JP2014003652A - 周波数帯域を共有する運用者に対するリソース割り当て - Google Patents

Abstract

【課題】通信システムの種々の運用者間で帯域リソースの効率的な使用ができるインフラストラクチャを共有し、その一方で、通信システムにおいて使用する伝送機能を各通信システム運用者が修正、更新する柔軟性を維持するための支援を行う装置を提供する。
【解決手段】システム運用者３５はインフラストラクチャリソース３０に接続し、望む特性および望む容量を持つ帯域リソースのスライス３１を要求することができる。利用できる空き容量から要求を満たすことができるかを、インフラストラクチャリソース３０のスライスマネジャ３４が調べ、オプションとして追加方針を考慮する。結果が肯定的であれば、スライスマネジャ３４は、システム運用者３５の要求容量と同じか、同じでなくても良い特定容量を持つスライス３１を供給する。システム運用者３５に供給が受理可能である場合、システム運用者３５は受理メッセージをスライスマネジャ３４に送信する。
【選択図】図３ａ

Description

本出願は、無線通信システムのように１つまたは複数のノードを持つシステムのような無線通信システムのインフラストラクチャリソースの分野と、無線通信システムにおける通信サービス提供に対応する方法と、このような方法に必要とされるであろう当該インフラストラクチャリソースの種々の要素に関する。

通信サービスに利用できる無線帯域は有限であり、効率的に使用する必要がある。通信システムは主として周波数帯域のライセンスを受ける。これが意味するのは、無線通信システムの運用を望むエンティティはまずある周波数範囲の帯域ライセンスを得なければならず、周波数範囲の帯域ライセンスによりこの帯域範囲を使用する通信デバイス（例えば基地局、ノードＢ、アクセスポイント）の動作が可能になる。このような帯域ライセンスには、一定の存続期間や（典型的に国家領域に限る移動通信ネットワークの）地域的有効性に加えて、使用することができる最大出力電力即ち電力密度、隣接周波数帯域に生じうる最大干渉、などのようなその他の境界条件が含まれる。ライセンスは、通信システム（例えば放送、電話または移動通信サービス）により提供することができるサービスにライセンス限られることが多い。ライセンスはまた規制要件をも意味することがある（例えば一定時間内の一定パーセントの人口／ユーザまたはライセンスエリアへのサービス範囲／能力の提供をライセンスはライセンシー（被許諾者）に義務づける）。ある帯域の領域では（例えば無線ＬＡＮ、ブルートゥース、などにより使用するスペクトル帯では）、帯域の無ライセンス（即ちライセンス免除）使用が可能である。この場合、送信を典型的に低電力レベルに減じ、他システムとの干渉を回避する。近接して同時に過剰なシステムを運用すれば、これらのシステム間にかなりの干渉が存在し、極端な場合これらのシステムを使用不能にしうる。

帯域ライセンスはライセンス存続期間中のライセンス帯域範囲の独占的使用権を運用者（オペレータ）に提供する。この認識に基づき、運用者は通信インフラストラクチャに投資し、通信サービスを提供する。帯域ライセンスは通常長期間、例えば２０年割り当てられ、帯域利用の取締規則は国際的に調整される。これは新しい帯域ライセンスを割り当てる数十年オーダの長い時間枠をリードし、このライセンスを次いで新しい通信システムにより使用することができる。

ある通信（即ち、伝送）システム（たとえばＵＭＴＳ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ２０００、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸのような）に対するライセンスの結合と組み合わせる帯域ライセンスの割当が遅くなると、ライセンス帯域範囲で使用する伝送システムの技術進展のペースを遅らせることになる。その結果、使用する伝送システムは、技術的特徴（伝送効率、階層間最適化技術、スマートアンテナ方式、スケジューリング、誤り回復、セキュリティ機構、ルーティング、中継、移動管理、チャネル符号化即ちジョイントソースチャネル符号化など）において早くも時代遅れになることが多い。帯域ライセンスサイクル、即ちライセンス帯域において動作する通信システムが非常に長い標準化処理において進化するペースより、先進通信概念の技術開発サイクルは速い。

別の問題は、通信システムインフラストラクチャの設置が巨大な投資経費を必要とすることである。エンドユーザのコアインフラストラクチャへのアクセスを提供する（例えば移動および無線ネットワークのような）アクセスネットワークにおいて、これらの経費は特に高い。この高い投資経費はまた新しいネットワーク化の特徴の導入を禁じたり、遅くしたりする。種々の通信システムを統合システム仕様書で明確にする場合、種々の通信システム間のインフラストラクチャの再使用の可能性は殆どない。例えば新しいＥＵＴＲＡＮ（ＬＴＥ）通信システムの構築にＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ）通信システムの既存ネットワークノードを再使用することはできない。ネットワーク共有またはインフラストラクチャ共有の幾つかの概念は３ＧＰＰネットワークに存在する。しかしながらこれらの方式は異なる運用者がエンドユーザに対し別の関係を有する（例えば、異なる加入方式、料金、などを有する）ことのみを許容する。この方式では、共有ネットワークの運用者の共有ネットワークにおける異なる通信技術の利用はできない。ネットワーク／インフラストラクチャを共有する全ての運用者に対し通信システムは同じである。

これら全ての理由のため、通信システムの技術開発が妨げられ、技術的潜在能力が活用されないのでこれがシステム非効率に繋がる。ライセンス処理およびネットワーク設置処理に長い時間がかかるので、ライセンシーによりライセンス帯域が十分に利用されないことがしばしば生じ、これが非効率的な帯域利用に繋がる。

これらの問題を克服しようとする幾つかの手法が存在する。その手法の一つは一般に認知無線（ＣＲ、cognitive radio）と表示される。種々の無線システムは帯域に拘束されないことをＣＲは仮定する。種々の無線システムは同じ帯域を求めて競合する。その種々のシステムは、他システムが目的スペクトル帯を使用しているかを検知し、次いで帯域の慣例に従い帯域リソースを共有するかそれとも新しい周波数帯域を探索、再構成するかの何れかを検知して帯域調整を行う。種々の通信システム全てが異なる周波数範囲を使用し、追加的な通信システムの存在に自動的に適応することができるので、このことは長期間の帯域ライセンスを不要とする。

ＣＲは上記の問題を部分的に克服することができるが、しかしながら限界があり、幾つかの問題は未解決のまま残る。
−新しい無線通信システムは帯域利用にきつく拘束されないので、ＣＲにより新しい無線通信システムを迅速に導入できる。
−ＣＲの共有作法に従わないシステムが既に確立しているスペクトル帯域でＣＲを利用できる範囲に制限がある。
−あらゆるアクセスシステムに対して新しいアクセスインフラストラクチャを提供するの必要があるという財政的負担をＣＲは克服していない。
−ＣＲは、帯域作法を実施すること、および、共有作法の乱用を検出することの問題を有する。
−利用可能なリソースに関するアクセスシステムに対する信頼性および予測可能性の提供にＣＲは困難性を有する。アクティブである競合ＣＲシステム数に応じて、ＣＲシステム当たりに使用可能な帯域リソースが変化する。これはインフラストラクチャ設置計画における高い財政的リスクに繋がる。
−ＣＲでは比較的高い複雑度の無線サブシステムを必要とし、特にバッテリ駆動の小規模デバイスにおいて困難であり、経費がかかる。ＣＲが必要とするのは、種々の信号波形がサポートされることや、種々の周波数帯域を使用できることなどである。このことは、スペクトラムフィルタ、電力増幅器、広帯域アンテナに（複数の異なるアンテナサブシステムさえにも）高い要求条件を課す。恐らくまたソフトウェア定義および（再）構成可能プラットフォームが必要であり、このプラットフォームは、専用ハードウェアを使用することができる専用デバイスに比較してプロセッサ、バスおよびハードウェア／ソフトウェア構成に関する高度な要求をする。

問題を克服する別の手法が基づくのは、例えばＶ．ブリーク（V. Brik）、Ａ．ミシュラ（A. Mishra）、Ｓ．バナジー（S. Banerjee）、Ｐ．バール（P. Bahl）著「効率的帯域スライシングアーキテクチャのために（Towards an Architecture for Efficient Spectrum Slicing）」、ホットモバイル（HotMobile）２００７、トゥーソン、アリゾナ（２００７年２月）、における提案のようないわゆる二次ライセンシングである。この場合なお仮定するのは、あるライセンシーに規制局から帯域ライセンスを供与することである。とはいえライセンシーはライセンスされた帯域をさらに二次マーケットの他エンティティに（直接的にまたは帯域ブローカによるかの何れかにより）分配することができる。このプロセスはオークションにおいて実現することができ、オークションが意味するのは複数の帯域に関心を持つバイヤーがオークション規則に従い帯域に入札することである。

例を示せば、ライセンシーは規制局から（例えば、３つのキャリアの）ライセンスを受けることができる。ライセンシーは次いで恐らく帯域取り決めプロトコルを使用して二次マーケットで例えば１つのキャリアを販売することができる。帯域バイヤーは一定位置の一定期間の帯域に入札することができ、結果として干渉の無い短期間帯域割り当てを得る。

