WO2018007301A1 - Vorrichtungen und verfahren zum betreiben eines kommunikationsnetzwerkes - Google Patents

Vorrichtungen und verfahren zum betreiben eines kommunikationsnetzwerkes Download PDF

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WO2018007301A1 PCT/EP2017/066469 EP2017066469W WO2018007301A1 WO 2018007301 A1 WO2018007301 A1 WO 2018007301A1 EP 2017066469 W EP2017066469 W EP 2017066469W WO 2018007301 A1 WO2018007301 A1 WO 2018007301A1
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mobile
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Dieter GLUDOVACZ
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Deutsche Telekom AG
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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Definitions

  • the invention relates to devices and methods for operating a
  • the fifth generation of mobile technology addresses the needs and technical challenges of future communication networks from about 2020 and beyond. It addresses a fully mobile and connected society, characterized by tremendous traffic growth and multi-level interconnectedness.
  • 5G requires new radio interfaces to meet the demands for higher-frequency use, such as new applications such as
  • 5G Internet of Things (loT), special skills such as lower maturity than what 4G communication networks can provide.
  • LoT Internet of Things
  • 5G is considered to be an end-to-end system that includes all network aspects, with a design that allows a high degree of convergence. 5G will take full advantage of today's access mechanisms and their potential advancements, including today's fixed access technologies and many other access technologies yet to be developed.
  • 5G will operate in a highly heterogeneous environment, i. with several types of access technologies, multilayer networks, multiple types of
  • the devices, systems, and methods presented below may be implemented in various ways.
  • the individual elements described may be realized by hardware or software components, for example electronic components that can be manufactured by various technologies and include, for example, semiconductor chips, ASICs, microprocessors, digital signal processors, integrated electrical circuits, electro-optical circuits and / or passive components.
  • the devices, systems and methods presented below are capable of transmitting information over a communication network.
  • Communication network or communication network refers to the technical infrastructure on which the transmission of signals takes place.
  • the communication network essentially comprises the switching network, in which the transmission and switching of the signals take place between the stationary devices and platforms of the mobile radio network or fixed network, and the access network, in which the transmission of the signals takes place between a network access device and the communication terminal.
  • the communication network can be both components of a
  • the access network is also referred to as an air interface and includes, for example, a base station (NodeB, eNodeB, radio cell) with mobile antenna to the
  • the access network includes, for example, a DSLAM (digital subscriber line access multiplexer) to the communication terminals of several DSLAM (digital subscriber line access multiplexer)
  • the communication can be transferred to other networks, for example other network operators, e.g.
  • the devices, systems and methods presented below are intended to increase the communication in communication networks, in particular in
  • FIG. 1 shows a schematic representation of such a 5G system architecture 100.
  • the 5G system architecture 100 comprises an area with 5G communication terminals 101, which can be accessed via various access technologies 102 with a multilayer network
  • Communication structure comprising an infrastructure & resource layer 105, an activation layer 104 and an application layer 103, which are managed via a management & instrumentation layer 106.
  • the Infrastructure & Resource Layer 105 comprises the physical resources of a converged network structure of Fixed Mobile Convergence with access nodes, cloud nodes (consisting of processing and storage nodes), 5G devices such as the Internet. Mobile phones, portable devices,
  • 5G devices can have a variety of configurable capabilities, such as relay or hub operation or work as a computer / storage resource depending on the context. These resources are made available to the higher layers 104, 103 and management & instrumentation layer 106 via corresponding APIs (application programming interfaces). Monitoring performance and configurations may be an inherent part of such APIs.
  • APIs application programming interfaces
  • the activation layer 104 includes a library of functions needed within a converged network in the form of building blocks of a modular architecture. These include functions realized by software modules that can be retrieved from a repository of the desired location, as well as a set of configuration parameters for particular parts of the network, e.g. the radio access. These functions and capabilities may be invoked upon request by the management & instrumentation level 106 using the APIs provided for that purpose. For certain functions, multiple variants may exist, e.g. different implementations of the same functionality, which have different capabilities or characteristics. The various levels of performance and capabilities offered can be used to significantly extend the network functionality
  • the application layer 103 includes specific applications and services of the
  • instrumentation level 106 allows certain, i. building dedicated network slices for an application, or assigning an application to an existing network slice.
  • the management & instrumentation layer 106 is the point of contact to the
  • the management & instrumentation layer 106 also manages both the scaling of the capacity of these functions and theirs geographical distribution. In certain applications, it may also have capabilities that allow third parties to create and manage their own network slices by using the APIs. Due to the many tasks of the
  • Management & Instrumentation level 106 is typically not a monolithic block of functionality, but rather a collection of modular functions that integrate progress into different ones
  • Network domains such as NFV (network function
  • the management & instrumentation level 106 uses data-aided intelligence to understand all aspects of the service arrangement and
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a 5G communication network 200 with several network slices.
  • the 5G communication network 200 includes a
  • the infrastructure & resource layer 105 comprises the entire physical
  • This layer 105 forms the basis for all
  • Network slices It is constructed as generically as possible to the number of
  • the infrastructure & resource layer 105 obfuscates any type of custom implementation over the upper layers, so that the remaining systems can best be used for different slices.
  • Infrastructure & Resource Layer 105 are based on hardware and software or
  • Resource layer 105 virtual machines, virtual links or virtual networks, eg virtual access nodes 231, 232, 233, virtual network nodes 234, 235, 236, 237 and virtual computer nodes 238, 239, 240.
  • the infrastructure & resource layer 105 presents the objects in the form of an "infrastructure as a service" 251, ie, in an abstracting, virtualized form of the next higher layer 104 available.
  • the activation layer 104 is located above the infrastructure & resource layer 105. It utilizes the infrastructure & resource layer objects 105 and adds additional functionality to them (eg, non-physical) software objects to enable generation of each type of network slices, thus providing a platform as the next higher layer 103 service ,
  • Software objects can be in any granularity, and can include a tiny or a very large fragment of a network slice.
  • different abstracted objects 221 may be combined with other abstracted objects and virtual network functions 222 to form combined objects 223 that may be transformed into aggregated objects 224 and in one
  • Object Library 225 are provided to the next higher level. This can hide the complexity behind the network slices. For example, a user or customer may create a mobile broadband slice, defining only KPIs (Key Performance Indicators) without specific features such as individual local antenna coverage, backhaul connections, and specifics
  • KPIs Key Performance Indicators
  • Service chaining or modifying software so that the functionality of a slice can be completely pre-defined and can include both near-static software modules and dynamically-addable software modules.
  • a network slice can be viewed as a software-defined entity based on a set of objects that define a complete network.
  • the activation layer 104 plays a key role in this concept, since it is all
  • the Activation layer 104 may be considered as a type of network operating system complemented by a network creation environment. An essential task of the activation layer 104 is to define the corresponding ones
  • Network slices while the platform operator can still maintain and optimize the physical nodes. For example, the execution of everyday tasks such as adding or replacing NodeBs etc. is supported without the intervention of network customers.
  • the definition of suitable objects that model a complete telecommunications network is one of the essential tasks of the activation layer 104 in developing a network-slice environment.
  • a network slice also called a 5G slice, supports the
  • a 5G slice is composed of a collection of different 5G network features and radio access technology (RAT) settings that are combined for the specific application. Therefore, a 5G slice can span all domains of the network, e.g. Software modules running on cloud nodes have specific transport network configurations that are flexible
  • Third party devices may be granted permission to control certain aspects of slices via appropriate APIs to provide tailored services.
