Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 1
IIJmio meeting #17
「DSDSと着信シーケンスについて」
2017/10/14
株式会社インターネットイニシアティブ
木野 純武
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 2
■はじめに
• この1年、2枚のSIMカードを挿して運用できるSIMフリー端末が
増えてきました。
• また、DSDS(Dual SIM - Dual Standb...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 4
■DSDSの概要
• 「DSDS」とは……
→ Dual SIM – Dual Standby の略称。
2枚のSIMで、両面待ち受け。
1台の端末に2枚のSIMカ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 5
■DSDS端末のSIMスロット
• 端末によって色々
– 主流は取り外し可能なスロット金具の模様。
– 端末本体にスロットを2つ実装しているものも。
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 6
■DSDS以外の動作モード
• と言いつつ、オフィシャルな定義は見当たらない……
• GSMAのマルチSIM端末向け要求事項にそれらしきものがある。
(TS.37 ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 7
■機能モデル(おおざっぱに)
[Passive] [DSDS] [DSDA]
SIM
スロット1
SIM
スロット2
OS
通信モデム
無線部(RF)
SIM
スロ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 8
■以降の説明スライドのお約束として
• この資料では、DSDS端末上で4G/3Gが使えるSIMスロット及び
そのスロットに入っているSIMを「メインSIM」と記載し...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 10
■DSDSのキーポイント(その1)
• どちらのSIMに来た着信なのか、端末はどうやって判別するのか。
1. 電源ON後、メインSIMとサブSIMの両方がそれぞれ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 11
■DSDSのキーポイント(その2)
• DSDS端末にはRFが1つしかないのに、どうやって両面で待ち受け
可能となっているのか。
1. 待ち受け時ではわずかな時間...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 13
■位置登録とは
• 「Attach」と「着信」は不可分の関係
– ネットワークにAttachするからこそ、着信を受けられるようになる。
• そもそも「Attach...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 14
■「位置(エリア)」の種別
• コアネットワーク観点での「位置」と捉えればよい。
– 通信方式や利用ドメインで名称が異なり、別のエリアと見なされる。
▼2G/3G...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 15
■エリアの構造サンプル(その1 - LAC と RAC)
PLMN : 44003
LAC : 2001
RAC : 00
PLMN : 44003
LAC : ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 16
■エリアの構造サンプル(その2 - TAC)
PLMN : 44003
TAC : FF01
PLMN : 44003
TAC : 0001
PLMN : 440...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 17
■「位置登録」についてもう少し補足
• 着信はCS/PSでそれぞれ管理されている。
– 音声通話の着信と、下りデータ通信開始を知らせるパケット通信の
着信は、別々...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 18
■位置登録(Combined Attach)シーケンス
UE
eNB /
RNC
MSC
MME /
SGSN
HSS /
HLR
PS domainの位置登録
...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 19
■「位置」が変わったら?
• 「位置」が変わったことを端末とネットワークの両方が把握する
必要があるので、端末-ネットワーク間で「位置」の更新を行う。
→ これが...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 20
■「位置更新」が発生するとき
PLMN : 44003
LAC : 2001
RAC : 00
PLMN : 44003
LAC : 2001
RAC : 01
...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 21
■位置更新(LTE)シーケンス要約 1
UE eNB
移動先
MME
在圏元
MME
移動先
MSC
在圏元
MSC
HSS/HLR
TAI変化を検出
報知情報を...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 22
■位置更新(LTE)シーケンス要約 2
UE eNB
移動先
MME
在圏元
MME
移動先
MSC
在圏元
MSC
HSS/HLR
