KR102185187B1 - 클라우드 기반 액세스 네트워크 - Google Patents

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노키아 솔루션스 앤드 네트웍스 오와이
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Abstract

원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어에 대한 정보가 수집 및 유지된다(300). 상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 자원들의 사용이 제어된다(302). 티어들의 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 각각의 장치들과의 통신이 유지된다(304).

Description

클라우드 기반 액세스 네트워크{CLOUD BASED ACCESS NETWORK}
본 발명의 예시적이고 비-제한적인 실시예들은 일반적으로, 무선 통신 시스템들에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들은 특히, 통신 네트워크들의 장치들, 방법들, 및 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.
배경기술의 이하의 설명은, 본 발명 이전의 관련 기술에 알려지지 않았지만 본 발명에 의해 제공되는 개시내용들과 함께 통찰들, 발견들, 이해들 또는 개시내용들, 또는 연관성들을 포함할 수 있다. 본 발명의 이러한 기여들 중 일부는 아래에서 구체적으로 언급될 수 있는 반면에, 본 발명의 다른 이러한 기여들은 그들의 맥락으로부터 명백해질 것이다.
통신 네트워크들은 끊임없이 발전되고 있다. 예컨대, 상이한 라디오 통신 네트워크들에 의해 지원되는 데이터 레이트들은 끊임없이 증가되고 있다. 예컨대 HSPA(High Speed Packet Access)를 활용하는 현재의 3세대 네트워크들 및 4세대 롱텀 에볼루션(LTE) 또는 LTE-어드밴스드(LTE-A) 및 이러한 시스템들의 미래의 진화들에 의해 높은 데이터 레이트들이 제공된다.
현재의 그리고 미래의 네트워크들의 무선 인터페이스들은, 이전 세대들의 무선 기술들과 비교하여 훨씬 더 높은 데이터 레이트들을 지원할 수 있어서, 무선 인터페이스를 지원하는 다양한 네트워크 엘리먼트들에서 수행되는 프로세싱에 사실상 훨씬 더 많은 중점을 둔다. 데이터 레이트들의 증가는, 더 많은 데이터 트래픽 볼륨을 네트워크들에 부가하는, 스마트폰들의 사용을 더 대중적이게 만들었다.
무선 데이터 소비에 대한 요구가 계속해서 증가됨에 따라, 전기통신 회사들 및 오퍼레이터들은, 사용자 기대들을 충족시키고 사용자 경험을 훨씬 더 향상시키는 혁신적인 방식들을 찾고 있다. 이러한 추진의 필수적 양상들 중 하나는, 저전력 기지국들 또는 액세스 포인트들, 이를테면, 마이크로, 피코 및 펨토 액세스 포인트들을 추가하는 것에 의한 라디오 액세스 네트워크들의 고밀도화이다. 이러한 저전력 기지국들은 네트워크들의 다른 부분들에 대한 연결들을 요구한다. 이는 상당한 투자들을 필요로 한다.
유연한 통신 시스템을 실현하는 하나의 가능한 구현은, 시스템의 인프라구조의 적어도 일부의 클라우드(cloud) 기반 실현 및 원격 라디오 헤드들(RRH; remote radio heads)을 활용하는 것이다. 원격 라디오 헤드는 종래의 기지국의 엘리먼트들의 일부를 포함한다. 통상적으로, 원격 라디오 헤드는 예컨대 라디오 주파수 장비, 아날로그-투-디지털/디지털-투-아날로그 컨버터들 및 업/다운 컨버터들을 포함한다. 기지국 기능성의 나머지는 다른 곳에 위치될 수 있다. 클라우드 기반 솔루션은 개별 기지국들의 풋프린트를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 이는 또한, 구매하기 더 저렴하고 설치 및 유지하기 더 용이할 본질적으로 플러그 앤 플레이 디바이스(plug and play device)를 만드는 정도까지 RRH의 복잡성을 포함할 것이다. 정의에 의하면 클라우드 그 자체는 노드들을 동적으로 추가 및 제거하는 능력으로 인해 스케일가능하고 탄력적이다. 클라우드 기반 시스템의 자원들의 효율적 제어는 까다로운 작업이다. 종래의 클라우드들은 많은 수의 병렬 프로세싱 작업들을 핸들링하도록 설계되었다. 그러나, 통신 시스템의 요건들이 상이하며, 클라우드 기반 통신 시스템을 제어하는 것은 간단한 작업이 아니다.
이하는 본 발명의 몇몇 양상들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 간략화된 개요를 제시한다. 본 개요는 본 발명의 광범위한 개관은 아니다. 이는 본 발명의 범위를 기술하거나 본 발명의 핵심/주요 엘리먼트들을 식별하도록 의도되는 것은 아니다. 그 유일한 목적은, 이후에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서두로서 간략화된 형태로 본 발명의 일부 개념들을 제시하는 것이다.
본 발명의 양상에 따르면, 장치가 제공되며, 장치는: 적어도 하나의 프로세서; 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는, 적어도 하나의 프로세서와 함께, 장치로 하여금 적어도: 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어(tier)에 대한 정보를 수집 및 유지하게 하고; 상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 자원들의 사용을 제어하게 하고; 티어들의 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 각각의 장치들과 통신하게 하도록 구성된다.
본 발명의 양상에 따르면, 장치가 제공되며, 장치는: 적어도 하나의 프로세서; 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는, 적어도 하나의 프로세서와 함께, 장치로 하여금 적어도: 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 RAN(Radio Access Network) 티어의 인스턴스에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하게 하고; 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽과 관련된 라디오 액세스 네트워크 기능들을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 RRH(Remote Radio Head) 티어의 인스턴스에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하게 하고; 상이한 티어들을 제어하는 티어 관리자 장치들 사이의 제어 시그널링을 중계하게 하고, 그리고 RAN 티어들의 상이한 인스턴스들과 RRH 티어들의 상이한 인스턴스들 사이의 메시징을 중계하게 하도록 구성된다.
본 발명의 양상에 따르면, 장치가 제공되며, 장치는: 적어도 하나의 프로세서; 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는, 적어도 하나의 프로세서와 함께, 장치로 하여금 적어도: RAN(Radio Access Network) 티어들 및 RRH(Remote Radio Head) 티어들의 하나 또는 그 초과의 인스턴스들을 실현하기 위해 사용되는 저장 및 네트워크 자원들을 관리 및 제어하게 하고; 티어들의 자원들을 활용하는 가상 인스턴스들로서의 통신 네트워크 컴포넌트들의 동적 실현을 조정하게 하고, 그리고 각각의 티어들을 제어하는 장치들과 통신하게 하도록 구성된다.
본 발명의 양상에 따르면, 방법이 제공되며, 방법은: 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어에 대한 정보를 수집 및 유지하는 단계; 상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 자원들의 사용을 제어하는 단계; 티어들의 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 각각의 장치들과 통신하는 단계; 및 다른 티어의 사용을 위해 티어의 자원들을 배정하고 그리고/또는 다른 티어를 제어하는 장치로부터의 자원들을 요청하는 단계를 포함한다.
본 발명의 양상에 따르면, 방법이 제공되며, 방법은: 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 RAN(Radio Access Network) 티어의 인스턴스에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하는 단계; 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽과 관련된 라디오 액세스 네트워크 기능들을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 RRH(Remote Radio Head) 티어의 인스턴스에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하는 단계; 상이한 티어들을 제어하는 티어 관리자 장치들 사이의 제어 시그널링을 중계하는 단계, 및 RAN 티어들의 상이한 인스턴스들과 RRH 티어들의 상이한 인스턴스들 사이의 메시징을 중계하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 아래에서, 단지 예로서, 첨부 도면들을 참조하여 설명되며, 도면들에서,
도 1은 통신 환경의 예를 예시하고;
도 2는 통신 시스템의 가능한 클라우드 구현의 예를 예시하고;
도 3 및 도 4는 일부 실시예들의 장치들의 동작의 예들을 예시하는 흐름도들이고;
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 일부 실시예들을 예시하고;
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일부 실시예들을 예시하는 시그널링 차트들이고; 그리고
도 7은 본 발명의 일부 실시예들을 이용하는 장치의 예를 예시한다.
