JP6872297B2

JP6872297B2 - 無線アクセスネットワークのコントローラ

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Application number: JP2020546600A
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Inventors: 健一名倉; 平野　幸男; 幸男平野; 雄末廣; 明子長沢
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Filing date: 2018-09-12
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Description

本発明は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access Network）のコントローラに関する。

通信に対する要求条件が異なる複数のサービス、例えば、高データレートが要求されるモバイルブロードバンドサービス、高信頼性および低遅延が要求されるミッションクリティカルサービス、高密度デバイスの収容が要求されるMassive Internet of Thingsサービス等が存在する。現在、これらの通信サービスを、第５世代移動通信システム（５Ｇ）上に生成されるスライスに割り当てる検討が進められている。

スライスは、論理的に分割された仮想ネットワークである。スライスを管理するコントローラは、ネットワーク上に存在する各装置の利用可能なリソースから、要求された通信サービスに必要なリソースを装置ごとに確保して、スライスに割り当てる。

要求された通信サービスを実現するために必要なリソースを各装置から確保して、スライスに割り当てるために、各装置が保有するリソースを効率よく収集して管理する技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、コントローラは、各装置の保有するリソース情報および各装置間の接続情報をテーブル形式で保持し、スライスの生成要求があった際には、通信経路の途中に存在する各装置のリソース情報および各装置間の接続情報のテーブルを順次参照する。

特開２０１６−１１６１８４号公報

しかしながら、特許文献１では、スライスを形成する経路上に存在する全ての装置のリソース情報を順次参照して、利用可能なリソースから割り当てを行う。そのため、スライスを生成する際に、コントローラに高い負荷がかかるという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、スライスを生成する際の負荷が低い、無線アクセスネットワークのコントローラを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る無線アクセスネットワークのコントローラは、無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する、物理ネットワーク情報取得部と、装置のリソース情報および装置間の接続情報に基づいて、装置間の物理経路のリソース情報である物理経路リソース情報を算出する、物理経路リソース情報算出部と、物理経路リソース情報に基づいて、物理経路リソース情報を代表して表現する抽象経路リソース情報を算出する、抽象経路リソース情報算出部と、スライスの生成要求を受信すると、抽象経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定し、要求条件を満たすスライスが生成可能であると判定されると、物理経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たす物理経路を選択してスライスを生成する、スライス生成部とを備える。

本発明に係る無線アクセスネットワークのコントローラによれば、スライスを生成する際の負荷が低減される。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの一例である。図１のコントローラの機能構成を示すブロック図である。図１の各装置のリソース情報の一例である。図１の各装置間の接続情報の一例である。図１のＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路を示す図である。図１のＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。図１の抽象経路リソース情報の一例である。図１のコントローラによるスライス生成処理のフローチャートである。図８のフローチャートの説明に併せて用いられる、スライス生成要求の一例である。１回目の更新後のＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。１回目の更新後の抽象経路リソース情報の一例である。２回目の更新後のＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。２回目の更新後の抽象経路リソース情報の一例である。３回目の更新後のＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。３回目の更新後の抽象経路リソース情報の一例である。本発明の実施の形態２に係るクラスの定義の一例である。図１のＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。図１の抽象経路リソース情報の一例である。図１のコントローラによるスライス生成処理のフローチャートである。図１９のフローチャートの説明に併せて用いられる、スライス生成要求の一例である。本発明の実施の形態１、２に係る無線アクセスネットワークのコントローラの各機能を専用のハードウェアである処理回路で実現する場合を示した構成図である。本発明の実施の形態１に係る無線アクセスネットワークのコントローラの各機能をプロセッサおよびメモリを備えた処理回路より実現する場合を示した構成図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの一例である。この通信システムは、第５世代移動通信システム（５Ｇ）であり、無線アクセスネットワーク１０と、コアネットワーク３０とから構成されている。

無線アクセスネットワーク１０は、電波の送受信を行うリモート局であるＤＵ（Distributed Unit）１１および１２と、無線基地局のデータ処理を行う集約基地局であるＣＵ（Central Unit）１３および１４とを含んでいる。

ＣＵ１３および１４は、加入者側の光回線終端装置であるＯＮＵ（Optical Network Unit）１５および１６にそれぞれ接続されている。また、ＯＮＵ１５、１６は、事業者側の光回線終端装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）１８に接続されている。同様に、ＯＮＵ１７は、ＯＬＴ１９に接続されている。

ＯＬＴ１８、１９は、スイッチ装置であるＳＷ２１を介して、リングネットワーク２０に接続されている。リングネットワーク２０には、ＳＷ２１の他にも、ＳＷ２２、２３、２４が接続されている。