入札処理の結果は、二次ライセンスとして元ライセンス保持者の持つ帯域の一部を帯域バイヤーに販売することである。指定期間の、指定エリアのための恐らく（エリア端部で許容する最大電力フェンス即ち干渉レベルのような）幾つかの追加境界条件を伴う指定帯域範囲への独占アクセスを、二次ライセンスは帯域バイヤーに提供する。ライセンスは一般に規制局により調停する必要はなく、むしろライセンシーにより自由にライセンスを判断することができるので、二次ライセンスは比較的短いライセンスサイクルを可能にする。さらに、あらゆるバイヤーが二次ライセンスにおける独占権を得た帯域／エリア／期間内において使用する通信システム選択の自由を、帯域のあらゆるバイヤーは有する。結果として、より可能性のある通信システムの開発に競争が存在する。

これを図２に提示し、この図で２つの帯域バイヤーが一定エリアおよび一定期間の二次ライセンスを購入した方法を概略的に示す。しかしながら種々の二次ライセンスは異なる帯域範囲に対するものである。各帯域バイヤーは次いで通信システムを設置することができる。これらの通信システムはその伝送機能において相違してもよい。例えば変調方式、チャネル符号化、マルチアンテナ（例えばＭＩＭＯまたはビーム形成）構成、スケジューリング、リンクレイヤプロトコル、誤り回復方式（ＡＲＱ、ＨＡＲＱ）、暗号化および暗号法方式、ルーティングプロトコル並びに方式、移動およびハンドオーバ方式並びにプロトコル、無線リソース管理機能（たとえばリンク適応、電力制御、リソース割り当て、アドミッション制御、輻輳制御など）、ネットワークおよび伝送プロトコル、サービス品質機構においてである。通信システムは独立に、例えばメッシュネットワーク化、アドホックネットワーク化またはセルラーネットワーク化伝送方法を使用することができる。種々の通信システム間のこの競争は先進技術概念の使用を動機付ける。しかしながら、通信方法（各通信システムのプロトコル、など）は二次ライセンスの合意に準拠しなければならない、即ち指定帯域範囲および例えば同意エリア端部における最大電力（即ち電力フェンス）内に留まらなければならない。

それにもかかわらず、二次ライセンス手法もまた幾つかの問題を有する。あらゆる帯域バイヤーはそれ自体の通信システムインフラストラクチャを設置しなければならない。結果として、エリアの全通信システムの総経費は非常に高い。二次ライセンスに基づく通信システムのビジネス事例の存在を、これは容易に妨げうる。従って技術的発展競争が妨げられる。二次ライセンスの存続期間が比較的短いと仮定すると、比較的短期の時間枠のビジネス事例の提供に、インフラストラクチャ経費を考慮する必要もある。

別の問題は、各帯域バイヤーの通信システムが二次ライセンスに準拠して（例えば帯域範囲、期間、二次ライセンスにより包含するエリアに従い）動作していることを検証し、実施しなければならないことである。他方ではライセンスを侵犯する誘因を有するまさに同一の運用者により実施を実行しなければならない。二次ライセンスの実施方法はブリーク他により提案されている。二次ライセンス方針を暗号により保護する証書に規定し、通信システムのあらゆるデバイス（即ち各ノードおよび端末）が改竄に耐え、二次ライセンスの実施を保証するエンティティを有することが必要である。このような手法がシステム経費を劇的に増加させるのは、特殊な改竄に耐えるハードウェア、厳密な保証処理および改竄に耐えるハードウェアの保証環境、二次ライセンス証書を供与する暗号インフラストラクチャを、この手法が必要とするからである。しかしその場合にも、ハードウェアまたはソフトウェアの修正によりライセンス実施エンティティを操作することができないかは疑わしい。

要約すると、問題の幾つかは以下の通りである。
−帯域ライセンスおよび通信システムインフラストラクチャの更新／置換のサイクルの長さに起因する新技術の特徴の採用の遅れ。これは使用する通信システムの低効率および新サービスサポートの遅れを結果として生じる。
−通信システムの種々の運用者間で経費効率の良いインフラストラクチャを共有し、その一方で、通信システムにおいて使用する伝送機能を各通信システム運用者が修正、更新する柔軟性を維持するための支援がないこと。
−同じ帯域リソースにアクセスする種々の通信システムの帯域リソースへのアクセス規則に従う動作の実施。

本発明の目的は無線通信分野における、特にインフラストラクチャリソースおよび帯域リソースの効率的使用に関する改善を提供することである。

この目的は独立請求項の主題により解決する。従属請求項は有利な実施形態を列挙する。

実施形態に従い、無線通信システムのインフラストラクチャリソースを提案し、前記インフラストラクチャリソースは種々の伝送システムインスタンスを同時に提供するようにし、各伝送システムインスタンスは独立にかつ動的に構成可能である。

インフラストラクチャリソースは無線通信システムの１つまたは複数のノードを含むことができる。例を図１に概略的に示し、この図で参照番号１０はインフラストラクチャリソース（例えば無線通信システムの基地局）を表し、１１乃至１３はエンティティ１５により生成および管理する伝送システムインスタンスを表し、エンティティ１５が含むことができるのは、伝送システムインスタンスのインスタンス化および維持制御の一部および利用可能物理リソースの割り当て制御の一部である。番号１４はさらなる伝送システムインスタンスのインスタンス化に使用することができる利用可能物理リソースを表す。個々のインスタンスは独立に構成可能である、即ち各伝送システムインスタンスは伝送の実行に関して他と独立に構成することができる。従って伝送システムインスタンスは互いを、即ち幾つかのインスタンスが同じインフラストラクチャリソースを共有することを意識しない。このように、実効的に独立の（例えば異なる無線アクセス技術を使用する）伝送システムを提供することができるが、対応して個別のインフラストラクチャ要素を準備する必要はない。その結果、共通インフラストラクチャを最大効率迄に使用することができる一方、同時に完全な柔軟性を保持する。さらに伝送システムインスタンスはまた動的に構成可能である、即ち構成は時間に対して変化することができ、それによりまた時間次元における柔軟性および適応性を提供する。

本発明の基本概念は無線通信システムに仮想化機構を提供することである（仮想化無線通信システムをまた本明細書では「仮想無線」とも呼ぶ）。この機構が許容するようにすることができるのは、種々の伝送システムインスタンスを同一通信システムインフラストラクチャにおいて独立にかつ同時に実現することができ、種々の伝送システムインスタンス（このインスタンスをまた本明細書では「スライス」とも呼ぶことにする）を伝送の実行方法において独立にかつ動的に（例えば所謂スライスマネジャ即ち伝送システムインスタンスマネジャまたは仮想化マネジャにより）構成することができることである。スライスマネジャ即ち伝送システムインスタンスマネジャを仮想化マネジャ内に含むことができる。注記するのは、用語「スライス」は伝送システムインスタンスを示すが、これは同じ用語を異なる意味により使用する、即ち用語スライスが二次ライセンスを示す以前に記述したブリーク他による文献に反することである。

この伝送インスタンス構成は例えば以下を含むことができる。
ａ． 様々な通信要素（例えばノード識別子、サービス識別子）またはプロトコルインスタンス（例えばサービスアクセスポイント、ソケット名）、または接続要素名（例えばフロー／ベアラ識別子、ロケータ）に使用するＩＤ、またはそれらの組み合わせ、または、
ｂ． （特に無線伝送に）使用する伝送プロトコルまたは機構またはその両方であり、無線リンク制御のようなリンクレイヤプロトコル、メディアアクセス制御、自動反復要求またはハイブリッド自動反復要求による誤り訂正、暗号化法および完全性保護アルゴリズム、ヘッダ圧縮方式並びにプロトコル、チャネル符号化方式、先進アンテナ使用方式（例えばＭＩＭＯ、空間−時間符号化、ビーム形成、マルチ−レイヤ伝送）、ネットワークレイヤプロトコル、伝送レイヤプロトコル、レイヤ交差最適化技術（例えばジョイントソースチャネル符号化、チャネル／リソース適応伝送レイヤ輻輳制御）、移動管理手順およびプロトコル（例えばハンドオーバ準備、ハンドオーバ実行、データ転送、コンテキスト伝送）、ルーティングプロトコル（例えばメッシュルーティング、ＭＡＮＥＴルーティング）、電力節約モード（例えば不連続送信および受信、アイドルモード、ページング）、サービス品質管理手順および信号プロトコル、中継、ネットワーク符号化など、または、
ｃ． 伝送インスタンス内で使用する論理チャネルおよび伝送チャネルまたは、
ｄ． 制御および管理手順並びにプロトコルであり、認証、ライセンス、決算、方針制御、障害検出、性能監視、（関係するビジネスインタフェース手順を含む）外部ネットワークとのピアリングなど、または、
ｅ． 無線リソース管理手順およびプロトコルであり、電力制御、リンク適応、適応符号化および変調、スケジューリング並びにリソース割り当て、サービス品質保証、輻輳制御、アドミッション制御、干渉調整、測定制御および無線リソース制御信号通知など、または、上記要素の組み合わせ。