다음의 실시예들은 단지 예들이다. 본 명세서가 몇몇 위치들에서 "한", "하나의" 또는 "일부" 실시예(들)를 참조할 수 있지만, 이는 반드시, 각각의 이러한 참조가 동일한 실시예(들)에 대한 것이거나, 또는 특징이 단지 단일 실시예에만 적용된다는 것을 의미하는 것은 아니다. 상이한 실시예들의 단일 피처들은 또한, 다른 실시예들을 제공하기 위해 조합될 수 있다. 게다가, 용어들 "구비하는" 및 "포함하는"은 설명되는 실시예들을 언급된 단지 그러한 특징들만으로 이루어지는 것으로 제한하지 않는 것으로 이해되어야 하며, 이러한 실시예들은 또한, 구체적으로 언급되지 않은 특징들, 구조들, 유닛들, 모듈들 등을 또한 포함할 수 있다.
특히 무선 통신에서, 사용되는 프로토콜들, 통신 시스템들, 서버들 및 사용자 단말들의 규격들은 급속히 발전한다. 이러한 발전은 실시예에 대한 추가의 변경들을 요구할 수 있다. 그러므로, 모든 단어들 및 표현들은 폭넓게 해석되어야 하며, 이들은 실시예들을 제한하는 것이 아니라 예시하도록 의도된다.
통신 시스템들에서 사용될 많은 상이한 라디오 프로토콜들이 존재한다. 상이한 통신 시스템들의 일부 예들은 UMTS(universal mobile telecommunications system) 라디오 액세스 네트워크(UTRAN 또는 E-UTRAN), 롱텀 에볼루션(LTE®, E-UTRA로 또한 알려짐), 롱텀 에볼루션 어드밴스드(LTE-A®), IEEE 802.11 표준에 기반하는 WLAN(Wireless Local Area Network), WiMAX(worldwide interoperability for microwave access), 블루투스®, PCS(personal communications services) 및 UWB(ultra-wideband) 기술을 사용하는 시스템들이다. IEEE는 미국 전기전자 학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)를 지칭한다. LTE 및 LTE-A는 3GPP(Third Generation Partnership Project)에 의해 개발되었다.
본 발명의 실시예들은 요구되는 기능성들을 지원하는 상이한 통신 시스템들의 임의의 조합 또는 통신 시스템에 적용가능하다.
도 1은 롱텀 에볼루션 어드밴스드(LTE 어드밴스드, LTE-A) 시스템에 기반하는 RAN(radio access network) 아키텍처의 예를 예시한다. LTE-A 시스템은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 시스템 중 하나이다.
도 1은 일부 기능 엔티티들만을 도시하는 통신 환경의 간략화된 도면을 예시하며, 모든 기능 엔티티들은 그 구현이 도시된 것과는 상이할 수 있는 논리적 유닛들이다. 도 1에 도시된 연결들은 논리적 연결들이고; 실제 물리적인 연결들은 상이할 수 있다. 시스템들이 또한 다른 기능들 및 구조들을 포함한다는 것이 당업자에게 명백하다. 통신에서 또는 통신을 위해 사용되는 기능들, 구조들, 엘리먼트들 및 프로토콜들이 실제 발명과는 무관하다는 것이 인지되어야 한다. 따라서, 그것들은 여기서 더 상세하게 논의될 필요가 없다.
도 1은 통신 시스템의 EPC(evolved Packet Core)(106)에 연결된 eNodeB들(100 및 102)을 도시한다. eNodeB들은 X2 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있다. eNodeB는 통신 시스템의 RAN(radio access network)의 부분을 형성한다.
라디오 시스템의 기지국들로 또한 지칭될 수 있는 eNodeB들(100, 102)은 라디오 자원 관리를 위한 기능들, 즉, 라디오 베어러 제어, 라디오 승인 제어, 연결 이동성 제어, 동적 자원 배정(스케줄링)을 호스팅할 수 있다. 시스템에 따라, EPC 측 상의 대응부분(counterpart)은, 서빙 게이트웨이(S-GW, 사용자 데이터 패킷들을 라우팅 및 포워딩함), 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(P-GW, 외부 패킷 데이터 네트워크들로의 사용자 디바이스(UE)들의 연결성을 제공하기 위한 것임), 및/또는 모바일 관리 엔티티(MME) 등일 수 있다. MME(도시되지 않음)는 eNodeB들의 도움으로 이동성, 세션/호 및 상태 관리의 전체적인 사용자 단말 제어를 담당하며, eNodeB들을 통해 사용자 단말들이 네트워크에 연결될 수 있다.
통신 시스템은 또한, 다른 네트워크들, 이를테면 공중 교환 전화 네트워크(public switched telephone network) 또는 인터넷(108)과 통신할 수 있다. eNodeB들 또는 그들의 기능성들은 이러한 사용을 위해 적절한 임의의 노드, 호스트, 서버 또는 액세스 포인트 등의 엔티티를 사용함으로써 구현될 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
사용자 단말들(UT)(110, 112)(사용자 디바이스, 사용자 장비, 단말 디바이스 등으로 또한 지칭됨)은, 무선 인터페이스 상의 자원들이 배정(allocate) 및 할당(assign)되는 장치의 하나의 타입을 예시하며, 그에 따라 사용자 디바이스와 함께 본원에서 설명된 임의의 피처는 대응하는 장치, 이를테면 릴레이 노드를 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 릴레이 노드의 예는 기지국을 향하는 계층 3 릴레이(자가-백홀링(self-backhauling) 릴레이)이다.
사용자 단말은 통상적으로 휴대가능 컴퓨팅 디바이스를 지칭하며, 휴대가능 컴퓨팅 디바이스는, 다음 타입들의 디바이스들: 모바일 스테이션(모바일 폰), 스마트폰, PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀을 이용하는 디바이스(알람 또는 측정 디바이스 등), 랩톱 및/또는 터치 스크린 컴퓨터, 태블릿, 게임 콘솔, 노트북, 및 멀티미디어 디바이스를 비롯해서(그러나 이에 제한되지 않음) SIM(subscriber identification module)을 이용하여 또는 이용하지 않고 동작하는 무선 모바일 통신 디바이스들을 포함한다.
사용자 단말(또는 일부 실시예들에서는 계층 3 릴레이 노드)은 사용자 장비 기능성들 중 하나 또는 그 초과를 수행하도록 구성된다. 디바이스는 또한, 몇 개의 이름들 또는 장치들만 얘기하자면, 가입자 유닛, 모바일 스테이션, 원격 단말, 액세스 단말, 사용자 장비(UE)로 지칭될 수 있다.
또한, 장치들이 단일 엔티티들로서 도시되었지만, 상이한 유닛들, 프로세서들, 및/또는 메모리 유닛들(모두가 도 1에 도시된 것은 아님)이 구현될 수 있다.
위에서 설명된 통신 네트워크는 클라우드 서비스들을 사용하여 실현될 수 있다. 클라우드 구현에서, 라디오 액세스 네트워크의 엘리먼트들 중 몇몇 또는 전부 또는 그 일부는 통신 링크들을 이용하여 서로 연결된 컴퓨팅 자원들로 실현될 수 있다. 컴퓨팅 자원들은 예컨대 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 네트워크, 인터넷 또는 다른 적절한 네트워크와 서로 연결된 서버들을 이용하여 실현될 수 있다. 부가하여, EPC 또는 그 일부는 클라우드 서비스들을 이용하여 구현될 수 있다.
