WO2022249273A1 - ネットワーク管理装置、ネットワーク管理方法およびプログラム - Google Patents

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WO2022249273A1
WO2022249273A1 PCT/JP2021/019757 JP2021019757W WO2022249273A1 WO 2022249273 A1 WO2022249273 A1 WO 2022249273A1 JP 2021019757 W JP2021019757 W JP 2021019757W WO 2022249273 A1 WO2022249273 A1 WO 2022249273A1
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WO
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base station
user terminal
network
network slice
connection destination
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PCT/JP2021/019757
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English (en)
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仁 中里
Original Assignee
楽天モバイル株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/16—Performing reselection for specific purposes
    • H04W36/22—Performing reselection for specific purposes for handling the traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/13—Cell handover without a predetermined boundary, e.g. virtual cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a network management device, a network management method and a program, and more particularly to technology for determining a base station to which a user terminal should connect in a mobile network.
  • the 5th generation mobile communication system includes high-speed and large-capacity eMBB (enhanced Mobile Broad Band), mMTC (Massive Machine Type Communication) for ultra-mass terminal connection, and ultra-reliable and low-delay URLLC. (Ultra-Reliable and Low Latency Communications), enabling various use cases.
  • eMBB enhanced Mobile Broad Band
  • mMTC Massive Machine Type Communication
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • 5G eMBB the standard allows throughput exceeding 1 Gbps (bit per second), and is used for streaming distribution of high-resolution images, virtual reality VR (Virtual Reality), augmented reality AR (Augmented Reality), etc. making the case feasible.
  • UE User Equipment
  • Patent Literature 1 discloses a base station selection technique for selecting a base station to which a terminal device connects from among a plurality of base station devices in a wireless communication system using a millimeter wave band. Specifically, the terminal device disclosed in Patent Document 1 measures the radio quality for each beam transmitted from the base station device, and determines the number of connectable beams that satisfy a predetermined radio quality for each base station device. Calculate The terminal device also generates, for each base station device, a base station selection index indicating the degree of the number of connectable beams, and selects a connection destination from among a plurality of base station devices based on the base station selection index. Select the base station equipment.
  • the predetermined radio quality is a threshold of Received Signal Strength Indicator (RSSI) at which a predetermined throughput or more can be obtained with one beam.
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • the throughput of a certain base station decreases when there are many UEs within the coverage area of the base station. This is because the physical limit of throughput defined by Shannon's communication capacity theorem is shared among UEs present in one base station and divided by the number of UEs.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and its object is to effectively prevent a decrease in throughput in a mobile network, regardless of the number of user terminals within the coverage area of a base station. It is an object of the present invention to provide a network management device, a network management method, and a program capable of improving communication quality provided to a network.
  • one aspect of the network management apparatus includes a packet receiving unit for receiving packets transmitted from user terminals to a core network, and analyzing the packets received by the packet receiving unit.
  • an identifier obtaining unit for obtaining, from the packet, a network slice identifier that identifies a network slice used by the user terminal; and a connection destination of the user terminal based on the network slice identifier obtained by the identifier obtaining unit.
  • a base station change determination unit that determines whether to change a base station from a first base station to a second base station; When it is determined to change from the first base station to the second base station, the connection destination base station of the user terminal is changed from the first base station to the second base station, and a change notification unit that notifies the first base station.
  • the network management device further includes a terminal number acquisition unit that acquires the number of user terminals connected to the first base station from the first base station, and the base station change determination unit receives the network slice identifier and whether to change the connection destination base station of the user terminal from the first base station to the second base station based on the number of the user terminals obtained by the terminal number obtaining unit. can be determined.
  • the base station change determination unit compares the number of user terminals acquired by the terminal number acquisition unit with a predetermined threshold, and if the number of user terminals exceeds the predetermined threshold, the user It may be determined to change the connection destination base station of the terminal from the first base station to the second base station.
  • the base station change determination unit may set a plurality of different thresholds for the number of user terminals according to the value of the network slice identifier.
