JP2022166003A - クラウド無線アクセスネットワークにおける負荷分散のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラウド無線アクセスネットワークにおける負荷分散のための方法および装置。【解決手段】Ｃ‐ＲＡＮ（Ｃｌｏｕｄ‐ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）における負荷分散の方法と装置を開示した。この方法は、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連する制御プレーン（ＣＰ）データを受信することと、第１ルートに基づいて第１のユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にＣＰデータをディスパッチすることとを含む。【選択図】図６Ａ

Description

本開示の実施形態は、一般に、無線通信、より具体的には、クラウド無線アクセスネットワーク（Ｃ－ＲＡＮ）におけるロード・バランスのための方法および装置に関する。

Ｃ‐ＲＡＮは、ベースバンド処理が集中化され、仮想ＢＢＵ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｂａｓｅ ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）またはユーザ装置（ＵＥ）仮想ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）プール内のサイト間で共有される新規なモバイルネットワークアーキテクチャである。これは、不均一なトラヒックに適応し、リソースをより効率的に利用することができる手段である。従来のアーキテクチャと比較してＣーＲＡＮにおいて必要とされるＵＥ ＶＮＦＣがより少ないという事実のために、ＣーＲＡＮはまた、電力およびエネルギー消費が従来のＲＡＮアーキテクチャと比較して低減されるので、ネットワーク動作のコストを低減する可能性を有する。新しいＵＥ ＶＮＦＣは容易に追加およびアップグレードすることができ、それによって、スケーラビリティを改善し、ネットワーク保守を容易にする。ＵＥ ＶＮＦＣプールは異なるネットワークオペレータによって共有されることができ、クラウドサービスとしてＲＡＮをレンタルすることを可能にする。

現在のＣ－ＲＡＮでは、ＵＥ関連制御プレーン（ＣＰ）およびユーザ・プレーン（ＵＰ）機能が、コア・ネットワーク、無線アクセスポイント、およびセル固有または中央制御プレーンロジックなどと密接に関係し、その結果、Ｃ－ＲＡＮ、ＵＥ ＶＮＦＣのスケールイン／アウト、ロールアップグレード／フォールバック、負荷分散、または高可用性のユーザマイグレーションの手続きはすべて、これらの「パートナー」（コア・ネットワーク、無線アクセスポイント、セル固有および中央制御プレーンアプリケーション）に影響を及ぼし、はるかに複雑になる可能性がある。したがって、Ｃ－ＲＡＮのための改良された解決策を提供することが望ましい。

この概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化された形で紹介するために提供される。この概要は、特許請求されるサブジェクト・マターの重要な特徴または本質的な特徴を識別することを意図するものではなく、特許請求されるサブジェクト・マターの範囲を限定するために使用されることを意図するものでもない。

本開示の第１の態様によれば、それは、クラウド無線アクセスネットワーク（Ｃ－ＲＡＮ）における負荷分散のための方法を提供する。この方法は、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連付けられた制御プレーン（ＣＰ）データを受信することと、第１ルートに基づいて第１のユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にＣＰデータをディスパッチすることとを含む。

本開示の第２の態様によれば、シェアリング車両を管理するための装置が提供される。この装置は、プロセッサと、プロセッサによって実行可能な命令を含むメモリとを備え、それによって、この装置は、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連する制御プレーン（ＣＰ）データを受信するように動作し、ＣＰデータを、第１ルートに基づいて第１のユーザ装置（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にディスパッチする。

本開示の第３の態様によれば、コンピュータ・プログラム製品が提供される。コンピュータ・プログラム製品は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのプロセッサに、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連する制御プレーン（ＣＰ）データを受信させ、第１ルートに基づいてＣＰデータを第１のユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にディスパッチさせる命令を含む。

本開示の第４の態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータ可読記憶媒体は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのプロセッサに、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連する制御プレーン（ＣＰ）データを受信させ、第１ルートに基づいて、第１のユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にＣＰデータをディスパッチさせる命令を含む。

本開示のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連して読まれるべき、その例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。

図１は、ロード・バランサを使用しない概略的なＬＴＥ システムを示している。 図２は、ロード・バランサを使用しない概略的なＬＴＥ システムの概略的なプロトコルスタックを示している。 図３は、本開示のいくつかの実施形態を実施することができる概略システムを示す。 図４は、本開示の一実施形態による概略ロード・バランサを示す。 図５は、本開示の実施形態による、ロード・バランサを有するＬＴＥシステムの概略的なプロトコルスタックを示す。 図６Ａは、本開示の実施形態による方法を示すフローチャートである。 図６Ｂは、本開示の別の実施形態による方法を示すフローチャートである。 図７は、本開示の別の実施形態による方法を示すフローチャートである。 図８は、本開示の別の実施形態による、ユーザマイグレーションのための方法を示すフローチャートである。 図９は、本開示の一実施形態によるユーザ移行のための方法を示すフローチャートである。 図１０は、本開示の別の実施形態による、高可用性を提供するための方法を示すフローチャートである。 図１１は、本開示の一実施形態による、高可用性を提供するためのプロセスを示すフローチャートである。 図１２は、本開示の一実施形態による装置を示すブロック図である。 図１３は、ロード・バランサのディスパッチング機能がＳＤＮ ｖＳｗｉｔｃｈによって実施される概略システムを示す。

説明の目的で、開示された実施形態の完全な理解を提供するために、以下の説明において詳細が述べられる。しかしながら、当業者には明らかなように、実施形態は、これらの特定の詳細なしに、または、同等の構成を用いて実施することができる。

本明細書で使用される「無線ネットワーク」または「無線ネットワーク」という用語は、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥーＡ）、ＬＴＥ、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）などの任意の適切な通信規格にしたがうネットワークを指す。さらに、ワイヤレスネットワーク内の端末デバイス／ユーザ機器（ＵＥ）とネットワークデバイスとの間の通信は、限定はしないが、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ（登録商標））、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、および／または他の適切な第１世代（１Ｇ）、第２世代（２Ｇ）、２．５Ｇ、２．７５Ｇ、第３世代（３Ｇ）、第４世代（４Ｇ）、４．５Ｇ、将来の第５世代（５Ｇ）通信プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１１規格などのワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）規格、および／または、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、および／または、ＺｉｇＢｅｅ規格などの任意の他の適切なワイヤレス通信規格、ならびに／あるいは、現在知られているまたは将来開発される任意の他のプロトコルを含む、任意の適切である世代の通信プロトコルにしたがって実行することができる。

「ネットワーク装置」という用語は、無線ネットワーク内の装置を指し、それを介して端末デバイスがネットワークにアクセスし、そこからサービスを受信する。ネットワークデバイスは、基地局（ＢＳ）、アクセスポイント（ＡＰ）、または、無線ネットワーク内の任意の他の適切なデバイスを指す。ＢＳは例えば、ノードＢ（ＮｏｄｅＢまたはＮＢ）、進化したノードＢ（ｅＮｏｄｅＢまたはｅＮＢ）、または、ｇＮＢ、遠隔ラジオユニット（ＲＲＵ）、ラジオヘッダー（ＲＨ）、遠隔ラジオヘッド（ＲＲＨ）、遠隔アクセスポイント（ＲＡＰ）、リレー、フェムトのような低出力ノード、ピコなどであり得る。ネットワークデバイスのさらなる例は、ＭＳＲ ＢＳなどのマルチスタンダード無線（ＭＳＲ）無線機器、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）または基地局コントローラ（ＢＳＣ）などのネットワークコントローラ、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、送信ポイント、送信ノードを含むことができる。しかしながら、より一般的には、ネットワーク装置が、無線ネットワークへの端末デバイスアクセスを作動可能にし、および／または提供し、あるいは無線ネットワークにアクセスした端末デバイスに何らかのサービスを提供するために、作動可能、構成、配置、および／または動作作動可能な任意の適切な装置（または装置のグループ）を表すことができる。

