JP5768145B2

JP5768145B2 - ネットワークの動作方法およびネットワーク

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Publication number: JP5768145B2
Application number: JP2013554796A
Authority: JP
Inventors: ロスト、ペーター; メーダー、アンドレアス; スベチナ、ヨルク
Original assignee: NEC Europe Ltd
Current assignee: NEC Europe Ltd
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: EP2601770A1; JP2014512718A; EP2601770B1; CN103250389A; KR20130100164A; KR101514905B1; US20130225130A1; WO2012126484A1; CN103250389B

Description

本発明は、ネットワークの動作方法に関する。該方法において、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine, マシンツーマシン）サービスを提供および／または使用する少なくとも１つのＭ２Ｍノードがセルラネットワークに割り当てられ、マシンタイプ通信（Machine-Type Communication, ＭＴＣ）を提供するために前記セルラネットワークと通信することが許可される。また、本発明は、ネットワークに関する。該ネットワークにおいて、Ｍ２Ｍサービスを提供および／または使用する少なくとも１つのＭ２Ｍノードがセルラネットワークに割り当てられ、ＭＴＣを提供するために前記セルラネットワークと通信することが許可される。

Ｍ２Ｍ通信は、スマートメーター、商品の追跡、アクチュエータの制御等の幅広い応用分野を有する。可能なアプリケーションおよびサービスの数が増大するとともに、ユーザあたりのＭ２Ｍノードの個数も絶えず増大しており、今後１０年以内に１０^２のオーダーに到達し、１０^３となる可能性もある。これは、Ｍ２Ｍノードのアドレシング、Ｍ２Ｍサービスの課金、および事業者のセルラまたはコアネットワークによるＭＴＣの管理等の新たな課題があることを意味する。下記のような、従来技術を記述した研究および仕様がすでに存在する。
・非特許文献１
・非特許文献２
・非特許文献３
・非特許文献４
・非特許文献５
・非特許文献６
・非特許文献７

とりわけ、非特許文献３には、通信タスクに応じて、マシンが、非３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）アクセステクノロジによって、マスタマシン（ＳＩＭ（Subscriber Identification Module）／ＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identity Module）／ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）を含む）と通信したり、例えば３Ｇまたは固定ＮＧＮ（Next Generation Network, 次世代ネットワーク）を用いて直接に外部エンティティと通信するための権限をマスタマシンから取得したりする可能性があることが記載されている。

Ｍ２Ｍノードを接続するための従来技術では、マスタマシンあるいはプロキシを配備する。これは、Ｍ２Ｍノードが、２つのインタフェースを必要とする可能性があることを意味する。すなわち、一方のインタフェースは、権限を取得するためにマスタマシンと通信することに使用され、もう一方のインタフェースは、セルラネットワークと通信するために使用される。さらに、この方法は、Ｍ２Ｍノードがセルラネットワークと通信することを可能にするために、マスタマシンがＭ２Ｍノードから到達可能であることを要求する。このことは、この方法の適用可能性を、Ｍ２Ｍノードがマスタマシンの通信範囲内になければならないような状況に強く制限し、このような状況は、すべてのＭ２Ｍノードを接続するためにマスタマシンの非常に高い密度を要求する可能性がある。セルラネットワーク全体にわたる通信の権限を取得するためのさらなる方法として、各Ｍ２Ｍノードに対して事前に設定した鍵を提供するような方法が、非特許文献４で提案されている。

ＭＴＣにおける１つの主要な問題として、ＵＩＣＣ（Universal Integrated Circuit Card）およびＵＳＩＭを有するＭ２Ｍノードの機器が問題となる。これは、あまりに高価となるため、事業者にとって重大な管理および課金のオーバーヘッドを意味する。

3GPP TR 33.812, Feasibility study on the security aspects of remote provisioning and change of subscription for Machine to Machine (M2M) equipment 3GPP TS 22.259, Service requirements for Personal Network Management (PNM) 3GPP TS 22.868, Study on facilitating machine to machine communication in 3GPP systems 3GPP TR 33.812, Feasibility study on the security aspects of remote provisioning and change of subscription for Machine to Machine (M2M) equipment 3GPP TR 33.817, Feasibility Study on (U)SIM Security Reuse by Peripheral Devices on Local Interfaces 3GPP TR 22.368, Service requirements for Machine-Type Communications (MTC) 3GPP TR 23.888, System Improvements for Machine-Type Communications 3GPP, "TS 36.300 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2", Sept. 2010 3GPP, "TS 36.321 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification", Sept. 2010 3GPP, "TS 36.331, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification", Sept. 2010

