WO2019064542A1 - 通信システム、基地局装置、端末装置、および通信方法 - Google Patents

通信システム、基地局装置、端末装置、および通信方法 Download PDF

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WO2019064542A1
WO2019064542A1 PCT/JP2017/035650 JP2017035650W WO2019064542A1 WO 2019064542 A1 WO2019064542 A1 WO 2019064542A1 JP 2017035650 W JP2017035650 W JP 2017035650W WO 2019064542 A1 WO2019064542 A1 WO 2019064542A1
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WO
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slice
base station
network
terminal
amf
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/035650
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏徳 西野
隆雄 稲熊
大出　高義
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富士通株式会社
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/10—Flow control between communication endpoints
    • H04W28/12—Flow control between communication endpoints using signalling between network elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/04—Registration at HLR or HSS [Home Subscriber Server]

Definitions

  • the present invention relates to a communication system, a base station apparatus, a terminal apparatus, and a communication method.
  • next-generation for example, 5G (5th generation mobile communication)
  • 5G next-generation mobile communication
  • 4G 4th generation mobile communication
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • mMTC Massive Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • Network slicing uses a plurality of slices to control communication. Each slice corresponds to a virtualized network. Also, the resources of each slice are optimized for the target service.
  • the core network provides three slices # 1 to # 3.
  • Slice # 1 is resource optimized to efficiently provide data streaming services. Specifically, in slice # 1, a large bandwidth is allocated to the user plane.
  • Slice # 2 is resource optimized to efficiently provide a general network browsing service.
  • Slice # 3 is optimized for resources to provide telemedicine services efficiently. Specifically, in slice # 3, the apparatus is configured such that the delay time is extremely small.
  • the base station can select a slice according to the type of service requested by the user. For example, when a user requests remote medical service, the base station selects slice # 3. In this case, traffic between the user terminal and the server is transmitted via slice # 3. This provides a remote medical service with a short delay time.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 The network slicing is described in, for example, Non-Patent Documents 1 and 2 below.
  • Facilities and the like corresponding to each slice are designed, for example, based on the traffic volume predicted for each slice.
  • the corresponding facilities and the like are designed, for example, based on the peak traffic predicted for each slice.
  • designing a facility or the like based on peak traffic results in an excessively high processor performance and an excessively large memory capacity, resulting in an increase in cost.
  • An object according to one aspect of the present invention is to suppress peak traffic of each slice in a communication system that provides services using a plurality of slices.
  • the communication system of one aspect of the present invention includes a plurality of slice networks.
  • the communication system accommodates a congestion detection unit for detecting congestion of at least one slice network in a plurality of slice networks, and a terminal, and selects a slice network to be connected to the terminal from the plurality of slice networks. And a base station.
  • the congestion detection unit notifies the base station of information related to congestion.
  • peak traffic of each slice is suppressed in a communication system that provides service using a plurality of slices.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a communication system that provides a service using a plurality of slices. It is a figure which shows an example of the communication system concerning embodiment of this invention. It is a figure explaining design of a slice network. It is a figure which shows an example of the slice switching concerning 1st Embodiment. It is a figure which shows an example of slice information. It is a figure which shows an example of a user terminal management table. It is a figure which shows the sequence in a core network. It is a figure which shows an example of slice switching when congestion is eliminated in 1st Embodiment. It is a flowchart which shows an example of a process of the base station in 1st Embodiment.
  • FIG. 2 shows an example of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the communication system 100 includes a base station (gNB) 10 and a plurality of slice networks 20 (# 1, # 2,...), As shown in FIG.
  • the base station 10 provides a radio access network and can accommodate user terminals (UEs) 50. Also, the base station 10 is connected to one or more slice networks 20.
  • the base station 10 is realized by gNB (gNodeB) in this embodiment. However, the base station 10 is not limited to gNB.
  • the slice network 20 (20 # 1, 20 # 2, 7) is a virtualized network built on a common network infrastructure. Each slice network 20 is constructed according to the requirements for each service. For example, a slice network 20 is constructed for each of the following services.
  • eMBB Broadband Service
  • mMTC sensor network etc.
  • URLLC telemedicine, automatic driving, etc.
  • the slice network 20 includes an Access and Mobility Management Function (AMF) 21, a Session Management Function (SMF) 22, a User Plane Function (UPF) 23, an Authentication Server Function (AUSF) 24, a Unified Data Management (UDM) 25, a Policy (PCF).
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • SMF Session Management Function
  • UPF User Plane Function
  • AUSF Authentication Server Function
  • UDM Unified Data Management
  • PCF Policy
  • Control Function 26 is provided.
  • Each function of the slice network 20 is realized by a processor, a memory, a communication line, and the like.
  • the AMF 21 manages access from the user terminal and position / movement of the user terminal.
  • the AMF 21 also has a function of detecting congestion in the slice network.
  • the AMF 21 has a function of communicating with the base station 10 and the AMFs of other slice networks in a sequence related to slice network switching.
  • the base station 10 and the AMF 21 are connected by an N2 interface.
  • the SMF 22 manages the session of the user terminal according to the network policy. At this time, the SMF 22 may operate in cooperation with the AMF 21.
  • the AMF 21 and the SMF 22 are connected by an N11 interface.
  • the UPF 23 is provided between the base station 10 and the data network 30, and processes traffic of user data according to an instruction given from the SMF 22. Also, the UPF 23 can operate as a gateway. Here, the UPF 23 is preferably configured according to the type of service.
  • the base station 10 and the UPF 23 are connected by the N3 interface
  • the UPF 23 and the data network 30 are connected by the N6 interface
  • the SMF 22 and the UPF 23 are connected by the N4 interface.
  • the AUSF 24 performs user authentication. That is, AUSF 24 can operate as an authentication server.
  • the UDM 25 manages subscriber data and profiles.
  • the PCF 26 provides network policies related to network slicing, handover, roaming and the like.
  • the PCF 26 is connected to an AF (Application Function) 40 via an N5 interface.
  • the base station 10 can select a slice network according to the type of service requested by the user.
  • the slice network 20 # 1 is optimized for providing eMBB service
  • the slice network 20 # 2 is optimized for providing URLLC service.
  • the base station 10 selects the slice network 20 # 1 for the user terminal 50.
  • the base station 10 selects the slice network 20 # 2 for the user terminal 50.
  • each slice network 20 is optimized to provide the corresponding service. That is, the resources of each slice network 20 are designed to be able to efficiently provide the corresponding service.
  • each slice network 20 can also provide other services. For example, it is also possible to transmit sensor network data using a slice network 20 optimized for eMBB service.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the design of a slice network.
  • a slice network is built for each of the streaming service, browsing service, and URLLC service.
  • the slice network is designed based on traffic predicted for the service to be accommodated. That is, in each slice network, processor performance, memory capacity, line speed, and the like are designed so as to process assumed traffic. However, if a slice network is designed based on peak traffic, communication facilities become excessive and its cost becomes high.
  • the slice network is designed in accordance with a predetermined reference traffic lower than the peak traffic in order to suppress the cost of the communication facility.
  • the reference traffic is determined, for example, based on peak traffic.
  • the reference traffic is set to, for example, 80% of the predicted value of peak traffic.
  • the reference traffic may be determined based on the average traffic.
  • the communication system 100 has a function of distributing the load among slice networks. For example, when the traffic of slice network 20 # 1 shown in FIG. 2 exceeds the processing capacity of slice network 20 # 1, a part of the traffic of slice network 20 # 1 is transmitted to another slice network (for example, slice network 20 #). Assigned to 2). By this function, the communication system 100 can provide services efficiently, and the cost of the communication facility is suppressed.
  • each slice network as described above, the resources are optimized in accordance with the requirements of the corresponding service. Therefore, if the traffic of the service to be accommodated in a certain slice network is accommodated in another slice network, the quality of the service may be degraded. Therefore, the communication system 100 controls slice network switching so that the quality of service does not fall below the required level.
  • FIG. 4 shows an example of slice switching according to the first embodiment of the present invention.
  • the user terminal (UE) 50 is accommodated in a base station (gNB) 10.
  • the communication system 100 also includes a plurality of slice networks 20 (20 # 0, 20 # 1, 20 # 2,).
  • an AMF 21 is implemented in each slice network 20, an AMF 21 is implemented. That is, AMFs 21 # 0, 21 # 1, and 21 # 2 are mounted on the slice networks 20 # 0, 20 # 1, and 20 # 2, respectively.
  • the AMF 21 cooperates with the SMF 22 to manage slice network processing. Therefore, the AMF 21 (or a combination of the AMF 21 and the SMF 22) is an example of a management device that manages processing of the slice network.
  • the communication system 100 can perform slice switching. That is, the communication system 100 can connect a user terminal connected to a certain slice network to another slice network.
  • slice switching may be performed for each PDU session.
  • slice switching is performed for each user terminal in order to simplify the description.
  • the user terminal 50 is connected to the slice network 20 # 0. That is, the user terminal 50 is connected to the data network 30 via the slice network 20 # 0.
  • the AMF 21 # 0 is implemented in the slice network 20 # 0.
  • an AMF that manages the position and movement of the user terminal 50 may be referred to as a “source AMF (21 # 0)”.
  • a slice network may be simply referred to as a "slice”.
  • the base station 10 has slice information for managing each slice.
  • the slice information includes a state management table that manages the state of each slice and a switching management table that manages switching of slices.
  • FIG. 5A shows an example of the state management table.
  • the state management table manages whether congestion occurs in each slice. That is, in the state management table, a congestion flag is recorded for the slice ID identifying each slice. The congestion flag indicates whether congestion has occurred.
  • FIG. 5B shows an example of the switching management table.
  • the switching management table manages, for each user terminal accommodated in the base station 10, a source slice, a selectable slice, a movement flag, and a movement destination slice.
  • the source slice represents a slice capable of efficiently processing the traffic related to the service requested from the user terminal.
  • the source slice is determined by the base station 10 according to, for example, the required quality of service (QoS).
  • QoS quality of service
  • the base station 10 assigns a slice with a small delay to the user terminal as a source slice.
  • a selectable slice represents a slice that may be selected instead of a source slice when congestion occurs in the source slice.
  • the selectable slice needs to be able to process traffic related to the service requested from the user terminal.
  • selectable slices may have lower processing efficiency for traffic associated with the requested service as compared to source slices.
  • the movement flag indicates whether the user terminal is connected to the source slice or to another slice (ie, any slice in the selectable slices).
  • the destination slice represents the slice of the connection destination when the user terminal is connected to another slice that is not the source slice.
  • Each AMF 21 also has a user terminal management table for managing each user terminal. As shown in FIG. 6, the user terminal management table records a movement flag for each user terminal. The movement flag indicates, as described above, whether it is connected to the source slice or to another slice.
  • the user terminal 50 connected to the slice 20 # 0 is moved to another slice.
  • the user terminal 50 is moved from the slice 20 # 0 to the slice 20 # 1 or 20 # 2.
  • AMF 21 # 0 When AMF 21 # 0 detects congestion of slice 20 # 0, it generates a slice switching command and transmits it to the base station 10.
  • the slice switching command is an example of information related to congestion.
  • the slice switching command also includes information specifying a user terminal to be moved to another slice.
  • the user terminal to be moved to another slice is selected by the predetermined protocol in AMF 21 # 0.
  • the slice switching command is transmitted to the base station 10 via the N2 interface.
  • a user terminal to be moved to another slice may be referred to as a “target UE”.
  • the base station 10 When the base station 10 receives a slice switching command from the AMF 21 # 0, the base station 10 selects a target slice. At this time, the base station 10 updates the congestion flag of the slice corresponding to the transmission source of the slice switching command (that is, AMF 21 # 0) in the state management table shown in FIG. 5A. Also, the base station 10 extracts selectable slices corresponding to the target UE specified by the slice switching command from the switching management table shown in FIG. 5 (b). Then, the base station 10 selects one slice from among the extracted selectable slices as a target slice. In this example, slice 20 # 1 is selected as a target slice.
  • the base station 10 transmits an N2 path switch request (N2 Path Switch Request) to the AMF 21 # 1 implemented in the selected slice 20 # 1.
  • the N2 path switching request includes QoS information indicating the quality of service requested by the target UE. Also, this N2 path switching request may include other information (for example, information for identifying the source slice 20 # 0).
  • the N2 path switching request is an example of a message inquiring whether to permit connection with the target UE.
  • the AMF 21 # 1 determines whether to accept the target UE based on the received N2 path switching request. As an example, if sufficient empty resources remain in slice 20 # 1 and slice 20 # 1 satisfies the QoS required by the target UE, then AMF 21 # 1 can accept the target UE. judge. However, in this embodiment, the AMF 21 # 1 determines that the target UE can not be accepted. In this case, the AMF 21 # 1 transmits, to the base station 10, an N2 path switch request (N2 Path Switch Request Nack) indicating that the target UE is not accepted.
  • N2 Path Switch Request Nack N2 Path Switch Request Nack
  • the base station 10 When the base station 10 receives the N2 path switching response (NACK) from the AMF 21 # 1, the base station 10 selects the next target slice from the selectable slices. In this example, slice 20 # 2 is selected. Then, the base station 10 transmits an N2 path switching request to the AMF 21 # 2 implemented in the newly selected slice 20 # 2.
