 6 only shows functions particularly relevant to this embodiment, and does not illustrate various other functions that the core network device may have. For example, the core network device naturally has at least some of the other functions generally included in core networks compliant with 5G and subsequent standards. The functional blocks in Figure 6 are shown schematically, and the functional blocks may be integrated or further subdivided. Each function in Figure 6 may be implemented, for example, by processor 301 executing a program stored in ROM 302 or storage device 304, or by a processor within communication circuit 305 executing specified software. The details of the processing performed by each functional unit will not be described here; only their general functions will be outlined.
ポート情報特定部601は、端末装置に提供されるべき通信サービスが関連するアプリケーションや通信プロトコルを特定し、そのアプリケーションや通信プロトコルに対応するポート番号の情報を特定する。ポート情報特定部601は、例えば、端末装置を呼び出す際に、どの通信サービスに基づく呼び出しであるかを特定する。ポート情報特定部601は、例えば事前に用意されたルックアップテーブルを参照することにより、アプリケーションや通信プロトコルに対応するポート番号を特定しうる。なお、アプリケーションや通信プロトコルとそれに対応するポート番号の情報は動的に変更される場合、コアネットワーク装置103は、基地局装置101との間で、その情報を交換しうる。メッセージ送信部602は、ポート情報特定部601が特定したポート番号を格納した所定のIEを含む、ページングメッセージやその他のメッセージを生成して、基地局装置101へ送信する。このポート番号により、基地局装置101は、上述のように、端末装置102がどの通信プロトコルやアプリケーションなどに対応する通信を行う(信号を送信する)こととなるかを特定することが可能となる。そして、基地局装置101は、この特定の結果に基づいて、きめ細かいアクセス規制やトラフィックの流量制御などを行うことが可能となる。 The port information identification unit 601 identifies the application and communication protocol associated with the communication service to be provided to the terminal device, and identifies port number information corresponding to that application and communication protocol. For example, when calling a terminal device, the port information identification unit 601 identifies which communication service the call is based on. The port information identification unit 601 may identify the port number corresponding to the application and communication protocol, for example, by referencing a lookup table prepared in advance. Note that if the information on the application, communication protocol, and corresponding port number changes dynamically, the core network device 103 may exchange that information with the base station device 101. The message transmission unit 602 generates a paging message or other message including a predetermined IE that stores the port number identified by the port information identification unit 601, and transmits it to the base station device 101. This port number allows the base station device 101 to identify which communication protocol, application, etc. the terminal device 102 will be communicating with (transmitting a signal to) correspond to. Based on the results of this identification, the base station device 101 can then perform detailed access restrictions, traffic flow control, and other similar functions.
(処理の流れ)
続いて、本実施形態に係る無線通信システムにおいて実行される処理の流れの例について、図7及び図8を用いて概説する。図7の処理は、端末装置が、接続要求信号にポート番号の情報を格納して送信する場合の処理の流れの例を示しており、図8の処理は、コアネットワーク装置が、ページングメッセージにポート番号の情報を格納して送信する場合の処理の流れの例を示している。なお、これらの手順は一例であり、他の信号又はメッセージに、端末装置が実行する通信で使用される通信プロトコルやその通信を利用するアプリケーションの種類などに対応するポート番号の情報が格納されて送信されてもよい。また、以下の説明では、主として、本実施形態に係る手法に関連する手順を示しており、その手順以外の処理が当然に行われてもよい。また、以下に示す手順の一部が省略され、又は同様の趣旨の他の処理によって置き換えられてもよい。
(Processing flow)
Next, an example of the processing flow executed in the wireless communication system according to this embodiment will be outlined using Figures 7 and 8. The processing in Figure 7 shows an example of the processing flow when a terminal device stores port number information in a connection request signal and transmits it, and the processing in Figure 8 shows an example of the processing flow when a core network device stores port number information in a paging message and transmits it. Note that these procedures are merely examples, and port number information corresponding to the communication protocol used in the communication executed by the terminal device or the type of application using that communication may be stored and transmitted in other signals or messages. Furthermore, the following description mainly shows procedures related to the technique according to this embodiment, and naturally, processing other than these procedures may also be performed. Furthermore, some of the procedures shown below may be omitted or replaced with other processing of a similar purpose.