  • the application layer 103 comprises all generated network slices 210b, 211b, 212b and offers these as "network as service” to different network users, e.g.
  • the concept allows reuse of defined network slices 210b, 211b, 212b for different users, for example as one new network slice instance 210a, 21 1 a, 212a.
  • a network slice 210b, 211b, 212b which is assigned for example to an automotive application, can also be used for various other industrial applications.
  • the slice instances 210a, 21 1 a, 212a generated by a first user may, for example, be independent of the slice instances, that of a second one
  • the core idea of the invention is the hardware and / or software resources of a mobile communication device, in particular a smartphone, the
  • Infrastructure level of a communication network in particular one
  • Communication network according to the 5G standard. This allows, for example, network functions of a network slice, i. provide a logical subnetwork of the communication network on the mobile communication device. According to the invention, the incorporation of the mobile takes place
  • the invention according to a first aspect relates to a
  • Network management entity for a communication network.
  • Network management entity comprises a processor, which is designed to operate a logical subnetwork in the communication network, wherein the logical subnetwork is configured, a first communication device
  • Communication device to provide additional resources of the logical sub-network
  • a communication interface which is configured to receive a position signal from a detection device, wherein the position signal indicates a position of a second mobile communication device.
  • the processor is further configured to integrate the second mobile communication device into the logical subnetwork in order to provide resources of the second mobile network to the logical subnetwork
  • the communication network may be a communication network formed according to the 5G standard.
  • the network management entity may be configured as an SDN orchestrator.
  • the first communication device and / or the second mobile communication device may be a mobile phone, in particular a smartphone.
  • the processor is further configured to check whether the first communication device has permission to respond to the resources provided by the second mobile communication device in the logical
  • the processor is further configured to check whether the second mobile communication device has permission to be included in the logical subnetwork. This can be prevented, for example, that a communication device
  • the processor is further configured to communicate over
  • Unlock communication device wherein the application can provide at least a portion of the resources of the second mobile communication device.
  • the processor is further configured, the application via the communication interface on the second mobile communication device
  • the processor is further configured to communicate over
  • Communication interface to inform the first communication device about the resources provided by the second mobile communication device.
  • the processor is further configured to adjust at least a portion of the further resources of the logical subnetwork based on the resources provided by the second mobile communication device.
  • the invention relates to a method for operating a communication network, the method comprising: operating a logical subnetwork in the communication network, wherein the logical subnetwork is adapted to allow a first communication device to communicate via the logical subnetwork and the first communication device more resources of the logical subnetwork, detecting a position of a second mobile communication device by means of a position signal, and, if the detected position of the second mobile communication device falls within a defined range of positions, integrating the second mobile communication device in the logical subnetwork to the logical subnetwork To provide resources of the second mobile communication device.
  • the communication network may be a communication network formed according to the 5G standard.
  • the network management entity may be configured as an SDN orchestrator.
  • the first communication device and / or the second mobile communication device may be a mobile phone, in particular a smartphone.
  • the method comprises the further step of checking whether the first communication device has permission to access the resources provided by the second mobile communication device in the logical
  • the method includes the further step of verifying that the second mobile communication device has permission to be federated into the logical subnetwork.
  • the method comprises the further step of enabling an application on the second mobile communication device, wherein the application provides at least part of the resources of the second mobile communication device.
  • the method comprises the further step that the
  • Network management entity of the communication network is provided to provide at least a part of the resources of the second mobile communication device.
  • the method comprises the further step, the first
  • the method comprises the further step of adapting at least part of the further resources of the logical subnetwork on the basis of the resources provided by the second mobile communication device.
  • the invention relates to a computer program product with computer program code for carrying out the method according to the second aspect of the invention.
  • FIG. 1 a schematic representation of the architecture of a 5G communication network
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a 5G communication network with multiple network slices
  • Fig. 3 is a schematic representation of a communication network with a
  • a network management entity according to an embodiment
  • Fig. 4 is a schematic representation of a method for operating a
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a communication network 305 according to an embodiment.
  • the communication network 305 may be configured in accordance with one or more cellular standards. In the illustrated in Figure 3
  • the communication network 305 is a
  • Mobile communication network 305 according to the 5G standard.
  • the communication network 305 includes a network management entity 309 that includes a processor 309a and a communication interface 309b.
  • the network management entity 309 may be an SDN orchestrator 309, where the abbreviation SDN stands for "Software Defined Networking".
  • the processor 309a of the network management entity 309 is configured to operate a logical subnetwork 308 in the communication network 305.
  • the logical subnetwork 308 is a network slice 308.
  • network slicing or “network slicing” refers to a concept for operating one or more logical networks as virtually independent ie logically decoupled units on a common physical network infrastructure. In this sense, one
  • Network slice is an independent virtual end-to-end network that behaves in the same way as a physical network, from a user perspective, including a business logic and network management capabilities.
  • NGMN 5G White Paper and more particularly to Section 5.4 thereof, which is available on the NGMN Alliance website at the URL "https: //www.ngmn. org / home.html "and is hereby fully incorporated by reference.
  • an SDN controller 31 1 can also be provided, which serves for the networking necessary in the network slice 308, in particular for forwarding data packets in the network slice 308 on the network Base of switches controlled by the SDN controller 31 1.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is designed to form the network slice 308, a first communication device 101a, which is located in a predefined position area 304, communication via the network slice 308, for example access to a data network, in particular the Internet, and provide the first communication device 101 a further resources of the network slice 308.
  • These additional resources may be hardware and / or software resources available in the network slice 308. Further, these additional resources may include network functions provided by the network slice 308 as virtualized network functions virtualization. These further resources of the network slice 308 may for example be instantiated on a server 307 which is integrated in the network slice 308.
  • the first communication device 101a may be a stationary communication device, such as a desktop computer, or a mobile communication device, such as a smartphone, a tablet computer, or a laptop computer.
  • the first communication device 101 a may be configured to communicate with a base station 303 in order to be able to communicate as part of the network slice 308 via the communication network 305.
  • the base station 303 may be, for example, a WLAN base station and / or a mobile radio base station. The communication between the first communication device 101 a and the
  • Base station 307 can thus be wireless, but in other embodiments also wired.
  • the communication interface 309b of the network management entity 309 is configured to receive a position signal from a detection device, wherein the position signal indicates a position of a second mobile communication device 101b, in particular of a smartphone.
  • the position signal indicates a position of a second mobile communication device 101b, in particular of a smartphone.
  • Detection device part of the second mobile communication device 101 b and include, for example, a motion sensor and / or a GPS module for generating the position signal.
  • the Detection device part of the second mobile communication device 101 b and include, for example, a motion sensor and / or a GPS module for generating the position signal.
  • the GPS module for generating the position signal.
  • Detecting means for detecting the position of the second communication device 101 b are implemented as part of the base station 303.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is further configured to include the second mobile communication device 101b in the network slice 308 to provide the network slice 308 with hardware and / or software resources of the second mobile communication device 101b if the detected position of the second mobile communication device 101b falls within the defined position area 304.