라디오 액세스 네트워크의 클라우드 구현이 고려되는 경우, 클라우드의 특성은 예상되는 입장(ingress)/퇴장(egress) 기능성에 기반하여 변경된다. 낮은 레이턴시 요건들은 종종, 사용자 단말 경계 인터페이스 상의 클라우드에 대한 입장/퇴장에서 직접적으로 RF의 또는 광학 섬유 입력의 기저대역 프로세싱에 대한 요건들과 커플링된다. 낮은 레이턴시 클라우드의 EPC 경계 인터페이스는 IP 기반일 수 있다.
EPC와 같은 완화된 레이턴시 요건들을 갖는 기능성들은 또한, 더 용이한 입장/퇴장 요건들을 갖는데, 상위 계층들뿐만 아니라 데이터는 종종 IP 기반이며, 표준 IP 기반 인터페이스들은 전기통신 인프라구조를 향하는 측과 인터넷을 향하는 측 둘 모두에서 사용될 수 있다.
그러므로, 무선 네트워크 전개를 간소화하면서 무선 네트워크 전개를 더 견고하게 하는데 도움이 되는 솔루션은 매우 중요할 것이다. 업계는 이러한 목적들을 달성하기 위해 클라우드 기반 기술들을 사용하는 데 점점 더 관심을 보이고 있다.
클라우드 기반 액세스 네트워크를 구현할 때, 최종 사용자에게 최적의 경험을 제공하는 동시에 네트워크 관점에서 자원들을 최적으로 배정하기 위한 새로운 메커니즘들이 요구된다.
클라우드 기반 액세스 네트워크는 하이브리드 전개가 최적으로 배정되도록 허용하는 메커니즘을 제공할 수 있을 필요가 있다. 새로운 아키텍처에서의 자가-구성 네트워크(self-organizing network)들과 같은 전기통신 기능성들 및 미래 지향적 전기통신 특징들에 추가하여 탄력성, 스케일링, 리던던시와 같은 종래의 클라우드 서비스들을 제공할 수 있을 필요가 있다.
라디오 액세스 기능들의 클라우드 구현에서 고려되어야 하는 몇몇 문제들이 존재한다. 개발되고 있는 5G 시스템 아키텍처들과 같은 통신 시스템들은 스루풋을 증가시키기 위해 더욱 더 엄격한 레이턴시 요건들(예컨대, 1ms 미만)을 제안하고 있다. 이는 클라우드에서 라디오 액세스 네트워크 기능들을 호스팅하기 위한 과제인데, 그 이유는 종래의 클라우드에서 이러한 제한들을 보장하는 것이 과제이기 때문이다.
클라우드의 프로세싱 엘리먼트들 사이의 현재의 상호연결 전략들은 RAN 프로세싱의 저-레이턴시 요건들을 고려하지 않는다. 이는 RAN이 클라우드로 이동할 때 고객들의 실망을 초래하는 심각한 레이턴시 문제들이나 호 드롭(call drop)들을 초래할 수 있다. 다른 중요한 고려사항은, 더욱 더 많은 RAN 기능들이 셀들 사이에서의 조정을 필요로 한다는 것이다. 이는 셀간 메시징이 증가할 것이라는 것을 의미한다. 클라우드에서 기능들을 호스팅하기 위한 현재의 전략들은 레이턴시들을 도입함으로써 이러한 문제를 악화시킬 것이다. 일단 RAN 기능들이 클라우드에서 호스팅되면, 이러한 기능들을 스케일링하는 것은 다음 과제가 된다. 클라우드에 의해 제공되는 유연성을 저하시키지 않으면서, 동시에 최종-사용자의 통화-품질 및 데이터 스루풋을 저하시키지 않을 수 있다. 이는, 자원들이 논리적으로 서로 그룹화되어 최소 레이턴시를 발생시키는 방식으로, RAN 기능들의 스케일링이 수행되어야 한다는 것을 의미한다.
실시예에서, 클라우드 환경의 통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크의 실현은 2개 또는 그 초과의 티어들로 분할되며, 여기서 티어들은 상이한 프로세싱 능력들을 갖는다. 통신 시스템의 클라우드 실현은 티어들로 설계될 수 있으며, 각각의 계층은 기능들의 특정 세트를 핸들링한다. 상위 계층들은 일반적 클라우드 아키텍처에 기반할 수 있으며; 하위 계층들은 라디오 액세스 네트워크의 요건들을 충족시키도록 설계된 높은 프로세싱 파워 아키텍처로 특정하게 설계될 수 있다. 하위 계층들은 멀티프로세서들, 가속기들 및 상이한 유닛들 사이의 고속 연결들을 활용하는 HPC(High Performance Computing)로서 설계될 수 있다. 각각의 티어는 주어진 기능들의 다수의 인스턴스들을 포함할 수 있는데, 즉, RRH 티어들은 몇몇 RRH들을 그리고 RAN 티어들은 몇몇 RAN 인스턴스들을 포함할 수 있다. 부가하여, 동일한 레벨의 하나보다 많은 티어들, 즉, 하나보다 많은 RRH 티어들 및 RAN 티어들이 존재할 수 있다.
도 2는 통신 시스템의 가능한 클라우드 구현의 예를 예시한다. 도 2의 예에서, 시스템은 RRH(Remote Radio Head) 티어(200)에 RRH들의 세트를 포함한다. RRH들은 상이한 액세스 방법들을 활용할 수 있다. 시스템의 클라우드 구성은 네트워크의 상이한 동작들의 레이턴시 요건들에 부분적으로 기반하여 티어들로 분할된다. 이러한 예에서, 클라우드 구성은 두 티어들(202, 204)을 더 포함한다. 제 1 티어 클라우드(202)는 낮은 레이턴시 프로세싱 및 RRH 조정을 포함한다. 제 1 티어 클라우드(202)는 Wi-Fi, LTE 등과 같은 상이한 기술들을 동시에 지원하는 RRH들을 지원할 수 있다. 제 1 티어 클라우드(202)는 각각의 기술에 대한 그리고 기술들에 걸친 자원 배정을 최적화하기 위해 내부적으로 HPC 패브릭을 사용할 수 있다. 제 2 티어 클라우드(204)는 예컨대 EPC와 같은 높은 레이턴시 또는 시간 용인 동작들을 포함한다.
실시예에서, 최저 레이턴시 기능들은 RRH들(200) 그 자체에 위치될 수 있다. L2 계층은 중간 레벨 상의 제 1 티어(202)에 위치된다. 이 티어는 HPC를 사용하여 실현될 수 있다. 제 1 티어는 티어들(202, 204) 중 가장 높은 프로세싱 능력을 가질 수 있다. 제 1 티어의 물리적 위치는 하나 또는 그 초과의 원격 라디오 헤드들의 적어도 일부의 요구되는 서비스 품질 및 위치에 관한 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 원격 라디오 헤드들의 적어도 일부의 요구되는 서비스 품질은, 원격 라디오 헤드들과 통신할 때 허용된 전파 지연들, 누락된 호(call)들의 수, 커버리지 영역들, 스루풋, 지터, 엔드-투-엔드 호 셋업 시간 및 특정 원격 라디오 헤드에 대한 부하에 대한 정보를 포함할 수 있다. RRH들(200)로부터의 제 1 티어 클라우드(202)의 물리적 거리는, 예컨대 광학 인터페이스를 통한 RRH들로부터 제 1 티어까지의 신호의 전파 속도에 기반하여 결정될 수 있다. 각각의 제 1 티어 클라우드(202)는 이러한 RRH들이 물리적 거리 한계 내에 있는 한, 다수의 RRH들을 지원할 수 있다.