「端末デバイス」という用語は、無線ネットワークにアクセスし、そこからサービスを受信することができる任意の端末デバイスを指す。限定するものではではなく、例として、端末デバイスは、モバイル端末、ユーザ機器（ＵＥ）、または他の適切なデバイスを指す。ＵＥは、例えば、加入者局（ＳＳ）、ポータブル加入者局（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）（ＭＳ）、または、アクセス端末（Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）（ＡＴ）であり得る。端末デバイスは、ポータブルコンピュータ、デジタルカメラなどの画像キャプチャ端末デバイス、ゲーム端末デバイス、音楽記憶および再生機器、携帯電話、セルラフォン、スマートフォン、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）電話、ワイヤレスローカルループ電話、タブレット、ウェアラブルデバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ポータブルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、デジタルカメラなどの画像キャプチャ端末デバイス、ゲーム端末デバイス、音楽記憶および再生機器、ウェアラブル端末デバイス、車両搭載ワイヤレス端末デバイス、ワイヤレスエンドポイント、モバイル局、ラップトップ埋め込み機器（ＬＥＥ）、ラップトップ搭載機器（ＬＭＥ）、ＵＳＢドングル、スマートデバイス、ワイヤレス顧客宅内機器（ＣＰＥ）などを含むことができるが、これらに限定されない。以下の説明では、「端末デバイス」、「端末」、「ユーザ機器」、および「ＵＥ」という用語は、互換的に使用することができる。一例として、端末デバイスは、３ＧＰＰのＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、および／または５Ｇ規格など、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）によって公表された１つまたは複数の通信規格に従って通信するように構成されたＵＥを表すことができる。本明細書で使用されるように、「ユーザ機器」または「ＵＥ」は、必ずしも、関連する装置を所有し、かつ／または動作する人間のユーザの意味で「ユーザ」を有するとは限らない。いくつかの実施形態では、端末デバイスが、直接的な人間のインタラクションなしに情報を送信および／または受信するように構成され得る。例えば、端末デバイスは、内部または外部の事象によってトリガされたとき、または無線ネットワークからの要求に応答して、所定のスケジュールで、ネットワークに情報を送信するように設計することができる。代わりに、ＵＥは、人間のユーザへの販売または人間のユーザによる操作が意図されているが、最初は特定の人間のユーザに関連付けられていないデバイスを表すことができる。

本明細書で使用されるように、ダウンリンク、ＤＬ送信は、ネットワークデバイスから端末デバイスへの送信を指し、アップリンク、ＵＬ送信は、反対方向の送信を指す。

本明細書における「１つの実施形態」、「一実施形態」、「例示的な実施形態」などへの言及は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含むことができることを示すが、すべての実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含むことは必ずしも必要ではない。さらに、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を参照しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が実施形態に関連して記載されている場合、明示的に記載されているか否かにかかわらず、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、または特性に影響を及ぼすことは、当業者の知識の範囲内であることが提示される。

「第１の」および「第２の」などの用語は様々な要素を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるべきである。これらの用語は、１つの要素を別の要素から区別するためにのみ使用される。例えば、第１の要素が、第２の要素と呼ばれることができ、同様に、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第２の要素は第１の要素と呼ばれることができる。本明細書で使用されるように、「および／または」という用語は、関連する列挙された用語の１つまたは複数のありとあらゆる組み合わせを含む。

本明細書で使用される用語は特定の実施形態を説明することのみを目的としており、例示的な実施形態を限定することを意図していない。本明細書で使用されるように、単数形「１つの（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。用語「備える」、「備えている」、「有する」、「有している」、「含む」および／または「含んでいる」は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、要素、および／または構成要素などの存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、要素、構成要素、および／またはそれらの組合せの存在または追加を排除しないことがさらに理解される。

以下の説明および特許請求の範囲では、別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。

図１は、ロード・バランサを使用しない概略的なＬＴＥ システムを示している。このシステムではＲＡＮがＣ－ＲＡＮとしてインプリメントされている。概略図ＬＴＥシステムでは、フロントホールにおいて、ＵＥ ＶＮＦＣ１１２、１１４、１１６、１１８およびＲＡＰ１０２、１０４、１０６、１０８は、メッシュ接続される。ユーザが、Ｃ－ＲＡＮ１００において、ＲＡＰ１０２などのＲＡＰを介してＬＴＥ無線ネットワークにアクセスされるとき、このユーザはＵＥ ＶＮＦＣ １１２などのＵＥ ＶＮＦＣにおいてセットアップされることができ、ＲＡＰ１０２は、ｕプレーンまたはｃプレーントラフィックのために、このＵＥ ＶＮＦＣ １１２と直接通信する。同様に、バックホールでは、ユーザのためのページングがコア・ネットワーク１３０から来ると、ユーザをセットアップするためにＵＥ ＶＮＦＣを選択することができ、次いで、このＵＥ ＶＮＦＣは、コア・ネットワーク１３０とのＧＴＰ（ＧＰＲＳトンネリングプロトコル）トンネルを直接セットアップする。

図２ は、ロード・バランサを使用しない概略的なＬＴＥ システムの概略的なプロトコルスタックを示している。図２に示すように、コア・ネットワークおよびＲＡＰからのトラフィックは、ＵＥ ＣＰ／ＵＰ ＶＮＦＣに直接送信される。Ｃ－ＲＡＮでは、ＵＥ関連ＣＰまたはＵＰ機能がコア・ネットワーク、ＲＡＰ、およびセル固有または中央制御プレーン論理などと密接に関係する。これらの「パートナー」の各々とＵＥ ＶＮＦＣとの間には公開されたインターフェースが存在する。Ｃ－ＲＡＮ内でのユーザマイグレーション、ＵＥ ＶＮＦＣのスケールイン／アウト、ロールアップグレード／フォールバック、負荷分散、または高可用性の手続きはすべて、これらの手続きをサポートするために、これらの「パートナー」（コア・ネットワーク、無線アクセスポイント、セル固有および中央制御プレーンアプリケーション）に影響を及ぼし、ＵＥ ＶＮＦＣに対する変更を必要とするが、これらのパートナーにおける変更も必要とし、それはずっと複雑である。

本開示は、Ｃ－ＲＡＮにおける負荷分散のためのソリューションを提案する。本発明は、上述の欠点または他の欠点のうちの少なくとも１つを克服することができる。実施形態は主にＬＴＥシステムのコンテキストで説明されるが、これらはこれに限定されず、任意の適切なワイヤレスシステムに適用され得ることに留意する。ここで、本開示のいくつかの例示的な実施形態を、図面を参照して以下に説明する。

図３は、本開示のいくつかの実施形態を実施することができる概略システム３００を示す。図３に示されるように、システム３００は、Ｃ－ＲＡＮ ３１０を構成する。Ｃ－ＲＡＮ３１０は、端末デバイス爪たはＵＥと比較してネットワーク側の機能要素を参照することができる。例えば、Ｃ－ＲＡＮ３１０は、システム３００内のＵＥのような端末デバイス痛対応することができるかもしれない。Ｃ－ＲＡＮ ３１０は、コア・ネットワーク３０６またはリモート・アクセス・ポイント３０２、３０４、３０６、３０８からユーザに関連付けられたユーザ・プレーン（ＵＰ）データまたは制御プレーン（ＣＰ）データを受信し、１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷に基づいて作成され得るルートに基づいてＵＥ ＶＮＦＣ ３１２にＵＰデータまたはＣＰデータをディスパッチすることができるロード・バランサ３０２および３０４を備えることができる。１つのＵＥ ＶＮＦＣ ３１２のみが図３に示されているが、２つ以上のＵＥ ＶＮＦＣがあってもよいことに留意する。ロード・バランサ３０２および３０４は２つの別個の装置として描かれているが、単一の装置であり得る。ロード・バランサは、Ｃ－ＲＡＮのエッジに配置することができる。ロード・バランサは、１つ以上のＶＮＦＣとして、またはＣ－ＲＡＮ３１０のミドルウェアとして存在することができる。ロード・バランサは、コア・ネットワークおよびリモート・アンテナ・アクセス・ユニットへのインターフェースを提供する。ロード・バランサはＣ－ＲＡＮから外部へのｃプレーンおよびｕプレーントラフィックを受信し、トラフィックをＶＮＦＣにディスパッチする。さらに、ロード・バランサまたはその構成要素は、コア・ネットワークまたはＲＡＰ内に配置することができる。例えば、ロード・バランサのディスパッチング機能は、以下に詳細に説明するｖＳｗｉｔｃｈのようなソフトウェア定義のネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によって実現することができる。ｖＳｗｉｔｃｈは、コア・ネットワークまたはＲＡＰ内に配置することができる。

