KR102034532B1 - 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

제어 평면에서 네트워크 기능 가상화(NFV)를 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. NFV 프레임워크는 통신 네트워크의 동작을 가능하게 하는 기능에 각각 대응하는 복수의 가상 네트워크 기능(VNF)을 정의하는 데 사용된다. 통신 네트워크에서 복수의 네트워크 슬라이스를 관리하기 위한 방법 및 시스템이 제공되는데, 이 방법은: 상기 복수의 네트워크 슬라이스와 별도로 설정된 전역 제어 평면을 인스턴스화하는 단계를 포함하고, 전역 제어 평면은 복수의 네트워크 슬라이스 각각을 적어도 부분적으로 관리하도록 구성된다.

Description

스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 위한 시스템 및 방법
발명의 분야
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본 발명은 통신 네트워크의 분야에 관한 것으로, 특히 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
상이한 사용 사례 필요로부터의 대립되는 요구들을 관리하는 것은 네트워크 계획 및 배치를 어렵게 만든다.
무선 네트워크들(차세대 무선, 또는 소위 5세대(5G) 네트워크들을 포함)의 향후 개발들을 지원하기 위한 것들과 같은, 진보된 네트워크들을 구축함에 있어, 네트워크 슬라이싱은 상이한 트래픽 흐름들이 이동할 수 있는 격리된 가상 네트워크들을 생성하는 능력을 제공한다. 그 결과, 상이한 네트워크 슬라이스들의 생성을 가능하게 하는, 네트워크 기능 가상화(Network Function Virtualization), 소프트웨어 정의 네트워킹(Software Defined Networking) 등과 같은 기술들에 의지한다. SDN과 NFV를 사용하여 슬라이스들을 생성하고 이들을 요구되는 기능들로 채울 수 있다. 이러한 슬라이스들 각각은 그들이 서비스하는 트래픽 흐름들에 의해 요구되는 속성들을 가질 수 있다. 이에 따라 하나의 네트워크 슬라이스는 저 대기 시간을 갖고 또 다른 네트워크 슬라이스는 극히 신뢰할 만한 것이 될 수 있다.
그러나, 선행 기술의 하나 이상의 제한을 제거하거나 완화시키는, 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 위한 시스템 및 방법이 필요하다.
이 배경 정보는 본 출원인이 본 발명과 관련성이 있을 수 있다고 생각되는 정보를 공개하기 위해 제공된다. 상기 정보 중 어느 것이라도 본 발명에 대한 선행 기술을 구성한다는 인정을 반드시 의도한 것도 아니고, 그렇게 해석되어서도 안 된다.
본 발명은 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예들에 따라, 통신 네트워크에서 스펙트럼 리소스들을 제공 및 분배하기 위한 방법이 제공되는데, 이 방법은 스펙트럼 협상자(spectrum negotiator)에서, 특정 네트워크 슬라이스에 대한 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 수신하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 송신하는 단계 및 상기 송신된 요청에 응답하여, 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 적어도 일부에 대한 제안을 수신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 적어도 일부를 획득하기 위해 협상하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 특정 네트워크 슬라이스에 적어도 일부 추가 스펙트럼 리소스들을 할당하는 단계 및/또는 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 고려하여 리소스 요청 정책을 검사하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따라, 추가 스펙트럼 리소스들을 획득하기 위한 방법이 제공되는데, 이 방법은 스케줄러에서, 스펙트럼 리소스 과부하 조건의 지시를 검출하는 단계 및 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 송신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 스펙트럼 리소스 과부하 조건의 지시는 증가된 네트워크 트래픽의 예측자인 버퍼 과부하 조건 또는 큐 길이 조건 또는 관측된 조건일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 통신 네트워크에서 스펙트럼 리소스들을 제공 및 분배하기 위한 시스템이 제공되는데, 이 시스템은 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 송신하도록 구성된 스펙트럼 협상자를 포함하고, 이 스펙트럼 협상자는 특정 네트워크 슬라이스와 동작 가능하게 연결된다. 이 시스템은 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 적어도 일부의 제공에 대한 요청을 수신하고 그 요청에 따라 동작하도록 구성된 스펙트럼 관리자를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 스펙트럼 협상자 및 상기 스펙트럼 관리자는 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들의 적어도 일부의 제공을 협상하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 상기 스펙트럼 협상자는 상기 특정 네트워크 슬라이스 내에 인스턴스화되는 반면, 다른 실시예들에서는 상기 스펙트럼 협상자는 상기 특정 네트워크 슬라이스와 통신 가능하게 연결된 액세스 포인트 내에 인스턴스화된다. 다른 실시예들에서, 상기 스펙트럼 협상자는 상기 특정 네트워크 슬라이스와 별개로 그리고 상기 특정 네트워크 슬라이스와 통신 가능하게 연결된 액세스 포인트와 별개로 상기 통신 네트워크 내에 인스턴스화된다.
본 발명의 추가 특징들 및 이점들은 다음과 같은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 통신 네트워크 아키텍처의 개관을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 인프라스트럭처 관리 스펙트럼 협상자(Infrastructure Management Spectrum Negotiator), 및 인프라스트럭처 관리 스펙트럼 관리자(Infrastructure Management Spectrum Manager) 및 슬라이스 특정 스케줄러를 포함하는 가상 인프라스트럭처 관리를 위한 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 인프라스트럭처 관리 스펙트럼 관리자 및 내부 스펙트럼 협상자 및 리소스 이벤트 트리거(Resource Event Trigger) 기능들을 갖는 슬라이스 특정 스케줄러를 포함하는 가상 인프라스트럭처 관리를 위한 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 스펙트럼 리소스들을 협상하기 위한 방법을 설명하는 시그널링 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 통신 네트워크 아키텍처의 개관을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 통신 네트워크 아키텍처의 개관을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 스펙트럼 관리자 기능 또는 스펙트럼 협상자 기능을 인스턴스화하는 다양한 네트워크 요소들을 구현하기 위해 사용될 수 있는 처리 시스템의 블록도를 도시한다.
첨부된 도면들 전체에 걸쳐서, 동일한 특징들은 동일한 참조 번호들로 식별된다는 점에 유의해야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된, "네트워크" 또는 "통신 네트워크"는 무선 디바이스들을 포함하지만 반드시 이에 한정되지는 않는 다양한 디바이스들에 서비스할 수 있다. 그러한 네트워크는 무선 액세스 부분 및 백홀 부분을 포함할 수 있다. 네트워크는 본 명세서에서 쉽게 명백해질 다양한 가상화된 컴포넌트들을 더 포함할 수 있다. 그러한 네트워크의 주요 예는 아래에 설명된 바와 같이, 재구성 가능하고 네트워크 슬라이싱이 가능한 5G 네트워크이다.