ＳＷ２４は、ＳＷ３１を介して、上位のネットワークであるコアネットワーク３０に接続されている。ＳＷ３１には、無線アクセスネットワーク１０におけるスライスの生成を管理するコントローラ１００が接続されている。

コントローラ１００は、無線アクセスネットワーク１０を仮想化して統合制御する装置であるオーケストレータ４０に接続されている。

なお、上記の各装置を接続する物理的なネットワークは、専用のネットワークであってもよいし、ユーザデータと共有のネットワークであってもよい。また、ネットワーク間を接続する装置は、スイッチ装置ではなく、ルータ装置であってもよい。さらに、ＤＵ１１とＣＵ１３との間、およびＤＵ１２とＣＵ１４との間に、光アクセスネットワークが存在していてもよい。

図２は、本発明の実施の形態１に係るコントローラ１００の機能構成を示すブロック図である。

コントローラ１００は、物理ネットワーク情報取得部１０１と、物理経路リソース情報算出部１０２と、抽象経路リソース情報算出部１０３と、スライス生成部１０４とを備えている。なお、図２において、図中の矢印はデータの流れを表している。

（物理ネットワーク情報取得部１０１）
物理ネットワーク情報取得部１０１は、無線アクセスネットワーク１０上の各装置のリソース情報および各装置間の接続情報を取得する。

図３は、物理ネットワーク情報取得部１０１によって取得される、各装置のリソース情報の一例である。図３において、例えばＳＷ２１は４つのポート１〜４を有しており、ポート１〜３の最大帯域は１Ｇｂｐｓであり、ポート４の最大帯域は１０Ｇｂｐｓである。なお、図３における装置遅延とは、ポート間の転送遅延である。

図４は、物理ネットワーク情報取得部１０１によって取得される、各装置間の接続情報の一例である。図４において、例えばリンクＬ１は、ＯＮＵ１５のポート１とＯＬＴ１８のポート１との接続を表しており、伝送遅延は１００マイクロ秒、最大帯域は１Ｇｂｐｓ、現在の利用可能帯域は１Ｇｂｐｓである。なお、各装置間の接続情報は、通信の方向に応じて別々に管理してもよい。

また、物理ネットワーク情報取得部１０１が図３、図４の情報を取得する具体的な方法としては、各装置への問い合わせ、経路探索プロトコルの利用、ネットワーク管理者の保有する情報の読み込み等、任意の方法で行うことができる。

（物理経路リソース情報算出部１０２）
物理経路リソース情報算出部１０２は、物理ネットワーク情報取得部１０１によって取得された、各装置のリソース情報および各装置間の接続情報に基づいて、各装置間の物理経路のリソース情報である、物理経路リソース情報を算出する。

詳細には、まず、物理経路リソース情報算出部１０２は、物理ネットワーク情報取得部１０１によって取得された、図４の各装置間の接続情報に基づいて、任意の２装置間の物理経路を算出する。

物理経路リソース情報算出部１０２によって算出される物理経路は、少なくとも、上位ネットワークに接続される装置と下位ネットワークに接続される装置との間の物理経路を含んでいる。また、物理経路リソース情報算出部１０２によって算出される物理経路は、特に指定された装置間の物理経路をさらに含んでいてもよいし、全ての装置間の物理経路を含んでいてもよい。

例えば図１では、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路は、図５に示されるように、物理経路１〜３の３通りである。

物理経路１は、ＳＷ２１からＳＷ２４までの間において、リングネットワーク２０を時計回りに通る物理経路である。物理経路２は、ＳＷ２１からＳＷ２４までの間において、リングネットワーク２０を反時計回りに通る物理経路である。物理経路３は、ＳＷ２１からＳＷ２４までの間において２つに分岐し、リングネットワーク２０の時計回りの経路および反時計回りの経路の両方を通る経路物理である。

次に、物理経路リソース情報算出部１０２は、先に算出した任意の２装置間の物理経路、および、図３、図４に示される各装置のリソース情報および各装置間の接続情報に基づいて、物理経路リソース情報を算出する。なお、物理経路リソース情報とは、任意の２装置間の物理経路のリソース情報である。

物理経路リソース情報算出部１０２によって算出される物理経路リソース情報は、例えば、遅延量、最大帯域、稼働率、利用可能帯域等である。

図６は、物理経路リソース情報算出部１０２によって算出される、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。