Tracking Area ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 23
■DSDS端末での「位置登録」
• では、DSDS端末はというと……
• メインSIMの位置登録も行いつつ、サブSIMの位置登録も別途
行っている。
– 一時的識...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 25
■着信を通知するための制御信号「Paging」
• Pagingとは
– 一般的には「誰かを呼び出すこと」を意味する、らしい。
– 少し昔(?)にポケベルというも...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 26
■「Paging」の中身(例)
• 以前に何度かご紹介した「3GPP decorder」でチェック。
– http://3gppdecoder.free.fr/?...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
TA : 0001
TA : 0002
TA : 0003
TA:0003にいる
ユーザ15を
PS domainで
呼び出し
TA:0002にいる
ユーザ12と
ユー...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 29
■無線区間での「着信」動作
• 端末-基地局の無線区間でPagingはどう受信されているのか。
→ 基地局は、Paging専用チャネルにPagingを流す。
→ ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 30
■DRXとは
• 「Discontinuous Reception」という名の通り「不連続受信」
• 待機状態の間はわずかな時間のみRF部を起動して、その時間内で...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 31
■3Gでの「Paging」信号
• 着信通知に使われる制御信号は以下の2つ
– 「Paging Type 1」
端末と基地局の間で通信がなく、端末が待機状態のとき...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 32
■着信確認の仕組み(その1)
• 3Gでの着信確認タイミングは、以下のように算出される。
1.在圏セルの報知情報(SIB1とSIB5)から着信確認間隔の
パラメー...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 33
■着信確認の仕組み(その2)
• その1で算出した着信確認タイミングでRF部を動作させ、PCHを
確認(物理チャネル的にはSCCPCH)
→ このチャネルに「Pa...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 34
■LTEでの「DRX」
• 3Gの時と仕様的なコンセプトは同じ。
とはいえ3Gより仕組みは整理されたので、ちょっと違いがある。
→ 制御信号名は「Paging」の...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 36
■キーポイントのおさらい
• これまでの内容を踏まえて、DSDS動作のおさらい。
1.メインSIMとサブSIMの両方が「位置登録」を行っている。
(どちらも着信管...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 38
■DSDS端末動作(電源ON時)
DSDS端末
メインSIM側
ネットワーク
メインSIM サブSIM
メインSIMでAttach実施
(TMSIとP-TMSI/...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 39
■DSDS端末動作(メインSIM通信中 / 着信なし)
DSDS端末
メインSIM サブSIM メインSIM側
ネットワーク
サブSIM側
ネットワーク
メインS...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 40
■DSDS端末動作(メインSIM通信中にサブSIM着信)
DSDS端末
メインSIM サブSIM メインSIM側
ネットワーク
サブSIM側
ネットワーク
メイン...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 41
メインSIMで通信中
■DSDS端末動作(サブSIM音声通話を終了)
DSDS端末
メインSIM サブSIM メインSIM側
ネットワーク
サブSIM側
ネットワ...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 43
■今後の調査ポイントと推測(その1)
※余力があれば追跡調査したいポイント
• メインSIMでデータ通信中に、サブSIM側で位置更新が発生する
状況での端末動作
...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 44
■今後の調査ポイントと推測(その2)
• メインSIMでデータ通信中に、サブSIM側でCBS/ETWSを受信
できるかどうか
– 【推測】
ETWS初報と報知情報...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc.
【今回のコンテンツ】
• DSDSの概要
• DSDSのキーポイント
• 位置登録(Attach)
• 着信(Paging)
• 間欠受信(DRX)
• キーポイントの...
© 2017 Internet Initiative Japan Inc. 46
■これからについて
• DSDS対応端末は現状、日本のMNOから発売される可能性は大変
小さい(と思われます)