네트워크 슬라이싱은 네트워크 기능 가상화(NFV)를 사용하는 네트워크들과 같이, 재구성 가능한 네트워크 아키텍처들에서 사용될 수 있는, 상이한 네트워크 트래픽 유형들을 분리하기 위한 기법을 지칭한다. 네트워크 슬라이스("새로운 서비스 및 시장 기술 인에이블러에 관한 연구(Study on New Services and Markets Technology Enablers)"라는 제목의 3GPP TR 22.891에서 정의됨)는 특정 네트워크 서비스의 통신 서비스 요건들을 지원하는 논리적 네트워크 기능들의 컬렉션이다. 네트워크 슬라이싱의 한 가지 사용은 코어 네트워크에 있다. 네트워크 슬라이싱의 사용을 통해, 상이한 서비스 제공자들이 네트워크 및 컴퓨팅 리소스들의 동일한 물리적 세트에서 실행되는 별개의 코어 네트워크들을 가질 수 있다. 네트워크 슬라이싱은 또한 특정 네트워크 트래픽 유형들에 전용되는 독립적인 가상 네트워크들을 생성하는 데에도 이용될 수 있다. 상이한 네트워크 슬라이스들을 위한 리소스들의 분할 또는 다수의 네트워크 슬라이스를 지원하기 위한 특정 기능을 필요로 할 수 있는, 무선 액세스 네트워크(RAN)의 무선 액세스 에지에 네트워크 슬라이싱이 적용되므로 이 논의는 네트워크 슬라이싱의 적용을 배제하려고 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 성능 보장을 제공하기 위해, 하나의 슬라이스가 다른 슬라이스들에 부정적인 영향을 주지 않도록 네트워크 슬라이스들이 서로 격리될 수 있다. 이 격리는 상이한 서비스 유형들에 국한되지 않고, 운영자가 동일한 네트워크 파티션의 다수의 인스턴스를 배치할 수도 있게 한다.
종래의 모바일 네트워크에서, 디바이스는 접속 프로세스 동안 이동성 관리 엔티티(MME)와 연관된다. 모바일 디바이스와 연관된 MME는 네트워크 인프라스트럭처 컴포넌트에서의 선택 기능에 의해 MME들의 풀로부터 선택된다. 각 무선 디바이스의 필요를 충족시키도록 설계되어야 하는 단일 네트워크를 갖는 네트워크와는 달리, 네트워크 슬라이싱은 물리적 네트워크 리소스들에 대해 별개의 네트워크 슬라이스들의 인스턴스화를 허용한다. 슬라이스들 각각은 상이한 네트워크 서비스들 각각의 특정 요건들을 대상으로 한 특성들을 갖도록 생성될 수 있다. 네트워크 슬라이스들의 사용은, 각각이 상이한 패킷 처리 요건들 및 QoS 요건들을 가질 수 있는, 상이한 트래픽 유형들의 분리를 가능하게 한다. 네트워크 슬라이싱은 상이한 고객들 또는 고객 그룹들에 상이한 서비스들을 제공하기 위한 풀링된 리소스들의 할당에 대응할 수 있어, 상이한 서비스들이 상이한 사용자 지정(customize)된 가상 네트워크들에 의해 지원되고, 여기서 상이한 사용자 지정된 가상 네트워크들은 고객의 관점에서 서로 실질적으로 분리된다. 풀링된 리소스들은 네트워크 슬라이스들의 동작을 지원하기 위한 다양한 네트워크 기능들을 지원하기 위해, NFV와 같은, 가상화 접근법들을 통해 구성 가능한 상용 제품 하드웨어 컴포넌트들일 수 있다.
네트워크 기능 가상화(NFV) 프레임워크는 통신 네트워크의 동작을 가능하게 하는 기능에 각각 대응하는 복수의 가상 네트워크 기능(VNF)을 정의하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, VNF는 라우터, 스위치, 게이트웨이, 방화벽, 로드 밸런서, 서버 등의 기능들을 제공할 수 있다. 이 기능은 전용 하드웨어 리소스들을 사용하기보다는, 컴퓨팅, 스토리지 및 네트워킹 리소스들과 같은, 가상 리소스들의 세트를 이용할 수 있다는 점에서 가상화된다. 따라서, VNF들은 사용 가능한 가상 리소스들을 사용하여 필요에 따라 인스턴스화될 수 있다. NFV 및 가상 네트워크 기능 아키텍처는 예를 들어, 2013년 10월, "네트워크 기능 가상화(NFV); 사용 사례들(Network Function Virtualization (NFV); Use Cases)"이라는 제목의 ETSI GS NFV 001, 및 2013년 10월, "네트워크 기능 가상화(NFV); 아키텍처 프레임워크(Network Function Virtualization (NFV); Architectural Framework)"라는 제목의 ETSI GS NFV 002에 기술되어 있다.
네트워크 슬라이싱, 및 네트워크 슬라이스의 개념의 이해를 돕기 위한 컨텍스트를 제공하기 위해, 상이한 위치들을 커버하는 복수의 상이한 노드 유형들 외에 이종 네트워크들에서, 상이한 인프라스트럭처 제공자들은 액세스 네트워크(또는 심지어 코어 네트워크의 부분들)로서 간주되는 것의 상이한 부분들을 소유할 수 있다. M2M 가상 네트워크 운영자(VNO)(M2M SP라고도 지칭될 수 있음) 또는 또 다른 가상 서비스 제공자와 같이, 고객에게 서비스를 제공하는, 통신 서비스 제공자(Telecommunications Service Provider, TCSP)는 M2M SP에 간단한 네트워크를 제공하기를 원할 수 있다. 따라서, TCSP는 가상 노드들 및 노드들 간의 가상 링크들을 갖는 가상 네트워크를 생성할 것이다. M2M SP는 가상 네트워크(VN) 리소스들과 상호 작용하고 VNO로서 동작하기만 하면 된다. 그러나, VN(노드들과 링크들 모두)은 물리적 인프라스트럭처에 매핑되어야 한다. VN은 물리적 노드들의 서브세트만을 사용할 수 있으며, VN이 사용하는 각 물리적 노드는 해당 VN에 의해 완전히 사용되지 않을 수 있다. 또한, M2M SP는 둘 이상의 TCSP를 이용할 수 있어, 상이한 네트워크들에 걸쳐 복수의 슬라이스로 형성된 네트워크를 생성하는 것을 가능하게 하고, 단일 TCSP의 리소스들의 슈퍼세트인 네트워크 슬라이스를 효과적으로 갖는다는 점도 이해해야 한다. 특정 대역폭 요건들이 각 논리적 링크에 대해 설정되면, 물리적 링크들의 백분율들이 가상 링크를 생성하기 위해 할당된다. 또한 단일 물리적 링크보다 큰 용량의 논리적 링크를 생성하기 위해 링크들을 집계하는 것을 포함할 수도 있다. 네트워크 슬라이스들은 상이한 네트워크들일 수 있는 것에서의 리소스들의 할당의 컬렉션이다. 인프라스트럭처 제공자의 관점에서, 네트워크 슬라이스는 인프라스트럭처 제공자 네트워크에서의 리소스들만을 포함할 수 있다. M2M SP 관점에서, 네트워크 슬라이스는 VN과 유사한, M2M SP가 사용하는 모든 네트워크 슬라이스들의 실질적으로 심리스한 집계이다. TCSP는 M2M VN을 생성하기 위해, TCSP 리소스들로부터의 네트워크 슬라이스들과 함께, 인프라스트럭처 제공자 리소스들의 상이한 네트워크 슬라이스들을 심리스하게 연결하는 것을 다룬다. 다양한 시점들에서, 상이한 리소스들에 대한 네트워크 슬라이스들의 총 할당은 합계 100%가 되지 않을 수도 있음을 이해해야 한다. 그 값이 100%보다 작으면, 리소스들이 완전히 이용되지 않음을 의미한다. 그것이 100%를 초과하면, 이는 모든 고객이 동시에 리소스를 사용할 가능성이 매우 낮다는 것을 아는 네트워크 설계 선택일 수 있다. 새로운 리소스들이 온라인 상태가 되거나 기존 리소스들이 다시 할당됨에 따라 상이한 네트워크 슬라이스들의 크기와 특성이 시간에 따라 달라질 수 있음을 이해해야 한다. M2M SP는 전형적으로 인프라스트럭처의 변화들을 인식하지 못할 수 있다.
