本発明の例示的な非限定の実施形態は、一般に、ワイヤレス通信システムに関する。本発明の例示的な非限定の実施形態は、特に、ワイヤレス通信ネットワークにおける装置および方法に関する。
背景
ワイヤレス遠隔通信システムは、絶えず開発が続けられている。より高いデータレートおよび高サービス品質には絶えずニーズがある。信頼性要件は、絶えず増加しており、信頼性のある接続およびデータトラフィックを確保して、一方では送信遅延を最小限に保つための方法および手段の開発が絶えず続けられている。
ネットワークを開発すると、カスタマへの新しいサービスが可能になる。1つの提案されるサービスは、特定のカスタマの要件に合わせた接続性、サービス品質およびデータ処理のソリューションを提供することを可能にするネットワークスライシングである。ネットワークスライスは、論理的なエンドツーエンドの仮想ネットワークであり、動的に作成することができて特定のケイパビリティおよび特性を提供する。レイテンシ、信頼性、スループットおよびモビリティについて異なる要件を有しうるサービスを実行するために、共通に共有される物理的ネットワークインフラストラクチャ上に複数のネットワークスライスを作成することができる。
摘要
以下は、本発明のいくつかの側面の基本的な理解を提供するために本発明の簡略化された摘要を提示する。この摘要は、本発明の広範な概要ではない。本発明のキーとなる/クリティカルな要素を特定すること、または本発明の範囲を輪郭付けることは意図されない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な記載への導入部として本発明のいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
本発明のある側面によれば、請求項1に記載の装置が提供される。
本発明のある側面によれば、請求項9に記載の方法が提供される。
本発明のある側面によれば、請求項17に記載の命令を含むコンピュータプログラムが提供される。
実装の1つ以上の例が添付図面および以下の記載により詳細に述べられる。他の特徴は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。本明細書に記載されて、独立請求項の範囲に入らない実施形態および/または例ならびに特徴は、もしあれば、本発明の様々な実施形態を理解するのに役立つ例として解釈されるべきである。
通信システムの簡略化されたシステムアーキテクチャの例を示す。
通信システムの簡略化されたシステムアーキテクチャの例を示す。
本発明の実施形態を示すフローチャートである。
種々の機能もしくはエンティティおよびそれらの相互作用の例を示す。
正規化の例を示す。
変換ユニットの動作の例を示す。
性能算出ユニットの動作の例を示す。
比較結果の例を示す。
本発明のいくつかの実施形態を適用する装置の簡略された例を示す。
いくつかの実施形態の説明
本発明の実施形態が、添付図面を参照して、例としてのみ、以下に記載され、以下の実施形態は、例であるに過ぎない。
本明細書は、いくつかのロケーションにおける「ある(an)」、「1つの(one)」または「いくつかの(some)」実施形態(単数または複数)に言及するかもしれないが、これは、各かかる言及が同じ実施形態(単数または複数)への言及であること、または特徴が単一の実施形態にのみ当て嵌まることを必ずしも意味しない。異なる実施形態の単一の特徴が組み合わされて他の実施形態を提供してもよい。さらにまた、「備える(comprising)」および「含む(including)」という単語は、記載される実施形態を挙げられたそれらの特徴のみからなるように限定するのではなく、かかる実施形態は、具体的に挙げられなかった特徴、構造、ユニット、モジュールなども含んでもよいことが理解されるべきである。
本発明のいくつかの実施形態は、通信デバイス、通信システムのネットワーク要素、ネットワーク要素の分散型実装(distributed realization)、基地局、eNodeB、gNodeB、基地局の分散型実装、対応する構成要素に、および/または任意の通信システム、あるいは必要とされる機能をサポートする異なる通信システムの任意の組み合わせに適用可能である。
用いられるプロトコル、通信システム、サーバおよびユーザ機器の仕様は、特にワイヤレス通信においては、急速に発展する。かかる発展は、実施形態へのより一層の変化を必要とするであろう。それゆえに、すべての単語および表現は、広く解釈されるべきであり、それらは、実施形態を制限するのではなく、説明することが意図される。
以下では、実施形態が適用されてよいアクセスアーキテクチャの例として、ロングタームエボリューションアドバンスト(LTE Advanced、LTE−A:long term evolution advanced)またはNew Radio(NR,5G)に基づく無線アクセスアーキテクチャを用いて、しかしながら、実施形態をかかるアーキテクチャに限定することなく、種々の例示的な実施形態が記載されるであろう。それらの実施形態は、パラメータおよび手順をしかるべく調整することによって適切な手段を有する他の種類の通信ネットワークに適用されてもよい。適切なシステムのための他の選択肢のいくつかの例は、ユニバーサルモバイル遠隔通信システム(UMTS:universal mobile telecommunications system)無線アクセスネットワーク(UTRAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN:wireless local area networkまたはWiFi)、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス(WiMAX:worldwide interoperability for microwave access)、Bluetooth(登録商標)、パーソナル通信サービス(PCS:personal communications services)、ZigBee(登録商標)、WCDMA(登録商標)、超広帯域(UWB:ultra−wideband)技術を用いたシステム、センサネットワーク、モバイルアドホックネットワーク(MANET:mobile ad−hoc network)およびインターネットプロトコルマルチメディアサブシステム(IMS:Internet Protocol multimedia subsystem)、またはそれらの任意の組み合わせである。
図1は、それらの実装が示されるものと異なってもよい、すべてが論理ユニットであるいくつかの要素および機能エンティティのみを示す簡略化されたシステムアーキテクチャの例を描く。図1に示される接続は、論理的接続であり、実際の物理的接続は、異なってよい。システムは、図1に示されるもの以外の機能および構造も典型的に備えることが当業者に明らかである。
実施形態は、しかしながら、例として与えられたシステムには限定されず、当業者は、必要な特性が提供された他の通信システムへのソリューションを適用してもよい。
図1の例は、例示的な無線アクセスネットワークの一部を示す。
図1は、デバイス100および102を示す。デバイス100および102は、例えば、ユーザデバイスまたはユーザ端末であってよい。デバイス100および102は、1つ以上の通信チャネル上でノード104とワイヤレス接続するように構成される。ノード104は、コアネットワーク106へさらに接続される。一例において、ノード104は、セルにおける(e/g)NodeB提供またはサービングデバイスのようなアクセスノードであってよい。一例において、ノード104は、non−3GPPアクセスノードであってよい。あるデバイスから(e/g)NodeBへの物理的リンクは、アップリンクまたはリバースリンクと呼ばれ、(e/g)NodeBからそのデバイスへの物理的リンクは、ダウンリンクまたはフォワードリンクと呼ばれる。当然のことながら、(e/g)NodeBまたはそれらの機能は、かかる使用法に適した任意のノード、ホスト、サーバ、またはアクセスポイントなどのエンティティを用いることによって実装されてよい。
通信システムは、1つより多い(e/g)NodeBを典型的に備え、そのケースでは、(e/g)NodeBがその目的のために設計された、ワイヤードまたはワイヤレス、リンクを通じて互いに通信するように構成されてもよい。これらのリンクは、シグナリングのために用いられてよい。(e/g)NodeBは、それが結合された通信システムの無線リソースを制御するように構成されたコンピューティングデバイスである。NodeBは、基地局、アクセスポイント、またはワイヤレス環境において動作可能な中継局を含めて、その他のタイプのインタフェーシングデバイスと呼ばれることもある。(e/g)NodeBは、トランシーバを含み、またはそれらに結合される。(e/g)NodeBのトランシーバから、デバイスへの双方向無線リンクを確立するアンテナユニットへの接続が提供される。アンテナユニットは、複数のアンテナまたはアンテナ要素を備えてよい。(e/g)NodeBは、コアネットワーク106(CNまたは次世代コアNGC)へさらに接続される。システムに依存して、CN側のカウンターパートは、デバイス(UE)と外部パケットデータネットワーク、またはモバイル管理エンティティ(MME:mobile management entity)などとの接続を提供するための、サービングゲートウェイ(S−GW:serving gateway、ユーザデータパケットをルーティングおよびフォワーディングする)、パケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW:packet data network gateway)とすることができる。
デバイス(サブスクライバユニット、ユーザデバイス、ユーザ機器(UE:user equipment)、ユーザ端末、端末デバイスなどとも呼ばれる)は、エアインターフェース上のリソースが配分され、割り当てられる装置の1つのタイプを示し、従って、本明細書においてデバイスについて記載される任意の特徴が対応する装置、例えば、リレーノードで実装されてもよい。かかるリレーノードの例は、基地局に向かうレイヤ3リレー(セルフバックホーリングリレー)である。
デバイスは、典型的に、ユニバーサルサブスクライバ識別モジュール(USIM:universal subscriber identification module)有りまたは無しで動作するワイヤレスモバイル通信デバイスを含むデバイス(例えば、ポータブルまたはノンポータブルコンピューティングデバイス)を指し、以下のタイプのデバイス:モバイル局(モバイルフォン)、スマートフォン、携帯情報端末(PDA:personal digital assistant)、ハンドセット、ワイヤレスモデムを用いたデバイス(アラームまたは測定デバイスなど)、ラップトップおよび/またはタッチスクリーンコンピュータ、タブレット、ゲームコンソール、ノートブック、およびマルチメディアデバイスを含むが、それらには限定されない。当然のことながら、デバイスは、ほとんどもっぱらアップリンクのみのデバイスであってもよく、その例は、画像またはビデオクリップをネットワークへロードするカメラもしくはビデオカメラである。デバイスは、インターネットオブシングス(IoT:Internet of Things)ネットワークにおいて動作するためのケイパビリティを有するデバイスであってもよく、これは、例えば、スマートパワーグリッドおよび接続された車両において用いられるために、人と人または人とコンピュータとの相互作用を必要とすることなく、ネットワークを通じてデータを転送するための能力を対象物に提供するシナリオである。デバイスは、クラウドを利用してもよい。いくつかの応用では、デバイスが無線部をもつユーザポータブルデバイス(例えば、時計、イヤホンまたは眼鏡)を備えてもよく、計算は、クラウドにおいて実施される。デバイス(または、いくつかの実施形態ではレイヤ3リレーノード)は、ユーザ機器の機能の1つ以上を行うように構成される。
本明細書に記載される様々な技法は、サイバー物理システム(CPS:cyber−physical system)(物理的エンティティを制御する協働計算要素のシステム)に適用されてもよい。CPSは、種々のロケーションにおいて物理的対象物に埋め込まれた、膨大な量の相互接続された情報および通信技術(ICT:information and communications technology)デバイス(センサ、アクチュエータ、プロセッサ、マイクロコントローラなど)の実装および利用を可能にしてよい。モバイルサイバー物理システムは、問題の物理的システムが固有のモビリティを有する、サイバー物理システムのサブカテゴリである。モバイル物理システムの例は、人または動物によって輸送されるモバイルロボティクスおよびエレクトロニクスを含む。
加えて、装置は、単一のエンティティとして描かれたが、種々のユニット、プロセッサおよび/またはメモリユニット(図1には示されない)が実装されてもよい。