– DSDSは「複数のSIMを使い分けて通信コスト...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

IIJmio meeting 17 DSDSと着信シーケンスについて

13,066 views

Published on

IIJmio meeting 17の発表資料です
http://techlog.iij.ad.jp/archives/2306

Published in: Internet
  • Hey guys! Who wants to chat with me? More photos with me here 👉 http://www.bit.ly/katekoxx
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here

IIJmio meeting 17 DSDSと着信シーケンスについて

  1. 1. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 1 IIJmio meeting #17 「DSDSと着信シーケンスについて」 2017/10/14 株式会社インターネットイニシアティブ 木野 純武
  2. 2. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 2 ■はじめに • この1年、2枚のSIMカードを挿して運用できるSIMフリー端末が 増えてきました。 • また、DSDS(Dual SIM - Dual Standby)という機能・動作に 対応する端末が急増しています。 – IIJの取り扱うSIMフリースマートフォンでも既に15機種…… • ZenFone 4 / ZenFone 4 Selfie Pro / ZenFone AR / ZenFone Zoom S / ZenFone 3 • Moto G5s Plus / Moto G5 Plus / Moto Z2 Play • honor 9 / P10 / P10 Plus / nova • Blade V8 • VAIO Phone A • GRANBEAT • DSDS端末は「2枚のSIMカードを挿してどちらにも着信できる」 → どういう仕組みなのか → どんな技術仕様があるのか モバイル網の「着信」の仕様や工夫から説明していきます。
  3. 3. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  4. 4. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 4 ■DSDSの概要 • 「DSDS」とは…… → Dual SIM – Dual Standby の略称。 2枚のSIMで、両面待ち受け。 1台の端末に2枚のSIMカードを挿して、どちらのSIMカードでも 音声着信を受けられる機能・動作モード。 – 使用する通信方式がSIMごとに別であってもよい。 (例:SIM1 – LTE接続 / SIM2 – GSM接続 など) – SIMごとに契約事業者が別であってもよい。 (例:SIM1 – IIJmio / SIM2 – 大手事業者音声定額プラン など) – 一方のSIMスロットは端末能力を十全に使える(LTE対応ならLTEまで 使える)が、もう一方のSIMスロットは3Gまたは2Gしか使えないなど 端末能力/通信方式に制限が掛かることがほとんど。 • 外部の解説記事(ケータイWatch) – ケータイ用語の基礎知識 第765回「デュアルスタンバイ とは」 • http://k-tai.watch.impress.co.jp/docs/column/keyword/1010838.html
  5. 5. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 5 ■DSDS端末のSIMスロット • 端末によって色々 – 主流は取り外し可能なスロット金具の模様。 – 端末本体にスロットを2つ実装しているものも。
  6. 6. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 6 ■DSDS以外の動作モード • と言いつつ、オフィシャルな定義は見当たらない…… • GSMAのマルチSIM端末向け要求事項にそれらしきものがある。 (TS.37 - Requirements for Multi SIM Devices / 2.4 Operational Modeより引用) – Passive 物理的には2枚のSIMを挿すことが可能だが、端末が一度に扱える のはひとつのSIMのみ。 他の言い方をするならDSSS(Dual SIM – Single Standby)か。 – DSDA(Dual SIM – Dual Active) 物理的に2枚のSIMを挿すことが可能で、両方のSIMが独立して通信 することが可能。 ただし、無線部分を2つ具備する必要がある上、通信モデムの状態も SIMごとに別々に管理されていなければならない。 (当然、バッテリー消費もその分増加する)
  7. 7. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 7 ■機能モデル(おおざっぱに) [Passive] [DSDS] [DSDA] SIM スロット1 SIM スロット2 OS 通信モデム 無線部(RF) SIM スロット1 SIM スロット2 OS 通信モデム 無線部(RF) SIM スロット1 SIM スロット2 OS 通信 モデム1 通信 モデム2 無線部 RF 1 無線部 RF 2 常にどちらかしか 使えない 着信時のみ 切り替える 両方とも同時に 使用している 処理もSIMごと に独立している