図６において、遅延量は、物理経路上に存在する各装置の装置遅延および各装置間の伝送遅延を積算することによって算出される。

図６において、最大帯域は、その物理経路で得ることができる最大の帯域であり、ボトルネックとなる装置がある場合にはそこで制限される。すなわち、最大帯域は、物理経路上に存在する各装置の最大帯域および各装置間の最大帯域の中で最小のものである。

図６において、稼働率は、各装置の接続関係、すなわち直列または並列に接続されている場合等を考慮して算出される。

図６において、利用可能帯域は、物理経路上に存在する各装置間の利用可能帯域の中で最小のものである。

なお、図６において、物理経路３は、時計回りの物理経路と反時計回りの物理経路とを同時に使用することが考えられるため、帯域が最大となる第１の物理経路３−１と、稼働率が最大となる第２の物理経路３−２の２つを算出する。

図６において、第１の物理経路３−１は、両物理経路を同時に使用することによって最大帯域が得られる物理経路であり、第２の物理経路３−２は、両物理経路のどちらかが動作することによって最大稼働率が得られる物理経路である。

物理経路３−１の遅延量は、物理経路１、２の各遅延量の中で最大のものである。物理経路３−１の最大帯域は、物理経路１、２の各最大帯域を合計したものである。物理経路３−１の稼働率は、物理経路１、２を同時に使用する際の稼働率である。物理経路３−１の利用可能帯域は、物理経路１、２の各利用可能帯域を合計したものである。

物理経路３−２の遅延量は、物理経路１、２の各遅延量の中で最大のものである。物理経路３−２の最大帯域は、物理経路１、２の各最大帯域の中で最小のものである。物理経路３−２の稼働率は、物理経路１、２のいずれか１つを使用する際の稼働率である。物理経路３−２の利用可能帯域は、物理経路１、２の各利用可能帯域の中で最小のものである。

（抽象経路リソース情報算出部１０３）
抽象経路リソース情報算出部１０３は、物理経路リソース情報算出部１０２によって算出された物理経路リソース情報に基づいて、２装置間の複数の物理経路リソース情報を代表して表現する、抽象経路リソース情報を算出する。

図７は、抽象経路リソース情報算出部１０３によって算出される、抽象経路リソース情報の一例である。図７において、例えば抽象経路１は、図６に示されるＣＵ１３とＳＷ３１との間の４つの物理経路リソース情報の中から、最小遅延量と、その最小遅延時における最大帯域と、遅延を考慮しない最大帯域と、最大稼働率とが抽出される。

図７において、最小遅延量は、４つの物理経路の各遅延量の中で最小のものである。最小遅延時の最大帯域は、遅延量が最小の物理経路の利用可能帯域である。遅延を考慮しない最大帯域は、４つの物理経路の各最大帯域の中で最大のものである。最大稼働率は、４つの物理経路の各稼働率の中で最大のものである。

（スライス生成部１０４）
スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０からスライスの生成要求を受信すると、抽象経路リソース情報算出部１０３によって算出された抽象経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

スライス生成部１０４は、要求条件を満たすスライスが生成可能であると判定されると、物理経路リソース情報算出部１０２によって算出された物理経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たす物理経路を選択してスライスを生成する。

以下、スライス生成部１０４によって行われるスライス生成処理の詳細について、図８のフローチャートを参照して説明する。この際、オーケストレータ４０からは、図９に示される４つのスライス生成要求が順番に受信されるものとする。

ステップＳ８０１において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０から、図９に示される要求ＩＤ１のスライス生成要求を受信する。

図９の要求ＩＤ１のスライス生成要求は、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路において、遅延量２００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の条件を満たす、スライスの生成要求である。

ステップＳ８０２において、スライス生成部１０４は、図９の要求ＩＤ１の要求条件と、図７の抽象経路リソース情報とを比較する。

ステップＳ８０３において、スライス生成部１０４は、ステップＳ８０２の比較の結果に基づいて、要求ＩＤ１の要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

ここで、図９の要求ＩＤ１の要求条件と、図７の抽象経路リソース情報とを比較すると、ＣＵ１３とＳＷ３１との間で、遅延量２００マイクロ秒以下の条件を満たす抽象経路リソースは存在しない。そのため、処理フローは、ステップＳ８０９に進む。

ステップＳ８０９において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０に対して、要求ＩＤ１のスライスは生成不能である旨を応答する。その後、処理フローは、スタートに戻る。

次に、２回目のステップＳ８０１において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０から、図９に示される要求ＩＤ２のスライス生成要求を受信する。

図９の要求ＩＤ２のスライス生成要求は、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路において、遅延量４００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の条件を満たす、スライスの生成要求である。

