WO2019177087A1 - 基地局管理装置、基地局管理方法及びプログラム - Google Patents

基地局管理装置、基地局管理方法及びプログラム Download PDF

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    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Definitions

  • the base station management device monitors the traffic amount flowing through the inter-station link between virtual nodes functioning as a radio base station on the virtualization platform, and the traffic amount flowing through the inter-station link Is less than a predetermined threshold, disconnecting the inter-station link is provided.
  • This method is linked to a specific machine called a base station management apparatus that manages an inter-station link between radio base stations.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of MANO according to the first embodiment of the present invention.
  • the MANO 100 selects one X2 link for determining whether or not disconnection is necessary from the X2 link information list, and acquires the traffic amount T of the X2 link for a predetermined period (step S001). .
  • the MANO 100 determines whether or not the traffic amount T is smaller than a predetermined threshold TH1 for determining link disconnection (step S002). As a result of the determination, if the traffic amount T during the predetermined period is smaller than the threshold value TH1 (YES in step S002), the MANO 100 determines that the corresponding X2 link can be disconnected.
  • a predetermined threshold TH1 for determining link disconnection
  • the MANO 100 requests the virtual node and the VNFM / VIM that manages the virtual infrastructure to scale out the virtual DU # 2 (step S134). More specifically, in response to the request, the VNFM that manages the virtual node performs a process of requesting the scale-out to the VIM that manages the infrastructure.
  • each unit (processing means, function) of the base station management apparatus 10 or the MANO 100 described in each of the above-described embodiments executes the above-described processes using the hardware installed in the processor mounted on these apparatuses. This can be realized by a computer program.

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Abstract

本発明の目的は、無線基地局間の局間リンクの最適化である。基地局管理装置は、仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視するトラヒック監視部と、前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断するリンク管理部と、を備える。

Description

基地局管理装置、基地局管理方法及びプログラム
 (関連出願についての記載)