本発明の目的は、ネットワークの動作方法および対応するネットワークにおいて、Ｍ２Ｍノードの簡略な使用を可能にするような改良およびさらなる展開を行うことである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法によって、および、請求項２０の構成を備えたネットワークによって達成される。

請求項１に記載の通り、本方法は、前記少なくとも１つのＭ２Ｍノードが少なくとも１つのマスタ端末と関連づけられ、該マスタ端末は、前記セルラネットワーク内で該マスタ端末を一意的に識別する一意的マスタ端末ＩＤ（識別子）を有し、前記Ｍ２Ｍノードの認証状態が、前記マスタ端末の認証データに基づいて初期化されることにより、前記Ｍ２Ｍノードは、前記マスタ端末ＩＤを用いてアドレシング可能となり、初期化された認証状態に基づいて前記セルラネットワークと直接に通信することが可能となることを特徴とする。

請求項２０に記載の通り、本ネットワークは、前記少なくとも１つのＭ２Ｍノードを少なくとも１つのマスタ端末と関連づける手段であって、該マスタ端末は、前記セルラネットワーク内で該マスタ端末を一意的に識別する一意的マスタ端末ＩＤを有する、関連づける手段と、前記Ｍ２Ｍノードの認証状態を初期化する手段とを備え、該初期化が前記マスタ端末の認証データに基づくことにより、前記Ｍ２Ｍノードは、前記マスタ端末ＩＤを用いてアドレシング可能となり、初期化された認証状態に基づいて前記セルラネットワークと直接に通信することが可能となることを特徴とする。

本発明によって認識されたこととして、少なくとも１つのＭ２Ｍノードを少なくとも１つのマスタ端末と関連づけることによって、Ｍ２Ｍノードの簡略なアドレシングが可能となる。マスタ端末は、セルラネットワーク内で該マスタ端末を一意的に識別する一意的マスタ端末ＩＤを有する。これにより、マスタ端末ＩＤに基づいてＭ２Ｍノードのアドレシングが可能となる。また、Ｍ２Ｍノードがセルラネットワークと通信するため、Ｍ２Ｍノードの認証状態が、マスタ端末の認証データに基づいて初期化される。これにより、Ｍ２Ｍノードは、マスタ端末ＩＤを用いてアドレシング可能となり、初期化された認証状態に基づいてセルラネットワークと直接に通信することが可能となる。このような通信を実現するために、Ｍ２Ｍノードは、ＵＩＣＣやＵＳＩＭを必要としない。結果として、マシンタイプ通信を提供するためのＭ２Ｍノードの簡略な使用が可能となる。

Ｍ２Ｍノードの簡略なアドレシングのために、同じＭ２Ｍサービスを提供および／または使用する複数のＭ２Ｍノードを１つのＭ２Ｍサービス固有グループにグループ化してもよい。このようなＭ２Ｍサービス固有グループは、マスタ端末によってアドレシングされるようにマスタ端末に割り当てられてもよい。

さらに簡略なアドレシングに関して、Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２Ｍノードが同時にアドレシングされてもよい。これにより、非常に簡単なアドレシング手続きが実現可能となる。

好ましい実施形態において、Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２ＭノードまたはＭ２Ｍサービス固有グループまたは各Ｍ２Ｍノードが、マスタ端末ＩＤに加えて、Ｍ２Ｍサービス固有識別子を用いてアドレシングされてもよい。これにより、アドレシング手続きは、マスタ端末ＩＤおよびＭ２Ｍサービス固有識別子に基づいて、相異なるＭ２Ｍサービスに使用されるＭ２Ｍノードを区別することが可能となる。別法として、またはこれに加えて、このようなアドレシング手続きは、マスタ端末ＩＤに加えて、自己のＩＰ（Internet Protocol）アドレスを用いて実行されてもよい。このような場合、Ｍ２Ｍノードの非常に簡単で確実なアドレシングが実現可能となる。

さらに好ましい実施形態において、Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２Ｍノードに対応する少なくとも１つのＭ２ＭサービスまたはＭ２Ｍサービス固有グループ内の少なくとも１つのＭ２Ｍノードが、位置識別子を用いてホームセルに割り当てられてもよい。この位置識別子は、Ｍ２Ｍノードがマスタ端末とコロケートされているか、または、位置不変であると仮定されるので、Ｍ２Ｍノードのページングを回避するために使用されてもよい。事業者のデータベースが、サポートされるサービスのエントリを管理してもよい。換言すれば、各Ｍ２Ｍサービスまたはこのサービスを提供するＭ２Ｍノードが、その位置を変更しないと想定されるホームセルに割り当てられてもよい。位置識別子は、ＬＡＣ（Location Area Code, 位置エリアコード）であってもよい。