5Gは、多入力・多出力(MIMO:multiple input−multiple output)アンテナ、より小さい局と連携して動作するマクロサイトを含めて、LTEよりはるかに多くの基地局またはノードを用いること(いわゆる、スモールセル概念)を可能にし、かつサービスニーズ、ユースケースおよび/または利用可能なスペクトルに依存して様々な無線技術を採用することを可能にする。5Gモバイル通信は、ビデオストリーミング、拡張現実を含む広範囲のユースケースおよび関連するアプリケーション、データ共有の種々の方法ならびにマシンタイプアプリケーションの様々な形態(例えば、車両安全性、種々のセンサおよびリアルタイム制御を含む、(大規模)マシンタイプ通信(mMTC:(massive) machine−type communications))をサポートする。5Gは、複数の無線インターフェース、すなわち、6GHz未満、cm波およびmm波を有し、さらに、LTEのような、既存のレガシー無線アクセス技術と統合可能であると予測される。LTEとの統合は、少なくとも初期フェーズでは、LTEへのアグリゲーションによりマクロカバレッジがLTEによって提供され、5G無線インターフェースアクセスがスモールセルからもたらされる、システムとして実装されてよい。言い換えれば、5Gは、RAT間相互運用性(例えば、LTE−5G)とRI間相互運用性(無線インターフェース間相互運用性、例えば、6GHz未満−cm波、6GHz未満−cm波−mm波)との両方をサポートするように計画される。5Gネットワークに用いることが考えられる概念の1つは、レイテンシ、信頼性、スループットおよびモビリティについて異なる要件を有するサービスを作動させるために、同じインフラストラクチャ内に複数の独立した専用の仮想サブネットワーク(ネットワークインスタンス)が作成されてよいネットワークスライシングである。
LTEネットワークにおける現在のアーキテクチャは、無線で完全に分散され、コアネットワークに完全に集中される。5Gにおける低レイテンシアプリケーションおよびサービスは、コンテンツを無線に近付けることを必要とし、これがローカルブレイクアウトおよびマルチアクセスエッジコンピューティング(MEC:multi−access edge computing)につながる。5Gは、データのソースにおいてアナリティクスおよび知識創出が生じることを可能にする。このアプローチは、ネットワークへ連続的に接続されていないかもしれないリソース、例えば、ラップトップ、スマートフォン、タブレットおよびセンサを活用することを必要とする。MECは、アプリケーションおよびサービスホスティングのために分散型コンピューティング環境を提供する。MECは、応答時間をより速くするためにコンテンツをセルラサブスクライバに近接近して格納し、処理する能力も有する。エッジコンピューティングは、広範囲の技術、例えば、ワイヤレスセンサネットワーク、モバイルデータ取得、モバイルシグネチャ解析、協調分散型ピアツーピアアドホックネットワーキング、ならびにローカルクラウド/フォッグコンピューティングおよびグリッド/メッシュコンピューティングとしても分類可能な処理、デューコンピューティング、モバイルエッジコンピューティング、クラウドレット、分散型データストレージおよびリトリーバル、自律型セルフヒーリングネットワーク、リモートクラウドサービス、拡張および仮想現実、データキャッシング、インターネットオブシングス(大規模接続性および/またはレイテンシがクリティカル)、クリティカル通信(自律走行車、交通安全、リアルタイムアナリティクス、タイムクリティカル制御、ヘルスケアアプリケーション)をカバーする。
通信システムは、公衆交換電話網もしくはインターネット112のような、他のネットワークと通信し、またはそれらによって提供されるサービスを利用することも可能である。通信ネットワークは、クラウドサービスの使用法をサポートすることも可能であってよく、例えば、コアネットワーク動作の少なくとも一部がクラウドサービスとして実施されてもよい(図1ではこれが「クラウド」114で描かれる)。通信システムは、異なるオペレータのネットワークが、例えば、スペクトル共有において協力するためのファシリティを提供する、集中制御エンティティ、または同様のものを備えてもよい。
エッジクラウドの技術は、ネットワーク機能仮想化(NFV:network function virtualization)およびソフトウェア定義ネットワーキング(SDN:software defined networking)を利用することによって無線アクセスネットワーク(RAN)へ持ち込まれてよい。エッジクラウドの技術を用いることは、アクセスノード動作が、無線部を備えるリモートラジオヘッドもしくは基地局へ作動的に結合されたサーバ、ホストまたはノードにおいて、少なくとも部分的に、実施されることを意味してよい。ノード動作が複数のサーバ、ノードまたはホスト間に分散されることも可能である。クラウドRANアーキテクチャの適用は、RANのリアルタイム機能がRAN側で(分散ユニット、DU104において)実施され、非リアルタイム機能が集中的に(集約ユニット、CU108において)実施されることを可能にする。
理解されるべきは、コアネットワーク動作と基地局動作との間の労力の分散がLTEのものとは異なり、または存在しないかもしれないことである。おそらく用いられることになるいくつかの他の技術進歩は、ネットワークが構築されて、管理される方法を変えうるBig Dataおよびall−IPである。5G(またはNew Radio、NR)ネットワークは、コアと基地局またはnodeB(gNB)との間にMECサーバを配置できる、複数のハイアラーキをサポートするように設計されている。当然のことながら、4GネットワークにおいてもMECを適用できる。
5Gは、例えば、バックホーリングを提供することによって、5Gサービスのカバレッジを強化または補完するために衛星通信を利用してもよい。可能なユースケースは、マシンツーマシン(M2M:machine−to−machine)もしくはインターネットオブシングス(IoT)デバイスのためまたは車両の乗客のためにサービス継続性を提供すること、あるいはクリティカル通信、および将来の鉄道/海上/航空通信のためにサービス利用可能性を確保することである。衛星通信は、対地静止軌道(GEO:geostationary earth orbit)衛星システム、しかしまた低軌道周回(LEO:low earth orbit)衛星システム、特に、大規模コンステレーション(何百もの(ナノ)衛星が配備されたシステム)を利用してよい。大規模コンステレーションにおける衛星110は、地上セルを作成するいくつかの衛星対応のネットワークエンティティをカバーしうる。地上セルは、地上リレーノード104を通じて、または地上もしくは衛星中に位置するgNBによって作成されてもよい。
描かれたシステムは、無線アクセスシステムの一部の例に過ぎず、実際には、システムが複数の(e/g)NodeBを備えてよく、デバイスが複数の無線セルへのアクセスを有してよく、システムが他の装置、例えば、物理層リレーノードまたは他のネットワーク要素なども備えてよいことが当業者には明らかである。(e/g)NodeBの少なくとも1つは、ホーム(e/g)NodeBであってよい。加えて、無線通信システムの地理的地域において、複数の無線セルのみならず複数の異なる種類の無線セルが提供されてもよい。無線セルは、数10キロメートルまでの直径を通常は有する、ラージセルであるマクロセル(もしくはアンブレラセル)、またはミクロセル、フェムトセルもしくはピコセルなど、より小さいセルであってもよい。図1の(e/g)NodeBは、これらのセルのいずれかの種類を提供してよい。セルラ無線システムがいくつかの種類のセルを含む多層ネットワークとして実装されてもよい。典型的に、多層ネットワークでは、1つのアクセスノードが一種類の1つまたは複数のセルを提供し、従って、かかるネットワーク構造を提供するためには複数の(e/g)NodeBが必要とされる。
通信システムの配備および性能を改善する必要性を満たすために、「プラグアンドプレイ」(e/g)NodeBの概念が導入された。典型的に、「プラグアンドプレイ」(e/g)NodeBを用いることが可能なネットワークは、ホーム(e/g)NodeB(H(e/g)NodeB)に加えて、ホームノードBゲートウェイ、またはHNB−GW(図1には示されない)を含む。オペレータのネットワーク内に典型的に設置される、HNBゲートウェイ(HNB−GW)が多数のHNBからコアネットワークへ戻るトラフィックをアグリゲートしてもよい。
図2は、5Gネットワーク構成要素に基づく通信システムの例を示す。ユーザ端末またはユーザ機器200は、5Gネットワーク202を介してデータネットワーク204と通信している。ユーザ端末200は、1つ以上のUser Plane Functions(ユーザプレイン機能)208を介してユーザ端末にデータネットワーク204への接続を提供する、基地局またはgNB206へ接続される。ユーザ端末200は、(無線)アクセスネットワークのための制御プレーンコアコネクタであり、この視点から、LTEにおける、Mobility Management Entity(モビリティ管理エンティティ)、MMEの5Gバージョンとして見ることができる、Core Access and Mobility Management Function(コアアクセスおよびモビリティ管理機能)、AMF210へさらに接続される。5Gネットワークは、サブスクライバセッション、例えば、セッション確立、修正およびリリースを担う、Session Management Function(セッション管理機能)、SMF212、ならびにプレーン機能を制御するためにポリシールールを提供することによってネットワーク挙動を統括するように構成されたPolicy Control Function(ポリシー制御機能)214をさらに備える。
先述のように、ネットワークスライシングは、パブリックランドモバイルネットワーク(PLMN:public land mobile network)において、ユーザ端末と別のエンドポイントとの間のエンドツーエンド接続のネットワークリソースがスライスされる概念である。プライベートネットワークにおいても同様のネットワークスライシングが採用されてよい。ネットワークスライスは、動的に作成および/または修正できる論理的なエンドツーエンドネットワークとして理解されてよい。エンドデバイス間のネットワーク(単数または複数)が一方のエンドデバイスから他方のエンドデバイスへすべてがスライスされてもよく、スライスは、結果として、ネットワーク(単数または複数)内に論理的なパイプラインを形成する。ユーザ端末は、無線インターフェースを通じてスライスにアクセスしてよい。パイプライン/スライスは、個別のサービスタイプに役立ってよい。これまでに、3つの異なるネットワークスライス/サービスタイプ:eMBB(5Gによって強化されたモバイルブロードバンドの取り扱いに適したスライス)、URLLC(超高信頼性低レイテンシ通信の取り扱いに適したスライス)およびMIoT(大規模インターネットオブシングスの取り扱いに適したスライス)が標準化された。Communications Service Provider(CSP:通信サービスプロバイダ)は、必要であれば、追加のネットワークスライス/サービスタイプを定義することが可能である。所与のユーザ端末は、同じAccess Network(アクセスネットワーク)を通じて(例えば、同じ無線インターフェースを通じて)複数のスライスへアクセスしてよい。
従って、ネットワークスライシングは、通信サービスプロバイダが共通のネットワークインフラストラクチャを通じて専用の仮想ネットワークを提供することを可能にする。多様な要件およびサービスレベル合意(SLA:service level agreements)をもつサービスをホストするために、異なる仮想または論理ネットワークが、異なるネットワーキング特性、例えば、異なるサービス品質(QoS:qualities of service)を提供するように設計されてよい。例えば、仮想ネットワークが様々なアプリケーション、サービス、デバイス、カスタマおよび/またはオペレータの特定のニーズを満たすようにカスタマイズされてよい。
典型的に、通信ネットワークの通信サービスは、カスタマに提示される専用項目(例えば、ネットワークスライスブループリント)でService Catalogue(サービスカタログ)に記載される。このアプローチでは、カスタマの要件に最もよく合うブループリントが選ばれてよい。
しかしながら、ネットワークのリソース要件(全キャパシティのうちの持分)は、典型的に、サービス要求ごとに算出される必要がある。現在のシステムでは、Mobile Network Operator(MNO:モバイルネットワークオペレータ)またはService Provider(SP:サービスプロバイダ)が、ネットワークのケイパビリティおよび全キャパシティについての彼の知識に基づいて、彼のネットワークにおいて提供できる通信サービスを計画し、作成する。
先に記載されたアプローチを用いると、カスタマは、Service Catalogueの項目から、すなわち、専用のサービスクラスをサポートする予め定義されたスライス(ブループリント)のみを選ぶことができる。
カスタマが彼自身によって定義される(ブループリントに基づかない)サービスを必要とするケースでは、カスタマは、ある一定のパラメータおよびそれらの属性によって記述された一組のサービス特性を含む専用のService Level Specification(SLS:サービスレベル仕様)を付したサービスについての記述を含む、パーソナライズされたサービスへのサービス要求を作成してよい。現在、(例えば、Service Catalogue項目を修正することによって)適切なスライスが存在しうるか、またはそれを作成できるか、ならびにスライス性能および特性が要求されるSLSをどの程度満足できるかをMNOまたSPが直ちに決定することは一筋縄では行かない。