  • Communication device 101 b may be, for example, computing power
  • the defined location area 304 may be a structurally localized area, such as an office. Likewise, the position range 304 may be defined by a maximum distance (eg, 10 meters) from the first
  • the position range 304 can be defined by the radio cell defined by the base station 303, in which the first communication device 101 a is also located.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is further configured to check whether the first communication device 101 a is a
  • the processor 309a may be the network management entity 309 in a
  • Embodiment be designed to check if the second mobile Communication device 101 b has an authorization for being included in the network slice 308.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is also designed to enable an application on the second mobile communication device 101b via the communication interface 309b in order to provide software resources of the second mobile communication device 101b by means of the application. Such an application may already be present on the second mobile terminal 101b.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is configured to make a selection from the hardware and / or software resources present on the second mobile communication device 101b, the selected hardware and / or software resources of the network slice 308 to provide.
  • the processor 309a may select one or more applications implemented on the second mobile communication device 101b. According to a further embodiment, such an application can be provided by the processor 309a via the communication interface 309b on the second mobile communication device 101b.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is furthermore designed, as soon as the second mobile communication device 101b has been integrated into the network slice 308, via the communication interface 309b, the first communication device 101a via the hardware provided by the second mobile communication device 101b. and / or software resources.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is further configured to adapt at least a portion of the further resources of the network slice 308 based on the hardware and / or software resources provided by the second mobile communication device 101b.
  • the processor 309a of the network management entity 309 is further configured to remove the second mobile terminal 101b from the network slice 308 again if the second mobile terminal 101b leaves the predefined location area 304 again.
  • the method 400 comprises a step 401 of operating a logical subnetwork 308 in the communication network 305, the logical subnetwork 308 being designed to allow the first communication device 101 a to communicate via the logical subnetwork 308 and to provide the first communication device 101 a further resources of the logical subnetwork 308 ,
  • the method 400 further comprises a step 403 of detecting a position of the second mobile communication device 101b by means of a position signal.
  • the method 400 includes a step 405 of integrating the second mobile communication device 101b in the logical subnetwork 308, if the detected position of the second mobile communication device 101b falls within a defined range of positions, to the logical subnetwork 308 of the second mobile communication device 101 b provide.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Netzwerkmanagemententität (309) für ein Kommunikationsnetzwerk(305). Die Netzwerkmanagemententität (309) umfasst einen Prozessor(309a), welcher ausgebildet ist, ein logisches Subnetzwerk (308) in dem Kommunikationsnetzwerk (305) zu betreiben, wobei das logische Subnetzwerk (308) ausgebildet ist, einem ersten Kommunikationsgerät (101a) die Kommunikation über das logische Subnetzwerk (308) zu ermöglichen und dem ersten Kommunikationsgerät (101a) weitere Ressourcen des logischen Subnetzwerks (308) bereitzustellen, und eine Kommunikationsschnittstelle(309b), welche ausgebildet ist, ein Positionssignal von einer Erfassungsreinrichtung zu empfangen, wobei das Positionssignal eine Position eines zweiten mobilen Kommunikationsgeräts(101b) anzeigt. Der Prozessor (309a) ist ferner ausgebildet, das zweite mobile Kommunikationsgerät (101b) in das logische Subnetzwerk (308) einzubinden, um dem logischen Subnetzwerk (308) Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101b) bereitzustellen, falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101b) in einen definierten Positionsbereich (304) fällt.

Description

Vorrichtungen und Verfahren zum Betreiben eines
Kommunikationsnetzwerkes
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Betreiben eines
Kommunikationsnetzwerkes, insbesondere zum Betreiben eines 5G- Kommunikationsnetzwerks.
Die fünfte Generation der mobilen Technologie (5G) betrifft die Anforderungen und technischen Herausforderungen der künftigen Kommunikationsnetze ab etwa dem Jahr 2020 und darüber hinaus. Damit wird eine vollständig mobile und vernetzte Gesellschaft angesprochen, die durch ein enormes Wachstum an Datenverkehr sowie gegenseitiger Vernetzung auf mehreren Ebenen charakterisiert ist.
In 5G werden neue Funkschnittstellen benötigt, um den Anforderungen an die Nutzung höherer Frequenzen gerecht zu werden, beispielsweise für neue Anwendungen wie
Internet der Dinge (loT), spezielle Fähigkeiten wie z.B. geringerer Laufzeit, welche über das hinausgehen, was 4G Kommunikationsnetze leisten können. Dabei wird 5G als ein Ende-zu-Ende System betrachtet, das sämtliche Netzwerkaspekte beinhaltet, und zwar mit einem Design, das einen hohen Grad an Konvergenz ermöglicht. 5G wird die heutigen Zugangsmechanismen und deren mögliche Weiterentwicklungen vollständig nutzen, einschließlich der heutigen Festnetzzugangstechnologien sowie vieler anderer noch zu entwickelnder Zugangstechnologien.
5G wird in einem stark heterogenen Umgebung operieren, d.h. mit mehreren Typen von Zugangstechnologien, mehrschichtigen Netzwerken, vielfältigen Typen von
Kommunikationsgeräten und Nutzerinteraktionen und dergleichen. Verschiedenste Anwendungen mit diametralen Anforderungen sollen optimal unterstützt werden, z.B. ausfallsichere, robuste Kommunikation, Kommunikation mit geringen Datenraten oder breitbandige Kommunikation in dicht besiedelten Räumen. In solch einer Umgebung gibt es ein fundamentales Verlangen nach 5G, um ein nahtloses und konsistentes
Nutzererlebnis über Zeit und Raum zu erfüllen. Für den Betreiber eines 5G- Kommunikationsnetzwerkes besteht die Notwendigkeit die eingesetzten Ressourcen optimal und dynamisch an die jeweiligen Anforderungen anzupassen, um die Vielzahl an Anwendungen gleichzeitig unterstützen zu können. Deshalb besteht in 5G zum einen ein Bedürfnis danach, die Leistungsfähigkeit der Kommunikation zu steigern, insbesondere einen höheren Datendurchsatz, eine geringere Verzögerung, eine besonders hohe Zuverlässigkeit, eine weitaus höhere
Verbindungsdichte und einen größeren Mobilitätsbereich zu erreichen, und zum anderen aber auch die Flexibilität im Betrieb des Kommunikationsnetzwerkes zu erhöhen sowie maßgeschneiderte Funktionen mit dem geringstmöglichen Einsatz von Mitteln
bereitzustellen. Diese erhöhte Leistungsfähigkeit wird zusammen mit der Fähigkeit zur Steuerung stark heterogener Umgebungen und der Fähigkeit zur Sicherung von
Vertrauen, Identität und Privatsphäre der Nutzer erwartet.