図４は、本開示の一実施形態による概略ロード・バランサを示す。図４に示されているように、ロード・バランサ４００はロード・バランサ・マネジャー（ＬＢ－ｍａｇｒ）４０２から構成されており、これらは任意の適切な管理機能を提供できる。例えば、ＬＢ－ｍｇｒ ４０２はカウンタまたは障害などのために外部に管理プレーンインターフェースを提供し、ロード・バランサ４００の他のコンポーネントの健全性を監視し、不健全なコンポーネントをリセットし、ＶＮＦＣの負荷情報を監視するためにデータベース（ＤＢ）４１０から顧客メトリックを読み取り、プロモーション・リストを作成し、またはそのようなプロモーション・リストが既に存在する場合にそれを更新する責任を負うことができる。

ロード・バランサ４００はさらに、制御プレーンに関連する任意の適切な機能を提供することができるロード・バランサ制御プレーン（ＬＢ－ｃ）４０２を備える。例えば、ＬＢ－ｃ４０６はアプリケーション・ビジネス・ロジックのメッセージング通信ポイントとして機能することができ、プロモーション・リストに基づいて、使用するＶＮＦＣを選択し、セッションを保持し、トラフィック・ディスパッチのためのルートを作成し、ユーザ・コンテキストをＤＢ５０８に保存する。例えば、プロモーション・リストは、昇順または降順でリストされるＶＮＦＣ負荷のリストであり得る。さらに、１つのＬＢ－ｃ ４０２のみが図４に示されているが、１つ以上のＬＢ－ｃ ４０２が存在することができる。例えば、ＬＢ－ｃ ４０２はトラフィックのスループット装填に応じて水平スケーリングを有することができる。

ロード・バランサ４００は、ユーザ・プレーンに関連する任意の適切な機能を提供することができるロード・バランサ・ユーザ・プレーン（ＬＢ－ｕ）４０４をさらに備える。例えば、ＬＢ－ｕ４０４は、ＬＢーｃ４０６によって作成されたルートに基づいて、ＲＡＰまたはコア・ネットワークからのｕプレーントラフィックを正しいＶＮＦＣにディスパッチし、どのユーザがパケットを所有するかを識別するために深いパケット検査を実行することができる。さらに、ＳＤＮ ｖＳｗｉｔｃｈによってＬＢ－ｕ４０４を実装できる。さらに、１つのＬＢ－ｕ４０４のみが図４に示されているが、１つ以上のＬＢ－ｕ４０４が存在することができる。例えば、ＬＢ－ｕ４０４はトラフィックのスループット装填に応じて水平スケーリングを有することができる。

ロード・バランサ４００は、ユーザの静的および動的コンテキスト情報、また、トラフィック・ディスパッチのルート情報、ならびに、ＵＥ ＶＮＦＣおよびＬＢ－ｕ４０４の負荷情報などの負荷の顧客メトリックを格納するために使用され得る時系列ＤＢ４１０を格納するために使用され得るセッションＤＢ４０８をさらに備える。セッションＤＢ ４０８と時系列ＤＢ４１０は別個のＤＢであってもよいし、一緒に統合することもできる。また、セッションＤＢ４０８、時系列ＤＢ４１０は、Ｉｎｆｌｕｘ ＤＢ、Ｒｅｄｉｓ ＤＢ等の任意の適切なＤＢ技術を用いて実現することができる。

図３を見ると、Ｃ－ＲＡＮ３１０は、さらに１つ以上のＵＥ－ＶＮＦＣ３１２、３１４、３１６、３１８から構成されていることができる。ＵＥ－ＶＮＦＣ３１２、３１４、３１６、３１８は、ＵＥ ＣＰおよび／またはＵＥ ＵＰに関連する任意の適切な機能を提供することができる。例えば、ＵＥーＶＮＦＣ３１２は、ＵＥ ＣＰおよびＵＥ ＵＰの両方に関連する機能性を提供することができ、ＵＥ－ＶＮＦＣ３１４は、ＵＥ ＣＰまたはＵＥ ＵＰに関連する機能性などを提供することができる。ＵＥ－ＶＮＦＣ３１２、３１４、３１６、３１８は仮想マシンによって実装され、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、およびそれらの変形を含むがこれらに限定されない、任意の種類のオペレーティングシステムで実行され得る。

さらに、Ｃ－ＲＡＮ３１０は、少なくとも１つのＲＡＰに対応するセルＶＮＦＣ３２０を構成することができる。図３には１つのセルＶＮＦＣ３２０のみが示されているが、各々が異なるＲＡＰにサービスする複数のセルＶＮＦＣ３２０があり得ることに留意する。

Ｃ－ＲＡＮ３１０はさらに、Ｃ－ＲＡＮ３１０の制御プレーンに関連する機能性を提供し得る集中制御プレーン（ＣＣＰ）ＶＮＦＣ３２２と、Ｃ－ＲＡＮ３１０のＯＡＭに関連する機能性を提供し得る操作および保守（ＯＡＭ）ＶＮＦＣ３２４とを含むことができる。さらに、Ｃ－ＲＡＮ３１０は、他の適当なコンポーネントを更に構成することができる。

システム３００は、１つまたは複数のＲＡＰ３０２、３０４、３０６、３０８をさらに備える。セルラ無線システムは、セルサイトまたは基地トランシーバ局として知られている、それぞれがＲＡＰによってサービスされる無線セルのネットワークを備えることができることは周知である。無線ネットワークは、複数のより多くのトランシーバ（ほとんどの場合、モバイル）に無線通信サービスを提供する。協調して動作するＲＡＰのネットワークは、単一のＲＡＰによって提供される無線カバレージよりも大きい無線サービスを可能にする。個々のＲＡＰは、光伝送装置またはマイクロ波装置のような伝送装置３４０を介してＣ－ＲＡＮに接続することができる。

システム３００は電気通信ネットワークのコア部分であり、ＲＡＰによって相互接続された顧客に多数のサービスを提供するコア・ネットワーク３０６をさらに備える。例えば、ＬＴＥにおいて、コア・ネットワーク３０６は、ホーム・サブスクライバー・サーバー（ＨＳＳ）コンポーネント、パッケット・データ・ネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）、サービス・ゲートウェイ（Ｓ－ＧＷ）、モビリティ・管理・エンティティ（ＭＭＥ）、政策制御および充電ルール機能（ＰＣＲＦ）等から構成されることができる。