このリストが意図して網羅的でないことを注記する。本発明の１つのキーポイントは新しい手順（インフラストラクチャ増築時に未開発の）であっても伝送インスタンスに構成できることである。これにより、技術革新を迅速に展開できる。種々のインスタンスが全ての伝送手順において異なる必要はない。種々のインスタンスは多くの場合大部分の伝送手順で同一でありえ、若干異なりうる（例えば適応アンテナの使用、リソース管理および信号通知、誤り回復）。

伝送システムインスタンスは互いに関して独立であるばかりでなく、また各伝送システムインスタンスの場合により異なる技術構成でユーザ（即ち移動端末）向けの個別伝送システムを構成することができる。換言すれば移動端末を同じインフラストラクチャにより提供しても、移動端末は物理的に異なる伝送システムに見える。この意味で、「仮想化」はインフラストラクチャリソースの管理および構成に関係するが、通信サービスの提供には関係しないと理解すべきである、というのは移動端末が見る伝送システムは種々の構成により実際に異なるからである。

実際のインフラストラクチャ（例えばネットワークノード）において動作するノード機能の仮想インスタンス化はまた仮想ノード（ＶＮ）と呼ぶこともできる。従って本発明の概念は１つの実際のノードにより発生する複数の仮想ノード、およびそれにより複数の実際のノードを考慮する場合、共通の実際のインフラストラクチャにより提供する仮想ノードを構成上含む個別仮想ネットワークを有する可能性を提供する。

さらに通信システムに利用可能な帯域により提供する物理リソースを分割し、伝送システムスライスのインスタンス化において必要とするリソース量に従い種々の伝送システムインスタンス（スライス）に割り当てることができる。割り当てはリソース割り当て制御（ＲＡＣ、resource allocation control）機能により規定することができ、リソース割り当て制御機能が好ましくはまた実施するのは、全てのインスタンス（スライス）がスライスアドミニストレータ（即ちこのスライスの運用を許容するシステム運用者またはスライス所有者に代わりアドミニストレータとして動作するエンティティ）とスライスマネジャとの間で取り決めたリソースを取得することである。従って伝送システムインスタンスマネジャは伝送システムインスタンスを独立にかつ動的に構成するようにすることができ、伝送システムインスタンスではリソース割り当て制御機能がまた実施するようにするのは、各伝送システムインスタンスが伝送システムインスタンスアドミニストレータと伝送システムインスタンスマネジャとの間で取り決めたリソースを取得することである。別のスライスによる他リソースの使用法により干渉されることなく、スライスがリソースを使用するために、物理リソースへのスライスのアクセスを調停アクセスリソース方式に拘束することができる。

このような調停アクセスリソース方式の例を以下にリストする（これらの幾つかは組み合わせることができることに留意されたい）。
−直交サブキャリア（例えばＯＦＤＭ、ＤＭＴ）による変調方式であり、この変調方式ではあらゆるスライスをこの変調方式を使用するように拘束し、異なるサブキャリアの種々のスライスへの割り当てにより分割を達成する。注記するのは、用語「直交」が示すのは、任意の２つのキャリア間に見るべき干渉がないような十分に異なる任意の２つのキャリアである。これは例えば数学的直交信号波形を選択する場合であるが、２つの周波数を十分な保護帯域により分離する場合も同等である。異なるサブキャリアの種々のスライスへの割り当てにより変調方式の直交性による干渉の無いスライスの運用を保証する。または、
−時間スケジューリング方式であり、これは種々のスライスの非重複時間スロットの送信を保証する。これにはスライスに使用する時間スロットの割り当てが必要であり、調整リソース割り当てはスライスを時間スロットに割り当てている。または、
−符号化帯域アクセス方式であり、このアクセス方式では信号をＣＤＭＡ分散符号により分散する。種々のスライスの異なる分散符号への割り当て、および従ってＣＤＭＡ方式の直交性の使用により、リソース割り当てを管理する。

本発明の実施形態を次に以下の図面を参照して説明することにする。

図１は本発明の実施形態によるインフラストラクチャリソースの概要表現を示す。 図２は種々の帯域バイヤーが異なる通信システムを運用する従来のネットワーク状況の概要表現を示す。 、 、 、 、 、 、 図３ａ乃至図３ｇは、新しい伝送システムインスタンスをインスタンス化し、インスタンスの使用を望むシステム運用者と通信するインフラストラクチャリソースの例を示す。 図４は適切に構成する通信ネットワークを提供する帯域ライセンシー（インフラストラクチャ提供者）とシステム運用者間の相互動作の概要例を示す。 図５は伝送システムインスタンスのセット並びに適切な制御エンティティを含むインフラストラクチャリソースの概要表現を示す。 図６は仮想化リンクレイヤを有するインフラストラクチャリソースの概要表現を示す。 図７は時間、周波数および符号の３つの次元における物理リソースブロックの概要表現を示す。 図８は共通インフラストラクチャにおいて無線メッシュネットワークおよび階層化移動ネットワークを提供する本発明の例の概要表現を示す。 図９は伝送システムインスタンスマネジャの概要表現を示す。 図１０はリソース割り当てコントローラの概要表現を示す。 図１１は本発明の方法の実施形態に関するフローチャートを示す。 図１２は本発明の別の方法の実施形態に関するフローチャートを示す。

本発明の実施形態は次のように動作することができる。インフラストラクチャ運用者（即ち無線通信を可能にするインフラストラクチャを構築、維持する運用者）は、他通信サービスプロバイダが同じ帯域で（一定の規則に従う）通信サービスを提供することを可能にする義務の下に、帯域使用権を（例えば帯域ライセンスにより）取得する。このインフラストラクチャ運用者は帯域リソースにおける通信サービスを可能にするネットワークインフラストラクチャを提供する。インフラストラクチャがサポートするのは、他プロバイダ（他プロバイダは共有インフラストラクチャにおいて伝送システムを運用するので、本明細書では「システム運用者」と表す）がインタフェースを介して（即ちインフラストラクチャノードのスライスマネジャを介して）インフラストラクチャにアクセスすることができることである。ある取り決め処理（例えば価格設定処理およびリソース量並びにリソースの地理的分散に関する取り決め）はシステム運用者がインフラストラクチャ運用者から帯域リソースの一定の割り当て分を取得することを可能にする。この割り当てはシステム運用者により監督される伝送インスタンスとして提供され、好ましくはこの割り当て分は動的に割り当て可能、即ち割り当て分は例えば状況に応じて時間に対して変化させることができる。インフラストラクチャリソースは、各伝送システムインスタンスが異なる伝送システム運用者により独立に監督できるように存在し得る。

インフラストラクチャ運用者と少なくとも１の伝送システム運用者とが同一会社または同一人でもよいことは注意する点である。換言すれば、所与の運用者による種々のアクセスネットワーク（例えばＧＳＭおよびＵＭＴＳ）のより効率的な運用に本概念は役立ち、その目的のために個別の物理インフラストラクチャを提供する必要はもはやない。

この説明では時に伝送システムのインスタンスを参照するが、伝送システムのインスタンスは伝送システムの特定の構成のインスタンス化（プロトコル、アルゴリズム、識別子、．．．）と理解することができ、この伝送システムは特定ネットワークノードの１つのスライス内で動作している。ネットワークノードは複数のこのようなネットワークノードの種々のスライスにおいて動作している伝送システムのインスタンスを包含し、他スライス（インスタンス）の存在を意識することなく同じネットワークノードのハードウェア／ソフトウェアを共有することができる。

システム運用者とインフラストラクチャリソース間の相互動作は以下の通りでありうる。インフラストラクチャの所有者は利用可能な空き容量を有するインフラストラクチャリソースを所有する。加えて、インフラストラクチャリソースは既にインスタンス化した幾つかのスライスを有しても有しなくても良い。図３ａ乃至図３ｇに示す次の例では、インフラストラクチャリソース３０は３つのスライス３１を既に有し、これらのスライスはあるシステム運用者３５が使用しているが、またなお利用可能な空き容量３２を有する。インフラストラクチャ所有者は次にリソースの利用可能性をシステム運用者３５に通知する。これは例えば公開インフラストラクチャ取引所における供給の売り出しを構成上含みえよう。通知は空き容量（インフラストラクチャ所有者は空き容量の公的な開示を望まないであろう）に関する情報を含んでも含まなくても良い。通知は例えば３４として示すリソースの仮想化管理インタフェース（ＶＭＩ）のアドレスを包含することができる。

図３ｂに示すように、システム運用者の１つ３５はインフラストラクチャリソースに関心を持つ。システム運用者の１つは通知ＶＭＩアドレスを使用してスライスマネジャ３３に接続し、所望の特性および所望の容量を持つスライスを要求する。

図３ｃに示すように、インフラストラクチャリソース３０のスライスマネジャ３３は利用可能空き容量３２で要求を満たすことができるかを調べ、オプションとして追加規定を考慮する（例えばあるシステム運用者にリソースを使用させないことができる）。結果が肯定的であれば、スライスマネジャ３３は特定容量（システム運用者の要求容量と同じであっても、なくても良い。）を持つスライスを供給する。加えて、供給には経費および請求の詳細のようなその他の情報を包含することができる。