図7の処理では、基地局装置が、端末装置に対して報知信号をブロードキャスト送信し(S701)、例えば、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づいて、端末装置に接続要求信号の送信を抑制させるような制御を行う。なお、これは一例であり、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス規制は行われなくてもよい。端末装置は、接続要求信号を送信する(S702)。ここで、端末装置は、例えば、自装置がSIPの音声呼を発信するために接続要求信号を送信するものとする。この場合、端末装置は、SIPで用いるトランスポートレイヤのポート番号である5060を、接続要求信号内の所定のIEに格納して送信する。基地局装置は、この接続要求信号を受信すると、そのIE内に格納されているポート番号を特定することにより、この接続要求信号に基づいてSIPの通信が行われることを認識することができる。なお、アクセスクラスやアクセスカテゴリに基づくアクセス規制が行われている場合にのみ、ポート番号が格納されるIEが信号に含められてもよく、そのようなアクセス規制が行われない場合、このIEは省略されてもよい。また、ここではSIPが用いられるため、ポート番号が5060に設定されるが、SIP以外の通信プロトコルやアプリケーションが用いられてもよく、このために、5060以外のポート番号が接続要求信号に含められてもよい。また、接続要求信号は端末装置から基地局装置へ送信される信号の一例に過ぎず、他の制御信号やデータ信号が接続要求信号に代えて用いられてもよい。 In the process of Figure 7, the base station device broadcasts a notification signal to the terminal device (S701) and performs control such as suppressing the transmission of connection request signals by the terminal device based on, for example, the access class or access category. Note that this is just one example, and access restriction based on the access class or access category does not have to be performed. The terminal device transmits a connection request signal (S702). Here, for example, the terminal device transmits a connection request signal in order to originate a SIP voice call. In this case, the terminal device stores 5060, the transport layer port number used in SIP, in a specified IE within the connection request signal and transmits it. When the base station device receives this connection request signal, it can identify the port number stored in the IE and recognize that SIP communication is being performed based on this connection request signal. Note that an IE storing a port number may be included in the signal only if access restriction based on the access class or access category is performed; if such access restriction is not performed, this IE may be omitted. Also, because SIP is used here, the port number is set to 5060, but communication protocols or applications other than SIP may be used, and for this reason a port number other than 5060 may be included in the connection request signal. Also, the connection request signal is merely one example of a signal transmitted from a terminal device to a base station device, and other control signals or data signals may be used instead of the connection request signal.
基地局装置は、この接続要求信号に基づいて、端末装置と接続を確立し(S703)、また、コアネットワーク装置と端末装置との間の接続も確立される(S704)。なお、基地局装置は、この時点でSIPの通信を受け入れないと決定した場合などにおいて、接続要求を拒否してもよい。この場合には、端末装置と、基地局装置及びコアネットワーク装置との間の接続が確立されずに処理が終了する。このように、基地局装置は、通信プロトコルやアプリケーションの種類に応じてネットワークへのアクセスの許可又は拒否を決定することにより、ネットワークの負荷に応じたアクセス制御を行うことができる。 Based on this connection request signal, the base station device establishes a connection with the terminal device (S703), and a connection is also established between the core network device and the terminal device (S704). The base station device may reject the connection request if, for example, it decides not to accept SIP communications at this point. In this case, the processing ends without establishing a connection between the terminal device and the base station device or core network device. In this way, the base station device can perform access control according to the network load by determining whether to allow or deny access to the network depending on the communication protocol and type of application.
端末装置は、基地局装置及びコアネットワーク装置との接続を確立した後に、SIPメッセージの送信を開始する(S705)。通常、基地局装置は、SIPメッセージを受信した場合、単なるデータ呼として扱い、コアネットワーク装置へ転送することとなる。これに対して、本実施形態では、基地局装置は、S702において、この端末装置からの信号がSIPメッセージであることを特定することができている。このため、基地局装置は、例えばSIPのトラフィックの流量制御を行い(S706)、不必要に多量のSIPメッセージがIMSへ転送されないようにすることができる(S707)。 After establishing a connection with the base station and core network device, the terminal device begins sending a SIP message (S705). Normally, when a base station receives a SIP message, it treats it as a simple data call and forwards it to the core network device. In contrast, in this embodiment, the base station device is able to identify in S702 that the signal from the terminal device is a SIP message. Therefore, the base station device can, for example, control the flow rate of SIP traffic (S706) to prevent unnecessarily large numbers of SIP messages from being forwarded to the IMS (S707).
