JP7402292B1 - プロシージャ実行制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
上述した一般的な5G通信システムのコアネットワークの問題を解決すべく、本実施形態においては、プロシージャ志向のコアネットワークを採用する。
図6は、本実施形態における5G通信システムの構成を説明する図である。図6に示されるように、5G通信システムのコアネットワーク100は、複数の基地局21と接続される。実際には、数万の基地局21がコアネットワーク100に接続される。基地局21は、図中の楕円により示されるセルであって、所定の無線通信領域であるセル内に位置する複数の端末であるUE(User Equipment)11と通信する。例えば、1つの基地局21は、同時に数百台のUE11と通信する。
UE11からシステムプロシージャの開始が要求されると、コアネットワーク100は、当該システムプロシージャの開始から完了までに必要となる処理をコンピュータに実行させるプログラムのインスタンスを生成する。このプログラムは、関数(図6ではfnと表記されている)であってもよい。
このように、本実施形態に係る5G通信システムのコアネットワーク100では、UE11毎に各システムプロシージャのインスタンスが生成されるので、特定のNFに処理が集中することがない。また、N1N2ゲートウェイ41とコアネットワーク100との間はステートレスプロトコルでの通信が行われるので、ピーク時の処理負荷を分散させることができる。このため、例えば、計算資源を増やすことなく、輻輳の発生を低減させることができる。
次に、本実施形態に係る5G通信システムのコアネットワーク100での具体的な処理の流れについて説明する。図8は、本実施形態に係る5G通信システムのコアネットワーク100でのプロシージャ実行制御方法の流れを説明する図である。このプロシージャ実行制御方法は、3GPPの標準規格であるTS.23.502によって規定されている複数のシステムプロシージャの実行を制御する方法である。
図6を参照して上述した例では、N1N2ゲートウェイ41に1つのコアネットワーク100が接続される構成について説明した。しかし、例えば、N1N2ゲートウェイ41に複数のコアネットワークが接続されるようにしてもよい。
上述したN1N2ゲートウェイ41およびコアネットワーク100は、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、N1N2ゲートウェイ41およびコアネットワーク100としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。この場合、N1N2ゲートウェイ41およびコアネットワーク100は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えばプロセッサ)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。
さらに、上述した各実施形態においては、本発明を5G通信システムに適用する例について説明したが、本発明は、4G以前の通信システムにも適用できる。また、6G以降の通信システムであっても、NF単位での構成されうる通信システムであれば、同様に本発明を適用することができる。
本発明の態様1に係るプロシージャ実行制御方法は、コアネットワークの複数のシステムプロシージャの実行を制御するプロシージャ実行制御方法であって、前記コアネットワークを介して通信する端末から前記システムプロシージャの開始が要求されると、前記システムプロシージャの開始から完了までに必要となる処理をコンピュータに実行させるプログラムのインスタンスを生成するステップと、前記インスタンスに前記コンピュータのプロセッサおよびメモリに係る資源を割り当てるステップと、前記システムプロシージャが完了すると、処理結果をデータベースに書き込むステップとを含み、複数の前記端末のそれぞれに対応して、複数の前記システムプロシージャのそれぞれに対応する前記インスタンスが生成される。
21 基地局
41 N1N2ゲートウェイ
100 コアネットワーク
151 upLinkMQ
161 downLinkMQ
171 プロシージャ処理部
191 データベース
Claims (11)
- コアネットワークの複数のシステムプロシージャの実行を制御するプロシージャ実行制御方法であって、
前記コアネットワークを介して通信する端末から前記システムプロシージャの開始が要求されると、前記システムプロシージャの開始から完了までに必要となる処理をコンピュータに実行させるプログラムのインスタンスを生成するステップと、
前記インスタンスに前記コンピュータのプロセッサおよびメモリに係る資源を割り当てるステップと、
前記システムプロシージャが完了すると、処理結果をデータベースに書き込むステップとを含み、
複数の前記端末のそれぞれに対応して、複数の前記システムプロシージャのそれぞれに対応する前記インスタンスが生成される
プロシージャ実行制御方法。 - 前記端末は、基地局を介して前記コアネットワークに接続され、
前記基地局は、ゲートウェイ装置を介してコアネットワークに接続される
請求項1に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記ゲートウェイ装置は、
ステートフルプロトコルにより前記基地局と通信し、
ステートレスプロトコルにより前記コアネットワークと通信する
請求項2に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記ステートフルプロトコルは、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)であり、
前記ステートレスプロトコルは、RPC(remote procedure call)、またはMQ(Message queue)である
請求項3に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記基地局から前記コアネットワークに送信されるNGAP(Next Generation Application Protocol)メッセージに含まれるNAS(Non Access Stratum)メッセージを参照して、前記端末が開始を要求する前記システムプロシージャを特定するステップをさらに含む
請求項3に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記ゲートウェイ装置は、前記NGAPメッセージとともに、前記基地局の識別子を示す情報を前記コアネットワークに送信する
請求項5に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記コアネットワークは、前記ゲートウェイ装置から送信されるメッセージを第1のメッセージキューに蓄積して非同期に処理し、
前記ゲートウェイ装置に送信するメッセージを第2のメッセージキューに蓄積して非同期に処理する
請求項3に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記インスタンスは、前記システムプロシージャに対応するコンテナを起動することにより生成される
請求項1に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記処理結果として、前記システムプロシージャの開始を要求した端末の状態に関する情報が、前記データベースに書き込まれる
請求項1に記載のプロシージャ実行制御方法。 - 前記システムプロシージャが完了すると、前記インスタンスに割り当てた前記コンピュータのプロセッサおよびメモリに係る資源を開放するステップをさらに含む
請求項1に記載のプロシージャ実行制御方法。 - コンピュータに、
コアネットワークの複数のシステムプロシージャの実行を制御するプロシージャ実行制御方法であって、
前記コアネットワークを介して通信する端末から前記システムプロシージャの開始が要求されると、前記システムプロシージャの開始から完了までに必要となる処理を前記コンピュータに実行させるプログラムのインスタンスを生成するステップと、
前記インスタンスに前記コンピュータのプロセッサおよびメモリに係る資源を割り当てるステップと、
前記システムプロシージャが完了すると、処理結果をデータベースに書き込むステップとを含むプロシージャ実行制御方法を実行させ、
複数の前記端末のそれぞれに対応して、複数の前記システムプロシージャのそれぞれに対応する前記インスタンスが生成される
プログラム。
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Title |
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山崎 敬広, 中村 哲也, 田村 基,エラスティックコア:ステート情報分離アーキテクチャによるIMSの信頼性と可用性の向上 Elastic Core: State-Sharing Architecture that improves reliability and service availability of IMS,情報処理学会研究報告 2012(平成24)年度▲6▼ [DVD-ROM] ,日本,一般社団法人情報処理学会,2013年04月15日 |
渡邊 大記 Hiroki WATANABE,プロシージャ型処理を用いたステートレスな5Gコアネットワークの実現 A Design of stateless 5G core network with procedural processing,電子情報通信学会技術研究報告 Vol.122 No.310 [online] IEICE Technical Report,日本,一般社団法人電子情報通信学会 The Institute of Electronics,Information and Communication Engineers,2022年12月08日,第122巻,pp.54-59 |
谷津 文平, 山崎 敬広, 中村 哲也, 田村 基, 岩科 滋, 清水 敬司,移動体通信網へのネットワーク仮想化技術の適用,電子情報通信学会2012年総合大会講演論文集 通信1 PROCEEDINGS OF THE 2012 IEICE GENERAL CONFERENCE,2012年03月06日 |
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