실시예에서, 상이한 티어들 사이의 인터페이스들은 예컨대 CPRI™(Common Public Radio Interface) 표준을 사용하여 실현될 수 있다. 클라우드는 상이한 인터페이스들을 핸들링할 수 있다. 예컨대, CPRI/OBSAI(Open Base Station Architecture Initiative) 인터페이스 지원은 원격 라디오 헤드들에 사용될 수 있다.
실시예에서, 통신 시스템의 클라우드 구현은 클라우드의 VIM(virtualization infrastructure management)(212) 및 OM(orchestration manager)(214)을 포함할 수 있다. VIM은 스토리지 및 네트워크 자원들을 관리 및 제어하고, 결함 정보를 수집 및 저장하고, 그리고 용량 계획, 모니터링 및 최적화를 위한 정보를 수집 및 저장하도록 구성될 수 있다. 오케스트레이션 관리자는 클라우드 구현의 인프라구조를 오케스트레이팅(orchestrate) 및 관리하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 각각의 티어(200, 202, 204)는 각각의 티어와 연관된 티어 관리자 장치(206, 208, 210)를 포함한다. 도 3의 흐름도는 티어 관리자(200, 202, 204)의 동작의 예를 예시한다. 설명된 단계들 및 관련된 기능들은 절대적인 시간 순서가 아니고, 단계들 중 일부는 동시에 또는 주어진 것과 상이한 순서로 수행될 수 있다.
단계(300)에서, 티어 관리자는, 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어에 대한 정보를 수집 및 유지하도록 구성된다. 실시예에서, 티어 관리자 장치는 위치, 근접성(proximity), 레이턴시 특징들, 이동성 패턴들 및 다른 특징들에 기반하여 자신의 티어 자원들의 정보를 수집 및 유지할 수 있다. 티어 관리자 장치는 정적 구성뿐만 아니라 구성에 대한 동적 변경들에 기반하여 또는 시스템의 액티브 부하로 제한되지 않는 다른 동적 특징들에 기반하여 티어 자원들의 정보를 수집할 수 있다.
실시예에서, 티어 관리자 장치는 티어의 프로세싱 엘리먼트들에 관한 프로세싱 능력들, 현재의 부하, 및 다른 관심 파라미터에 관한 정보를 유지할 수 있다. 이러한 클라우드의 구현은 이러한 정보를 클라우드의 VIM(virtualization infrastructure management)에 주기적으로 보고한다.
단계(302)에서, 티어 관리자 장치는 상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 자원들의 사용을 제어하도록 구성된다. 실시예에서, 티어 관리자 장치는 티어 내의 프로세싱 엘리먼트들의 배정을 VIM과 조정하고, 특정 서비스 요청을 호스팅해야 하는 티어 내의 프로세싱 엘리먼트의 인스턴스의 결정을 용이하게 할 수 있다. 프로세싱 엘리먼트의 인스턴스의 이러한 결정은 유지되는 파라미터들 및 이러한 파라미터들로부터 유도될 수 있는 추론들에 기반할 수 있다. VIM은 결정을 돕기 위해 특정 알고리즘들을 실행할 수 있다.
실시예에서, 티어 관리자 장치는 VIM과 함께 티어의 탄성 특성을 조정할 수 있는데, 그 이유는 이들이 이용가능한 자원들을 더 양호하게 관리하거나 또는 부하가 감소됨에 따라 자원들을 포기(relinquish)하기 때문이다. 이는 티어 관리자 장치 및 VIM에서 호스팅되는 알고리즘들에 의해 제어될 수 있다.
단계(304)에서, 티어 관리자는 티어들의 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 각각의 장치들, 즉, 다른 티어 관리자 장치들과 통신하도록 구성된다.
실시예에서, 다른 티어 관리자 장치들 및 VIM과의 통신은 티어간 협력, 예컨대 인접성(adjacency) 또는 연결성(그러나 이에 제한되지 않음)을 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 실시예에서, 티어 관리자 장치는, 티어 내의 프로세싱의 로컬 효율성을 최적화하기 위해 개별적으로 작업하면서 이웃 티어들에 걸쳐 효율성들을 최대화하기 위해 다른 티어 관리자 장치들과 협력할 수 있다.
실시예에서, 티어 관리자 장치들은 모두 피어(peer)들일 수 있거나, 또는 이들은 기능성 또는 위치에 기반하여 부모(parent), 형제(sibling) 및 자식(child) 노드들로 이루어진 계층구조(hierarchy)를 형성하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 티어 관리자 장치들은 연결된 티어들로부터 자원들을 "차용(borrow)"하거나 또는 연결된 티어들로부터 자원들을 배정하도록 조정될 수 있다. 이 클라우드는 VIM들 또는 티어 관리자들에서 호스팅되는 알고리즘들 및 파라미터들에 기반할 수 있다. VIM들은 다른 티어의 사용을 위해 티어의 자원들의 배정을 조정하고 그리고 티어 관리자들로부터의 자원들과 관련된 요청들을 조정할 수 있다.
실시예에서, 티어 관리자 장치들은, 전체 클라우드 RAN 네트워크가 자가-치유(self-healing), 자가-구성(self-organizing) 및 최적화되는 것을 가능하게 하는 통계를 생성하도록 구성될 수 있다.
상호작용의 효율성을 향상시키도록 네트워크 구성을 수동으로 변경하기 위해, 티어 관리자간 통신이 분석될 수 있다. 대안적으로, 티어 관리자 장치는 클라우드 구현의 트래픽 관리자 컴포넌트에 후크(hook)들을 노출시킬 수 있으며, 최적화를 할 수 있는 이 관리자 컴포넌트는 차례로 네트워크를 최적화하기 위해 오퍼레이터 특정 규칙들을 사용할 것이다. 대안적으로, 티어 관리자 장치는 이러한 통계를 VIM에 주기적으로 보고하도록 구성될 수 있으며, VIM은 차례로, 오케스트레이션 메커니즘(orchestration mechanism)들을 사용하여 자원들 및 상호연결성을 최적화한다.
실시예에서, 티어 관리자 장치들은 티어 내의 리던던시를 관리하도록 구성될 수 있다. RAN 클라우드 구현은 임의의 그리고 모든 레벨들에서 리던던트 인스턴스들을 가질 수 있다. 티어 관리자 장치들은, 예컨대 부하 임계치들, 링크 장애들, 하드웨어 장애들, 소프트웨어 장애들, RAN 용량의 시간 기반 프로비저닝과 같은 다양한 트리거들에 기반하여 프라이머리 인스턴스로부터 리던던트 인스턴스로의 RRM, RRH 및 다른 RAN 기능성의 핫 및 콜드 스왑(hot and cold swap)을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.
티어 관리자 장치들은 어느 자원이 이용가능한지, 어느 자원이 유지보수 또는 업그레이드 중인지를 추적할 수 있다. 이 정보는, 서비스 요청을 배정하는 것을 결정하는 동안 사용될 수 있다. 티어 관리자들은 추가로, 네트워크를 업그레이드할 수 있는 유지보수 컴포넌트에 후크들을 노출시킬 수 있으며, 이는 차례로 특정 프로세싱 유닛들의 업그레이드 또는 아웃티지(outage)를 스케줄링할 것이다. 대안적으로, 티어 관리자들은 결함들을 VIM에 대안적으로 보고할 수 있고, VIM은 차례로, 업데이트를 조정하고 오케스트레이션 메커니즘들을 사용하여 치유를 가능하게 한다.
실시예에서, 통신 시스템의 클라우드 구현은 티어들 사이의 스위칭 장치 또는 스위칭 메커니즘을 절충할 수 있다. 스위치는 예컨대, 오픈 플로 제어기(Open Flow controller)에 의해 오픈플로 프로토콜(OpenFlow protocol)을 사용하여 제어될 수 있다.