  • NACK N2 path switching response
  • the AMF 21 # 2 determines whether to accept the target UE based on the N 2 path switching request received from the base station 10. In this example, it is assumed that the AMF 21 # 2 determines that the target UE can be accepted. In this case, the AMF 21 # 2 reserves resources for processing the traffic of the target UE in the slice 20 # 2. Then, the AMF 21 # 2 transmits, to the base station 10, an N2 path switch request (N2 Path Switch Request Ack) indicating that the target UE is accepted.
  • the N2 path switching response (ACK) includes information (address of AMF 21 # 2, path ID, etc.) necessary for the target UE to connect to the slice 20 # 2.
  • the N2 path switching response (ACK) is an example of a message indicating that connection with the target UE is permitted.
  • the base station 10 When the base station 10 receives the N2 path switching response (ACK) from the AMF 21 # 2, the base station 10 secures a radio resource for connecting the target UE and the slice 20 # 2. At this time, the base station 10 may release a radio resource for connecting the target UE and the slice 20 # 0. Also, the base station 10 transmits an N2 path release request (N2 Path Release Request) to the source AMF 21 # 0. The source AMF 21 # 0 disconnects the path between the target UE and the source slice 20 # 0. Then, the source AMF 21 # 0 transmits an N 2 path release response (N 2 Path Release Request Ack) to the base station 10.
  • N2 path release request N2 Path Release Request
  • the base station 10 upon receiving the N2 path release response from the source AMF 21 # 0, transmits a change notification to the target UE.
  • the change notification includes information for identifying a new slice, and information for specifying a radio resource for connecting to the new slice.
  • the change notification is an example of a message indicating that the slice to which the target UE should connect is changed.
  • the target UE connects to a new slice (that is, slice 20 # 2) using the received change notification.
  • the base station 10 transmits a completion notification to the AMF 21 # 2. This completion notification indicates that slice switching has been completed.
  • the AMF 21 # 2 accepting the target UE may change the session in the slice 20 # 2 according to the sequence illustrated in FIG. 7 before transmitting the N2 path switching response (ACK) to the base station 10. That is, the AMF 21 # 2 transmits the N11 message to the corresponding SMF 22.
  • the SMF 22 receives the N11 message, it sends an N4 session change request to the corresponding UPF 23.
  • the UPF 23 transmits a N4 session change response to the SMF 22 after setting a PDU (Protocol Data Unit) session in response to the N4 session change request.
  • the SMF 22 receives the N4 session change response, the SMF 22 transmits an N11 message response (N11 Message Ack) to the AMF 21 # 2.
  • N11 message response N11 Message Ack
  • the base station 10 when congestion occurs in a certain slice, the base station 10 selects a new slice to be connected to the target UE. And when this new slice can accommodate the target UE, the target UE is connected to the new slice. Therefore, the communication system 100 can provide a service to each user terminal while suppressing the resource capacity of each slice.
  • FIG. 8 shows an example of slice switching when congestion is eliminated in the first embodiment.
  • the connection destination of the target UE is switched from the slice 20 # 0 to the slice 20 # 2 due to the congestion of the slice 20 # 0, and then the congestion of the slice 20 # 0 is eliminated.
  • the congestion release notification includes a slice ID identifying the slice 20 # 0 and information specifying a target UE.
  • the base station 10 When receiving the congestion release notification from the source AMF 21 # 0, the base station 10 connects the target UE to the original slice (that is, the source slice 20 # 0). At this time, the base station 10 updates the congestion flag of the slice corresponding to the transmission source of the congestion release notification (that is, AMF 21 # 0) in the state management table shown in FIG. 5A. Also, the base station 10 refers to the switching management table shown in FIG. 5 (b), and identifies the destination slice of the target UE. In this example, the target UE is connected to slice 20 # 2. In this case, the base station 10 transmits an N2 path switching request to the AMF 21 of the identified destination slice. That is, the N2 path switching request is transmitted from the base station 10 to the AMF 21 # 2. The N2 path switching request includes information identifying the source slice to which the target UE was originally connected.
  • the AMF 21 # 2 When the AMF 21 # 2 receives this N2 path switching request, it transmits an N2 path switching response to the base station 10. When receiving this N2 path switching response, the base station 10 transmits an N2 path switching request to the source AMF 21 # 0.
  • the N2 path switching request includes a slice ID identifying a slice to which the target UE has been temporarily connected.
  • the source AMF 21 # 0 receives this N 2 path switching request, it transmits an N 2 path switching response to the base station 10.
  • the N2 path switching response includes information (address of AMF 21 # 0, path ID, etc.) necessary for the target UE to connect to the slice 20 # 0.
  • the base station 10 When the base station 10 receives the N2 path switching response from the source AMF 21 # 0, the base station 10 secures a radio resource for connecting the target UE and the slice 20 # 0. Also, the base station 10 transmits a change notification to the target UE.
  • the change notification includes information identifying the source slice and information specifying a radio resource for connecting to the source slice.
  • the target UE connects to the source slice (ie, slice 20 # 0) using the received change notification.
  • the base station 10 transmits a completion notification to the AMF 21 # 2. This completion notification indicates that slice switching has been completed.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a base station in the first embodiment. The processing of this flowchart is executed, for example, when congestion occurs in any slice network.
  • the base station 10 receives a slice switching command from the source AMF.
  • the slice switching command includes, as described above, information specifying a target UE.
  • the base station 10 refers to the switching management table shown in FIG. 5 (b) to extract selectable slices corresponding to the target UE. For example, in the case where UE # 1 shown in FIG. 5B is designated as the target UE, slice # 1 and slice # 2 are extracted as selectable slices. At this time, AMF corresponding to each selectable slice is also extracted together. However, in S2, a slice in a congested state is not extracted.
  • the base station 10 selects a target slice from among the selectable slices.
  • the switching destination AMF is specified (S4: Yes).
  • the base station 10 executes S5 to S9.
  • the processing of the base station 10 ends (S4: No). The process of selecting a target slice will be described later.
  • the base station 10 transfers the PDU session of the target UE to the management resource corresponding to the switching destination slice ID.
  • the base station 10 associates the PDU session of the target UE with the switching destination AMF.
  • the base station 10 transmits an N2 path release request to the source AMF.
  • the source AMF that has received the N2 path release request returns an N2 path release response to the base station 10 after releasing the designated resource. Therefore, the base station 10 receives the N2 path release response transmitted from the source AMF at S8.
  • the base station 10 transmits a slice change notification and a resource change notification to the target UE.
  • the slice change notification includes information identifying a slice to which the target UE should newly connect.
  • the resource change notification specifies a radio resource for the target UE to connect to a new slice.
  • the slice change notification and the resource change notification are transmitted from the base station 10 to the target UE using, for example, an NAS downlink message.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing in which the base station 10 selects a target slice. The process of this flowchart corresponds to S3 shown in FIG.
  • the base station 10 selects one slice (that is, a target slice) from selectable slices as a candidate of a switching destination slice. Then, the base station 10 transmits an N2 path switching request to the AMF corresponding to the selected slice.
  • a PDU session context is set in this N2 path switching request.
  • the PDU session context contains, for example, the following information:
  • connection destination accommodating the target UE (APN: Access Point Name)
  • AMF Address and Path ID of Base Station Providing Downlink to Target UE
  • QoS Quality of service
  • S11 The AMF that has received the N2 path switching request in S11 determines whether the target UE can be accepted. Then, when accepting the target UE, the AMF transmits an ACK signal (N2 Path Switch Request Ack) to the base station 10 as an N2 path switching response. On the other hand, when the AMF does not accept the target UE, it transmits a NACK signal (N2 Path Switch Request Nack) to the base station 10 as an N2 path switching response.
  • N2 Path Switch Request Nack NACK signal
  • the base station 10 receives an N2 path switching response (ACK or NACK).
  • ACK N2 path switching response
  • the transmission source AMF of the ACK signal is specified as the switching destination AMF.
  • the base station 10 collects information related to the switching destination AMF.
  • the information related to the switching destination AMF includes the following information.
  • the base station 10 determines whether there is any selectable slice which is not selected. When there is a selectable slice that has not been selected, the processing of the base station 10 returns to S11. That is, the base station 10 repeatedly executes the process of S11 until receiving the ACK signal. However, when the base station 10 can not receive an ACK signal from any selectable slice, it determines in S15 that the switch destination AMF can not be determined. In this case, "No" is determined in S4 of FIG.
  • the base station 10 upon receiving a slice switching command from the source AMF, determines a switching destination slice for the target UE specified by the source AMF. Then, the base station 10 transmits information (a slice change notification, a resource change notification, and the like) for connecting to the switching destination slice to the target UE.
  • the slice change notification is notified by, for example, an RRC message such as a Radio resource Reconfiguration message or a downlink control message (for example, PDCCH).
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing for detecting congestion in the AMF.
  • the process of detecting congestion in the AMF is substantially the same in the first embodiment and in the second to fourth embodiments described later.
  • the AMF 21 monitors the number of PDU sessions set in its own slice.
  • the number of PDU sessions is monitored by, for example, the SMF 22 and notified to the AMF 21. Then, when the number of PDU sessions exceeds a predetermined threshold, the AMF 21 determines that its own slice is congested.
  • the threshold corresponds to a predetermined congestion restriction value.
  • the AMF 21 may detect congestion based on the number of user terminals connected to its own slice. Also, the AMF 21 may detect congestion based on the amount of traffic passing through its own slice. The traffic volume is monitored by, for example, the UPF 23 and notified to the AMF 21.
  • the AMF 21 extracts a target session from PDU sessions included in the slice in which congestion is detected, and identifies a corresponding UE (ie, a target UE). Then, in S24, the AMF 21 transmits a slice switching command to the base station accommodating the target UE. This slice switching command includes information for identifying the target UE. The slice switching command is received by the base station 10 in S1 of FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing to determine whether to accept or reject a user terminal in the first embodiment. The process of this flowchart is executed by the AMF 21 # 1 or 21 # 2 in the example shown in FIG.
  • the AMF 21 receives the N2 path switching request.
  • the N2 path switching request is transmitted from the base station 10 in S11 of FIG.
  • this N2 path switching request includes the PDU session context described above.
  • the AMF 21 determines whether the slice specified by the N2 path switching request is congested. In S33, the AMF 21 determines whether it can connect to the APN specified by the N2 path switching request. In S34, the AMF 21 determines whether or not the resources necessary for the QoS specified by the N2 path switching request can be allocated to the target UE. Then, when the designated slice is not congested, and can be connected to the designated APN, and the resources necessary for the designated QoS can be assigned to the target UE, the AMF 21 performs the processing in S35. , N2 path switching response (ACK) to the base station 10.
  • ACK N2 path switching response
  • the AMF 21 performs N2 in S36.
  • a path switching response (NACK) is sent to the base station 10.
  • the N2 path switching response transmitted in S35 or S36 is received by the base station 10 in S12 of FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of a process in which the AMF releases a path in the first embodiment. The process of this flowchart is executed by the AMF 21 # 2 in the example shown in FIG.
  • the AMF 21 receives the N2 path release request.
  • the N2 path release request is transmitted from the base station 10 in S7 of FIG.
  • the AMF 21 deletes from the memory the PDU session context of the PDU session to be returned to the source slice.
  • the AMF 21 transmits an N2 path release response to the base station 10.
  • the N2 path release response transmitted in S43 is received by the base station 10 in S8 of FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of processing of the user terminal. The process of this flowchart is executed by the user terminal when the slice is switched in the core network.
  • the user terminal 50 receives a slice change notification and a resource change notification from the base station 10.
  • the slice change notification includes a slice ID identifying a slice to which the user terminal 50 should newly connect.
  • the resource change notification represents a resource assigned to traffic between the user terminal 50 and the new slice.
  • the user terminal 50 searches for the UE context using the slice ID included in the slice change notification, and identifies the corresponding quality of service (QoS) and the necessary resources. At this time, the user terminal 50 may further specify the service corresponding to the slice ID. Also, the user terminal 50 may determine necessary resources according to the resource change notification.
  • QoS quality of service
  • the user terminal 50 sets up a path with the new slice based on the identified quality of service and the necessary resources.
  • resources to be used including radio resources between the user terminal 50 and the base station 10
  • effective rates so that the identified QoS is satisfied between the user terminal 50 and the new slice.
  • Etc. are determined.
  • QoS includes, for example, reliability such as error rate and delay.
  • parameters in the user terminal 50 are set such that the user terminal 50 operates in accordance with the protocol between the user terminal 50 and the new slice. For example, whether or not an ACK signal is necessary is determined according to the new slice.
  • the user terminal 50 performs communication corresponding to the new slice in response to the notification from the base station 10.
  • the base station 10 upon receiving a slice switching command, transmits an N2 path switching request directly to the target AMF.
  • the base station 10 upon receiving a slice switching command, it transmits an N2 path switching request directly to the target AMF.
  • the base station 10 upon receiving a slice switching command, transmits an N2 path switching request to the source AMF. Then, a slice switching request is transmitted from the source AMF to the target AMF.
  • FIG. 15 shows an example of slice switching according to the second embodiment of the present invention. Also in the second embodiment, the base station 10 is provided with the state management table shown in FIG. 5 (a) and the switching management table shown in FIG. 5 (b).
  • the base station 10 When the base station 10 receives a slice switching command from the source AMF 21 # 0, it selects a target slice. However, in the second embodiment, the base station 10 transmits the N2 path switching request to the source AMF 21 # 0 that is the transmission source of the slice switching command.
  • the N2 path switching request includes information for specifying a target slice. In this example, slice 20 # 1 is selected as the target slice. Further, in this N2 path switching request, as in the first embodiment, a PDU session context including the following information is set.