さらに好ましい実施形態において、少なくとも１つのＭ２Ｍノードが、マスタ端末の現在の位置と同一であるかまたは対応する在圏セルに割り当てられてもよい。これにより、Ｍ２Ｍノードは、位置識別子によって規定されるエリアおよび／または在圏セル内にあるエリアでページングされてもよい。Ｍ２ＭサービスのＭ２Ｍノードを簡単にアドレシングするために、特定の位置可変サービスに対してはホームセルおよび在圏セルの両方がページングされてもよく、位置不変サービスに対してはホームセルのみがページングされてもよい。

非常に確実なＭＴＣに関して、Ｍ２Ｍノードは、アグリゲーションポイント経由でセルラネットワークと通信してもよい。アグリゲーションポイントは、セルラネットワークとＭ２Ｍノードとの間のプロキシ端末として作用する。このようなアグリゲーションポイントは、ネットワークの動作を簡略化するために、複数のＭ２Ｍノードのデータを収集し転送してもよい。

個別の状況に応じて、少なくとも１つのＭ２Ｍサービス固有グループが、スケジュールされたアクセスまたはランダムなアクセスを用いて管理されてもよい。

確実なリソース割当を行うため、媒体アクセス層でのリソース割当が、特に少なくとも１つのＭ２Ｍサービスのために実行されてもよい。一般的に、リソース割当は、リソース配分機能とＭ２Ｍサービスとの間の抽象インタフェースを用いて実行されてもよい。

さらに具体的な実施形態において、物理リソースへの抽象論理アクセスを提供するインタフェースがレイヤＬ１またはレイヤＬ２とレイヤ３との間に提供されてもよい。これにより、高度のフレキシビリティと、テクノロジに依存しない本発明の方法の実施が可能となる。

さらに好ましい実施形態において、Ｍ２ＭノードのＭ２ＭサービスおよびＭ２Ｍサービス固有グループが、物理・媒体アクセス層（ＰＨＹ／ＭＡＣ層）で、または、例えばＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等のネットワーク層のような、より上位の層で、識別されてもよい。

Ｍ２ＭノードによるＭＴＣの実施をさらに簡略化するため、同じＳＩＭが複数のＭ２Ｍノードにインストールされてもよい。

Ｍ２Ｍノードとマスタ端末との非常に簡単で確実な関連づけに関して、所定のペアリング鍵を使用してもよい。このような実施態様により、自己のＳＩＭなしでＭ２Ｍノードを使用すること、または、マスタ端末ＳＩＭを使用することが可能となる。

特に３ＧＰＰＬＴＥ（Long Term Evolution）において、初期アタッチメント手続き中に、マスタ端末のＩＭＳＩに関連づけられた少なくとも１つのＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier）が生成され、Ｍ２Ｍノードに割り振られてもよい。

本発明のさらなる理解のため、本発明の重要な側面について以下でさらに説明する。

本明細書は、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＩＥＥＥ８０２．１６または３ＧＰＰＬＴＥのようなセルラネットワークにおいてモバイル端末（Ｍ２Ｍノードおよび／またはマスタ端末）のアドレシング、管理および課金を行う新規な方法を開示する。すなわち、Ｍ２Ｍノードは、アグリゲーションポイントやマスタ端末と定期的に通信することを必要とせずに、セルラネットワークに直接にアクセスすることができる。すべてのＭ２Ｍノードは、セルラネットワークにアクセスするために使用される１つのインタフェースを備えればよい。各モバイル端末は、ＩＭＳＩのようなＩＤによって識別される。各Ｍ２Ｍノードは、自己のＩＭＳＩを必要とせず、自己のＩＰアドレスによって、またはサービス識別子のような他の任意の種類のアドレスメカニズムによって識別可能である。ＵＳＩＭを含むマスタ端末は、Ｍ２Ｍノードのグループに割り当てられることが可能である。それぞれの一意的ＩＤには、ただ１つのマスタ端末が割り当てられる。さらに、マスタ端末に関連づけられたＭ２Ｍノードは、ホームセルに割り当てられることが可能であり、このホームセルは、ノードの存続期間中に変化しないと想定される。