典型的に、SLSは、SLAの副部分であり、すなわち、あるサービスの技術仕様のみを含むが、よりビジネス関連の仕様(例えば、総合的なサービス優先順位、達成可能なサービス品質またはSLS要件の観点からのフレキシビリティ、主要業績評価指標(KPI:key performance indicators)の優先順位付けまたは重み付け、サービス低下またはアウテージに対する罰金の可能性など)を含まないことにここでは気付くであろう。
従って、MNOまたはSPは、要求されるサービスをネットワークでホストできるか、すなわち、このサービスのSLSをサポートし、かつService Level Agreement、SLAによる要求品質を提供するスライスを作成することができるかどうかを決定しなければならない。これは、むしろ複雑で時間のかかるタスクでありうる。
本発明のある実施形態は、カスタマから受信されたサービス要求に従ってネットワークスライスの構成を決定し、記述して、提供するためのソリューションを記載する。サービス要求は、性能パラメータおよび属性についてネットワークスライスの特性へマッピングされることが必要なサービス要件を備えてよい。
図3のフローチャートは、ある実施形態を示す。フローチャートは、サービス要求を処理するように構成されたネットワーク装置またはエンティティの動作の例を示す。ネットワーク装置またはエンティティは、1つ以上のネットワーク要素を備えてよい。従って、動作は、物理的に隔たり、異なるロケーションに位置しうる1つ以上のネットワーク要素によって行われてよい。
ステップ300において、装置は、あるサービスのサービス要件を備えるサービス要求を受信するように構成される。ある実施形態において、サービス要求は、複数のサービスに関連する。
ステップ302において、装置は、要求に基づいて、要求されるサービスのサービスレベル仕様、SLSを決定するように構成され、その仕様は、サービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含む。
ある実施形態において、性能パラメータは、例えば、エンドツーエンドレイテンシ、スループット、パケット損失を含んでよい。SLSは、サービス(単数または複数)のスケールの識別情報、例えば、端末の数または地理的地域をさらに備えてよい。サービス(単数または複数)をサポートする無線、トランスポート、およびコアネットワークにおけるネットワーク機能が識別されてよい。ある実施形態において、決定されたサービスレベル仕様は、性能パラメータの属性を備える。
ステップ304において、装置は、正規化されたサービスレベル仕様を得るために、ネットワークの所与の正規化モデルに従って性能パラメータをスケーリングすることによって、決定されたサービスレベル仕様を正規化するように構成される。
ある実施形態においては、装置は、正規化されたサービスレベル仕様を決定するときに、サービスレベル仕様の性能パラメータを所与の正規化モデルで利用可能なパラメータへマッピングするように構成される。
ステップ306において、装置は、ネットワーク機能および所与の正規化モデルに基づいて、ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティおよび要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの構成を決定するように構成される。
ある実施形態においては、要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの1つ以上の代わりの構成および正規化された性能ケイパビリティが決定される。
ステップ308において、装置は、正規化されたサービスレベル仕様を正規化された性能ケイパビリティと比較するように構成される。
ある実施形態においては、1つ以上の代わりの構成の正規化されたサービスレベル仕様が正規化された性能ケイパビリティと比較される。
ステップ310において、装置は、比較に基づいて、要求されるサービスをネットワークスライスによって実現できるかどうか決定し、そうであれば、そのスライスを作成するように構成される。
ある実施形態において、装置は、ネットワーク機能の性能ケイパビリティを決定するときに、ネットワークトポロジおよびネットワークリソース上の情報を利用するように構成される。
ある実施形態においては、カスタマから要求されるサービスに対してネットワークスライスの構成を決定し、記述して提供するためのシステムおよび方法が提供される。これは、サービス要求にネットワークが役立ち、それによってサービスのサービスレベル合意、SLAを満たすことができるかどうかを決定することを含む。決定は、サービス要件のネットワークケイパビリティとの比較に基づいてよい。ある実施形態において、サービス要件およびネットワークケイパビリティの両方が正規化された記述に基づいてよい。種々の機能もしくはエンティティおよびそれらの相互作用を伴うシステムの概観例が図4に示される。
システムは、SLS認識ユニット400を備える。認識ユニット400は、サービス要求402(または複数のサービスに対する要求)をカスタマから受信するように構成される。ある実施形態においては、サービス要求を任意の形態で(例えば、定義された言語で、フリーテキストで)配信できる。認識ユニット400は、サービス要求を認識して、それを、例えば、機械可読記述へパースするように構成される。
ある実施形態において、認識ユニット400は、関連する性能パラメータ(例えば、エンドツーエンド、E2E(end−to−end)、レイテンシ、パケット損失、スループット)および性能パラメータについての属性(または目標値/範囲)を識別するように構成される。ある実施形態では、一般に、属性を1つの値、2つ以上の値、例えば、<最小値、最大値>、<ベスト、平均、ワーストケース>に、または量の確率分布のいずれかに設定することができる。属性の解釈は、例えば、「遅延がXより遅くてはならない」と定義されてよい。
認識ユニット400は、サービス要求のサービスを実施するためのネットワーク機能を識別するようにさらに構成されてよい。識別は、例えば、ベストプラクティス情報および/または学習に基づいて行われてよい。
出力として、認識ユニット400は、Service Level Specification(SLS)を生成するように構成されてよい。SLSは、サービス(単数または複数)、サービスをサポートするための性能パラメータ、関連する性能パラメータおよび(E2E経路上の)Network Function(ネットワーク機能)についての属性の機械可読記述を備える。SLSは、サービス(単数または複数)のスケール、例えば、端末の数または地理的地域の識別情報をさらに備えてよい。
システムは、ネットワークの現在のトポロジおよびリソースについての情報を備えるネットワークトポロジおよびリソースデータベース404をさらに備える。
システムは、正規化モデルデータベース406をさらに備える。ある実施形態において、正規化モデルデータベースは、ネットワークにおける性能パラメータならびに対応する属性範囲の、正規化表現での、完全なネットワーク内で有効な、記述を提供してよい。正規化モデルデータベースは、ネットワークトポロジおよびリソースデータベースへ接続されて、それからデータを受信する。ある実施形態においては、正規化モデルデータベース406を自動的にまたは手動で作成することができる。
SLS性能特性および属性の正規化の例が図5に示される。その例では、E2E遅延は、正規化を必要としない。データ信頼性は、利用可能性およびパケット損失へマッピングされる。端末ごとのデータレートは、端末の数を考慮に入れてE2Eスループットへマッピングされる。
図4に戻ると、システムは、SLS変換ユニット408をさらに備える。ある実施形態において、SLS変換ユニット408は、入力として、Service Level Specification(SLS)を認識ユニット400から、およびデータを正規化モデルデータベース406から受信する。変換ユニット408は、性能パラメータについて正規化された属性を備える正規化されたSLSを生成するように構成されてよい。
ある実施形態において、SLS変換ユニット408は、SLS認識ユニット400によって提供されたSLSを正規化モデルデータベースによる性能パラメータおよび属性の正規化表現に従って正規化されたSLSへ正規化する。これは、例えば、SLSとともに提供されるパラメータの正規化モデルから利用可能なパラメータへのマッピング、ならびに属性、例として、バンド幅、データレートおよびスループットの再算出を含んでよい。
図6は、一例を示す。正規化されたSLS608には、正規化モデルに従って正規化されたサービス利用可能性600、サービス遅延602、パケット損失604およびサービススループット606などのパラメータが含まれる。
いくつかのケースでは、SLS認識ユニット400によって提供される情報が不完全なこともある。例えば、属性(例えば、専用の主要業績評価指標、KPI)が欠落しているかもしれない。ある実施形態においては、SLS変換ユニット408が、正規化の間に、例えば、過去または学習データに基づいてSLSを完成させてよい。
図4に戻ると、システムは、性能算出ユニット410をさらに備える。ある実施形態において、性能算出ユニット410は、入力として、認識ユニット400から、サービス要求のサービスを実施するためのネットワーク機能を、正規化モデルを正規化モデルデータベース406から、スケーリング情報(例えば、端末の数、地理的地域)、ならびにネットワークトポロジおよびリソースについての情報をネットワークトポロジおよびリソースデータベース404から受信する。
ある実施形態において、性能算出ユニット410は、ネットワーク機能および所与の正規化モデルに基づいて、ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティおよびサービス要求をサポートするためのネットワークスライスの構成を決定するように構成される。
ある実施形態において、性能算出ユニット410は、サービス(単数または複数)を実施するためのネットワーク機能から、E2Eスライスブループリントを選択して、スライスインスタンスのための構成を作成する。ネットワークトポロジおよびリソースデータベースからの情報を利用して、性能算出ユニットは、ネットワーク機能および対応するリソースの利用可能性および性能に関する現状を決定してよい。現状情報は、データベース406からの正規化モデルを用いて正規化されてよい。さらに、選択されたE2Eスライスインスタンスについて、正規化され、集約された性能ケイパビリティ記述が計算されてよい。
従って、ある実施形態において、性能算出ユニット410は、出力として、E2Eスライスインスタンス構成、E2Eスライスインスタンスの正規化された性能ケイパビリティ記述(スライスを作るためのネットワーク機能の集約された性能ケイパビリティ)を提供する。正規化された記述の構成パラメータおよび属性は、SLS認識ユニット400によって導出されたSLSの属性と合致する。
ある実施形態において、性能算出ユニットは、異なる構成をもつ複数の代わりのE2Eスライスを提案してもよい。
図7は、性能算出ユニットによって行われるネットワーク(E2Eスライス)ケイパビリティ構成(composition)の例を示す。示される例では、2つのスライスインスタンス700、702が算出される。スライスインスタンス700について、決定されたネットワーク機能704の利用可能性が決定される。同様の仕方で、ネットワーク機能遅延706およびトランスポートリンク遅延708が算出される。ネットワーク機能信頼性およびネットワーク機能スループットならびに他のパラメータ(簡略にするために図7には示されない)について同様の算出が行われる。スライスインスタンス702について対応する算出がなされる
図4に戻ると、システムは、比較ユニット412をさらに備える。ある実施形態において、比較ユニット412は、入力として、正規化されたSLSを変換ユニット408から、ならびに実行可能なE2EスライスにおけるE2Eスライス構成およびネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティ記述を性能算出ユニット410から受信する。性能算出ユニットが1つより多い代わりのスライスを提供したケースでは、これらについてのデータも受信される。
ある実施形態において、比較ユニット412は、正規化されたサービスレベル仕様を正規化された性能ケイパビリティと比較する。
ある実施形態において、比較ユニット412は、正規化されたSLSに記述された要件と正規化されたE2Eスライスケイパビリティとの間の比較を行うように構成される。比較結果は、要件とケイパビリティとの間の差(該当する場合)についての性能パラメータごとの値であってよい。性能算出ユニットが1つより多い代わりのスライスを提供したケースでは、結果が代わりのE2Eスライスごとに提供される。
ある実施形態において、比較ユニット412は、出力として、すべての関連する性能および構成パラメータについて、ならびに随意的に、すべての代わりのE2Eスライス構成について比較結果を提供する。
図8は、正規化されたサービスレベル仕様に対して2つの異なるE2EスライスAおよびBについて比較ユニットによってなされた比較結果の例を示す。比較は、遅延、利用可能性、パケット損失およびスループットの値を提供する。スライスAは、利用可能性を除くすべての値の要件を満たす。一方スライスBは、利用可能性およびパケット損失の要件を満たす。