Es ist davon auszugehen, dass die Zahl an Kommunikationsgeräten, die auf die Dienste eines Kommunikationsnetzwerks, beispielsweise eines Kommunikationsnetzwerkes gemäß dem 5G-Standard zugreifen, in Zukunft stark zunehmen wird. Aufgrund der steten Weiterentwicklungen im Bereich der Computertechnologie wird parallel hierzu auch die technische Leistungsfähigkeit der Kommunikationsgeräte selbst, insbesondere von
Smartphones, immer mehr zunehmen. Im Lichte dieser Entwicklungen ist absehbar, dass in zukünftigen Kommunikationsnetzwerken, insbesondere in Kommunikationsnetzwerken gemäß dem 5G-Standard, eine große Menge an Ressourcen, wie Rechenleistung, Speicherplatz und dergleichen, im Prinzip vorhanden sind. Diese Ressourcen, die sowohl Hardware- als auch Softwareressourcen umfassen können, in einem
Kommunikationsnetzwerk effizient zur Verfügung zu stellen, stellt eine große
Herausforderung für zukünftige Kommunikationsnetzwerke dar.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zu schaffen, um die in einem Kommunikationsnetzwerk vorhandenen Ressourcen effizient einzusetzen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die im Folgenden vorgestellten Geräte, Systeme und Verfahren können auf verschiedene Arten und Weisen implementiert sein. Die einzelnen beschriebenen Elemente können durch Hardware- oder Softwarekomponenten realisiert sein, beispielsweise elektronische Komponenten, die durch verschiedene Technologien hergestellt werden können und zum Beispiel Halbleiterchips, ASICs, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, integrierte elektrische Schaltungen, elektrooptische Schaltungen und/oder passive Bauelemente umfassen. Die im Folgenden vorgestellten Geräte, Systeme und Verfahren sind dafür geeignet, Informationen über ein Kommunikationsnetzwerk zu übertragen. Der Begriff
Kommunikationsnetzwerk oder Kommunikationsnetz bezeichnet dabei die technische Infrastruktur, auf der die Übertragung von Signalen stattfindet. Das Kommunikationsnetz umfasst im Wesentlichen das Vermittlungsnetz, in dem die Übertragung und Vermittlung der Signale zwischen den ortsfesten Einrichtungen und Plattformen des Mobilfunknetzes oder Festnetzes stattfinden, sowie das Zugangsnetz, in dem die Übertragung der Signale zwischen einer Netzwerkzugangseinrichtung und dem Kommunikationsendgerät stattfindet. Das Kommunikationsnetz kann hierbei sowohl Komponenten eines
Mobilfunknetzes als auch Komponenten eines Festnetzes umfassen. Im Mobilfunknetz wird das Zugangsnetz auch als Luftschnittstelle bezeichnet und umfasst beispielsweise eine Basisstation (NodeB, eNodeB, Funkzelle) mit Mobilfunkantenne, um die
Kommunikation zu einem Kommunikationsendgerät wie beispielsweise einem
Mobiltelefon bzw. Smartphone oder einer mobilen Einrichtung mit Mobilfunkadapter aufzubauen. Im Festnetz umfasst das Zugangsnetz beispielsweise einen DSLAM (digital subscriber line access multiplexer), um die Kommunikationsendgeräte mehrerer
Teilnehmer draht- bzw. kabelgebunden anzuschließen. Über das Vermittlungsnetz kann die Kommunikation in weitere Netze, beispielsweise anderer Netzbetreiber, z.B.
Auslandsnetze, weitervermittelt werden.
Die im Folgenden vorgestellten Geräte, Systeme und Verfahren sind dazu vorgesehen, die Kommunikation in Kommunikationsnetzen zu steigern, insbesondere in
Kommunikationsnetzen gemäß der im Folgenden vorgestellten 5G-Systemarchitektur. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer solchen 5G-Systemarchitektur 100. Die 5G-Systemarchitektur 100 umfasst einen Bereich mit 5G-Kommunikationsendgeräten 101 , die über verschiedene Zugangstechnologien 102 mit einer mehrschichtigen
Kommunikationsstruktur verbunden sind, welche eine Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105, eine Aktivierungsschicht 104 und eine Anwendungsschicht 103 umfasst, die über eine Management- & Instrumentierungsebene 106 verwaltet werden.
Die Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 umfasst die physikalischen Ressourcen einer konvergenten Netzwerkstruktur aus Festnetz- und Mobilfunknetzkomponenten ("Fixed- Mobile Convergence") mit Zugangsknoten, Cloud-Knoten (bestehend aus Verarbeitungsund Speicherknoten), 5G-Geräten wie z.B. Mobiltelefonen, tragbaren Geräten,
Maschinenkommunikationsmodulen und dergleichen. 5G-Geräte können vielfältige und konfigurierbare Fähigkeiten aufweisen und beispielsweise als Relay oder Hub agieren oder abhängig von dem jeweiligen Kontext als Computer/Speicher-Ressource arbeiten. Diese Ressourcen werden den höheren Schichten 104, 103 und der Management- & Instrumentierungsebene 106 über entsprechende APIs (Anwendungsprogrammierschnittstellen) zur Verfügung gestellt. Das Überwachen der Leistungsfähigkeit und der Konfigurationen können inhärenter Teil solcher APIs sein.
Die Aktivierungsschicht 104 umfasst eine Bibliothek von Funktionen, die innerhalb eines konvergierten Netzwerks in Form von Bausteinen einer modularen Architektur benötigt werden. Diese umfassen Funktionen, die durch Softwaremodule realisiert werden, die von einem Aufbewahrungsort der gewünschten Lokation abgerufen werden können, sowie einen Satz von Konfigurationsparametern für bestimmte Teile des Netzwerks, z.B. den Funkzugang. Diese Funktionen und Fähigkeiten können auf Anforderung durch die Management- & Instrumentierungsebene 106 aufgerufen werden, und zwar durch Nutzung der dafür vorgesehenen APIs. Für bestimmte Funktionen können mehrfache Varianten existieren, z.B. verschiedene Implementierungen derselben Funktionalität, welche unterschiedliche Leistungsfähigkeiten oder Charakteristiken haben. Die verschiedenen Grade der Leistungsfähigkeit und der angebotenen Fähigkeiten können dazu verwendet werden, um die Netzwerkfunktionalitäten wesentlich weiter zu
unterscheiden, als es in heutigen Netzen möglich ist, beispielsweise als Mobilitätsfunktion eine nomadische Mobilität, eine Fahrzeugmobilität oder eine Luftverkehrsmobilität in Abhängigkeit der spezifischen Bedürfnisse anzubieten.
Die Anwendungsschicht 103 umfasst spezifische Anwendungen und Dienste des
Netzwerkbetreibers, von Unternehmen, vertikalen Operatoren oder von Drittparteien, die das 5G-Netzwerk nutzen. Die Schnittstelle zu der Management- &
Instrumentierungsebene 106 erlaubt zum Beispiel, bestimmte, d.h. dedizierte Netzwerk- Slices für eine Anwendung aufzubauen, oder eine Anwendung einer existierenden Netzwerk-Slice zuzuweisen. Die Management- & Instrumentierungsebene 106 ist der Kontaktpunkt, um die
geforderten Anwendungsfälle in tatsächliche Netzwerkfunktionen und Slices umzusetzen. Sie definiert die Netzwerk-Slices für ein gegebenes Anwendungsszenario, verkettet die dafür relevanten modularen Netzwerkfunktionen, ordnet die relevanten
Leistungsfähigkeitskonfigurationen zu und bildet alles auf die Ressourcen der
Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 ab. Die Management- & Instrumentierungsebene 106 verwaltet ferner sowohl die Skalierung der Kapazität dieser Funktionen als auch ihre geographische Verteilung. In bestimmten Anwendungsfällen kann sie auch Fähigkeiten aufweisen, die es Drittparteien erlauben, durch Nutzung der APIs ihre eigenen Netzwerk- Slices zu erzeugen und zu verwalten. Aufgrund der vielzähligen Aufgaben der
Management- & Instrumentierungsebene 106 handelt es sich dabei in der Regel nicht um einen monolithischen Block von Funktionalität, sondern vielmehr um eine Sammlung modularer Funktionen, die Fortschritte integrieren, die in verschiedenen
Netzwerkdomänen erzielt werden, wie beispielsweise NFV ("network function
virtualization" = Netzwerkfunktionsvirtualisierung), SDN ("software-defined networking" = Software-definierte Vernetzung) oder SON ("self-organizing networks" =
selbstorganisierende Netzwerke). Die Management- & Instrumentierungsebene 106 nutzt dabei datenunterstützte Intelligenz, um alle Aspekte der Dienstanordnung und
Dienstbereitstellung zu optimieren.