本明細書は、ＭＴＣのために使用されるＭ２Ｍノードを組織化する新規な方法を導入する。各Ｍ２Ｍノードは、マスタ端末の同じ一意的ＩＤをＭ２Ｍノードに割り当てることによって、少なくとも１つのマスタ端末に関連づけられる。マスタ端末は、関連づけられたＭ２Ｍノードとともに、物理的に分散したデバイスを構成し、このデバイスがそのまま、モバイルサービスを提供または使用する１つの論理デバイスとして扱われる。Ｍ２Ｍノードの認証状態は、その存続期間において１度初期化されることが可能であり、その後、Ｍ２Ｍノードは、この状態に基づいてセルラネットワークにアクセスする。

本明細書において、Ｍ２Ｍノードが、ネットワーク全体で一意的なアドレスを有することを必要とせずにセルラメットワークに直接にアクセすることができるように自己の認証状態を設定するプロセスを、Ｍ２Ｍノードの初期化という。

ネットワークは、マスタ端末とＭ２Ｍノードとを必ずしも区別しない。マスタ端末およびＭ２Ｍノードは、同じ認証の方法および状態を用いてネットワークにアクセスする。Ｍ２Ｍノードが提供または使用するサービスのみによって、またはＬ３「ネットワーク層」以上の、より上位の層で、Ｍ２Ｍノードを識別することが可能である。

各Ｍ２Ｍサービス（したがってこのサービスを提供するＭ２Ｍノード）は、追加的な位置識別子、例えば、位置エリアコードＬＡＣを用いてホームセルに割り当てられることが可能である。このホームセルは、変化しないと想定される。この位置識別子は、Ｍ２Ｍノードがマスタ端末とコロケートされているか、または、位置不変であると仮定されるので、Ｍ２Ｍノードのページングを回避するために使用可能である。事業者のデータベースが、サポートされるサービスのエントリを管理することができる。各サービスは、在圏セルに割り当てられてもよい。在圏セルは、そのマスタ端末の現在割り当てられているセルと同じである。ここで、位置可変および位置不変の２種類のサービスを区別することができる。実施形態において、あるサービスのノードをアドレシングするには、特定の位置可変サービスに対してはホームセルおよび在圏セルの両方がページングされ、位置不変サービスに対してはホームセルのみがページングされる。

Ｍ２Ｍノードは、提供されるサービスに従ってグループ化可能である。したがって、１グループ内の複数のＭ２Ｍノードが同じサービスを提供し、ネットワークによってグループとしてアドレシングされることが可能である。すなわち、それらは個別にアドレシングされる必要がない。グループあたりのノードの個数は、ネットワークおよび事業者に公開される必要はない。したがって、各Ｍ２Ｍノードが、そのＭ２Ｍノードによって提供されるコンテンツを用いて、Ｌ２またはＬ３以上のレイヤでサービスによって区別されることが可能である。１グループ内のＭ２Ｍノードは、スケジュールに基づく方法を用いて、または、ランダムなアクセスを用いて、無線リソースにアクセス可能である。したがって、レイヤＬ１／Ｌ２とネットワーク層Ｌ３との間のレイヤ間インタラクションの必要性および可能性があり得る。すなわち、実際のサービス（Ｌ３以上で規定される）に基づいて、Ｌ１／Ｌ２でのリソース割当が実行される。できるだけ高いフレキシビリティを提供するため、Ｌ１／Ｌ２とＬ３との間のインタフェースが存在すべきである。これは、物理リソースへの抽象論理アクセスを提供する。これにより、テクノロジに依存しない実施が可能となる。

Ｍ２Ｍノードは、Ｌ１／Ｌ２でのアドレス指定子または実際のメッセージの一部のみを復号することによってサービスアドレシングを取得することができる。その場合、ノードあたりに要求されるオーバーヘッドが大幅に低減される。これに対して、Ｌ３以上では、各ノードは、マスタ端末宛のすべてのメッセージを復号し、アドレシングされたサービスを取得することが可能である。

本発明のさらなる実施形態として、マシンタイプ通信サービスにアクセスする方法およびシステムが挙げられる。この実施形態において、Ｍ２Ｍノードが、ＭＴＣサービスを提供または使用し、マスタ端末と関連づけまたはペアリングされるように構成される。マスタ端末は、セルラネットワーク内で該マスタ端末を一意的に識別する一意的ＩＤを有する。関連づけは、特定のＭＴＣサービスを提供するＭ２Ｍノードのセットが、マスタ端末ＩＤを用いて同時にアドレシングされるように行われる。各Ｍ２Ｍノードは、無線アクセス層では、割り当てられたマスタ端末から区別される必要はなく、セルラネットワークにとって透過的である。各ノードの認証状態が、マスタ端末の認証データに基づいて初期化された後、セルラネットワークに対して該ノードを認証するために使用される。その後、Ｍ２Ｍノードは、セルラネットワークと直接に通信することが可能である。