図３ｄに示すように、供給がシステム運用者により受理可能である場合、システム運用者は受理メッセージをスライスマネジャに送信する。オプションとして追加取り決めの段階がありうる。

図３ｅに示すように、スライスマネジャ３３は次に新しいスライス３６（伝送システムのインスタンス）をインスタンス化し、新しいスライスに空き容量の取り決めた部分を割り当てる。

図３ｆに示すように、インスタンス化に成功すると、スライスマネジャ３３はシステム運用者に新しいスライス３６へのアクセスを許可する。許可メッセージはシステム運用者がこの特定スライスをアドレス指定することを将来可能にする識別子（例えば、ポート番号）を含む。システム運用者はこの時点で新しくインスタンス化したスライス３６に完全なアクセスができる。仮想化により、いまやシステム運用者はリソースの割り当て分を所有し、その割り当て分に対する完全な制御ができる。

最後に図３ｇに示すように、システム運用者は自分の好むようにスライス３６を構成する。さらに説明するように、これは例えばカスタムプロトコルおよび状態情報の組み込みを含む。

従って本発明の概念を使用して、次のシナリオが可能になる。帯域の定義部またはある物理リソースへのアクセス権またはその両方を有する帯域ライセンシーは無線通信インフラストラクチャを構築し、それによりインフラストラクチャ運用者になる。インフラストラクチャ運用者は次いで恐らく例えば法的義務によりインフラストラクチャおよび帯域／物理リソースの少なくとも一部へのアクセスをシステム運用者に提供する。１セットの構成パラメータを考慮して（前記セットは例えばインフラストラクチャに実装する新技術により時間の中で変化することがあり、それにより恐らく新しい構成パラメータが追加される）、無線通信インフラストラクチャを構成することができ、システム運用者は次いで１セットの構成パラメータの可能性の中でその伝送システムインスタンスを構成することができる。

システム運用者は伝送モードの個別構成（プロトコル、リソース管理、．．．）を許容するシステム構成要素を組み込むことができる。仮想化に基づき、これは新技術の革新およびシステム運用者間競争を許容する。（種々のシステム運用者が運用する）複数の競合システムは同一インフラストラクチャを共有することができ、これが経費効率を共有するインフラストラクチャに繋がる。帯域ライセンシー（インフラストラクチャ運用者）はシステムリソースを（動的に）システム運用者に提供することができ、その場合システム運用者当たりの割り当て分はシステム運用者とライセンシー間の取り決めに依存しうる。さらに帯域ライセンシーが動的帯域割り当てを（例えば、スケジューリングにより）制御するので、帯域ライセンシーは帯域の使用法を実施することができ、これが効率的／単純な帯域使用法の実施に繋がる。

構成インタフェース（例えばスライスマネジャに提供される）により、システム運用者はインフラストラクチャプロバイダのネットワーク要素を構成することができる。システム運用者はシステム運用者が取得した伝送システムインスタンスの構成、即ち、伝送プロトコル、オブジェクト識別子、制御および管理機能並びにプロトコル、などを判断することができる。

一度インフラストラクチャの少なくとも１つのノードにおいて伝送システムを構成すると、伝送システムを使用することができる。インフラストラクチャがインフラストラクチャプロバイダに所属しても、伝送システムの１つのインスタンス（スライス）のユーザには、システム運用者はシステムの監督エンティティと感じられる。

仮想化により種々の伝送システム機能を提供し、互換性のために最小限のシステム間調整（例えば変調）を必要とするように、システム構成を行うことができる。仮想化管理インタフェースにより構成を行うことができる。例を図４に示す。帯域ライセンシー４０は（無線通信ネットワークの１つまたは複数のノードのような）インフラストラクチャリソース４０１を提供する。システム運用者Ａ４１およびシステム運用者Ｂ４２との取り決め４００に基づき、帯域ライセンシー４０はインフラストラクチャリソース４０１においてシステム運用者ＡおよびＢの伝送システムインスタンスをインスタンス化し、次いでシステム運用者ＡおよびＢがそれぞれ提供する仕様４１０，４２１に従い伝送システムインスタンスを構成する。結果は構成するインフラストラクチャリソース４０２である。 図４の下部に示すように、種々のノードを異なる方法で配置することができ、例えばノード４３０はシステム運用者ＡおよびＢ双方の伝送システムインスタンスを所持し、一方例えばノード４４０はシステム運用者Ｂのインスタンスのみを有し、ノード４５０はシステム運用者Ａのインスタンスのみを有する。それに対応して、移動端末を、例えば端末４１１はシステム運用者Ａによる運用のために、端末４２２はシステム運用者Ｂによる運用のために、端末４１２はシステム運用者ＡおよびＢ双方による運用のために構成することができる。

特にシステムは、各サブシステム（システム運用者）における伝送が以下の１つまたは複数の項目において相当相違してもよいように構成できる。
−宛先指定、識別子、ロケータ、
−ＭＡＣ／ＲＬＣプロトコル、ネットワーク／伝送プロトコル、など、
−ルーティングおよび移動管理方式並びにプロトコル、および
−リソース管理方式（スケジューリング、電力制御、チャネル符号、アンテナ使用法、ＦＤＤ、ＴＤＤ使用法、チャネル測定／推定、．．．）。

図５は図４に示すノード４３０、４４０、または４５０の１つのようなインフラストラクチャリソースの構成の概要例を示す。１乃至４の複数のスライスのインスタンス化、構成および維持を管理するためにスライスマネジャ即ち伝送システムインスタンスマネジャ５０を提供する。同時に、スライス当たりの利用可能物理リソースのリソースブロック割り当てを実行するためにリソース割り当てコントローラ５１を提供する。また、物理リソースの使用におけるあらゆる競合および干渉を回避するために調停リソースアクセス機能５２を提供する。機能５２はコントローラ５１から分離しているか、またはその一部でもよい。図５に示すように、伝送方法の構成は物理レイヤから高位レイヤ機能および制御機能に至る広い範囲の機能に亘りうる。

スライス１乃至４のそれぞれは適切な制御プレーンおよびユーザプレーン並びに対応するプロトコル階層による伝送システムの完全な機能を有する。従って、本発明の仮想化の概念によりインフラストラクチャおよび伝送システムが分離されない既知のシステムにおけるように、所与のインフラストラクチャにおける唯一の伝送システムであるかのような独立伝送システムのように各スライスは動作する。

ＸＥＮ仮想化構成に基づくより詳細な例を図６に概略的に示す。３つの伝送システムインスタンス（所謂ＸＥＮゲスト領域ＤｏｍＵとして実現される）ＤｏｍＵ１、ＤｏｍＵ２およびＤｏｍＵ３を示し、それぞれはＲＬＣ（無線リンク制御）レイヤ、ＭＡＣ（メディアアクセス制御）レイヤおよび仮想ＭＡＣ−ｒ（ＭＡＣのリソース制御部）インタフェースを含み、ＤｏｍＵ１の場合６１０、６１１、６１２、ＤｏｍＵ２の場合６２０、６２１、６２２およびＤｏｍＵ３の場合６３０、６３１、６３２とそれぞれ表されるプロトコルスタックを有する。各インスタンスは仮想化リンクレイヤ６５の上に用意されたそれ自体のカーネルにおいて動作し、仮想化リンクレイヤはカーネルを実際のインフラストラクチャリソースのメディアアクセス制御機能、例えばノード即ちＭＡＣ−ｖ（仮想化メディアアクセス制御）６０１およびＭＡＣ−ｒ６００に接続し、実際のインフラストラクチャリソースのメディアアクセス制御機能は次いで、領域を構成するため、ネットワークインタフェースカードおよび管理インタフェース６７を介して無線インタフェース６６と通信する。例えば所謂ＸＥＮハイパバイザのような既知ＸＥＮシステムの支援により、仮想化リンクレイヤ６５を例えば提供することができる。ＸＥＮホスト領域Ｄｏｍ０は特権領域であり、ハードウェアおよびインタフェースカードへの直接アクセスを有する。ゲスト領域ＤｏｍＵはホスト領域を介してのみハードウェアおよびインタフェースにアクセスすることができる。

次に図５の例に戻り、リソース割り当て制御（ＲＡＣ）機能５１により物理リソースへのアクセスを提供する。リソース割り当て制御機能はあらゆるスライスにリソースを割り当てる。伝送のための物理リソースの例を図７に概略的に示す。リソースブロック７１を特定することができるのは、一般に３つの次元、周波数（サブキャリア）、時間（タイムスロット）および符号におけるその座標による。今日の無線ネットワークにおいて使用する多元アクセス方式との相違は無線リソースブロックを個々のユーザよりむしろ仮想無線ネットワークに割り当てることである。同一仮想無線ネットワークの種々のユーザ間の多元アクセスは各仮想無線ネットワーク内および特定の仮想無線ネットワークに割り当てたリソース内において個別に処理する。

種々のタイプのアクセス技術はこのリソースモデルにより説明することができる。例えばＵＭＴＳ／ＷＣＤＭＡの場合ただ１つのサブキャリアがあり、２つの残る次元（時間／符号）を伴う。ＯＦＤＭＡシステム（ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ）の場合ただ１つの符号があり、残る次元（時間／周波数）を伴う。