ステップＳ８０２において、スライス生成部１０４は、図９の要求ＩＤ２の要求条件と、図７の抽象経路リソース情報とを比較する。

ステップＳ８０３において、スライス生成部１０４は、ステップＳ８０２の比較の結果に基づいて、要求ＩＤ２の要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

ここで、図９の要求ＩＤ２の要求条件と、図７の抽象経路リソース情報とを比較すると、ＣＵ１３とＳＷ３１との間で、遅延量４００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の条件を満たす抽象経路リソースを有する抽象経路１が存在する。そのため、処理フローは、ステップＳ８０４に進む。

ステップＳ８０４において、スライス生成部１０４は、図６の物理経路リソース情報の中から、要求ＩＤ２の要求条件を満たす物理経路リソースを有する物理経路１を選択する。

ステップＳ８０５において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ２の要求条件を満たすスライスを生成する。詳細には、スライス生成部１０４は、ＣＵ１３からＳＷ３１までの間の各装置に対して、各装置の設定インターフェースを介して、必要なリソースの確保を指示する。

ステップＳ８０６において、スライス生成部１０４は、図６の物理経路リソース情報を更新する。詳細には、要求ＩＤ２のスライス生成が完了した後、図６の物理経路リソース情報は、図１０のように更新される。

さらに詳細には、物理経路１の最大帯域が０．１Ｇｂｐｓから０．０５Ｇｂｐｓに更新される。また、物理経路１と経路を共有する物理経路３−１の最大帯域も、１．１Ｇｂｐｓから１．０５Ｇｂｐｓに更新される。同様に、物理経路１と経路を共有する物理経路３−２の最大帯域も、０．１Ｇｂｐｓから０．０５Ｇｂｐｓに更新される。なお、理解を容易にするために、図１０では更新された値に下線を付けて示している。

ステップＳ８０７において、スライス生成部１０４は、図７の抽象経路リソース情報を更新する。詳細には、要求ＩＤ２のスライス生成が完了した後、図７の抽象経路リソース情報は、図１１のように更新される。

さらに詳細には、抽象経路１の最小遅延時の最大帯域が０．１Ｇｂｐｓから０．０５Ｇｂｐｓに更新され、遅延を考慮しない最大帯域が１．１Ｇｂｐｓから１．０５Ｇｂｐｓに更新される。なお、理解を容易にするために、図１１では、更新された値に下線を付けて示している。

ステップＳ８０８において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０に対して、要求ＩＤ２のスライスの生成に成功した旨を応答する。その後、処理フローは、スタートに戻る。

次に、３回目のステップＳ８０１において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０から、図９に示される要求ＩＤ３のスライス生成要求を受信する。

図９の要求ＩＤ３のスライス生成要求は、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路において、遅延量６００マイクロ秒以下、帯域１．０Ｇｂｐｓ以上、稼働率１．０以上の条件を満たす、スライスの生成要求である。

ステップＳ８０２において、スライス生成部１０４は、図９の要求ＩＤ３の要求条件と、図１１の抽象経路リソース情報とを比較する。

ステップＳ８０３において、スライス生成部１０４は、ステップＳ８０２の比較の結果に基づいて、要求ＩＤ３の要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

ここで、図９の要求ＩＤ３の要求条件と、図１１の抽象経路リソース情報とを比較すると、ＣＵ１３とＳＷ３１との間で、遅延量６００マイクロ秒以下、帯域１．０Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の条件を満たす抽象経路リソースを有する抽象経路１が存在する。そのため、処理フローは、ステップＳ８０４に進む。

ステップＳ８０４において、スライス生成部１０４は、図１０の物理経路リソース情報の中から、要求ＩＤ３の条件を満たす物理経路リソースを有する物理経路２を選択する。

ステップＳ８０５において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ３の要求条件を満たすスライスを生成する。詳細には、スライス生成部１０４は、ＣＵ１３からＳＷ３１までの間の各装置に対して、各装置の設定インターフェースを介して、必要なリソースの確保を指示する。

ステップＳ８０６において、スライス生成部１０４は、図１０の物理経路リソース情報を更新する。詳細には、要求ＩＤ３のスライス生成が完了した後、図１０の物理経路リソース情報は、図１２のように更新される。

さらに詳細には、物理経路２の利用可能帯域が１．０Ｇｂｐｓから０Ｇｂｐｓに更新される。また、物理経路２と経路を共有する物理経路３−１の利用可能帯域も、１．０５Ｇｂｐｓから０．０５Ｇｂｐｓに更新される。なお、物理経路２と経路を共有する物理経路３−２の最大帯域は、０．０５Ｇｂｐｓのままである。なお、理解を容易にするために、図１２では、更新された値に下線を付けて示している。