Die hier vorgestellten Geräte, Systeme und Verfahren sind dazu vorgesehen, die
Kommunikation in Kommunikationsnetzen zu verbessern, insbesondere in 5G-
Kommunikationsnetzen mit mehreren Netzwerk-Slices, wie im Folgenden beschrieben.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines 5G-Kommunikationsnetzwerks 200 mit mehreren Netzwerk-Slices. Das 5G-Kommunikationsnetzwerk 200 umfasst eine
Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105, eine Aktivierungsschicht 104 und eine
Anwendungsschicht 103.
Die Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 umfasst die gesamte physikalische
Infrastruktur, die einem Netzwerkbetreiber zugeordnet ist, d.h. Standorte, Kabel,
Netzwerkknoten und dergleichen. Diese Schicht 105 bildet die Grundlage für alle
Netzwerk-Slices. Sie ist so generisch wie möglich aufgebaut, um die Zahl der
spezialisierten physikalischen Einheiten auf ein Mindestmaß zu beschränken. Die Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 verschleiert jede Art von anwenderspezifischer Implementierung gegenüber den oberen Schichten, so dass die verbleibenden Systeme für verschiedene Slices bestmöglich genutzt werden können. Komponenten der
Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 basieren auf Hardware und Software bzw.
Firmware, die für die jeweilige Operation benötigt wird und dabei als Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 den darüber liegenden Schichten als Ressourcenobjekte zu Verfügung gestellt wird. Beispielsweise umfassen Objekte der Infrastruktur- &
Ressourcenschicht 105 virtuelle Maschinen, virtuelle Links bzw. Verbindungen und virtuelle Netzwerke, z.B. virtuelle Zugangsknoten 231 , 232, 233, virtuelle Netzwerkknoten 234, 235, 236, 237 und virtuelle Computerknoten 238, 239, 240. Wie der Begriff "virtuell" bereits sagt, stellt die Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 die Objekte in der Form einer "Infrastruktur als Dienst" 251 , d.h. in einer abstrahierenden, virtualisierten Form der nächsthöheren Schicht 104 zur Verfügung.
Die Aktivierungsschicht 104 ist oberhalb der Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 angeordnet. Sie nutzt die Objekte der Infrastruktur- & Ressourcenschicht 105 und fügt diesen zusätzliche Funktionalität in Form von (z.B. nicht-physikalischen) Softwareobjekten hinzu, um das Erzeugen von jeder Art von Netzwerk-Slices zu ermöglichen und so eine Plattform als Dienst der nächsthöheren Schicht 103 bereitzustellen.
Softwareobjekte können in jeder Granularität vorliegen, und ein winziges oder ein sehr großes Fragment einer Netzwerk-Slice umfassen. Um die Erzeugung von Netzwerk-Slices auf einem geeigneten Abstraktionslevel zu erlauben, können in der Aktivierungsschicht 104 verschiedene abstrahierte Objekte 221 mit anderen abstrahierten Objekten und mit virtuellen Netzwerkfunktionen 222 kombiniert werden, um kombinierte Objekte 223 zu bilden, die in aggregierte Objekte 224 überführt werden können und in einer
Objektbibliothek 225 der nächsthöheren Ebene zur Verfügung gestellt werden. Damit kann die Komplexität hinter den Netzwerk-Slices verborgen werden. Beispielsweise kann ein Nutzer bzw. Kunde eine mobile Breitband-Slice erzeugen und dabei lediglich KPIs (Key Performance Indikatoren) definieren, ohne dabei spezifische Features wie individuelle lokale Antennenbedeckung, Backhaul-Verbindungen und spezifische
Parametrisierungsgrade spezifizieren zu müssen. Um eine offene Umgebung zu unterstützen und es zu erlauben, Netzwerkfunktionen auf Anforderung hinzuzufügen oder zu löschen, ist eine wichtige Fähigkeit der Aktivierungsschicht 104, dass sie die dynamische Umordnung von Funktionen und Konnektivitäten in einer Netzwerk-Slice unterstützt, z.B. durch Verwendung von SFC ("Service Function Chaining" =
Dienstfunktionenverkettung) oder modifizierender Software, so dass die Funktionalität einer Slice vollständig vordefiniert werden kann und sowohl näherungsweise statische Softwaremodule als auch dynamisch hinzufügbare Softwaremodule umfassen kann.
Eine Netzwerk-Slice kann dabei als software-definierte Entität betrachtet werden, die auf einem Satz von Objekten basiert, welche ein vollständiges Netzwerk definieren. Die Aktivierungsschicht 104 spielt für dieses Konzept eine Schlüsselrolle, da sie alle
Softwareobjekte umfassen kann, die notwendig sind, um die Netzwerk-Slice und die entsprechenden Fertigkeiten zum Handhaben der Objekte bereitzustellen. Die Aktivierungsschicht 104 kann als eine Art von Netzwerk-Betriebssystem betrachtet werden, komplementiert durch eine Netzwerkerzeugungsumgebung. Eine wesentliche Aufgabe der Aktivierungsschicht 104 ist das Definieren der entsprechenden
Abstraktionsebenen. So haben Netzwerkbetreiber ausreichend Freiraum um ihre
Netzwerk-Slices auszugestalten, während der Plattform-Betreiber immer noch die physikalischen Knoten instand halten und optimieren kann. So wird beispielsweise die Ausführung der alltäglichen Aufgaben wie das Hinzufügen oder Ersetzen von NodeBs etc. ohne das Einschreiten der Netzwerkkunden unterstützt. Die Definition geeigneter Objekte, welche ein vollständiges Telekommunikationsnetz modellieren, ist eine der wesentlichen Aufgaben der Aktivierungsschicht 104 beim Entwickeln einer Netzwerk-Slice-Umgebung.
Eine Netzwerk-Slice, auch als 5G-Slice bezeichnet, unterstützt die
Kommunikationsdienste eines bestimmten Verbindungstyps mit einer bestimmten Art der Handhabung der C- (Control bzw. Steuerungs-) und U-(User Data bzw. Nutzerdaten) Schicht, auch als "Control Plane" und "User Plane" bezeichnet. Eine 5G-Slice setzt sich zusammen aus einer Sammlung von verschiedenen 5G-Netzwerkfunktionen und spezifischen Funkzugangstechnologie-Einstellungen (RAT = radio access technology), die für den spezifischen Anwendungsfall miteinander kombiniert werden. Daher kann eine 5G-Slice alle Domänen des Netzwerks umspannen, z.B. Softwaremodule, die auf Cloud- Knoten laufen, spezifische Konfigurationen des Transportnetzwerks, die eine flexible
Lokation der Funktionen unterstützen, eine bestimmte Funkkonfiguration oder selbst eine bestimmte Zugangstechnologie sowie eine Konfiguration der 5G-Geräte. Nicht alle Slices enthalten dieselben Funktionen, einige Funktionen, die heute für ein mobiles Netzwerk als wesentlich erscheinen, können sogar in einigen Slices nicht vorkommen. Die Intention einer 5G-Slice ist es, nur die Funktionen bereitzustellen, die für den spezifischen
Anwendungsfall notwendig sind, und alle anderen unnötigen Funktionalitäten zu vermeiden. Die Flexibilität hinter dem Slice-Konzept ist der Schlüssel sowohl für das Ausweiten existierender Anwendungsfälle als auch für das Erzeugen neuer
Anwendungsfälle. Drittpartei-Geräten kann damit Erlaubnis gewährt werden, bestimmte Aspekte von Slices über geeignete APIs zu steuern, um so maßgeschneiderte Dienste bereitstellen zu können.
