WO2020152954A1 - ネットワーク配置制御装置、通信システム、および、その制御方法 - Google Patents

ネットワーク配置制御装置、通信システム、および、その制御方法 Download PDF

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WO2020152954A1
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高野　裕昭
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ソニー株式会社
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    • H04L43/0888—Throughput

Definitions

  • the present technology relates to communication systems. More specifically, the present invention relates to a network placement control device that controls placement of networks, a communication system, and a control method thereof.
  • edge computing In the communication system, the technology of edge computing is known in which the function related to the user data of the network is placed near the terminal. As a result, it is possible to reduce communication delay and distribute the load in the system.
  • an edge server for managing radio resources of a base station according to the characteristics of a terminal has been proposed (for example, refer to Patent Document 1).
  • the desired function is arranged near the terminal to reduce the delay of the network, while managing the wireless resource between the terminal and the base station.
  • the arrangement of the network functions in edge computing cannot be flexibly controlled by the service provider, and there is a problem that it is difficult to obtain sufficient performance.
  • This technology was created in view of such circumstances, and its purpose is to flexibly control the arrangement of network functions in edge computing.
  • the present technology has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a first aspect thereof is an acquisition unit that acquires information about performance corresponding to the arrangement position of a predetermined partial function of a network, and the performance described above.
  • a network arrangement control device comprising: a determination unit that determines an arrangement position of the partial function based on information about the partial function; and a setting request unit that requests the network to set the partial function at the determined arrangement position.
  • a communication system, and a network arrangement control method brings about the effect of arranging a predetermined partial function of the network at the arrangement position determined based on the information on the performance.
  • the information on the performance may include at least one of delay, cost, tolerance to congestion, and expected throughput. This brings about the effect of arranging a predetermined partial function of the network in consideration of delay, cost, resistance to congestion, and expected throughput.
  • the acquisition unit may request measurement of the performance, request presentation of the measured performance, and acquire information about the performance. This brings about an effect of arranging a predetermined partial function of the network based on the information on the measured performance.
  • the determining unit may determine the arrangement position of the partial function from a plurality of options presented in advance. This brings about the effect that the arrangement position of the partial function is determined according to the condition selected from the plurality of options.
  • the partial function may be a user plane function that performs transmission/reception processing of user data.
  • the information regarding the performance may include a delay time between the user plane function and a delay time between the user plane function and the base station.
  • the partial function may be a predetermined plane in a predetermined network slice.
  • the predetermined plane may be a control plane for control processing or a user plane for user data transmission/reception processing.
  • the network may be a core network in the 3GPP standard.
  • First embodiment (example of arranging user plane function) 2.
  • Second embodiment (example of arranging network slice portion)
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a communication system in an embodiment of the present technology.
  • This communication system includes a core network 10 according to the 3GPP (Third Generation Partnership Project) standard and a base station device 30.
  • 3GPP Third Generation Partnership Project
  • the core network 10 is a backbone network that constitutes a public network, and for example, EPC (Evolved Packet Core) and 5G core network (5G Next Generation Core) are assumed.
  • the core network 10 can be divided into a control plane 100 and a user plane 200.
  • the control plane 100 is a function group for control processing such as line connection.
  • the user plane 200 is a group of functions for user data transmission/reception processing.
  • the base station device 30 is a base station that constitutes a RAN (Radio Access Network) and provides a network connection to the terminal 40.
  • the base station device 30 connects to the core network 10 via a backhaul line 20.
  • the backhaul line 20 is a line that relays the access line of the base station device 30 and the backbone line of the core network 10 by wireless or wired.
  • the terminal 40 is a user terminal (UE: User Equipment) used by a user.
  • UE User Equipment
  • NR New Radio Access
  • 5G 5th generation cellular communication system
  • LTE Long Term Evolution
  • NR has two characteristics. One is to realize high-speed and large-capacity communication using a frequency band from 6 GHz to 100 GHz. The other is to efficiently accommodate communication forms for various use cases.
  • various use cases are high-speed and large-capacity communication, low-delay communication, and MTC (Machine Type Communication).
  • D2D Device to Device
  • a single network is required to accommodate these various communications.
  • EPC was the technology on the core network side that connects to the RAN, but new core is being considered as a successor.
  • the new core needs to efficiently accommodate various types of communication provided by NR, such as mobile broadband, low latency communication, MTC, and D2D, as well as CAPEX/OPEX (installation of equipment). It is necessary to keep costs and operating costs low. In order to provide various communication modes while keeping CAPEX/OPEX low, it is difficult to realize it by providing different communication networks. Therefore, while operating on a single network, it is necessary to flexibly change the capacity of the network according to the importance of the communication volume of each communication form.
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration example of a communication system in the embodiment of the present technology.
  • the UE 400 corresponds to the terminal 40 described above.
  • the RAN 300 corresponds to the base station device 30 described above.
  • the core network 10 can be divided into the control plane 100 and the user plane 200.
  • the control plane 100 includes a NEF 101, a PCF 102, a UDM 103, an AF 104, an AUSF 105, an SMF 106, an NSSF 107, an NRF 108, an AMF 109, and an ECMF 184.
  • the ECMF 184 is a new function in this embodiment, and the other functions are existing network functions of 3GPP.
  • SBA Service Based Architecture
  • the protocol in this SBA is HTTP/2 based, and the file format can exchange information in the JSON (JavaScript Object Notation) format (JavaScript is a registered trademark).
  • AF (Application Function) 104 communicates with the core network 10 to supply a service.
  • the AF 104 can send a service request and receive a response from each network function via the NEF 101. Basically, it is used by the AF 104 to acquire information possessed by each network function.
  • the AF 104 can acquire information such as the position, time zone, connection state (idle state/RRC connection state) of the UE 400 from the core network 10.
  • the AF 104 can be arranged inside or outside the core network 10.
  • a NEF (Network Exposure Function) 101 is an interface that provides the AF 104 inside and outside the core network 10 with information on each function within the core network 10.
  • the PCF (Policy Control Function) 102 provides a QoS (Quality of Service) policy.
  • a UDM (Unified Data Management) 103 performs control for storing data in the core network 10.
  • An AUSF (Authentication Server Function) 105 has a function of authenticating (Authentication) whether or not the UE 400 is a reliable terminal at the time of an attach request.
  • the SMF (Session Management Function) 106 has a function of processing an attach request of the UE 400.
  • An NSSF (Network Slice Selection Function) 107 has a function of assigning a network slice to the UE 400.
  • An NRF (Network Repository Function) 108 performs service discovery.
  • An AMF (Access and Mobility Management Function) 109 controls handover.
  • An ECMF (Edge Computing Management Function) 184 is a new function in this embodiment and manages the arrangement of network functions in the core network 10.
  • the user plane 200 includes a UPF 201 and a DN 202.
  • a UPF (User Plane Function) 201 is a connection point with a DN (Data Network) 202.
  • DN Data Network
  • UPF 201 is located as close as possible to UE 400. That is, by arranging the UPF 201 and the DN 202 in a network that is close to the UE 400 and the RAN 300 connected to the UE 400 in distance, it is possible to reduce the transmission delay between the UE 400 and the DN 202.
  • FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration example of the AF 104 in the embodiment of the present technology.
  • the AF 104 includes an acquisition unit 141, a determination unit 142, and a setting request unit 143.
  • the acquisition unit 141 acquires information regarding performance corresponding to the arrangement position of a predetermined partial function of the core network 10. In the first embodiment, it is mainly assumed that the information on the performance corresponding to the arrangement position of the UPF 201 is acquired.
  • the determining unit 142 determines the arrangement position of the partial function based on the information regarding the performance acquired by the acquiring unit 141. In the first embodiment, it is mainly assumed that the arrangement position of the UPF 201 is determined.
  • the setting requesting unit 143 requests the ECMF 184 of the core network 10 to set the partial function at the arrangement position determined by the determining unit 142.
  • the AF 104 it is generally difficult for the AF 104 to specify the placement position of the UPF 201. This is because even if the actual location of the network is specified by latitude and longitude, the perspective of the actual location may not be meaningful depending on the topology of the network. Therefore, it is desirable to present in advance a plurality of configurations in which the UPF 201 can be arranged from the core network 10 to the AF 104.
  • the delay time between the base station device 30 and the UPF 201 is disclosed as information for each configuration.
  • the AF 104 requests the measurement of the delay between the AF 104 and the assumed location of the UPF 201.