  8. 8. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 8 ■以降の説明スライドのお約束として • この資料では、DSDS端末上で4G/3Gが使えるSIMスロット及び そのスロットに入っているSIMを「メインSIM」と記載します。 • 一方で、3G音声/2G音声のみが使用できるSIMスロット及びその スロットに入っているSIMを「サブSIM」と記載します。 → 実際には、データ接続に使用するSIM(上記でいうメイン SIM)はOS上で入れ替えが可能なことがほとんどですが、 説明簡略化のため、役割を固定して説明していきます。
  9. 9. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  10. 10. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 10 ■DSDSのキーポイント(その1) • どちらのSIMに来た着信なのか、端末はどうやって判別するのか。 1. 電源ON後、メインSIMとサブSIMの両方がそれぞれの属する ネットワークに位置登録(Attach)を済ませている。 2. 着信通知するための制御信号(Paging)に、回線を識別する ための識別子が含まれている。 → ネットワークは端末(にある両方のSIM)がどのエリアに いるかを把握している。 → 着信を通知する時は、そのエリアに着信対象の識別子を 載せたPagingをばらまいて(報知して)いる。 【キーワード】 • 位置 (Location/Routing/Tracking Area) • 位置登録(Attach) • 位置更新(Location/Routing/Tracking Area Update) • TMSI / P-TMSI / GUTI などの一時的識別子
  11. 11. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 11 ■DSDSのキーポイント(その2) • DSDS端末にはRFが1つしかないのに、どうやって両面で待ち受け 可能となっているのか。 1. 待ち受け時ではわずかな時間のみ着信確認を行っている。 2. 着信確認タイミングはSIM(IMSI)によって異なる。 → メインSIMが通信中でも、サブSIMの着信確認タイミングの 時だけ、RF部を切り替えてPagingの有無を確認している。 【キーワード】 • 間欠受信(DRX : Discontinuous Reception)
  12. 12. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  13. 13. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 13 ■位置登録とは • 「Attach」と「着信」は不可分の関係 – ネットワークにAttachするからこそ、着信を受けられるようになる。 • そもそも「Attach」って何? – “Attach”という単語は「装着する」や「くくりつける」という意味。 – つまり「モバイルネットワークに自分(加入者/SIM)をくっつける…… = 利用可能にする」ということ。 – このとき、自分が誰であるかを認証するプロセスが行われている。 (IIJmio meeting 16 「スマートフォンがつながる仕組み」スライド19) – 今回のポイントは以下の2点。 1.自分がどこ(エリア)にいるかネットワークに登録すること & 2.そのエリア用に自分の一時的識別子を割り当てられること • このため、Attach手順は「位置登録」手順とよく訳される。 • 何のための「位置(エリア)」か? → ずばり、着信対象の端末に着信通知(Paging)を流すエリア。
  14. 14. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 14 ■「位置(エリア)」の種別 • コアネットワーク観点での「位置」と捉えればよい。 – 通信方式や利用ドメインで名称が異なり、別のエリアと見なされる。 ▼2G/3G CS domain : “Location Area” 2G/3Gにおける回線交換ドメインの着信管理エリア。 識別番号はLAC(Location Area Code)と呼ばれ、0000~FFFFの値を取る。 PLMNを先頭に付けると、LAI(Location Area Identifier)と呼ばれる。 対応する一時的識別子は「TMSI」。 ▼2G/3G PS domain : “Routing Area” 2G/3Gにおけるパケット交換ドメインの着信管理エリア。 Location Areaにぶら下がるエリアであり、ひとつのLocation Areaに複数の Routing Areaを紐付けることができる(もちろん1:1で管理してもよい) 識別番号はRAC(Routing Area Code)と呼ばれ、00~FFの値を取る。 LAIを先頭に付けると、RAI(Routing Area Identifier)と呼ばれる。 対応する一時的識別子は「P-TMSI」。 ▼LTE : “Tracking Area” LTEにおける着信管理エリア。(LTEはもともとPS domainのみなので) 識別番号はTAC(Tracking Area Code)と呼ばれ、0000~FFFFの値を取る。 PLMNを先頭に付けると、TAI(Tracking Area Identifier)と呼ばれる。 対応する一時的識別子は「GUTI」。
  15. 15. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 15 ■エリアの構造サンプル(その1 - LAC と RAC) PLMN : 44003 LAC : 2001 RAC : 00 PLMN : 44003 LAC : 2001 RAC : 01 PLMN : 44003 LAC : 0001 RAC : 00 PLMN : 44003 LAC : A001 RAC : 00
  16. 16. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 16 ■エリアの構造サンプル(その2 - TAC) PLMN : 44003 TAC : FF01 PLMN : 44003 TAC : 0001 PLMN : 44003 TAC : 0002