ステップＳ８０７において、スライス生成部１０４は、図１１の抽象経路リソース情報を更新する。詳細には、要求ＩＤ３のスライス生成が完了した後、図１１の抽象経路リソース情報は、図１３のように更新される。

さらに詳細には、抽象経路１の最小遅延時の最大帯域は０．０５Ｇｂｐｓのままであり、遅延を考慮しない最大帯域が１．０５Ｇｂｐｓから０．０５Ｇｂｐｓに更新される。なお、理解を容易にするために、図１３では、更新された値に下線を付けて示している。

ステップＳ８０８において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０に対して、要求ＩＤ３のスライスの生成に成功した旨を応答する。その後、処理フローは、スタートに戻る。

次に、４回目のステップＳ８０１において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０から、図９に示される要求ＩＤ４のスライス生成要求を受信する。

図９の要求ＩＤ４のスライス生成要求は、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路において、遅延量６００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．６以上の条件を満たす、スライスの生成要求である。

ステップＳ８０２において、スライス生成部１０４は、図９の要求ＩＤ４の要求条件と、図１３の抽象経路リソース情報とを比較する。

ステップＳ８０３において、スライス生成部１０４は、ステップＳ８０２の比較の結果に基づいて、要求ＩＤ４の要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

ここで、図９の要求ＩＤ４の要求条件と、図１３の抽象経路リソース情報とを比較すると、ＣＵ１３とＳＷ３１との間で、遅延量６００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．６以上の条件を満たす抽象経路リソースを有する抽象経路１が存在する。そのため、処理フローは、ステップＳ８０４に進む。

ステップＳ８０４において、スライス生成部１０４は、図１２の物理経路リソース情報の中から、要求ＩＤ４の要求条件を満たす物理経路リソースを有する物理経路３−２を選択する。

ステップＳ８０５において、要求ＩＤ４の要求条件を満たすスライスを生成する。詳細には、スライス生成部１０４は、ＣＵ１３からＳＷ３１までの間の各装置に対して、各装置の設定インターフェースを介して、必要なリソースの確保を指示する。

ステップＳ８０６において、スライス生成部１０４は、図１２の物理経路リソース情報を更新する。詳細には、要求ＩＤ４のスライス生成が完了した後、図１２の物理経路リソース情報は、図１４のように更新される。

さらに詳細には、物理経路３−２の利用可能帯域が０．０５Ｇｂｐｓから０Ｇｂｐｓに更新される。また、物理経路３−２と経路を共有する物理経路１の利用可能帯域も、０．０５Ｇｂｐｓから０Ｇｂｐｓに更新される。また、物理経路３−１の利用可能帯域が０Ｇｂｐｓに更新される。なお、理解を容易にするために、図１４では、更新された値に下線を付けて示している。

ステップＳ８０７において、スライス生成部１０４は、図１３の抽象経路リソース情報を更新する。詳細には、要求ＩＤ３のスライス生成が完了した後、図１３の抽象経路リソース情報は、図１５のように更新される。

さらに詳細には、抽象経路１の最小遅延時の最大帯域が０Ｇｂｐｓに更新され、遅延を考慮しない最大帯域が０．０５Ｇｂｐｓから０に更新される。なお、理解を容易にするために、図１５では、更新された値に下線を付けて示している。

ステップＳ８０８において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０に対して、要求Ｉ４３のスライスの生成に成功した旨を応答する。その後、処理フローは、スタートに戻る。

以上説明したように、本発明の実施の形態１係る無線アクセスネットワークのコントローラは、スライスの生成要求を受信すると、抽象経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定し、要求条件を満たすスライスが生成可能であると判定されると、物理経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たす物理経路を選択してスライスを生成する。

コントローラは、各装置のリソース情報および各装置間の接続情報を参照することなく、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定することができる。これにより、スライスを生成する際の負荷が大幅に低減される。

なお、本実施の形態１では、通信リソースとして、遅延量、最大帯域、稼働率、利用可能帯域等を考慮したが、この他にも、通信用のメモリ容量、フレームロスレート、伝送遅延の揺らぎ量、処理遅延の揺らぎ量等をさらに考慮してもよい。

実施の形態２．
実施の形態２に係る通信システムおよびコントローラの構成は、図１、図２に示される実施の形態１の構成と同一である。以下、実施の形態１と実施の形態２との相違点に重点をおいて説明する。