図５は、本開示の実施形態による、ロード・バランサを有するＬＴＥシステムの概略的なプロトコルスタックを示す。図５に示されているように、コア・ネットワークとＲＡＰからのトラフィックはまずロード・バランサ５０２、５０４、５０６に送られ、それはルートに基づいてＵＥ ＶＮＦＣにトラフィックをディスパッチすることができ、そのルートは、Ｃ－ＲＡＮの１つ以上のＵＥ－ＶＮＦＣのロードに基づいて作成することができる。ロード・バランサ５０２、５０４、５０６で、ロード・バランサがユーザの外部接続性を隠し、移動中にＲＡＰまたはコア・ネットワークと絡まらないので、ＵＥ ＶＮＦＣ間のユーザ移動が、ロード・バランサの内部論理となる。さらに、隠蔽およびユーザ移行のおかげで、ロード・バランサはＵＥ ＶＮＦＣのオンデマンドスケーリングをシームレスにすることができ、ＵＥ ＶＮＦＣのスケールアウトまたはスケールインは、ロード・バランサの内部でスコープされ、外部ＲＡＰまたはコア・ネットワークなどへの影響はない。さらに、ロード・バランサは、ＵＥ ＶＮＦＣの高可用性（Ｎ＋Ｍ）も同様に容易にすることができる。さらに、ロード・バランサはビジネスサービスダウンタイムなしに、ＵＥ ＶＮＦＣのローリングアップグレード／フォールバックを行う命令を定義することができる。ロード・バランサは、インクリメンタルソフトウェア配信の概念をさらにサポートすることができる。ロード・バランサを用いて、ＵＥサービスは、オンデマンドスケーリング、それぞれ異なるＶＮＦＣにマッピングする、例えば、トラフィック負荷、シグナリング負荷、およびアクティブユーザ数をトリガするために、異なる次元を得る。ロード・バランサは、コンパクトなリソース要件とＣ－ＲＡＮ の使用に利益をもたらすことができる。

図６Ａおよび図６Ｂは、図３－図５に示されるような、ロード・バランサなどの装置で実行され得る、本開示の実施形態による方法を示すフローチャートである。そのように、この装置は、方法６００Ａおよび６００Ｂの種々の部分を達成するためのユニット、ならびに他の構成要素と関連して他のプロセスを達成するためのユニットを提供することができる。

図６Ａに示すように、方法６００Ａはブロック６０２Ａで開始することができ、ここで、ロード・バランサは、コア・ネットワークまたはＲＡＰからユーザに関連するＣＰデータを受信する。図６Ｂに示すように、方法６００Ｂはブロック６０２Ｂで開始することができ、ここで、ロード・バランサは、コア・ネットワークまたはＲＡＰからユーザに関連するＵＰデータを受信する。例えば、ユーザ・プレーン側ではアプリケーションがＴＣＰ、ＵＤＰおよびＩＰのようなプロトコルによって処理されるデータパケットを作成することができ、一方、制御プレーンではシグナリングメッセージがコア・ネットワーク、Ｃ－ＲＡＮおよびＵＥの間で交換される。その情報は、伝送のために物理層に渡される前に、パケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）プロトコルおよび媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルによって処理することができる。ｅＮｏｄｅＢとＵＥの間のユーザ・プレーンプロトコルスタックは、ＰＤＣＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣのサブレイヤから構成することができる。ユーザ・プレーンでは、コア・ネットワーク内のパック（ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）など）が特定のＥＰＣプロトコルに封入され、Ｐ－ＧＷとｅＮｏｄｅＢの間のトンネルとなっている。インターフェースに応じて、異なるトンネリングプロトコルが使用される。例えば、ＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）は、ｅＮｏｄｅＢとＳ－ＧＷの間のＳ１インターフェース、およびＳ－ＧＷとＰ－ＧＷの間のＳ５／Ｓ８インターフェースで使用される。制御プレーンは、無線固有の機能を取り扱う。例えば、ＭＭＥなどのコア・ネットワークは、モビリティのための制御プレーン機能を提供することができる。ＵＰ とＣＰ の機能は、ワイヤレスネットワークによって異なる方法で提供される場合があることに留意する。ブロック６０２Ａおよびブロック６０２Ｂに示すように、ロード・バランサはユーザに関連するＣＰデータのみ、ＵＰデータのみ、またはＣＰデータとＵＰデータの両方を受信することができる。

ブロック６０４Ａにおいて、ロード・バランサは、第１ルートに基づいて第１のＵＥ ＶＮＦＣにＣＰデータをディスパッチする。ブロック６０４Ｂにおいて、ロード・バランサは、第２ルートに基づいて、ＵＰデータを第２のＵＥ－ＶＮＦＣにディスパッチする。ロード・バランサは、ネットワーク管理者などが定義したルートポリシーに基づいてルートを生成する場合がある。ルートポリシーには、アクセスリスト、ユーザ優先度、ＱｏＳ（サービス品質）、データサイズ、データタイプ、ＵＥ ＶＮＦＣ装填、またはその他の基準に基づいてポリシーを選択的に適用する機構が含まれる場合がある。たとえば、データ型がＣＰ データの場合、ＣＰ データのルートはＵＥ ＣＰ ＶＮＦＣになる。同様に、データ型がＵＰ データの場合、ＵＰ データのルートはＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣになる。別の例として、ユーザがより高い優先度を有する場合、ユーザとの間のデータのためのルートは、より高い可用性を有するＵＥ ＶＮＦＣへのルートであってもよい。第１のＵＥ－ＶＮＦＣは、第２のＵＥ－ＶＮＦＣと同じか、または異なる場合がある。例えば、第１のＵＥ ＶＮＦＣがＣＰデータのみを処理し、第２のＵＥーＶＮＦＣがＵＰデータのみを処理する場合、第１のＵＥーＶＮＦＣは、第２のＵＥ－ＶＮＦＣとは異なる場合がある。別の例では、ＵＥ－ＶＮＦＣがＣＰデータとＵＰデータの両方を処理できる場合、第１のＵＥ－ＶＮＦＣと第２のＵＥ－ＶＮＦＣが同じＵＥ－ＶＮＦＣになることがある。

一実施形態では、ルートが１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷に基づいて作成される。例えば、受信されたＵＰデータまたはＣＰデータのためのルートが存在しない場合、ロード・バランサは、受信されたＵＰデータまたはＣＰデータのための最低の現在の負荷を有するＵＥ ＶＮＦＣへのルートを生成することができる。

ＵＥ ＶＮＦＣのようなアプリケーション・ビジネス・ロジックに到達する前に、トラフィックは、追加のホップをもたらし得る負荷バランスを通過し得るので、追加の遅延が追加され得、新たな単一障害点が引き起こされ得る。実施形態では、ロード・バランサのディスパッチング機能は、ｖＳｗｉｔｃｈなどのソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によって実装することができる。図１３は、ロード・バランサのディスパッチング機能がＳＤＮ ｖＳｗｉｔｃｈによって実施される概略システムを示す。図１３に示されるように、ＬＢ－ｃ１３１０は、ｖＳｗｉｔｃｈ１３１８へのフローテーブルを構成するＳＤＮノースバウンドインターフェース（ＮＢＩ）を介してＳＤＮコントローラ１３１２にルーティングルールを伝え、次に、着信トラフィックについて、ｖＳｗｉｔｃｈ１３１８は、それらをディスパッチして、ＵＥ ＶＮＦＣを直接修正することができる。余分なホップがなく、余分な遅延がなくてもよい。さらに、トラフィックは、ｖＳｗｉｔｃｈ１３１８によってディスパッチされる前に復号化されたＩＰＳｅｃ（ＩＰセキュリティ）であり得る。複数のｖＳｗｉｔｃｈ１３１８があってもよく、その各々が少なくとも１つのＲＡＰにサービスを提供してもよいことに留意する。

図７は本開示の実施形態による方法７００を示すフローチャートであり、これは、図３～５に示されるようなロード・バランサなどの装置で実行され得る。そのように、装置は、方法７００の種々の部分を達成するためのユニット、ならびに他の構成要素と関連して他のプロセスを達成するためのユニットを提供することができる。