  17. 17. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 17 ■「位置登録」についてもう少し補足 • 着信はCS/PSでそれぞれ管理されている。 – 音声通話の着信と、下りデータ通信開始を知らせるパケット通信の 着信は、別々に行われている。 – 要は、Location Areaでの着信、Routing Areaでの着信、という括り。 • なので、位置登録もCS/PSそれぞれで実施される。 – GSMから発展してきた技術仕様の名残がこんなところにあったりする。 (パケット交換サービスであるGPRSはGSMへの後付けだったため) – しかし、現在はCS/PS両方のエリアを一気に登録する動作が一般的。 これが「Combined Attach」と呼ばれる動作。 [ CS domain ] Location Area [ PS domain ] Routing Area / Tracking Area Combined Attach (CS/PS) IMSI Attach (CS) GPRS Attach (PS)
  18. 18. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 18 ■位置登録(Combined Attach)シーケンス UE eNB / RNC MSC MME / SGSN HSS / HLR PS domainの位置登録 (P-TMSIまたはGUTIを割り当てる) CS domainの位置登録 (TMSIも割り当てる) Attach Request送信 Attach Requestを透過 PS domainの 位置登録完了を 連絡 CS domainの 位置登録完了を連絡 Attach Acceptを透過 TMSIとP-TMSI(またはGUTI) 確定 TMSIとP-TMSI (またはGUTI)を 受領して利用開始 Attach Accept受信 Attach Complete送信 Attach Completeを透過 認証プロセスを実施 IIJmio meeting 16 「スマートフォンがつながる仕組み」スライド19のあたり TMSI割り当て完了連絡
  19. 19. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 19 ■「位置」が変わったら? • 「位置」が変わったことを端末とネットワークの両方が把握する 必要があるので、端末-ネットワーク間で「位置」の更新を行う。 → これが「位置更新」(Location Update)と呼ばれる動作。 またいだエリアの種類により、Location Area Updateとか Routing Area Updateと呼ばれる。 両方またぐなら「Combined Routing Area Update」。 → この時必要に応じて一時的識別子(TMSIやP-TMSIなど)も 再割り当てが行われる。 • 端末は、どうやってエリアが変わったことが分かるのか。 → 基地局(セル)が常に流している「報知情報」に、PLMN / LAC / RAC / TACが含まれている。 (3GセルではLACとRACが、LTEセルではTACが含まれる) → LAI / RAI / TAI が変わったとき、端末は位置更新の動作を トリガーする。(LAC / RAC / TACではないことに注意)
  20. 20. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 20 ■「位置更新」が発生するとき PLMN : 44003 LAC : 2001 RAC : 00 PLMN : 44003 LAC : 2001 RAC : 01 PLMN : 44003 LAC : 0001 RAC : 00 PLMN : 44003 LAC : A001 RAC : 00 LACが”0001”から”A001”に変化。 LAIが変わることにより結果的にRAIも変わるため、 CS/PS両方の位置更新が必要。 PLMN : 44003 LAC : A001 RAC : 00 RACのみが”00”から”01”に変化。 RAIのみが変わるので、PSのみ位置更新が必要。 LACが”2001”から”A001”に変化。 RACが”00”から”01”に変化。 LAIもRAIも変わるので、CS/PS両方の 位置更新が必要。
  21. 21. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 21 ■位置更新(LTE)シーケンス要約 1 UE eNB 移動先 MME 在圏元 MME 移動先 MSC 在圏元 MSC HSS/HLR TAI変化を検出 報知情報を取得 してTAIを確認 Tracking Area Update Request 送信 Tracking Area Update Request透過 認証プロセスを実施 IIJmio meeting 16 「スマートフォンがつながる仕組み」スライド19のあたり PS側位置更新処理 開始を要求 PS domainの位置更新 (移動先MMEがGUTIを新たに割り当てる) 在圏元MMEが持っている ユーザ情報を削除 次スライドに続く PS側位置更新処理 完了を通知
  22. 22. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 22 ■位置更新(LTE)シーケンス要約 2 UE eNB 移動先 MME 在圏元 MME 移動先 MSC 在圏元 MSC HSS/HLR Tracking Area Update Accept 透過 前スライドからの続き Tracking Area Update Accept 受信 新しいTMSIと GUTIを受領して 利用開始 Tracking Area Update Complete 送信 Tracking Area Update Complete 透過 TMSIの再割り当て完了連絡 CS domainの位置更新 (移動先MSCがTMSIを新たに割り当てる) 在圏元MSCが持っている ユーザ情報を削除 CS側位置更新処理 開始を要求 CS側位置更新処理 完了を通知