  • the identifier acquisition unit may acquire a value of S-NSSAI (Single-Network Slice Selection Assistance Information) described in the packet as the network slice identifier.
  • S-NSSAI Single-Network Slice Selection Assistance Information
  • SST Selice/Service Type
  • the network management device may further include a slicing control unit that maps transfer of the packet from the user terminal to a network slice identified by the network slice identifier acquired by the identifier acquisition unit.
  • the first base station is a base station of a fifth generation mobile communication system (5G)
  • the second base station is a base station of a fourth generation mobile communication system (4G)
  • the change notification unit may notify the first base station of handover from the first base station to the second base station.
  • the change notification unit may notify the first base station of handover on the C-plane from the first base station to the second base station.
  • One aspect of the base station apparatus is a base station apparatus comprising: a radio control unit that wirelessly connects to a user terminal and relays a packet transmitted from the user terminal to a core network;
  • the packet sent includes a network slice identifier that identifies a network slice used by the user terminal, and is sent from the network management device to another base station device determined based on the network slice identifier.
  • a receiving unit for receiving a notification to change the connection destination base station of the user terminal of; a transmitting unit for transmitting a message instructing handover of the .
  • the base station apparatus includes a holding unit that holds the number of user terminals connected to the base station apparatus; A response transmission unit that transmits to the network management device may further be provided.
  • One aspect of the network management method is a network management method executed by a network management device, comprising: receiving a packet transmitted from a user terminal to a core network; obtaining, from the packet, a network slice identifier for identifying a network slice used by the user terminal; and determining a connection destination base station of the user terminal to a first base station based on the obtained network slice identifier. a step of determining whether to change from to a second base station; and if it is determined to change the connection destination base station of the user terminal from the first base station to the second base station, and notifying the first base station to change the connection destination base station of the user terminal from the first base station to the second base station.
  • Another aspect of the network management method is a network management method executed by a base station apparatus, comprising the step of wirelessly connecting to a user terminal and relaying packets transmitted from the user terminal to the core network.
  • the packet to be relayed includes a network slice identifier that identifies a network slice used by the user terminal; receiving a notification to the base station apparatus to change the connection destination base station of the user terminal; and based on the received notification, instructing the user terminal from the base station apparatus to the other base station apparatus sending a message indicating handover of the .
  • One aspect of the network management program is a network management program for causing a computer to execute network management processing, the program receiving packets transmitted from a user terminal to a core network by the computer.
  • packet reception processing identifier acquisition processing for analyzing the packet received by the packet reception processing and acquiring a network slice identifier for identifying a network slice used by the user terminal from the packet; base station change determination processing for determining whether or not to change a connection destination base station of the user terminal from a first base station to a second base station based on the acquired network slice identifier;
  • the connection destination base station of the user terminal is changed to the and a change notification process for notifying the first base station to change from the first base station to the second base station.
  • Another aspect of the network management program is a network management program for causing a computer to execute network management processing, the program wirelessly connecting the computer to a user terminal, a radio control process for relaying a packet to be transmitted to a core network, wherein the packet to be relayed includes a network slice identifier that identifies a network slice used by the user terminal; a reception process for receiving a notification from a base station apparatus to which the user terminal is connected to another base station apparatus to change the connection destination base station of the user terminal, which is determined based on the identifier; a transmission process of transmitting a message instructing handover from the base station apparatus to the other base station apparatus to the user terminal based on the notification.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a network configuration of a mobile network system including a slicing control device according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the slicing control device according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a 5G base station (gNodeB) according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing an example of a processing sequence of base station change processing in the mobile network system according to this embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a detailed processing procedure of base station determination processing executed by the slicing control device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a network configuration of a mobile network system including a slicing control device according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the slicing control device according to this embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating the format of an S-NSSAI containing network slice identifiers.
  • FIG. 6B is a diagram explaining the correspondence between the SST value of the S-NSSAI and the network slice type.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating network slicing using S-NSSAI and NSSAI.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the slicing control device according to each embodiment of the present invention.