なお、上述の処理では、端末装置が基地局装置へ接続されていない状態において接続要求信号を送信する場合の例について説明したが、これに限られない。例えば、基地局装置に接続中の端末装置が、現在実行中の通信とは別に、特定のアプリケーションによる通信の開始を試みる際に、上述の処理と同様の処理が行われうる。その場合、ポート番号の値が格納される情報要素がデータ信号やセッションの追加要求信号に含まれうる。そして、基地局装置は、そのポート番号に対応する通信プロトコルやアプリケーションの種類に基づいて、新たなセッションの追加の許可もしくは拒否を決定し、又はそのセッションのトラフィックの流量規制を行いうる。なお、複数の種類の通信が行われる際には、端末装置から送信されるデータ信号に、上述のポート番号の情報が含められうる。この場合、基地局装置は、受信したデータ信号を都度解析して、通信プロトコルやアプリケーションの種類に応じた流量規制などを行うことができる。また、複数の種類の通信が行われる際に、その通信プロトコルやアプリケーションの種類ごとに無線ベアラが設定され、無線ベアラごとにトラフィックの流量規制が行われてもよい。この場合、端末装置から送信されるデータ信号にポート番号の情報が含められなくてもよい。 While the above process describes an example in which a terminal device transmits a connection request signal when it is not connected to a base station device, this is not limiting. For example, a process similar to the above may be performed when a terminal device connected to a base station device attempts to start communication using a specific application separate from the currently running communication. In this case, an information element storing a port number value may be included in the data signal or session addition request signal. The base station device may then determine whether to allow or deny the addition of a new session or regulate the traffic flow of that session based on the communication protocol or application type corresponding to the port number. When multiple types of communication are being performed, the above-mentioned port number information may be included in the data signal transmitted from the terminal device. In this case, the base station device may analyze the received data signal each time and regulate the flow rate according to the communication protocol or application type. Furthermore, when multiple types of communication are being performed, a radio bearer may be set for each communication protocol or application type, and traffic flow rate regulation may be performed for each radio bearer. In this case, the port number information does not need to be included in the data signal transmitted from the terminal device.
図8の処理では、コアネットワーク装置が、端末装置を呼び出すためのページングメッセージを基地局装置へ送信する(S801)。ここで、このページングメッセージは、端末装置を呼び出して行われる通信において使用される通信プロトコルを特定可能とするための、ポート番号が格納されるIEを含む。ここではSIPが用いられるため、ポート番号が5060に設定される。ただし、これに限られず、SIP以外の通信プロトコルやアプリケーションが用いられる場合、5060以外のポート番号がページングメッセージに含められてもよい。また、ページングメッセージはコアネットワーク装置から基地局装置へ送信されるメッセージの一例に過ぎず、他のメッセージがページングメッセージに代えて用いられてもよい。 In the process of Figure 8, the core network device transmits a paging message to the base station device to call the terminal device (S801). Here, this paging message includes an IE that stores a port number, which makes it possible to identify the communication protocol used in the communication that calls the terminal device. Since SIP is used here, the port number is set to 5060. However, this is not limited to this, and if a communication protocol or application other than SIP is used, a port number other than 5060 may be included in the paging message. Furthermore, the paging message is merely one example of a message transmitted from the core network device to the base station device, and other messages may be used instead of the paging message.
基地局装置は、ページングメッセージを受信すると、そのページングメッセージを破棄するまでの時間を計測するタイマを設定する(S802)。通常、基地局装置は、端末装置がページングチャネル(PCH)を受信することができるタイミング(ページングオケージョン(PO)サブフレーム)において、端末装置との接続を確立するまで、その端末装置宛てのPCHを繰り返し送信する。そして、基地局装置は、例えば物理チャネルの問題などによってPCHが端末装置において受信できないことなどにより、呼び出しに成功しないままタイマが満了したことに応じて、コアネットワーク装置から受信したページングメッセージを破棄することとなる。一方で、本実施形態では、基地局装置は、例えば、SIPのトラフィックを抑制したい場合に、SIPに関するページングの送信を抑制するためのページング流量規制を行う(S803)。例えば、基地局装置は、S801においてポート番号IEが5060に設定されたページングメッセージを受信すると、端末装置によるSIPの通信のためのPCHを、ページング流量規制を行わない場合と比べて低頻度で送信するようにしうる。一例において、基地局装置は、端末装置宛てのPCHの送信周期を長期化し、又は、端末装置宛てのPCHの送信を遅延させうる。また、基地局装置は、端末装置宛てのPCHを送信せずに、S801で受信したページングメッセージを破棄してもよい。端末装置は、POサブフレームにおいて自装置宛てのPCHを確認し(S804)、自装置が呼び出されているか否かを判定する。具体的には、基地局装置は、Paging-Radio Network Temporary Identifier(P-RNTI)を含んだページングのためのメッセージをブロードキャスト送信し、端末装置は、そのメッセージを受信する。そして、端末装置は、P-RNTIを用いて、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)及び物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)を復号することにより、自装置宛てのPCHがPDSCHに含まれているか否かを判定する。