  • connection destination accommodating the target UE (APN: Access Point Name)
  • APN Access Point Name
  • Address and Path ID of Base Station Providing Downlink to Target UE
  • QoS Quality of service
  • Source slice slice ID Then, this N2 path switching request is received by the source AMF # 21 # 0.
  • the source AMF 21 # 0 recognizes the target slice based on the N 2 path switching request received from the base station 10. Then, the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the AMF 21 implemented in the target slice. In this example, the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the AMF 21 # 1.
  • the PDU session context received from the source AMF 21 # 0 is set in this slice switching request.
  • the AMF 21 # 1 determines whether to accept the target UE.
  • the determination of whether or not to accept the target UE is substantially the same in the first embodiment and the second embodiment. That is, when sufficient empty resources remain in slice 20 # 1 and slice 20 # 1 satisfies the QoS required from the target UE, AMF 21 # 1 determines that the target UE is accepted. However, in this embodiment, the AMF 21 # 1 determines that the target UE is not accepted. In this case, the AMF 21 # 1 transmits, to the source AMF 21 # 0, a slice switching response (NG) indicating that the target UE is not accepted.
  • NG slice switching response
  • the source AMF 21 # 0 When the source AMF 21 # 0 receives the slice switching response (NG) from the AMF 21 # 1, the source AMF 21 # 0 transmits a NACK signal (N 2 Path Switch Request Nack) to the base station 10 as an N 2 path switching response.
  • This NACK signal includes information for identifying AMF 21 # 1 that has refused to accept the target UE.
  • the base station 10 When receiving the NACK signal from the source AMF 21 # 0, the base station 10 selects the next target slice, and transmits the N 2 path switching request to the source AMF 21 # 0 again.
  • slice 20 # 2 is selected as the next target slice.
  • the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the AMF 21 # 2 based on the N 2 path switching request received from the base station 10.
  • the AMF 21 # 2 determines whether to accept the target UE. Here, it is determined that the AMF 21 # 2 accepts the target UE. In this case, the AMF 21 # 2 transmits a slice switching response (OK) indicating that the target UE is accepted to the source AMF 21 # 0.
  • a slice switching response OK
  • the source AMF 21 # 0 When the source AMF 21 # 0 receives the slice switching response (OK) from the AMF 21 # 2, the source AMF 21 # 0 transmits an ACK signal (N 2 Path Switch Request Ack) to the base station 10 as an N 2 path switching response.
  • the ACK signal includes information identifying the AMF 21 # 2 that has accepted the acceptance of the target UE.
  • the base station 10 secures the radio resource and notifies the target UE.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of processing of the source AMF in the second embodiment. The processing of this flowchart is performed after the source AMF transmits a slice switching command to the base station 10.
  • the source AMF receives an N2 path switching request from the base station 10.
  • the N2 path switching request includes information for specifying a target slice.
  • the source AMF transmits a slice switching request to AMF (that is, target AMF) implemented in the target slice specified by the N2 path switching request.
  • AMF that is, target AMF
  • the target AMF that has received the slice switching request determines whether to accept the target UE specified by the slice switching request. Then, the target AMF transmits the determination result to the source AMF using the slice switching response.
  • the source AMF receives a slice switching response from the target AMF. Then, when the target AMF accepts the target UE (S64: Yes), the source AMF transmits an N2 path switching response (ACK) to the base station 10 in S65. On the other hand, when the target AMF does not accept the target UE (S64: No), the source AMF transmits an N2 path switching response (NACK) to the base station 10 at S66.
  • NACK N2 path switching response
  • the base station 10 when congestion occurs in a certain slice, the base station 10 selects a target slice from selectable slices.
  • the base station 10 when congestion occurs in a certain slice, the base station 10 notifies the source AMF of a list of selectable slices, and the source AMF selects a target slice from among the selectable slices. .
  • FIG. 17 shows an example of slice switching according to the third embodiment of the present invention.
  • the base station 10 has slice information shown in FIG. Then, congestion of the slice 20 # 0 is detected by the AMF 21 # 0, and a slice switching command is transmitted from the AMF 21 # 0 to the base station 10.
  • This slice switching command includes information for specifying a target UE.
  • the base station 10 When the base station 10 receives a slice switching command from the source AMF 21 # 0, it specifies a target UE specified by the command.
  • the base station 10 refers to the slice management table shown in FIG. 5B and creates a slice list representing selectable slices predetermined for the target UE. For example, in the case where the target UE is user terminal # 0, the selectable slices are slice # 1 and slice # 2. Then, the base station 10 transmits an N2 path switching request including the slice list to the source AMF 21 # 0.
  • the source AMF 21 # 0 selects a target slice from the slice list included in the N 2 path switching request.
  • the target slices are, for example, sequentially selected one by one from selectable slices in the slice list.
  • slice # 1 is selected as the first target slice.
  • the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the AMF 21 # 1 implemented in the slice 20 # 1.
  • a PDU session context is set in this slice switching request. And, this PDU session context contains the following information.
  • AMF # 21 # 1 Each AMF 21 holds the PDU session context of the user terminal managed by itself. Alternatively, each AMF 21 may acquire the PDU session context of the user terminal managed by itself from the corresponding SMF 22.
  • the operation of the AMF that receives the slice switching request from the source AMF is substantially the same in the second and third embodiments. That is, the AMF 21 # 1 determines whether to accept the target UE specified by the slice switching request. Then, the AMF 21 # 1 transmits a slice switching response representing the determination result to the source AMF 21 # 0. In this example, since the AMF 21 # 1 does not accept the target UE, a slice switching response (NG) is transmitted from the AMF 21 # 1 to the source AMF 21 # 0.
  • NG slice switching response
  • the source AMF 21 # 0 When the source AMF 21 # 0 receives the slice switching response (NG), the source AMF 21 # 0 selects the next target slice (in this example, slice 20 # 2) from the slice list. Then, the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the AMF 21 # 2 implemented in the next target slice.
  • the slice switching response NG
  • the source AMF 21 # 0 selects the next target slice (in this example, slice 20 # 2) from the slice list. Then, the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the AMF 21 # 2 implemented in the next target slice.
  • the AMF 21 # 2 accepts the target UE. In this case, the AMF 21 # 2 transmits a slice switching response (OK) to the source AMF 21 # 0. Then, the source AMF 21 # 0 transmits an N 2 path switch response (N 2 Path Switch Request Ack) to the base station 10.
  • a slice switching response OK
  • N 2 Path Switch Request Ack N 2 Path Switch Request Ack
  • the traffic of control signals in the core network can be reduced as compared to the second embodiment.
  • FIG. 18 shows an example of slice switching when congestion is eliminated in the third embodiment.
  • the connection destination of the target UE is switched from the slice 20 # 0 to the slice 20 # 2 due to the congestion of the slice 20 # 0, and then the congestion of the slice 20 # 0 is eliminated.
  • the transmission of the congestion release notification from the source AMF to the base station 10 is substantially the same in the first embodiment shown in FIG. 8 and the third embodiment shown in FIG.
  • the base station 10 When receiving the congestion release notification from the source AMF 21 # 0, the base station 10 transmits an N 2 path switching request to the source AMF 21 # 0.
  • the N2 path switching request includes the slice ID of the slice to which the target UE is currently connected. In this example, the target UE is currently connected to slice 20 # 2.
  • the base station 10 manages the movement destination slice of each user terminal using the switching management table shown in FIG. 5 (b).
  • the source AMF 21 # 0 transmits a slice switching request to the corresponding AMF 21 based on the slice ID included in the received N 2 path switching request. That is, a slice switching request is transmitted from the source AMF 21 # 0 to the AMF 21 # 2.
  • the slice switching request includes an instruction to restore the connection destination of the target UE to the original slice (in this example, slice 20 # 0).
  • the AMF 21 # 2 When the AMF 21 # 2 receives the slice switching request, it transmits a slice switching response to the source AMF 21 # 0. At this time, the AMF 21 # 2 may release the resources related to the target UE. Then, when the source AMF 21 # 0 receives the slice switching response from the AMF 21 # 2, the source AMF 21 # 0 transmits an N 2 path switching response to the base station 10.
  • the subsequent processing is substantially the same in the first embodiment and the third embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of processing of the base station in the third embodiment.
  • S71 to S72 are substantially the same as S1 to S2 in the flowchart shown in FIG. That is, when the base station 10 receives the slice switching command, it extracts a selectable slice corresponding to the target UE from the switching management table shown in FIG. 5 (b).
  • the base station 10 In S73, the base station 10 generates a slice list representing the extracted selectable slice. Then, the base station 10 transmits an N2 path switching request including the slice list to the transmission source of the slice switching command (ie, the source AMF). After that, the base station 10 waits for a response from the source AMF in S74.
  • the transmission source of the slice switching command ie, the source AMF
  • the base station 10 When receiving the N2 path switching response (ACK) from the source AMF, the base station 10 executes the processing of S75 to S77. When the base station 10 can not receive the N2 path switching response (ACK) from the source AMF within a predetermined time, the processing of the base station 10 ends.
  • ACK N2 path switching response
  • S75, S76 and S77 are substantially the same as S5, S6 and S9 in the flowchart shown in FIG. That is, the base station 10 transmits a slice change notification and a resource change notification to the target UE.
  • the target UE executes the processing of the flowchart illustrated in FIG. That is, based on the change notification received from the base station 10, the target UE sets up a path with the new slice.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of processing of the source AMF in the third embodiment. The process of this flowchart is performed after the source AMF transmits a slice switching command of the base station.
  • S81 to S84 are substantially the same as S61 to S64 in the flowchart shown in FIG. That is, when the source AMF receives the N2 path switching request from the base station 10, the source AMF transmits a slice switching request to the AMF implemented in the target slice. Then, the base station 10 waits for a response to the slice switching request. However, in the third embodiment, the source AMF selects a target slice from the slice list received from the base station 10 in S82, and transmits a slice switching request to the AMF implemented in the target slice.
  • the source AMF transmits an N2 path switching response (ACK) to the base station 10 in S85. Also, at S86, the source AMF deletes the PDU session context pertaining to the target UE.
  • the source AMF determines in S87 whether or not unselected selectable slices remain in the slice list. Then, when the selectable slice remains in the slice list, the processing of the source AMF returns to S82. That is, the source AMF repeatedly executes the process of S82 until it receives a slice switching response (OK). However, when the source AMF can not receive a slice switching response (OK) from any selectable slice, it transmits an N2 path switching response (NACK) to the base station 10 in S88.
  • NACK N2 path switching response
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of processing to determine whether to accept or reject a user terminal in the third embodiment. The process of this flowchart is executed by the AMF 21 # 1 or 21 # 2 in the example shown in FIG.
  • S91 to S94 are substantially the same as S31 to S34 in the flowchart shown in FIG.
  • the AMF determines whether to accept the target UE in response to the N2 path switching request received from the base station 10.
  • the AMF determines whether to accept the target UE in response to the slice switching request received from the source AMF.
  • the AMF determines whether to accept the target UE (S92 to S94). Then, when accepting the target UE, the AMF transmits a slice switching response (OK) to the source AMF in S95. On the other hand, when rejecting the target UE, the AMF transmits a slice switching response (NG) to the source AMF in S96.
  • the slice switching response (OK / NG) in S95 or S96 is received by the source AMF in S83 of the flowchart shown in FIG.
  • FIG. 22 shows an example of slice switching according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the sequence of slice switching is almost the same in the third and fourth embodiments.
  • the N2 path switching request transmitted from the base station 10 to the source AMF is slice information representing the profile of each selected slice, in addition to the slice list representing selectable slices corresponding to the target UE. including.
  • the slice information represents, for example, the QoS of each selected slice.
  • the source AMF selects a target AMF in response to the N2 path switching request received from the base station 10. That is, as in the third embodiment, the source AMF selects a target slice from the slice list included in the N2 path switching request. Then, the source AMF transmits a slice switching request to the AMF of the selected target slice. However, in the fourth embodiment, the source AMF transmits slice information received from the base station 10 together with a slice switching request to the AMF of the target slice. Then, the AMF of the target slice determines whether to accept the target UE based on slice information received from the source AMF.
  • FIG. 23A shows an example of the hardware configuration of the base station (gNB) 10.
  • the base station 10 includes a CPU 11, a memory 12, a wireless processing unit 13, and a network interface 14.
  • the base station 10 may include other elements not shown in FIG.
  • the CPU 11 implements the function of the base station 10 by executing a program stored in the memory 12.
  • the CPU 11 executes a program in which the processes of the flowcharts shown in FIGS. 9 to 10 are described.
  • the CPU 11 executes a program in which the process of the flowchart shown in FIG. 19 is described.
  • the memory 12 stores a program executed by the CPU 11.
  • the memory 12 also provides a work area of the CPU 11. Furthermore, the memory 12 stores data and information necessary for the operation of the base station 10.
  • the wireless processing unit 13 transmits a wireless signal to the user terminal 50 and receives a wireless signal from the user terminal 50.
  • the network interface 14 connects to the core network. That is, the network interface 14 connects to the AMF 21 and the UPF 23 of each slice network.
  • FIG. 23B shows an example of the hardware configuration of the AMF 21.
  • the AMF 21 includes a CPU 61, a memory 62, and a network interface 63.
  • the AMF 21 may include other elements not shown in FIG.
  • a hardware circuit that implements the AMF 21 may provide the function of the SMF 22. That is, the AMF 21 and the SMF 22 may share a hardware circuit.
  • the CPU 61 implements the function of the AMF 21 by executing a program stored in the memory 62.