일부 실시예들에서, 네트워크 슬라이싱은 무선 디바이스에 의해 액세스 가능한 5G 통신 네트워크와 같은 네트워크가 요구에 따라 다수의 논리적 네트워크 슬라이스를 제공하는 능력과 관련되고, 여기서 각 네트워크 슬라이스는 서비스로서 간주되는 실질적으로 별개의 네트워크로서 동작한다. 각 네트워크 슬라이스의 능력들 및 동작 파라미터들은 서비스 요건들에 맞게 사용자 지정될 수 있다. 네트워크 슬라이스들의 구성은 소프트웨어 정의 네트워킹, 네트워크 기능 가상화 및 네트워크 조정에 기초할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 네트워크 슬라이스에 걸쳐 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 특히, 스펙트럼 리소스들은 특정 네트워크 운영자가 사용 가능한 리소스들, 예를 들어 주어진 시간에 네트워크 운영자가 소유, 대여, 차용 또는 다른 방법으로 사용 가능한 스펙트럼이다. 사용 가능한 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배는 실질적으로 실시간으로 제공될 수 있다. 스펙트럼 리소스 요건들을 필요에 따라 결정하고 분배함으로써, 네트워크의 성능 향상을 위해 사용 가능한 스펙트럼 리소스들을 실질적으로 최적화하려고 시도할 수 있다. 스펙트럼 리소스들의 실시간 제공은 슬라이스 특정 스펙트럼 협상자와 전역 스펙트럼 관리자 사이의 상호 작용에 의해 가능해질 수 있다. 슬라이스 특정 스펙트럼 협상자는 그와 연관된 네트워크 슬라이스의 스펙트럼 리소스 요건들을 나타내는 정보를 제공한다. 전역 스펙트럼 관리자는 네트워크와 연관된 다수의 또는 잠재적으로 모든 네트워크 슬라이스의 복수의 스펙트럼 협상자에 응답하고, 각각의 스펙트럼 협상자들과의 상호 작용에 기초하여 네트워크 슬라이스들로의 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배를 관리한다.
컨텍스트를 제공하기 위해, 본 발명의 실시예에 따르면, 이 스펙트럼 리소스 관리 구성이 적용될 수 있는 통신 네트워크 아키텍처는 네트워크 기능 가상화(NFV) 프레임워크에 기초한다. NFV 관리 및 조정(Management and Orchestration, MANO) 엔티티는 네트워크 서비스(Network Service, NS) 요청에 의해 식별된 서비스를 적절하게 제공하기 위해 필요한 네트워크 기능 컴포넌트들을 인스턴스화하는 데 사용된다. 네트워크 서비스 요청의 인스턴스화는 요청된 서비스를 제공하는 데 필요한 네트워크 기능들의 세트를 정의하는 가상 네트워크 기능 전달 그래프(Virtual Network Function Forwarding Graph, VNFFG)에 의해 설명된다. VNFFG는, 예를 들어 VNF들의 컬렉션에 의해, 컬렉션 요청된 서비스를 제공하기 위해 수행되어야 하는 일련의 동작들을 정의하는 네트워크 전달 경로(Network Forwarding Path, NFP)를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 통신 네트워크 아키텍처의 개관을 도시한다. NFV-MANO 엔티티(135)는 조정자(Orchestrator) 기능(140), 가상 네트워크 기능 관리자(Virtual Network Function Manager, VNFM) 기능(145) 및 가상 인프라스트럭처 관리자(Virtual Infrastructure Manager, VIM) 기능(150)을 포함한다. 실시예들에 따르면, 조정자 기능(140), VNFM 기능(145) 및 VIM 기능(150)의 기능은, 예를 들어 ETSI GS NFV 001 및 ETSI GS NFV 002에 정의된 바와 같을 수 있다.
실시예들에 따르면, VIM 기능(150)은 NFV 기반 네트워크에서 물리적 인프라스트럭처, 가상 리소스들 및 소프트웨어 리소스들을 포함할 수 있는 네트워크 기능 가상 인프라스트럭처(Network Function Virtual Infrastructure, NFVI)(105)를 관리하도록 구성된다. 예를 들어 물리적 인프라스트럭처는 서버, 스토리지 디바이스 등이 포함할 수 있으며 가상 리소스들은 가상 머신들을 포함할 수 있다. 실시예들에 따르면, 특정 NFV 아키텍처 내에 인스턴스화된 복수의 VIM 기능이 존재할 수 있고, 각 VIM 기능은 그 각각의 NFVI의 관리를 담당한다.
실시예들에 따르면, VNFM 기능(145)은 가상 네트워크 기능(VNF)을 관리하도록 구성될 수 있고 VNF들의 라이프 사이클을 관리할 수 있다. 예를 들어, VNFM 기능(145)은 VIM 기능(150)에 의해 생성되고 관리되는 가상 머신들 상에 설치될 수 있는, VNF 인스턴스들을 생성, 유지 및 종료할 수 있다. VNFM 기능(145)은 또한 VNF들의 장애, 구성, 어카운팅, 성능 및 보안 관리(fault, configuration, accounting, performance and security management, FCAP)를 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, VNFM 기능(145)은 VNF들 중 하나 이상을 스케일 업 및 스케일 다운하도록 구성될 수 있으며, 이는 VNF들의 실현을 위한 계산 능력을 제공하고 있는 중앙 프로세서(들)의 사용의 스케일 업 및 스케일링 다운을 야기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각 VNFM 기능이 별개의 VNF를 관리하거나 단일 VNFM 기능이 다수의 VNF를 관리한다.
실시예들에 따르면, 조정자 기능(140)은 VIM 기능(150)과의 상호 작용에 의해 NFVI 리소스들을 조정, 허가, 해제 및 참여시키도록 구성될 수 있다. 조정자 기능(140)은 또한 VNFM 기능(145)과의 상호 작용에 의해 상이한 VNF들 사이의 종단간 서비스(end-to-end service)를 생성하도록 구성된다.