  23. 23. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 23 ■DSDS端末での「位置登録」 • では、DSDS端末はというと…… • メインSIMの位置登録も行いつつ、サブSIMの位置登録も別途 行っている。 – 一時的識別子もSIMごとに各NWから割り当てられている。 • このため、メインSIMとサブSIMを切り替える(例えばデータ用 SIMを切り替えるような)場合、時間が掛かる旨のメッセージが 表示される端末もある。 – それぞれのSIMが位置登録/位置更新をやり直しているため。 – 位置更新処理もSIMごとに独立して動作することが推測される。 メインSIM IMSI : 44003xxxxxxxxxx サブSIM IMSI : 20601xxxxxxxxxx PLMN 1 : 440-03 PLMN 2 : 206-01 DSDS対応 スマートフォン
  24. 24. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  25. 25. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 25 ■着信を通知するための制御信号「Paging」 • Pagingとは – 一般的には「誰かを呼び出すこと」を意味する、らしい。 – 少し昔(?)にポケベルというものがあって…… – フードコートで食事を注文した後、受付から渡される呼び出し機器を 「ページャー」と呼んだりもする。 • モバイルネットワークにおける制御信号としての「Paging」 – 位置登録を済ませた端末を「呼び出す」ための制御信号。 – ネットワーク側が一時的識別子を使って、着信対象端末を呼び出す。 – LTEでも3Gでも、Paging配信用の専用チャネルが設けられている。 (どの端末も必ずチェックする) → 自分宛てのPagingを受信したときが「着信」とも言える。
  26. 26. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 26 ■「Paging」の中身(例) • 以前に何度かご紹介した「3GPP decorder」でチェック。 – http://3gppdecoder.free.fr/?q=node/1 – サンプル : LTE-RRC.PCCH “Paging” Hex : 41804E37C07CF805E2FEBDBF001E1D9D6B6003E09FF6BA000000 • 中身のメインは... 1.呼び出し対象の一時的識別子(の一部) (GUTIの一部を引っ張り出したS-TMSI) 2.呼び出しドメイン (CS / PS のいずれか) → 「誰」に対して「何のために」呼び出したのかが分かる。
  27. 27. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. TA : 0001 TA : 0002 TA : 0003 TA:0003にいる ユーザ15を PS domainで 呼び出し TA:0002にいる ユーザ12と ユーザ13を PS domainで 呼び出し TA:0001にいる ユーザ3を CS domainで 呼び出し ユーザ01 ユーザ02 ユーザ03 ユーザ04 ユーザ05 ユーザ06 ユーザ07 ユーザ08 ユーザ09 ユーザ10 ユーザ15 ユーザ11 ユーザ12 ユーザ13 ユーザ14 ユーザ16 Paging - ユーザ03(CS) Paging - ユーザ03(CS) Paging - ユーザ12(PS) - ユーザ13(PS) Paging - ユーザ12(PS) - ユーザ13(PS) Paging - ユーザ15(PS) MME 1 MME 2 eNB 1 eNB 2 eNB 3 eNB 4 eNB 5 HSS/HLRなど MSC 1 BTS 1 メインSIM ユーザ17 サブSIM ユーザ18 DSDS端末 LA:000Fにいる ユーザ18を CS domainで 呼び出し LA : 000F Paging Type 1 - ユーザ18(CS)
  28. 28. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  29. 29. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 29 ■無線区間での「着信」動作 • 端末-基地局の無線区間でPagingはどう受信されているのか。 → 基地局は、Paging専用チャネルにPagingを流す。 → 端末は、Paging専用チャネルをチェックして自分宛てが あるかどうか確認する。 3GとLTEで細かいところは異なるものの、大まかな仕組みや コンセプトは同じ。 • しかし、Pagingを取り逃さないよう常にチャネルを監視すると、 バッテリー消費が激しくなる。 → 通信していない待機中ではなるべく眠っていて、決まった タイミングだけ起きてチャネルを確認すればよい。 • これが DRX(Discontinuous Reception)のキーポイント。
