JP6503452B2 - クラウドベースのアクセスネットワーク - Google Patents

Description

本発明の例示的かつ非限定的実施形態は、一般的に無線通信システムに関する。本発明の実施形態は、特に、通信ネットワークにおける装置、方法、及びコンピュータプログラム製品に関する。

背景技術の以下の説明は、本発明以前の関連技術には知られていないが本発明によって提供される開示と共に、見識、発見、理解又は開示、又は関連性を含む場合がある。本発明のそのような寄与の一部は、以下に具体的に指摘される場合があり、一方、本発明の他のそのような寄与は、それらのコンテキストから明らかであろう。

通信ネットワークは、常に開発中である。例えば、異なる無線通信ネットワークによってサポートされるデータ転送速度は、常に増加している。高速データ転送速度は、例えば、ＨＳＰＡ（高速パケットアクセス）を利用している第３世代ネットワークと、第４世代ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）又はＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）とによって提供されている。

現在及び将来のネットワークのエアインタフェースは、以前の世代の無線技術と比較すると遥かに高速なデータ転送速度をサポートすることができ、エアインタフェースをサポートする様々なネットワーク要素で実行される処理に対して遙かに大きいストレスを実質的にかけている。データ転送速度の増加は、スマートフォンの使用をより一般的にし、より多いデータトラフィック容量をネットワークに追加している。

無線データ消費の需要が増加し続ける時に、電気通信会社及び事業者は、ユーザの期待を満たし、かつユーザ体験を更に高める革新的な方法を模索している。この傾向の本質的な態様の１つは、低電力基地局又はマイクロ、ピコ、及びフェムトアクセスポイントのようなアクセスポイントを追加することによる無線アクセスネットワークの緻密化である。これらの低電力基地局は、ネットワークの他の部分との接続を必要とする。これは、有意な投資を必要とする。

低電力基地局の１つの可能な実施は、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ）を利用することである。リモート無線ヘッドは、従来型基地局の要素の一部分を含む。典型的には、リモート無線ヘッドは、例えば、無線周波数機器、アナログ−デジタル／デジタル−アナログコンバータ、及びアップ／ダウンコンバータを含む。残りの基地局機能は、他の場所に位置することができる。

クラウドベースの解決法は、個々の基地局の設置面積を小さくするのを容易にすることができる。それはまた、ＲＲＨを本質的に購入するのがより廉価で設置及び維持することがより容易であると考えられるプラグアンドプレイデバイスにする程度までＲＲＨの複雑度を抑制すると考えられる。クラウド自体は、定義により、ノードを動的に追加及び削除する機能を有して拡張可能かつ柔軟である。従って、クラウドベースのネットワークのコンピュータ要素も、比較的容易に拡張かつ縮小することができると考えられる。しかし、従来型クラウドは、多数の並列処理タスクを扱うように設計されている。ＭａｐＲｅｄｕｃｅアーキテクチャが典型的に利用されて、相互接続コンピュータデバイスのクラスター上に分散されたアルゴリズムを用いて大量のデータセットを処理する機能を提供する。

しかし、通信システムの要件は異なっており、クラウドベースの通信システムを設計することは、簡単なタスクではない。

以下、本発明の一部の態様の基本的な理解を与えるために、本発明の簡略化した要約を示している。この要約は、本発明の広範な概要ではない。本発明の主要／重要な要素を識別し、又は本発明の範囲を示すことを目的とするものでもない。この要約の唯一の目的は、後述するより詳細な説明の前置きとして本発明のいくつかの概念を簡略化した形に示すことである。

本発明の態様により、少なくとも１つのプロセッサとコンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを含むクラウドベースのアクセスネットワークを設計するための装置を提供し、少なくとも１つのメモリ及びコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて装置をして少なくとも、アクセスネットワークを異なる処理機能を有する２又は３以上の階層に分割させ、ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置及びこれらのリモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質に関する情報を入力として受信させ、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいてリモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な処理機能を有する階層の物理的位置を決定させるように構成される。

本発明の態様により、アクセスネットワークを異なる処理機能を有する２又は３以上の階層に分割する段階と、このネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置及びこれらのリモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質に関する情報を入力として受信する段階と、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいてリモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な処理機能を有する階層の物理的位置を決定する段階とを含むクラウドベースのアクセスネットワークを設計する方法を提供する。