도 1을 더 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 네트워크 슬라이스 관리에 사용되는 복수의 네트워크 슬라이스 및 전역 제어 평면(Global Control Plane)(110)이 도시되어 있다. 전역 제어 평면(110)은 다수의 그리고 잠재적으로 모든 네트워크 슬라이스에 걸쳐 기능들을 제어한다. 전역 제어 평면(110)은 일부 실시예들에서는 별개의 네트워크 슬라이스로 간주될 수 있다. 도시된 네트워크 슬라이스들은 적어도 하나의 MBB(Mobile Broadband) 네트워크 슬라이스(120) 및 적어도 하나의 MTC(Machine Type Communication) 네트워크 슬라이스(115)를 포함하지만, 다른 네트워크 슬라이스 유형들 또는 다른 네트워크 슬라이스 조합들이 제공될 수도 있다.
다양한 실시예들에서, 전역 제어 평면 기능들 및 각 네트워크 슬라이스 특정 제어 평면 기능들 양쪽 모두는 복수의 또는 모든 네트워크 슬라이스에 걸쳐 연결 관리를 제공하기 위해 NFV-MANO 엔티티에 의해 네트워크 내의 임의의 위치에서 인스턴스화될 수 있다. 이러한 기능들의 위치는 제공되는 상이한 네트워크 서비스들의 지연 요건들과 같은 성능 요인들에 좌우될 수 있다.
전역 제어 평면(110) 내에 구성된 기능들은 전역 연결 및 이동성 관리(Global Connection and Mobility Management, G-CMM) 기능(182), 코어 네트워크 기능들에 대한 컴퓨팅, 스토리지, 및 네트워크 리소스들을 획득하기 위한 협상자 기능 및 관리자 기능을 포함할 수 있는 인프라스트럭처 관리(IM) 기능을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, IM 기능은 스펙트럼 관리자(IM-SM) 기능(160)을 포함하고 이는 특정 네트워크 운영자가 사용 가능한, 예를 들어 소정 시점에 그 네트워크 운영자가 소유, 대여, 차용 또는 다른 방법으로 사용 가능한 스펙트럼 리소스들을 관리하도록 구성된다. 전역 제어 평면(110)은 또한 데이터 분석(Data Analytics, DA) 기능(165) 및 캐시 및 전달(Cache and Forwarding, CF) 기능(170)을 포함할 수 있다.
더 상세하게는, G-CMM 기능(182)은 인스턴스화된 네트워크 슬라이스들 및 각 네트워크 슬라이스와 연관된 파라미터들(예를 들어, 운영자 ID, 서비스 유형 등)의 리스트를 유지하는 것을 담당한다. G-CMM 기능(182)은 또한 연결 및 이동성 관리(CMM) 기능들의 풀을 유지하는 것을 담당하고, 각 CMM 기능은 로컬 또는 네트워크 슬라이스 특정 기능으로서 인스턴스화된다. G-CMM 기능(182)은 또한 네트워크 슬라이스와의 초기 연관을 담당한다.
구현될 때, 데이터 분석(DA) 기능(165)은 다수의 그리고 잠재적으로 모든 네트워크 슬라이스에 걸쳐 통계 및 데이터를 수집하는 책임을 할당받을 수 있다. 수집된 이러한 통계 및 데이터는 네트워크 슬라이스들 각각에 대해, 동작 조건 등을 관리하거나, 평가하거나 또는 이들의 조합을 수행하기 위해 사용될 수 있다.
캐시 및 전달(CF) 기능(170)은 다수의 그리고 잠재적으로 모든 네트워크 슬라이스에 걸쳐 캐싱된 콘텐츠의 관리를 담당한다.
실시예들에서, 네트워크 아키텍처는 NFV-MANO 엔티티(135)의 조정자 기능(140)과의 통신을 통해 네트워크 서비스(NS) 요청들(130)을 수신하고 그에 따라 동작하도록 구성되는 전역 고객 서비스 관리(Global Customer Service Management, G-CSM) 기능(187)을 더 포함한다. 예를 들어, 네트워크 서비스 요청은 통신 네트워크로의 연결을 요청하는 하나 이상의 사용자 장비를 나타낼 수 있다. G-CSM 기능(187)은 고객 서비스 관리(Customer Service Management, CSM) 기능들의 풀을 유지하는 것을 담당하고, 각 CSM 기능은 로컬 또는 네트워크 슬라이스 특정 기능으로서 인스턴스화된다. G-CSM 기능(187)은 또한 다수의 또는 잠재적으로 모든 네트워크 슬라이스에 걸쳐 과금, 예를 들어 요금 청구(billing)를 추적하는 것을 담당한다. G-CSM 기능(187)은 네트워크 슬라이스들을 모니터링하고, 네트워크 슬라이스의 성능에 관해 조정자 기능(140)에 피드백을 제공하도록 구성됨으로써, VNFM 기능(145) 및 VIM 기능(150)에 의해 관리되는 바와 같이, 특정 네트워크 슬라이스에 대한 컴퓨팅 리소스들 및 네트워크의 선택적 미세 조정을 가능하게 할 수 있다. 이 미세 조정은, 예를 들어, 컴퓨팅 리소스 사용의 관점에서 각각의 네트워크 슬라이스들의 동작의 실질적인 최적화를 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, G-CSM 기능(187)은 운영 지원 시스템/비즈니스 지원 시스템(Operational Support System / Business Support System, OSS-BSS)(125) 내에 통합될 수 있다. OSS는 통신 네트워크의 운영은 물론, 고객 서비스들의 제공 및 유지에 도움이 되는 백-오피스 활동들을 지원하는 기능들을 포함할 수 있다. BSS는 고객 대면 활동들, 예를 들어 요금 청구 주문 관리, 고객 관계 관리, 콜 센터 자동화 등을 지원하는 기능들을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, G-CSM 기능(187)은 OSS/BSS(125)와 조정자 기능(140) 사이의 통신을 제공하는 Os-Ma-nfvo 인터페이스를 사용하여 조정자 기능(140)과 통신할 수 있다.
다른 실시예들에서, G-CSM 기능(187)은 네트워크 내에서 그러나 OSS/BSS(125) 외부에서 인스턴스화될 수 있다. 이 구성에서, NFV 프레임워크로 정의되지 않을 수도 있는 또 다른 인터페이스가 G-CSM 기능(187)과 조정자 기능(140) 사이의 통신을 제공하기 위해 구성된다.