図4に戻ると、システムは、決定ユニット416をさらに備える。ある実施形態において、決定ユニット416は、入力として、比較結果を比較ユニット412から受信する。決定ユニット416は、入力として、データをSLAユーティリティ機能414から受信してもよい。データは、例えば、カスタマ優先順位値を含んでよい。ある実施形態において、データは、就中、総合的なサービス優先順位、達成可能なサービス品質またはSLS要件の観点からのフレキシビリティ、KPIの優先順位付けまたは重み付け、サービス低下またはアウテージに対する罰金の可能性を含む。
決定ユニット416は、比較結果をSLAユーティリティからのデータを踏まえて解釈するように構成されてよい。E2Eスライスのケイパビリティによってすべての要件を満たすことができるケースでは、スライスに関する実行可能性の決定が肯定的である。E2Eスライスのケイパビリティによってすべての要件を満たすことはできないケースでは、性能パラメータおよび属性範囲の優先順位付けについて、ならびに他のスライス要求またはアクティブなスライスでも同様にチェックがなされてよい。(新たに要求されるスライスにおいて、またはアクティブなスライスにおいて)受け入れ可能な削減を伴って性能要件を満たすことができる場合には、配備の決定が肯定的であり、そうでなければ否定的である。
複数の代わりのE2Eスライスが入力として提供される場合には、1つより多い選択肢について比較が行われ、最良のE2Eスライスが選ばれて、この最良スライスについて実行可能性の決定がなされてよい。
図8の例では、端末ごとのデータレートが最も高く、次に遅延、および最後に信頼性の順にSLAユーティリティ機能データが優先付けされた。これに基づいて、スライスAが最良のデータレート(スループット)およびスライスBと比較してより短い遅延を提供するため、決定ユニットは、スライスAの方がより良好であると決定してよい。
否定的な決定がなされた場合には、サービス要求を送信したカスタマに通知される(418)。
肯定的な決定がなされた場合には、タスクがスライスライフサイクル管理ユニット420およびネットワーク構成管理422へフォワーディングされる。
図9は、ある実施形態を示す。同図は、本発明の実施形態を適用する装置またはネットワーク要素の簡略化された例を示す。いくつかの実施形態において、装置は、ネットワーク要素またはネットワーク要素の一部であってよい。いくつかの実施形態において、装置は、互いに接続されたいくつかのネットワークエンティティを備えてよい。
理解されるべきは、本明細書ではいくつかの実施形態を示す例として装置が描かれることである。装置は、他の機能および/または構造も備えてよく、すべての記載された機能および構造が必要とされるわけではないことが当業者には明らかである。装置は、1つのエンティティとして描かれたが、1つ以上の物理的または論理的エンティティに種々のモジュールおよびメモリが実装されてもよい。
例示の装置900は、装置の動作の少なくとも一部を制御するように構成された制御回路素子902を含む。
装置は、データを格納するためのメモリ904を備えてよい。さらにまた、メモリは、制御回路素子902によって実行可能なソフトウェア906を格納してよい。メモリは、制御回路素子に集積化されてよい。
装置は、無線アクセスネットワークの他のデバイスおよびネットワーク要素へ装置を接続するように構成された1つ以上のインターフェース回路素子908をさらに備える。インターフェースは、ワイヤードまたはワイヤレス接続を提供してよい。
ある実施形態において、ソフトウェア906は、上記の要素の少なくともいくつかを装置の制御回路素子902に実現させるようになっているプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを含んでよい。
上記ならびに添付図に記載されるステップおよび関連する機能は、絶対的な時系列にあるわけではなく、ステップのいくつかが同時に、または所与のものと異なる順で行われてもよい。他の機能をステップ間またはステップ内で行うこともできる。ステップのいくつかを省き、または対応するステップで置き換えることもできる。
上記のステップを行うことが可能な装置またはコントローラは、ワーキングメモリ(ランダムアクセスメモリ(RAM:random access memory))、中央処理装置(CPU:central processing unit)、およびシステムクロックを備えてよい電子デジタルコンピュータ、処理システムまたは回路素子として実装されてよい。CPUは、一組のレジスタ、算術論理演算ユニット、およびコントローラを備えてよい。処理システム、コントローラまたは回路素子は、RAMからCPUへ転送されたプログラム命令のシーケンスによって制御される。コントローラは、基本的な動作のためのいくつかのマイクロ命令を含んでよい。マイクロ命令の実装は、CPUの設計に依存して変化してよい。プログラム命令は、C、Javaなどの、高水準プログラミング言語、または機械語、もしくはアセンブラのような、低水準プログラミング言語であってよいプログラミング言語によってコードされてよい。電子デジタルコンピュータは、プログラム命令を用いて書かれたコンピュータプログラムへシステムサービスを提供してよい、オペレーティングシステムを有してもよい。
本出願では、「回路素子(circuitry)」という用語は、以下のすべてを指す:(a)ハードウェアのみの回路実装、例えば、アナログおよび/またはデジタル回路素子のみでの実装)、(b)回路とソフトウェア(および/またはファームウェア)との組み合わせ、例えば(適用できる場合)、(i)プロセッサ(単数または複数)の組み合わせ、もしくは(ii)様々な機能を装置に行わせるために一緒に作動するデジタル信号プロセッサ(単数または複数)、ソフトウェア、およびメモリ(単数または複数)を含むプロセッサ(単数または複数)/ソフトウェアの部分、(c)ソフトウェアまたはファームウェアがたとえ物理的に存在しないとしても、動作のためにはソフトウェアまたはファームウェアを必要とする回路、例えば、マイクロプロセッサ(単数または複数)もしくはマイクロプロセッサ(単数または複数)の一部分。
「回路素子」の定義は、本出願におけるこの用語のすべての使用に当て嵌まる。さらなる例として、本出願では、「回路素子」という用語は、単にプロセッサ(もしくは複数のプロセッサ)またはプロセッサの一部分、およびその(それらの)付随するソフトウェアおよびファームウェアの実装もカバーするであろう。「回路素子」という用語は、例えば、個別の要素に該当する場合、モバイルフォンのためのベースバンド集積回路もしくはアプリケーションプロセッサ集積回路、またはサーバにおける同様の集積回路、セルラネットワークデバイス、あるいは別のネットワークデバイスもカバーするであろう。
ある実施形態は、分散媒体上に具現され、電子装置中にロードされたときに、装置が上記の実施形態を実行するよう制御するように構成されたプログラム命令を含むコンピュータプログラムを提供する。
コンピュータプログラムは、ソースコード形式、オブジェクトコード形式、または何らかの中間形式であってよく、プログラムを運ぶことが可能な任意のエンティティまたはデバイスであってよいある種のキャリアに格納されてよい。かかるキャリアは、例えば、記録媒体、コンピュータメモリ、リードオンリメモリ、およびソフトウェア配布パッケージを含む。必要な処理能力に依存して、コンピュータプログラムは、単一の電子デジタルコンピュータで実行されてもよく、またはいくつかのコンピュータの間で分散されてもよい。
装置は、特定用途向け集積回路(ASIC:application−specific integrated circuit)のような、1つ以上の集積回路として実装されてもよい。他のハードウェアの実施形態、例えば、別々の論理構成要素で作られた回路も実行可能である。これらの異なる実装のハイブリッドも実行可能である。実装の方法を選択するときに、当業者は、例えば、装置のサイズおよび電力消費量、必要な処理能力、生産コストおよび生産量について設定された要件を考慮するであろう。
ある実施形態は、サービス要件を備えるサービス要求を受信するための手段、サービス要求に基づいて、要求のサービスレベル仕様を決定するための手段であって、サービスレベル仕様は、要求されるサービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含む、決定するための手段、正規化されたサービスレベル仕様を得るために、ネットワークの所与の正規化モデルに従って性能パラメータをスケーリングすることによって、決定されたサービスレベル仕様を正規化するための手段、ネットワーク機能および所与の正規化モデルに基づいて、ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティおよび要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの構成を決定するための手段、正規化されたサービスレベル仕様を正規化された性能ケイパビリティと比較するための手段、ならびに、比較に基づいて、要求されるサービスをネットワークスライスによって実現できるかどうかを決定し、そうであれば、そのスライスを作成するための手段を備える装置を提供する。
技術が進歩するにつれて、本発明の概念を様々な方法で実装できることが当業者には明らかであろう。本発明およびその実施形態は、上記の例には限定されないが、特許請求の範囲内で変化してよい。
本発明の例示的な非限定の実施形態は、一般に、ワイヤレス通信システムに関する。本発明の例示的な非限定の実施形態は、特に、ワイヤレス通信ネットワークにおける装置および方法に関する。
背景
ワイヤレス遠隔通信システムは、絶えず開発が続けられている。より高いデータレートおよび高サービス品質には絶えずニーズがある。信頼性要件は、絶えず増加しており、信頼性のある接続およびデータトラフィックを確保して、一方では送信遅延を最小限に保つための方法および手段の開発が絶えず続けられている。
ネットワークを開発すると、カスタマへの新しいサービスが可能になる。1つの提案されるサービスは、特定のカスタマの要件に合わせた接続性、サービス品質およびデータ処理のソリューションを提供することを可能にするネットワークスライシングである。ネットワークスライスは、論理的なエンドツーエンドの仮想ネットワークであり、動的に作成することができて特定のケイパビリティおよび特性を提供する。レイテンシ、信頼性、スループットおよびモビリティについて異なる要件を有しうるサービスを実行するために、共通に共有される物理的ネットワークインフラストラクチャ上に複数のネットワークスライスを作成することができる。
摘要
以下は、本発明のいくつかの側面の基本的な理解を提供するために本発明の簡略化された摘要を提示する。この摘要は、本発明の広範な概要ではない。本発明のキーとなる/クリティカルな要素を特定すること、または本発明の範囲を輪郭付けることは意図されない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な記載への導入部として本発明のいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
本発明のある側面によれば、請求項1に記載の装置が提供される。
本発明のある側面によれば、請求項9に記載の方法が提供される。
本発明のある側面によれば、請求項17に記載の命令を含むコンピュータプログラムが提供される。
実装の1つ以上の例が添付図面および以下の記載により詳細に述べられる。他の特徴は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。本明細書に記載されて、独立請求項の範囲に入らない実施形態および/または例ならびに特徴は、もしあれば、本発明の様々な実施形態を理解するのに役立つ例として解釈されるべきである。
通信システムの簡略化されたシステムアーキテクチャの例を示す。
通信システムの簡略化されたシステムアーキテクチャの例を示す。
本発明の実施形態を示すフローチャートである。
種々の機能もしくはエンティティおよびそれらの相互作用の例を示す。
正規化の例を示す。
変換ユニットの動作の例を示す。
性能算出ユニットの動作の例を示す。
比較結果の例を示す。
本発明のいくつかの実施形態を適用する装置の簡略された例を示す。
いくつかの実施形態の説明
本発明の実施形態が、添付図面を参照して、例としてのみ、以下に記載され、以下の実施形態は、例であるに過ぎない。
本明細書は、いくつかのロケーションにおける「ある(an)」、「1つの(one)」または「いくつかの(some)」実施形態(単数または複数)に言及するかもしれないが、これは、各かかる言及が同じ実施形態(単数または複数)への言及であること、または特徴が単一の実施形態にのみ当て嵌まることを必ずしも意味しない。異なる実施形態の単一の特徴が組み合わされて他の実施形態を提供してもよい。さらにまた、「備える(comprising)」および「含む(including)」という単語は、記載される実施形態を挙げられたそれらの特徴のみからなるように限定するのではなく、かかる実施形態は、具体的に挙げられなかった特徴、構造、ユニット、モジュールなども含んでもよいことが理解されるべきである。
本発明のいくつかの実施形態は、通信デバイス、通信システムのネットワーク要素、ネットワーク要素の分散型実装(distributed realization)、基地局、eNodeB、gNodeB、基地局の分散型実装、対応する構成要素に、および/または任意の通信システム、あるいは必要とされる機能をサポートする異なる通信システムの任意の組み合わせに適用可能である。