このような方法およびシステムは、マスタ端末ＩＤに加えてサービス固有識別子を用いてアドレシングされるＭ２Ｍノードのグループまたは個々のＭ２Ｍノードを含んでもよい。このサービス固有識別子は、１つのマスタ端末に割り当てられアドレシングされたサービスを提供するＭ２Ｍノードのグループを識別する。

このような方法およびシステムにおいて、割り当てられたＭ２Ｍノードに対応する各Ｍ２Ｍサービスは、永続的な位置識別子を用いてホームセルに割り当てられてもよい。この位置識別子は、Ｍ２Ｍノードがマスタ端末と結合しているか、または、位置識別子によって与えられる位置において位置不変であると仮定されるので、Ｍ２Ｍノードのページングを回避するために使用される。さらに、各Ｍ２Ｍノードは、そのマスタ端末の現在の位置と同一であるかまたは対応する在圏セルに割り当てられることが可能である。Ｍ２Ｍノードは、位置識別子によって規定されるエリアおよび在圏セルのみでページングされる。

Ｍ２Ｍノードは、アグリゲーションポイント経由でセルラネットワークと通信してもよい。アグリゲーションポイントは、モバイル通信ネットワークと複数のＭ２Ｍノードとの間のプロキシ端末として作用し、複数のＭ２Ｍノードのデータを収集し転送する。

媒体アクセス層でのリソース割当が、特に、各サービスに対して、リソース配分機能とサービスとの間の抽象インタフェースを用いて実行されてもよい。

本発明は、次のような解決手段を提供する。
・各Ｍ２Ｍノードに対して自己のＵＩＣＣ／ＵＳＩＭを必要としない。
・各Ｍ２Ｍノードによって提供されるサービスの簡略な課金が可能である。
・ユーザへのＭ２Ｍサービスの簡単な割当が可能である。
・各Ｍ２Ｍノードおよびサービスを管理するオーバーヘッドが低減される。

本発明は、Ｍ２Ｍデータを集約する中央端末（Ｍ２Ｍプロキシ）を必要とせずに、提供されるＭ２Ｍサービスに基づいた暗黙的なアドレシングを提供する解決手段を導入し、この解決手段により次のことが可能となる。
・提供されるサービスに基づく簡略なノードアドレシング。
・提供されるサービスに基づくノードのグループ化。
・Ｍ２Ｍノードの管理およびＭ２Ｍサービスの課金の簡略化。
・コアネットワーク機能とＲＡＮ（Radio Access Network, 無線アクセスネットワーク）機能との融合への手段を提供すること。

本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

本発明によるネットワークの動作方法の実施形態における情報フローを例示する図である。３ＧＰＰにおいて本発明の実施形態を実施する手続きを例示する図である。Ｍ２ＭノードにおけるＳＩＭなしに３ＧＰＰにおいて本発明の実施形態を実施する手続きを例示する図である。

図１は、本発明によるネットワークの動作方法の実施形態における情報フローを例示している。図１は、特に、基礎となるシステム設定を例示している。ＵＥ−ＩＤというユーザＩＤを有するユーザＸ（マスタ端末として作用する）が複数のＭ２Ｍノードを有する。これらのＭ２Ｍノードは、このユーザおよびサービスＳ_１に関連づけられる。Ｍ２Ｍノードとユーザとの関連づけは、両者が同じＵＥ−ＩＤを共有するように行われる。本発明で考えているプロセスの結果として、両方の端末はネットワークから見て同じＵＥ−ＩＤを共有するが、関連づけのプロセスは「ペアリング」と類似している。Ｍ２ＭサーバがユーザＸのこのサービス（例えば温度測定）をトリガ（起動）すると、モバイルネットワークは、ＵＥとともに移動しているＭ２Ｍノードの位置を判定するためにＵＥをページングするか、または、モバイルネットワークは、特定のＭ２Ｍノード／サービスに割り当てられたセルを知り、このセルのみをページングする。特定のＭ２Ｍノードとユーザ端末との過去の関連づけと、Ｍ２Ｍノードへのサービスの特定の割当とに基づいて、サービスＳ_１を提供するＭ２Ｍノードのみがネットワークの要求に応答することになる。

以下、本発明の複数の実施形態について、それぞれの実施形態の重要な側面によって説明する。

実施形態１
相異なる物理的に分離したＭ２Ｍノードが同じＭ２Ｍサービスに割り当てられることが可能であり、ネットワークによって同時にアドレシングされるように、サービスが空間的に分散される。ネットワークは、Ｍ２Ｍサービスを提供または使用する各ノードを必ずしも区別できない。Ｍ２Ｍサービスによる各ノードの区別は、Ｍ２Ｍサービスに固有の方法によって、すなわち、Ｍ２Ｍサービスによって提供されるコンテンツを用いて、可能となる。