実施の形態２に係る物理経路リソース情報算出部１０２は、物理経路リソース情報を算出する際に、各物理経路を遅延量に基づいて複数のクラスに分類する。

詳細には、物理経路リソース情報算出部１０２は、図１６に定義されるようなクラス分けテーブルを予め保持している。物理経路リソース情報１０２は、物理経路リソース情報を算出する際には、各物理経路を遅延量に応じてクラス１〜７のいずれかに分類する。

図１７は、実施の形態２に係る物理経路リソース情報算出部１０２によって算出される、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路リソース情報である。図１７の物理経路リソース情報には、図１６で定義されたクラスの情報が含まれている。

図１８は、実施の形態２に係る抽象経路リソース情報算出部１０３によって算出される、抽象経路リソース情報の一例である。図１８において、例えば抽象経路１は、クラス１〜７に対応して７つ算出される。

抽象経路１における各クラスの帯域は、そのクラスよりも遅延量の小さいクラスに分類される物理経路の各最大帯域の中で最大のものである。また、抽象経路１における各クラスの稼働率は、そのクラスよりも遅延量の小さいクラスに分類される物理経路の各稼働率の中で最大のものである。

次に、本実施の形態２に係るスライス生成部１０４によって行われるスライス生成処理について、図１９のフローチャートを参照して説明する。この際、オーケストレータ４０からは、図２０に示される２つのスライス生成要求が順番に受信されるものとする。

ステップＳ１９０１において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０から、図２０に示される要求ＩＤ１のスライス生成要求を受信する。

図２０の要求ＩＤ１のスライス生成要求は、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路において、遅延量２００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の条件を満たす、スライスの生成要求である。

ステップＳ１９０２において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ１の要求条件における遅延量をクラスに変換する。詳細には、要求ＩＤ１は遅延量２００マイクロ秒以下を要求しているため、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ１の遅延量を図１６のクラス４に変換する。なお、代替的には、オーケストレータ４０がクラス値を含む生成要求を送信してもよい。

ステップＳ１９０３において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ１のクラス４を含む要求条件と、図１８の抽象経路リソース情報とを比較する。

ステップＳ１９０４において、スライス生成部１０４は、ステップＳ１９０３の比較の結果に基づいて、要求ＩＤ１のクラス４を含む要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

ここで、要求ＩＤ１のクラス４を含む要求条件と、図１８の抽象経路リソース情報とを比較すると、ＣＵ１３とＳＷ３１との間で、クラス４、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の要求条件を満たす抽象経路リソースは存在しない。そのため、処理フローは、ステップＳ１９１０に進む。

ステップＳ１９１０において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０に対して、要求ＩＤ１のスライスは生成不能である旨を応答する。その後、処理フローは、スタートに戻る。

次に、２回目のステップＳ１９０１において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０から、図２０に示される要求ＩＤ２のスライス生成要求を受信する。

図２０の要求ＩＤ２のスライス生成要求は、ＣＵ１３とＳＷ３１との間の物理経路において、遅延量４００マイクロ秒以下、帯域０．０５Ｇｂｐｓ以上、稼働率０．１以上の条件を満たす、スライスの生成要求である。

ステップＳ１９０２において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ２の遅延量をクラスに変換する。詳細には、要求ＩＤ２は遅延量４００マイクロ秒以下を要求しているため、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ２の遅延量を図１６のクラス５に変換する。

ステップＳ１９０３において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ２のクラス５を含む要求条件と、図１８の抽象経路リソース情報とを比較する。

ステップＳ１９０４において、スライス生成部１０４は、ステップＳ１９０３の比較の結果に基づいて、要求ＩＤ３のクラス５を含む要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定する。

ここで、図２０の要求ＩＤ２のクラス５を含む要求条件と、図１８の抽象経路リソース情報とを比較すると、ＣＵ１３とＳＷ３１との間で、クラス５以下で要求条件を満たす抽象経路リソースを有する抽象経路１が存在する。そのため、処理フローは、ステップＳ１９０５に進む。

ステップＳ１９０５において、スライス生成部１０４は、図１７の物理経路リソース情報の中から、要求ＩＤ２の要求条件を満たす物理経路リソースを有する物理経路１を選択する。

ステップＳ１９０６において、スライス生成部１０４は、要求ＩＤ２の要求条件を満たすスライスを生成する。詳細には、スライス生成部１０４は、ＣＵ１３からＳＷ３１までの間の各装置に対して、各装置の設定インターフェースを介して、必要なリソースの確保を指示する。