本発明の態様により、クラウドベースのアクセスネットワークを設計するための電子装置内にロードされた時に装置を実行するように制御して、アクセスネットワークを異なる処理機能を有する２又は３以上の階層に分割し、ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置及びこれらのリモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質に関する情報を入力として受信し、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいてリモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な処理機能を有する階層の物理的位置を決定するように構成されたプログラム命令を含む分散媒体上に具現化されたコンピュータプログラムを提供する。

以下で添付図面を参照して本発明の実施形態を単に例示的に説明する。

通信環境の例を示す図である。 通信システムの可能なクラウド実施の例を示す図である。 本発明の一部の実施形態を示す流れ図である。 本発明の一部の実施形態を採用した装置の例を示す図である。 階層の構造の例を示す図である。 階層及び階層間のインタフェースの例を示す図である。

以下の実施形態は、単に例である。本明細書では、いくつかの箇所で「実施形態」、「一実施形態」、又は「一部の実施形態」について言及する場合があるが、これらの実施形態は、必ずしも個々のそのような言及が同じ実施形態に対するものであるか又は特徴が単一実施形態だけに適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の単一特徴を組み合わせて他の実施形態を提供することができる。更に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、説明する実施形態を言及したこれらの特徴のみから構成されるように限定するものではないと理解しなければならず、また、そのような実施形態は、具体的に言及していない特徴、構造、ユニット、モジュールなども含むことができる。

特に無線通信では、使用されるプロトコル、並びに通信システム、サーバ、及びユーザ端末の仕様が急速に開発されている。そのような開発は、実施形態に対する追加の変更を必要とする場合がある。従って、全ての用語及び表現は、広範に解釈しなければならず、これらの用語及び表現は、実施形態を限定するものではなく、それを例示するように意図している。

通信システムでは、使用される多くの異なる無線プロトコルが存在する。異なる通信システムのいくつかの例としては、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ又はＥ−ＵＴＲＡＮ）、ロングタームエボリューション（Ｅ−ＵＴＲＡとしても公知であるＬＴＥ（Ｒ））、ロングタームエボリューションアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ（Ｒ））、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格に基づく無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、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）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）、及びウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）技術が挙げられる。ＩＥＥＥは、米国電気電子学会を指す。ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａは、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって開発されている。

本発明の実施形態は、必要な機能をサポートする通信システム又は異なる通信システムのあらゆる組合せに適用可能である。

図１は、ロングタームエボリューションアドバンスト（ＬＴＥアドバンスト、すなわち、ＬＴＥ−Ａ）システムに基づくアクセスアーキテクチャの例を示している。ＬＴＥ−Ａシステムは、本発明の実施形態を適用することができるシステムの１つである。

図１は、一部の要素及び機能エンティティのみを示す通信環境の概略図を示しており、これらの要素及び機能エンティティの全ては、示されているものと実施が異なる場合がある論理ユニットである。図１に示されている接続は、論理接続であり、実際の物理的接続は、異なる場合がある。当業者には、本発明のシステムは、他の機能及び構造も備えることが明らかである。通信において又は通信するのに使用される機能、構造、要素、及びプロトコルは、本発明とは無関係であることを認めなければならない。従って、これらの機能、構造、要素、及びプロトコルは、本明細書ではより詳細に説明する必要がない。

図１は、通信システムの発展型パケットコアＥＰＣ１０６に接続したｅＮｏｄｅＢ１００及び１０２を示している。ｅＮｏｄｅＢは、Ｘ２インタフェース上で互いに接続することができる。ｅＮｏｄｅＢは、通信システムの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の一部を形成する。

無線システムの基地局とも呼ばれることがあるｅＮｏｄｅＢ１００及び１０２は、無線ベアラ制御、無線アドミッション制御、接続移動度制御、動的リソース割り当て（スケジューリング）という無線リソース管理のための機能をホストすることができる。システムに応じて、ＥＰＣ側での相手先は、サービス提供ゲートウェイ（ユーザデータパケットを経路指定及び転送するＳ−ＧＷ）、パケットデータネットワークゲートウェイ（ユーザデバイス（ＵＥ）の外部パケットデータネットワークへの接続性を提供するためのＰ−ＧＷ）、及び／又はモバイル管理エンティティ（ＭＭＥ）などとすることができる。ＭＭＥ（図示せず）は、移動度における全体的なユーザ端末制御、並びにユーザ端末がネットワークに接続することができるｅＮｏｄｅＢの支援を受けたセッション／呼出し及び状態管理を担う。