  • it may be determined in consideration of both the delay between the base station device 30 and the UPF 201 and the delay between the UPF 201 and the AF 104.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing a first example of a processing procedure according to the first embodiment of the present technology.
  • the core network 10 obtains information regarding the delay time with the base station device 30 for each position of the UPF 201 (711). That is, the core network 10 can acquire information regarding the delay time in advance.
  • AF 104 requests information regarding delay time from core network 10 (714).
  • the core network 10 presents information regarding the delay time to the AF 104 (715).
  • the AF 104 determines the placement position of the UPF 201 in consideration of the information regarding the delay time (716), and requests the core network 10 to set the placement position of the UPF 201 (717).
  • the core network 10 arranges the UPF 201 in response to the request from the AF 104 (718).
  • FIG. 5 is a diagram showing a first example of information presented to the AF 104 in the first embodiment of the present technology.
  • the AF 104 selects one from these options and uses the setting number to request the core network 10 to set the arrangement position of the UPF 201.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing a second example of the processing procedure in the first embodiment of the present technology.
  • the AF 104 requests the core network 10 to measure the delay between the AF 104 and the assumed location of the UPF 201 (722). ..
  • the core network 10 measures the expected delay time between the UPF 201 and the AF 104 (723).
  • the AF 104 requests the core network 10 for information regarding the delay time between the UPF 201 and the AF 104 (724). In response to this, the core network 10 presents information regarding the delay time to the AF 104 (725).
  • the AF 104 determines the placement position of the UPF 201 in consideration of the information regarding the delay time (726), and requests the core network 10 to set the placement position of the UPF 201 (727).
  • the core network 10 arranges the UPF 201 in response to the request from the AF 104 (728).
  • FIG. 7 is a diagram showing a second example of information presented to the AF 104 in the first embodiment of the present technology.
  • the AF 104 selects one from these options and uses the setting number to request the core network 10 to set the arrangement position of the UPF 201.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing a third example of the processing procedure according to the first embodiment of the present technology.
  • the UPF 201 is arranged in consideration of both the information regarding the delay time between the base station device 30 and the UPF 201 and the information regarding the delay time between the AF 104 and the UPF 201. Therefore, the core network 10 measures information regarding the delay time between the assumed UPF 201 and the base station device 30 (731).
  • the AF 104 requests the core network 10 to measure the delay between the AF 104 and the assumed location of the UPF 201 (732).
  • the core network 10 measures the expected delay time between the UPF 201 and the AF 104 (733).
  • the AF 104 requests the core network 10 for information regarding the delay time between the UPF 201 and the AF 104 (734). In response to this, the core network 10 presents information regarding the delay time to the AF 104 (735).
  • the AF 104 determines the arrangement position of the UPF 201 in consideration of both the information regarding the delay time between the base station device 30 and the UPF 201 and the information regarding the delay time between the AF 104 and the UPF 201 (736), and determines the UPF 201.
  • the core network 10 is requested to set the arrangement position of (7).
  • the core network 10 arranges the UPF 201 in response to the request from the AF 104 (738).
  • the information about the delay time is illustrated as the information about the performance of the arrangement position of the UPF 201.
  • the information regarding the performance may include cost, resistance to congestion, and expected throughput, and may be combined so as to include at least one of these.
  • FIG. 9 is a diagram showing a third example of information presented to the AF 104 in the first embodiment of the present technology.
  • the resistance is “low” for the setting number "1”
  • the resistance is “high” for the setting number "2”
  • the resistance is "medium” for the setting number "3”.
  • the AF 104 selects one from these options and uses the setting number to request the core network 10 to set the arrangement position of the UPF 201.
  • the route is short, so that it is less likely to be affected by congestion in the inner part of the core network 10.
  • FIG. 10 is a diagram showing a fourth example of information presented to the AF 104 in the first embodiment of the present technology.
  • the cost is “low” for the setting number “1”, the cost is “high” for the setting number “2”, and the cost is “medium” for the setting number “3”.
  • the AF 104 selects one from these options and uses the setting number to request the core network 10 to set the arrangement position of the UPF 201.
  • FIG. 11 is a diagram showing a fifth example of information presented to the AF 104 in the first embodiment of the present technology.
  • the throughput is “low” for the setting number “1”
  • the throughput is “high” for the setting number “2”
  • the throughput is “medium” for the setting number “3”.
  • the AF 104 selects one from these options and uses the setting number to request the core network 10 to set the arrangement position of the UPF 201.
  • the application position of the UPF 201 is determined according to the throughput information.
  • the AF 104 determines the placement position of the UPF 201 based on the information regarding the performance, and requests the core network 10 for the setting position. This allows the service provider to flexibly control the position of the UPF 201. Since it is possible to set the network configuration desired by the service provider, the service can be finely customized for the user's request. For example, an effect that the quality of the communication path provided to the user can be easily ensured can be expected.
  • Example (cloud game system) Next, examples corresponding to the first embodiment will be described. More specifically, a case where the service provided to the terminal 40 in the first embodiment is a cloud game using augmented reality (AR: Argument Reality) or virtual reality (VR) will be described.
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • “Motion-to-photon” delay is defined as the delay between the physical movement of the user's head and the updated image in the AR/VR headset (eg HMD (Head Mount Display)).
  • the above-mentioned technical report specifies that the "motion-to-photon” delay is in the range of 7 to 15 ms while maintaining the required data rate (1 Gbps).
  • “Motion-to-sound” delay is defined as the delay between the physical movement of the user's head and the updated sound waves from the head mounted speaker that reach the user's ear.
  • the above technical report specifies that the "motion-to-sound” delay be less than 20 ms.
  • the AR/VR headset or the head mounted speaker may be the terminal 40 in the first embodiment.
  • the above-mentioned technical report and technical specifications specify that the 5G system should meet the following two requirements for rendering.
  • “Max Allowed End-to-end latency” maximum allowable delay
  • the total allowable uplink and downlink delay between the terminal (eg terminal 40) and the interface to the data network (eg the network in which the AF 104 is located) is 5 ms. ..
  • the "Service bit rate: user-experienced data rate” is 0.1 Gbps (100 Mbps). This is the throughput that can support AR/VR content.
  • the rendering in this embodiment includes cloud rendering, edge rendering or split rendering.
  • cloud rendering AR/VR data is rendered on the cloud of the network.
  • the cloud is a network composed of a certain entity or a plurality of entities based on a core network (including UPF) arrangement and a data network (including application server and AF) arrangement that do not consider the position of the user.
  • edge rendering AR/VR data is rendered on the edge of the network.
  • the edge is a network including a certain entity or a plurality of entities based on a core network (including UPF) arrangement and a data network (including application server and AF) arrangement close to the user's position.
  • the edge corresponds to an edge computing server, which is an application server in a data network in a network arrangement for edge computing.
  • the split rendering means a rendering in which a part of the rendering is performed on the cloud and the other part is performed on the edge.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a cloud rendering system which is an example of the first exemplary embodiment of the present technology.
  • the images of the cloud rendering server (Cloud Render Server) 500 and the AR/VR client 400 described in the above technical report are assumed.
  • the cloud rendering server 500 renders RAW video in response to a request from the AR/VR client 400.
  • the cloud rendering server 500 communicates with the AR/VR client 400 by RTP (Real-time Transport Protocol) 510 via the Web socket 520.
  • RTP Real-time Transport Protocol
  • the RAW video received from the AR/VR client 400 is temporarily held in the RAW video memory 530 and processed by a GPU (Graphics Processing Unit) 540.
  • the GPU 540 renders RAW video according to the procedures of the AR/VR capture 541, the application stage 542, the geometry stage 543, and the rasterizer stage 544.
  • the video (or image) 550 rendered by the GPU 540 is again supplied to the AR/VR client 400 by the RTP 510.
  • AR/VR client 400 communicates with cloud rendering server 500 by RTP410.
  • the video supplied from the cloud rendering server 500 is decoded by the video decoder 421 and displayed on the video display 431.
  • the audio is decoded by the audio decoder 422 and output from the audio display 432.
  • the AR/VR client 400 may correspond to the terminal 40 in the above-described first embodiment.
  • the cloud rendering server 500 may be the AF 104 according to the above-described first embodiment, or may be an application server for edge computing (for example, an edge computing server) that operates in cooperation with the AF 104. It may be. Further, the cloud rendering server 500 may be called an edge rendering server (Edge Render Server) or a split rendering server (Split Render Server).
  • the delay time and throughput between the UPF and another node are taken into consideration when determining the UPF placement.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure in an example of the first exemplary embodiment of the present technology.