Die Anwendungsschicht 103 umfasst alle erzeugten Netzwerk-Slices 210b, 21 1 b, 212b und bietet diese als "Netzwerk als Service" verschiedenen Netzwerknutzern, z.B.
verschiedenen Kunden an. Das Konzept erlaubt die Wiederbenutzung von definierten Netzwerk-Slices 210b, 21 1 b, 212b für verschiedene Anwender, beispielsweise als eine neue Netzwerk-Slice- In stanz 210a, 21 1 a, 212a. Beispielsweise kann eine Netzwerk-Slice 210b, 21 1 b, 212b, welche beispielsweise einer Automotive-Anwendung zugeordnet ist, auch für verschiedene andere industrielle Anwendungen genutzt werden. Die Slice- Instanzen 210a, 21 1 a, 212a, die von einem ersten Anwender erzeugt wurden, können beispielsweise unabhängig von den Slice-Instanzen sein, die von einem zweiten
Anwender erzeugt wurden, und das obwohl die gesamte Netzwerk-Slice-Funktionalität dieselbe sein kann.
Die Kernidee der Erfindung besteht darin, die Hardware- und/oder Softwareressourcen eines mobilen Kommunikationsgeräts, insbesondere eines Smartphones, der
Infrastrukturebene eines Kommunikationsnetzwerks, insbesondere eines
Kommunikationsnetzwerkes gemäß dem 5G-Standard zur Verfügung zu stellen. Dies erlaubt es beispielsweise, Netzwerkfunktionen einer Netzwerk-Slice, d.h. eines logischen Subnetzwerks des Kommunikationsnetzwerks auf dem mobilen Kommunikationsgerät bereitzustellen. Dabei erfolgt erfindungsgemäß das Einbinden des mobilen
Kommunikationsgeräts in die Netzwerk-Slice, wenn sich das mobile Kommunikationsgerät in einen vordefinierten räumlichen Bereich hinein bewegt.
Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine
Netzwerkmanagemententität für ein Kommunikationsnetzwerk. Die
Netzwerkmanagemententität umfasst einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, ein logisches Subnetzwerk in dem Kommunikationsnetzwerk zu betreiben, wobei das logische Subnetzwerk ausgebildet ist, einem ersten Kommunikationsgerät die
Kommunikation über das logische Subnetzwerk zu ermöglichen und dem ersten
Kommunikationsgerät weitere Ressourcen des logischen Subnetzwerks bereitzustellen, und eine Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, ein Positionssignal von einer Erfassungsreinrichtung zu empfangen, wobei das Positionssignal eine Position eines zweiten mobilen Kommunikationsgeräts anzeigt. Der Prozessor ist ferner ausgebildet, das zweite mobile Kommunikationsgerät in das logische Subnetzwerk einzubinden, um dem logischen Subnetzwerk Ressourcen des zweiten mobilen
Kommunikationsgeräts bereitzustellen, falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts in einen definierten Bereich von Positionen fällt.
In einer Ausführungsform kann das Kommunikationsnetzwerk ein gemäß dem 5G- Standard ausgebildetes Kommunikationsnetzwerk sein. In einer Ausführungsform kann die Netzwerkmanagemententität als SDN-Orchestrator ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann das erste Kommunikationsgerät und/oder das zweite mobile Kommunikationsgerät ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone sein.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, zu überprüfen, ob das erste Kommunikationsgerät eine Berechtigung dafür aufweist, auf die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät bereitgestellten Ressourcen in dem logischen
Subnetzwerk zuzugreifen.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, zu überprüfen, ob das zweite mobile Kommunikationsgerät eine Berechtigung dafür aufweist, in das logische Subnetzwerk eingebunden zu werden. Hierdurch kann beispielsweise verhindert werden, dass ein Kommunikationsgerät
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, über die
Kommunikationsschnittstelle eine Applikation auf dem zweiten mobilen
Kommunikationsgerät frei zu schalten, wobei die Applikation zumindest einen Teil der Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts bereitstellen kann.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, die Applikation über die Kommunikationsschnittstelle auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät
bereitzustellen, um zumindest einen Teil der Ressourcen des zweiten mobilen
Kommunikationsgeräts bereitzustellen.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, über die
Kommunikationsschnittstelle das erste Kommunikationsgerät über die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät bereitgestellten Ressourcen zu informieren.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, zumindest einen Teil der weiteren Ressourcen des logischen Subnetzwerks auf der Grundlage der vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät bereitgestellten Ressourcen anzupassen.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes, wobei das Verfahren umfasst: das Betreiben eines logischen Subnetzwerks in dem Kommunikationsnetzwerk, wobei das logische Subnetzwerk ausgebildet ist, einem ersten Kommunikationsgerät die Kommunikation über das logische Subnetzwerk zu ermöglichen und dem ersten Kommunikationsgerät weitere Ressourcen des logischen Subnetzwerks bereitzustellen, das Erfassen einer Position eines zweiten mobilen Kommunikationsgeräts mittels eines Positionssignals, und, falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts in einen definierten Bereich von Positionen fällt, das Einbinden des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts in das logische Subnetzwerk, um dem logischen Subnetzwerk Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts bereitzustellen.
In einer Ausführungsform kann das Kommunikationsnetzwerk ein gemäß dem 5G- Standard ausgebildetes Kommunikationsnetzwerk sein. In einer Ausführungsform kann die Netzwerkmanagemententität als SDN-Orchestrator ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann das erste Kommunikationsgerät und/oder das zweite mobile Kommunikationsgerät ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone sein.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Überprüfens, ob das erste Kommunikationsgerät eine Berechtigung dafür aufweist, auf die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät bereitgestellten Ressourcen in dem logischen
Subnetzwerk zuzugreifen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Überprüfens, ob das zweite mobile Kommunikationsgerät eine Berechtigung dafür aufweist, in das logische Subnetzwerk eingebunden zu werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt, eine Applikation auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät frei zu schalten, wobei die Applikation zumindest einen Teil der Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts bereitstellt.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt, dass die
Applikation auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät von einer
Netzwerkmanagemententität des Kommunikationsnetzwerkes bereitgestellt wird, um zumindest einen Teil der Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts bereitzustellen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt, das erste
Kommunikationsgerät über die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät
bereitgestellten Ressourcen zu informieren. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt, zumindest einen Teil der weiteren Ressourcen des logischen Subnetzwerks auf der Grundlage der vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät bereitgestellten Ressourcen anzupassen. Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: eine schematische Darstellung der Architektur eines 5G- Kommunikationsnetzwerkes; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines 5G-Kommunikationsnetzwerks mit mehreren Netzwerk-Slices;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks mit einer
Netzwerkmanagemententität gemäß einer Ausführungsform; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines
Kommunikationsnetzwerkes gemäß einer Ausführungsform.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Es werden Vorrichtungen beschrieben, und es werden Verfahren beschrieben. Es versteht sich, dass Grundeigenschaften der Vorrichtungen auch für die Verfahren gelten und umgekehrt. Deshalb wird der Kürze halber gegebenenfalls auf eine doppelte
Beschreibung solcher Merkmale verzichtet.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks 305 gemäß einer Ausführungsform. Das Kommunikationsnetzwerk 305 kann gemäß einem oder mehreren Mobilfunkstandards ausgebildet sein. Bei der in Figur 3 dargestellten
Ausführungsform handelt es sich bei dem Kommunikationsnetzwerk 305 um ein
Mobilfunkkommunikationsnetzwerk 305 gemäß dem 5G-Standard.