  • the network management device is implemented in a slicing controller that controls network slicing in a 5G mobile network, analyzes received packets, and identifies network slices from the analyzed packets. Acquire a network slice identifier to be used, and based on the acquired network slice identifier, the 5G base station to which the user terminal (UE) connects is offloaded to the 4th generation mobile communication system (hereinafter referred to as "4G") base station An example of determining whether or not to perform will be described.
  • 4G 4th generation mobile communication system
  • the network management device is a server device other than the slicing control device, and constitutes a backhaul network or core network that relays a radio access network (RAN) to a core network. It may be implemented in any server device. Alternatively, or in addition to the network slice identifier, the network manager may offload from the 5G base station to the 4G base station based on the contextual characteristics of the application that the UE is running. Also, the network manager may also be offloaded from a 5G base station to other 5G base stations.
  • RAN radio access network
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a network configuration of a mobile network system including a slicing control device according to each embodiment of the present invention.
  • the mobile network shown in FIG. 1 includes a slicing control device 1, a user terminal (UE) 2, a 5G base station (hereinafter referred to as "gNodeB") 3, a 4G base station (hereinafter referred to as "eNodeB”) 4, a Mobile Management Entity ( MME) 5, Serving Gateway (SGW) 6, 5G core network 7.
  • the mobile network may further comprise a Home Subscriber Server (HSS) 10a and a Policy and Charging Rules Function (PCRF) 10b.
  • HSS Home Subscriber Server
  • PCRF Policy and Charging Rules Function
  • a slicing control device 1 connects a backhaul network that relays a base station network RAN to a core network, and performs end-to-end network slicing over the RAN, the backhaul network, and the core network 7. to control.
  • Network slicing virtualizes a physical network according to required characteristics such as reliability and speed, divides network resources such as general-purpose servers and transport equipment, and allocates them to slices, which are virtual logical networks.
  • slices which are virtual logical networks.
  • FIG. 1 there are three network slices: a network slice 8a for providing cloud A services 9a, a network slice 8b for providing cloud B services 9b, and a network slice 8b for providing cloud Z services 9c.
  • Network slice 8c is illustrated. However, the number of network slices and cloud services is not limited to this.
  • the slicing control device 1 may control network slicing using Software Defined Networking (SDN) or Network Functions Virtualization (NFV).
  • SDN Software Defined Networking
  • NFV Network Functions Virtualization
  • a three-layer architecture of a physical/virtual resource layer, a virtual network layer, and a service instance layer may be used from the bottom up.
  • the physical/virtual resources that make up the network such as physical servers and switches are used as shared resources for the entire network by SDN Controller (SDN-C) and Virtualized Infrastructure Manager (VIM).
  • SDN-C SDN Controller
  • VIM Virtualized Infrastructure Manager
  • NF Network Function
  • VNFM Virtual Network Function Manager
  • NFVO NFV Orchestrator
  • service instance layer which is the upper layer and the top layer of the virtual network layer
  • services provided to end users such as eMBB service and IoT service are set as service instances, respectively, and Operation Support System (OSS) and Business Support System (BSS) monitors whether the service requirements of each service instance are met.
  • OSS Operation Support System
  • BSS Business Support System
  • a Radio Unit which is a base station radio equipment, and a virtualized radio signal processing unit (vDU) of a base station, depending on the service characteristics required , the virtualized data processing unit (vCU) of the base station, and the User Plane Function (UPF) that performs packet transfer of user data (data packets). Optimized between sites, regional stations and data centers.
  • RU Radio Unit
  • vDU virtualized radio signal processing unit
  • UPF User Plane Function
  • vDUs, vCUs and UPFs may be placed at the antenna site, which is the edge of the mobile network, to reduce network latency.
  • vCUs may be deployed in a central data center to efficiently process large amounts of data from a large number of terminals. That is, the mobile network configuration shown in FIG. 1 does not mean the physical arrangement of each device, but exemplifies the configuration of the logical nodes of the mobile network.