通信システムは、公衆交換電話網又はインターネット１０８のような他のネットワークと通信することができる。ｅＮｏｄｅＢ又はｅＮｏｄｅＢの機能は、あらゆるノード、ホスト、サーバ、又はアクセスポイントなどを使用して、又はそのような使用に適するエンティティを使用して実施することができることを認めなければならない。

ユーザ端末ＵＴ１１０及び１１２（ユーザデバイス、ユーザ機器、端末デバイスなどとも呼ばれる）は、エアインタフェース上のリソースを割り当てる及び指定することができる装置のうちの１つのタイプを示しており、従って、ユーザデバイスを用いた本明細書に記載のあらゆる機能は、リレーノードのような対応する装置を用いて実施することができる。そのようなリレーノードの例は、基地局向けのレイヤ３リレー（セルフバックホーリングリレー）である。

ユーザ端末は、典型的に、携帯式コンピュータデバイスと呼ばれており、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）を用いて又はそれを用いないで作動する無線モバイル通信デバイスを含み、限定するものではないが、デバイスの以下のタイプ、すなわち、モバイルステーション（携帯電話機）、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線モデムを使用したデバイス（警報又は測定デバイスなど）、ラップトップ及び／又はタッチスクリーンコンピュータ、タブレット、ゲーム機、ノートブック、及びマルチメディアデバイスを含む。

ユーザ端末（又は一部の実施形態において、レイヤ３リレーノード）は、ユーザ機器機能のうちの１又は２以上を実行するように構成される。このデバイスは、いくつかの名称又は装置を挙げると、加入者ユニット、モバイルステーション、リモート端末、アクセス端末、ユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれることがある。

更に、装置は、単一エンティティとして示されているが、異なるユニット、プロセッサ、及び／又はメモリユニット（図１には全てが示されているとは限らない）を実施することができる。

上述の通信ネットワークは、クラウドサービスの使用をサポートすることができる。クラウド実施では、無線アクセスネットワーク又は無線アクセスネットワークの一部は、通信リンクで互いに接続したコンピュータリソースを用いて実現することができる。コンピュータリソースは、例えば、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク、インターネット、又は他の好ましいネットワークを用いて互いに接続したサーバを用いて実現することができる。更に、ＥＰＣ又はＥＰＣの一部は、クラウドサービスを用いて実施することができる。

上述のような通信システムの一部をクラウドベースのアーキテクチャに変換することは、簡単ではない作業である。通信システムは、異なる多くのタイプ及び要件から構成される構成要素を含む。全てのソフトウエア構成要素が、単純にクラウド内に搭載されるとは限らない場合がある。無線事業者向けのクラウド要件及び重要業績評価指標（ＫＰＩ）は、他の応用の例と異なっており、これらの要件及び重要業績評価指標は、クラウドを供給及び構成しながら取り込まれる必要がある。

特に、無線通信システムは、異なる待ち時間及び計算区分に分類される機能を有する。パケットスケジューラーのようなＲＡＮにより近い機能は、ミリ秒毎の基準に基づいて依然として無線リソースをスケジューリングするのに非常に短い待ち時間を有するべきである。スケジューラーアルゴリズムは、並列処理ではないことが多く、データセットは、通常のクラウドコンピュータ問題で想定される程は大きくない。電気通信分野でのそのような機能は、クラウドシステムからの高性能処理機能を必要とする。

他方で、ＥＰＣ内部の機能は、一般的に、より容易な待ち時間要件を有する。これらの機能は、より多数のユーザを処理し、大量のデータトラフィックを処理するので、これらの機能は、一般的なクラウドアーキテクチャにより適している。

本発明の実施形態において、クラウド環境内の通信システムの実現は、異なる処理機能を有する２又は３以上の階層に分割される。通信システムのクラウド実現は、各階層が特定の機能セットを処理する状態での階層として設計することができる。より高いレイヤは、一般的なクラウドアーキテクチャに基づくことができ、より低いレイヤは、無線アクセスネットワークの要件を満たすように設計された高い処理機能のアーキテクチャを用いて専用に設計することができる。より低いレイヤは、マイクロプロセッサ、アクセラレータ、及び異なるユニット間の高速接続を利用したＨＰＣ（高性能コンピュータ）として設計することができる。