오픈플로는 네트워크를 통한 네트워크 스위치 또는 라우터의 포워딩 평면에 대한 액세스를 제공하는 통신 프로토콜이다. 오픈플로는 클라우드 아키텍처의 제어 계층과 포워딩 계층 사이에 정의된 표준 통신 인터페이스이다. 오픈플로는 물리적 및 가상적 둘 모두인 스위치들 및 라우터들과 같은 네트워크 디바이스들의 포워딩 평면에 대한, 직접적 액세스를 제공한다. ONF(Open networking foundation)는 소프트웨어-정의 네트워킹 및 오픈플로를 홍보 및 채택하는 조직이다.
도 4의 흐름도는 클라우드의 스위칭 메커니즘의 동작의 예를 예시한다.
단계(400)에서, 스위칭 장치는, 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 RAN(Radio Access Network) 티어에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하도록 구성될 수 있다. 각각의 RAN 티어의 하나보다 많은 인스턴스가 존재할 수 있다.
단계(402)에서, 스위칭 장치는, 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽과 관련된 라디오 액세스 네트워크 기능들을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 RRH(Remote Radio Head) 티어에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하도록 구성될 수 있다. RRH 티어들의 하나 또는 그 초과의 인스턴스들이 존재할 수 있다.
단계(404)에서, 스위칭 장치는, 상이한 티어들을 제어하는 티어 관리자 장치들 사이의 제어 시그널링을 중계하도록 구성될 수 있다.
단계(406)에서, 스위칭 장치는, RAN 티어들의 상이한 인스턴스들과 RRH 티어들의 상이한 인스턴스들 사이의 메시징을 중계하도록 구성될 수 있다.
따라서, 스위칭 장치는 RAN 티어들, RRH 티어들 및 둘 모두 사이의 특정 상호연결성을 위해 VIM 제어기(예컨대, 오픈스택(openstack)의 뉴트론(neutron))에 의해 구성될 수 있다. RRH 티어들로부터의 그리고 RRH 티어들로의 상호연결성의 경우, 이는 OBSAI/RP3 시그널링의 스위칭을 제어하기 위해 오픈플로 컴포넌트들의 사용을 수반할 수 있다.
RAN 티어들로부터의 그리고 RAN 티어들로의 상호연결성의 경우, 이는 RAN 시그널링(이를테면, 예컨대 셀간 조정 메시지들 또는 X2 메시지들)의 스위칭을 제어하기 위해 오픈플로 컴포넌트들의 사용을 수반할 수 있다.
다음에서, 본 발명의 실시예는 DPS(Dynamic Point Selection) CoMP(Co-ordinated Multi-Point)의 구현의 예와 함께 예시된다. DPS DL-CoMP(Dynamic Point Selection - Down Link - Coordinated Multi Point)는, 어느 포인트에서든 최상의 링크가 송신하는 것을 보장하기 위해 다수의 셀들이 사용자 단말로의 자신들의 송신을 조정하는 것을 요구하는 LTE-A 피처이다. 여기서 고려되는 DL-CoMP의 버전에서, 단지 하나의 송신 포인트(TP)만이 임의의 주어진 시간에서 활성이다.
DPS와 같은 진화된 피처들은 종종, 다수의 eNodeB들과 스케줄러들 사이의 조정을 요구하는데, 이는 자연스럽게 이들을 클라우드 기반 액세스 네트워크에 적합하게 만든다. DPS의 경우, 알고리즘은 다수의 TP들이 동일 사용자 단말과 통신할 것을 요구한다. TP들은 사용자 단말에 대한 자신들의 채널 품질에 기반하여 선택되며, 이는 본 발명자들의 아키텍처에서 레이턴시 제약들, 위치 및 인접성에 대한 고려사항들로 해석된다.
도 5a는 이러한 예의 시나리오를 예시한다. 도 5a는 2개의 RAN 티어들(500, 502) 및 2개의 RRH 티어들(504, 506)을 도시한다. 또한, 각각의 RAN 티어는 적어도 2개의 RAN 인스턴스들을 지원하며, 마찬가지로 각각의 RRH 티어는 적어도 2개의 RRH 인스턴스들을 지원한다. RAN 티어들(500, 502)과 RRH 티어들(504, 506) 사이의 스위칭 장치(508)는 예컨대, 오픈플로 상호작용들에 기반하여 오픈플로 라우팅뿐만 아니라 OBSAI 라우팅을 할 수 있는 스위치인 것으로 간주될 수 있다. 각각의 티어는 티어 관리자 장치(210, 520, 522, 524)를 포함한다. 시스템은 VIM(virtualization infrastructure management)(212)을 포함한다.
RRH 티어들이 로케이팅되는 영역의 사용자 단말에 DPS DL-CoMP이 적용되는 상황을 가정한다. DPS DL-CoMP를 실현하기 위한 다양한 대안들이 존재한다. 도 5b는 클라우드 기반 아키텍처의 이득들이 최대한 활용될 수 있는 경우를 예시한다. 이 경우, TP1은 RAN 티어1(500) 상에 배정되고 RRH 티어1(504) 상의 RRH 인스턴스1을 활용하는 것으로 가정된다. 여기서, TP2는 또한 RAN 티어1(500)에 배정된다. 더욱이, 동일한 RRH 티어 ― RRH 티어1(504) ― 가 또한 배정되고, 배정된 인스턴스는 RRH 인스턴스2이다.
RAN 인스턴스 + RRH 인스턴스가 대략적으로 종래의 eNodeB를 구성하는 것으로 간주된다면, 이 경우는 2개의 TP들이 동일한 eNB 섀시(chassis) 상의 상이한 셀들 상에 배정되는 시나리오와 유사할 것이다.
도 6a의 시그널링 차트는 이러한 경우에 대해 가능한 신호 흐름의 예를 예시한다. 시그널링 차트는 간략화되었으며, 모든 가능한 시그널링 메시지들이 도시되지는 않는다.
도 5b 및 도 6a의 예시적 상황에서, RAN 티어1(500) 상에 배정된 TP1과 함께 사용자 단말(UE)은 RRH 티어1(504)의 RRH 인스턴스1에 이미 부착되어 있다. 사용자 단말을 위한 최상의 송신 포인트(TP)들은 티어 관리자 및 RAN 인스턴스의 특정 RRM(Radio Resources Management) 알고리즘들에 의해 결정된다(600). RAN 티어들1 상의 티어 관리자(210)는 DPS를 위해 UE에 대해 추가의 RAN 티어를 배정하기 위하여 VIM과 조정하기 위한 요청을 개시한다(602). 이러한 예에서, VIM은 사용할 최상의 RAN 티어를 결정하고(604), 제 2 TP는 동일한 RAN 티어 상에 배정된다(606).
일단 RAN 티어가 배정되면, 티어의 티어 관리자는 TP들에 대해 RRH를 배정하기 위해 VIM과 조정한다(608). 이러한 경우, VIM은 동일한 RRH 티어(504)로부터의 RRH를 TP1로서 배정하는 것을 결정한다(610). TP1은 RRH 인스턴스1을 사용하고 있었고, TP2에는 RRH 인스턴스2가 배정된다(612, 614).
VIM은 또한, 적절한 RRH 티어 및 인스턴스로 지향되어, RAN 티어가 세부사항들에 대해 불가지론적일 수 있게 OBSAI 라우팅을 구성하기 위해 OBSAI/오픈플로 스위치와 통신한다(616, 618). VIM은 또한 요청(608)에 대한 응답으로 메시지를 티어 관리자에 송신한다(619). 메시지는 대응하는 요청에 대해 배정된 RRH 자원들의 세부사항들을 반송한다.