 本発明は、日本国特許出願:特願2018-048298号(2018年3月15日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
 本発明は、基地局管理装置、基地局管理方法及びプログラムに関する。
 無線アクセスネットワークにおいて、端末のハンドオーバー時の情報交換に用いるための局間リンク(X2リンクとも呼ばれる)が設けられている。1台の無線基地局(eNB)が確立できる局間リンクには制限がある、その解決策として、ハンドオーバー発生頻度の低い局間リンクを削除するなどの措置が取られている。
 しかしながら、上記ハンドオーバー発生頻度を用いた方式では、eNBを管理するEMS(Element Management System)に高い負荷が掛かってしまう。そこで、特許文献1では、端末から得られた情報を基にして作成したハンドオーバーリストを更新し、このハンドオーバーリストを用いた局間リンクの切断を行うことが提案されている。
 一方、サーバなどの物理リソース上に仮想化されたコンピューティングリソースをオンデマンドで使うクラウドコンピューティング(以下、クラウド)が広く普及している。また、ネットワーク機能を仮想化し、クラウド上で提供するNetwork Function Virtualization(以下、NFV)が知られている。NFVとは、仮想化技術およびクラウド技術を用いて、これまで専用ハードウェア(以下、HW)上で動かされていた様々なネットワークサービスのHWとソフトウェア(以下、SW)を分離し、SWを仮想化された基盤上で動かす技術である。これによって運用の高度化やコスト削減が期待されている。
 ETSI NFVではNFVのアーキテクチャが定義されている(非特許文献1参照)。仮想化されるネットワークMANO(Management and Orchestration)には、仮想化基盤を管理するVIM、ネットワークサービスを構成するVNFを管理するVNFM、これらを制御するNFVOが定義されている。なお、VIM、VNF、VNFMは、それぞれ、Virtualized Infrastructure Manager、Virtual Network Function、VNF Managerの略である。また、VNFはVNFC(VNF Component)によって構成され、VNFCが一つのVM(Virtual Machine)上で実行される。以下、「クラウド基盤」を、NFVにおけるVIMに当たるもの、「サービス」をNFVにおけるネットワークサービスを含むものとして記載する。
国際公開第2015/186277号
ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration、[online]、[平成30年1月10日検索]、インターネット〈http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf〉
 以下の分析は、本発明によって与えられたものである。しかしながら、特許文献1の方式をもってしても、ハンドオーバーリストにハンドオーバー先として登録されている基地局間の局間リンクを切断することはできない。このため、ほとんど使用されていない局間リンクであっても、切断する契機がなく無駄なリソースを占有し続けるようなケースが存在する。
 また今後は一層、1つのDU(Digital Unit)配下に多くのRU(Radio Unit)が接続するような基地局の形態が普及してくると考えられる。このような形態を考えると、1つのDUが管理する局間リンクの数、つまり、SCTPの数が増えてくることも想定される。そのため、リアルタイムでの局間リンクの切断・接続を行って局間リンクの状態を最適化する機能が求められている。
 上記背景技術として記載したハンドオーバー発生頻度やハンドオーバーリストを用いた方式では、ある程度の期間内の集計結果に基づいて制御するため、リアルタイムでの局間リンクの最適化に対応することは不可能である。
 本発明は、上記無線基地局間の局間リンクの最適化技術の豊富化に貢献できる基地局管理装置、基地局管理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 第1の視点によれば、仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視するトラヒック監視部を備える基地局管理装置が提供される。この基地局管理装置は、さらに、前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断するリンク管理部を備える。
 第2の視点によれば、基地局管理装置が、仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視するステップと、前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断するステップと、を含む基地局管理方法が提供される。本方法は、無線基地局間の局間リンクを管理する基地局管理装置という、特定の機械に結びつけられている。
 第3の視点によれば、基地局管理装置に搭載されたコンピュータに、仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視する処理と、前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジトリーな)記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。また、このプログラムは、コンピュータ装置に入力装置又は外部から通信インタフェースを介して入力され、記憶装置に記憶されて、プロセッサを所定のステップないし処理に従って駆動させ、必要に応じ中間状態を含めその処理結果を段階毎に表示装置を介して表示することができ、あるいは通信インタフェースを介して、外部と交信することができる。そのためのコンピュータ装置は、一例として、典型的には互いにバスによって接続可能なプロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。