도 1을 더 참조하면, 다양한 네트워크 슬라이스들, MBB 슬라이스(120) 및 MTC 슬라이스(115)는, 각각 자신의 네트워크 슬라이스 특정 연결 및 이동성 관리(CMM) 기능(181, 180) 및 고객 서비스 관리(CSM) 기능(186, 185)을 포함할 수 있다. 네트워크 슬라이스 특정 CMM 기능들(181, 180)은 전역 제어 평면(110) 내에서 동작하는 G-CMM 기능(182)에 의해 참조되고 제어된다. 각 네트워크 슬라이스는 그 네트워크 슬라이스를 통해 송신되는 데이터의 거동을 동적으로 분석, 예측 및 규제함으로써 네트워크 슬라이스의 성능을 튜닝하도록 구성될 수 있는 흐름 관리(Flow Management, FM)/트래픽 엔지니어링(Traffic Engineering, TE) 기능(176, 175)을 더 포함한다. 또한, 네트워크 슬라이스들 각각은 특정 네트워크 슬라이스의 통신 리소스들을 사용하기 위한 UE의 액세스의 권한 부여를 제공할 수 있는, 인증 및 권한 부여(Authentication and Authorization, AA) 기능을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 각 네트워크 슬라이스는 스펙트럼 협상자 기능(Spectrum Negotiator function)을 포함하는 네트워크 슬라이스 특정 인프라스트럭처 관리 기능(Infrastructure Management function)(IM-SN)(191, 190)을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, IM-SN 기능은 네트워크 슬라이스 내에 포함되지 않고 대신에 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud Radio Access Network, C-RAN) 기능들 내에 존재할 수 있다.
명확성을 위해 하나의 액세스 포인트(100)만 도시되고 "타워 아이콘"으로 예시되어 있지만, 다수의 액세스 포인트가 지원된다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 실시예들에서, 다양한 도면들 전반에 걸쳐 액세스 포인트는 하나 이상의 기저 대역 유닛(Baseband Unit, BBU) 등에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 원격 무선 유닛(Remote Radio Unit, RRU)에 대응할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, NFV-MANO 엔티티(135)는 추가로 네트워크 서비스(NS) 요청에 대한 네트워크 토폴로지를 정의하는 데 사용되는 NFV 관리 평면 기능들을 인스턴스화하고; 링크들에 걸쳐 사용될 전송 프로토콜을 결정하고; 네트워크 서비스에 의해 사용되는 상이한 네트워크 기능들 사이의 물리적 링크들을 결정한다. 일부 실시예들에서, 이들 NFV 관리 평면 기능들은 조정자 기능(140) 내에 통합되고 소프트웨어 정의 토폴로지(Software Defined Topology, SDT) 기능(197), 소프트웨어 정의 프로토콜(Software Defined Protocol, SDP) 기능(196), 소프트웨어 정의 리소스 할당(Software Defined Resource Allocation, SDRA) 기능(192) 및 인프라스트럭처 관리자(Infrastructure Manager, IM) 기능(194)을 포함한다.
SDN은 네트워크 관리 엔티티(예를 들어, SDN 제어기)가 지능형 프로그래머블 네트워크들을 생성하기 위한 아키텍처 프레임워크를 구현할 수 있게 하는 네트워크 관리 기법으로, 여기서 제어 평면들과 데이터 평면들은 분리될 수 있고, 네트워크 지능 및 상태는 논리적으로 중앙 집중화되고, 기본 네트워크 인프라스트럭처는 애플리케이션으로부터 추상화된다. 본 발명의 실시예들에서, 조정자 기능은 고객 정보를 사용하고 정보를 제공하여, 예를 들어 소프트웨어 정의 토폴로지(SDT) 기능을 통해 생성된 바와 같이, 네트워크 논리적 토폴로지를 형성할 수 있다. SDT 기능을 SDN 및 소프트웨어 정의 프로토콜(SDP) 기능과 결합하여 사용자 지정된 가상 네트워크를 생성할 수 있으며, 여기서 가상 네트워크는 특정 서비스에 대해 가상화된 리소스들의 컬렉션이다.
실시예들에 따르면, SDT 기능(197)은 조정자 기능(140)의 일부로서 인스턴스화된다. SDT 기능(197)은 G-CSM 기능(187)에 의해 제공되는 VNF 전달 그래프(VNFFG)에서 각각의 VNF에 대한 POP(Point of Presence)를 결정하도록 구성된다. SDT 기능(197)은 또한 VNFFG 내의 VNF들 사이의 논리적 링크들을 결정하도록 구성된다.
실시예들에 따르면, SDRA 기능은 VNFFG에 정의된 각각의 논리적 링크에 대해 물리적 링크 리소스들을 할당하도록 구성된다. SDRA 기능은 SDN 제어기(SDN-C) 기능(193) 및 트래픽 엔지니어링(TE) 기능(195)과 같은 다른 기능 컴포넌트들에 의존할 수 있다. SDN-C 기능(193)은 각 VIM 기능(193) 내에 인스턴스화되고, 전달 스위치들, 예를 들어 물리적 네트워크 아키텍처 내의 라우터들 등에 전달 규칙들을 제공하도록 구성된다. TE 기능(195)은 조정자 기능(140) 내에 인스턴스화되고, 데이터 송신의 거동을 동적으로 분석, 예측, 및 규제함으로써 경로를 튜닝하려고 시도하는 동안 소스 노드와 수신지 노드 사이의 경로 계산을 수행하도록 구성된다.
실시예들에 따르면, SDP 기능(196)은 조정자 기능(140)의 일부로서 인스턴스화된다. SDP 기능(196)은 VNFFG에 정의된 논리적 링크들 각각에 대한 전송 프로토콜 스택을 결정하도록 구성된다.
스펙트럼 리소스 관리 시스템이 적용될 수 있는 통신 아키텍처의 개관을 논의하였으며, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른, 가상 인프라스트럭처 관리를 위한, 특히 스펙트럼 리소스 관리 및 분배를 위한 시스템을 도시한다. 이 시스템은 인프라스트럭처 관리 스펙트럼 관리자(IM-SM) 기능(210) 및 슬라이스 특정 스케줄러(SSS) 기능(230)에 통신 가능하게 결합된 인프라스트럭처 관리 스펙트럼 협상자(IM-SN) 기능(220)를 포함한다. 예를 들어, IM-SN 기능(220)은 추가 리소스들을 필요로 하는 특정 네트워크 슬라이스에 대응하는 인프라스트럭처 상에 인스턴스화되거나 배치될 수 있다. IM-SM 기능(210)은 전역 제어 평면(110) 상에, 액세스 포인트(100)에 또는 통신 네트워크의 인프라스트럭처 내의 다른 위치에 배치되거나 인스턴스화될 수 있다. IM-SM 기능(210)은 네트워크 운영자가 사용 가능한 추가 스펙트럼 리소스들의 제공 및 분배가 가능하다. SSS 기능(230)은 그와 연관되는 특정 네트워크 슬라이스 내에 또는 통신 네트워크 내의 별개의 기능으로서 인스턴스화될 수 있다. IM-SM 기능(210)은 스펙트럼 관리자(SM) 기능(212)을 포함한다. IM-SN 기능(220)은 리소스 요청 정책(Resource Request Policy) 기능(222) 및 스펙트럼 협상자(Spectrum Negotiator, SN) 기능(224)을 포함한다. SSS 기능(230)은 리소스 이벤트 트리거(Resource Event Trigger) 기능(232)을 포함한다.