  • the CPU 61 executes a program in which the processes of the flowcharts shown in FIGS. 11 to 13 are described.
  • the CPU 61 executes a program in which the processing of the flowcharts shown in FIGS. 20 to 21 is described.
  • the memory 62 stores a program to be executed by the CPU 61. Further, the memory 62 provides a work area of the CPU 61. Furthermore, the memory 62 stores data and information necessary for the operation of the AMF 21.
  • the network interface 63 connects to the base station 10, other devices in the core network, and the data network 30.
  • FIG.23 (c) shows an example of the hardware constitutions of user terminal (UE) 50.
  • the user terminal 50 includes a CPU 51, a memory 52, and a wireless processing unit 53.
  • the user terminal 50 may include other elements not shown in FIG.
  • the CPU 51 implements the function of the user terminal 50 by executing a program stored in the memory 52.
  • the CPU 51 executes a program in which the process of the flowchart shown in FIG. 14 is described.
  • the memory 52 stores a program to be executed by the CPU 51. Further, the memory 52 provides a work area of the CPU 51. Furthermore, the memory 52 stores data and information necessary for the operation of the user terminal 50.
  • the wireless processing unit 53 transmits a wireless signal to the base station 10 and receives a wireless signal from the base station 10.
  • the communication system 100 may perform slice switching for each PDU session.
  • the AMF 21 that has detected congestion selects a target PDU session and notifies the base station 10 of it.
  • the base station 10 selects a target slice from selectable slices pre-designated for the target PDU session.
  • the base station 10 transmits an N2 path switching request to the AMF implemented in the target slice.
  • the new AMF that has received the N2 path switching request determines whether to accept or reject the session based on the quality and the like required by the target PDU session.
  • the determination result is notified to the base station 10 by the N2 path switching response.
  • an N2 path switching response (ACK) is transmitted from the new AMF to the base station 10, and the base station 10 notifies the user terminal corresponding to the target PDU session of the change notification. Will be sent. Then, based on the change notification, the user terminal sets a path between it and the slice in which the new AMF is implemented.

Landscapes

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Abstract

複数のスライスネットワークを含む通信システムは、輻輳検出部および基地局を備える。輻輳検出部は、複数のスライスネットワークの中の少なくとも１つのスライスネットワークの輻輳を検出する。基地局は、端末を収容し、複数のスライスネットワークの中から端末に接続するスライスネットワークを選択する。輻輳検出部は、輻輳に係わる情報を基地局に通知する。

Description

通信システム、基地局装置、端末装置、および通信方法
　本発明は、通信システム、基地局装置、端末装置、および通信方法に係わる。
　ＩｏＴ（Internet of things）の普及に伴い、無線端末に係わるトラヒックが飛躍的に増加してきている。また、様々な要求条件を持つサービスに対応する通信技術が求められている。このため、次世代（例えば、５Ｇ（第５世代移動体通信））の通信規格では、４Ｇ（第４世代移動体通信）の標準技術に加えて、さらなる高速化、大容量化、低遅延化が求められている。例えば、５Ｇでは、ｅＭＢＢ（Enhanced Mobile Broadband）、ｍＭＴＣ（massive Machine Type Communications)、ＵＲＬＬＣ（Ultra－Reliable and Low Latency Communication）等に分類される多くのユースケースが想定されている。
　５Ｇのコアネットワークでは、ネットワークスライシングにより通信を制御することが検討されている。ネットワークスライシングは、複数のスライスを利用して通信を制御する。各スライスは、仮想化されたネットワークに相当する。また、各スライスのリソースは、対象とするサービスに対して最適化されている。
　例えば、図１に示す例では、コアネットワークは、３つのスライス＃１～＃３を提供する。スライス＃１は、データストリーミングサービスを効率よく提供できるようにリソースが最適化されている。具体的には、スライス＃１においては、ユーザプレーンに対して大きな帯域が割り当てられている。スライス＃２は、一般的なネットワーク閲覧サービスを効率よく提供できるようにリソースが最適化されている。スライス＃３は、遠隔医療サービスを効率よく提供できるようにリソースが最適化されている。具体的には、スライス＃３においては、遅延時間が極めて小さくなるように装置が構成されている。
　基地局は、ユーザから要求されるサービスの種別に応じて、スライスを選択することができる。例えば、ユーザにより遠隔医療サービスが要求されたときは、基地局は、スライス＃３を選択する。この場合、ユーザ端末とサーバとの間のトラヒックは、スライス＃３を介して伝送される。これにより、遅延時間の小さい遠隔医療サービスが提供される。
　なお、ネットワークスライシングについては、例えば、下記の非特許文献１、２に記載されている。
3GPP TS 23.502 V0.4.0 (2017/05) 3GPP TS 38.300 V0.4.1 (2017/06)
　各スライスに対応する設備等（スライスを実現するためのプロセッサ、メモリ等を含む）は、例えば、スライス毎に予測されるトラヒック量に基づいて設計される。ここで、サービスを安定的に提供するためには、スライス毎に予測されるピークトラヒックに基づいてそれぞれ対応する設備等を設計することが好ましい。しかし、ピークトラヒックに基づいて設備等を設計すると、例えば、プロセッサの性能が過剰に高くなり、また、メモリの容量が過剰に大きくなるので、コストが増加してしまう。
　本発明の１つの側面に係わる目的は、複数のスライスを用いてサービスを提供する通信システムにおいて、各スライスのピークトラヒックを抑制することである。
　本発明の１つの態様の通信システムは、複数のスライスネットワークを含む。この通信システムは、複数のスライスネットワークの中の少なくとも１つのスライスネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、端末を収容し、前記複数のスライスネットワークの中から前記端末に接続するスライスネットワークを選択する基地局と、を備える。前記輻輳検出部は、輻輳に係わる情報を前記基地局に通知する。
　上述の態様によれば、複数のスライスを用いてサービスを提供する通信システムにおいて、各スライスのピークトラヒックが抑制される。
複数のスライスを用いてサービスを提供する通信システムの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係わる通信システムの一例を示す図である。 スライスネットワークの設計について説明する図である。 第１の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す図である。 スライス情報の一例を示す図である。 ユーザ端末管理テーブルの一例を示す図である。 コアネットワーク内のシーケンスを示す図である。 第１の実施形態において輻輳が解消したときのスライス切替えの一例を示す図である。 第１の実施形態における基地局の処理の一例を示すフローチャートである。 ターゲットスライス選択処理の一例を示すフローチャートである。 輻輳を検出する処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態においてユーザ端末を受け入れるか拒否するかを判定する処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態においてＡＭＦがパスを解放する処理の一例を示すフローチャートである。 ユーザ端末の処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す図である。 第２の実施形態におけるソースＡＭＦの処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す図である。 第３の実施形態において輻輳が解消したときのスライス切替えの一例を示す図である。 第３の実施形態における基地局の処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるソースＡＭＦの処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態においてユーザ端末を受け入れるか拒否するかを判定する処理の一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す図である。 通信機器のハードウェア構成の例を示す図である。
　図２は、本発明の実施形態に係わる通信システムの一例を示す。実施形態に係わる通信システム１００は、図２に示すように、基地局（ｇＮＢ）１０、複数のスライスネットワーク２０（＃１、＃２、．．．）を含む。
　基地局１０は、無線アクセスネットワークを提供し、ユーザ端末（ＵＥ）５０を収容できる。また、基地局１０は、１または複数のスライスネットワーク２０に接続される。なお、基地局１０は、この実施例では、ｇＮＢ（gNodeB）により実現される。ただし、基地局１０は、ｇＮＢに限定されるものではない。
　スライスネットワーク２０（２０＃１、２０＃２、．．．）は、共通のネットワーク基盤上に構築される仮想化ネットワークである。各スライスネットワーク２０は、サービス毎の要求条件に合わせて構築される。例えば、下記のサービスに対してそれぞれスライスネットワーク２０が構築される。
（１）ｅＭＢＢ（ブロードバンドサービス）
（２）ｍＭＴＣ（センサネットワーク等）
（３）ＵＲＬＬＣ（遠隔医療、自動運転など）
　スライスネットワーク２０は、ＡＭＦ（Access and Mobility Management Function）２１、ＳＭＦ（Session Management Function）２２、ＵＰＦ（User Plane Function）２３、ＡＵＳＦ（Authentication Server Function）２４、ＵＤＭ（Unified Data Management）２５、ＰＣＦ（Policy Control Function）２６を備える。なお、スライスネットワーク２０の各機能は、プロセッサ、メモリ、および通信回線などにより実現される。
　ＡＭＦ２１は、ユーザ端末からのアクセスおよびユーザ端末の位置／移動を管理する。また、ＡＭＦ２１は、スライスネットワークの輻輳を検出する機能を備える。さらに、ＡＭＦ２１は、スライスネットワークの切替えに係わるシーケンスにおいて、基地局１０および他のスライスネットワークのＡＭＦと通信する機能を備える。なお、基地局１０とＡＭＦ２１との間は、Ｎ２インタフェースにより接続される。
　ＳＭＦ２２は、ネットワークポリシに従って、ユーザ端末のセッションを管理する。このとき、ＳＭＦ２２は、ＡＭＦ２１と連携して動作してもよい。なお、ＡＭＦ２１とＳＭＦ２２との間は、Ｎ１１インタフェースにより接続される。
　ＵＰＦ２３は、基地局１０とデータネットワーク３０との間に設けられ、ＳＭＦ２２から与えられる指示に従ってユーザデータのトラヒックを処理する。また、ＵＰＦ２３は、ゲートウェイとして動作することができる。ここで、ＵＰＦ２３は、サービスの種別に応じて構成されることが好ましい。なお、基地局１０とＵＰＦ２３との間は、Ｎ３インタフェースにより接続され、ＵＰＦ２３とデータネットワーク３０との間は、Ｎ６インタフェースにより接続され、ＳＭＦ２２とＵＰＦ２３との間は、Ｎ４インタフェースにより接続される。