用いられるプロトコル、通信システム、サーバおよびユーザ機器の仕様は、特にワイヤレス通信においては、急速に発展する。かかる発展は、実施形態へのより一層の変化を必要とするであろう。それゆえに、すべての単語および表現は、広く解釈されるべきであり、それらは、実施形態を制限するのではなく、説明することが意図される。
以下では、実施形態が適用されてよいアクセスアーキテクチャの例として、ロングタームエボリューションアドバンスト(LTE Advanced、LTE−A:long term evolution advanced)またはNew Radio(NR,5G)に基づく無線アクセスアーキテクチャを用いて、しかしながら、実施形態をかかるアーキテクチャに限定することなく、種々の例示的な実施形態が記載されるであろう。それらの実施形態は、パラメータおよび手順をしかるべく調整することによって適切な手段を有する他の種類の通信ネットワークに適用されてもよい。適切なシステムのための他の選択肢のいくつかの例は、ユニバーサルモバイル遠隔通信システム(UMTS:universal mobile telecommunications system)無線アクセスネットワーク(UTRAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN:wireless local area networkまたはWiFi)、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス(WiMAX:worldwide interoperability for microwave access)、Bluetooth(登録商標)、パーソナル通信サービス(PCS:personal communications services)、ZigBee(登録商標)、WCDMA(登録商標)、超広帯域(UWB:ultra−wideband)技術を用いたシステム、センサネットワーク、モバイルアドホックネットワーク(MANET:mobile ad−hoc network)およびインターネットプロトコルマルチメディアサブシステム(IMS:Internet Protocol multimedia subsystem)、またはそれらの任意の組み合わせである。
図1は、それらの実装が示されるものと異なってもよい、すべてが論理ユニットであるいくつかの要素および機能エンティティのみを示す簡略化されたシステムアーキテクチャの例を描く。図1に示される接続は、論理的接続であり、実際の物理的接続は、異なってよい。システムは、図1に示されるもの以外の機能および構造も典型的に備えることが当業者に明らかである。
実施形態は、しかしながら、例として与えられたシステムには限定されず、当業者は、必要な特性が提供された他の通信システムへのソリューションを適用してもよい。
図1の例は、例示的な無線アクセスネットワークの一部を示す。
図1は、デバイス100および102を示す。デバイス100および102は、例えば、ユーザデバイスまたはユーザ端末であってよい。デバイス100および102は、1つ以上の通信チャネル上でノード104とワイヤレス接続するように構成される。ノード104は、コアネットワーク106へさらに接続される。一例において、ノード104は、セルにおける(e/g)NodeB提供またはサービングデバイスのようなアクセスノードであってよい。一例において、ノード104は、non−3GPPアクセスノードであってよい。あるデバイスから(e/g)NodeBへの物理的リンクは、アップリンクまたはリバースリンクと呼ばれ、(e/g)NodeBからそのデバイスへの物理的リンクは、ダウンリンクまたはフォワードリンクと呼ばれる。当然のことながら、(e/g)NodeBまたはそれらの機能は、かかる使用法に適した任意のノード、ホスト、サーバ、またはアクセスポイントなどのエンティティを用いることによって実装されてよい。
通信システムは、1つより多い(e/g)NodeBを典型的に備え、そのケースでは、(e/g)NodeBがその目的のために設計された、ワイヤードまたはワイヤレス、リンクを通じて互いに通信するように構成されてもよい。これらのリンクは、シグナリングのために用いられてよい。(e/g)NodeBは、それが結合された通信システムの無線リソースを制御するように構成されたコンピューティングデバイスである。NodeBは、基地局、アクセスポイント、またはワイヤレス環境において動作可能な中継局を含めて、その他のタイプのインタフェーシングデバイスと呼ばれることもある。(e/g)NodeBは、トランシーバを含み、またはそれらに結合される。(e/g)NodeBのトランシーバから、デバイスへの双方向無線リンクを確立するアンテナユニットへの接続が提供される。アンテナユニットは、複数のアンテナまたはアンテナ要素を備えてよい。(e/g)NodeBは、コアネットワーク106(CNまたは次世代コアNGC)へさらに接続される。システムに依存して、CN側のカウンターパートは、デバイス(UE)と外部パケットデータネットワーク、またはモバイル管理エンティティ(MME:mobile management entity)などとの接続を提供するための、サービングゲートウェイ(S−GW:serving gateway、ユーザデータパケットをルーティングおよびフォワーディングする)、パケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW:packet data network gateway)とすることができる。
デバイス(サブスクライバユニット、ユーザデバイス、ユーザ機器(UE:user equipment)、ユーザ端末、端末デバイスなどとも呼ばれる)は、エアインターフェース上のリソースが配分され、割り当てられる装置の1つのタイプを示し、従って、本明細書においてデバイスについて記載される任意の特徴が対応する装置、例えば、リレーノードで実装されてもよい。かかるリレーノードの例は、基地局に向かうレイヤ3リレー(セルフバックホーリングリレー)である。
デバイスは、典型的に、ユニバーサルサブスクライバ識別モジュール(USIM:universal subscriber identification module)有りまたは無しで動作するワイヤレスモバイル通信デバイスを含むデバイス(例えば、ポータブルまたはノンポータブルコンピューティングデバイス)を指し、以下のタイプのデバイス:モバイル局(モバイルフォン)、スマートフォン、携帯情報端末(PDA:personal digital assistant)、ハンドセット、ワイヤレスモデムを用いたデバイス(アラームまたは測定デバイスなど)、ラップトップおよび/またはタッチスクリーンコンピュータ、タブレット、ゲームコンソール、ノートブック、およびマルチメディアデバイスを含むが、それらには限定されない。当然のことながら、デバイスは、ほとんどもっぱらアップリンクのみのデバイスであってもよく、その例は、画像またはビデオクリップをネットワークへロードするカメラもしくはビデオカメラである。デバイスは、インターネットオブシングス(IoT:Internet of Things)ネットワークにおいて動作するためのケイパビリティを有するデバイスであってもよく、これは、例えば、スマートパワーグリッドおよび接続された車両において用いられるために、人と人または人とコンピュータとの相互作用を必要とすることなく、ネットワークを通じてデータを転送するための能力を対象物に提供するシナリオである。デバイスは、クラウドを利用してもよい。いくつかの応用では、デバイスが無線部をもつユーザポータブルデバイス(例えば、時計、イヤホンまたは眼鏡)を備えてもよく、計算は、クラウドにおいて実施される。デバイス(または、いくつかの実施形態ではレイヤ3リレーノード)は、ユーザ機器の機能の1つ以上を行うように構成される。
本明細書に記載される様々な技法は、サイバー物理システム(CPS:cyber−physical system)(物理的エンティティを制御する協働計算要素のシステム)に適用されてもよい。CPSは、種々のロケーションにおいて物理的対象物に埋め込まれた、膨大な量の相互接続された情報および通信技術(ICT:information and communications technology)デバイス(センサ、アクチュエータ、プロセッサ、マイクロコントローラなど)の実装および利用を可能にしてよい。モバイルサイバー物理システムは、問題の物理的システムが固有のモビリティを有する、サイバー物理システムのサブカテゴリである。モバイル物理システムの例は、人または動物によって輸送されるモバイルロボティクスおよびエレクトロニクスを含む。
加えて、装置は、単一のエンティティとして描かれたが、種々のユニット、プロセッサおよび/またはメモリユニット(図1には示されない)が実装されてもよい。
5Gは、多入力・多出力(MIMO:multiple input−multiple output)アンテナ、より小さい局と連携して動作するマクロサイトを含めて、LTEよりはるかに多くの基地局またはノードを用いること(いわゆる、スモールセル概念)を可能にし、かつサービスニーズ、ユースケースおよび/または利用可能なスペクトルに依存して様々な無線技術を採用することを可能にする。5Gモバイル通信は、ビデオストリーミング、拡張現実を含む広範囲のユースケースおよび関連するアプリケーション、データ共有の種々の方法ならびにマシンタイプアプリケーションの様々な形態(例えば、車両安全性、種々のセンサおよびリアルタイム制御を含む、(大規模)マシンタイプ通信(mMTC:(massive) machine−type communications))をサポートする。5Gは、複数の無線インターフェース、すなわち、6GHz未満、cm波およびmm波を有し、さらに、LTEのような、既存のレガシー無線アクセス技術と統合可能であると予測される。LTEとの統合は、少なくとも初期フェーズでは、LTEへのアグリゲーションによりマクロカバレッジがLTEによって提供され、5G無線インターフェースアクセスがスモールセルからもたらされる、システムとして実装されてよい。言い換えれば、5Gは、RAT間相互運用性(例えば、LTE−5G)とRI間相互運用性(無線インターフェース間相互運用性、例えば、6GHz未満−cm波、6GHz未満−cm波−mm波)との両方をサポートするように計画される。5Gネットワークに用いることが考えられる概念の1つは、レイテンシ、信頼性、スループットおよびモビリティについて異なる要件を有するサービスを作動させるために、同じインフラストラクチャ内に複数の独立した専用の仮想サブネットワーク(ネットワークインスタンス)が作成されてよいネットワークスライシングである。
LTEネットワークにおける現在のアーキテクチャは、無線で完全に分散され、コアネットワークに完全に集中される。5Gにおける低レイテンシアプリケーションおよびサービスは、コンテンツを無線に近付けることを必要とし、これがローカルブレイクアウトおよびマルチアクセスエッジコンピューティング(MEC:multi−access edge computing)につながる。5Gは、データのソースにおいてアナリティクスおよび知識創出が生じることを可能にする。このアプローチは、ネットワークへ連続的に接続されていないかもしれないリソース、例えば、ラップトップ、スマートフォン、タブレットおよびセンサを活用することを必要とする。MECは、アプリケーションおよびサービスホスティングのために分散型コンピューティング環境を提供する。MECは、応答時間をより速くするためにコンテンツをセルラサブスクライバに近接近して格納し、処理する能力も有する。エッジコンピューティングは、広範囲の技術、例えば、ワイヤレスセンサネットワーク、モバイルデータ取得、モバイルシグネチャ解析、協調分散型ピアツーピアアドホックネットワーキング、ならびにローカルクラウド/フォッグコンピューティングおよびグリッド/メッシュコンピューティングとしても分類可能な処理、デューコンピューティング、モバイルエッジコンピューティング、クラウドレット、分散型データストレージおよびリトリーバル、自律型セルフヒーリングネットワーク、リモートクラウドサービス、拡張および仮想現実、データキャッシング、インターネットオブシングス(大規模接続性および/またはレイテンシがクリティカル)、クリティカル通信(自律走行車、交通安全、リアルタイムアナリティクス、タイムクリティカル制御、ヘルスケアアプリケーション)をカバーする。
通信システムは、公衆交換電話網もしくはインターネット112のような、他のネットワークと通信し、またはそれらによって提供されるサービスを利用することも可能である。通信ネットワークは、クラウドサービスの使用法をサポートすることも可能であってよく、例えば、コアネットワーク動作の少なくとも一部がクラウドサービスとして実施されてもよい(図1ではこれが「クラウド」114で描かれる)。通信システムは、異なるオペレータのネットワークが、例えば、スペクトル共有において協力するためのファシリティを提供する、集中制御エンティティ、または同様のものを備えてもよい。