  • the UPF whose delay between the UPF 201 and another node is less than the permissible delay is arranged as the UPF 201 for the terminal 40.
  • the AF 104 determines that the service supplied to the terminal 40 is an AR/VR service (730). Before and after, the core network 10 measures information regarding the delay time between the supposed UPF 201 and the base station device 30 (731).
  • the AF 104 requests the core network 10 to measure the delay between the AF 104 and the assumed location of the UPF 201 (732).
  • the core network 10 measures the expected delay time between the UPF 201 and the AF 104 (733).
  • the AF 104 requests the core network 10 for information regarding the delay time between the UPF 201 and the AF 104 (734). In response to this, the core network 10 presents information regarding the delay time to the AF 104 (735).
  • the AF 104 provides both the information regarding the delay time between the base station device 30 and the UPF 201, the information regarding the delay time between the AF 104 and the UPF 201, and 5 ms of the above-mentioned “Max Allowed End-to-end latency”. Compare (739). Accordingly, the UPF in which the delay between the UPF 201 and another node is less than the permissible delay is determined as the placement position of the UPF 201 for the terminal 40 (736), and the core network 10 is requested to set the placement position of the UPF 201 ( 737).
  • the core network 10 arranges the UPF 201 in response to the request from the AF 104 (738).
  • the delay time between the UPF 201 and another node is compared with "Max Allowed End-to-end latency", but it is not limited to this.
  • the estimated throughput when the UPF 201 is used and the above-mentioned “Service bit rate: user-experienced data rate” are compared, and the UPF that satisfies the expected throughput is arranged at the position where the UPF 201 is arranged for the terminal 40. May be determined as
  • Second Embodiment> In the above-described first embodiment, the arrangement position of the UPF 201 in the core network 10 is controlled, but in the second embodiment, the arrangement position is controlled for each part of the network slice.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a network slice according to the second embodiment of the present technology.
  • the core network 10 is provided with a plurality of network slices in order to efficiently accommodate the communication forms of various use cases.
  • the network slice #1 (11) is used for a low-delay network
  • the network slice #2 (12) is used for an MTC that facilitates communication between network functions
  • the network slice #3 (13) is used for communication between devices. It is possible to envision applications that are easily performed.
  • MPLS Multi-Protocol Label Switch
  • VPN Virtual Private Network
  • MPLS Multi-Protocol Label Switch
  • the routing is performed by each switch referring to the destination IP header.
  • MPLS provides a label
  • the MPLS-compatible switch looks at the label and performs routing. This makes it possible to explicitly specify a route through the network for each VPN.
  • a plurality of networks can be virtually arranged by assigning labels that pass through different paths for each network slice. Since a network that is not physically separated is used, it is possible to isolate network slices by performing control that guarantees a band between VPNs for each network slice.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a functional configuration example of a communication system according to the second embodiment of the present technology.
  • two network slices are assumed and a common control function 190 common to both is assumed.
  • the common control function 190 is a function group common to the two network slices (#1 and #2).
  • the NSSF 197, NRF 198, and AMF 199 included in this common control function 190 are the same as those of the control plane 100 in the above-described first embodiment.
  • this common control function 190 will be referred to as "part A”.
  • the network slice #1 is divided into a control plane 110 and a user plane 210.
  • the NEF 111, PCF 112, UDM 113, AF 114, AUSF 115, and SMF 116 included in the control plane 110 are the same as those of the control plane 100 in the above-described first embodiment.
  • the UPF 211 and the DN 212 included in the user plane 210 are the same as those of the user plane 200 in the above-described first embodiment.
  • the network slice #2 is divided into a control plane 120 and a user plane 220.
  • the NEF 121, PCF 122, UDM 123, AF 124, AUSF 125, and SMF 126 included in the control plane 120 are the same as those of the control plane 100 in the above-described first embodiment.
  • the UPF 221 and the DN 222 included in the user plane 220 are the same as those of the user plane 200 in the above-described first embodiment.
  • control plane 110 or 120 will be referred to as “part B”.
  • user plane 210 or 220 is referred to as a “part C”.
  • the core network 10 is requested to determine which of the network slice parts A, B, and C are to be located nearby. Depending on which parts of the network slices are located closer together, network slices of different nature can be realized. Further, since this designation designates a network slice identifier as will be described later, different edge computing characteristics can be realized for each network slice.
  • FIG. 16 is a diagram showing a first example of a placement request from the AF 104 according to the second embodiment of the present technology.
  • the ECMF 184 takes the lead and places each part of the network slice, as in the first embodiment.
  • the AF 104 needs to know how many network slices may be created and each network slice's identifier.
  • FIG. 17 is a diagram showing a second example of a placement request from the AF 104 according to the second embodiment of the present technology.
  • each network slice identifier is specified, and whether or not each part is arranged is specified. That is, the number of network slices required by the AF 104 is set to "2", the identifiers are assigned to the respective network slices such as "#1" and "#2", and then the placement request is made.
  • FIG. 18 is a diagram showing a third example of a placement request from the AF 104 according to the second embodiment of the present technology.
  • congestion tolerance is specified for each of the portions A, B, and C. Further, regarding the portions B and C, which network slice is designated by the network slice identifier is designated.
  • Network slice independence depends on how the network slice is implemented. The level is different whether it is isolated by another server or by virtual machines in one server. That is, if the server itself is arranged separately from the server in which other congestion occurs so as not to be affected by other congestion, congestion will be less likely to occur.
  • the AF 104 wants to control how resistant the core network 10 is to congestion. Therefore, it is important for the AF 104 to notify the core network 10 of the level of resistance to congestion and request it for each network slice and for each part of the network slice.
  • FIG. 19 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure in the second embodiment of the present technology.
  • the AF 104 specifies the placement of the functions of the parts A, B, and C (741) and requests the core network 10 (742) according to the example of the placement request described above.
  • the core network 10 responds to the placement request from the AF 104 as to whether or not placement is possible (743). Then, if possible, the core network 10 arranges the function of the designated portion (748), and reports the fact to the AF 104 after the arrangement is completed (749).
  • the arrangement position may be determined for each part of the network slice based on the information regarding the performance, as in the above-described first embodiment.
  • the characteristics of the partial functions in the network slice can be finely controlled by combining the network slice and the edge computing.
  • the processing procedure described in the above-described embodiment may be regarded as a method having these series of procedures, or as a program for causing a computer to execute these series of procedures or a recording medium storing the program. You can catch it.
  • this recording medium for example, a CD (Compact Disc), an MD (MiniDisc), a DVD (Digital Versatile Disc), a memory card, a Blu-ray disc (Blu-ray (registered trademark) Disc), or the like can be used.
  • the present technology may have the following configurations.
  • An acquisition unit that acquires information about performance corresponding to the arrangement position of a predetermined partial function of the network, A determining unit that determines the arrangement position of the partial function based on the information on the performance, A network placement control apparatus comprising: a setting requesting unit that requests the network to set the partial function at the determined placement position.
  • the network arrangement control device according to (1), wherein the performance information includes at least one of delay, cost, tolerance to congestion, and assumed throughput.
  • the network arrangement control device determines an arrangement position of the partial function from a plurality of options presented in advance.
  • the partial function is a user plane function for performing transmission/reception processing of user data.
  • the information regarding the performance includes a delay time with respect to the user plane function.
  • the information regarding the performance includes a delay time between the user plane function and the base station.
  • the network arrangement control device includes a delay time between the user plane function and the terminal.
  • the network arrangement control device (9) The network arrangement control device according to (8), wherein the delay time between the user plane function and the terminal is a predetermined maximum allowable delay time. (10) The network arrangement control device according to (5), (8), or (9), wherein the user data transmission/reception process is an AR or VR content data transmission/reception process. (11) The network placement control device according to (2), wherein the assumed throughput is a throughput required for AR or VR content. (12) The network arrangement control device according to any one of (1) to (4), wherein the partial function is a predetermined plane in a predetermined network slice. (13) The network arrangement control device according to (12), wherein the predetermined plane is a control plane for control processing.
  • the network arrangement control device wherein the predetermined plane is a user plane for user data transmission/reception processing.
  • the network arrangement control device according to any one of (1) to (14), wherein the network is a core network in the 3GPP standard.
  • a network and an acquisition unit that acquires information about performance corresponding to the arrangement position of a predetermined partial function of the network, A determining unit that determines the arrangement position of the partial function based on the information on the performance,
  • a communication system comprising: a setting requesting unit that requests the network to set the partial function at the determined arrangement position.