図２は、通信システムの可能なクラウド実施の例を示している。図２の例では、本発明のシステムは、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ）２００のセットを含む。ＲＲＨは、異なるアクセス方法を利用することができる。システムのクラウド構成は、ネットワークの異なる作動の待ち時間要件に部分的に基づいて階層に分割される。この例では、クラウド構成は、２つの異なる階層２０２及び２０４に分割される。第１の階層クラウド２０２は、短い待ち時間処理及びＲＲＨ協調機能を含む。第１の階層クラウド２０２は、Ｗｉ−Ｆｉ、ＬＴＥのような異なる技術を同時にサポートするＲＲＨをサポートすることができる。第１の階層クラウド２０２は、内部でＨＰＣ機構を使用して、各技術に対して及びこれらの技術にわたってリソース割り当てを最適化することができる。第２の階層クラウド２０４は、例えば、ＥＰＣのような待ち時間の長い又は時間寛容な作動を含む。

実施形態において、最も短い待ち時間の機能は、ＲＲＨ２００自体に搭載することができる。Ｌ２レイヤは、中間レベル上の第１の階層２０２内に搭載される。この階層は、ＨＰＣを使用して実現することができる。第１の階層は、階層２０２及び２０４のうちの最も高い処理機能を有することができる。第１の階層の物理的位置は、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて決定することができる。１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の必要とされるサービス品質は、これらのリモート無線ヘッドと通信する時の許可された伝播遅延、不在着信件数、カバレージエリア、スループット、ジッタ、エンドツーエンド呼び出し設定時間、及び特定のリモート無線ヘッド上の負荷に関する情報を含むことができる。ＲＲＨ２００からの第１の階層２０２の物理的距離は、例えば、ＲＲＨから第１の階層までの光学インタフェース上での信号伝播速度に基づいて決定することができる。それぞれの第１の階層クラウド２０２は、ＲＲＨが物理的距離の限界内に収まる限度の距離にある複数のＲＲＨをサポートすることができる。

実施形態において、異なる階層２０２と２０４の間のインタフェースを決定することができる。この決定に使用される基準は、例えば、階層間の搬送待ち時間要件とすることができる。このインタフェースは、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ^TM）規格を使用して実現することができる。

実施形態において、第１の階層に必要とされる処理機能は、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて決定することができる。

第２の階層２０４の処理機能は、典型的に、第１の階層２０２で必要とされる最も高い処理機能よりも低い。実施形態において、第２の階層に必要とされる処理機能は、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて決定される。

実施形態において、処理要件は、待ち時間要件、又は本発明のシステムで実行されるアプリケーションの他の処理要件に基づくことができる。各階層に必要とされる処理機能を決定することは、必要とされる処理機能を達成するのに必要なプロセッサの数及び品質、並びに関連ハードウエアを決定することを含むことができる。

現在のクラウドは、一般的な商品サーバに基づいている。これらのサーバは、データプレーン及びＯＡＭ（運用及び保守）作動の一部には十分である場合があるが、制御プレーン、並びにＭＡＣ及びＰＨＹのような待ち時間に慎重な扱いを要するより低いレイヤに関しては、商品サーバは十分ではない。一般的なプロセッサは、いずれもそれ自体では十分ではない場合がある。コプロセッサ及びアクセラレータは、暗号化、巡回冗長検査（ＣＲＣ）生成及び検証、並びに圧縮／解凍のような専用機能に必要とされ、並列処理を容易にして処理全体を高速化するのに必要とされる。コプロセッサ及びアクセラレータは、プロセッサとのタンデム接続で作動し、待ち時間が抑制されることを保証するのに高速相互接続を必要とする。

図３は、本発明の実施形態を示す流れ図である。この実施形態は、段階３００から開始する。以下の例で詳述する全ての段階が必須であるとは限らない。

段階３０２において、アクセスネットワークが、異なる処理機能を有する１又は２以上の階層に分割される。

段階３０４において、ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置及びこれらのリモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質に関する情報を入力として受信する。

段階３０６において、リモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な処理機能を有する階層の物理的位置が、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて決定される。リモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な処理機能を有する階層は、必ずしも最も高い処理機能を持たないが、この階層は、リモート無線ヘッドに必要な最大の整合リソースを有する。例えば、いくつかの階層は、処理を行うのに必要なアクセラレータを持たないことがあるが、これらの階層は、依然として最も高い処理機能を有することができる。これらの階層は、アクセラレータがないことに起因して、第１の階層として作動するのに適していない場合がある。階層は、複数のインスタンスを含むことができ、いずれか１つのインスタンス又は全体としての階層に言及されることがある。

段階３０８において、最も効率的な処理機能を有する階層に必要とされる処理機能が、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて決定される。

段階３１０において、最も効率的な処理機能よりも低い処理機能を有する階層に必要とされる処理機能が、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて決定される。