ステップＳ１９０７において、スライス生成部１０４は、図１７の物理経路リソース情報を更新する。

ステップＳ１９０８において、スライス生成部１０４は、図１８の抽象経路リソース情報を更新する。

ステップＳ１９０９において、スライス生成部１０４は、オーケストレータ４０に対して、要求ＩＤ２のスライスの生成に成功した旨を応答する。その後、処理フローは、スタートに戻る。

以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る無線アクセスシステムのコントローラでは、物理経路リソース情報を算出する際に、各物理経路を遅延量に基づいて複数のクラスに分類する。これにより、要求条件を満たす物理経路の探索をさらに容易に行うことができる。

なお、実施の形態２では、各物理経路を遅延量に基づいてクラス分けしたが、各物理経路を帯域に基づいてクラス分けしてもよい。また、各物理経路を遅延量および帯域の両方に基づいてクラス分けしてもよい。

また、上述した実施の形態１、２に係る無線アクセスネットワークのコントローラ１００における各機能は、単一の装置内に含まれていなくてもよい。すなわち、図１の通信ネットワークの中に、物理ネットワーク情報取得部１０１、物理経路リソース情報算出部１０２、抽象経路リソース情報算出部１０３およびスライス生成部１０４が含まれていればよい。

また、上述した実施の形態１、２に係る無線アクセスネットワークのコントローラ１００における各機能は、処理回路によって実現される。各機能を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。図２１は、本発明の実施の形態１に係る無線アクセスネットワークのコントローラ１００の各機能を専用のハードウェアである処理回路１０００で実現する場合を示した構成図である。また、図２２は、本発明の実施の形態１、２に係る無線アクセスネットワークのコントローラ１００の各機能をプロセッサ２００１およびメモリ２００２を備えた処理回路２０００により実現する場合を示した構成図である。

処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路１０００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。物理ネットワーク情報取得部１０１、物理経路リソース情報算出部１０２、抽象経路リソース情報算出部１０３およびスライス生成部１０４の各部の機能それぞれを個別の処理回路１０００で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路１０００で実現してもよい。

一方、処理回路がプロセッサ２００１の場合、物理ネットワーク情報取得部１０１、物理経路リソース情報算出部１０２、抽象経路リソース情報算出部１０３およびスライス生成部１０４の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２００２に格納される。プロセッサ２００１は、メモリ２００２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、エレベータシステムは、処理回路２０００により実行されるときに、ステップＳ８０１〜Ｓ８０９、ステップＳ１９０１〜Ｓ１９１０が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２００２を備える。

これらのプログラムは、上述した各部の手順あるいは方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ２００２とは、例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリが該当する。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２００２に該当する。

なお、上述した各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。

１０無線アクセスネットワーク、１００コントローラ、１０１物理ネットワーク情報取得部、１０２物理経路リソース情報算出部、１０３抽象経路リソース情報算出部、１０４スライス生成部。