  • An acquisition procedure in which the acquisition unit acquires information about performance corresponding to the arrangement position of a predetermined partial function of the network, A determination unit, a determination procedure for determining the arrangement position of the partial function based on the information about the performance, And a setting request procedure for requesting the network to set the partial function at the determined placement position.

Abstract

ネットワークのユーザデータに関する機能を端末の近くに配置するエッジコンピューティングにおける、ネットワーク機能の配置を柔軟に制御する。　取得部は、ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する、性能に関する情報を取得する。決定部は、性能に関する情報に基づいて、ネットワークの所定の部分機能の配置位置を決定する。設定要求部は、決定部によって決定された配置位置への、ネットワークの所定の部分機能の設定を、ネットワークに対して要求する。

Description

ネットワーク配置制御装置、通信システム、および、その制御方法
　本技術は、通信システムに関する。詳しくは、ネットワークの配置を制御するネットワーク配置制御装置、通信システム、および、その制御方法に関する。
　通信システムにおいては、ネットワークのユーザデータに関する機能を端末の近くに配置するエッジコンピューティングの技術が知られている。これにより、通信遅延を短縮するとともにシステム内の負荷を分散することができる。例えば、端末の特性に応じて基地局の無線リソース管理を行うためのエッジサーバが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１７－０１７６５６号公報
　上述の従来技術では、所望の機能を端末の近くに配置することによりネットワークの低遅延化を図る一方で、端末と基地局の間の無線リソースを管理している。しかしながら、エッジコンピューティングにおけるネットワーク機能の配置については、サービス事業者から柔軟に制御することができず、十分な性能が得られ難いという問題があった。
　本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、エッジコンピューティングにおけるネットワーク機能の配置を柔軟に制御することを目的とする。
　本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得部と、上記性能に関する情報に基づいて上記部分機能の配置位置を決定する決定部と、上記決定された配置位置への上記部分機能の設定を上記ネットワークに対して要求する設定要求部とを具備するネットワーク配置制御装置、通信システム、および、ネットワーク配置制御方法である。これにより、性能に関する情報に基づいて決定された配置位置に、ネットワークの所定の部分機能を配置させるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記性能に関する情報は、遅延、コスト、輻輳に対する耐性、および、想定されるスループットの少なくとも１つを含むようにしてもよい。これにより、遅延、コスト、輻輳に対する耐性、および、想定されるスループットを考慮して、ネットワークの所定の部分機能を配置させるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記取得部は、上記性能の測定を要求し、その測定された上記性能の提示を要求して、上記性能に関する情報を取得するようにしてもよい。これにより、測定された性能に関する情報に基づいて、ネットワークの所定の部分機能を配置させるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記決定部は、予め提示された複数の選択肢の中から上記部分機能の配置位置を決定するようにしてもよい。これにより、複数の選択肢の中から選択された条件により部分機能の配置位置を決定させるという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記部分機能は、ユーザデータの送受信処理を行うユーザプレーンファンクションであってもよい。この場合において、上記性能に関する情報は、上記ユーザプレーンファンクションとの間の遅延時間、または、上記ユーザプレーンファンクションと基地局との間の遅延時間を含んでもよい。
　また、この第１の側面において、上記部分機能は、所定のネットワークスライスにおける所定のプレーンであってもよい。この場合において、上記所定のプレーンは、制御処理のためのコントロールプレーンであってもよく、また、ユーザデータの送受信処理のためのユーザプレーンであってもよい。
　また、この第１の側面において、上記ネットワークは、３ＧＰＰ規格におけるコアネットワークであってもよい。
本技術の実施の形態における通信システムの全体構成例を示す図である。 本技術の実施の形態における通信システムの機能構成例を示す図である。 本技術の実施の形態におけるＡＦ１０４の機能構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における処理手順の第１の例を示すシーケンス図である。 本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第１の例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における処理手順の第２の例を示すシーケンス図である。 本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第２の例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における処理手順の第３の例を示すシーケンス図である。 本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第３の例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第４の例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第５の例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態の実施例であるクラウドレンダリングシステムの構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態の実施例における処理手順の一例を示すシーケンス図である。 本技術の第２の実施の形態におけるネットワークスライスの例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態における通信システムの機能構成例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態におけるＡＦ１０４からの配置要求の第１の例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態におけるＡＦ１０４からの配置要求の第２の例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態におけるＡＦ１０４からの配置要求の第３の例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態における処理手順の例を示すシーケンス図である。
　以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
　１．第１の実施の形態（ユーザプレーンファンクションを配置する例）
　２．第２の実施の形態（ネットワークスライスの部分を配置する例）
　＜１．第１の実施の形態＞
　［通信システムの構成］
　図１は、本技術の実施の形態における通信システムの全体構成例を示す図である。この通信システムは、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格におけるコアネットワーク１０と、基地局装置３０とを備える。
　コアネットワーク１０は、パブリックネットワーク（public network）を構成する基幹回線網であり、例えば、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）や、５Ｇコアネットワーク（5G Next Generation Core）が想定される。このコアネットワーク１０は、コントロールプレーン１００と、ユーザプレーン２００とに分けることができる。コントロールプレーン１００は、回線接続などの制御処理のための機能群である。ユーザプレーン２００は、ユーザデータの送受信処理のための機能群である。
　基地局装置３０は、ＲＡＮ（Radio Access Network）を構成して、端末４０に対してネットワーク接続を提供する基地局である。この基地局装置３０は、バックホール（backhaul）回線２０を介してコアネットワーク１０に接続する。
　バックホール回線２０は、無線または有線を用いて基地局装置３０のアクセス回線とコアネットワーク１０のバックボーン（backbone）回線とを中継する回線である。
　端末４０は、ユーザが利用するユーザ端末（ＵＥ：User Equipment）である。