これらの次元はＴＤＭＡ（時間）、ＦＤＭＡ（周波数）またはＣＤＭＡ（符号）次元のリソース分割を許容する。図には示さない第４の次元は、同じ物理リソースブロックのリソースをさらに幾つかの独立の空間データストリームに区分することができる場合の空間次元である。これはマルチアンテナ技術により達成することができる。これはＳＤＭＡ（空間）に基づくリソース留保のための第４の次元を提供する。

従って物理リソースは一般に符号リソース、時間リソース、周波数リソースおよび空間リソースの少なくとも１つを含むことができる。符号リソース、時間リソースおよび周波数リソースは帯域リソースと理解することができる。

ＲＡＣは（種々のスライスにおいて提供する）複数の個別無線アクセス技術に集中協同および両立法における最小限の干渉を伴うスライス間共通周波数帯域（リソース）の使用を許容する。スライス間に殆ど干渉を生じないことを保証するために、あらゆるスライスにおける伝送システムに（例を以上で既にリストした）調停リソースアクセス機能５２が好ましい。これがまた意味するのは、各仮想無線ネットワーク（即ち同じシステム運用者に関連し、同じ方法で構成し、同じ割り当て物理リソースを使用する仮想ノード即ち伝送システムインスタンスの集合）が図７に従い共通の両立する無線リソースのリソースブロックへの分割を有することである。

１つのスライスを持つ伝送システムに物理リソースを使用する（割り当てる）ことができることに関して種々のオプションがある。スライスのインスタンス化に際しシステム運用者とスライスマネジャ間で、これを例えば取り決めることができる。リソース空間における一定のよく定義されたリソース、例えば一定の時間パターンの周波数サブキャリアａ、ｂ、ｃ、ｄをスライスが受信するように構成することができる。これはスライスのリソースブロックを事前定義することを意味する。別の選択肢は、特定スライスに対して全リソースの一定量を取り決めておくことである。リソース割り当て制御機能はスライスに割り当てるリソースブロックを（例えば他スライスに割り当てたリソースおよびチャネル特性に基づき）動的に判断する。リソース割り当て制御の信号機構およびスライスの伝送システムにこの場合必要なのは、伝送システムがいつ、どのリソースブロックを割り当てられるかを知ることができることである。

従ってシステム使用法では、帯域ライセンシーの仮想化のフレームワーク（ＲＡＣ）の制御の下に、システムにおいてリソースを動的に共有するようにできる。これが含むのは、例えば帯域領域（サブキャリア）または時間領域（スロット）または信号領域（符号）または空間領域（アンテナ／空間レイヤ）またはそれらの組み合わせにおけるサブシステム（即ちシステム運用者）へのリソースブロックの割り当てである。システム使用法がさらに含むのは、共通調整チャネルを介した調整及びおよび取り決めたリソース割り当て分の実施である。制御処理は動的チャネル状態に適応することができ、これが無線帯域のより効率的使用法に繋がる。注記するのは、動的であることへのある制約、例えばある時間の間静的周波数サブキャリアを有する要求、サブキャリアの一定の構成の要求などを、アクセスシステム（単数または複数）が課すことができることである。

仮想無線ノード（伝送システムインスタンス／スライス）の構成可能な機能が含むことができるのは、チャネル符号化、スマートアンテナ管理（ＭＩＭＯ、ビーム形成）または協働中継のような物理レイヤ手順である。仮想無線ノード（伝送システムインスタンス／スライス）の構成可能な機能でありうるのは、（ハイブリッド）自動反復要求（ＡＲＱ）、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、ヘッダ圧縮方式または暗号法のようなリンクレイヤ機能である。または仮想無線ノード（伝送システムインスタンス／スライス）の構成可能な機能でありうるのは、エンドツーエンド名称方式、領域間ゲートウェイおよびルーティング、ネットワーク符号化並びにマルチ経路ルーティング、ネットワーク蓄積、キャッシング、輻輳制御プロキシング、アプリケーションレイヤ適応のような高位レイヤ機能である。データプレーン機能は別として、また仮想無線ノードで構成できる制御機能は、例えば（メッシュおよびアドホックルーティング、移動管理最適化並びにコンテキスト伝送を含む）ローカルルーティングおよび移動管理、（仮想無線内の）無線リソース管理並びにスケジューリング、レイヤ間設計および最適化、認証およびライセンス方式並びに不連続送信／受信およびスリープモードのようなバッテリ節約方式当たりである。

仮想ネットワーク運用者が仮想ノードにおいてこのような機能をプログラムまたは構成し、インスタンス化する種々の方法がある。物理ノードは基本機能ユニットのライブラリを有することができる。機能ユニットの結合により（恐らく基本機能ユニットから継承する幾つかのユーザ定義による拡張を許容することにより）、仮想ネットワーク運用者はこの場合所望の機能を構成することができる。困難なのは、ある機能が高い処理要求を有し、専用ハードウェアによるサポート（例えば暗号法またはＭＩＭＯ）を必要とすることがある、ということである。この場合構成可能性の程度にある制限を課し、構成可能アルゴリズムまたは手順の限定セットのみを物理ノードにより提供することができる。別の手法は仮想ノードを自由にプログラム可能とすることであり、仮想ネットワーク運用者は所望のソフトウェアコードをインストールする。特定タスクをサポートするために、汎用プロセッサからフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡｓ）のような構成可能論理に亘る種々のタイプのプログラム可能処理エンティティを物理ノードにより提供することができる。

本発明の手法は無線アクセス技術（無線セル）が論理的に種々の（無線）ネットワーク構成の一部になることを許容する。図８は無線セルを２つのスライスに分割する例を示す。一方のセルを階層化移動ネットワークの無線セルと見、他方のセルを無線メッシュネットワークの無線セルと見る。異なるスライス間に制御プレーンおよびユーザプレーンの双方が存在する。

同じインフラストラクチャにおいて動作する２つの伝送システムインスタンスを例えば以下のように非常に異なるように構成することができる。

階層化移動ネットワークの場合、
−移動プロトコル（ＭＩＰ、ＧＴＰ、ＰＭＩＰ、ＮＥＴＬＭＭ、．．．のような）を使用することができる。
−セキュリティは事前確立セキュリティ信用保証またはＰＫＩインフラストラクチャに基づく認証による固定ＡＡＡインフラストラクチャに基づくことができる。
−標準化フォーラムにより標準化するようなユーザプレーンプロトコルおよび手順を使用することができる。

無線メッシュネットワークの場合、
−リアクティブまたはプロアクティブＭＡＮＥＴプロトコル（ＩＰルーティングレベルで）またはリンク・レイヤ・ルーティング・プロトコル（例えば８０２．１１ｓ、８０２．１５．５、８０２．１６、．．．）のようなメッシュ／アドホックルーティングプロトコルを使用することができる。
−セキュリティは自己発生キーおよびマイクロペイメントによる便宜的セキュリティに基づくことができる。
−ユーザプレーンプロトコルおよび手順は私設でありうる。

仮想無線に関して開示する概念は種々の技術開発サイクルおよび新規ビジネスモデルを可能にする。帯域への物理的アクセス−および関連するネットワークインフラストラクチャを長期間使用することができ、個別インフラストラクチャプロバイダにより提供することができる。

データ伝送および管理並びにデータ伝送制御のための伝送手順またはプロトコルまたはその両方は、種々の（より早い）開発サイクルにおいてスライス内に提供され、無線仮想化ネットワーク運用者（システム運用者）のような種々の運用者により提供することができる。

共通インフラストラクチャにおける種々のインスタンスのインスタンス化による伝送システムの特定構成から基本インフラストラクチャを分離する基本概念は仮想化による短期（または中期）の（動的および柔軟な）無線システム使用法（ネットワーク化、アプリケーション、無線リソース管理（ＲＲＭ））から長期（静的）の周波数割り当て（ライセンスによる）および使用法の慣例（変調、電力プロファイル、など）の寿命サイクルを分離する利点をもたらす。これが可能にするのは、一方で長期周波数／帯域／リソースライセンスを有し、インフラストラクチャを提供するインフラストラクチャプロバイダ、および他方でインフラストラクチャプロバイダからスライス容量を借り、カスタム化無線ネットワーク設計を行う無線仮想化ネットワーク運用者の役割を創出するような新規ビジネスモデルである。無線通信へのＤＳＬ市場ビジネスモデルの適用が可能になる。さらに認知無線によるような白紙手法をとらねばならないことに代わる現在のアクセス手法（ＬＴＥ、Long Term Evolution、長期展開）からの移行が可能になる。

本発明をまた実施することができるのは、無線通信システムに関するインフラストラクチャリソースの伝送インスタンスマネジャ即ちスライスマネジャとしてであり、インフラストラクチャリソースは種々の伝送システムインスタンスを同時に提供するように制御可能であり、伝送インスタンスマネジャは各伝送システムインスタンスを独立にかつ動的に構成するようにする。図９はこのようなスライスマネジャの例を示す。例示的スライスマネジャが含むのは、メッセージを受信する受信ユニットＲＵ１、メッセージおよび情報を処理する処理ユニットＰＵ１、メッセージを送信する送信ユニットＴＵ１および好ましくは情報を蓄積し、取り出す蓄積ユニットＳＵ１である。伝送インスタンスマネジャが好ましくは含むのは、システム運用者をインフラストラクチャリソースに接続する仮想化管理インタフェースである。