端末装置は、自装置宛てのPCHが含まれている場合、PDSCHからそのPCHのデータを取り出し、自装置宛てのPCHが含まれていない場合、PDSCHに含まれている他の端末装置宛てのPCHを破棄する。 When a base station device receives a paging message, it sets a timer to measure the time until it discards the paging message (S802). Typically, the base station device repeatedly transmits a paging channel (PCH) addressed to a terminal device at a timing (paging occasion (PO) subframe) when the terminal device can receive the PCH until a connection with the terminal device is established. The base station device then discards the paging message received from the core network device when the timer expires without a successful call, for example, because the terminal device is unable to receive the PCH due to a physical channel problem. Meanwhile, in this embodiment, the base station device performs paging flow rate regulation to suppress the transmission of SIP-related paging messages, for example, when it is desired to suppress SIP traffic (S803). For example, when the base station device receives a paging message with the port number IE set to 5060 in S801, it may transmit the PCH for SIP communication by the terminal device less frequently than if paging flow rate regulation were not performed. In one example, the base station device may lengthen the transmission period of the PCH addressed to the terminal device or delay the transmission of the PCH addressed to the terminal device. Alternatively, the base station device may discard the paging message received in S801 without transmitting the PCH addressed to the terminal device. The terminal device checks the PCH addressed to the terminal device in the PO subframe (S804) and determines whether the terminal device is being paged. Specifically, the base station device broadcasts a paging message including a Paging-Radio Network Temporary Identifier (P-RNTI), and the terminal device receives the message. The terminal device then uses the P-RNTI to decode the physical downlink control channel (PDCCH) and the physical downlink shared channel (PDSCH) to determine whether the PCH addressed to the terminal device is included in the PDSCH. If a PCH addressed to the terminal device is included, the terminal device extracts the PCH data from the PDSCH; if a PCH addressed to the terminal device is not included, the terminal device discards the PCH addressed to other terminal devices included in the PDSCH.
図8の処理では、基地局装置は、端末装置が観測するPOサブフレームのうち、S802で設定したタイマが満了する直前のPOサブフレームにおいて、その端末装置のためのPCHを送信し(S805)、他のPOサブフレームにおいてはそのPCHを送信しない。なお、基地局装置は、例えば、SIP関連のトラフィック量に応じて、より早いタイミングで、端末装置へのPCHを送信するようにしてもよいし、場合によっては、端末装置へPCHを送信せずにそのままS801で受信したページングメッセージを破棄してもよい。端末装置は、PCHを受信すると、基地局装置及びコアネットワーク装置との間で接続を確立し(S806、S807)、SIPメッセージの通信を行うことができるようになる(S808)。なお、SIPメッセージの送信の際には、基地局装置は、図7に関連して説明したように、一部のメッセージのみを後段の装置へ転送するようにしうる。また、基地局装置は、ネットワーク側から受信したSIPメッセージについては、そのまま端末装置へ転送しうる。以上のような処理により、例えばSIPの通信などの特定のアプリケーションによる通信に起因して輻輳が発生する場合などに、適切に流量規制を行うことができる。 In the process of Figure 8, the base station device transmits a PCH for the terminal device in the PO subframe observed by the terminal device immediately before the timer set in S802 expires (S805), and does not transmit the PCH in other PO subframes. The base station device may transmit the PCH to the terminal device at an earlier timing, depending on, for example, the amount of SIP-related traffic. In some cases, the base station device may discard the paging message received in S801 without transmitting the PCH to the terminal device. Upon receiving the PCH, the terminal device establishes a connection between the base station device and the core network device (S806, S807), enabling communication of SIP messages (S808). When transmitting SIP messages, the base station device may forward only some messages to subsequent devices, as described in connection with Figure 7. The base station device may also forward SIP messages received from the network side directly to the terminal device. The above process enables appropriate flow regulation, for example, when congestion occurs due to communication by a specific application, such as SIP communication.