　３ＧＰＰでは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）というＲＡＮの後継として、第五世代セルラー通信システム（５Ｇ）のＮＲ（New Radio Access）が検討されている。ＮＲは２つの特徴を有する。一つは、６ＧＨｚ以上１００ＧＨｚまでの周波数帯を用いて、高速大容量の通信を実現することである。もう一つは、様々なユースケースの通信形態を効率的に収容することである。ここで、様々なユースケースとは、高速大容量通信や低遅延の通信、ＭＴＣ（Machine Type Communication）である。さらに、Ｄ２Ｄ（Device to Device）も同時に収容することが求められている。一つのネットワークでこれらの様々な通信を収容することが求められている。
　ＲＡＮと接続するコアネットワーク側の技術として、従来はＥＰＣがあったが、その後継として、ニューコアが検討されている。ニューコアは、ＮＲが提供する様々な通信形態であるモバイルブロードバンド（Mobile Broad Band）、低遅延（Low Latency）通信、ＭＴＣ、Ｄ２Ｄ等を効率良く収容する必要があるとともに、ＣＡＰＥＸ／ＯＰＥＸ（設備導入費用、運用費用）を低く抑える必要がある。ＣＡＰＥＸ／ＯＰＥＸを低く保ちながら、様々な通信形態を提供するためには、別々の通信ネットワークを用意したのでは実現することが困難である。したがって、単一のネットワークで運用する一方で、各通信形態の通信量の重要に対応して、そのネットワークのキャパシティーを柔軟に変えることが必要になる。
　図２は、本技術の実施の形態における通信システムの機能構成例を示す図である。ＵＥ４００は、上述の端末４０に相当する。ＲＡＮ３００は、上述の基地局装置３０に相当する。
　上述のように、コアネットワーク１０は、コントロールプレーン１００と、ユーザプレーン２００とに分けることができる。この例では、コントロールプレーン１００は、ＮＥＦ１０１と、ＰＣＦ１０２と、ＵＤＭ１０３と、ＡＦ１０４と、ＡＵＳＦ１０５と、ＳＭＦ１０６と、ＮＳＳＦ１０７と、ＮＲＦ１０８と、ＡＭＦ１０９と、ＥＣＭＦ１８４とを備える。ここで、ＥＣＭＦ１８４はこの実施の形態における新たな機能であり、これ以外は３ＧＰＰの既存のネットワーク機能である。
　これらのネットワーク機能はバス接続され、リクエストに対するレスポンスを受けることにより、所定のサービスを受けることができる（ＳＢＡ：Service Based Architecture）。このＳＢＡにおけるプロトコルはＨＴＴＰ／２ベースで、ファイル形式はＪＳＯＮ（JavaScript Object Notation）形式（JavaScriptは登録商標）によって情報をやり取りすることができる。
　ＡＦ（Application Function）１０４は、サービスを供給するためにコアネットワーク１０とのやりとりを行うものである。ＡＦ１０４は、ＮＥＦ１０１経由で、サービスリクエストを送信し、各ネットワーク機能からレスポンスを受け取ることができる。基本的には、各ネットワーク機能の持つ情報をＡＦ１０４が取得するために使用する。ＡＦ１０４は、ＵＥ４００について位置、タイムゾーン、接続状態（アイドル状態／ＲＲＣ接続状態）等の情報を、コアネットワーク１０から取得することができる。なお、このＡＦ１０４は、コアネットワーク１０の中にも外にも配置することができる。
　ＮＥＦ（Network Exposure Function）１０１は、コアネットワーク１０内外のＡＦ１０４に対して、コアネットワーク１０内の各機能の情報を提供するインターフェースである。
　ＰＣＦ（Policy Control Function）１０２は、ＱｏＳ（Quality of Service）のポリシーを提供するものである。
　ＵＤＭ（Unified Data Management）１０３は、コアネットワーク１０内のデータを格納するための制御を行うものである。
　ＡＵＳＦ（Authentication Server Function）１０５は、アタッチリクエスト（attach request）時にＵＥ４００が信頼できる端末であるか否かを認証（Authentication）する機能を有する。
　ＳＭＦ（Session Management Function）１０６は、ＵＥ４００のアタッチリクエスト（attach request）を処理する機能を有する。
　ＮＳＳＦ（Network Slice Selection Function）１０７は、ＵＥ４００に対してネットワークスライスを割り当てる機能を有する。
　ＮＲＦ（Network Repository Function）１０８は、サービス検出（service discovery）を行うものである。
　ＡＭＦ（Access and Mobility Management Function）１０９は、ハンドオーバ（hand over）の制御を行うものである。
　ＥＣＭＦ（Edge Computing Management Function）１８４は、この実施の形態における新たな機能であり、コアネットワーク１０内のネットワーク機能の配置を管理するものである。
　ユーザプレーン２００は、ＵＰＦ２０１と、ＤＮ２０２とを備える。ＵＰＦ（User Plane Function）２０１は、ＤＮ（Data Network）２０２との接続点である。エッジコンピューティングにおいては、ＵＰＦ２０１は、ＵＥ４００のなるべく近くに配置される。すなわち、ＵＰＦ２０１とＤＮ２０２の部分は、ＵＥ４００とＵＥ４００につながっているＲＡＮ３００に距離的に近いネットワーク内に配置することにより、ＵＥ４００とＤＮ２０２の間の伝送遅延を低減することが可能となっている。
　図３は、本技術の実施の形態におけるＡＦ１０４の機能構成例を示す図である。このＡＦ１０４は、取得部１４１と、決定部１４２と、設定要求部１４３とを備える。
　取得部１４１は、コアネットワーク１０の所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得するものである。この第１の実施の形態では、主として、ＵＰＦ２０１の配置位置に対応する性能に関する情報を取得することを想定する。
　決定部１４２は、取得部１４１によって取得された性能に関する情報に基づいて、部分機能の配置位置を決定するものである。この第１の実施の形態では、主として、ＵＰＦ２０１の配置位置を決定することを想定する。
　設定要求部１４３は、決定部１４２によって決定された配置位置への部分機能の設定を、コアネットワーク１０のＥＣＭＦ１８４に対して要求するものである。
　ＡＦ１０４がＵＰＦ２０１の配置位置を指定するのは、一般的には困難なことが多い。実際のネットワークの場所を緯度経度で指定しても、ネットワークのトポロジーによっては、実際の場所の遠近は意味がない場合があるからである。したがって、事前にコアネットワーク１０からＡＦ１０４に対して、ＵＰＦ２０１を配置することが可能な構成（configuration）を複数提示することが望ましい。それぞれの構成に対しては、基地局装置３０とＵＰＦ２０１の間の遅延時間を情報として開示する。
　また、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１の遅延を考慮してＵＰＦ２０１の配置の依頼を行いたい場合には、ＡＦ１０４は、ＡＦ１０４と仮定したＵＰＦ２０１の場所との間の遅延を測定する依頼を行う。もちろん、基地局装置３０とＵＰＦ２０１の遅延、および、ＵＰＦ２０１とＡＦ１０４の遅延の両方を考慮して決定してもよい。
　［動作］
　図４は、本技術の第１の実施の形態における処理手順の第１の例を示すシーケンス図である。
　コアネットワーク１０は、基地局装置３０との間の遅延時間に関する情報を、ＵＰＦ２０１の配置位置毎に取得しておく（７１１）。すなわち、コアネットワーク１０は、遅延時間に関する情報を事前に取得することができる。
　ＡＦ１０４は、コアネットワーク１０に対して、遅延時間に関する情報を要求する（７１４）。これに応答して、コアネットワーク１０は、その遅延時間に関する情報をＡＦ１０４に提示する（７１５）。
　ＡＦ１０４は、遅延時間に関する情報を考慮して、ＵＰＦ２０１の配置位置を決定し（７１６）、そのＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する（７１７）。
　コアネットワーク１０は、ＡＦ１０４からの要求に対応して、ＵＰＦ２０１を配置する（７１８）。
　図５は、本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第１の例を示す図である。
　この第１の例では、基地局装置３０とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報が示されている。すなわち、設定番号「１」については「１ｍｓ」、設定番号「２」については「５ｍｓ」、設定番号「３」については「１０ｍｓ」が、それぞれ示されている。ＡＦ１０４は、これらの選択肢の中から１つを選択して、その設定番号を用いて、ＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する。
　図６は、本技術の第１の実施の形態における処理手順の第２の例を示すシーケンス図である。
　この第２の例では、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１の遅延を考慮してＵＰＦ２０１を配置するために、ＡＦ１０４は、ＡＦ１０４と仮定したＵＰＦ２０１の場所との間の遅延の測定をコアネットワーク１０に要求する（７２２）。
　コアネットワーク１０は、想定されるＵＰＦ２０１とＡＦ１０４との間の遅延時間を計測する（７２３）。
　ＡＦ１０４は、コアネットワーク１０に対して、ＵＰＦ２０１とＡＦ１０４との間の遅延時間に関する情報を要求する（７２４）。これに応答して、コアネットワーク１０は、その遅延時間に関する情報をＡＦ１０４に提示する（７２５）。
　ＡＦ１０４は、遅延時間に関する情報を考慮して、ＵＰＦ２０１の配置位置を決定し（７２６）、そのＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する（７２７）。
　コアネットワーク１０は、ＡＦ１０４からの要求に対応して、ＵＰＦ２０１を配置する（７２８）。
　図７は、本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第２の例を示す図である。