오픈플로/OBSAI 스위치는 RAN 티어와 RRH 티어 사이의 후속 통신을 적절히 포워딩하는 것을 담당한다. 상호작용들이 동일한 RAN 티어(500) 내에서 발생하기 때문에, 송신 포인트들(Pcell 및 Scell) 사이의 조정(620)은 상당히 단순화된다. OBSAI 메시지 스위칭은 오픈플로 제어 후에 발생된다(622, 624).
도 5c는 클라우드 기반 아키텍처의 이득들 중 일부가 활용될 수 있는 경우를 예시한다. 이 경우에서, TP1 및 TP2 둘 모두가 RAN 티어1(500) 상에 배정되는 것으로 가정된다. RRH 티어1(504) 상의 RRH 인스턴스1이 사용된다. 그러나, UE를 서빙하기 위한 최상의 RRH는 RRH 티어2(506)의 RRH 인스턴스1인 것으로 결정된다. 사실상 이는, RAN이 UE와 통신하기 위해 단일 RAN 티어(500) 및 2개의 RRH 티어들(504, 506)을 사용한다는 것을 의미한다.
도 6b의 시그널링 차트는 이러한 경우에 대해 가능한 신호 흐름의 예를 예시한다. 시그널링 차트는 간략화되었으며, 모든 가능한 시그널링 메시지들이 도시되지는 않는다.
또한, 이 예는, UE가 이미 부착되었고 TP1이 RAN 티어1(500) 상에 배정된 것으로 시작된다. 사용자 단말을 위한 최상의 송신 포인트들(TP)은 VIM 및 티어 관리자 및 RAN 인스턴스의 특정 RRM(Radio Resources Management) 알고리즘들에 의해 결정된다(630). RAN 티어1 상의 티어 관리자는 DPS를 위해 UE에 대해 추가의 RAN 티어를 배정하기 위하여 VIM과 조정하기 위한 요청을 개시한다(632). 이러한 예에서, VIM은 사용할 최상의 RAN 티어를 결정하고(634), 제 2 TP는 동일한 RAN 티어 상에 배정된다(636).
일단 RAN 티어가 배정되면, RAN 티어1 상의 티어 관리자는 TP들에 대해 RRH를 배정하기 위해 VIM과 조정한다(638). 이러한 경우, RRH 인스턴스들은 VIM에 의해 2개의 상이한 RRH 티어들로부터 배정된다(640). RRH 티어들 상의 티어 관리자들은 VIM에 의한 배정을 통지받는다(642, 644).
VIM은 또한, 적절한 RRH 티어 및 인스턴스로 지향되어, RAN 티어가 세부사항들에 대해 불가지론적일 수 있게 OBSAI 라우팅을 구성하기 위해 OBSAI/오픈플로 스위치와 통신한다(646, 648).
VIM은 또한 요청(638)에 대한 응답으로 메시지를 티어 관리자에 송신한다(649). 메시지는 대응하는 요청에 대해 배정된 RRH 자원들의 세부사항들을 반송한다.
오픈플로/OBSAI 스위치는 RAN 티어와 RRH 티어 사이의 후속 통신을 적절히 포워딩하는 것을 담당한다. 상호작용들이 동일한 RAN 티어(500) 내에서 발생하기 때문에, 송신 포인트들(Pcell 및 Scell) 사이의 조정(650)은 상당히 단순화된다. OBSAI 메시지 스위칭은 오픈플로 제어 후에 발생된다(652, 654, 656).
도 5d는 각각의 TP가 상이한 RAN 티어 및 상이한 RRH 상에 있는 경우를 예시한다. 이 경우, TP1이 RAN 티어1(500) 상에 배정되고 또한 TP2가 RAN 티어2(502) 상에 배정된다. RRH 티어1(504) 상의 RRH 인스턴스1은 TP1에 의해 사용되고, TP2는 RRH 티어2(506)의 RRH 인스턴스1을 사용한다. 2개의 TP들 사이에서는 어떠한 자원들도 공유되지 않으며, 이들은 하드웨어 엔티티들의 2개의 개별 세트 상에 있다. 이러한 시나리오는 종래의 RAN 아키텍처에 기반하는 오늘날의 기술상태에 가장 가깝다. 이는 종래의 RAN에서 2개의 개별 셀 사이트들 상에 2개의 TP들을 갖는 것과 동등하다.
도 6c의 시그널링 차트는 이러한 경우에 대해 가능한 신호 흐름의 예를 예시한다. 시그널링 차트는 간략화되었으며, 모든 가능한 시그널링 메시지들이 도시되지는 않는다.
또한 이 예는, UE가 이미 부착되었고 TP1이 RAN 티어1(500) 상에 배정된 것으로 시작된다. 사용자 단말을 위한 최상의 송신 포인트들(TP)은 티어 관리자 및 RAN 인스턴스의 특정 RRM(Radio Resources Management) 알고리즘들에 의해 결정된다(660). RAN 티어1 상의 티어 관리자는 DPS를 위해 UE에 대해 추가의 RAN 티어를 배정하기 위하여 VIM과 조정하기 위한 요청을 개시한다(662). 이러한 예에서, VIM은 RAN 티어 인스턴스2가 TP2를 호스팅하는 데 가장 적합하다는 것을 결정하고(664), 이를 TP2에 배정한다(666). 후속하여, 오픈플로 스위치는 또한, RAN 티어간 시그널링 메시지들을 올바르게 포워딩하도록 구성된다(668).
일단 RAN 티어가 배정되면, RAN 티어1 상의 티어 관리자는 TP들에 대해 RRH를 배정하기 위해 VIM과 조정하도록 구성된다(670). 메시지(700)는 대응하는 요청에 대해 배정된 RAN 자원들의 세부사항들을 반송한다. 이러한 예에서, RRH 인스턴스들은 VIM에 의해 2개의 상이한 RRH 티어들(504, 506)로부터 배정된다(672). RRH 티어들 상의 티어 관리자들은 VIM에 의한 배정을 통지받는다(674, 676).
VIM은 또한, 적절한 RRH 티어 및 인스턴스로 지향되어, RAN 티어가 세부사항들에 대해 불가지론적일 수 있게 OBSAI 라우팅을 구성하기 위해 OBSAI/오픈플로 스위치와 통신한다(678, 680).
VIM은 또한 요청(670)에 대한 응답으로 메시지를 티어 관리자에 송신한다(681). 메시지는 대응하는 요청에 대해 배정된 RRH 자원들의 세부사항들을 반송한다.
오픈플로/OBSAI 스위치는 2개의 RAN 티어들과 2개의 RRH 티어 사이의 후속 통신을 적절히 포워딩하는 것을 담당한다. 이러한 예시적 경우에서, 2개의 TP들이 2개의 상이한 RAN 티어들(500, 502) 및 2개의 상이한 RRH 티어들(504, 506)에 배정되기 때문에, 컴포넌트간 메시징(682)의 양은 증가하며, 종래의 RAN 아키텍처에서의 레벨들과 유사하다.
PCELL에 대한 OBSAI 메시지 스위칭(684, 686, 688, 690) 및 업링크 OBSAI 메시지 스위칭(692, 692)은 오픈플로 제어 후에 발생한다. PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)(OBSAI)는 LTE 다운링크 상에서 사용자 베어러 데이터를 반송하는 채널이다. 메시지들(684, 686)은 OBSAI를 통한 RAN 티어로부터 RRH 티어로의 PDSCH 베어러 데이터의 흐름을 표시한다. PDCCH(Physical Downlink Control Channel)(OBSAI)는 LTE 다운링크 상에서 제어 정보를 반송하는 채널이다. 메시지들(688, 670)은 OBSAI를 통한 RAN 티어로부터 RRH 티어로의 PDCCH 제어 정보의 흐름을 표시한다. PUCCH(Physical Uplink Control Channel) & PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)(OBSAI)는 업링크 제어 정보 및 베어러 데이터를 각각 포함하는 LTE 업링크 채널들이다. 메시지들(692, 694)은 RRH에서 수신된 PUCCH & PUSCH 데이터의 흐름이 OBSAI를 통해 RAN을 향해 전송되는 것을 표시한다.