　ＡＵＳＦ２４は、ユーザ認証を実行する。すなわち、ＡＵＳＦ２４は、認証サーバとして動作し得る。ＵＤＭ２５は、加入者のデータおよびプロファイルを管理する。ＰＣＦ２６は、ネットワークスライシング、ハンドオーバ、ローミング等に係わるネットワークポリシを提供する。なお、ＰＣＦ２６は、Ｎ５インタフェースを介してＡＦ（Application Function）４０に接続される。
　上述の通信システム１００において、基地局１０は、ユーザから要求されるサービスの種別に応じて、スライスネットワークを選択することができる。ここで、例えば、スライスネットワーク２０＃１は、ｅＭＢＢサービスを提供するためにリソースが最適化されており、スライスネットワーク２０＃２は、ＵＲＬＬＣサービスを提供するためにリソースが最適化されているものとする。この場合、ユーザ端末５０がデータストリーミングサービスを要求すると、基地局１０は、ユーザ端末５０に対してスライスネットワーク２０＃１を選択する。また、ユーザ端末５０が遠隔医療サービスを要求すると、基地局１０は、ユーザ端末５０に対してスライスネットワーク２０＃２を選択する。
　このように、各スライスネットワーク２０は、対応するサービスを提供するために最適化されている。すなわち、各スライスネットワーク２０のリソースは、対応するサービスを効率よく提供できるように設計されている。ただし、各スライスネットワーク２０は、他のサービスを提供することも可能である。例えば、ｅＭＢＢサービスに対して最適化されたスライスネットワーク２０を利用してセンサネットワークのデータを伝送することも可能である。
　図３は、スライスネットワークの設計について説明する図である。図３に示す例では、ストリーミングサービス、閲覧サービス、ＵＲＬＬＣサービスに対してそれぞれスライスネットワークが構築される。
　スライスネットワークは、収容するサービスについて予測されるトラヒックに基づいて設計される。すなわち、各スライスネットワークは、想定されるトラヒックを処理できるようにプロセッサの性能、メモリの容量、回線の速度などが設計される。ただし、ピークトラヒックに基づいてスライスネットワークを設計すると、通信設備が過剰になり、そのコストが高くなってしまう。
　このため、通信システム１００においては、通信設備のコストを抑制するために、ピークトラヒックよりも低い所定の基準トラヒックに合わせてスライスネットワークが設計される。基準トラヒックは、例えば、ピークトラヒックに基づいて決定される。この場合、基準トラヒックは、例えば、ピークトラヒックの予測値の８０パーセントに設定される。或いは、基準トラヒックは、平均トラヒックに基づいて決定してもよい。
　ところが、基準トラヒックに合わせてスライスネットワークが設計されると、図３に示すように、対応するサービスのトラヒックが一時的にスライスネットワークの処理能力を超えることがある。そこで、通信システム１００は、スライスネットワーク間で負荷を分散する機能を備える。例えば、図２に示すスライスネットワーク２０＃１のトラヒックがスライスネットワーク２０＃１の処理能力を超えたときは、スライスネットワーク２０＃１のトラヒックの一部が他のスライスネットワーク（例えば、スライスネットワーク２０＃２）に割り当てられる。この機能により、通信システム１００は効率的にサービスを提供できるので、通信設備のコストが抑制される。
　なお、各スライスネットワークは、上述したように、対応するサービスの要求条件に合わせてリソースが最適化されている。このため、あるスライスネットワークに収容されるべきサービスのトラヒックが他のスライスネットワークに収容されると、そのサービスの品質が低下するおそれがある。したがって、通信システム１００は、サービスの品質が要求レベルを下回らないように、スライスネットワークの切替えを制御する。
　＜第１の実施形態＞
　図４は、本発明の第１の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す。この実施例では、ユーザ端末（ＵＥ）５０は、基地局（ｇＮＢ）１０に収容されている。また、通信システム１００は、複数のスライスネットワーク２０（２０＃０、２０＃１、２０＃２、．．．）を備える。各スライスネットワーク２０内には、ＡＭＦ２１が実装されている。すなわち、スライスネットワーク２０＃０、２０＃１、２０＃２に対してそれぞれＡＭＦ２１＃０、２１＃１、２１＃２が実装されている。なお、ＡＭＦ２１は、ＳＭＦ２２と連携してスライスネットワークの処理を管理する。よって、ＡＭＦ２１（または、ＡＭＦ２１及びＳＭＦ２２の組合せ）は、スライスネットワークの処理を管理する管理装置の一例である。
　通信システム１００は、スライス切替えを実行することができる。すなわち、通信システム１００は、あるスライスネットワークに接続されているユーザ端末を他のスライスネットワークに接続させることができる。ここで、ユーザ端末に対して複数のＰＤＵセッションが設定されているときは、ＰＤＵセッション毎にスライス切替えが実行され得る。ただし、以下の記載では、説明を簡潔にするために、スライス切替えは、ユーザ端末ごとに実行されるものとする。
　ユーザ端末５０は、スライスネットワーク２０＃０に接続されている。すなわち、ユーザ端末５０は、スライスネットワーク２０＃０を介してデータネットワーク３０に接続されている。スライスネットワーク２０＃０内には、ＡＭＦ２１＃０が実装されている。なお、以下の記載では、ユーザ端末５０の位置および移動を管理するＡＭＦを「ソースＡＭＦ（２１＃０）」と呼ぶことがある。また、スライスネットワークを単に「スライス」と呼ぶことがある。
　基地局１０は、各スライスを管理するスライス情報を有する。スライス情報は、各スライスの状態を管理する状態管理テーブルおよびスライスの切替えを管理する切替え管理テーブルを含む。
　図５（ａ）は、状態管理テーブルの一例を示す。状態管理テーブルは、各スライスにおいて輻輳が発生しているか否かを管理する。すなわち、状態管理テーブルにおいては、各スライスを識別するスライスＩＤに対して輻輳フラグが記録される。輻輳フラグは、輻輳が発生しているか否かを表す。
　図５（ｂ）は、切替え管理テーブルの一例を示す。切替え管理テーブルは、基地局１０に収容されている各ユーザ端末について、ソーススライス、選択可能スライス、移動フラグ、移動先スライスを管理する。ソーススライスは、ユーザ端末から要求されるサービスに係わるトラヒックを効率よく処理できるスライスを表す。ここで、ソーススライスは、例えば、要求されるサービスの品質（ＱｏＳ）に応じて、基地局１０により決定される。一例として、ユーザ端末からＵＲＬＬＣサービスが要求されたときは、基地局１０は、ソーススライスとして、そのユーザ端末に対して遅延の小さいスライスを割り当てる。
　選択可能スライスは、ソーススライスにおいて輻輳が発生したときに、そのソーススライスの代わりに選択される可能性のあるスライスを表す。ここで、選択可能スライスは、ユーザ端末から要求されるサービスに係わるトラヒックを処理できる必要がある。但し、選択可能スライスは、ソーススライスと比較して、要求されるサービスに係わるトラヒックの処理効率が低くてもよい。
　移動フラグは、ユーザ端末が、ソーススライスに接続されているのか他のスライス（すなわち、選択可能スライスの中のいずれかのスライス）に接続されているのかを表す。移動先スライスは、ユーザ端末がソーススライスでない他のスライスに接続されるときに、その接続先のスライスを表す。
　また、各ＡＭＦ２１は、各ユーザ端末を管理するユーザ端末管理テーブルを備える。ユーザ端末管理テーブルは、図６に示すように、各ユーザ端末に対して移動フラグを記録する。移動フラグは、上述したように、ソーススライスに接続されているのか他のスライスに接続されているのかを表す。
　ここで、スライス２０＃０において輻輳が発生し、スライス２０＃０に接続されているユーザ端末５０を他のスライスに移動させるものとする。図４に示す例では、ユーザ端末５０は、スライス２０＃０からスライス２０＃１または２０＃２に移動させられる。
　ＡＭＦ２１＃０は、スライス２０＃０の輻輳を検出すると、スライス切替えコマンドを生成して基地局１０に送信する。スライス切替えコマンドは、輻輳に係わる情報の一例である。また、スライス切替えコマンドは、他のスライスに移動すべきユーザ端末を指定する情報を含む。他のスライスに移動すべきユーザ端末は、ＡＭＦ２１＃０において所定のプロトコルにより選択される。そして、スライス切替えコマンドは、Ｎ２インタフェースを介して基地局１０へ伝送される。なお、以下の記載では、他のスライスに移動すべきユーザ端末を「ターゲットＵＥ」と呼ぶことがある。
　基地局１０は、ＡＭＦ２１＃０からスライス切替えコマンドを受信すると、ターゲットスライスを選択する。このとき、基地局１０は、図５（ａ）に示す状態管理テーブルにおいて、スライス切替えコマンドの送信元（すなわち、ＡＭＦ２１＃０）に対応するスライスの輻輳フラグを更新する。また、基地局１０は、図５（ｂ）に示す切替え管理テーブルから、スライス切替えコマンドにより指定されるターゲットＵＥに対応する選択可能スライスを抽出する。そして、基地局１０は、ターゲットスライスとして、抽出した選択可能スライスの中から１つのスライスを選択する。この例では、ターゲットスライスとして、スライス２０＃１が選択されるものとする。
　基地局１０は、選択したスライス２０＃１に実装されるＡＭＦ２１＃１に対してＮ２パス切替え要求（N2 Path Switch Request）を送信する。このＮ２パス切替え要求は、ターゲットＵＥが要求するサービスの品質を表すＱｏＳ情報を含む。また、このＮ２パス切替え要求は、他の情報（例えば、ソーススライス２０＃０を識別する情報）を含んでいてもよい。なお、Ｎ２パス切替え要求は、ターゲットＵＥとの接続を許可するか否かを問い合わせるメッセージの一例である。
　ＡＭＦ２１＃１は、受信したＮ２パス切替え要求に基づいて、ターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。一例としては、スライス２０＃１において十分な空リソースが残っており、且つ、スライス２０＃１がターゲットＵＥから要求されるＱｏＳを満足する場合、ＡＭＦ２１＃１は、ターゲットＵＥを受け入れることが出来ると判定する。ただし、この実施例では、ＡＭＦ２１＃１は、ターゲットＵＥを受け入れることが出来ないと判定する。この場合、ＡＭＦ２１＃１は、ターゲットＵＥを受け入れない旨を表すＮ２パス切替え応答（N2 Path Switch Request Nack）を基地局１０に送信する。
　基地局１０は、ＡＭＦ２１＃１からＮ２パス切替え応答（ＮＡＣＫ）を受信すると、選択可能スライスの中から次のターゲットスライスを選択する。この例では、スライス２０＃２が選択される。そうすると、基地局１０は、新たに選択したスライス２０＃２に実装されるＡＭＦ２１＃２にＮ２パス切替え要求を送信する。
　ＡＭＦ２１＃１と同様に、ＡＭＦ２１＃２は、基地局１０から受信したＮ２パス切替え要求に基づいてターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。この例では、ＡＭＦ２１＃２は、ターゲットＵＥを受け入れることが出来ると判定するものとする。この場合、ＡＭＦ２１＃２は、スライス２０＃２においてターゲットＵＥのトラヒックを処理するためのリソースを確保する。そして、ＡＭＦ２１＃２は、ターゲットＵＥを受け入れる旨を表すＮ２パス切替え応答（N2 Path Switch Request Ack）を基地局１０に送信する。このＮ２パス切替え応答（ＡＣＫ）は、ターゲットＵＥがスライス２０＃２に接続するために必要な情報（ＡＭＦ２１＃２のアドレス、パスＩＤなど）を含む。なお、Ｎ２パス切替え応答（ＡＣＫ）は、ターゲットＵＥとの接続を許可することを表すメッセージの一例である。
　基地局１０は、ＡＭＦ２１＃２からＮ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を受信すると、ターゲットＵＥとスライス２０＃２とを接続するための無線リソースを確保する。このとき、基地局１０は、ターゲットＵＥとスライス２０＃０とを接続するための無線リソースを解放してもよい。また、基地局１０は、Ｎ２パス解放要求（N2 Path Release Request）をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。ソースＡＭＦ２１＃０は、ターゲットＵＥとソーススライス２０＃０との間のパスを切断する。そして、ソースＡＭＦ２１＃０は、Ｎ２パス解放応答（N2 Path Release Request Ack）を基地局１０に送信する。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０からＮ２パス解放応答を受信すると、ターゲットＵＥに対して変更通知を送信する。この変更通知は、新たなスライスを識別する情報、および新たなスライスと接続するための無線リソースを指定する情報を含む。ここで、変更通知は、ターゲットＵＥが接続すべきスライスが変更されることを表すメッセージの一例である。この後、ターゲットＵＥは、受信した変更通知を利用して新たなスライス（すなわち、スライス２０＃２）に接続する。さらに、基地局１０は、ＡＭＦ２１＃２に完了通知を送信する。この完了通知は、スライスの切替えが完了したことを表す。
　なお、ターゲットＵＥを受け入れるＡＭＦ２１＃２は、基地局１０にＮ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を送信する前に、図７に示すシーケンスに従ってスライス２０＃２内のセッションを変更してもよい。すなわち、ＡＭＦ２１＃２は、対応するＳＭＦ２２にＮ１１メッセージを送信する。ＳＭＦ２２は、Ｎ１１メッセージを受信すると、対応するＵＰＦ２３にＮ４セッション変更要求を送信する。ＵＰＦ２３は、Ｎ４セッション変更要求に応じてＰＤＵ（Protocol Data Unit）セッションを設定した後、ＳＭＦ２２にＮ４セッション変更応答を送信する。そして、ＳＭＦ２２は、Ｎ４セッション変更応答を受信すると、Ｎ１１メッセージ応答（N11 Message Ack）をＡＭＦ２１＃２に送信する。
　このように、第１の実施形態では、あるスライスにおいて輻輳が発生すると、基地局１０は、ターゲットＵＥに接続すべき新たなスライスを選択する。そして、この新たなスライスがターゲットＵＥを収容できるときは、ターゲットＵＥは、その新たなスライスに接続される。したがって、通信システム１００は、各スライスのリソースの容量を抑制しながら、各ユーザ端末に対してサービスを提供できる。
　図８は、第１の実施形態において輻輳が解消したときのスライス切替えの一例を示す。以下の記載では、スライス２０＃０の輻輳に起因してターゲットＵＥの接続先がスライス２０＃０からスライス２０＃２に切り替えられ、その後、スライス２０＃０の輻輳が解消したものとする。