동작 중에, IM-SN 기능(220)의 SN 기능(224)는 SSS 기능(230)의 리소스 이벤트 트리거 기능(232)으로부터 추가 스펙트럼 리소스들을 위한 트리거를 수신할 수 있다. 리소스 이벤트 트리거는 통신 네트워크에 대한 액세스 요청의 결과일 수 있으며, 이 요청은 슬라이스 특정 스케줄러 기능과 연관되는 특정 네트워크 슬라이스에 대한 스펙트럼 리소스들의 증가를 필요로 한다. 예를 들어, 슬라이스 특정 스케줄러 기능은 액세스 포인트에 의해 요청되는 네트워크 액세스 및 통신을 제공하기 위해 특정 네트워크 슬라이스에 대한 복수의 통신 서비스를 처리 및 스케줄링하는 것이다. 그러나, 특정 네트워크 슬라이스가 사용 가능한 스펙트럼 리소스들의 양이 제한되기 때문에, SN 기능(224)은 IM-SM 기능(210)의 SM 기능(212)에 추가 스펙트럼 리소스들을 요청한다. SM 기능(212)은 요청을 자동으로 승인하거나, 요청을 조건부로 승인하여(예를 들어, 리소스 이벤트 트리거 기능(232)이 트리거되었다는 확인시), 스펙트럼 리소스들의 부족이 있음을 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, SN 기능(224)은 요청을 전송하기 전에 리소스 요청 정책 기능(232)과 더 협의할 수 있다. 리소스 요청 정책 기능(232)은 스펙트럼 관리자 기능과의 스펙트럼 협상자 기능에 의한 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 협상을 위한 파라미터들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 파라미터들은 특정 네트워크 슬라이스 내에서의 스펙트럼 리소스 할당의 우선 순위, 특정 통신 유형들(예를 들어, 긴급 통신 또는 음성 통신)에 대한 스펙트럼 리소스 한계들 등과 관련될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 가상 인프라스트럭처 관리를 위한, 특히 스펙트럼 리소스 관리 및 분배를 위한 시스템이 도시되어 있다. 이 시스템은 슬라이스 특정 스케줄러(SSS) 기능(302)에 통신 가능하게 결합된 인프라스트럭처 관리 스펙트럼 관리자(IM-SM) 기능(210)을 포함한다. IM-SM 기능(210)은 스펙트럼 관리자(SM) 기능(212)을 포함한다. 도 2와 비교할 때, 도 3에 도시된 실시예에서, SSS 기능(302)은 스펙트럼 협상자(SN) 기능(224) 및 리소스 이벤트 트리거 기능(232)을 포함한다.
동작 중에, SN 기능(224)은 추가 스펙트럼 리소스들이 필요할 때 리소스 이벤트 트리거 기능(232)으로부터 트리거를 수신할 수 있다. SN 기능(224)은 IM-SM 기능(210)의 SM 기능(212)에 스펙트럼 리소스들을 요청할 수 있다. SM 기능(212)은 요청을 자동으로 승인하거나, 요청을 조건부로 승인하여(예를 들어, 리소스 이벤트 트리거 기능(232)이 트리거되었다는 확인시), 스펙트럼 리소스들의 부족이 있음을 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, SN 기능(224)은 요청을 전송하기 전에 리소스 요청 정책 기능과 더 협의할 수 있다.
일부 실시예들에서, SN 기능(224) 및 리소스 요청 정책 기능은 동일한 네트워크 노드 상에 인스턴스화될 수 있거나, 또는 컴포넌트 기능들로서 별개의 네트워크 노드들 상에 인스턴스화될 수 있다. 또한, SM 기능(212) 및 SN 기능(224)은 각각 상이한 네트워크 노드들에 대응할 수도 있고, 스펙트럼 리소스들을 협상하기 위해 각각 상이한 리소스 요청 정책 기능들을 참조할 수 있다. 상이한 리소스 요청 정책 기능들은 각 네트워크 노드 내부에 있거나, 별개의 VNF로서 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 스펙트럼 리소스들을 관리하기 위한 방법의 시그널링 흐름도를 도시한다. 도 4의 시그널링 흐름도는 본 명세서에 설명된 시스템들 중 하나 이상에 적용될 수 있다. 네트워크 슬라이스와 연관된 스케줄러(402)는 더 많은 스펙트럼이 필요하다는 것을 결정한다. 이 결정을 내리는 데 사용될 수 있는 다수의 상이한 메커니즘들이 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 그러한 메커니즘은 스케줄러(402)가 할당된 스펙트럼 리소스들의 과부하를 검출하는 것이다. 이는 추가 스펙트럼 리소스들이 필요하다는 것을 지시할 수 있는, 버퍼 과부하(410)를 검출하는 형태를 취할 수 있다. 스케줄러(402)는, 예를 들어, 리소스 이벤트 트리거 기능을 통해, SN 기능(404)에 스펙트럼 요청(412)을 전송한다. SN 기능(404)은, 예를 들어, 리소스 요청 정책 기능을 통해 정책을 검사할 수 있다(413). 정책이 스펙트럼 공유를 허용하면, SN 기능(404)은 계속해서, 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청(414)을 SM 기능(406)에 전송한다. SM 기능(406)은 특정 네트워크 슬라이스에 대해 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 적어도 일부를 제공하겠다는 제안(416)을 전송할 수 있다. 이러한 추가 스펙트럼 리소스들은 특정 네트워크 운영자가 사용 가능한 리소스들, 예를 들어 네트워크 운영자가 소유, 대여, 차용 또는 다른 방법으로 사용 가능한 스펙트럼이다. 일부 실시예들에서, SN 기능(404) 및 SM 기능(406)은 이러한 추가 스펙트럼 리소스들에 대해 협상할 수 있다(416). 제안의 수락, 또는 어떤 경우에 추가 스펙트럼 리소스들의 적어도 일부에 대한 성공적인 협상시, SN 기능(404)은 제안되거나 협상된 스펙트럼 리소스들을 스케줄러(402)에 할당한다(418).
실시예들에 따르면, 특정 네트워크 슬라이스에 할당된 스펙트럼 리소스들의 과부하의 지시는 복수의 검출 가능한 조건 중 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 지시는 특정 통신 송신들에의 스펙트럼 리소스들의 스케줄링 및 할당을 제공하는 스케줄러의 버퍼에서의 검출된 과부하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬라이스에 의해 서비스되는 모바일 디바이스들로 및 그로부터의 송신들은 예측 가능한 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, MTC 슬라이스는 고정된 간격으로 예측 가능한 트래픽을 생성하는 MTC 디바이스들을 서비스할 수 있다. 이러한 간격들 사이에서, MTC 슬라이스에 할당된 리소스들은 제한될 수 있다. 트래픽의 급증을 예상하여, MTC 슬라이스 내의 IM-SN은 일정 기간 동안 스펙트럼 할당의 증가를 요청할 수 있다. 다른 예측 가능하게 주기적인 스펙트럼 필요는 이 기술분야의 기술자들에 의해 이해될 것이다. 다른 지시들은 송신 큐 길이, 또는 이 기술분야의 기술자에 의해 쉽게 이해될 수 있는 다른 지시를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 특정 조건들은, 관찰될 때, 증가된 네트워크 트래픽의 예측자들로서의 역할을 한다는 것이 발견될 수 있다. 예를 들어, v2x 서비스가 고속도로에 사고가 있다는 지시를 수신할 경우, 할 일 없는 운전자들이 그들의 모바일 디바이스를 사용함으로 인해 발생하는 MBB 슬라이스 트래픽에 관련된 증가가 있을 수 있다. 이러한 이벤트의 검출도 추가 스펙트럼 리소스들이 필요할 수도 있다는 지시로서의 역할을 할 수 있다. 또한, 큐 길이에 기초한 추가 스펙트럼 리소스들의 요구는 특정 네트워크 슬라이스에 의해 서비스되는 통신 디바이스의 유형에 좌우될 수 있다. 예를 들어, MTC 디바이스에 대한 송신의 대기 시간은 통신 네트워크를 통해 송신되는 정보의 유형으로 인해 덜 우려스러운 것일 수 있으므로, 음성 통신 송신을 위한 큐 길이와 비교할 때 더 긴 큐 길이가 수용 가능할 수 있다. 따라서, 스펙트럼 리소스들의 과부하의 지시는 문제의 네트워크 슬라이스의 유형에 더 좌우될 수 있다.