심지어 이러한 예시적 경우에서도, 오픈플로/OBSAI 조합 스위칭 패브릭의 도입은 이러한 솔루션이 종래의 솔루션보다 약간 더 양호하게 수행하는 것을 돕는다.
이러한 경우에서, 2개의 TP들이 2개의 상이한 RAN 티어들 및 2개의 상이한 RRH 티어들에 배정되기 때문에, 컴포넌트간 메시징의 양은 증가하며, 종래의 RAN 아키텍처에서의 레벨들과 유사하다.
실시예에서, RAN 티어, RRH 티어 및 그들의 상호연결성은 다른 기준 중에서 레이턴시 제약들, 위치 및 인접성에 기반한다. 그러므로, 대부분의 경우들에서 이 아키텍처를 사용할 때, 컴포넌트간 메시징의 오버헤드들을 최소화하는 도 5b 및 도 6a의 경우의 시나리오가 우세할 가능성이 크다. 그러나, 도 5c 및 도 6b에서와 같은 시나리오들은, 도 5b 및 도 6a의 최상의 경우의 시나리오에서 그리고 이 시나리오로부터 UE를 취하는 이동성 시나리오들에 기반하는 또는 로컬 상황들에 기반하는 네트워크 구성의 예측불허변동들(vagaries)로 인해 배제될 수 없다.
본 발명의 실시예들은 프레임워크를 생성하며, 그리고 특정 UE가 가능한 한 최적의 자원들을 갖도록 클라우드 기반 액세스 네트워크가 특정 UE에 대한 자원 배정을 최적화하게 하는 메커니즘들을 제공한다. 위에서 요약된 메커니즘들은, 클라우드 기반 RAN이 특정 사용자에게 최적화되게 하면서, 또한 전체 네트워크 컨디션을 평가할 수 있게 하고 자원들을 밸런싱하여 네트워크 관점에서도 역시 자원들을 최적으로 배정할 수 있게 한다.
도 7은 실시예를 예시한다. 도 7은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 장치의 간략화된 예를 예시한다. 예시적 실시예의 장치는 완전한 장치일 필요는 없지만, 다른 예시적 실시예들에서는 장치의 컴포넌트 또는 컴포넌트들의 그룹일 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스이다.
본원에서 일부 실시예들을 예시하는 예로서 장치가 도시된다는 것이 이해되어야 한다. 장치가 또한 다른 기능들 및/또는 구조들을 포함할 수 있으며, 설명된 기능들 및 구조들 모두가 요구되지는 않는다는 것이 당업자에게 명백하다. 장치가 하나의 엔티티로서 도시되었지만, 상이한 모듈들 및 메모리가 하나 또는 그 초과의 물리적 또는 논리적 엔티티들에서 구현될 수 있다.
프로세서 또는 제어 회로(700)는, 명령들을 실행하고 장치와 연관된 동작들을 수행하도록 구성된다. 프로세서(700)는 예컨대 도 1 내지 도 6과 함께 설명된 기능들 중 하나 또는 그 초과를 포함한 다양한 기능들을 수행하기 위한 수단, 이를테면, 디지털 신호 프로세서 디바이스, 마이크로프로세서 디바이스, 및 회로를 포함할 수 있다. 프로세서 또는 제어 회로(700)는 메모리로부터 리트리빙된 명령들을 사용함으로써 장치의 컴포넌트들 사이의 입력 및 출력 데이터의 수신 및 프로세싱을 제어할 수 있다. 프로세서 또는 제어 회로(700)는 단일-칩, 다수의 칩들 또는 다수의 전기 컴포넌트들 상에서 구현될 수 있다. 프로세서 또는 제어 회로(700)를 위해 사용될 수 있는 아키텍처들의 일부 예들은 전용 또는 내장형 프로세서 및 ASIC를 포함한다.
프로세서 또는 제어 회로(700)는 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들(704)을 동작시키기 위한 기능성을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 코드는 메모리(702)에 저장될 수 있다. 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는, 적어도 하나의 프로세서와 함께, 장치로 하여금, 예컨대 도 1 내지 도 6과 함께 설명된 기능들 중 하나 또는 그 초과를 포함한 적어도 하나의 실시예를 수행하게 하도록 구성될 수 있다. 통상적으로, 프로세서(702)는, 컴퓨터 코드를 실행하고 데이터를 생성 및 사용하기 위해 운영 시스템과 함께 동작한다.
예로써, 메모리(702)는 EEPROM, 플래시 메모리 등과 같은 비-휘발성 부분, 및 데이터의 일시적 저장을 위한 캐시 영역을 포함한 RAM(random access memory)과 같은 휘발성 부분을 포함할 수 있다. 정보는 또한, 제거가능 저장 매체 상에 상주할 수 있고, 필요할 때 장치 상에 로딩 또는 설치될 수 있다.
장치는 다른 장치들 또는 네트워크 디바이스들과 통신하기 위한 인터페이스(706)를 포함할 수 있다. 장치는 하나 또는 그 초과의 통신 프로토콜들로 동작할 수 있다.
장치는, 예컨대 추가의 인터페이스 디바이스들, 전력 유닛 또는 배터리와 같은, 도 7에 예시되지 않은 추가의 유닛들 및 엘리먼트들을 또한 포함할 수 있다.
실시예에서, 도 7의 장치는, 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어에 대한 정보를 수집 및 유지하고; 상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 자원들의 사용을 제어하고; 그리고 티어들의 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 각각의 장치들과 통신하도록 구성된 티어 관리자이다.
실시예에서, 도 7의 장치는, 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결되고 그리고 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하고; 원격 라디오 헤드들로의 그리고 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽과 관련된 라디오 액세스 네트워크 기능들을 프로세싱하도록 구성된 주어진 자원들을 포함하는 티어에 대한 정보를 각각 수집 및 유지하고 그리고 티어의 자원들을 제어하는 티어 관리자 장치들과 통신하고; 상이한 티어들을 제어하는 티어 관리자 장치들 사이의 제어 시그널링을 중계하도록 구성된 클라우드의 스위칭 메커니즘이다.
본 발명의 실시예들은 소프트웨어, 하드웨어, 애플리케이션 로직, 또는 소프트웨어, 하드웨어 및 애플리케이션 로직의 조합으로 구현될 수 있다. 예시적 실시예에서, 애플리케이션 로직, 소프트웨어 또는 명령 세트는 다양한 통상의 컴퓨터-판독가능 매체들 중 임의의 하나 상에 유지된다. 본 명세서의 맥락에서, "컴퓨터-판독가능 매체"는, 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스, 이를테면 컴퓨터 ― 컴퓨터의 일 예에 대해, 도 8에서 도시 및 기술되었음 ― 와 관련하여, 또는 이들에 의한 사용을 위해, 명령들을 포함, 저장, 통신, 전파, 또는 전송할 수 있는 임의의 매체들 또는 수단일 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는, 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스, 이를테면 컴퓨터와 관련하여, 또는 이들에 의한 사용을 위해 명령들을 포함 또는 저장할 수 있는 임의의 매체들 또는 수단일 수 있는 컴퓨터-판독가능 저장 매체를 포함할 수 있다.
원하는 경우, 본원에서 논의된 다양한 기능들 중 적어도 일부는 상이한 순서로 및/또는 서로 동시에 수행될 수 있다. 게다가, 원하는 경우, 상술된 기능들 중 하나 또는 그 초과는 선택적일 수 있거나 조합될 수 있다.