　この第２の例では、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報が示されている。すなわち、設定番号「１」については「１ｍｓ」、設定番号「２」については「５ｍｓ」、設定番号「３」については「１０ｍｓ」が、それぞれ示されている。ＡＦ１０４は、これらの選択肢の中から１つを選択して、その設定番号を用いて、ＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する。
　図８は、本技術の第１の実施の形態における処理手順の第３の例を示すシーケンス図である。
　この第３の例では、基地局装置３０とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報と、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報の両方を考慮してＵＰＦ２０１を配置する。そのため、コアネットワーク１０は、想定されるＵＰＦ２０１と基地局装置３０との間の遅延時間に関する情報を計測しておく（７３１）。
　また、ＡＦ１０４は、ＡＦ１０４と仮定したＵＰＦ２０１の場所との間の遅延の測定をコアネットワーク１０に要求する（７３２）。
　コアネットワーク１０は、想定されるＵＰＦ２０１とＡＦ１０４との間の遅延時間を計測する（７３３）。
　ＡＦ１０４は、コアネットワーク１０に対して、ＵＰＦ２０１とＡＦ１０４との間の遅延時間に関する情報を要求する（７３４）。これに応答して、コアネットワーク１０は、その遅延時間に関する情報をＡＦ１０４に提示する（７３５）。
　ＡＦ１０４は、基地局装置３０とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報と、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報の両方を考慮して、ＵＰＦ２０１の配置位置を決定し（７３６）、そのＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する（７３７）。
　コアネットワーク１０は、ＡＦ１０４からの要求に対応して、ＵＰＦ２０１を配置する（７３８）。
　［性能に関する情報］
　上述の例では、ＵＰＦ２０１の配置位置の性能に関する情報として、遅延時間に関する情報を例示した。性能に関する情報は、上述の遅延以外に、コスト、輻輳に対する耐性、および、想定されるスループットなどが想定され、これらのうちの少なくとも１つを含むように組み合わせてもよい。
　図９は、本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第３の例を示す図である。
　この第３の例では、輻輳に対する耐性に関する情報が示されている。すなわち、設定番号「１」については耐性が「低」、設定番号「２」については耐性が「高」、設定番号「３」については耐性が「中」が、それぞれ示されている。ＡＦ１０４は、これらの選択肢の中から１つを選択して、その設定番号を用いて、ＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する。
　なお、ＵＰＦ２０１を基地局装置３０の近くに配置し、そのＵＰＦ２０１の近くにＡＦ１０４が配置される場合には、経路が短いため、コアネットワーク１０の奥の方の輻輳の影響は受けにくくなる。
　図１０は、本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第４の例を示す図である。
　この第４の例では、サービスプロバイダが支払う課金コストに関する情報が示されている。すなわち、設定番号「１」についてはコストが「低」、設定番号「２」についてはコストが「高」、設定番号「３」についてはコストが「中」が、それぞれ示されている。ＡＦ１０４は、これらの選択肢の中から１つを選択して、その設定番号を用いて、ＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する。
　図１１は、本技術の第１の実施の形態においてＡＦ１０４に提示される情報の第５の例を示す図である。
　この第５の例では、スループットに関する情報が示されている。すなわち、設定番号「１」についてはスループットが「低」、設定番号「２」についてはスループットが「高」、設定番号「３」についてはスループットが「中」が、それぞれ示されている。ＡＦ１０４は、これらの選択肢の中から１つを選択して、その設定番号を用いて、ＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する。
　ＵＰＦ２０１の配置位置により、距離が近ければ、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のＡＣＫ／ＮＡＣＫによる再送時間が短縮されるため、遅延が短くなり、そのことによりスループットが向上する。したがって、スループットの情報に応じてＵＰＦ２０１の配置位置を決定するという用途が想定される。
　このように、本技術の第１の実施の形態では、性能に関する情報に基づいてＡＦ１０４がＵＰＦ２０１の配置位置を決定し、その設定をコアネットワーク１０に要求する。これにより、ＵＰＦ２０１の位置をサービス事業者が柔軟に制御することができる。サービス事業者が望むネットワーク構成の設定が可能になるため、ユーザのリクエストに対してサービスを細かくカスタマイズすることができる。例えば、ユーザに提供する通信路の品質を担保しやすくなるといった効果が期待できる。
　［実施例（クラウドゲームシステム）］
　次に第１の実施の形態に対応する実施例について説明する。より具体的には、第１の実施の形態において端末４０へ提供されるサービスが拡張現実（ＡＲ：Argument Reality）または仮想現実（ＶＲ：Virtual Reality）を用いたクラウドゲームである場合について説明する。
　５Ｇ　ＮＲ（New Radio）では、ユースケースとしていくつかのサービスが検討されている。このうち、ＡＲ／ＶＲサービスは、５Ｇ　ＮＲのキラーコンテンツとして期待されている。ＡＲ／ＶＲを用いたクラウドゲームについては、「3GPP TR 22.842 v17.1.0」および「TS 22.261 v17.0.1」において、ゲーム画像のレンダリングに関する要求条件が規定されている。より具体的には、これらの技術報告書および技術仕様書では、ゲーム画像のレンダリングにおいて、ＡＲ／ＶＲユーザに違和感を与えないレベルの許容遅延として、「motion-to-photon」遅延と「motion-to-sound」遅延とが規定されている。
　「motion-to-photon」遅延は、ユーザの頭の物理的な動きとＡＲ／ＶＲヘッドセット（例えば、ＨＭＤ（Head Mount Display））内の更新された画像との間の遅延として定義される。上述の技術報告書では、「motion-to-photon」遅延について、要求されるデータレート（１Ｇｂｐｓ）を維持しつつ、７乃至１５ｍｓの範囲であることが規定されている。「motion-to-sound」遅延は、ユーザの頭の物理的な動きとユーザの耳に届くヘッドマウントスピーカーからの更新された音波との間の遅延として定義される。上述の技術報告書では、「motion-to-sound」遅延について、２０ｍｓ未満であることが規定されている。ここで、ＡＲ／ＶＲヘッドセットやヘッドマウントスピーカーは、第１の実施の形態における端末４０であってもよい。
　これら遅延に関する条件を満たすために、上述の技術報告書および技術仕様書では、５Ｇシステムとして、レンダリングに関して次の２つの要求条件を満たすよう規定している。まず、第１の要求条件として、「Max Allowed End-to-end latency」（最大許容遅延）が５ｍｓであることが規定されている。これは、例えば、端末（例えば、端末４０）とデータネットワーク（例えば、ＡＦ１０４が配置されるネットワーク）へのインターフェースとの間の上りリンクおよび下りリンクの合計の許容遅延が５ｍｓであることを意味する。また、第２の要求条件として、「Service bit rate: user-experienced data rate」が０．１Ｇｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ）であることが規定されている。これは、ＡＲ／ＶＲコンテンツをサポートできるスループットである。
　なお、この実施例におけるレンダリングは、クラウド（Cloud）レンダリング、エッジ（Edge）レンダリングまたはスプリット（Split）レンダリングを含む。クラウドレンダリングでは、ネットワークのクラウド上において、ＡＲ／ＶＲデータがレンダリングされる。ここで、クラウドは、ユーザの位置を考慮しないコアネットワーク（ＵＰＦを含む）配置とデータネットワーク（アプリケーションサーバやＡＦを含む）配置に基づく、とあるエンティティまたは複数のエンティティからなるネットワークである。エッジレンダリングでは、ネットワークのエッジ上において、ＡＲ／ＶＲデータがレンダリングされる。ここで、エッジは、ユーザの位置に近いコアネットワーク（ＵＰＦを含む）配置とデータネットワーク（アプリケーションサーバやＡＦを含む）配置に基づく、とあるエンティティまたは複数のエンティティからなるネットワークである。例えば、エッジコンピューティングのためのネットワーク配置におけるデータネットワーク内のアプリケーションサーバである、エッジコンピューティングサーバがエッジに該当する。また、スプリットレンダリングは、レンダリングの一部がクラウド上で行われ、他の一部がエッジ上で行われるレンダリングを意味する。
　図１２は、本技術の第１の実施の形態の実施例であるクラウドレンダリングシステムの構成例を示す図である。ここでは、上述の技術報告書に記載された、レンダリングに関するクラウドレンダリングサーバ（Cloud Render Server）５００とＡＲ／ＶＲクライアント４００のイメージを想定している。