Das Kommunikationsnetzwerk 305 umfasst eine Netzwerkmanagemententität 309, die einen Prozessor 309a und eine Kommunikationsschnittstelle 309b umfasst. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei der Netzwerkmanagemententität 309 um einen SDN- Orchestrator 309 handeln, wobei die Abkürzung SDN für "Software Defined Networking" steht.
Der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ist ausgebildet, ein logisches Subnetzwerk 308 in dem Kommunikationsnetzwerk 305 zu betreiben. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem logischen Subnetzwerk 308 um eine Netzwerk- Slice 308. Wie bereits vorstehend beschrieben, bezeichnet der Begriff "Netzwerk-Slice" bzw. "Netzwerk-Slicing" ein Konzept zum Betreiben eines oder mehrerer logischer Netzwerke als virtuell unabhängige, d.h. logisch entkoppelte, Einheiten auf einer gemeinsamen physikalischen Netzwerk-Infrastruktur. In diesem Sinne stellt eine
Netzwerk-Slice ein unabhängiges virtuelles Ende-zu-Ende-Netzwerk dar, das sich aus Anwendersicht auf dieselbe Art und Weise verhält wie ein physikalisches Netzwerk, einschließlich einer Business-Logik und Netzwerkmanagementfähigkeiten. Für weitere Details zu Netzwerk-Slices im Sinne der vorlegenden Erfindung wird auf "NGMN 5G White Paper" und insbesondere auf den Abschnitt 5.4 davon verwiesen, das auf der Webseite der "NGMN Alliance" unter der URL "https://www.ngmn.org/home.html" abgerufen werden kann und auf das hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Neben der Netzwerkmanagemententität 309, beispielsweise in Form eines SDN- Orchestrators, kann ferner ein SDN-Controller 31 1 vorgesehen sein, der für die in der Netzwerk-Slice 308 notwendigen Vernetzung dient, insbesondere zum Weiterleiten von Datenpaketen in der Netzwerk-Slice 308 auf der Basis von Switches, die vom SDN- Controller 31 1 gesteuert werden.
Der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ist ausgebildet, die Netzwerk- Slice 308 so auszubilden, einem ersten Kommunikationsgerät 101 a, das sich in einem vordefinierten Positionsbereich 304 befindet, die Kommunikation über die Netzwerk-Slice 308, beispielsweise den Zugang zu einem Datennetz, insbesondere dem Internet, zu ermöglichen und dem ersten Kommunikationsgerät 101 a weitere Ressourcen der Netzwerk-Slice 308 bereitzustellen. Diese weiteren Ressourcen können in der Netzwerk- Slice 308 zur Verfügung stehende Hardware- und/oder Softwareressourcen sein. Ferner können diese weiteren Ressourcen Netzwerkfunktionen umfassen, die von der Netzwerk- Slice 308 als virtualisierte Netzwerkfunktionen ("network functions virtualization") bereitgestellt werden. Diese weiteren Ressourcen der Netzwerk-Slice 308 können beispielsweise auf einem Server 307 instanziiert sein, der in die Netzwerk-Slice 308 eingebunden ist.
In einer Ausführungsform kann das erste Kommunikationsgerät 101 a ein stationäres Kommunikationsgerät, wie beispielsweise ein Desktopcomputer, oder ein mobiles Kommunikationsgerät, wie beispielsweise ein Smartphone, ein Tablet-Computer oder ein Laptop-Computer, sein. Das erste Kommunikationsgerät 101 a kann dazu ausgebildet sein, mit einer Basisstation 303 zu kommunizieren, um als Teil der Netzwerk-Slice 308 über das Kommunikationsnetzwerk 305 kommunizieren zu können. Die Basisstation 303 kann beispielsweise eine WLAN-Basisstation und/oder eine Mobilfunk-Basisstation sein. Die Kommunikation zwischen dem ersten Kommunikationsgerät 101 a und der
Basisstation 307 kann somit drahtlos, in anderen Ausführungsformen aber auch drahtgebunden erfolgen. Die Kommunikationsschnittstelle 309b der Netzwerkmanagemententität 309 ist ausgebildet, ein Positionssignal von einer Erfassungsreinrichtung zu empfangen, wobei das Positionssignal eine Position eines zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b, insbesondere eines Smartphones anzeigt. In einer Ausführungsform kann die
Erfassungseinrichtung Teil des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b sein und beispielsweise einen Bewegungssensor und/oder ein GPS-Modul zum Erzeugen des Positionssignals umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann die
Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Position des zweiten Kommunikationsgeräts 101 b als Teil der Basisstation 303 implementiert sind.
Der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ist ferner ausgebildet, das zweite mobile Kommunikationsgerät 101 b in die Netzwerk-Slice 308 einzubinden, um der Netzwerk-Slice 308 Hardware- und/oder Software-Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b bereitzustellen, falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b in den definierten Positionsbereich 304 fällt.
Bei den Hardware- und/oder Software-Ressourcen des zweiten mobilen
Kommunikationsgeräts 101 b kann es sich beispielsweise um Rechenleistung,
Speicherplatz und/oder eine auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b implementierte Applikation handeln.
Bei dem definierten Positionsbereich 304 kann es sich um einen baulich lokal begrenzten Bereich, wie beispielsweise ein Büro, handeln. Ebenso kann der Positionsbereich 304 durch einen Maximalabstand (beispielsweise 10 Meter) von dem ersten
Kommunikationsgerät 101 a definiert werden. Ferner kann der Positionsbereich 304 durch die von der Basisstation 303 definierte Funkzelle definiert werden, in der sich auch das erste Kommunikationsgerät 101 a befindet.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ferner ausgebildet, zu überprüfen, ob das erste Kommunikationsgerät 101 a eine
Berechtigung dafür aufweist, auf die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b bereitgestellten Ressourcen in der Netzwerk-Slice 308 zuzugreifen.