  30. 30. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 30 ■DRXとは • 「Discontinuous Reception」という名の通り「不連続受信」 • 待機状態の間はわずかな時間のみRF部を起動して、その時間内で 必要な情報を確認する。(反応する必要がなければまた眠る) • バッテリー消費抑制に貢献する仕組みの1つ。 • 最近は「eDRX」という言葉もニュースサイトで見かけるように。 – ちっちゃな「e」は「extended」(つまり拡張版DRX) – 今までの仕様より、さらに長い時間寝ていられるようにする仕組み。 • IoT通信機器の消費電力を約5分の1に低減するeDRX技術を提供開始 https://www.nttdocomo.co.jp/info/news_release/2017/09/26_01.html • IoT向け通信技術「LTE Cat-M1」の特徴は? KDDIとアルテアがテスト http://k-tai.watch.impress.co.jp/docs/news/1034435.html • NTTドコモ テクニカル・ジャーナル Vol.24 No.2 「LTE Release 13におけるIoTを実現する新技術」 https://www.nttdocomo.co.jp/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/ vol24_2/009.html
  31. 31. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 31 ■3Gでの「Paging」信号 • 着信通知に使われる制御信号は以下の2つ – 「Paging Type 1」 端末と基地局の間で通信がなく、端末が待機状態のときに使われる。 論理的にはページング専用チャネル「PCH」が定義されており、物理 チャネルとしては「SCCPCH」が使われる。 – 「Paging Type 2」 端末と基地局で通信が確立しており、端末に個別の通信チャネルが 割り当てられている状態で使われる。 → この状態は基地局レベルで端末の位置が判明しているので、 PCHは使われず、個別チャネルの制御信号として送信される。 • 今回は待機状態(Standby)における着信がテーマなので、 「Paging Type 1」のケースを説明。 – サブSIM側は、使用されていない状態だと常に「待機状態」である。
  32. 32. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 32 ■着信確認の仕組み(その1) • 3Gでの着信確認タイミングは、以下のように算出される。 1.在圏セルの報知情報(SIB1とSIB5)から着信確認間隔の パラメータを取得。 ・SIB1 : 無線フレーム単位での間隔 (何フレームごとに確認するのか) ・SIB5 : 下記PICHの着信通知ビット区間長 (着信通知288bitのうち何bit見ればよいか) 2.上記パラメータとIMSIから、自分が着信確認すべき無線 フレームの番号と、PICH(Paging Indication Channel)の着信通知 ビット区間を算出する。 → 計算式はややこしいので割愛... (IMSIをSCCPCHの本数で割ってさらに着信確認間隔で割った余り、とか) • つまり、SIM(IMSI)ごとに着信確認タイミングが異なる。 ...それでもIMSIの番号空間の広さからすると、かなり重複する。
  33. 33. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 33 ■着信確認の仕組み(その2) • その1で算出した着信確認タイミングでRF部を動作させ、PCHを 確認(物理チャネル的にはSCCPCH) → このチャネルに「Paging Type 1」が流れてくる。 • Paging Type 1が入っていれば、その中身をデコードする。 • デコード結果から、自分を指し示す識別子が入っているか確認。 → 入っていなければスルー。 入っていたら、そのPaging Type 1に応答する。 (この後は無線通信路を確立して着信呼シーケンスに入る) • DSDS端末の場合、自分宛の着信と分かった時点で、RF部がメイン SIM向けからサブSIM向けに切り替わる。
  34. 34. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 34 ■LTEでの「DRX」 • 3Gの時と仕様的なコンセプトは同じ。 とはいえ3Gより仕組みは整理されたので、ちょっと違いがある。 → 制御信号名は「Paging」のみ。 端末が待機状態でも接続状態でも同じチャネルを確認して いる上、物理チャネル的にはPagingも下りユーザデータも 同じ無線リソース領域を利用しているため。 • 着信確認タイミングは3Gと同様、IMSIと報知情報から算出。 → 報知情報(SIB2)に確認タイミングの間隔が入っている。 この値とIMSIの値を色々と操作して算出。 • 接続状態(Connected)のときは、DRXの動き方が異なる。 – Long DRXとShort DRXの2種類がある。 – 接続状態は基本的にnon-DRXだが、しばらく無通信だとShort DRXに 入って、さらに無通信が続くとLong DRXに移行する。
  35. 35. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  36. 36. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 36 ■キーポイントのおさらい • これまでの内容を踏まえて、DSDS動作のおさらい。 1.メインSIMとサブSIMの両方が「位置登録」を行っている。 (どちらも着信管理の対象となっている) 2.着信の制御信号「Paging」には、端末(に挿したSIM)を 指し示す識別子が入っている。 (そのため、サブSIMだけに着信を通知できる) 3.DRXにより、SIMごとに着信確認タイミングが異なる。 (メインとサブでタイミングは基本的に被らない) 4.DRXにより、端末は着信確認タイミングのときだけRF部を 切り替えればよい。 (メインSIMが通信中でもほとんど通信を阻害しない)
  37. 37. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  38. 38. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 38 ■DSDS端末動作(電源ON時) DSDS端末 メインSIM側 ネットワーク メインSIM サブSIM メインSIMでAttach実施 (TMSIとP-TMSI/GUTIが割り当てられる) メインSIMの 処理待ち RF部を サブSIM側に セット サブSIMでAttach実施 (CS domainだけなのでTMSIが割り当てられる) 通信中 Paging待ち サブSIM側 ネットワーク RF部を メインSIM側に 再セット メインSIMで通信中 RF部を メインSIM側に セット