일부 실시예들에서, 특정 네트워크 슬라이스에 할당되는 특정 스펙트럼 리소스들이 충분히 활용되지 않는다는 지시가 수신되면, 그 특정 네트워크 슬라이스의 스펙트럼 협상자는 이러한 스펙트럼 리소스들이 다른 네트워크 슬라이스들에 제공 및 재분배를 위해 사용 가능하다는 것을 지시하는 통지를 스펙트럼 관리자에게 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 네트워크 컴포넌트들은 도 1과 관련하여 위에서 설명된 것과 동일하지만, 복수의 네트워크 슬라이스 각각의 CMM 기능을 제어하는 G-CMM 기능(182)은 전역 제어 평면(110)으로부터 제거되고 액세스 포인트(100) 내에 인스턴스화될 수 있다. 이 실시예에서, IM-SM 기능(160)도 G-CMM 기능(182)과 함께 액세스 포인트(100) 내에 인스턴스화될 수 있다.
도 6을 참조하면, 다시 네트워크 컴포넌트들은 도 1과 관련하여 위에서 설명된 것과 동일하지만, G-CMM 기능(182) 및 IM-SM 기능(160)과 같은 슬라이스 관리 제어 평면(155)(또는, 슬라이스 관리 제어 평면 기능들의 컬렉션)은 네트워크 아키텍처 내의 또 다른 위치에 인스턴스화된다. 이 위치는 액세스 포인트(100) 및 전역 제어 평면(110)으로부터 분리된 것으로 도시되어 있다.
일부 실시예들에서, IM-SN 및 IM-SM, 및 따라서 SN 및 SM은 다른 무선 액세스 기술(RAT)들의 유형들, 예를 들어, WiFi, 비면허 셀룰러 주파수 대역 등을 커버하도록 적용될 수 있다.
상기 논의 전체에 걸쳐, 전술한 네트워크 기능 및 그들의 동작은 5G 무선 통신 네트워크와 같은 통신 네트워크의 동작을 지원하는 데 사용하기 위한 방법에 대응할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 이 방법은 컴퓨터로 구현된 기능들, 즉 네트워크 인프라스트럭처의 하나 이상의 컴퓨팅, 통신 및/또는 메모리 컴포넌트들에 의해 구현되는 기능들을 수반할 수 있다. 이러한 컴포넌트들은 가상화 기술들을 통해 필요한 기능을 제공하도록 구성되는 특정 서버들 또는 범용 컴퓨팅, 통신 및/또는 메모리 디바이스들과 같은 다양한 형태들을 취할 수 있다. 이 방법은 네트워크의 동작을 개선하기 위해 하나 이상의 네트워크 컴포넌트의 동작을 수반할 수 있다. 따라서, 통신 네트워크를 장치로 간주할 때, 본 발명의 실시예들은 통신 네트워크의 내부 동작들을 개선하는 것을 대상으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 전술한 네트워크 기능들 및 동작들을 수행하도록 구성되는, 통신 네트워크 시스템 또는 그에 연관된 장치에 관련된다. 다시, 이 시스템 또는 장치는 가상화 기술들을 통해 필요한 기능을 제공하도록 구성되는 특정 서버들 또는 범용 컴퓨팅, 통신 및/또는 메모리 디바이스들과 같은 다양한 형태들을 취할 수 있는, 네트워크 인프라스트럭처의 하나 이상의 컴퓨팅, 통신 및/또는 메모리 컴포넌트를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 다양한 방법들은 통신 네트워크 제어 평면 내의 디바이스들, 데이터 평면에서 동작하는 디바이스들, 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 실제 또는 가상 컴퓨팅 디바이스 상에 구현될 수 있다. 방법 동작들을 구현하는 데 사용되는 컴퓨팅 디바이스들은 메모리에 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함할 수 있으며, 메모리는 본 명세서에 설명된 방법을 수행하기 위한 프로세서에 의한 실행을 위한 명령들을 제공한다.
본 발명의 다양한 실시예들는 실제 및/또는 가상 컴퓨터 리소스들을 이용한다. 이러한 컴퓨터 리소스들은, 하드웨어 레벨에서, 마이크로프로세서들에 의한 실행을 위한 저장된 프로그램 명령들을 포함하는 대응하는 메모리 컴포넌트들의 세트에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 마이크로 프로세서의 세트를 이용한다. 컴퓨팅 리소스들은 하나 이상의 가상화 레벨에서 가상 컴퓨팅 리소스들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 주어진 일반 컴퓨터 하드웨어 플랫폼이 하나 이상의 가상 컴퓨팅 머신을 제공하는 데 사용될 수 있다. 프로세서 리소스들, 메모리 등과 같은 컴퓨터 하드웨어가 추가의 가상 컴퓨팅 머신들이 구축되는 리소스들을 제공하기 위해 가상화될 수도 있다. 결국 시스템의 다양한 컴퓨팅 컴포넌트들을 실현하기 위해 사용되는 다양한 컴퓨팅 리소스들을 제공하기 위해 할당 가능한 컴퓨팅 리소스들의 세트는, 그 내부 아키텍처가 다양한 방식들로 구성될 수 있는 분산 컴퓨팅 시스템을 제공하는 것으로 간주될 수 있다.
도 7은 본 명세서에 정의된 기능들, 예를 들어 스펙트럼 관리자 기능 또는 스펙트럼 협상자 기능을 인스턴스화하는 다양한 네트워크 요소들을 구현하기 위해 사용될 수 있는 처리 시스템(701)의 블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 처리 시스템(710)은 프로세서(710), 작업 메모리(720), 비-일시적인 스토리지(730), 네트워크 인터페이스, I/O 인터페이스(740), 및 노드 유형에 따라, 송수신기(760)를 포함하고, 이들 모두는 양방향 버스(770)를 통해 통신 가능하게 결합된다.