 本発明によれば、無線アクセスネットワークを構成する無線基地局間の局間リンクのうち不要な局間リンクを切断することが可能となる。即ち、本発明は、背景技術に記載した基地局管理装置を、その局間リンクの最適化機能を向上させたものへと変換するものとなっている。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態のMANOが配置された通信システムの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態のMANOの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態のMANOが保持するX2リンク情報リストの一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態のMANOの動作を表したフローチャートである。 本発明の第1の実施形態の全体動作(X2リンク切断)を表したシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の全体動作(仮想DUスケールアップ)を表したシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の全体動作(X2リンク追加)を表したシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の全体動作(X2リンク再接続)を表したシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態のMANOの動作を表したフローチャートである。 本発明の第2の実施形態の全体動作(仮想DUスケールアウト)を表したシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態による仮想DUスケールアウト前後のX2リンクの変化を説明するための図である。 本発明の第3の実施形態のMANOの動作を表したフローチャートである。 本発明の基地局管理装置又はMANOを構成するコンピュータの構成を示す図である。
 はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号(データ)の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。また、プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、コンピュータ装置は、通信インタフェースを介して装置内又は外部の機器(コンピュータを含む)と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。
 本発明は、その一実施形態において、図1に示すように、トラヒック監視部11と、リンク管理部12と、を備える基地局管理装置10にて実現できる。より具体的には、前記トラヒック監視部11は、仮想化基盤上で無線基地局20A~20Cとして機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視する。
 そして、前記リンク管理部12は、前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断する。
 例えば、図2に示すように、トラヒック監視部11にて監視する、無線基地局20Bとして機能する仮想ノードと、無線基地局20Cとして機能する仮想ノードとの間の局間リンクを流れるトラヒック量が、所定の閾値未満となったとする。この場合、リンク管理部12は、無線基地局20Bとして機能する仮想ノードと、無線基地局20Cとして機能する仮想ノードとの間の局間リンクを切断する。これにより、SCTPの数を一つ減らすこと、そのリソースを他に当てることが可能となる。
 なお、前記所定の閾値としては、無線基地局20Bと無線基地局20Cの間のハンドオーバー等に対応する通信が行われていないことを示す値を設定することが好ましい。
[第1の実施形態]
 続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明の第1の実施形態のMANOが配置された通信システムの構成を示す図である。図3を参照すると、MANO100と、仮想DU(Data Unit)200と、仮想DU200と接続されたRU(Radio Unit)210と、を含む構成が示されている。
 MANO100は、破線で示される仮想化基盤上を介して提供されるNFV(Network Functions Virtualisation)のオーケストレーションを行う装置であり、上記した基地局管理装置として機能する。なお、MANOは、NFVMANO(Network Functions Virtualisation Management and Network Orchestration)とも記載される(非特許文献1参照)。