相互接続を必要とする階層及び階層間の必要とされるインタフェースが、位置、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部のサービス品質に関する情報、並びに異なる階層の接続及び位置に基づいて決定される。

処理は、段階３１４で終了する。

上述の処理機能は、処理パワー（例えば、使用されるコアの数で測定される）及び必要とされる処理の性質を含む。

異なる階層に必要とされる処理機能及びこれらの階層間のインタフェースを決定する時に、リモート無線ヘッドと異なる階層の間の接続特性を考慮に入れることができる。これらの特性は、接続及び使用される媒体（例えば、光リンク、銅線リンク、又は無線リンク）の長さを含むことができる。

本発明の実施形態により、待ち時間問題を考慮に入れることによってクラウドベースのＲＡＮを設計することが可能になる。機能に割り当てられるリソースは、この機能に最適であるように選択することができる。この機能は、待ち時間制約条件に加えて、インタフェース、アクセラレータ、及びコプロセッサのような専用ハードウエア要件を伴う。一般的なクラウドにおけるリソース割り当ては、電気通信用途に最適ではない場合がある。

ｅＮｏｄｅＢから第１の階層クラウドに複雑性を移動することにより、ＲＲＨの利用が可能になり、通信ノードを設定すること、エネルギ要件、及びノードの不動産設置面積におけるコストが節減され、ＲＲＨが、設置及び維持することがより容易なプラグアンドプレイデバイスになる。

ＲＲＨは、ユーザ端末の予想される位置の近くに位置することができる。それによってＲＲＨ及び端末の電力要件が低くなり、バッテリ寿命が長くなる。ＲＲＨがユーザ端末の近くに設けられる場合に、それは、多くの場合に、既存の無線アクセス技術に加えてミリ波及びセンチメートル波を使用する可能性を切り開く見通し線カバレージを可能にする。

良好なカバレージは、ｅＮｏｄｅＢ機能を第１の階層に移動し、配備することが容易なＲＲＨを利用することによって達成することができる。第１の階層は、ＨＰＣクラウドとすることができる。より高い階層は、計算リソースを動的に再割り当てすることができる。容量は、より大きいだけではなく、容易に拡張可能で柔軟でもある。ある領域内の大部分のＲＲＨは、同じ第１の階層クラウドに接続するので、存在するコンテキスト転送（context transfers）はより少ない。第１の階層の相互接続は、階層間ハンドオーバーを容易にすることができる。従って、移動度体験は改善するはずである。局所化されたコンテンツ及びサービスが、第１の階層クラウドから提供される。待ち時間は、第１の階層クラウドに利用可能なコンテンツ及び計算リソースを使用することによって１ｍｓよりも小さいレベルに短くなることができる。

図４は、実施形態を示している。この図は、本発明の実施形態を適用することができる装置の概略的な例を示している。一部の実施形態において、装置は、コンピュータデバイスである。

装置は、本明細書では一部の実施形態を示す例として示されていることを理解しなければならない。当業者には、装置は、他の機能及び／又は構造も含むことができ、説明する全ての機能及び構造が必要であるとは限らないことが明らかである。装置は、１つのエンティティとして示されているが、１又は２以上の物理的又は論理的エンティティ内で異なるモジュール及びメモリを実施することができる。

この例の装置は、この装置の作動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４００を含む。この制御回路４００は、１又は２以上のアプリケーションを実行するように構成される。

装置は、データ又はアプリケーションが格納されるメモリ４０２を含むことができる。更に、メモリは、制御回路４００を実行することができるソフトウエア４０４を格納することができる。このメモリは、制御回路内に統合することができる。

装置は、通信インタフェース４０６を含むことができる。この通信インタフェースは、制御回路４００と作動的に接続される。通信インタフェースは、装置が、例えば、他の装置と通信すること及びインターネットと接続することを可能にする。

ソフトウエア４０４は、装置の制御回路４００に通信インタフェース４０６を制御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むことができる。

装置はまた、制御回路４００と作動的に接続したユーザインタフェース４１０を含むことができる。このユーザインタフェースは、例えば、（タッチセンサ式）ディスプレイ、キーパッド、マイクロフォン、及びスピーカを含むことができる。

実施形態において、アプリケーションは、装置をして少なくとも、異なる処理機能を有する２又は３以上の階層にアクセスネットワークを分割させ、このネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置及びこれらのリモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質に関する情報を入力として受信させ、１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の位置及び必要とされるサービス品質に関する情報に基づいて最も高い処理機能を有する階層の物理的位置を決定させることができる。