本発明をさらに実施することができるのは、無線通信システムに関するインフラストラクチャリソースのリソース割り当てコントローラとしてであり、インフラストラクチャリソースは種々の伝送システムインスタンスを同時に提供するように制御可能であり、リソース割り当てコントローラは無線通信システムの物理リソースを割り当て、各伝送システムインスタンスが物理リソースの一定の割り当て分を有するようにする。図１０はこのような無線リソース割り当てコントローラの例を示す。例示的無線リソース割り当てコントローラが含むのは、メッセージを受信する受信ユニットＲＵ２、メッセージおよび情報を処理する処理ユニットＰＵ２、メッセージを送信する送信ユニットＴＵ２および好ましくは情報を蓄積し、取り出す蓄積ユニットＳＵ２である。物理リソースの割り当てに有用な情報は受信ユニットＲＵ２により受信することができる。既に割り当てた物理リソースの監視情報は受信ユニットＲＵ２により受信することができる。物理リソース割り当ての（再割り当てを含む）決定は処理ユニットＰＵ２により行うことができ、処理ユニットは次いで送信ユニットＴＵ２によりインフラストラクチャリソースへのメッセージの送信を開始することができる。割り当ての決定を行う情報は説明したように受信ユニットＲＵ２により好ましくは受信する。さらに、このような情報は蓄積ユニットＳＵ２から取得することができる。

好ましくは、リソース割り当てコントローラはさらに各伝送システムインスタンスが伝送システムインスタンスのアドミニストレータと取り決めたリソースを取得することを実施するようにする。また、リソース割り当てコントローラは各伝送システムインスタンスが持つ物理リソースの割り当て分を動的に割り当てることができるようにすることができる。さらに以前に説明したようにリソース割り当てコントローラが実装することができるのは、物理リソースへの伝送システムインスタンスのアクセスのための調停アクセスリソース方式であり、調停アクセスリソース方式は直交サブキャリア、時間スケジューリング方式および符号化帯域アクセス方式による１つまたは複数の変調方式を含む。

本発明をまた実施することができるのは、方法、特にコンピュータを実装する方法の形式においてであり、それ故また本発明はソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラムに関係し、説明したようにインフラストラクチャリソース、スライスマネジャまたはリソース割り当てコントローラＲＡＣにおいて実行する場合にこの方法を実装する。それぞれのコンピュータプログラムは１つまたは複数のコンピュータの読むことができる媒体に蓄積することができる。コンピュータの読むことができる媒体はスライスマネジャまたはＲＡＣ内の、または外部に位置する永久または書き換え可能メモリでありうる。それぞれのコンピュータプログラムはまた信号シーケンスとして例えばケーブルまたは無線リンクを介してそれぞれのエンティティに伝送することもできる。

無線通信システムのインフラストラクチャリソースを制御する本発明の方法の実施形態は同時に種々の伝送システムインスタンスを提供するステップを含み、各伝送システムインスタンスは独立にかつ動的に構成可能である。この方法はコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラムプロダクトとして実施することができる。

さらに本発明の方法の実施形態を次に図１１および図１２を参照して説明することにする。これらの方法に関して、第１（および第２、第３、．．．）のインスタンスに関する記述を行うことを注記する。第１のインスタンスはこの場合伝送システムインスタンスと混同すべきではないが、スライスまたは伝送システムインスタンスを使用することができる任意のエンティティを一般に説明すると理解すべきである。従って第１のインスタンスは、例えばシステム運用者のような通信サービスプロバイダでありうる。

図１１の方法が提供するようにするのは、データ伝送のための帯域リソース（即ち物理リソースのセット）および伝送インフラストラクチャリソース（１つまたは複数のノード）を提供する無線通信システムにおける通信サービスである。ステップＳ１１０で、第１の帯域リソース（例えば物理リソースのサブセット）を帯域リソースから選択し、第１の帯域リソースを第１のインスタンスに割り当てる。次いで、第１の帯域リソースを介して第１のインスタンスに関連するデータを送信することができる伝送インフラストラクチャリソースを構成することにより、手順はステップＳ１１１において継続する。最後にステップＳ１１２で、第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースを介する第１のインスタンスに関連するデータの送信のためのアクセスを第１のインスタンスに提供する。

第１の帯域リソースのみより多く、例えば第２の帯域リソースを帯域リソースから選択し、第１のインスタンスに割り当てることができる。それに応じてこの場合、第２の帯域リソースを介して第１のインスタンスに関連するデータを送信することができる伝送インフラストラクチャを構成することができる。次いで、第２の帯域リソースおよび対応して構成する伝送インフラストラクチャリソースを介する第１のインスタンスに関連するデータの送信のためのアクセスを第１のインスタンスに提供することができる。第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースを介しおよび第２の帯域リソースおよび対応して構成する伝送インフラストラクチャリソースを介して、例えば時間的に並列に、しかし好ましくは干渉することなく、第１のインスタンスに関連するデータを送信することができる。

追加的にまたはその代わりに、さらなる伝送システムインスタンスをインスタンス化し、全帯域リソースの対応する部分と関連付けることができる。例えば第２の帯域リソースを帯域リソースから選択し、第２のインスタンス（例えば第２のシステム運用者）に割り当てることができる。それに応じてこの場合、即ち第２の帯域リソースを介して第２のインスタンスに関連するデータを送信することができる伝送インフラストラクチャを構成することができる。次いで、第２の帯域リソースおよび対応して構成する伝送インフラストラクチャリソースを介する第２のインスタンスに関連するデータの送信のためのアクセスを第２のインスタンスに提供することができる。第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースを介して第１のインスタンスに関連するデータを送信することができ、第２の帯域リソースおよび対応して構成する伝送インフラストラクチャリソースを介して、例えば時間的に並列に、しかし好ましくは干渉することなく第２のインスタンスに関連するデータを送信することができる。

第１（または第２、第３、など）の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースはそれぞれのスライスを構成する、即ち、それぞれの伝送システムインスタンスをインスタンス化する基礎を提供する。

以前に説明したように、第１（または第２、第３、など）の帯域リソースはそれぞれのインスタンスの仕様に従い選択することができる、即ち仕様はシステム運用者からの要求の一部として例えば提供することができる（例えば図３ｂに関する考察を参照）。従って本方法の実施形態は仕様を含む少なくとも１つのメッセージを受信するステップを含むことができる。好ましくは、仕様は取り決め可能である。

第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースを少なくとも１つの識別子と関連させることができる。好ましくはそれぞれの伝送システムインスタンスに割り当てる全帯域リソースの各部は対応する識別子と関連する。実施形態の本方法は少なくとも１つの識別子（または識別子の少なくとも１つの指示）を第１のインスタンスに送信し、同時にそれぞれの識別子を対応するインスタンスに送信するステップを含むことができる。

構成ステップはさらに以下のステップの少なくとも１つを含むことができる。
−伝送インフラストラクチャリソースの通信要素に関する識別子と、伝送インフラストラクチャリソースのプロトコルインスタンスに関する識別子と、伝送インフラストラクチャリソースの接続要素に関する識別子の少なくとも１つを含むＩＤのグループから少なくとも１つのＩＤを選択するステップと、
−少なくとも１つの伝送プロトコルまたは少なくとも１つのデータ伝送のための伝送機構またはその両方を定義するステップと、
−データ伝送のための少なくとも１つのチャネルを定義するステップと、
−少なくとも１つの制御手順、制御プロトコル、管理手順または管理プロトコルまたはその両方を定義するステップと、
−少なくとも１つの無線リソース管理手順またはプロトコルまたはその両方を定義するステップとを含む。

本方法でありうるのは、帯域リソースが符号リソース、時間リソースおよび選択できる周波数リソースの少なくとも１つを含むようにすることである。

第１のインスタンスは通信サービスプロバイダでありうる、即ちインスタンス化する伝送インスタンスは所与のサービスプロバイダと固定的に関連し、所与のサービスプロバイダはそれ自体のインフラストラクチャリソースを何ら持たねばならないことはないとはいえ、それにより効率的にシステム運用者になる。

本方法のステップは任意の適するまたは望ましい方法でインフラストラクチャリソース内に実装することができ、ステップの少なくとも１つは例えば以前に説明したスライスマネジャ／伝送システムインスタンスマネジャにより実行することができる。