 仮想DU200は、無線基地局の制御機能を仮想化した仮想ノードであり、接続された1つ以上のRU210を制御する。このような構成は、C-RAN(Cloud-Radio Access Network;Centralized RANともいう。)と呼ばれている。なお、仮想DU200のDUは、ベースバンド部(BBU)や集約基地局(CU(Central Unit))と呼ばれることもある。また、RU210は、Remote Radio Unit、Remote Radio Heads、Distributed Unitと記載されることもある。上記仮想DU200と、RU210間の通信インタフェースとしては、CPRI(Common Public Radio Interface)等を使用することができる。また、以下、単に「DU」と言う場合、仮想化されたDUを含むものとする。
 無線基地局250は、DUとRUに相当する機能が同一箇所に配置された上記C-RAN構成を採らない基地局(マクロ基地局)であり、上記C-RAN構成の基地局と連携して端末を収容する。
 EPC300は、Evolved Packet Coreの略である。具体的には、EPC300は、MME(Mobility Management Entity)やS-GW/P-GW(Serving Gateway/Packet data network Gateway)を含む製品群を表している。本実施形態では、EPC300の構成要素のうち大きく関係するのは、上記仮想DU200や無線基地局250と接続され、仮想DU200間や、仮想DU200と無線基地局250のハンドオーバー機能を提供するMMEである。したがって、図3のEPC300は、MMEと置き換えることも可能である。
 図3の仮想DU200間並びに仮想DU200及び無線基地局250間の太線は、X2リンクと呼ばれる局間リンクを表している。本実施形態のMANO100が制御する局間リンクは、このX2リンクであり、以下、X2リンクと記す。
 続いて、上記MANO100の構成について図面を参照して詳細に説明する。図4は、MANO100の詳細構成を表した機能ブロック図である。図4を参照すると、トラヒック監視部101と、リンク管理部102と、MANO機能部103と、局間リンク情報記憶部104とを備えた構成が示されている。
 トラヒック監視部101は、上記仮想DU200間並びに仮想DU200及び無線基地局250間のX2リンクに流れているデータ量、即ち、トラヒック量を監視する。そして、トラヒック監視部101は、局間リンク情報記憶部104に保持されているX2リンク情報リストを更新する。なお、トラヒック監視部101によるトラヒック量の監視の態様としては、トラヒック監視部101が仮想DU200や無線基地局250にトラヒック量を問い合わせる形態を採ることができる。また、トラヒック量の監視の別の態様としては、仮想DU200や無線基地局250が自発的にMANO100に対して、トラヒック量を報告し、トラヒック監視部101がこれを受信する形態であってもよい。
 リンク管理部102は、局間リンク情報記憶部104に保持されているX2リンク情報リストを参照して、X2リンクの切断や、X2リンクの追加などの判断を行う。前記判断の結果、X2リンクの切断や、X2リンクの追加が必要と判断した場合、リンク管理部102は、仮想DU200に対して、X2リンクの切断や、X2リンクの追加を指示するメッセージを送信する。
 MANO機能部103は、非特許文献1のNFV MANOとしての機能に加えて、局間リンク情報記憶部104に保持されているX2リンク情報リストを参照して、仮想DU200のスケールアップやスケールダウンの要否を判断する。前記判断の結果、仮想DU200のスケールアップやスケールダウンが必要と判断した場合、MANO機能部103は、VNFM/VIM側に、仮想DU200のスケールアップやスケールダウンを指示する。
 局間リンク情報記憶部104は、X2リンク情報リストを保持している。図5は、局間リンク情報記憶部104に保持されているX2リンク情報リストの一例を示す図である。
 図5を参照すると、X2リンク毎に、トラヒック値を管理可能なリストが示されている。また、図5の例では、各X2リンクの状態を管理するための状態フィールドが設けられている。X2リンクフィールドは、仮想DU200の組み合わせによってX2リンクを特定する情報が設定されている。もちろん、仮想DU200の組み合わせの代わりに、X2を一意に特定するための識別子(X2リンク ID)を設定することとしてもよい。所定期間のトラヒック量フィールドは、所定の期間にX2リンクに流れたデータ量を保持するフィールドである。このフィールドは、トラヒック監視部101により更新され、所定期間が過ぎるとリセットされて再度集計される。状態フィールドは、X2リンクが接続状態にあるか、切断した状態にあるかを示す値を保持するフィールドである。なお、図5の例では、Activeと設定されているが、これは、該当エントリのX2リンクが接続中であることを示している。
 続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図6は、本発明の第1の実施形態のMANOの動作を表したフローチャートである。図6を参照すると、まず、MANO100は、X2リンク情報リストから、切断等の要否を判断するX2リンクを1つ選択し、そのX2リンクの所定期間のトラヒック量Tを取得する(ステップS001)。
 次に、MANO100は、前記トラヒック量Tが所定のリンク切断判定用の閾値TH1より小さいか否かを判定する(ステップS002)。前記判定の結果、所定期間のトラヒック量Tが閾値TH1より小さい場合(ステップS002のYES)、MANO100は、該当するX2リンクを切断可と判定する。この場合の全体の処理の流れは、後に図7を用いて説明する。