図５は、階層の構造の例を示している。この階層は、一部の実施形態を示す例として示されていることを理解しなければならない。当業者には、階層の実現は、他の機能及び／又は構造も含むことができ、説明する全ての機能及び構造が必要であるとは限らないことが明らかである。階層は、第１の階層又は別の階層とすることができる。

この例の階層２０２は、この階層に割り与えられた機能を実行するように構成された１又は２以上の制御回路５００Ａから５００Ｎを含む。これらの制御回路５００Ａから５００Ｎは、１又は２以上のアプリケーションを実行するように構成することができる。制御回路は、プロセッサ、相互接続したプロセッサの複数のセット、コプロセッサ、コア、又は他の処理機器を用いて実現することができる。

各制御回路は、データ又はアプリケーションが格納されるメモリ５０２Ａから５０２Ｎを含むことができる。更に、これらのメモリは、制御回路５００Ａから５００Ｎを実行することができるソフトウエア５０４Ａから５０４Ｎを格納することができる。これらのメモリは、制御回路内に統合することができる。

階層は、通信インタフェース５０６のセットを含むことができる。この通信インタフェースは、制御回路５００Ａから５００Ｎと作動的に接続される。通信インタフェースは、階層を他の階層、ＲＲＨ、及びインターネットのような他のネットワークに接続する。

ソフトウエア５０４Ａから５０４Ｎは、例えば、階層から要求される機能を含むことができる。

図５に示されている階層が第１の階層である場合に、制御回路及びメモリは、マイクロプロセッサ、アクセラレータ、及び異なる回路間の高速接続を利用したＨＰＣ（高性能コンピュータ）を用いて実現することができる。

上記及び添付図面に説明した段階及び関連機能は、絶対的な時系列順にあるのではなく、これらの段階の一部は、同時に又は与えられた順番と異なる順番で実行することができる。これらの段階間又は段階内で他の機能を実行することができる。これらの段階の一部は、省略するか又は対応する段階で置換することができる。上述の段階を実行することができる装置又はコントローラは、ワーキングメモリ（ＲＡＭ）、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、及びシステムクロックを含むことができる電子デジタルコンピュータ又は回路として実施することができる。ＣＰＵは、レジスタのセット、算術論理演算ユニット、及びコントローラを含むことができる。コントローラは、ＲＡＭからＣＰＵに転送される一連のプログラム命令によって制御される。コントローラは、基本作動のためのいくつかのマイクロ命令を収容することができる。マイクロ命令の実施は、ＣＰＵの設計に応じて異なるものとすることができる。プログラム命令は、プログラミング言語によって符号化することができ、これらの言語は、Ｃ、Ｊａｖａ（登録商標）のような高水準プログラミング言語とするか、又はマシン語又はアセンブラのような低水準プログラミング言語とすることができる。電子デジタルコンピュータはまた、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にシステムサービスを提供することができるオペレーティングシステムを有することができる。

本出願に使用される「回路」という用語は、以下のもの、すなわち、（ａ）アナログ及び／又はデジタル回路のみでの実施のようなハードウエアだけによる回路実施、（ｂ）回路とソフトウエア（及び／又はファームウエア）との組合せ、例えば、（適用可能な場合は）（ｉ）プロセッサの組合せ又は（ｉｉ）装置に様々な機能を実行させるように協働するデジタル信号プロセッサ、ソフトウエア、及びメモリを含むプロセッサ／ソフトウエアの各部分、並びに（ｃ）ソフトウエア又はファームウエアが物理的に存在していない場合でさえも作動にソフトウエア又はファームウエアを必要とするマイクロプロセッサ又はマイクロプロセッサの一部分のような回路の全てを指す。

この回路の定義は、本出願におけるこの用語の全ての使用に当て嵌まる。更に別の例として、本出願に使用される「回路」という用語は、プロセッサ（又は複数のプロセッサ）又はプロセッサの一部のみと、その（又はそれらの）付属ソフトウエア及び／又はファームウエアとの例も網羅する。「回路」という用語は、例えば、特定の要素に適用可能な場合に、携帯電話のためのベースバンド集積回路又はアプリケーションプロセッサ集積回路、又はサーバ、セルラネットワークデバイス、又は他のネットワークデバイス内の同様の集積回路も網羅する。