図７に示すように、ブロック７０２で、ロード・バランサは、１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷情報を収集する。例えば、ロード・バランサは、１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷情報を定期的に収集することができる。あるいは、１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣが定期的に、または、変更された負荷情報などの事前定義されたイベントに基づいて、または負荷情報の要求に応答して、負荷情報をロード・バランサに報告することができる。

ブロック７０４で、ロード・バランサは、ロード情報に基づいてプロモーション・リストを作成または更新する。プロモーション・リストは、昇順／降順でリストされるＶＮＦＣ負荷のリストであってもよい。

ブロック７０６において、ロード・バランサは、プロモーション・リストに基づいて負荷分散を実行する。たとえば、プロモーション・リストに基づいてルートを作成できる。たとえば、受信したＵＰ データまたはＣＰ データのルートがない場合、ロード・バランサはプロモーション・リストから負荷が最も低いＵＥ ＶＮＦＣを選択し、受信したＵＰデータまたはＣＰデータに対して選択したＵＥ ＶＮＦＣへのルートを生成できる。

実施形態では、ロード・バランサが静的コンテキスト情報およびＣＰコンテキスト情報を含むユーザのコンテキスト情報を保存することができる。ユーザの静的コンテキストは、ユーザ／ベアラのセットアップ中に作成または変更され、ユーザＩＤ、ＵＥ ＩＤ、サービスタイプなどを含むことができる。動的コンテキストは、パケット処理ごとに作成または更新され、ＰＤＣＰシーケンス番号、ＲＬＣ緩衝液を含むことができる。例えば、ユーザがＬＴＥネットワークにアクセスする間、ロード・バランサのＬＢ－ｃはこのユーザの静的コンテキストをセッションデータベースに格納し、ＵＥ ＶＮＦＣは、ユーザの動的コンテキストを同じセッションデータベースに更新することができる。通常、ユーザのＳＲＢ（シグナリング無線ベアラ）関連の動的コンテキストのみが保存され、ＤＲＢ（データ無線ベアラ）関連の動的コンテキストは、データベースの書き込みおよび読み出しの性能制限のために保存されないことがあり得る。

一実施形態では、ロード・バランサがディープパケットインスペクション（ＤＰＩ）を実行することができる。ＤＰＩ は、パケットがロード・バランサを通過するときにパケットのデータ部分を調べ、プロトコル非準拠、ウイルス、スパム、侵入、または定義された基準を検索して、パケットが通過する可能性があるかどうか、またはパケットを別の宛先にルーティングする必要があるかどうか、あるいは統計情報を収集する目的で判断できる。一実施形態では、ＤＰＩを使用して、どのユーザがパケットを所有するかを識別することができる。

図８は、図３－図５に示されるようなロード・バランサのような装置において実行され得る、本開示の実施形態によるユーザマイグレーションのための方法を示すフローチャートである。そのように、装置は、方法８００の種々の部分を達成するためのユニット、ならびに他の構成要素と関連して他のプロセスを達成するためのユニットを提供することができる。この実施形態では、ロード・バランサがソースＵＥ ＶＮＦＣからターゲットＵＥ ＶＮＦＣにユーザを移動させることができる。

図８に示すように、ブロック８０２で、ロード・バランサはターゲットＵＥ ＶＮＦＣがユーザのコンテキスト情報をフェッチするように、ユーザの移行要求をターゲットＵＥ ＶＮＦＣに送信する。移行要求は、ソースＵＥ ＶＮＦＣのアドレスなどの任意の適切な情報を含むことができる。ターゲットＵＥ ＶＮＦＣはロード・バランスのセッションデータベースからユーザの静的コンテキスト情報をフェッチし、ソースＵＥ ＶＮＦＣからユーザの動的コンテキスト情報をフェッチすることができる。または、ロード・バランサがターゲットＵＥ ＶＮＦＣへのユーザのコンテキスト情報転送をする場合がある。

ブロック８０４において、ロード・バランサは、ユーザに関連するＵＰデータおよび／またはＣＰデータの、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣへのルートを更新する。たとえば、ソースＵＥ ＶＮＦＣがユーザに関連付けられたＵＰデータのみを処理する場合、ロード・バランサはユーザに関連付けられたＵＰデータのルートをターゲットＵＥ ＶＮＦＣに更新する。ソースＵＥ ＶＮＦＣがユーザに関連付けられたＣＰデータのみを処理する場合、ロード・バランサはユーザに関連付けられたＣＰデータのルートをターゲットＵＥ ＶＮＦＣに更新する。ソースＵＥ ＶＮＦＣがユーザに関連付けられたＵＰデータとＣＰデータの両方を処理する場合、ロード・バランサはユーザに関連付けられたＵＰデータとＣＰデータのルートをターゲットＵＥ ＶＮＦＣに更新する。

ブロック８０６において、ロード・バランサは、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣからマイグレーション終了メッセージを受信する。たとえば、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣがユーザのコンテキスト情報を復元し、ユーザに関連付けられたＵＰデータおよび／またはＣＰデータの処理を続行する場合、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣは移行終了メッセージをロード・バランサに送信できる。

ブロック８０８において、ロード・バランサは、ユーザをソースＵＥ ＶＮＦＣから削除することができることをソースＵＥ ＶＮＦＣに通知する。

図９は、本開示の一実施形態によるユーザ移行のための方法を示すフローチャートである。

図９に示すように、ブロック９０２では、ＬＢ－ｃはロード・バランス、メンテナンス、アップグレード、節電消費などの様々な理由によりユーザ移行の意思決定を行う。

９０４において、ＬＢ－ｃはセッションＤＢからユーザのコンテキスト情報を読み取り、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣにユーザ移行要求を送信する。あるいは、移行されるべきユーザが複数存在する場合、ＬＢ－ｃはロード状況に基づいて新しいターゲットＵＥ ＮＦＣ間でユーザイデンティティを配布し、各ＵＥ ＶＮＦＣがセッションデータベースでアクセスするインデックスを通知することにより、ターゲットＵＥ ＮＦＣがＵＥコンテキスト情報を並行して復元できるようにすることができる。

９０６において、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣはセッションデータベースからユーザの静的コンテキストをフェッチし、ユーザをセットアップすることができる。

９０８で、ＬＢ－ｃは新しい着信トラフィックがターゲットＵＥ ＶＮＦＣに行くことができるように、トラフィック・ディスパッチ・ルートを更新する。

９１０で、ＬＢ－ｃは、ソースＵＥ ＶＮＦＣからターゲットＵＥ ＶＮＦＣへのＲＬＣ層データ／コンテキスト転送をトリガするためのメッセージをソースＵＥ ＶＮＦＣに送信する。

９１２において、ソースＵＥ ＶＮＦＣは、帯域内ＰＤＣＰ／ＲＬＣコンテキスト転送を実行することができる。次に、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣはユーザの動的コンテキストを復元し、ユーザ・プレーンデータの処理を続行することができる。

データ／コンテキスト転送が終了し、ダイナミックユーザ・コンテキスト情報がターゲットＵＥ ＶＮＦＣで正常に復元されると、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣは９１４でＬＢ－ｃにユーザ移行終了情報を送信できる。

９１６において、ＬＢ－ｃは、ユーザを削除することができるユーザ削除要求をソースＵＥ ＶＮＦＣに送信することができる。

ユーザマイグレーション手続きはロード・バランサの範囲内で行われ、外部ＲＡＰまたはコア・ネットワークに影響を及ぼさず、その観点から、通信アドレスは変更されず、依然としてロード・バランサのアドレスである。したがって、ユーザライブマイグレーションの影響は、ロード・バランサの範囲内で制限され、自己完結型である。