특정 실시예들에 따르면, 도시된 요소들 전부가 이용되거나, 또는 그 요소들의 서브세트만이 이용될 수 있다. 또한, 처리 시스템(710)은 다수의 프로세서, 메모리, 또는 송수신기와 같은 특정 요소들의 다수의 인스턴스를 포함할 수 있다. 또한, 처리 시스템(710)의 요소들은 양방향 버스 없이 다른 컴포넌트들에 직접 결합될 수 있다.
메모리는 SRAM(static random access memory), DRAM(dynamic random access memory), SDRAM(synchronous DRAM), ROM(read-only memory), 이들의 임의의 조합 등과 같은 임의의 유형의 비-일시적인 메모리를 포함할 수 있다. 대용량 스토리지 요소는 솔리드 스테이트 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브, USB 드라이브, 또는 데이터 및 머신 실행 가능한 프로그램 코드를 저장하도록 구성된 임의의 컴퓨터 프로그램 제품과 같은, 임의의 유형의 비-일시적인 스토리지 디바이스를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 메모리 또는 대용량 스토리지는 위에 정의된 복수의 컴포넌트, 예를 들어, 전역 제어 평면, 스펙트럼 협상자 및 스펙트럼 관리자의 전술한 기능들 및 단계들을 수행하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 명령 문들을 그 위에 기록하고 있다.
상기 실시예들의 설명들을 통해, 본 개시는 하드웨어만을 사용함으로써 또는 소프트웨어 및 필요한 범용 하드웨어 플랫폼을 사용함으로써 구현될 수 있다. 이러한 이해에 기초하여, 본 개시의 기술적 해결책은 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 제품은 CD-ROM(compact disk read-only memory), 플래시 메모리, 또는 이동식 하드 디스크를 포함할 수 있는 비-휘발성 또는 비-일시적인 스토리지 매체에 저장될 수 있다. 소프트웨어 제품은 컴퓨터 디바이스(컴퓨터, 서버, 또는 네트워크 디바이스)가 본 개시의 실시예들에서 제공된 방법들을 실행할 수 있게 하는 다수의 명령들을 포함한다. 예를 들어, 그러한 실행은 본 명세서에 설명된 바와 같은 논리 연산들의 시뮬레이션에 대응할 수 있다. 소프트웨어 제품은 추가적으로 또는 대안적으로 컴퓨터 디바이스가 본 개시의 실시예들에 따라 디지털 논리 장치를 구성하거나 프로그래밍하기 위한 동작들을 실행할 수 있게 하는 다수의 명령을 포함할 수 있다.
본 개시는 특정 특징들 및 그의 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 개시를 벗어나지 않으면서 그에 대해 다양한 수정들 및 조합들이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 명세서 및 도면들은, 단순히, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 예시로서 간주되어야 하며, 본 개시의 범위 내에 있는 임의의 그리고 모든 수정, 변형, 조합, 또는 등가물을 포함하도록 고려된다.

Claims (13)

  1. 통신 네트워크에서 스펙트럼 리소스들을 제공 및 분배하기 위한 방법으로서,
    스펙트럼 협상자에서, 특정 네트워크 슬라이스에 대한 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 스케줄러로부터 수신하는 단계;
    리소스 요청 정책이 스펙트럼 리소스들의 공유를 허용하는 경우, 상기 스펙트럼 협상자에 의해, 상기 요청을 스펙트럼 관리자에게 송신하는 단계; 및
    상기 송신된 요청에 응답하여, 상기 스펙트럼 협상자에서, 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 적어도 일부에 대한 제안을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특정 네트워크 슬라이스에 대해 적어도 일부 추가 스펙트럼 리소스들을 할당하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 특정 네트워크 슬라이스에 대한 상기 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 상기 요청을 수신한 후에 상기 리소스 요청 정책이 스펙트럼 리소스들의 공유를 허용하는지 여부를 리소스 요청 정책 기능에 확인(checking with)하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 상기 적어도 일부를 획득하기 위해 협상하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  5. 네트워크 및 컴퓨팅 리소스들의 동일한 물리적 세트에서 실행되는 복수의 네트워크 슬라이스의 추가 스펙트럼 리소스를 관리하기 위한 방법으로서,
    특정 네트워크 슬라이스와 연관된 스케줄러에서, 상기 특정 네트워크 슬라이스에 대한 스펙트럼 리소스 과부하 조건의 지시를 검출하는 단계;
    상기 특정 네트워크 슬라이스에 대한 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 송신하는 단계; 및
    리소스 요청 정책이 스펙트럼 리소스들의 공유를 허용하는 경우, 상기 스케줄러에서, 상기 특정 네트워크 슬라이스에 대한 상기 추가 스펙트럼 리소스들의 적어도 일부의 할당의 지시를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스펙트럼 리소스 과부하 조건의 상기 지시는 증가된 네트워크 트래픽의 예측자인 버퍼 과부하 조건 또는 큐 길이 조건 또는 관측된 조건일 수 있는, 방법.
  7. 통신 네트워크에서 네트워크 및 컴퓨팅 리소스들의 동일한 물리적 세트에서 실행되는 복수의 네트워크 슬라이스에 걸쳐 스펙트럼 리소스들을 제공 및 분배하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은
    스펙트럼 협상자; 및
    스펙트럼 관리자를 포함하고,
    상기 스펙트럼 협상자는
    특정 네트워크 슬라이스에 대한 추가 스펙트럼 리소스들에 대한 요청을 수신하고,
    상기 스펙트럼 협상자와 동작 가능하게 연결된 리소스 요청 정책 기능과 통신하여 상기 리소스 요청 정책이 스펙트럼 리소스들의 공유를 허용하는지 여부를 확인하고,
    상기 리소스 요청 정책이 스펙트럼 리소스들의 공유를 허용할 때 상기 요청을 스펙트럼 관리자에 송신하도록 구성되고 - 상기 스펙트럼 협상자는 특정 네트워크 슬라이스와 동작 가능하게 연결됨 -,
    상기 스펙트럼 관리자는 상기 스펙트럼 협상자로부터 상기 요청을 수신하고, 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들 중 적어도 일부에 대한 제안을 상기 스펙트럼 협상자에게 송신하도록 구성되는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스펙트럼 협상자는 상기 특정 네트워크 슬라이스 내에 인스턴스화되는, 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스펙트럼 협상자는 상기 특정 네트워크 슬라이스와 통신 가능하게 연결된 액세스 포인트 내에 인스턴스화되는, 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 스펙트럼 협상자는 상기 특정 네트워크 슬라이스와 별개로 그리고 상기 특정 네트워크 슬라이스와 통신 가능하게 연결된 액세스 포인트와 별개로 상기 통신 네트워크 내에 인스턴스화되는, 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 리소스 요청 정책 기능은 상기 추가 스펙트럼의 일부의 분배에 관한 파라미터들을 제공하는, 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 상기 스펙트럼 협상자 및 상기 스펙트럼 관리자는 상기 요청된 추가 스펙트럼 리소스들의 적어도 일부의 제공을 협상하도록 구성되는, 시스템.
  13. 삭제
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