図６は、階層及び階層間のインタフェースの例を示している。３つの階層、すなわち、ＲＲＨ階層６００、ＲＡＮ階層６０２、及びＥＰＣ階層６０４が示されている。各階層は、複数のインスタンスを有することができる。ＲＲＨ階層は、異なるアクセス技術、この例では、ＵＭＴＳ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、及びＬＴＥ−Ａを利用することができるリモート無線ヘッドと通信する。ＲＲＨ階層と無線アクセスネットワーク階層６０２の間のインタフェース６０６は、短い待ち時間の相互接続構造である。それは、典型的にファイバ接続を用いて実現することができるが、他の実現も同じく実施可能である。

ＲＲＨ階層は、物理レイヤ（ＰＨＹ）、無線リンクレイヤ（ＲＬＣ）、同期チャネル（ＳＣＨ）、パケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）、及びトランスポートソフトウエア（ＴＲ ＳＷ＋）の実現を担う構成要素を含むことができる。これらの構成要素は、単に説明的な例である。構成要素間の接続６１０は、典型的に、短い待ち時間の接続である。ＲＡＮ階層６０２と発展型パケットコア階層６０４の間のインタフェース６０８は、典型的に、中程度の待ち時間の相互接続構造である。それは、典型的にＩＰベースとすること及び無線接続を用いて実現することができるが、他の（有線）実現も同じく実施可能である。

この例では、ＥＰＣ階層６０４は、Ｐ−ＧＷ、Ｓ−ＧＷ、及びＭＭＥのための構成要素を含む。これらの構成要素は、単に説明的な例である。

実施形態において、異なる階層間のインタフェース及び階層内の構成要素間の階層内インタフェースの設計は、例えば、待ち時間、終点機能、階層の相互運用、階層内の機能、及び接続に関連する可能な規格を考慮に入れる。各階層は、ピアツーピアインタフェースを有することができる。

実施形態において、各階層に属する構成要素は、構成要素の物理的位置、構成要素の処理機能、各階層の必要とされる処理機能、及び階層内の構成要素間の必要とされるサービス品質に基づいて決定することができる。

実施形態において、クラウド内の構成要素の物理的位置、処理機能、及び機能が決定され、各階層のための構成要素は、この決定に基づいて選択される。

実施形態は、電子装置内にロードされた時に上述の実施形態を実行するようにこの装置を制御するように構成されたプログラム命令を含む分散媒体上に具現化された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、又はあらゆる中間形式を取ることができ、このコンピュータプログラムは、プログラムを保持することができるあらゆるエンティティ又はデバイスとすることができるあらゆるタイプの担体に格納することができる。そのような担体としては、例えば、記録媒体、コンピュータメモリ、読取専用メモリ、及びソフトウエア分配パッケージが挙げられる。必要な処理機能に応じて、コンピュータプログラムは、単一電子デジタルコンピュータにおいて実行するか、又はいくつかのコンピュータ間で分散させることができる。

装置はまた、特定用途向け集積回路ＡＳＩＣのような１又は２以上の集積回路として実施することができる。別々の論理構成要素で構築された回路のような他のハードウエアの実施形態も同じく実施可能である。これらの異なる実施の混成も同じく実施可能である。実施方法を選択する時に、当業者は、例えば、装置の大きさ及び消費電力、必要な処理機能、製造コスト、並びに製造量に関して設定された要件を考慮することになる。

当業者には、技術が進歩する時に本発明の概念を様々な方法で実施することができることが明らかであろう。本発明及びその実施形態は、上述の例に限定されず、むしろ特許請求の範囲内で変わる場合がある。

３０２ アクセスネットワークを階層に分割する段階
３０４ ＲＲＨに関する情報を決定する段階
３０６ 第１階層の位置を決定する段階
３０８ 処理機能を決定する段階
３１２ インタフェースを決定する段階

Claims (18)