Claims

無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する、物理ネットワーク情報取得部と、
前記装置のリソース情報および前記装置間の接続情報に基づいて、前記装置間の物理経路のリソース情報である物理経路リソース情報を算出する、物理経路リソース情報算出部と、
前記物理経路リソース情報に基づいて、該物理経路リソース情報を代表して表現する抽象経路リソース情報を算出する、抽象経路リソース情報算出部と、
スライスの生成要求を受信すると、前記抽象経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定し、前記要求条件を満たすスライスが生成可能であると判定されると、前記物理経路リソース情報に基づいて、前記要求条件を満たす物理経路を選択してスライスを生成する、スライス生成部と
を備え、
前記装置のリソース情報は、前記装置の遅延、稼働率およびポートの帯域を含み、
前記装置間の接続情報は、前記装置間のポートの接続関係、ポート間の伝送遅延およびポート間の利用可能帯域を含み、
前記物理経路リソース情報は、前記物理経路の遅延量、最大帯域、稼働率および利用可能帯域を含み、
前記物理経路リソース情報算出部は、
前記物理経路上に存在する前記装置の装置遅延および前記装置間の伝送遅延を積算することによって、前記物理経路の前記遅延量とし、
前記物理経路上に存在する前記装置の最大帯域および前記装置間の最大帯域の中で最小のものを、前記物理経路の前記最大帯域とし、
前記物理経路上に存在する前記装置間の利用可能帯域の中で最小のものを、前記物理経路の前記利用可能帯域とする
無線アクセスネットワークのコントローラ。
前記物理経路リソース情報算出部は、前記装置間に複数の物理経路が存在する場合、該複数の物理経路に基づいて、第１の物理経路をさらに算出し、
前記第１の物理経路の遅延量は、前記複数の物理経路の各遅延量の中で最大のものであり、
前記第１の物理経路の最大帯域は、前記複数の物理経路の各最大帯域を合計したものであり、
前記第１の物理経路の稼働率は、前記複数の物理経路を同時に使用する際の稼働率であり、
前記第１の物理経路の利用可能帯域は、前記複数の物理経路の各利用可能帯域を合計したものである、請求項１に記載のコントローラ。
前記物理経路リソース情報算出部は、前記装置間に複数の物理経路が存在する場合、該複数の物理経路に基づいて、第２の物理経路をさらに算出し、
前記第２の物理経路の遅延量は、前記複数の物理経路の各遅延量の中で最大のものであり、
前記第２の物理経路の最大帯域は、前記複数の物理経路の各最大帯域の中で最小のものであり、
前記第２の物理経路の稼働率は、前記複数の物理経路のいずれか１つを使用する際の稼働率であり、
前記第２の物理経路の利用可能帯域は、前記複数の物理経路の各利用可能帯域の中で最小のものである、請求項１または２に記載のコントローラ。
前記抽象経路リソース情報は、最小遅延量、最小遅延時の最大帯域、遅延を考慮しない最大帯域および最大稼働率を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコントローラ。
前記抽象経路リソース情報算出部は、前記装置間に複数の物理経路が存在する場合、
前記複数の物理経路の各遅延量の中で最小のものを、前記抽象経路リソース情報の前記最小遅延量とし、
前記遅延量が最小の物理経路の利用可能帯域を、前記抽象経路リソース情報の前記最小遅延時の最大帯域とし、
前記複数の物理経路の各利用可能帯域の中で最大のものを、前記抽象経路リソース情報の前記遅延を考慮しない最大帯域とし、
前記複数の物理経路の各稼働率の中で最大のものを、前記抽象経路リソース情報の前記最大稼働率とする、請求項４に記載のコントローラ。
前記物理経路リソース情報算出部は、前記物理経路リソース情報を算出する際に、各物理経路を遅延量に基づいて複数のクラスに分類し、
前記抽象経路リソース情報算出部は、前記抽象経路リソース情報を算出する際に、抽象経路を前記複数のクラスに対応して複数算出し、
前記抽象経路における前記クラスの帯域は、該クラスよりも遅延量の小さいクラスに分類される前記物理経路の各利用可能帯域の中で最大のものであり、
前記抽象経路における前記クラスの稼働率は、該クラスよりも遅延量の小さいクラスに分類される前記物理経路の各稼働率の中で最大のものであり、
前記スライス生成部は、スライスの生成要求を受信すると、前記抽象経路リソース情報における前記クラスの値にさらに基づいて、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定し、前記要求条件を満たすスライスが生成可能であると判定されると、前記物理経路リソース情報における前記クラスの値にさらに基づいて、前記要求条件を満たす物理経路を選択してスライスを生成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコントローラ。
無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する、物理ネットワーク情報取得部と、
前記装置のリソース情報および前記装置間の接続情報に基づいて、前記装置間の物理経路のリソース情報である物理経路リソース情報を算出する、物理経路リソース情報算出部と、
前記物理経路リソース情報に基づいて、該物理経路リソース情報を代表して表現する抽象経路リソース情報を算出する、抽象経路リソース情報算出部と、
スライスの生成要求を受信すると、前記抽象経路リソース情報に基づいて、要求条件を満たすスライスが生成可能であるか否かを判定し、前記要求条件を満たすスライスが生成可能であると判定されると、前記物理経路リソース情報に基づいて、前記要求条件を満たす物理経路を選択してスライスを生成する、スライス生成部と
を備え、
前記装置のリソース情報は、前記装置の遅延、稼働率およびポートの帯域を含み、
前記装置間の接続情報は、前記装置間のポートの接続関係、ポート間の伝送遅延およびポート間の利用可能帯域を含み、
前記物理経路リソース情報は、前記物理経路の遅延量、最大帯域、稼働率および利用可能帯域を含み、
前記物理経路リソース情報算出部は、
前記物理経路上に存在する前記装置の装置遅延および前記装置間の伝送遅延を積算することによって、前記物理経路の前記遅延量とし、
前記物理経路上に存在する前記装置の最大帯域および前記装置間の最大帯域の中で最小のものを、前記物理経路の前記最大帯域とし、
前記物理経路上に存在する前記装置間の利用可能帯域の中で最小のものを、前記物理経路の前記利用可能帯域とする
通信システム。