 次に、MANO100は、所定期間のトラヒック量Tが所定の上側閾値TH2より大きいか否かを判定する(ステップS003)。前記判定の結果、所定期間のトラヒック量Tが上側閾値TH2以下である場合(ステップS003のNO)、MANO100は、該当するX2リンクに対する変更は不要と判定する。
 一方、ステップS003の判定で、所定期間のトラヒック量Tが上側閾値TH2を超えている場合(ステップS003のYES)、MANO100は、該当するX2リンクの追加を行うか否か判定する(ステップS004)。このX2リンクの追加を行うか否かの判定は、該当する仮想DU200に流入するトラヒック量の合計値が所定の閾値TH3(TH3>TH2)よりも大きいか否かで判定することができる。例えば、該当する仮想DU200に流入するトラヒック量の合計値が所定の閾値TH3よりも大きい場合、X2リンクの追加を行っても効果は少ない。そこで、該当する仮想DU200に流入するトラヒック量の合計値が所定の閾値TH3よりも大きい場合、MANO100は、該当するX2リンクの追加不要と判定する(ステップS004のNO)。この場合、MANO100は、該当する仮想DUのスケールアップを選択する。この場合の全体の処理の流れは、後に図8を用いて説明する。
 一方、該当する仮想DU200に流入するトラヒック量の合計値が所定の閾値TH3以下である場合、MANO100は、該当するX2リンクの追加を選択する(ステップS004のYES)。これは、仮想DU200に流入するトラヒック量の合計値が所定の閾値TH3以下であるため、X2リンクの追加で対応できる可能性が高いからである。この場合の全体の処理の流れは、後に図9を用いて説明する。
 続いて、上記リンク切断、仮想DUのスケールアップ、X2リンク追加及びX2リンク切断後の再接続を行う際の全体の動作について説明する。以下、図7~図10においては、仮想DU#1~仮想DU#3が存在し、これらの間にX2リンクが確立されているものとして説明する。
[X2リンク切断]
 図7は、本発明の第1の実施形態の全体動作(X2リンク切断)を表したシーケンス図である。図7を参照すると、まず、MANO100は、仮想DU#1~仮想DU#3に対して、所定期間のトラヒック量Tの送信を要求する(ステップS101)。前記要求を受けた仮想DU#1~仮想DU#3は、MANO100に対して、所定期間のトラヒック量Tを送信する(ステップS102)。MANO100は、受信したトラヒック量Tを用いて、局間リンク情報記憶部104内のX2リンク情報リストを更新する。
 次に、MANO100は、X2リンク情報リストを参照して、図6に示した各閾値との比較判定を行う(ステップS103)。ここでは、仮想DU#2の(仮想DU#1又は仮想DU#3間の)X2リンクのトラヒック量Tが閾値TH1より小さいため、MANO100は、X2リンクを切断可と判定している(図6のステップS002のYES参照)。そこで、MANO100は、仮想DU#1に対して、X2リンク切断要求メッセージを送信する(ステップS104)。
 前記X2リンク切断要求メッセージを受信した仮想DU#1は、例えば、仮想DU#2にX2リンク切断要求メッセージを送信してX2リンクの切断を行う(ステップS105)。X2リンクの切断完了後、仮想DU#1は、MANO100に対して、切断したX2リンクに関する情報を含むX2リンク情報報告を送信する(ステップS106)。
 前記X2リンク情報報告を受信したMANO100は、受信したX2リンク情報報告に基づいて、局間リンク情報記憶部104内のX2リンク情報リストの状態フィールドを更新する。例えば、図5のDU#1-DU#2に対応するX2リンクを切断した場合、MANO100は、X2リンク情報リストの該当エントリの状態フィールドを、ActiveからNon-Activeに変更する。これにより、MANO100は、図5のDU#1-DU#2が切断された状態にあることを把握できるようになる。なお、この切断されたX2リンク情報リストのエントリは削除されず、後に再接続時に参照される。
[仮想DUスケールアップ]
 図8は、本発明の第1の実施形態の全体動作(仮想DUスケールアップ)を表したシーケンス図である。図8のステップS101~S103の動作は、図7と同様であるので説明を省略する。ここでは、MANO100は、仮想DU#2の(仮想DU#1又は仮想DU#3間の)X2リンクのトラヒック量Tが閾値TH2より大きく、かつ、X2リンクの追加にて対応不可と判定したものとする。この場合、仮想DU#2のスケールアップが選択される(図6のステップS004のNO参照)。そこで、MANO100は、仮想ノードとその仮想化インフラストラクチャを管理するVNFM/VIMに対して、DU#2のスケールアップを要求する(ステップS114)。より具体的には、仮想ノードを管理するVNFMが、前記要求を受けて、インフラストラクチャを管理するVIMに対しスケールアップを要求する処理が行われる。
 前記仮想DU#2のスケールアップ要求を受けたVNFM/VIMは、仮想DU#2へのリソースの追加割当を行ってスケールアップを実施する。これにより、負荷が高くなっている仮想DU#2の処理能力を向上させることが可能となる。
[X2リンク追加]
 図9は、本発明の第1の実施形態の全体動作(X2リンク追加)を表したシーケンス図である。図9のステップS101~S102の動作は、図7と同様であるので説明を省略する。ここでは、仮想DU#2の(仮想DU#1又は仮想DU#3間の)X2リンクのトラヒック量Tが閾値TH3より大きく、かつ、X2リンクの追加をすべきと判定したものとする。この場合、MANO100は、X2リンクの追加を選択する(図6のステップS004のYES参照)。そこで、MANO100は、仮想DU#2に対して、X2リンクの追加を指示する(ステップS124)。