図１０は、図３－図５に示されるようなロード・バランサのような装置において実行され得る、本開示の実施形態による高可用性を提供するための方法を示すフローチャートである。そのように、装置は、方法１０００の種々の部分を達成するためのユニット、ならびに他の構成要素と関連して他のプロセスを達成するためのユニットを提供することができる。この実施形態では、ロード・バランサがＵＥ ＶＮＦＣがクラッシュした場合に高い可用性を保証することができる。

図１０に示すように、ブロック１００２において、ロード・バランサは、ＵＥ ＶＮＦＣがクラッシュしたことを検出する。ロード・バランサは、ＵＥ ＶＮＦＣが様々な方法でクラッシュしたことを検出することができる。例えば、ロード・バランサは、ＵＥ ＶＮＦＣのヘルスを定期的に監視することができる。ＵＥ ＶＮＦＣは所定の時間にハートビートメッセージをロード・バランサに送信することができ、ロード・バランサが所定の時間にＵＥ ＶＮＦＣからハートビートメッセージを受信できない場合、ロード・バランサは、ＵＥ ＶＮＦＣがクラッシュしたことを検出することができる。

ブロック１００４で、ロード・バランサは、クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣの影響を受ける少なくとも１人のユーザに対して、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣが少なくとも１人のユーザのコンテキスト情報をフェッチするように、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣへのユーザ復元要求を送信する。例えば、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣは、セッションＤＢから少なくとも１人のユーザのコンテキスト情報をフェッチすることができる。一実施形態では、クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣがＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣである場合、ロード・バランサは、それぞれのＵＥがそれぞれのＵＰコンテキスト情報を少なくとも１つの新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣと再同期させるように、少なくとも１つのユーザのそれぞれのＵＥにＲＲＣコマンドを送信することができる。

ブロック１００６で、ロード・バランサは、影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連するＵＰデータおよび／またはＣＰデータのルートを、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに更新する。たとえば、クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣが影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連付けられたＵＰ データのみを以前に処理した場合、ロード・バランサは影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連付けられたＵＰ データのルートを少なくとも１つの新しいＶＮＦＣ に更新する。クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣが影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連付けられたＣＰ データのみを以前に処理した場合、ロード・バランサは影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連付けられたＣＰ データのルートを少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに更新する。クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣが影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連付けられたＵＰ データとＣＰ データの両方を以前に処理した場合、ロード・バランサは影響を受ける少なくとも１人のユーザに関連付けられたＵＰ データとＣＰ データのルートを少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに更新する。

ブロック１００８において、ロード・バランサは、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣからユーザ復元終了メッセージを受信する。

図１１は、本開示の一実施形態による、高可用性を提供するためのプロセスを示すフローチャートである。

図１１に示したように、ブロック１１０２ではＬＢ－ｃはＵＥ ＵＰ ＶＭが暴落することを観察している。

１１０４において、ＬＢ－ｃはセッションＤＢから、クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣによって影響を受ける少なくとも１人のユーザのユーザ・コンテキスト情報を読み取り、影響を受ける少なくとも１人のユーザに対して、少なくとも１つの新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣへのユーザ復元要求を送信する。あるいは、複数のユーザが復元される場合、ＬＢ－ｃはロード状況に基づいて複数の新しいＵＥ ＵＰ ＮＦＣ間にユーザイデンティティを分散できるため、ＬＢ－ｃは各ＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣに対し、セッションデータベースでアクセスすべきインデックスを通知し、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣが複数のユーザ・コンテキスト情報を並行して復元できるようにする。ユーザＳＲＢベアの動的ユーザ・コンテキスト情報はセッションデータベースに格納することができ、さらに、ＳＲＢベアのＲＬＣ／ＰＤＣＰ処理はクラッシュしていない分離されたＵＥ ＣＰ ＶＮＦＣ上で処理され、その結果、ユーザのＳＲＢはＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣクラッシュ中に完全に回復されるか、または依然として生き残ることができる。

１１０６で、新しいＵＥ ＵＰ ＶＭは影響を受ける少なくとも１人のユーザのユーザ静的コンテキストをセッションデータベースからフェッチし、影響を受ける少なくとも１人のユーザをセットアップする。

ブロック１１０８で、ＬＢーｃは影響を受けた少なくとも１人のユーザのためのｕプレーントラフィックディスパッチルートを更新し、したがって、新しい着信トラフィックは、新しいＵＥ ＶＮＦＣに行くことができる。元のＵＥ ＶＮＦＣクラッシュの期間中にユーザのＤＲＢ ベアのデータ損失が発生する可能性があり、ＬＢ－ｃが新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣにユーザを復元した後、新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣのダイナミックコンテクスト（ＰＤＣＰ列数、ＲＬＣバッファなど）とＵＥのダイナミックコンテクストがミスマッチする可能性があるため、データ損失も発生する可能性がある。１１１０において、ＬＢ－ｃは、例えば、セル内ハンドオーバによって、ＰＤＣＰ／ＲＬＣ状態をＤＲＢのための新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣと再同期させるために、ＵＥに向けてＲＲＣコマンドを実行するようにＵＥ ＣＰ ＶＮＦＣに伝える。

１１１２において、新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣは新しいＰＤＣＰ／ＲＬＣコンテキストを学習し、ユーザ・プレーンデータを処理し続ける。次に、新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣは、ユーザの修理完了情報を１１１４ でＬＢ－ｃ に送信することができる。

本開示の実施形態によるｕプレーン高可用性手続きは携帯電話／ＵＥには見えるが、外部ＲＡＰまたはコア・ネットワークに影響を与えることなく、それらの観点から、通信アドレスは変更されず、依然としてロード・バランサのアドレスである。

図１２は、上記のようにＣ－ＲＡＮにおいてロード・バランスを取ることができる装置を示しており、この装置はロード・バランス装置によって実行されることができ、または、搭載されることができる。図１２に示すように、装置１２００は、処理装置１２０４と、メモリ１２０５と、プロセッサ１２０４と動作可能に通信するトランシーバ１２０１とを備える。トランシーバ１２０１は、少なくとも１つの送信機１２０２および少なくとも１つの受信機１２０３を備える。図１２には１つのプロセッサのみが示されているが、処理装置１２０４は１つ以上のプロセッサまたはマルチコア・プロセッサを備えることができる。さらに、処理デバイス１２０４は、処理動作を容易にするためにキャッシュを備えることもできる。

コンピュータ実行可能命令はメモリ１２０５にロードすることができ、処理デバイス１２０４によって実行されると、装置１２００に、Ｃ－ＲＡＮにおける負荷分散のための上述の方法を実装させる。特に、コンピュータ実行可能命令は、装置１２００に、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連する制御プレーン（ＣＰ）データを受信させ、ＣＰデータを第１ルートに基づいて第１のユーザ装置（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にディスパッチさせることができる。

実施形態においては、装置１２００がさらに、ユーザに関連するユーザ平面（ＵＰ）データをコア・ネットワークまたは遠隔アクセスポイントから受信し、第２ルートに基づき、第１ＵＥ－ＶＮＦＣが第２Ｕ－ＶＮＦＣと同一または異なる第２ＵＥ－ＶＮＦＣにＵＰデータを送るように構成される。

一実施形態では、装置１２００が１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷情報を収集し、負荷情報に基づいてプロモーション・リストを作成または更新し、プロモーション・リストに基づいて負荷分散を実行するようにさらに構成される。

一実施形態では、装置１２００が静的コンテキスト情報および動的コンテキスト情報を含むユーザのコンテキスト情報を保存するようにさらに構成される。

一実施形態では、装置１２００がディープパケット検査を実行するようにさらに構成される。

実施形態では、第１ルートに基づいてＣＰデータを第１のＵＥ－ＶＮＦＣにディスパッチングすることは、ソフトウェア定義のネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によってディスパッチングすることを含み、第１ルートに基づいて第１のＵＥ ＶＮＦＣにＣＰデータを送信し、第２ルートに基づいて第２のＵＥ－ＶＮＦＣにＵＰデータをディスパッチングすることは、ソフトウェア定義のネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によって、第２ルートに基づいて第２のＵＥ ＶＮＦＣにＵＰデータを送信することを含む。