実施形態２
すべてのＭ２Ｍサービスが、共通の一意的サービスＩＤまたはＭ２Ｍサービス固有識別子に割り当てられることが可能である。これは、マスタ端末の一意的ＩＤとは異なるが、マスタ端末と同じＭ２Ｍサービスに割り当てられる。このような一意的サービスＩＤまたはＭ２Ｍサービス固有識別子が、すべてのＭ２Ｍサービスに明示的に割り当てられる。

実施形態３
Ｍ２ＭサービスおよびＭ２Ｍノードのグループが、物理・媒体アクセス層で、または、例えばＴＣＰ／ＩＰ等のネットワーク層のような、より上位の層で、識別されることが可能である。ＰＨＹ／ＭＡＣ層でＭ２ＭサービスおよびＭ２Ｍノードのグループを識別するためには、アドレシングされたＭ２ＭサービスまたはＭ２Ｍノードの特定のグループに固有の情報を伝達する必要がある。これは、ネットワークがＰＨＹ／ＭＡＣ層で特定のノードをアドレシングする必要はなく、Ｍ２Ｍサービスのみを識別すればよいことを意味し、本質的には、このＭ２Ｍサービスを提供するＭ２Ｍノードを識別すればよい。したがって、あるＭ２Ｍノードが複数のＭ２Ｍサービスグループに属することにより、相異なるＭ２Ｍサービス識別子によってアドレシングされる、という可能性もある。

実施形態４
できるだけ高いフレキシビリティを提供するため、Ｌ１／Ｌ２とＬ３との間のインタフェースが存在すべきである。これは、物理リソースへの抽象論理アクセスを提供する。これにより、テクノロジに依存しない実施が可能となる。

実施形態５
位置可変および位置不変の２種類のＭ２Ｍサービスを区別することができる。Ｍ２Ｍサービスを開始するため、特定の位置可変Ｍ２Ｍサービスに対してはホームセルおよび在圏セルの両方がページングされ、位置不変Ｍ２Ｍサービスに対してはホームセルのみがページングされる。

実施形態６
３ＧＰＰにおける１つの実施態様では、同じＳＩＭが複数のＭ２Ｍノードにインストールされることが可能であり、それにより、すべてのＭ２Ｍノードが、同じアドレス（ＩＭＳＩ）および同じ認証手続きを有するという仮定に基づく。この手続きを図２に例示する。３ＧＰＰＬＴＥの場合のような従来のコネクション確立は、ページング情報における追加的な識別子以外は変更されない。この識別子は、Ｍ２Ｍサービスを選択する。すべてのＭ２Ｍノードが同一のＳＩＭを有するので、ページング要求に応答し、コネクションを確立することができる（パートａ））。コネクションが存在するが、第２のＭ２Ｍサービスを受け持つＭ２Ｍノードがページングされなければならない場合、すでにコネクションを確立している第１のＭ２Ｍノードは、このページング要求を無視しなければならない（これが通常の場合である）。その後、第２のＭ２Ｍノードは、自己のＳＩＭを用いてコネクションを確立することができる。

実施形態７
３ＧＰＰにおけるもう１つの実施態様では、所定のペアリング鍵を使用する。これにより、自己のＳＩＭのないＭ２Ｍノードを使用すること、または、マスタ端末ＳＩＭを使用することが可能となる。この手続きを図３に例示する。

ネットワークがＭ２Ｍノード／サービスに接続可能となる前に、Ｍ２Ｍノードは、関連づけられたマスタ端末と鍵ペアを交換しなければならない。このような鍵ペアリングは、例えばBluetoothで用いられているように提供時に行うことができる。

Ｍ２Ｍノード／サービスとのコネクションを確立するため、ネットワークは、まず、割り当てられたマスタ端末とのコネクションを確立する。このコネクションは、セッション鍵で暗号化される。マスタ端末は、Ｍ２Ｍノード／サービスからのペアリングされた鍵でこのセッション鍵を暗号化する。暗号化されたセッション鍵は、ネットワーク、すなわちｅＮｏｄｅＢへ返送される。ｅＮｏｄｅＢとマスタ端末との論理コネクションは終了されない。