　スライス２０＃０に実装されるソースＡＭＦ２１＃０は、輻輳の解消を検出すると、スライス２０＃０においてターゲットＵＥのトラヒックを処理するためのリソースを確保する。そして、ソースＡＭＦ２１＃０は、輻輳解除通知を基地局１０に送信する。この輻輳解除通知は、スライス２０＃０を識別するスライスＩＤおよびターゲットＵＥを指定する情報を含む。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０から輻輳解除通知を受信すると、ターゲットＵＥを元のスライス（すなわち、ソーススライス２０＃０）に接続させる。このとき、基地局１０は、図５（ａ）に示す状態管理テーブルにおいて、輻輳解除通知の送信元（すなわち、ＡＭＦ２１＃０）に対応するスライスの輻輳フラグを更新する。また、基地局１０は、図５（ｂ）に示す切替え管理テーブルを参照し、ターゲットＵＥの移動先スライスを特定する。この実施例では、ターゲットＵＥは、スライス２０＃２に接続されている。この場合、基地局１０は、特定した移動先スライスのＡＭＦ２１にＮ２パス切替え要求を送信する。すなわち、基地局１０からＡＭＦ２１＃２にＮ２パス切替え要求が送信される。このＮ２パス切替え要求は、ターゲットＵＥが元々接続されていたソーススライスを識別する情報を含む。
　ＡＭＦ２１＃２は、このＮ２パス切替え要求を受信すると、Ｎ２パス切替え応答を基地局１０に送信する。基地局１０は、このＮ２パス切替え応答を受信すると、Ｎ２パス切替え要求をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。このＮ２パス切替え要求は、ターゲットＵＥが一時的に接続されていたスライスを識別するスライスＩＤを含む。ソースＡＭＦ２１＃０は、このＮ２パス切替え要求を受信すると、Ｎ２パス切替え応答を基地局１０に送信する。このＮ２パス切替え応答は、ターゲットＵＥがスライス２０＃０に接続するために必要な情報（ＡＭＦ２１＃０のアドレス、パスＩＤなど）を含む。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０からＮ２パス切替え応答を受信すると、ターゲットＵＥとスライス２０＃０とを接続するための無線リソースを確保する。また、基地局１０は、ターゲットＵＥに対して変更通知を送信する。この変更通知は、ソーススライスを識別する情報、およびソーススライスと接続するための無線リソースを指定する情報を含む。この後、ターゲットＵＥは、受信した変更通知を利用してソーススライス（即ち、スライス２０＃０）に接続する。さらに、基地局１０は、ＡＭＦ２１＃２に完了通知を送信する。この完了通知は、スライスの切替えが完了したことを表す。
　図９は、第１の実施形態における基地局の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、いずれかのスライスネットワークにおいて輻輳が発生したときに実行される。
　Ｓ１において、基地局１０は、ソースＡＭＦからスライス切替えコマンドを受信する。スライス切替えコマンドは、上述したように、ターゲットＵＥを指定する情報を含む。
　Ｓ２において、基地局１０は、図５（ｂ）に示す切替え管理テーブルを参照し、ターゲットＵＥに対応する選択可能スライスを抽出する。例えば、図５（ｂ）に示すＵＥ＃１がターゲットＵＥとして指定されたケースでは、選択可能スライスとしてスライス＃１およびスライス＃２が抽出される。このとき、各選択可能スライスに対応するＡＭＦも合わせて抽出される。ただし、Ｓ２において、輻輳状態のスライスは抽出されない。
　Ｓ３において、基地局１０は、選択可能スライスの中からターゲットスライスを選択する。ターゲットスライスの選択が成功したときは、切替先ＡＭＦが特定される（Ｓ４：Ｙｅｓ）。この場合、基地局１０は、Ｓ５～Ｓ９を実行する。一方、ターゲットスライスの選択が失敗したときは、基地局１０の処理は終了する（Ｓ４：Ｎｏ）。なお、ターゲットスライスを選択する処理は、後で説明する。
　Ｓ５において、基地局１０は、ターゲットＵＥのＰＤＵセッションを切替先スライスＩＤに対応する管理リソースに移す。Ｓ６において、基地局１０は、ターゲットＵＥのＰＤＵセッションを、切替先ＡＭＦに対応づける。
　Ｓ７において、基地局１０は、Ｎ２パス解放要求をソースＡＭＦに送信する。ここで、Ｎ２パス解放要求を受信したソースＡＭＦは、指定されたリソースを解放した後、Ｎ２パス解放応答を基地局１０に返送する。よって、基地局１０は、Ｓ８において、ソースＡＭＦから送信されるＮ２パス解放応答を受信する。そして、基地局１０は、スライス変更通知およびリソース変更通知をターゲットＵＥに送信する。スライス変更通知は、ターゲットＵＥが新たに接続すべきスライスを識別する情報を含む。リソース変更通知は、ターゲットＵＥが新たなスライスと接続するための無線リソースを指定する。なお、スライス変更通知およびリソース変更通知は、例えば、ＮＡＳダウンリンクメッセージを利用して基地局１０からターゲットＵＥに送信される。
　図１０は、基地局１０がターゲットスライスを選択する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図９に示すＳ３に相当する。
　Ｓ１１において、基地局１０は、切替先スライスの候補として、選択可能スライスの中から１つのスライス（すなわち、ターゲットスライス）を選択する。そして、基地局１０は、選択したスライスに対応するＡＭＦにＮ２パス切替え要求を送信する。このＮ２パス切替え要求には、ＰＤＵセッションコンテクストが設定される。ＰＤＵセッションコンテクストは、例えば、以下の情報を含む。
（１）ターゲットＵＥを収容する接続先（ＡＰＮ：Access Point Name）
（２）ターゲットＵＥへのダウンリンクを提供する基地局のアドレスおよびパスＩＤ
（３）ターゲットＵＥが要求するサービス品質（ＱｏＳ）
（４）ソーススライスのスライスＩＤ
なお、Ｓ１１のＮ２パス切替え要求を受信したＡＭＦは、ターゲットＵＥを受け入れ可能か否かを判定する。そして、ＡＭＦは、ターゲットＵＥを受け入れるときは、Ｎ２パス切替え応答としてＡＣＫ信号（N2 Path Switch Request Ack）を基地局１０に送信する。一方、ＡＭＦは、ターゲットＵＥを受け入れないときは、Ｎ２パス切替え応答としてＮＡＣＫ信号（N2 Path Switch Request Nack）を基地局１０に送信する。
　Ｓ１２において、基地局１０は、Ｎ２パス切替え応答（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）を受信する。基地局１０は、Ｎ２パス切替え応答としてＡＣＫ信号を受信したときは、Ｓ１３において、ＡＣＫ信号の送信元ＡＭＦを切替先ＡＭＦとして特定する。この場合、基地局１０は、切替先ＡＭＦに係わる情報を収集する。切替先ＡＭＦに係わる情報は、下記の情報を含む。
（１）切替先スライスのスライスＩＤ
（２）切替先ＡＭＦを識別する情報
（３）ターゲットＵＥからのアップリンクにおけるＡＭＦのアドレスおよびパスＩＤ
なお、切替先ＡＭＦに係わる情報は、図９のＳ６においてターゲットＵＥのＰＤＵセッションを切替先ＡＭＦに対応づける際に使用される。
　基地局１０は、Ｎ２パス切替え応答としてＮＡＣＫ信号を受信したときは、Ｓ１４において、選択されていない選択可能スライスが残っているか判定する。選択されていない選択可能スライスが残っているときは、基地局１０の処理はＳ１１に戻る。すなわち、基地局１０は、ＡＣＫ信号を受信するまでＳ１１の処理を繰返し実行する。ただし、基地局１０は、いずれの選択可能スライスからもＡＣＫ信号を受信できないときは、Ｓ１５において、切替先ＡＭＦを決定できないと判定する。この場合、図９のＳ４において「Ｎｏ」と判定される。
　このように、基地局１０は、ソースＡＭＦからスライス切替えコマンドを受信すると、ソースＡＭＦにより指定されたターゲットＵＥに対して切替先スライスを決定する。そして、基地局１０は、切替先スライスに接続するための情報（スライス変更通知およびリソース変更通知など）をターゲットＵＥに送信する。なお、スライス変更通知は、例えば、Radio resource Reconfiguration メッセージ等のRRCメッセージやダウンリンクの制御メッセージ（例えば、PDCCH）で通知される。
　図１１は、ＡＭＦにおいて輻輳を検出する処理の一例を示すフローチャートである。なお、ＡＭＦにおいて輻輳を検出する処理は、第１の実施形態および後述する第２～第４の実施形態において実質的に同じである。
　Ｓ２１～Ｓ２２において、ＡＭＦ２１は、自スライス内に設定されているＰＤＵセッションの数をモニタする。ＰＤＵセッションの数は、例えば、ＳＭＦ２２によってモニタされ、ＡＭＦ２１に通知される。そして、ＰＤＵセッションの数が所定の閾値を超えると、ＡＭＦ２１は、自スライスが輻輳していると判定する。閾値は、予め決められた輻輳規制値に相当する。
　ＡＭＦ２１は、自スライスに接続されるユーザ端末の数に基づいて輻輳を検出してもよい。また、ＡＭＦ２１は、自スライスを通過するトラヒックの量に基づいて輻輳を検出してもよい。トラヒック量は、例えば、ＵＰＦ２３によりモニタされ、ＡＭＦ２１に通知される。
　Ｓ２３において、ＡＭＦ２１は、輻輳が検出されたスライスに含まれるＰＤＵセッションの中からターゲットセッションを抽出し、対応するＵＥ（即ち、ターゲットＵＥ）を特定する。そして、Ｓ２４において、ＡＭＦ２１は、ターゲットＵＥを収容する基地局にスライス切替えコマンドを送信する。このスライス切替えコマンドは、ターゲットＵＥを識別する情報を含む。なお、このスライス切替えコマンドは、図９のＳ１において、基地局１０により受信される。
　図１２は、第１の実施形態においてユーザ端末を受け入れるか拒否するかを判定する処理の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、図４に示す例では、ＡＭＦ２１＃１または２１＃２により実行される。
　Ｓ３１において、ＡＭＦ２１は、Ｎ２パス切替え要求を受信する。このＮ２パス切替え要求は、図１０のＳ１１において、基地局１０から送信される。よって、このＮ２パス切替え要求は、上述したＰＤＵセッションコンテクストを含んでいる。
　Ｓ３２において、ＡＭＦ２１は、Ｎ２パス切替え要求により指定されたスライスが輻輳しているか否か判定する。Ｓ３３において、ＡＭＦ２１は、Ｎ２パス切替え要求により指定されたＡＰＮに接続できるか否かを判定する。Ｓ３４において、ＡＭＦ２１は、Ｎ２パス切替え要求により指定されたＱｏＳに必要なリソースをターゲットＵＥに割り当てることができるか否かを判定する。そして、指定されたスライスが輻輳しておらず、且つ、指定されたＡＰＮに接続可能であり、且つ、指定されたＱｏＳに必要なリソースをターゲットＵＥに割当て可能なときは、ＡＭＦ２１は、Ｓ３５において、Ｎ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を基地局１０に送信する。一方、指定されたスライスが輻輳しているとき、又は、指定されたＡＰＮに接続できないとき、又は、指定されたＱｏＳに必要なリソースをターゲットＵＥに割当てられないときには、ＡＭＦ２１は、Ｓ３６において、Ｎ２パス切替え応答（ＮＡＣＫ）を基地局１０に送信する。なお、Ｓ３５またはＳ３６において送信されるＮ２パス切替え応答は、図１０のＳ１２において基地局１０により受信される。
　図１３は、第１の実施形態においてＡＭＦがパスを解放する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図８に示す例では、ＡＭＦ２１＃２により実行される。
　Ｓ４１において、ＡＭＦ２１は、Ｎ２パス解放要求を受信する。このＮ２パス解放要求は、図９のＳ７において、基地局１０から送信される。Ｓ４２において、ＡＭＦ２１は、ソーススライスに戻すべきＰＤＵセッションのＰＤＵセッションコンテクストをメモリから削除する。そして、Ｓ４３において、ＡＭＦ２１は、Ｎ２パス解放応答を基地局１０に送信する。なお、Ｓ４３において送信されるＮ２パス解放応答は、図９のＳ８において基地局１０により受信される。
　図１４は、ユーザ端末の処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、コアネットワークにおいてスライスが切り替えられたときにユーザ端末により実行される。
　Ｓ５１において、ユーザ端末５０は、基地局１０からスライス変更通知およびリソース変更通知を受信する。スライス変更通知は、上述したように、ユーザ端末５０が新たに接続すべきスライスを識別するスライスＩＤを含む。また、リソース変更通知は、ユーザ端末５０と新たなスライスとの間のトラヒックに割り当てられるリソースを表す。
　Ｓ５２において、ユーザ端末５０は、スライス変更通知に含まれるスライスＩＤを用いてＵＥコンテクストを検索し、対応するサービス品質（ＱｏＳ）および必要なリソースを特定する。このとき、ユーザ端末５０は、スライスＩＤに対応するサービスをさらに特定してもよい。また、ユーザ端末５０は、リソース変更通知に応じて必要なリソースを決定してもよい。
　Ｓ５３において、ユーザ端末５０は、特定したサービス品質および必要なリソースに基づいて、新たなスライスとの間にパスを設定する。このとき、特定されたＱｏＳがユーザ端末５０と新たなスライスとの間で満たされるように、例えば、使用すべきリソース（ユーザ端末５０と基地局１０との間の無線リソースを含む）、実効レート等が決定される。ＱｏＳは、例えば、誤り率などの信頼性および遅延を含む。また、ユーザ端末５０と新たなスライスとの間のプロトコルに応じてユーザ端末５０が動作するように、ユーザ端末５０内のパラメータが設定される。例えば、新たなスライスに応じて、ＡＣＫ信号を要否等が決定される。このように、コアネットワークにおいてユーザ端末５０が接続するスライスが切り替えられると、ユーザ端末５０は、基地局１０からの通知に応じて、新たなスライスに対応する通信を行う。
　＜第２の実施形態＞
　第１の実施形態では、基地局１０は、スライス切替えコマンドを受信すると、ターゲットＡＭＦに直接的にＮ２パス切替え要求を送信する。これに対して第２の実施形態では、基地局１０は、スライス切替えコマンドを受信すると、ソースＡＭＦにＮ２パス切替え要求を送信する。そして、ソースＡＭＦからターゲットＡＭＦにスライス切替え要求が送信される。
　図１５は、本発明の第２の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す。なお、第２の実施形態でも、基地局１０は、図５（ａ）に示す状態管理テーブルおよび図５（ｂ）に示す切替え管理テーブルを備える。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０からスライス切替えコマンドを受信すると、ターゲットスライスを選択する。ただし、第２の実施形態では、基地局１０は、スライス切替えコマンドの送信元であるソースＡＭＦ２１＃０にＮ２パス切替え要求を送信する。このＮ２パス切替え要求は、ターゲットスライスを指定する情報を含む。この例では、ターゲットスライスとしてスライス２０＃１が選択されている。また、このＮ２パス切替え要求には、第１の実施形態と同様に、下記の情報を含むＰＤＵセッションコンテクストが設定されている。