別の方法の実施形態を次に図１２を参照して説明することにするが、この図ではこの方法はリソースの割り当てに関係し、従って好ましくはリソース割り当てコントローラ（ＲＡＣ）またはリソース割り当て制御機能において実行し、リソース割り当て制御機能はＲＡＣ内に実装することができる。無線通信システムはデータ伝送のための帯域リソースおよび伝送インフラストラクチャリソースを提供し、伝送インフラストラクチャリソースは（全）帯域リソースから選択し、第１のインスタンスに割り当てる第１の帯域リソースを介して第１のインスタンスに関連するデータを送信できるように構成する。本方法は第１のインスタンスに関連するデータを送信するために第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースに少なくとも１つの物理リソース（例えば図７に示すような１つまたは複数の物理リソースブロック）を割り当てるステップＳ１２０を含む。換言すれば帯域リソースおよび第１のインスタンス（例えばシステム運用者）の論理的割り当てに従い、定義する帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソース（即ちスライス）への物理リソースの物理的割り当てを実行する。従って物理リソースを所与のシステム運用者のような特定のエンティティ即ち第１のインスタンスに関連する伝送システムインスタンスに割り当て、次いで特定のエンティティがその伝送システムインスタンスを介して通信を制御するようにする。

第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースは従ってスライスを構成することができる、即ち第１の帯域リソースおよび構成する伝送インフラストラクチャリソースはそれぞれの伝送システムインスタンスをインスタンス化する基礎を提供する。

割り当ては好ましくは調停アクセスリソース方式に従う。さらに、リソース割り当てに関係して説明する本方法は好ましくは第１のインスタンスへのデータ伝送が割り当てる物理リソースブロックおよび構成するインフラストラクチャリソースに従うようにするステップを含む。

以前に説明した実施形態の特徴およびあらゆる特許請求概念と完全にまたは部分的に組み合わせることができる次の例に従い、本発明をさらに実施することができる。
−少なくとも１つのスライスのデータセッションのための帯域へのアクセスを管理し、データ伝送手順またはこのようなデータ伝送の制御および管理またはそれら両方のための手順をスライスが提供することを特徴とする、データ伝送のための無線帯域へのアクセスを提供する無線通信システム。
−データ伝送またはこのようなデータ伝送の制御および管理またはそれら両方のための種々の手順を、スライスは有することができる。（部分的に異なるまたは完全に異なる）−スライスを再構成することができる。
−スライスは異なるアドミニストレータエンティティ／運用者（オペレータ）により提供することができる。
−アクセス管理は種々のスライスに提供する帯域部を定義する。
−定義部は動的に更新することができる（例えばスライスマネジャにより）。
−１つのスライスの不使用リソースは一時的に他スライスに提供することができる。
−帯域の特性についての測定情報（または定義可能パターンにおける測定機会）をスライスに提供することができる。
−制御信号通知機会（例えばビーコン）をスライスに提供することができる。
−メタポルシーに従いスライスにリソースを再割り当てすることができる、例えば災害復旧または公衆安全通信手順を包含するスライスに緊急事態の間より多くのリソースを提供ことができる。
−リソースの使用法および関連経費を取り決めるビジネスインタフェースに従いスライスにリソースを提供することができる。

複数の仮想ネットワーク間の無線リソースおよびインフラストラクチャを調整共有するフレームワークを本発明の実施形態はこのように提供することができる。さらに同じリソース上における多様なアプリケーションのために複数の最適化リンクレイヤの同時使用を可能にすることにより、柔軟性と発展性を提供することができる。

これは以下を可能にする。
−無線システムにおける新しい先進通信方法の早期展開および標準化解決策へのより少ない依存性。
−よりよい技術的可能性を持つ柔軟な帯域使用法のための認知無線への代替手法。代替手法は問題が比較的少なく、より予測可能なシステム動作を保証し、より単純である。
−無線通信使用法を革新することができるインフラストラクチャモデルの新規ビジネスモデル。
−新しい技術的特徴の新規展開のための無線ネットワーク化インフラストラクチャのよりよい再使用。従って新規インフラストラクチャ投資に比較して経費上の利点を達成することができる。
−種々のアクセスプロバイダ間インフラストラクチャ共有の良好なサポート、従って無線インフラストラクチャに必要な財政投資のよりよい使用。

仮想無線（ＶＲ）概念の認知無線（ＣＲ）概念との比較は以下を示す。ＶＲでは集中化スケジューリングの場合のように、リソース分割を（例えばインフラストラクチャリソース上の全ての伝送システムインスタンスに対するＲＡＣの提供する集中調整により）集中化することができる。ＣＲではキャリアセンス多元接続（ＣＳＭＡ）のように、リソース分割を分散する。ＶＲでは、リソースプロバイダ（インフラストラクチャプロバイダ）は無線運用者（伝送プロバイダ）にリソースを分散するが、ＣＲでは無線運用者はリソースを共有し、これが慣例実施の問題に繋がる。ＶＲは特定無線により動作し、特定無線では上位（ソフトウェア）部のみが構成可能であることを必要とするが、ＣＲはソフトウェア再構成可能無線を必要とし、これはハードウェア複雑度を加え、より高価なノードおよび端末に繋がる。期待される効率に関して、ＶＲは効率的リソース共有を許容し、新しいスライスのアドミッションにより予測可能であるが、ＣＲは分散帯域共有にかなりのオーバヘッドを生み、所与の帯域リソースを狙う未知のシステム数により予測可能でない。最後に端末の複雑度に関し、ＶＲの端末は、端末が１つのスライス（１つの技術）のみをサポートする場合にも既に動作することができるが、ＣＲ端末は完全なＣＲの柔軟性のサポートを必要とする。

無線ネットワーク仮想化の導入は無線ネットワークの展開および使用法を変革することができる。無線ネットワーク仮想化の導入は無線伝送概念の革新サイクルの加速を可能にし、無線ネットワークの拡張性および展開を容易にする。無線ネットワーク仮想化の導入はインフラストラクチャ共有を許容し、インフラストラクチャ共有はネットワーク配備経費および従ってまた伝送ビット当たり価格の削減を許容する。さらに無線ネットワーク仮想化の導入はネットワークのカスタム化および多元性を許容する。機械対機械またはセンサアプリケーションを目標とする仮想無線ネットワークはこれらのアプリケーションおよび要求条件に適応することができるが、同時に移動ユーザに対するインターネットサービスの提供のために、別の仮想無線ネットワークを最適化する。仮想化が持つ柔軟性はあるネットワーク設計から別への移行手段を提供する。新規設計のために、新しい仮想ネットワークを古い設計と並行して作成する。最初に（例えば幾人かのエンドユーザが新規設計をサポートするデバイスを所有する場合）、少量のリソースを新規設計の仮想ネットワークに割り当てる。後の段階で、幾つかのリソースを古い設計の仮想ネットワークに割り当て、その後古い設計の仮想ネットワークを最終的に廃棄する。同様に他の動作する仮想ネットワークから未だ分離する実際のインフラストラクチャにおいて動作する新しい無線ネットワーク設計の実験に、仮想ネットワークを使用することができ、仮想ネットワークは範囲を制限されるが、にもかかわらず既存インフラストラクチャの再使用のため取得可能である。

技術的メリットは別として、物理的インフラストラクチャの動作のネットワーク化サービス運用からの分離により、ネットワークの仮想化は新規ビジネスの役割に繋がりうる。これはインフラストラクチャ増築のライフサイクルとネットワークサービス展開を分離する；所与のインフラストラクチャにおいて、カスタム化ネットワークのより広い多様性を提供することができる（物理ノードおよびリンクの能力によってのみ制限される）。例えば物理的インフラストラクチャの増築は異なる領域で利用可能であるネットワーク化容量を判断する。個別インフラストラクチャおよび仮想ネットワークプロバイダによるオープンマーケットの状況では、インフラストラクチャの増築が唯一生じるのは、仮想ネットワーク運用者がかなりの需要を予見し、インフラストラクチャの利用可能性を要求する場合である。これはネットワーク容量およびネットワーク化サービスの提供が経済的に実行可能でない領域（田園エリアのような）に繋がりうる。例えばディジタルデバイドを削減する政治的目的のためにネットワークインフラストラクチャの供給をこの場合なお行いえよう。インフラストラクチャは例えば税金により補助するかまたは国有化さえしえよう。提供するネットワーク化サービスに基づき、仮想ネットワーク運用者間の競争がこの場合生じえよう。

本発明をよりよく理解する目的に役立つ特定の実施形態を参照して、本発明を説明したが、この説明は何れにしろ限定しようとは考えず、本発明は添付する特許請求の範囲により規定する。

Claims (46)