エッジクラウドの技術は、ネットワーク機能仮想化(NFV:network function virtualization)およびソフトウェア定義ネットワーキング(SDN:software defined networking)を利用することによって無線アクセスネットワーク(RAN)へ持ち込まれてよい。エッジクラウドの技術を用いることは、アクセスノード動作が、無線部を備えるリモートラジオヘッドもしくは基地局へ作動的に結合されたサーバ、ホストまたはノードにおいて、少なくとも部分的に、実施されることを意味してよい。ノード動作が複数のサーバ、ノードまたはホスト間に分散されることも可能である。クラウドRANアーキテクチャの適用は、RANのリアルタイム機能がRAN側で(分散ユニット、DU104において)実施され、非リアルタイム機能が集中的に(集約ユニット、CU108において)実施されることを可能にする。
理解されるべきは、コアネットワーク動作と基地局動作との間の労力の分散がLTEのものとは異なり、または存在しないかもしれないことである。おそらく用いられることになるいくつかの他の技術進歩は、ネットワークが構築されて、管理される方法を変えうるBig Dataおよびall−IPである。5G(またはNew Radio、NR)ネットワークは、コアと基地局またはnodeB(gNB)との間にMECサーバを配置できる、複数のハイアラーキをサポートするように設計されている。当然のことながら、4GネットワークにおいてもMECを適用できる。
5Gは、例えば、バックホーリングを提供することによって、5Gサービスのカバレッジを強化または補完するために衛星通信を利用してもよい。可能なユースケースは、マシンツーマシン(M2M:machine−to−machine)もしくはインターネットオブシングス(IoT)デバイスのためまたは車両の乗客のためにサービス継続性を提供すること、あるいはクリティカル通信、および将来の鉄道/海上/航空通信のためにサービス利用可能性を確保することである。衛星通信は、対地静止軌道(GEO:geostationary earth orbit)衛星システム、しかしまた低軌道周回(LEO:low earth orbit)衛星システム、特に、大規模コンステレーション(何百もの(ナノ)衛星が配備されたシステム)を利用してよい。大規模コンステレーションにおける衛星110は、地上セルを作成するいくつかの衛星対応のネットワークエンティティをカバーしうる。地上セルは、地上リレーノード104を通じて、または地上もしくは衛星中に位置するgNBによって作成されてもよい。
描かれたシステムは、無線アクセスシステムの一部の例に過ぎず、実際には、システムが複数の(e/g)NodeBを備えてよく、デバイスが複数の無線セルへのアクセスを有してよく、システムが他の装置、例えば、物理層リレーノードまたは他のネットワーク要素なども備えてよいことが当業者には明らかである。(e/g)NodeBの少なくとも1つは、ホーム(e/g)NodeBであってよい。加えて、無線通信システムの地理的地域において、複数の無線セルのみならず複数の異なる種類の無線セルが提供されてもよい。無線セルは、数10キロメートルまでの直径を通常は有する、ラージセルであるマクロセル(もしくはアンブレラセル)、またはミクロセル、フェムトセルもしくはピコセルなど、より小さいセルであってもよい。図1の(e/g)NodeBは、これらのセルのいずれかの種類を提供してよい。セルラ無線システムがいくつかの種類のセルを含む多層ネットワークとして実装されてもよい。典型的に、多層ネットワークでは、1つのアクセスノードが一種類の1つまたは複数のセルを提供し、従って、かかるネットワーク構造を提供するためには複数の(e/g)NodeBが必要とされる。
通信システムの配備および性能を改善する必要性を満たすために、「プラグアンドプレイ」(e/g)NodeBの概念が導入された。典型的に、「プラグアンドプレイ」(e/g)NodeBを用いることが可能なネットワークは、ホーム(e/g)NodeB(H(e/g)NodeB)に加えて、ホームノードBゲートウェイ、またはHNB−GW(図1には示されない)を含む。オペレータのネットワーク内に典型的に設置される、HNBゲートウェイ(HNB−GW)が多数のHNBからコアネットワークへ戻るトラフィックをアグリゲートしてもよい。
図2は、5Gネットワーク構成要素に基づく通信システムの例を示す。ユーザ端末またはユーザ機器200は、5Gネットワーク202を介してデータネットワーク204と通信している。ユーザ端末200は、1つ以上のUser Plane Functions(ユーザプレイン機能)208を介してユーザ端末にデータネットワーク204への接続を提供する、基地局またはgNB206へ接続される。ユーザ端末200は、(無線)アクセスネットワークのための制御プレーンコアコネクタであり、この視点から、LTEにおける、Mobility Management Entity(モビリティ管理エンティティ)、MMEの5Gバージョンとして見ることができる、Core Access and Mobility Management Function(コアアクセスおよびモビリティ管理機能)、AMF210へさらに接続される。5Gネットワークは、サブスクライバセッション、例えば、セッション確立、修正およびリリースを担う、Session Management Function(セッション管理機能)、SMF212、ならびにプレーン機能を制御するためにポリシールールを提供することによってネットワーク挙動を統括するように構成されたPolicy Control Function(ポリシー制御機能)214をさらに備える。
先述のように、ネットワークスライシングは、パブリックランドモバイルネットワーク(PLMN:public land mobile network)において、ユーザ端末と別のエンドポイントとの間のエンドツーエンド接続のネットワークリソースがスライスされる概念である。プライベートネットワークにおいても同様のネットワークスライシングが採用されてよい。ネットワークスライスは、動的に作成および/または修正できる論理的なエンドツーエンドネットワークとして理解されてよい。エンドデバイス間のネットワーク(単数または複数)が一方のエンドデバイスから他方のエンドデバイスへすべてがスライスされてもよく、スライスは、結果として、ネットワーク(単数または複数)内に論理的なパイプラインを形成する。ユーザ端末は、無線インターフェースを通じてスライスにアクセスしてよい。パイプライン/スライスは、個別のサービスタイプに役立ってよい。これまでに、3つの異なるネットワークスライス/サービスタイプ:eMBB(5Gによって強化されたモバイルブロードバンドの取り扱いに適したスライス)、URLLC(超高信頼性低レイテンシ通信の取り扱いに適したスライス)およびMIoT(大規模インターネットオブシングスの取り扱いに適したスライス)が標準化された。Communications Service Provider(CSP:通信サービスプロバイダ)は、必要であれば、追加のネットワークスライス/サービスタイプを定義することが可能である。所与のユーザ端末は、同じAccess Network(アクセスネットワーク)を通じて(例えば、同じ無線インターフェースを通じて)複数のスライスへアクセスしてよい。
従って、ネットワークスライシングは、通信サービスプロバイダが共通のネットワークインフラストラクチャを通じて専用の仮想ネットワークを提供することを可能にする。多様な要件およびサービスレベル合意(SLA:service level agreements)をもつサービスをホストするために、異なる仮想または論理ネットワークが、異なるネットワーキング特性、例えば、異なるサービス品質(QoS:qualities of service)を提供するように設計されてよい。例えば、仮想ネットワークが様々なアプリケーション、サービス、デバイス、カスタマおよび/またはオペレータの特定のニーズを満たすようにカスタマイズされてよい。
典型的に、通信ネットワークの通信サービスは、カスタマに提示される専用項目(例えば、ネットワークスライスブループリント)でService Catalogue(サービスカタログ)に記載される。このアプローチでは、カスタマの要件に最もよく合うブループリントが選ばれてよい。
しかしながら、ネットワークのリソース要件(全キャパシティのうちの持分)は、典型的に、サービス要求ごとに算出される必要がある。現在のシステムでは、Mobile Network Operator(MNO:モバイルネットワークオペレータ)またはService Provider(SP:サービスプロバイダ)が、ネットワークのケイパビリティおよび全キャパシティについての彼の知識に基づいて、彼のネットワークにおいて提供できる通信サービスを計画し、作成する。
先に記載されたアプローチを用いると、カスタマは、Service Catalogueの項目から、すなわち、専用のサービスクラスをサポートする予め定義されたスライス(ブループリント)のみを選ぶことができる。
カスタマが彼自身によって定義される(ブループリントに基づかない)サービスを必要とするケースでは、カスタマは、ある一定のパラメータおよびそれらの属性によって記述された一組のサービス特性を含む専用のService Level Specification(SLS:サービスレベル仕様)を付したサービスについての記述を含む、パーソナライズされたサービスへのサービス要求を作成してよい。現在、(例えば、Service Catalogue項目を修正することによって)適切なスライスが存在しうるか、またはそれを作成できるか、ならびにスライス性能および特性が要求されるSLSをどの程度満足できるかをMNOまたSPが直ちに決定することは一筋縄では行かない。
典型的に、SLSは、SLAの副部分であり、すなわち、あるサービスの技術仕様のみを含むが、よりビジネス関連の仕様(例えば、総合的なサービス優先順位、達成可能なサービス品質またはSLS要件の観点からのフレキシビリティ、主要業績評価指標(KPI:key performance indicators)の優先順位付けまたは重み付け、サービス低下またはアウテージに対する罰金の可能性など)を含まないことにここでは気付くであろう。
従って、MNOまたはSPは、要求されるサービスをネットワークでホストできるか、すなわち、このサービスのSLSをサポートし、かつService Level Agreement、SLAによる要求品質を提供するスライスを作成することができるかどうかを決定しなければならない。これは、むしろ複雑で時間のかかるタスクでありうる。
本発明のある実施形態は、カスタマから受信されたサービス要求に従ってネットワークスライスの構成を決定し、記述して、提供するためのソリューションを記載する。サービス要求は、性能パラメータおよび属性についてネットワークスライスの特性へマッピングされることが必要なサービス要件を備えてよい。
図3のフローチャートは、ある実施形態を示す。フローチャートは、サービス要求を処理するように構成されたネットワーク装置またはエンティティの動作の例を示す。ネットワーク装置またはエンティティは、1つ以上のネットワーク要素を備えてよい。従って、動作は、物理的に隔たり、異なるロケーションに位置しうる1つ以上のネットワーク要素によって行われてよい。
ステップ300において、装置は、あるサービスのサービス要件を備えるサービス要求を受信するように構成される。ある実施形態において、サービス要求は、複数のサービスに関連する。
ステップ302において、装置は、要求に基づいて、要求されるサービスのサービスレベル仕様、SLSを決定するように構成され、その仕様は、サービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含む。
ある実施形態において、性能パラメータは、例えば、エンドツーエンドレイテンシ、スループット、パケット損失を含んでよい。SLSは、サービス(単数または複数)のスケールの識別情報、例えば、端末の数または地理的地域をさらに備えてよい。サービス(単数または複数)をサポートする無線、トランスポート、およびコアネットワークにおけるネットワーク機能が識別されてよい。ある実施形態において、決定されたサービスレベル仕様は、性能パラメータの属性を備える。
ステップ304において、装置は、正規化されたサービスレベル仕様を得るために、ネットワークの所与の正規化モデルに従って性能パラメータをスケーリングすることによって、決定されたサービスレベル仕様を正規化するように構成される。
ある実施形態においては、装置は、正規化されたサービスレベル仕様を決定するときに、サービスレベル仕様の性能パラメータを所与の正規化モデルで利用可能なパラメータへマッピングするように構成される。
ステップ306において、装置は、ネットワーク機能および所与の正規化モデルに基づいて、要求されるサービスをサポートするネットワークスライスについて、構成と、ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティとを決定するように構成される。
ある実施形態においては、要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの1つ以上の代わりの構成および正規化された性能ケイパビリティが決定される。
ステップ308において、装置は、正規化されたサービスレベル仕様を正規化された性能ケイパビリティと比較するように構成される。
ある実施形態においては、1つ以上の代わりの構成の正規化されたサービスレベル仕様が正規化された性能ケイパビリティと比較される。
ステップ310において、装置は、比較に基づいて、要求されるサービスをネットワークスライスによって実現できるかどうか決定し、そうであれば、そのスライスを作成するように構成される。