Ebenso kann der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 in einer
Ausführungsform ausgebildet sein, zu überprüfen, ob das zweite mobile Kommunikationsgerät 101 b eine Berechtigung dafür aufweist, in die Netzwerk-Slice 308 eingebunden zu werden.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ferner ausgebildet, über die Kommunikationsschnittstelle 309b eine Applikation auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b frei zu schalten, um mittels der Applikation Softwareressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b bereitzustellen. Eine solche Applikation kann bereits auf dem zweiten mobilen Endgerät 101 b vorhanden sein. In einer Ausführungsform ist der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ausgebildet, eine Auswahl aus den auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b vorhandenen Hardware- und/oder Software-Ressourcen zu treffen, um die ausgewählten Hardware- und/oder Software-Ressourcen der Netzwerk-Slice 308 zur Verfügung zu stellen. In einer Ausführungsform kann der Prozessor 309a beispielsweise eine oder mehrere auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b implementierte Applikationen auswählen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine solche Applikation vom Prozessor 309a über die Kommunikationsschnittstelle 309b auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ferner ausgebildet, sobald das zweite mobile Kommunikationsgerät 101 b in die Netzwerk- Slice 308 eingebunden worden ist, über die Kommunikationsschnittstelle 309b das erste Kommunikationsgerät 101 a über die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b bereitgestellten Hardware- und/oder Software-Ressourcen zu informieren. In einer Ausführungsform ist der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ferner ausgebildet, zumindest einen Teil der weiteren Ressourcen der Netzwerk-Slice 308 auf der Grundlage der vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät 101 b bereitgestellten Hardware- und/oder Software-Ressourcen anzupassen. In einer Ausführungsform ist der Prozessor 309a der Netzwerkmanagemententität 309 ferner ausgebildet, das zweite mobile Endgerät 101 b aus der Netzwerk-Slice 308 wieder zu entfernen, falls das zweite mobile Endgerät 101 b den vordefinierten Positionsbereich 304 wieder verlässt. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400 zum Betreiben des Kommunikationsnetzwerks 305 gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 400 umfasst einen Schritt 401 des Betreibens eines logischen Subnetzwerks 308 in dem Kommunikationsnetzwerk 305, wobei das logische Subnetzwerk 308 ausgebildet ist, dem ersten Kommunikationsgerät 101 a die Kommunikation über das logische Subnetzwerk 308 zu ermöglichen und dem ersten Kommunikationsgerät 101 a weitere Ressourcen des logischen Subnetzwerks 308 bereitzustellen. Das Verfahren 400 umfasst ferner einen Schritt 403 des Erfassens einer Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b mittels eines Positionssignals. Das Verfahren 400 umfasst schließlich einen Schritt 405 des Einbindens des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b in das logische Subnetzwerk 308, falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b in einen definierten Bereich von Positionen fällt, um dem logischen Subnetzwerk 308 Ressourcen des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts 101 b bereitzustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Netzwerkmanagemententität (309) für ein Kommunikationsnetzwerk (305), wobei die Netzwerkmanagemententität (309) umfasst: einen Prozessor (309a), welcher ausgebildet ist, ein logisches Subnetzwerk (308) in dem Kommunikationsnetzwerk (305) zu betreiben, wobei das logische Subnetzwerk (308) ausgebildet ist, einem ersten Kommunikationsgerät (101 a) die Kommunikation über das logische Subnetzwerk (308) zu ermöglichen und dem ersten Kommunikationsgerät (101 a) weitere Ressourcen des logischen Subnetzwerks (308) bereitzustellen; und eine Kommunikationsschnittstelle (309b), welche ausgebildet ist, ein Positionssignal von einer Erfassungsreinrichtung zu empfangen, wobei das Positionssignal eine Position eines zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) anzeigt; wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, das zweite mobile
Kommunikationsgerät (101 b) in das logische Subnetzwerk (308) einzubinden, um dem logischen Subnetzwerk (308) wenigstens eine Ressource des zweiten mobilen
Kommunikationsgeräts (101 b) bereitzustellen, falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) in einen definierten Positionsbereich (304) fällt.
2. Netzwerkmanagemententität (309) nach Anspruch 1 , wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, zu überprüfen, ob das erste Kommunikationsgerät (101 a) eine Berechtigung dafür aufweist, auf die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) bereitgestellte Ressource in dem logischen Subnetzwerk (308) zuzugreifen.
3. Netzwerkmanagemententität (309) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, zu überprüfen, ob das zweite mobile Kommunikationsgerät (101 b) eine Berechtigung dafür aufweist, in das logische Subnetzwerk (308) eingebunden zu werden.
4. Netzwerkmanagemententität (309) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, über die Kommunikationsschnittstelle (309b) eine Applikation auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) frei zu schalten und wobei die Applikation zumindest einen Teil der Ressource des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) bereitstellt.
5. Netzwerkmanagemententität (309) nach Anspruch 4, wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, die Applikation über die Kommunikationsschnittstelle (309b) auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) bereitzustellen, um zumindest einen Teil der Ressource des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) bereitzustellen.
6. Netzwerkmanagemententität (309) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, über die Kommunikationsschnittstelle (309b) das erste Kommunikationsgerät (101 a) über die vom zweiten mobilen
Kommunikationsgerät (101 b) bereitgestellte Ressource zu informieren.
7. Netzwerkmanagemententität (309) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (309a) ferner ausgebildet ist, zumindest einen Teil der weiteren
Ressourcen des logischen Subnetzwerks (308) auf der Grundlage der vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) bereitgestellte Ressource anzupassen.
8. Verfahren (400) zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes (305), wobei das Verfahren (400) umfasst:
Betreiben (401 ) eines logischen Subnetzwerks (308) in dem Kommunikationsnetzwerk (305), wobei das logische Subnetzwerk (308) ausgebildet ist, einem ersten
Kommunikationsgerät (101 a) die Kommunikation über das logische Subnetzwerk (308) zu ermöglichen und dem ersten Kommunikationsgerät (101 a) weitere Ressourcen des logischen Subnetzwerks (308) bereitzustellen;
Erfassen (403) einer Position eines zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) mittels eines Positionssignals; und falls die erfasste Position des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) in einen definierten Positionsbereich (304) fällt, Einbinden (405) des zweiten mobilen
Kommunikationsgeräts (101 b) in das logische Subnetzwerk (308), um dem logischen Subnetzwerk (308) wenigstens eine Ressource des zweiten mobilen
Kommunikationsgeräts (101 b) bereitzustellen.
9. Verfahren (400) nach Anspruch 8, wobei das Verfahren (400) den weiteren Schritt umfasst, dass überprüft wird, ob das erste Kommunikationsgerät (101 a) eine
Berechtigung dafür aufweist, auf die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) bereitgestellte Ressource in dem logischen Subnetzwerk (308) zuzugreifen.
10. Verfahren (400) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verfahren (400) den weiteren Schritt umfasst, dass überprüft wird, ob das zweite mobile Kommunikationsgerät (101 b) eine Berechtigung dafür aufweist, in das logische Subnetzwerk (308) eingebunden zu werden.
1 1 . Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Verfahren (400) den weiteren Schritt umfasst, eine Applikation auf dem zweiten mobilen
Kommunikationsgerät (101 b) frei zu schalten, wobei die Applikation zumindest einen Teil der Ressource des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) bereitstellt.
12. Verfahren (400) nach Anspruch 1 1 , wobei das Verfahren (400) den weiteren Schritt umfasst, dass die Applikation auf dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) von einer Netzwerkmanagemententität (309) des Kommunikationsnetzwerkes (305) bereitgestellt wird, um zumindest einen Teil der Ressource des zweiten mobilen Kommunikationsgeräts (101 b) bereitzustellen.
13. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Verfahren (400) den weiteren Schritt umfasst, das erste Kommunikationsgerät (101 a) über die vom zweiten mobilen Kommunikationsgerät (101 b) bereitgestellte Ressource zu informieren.
14. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Verfahren (400) den weiteren Schritt umfasst, zumindest einen Teil der weiteren Ressourcen des logischen Subnetzwerks (308) auf der Grundlage der vom zweiten mobilen
Kommunikationsgerät (101 b) bereitgestellten Ressource anzupassen.
15. Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcode zur Durchführung des Verfahrens (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 14 auf einem Prozessor.
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