 前記X2リンクの追加指示を受けた仮想DU#2は、その指示に従い、例えば、仮想DU#1に対して、X2リンクの接続を要求し、X2リンクを追加する(ステップS125)。X2リンクの追加が完了すると、仮想DU#2は、MANO100に対して、追加したX2リンクに関する情報を含むX2リンク情報報告を送信する(ステップS126)。
 前記X2リンク情報報告を受信したMANO100は、受信したX2リンク情報報告に基づいて、局間リンク情報記憶部104内のX2リンク情報リストに、追加されたX2リンクの情報を追加する。これにより、MANO100は、図5のDU#1-DU#2に2つのX2リンクが確立されている状態にあることを把握できるようになる。
[X2リンク再接続]
 上記図7で説明したように、トラヒック量に基づいてX2リンクの切断が行われた後、X2リンクの再接続が必要となる場合がある。図10は、本発明の第1の実施形態の全体動作(X2リンク再接続)を表したシーケンス図である。ここでは、仮想DU#3と仮想DU#1間のX2リンクが切断されており、仮想DU#3がX2リンクの再接続を行うものとして説明する。図10に示すように、仮想DU#3は、MANO100に対して、X2リンク情報を要求する(ステップS201)。MANO100は、X2リンク情報リストから、例えば、仮想DU#3を端点とするX2リンクを検索する(ステップS202)。そして、MANO100は、前記検索した仮想DU#3を端点とするX2リンク情報を応答する(ステップS203)。
 そして、仮想DU#3は、MANO100から受け取った情報を用いて、仮想DU#1に対して、X2リンク接続要求メッセージを送信し、X2リンクを再接続する(ステップS204)。X2リンクの再接続が完了すると、仮想DU#3は、MANO100に対して、再接続したX2リンクに関する情報を含むX2リンク情報報告を送信する(ステップS205)。
 前記X2リンク情報報告を受信したMANO100は、受信したX2リンク情報報告に基づいて、局間リンク情報記憶部104内のX2リンク情報リストに、該当X2リンクの状態フィールドを更新する(ステップS206)。これにより、MANO100は、DU#1-DU#3間にX2リンクが接続されている状態にあることを把握できるようになる。以上のように本実施形態では、X2リンクの接続に要する時間を短縮することが可能となっている。
 以上説明したように、本実施形態によれば、実データ量(トラヒック量)に基づいたX2リンクの自動切断機能を実現することが可能となる。換言すると、リアルタイムにX2リンクの最適化を行うことが可能となる。加えて、C-RAN構成においては、DU配下に複数のRUが接続されることになるが、その際の制限となるSCTPのリソースの効率利用も実現される。さらに、本実施形態では、1つのDU(仮想DU)に、複数のRUを接続することができるため、UE(User Equipment、携帯端末)が使用できるカバレッジを広くすることや、S1ハンドオーバーの実施を抑止することができる。これらは、通信品質の向上にも繋がる。また、効率的なリソースの使用によって、リソースに余裕ができるため、同一DU間で負荷が高いX2リンクを見つけた場合、X2リンクの追加接続等やDUのスケールアップといった対処を選択的に行うことも可能となる。
 また、上記した実施形態では、仮想DU200間のX2リンクの管理を行う例を挙げて説明したが、無線基地局250と、仮想DU200間のX2リンクについても同様に、トラヒックを監視し、その値に応じて切断等を行ってもよい。
 さらに副次的な効果として、本実施形態の構成によれば、以下のような運用も可能となる。運用工事などの作業期間中に、MANO上でDU単位のX2リンク情報リストに変更を加えることで、対象DUからのX2リンク接続を抑止したりすることが可能となる。
[第2の実施形態]
 続いて、MANO100に、仮想DUのスケールアウト機能を追加した第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の構成で実現できるので、以下、その機能上の相違点を中心に説明する。
 図11は、本発明の第2の実施形態のMANOの動作を表したフローチャートである。図6に示した第1の実施形態のフローチャートとの相違点は、ステップS004において、X2リンクの追加にて対応不可と判定した場合に、仮想DU#2のスケールアウトを選択する。なお、図11の例では、仮想DU#2のスケールアップは選択肢にないが、例えば、所定期間のトラヒック量Tが上側閾値TH2を超えている状態が継続している場合にスケールアウトを選択し、そうでない場合にスケールアップを選択するようにしてもよい。
[仮想DUスケールアウト]
 図12は、本発明の第2の実施形態の全体動作(仮想DUスケールアウト)を表したシーケンス図である。図12のステップS101~S103の動作は、図7と同様であるので説明を省略する。ここでは、仮想DU#2の(仮想DU#3間の)X2リンクのトラヒック量Tが閾値TH2より大きく、かつ、X2リンクの追加にて対応不可と判定したものとする。この場合、MANO100は、仮想DU#2のスケールアウトを選択する(図11のステップS004のNO参照)。そこで、MANO100は、仮想ノードとその仮想化インフラストラクチャを管理するVNFM/VIMに対して、仮想DU#2のスケールアウトを要求する(ステップS134)。より具体的には、仮想ノードを管理するVNFMが、前記要求を受けて、インフラストラクチャを管理するVIMに対しスケールアウトを要求する処理が行われる。