1. 無線通信システムのインフラストラクチャリソースであって、
   種々の伝送システムインスタンスを同時に提供し、各伝送システムインスタンスが独立にかつ動的に構成可能であることを特徴とするインフラストラクチャリソース。
2. 前記インフラストラクチャリソースが前記無線通信システムの１つまたは複数のノードを含むことを特徴とする請求項１に記載のインフラストラクチャリソース。
3. 前記ンフラストラクチャリソースが前記無線通信システムの１つノードであることを特徴とする請求項２に記載のインフラストラクチャリソース。
4. 各伝送システムインスタンスが種々の伝送システム運用者により独立に監督可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
5. 前記無線通信システムが物理リソースを提供し、各伝送システムインスタンスが前記物理リソースの一定の割り当て分を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
6. 前記物理リソースが符号リソース、時間リソース、周波数リソースおよび空間リソースの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載のインフラストラクチャリソース。
7. 前記割り当ては動的に割り当て可能であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のインフラストラクチャリソース。
8. 前記伝送システムインスタンスに前記物理リソースを割り当てるリソース割り当て制御機能を含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
9. 伝送システムインスタンスマネジャを更に有し、前記伝送システムインスタンスマネジャは、前記伝送システムインスタンスを独立にかつ動的に構成することを特徴とする請求項８に記載のインフラストラクチャリソース。
10. 前記リソース割り当て制御機能がまた、前記伝送システムインスタンスのアドミニストレータと前記伝送システムインスタンスマネジャ間で取り決められたリソースを各伝送システムインスタンスが取得することを実施することを特徴とする請求項９に記載のインフラストラクチャリソース。
11. 直交サブキャリアと時間スケジューリング方式と符号化帯域アクセス方式とによる１つまたは複数の変調方式を含む調停アクセスリソース方式に従い、前記伝送システムインスタンスが前記物理リソースにアクセスすることを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
12. 仮想化リンクレイヤを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
13. システム運用者を前記インフラストラクチャリソースに接続する仮想化管理インタフェースを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
14. 前記種々の伝送システムインスタンスが個別無線アクセス技術を提供することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
15. 前記インフラストラクチャリソースの通信要素に関する識別子と、前記インフラストラクチャリソースのプロトコルインスタンスに関する識別子と、前記インフラストラクチャリソースの接続要素に関する識別子の少なくとも１つを含むＩＤのグループから少なくとも１つのＩＤの選択と、
    −少なくとも１つの伝送プロトコルおよびデータ伝送のための少なくとも１つの伝送機構の定義またはそのいずれか一方と、
    −データ伝送のための少なくとも１つのチャネルの定義と、
    −少なくとも１つの制御手順、制御プロトコル、管理手順および管理プロトコルの定義またはそのいずれか一方と、
    −少なくとも１つの無線リソース管理手順またはプロトコルの定義またはそのいずれか一方と
    の１つまたは複数により、各伝送システムインスタンスが独立にかつ動的に構成可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載のインフラストラクチャリソース。
16. 無線通信システムのインフラストラクチャリソースを制御する方法であって、
    種々の伝送システムインスタンスを同時に提供するステップを含み、各伝送システムインスタンスが独立にかつ動的に構成可能であることを特徴とする方法。
17. 無線通信システムのインフラストラクチャリソースのための伝送インスタンスマネジャであって、
    前記インフラストラクチャリソースが種々の伝送システムインスタンスを同時に提供するように構成可能であり、前記伝送インスタンスマネジャが各伝送システムインスタンスを独立にかつ動的に構成することを特徴とする伝送インスタンスマネジャ。
18. 前記インフラストラクチャリソースにシステム運用者を接続する仮想化管理インタフェースを含むことを特徴とする請求項１７に記載の伝送インスタンスマネジャ。
19. 無線通信システムのインフラストラクチャリソースのためのリソース割り当てコントローラであって、
    前記インフラストラクチャリソースが種々の伝送システムインスタンスを同時に提供するように構成可能であり、前記リソース割り当てコントローラが前記無線通信システムの物理リソースを割り当て、各伝送システムインスタンスが前記物理リソースの一定の割り当て分を有することを特徴とするリソース割り当てコントローラ。
20. 各伝送システムインスタンスが、前記伝送システムインスタンスのアドミニストレータと取り決めたリソースを取得することを実施することを特徴とする請求項１９に記載のリソース割り当てコントローラ。
21. 前記割り当て分が動的に割り当て可能であることを特徴とする請求項１８または請求項２０に記載のリソース割り当てコントローラ。
22. 前記物理リソースへの前記伝送システムインスタンスのアクセスのための調停アクセスリソース方式を実装し、前記調停アクセスリソース方式が直交サブキャリアと、時間スケジューリング方式と、符号化帯域アクセス方式とによる１つまたは複数の変調方式を含むことを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれか一項に記載のリソース割り当てコントローラ。
23. 無線通信システムにおける通信サービスの提供方法であって、前記無線通信システムがデータ伝送のための帯域リソースおよび伝送インフラストラクチャリソースを提供し、
    前記帯域リソースから第１の帯域リソースを選択するステップおよび前記第１の帯域リソースを第１のインスタンスに割り当てるステップと、
    前記第１の帯域リソースを介して前記第１のインスタンスに関連するデータを送信することができる前記伝送インフラストラクチャリソースを構成するステップと、
    前記第１の帯域リソースおよび前記構成する伝送インフラストラクチャリソースを介する前記第１のインスタンスに関連するデータの送信のためのアクセスを前記第１のインスタンスに提供するステップと
    を実行することを特徴とする方法。
24. 前記第１の帯域リソースおよび前記構成する伝送インフラストラクチャリソースがスライスを構成することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 前記第１の帯域リソースを前記第１のインスタンスの仕様に従い選択することを特徴とする請求項２３または請求項２４に記載の方法。
26. 前記仕様が取り決め可能であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記仕様を含む少なくとも１つのメッセージを受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の方法。
28. 前記第１の帯域リソースおよび前記構成する伝送インフラストラクチャリソースが少なくとも１つの識別子と関連する請求項２３乃至請求項２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 少なくとも１つの識別子または少なくとも１つの前記識別子の指示を前記第１のインスタンスに送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
30. 前記構成ステップが、
    前記伝送インフラストラクチャリソースの通信要素に関する識別子と、前記伝送インフラストラクチャリソースのプロトコルインスタンスに関する識別子と、前記伝送インフラストラクチャリソースの接続要素に関する識別子の少なくとも１つを含むＩＤのグループから少なくとも１つのＩＤを選択するステップと、
    −少なくとも１つの伝送プロトコルおよび前記データ伝送のための少なくとも１つの伝送機構、またはその両方を定義するステップと、
    −前記データ伝送のための少なくとも１つのチャネルを定義するステップと、
    −少なくとも１つの制御手順、制御プロトコル、管理手順および管理プロトコルまたはその両方を定義するステップと、
    −少なくとも１つの無線リソース管理手順およびプロトコルまたはその両方を定義するステップと
    の少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする請求項２２乃至請求項２９のいずれか一項に記載の方法。
31. 前記帯域リソースが符号リソース、時間リソースおよび選択可能である周波数リソースの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２３乃至請求項３０のいずれか一項に記載の方法。
32. 前記第１のインスタンスが通信サービスプロバイダであることを特徴とする請求項２３乃至請求項３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 少なくとも１つの前記ステップをスライスマネジャにより実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３２のいずれか一項に記載の方法。
34. 無線通信システムにおける通信サービスの提供方法であって、
    前記無線通信システムがデータ伝送のための帯域リソースおよび伝送インフラストラクチャリソースを提供し、前記帯域リソースから選択し、前記第１のインスタンスに割り当てる第１の帯域リソースを介して前記第１のインスタンスに関連するデータを送信することができるように前記伝送インフラストラクチャリソースを構成し、前記方法が、
    前記第１のインスタンスに関連する前記データの前記送信のために前記第１の帯域リソースおよび前記構成する伝送インフラストラクチャリソースに少なくとも１つの物理リソースを割り当てるステップを含むことを特徴とする方法。
35. 前記第１の帯域リソースおよび前記構成する伝送インフラストラクチャリソースがスライスを構成することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
36. 前記割り当てが調停アクセスリソース方式に従うことを特徴とする請求項３４または請求項３５に記載の方法。
37. 前記第１のインスタンスへの前記データ伝送が前記第１の帯域リソースおよび前記構成する伝送インフラストラクチャリソースに従うようにするステップをさらに含むことを特徴とする請求項３４乃至請求項３６のいずれか一項に記載の方法。
38. 前記第１のインスタンスが通信サービスプロバイダであることを特徴とする請求項３４乃至請求項３７のいずれか一項に記載の方法。
39. 前記帯域リソースが、符号リソースと時間リソースと選択可能である周波数リソースの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３４乃至請求項３８のいずれか一項に記載の方法。
40. 少なくとも１つの前記ステップをリソース割り当て制御機能により実行することを特徴とする請求項３４乃至請求項３９のいずれか一項に記載の方法。
41. 請求項２３乃至請求項３３のいずれか一項に記載した方法の各ステップを実行するように適応したことを特徴とするスライスマネジャ。
42. 請求項３４乃至請求項４０のいずれか一項に記載した方法の各ステップを実行することを特徴とするリソース割り当てコントローラ。
43. 請求項４１に記載した前記スライスマネジャおよび請求項４２に記載した前記リソース割り当てコントローラを含むことを特徴とするシステム。
44. スライスマネジャの処理ユニットにロードできるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムが、請求項２３乃至請求項３３のいずれか一項に記載した方法の各ステップを実行するためのコードを含むコンピュータプログラム。
45. リソース割り当てコントローラの処理ユニットにロードできるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムが、請求項３４乃至請求項４０のいずれか一項に記載した方法の各ステップを実行するためのコードを含むコンピュータプログラム。
46. 請求項４４および請求項４５に記載したコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム媒体。

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