（１）ターゲットＵＥを収容する接続先（ＡＰＮ：Access Point Name）
（２）ターゲットＵＥへのダウンリンクを提供する基地局のアドレスおよびパスＩＤ
（３）ターゲットＵＥが要求するサービス品質（ＱｏＳ）
（４）ソーススライスのスライスＩＤ
そして、このＮ２パス切替え要求は、ソースＡＭＦ＃２１＃０により受信される。
　ソースＡＭＦ２１＃０は、基地局１０から受信するＮ２パス切替え要求に基づいて、ターゲットスライスを認識する。そうすると、ソースＡＭＦ２１＃０は、ターゲットスライスに実装されるＡＭＦ２１に対してスライス切替え要求を送信する。この例では、ソースＡＭＦ２１＃０は、ＡＭＦ２１＃１に対してスライス切替え要求を送信する。なお、このスライス切替え要求には、ソースＡＭＦ２１＃０から受信したＰＤＵセッションコンテクストが設定される。
　ＡＭＦ２１＃１は、スライス切替え要求を受信すると、ターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。ここで、ターゲットＵＥを受け入れるか否かの判定は、第１の実施形態および第２の実施形態において実質的に同じである。すなわち、スライス２０＃１において十分な空リソースが残っており、且つ、スライス２０＃１がターゲットＵＥから要求されるＱｏＳを満足する場合、ＡＭＦ２１＃１は、ターゲットＵＥを受け入れると判定する。ただし、この実施例では、ＡＭＦ２１＃１は、ターゲットＵＥを受け入れないと判定するものとする。この場合、ＡＭＦ２１＃１は、ターゲットＵＥを受け入れない旨を表すスライス切替え応答（ＮＧ）をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。
　ソースＡＭＦ２１＃０は、ＡＭＦ２１＃１からスライス切替え応答（ＮＧ）を受信すると、Ｎ２パス切替え応答としてＮＡＣＫ信号（N2 Path Switch Request Nack）を基地局１０に送信する。このＮＡＣＫ信号は、ターゲットＵＥの受け入れを拒否したＡＭＦ２１＃１を識別する情報を含む。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０からＮＡＣＫ信号を受信すると、次のターゲットスライスを選択し、再度、Ｎ２パス切替え要求をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。この例では、次のターゲットスライスとしてスライス２０＃２が選択されている。この場合、ソースＡＭＦ２１＃０は、基地局１０から受信するＮ２パス切替え要求に基づいて、ＡＭＦ２１＃２にスライス切替え要求を送信する。
　ＡＭＦ２１＃２は、スライス切替え要求を受信すると、ターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。ここで、ＡＭＦ２１＃２は、ターゲットＵＥを受け入れると判定するものとする。この場合、ＡＭＦ２１＃２は、ターゲットＵＥを受け入れる旨を表すスライス切替え応答（ＯＫ）をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。
　ソースＡＭＦ２１＃０は、ＡＭＦ２１＃２からスライス切替え応答（ＯＫ）を受信すると、Ｎ２パス切替え応答としてＡＣＫ信号（N2 Path Switch Request Ack）を基地局１０に送信する。このＡＣＫ信号は、ターゲットＵＥの受け入れを許可したＡＭＦ２１＃２を識別する情報を含む。この後、第１の実施形態と同様に、基地局１０は、無線リソースの確保、ターゲットＵＥへの通知を行う。
　図１６は、第２の実施形態におけるソースＡＭＦの処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ソースＡＭＦがスライス切替えコマンドを基地局１０に送信した後に実行される。
　Ｓ６１において、ソースＡＭＦは、基地局１０からＮ２パス切替え要求を受信する。このＮ２パス切替え要求は、ターゲットスライスを指定する情報を含む。Ｓ６２においてソースＡＭＦは、Ｎ２パス切替え要求により指定されるターゲットスライスに実装されるＡＭＦ（すなわち、ターゲットＡＭＦ）にスライス切替え要求を送信する。なお、スライス切替え要求を受信したターゲットＡＭＦは、スライス切替え要求により指定されるターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。そして、ターゲットＡＭＦは、スライス切替え応答を利用して、その判定結果をソースＡＭＦに送信する。
　Ｓ６３～Ｓ６４において、ソースＡＭＦは、ターゲットＡＭＦからスライス切替え応答を受信する。そして、ターゲットＡＭＦがターゲットＵＥを受け入れるときは（Ｓ６４：Ｙｅｓ）、ソースＡＭＦは、Ｓ６５において、Ｎ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を基地局１０に送信する。一方、ターゲットＡＭＦがターゲットＵＥを受け入れないときは（Ｓ６４：Ｎｏ）、ソースＡＭＦは、Ｓ６６において、Ｎ２パス切替え応答（ＮＡＣＫ）を基地局１０に送信する。
　＜第３の実施形態＞
　第１および第２の実施形態では、あるスライスにおいて輻輳が発生すると、基地局１０において、選択可能スライスの中からターゲットスライスが選択される。これに対して第３の実施形態では、あるスライスにおいて輻輳が発生すると、基地局１０からソースＡＭＦに選択可能スライスのリストが通知され、ソースＡＭＦにおいて選択可能スライスの中からターゲットスライスが選択される。
　図１７は、本発明の第３の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す。なお、第１の実施形態と同様に、基地局１０は、図５に示すスライス情報を有している。そして、ＡＭＦ２１＃０によりスライス２０＃０の輻輳が検出され、ＡＭＦ２１＃０から基地局１０にスライス切替えコマンドが送信される。このスライス切替えコマンドは、ターゲットＵＥを指定する情報を含む。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０からスライス切替えコマンドを受信すると、そのコマンドにより指定されるターゲットＵＥを特定する。基地局１０は、図５（ｂ）に示すスライス管理テーブルを参照し、ターゲットＵＥに対して予め決められている選択可能スライスを表すスライスリストを作成する。例えば、ターゲットＵＥがユーザ端末＃０であるケースでは、選択可能スライスは、スライス＃１およびスライス＃２である。そして、基地局１０は、スライスリストを含むＮ２パス切替え要求をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。
　ソースＡＭＦ２１＃０は、Ｎ２パス切替え要求に含まれているスライスリストの中からターゲットスライスを選択する。ターゲットスライスは、例えば、スライスリスト中の選択可能スライスから１つずつ順番に選択される。この実施例では、１番目のターゲットスライスとして、スライス＃１が選択されるものとする。この場合、ソースＡＭＦ２１＃０は、スライス２０＃１に実装されるＡＭＦ２１＃１にスライス切替え要求を送信する。
　このスライス切替え要求には、ＰＤＵセッションコンテクストが設定される。そして、このＰＤＵセッションコンテクストは、下記の情報を含む。
（１）ターゲットＵＥを収容する接続先（ＡＰＮ：Access Point Name）
（２）ターゲットＵＥへのダウンリンクを提供する基地局のアドレスおよびパスＩＤ
（３）ターゲットＵＥが要求するサービス品質（ＱｏＳ）
（４）ソーススライスのスライスＩＤ
そして、このスライス切替え要求は、ＡＭＦ＃２１＃１により受信される。なお、各ＡＭＦ２１は、自分が管理するユーザ端末のＰＤＵセッションコンテクストを保持している。あるいは、各ＡＭＦ２１は、自分が管理するユーザ端末のＰＤＵセッションコンテクストを対応するＳＭＦ２２から取得してもよい。
　ソースＡＭＦからスライス切替え要求を受信したＡＭＦの動作は、第２および第３の実施形態において実質的に同じである。すなわち、ＡＭＦ２１＃１は、スライス切替え要求により指定されるターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。そして、ＡＭＦ２１＃１は、その判定結果を表すスライス切替え応答をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。この例では、ＡＭＦ２１＃１はターゲットＵＥを受け入れないので、ＡＭＦ２１＃１からソースＡＭＦ２１＃０にスライス切替え応答（ＮＧ）が送信される。
　ソースＡＭＦ２１＃０は、スライス切替え応答（ＮＧ）を受信すると、スライスリストから次のターゲットスライス（この例では、スライス２０＃２）を選択する。そして、ソースＡＭＦ２１＃０は、次のターゲットスライスに実装されるＡＭＦ２１＃２にスライス切替え要求を送信する。
　ＡＭＦ２１＃２は、ターゲットＵＥを受け入れる。この場合、ＡＭＦ２１＃２は、ソースＡＭＦ２１＃０にスライス切替え応答（ＯＫ）を送信する。そうすると、ソースＡＭＦ２１＃０は、Ｎ２パス切替え応答（N2 Path Switch Request Ack）を基地局１０に送信する。
　このように、第３の実施形態では、ターゲットＡＭＦがターゲットＵＥを受け入れないときに、基地局１０とソースＡＭＦとの間でメッセージは伝送されない。よって、第２の実施形態と比較して第３の実施形態では、コアネットワーク内での制御信号のトラヒックが削減され得る。
　図１８は、第３の実施形態において輻輳が解消したときのスライス切替えの一例を示す。以下の記載では、スライス２０＃０の輻輳に起因してターゲットＵＥの接続先がスライス２０＃０からスライス２０＃２に切り替えられ、その後、スライス２０＃０の輻輳が解消したものとする。なお、ソースＡＭＦから基地局１０への輻輳解除通知の伝送は、図８に示す第１の実施形態および図１８に示す第３の実施形態において実質的に同じである。
　基地局１０は、ソースＡＭＦ２１＃０から輻輳解除通知を受信すると、ソースＡＭＦ２１＃０にＮ２パス切替え要求を送信する。このＮ２パス切替え要求は、ターゲットＵＥが現在接続されているスライスのスライスＩＤを含む。この例では、ターゲットＵＥは、現在、スライス２０＃２に接続されている。なお、基地局１０は、図５（ｂ）に示す切替え管理テーブルを用いて、各ユーザ端末の移動先スライスを管理している。
　ソースＡＭＦ２１＃０は、受信したＮ２パス切替え要求に含まれるスライスＩＤに基づいて、対応するＡＭＦ２１にスライス切替え要求を送信する。すなわち、ソースＡＭＦ２１＃０からＡＭＦ２１＃２へスライス切替え要求が送信される。このスライス切替え要求は、ターゲットＵＥの接続先を元のスライス（この例では、スライス２０＃０）に復帰させる指示を含む。
　ＡＭＦ２１＃２は、スライス切替え要求を受信すると、スライス切替え応答をソースＡＭＦ２１＃０に送信する。このとき、ＡＭＦ２１＃２は、ターゲットＵＥに係わるリソースを解放してもよい。そして、ソースＡＭＦ２１＃０は、ＡＭＦ２１＃２からスライス切替え応答を受信すると、基地局１０にＮ２パス切替え応答を送信する。以降の処理は、第１の実施形態および第３の実施形態において実質的に同じである。
　図１９は、第３の実施形態における基地局の処理の一例を示すフローチャートである。なお、Ｓ７１～Ｓ７２は、図９に示すフローチャートのＳ１～Ｓ２と実質的に同じである。すなわち、基地局１０は、スライス切替えコマンドを受信すると、図５（ｂ）に示す切替え管理テーブルからターゲットＵＥに対応する選択可能スライスを抽出する。
　Ｓ７３において、基地局１０は、抽出した選択可能スライスを表すスライスリストを生成する。そして、基地局１０は、スライス切替えコマンドの送信元（すなわち、ソースＡＭＦ）に、スライスリストを含むＮ２パス切替え要求を送信する。この後、基地局１０は、Ｓ７４において、ソースＡＭＦからの応答を待ち受ける。
　ソースＡＭＦからのＮ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を受信すると、基地局１０は、Ｓ７５～Ｓ７７の処理を実行する。基地局１０がソースＡＭＦから所定時間内にＮ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を受信できないときは、基地局１０の処理は終了する。
　Ｓ７５、Ｓ７６、Ｓ７７は、図９に示すフローチャートのＳ５、Ｓ６、Ｓ９と実質的に同じである。すなわち、基地局１０は、スライス変更通知およびリソース変更通知をターゲットＵＥに送信する。なお、ターゲットＵＥは、基地局１０からスライス変更通知およびリソース変更通知を受信すると、図１４に示すフローチャートの処理を実行する。すなわち、ターゲットＵＥは、基地局１０から受信する変更通知に基づいて、新たなスライスとの間にパスを設定する。
　図２０は、第３の実施形態におけるソースＡＭＦの処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ソースＡＭＦが基地局のスライス切替えコマンドを送信した後に実行される。
　Ｓ８１～Ｓ８４は、図１６に示すフローチャートのＳ６１～Ｓ６４とほぼ同じである。すなわち、ソースＡＭＦは、基地局１０からＮ２パス切替え要求を受信すると、ターゲットスライスに実装されるＡＭＦにスライス切替え要求を送信する。そして、基地局１０は、スライス切替え要求に対する応答を待ち受ける。ただし、第３の実施形態では、ソースＡＭＦは、Ｓ８２において、基地局１０から受信したスライスリストの中からターゲットスライスを選択し、そのターゲットスライスに実装されるＡＭＦにスライス切替え要求を送信する。
　スライス切替え応答（ＯＫ）を受信したときは、ソースＡＭＦは、Ｓ８５において、Ｎ２パス切替え応答（ＡＣＫ）を基地局１０に送信する。また、Ｓ８６において、ソースＡＭＦは、ターゲットＵＥに係わるＰＤＵセッションコンテクストを削除する。
　一方、スライス切替え応答（ＮＧ）を受信したときは、ソースＡＭＦは、Ｓ８７において、選択していない選択可能スライスがスライスリストに残っているか否かを判定する。そして、選択可能スライスがスライスリストに残っているときは、ソースＡＭＦの処理はＳ８２に戻る。すなわち、ソースＡＭＦは、スライス切替え応答（ＯＫ）を受信するまでＳ８２の処理を繰返し実行する。ただし、ソースＡＭＦは、いずれの選択可能スライスからもスライス切替え応答（ＯＫ）を受信できないときは、Ｓ８８において、Ｎ２パス切替え応答（ＮＡＣＫ）を基地局１０に送信する。
　図２１は、第３の実施形態においてユーザ端末を受け入れるか拒否するかを判定する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図１７に示す例では、ＡＭＦ２１＃１または２１＃２により実行される。