ある実施形態において、装置は、ネットワーク機能の性能ケイパビリティを決定するときに、ネットワークトポロジおよびネットワークリソース上の情報を利用するように構成される。
ある実施形態においては、カスタマから要求されるサービスに対してネットワークスライスの構成を決定し、記述して提供するためのシステムおよび方法が提供される。これは、サービス要求にネットワークが役立ち、それによってサービスのサービスレベル合意、SLAを満たすことができるかどうかを決定することを含む。決定は、サービス要件のネットワークケイパビリティとの比較に基づいてよい。ある実施形態において、サービス要件およびネットワークケイパビリティの両方が正規化された記述に基づいてよい。種々の機能もしくはエンティティおよびそれらの相互作用を伴うシステムの概観例が図4に示される。
システムは、SLS認識ユニット400を備える。認識ユニット400は、サービス要求402(または複数のサービスに対する要求)をカスタマから受信するように構成される。ある実施形態においては、サービス要求を任意の形態で(例えば、定義された言語で、フリーテキストで)配信できる。認識ユニット400は、サービス要求を認識して、それを、例えば、機械可読記述へパースするように構成される。
ある実施形態において、認識ユニット400は、関連する性能パラメータ(例えば、エンドツーエンド、E2E(end−to−end)、レイテンシ、パケット損失、スループット)および性能パラメータについての属性(または目標値/範囲)を識別するように構成される。ある実施形態では、一般に、属性を1つの値、2つ以上の値、例えば、<最小値、最大値>、<ベスト、平均、ワーストケース>に、または量の確率分布のいずれかに設定することができる。属性の解釈は、例えば、「遅延がXより遅くてはならない」と定義されてよい。
認識ユニット400は、サービス要求のサービスを実施するためのネットワーク機能を識別するようにさらに構成されてよい。識別は、例えば、ベストプラクティス情報および/または学習に基づいて行われてよい。
出力として、認識ユニット400は、Service Level Specification(SLS)を生成するように構成されてよい。SLSは、サービス(単数または複数)、サービスをサポートするための性能パラメータ、関連する性能パラメータおよび(E2E経路上の)Network Function(ネットワーク機能)についての属性の機械可読記述を備える。SLSは、サービス(単数または複数)のスケール、例えば、端末の数または地理的地域の識別情報をさらに備えてよい。
システムは、ネットワークの現在のトポロジおよびリソースについての情報を備えるネットワークトポロジおよびリソースデータベース404をさらに備える。
システムは、正規化モデルデータベース406をさらに備える。ある実施形態において、正規化モデルデータベースは、ネットワークにおける性能パラメータならびに対応する属性範囲の、正規化表現での、完全なネットワーク内で有効な、記述を提供してよい。正規化モデルデータベースは、ネットワークトポロジおよびリソースデータベースへ接続されて、それからデータを受信する。ある実施形態においては、正規化モデルデータベース406を自動的にまたは手動で作成することができる。
SLS性能特性および属性の正規化の例が図5に示される。その例では、E2E遅延は、正規化を必要としない。データ信頼性は、利用可能性およびパケット損失へマッピングされる。端末ごとのデータレートは、端末の数を考慮に入れてE2Eスループットへマッピングされる。
図4に戻ると、システムは、SLS変換ユニット408をさらに備える。ある実施形態において、SLS変換ユニット408は、入力として、Service Level Specification(SLS)を認識ユニット400から、およびデータを正規化モデルデータベース406から受信する。変換ユニット408は、性能パラメータについて正規化された属性を備える正規化されたSLSを生成するように構成されてよい。
ある実施形態において、SLS変換ユニット408は、SLS認識ユニット400によって提供されたSLSを正規化モデルデータベースによる性能パラメータおよび属性の正規化表現に従って正規化されたSLSへ正規化する。これは、例えば、SLSとともに提供されるパラメータの正規化モデルから利用可能なパラメータへのマッピング、ならびに属性、例として、バンド幅、データレートおよびスループットの再算出を含んでよい。
図6は、一例を示す。正規化されたSLS608には、正規化モデルに従って正規化されたサービス利用可能性600、サービス遅延602、パケット損失604およびサービススループット606などのパラメータが含まれる。
いくつかのケースでは、SLS認識ユニット400によって提供される情報が不完全なこともある。例えば、属性(例えば、専用の主要業績評価指標、KPI)が欠落しているかもしれない。ある実施形態においては、SLS変換ユニット408が、正規化の間に、例えば、過去または学習データに基づいてSLSを完成させてよい。
図4に戻ると、システムは、性能算出ユニット410をさらに備える。ある実施形態において、性能算出ユニット410は、入力として、認識ユニット400から、サービス要求のサービスを実施するためのネットワーク機能を、正規化モデルを正規化モデルデータベース406から、スケーリング情報(例えば、端末の数、地理的地域)、ならびにネットワークトポロジおよびリソースについての情報をネットワークトポロジおよびリソースデータベース404から受信する。
ある実施形態において、性能算出ユニット410は、ネットワーク機能および所与の正規化モデルに基づいて、サービス要求をサポートするためのネットワークスライスについて、構成と、ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティとを決定するように構成される。
ある実施形態において、性能算出ユニット410は、サービス(単数または複数)を実施するためのネットワーク機能から、E2Eスライスブループリントを選択して、スライスインスタンスのための構成を作成する。ネットワークトポロジおよびリソースデータベースからの情報を利用して、性能算出ユニットは、ネットワーク機能および対応するリソースの利用可能性および性能に関する現状を決定してよい。現状情報は、データベース406からの正規化モデルを用いて正規化されてよい。さらに、選択されたE2Eスライスインスタンスについて、正規化され、集約された性能ケイパビリティ記述が計算されてよい。
従って、ある実施形態において、性能算出ユニット410は、出力として、E2Eスライスインスタンス構成、E2Eスライスインスタンスの正規化された性能ケイパビリティ記述(スライスを作るためのネットワーク機能の集約された性能ケイパビリティ)を提供する。正規化された記述の構成パラメータおよび属性は、SLS認識ユニット400によって導出されたSLSの属性と合致する。
ある実施形態において、性能算出ユニットは、異なる構成をもつ複数の代わりのE2Eスライスを提案してもよい。
図7は、性能算出ユニットによって行われるネットワーク(E2Eスライス)ケイパビリティ構成(composition)の例を示す。示される例では、2つのスライスインスタンス700、702が算出される。スライスインスタンス700について、決定されたネットワーク機能704の利用可能性が決定される。同様の仕方で、ネットワーク機能遅延706およびトランスポートリンク遅延708が算出される。ネットワーク機能信頼性およびネットワーク機能スループットならびに他のパラメータ(簡略にするために図7には示されない)について同様の算出が行われる。スライスインスタンス702について対応する算出がなされる
図4に戻ると、システムは、比較ユニット412をさらに備える。ある実施形態において、比較ユニット412は、入力として、正規化されたSLSを変換ユニット408から、ならびに実現可能なE2EスライスにおけるE2Eスライス構成およびネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティ記述を性能算出ユニット410から受信する。性能算出ユニットが1つより多い代わりのスライスを提供したケースでは、これらについてのデータも受信される。
ある実施形態において、比較ユニット412は、正規化されたサービスレベル仕様を正規化された性能ケイパビリティと比較する。
ある実施形態において、比較ユニット412は、正規化されたSLSに記述された要件と正規化されたE2Eスライスケイパビリティとの間の比較を行うように構成される。比較結果は、要件とケイパビリティとの間の差(該当する場合)についての性能パラメータごとの値であってよい。性能算出ユニットが1つより多い代わりのスライスを提供したケースでは、結果が代わりのE2Eスライスごとに提供される。
ある実施形態において、比較ユニット412は、出力として、すべての関連する性能および構成パラメータについて、ならびに随意的に、すべての代わりのE2Eスライス構成について比較結果を提供する。
図8は、正規化されたサービスレベル仕様に対して2つの異なるE2EスライスAおよびBについて比較ユニットによってなされた比較結果の例を示す。比較は、遅延、利用可能性、パケット損失およびスループットの値を提供する。スライスAは、利用可能性を除くすべての値の要件を満たす。一方スライスBは、利用可能性およびパケット損失の要件を満たす。
図4に戻ると、システムは、決定ユニット416をさらに備える。ある実施形態において、決定ユニット416は、入力として、比較結果を比較ユニット412から受信する。決定ユニット416は、入力として、データをSLAユーティリティ機能414から受信してもよい。データは、例えば、カスタマ優先順位値を含んでよい。ある実施形態において、データは、就中、総合的なサービス優先順位、達成可能なサービス品質またはSLS要件の観点からのフレキシビリティ、KPIの優先順位付けまたは重み付け、サービス低下またはアウテージに対する罰金の可能性を含む。
決定ユニット416は、比較結果をSLAユーティリティからのデータを踏まえて解釈するように構成されてよい。E2Eスライスのケイパビリティによってすべての要件を満たすことができるケースでは、スライスに関する実現可能性の決定が肯定的である。E2Eスライスのケイパビリティによってすべての要件を満たすことはできないケースでは、他のスライス要求またはアクティブなスライスについて、性能パラメータおよび属性範囲の優先順位について、SLAユーティリティデータがチェックされてもよい。新たに要求されたスライスにおいて、またはアクティブなスライスにおいて、受け入れ可能な削減を伴って性能要件を満たすことができる場合には、配備の決定が肯定的であり、そうでなければ否定的である。
複数の代わりのE2Eスライスが入力として提供される場合には、1つより多い選択肢について比較が行われ、最良のE2Eスライスが選ばれて、この最良スライスについて実現可能性の決定がなされてよい。
図8の例では、端末ごとのデータレートが最も高く、次に遅延、および最後に信頼性の順にSLAユーティリティ機能データが優先付けされた。これに基づいて、スライスAが最良のデータレート(スループット)およびスライスBと比較してより短い遅延を提供するため、決定ユニットは、スライスAの方がより良好であると決定してよい。
否定的な決定がなされた場合には、サービス要求を送信したカスタマに通知される(418)。
肯定的な決定がなされた場合には、タスクがスライスライフサイクル管理ユニット420およびネットワーク構成管理422へフォワーディングされる。
図9は、ある実施形態を示す。同図は、本発明の実施形態を適用する装置またはネットワーク要素の簡略化された例を示す。いくつかの実施形態において、装置は、ネットワーク要素またはネットワーク要素の一部であってよい。いくつかの実施形態において、装置は、互いに接続されたいくつかのネットワークエンティティを備えてよい。
理解されるべきは、本明細書ではいくつかの実施形態を示す例として装置が描かれることである。装置は、他の機能および/または構造も備えてよく、すべての記載された機能および構造が必要とされるわけではないことが当業者には明らかである。装置は、1つのエンティティとして描かれたが、1つ以上の物理的または論理的エンティティに種々のモジュールおよびメモリが実装されてもよい。
例示の装置900は、装置の動作の少なくとも一部を制御するように構成された制御回路素子902を含む。
装置は、データを格納するためのメモリ904を備えてよい。さらにまた、メモリは、制御回路素子902によって実行可能なソフトウェア906を格納してよい。メモリは、制御回路素子に集積化されてよい。
装置は、無線アクセスネットワークの他のデバイスおよびネットワーク要素へ装置を接続するように構成された1つ以上のインターフェース回路素子908をさらに備える。インターフェースは、ワイヤードまたはワイヤレス接続を提供してよい。
ある実施形態において、ソフトウェア906は、上記の要素の少なくともいくつかを装置の制御回路素子902に実現させるようになっているプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを含んでよい。
上記ならびに添付図に記載されるステップおよび関連する機能は、絶対的な時系列にあるわけではなく、ステップのいくつかが同時に、または所与のものと異なる順で行われてもよい。他の機能をステップ間またはステップ内で行うこともできる。ステップのいくつかを省き、または対応するステップで置き換えることもできる。