　クラウドレンダリングサーバ５００は、ＡＲ／ＶＲクライアント４００からの要求に応じてＲＡＷビデオに対してレンダリングを施すものである。このクラウドレンダリングサーバ５００は、Ｗｅｂソケット５２０を介してＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）５１０によって、ＡＲ／ＶＲクライアント４００との間で通信を行う。ＡＲ／ＶＲクライアント４００から受け取ったＲＡＷビデオは、いったんＲＡＷビデオメモリ５３０に保持されて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）５４０によって処理される。ＧＰＵ５４０は、ＡＲ／ＶＲキャプチャ５４１、アプリケーションステージ５４２、ジオメトリステージ５４３およびラスタライザステージ５４４の各手順により、ＲＡＷビデオに対してレンダリングを施す。ＧＰＵ５４０によってレンダリングが施されたビデオ（または画像）５５０は、再びＲＴＰ５１０によってＡＲ／ＶＲクライアント４００に供給される。
　ＡＲ／ＶＲクライアント４００は、ＲＴＰ４１０によって、クラウドレンダリングサーバ５００との間で通信を行う。クラウドレンダリングサーバ５００から供給されたビデオは、ビデオデコーダ４２１によってデコードされ、ビデオディスプレイ４３１に表示される。また、オーディオについては、オーディオデコーダ４２２によってデコードされ、オーディオディスプレイ４３２から出力される。
　ここで、ＡＲ／ＶＲクライアント４００は、上述の第１の実施の形態における端末４０に対応してもよい。また、クラウドレンダリングサーバ５００は、上述の第１の実施の形態におけるＡＦ１０４であってもよく、また、ＡＦ１０４と連携して動作するエッジコンピューティングのためのアプリケーションサーバ（例えば、エッジコンピューティングサーバ）であってもよい。また、クラウドレンダリングサーバ５００は、エッジレンダリングサーバ（Edge Render Server）という名称や、スプリットレンダリングサーバ（Split Render Server）という名称であってもよい。
　上述の第１の実施の形態では、ＵＰＦ配置の決定の際に、ＵＰＦと他のノード（例えばＡＦ１０４）との間の遅延時間やスループットを考慮した。この実施例では、さらに上述した２つの要求条件「Max Allowed End-to-end latency」および「Service bit rate: user-experienced data rate」を満たすか否かの判定を、以下のようにＵＰＦ配置の決定に用いる。
　図１３は、本技術の第１の実施の形態の実施例における処理手順の一例を示すシーケンス図である。この例では、基地局装置３０とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報と、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報の両方と、上述の「Max Allowed End-to-end latency」の５ｍｓとを比較して、ＵＰＦ２０１と他のノード間の遅延が当該許容遅延を下回るＵＰＦを端末４０のためのＵＰＦ２０１として配置する。
　まず、ＡＦ１０４は、端末４０へ供給するサービスがＡＲ／ＶＲサービスであることを決定する（７３０）。前後して、コアネットワーク１０は、想定されるＵＰＦ２０１と基地局装置３０との間の遅延時間に関する情報を計測しておく（７３１）。
　また、ＡＦ１０４は、ＡＦ１０４と仮定したＵＰＦ２０１の場所との間の遅延の測定をコアネットワーク１０に要求する（７３２）。
　コアネットワーク１０は、想定されるＵＰＦ２０１とＡＦ１０４との間の遅延時間を計測する（７３３）。
　ＡＦ１０４は、コアネットワーク１０に対して、ＵＰＦ２０１とＡＦ１０４との間の遅延時間に関する情報を要求する（７３４）。これに応答して、コアネットワーク１０は、その遅延時間に関する情報をＡＦ１０４に提示する（７３５）。
　ＡＦ１０４は、基地局装置３０とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報と、ＡＦ１０４とＵＰＦ２０１との間の遅延時間に関する情報の両方と、上述の「Max Allowed End-to-end latency」の５ｍｓとを比較する（７３９）。これにより、ＵＰＦ２０１と他のノード間の遅延が当該許容遅延を下回るＵＰＦを端末４０のためのＵＰＦ２０１の配置位置として決定し（７３６）、そのＵＰＦ２０１の配置位置の設定をコアネットワーク１０に要求する（７３７）。
　コアネットワーク１０は、ＡＦ１０４からの要求に対応して、ＵＰＦ２０１を配置する（７３８）。
　なお、この例では、ＵＰＦ２０１と他のノード間の遅延時間と「Max Allowed End-to-end latency」を比較したが、これには限られない。ＵＰＦ２０１を使用した場合の想定されるスループットと、上述の「Service bit rate: user-experienced data rate」とを比較して、想定されるスループットがこれを満たすＵＰＦを端末４０のためのＵＰＦ２０１の配置位置として決定してもよい。
　＜２．第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、コアネットワーク１０におけるＵＰＦ２０１の配置位置を制御していたが、この第２の実施の形態では、ネットワークスライスの部分毎に配置位置を制御する。
　［ネットワークスライス］
　図１４は、本技術の第２の実施の形態におけるネットワークスライスの例を示す図である。
　コアネットワーク１０は、様々なユースケースの通信形態を効率的に収容するために、複数のネットワークスライスを設ける。例えば、ネットワークスライス＃１（１１）は低遅延ネットワークの用途、ネットワークスライス＃２（１２）はネットワーク機能の間の通信を容易に行うＭＴＣの用途、ネットワークスライス＃３（１３）はデバイス間通信を容易に行う用途などを想定することができる。
　コアネットワーク１０のネットワークスライスの独立性に関しては、ＶＰＮ（Virtual Private Network）を実現するために使用されていたＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switch）が使用される。通常の場合、ルーティングは、各スイッチがあて先のＩＰヘッダを参照し、ルーティングしている。ＭＰＬＳは、ラベルを付与し、ＭＰＬＳ対応のスイッチは、そのラベルを見てルーティングを行う。このことにより、ＶＰＮ毎にネットワークを通る経路を明示的に指定することが可能になる。同様に、ネットワークスライシングを実現する時には、ネットワークスライス毎に異なる経路を通るラベルを付与することにより仮想的に複数のネットワークを配置することができる。物理的には分離されていないネットワークを使用するため、ネットワークスライス毎のＶＰＮ間で帯域を保証する制御を行うことによりネットワークスライス間を隔離（isolate）することができる。
　［通信システムの構成］
　図１５は、本技術の第２の実施の形態における通信システムの機能構成例を示す図である。この第２の実施の形態では、２つのネットワークスライスを想定するとともに、両者に共通するコモンコントロールファンクション１９０を想定する。
　コモンコントロールファンクション１９０は、２つのネットワークスライス（＃１および＃２）に共通する機能群である。このコモンコントロールファンクション１９０に含まれるＮＳＳＦ１９７、ＮＲＦ１９８およびＡＭＦ１９９は、上述の第１の実施の形態におけるコントロールプレーン１００のものと同様である。以下では、このコモンコントロールファンクション１９０を「部分Ａ」と称する。
　ネットワークスライス＃１は、コントロールプレーン１１０と、ユーザプレーン２１０とに分けられる。コントロールプレーン１１０に含まれるＮＥＦ１１１、ＰＣＦ１１２、ＵＤＭ１１３、ＡＦ１１４、ＡＵＳＦ１１５、ＳＭＦ１１６は、上述の第１の実施の形態におけるコントロールプレーン１００のものと同様である。ユーザプレーン２１０に含まれるＵＰＦ２１１およびＤＮ２１２は、上述の第１の実施の形態におけるユーザプレーン２００のものと同様である。
　ネットワークスライス＃２は、コントロールプレーン１２０と、ユーザプレーン２２０とに分けられる。コントロールプレーン１２０に含まれるＮＥＦ１２１、ＰＣＦ１２２、ＵＤＭ１２３、ＡＦ１２４、ＡＵＳＦ１２５、ＳＭＦ１２６は、上述の第１の実施の形態におけるコントロールプレーン１００のものと同様である。ユーザプレーン２２０に含まれるＵＰＦ２２１およびＤＮ２２２は、上述の第１の実施の形態におけるユーザプレーン２００のものと同様である。
　以下では、コントロールプレーン１１０または１２０を「部分Ｂ」と称する。また、ユーザプレーン２１０または２２０を「部分Ｃ」と称する。
　一つのサービス事業者が複数のネットワークスライスを自分のサービス専用に持つこともあるため、ネットワークスライスの部分Ａ、Ｂ、Ｃのどの部分を近くに配置するかをコアネットワーク１０に要求する。ネットワークスライスの中のどの部分を近くに配置するかによって、異なる性質のネットワークスライス実現することができる。また、この指定は、後述するようネットワークスライス識別子を指定するため、ネットワークスライス毎に異なるエッジコンピューティングの特性を実現することができる。
　［配置要求］
　図１６は、本技術の第２の実施の形態におけるＡＦ１０４からの配置要求の第１の例を示す図である。
　この第１の例では、部分Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの部分について配置するか否かの指定を行うようになっている。また、部分ＢおよびＣについては、どのネットワークスライスに関する指定であるのかを、ネットワークスライス識別子により指定するようになっている。
　ＡＦ１０４からの配置要求に対して、コアネットワーク１０の中では、上述の第１の実施の形態と同様に、ＥＣＭＦ１８４が主体となってネットワークスライスの各部分を配置する。ＡＦ１０４が配置要求をコアネットワーク１０のＥＣＭＦ１８４に送る前に、ＡＦ１０４は、ネットワークスライスが幾つ作られる可能性があるか、および、各ネットワークスライスの識別子を、それぞれ知っている必要がある。
　図１７は、本技術の第２の実施の形態におけるＡＦ１０４からの配置要求の第２の例を示す図である。