　Ｓ９１～Ｓ９４は、図１２に示すフローチャートのＳ３１～Ｓ３４とほぼ同じである。ただし、第１の実施形態では、図４および図１２に示すように、ＡＭＦは、基地局１０から受信するＮ２パス切替え要求に応じてターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。これに対して、第３の実施形態では、図１７および図２１に示すように、ＡＭＦは、ソースＡＭＦから受信するスライス切替え要求に応じてターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。
　具体的には、ＡＭＦは、Ｓ９１においてソースＡＭＦから受信するスライス切替え要求に応じて、ターゲットＵＥを受け入れるか否かを決定する（Ｓ９２～Ｓ９４）。そして、ターゲットＵＥを受け入れるときは、ＡＭＦは、Ｓ９５において、ソースＡＭＦにスライス切替え応答（ＯＫ）を送信する。一方、ターゲットＵＥを拒否するときは、ＡＭＦは、Ｓ９６において、ソースＡＭＦにスライス切替え応答（ＮＧ）を送信する。なお、Ｓ９５またはＳ９６のスライス切替え応答（ＯＫ／ＮＧ）は、図２０に示すフローチャートのＳ８３でソースＡＭＦにより受信される。
　＜第４の実施形態＞
　図２２は、本発明の第４の実施形態に係わるスライス切替えの一例を示す。スライス切替えのシーケンスは、第３の実施形態および第４の実施形態においてほぼ同じである。ただし、第４の実施形態では、基地局１０からソースＡＭＦに送信されるＮ２パス切替え要求は、ターゲットＵＥに対応する選択可能スライスを表すスライスリストに加えて、各選択スライスのプロファイルを表すスライス情報を含む。スライス情報は、例えば、各選択スライスのＱｏＳを表す。
　ソースＡＭＦは、基地局１０から受信するＮ２パス切替え要求に応じてターゲットＡＭＦを選択する。すなわち、ソースＡＭＦは、第３の実施形態と同様に、Ｎ２パス切替え要求に含まれているスライスリストの中からターゲットスライスを選択する。そして、ソースＡＭＦは、選択したターゲットスライスのＡＭＦにスライス切替え要求を送信する。ただし、第４の実施形態では、ソースＡＭＦは、スライス切替え要求と共に基地局１０から受信したスライス情報をターゲットスライスのＡＭＦに送信する。そうすると、ターゲットスライスのＡＭＦは、ソースＡＭＦから受信するスライス情報に基づいて、ターゲットＵＥを受け入れるか否かを判定する。
　＜ハードウェア構成＞
　図２３（ａ）は、基地局（ｇＮＢ）１０のハードウェア構成の一例を示す。基地局１０は、ＣＰＵ１１、メモリ１２、無線処理部１３、およびネットワークインタフェース１４を備える。ただし、基地局１０は、図２３（ａ）に示していない他の要素を備えていてもよい。
　ＣＰＵ１１は、メモリ１２に格納されているプログラムを実行することにより、基地局１０の機能を実現する。例えば、第１の実施形態では、ＣＰＵ１１は、図９～図１０に示すフローチャートの処理を記述したプログラムを実行する。また、第３の実施形態では、ＣＰＵ１１は、図１９に示すフローチャートの処理を記述したプログラムを実行する。
　メモリ１２は、ＣＰＵ１１により実行されるプログラムを格納する。また、メモリ１２は、ＣＰＵ１１の作業領域を提供する。更に、メモリ１２は、基地局１０の動作に必要なデータおよび情報を格納する。無線処理部１３は、ユーザ端末５０に無線信号を送信し、ユーザ端末５０から無線信号を受信する。ネットワークインタフェース１４は、コアネットワークに接続する。すなわち、ネットワークインタフェース１４は、各スライスネットワークのＡＭＦ２１およびＵＰＦ２３に接続する。
　図２３（ｂ）は、ＡＭＦ２１のハードウェア構成の一例を示す。ＡＭＦ２１は、ＣＰＵ６１、メモリ６２、およびネットワークインタフェース６３を備える。ただし、ＡＭＦ２１は、図２３（ｂ）に示していない他の要素を備えていてもよい。また、ＡＭＦ２１を実現するハードウェア回路は、ＳＭＦ２２の機能を提供してもよい。すなわち、ＡＭＦ２１およびＳＭＦ２２は、ハードウェア回路を共用してもよい。
　ＣＰＵ６１は、メモリ６２に格納されているプログラムを実行することにより、ＡＭＦ２１の機能を実現する。たとえば、第１の実施形態では、ＣＰＵ６１は、図１１～図１３に示すフローチャートの処理を記述したプログラムを実行する。また、第３の実施形態では、ＣＰＵ６１は、図２０～図２１に示すフローチャートの処理を記述したプログラムを実行する。
　メモリ６２は、ＣＰＵ６１により実行されるプログラムを格納する。また、メモリ６２は、ＣＰＵ６１の作業領域を提供する。更に、メモリ６２は、ＡＭＦ２１の動作に必要なデータおよび情報を格納する。ネットワークインタフェース６３は、基地局１０、コアネットワーク内の他のデバイス、データネットワーク３０に接続する。
　図２３（ｃ）は、ユーザ端末（ＵＥ）５０のハードウェア構成の一例を示す。ユーザ端末５０は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、および無線処理部５３を備える。ただし、ユーザ端末５０は、図２３（ｃ）に示していない他の要素を備えていてもよい。
　ＣＰＵ５１は、メモリ５２に格納されているプログラムを実行することにより、ユーザ端末５０の機能を実現する。例えば、ＣＰＵ５１は、図１４に示すフローチャートの処理を記述したプログラムを実行する。メモリ５２は、ＣＰＵ５１により実行されるプログラムを格納する。また、メモリ５２は、ＣＰＵ５１の作業領域を提供する。更に、メモリ５２は、ユーザ端末５０の動作に必要なデータおよび情報を格納する。無線処理部５３は、基地局１０に無線信号を送信し、基地局１０から無線信号を受信する。
　＜他の実施形態＞
　上述の実施例では、通信システム１００において輻輳が発生したときは、ユーザ端末ごとにスライスの切替えが実行されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、通信システム１００は、ＰＤＵセッション毎にスライス切替えを実行してもよい。この場合、例えば、輻輳を検出したＡＭＦ２１は、ターゲットＰＤＵセッションを選択して基地局１０に通知する。基地局１０は、ターゲットＰＤＵセッションに対して予め指定されている選択可能スライスの中からターゲットスライスを選択する。基地局１０は、ターゲットスライスに実装されるＡＭＦにＮ２パス切替え要求を送信する。Ｎ２パス切替え要求を受信した新たなＡＭＦは、ターゲットＰＤＵセッションが要求する品質等に基づいて、そのセッションを受け入れるか拒否するかを判定する。この判定結果は、Ｎ２パス切替え応答により基地局１０に通知される。ここで、新たなＡＭＦがターゲットＰＤＵセッションを受け入れるケースでは、新たなＡＭＦから基地局１０にＮ２パス切替え応答（ＡＣＫ）が送信され、基地局１０からターゲットＰＤＵセッションに対応するユーザ端末に変更通知が送信される。そして、ユーザ端末は、変更通知に基づいて、新たなＡＭＦが実装されるスライスとの間にパスを設定する。
１０　基地局（ｇＮＢ）
２０（２０＃０～２０＃２）　スライスネットワーク
２１（２１＃０～２１＃２）　ＡＭＦ
２２　ＳＭＦ
２３　ＵＰＦ
２４　ＡＵＳＦ
２５　ＵＤＭ
２６　ＰＣＦ
３０　データネットワーク
５０　ユーザ端末（ＵＥ）
１１、５１、６１　ＣＰＵ
１２、５２、６２　メモリ
１００　通信システム

Claims (13)

  1. 　複数のスライスネットワークを含む通信システムであって、
    　複数のスライスネットワークの中の少なくとも１つのスライスネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
    　端末を収容し、前記複数のスライスネットワークの中から前記端末に接続するスライスネットワークを選択する基地局と、を備え、
    　前記輻輳検出部は、輻輳に係わる情報を前記基地局に通知する
    　ことを特徴とする通信システム。
  2. 　前記基地局は、前記輻輳検出部から通知される輻輳に係わる情報に基づいて、前記複数のスライスネットワークの中から前記端末に接続するスライスネットワークを選択する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記複数のスライスネットワークの中の前記端末が接続される第１のスライスネットワークにおいて輻輳が検出されたことを表す情報が前記輻輳検出部から前記基地局に通知されたときに、前記基地局は、
    　　前記複数のスライスネットワークの中から、前記端末が要求する通信条件を満足する第２のスライスネットワークを選択し、
    　　前記端末との接続を許可するか否かを問い合わせるメッセージを前記第２のスライスネットワークに送信する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  4. 　前記メッセージは、前記端末が要求する通信条件に係わる情報を含む
    　ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
  5. 　前記基地局は、前記端末との接続を許可することを表すメッセージを前記第２のスライスネットワークから受信すると、前記端末が接続するスライスネットワークが前記第１のスライスネットワークから前記第２のスライスネットワークに変更されることを表すメッセージを前記端末に送信する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
  6. 　前記基地局は、前記端末との接続の切断を要求するメッセージを前記第１のスライスネットワークに送信する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
  7. 　前記第１のスライスネットワークにおいて輻輳が解消したことを表す情報が前記輻輳検出部から前記基地局に通知されたときに、前記基地局は、前記端末が接続するスライスネットワークが前記第２のスライスネットワークから前記第１のスライスネットワークに変更されることを表すメッセージを前記第２のスライスネットワークに送信する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
  8. 　前記複数のスライスネットワークの中の前記端末が接続される第１のスライスネットワークにおいて輻輳が検出されたことを表す情報が前記輻輳検出部から前記基地局に通知されたときに、前記基地局は、
    　　前記複数のスライスネットワークの中から、前記端末が要求する通信条件を満足する第２のスライスネットワークを選択し、
    　　選択した第２のネットワークを識別する情報を前記第１のスライスネットワークに送信し、
    　前記端末との接続を許可するか否かを問い合わせるメッセージが、前記第１のスライスネットワークから前記第２のスライスネットワークへ送信される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  9. 　前記複数のスライスネットワークの中の前記端末が接続される第１のスライスネットワークにおいて輻輳が検出されたことを表す情報が前記輻輳検出部から前記基地局に通知されたときに、前記基地局は、
    　　前記複数のスライスネットワークの中から、前記端末が要求する通信条件を満足するスライスネットワークの候補を抽出し、
    　　前記スライスネットワークの候補を前記第１のスライスネットワークに通知し、
    　前記端末との接続を許可するか否かを問い合わせるメッセージが、前記第１のスライスネットワークから前記スライスネットワークの候補の中から選択されるスライスネットワークに送信される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  10. 　複数のスライスネットワークを含む通信システムにおいて使用される基地局装置であって、
    　端末を収容する無線処理部と、
    　前記複数のスライスネットワークに接続するネットワークインタフェースと、
    　前記複数のスライスネットワークの中から前記端末に接続するスライスネットワークを選択するプロセッサと、を備え、
    　前記複数のスライスネットワークの中の前記端末が接続される第１のスライスネットワークにおいて輻輳が検出されたことを表す情報を受信すると、前記プロセッサは、
    　　前記複数のスライスネットワークの中から、前記端末が要求する通信条件を満足する第２のスライスネットワークを選択し、
    　　前記端末との接続を許可するか否かを問い合わせるメッセージを、前記ネットワークインタフェースを介して前記第２のスライスネットワークに送信する
    　ことを特徴とする基地局装置。
  11. 　前記端末との接続を許可することを表すメッセージを前記第２のスライスネットワークから受信すると、前記プロセッサは、前記端末が接続するスライスネットワークが前記第１のスライスネットワークから前記第２のスライスネットワークに変更されることを表すメッセージを、前記無線処理部を介して前記端末に送信する
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
  12. 　基地局装置および複数のスライスネットワークを含む通信システムにおいて使用される端末装置であって、
    　プロセッサと、
    　前記基地局から無線信号を受信し、前記基地局に無線信号を送信する無線処理部と、を備え、
    　前記複数のスライスネットワークの中の前記端末装置に接続する第１のスライスネットワークにおいて輻輳が検出されたことに起因して、前記端末装置が接続するスライスネットワークが前記第１のスライスネットワークから前記複数のスライスネットワークの中の第２のスライスネットワークに変更されることを表すスライス情報および前記第２のスライスネットワークに接続するために割り当てられたリソースを表すリソース情報を、前記基地局から前記無線処理部を介して受信したときに、前記プロセッサは、前記リソース情報により表されるリソースを使用して前記第２のスライスネットワークに接続する
    　ことを特徴とする端末装置。
  13. 　基地局および複数のスライスネットワークを含む通信システムにおいて端末と前記複数のスライスネットワークの中から選択されるスライスネットワークとを接続する通信方法であって、
    　前記複数のスライスネットワークの中の第１のスライスネットワークにおいて輻輳が検出されたときに、前記第１のスライスネットワークに実装される管理装置が、第１のスライスネットワークに接続される端末の中からターゲット端末を抽出し、
    　前記管理装置は、抽出したターゲット端末を識別する情報を前記基地局装置に送信し、
    　前記基地局は、複数のスライスネットワークの中から前記ターゲット端末に対して予め指定されているスライスネットワークを選択し、
    　前記基地局は、選択したスライスネットワークに前記ターゲット端末との接続を許可するか否かを問い合わせるメッセージを送信する
    　ことを特徴とする通信方法。
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