次のステップで、ネットワークは、Ｍ２Ｍサービスをページングし、このＭ２Ｍサービスに対する認証を要求する。この要求の一部は、ＩＭＳＩおよび暗号化されたセッション鍵である。Ｍ２Ｍノードは、セッション鍵を復号し、マスタ端末によって使用されるのと同じセッション鍵に基づいてｅＮｏｄｅＢ要求に応答することができる。これにより、Ｍ２Ｍノードは、自己のＳＩＭなしで認証を行うことが可能であり、ＩＭＳＩを使用することが可能である。ネットワークは、特定のＭ２Ｍサービスがマスタ端末自身によって提供されているか、それとも別のＭ２Ｍノードによって提供されているかを知る必要がない。

実施形態８
さらなる実施形態は、基地局とＭ２Ｍノードとの間のアップリンクおよびダウンリンクにおける無線ベアラのマッピングおよびリソース配分／データ送信に関する。３ＧＰＰＬＴＥＲｅｌ．８以降において、ＵＥは、無線セル内で一意的な複数の無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）によって識別される。例えば、アップリンクおよびダウンリンクに対するリソース配分情報を伝達するダウンリンク制御情報（downlink control information, ＤＣＩ）要素は、関連づけられたＣ−ＲＮＴＩ（セルＲＮＴＩ）を有するＵＥのみが情報を復号することができるようにスクランブルされる。このようにして、暗黙的なアドレシング方式が実現される。

ＲＮＴＩは、ＭＡＣ層で生成されＵＥまたはＭＴＣに割り当てられる長さ１６ビットの値である。請求項１によるＭ２Ｍノードの個別またはグループ単位のアドレシングを可能にするため、初期アタッチメント手続き中に、ＵＥＩＭＳＩに関連づけられた適切なＲＮＴＩ（すなわち、一時Ｃ−ＲＮＴＩ、Ｃ−ＲＮＴＩ、ＳＰＳ−ＲＮＴＩ等）が生成されて、Ｍ２Ｍノードに割り振られなければならない（非特許文献８、９および１０参照）。この場合、ＵＥは、マスタ端末の機能を有する。

また、ｅＮｏｄｅＢは、１つの無線ベアラ内で相異なるＭ２ＭノードをアドレシングするためにＲＮＴＩを使用することができる。これにより、ＥＰＳ（Evolved Packet System）ベアラ／無線ベアラとＵＥ／Ｍ２Ｍノードとの間の１対多関係ができる。別法として、各Ｍ２Ｍノードごとに、Ｃ−ＲＮＴＩと１対１関係で、１つのＥＰＳベアラ／無線ベアラが生成される。

本発明の実施形態の重要な側面は次の通りである。
・論理デバイス（例えば、マスタ端末およびＭ２Ｍノードの組合せ）の定義。これは、複数の物理的に分離した端末からなり、セルラネットワークからは単一のアドレシング可能なデバイスであるように見える。
・物理Ｍ２Ｍノードは、マスタ端末とコロケートされているか、または、位置不変であると仮定される。
・Ｍ２Ｍノードのアドレシングは、サービス固有識別子を用いて行われるので、端末／ノードのアドレシングは、論理デバイスに割り当てられた一意的ＩＤと、サービスに割り当てられたＩＤとによって置き換えられる。
・各Ｍ２Ｍノードは、ホームセルおよび在圏セルに割り当てられることが可能である。在圏セルは、割り当てられたマスタ端末のセルであると想定される。

実施形態において、以下のことが可能となる。
・Ｍ２Ｍサービスのスケーラブルなプロビジョニング。
・専用のプロキシアクセスポイントなしでのＭ２Ｍノードの直接のコネクション。
・Ｍ２Ｍノードごとの個別のＵＳＩＭまたはＵＩＣＣが不要。
・Ｍ２Ｍサービスの実施のためのフレキシブルなインタフェース。
・Ｍ２Ｍノードの簡略な課金および管理。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims

ネットワークの動作方法において、Ｍ２Ｍ（マシンツーマシン）サービスを提供および／または使用する少なくとも１つのＭ２Ｍノードがセルラネットワークに割り当てられ、マシンタイプ通信（ＭＴＣ）を提供するために前記セルラネットワークと通信することが許可され、
前記少なくとも１つのＭ２Ｍノードが少なくとも１つのマスタ端末と関連づけられ、該マスタ端末は、前記セルラネットワーク内で該マスタ端末を一意的に識別する一意的マスタ端末ＩＤ（識別子）を有し、前記Ｍ２Ｍノードの認証状態が、前記マスタ端末の認証データに基づいて初期化されることにより、前記Ｍ２Ｍノードは、前記マスタ端末ＩＤを用いてアドレシング可能となり、初期化された認証状態に基づいて前記セルラネットワークと直接に通信することが可能となり、
同じＭ２Ｍサービスを提供および／または使用する複数のＭ２Ｍノードが１つのＭ２Ｍサービス固有グループにグループ化され、
Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２Ｍノードが同時にアドレシングされ、
Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２ＭノードまたはＭ２Ｍサービス固有グループまたは各Ｍ２Ｍノードが、マスタ端末ＩＤに加えて、Ｍ２Ｍサービス固有識別子を用いてアドレシングされる
ことを特徴とするネットワークの動作方法。
Ｍ２Ｍサービス固有グループがマスタ端末に割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２ＭノードまたはＭ２Ｍサービス固有グループまたは各Ｍ２Ｍノードが、マスタ端末ＩＤに加えて、自己のＩＰ（Internet Protocol）アドレスを用いてアドレシングされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２Ｍノードに対応する少なくとも１つのＭ２ＭサービスまたはＭ２Ｍサービス固有グループ内の少なくとも１つのＭ２Ｍノードが、位置識別子を用いてホームセルに割り当てられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
少なくとも１つのＭ２Ｍノードが、マスタ端末の現在の位置と同一であるかまたは対応する在圏セルに割り当てられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
Ｍ２Ｍノードが、位置識別子によって規定されるエリアおよび／または在圏セル内にあるエリアでページングされることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
Ｍ２Ｍノードが、アグリゲーションポイント経由でセルラネットワークと通信し、アグリゲーションポイントは、セルラネットワークとＭ２Ｍノードとの間のプロキシ端末として作用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
アグリゲーションポイントが、複数のＭ２Ｍノードのデータを収集し転送することを特徴とする請求項７に記載の方法。
少なくとも１つのＭ２Ｍサービス固有グループが、スケジュールされたアクセスまたはランダムなアクセスを用いて管理されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
媒体アクセス層でのリソース割当が、特に少なくとも１つのＭ２Ｍサービスのために実行されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
リソース割当が、リソース配分機能とＭ２Ｍサービスとの間の抽象インタフェースを用いて実行されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
物理リソースへの抽象論理アクセスを提供するインタフェースがレイヤＬ１またはレイヤＬ２とレイヤＬ３との間に提供されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
Ｍ２ＭノードのＭ２ＭサービスおよびＭ２Ｍサービス固有グループが、物理・媒体アクセス層（ＰＨＹ／ＭＡＣ層）で、または、より上位の層で、識別されることが可能であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
同じＳＩＭ（Subscriber Identification Module）が複数のＭ２Ｍノードにインストールされることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
Ｍ２Ｍノードとマスタ端末との関連づけのために所定のペアリング鍵が使用されることにより、自己のＳＩＭなしでＭ２Ｍノードを使用すること、または、マスタ端末ＳＩＭを使用することが可能となることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
初期アタッチメント手続き中に、マスタ端末のＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）に関連づけられた少なくとも１つのＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier）が生成され、Ｍ２Ｍノードに割り振られることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
ネットワーク、好ましくは請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のネットワークの動作方法を実行するネットワークにおいて、Ｍ２Ｍ（マシンツーマシン）サービスを提供および／または使用する少なくとも１つのＭ２Ｍノードがセルラネットワークに割り当てられ、マシンタイプ通信（ＭＴＣ）を提供するために前記セルラネットワークと通信することが許可され、該ネットワークが、
前記少なくとも１つのＭ２Ｍノードを少なくとも１つのマスタ端末と関連づける手段であって、該マスタ端末は、前記セルラネットワーク内で該マスタ端末を一意的に識別する一意的マスタ端末ＩＤ（識別子）を有する、関連づける手段と、前記Ｍ２Ｍノードの認証状態を初期化する手段とを備え、該初期化が前記マスタ端末の認証データに基づくことにより、前記Ｍ２Ｍノードは、前記マスタ端末ＩＤを用いてアドレシング可能となり、初期化された認証状態に基づいて前記セルラネットワークと直接に通信することが可能となり、
同じＭ２Ｍサービスを提供および／または使用する複数のＭ２Ｍノードが１つのＭ２Ｍサービス固有グループにグループ化され、
Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２Ｍノードが同時にアドレシングされ、
Ｍ２Ｍサービス固有グループ内のＭ２ＭノードまたはＭ２Ｍサービス固有グループまたは各Ｍ２Ｍノードが、マスタ端末ＩＤに加えて、Ｍ２Ｍサービス固有識別子を用いてアドレシングされる
ことを特徴とするネットワーク。