以上のようにして、本実施形態によれば、基地局装置が、端末装置から受信した信号で用いられる通信プロトコルやその信号がどのようなアプリケーションのためのものであるかを特定することが可能となり、この特定結果に基づいて、トラフィックの高度な流量制御を行うことが可能となる。よって、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標9「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。 As described above, this embodiment enables a base station device to identify the communication protocol used in a signal received from a terminal device and the application for which that signal is intended, and enables advanced traffic flow control based on the results of this identification. This makes it possible to contribute to Goal 9 of the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs), which states, "Build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization, and foster innovation."
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。 The invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the invention.
Claims (13)
前記セルラ通信システムの基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を特定する特定手段と、
前記ポート番号を格納した情報要素であって、前記基地局装置によるネットワークへのアクセス制御に使用される前記情報要素を含んだ無線信号を前記基地局装置へ送信する送信手段と、
を有することを特徴とする端末装置。 A terminal device of a cellular communication system ,
a specifying means for specifying a port number corresponding to a type of application or a communication protocol executed through communication with a base station device of the cellular communication system ;
a transmitting means for transmitting to the base station device a radio signal including an information element storing the port number, the information element being used for access control to a network by the base station device;
A terminal device comprising:
前記セルラ通信システムの端末装置から、前記端末装置が前記基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を格納した情報要素を含んだ無線信号を受信する受信手段と、
前記ポート番号に基づいて、前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルを特定する特定手段と、
前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルの特定の結果に基づいて、ネットワークへのアクセス制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする基地局装置。 A base station device of a cellular communication system ,
receiving means for receiving, from a terminal device of the cellular communication system , a radio signal including an information element storing a port number corresponding to a type of application or a communication protocol executed by the terminal device through communication with the base station device;
an identification means for identifying the type of the application or the communication protocol based on the port number;
a control means for controlling access to a network based on the result of identifying the type of application or the communication protocol;
A base station device comprising:
前記セルラ通信システムの基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を特定することと、
前記ポート番号を格納した情報要素であって、前記基地局装置によるネットワークへのアクセス制御に使用される前記情報要素を含んだ無線信号を前記基地局装置へ送信することと、
を含むことを特徴とする制御方法。 1. A control method executed by a terminal device of a cellular communication system , comprising:
Identifying a port number corresponding to a type of application or a communication protocol to be executed through communication with a base station device of the cellular communication system ;
transmitting, to the base station device, a radio signal including an information element storing the port number, the information element being used for controlling access to a network by the base station device;
A control method comprising:
前記セルラ通信システムの端末装置から、前記端末装置が前記基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を格納した情報要素を含んだ無線信号を受信することと、
前記ポート番号に基づいて、前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルを特定することと、
前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルの特定の結果に基づいて、ネットワークへのアクセス制御を行うことと、
を含むことを特徴とする制御方法。 A control method executed by a base station device of a cellular communication system , comprising:
receiving, from a terminal device of the cellular communication system , a radio signal including an information element storing a port number corresponding to a type of application or a communication protocol executed by the terminal device through communication with the base station device;
Identifying the type of the application or the communication protocol based on the port number;
controlling access to a network based on the result of identifying the type of application or the communication protocol;
A control method comprising:
前記セルラ通信システムの基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を特定させ、
前記ポート番号を格納した情報要素であって、前記基地局装置によるネットワークへのアクセス制御に使用される前記情報要素を含んだ無線信号を前記基地局装置へ送信させる、
ためのプログラム。 A computer provided in a terminal device of a cellular communication system ,
identifying a port number corresponding to a type of application or a communication protocol to be executed through communication with a base station device of the cellular communication system ;
transmitting, to the base station device, a radio signal including the information element storing the port number, the information element being used for controlling access to the network by the base station device;
Program for.
前記セルラ通信システムの端末装置から、前記端末装置が前記基地局装置との間での通信を介して実行するアプリケーションの種類または通信プロトコルに対応するポート番号を格納した情報要素を含んだ無線信号を受信させ、
前記ポート番号に基づいて、前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルを特定させ、
前記アプリケーションの種類又は前記通信プロトコルの特定の結果に基づいて、ネットワークへのアクセス制御を行わせる、
ためのプログラム。 A computer provided in a base station device of a cellular communication system ,
receiving, from a terminal device of the cellular communication system , a wireless signal including an information element storing a port number corresponding to a type of application or a communication protocol executed by the terminal device through communication with the base station device;
Identifying the type of the application or the communication protocol based on the port number;
controlling access to the network based on the result of identifying the type of application or the communication protocol;
Program for.
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| JP2023014165A JP7739346B2 (en) | 2023-02-01 | 2023-02-01 | Terminal device, base station device, control method, and program for advanced traffic flow control |
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