上記のステップを行うことが可能な装置またはコントローラは、ワーキングメモリ(ランダムアクセスメモリ(RAM:random access memory))、中央処理装置(CPU:central processing unit)、およびシステムクロックを備えてよい電子デジタルコンピュータ、処理システムまたは回路素子として実装されてよい。CPUは、一組のレジスタ、算術論理演算ユニット、およびコントローラを備えてよい。処理システム、コントローラまたは回路素子は、RAMからCPUへ転送されたプログラム命令のシーケンスによって制御される。コントローラは、基本的な動作のためのいくつかのマイクロ命令を含んでよい。マイクロ命令の実装は、CPUの設計に依存して変化してよい。プログラム命令は、C、Javaなどの、高水準プログラミング言語、または機械語、もしくはアセンブラのような、低水準プログラミング言語であってよいプログラミング言語によってコードされてよい。電子デジタルコンピュータは、プログラム命令を用いて書かれたコンピュータプログラムへシステムサービスを提供してよい、オペレーティングシステムを有してもよい。
本出願では、「回路素子(circuitry)」という用語は、以下のすべてを指す:(a)ハードウェアのみの回路実装、例えば、アナログおよび/またはデジタル回路素子のみでの実装)、(b)回路とソフトウェア(および/またはファームウェア)との組み合わせ、例えば(適用できる場合)、(i)プロセッサ(単数または複数)の組み合わせ、もしくは(ii)様々な機能を装置に行わせるために一緒に作動するデジタル信号プロセッサ(単数または複数)、ソフトウェア、およびメモリ(単数または複数)を含むプロセッサ(単数または複数)/ソフトウェアの部分、(c)ソフトウェアまたはファームウェアがたとえ物理的に存在しないとしても、動作のためにはソフトウェアまたはファームウェアを必要とする回路、例えば、マイクロプロセッサ(単数または複数)もしくはマイクロプロセッサ(単数または複数)の一部分。
「回路素子」の定義は、本出願におけるこの用語のすべての使用に当て嵌まる。さらなる例として、本出願では、「回路素子」という用語は、単にプロセッサ(もしくは複数のプロセッサ)またはプロセッサの一部分、およびその(それらの)付随するソフトウェアおよびファームウェアの実装もカバーするであろう。「回路素子」という用語は、例えば、個別の要素に該当する場合、モバイルフォンのためのベースバンド集積回路もしくはアプリケーションプロセッサ集積回路、またはサーバにおける同様の集積回路、セルラネットワークデバイス、あるいは別のネットワークデバイスもカバーするであろう。
ある実施形態は、分散媒体上に具現され、電子装置中にロードされたときに、装置が上記の実施形態を実行するよう制御するように構成されたプログラム命令を含むコンピュータプログラムを提供する。
コンピュータプログラムは、ソースコード形式、オブジェクトコード形式、または何らかの中間形式であってよく、プログラムを運ぶことが可能な任意のエンティティまたはデバイスであってよいある種のキャリアに格納されてよい。かかるキャリアは、例えば、記録媒体、コンピュータメモリ、リードオンリメモリ、およびソフトウェア配布パッケージを含む。必要な処理能力に依存して、コンピュータプログラムは、単一の電子デジタルコンピュータで実行されてもよく、またはいくつかのコンピュータの間で分散されてもよい。
装置は、特定用途向け集積回路(ASIC:application−specific integrated circuit)のような、1つ以上の集積回路として実装されてもよい。他のハードウェアの実施形態、例えば、別々の論理構成要素で作られた回路も実行可能である。これらの異なる実装のハイブリッドも実行可能である。実装の方法を選択するときに、当業者は、例えば、装置のサイズおよび電力消費量、必要な処理能力、生産コストおよび生産量について設定された要件を考慮するであろう。
ある実施形態は、
サービス要件を備えるサービス要求を受信するための手段、
サービス要求に基づいて、要求のサービスレベル仕様を決定するための手段であって、サービスレベル仕様は、要求されるサービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含む、決定するための手段、
正規化されたサービスレベル仕様を得るために、ネットワークの所与の正規化モデルに従って性能パラメータをスケーリングすることによって、決定されたサービスレベル仕様を正規化するための手段、
ネットワーク機能および所与の正規化モデルに基づいて、要求されるサービスをサポートするネットワークスライスについて、構成と、ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティとを決定するための手段、
正規化されたサービスレベル仕様を正規化された性能ケイパビリティと比較するための手段、ならびに、
比較に基づいて、要求されるサービスをネットワークスライスによって実現できるかどうかを決定し、そうであれば、そのスライスを作成するための手段、
を備える装置を提供する。
技術が進歩するにつれて、本発明の概念を様々な方法で実装できることが当業者には明らかであろう。本発明およびその実施形態は、上記の例には限定されないが、特許請求の範囲内で変化してよい。
この段落には、本願の出願当初の特許請求の範囲に特定された実施例を記載する。
[実施例1]
無線アクセスネットワークにおける装置であって、
少なくとも1つのプロセッサ、および
コンピュータプログラムコードを含む少なくとも1つのメモリ
を備え、
前記少なくとも1つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも1つのプロセッサとともに、少なくとも
あるサービスのサービス要件を備えるサービス要求を受信し、
前記サービス要求に基づいて、前記サービスのサービスレベル仕様を決定し、前記サービスレベル仕様は、前記要求されるサービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含み、
正規化されたサービスレベル仕様を得るために、前記ネットワークの所与の正規化モデルに従って前記性能パラメータをスケーリングすることによって、前記決定されたサービスレベル仕様を正規化し、
前記ネットワーク機能および前記所与の正規化モデルに基づいて、要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの構成について、構成と、前記ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティとを決定し、
前記正規化されたサービスレベル仕様を前記正規化された性能ケイパビリティと比較して、
前記比較に基づいて、前記要求されるサービスを前記ネットワークスライスによって実現できるかどうかを決定し、そうであれば、前記スライスを作成する
ことを前記装置に行わせるように構成される、
装置。
[実施例2]
前記決定されたサービスレベル仕様は、前記性能パラメータの属性を備える、実施例1に記載の装置。
[実施例3]
前記少なくとも1つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも1つのプロセッサとともに、
前記正規化されたサービスレベル仕様を決定するときに、前記サービスレベル仕様の前記性能パラメータを前記所与の正規化モデルにおいて利用可能なパラメータへマッピングする
ことを前記装置にさらに行わせるように構成される、実施例1に記載の装置。
[実施例4]
前記少なくとも1つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも1つのプロセッサとともに、
前記要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの1つ以上の代わりの構成および正規化された性能ケイパビリティを決定して、
前記1つ以上の代わりの構成の前記正規化されたサービスレベル仕様を前記正規化された性能ケイパビリティと比較する
ことを前記装置にさらに行わせるように構成される、実施例1に記載の装置。
[実施例5]
前記少なくとも1つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも1つのプロセッサとともに、
前記ネットワーク機能の性能ケイパビリティを決定するときに、ネットワークトポロジおよびネットワークリソースについての情報を利用する
ことを前記装置にさらに行わせるように構成される、実施例1に記載の装置。
[実施例6]
前記少なくとも1つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも1つのプロセッサとともに、
前記要求されるサービスを実現できるかどうかを決定するときに、前記サービス要求に関するサービスレベル合意データを考慮に入れる
ことを前記装置にさらに行わせるように構成される、実施例1に記載の装置。
[実施例7]
前記少なくとも1つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも1つのプロセッサとともに、
前記要求されるサービスをネットワークスライスによって実現できない場合には、サービスレベル合意データから、前記サービス要求における要件が、前記要求されるサービスをそれに伴って実現できるであろう、受け入れ可能な削減を含むかどうかを決定する
ことを前記装置にさらに行わせるように構成される、実施例1に記載の装置。
[実施例8]
前記サービス要求は、複数のサービスに関連する、実施例1に記載の装置。
[実施例9]
サービス要件を備えるサービス要求を受信することと、
前記サービス要求に基づいて、前記要求のサービスレベル仕様を決定することであって、前記サービスレベル仕様は、前記要求されるサービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含む、前記決定することと、
正規化されたサービスレベル仕様を得るために、前記ネットワークの所与の正規化モデルに従って前記性能パラメータをスケーリングすることによって、前記決定されたサービスレベル仕様を正規化することと、
前記ネットワーク機能および前記所与の正規化モデルに基づいて、前記要求されるサービスをサポートするネットワークスライスについて、構成と、前記ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティとを決定することと、
前記正規化されたサービスレベル仕様を前記正規化された性能ケイパビリティと比較することと、
前記比較に基づいて、前記要求されるサービスを前記ネットワークスライスによって実現できるかどうかを決定し、そうであれば、前記スライスを作成することと、
を含む、方法。
[実施例10]
前記決定されたサービスレベル仕様は、前記性能パラメータの属性を備える、実施例9に記載の方法。
[実施例11]
前記正規化されたサービスレベル仕様を決定するときに、前記サービスレベル仕様の前記性能パラメータを前記所与の正規化モデルにおいて利用可能なパラメータへマッピングすることをさらに含む、実施例9に記載の方法。
[実施例12]
前記要求されるサービスをサポートするネットワークスライスの1つ以上の代わりの構成および正規化された性能ケイパビリティを決定することと、
前記1つ以上の代わりの構成の前記正規化されたサービスレベル仕様を前記正規化された性 能ケイパビリティと比較することと、
をさらに含む、実施例9に記載の方法。
[実施例13]
前記ネットワーク機能の性能ケイパビリティを決定するときに、ネットワークトポロジおよびネットワークリソースについての情報を利用することをさらに含む、実施例9に記載の方法。
[実施例14]
前記要求されるサービスを実現できるかどうかを決定するときに、前記サービス要求に関するサービスレベル合意データを考慮に入れることをさらに含む、実施例9に記載の方法。
[実施例15]
前記要求されるサービスをネットワークスライスによって実現できない場合には、サービスレベル合意データから、前記サービス要求における要件が、前記要求されるサービスをそれを伴って実現できるであろう、受け入れ可能な削減を含むかどうかを決定することをさらに含む、実施例9に記載の方法。
[実施例16]
前記サービス要求は、複数のサービスに関連する、実施例9に記載の方法。
[実施例17]
コンピュータプログラムであって、少なくとも
あるサービスのサービス要件を備えるサービス要求を受信することと、
前記サービス要求に基づいて、前記要求されるサービスのサービスレベル仕様を決定することであって、前記サービスレベル仕様は、前記要求されるサービスをサポートするための性能パラメータおよびネットワーク機能を含む、前記決定することと、
正規化されたサービスレベル仕様を得るために、前記ネットワークの所与の正規化モデルに従って前記性能パラメータをスケーリングすることによって、前記決定されたサービスレベル仕様を正規化することと、
前記ネットワーク機能および前記所与の正規化モデルに基づいて、前記要求されるサービスをサポートするネットワークスライスについて、構成と、前記ネットワーク機能の正規化された性能ケイパビリティとを決定することと、
前記正規化されたサービスレベル仕様を前記正規化された性能ケイパビリティと比較することと、
前記比較に基づいて、前記要求されるサービスを前記ネットワークスライスによって実現できるかどうかを決定し、そうであれば、前記スライスを作成することと、
を装置に行わせるための命令を含む、コンピュータプログラム。