　この第２の例では、複数のネットワークスライスについて、それぞれのネットワークスライス識別子を指定しながら各部分について配置するか否かの指定を行うようになっている。すなわち、ＡＦ１０４が必要とするネットワークスライスの数を「２」とし、それぞれのネットワークスライスに識別子を「＃１」、「＃２」のように振った上で配置要求を行う。
　図１８は、本技術の第２の実施の形態におけるＡＦ１０４からの配置要求の第３の例を示す図である。
　この第３の例では、部分Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの部分について輻輳に対する耐性の指定を行うようになっている。また、部分ＢおよびＣについては、どのネットワークスライスに関する指定であるのかを、ネットワークスライス識別子により指定するようになっている。
　輻輳に対する耐性については、ネットワークスライスについて特に問題となる。ネットワークスライスの独立性は、どのようにネットワークスライスを実現するかに依存する。別のサーバで分離するのか、一つのサーバの中の仮想マシンによって分離するのか、そのレベルが異なる。すなわち、他の輻輳の影響を受けないようにサーバ自体を他の輻輳が起きるサーバと分離して配置すれば、輻輳は起きにくくなる。ＡＦ１０４は、コアネットワーク１０の輻輳に対する耐性がどの程度あるのかを制御したい。したがって、ＡＦ１０４からネットワークスライス毎に、また、ネットワークスライスの部分毎に、輻輳に対する耐性のレベルをコアネットワーク１０に通知して、要求することが重要である。
　［動作］
　図１９は、本技術の第２の実施の形態における処理手順の例を示すシーケンス図である。
　ＡＦ１０４は、上述の配置要求の例に従って、部分Ａ、Ｂ、Ｃの機能の配置を指定して（７４１）、コアネットワーク１０に要求する（７４２）。
　コアネットワーク１０は、ＡＦ１０４からの配置要求に対して配置可能であるか否かのレスポンスを行う（７４３）。そして、可能であれば、コアネットワーク１０は、指定された部分の機能配置を行い（７４８）、配置完了後にその旨をＡＦ１０４に報告する（７４９）。
　なお、ネットワークスライスの部分毎に、上述の第１の実施の形態と同様に、性能に関する情報に基づいて配置位置を決定してもよい。
　このように、本技術の第２の実施の形態によれば、ネットワークスライスとエッジコンピューティングを組み合わせて、ネットワークスライスの中の部分機能の特性を細かく制御することができる。
　なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
　また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得部と、
　前記性能に関する情報に基づいて前記部分機能の配置位置を決定する決定部と、
　前記決定された配置位置への前記部分機能の設定を前記ネットワークに対して要求する設定要求部と
を具備するネットワーク配置制御装置。
（２）前記性能に関する情報は、遅延、コスト、輻輳に対する耐性、および、想定されるスループットの少なくとも１つを含む
前記（１）に記載のネットワーク配置制御装置。
（３）前記取得部は、前記性能の測定を要求し、その測定された前記性能の提示を要求して、前記性能に関する情報を取得する
前記（１）または（２）に記載のネットワーク配置制御装置。
（４）前記決定部は、予め提示された複数の選択肢の中から前記部分機能の配置位置を決定する
前記（１）から（３）のいずれかに記載のネットワーク配置制御装置。
（５）前記部分機能は、ユーザデータの送受信処理を行うユーザプレーンファンクションである
前記（１）から（４）のいずれかに記載のネットワーク配置制御装置。
（６）前記性能に関する情報は、前記ユーザプレーンファンクションとの間の遅延時間を含む
前記（５）に記載のネットワーク配置制御装置。
（７）前記性能に関する情報は、前記ユーザプレーンファンクションと基地局との間の遅延時間を含む
前記（５）に記載のネットワーク配置制御装置。
（８）前記性能に関する情報は、前記ユーザプレーンファンクションと端末との間の遅延時間を含む
前記（５）に記載のネットワーク配置制御装置。
（９）前記ユーザプレーンファンクションと前記端末との間の前記遅延時間は、所定の最大許容遅延時間である
前記（８）に記載のネットワーク配置制御装置。
（１０）前記ユーザデータの送受信処理は、ＡＲまたはＶＲコンテンツのデータの送受信処理である
前記（５）、（８）または（９）に記載のネットワーク配置制御装置。
（１１）前記想定されるスループットは、ＡＲまたはＶＲコンテンツに必要なスループットである
前記（２）に記載のネットワーク配置制御装置。
（１２）前記部分機能は、所定のネットワークスライスにおける所定のプレーンである
前記（１）から（４）のいずれかに記載のネットワーク配置制御装置。
（１３）前記所定のプレーンは、制御処理のためのコントロールプレーンである
前記（１２）に記載のネットワーク配置制御装置。
（１４）前記所定のプレーンは、ユーザデータの送受信処理のためのユーザプレーンである
前記（１２）に記載のネットワーク配置制御装置。
（１５）前記ネットワークは、３ＧＰＰ規格におけるコアネットワークである
前記（１）から（１４）のいずれかに記載のネットワーク配置制御装置。
（１６）ネットワークと
　前記ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得部と、
　前記性能に関する情報に基づいて前記部分機能の配置位置を決定する決定部と、
　前記決定された配置位置への前記部分機能の設定を前記ネットワークに対して要求する設定要求部と
を具備する通信システム。
（１７）取得部が、ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得手順と、
　決定部が、前記性能に関する情報に基づいて前記部分機能の配置位置を決定する決定手順と、
　設定要求部が、前記決定された配置位置への前記部分機能の設定を前記ネットワークに対して要求する設定要求手順と
を具備するネットワーク配置制御方法。
　１０　コアネットワーク
　２０　バックホール回線
　３０　基地局装置
　４０　端末
　１００、１１０、１２０　コントロールプレーン
　１０４　ＡＦ（Application Function）
　１８４　ＥＣＭＦ（Edge Computing Management Function）
　１４１　取得部
　１４２　決定部
　１４３　設定要求部
　１９０　コモンコントロールファンクション
　２００、２１０、２２０　ユーザプレーン

Claims (17)

  1. 　ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得部と、
    　前記性能に関する情報に基づいて前記部分機能の配置位置を決定する決定部と、
    　前記決定された配置位置への前記部分機能の設定を前記ネットワークに対して要求する設定要求部と
    を具備するネットワーク配置制御装置。
  2. 　前記性能に関する情報は、遅延、コスト、輻輳に対する耐性、および、想定されるスループットの少なくとも１つを含む
    請求項１記載のネットワーク配置制御装置。
  3. 　前記取得部は、前記性能の測定を要求し、その測定された前記性能の提示を要求して、前記性能に関する情報を取得する
    請求項１記載のネットワーク配置制御装置。
  4. 　前記決定部は、予め提示された複数の選択肢の中から前記部分機能の配置位置を決定する
    請求項１記載のネットワーク配置制御装置。
  5. 　前記部分機能は、ユーザデータの送受信処理を行うユーザプレーンファンクションである
    請求項１記載のネットワーク配置制御装置。
  6. 　前記性能に関する情報は、前記ユーザプレーンファンクションとの間の遅延時間を含む
    請求項５記載のネットワーク配置制御装置。
  7. 　前記性能に関する情報は、前記ユーザプレーンファンクションと基地局との間の遅延時間を含む
    請求項５記載のネットワーク配置制御装置。
  8. 　前記性能に関する情報は、前記ユーザプレーンファンクションと端末との間の遅延時間を含む
    請求項５記載のネットワーク配置制御装置。
  9. 　前記ユーザプレーンファンクションと前記端末との間の前記遅延時間は、所定の最大許容遅延時間である
    請求項８記載のネットワーク配置制御装置。
  10. 　前記ユーザデータの送受信処理は、ＡＲまたはＶＲコンテンツのデータの送受信処理である
    請求項５記載のネットワーク配置制御装置。
  11. 　前記想定されるスループットは、ＡＲまたはＶＲコンテンツに必要なスループットである
    請求項２記載のネットワーク配置制御装置。
  12. 　前記部分機能は、所定のネットワークスライスにおける所定のプレーンである
    請求項１記載のネットワーク配置制御装置。
  13. 　前記所定のプレーンは、制御処理のためのコントロールプレーンである
    請求項１２記載のネットワーク配置制御装置。
  14. 　前記所定のプレーンは、ユーザデータの送受信処理のためのユーザプレーンである
    請求項１２記載のネットワーク配置制御装置。
  15. 　前記ネットワークは、３ＧＰＰ規格におけるコアネットワークである
    請求項１記載のネットワーク配置制御装置。
  16. 　ネットワークと
    　前記ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得部と、
    　前記性能に関する情報に基づいて前記部分機能の配置位置を決定する決定部と、
    　前記決定された配置位置への前記部分機能の設定を前記ネットワークに対して要求する設定要求部と
    を具備する通信システム。
  17. 　取得部が、ネットワークの所定の部分機能の配置位置に対応する性能に関する情報を取得する取得手順と、
    　決定部が、前記性能に関する情報に基づいて前記部分機能の配置位置を決定する決定手順と、
    　設定要求部が、前記決定された配置位置への前記部分機能の設定を前記ネットワークに対して要求する設定要求手順と
    を具備するネットワーク配置制御方法。
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