一実施形態では、装置１２００は、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣがユーザのコンテキスト情報をフェッチし、ユーザに関連するＵＰデータおよび／またはＣＰデータのルートをターゲットＵＥ ＶＮＦＣに更新し、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣから移行終了メッセージを受信し、ユーザがソースＵＥ ＶＮＦＣから削除可能であることをソースＵＥ ＶＮＦＣに通知するように、ユーザの移行要求をターゲットＵＥ ＶＮＦＣに送信するようにさらに構成される。

一実施形態では、装置１２００はさらに、ＵＥ ＶＮＦＣがクラッシュしたことを検出し、クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣによって影響を受ける少なくとも１人のユーザに対して、少なくとも１人の新しいユーザのコンテキスト情報を取得するように、少なくとも１人の新しいＵＥ ＶＮＦＣにユーザ復元要求を送信し、少なくとも１人のユーザに関連付けられたＵＰデータおよび／またはＣＰデータのルートを少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに更新し、新しいＵＥ ＶＮＦＣからユーザ復元終了メッセージを受信するように構成され、ＵＥ ＶＮＦＣがＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣである場合、この方法は、少なくとも１人のユーザのそれぞれのＵＥに、少なくとも１人のユーザのそれぞれのＵＰコンテキスト情報を少なくとも１つの新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣと再同期させることをさらに含む。

一実施形態では、ルートが１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷に基づいて作成される。

本開示の一態様によれば、上述したようなＣ－ＲＡＮにおける負荷分散のための方法を実施することができる装置が提供され、この装置は、負荷バランサによって実施されてもよく、または負荷バランサに含まれてもよい。

一実施形態では、この装置は、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連付けられた制御プレーン（ＣＰ）データを受信するための受信ユニットと、第１ルートに基づいてＣＰデータを第１のユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にディスパッチするためのディスパッチングユニットとを備える。

実施形態においては、この装置は、ユーザに関連するユーザ平面（ＵＰ）データをコア・ネットワークまたは遠隔アクセスポイントから受信するための受信ユニットと、第２ＵＥ－ＶＮＦＣにＵＰデータを転送するためのディスパッチ・ユニットとをさらに備え、ここで、第１ＵＥ－ＶＮＦＣは、第２Ｕ－ＶＮＦＣと同一または異なるものである。

一実施形態では、この装置は、１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷情報を収集する収集ユニットと、負荷情報に基づいてプロモーション・リストを作成または更新する作成／更新ユニットと、プロモーション・リストに基づいて負荷分散を実行する実行ユニットとをさらに備える。

一実施形態では、装置は、静的コンテキスト情報および動的コンテキスト情報を含むユーザのコンテキスト情報を保存するための保存ユニットをさらに備える。

一実施形態では、装置がディープパケット検査を実行する実行ユニットをさらに備える。

一実施形態では、ディスパッチングユニットは、ソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によって実装される。

一実施形態では、この装置は、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣがユーザのコンテキスト情報をフェッチするように、ユーザの移行要求をターゲットＵＥ ＶＮＦＣに送信する送信ユニットと、ユーザに関連するＵＰデータおよび／またはＣＰデータのルートをターゲットＵＥ ＶＮＦＣに更新する更新部と、ターゲットＵＥ ＶＮＦＣから移行終了メッセージを受信する受信ユニットと、ユーザをＵＥ ＶＮＦＣから削除できることをＵＥ ＶＮＦＣに通知する通知ユニットとをさらに備える。

一実施形態では、この装置は、ＵＥ ＶＮＦＣがクラッシュしたことを検出するための検出ユニットと、クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣによって影響を受けた少なくとも１つのユーザに対して、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣが少なくとも１つのユーザのコンテキスト情報をフェッチするように、ユーザ復元要求を少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに送信するための送信ユニットと、少なくとも１つのユーザに関連付けられたＵＰデータおよび／またはＣＰデータのルートを少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに更新するための更新ユニットと、新しいＵＥ ＶＮＦＣからユーザ復元終了メッセージを受信するための受信ユニットと、をさらに備え、ＵＥ ＶＮＦＣがＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣである場合、少なくとも１つのユーザのそれぞれのＵＥは、少なくとも１つのユーザのそれぞれのＵＰコンテキスト情報を少なくとも１つの新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣと再同期させられる。

一実施形態では、ルートが１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷に基づいて作成される。

本開示の一態様によれば、コンピュータ実行可能プログラム命令が記憶された少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータ・プログラム製品が提供され、コンピュータ実行可能命令は、実行されると、装置を上述のように動作させるように構成される。

本開示の一態様によれば、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのプロセッサに上述の方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体が提供される。

本開示の実施形態は、以下の利点を有し得る。ロード・バランサ（ＬＢ）を用いると、ＵＥ ＶＮＦＣ間のユーザ移行はＬＢがユーザの外部接続性を受け取り隠すので、ＵＥサービスの内部論理となり、移行中にＲＡＰまたはコア・ネットワークと絡まらない。隠蔽およびユーザマイグレーションのおかげで、ＬＢはＵＥ ＶＮＦＣのオンデマンドスケーリングをシームレスにし、ＵＥ ＶＮＦＣのスケールアウトまたはスケールインは、ＬＢ内部でスコープされ、外部ＲＡＰまたはコア・ネットワークなどへの影響はない。ＬＢは、ＵＥ ＶＮＦＣの高い可用性（Ｎ＋Ｍ）も促進する。さらに、ＬＢはビジネスサービスダウンタイムなしに、ＵＥ ＶＮＦＣのローリングアップグレード／フォールバックを行う順序を定義することができる。さらに、インクリメンタルソフトウェア配信の概念をサポートする。ロード・バランサでは、ＵＥサービスは、オンデマンドスケーリング、例えば、トラフィック負荷、シグナリング負荷、およびアクティブユーザ番号などをトリガするために、それぞれが異なるＶＮＦＣにマッピングする、異なる次元を得る。それは、コンパクトな資ソース要求およびＶＮＦの使用に役立つ。

Ｃ－ＲＡＮの場合、ＬＢは新しいＶＮＦＣである可能性があり、ＶＭまたは容器に展開することができる。アプリケーション・ビジネス・ロジックと緩やかに結合された、共通サービスとしてのロード・バランサは、異なるＣ－ＲＡＮ製品に使用することができる。ＬＢは、ソフトウェア定義ディスパッチャまたはＳＤＮ ｖＳｗｉｔｃｈのいずれかを使用して、トラフィックをディスパッチすることができる。ＬＢは、オリジナルソフトウェアへの限定された変更で、ＵＥサービスオリエンタルＲＡＮソフトウェアを作成し、自己完結型、自己スケーリング、自己修復型、および自己構成型クラウドネイティブ特性などのオリジナルソフトウェアを入手することを容易にする。ＬＢは、サービスとしてＲＡＮを容易にする。

ロード・バランサのどのコンポーネントも、ハードウェアモジュールまたはソフトウェアモジュールとして実装できることに注意する。ソフトウェアモジュールの場合、それらは、有形のコンピュータ読み取り可能な記録可能な記憶媒体上に具体化することができる。ソフトウェアモジュールのすべて（またはその任意のサブセット）は例えば、同じ媒体上にあってもよく、またはそれぞれ異なる媒体上にあってもよい。ソフトウェアモジュールは例えば、ハードウェアプロセッサ上で実行することができる。この方法ステップは次に、ハードウェアプロセッサ上で実行される、上述のように、別個のソフトウェアモジュールを使用して実行することができる。