  39. 39. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 39 ■DSDS端末動作(メインSIM通信中 / 着信なし) DSDS端末 メインSIM サブSIM メインSIM側 ネットワーク サブSIM側 ネットワーク メインSIMで通信中 メインSIMで通信中 通信中 Paging待ち メインSIMで通信中 メインSIMで通信中 着信確認!(なし) 着信確認!(なし) 着信確認!(なし) Paging Type 1 配信 (サブSIMなし)
  40. 40. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 40 ■DSDS端末動作(メインSIM通信中にサブSIM着信) DSDS端末 メインSIM サブSIM メインSIM側 ネットワーク サブSIM側 ネットワーク メインSIMで通信中 通信中 Paging待ち Paging Type 1 サブSIM / CS domain 他端末からサブ SIMへ音声発信 RF部を サブSIM側に セット ユーザが着信に UI上で応答 サブSIMの加入者で 着信応答シーケンス実施 サブSIM側で音声通話開始 音声通話確立
  41. 41. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 41 メインSIMで通信中 ■DSDS端末動作(サブSIM音声通話を終了) DSDS端末 メインSIM サブSIM メインSIM側 ネットワーク サブSIM側 ネットワーク サブSIM側で音声通話中 通信中休止中 ユーザがUI上で 終話操作を実施 終話シーケンス実施 RF部を メインSIM側に セット 無線区間で接続再開シーケンス実施 メインSIMで通信中 着信確認!
  42. 42. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  43. 43. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 43 ■今後の調査ポイントと推測(その1) ※余力があれば追跡調査したいポイント • メインSIMでデータ通信中に、サブSIM側で位置更新が発生する 状況での端末動作 – 【推測】 サブSIMの位置更新を実施するためにRF部がサブSIM側に切り替わり、 位置更新が完了するまでの数秒間は「データ通信ができない」状態と なることが想定される。 • サブSIMで音声通話中に、メインSIM側で位置更新が発生する 状況での端末動作 – 【推測 1】 上記と同様、メインSIMの位置更新実施のためRF部がメインSIM側に 切り替わり、位置更新が完了するまで1~2秒程度「通話が途切れる」 ことが想定される。(端末側の音声バッファで補完されているかも) – 【推測 2】 サブSIMの音声通話中にはメインSIMの位置更新は行わず、終話後の 在圏セル報知情報を見て位置更新の要否を判別している可能性も。
  44. 44. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 44 ■今後の調査ポイントと推測(その2) • メインSIMでデータ通信中に、サブSIM側でCBS/ETWSを受信 できるかどうか – 【推測】 ETWS初報と報知情報更新通知を含むPaging(Type 1)は受信できるが、 その後に、CBS/ETWS次報の流れるチャネルを読みに行くかは不明。 – そもそもサブSIM側で流れる状況なら、メインSIM側の在圏セルでも CBS/ETWSが配信されているはず。 – どちらを優先するか、あるいはサブSIM側を無視するかなど、端末に よって実装方針の違いが出てくると思われる。 ---------------------------------------- – ちなみに、GSMAの文書「Official Document TS.37 - Requirements for Multi SIM Devices v2.0」では、cell broadcast messageがどの SIMで受け取ったものかを示さなければならない、とある。 (TS37_2.5_REQ_18)
  45. 45. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 【今回のコンテンツ】 • DSDSの概要 • DSDSのキーポイント • 位置登録(Attach) • 着信(Paging) • 間欠受信(DRX) • キーポイントのおさらい • DSDS端末における実際の動作 • 今後の調査ポイントと推測 • これからについて
  46. 46. © 2017 Internet Initiative Japan Inc. 46 ■これからについて • DSDS対応端末は現状、日本のMNOから発売される可能性は大変 小さい(と思われます) – DSDSは「複数のSIMを使い分けて通信コストを節約する」使い方に 適しています。 1回線(SIM)を手厚くケアする方向とは相性が悪いと思われます。 • 一方、DSDS対応端末はSIMフリー端末として販売されることが ほとんどで、MVNO回線の利用ハードルが低いと言えます。 – そのため端末ベンダだけでなく、回線を提供するMVNOや端末自体を 取り扱うMVNOも、動作や特徴を把握しサポートしていく必要がある と考えます。 • 回線(SIM)の利用機会や枠を増やしていくためにも、さらなる 情報収集と調査を進めていきます。 – SIMを2枚挿せるということは、MVNO回線を利用してもらえる枠が 増える、ということでもあります。

×