 前記仮想DU#2のスケールアウト要求を受けたVNFM/VIMは、仮想DU#2とは別のインフラストラクチャを用いて仮想DU#2-2を起動( インスタンシエーションともいう)する(ステップS135)。次に、MANO100は、仮想DU#2-2に対して、仮想DU#3とのX2リンクの接続を要求する(ステップS136)。
 仮想DU#2-2は、MANO100から受け取った情報を用いて、仮想DU#3に対して、X2リンク接続要求メッセージを送信し、X2リンクを接続する(ステップS137)。
 次に、MANO100は、仮想DU#2に対して、仮想DU#3とのX2リンクの切断を要求する(ステップS138)。
 仮想DU#2は、MANO100からの指示に従い、仮想DU#3とのX2リンクを切断する切断要求メッセージを送信し、X2リンクを切断する(ステップS139)。
 以上結果、図13の上段に示す仮想DU#2が、図13の下段に示す仮想DU#2-1と、仮想DU#2-2の2台にスケールアウトされる。さらに、仮想DU#2-1とのX2リンクによる通信は、仮想DU#1が担い、仮想DU#3とのX2リンクによる通信は、仮想DU#2-2が担うというように負荷分散が実現される。
 上記説明したとおり、本実施形態では、仮想DUに割り当てる資源を追加(即ち、スケールアップ)するのではなく、別の仮想DUを追加する増強処理が行われる。これにより、スケールアップを行う第1の実施形態と比較してより効果的に負荷分散を行うことが可能となる。
[第3の実施形態]
 上記した第1、第2の実施形態では、MANO100が、スケールアップや、スケールアウトを行うものとして説明したが、さらなる変形を加えることもできる。例えば、仮想DUの負荷が低い場合、MANO100が、当該仮想DUに割り当てられたリソースを減らしたり(スケールダウン)、追加配置された仮想DUを減らしたり(スケールイン)することも好ましい。
 第3の実施形態は、第1、第2の実施形態と同様の構成で実現できるので、以下、その機能上の相違点を中心に説明する。図14は、本発明の第3の実施形態のMANOの動作を表したフローチャートである。図6や図11に示したフローチャートとの相違点は、トラヒック量Tが閾値TH1以下であった場合の処理が追加されている点である。具体的には、仮想DUのスケールイン又はスケールダウンを行うか否かを判定する処理(ステップS005)と、その判定結果に応じて、DUのスケールイン又はスケールダウンを実行する処理(ステップS006)が追加されている点である。
 なお、仮想DUのスケールイン又はスケールダウンを行うか否かの判定は、仮想DUを流れるトラヒック量や仮想DUの負荷に基づいて判定することができる。具体的には、仮想DUを流れるトラヒック量が所定の判定閾値より低い場合、MANO100は、スケールイン又はスケールダウンのいずれか一方を行う。同様に、仮想DUの負荷が所定の判定閾値より低い場合、MANO100は、スケールイン又はスケールダウンのいずれか一方を行う。スケールイン又はスケールダウンのいずれを行うかは、X2リスト情報テーブルを参照して、スケールアウト又はスケールアップを行ったか否かにより決定すればよい。また、その他、トラヒックの増減予測や仮想DUの運用ポリシーなどに基づいて、スケールイン又はスケールダウンのいずれかを選択する構成を採用可能である。
 以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。また、以下の説明において、「A及び/又はB」は、A及びBの少なくともいずれかという意味で用いる。
 また、上記した第1~第3の実施形態に示した手順は、基地局管理装置10又はMANO100として機能するコンピュータ(図15の9000)に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図15のCPU(Central Processing Unit)9010、通信インタフェース9020、メモリ9030、補助記憶装置9040を備える構成に例示される。すなわち、図15のCPU9010にて、領域分割プログラムや位置推定プログラムを実行し、その補助記憶装置9040等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。
 また、上記した各実施形態における閾値TH1~TH3は、一律に決めた値である必要はなく、例えば、ユーザがその運用ポリシーや利用可能なリソース量に基づいて、適宜変更できるようにしてもよい。例えば、図5のテーブルに上記各閾値を格納するフィールドを追加して、ユーザが適宜変更して運用できるようにしてもよい。
 即ち、上記した各実施形態に示した基地局管理装置10又はMANO100の各部(処理手段、機能)は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。
 最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
[第1の形態]
 (上記第1の視点による基地局管理装置参照)
[第2の形態]
 上記した基地局管理装置のリンク管理部は、
 前記局間リンクの接続を開始する仮想ノードからの要求に応じて、前記局間リンクの情報を提供する構成、即ち、オンデマンドで局間リンクを確立する構成を採用することができる。
[第3の形態]
 上記した基地局管理装置のリンク管理部は、前記局間リンクを流れるトラヒック量が、所定の閾値を超えている場合、前記局間リンクで接続された仮想ノード間に第2の局間リンクを追加させる機能を有することが好ましい。
[第4の形態]
 上記した基地局管理装置は、さらに、
 前記無線基地局として機能する仮想ノードの負荷に応じて、前記仮想ノードのスケールアウト又はスケールインを実施するオーケストレーション部を備えることが好ましい。