「コンピュータ・プログラム」、「ソフトウェア」および「コンピュータ・プログラム・コード」という用語は、機能を実行する任意のシーケンスまたは人間またはマシンが認識可能なステップを含むことを意味する。このようなプログラムは、例えば、Ｃ／Ｃ＋＋、Ｆｏｒｔｒａｎ、ＣＯＢＯＬ、ＰＡＳＣＡＬ、アセンブリ言語、マークアップ言語（例えば、ＨＴＭＬ、ＳＧＭＬ、ＸＭＬ）などを含む実質的に任意のプログラミング言語または環境、ならびに、ＣＯＲＢＡ（コモン・オブジェクト・リクエスト・ブローカー・アーキテクチャー）、Ｊａｖａ（登録商標）（Ｊ２ＭＥ、Ｊａｖａビーンズなどを含む）、ＢＲＥＷ（バイナリ・ランタイム環境）などのオブジェクト指向環境でレンダリングすることができる。

「メモリ」および「記憶デバイス」という用語は、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、または、半導体システム、装置、または、デバイス、あるいは、前述のもの任意の適切な組合せを含むことを意味するが、これらに限定されるものではない。メモリまたは記憶装置のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、１つ以上のワイヤを有する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ、ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ、光記憶装置、磁気記憶装置、または前述の任意の適切な組み合わせを含む。

いずれの場合も、本明細書に示される構成要素は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣＳ）、機能回路、関連するメモリを有する適切にプログラムされた汎用デジタルコンピュータなど、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せの様々な形態で実装され得ることを理解されたい。本明細書で提供される開示の教示が与えられると、当業者は、開示のコンポーネントの他の実装を企図することができる。

様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示してきたものであり、網羅的であることも、開示された実施形態に限定されることも意図していない。記載された実施形態の範囲および主旨から逸脱することなく、多くの修正および変形が当業者には明らかである。

［略語］
本開示では、以下の略語の少なくともいくつかを使用することができる。略語間に不一致がある場合、それが上記でどのように使用されるかが優先されるべきである。
ＲＡＴ：無線アクセス技術
ＲＡＮ：無線アクセスネットワーク
ＲＡＰ：リモート・アクセス・ポイント
ＬＢ：ロード・バランサ
ＰａａＳ：サービスとしてのプラットフォーム
ＣａａＳ：サービスとしてのコンテナ
ＩａａＳ：サービスとしてのインフラ
ＶＮＦ：仮想化ネットワーク機能
ＶＮＦＣ：仮想化ネットワーク機能コンポーネント
ＳＤＮ：ソフトウェア定義ネットワーク
ＡＭ：アクノレッジ・モード
ＵＭ：非アクノレッジ・モード
ＴＢＤ：要決定
ＰＳ：パケット・スケジューラ
Ｄ－ＰＤＵ：データＰＤＵ
ＺＭＱ：ゼロ・メッセージ・キュー
ＣＣＰ：集中制御プレーン
ＶＮＦＣＤＬ：ダウンリンク
ＵＥ：ユーザ機器
ＵＬ：アップリンク
ＰＨＹ：物理的
ＰＤＵ：プロトコルデータユニット
ＳＤＵ：サービスデータユニット
ＳＲＢ：シグナリング無線ベアラ
ＤＲＢ：データ無線ベアラ
Ｃｔｒｌ：制御
ＮＡＳ：非アクセス層

Claims (13)

1. クラウド－ラジオアクセスネットワーク（Ｃ－ＲＡＮ）におけるロード・バランスの方法であって、該方法は、
   コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連付けられた制御プレーン（ＣＰ）データを受信するステップと、
   第１ルートに基づいて、前記ＣＰデータを第１ユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にディスパッチするステップと、
   を含む、方法。
2. 前記コア・ネットワークまたは前記リモート・アクセス・ポイントから前記ユーザに関連付けられたユーザ・プレーン（ＵＰ）データを受信するステップと、
   第２ルートに基づいて、前記ＵＰデータを第２ＵＥ－ＶＮＦＣにディスパッチするステップと、
   を、さらに含み、
   前記第１ＵＥ－ＶＮＦＣは前記第２ＵＥ－ＶＮＦＣと同じ、または、異なる、
   請求項１に記載の方法。
3. １つ以上のＵＥーＶＮＦＣの負荷情報を収集するステップと、
   前記負荷情報に基づいてプロモーション・リストを作成または更新するステップと、
   前記プロモーション・リストに基づいて負荷分散を実行するステップと、
   をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 静的コンテキスト情報および動的コンテキスト情報を含むユーザのコンテキスト情報を保存するステップをさらに含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 精密パケット検査を実行するスッテプを、さらにを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 第１ルートに基づいてＣＰデータを第１のＵＥ－ＶＮＦＣにディスパッチするステップは、ソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によって、前記第１ルートに基づいて前記第１のＵＥ ＶＮＦＣに前記ＣＰデータをディスパッチするステップを含み、
   第２ルートに基づいて第２ＵＥ－ＶＮＦＣに前記ＵＰデータをディスパッチするステップは、前記第２ルートに基づいて、前記ＵＰデータを前記第２ＵＥ－ＶＮＦＣに、前記ソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）トラフィック転送要素によって、ディスパッチするステップを含む、
   請求項２に記載の方法。
7. ターゲットＵＥ ＶＮＦＣが前記ユーザのコンテキスト情報をフェッチするように、前記ターゲットＵＥ ＶＮＦＣに前記ユーザのためのマイグレーション要求を送信するステップと、
   前記ターゲットＵＥ ＶＮＦＣへの前記ユーザに関連する前記ＵＰデータおよび／またはＣＰデータの前記ルートを更新するステップと、
   前記ターゲットＵＥ ＶＮＦＣからマイグレーション終了メッセージを受信するステップと、
   ソースＵＥ ＶＮＦＣへ、該ソースＵＥ ＶＮＦＣから前記ユーザを削除できることを通知するステップと、
   をさらに含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. ＵＥ ＶＮＦＣがクラッシュしたことを検出するステップと、
   前記クラッシュしたＵＥ ＶＮＦＣの影響を受ける少なくとも１人のユーザに対して、前記少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣが前記少なくとも１人のユーザのコンテキスト情報をフェッチするように、少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣへのユーザ復元要求を送信するステップと、
   前記少なくとも１人のユーザに関連する前記ＵＰデータおよび／またはＣＰデータの前記ルートを前記少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣに更新するステップと、
   前記少なくとも１つの新しいＵＥ ＶＮＦＣからユーザ復元終了メッセージを受信するステップと、
   をさらに含み、
   前記ＵＥ ＶＮＦＣがＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣである場合、前記方法は、前記少なくとも１人のユーザのそれぞれのＵＥに、前記少なくとも１人のユーザのそれぞれのＵＰコンテキスト情報を前記少なくとも１つの新しいＵＥ ＵＰ ＶＮＦＣと再同期させるステップをさらに備える、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記ルートは、１つまたは複数のＵＥ－ＶＮＦＣの負荷に基づいて作成される、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. プロセッサと、メモリとを備える、クラウド－ラジオアクセスネットワーク（Ｃ－ＲＡＮ）におけるロード・バランスのための装置であって、該メモリは、該プロセッサによって実行可能な命令を含み、該装置は、コア・ネットワークまたはリモート・アクセス・ポイントからユーザに関連付けられた制御プレーン（ＣＰ）データを受信し、第１ルートに基づいてＣＰデータを最初のユーザ機器（ＵＥ）仮想化ネットワーク機能コンポーネント（ＶＮＦＣ）にディスパッチするように動作する、装置。
11. 前記装置は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法を実行するように動作する、請求項１０に記載の装置。
12. 少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのプロセッサに、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータ・プログラム製品。
13. 少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのプロセッサに、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体。

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