본 발명의 다양한 양상들이 독립항들에서 제시되지만, 본 발명의 다른 양상들은, 청구항들에서 명시적으로 제시된 조합들 단독이 아닌, 기술된 실시예들 및/또는 종속항들로부터의 특징들과 독립항들의 특징들의 다른 조합들을 포함한다.
본원에서, 상기 내용은 본 발명의 예시적 실시예들을 설명하지만, 이들 설명들은 한정적인 의미로 보여지지 않아야 한다는 것이 또한 주목된다. 오히려, 첨부된 청구항들에서 규정되는 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 몇몇 변형들 및 수정들이 이루어질 수 있다.

Claims (34)

  1. 클라우드 환경의 통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크 내의 티어(tier) 관리자 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 적어도:
    상기 티어 관리자 장치에 의해 제어되는 티어에 대한 정보를 수집하고 그리고 유지하게 하고 ― 상기 티어는 상기 라디오 액세스 네트워크 내의 상이한 레벨들의 적어도 2개의 티어들 중 하나이고, 상기 적어도 2개의 티어들은 각각 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결된 컴퓨팅 자원들을 포함하는 원격 라디오 헤드 티어 레벨 및 상기 원격 라디오 헤드들로의 그리고 상기 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성되고 그리고 다른 티어 레벨들에 동작가능하게 연결된 컴퓨팅 자원들을 포함하는 적어도 하나의 상위(higher) 레벨 티어 레벨을 포함함 ―;
    상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 컴퓨팅 자원들의 사용을 제어하게 하고;
    상기 티어들의 컴퓨팅 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 티어 관리자들과 통신하게 하고;
    다른 티어의 사용을 위해 상기 티어의 컴퓨팅 자원들을 배정하고 그리고/또는 다른 티어를 제어하는 티어 관리자로부터의 자원들을 요청하게 하고; 그리고
    상기 티어의 컴퓨팅 자원들을 활용하는 가상 인스턴스들로서의 통신 네트워크 컴포넌트들의 동적 실현을 제어하게 하도록
    구성되는, 티어 관리자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 상기 티어의 컴퓨팅 자원들의 현재 부하 및 프로세싱 능력들에 관한 정보를 유지하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 상기 티어의 자원들을 활용하는 연결들의 속성들 및 품질, 자원 동작 및 컴퓨팅 자원 사용과 관련된 통계들을 생성하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 인스턴스를 활성 또는 비-활성으로 표기(denote)하고 그리고 상이한 티어 인스턴스들 사이의 상호연결을 활성화하거나 또는 비활성화하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 상기 티어의 컴퓨팅 자원들의 가용성을 모니터링하고 그리고 상기 가용성에 기초하여 자원들의 사용을 제어하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 유지보수 또는 업데이팅을 필요로 하는 컴퓨팅 자원들을 결정하고 그리고 상기 결정된 컴퓨팅 자원들에 대한 유지보수 또는 업데이팅의 필요성을 통신 네트워크에 통지하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 위치, 근접성(proximity), 레이턴시(latency) 특성들 및 이동성 패턴들에 기초하여 컴퓨팅 자원들의 정보를 수집하고 그리고 유지하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서와 함께, 상기 장치로 하여금 추가로: 라디오 액세스 네트워크(RAN) 티어 내의 티어 관리자들의 위치 또는 기능성에 기초하여 부모(parent), 형제(sibling) 및 자식(child) 노드들로 이루어진 계층구조(hierarchy)를 형성하기 위해 다른 각각의 티어 관리자들 사이의 관계를 구조화(structure)하게 하도록 구성되는, 티어 관리자 장치.
  9. 클라우드 환경의 통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크 내의 티어 관리자를 동작시키는 방법으로서,
    상기 티어 관리자에 의해 제어되는 티어에 대한 정보를 수집하고 그리고 유지하는 단계 ― 상기 티어는 상기 라디오 액세스 네트워크 내의 상이한 레벨들의 적어도 2개의 티어들 중 하나이고, 상기 적어도 2개의 티어들은 각각 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결된 컴퓨팅 자원들을 포함하는 원격 라디오 헤드 티어 레벨 및 상기 원격 라디오 헤드들로의 그리고 상기 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성되고 그리고 다른 티어 레벨들에 동작가능하게 연결된 컴퓨팅 자원들을 포함하는 적어도 하나의 상위 레벨 티어 레벨을 포함함 ―;
    상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 컴퓨팅 자원들의 사용을 제어하는 단계;
    상기 티어들의 컴퓨팅 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 티어 관리자들과 통신하는 단계;
    다른 티어의 사용을 위해 상기 티어의 컴퓨팅 자원들을 배정하고 그리고/또는 다른 티어를 제어하는 티어 관리자로부터의 자원들을 요청하는 단계; 및
    상기 티어의 컴퓨팅 자원들을 활용하는 가상 인스턴스들로서의 통신 네트워크 컴포넌트들의 동적 실현을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 티어의 컴퓨팅 자원들의 현재 부하 및 프로세싱 능력들에 관한 정보를 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 티어의 자원들을 활용하는 연결들의 속성들 및 품질, 자원 동작 및 컴퓨팅 자원 사용과 관련된 통계들을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    인스턴스를 활성 또는 비-활성으로 표기하고 그리고 상이한 티어 인스턴스들 사이의 상호연결을 활성화하거나 또는 비활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 티어의 컴퓨팅 자원들의 가용성을 모니터링하고 그리고 상기 가용성에 기초하여 자원들의 사용을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    유지보수 또는 업데이팅을 필요로 하는 컴퓨팅 자원들을 결정하고 그리고 상기 결정된 컴퓨팅 자원들에 대한 유지보수 또는 업데이팅의 필요성을 통신 네트워크에 통지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    위치, 근접성, 레이턴시 특성들 및 이동성 패턴들에 기초하여 컴퓨팅 자원들의 정보를 수집하고 그리고 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    RAN 티어 내의 티어 관리자들의 위치 또는 기능성에 기초하여 부모, 형제 및 자식 노드들로 이루어진 계층구조를 형성하기 위해 다른 각각의 티어 관리자들 사이의 관계를 구조화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 클라우드 환경의 통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크 내의 티어 관리자 장치에 의한 실행을 위한 프로그램 명령들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체로서,
    상기 프로그램 명령들은, 상기 장치에 로딩되는 경우:
    상기 티어 관리자 장치에 의해 제어되는 티어에 대한 정보를 수집하고 그리고 유지하는 것 ― 상기 티어는 상기 라디오 액세스 네트워크 내의 상이한 레벨들의 적어도 2개의 티어들 중 하나이고, 상기 적어도 2개의 티어들은 각각 원격 라디오 헤드들의 세트에 동작가능하게 연결된 컴퓨팅 자원들을 포함하는 원격 라디오 헤드 티어 레벨 및 상기 원격 라디오 헤드들로의 그리고 상기 원격 라디오 헤드들로부터의 트래픽을 프로세싱하도록 구성되고 그리고 다른 티어 레벨들에 동작가능하게 연결된 컴퓨팅 자원들을 포함하는 적어도 하나의 상위 레벨 티어 레벨을 포함함 ―;
    상이한 연결들 및 서비스들에 대한 티어 컴퓨팅 자원들의 사용을 제어하는 것;
    상기 티어들의 컴퓨팅 자원들의 사용과 관련하여 다른 티어들을 제어하는 티어 관리자들과 통신하는 것;
    다른 티어의 사용을 위해 상기 티어의 컴퓨팅 자원들을 배정하고 그리고/또는 다른 티어를 제어하는 티어 관리자로부터의 자원들을 요청하는 것; 및
    상기 티어의 컴퓨팅 자원들을 활용하는 가상 인스턴스들로서의 통신 네트워크 컴포넌트들의 동적 실현을 제어하는 것
    을 포함하는 컴퓨터 프로세스를 실행하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
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