[第5の形態]
 上記した基地局管理装置は、さらに、
 前記無線基地局として機能する仮想ノードの負荷に応じて、前記仮想ノードのスケールアップ又はスケールダウンを実施するオーケストレーション部を備えることが好ましい。
[第6の形態]
 上記した基地局管理装置において、
 前記無線基地局として機能する仮想ノードは、複数のアンテナ部と接続され、前記アンテナ部から受信した信号のデータ処理を行う集約基地局として機能することが好ましい。
[第7の形態]
 上記した基地局管理装置において、
 前記局間リンクは、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)で通信する基地局間連携用のリンクであることが好ましい。
[第8の形態]
 上記した基地局管理装置の前記トラヒック監視部は、さらに、
 仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノードと、無線アクセスネットワーク上の他の無線基地局間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視し、
 前記リンク管理部は、
 前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断する機能を備えていても良い。
[第9の形態]
 (上記第2の視点による基地局管理方法参照)
[第10の形態]
 (上記第3の視点によるプログラム参照)
 なお、上記第9~第10の形態は、第1の形態と同様に、第2~第8の形態に展開することが可能である。
 なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択(部分的削除を含む)が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
 10 基地局管理装置
 11、101 トラヒック監視部
 12、102 リンク管理部
 20A~20C 無線基地局
 100 MANO
 103 MANO機能部
 104 局間リンク情報記憶部
 200 仮想DU(Data Unit)
 210 RU(Radio Unit)
 250 無線基地局
 300 EPC
9000 コンピュータ
9010 CPU
9020 通信インタフェース
9030 メモリ
9040 補助記憶装置

Claims (10)

  1.  仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視するトラヒック監視部と、
     前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断するリンク管理部と、
     を備える基地局管理装置。
  2.  前記リンク管理部は、前記局間リンクの接続を開始する仮想ノードからの要求に応じて、前記局間リンクの情報を提供する請求項1の基地局管理装置。
  3.  前記リンク管理部は、前記局間リンクを流れるトラヒック量が、所定の閾値を超えている場合、前記局間リンクで接続された仮想ノード間に第2の局間リンクを追加させる請求項1又は2の基地局管理装置。
  4.  さらに、前記無線基地局として機能する仮想ノードの負荷に応じて、前記仮想ノードのスケールアウト又はスケールインを実施するオーケストレーション部を備える請求項1から3いずれか一の基地局管理装置。
  5.  さらに、前記無線基地局として機能する仮想ノードの負荷に応じて、前記仮想ノードのスケールアップ又はスケールダウンを実施するオーケストレーション部を備える請求項1から3いずれか一の基地局管理装置。
  6.  前記無線基地局として機能する仮想ノードは、複数のアンテナ部と接続され、前記アンテナ部から受信した信号のデータ処理を行う集約基地局として機能する請求項1から5いずれか一の基地局管理装置。
  7.  前記局間リンクは、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)で通信する基地局間連携用のリンクである請求項1から6いずれか一の基地局管理装置。
  8.  前記トラヒック監視部は、
     仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノードと、無線アクセスネットワーク上の他の無線基地局間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視し、
     前記リンク管理部は、
     前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断する請求項1から7いずれか一の基地局管理装置。
  9.  基地局管理装置が、
     仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視するステップと、
     前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断するステップと、
     を含む基地局管理方法。
  10.  基地局管理装置に搭載されたコンピュータに、
     仮想化基盤上で無線基地局として機能する仮想ノード間の局間リンクを流れるトラヒック量を監視する処理と、
     前記局間リンクを流れるトラヒック量が所定の閾値未満である場合、前記局間リンクを切断する処理と、
     を実行させるプログラム。
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