1. クラウドベースのアクセスネットワークを設計するための装置であって、
   少なくとも１つのプロセッサと、
   コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、
   を含み、
   前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして少なくとも、
   前記アクセスネットワークを、異なる処理機能を有する制御回路を含む２又は３以上の階層に分割させ、
   前記ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置と該リモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質とに関する情報を入力として受信させ、
   相互接続を必要とする階層及び階層間の必要とされるインタフェースを、前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び必要とされるサービス品質に関する前記情報と異なる階層の接続及び位置とに基づいて決定させる、
   ように構成される、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして更に、
   前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び前記必要とされるサービス品質に関する前記情報に基づいて該リモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な処理機能を有する前記階層に必要とされる処理機能を決定させる、
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして更に、
   前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び前記必要とされるサービス品質に関する前記情報に基づいて最も効率的な処理機能よりも低いものを有する前記階層に必要とされる処理機能を決定させる、
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記必要とされるサービス品質は、該リモート無線ヘッドと通信する時の許可された伝播遅延、不在着信の数、カバレージエリア、スループット、ジッタ、エンドツーエンド呼び出し設定時間、及び特定リモート無線ヘッド上の負荷のうちの少なくとも１つに関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして更に、
   前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記サービス品質と該リモート無線ヘッドと異なる階層との間の接続の特性とに関する情報を決定させ、
   前記異なる階層に必要とされる処理機能を決定する時に前記リモート無線ヘッドとの通信に許可された伝播遅延を考慮に入れさせる、
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして更に、
   前記位置と、前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記サービス品質に関する情報と、前記異なる階層の接続及び位置とに基づいてどの階層が相互接続を必要とするか及び階層間の該必要とされるインタフェースを決定させる、
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 各階層に必要とされる前記処理機能を決定することは、必要とされる処理機能を達成するのに必要なプロセッサの数及び品質、及び関連のハードウエアを決定することを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして更に、
   各階層に属する構成要素を該構成要素の前記物理的位置及び処理機能と、各階層の必要とされる処理機能と、階層内の該構成要素間の必要とされるサービス品質とに基づいて決定させる、
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つのメモリ及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つのプロセッサを用いて、装置をして更に、
   クラウド内の構成要素の前記物理的位置、処理機能、及び機能性を決定させ、
   前記決定に基づいて各階層のための構成要素を選択させる、
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. クラウドベースのアクセスネットワークを設計するための装置であって、
    前記アクセスネットワークを、異なる処理機能を有する制御回路を含む２又は３以上の階層に分割するための手段と、
    前記ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置と該リモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質とに関する情報を入力として受信するための手段と、
    相互接続を必要とする階層及び階層間の必要とされるインタフェースを、前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び必要とされるサービス品質に関する前記情報と異なる階層の接続及び位置とに基づいて決定するための手段と、
    を含むことを特徴とする装置。
11. クラウドベースのアクセスネットワークを設計する方法であって、
    前記アクセスネットワークを、異なる処理機能を有する制御回路を含む２又は３以上の階層に分割する段階と、
    前記ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置と該リモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質とに関する情報を入力として受信する段階と、
    相互接続を必要とする階層及び階層間の必要とされるインタフェースを、前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び必要とされるサービス品質に関する前記情報と異なる階層の接続及び位置とに基づいて決定する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
12. 前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び前記必要とされるサービス品質に関する前記情報に基づいて該リモート無線ヘッドに役立つのに最も効率的な前記処理機能を有する前記階層に必要とされる処理機能を決定する段階、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び前記必要とされるサービス品質に関する前記情報に基づいて最も効率的な処理機能よりも低いものを有する前記階層に必要とされる処理機能を決定する段階、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記必要とされるサービス品質は、該リモート無線ヘッドと通信する時の許可された伝播遅延、不在着信の数、カバレージエリア、スループット、ジッタ、エンドツーエンド呼び出し設定時間、及び特定リモート無線ヘッド上の負荷のうちの少なくとも１つに関する情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
15. 前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記サービス品質と、該リモート無線ヘッドと異なる階層との間の接続の特性とに関する情報を決定する段階と、
    前記異なる階層に必要とされる処理機能を決定する時に、リモート無線ヘッドとの通信に許可された伝播遅延を考慮に入れる段階と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. 前記位置と、前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記サービス品質に関する情報と、前記異なる階層の接続及び位置とに基づいて階層間に必要とされるインタフェースを決定する段階、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
17. 各階層に必要とされる前記処理機能を決定する段階は、必要とされる処理機能を達成するのに必要なプロセッサの数及び品質、及び関連のハードウエアを決定する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
18. 分散媒体上に具現化されたコンピュータプログラムであって、
    クラウドベースのアクセスネットワークを設計するための電子装置内にロードされた時に、該装置を実行するように制御して、
    前記アクセスネットワークを、異なる処理機能を有する制御回路を含む２又は３以上の階層に分割し、
    前記ネットワークの１又は２以上のリモート無線ヘッドの物理的位置と該リモート無線ヘッドの必要とされるサービス品質とに関する情報を入力として受信し、
    相互接続を必要とする階層及び階層間の必要とされるインタフェースを、前記１又は２以上のリモート無線ヘッドの少なくとも一部の前記位置及び必要とされるサービス品質に関する前記情報と異なる階層の接続及び位置とに基づいて決定する、
    ように構成されたプログラム命令、
    を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。

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