  • the slicing control device 1 implements the network management device according to this embodiment, receives a packet transmitted from the 5G UE 2 in the 5G coverage area 100 via the gNodeB 5, and receives the received packet is analyzed to determine (select) the base station to which the UE2 should connect. Specifically, the slicing control device 1 analyzes a data packet transmitted uplink from the UE 2 via the gNodeB 3, and based on the identifier of the network slice described in the data packet, determines the application used by the UE 2. Identify the context to determine whether to offload the UE2 to the 4G network via the eNodeB4. The details of the base station determination process executed by the slicing control device 1 will be described later with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
  • the user terminal (UE) 2 is a 5G-compatible device that is wirelessly connected to the gNodeB3 within the coverage area of the gNodeB3, is capable of mobile communication in 5G via the gNodeB3, and is adaptable to network slicing.
  • the UE2 also has a 4G capability capable of wirelessly connecting to the eNodeB4 within the coverage area of the eNodeB4 and performing 4G mobile communication via the eNodeB4.
  • the UE2 is a device that can connect to both the 4G mobile network and the 5G mobile network, and when in the cell 100 in the 5G coverage area, the UE2 connects to the 5G mobile network via the gNodeB3.
  • the UE2 When connected and outside the 5G coverage area cell 100 and within the 4G coverage area cell 200, it connects to the 4G mobile network via the eNodeB 4, similar to the UE 20, which is a 4G capable device.
  • a handover from eNodeB4 to gNodeB3 is performed to enable connection to the 5G mobile network through gNodeB3.
  • UE2 It may be possible to configure multiple network slices in the UE2, and an application on the UE2 can enjoy desired network characteristics according to the application by specifying one of the multiple configured network slices. can do.
  • the number of UE2 is not limited to the number shown in FIG.
  • UE2 is not limited to the type as long as it is a device capable of mobile communication in 5G via gNodeB3 and adaptable to network slicing, such as a smartphone, a mobile phone, a tablet, a PC (Personal Computer), etc. It may be any device such as a mobile terminal, a mobile object such as a vehicle, a device built-in terminal such as a sensor, and the like.
  • the UE2 when the UE2 receives an instruction message from the gNodeB3 to hand over the destination base station (hereinafter referred to as the "connection destination base station") to the eNodeB4, the UE2 moves to the cell 100 within the coverage area of the gNodeB3.
  • UE 20 may perform handover to eNodeB 4 as instructed by gNodeB 3 and operate as a 4G UE 20 after the handover.
  • the gNodeB3 which is a 5G base station, transmits and receives radio signals to and from the UE2 via the antenna of the base station.
  • gNodeB3 is an edge node that constitutes the RAN of the 5G mobile network, receives an attach request from the UE2, connects the UE2 to the 5G core network 7 via the backhaul network, and connects the UE2 and a predetermined cloud service 9a. relays data transfer to and from .
  • the gNodeB 3 comprises a CU 30, which is the data processing unit of the 5G base station.
  • CU 30 may be a virtualized vCU.
  • the gNodeB 3 when the gNodeB 3 receives an instruction message (hereinafter also referred to as "notification") from the slicing control device 1 to change the connection destination base station of the UE 2 from the gNodeB 3 to the eNodeB 4, the UE 2: Sends an instruction message to handover from gNodeB3 to eNodeB4.
  • the gNodeB 3 may also keep the number of UEs 2 connected to the gNodeB 3 in temporary storage or the like and send it to the slicing controller 1 in response to a request from the slicing controller 1 .
  • eNodeB4 which is a 4G base station, transmits and receives radio signals to and from UE2 via the antenna of the base station.
  • eNodeB4 is an edge node that constitutes the RAN of the 4G mobile network, receives attach requests from UE2 and UE20, and connects UE2 and UE20 to the 4G core network (not shown) via the backhaul network.
  • the eNodeB 4 comprises a BBU 40 which is the baseband processing unit of the 4G base station. BBU 40 performs signal processing, including modulation and demodulation of digital signals.
  • the Xn interface connects between gNodeB3 and eNodeB4.
  • UE2 when performing mobile communication in 5G, UE2 has a control plane (C-plane: CP) for executing control processing such as establishment of communication, and a user plane for executing transmission and reception processing of user data (U-plane: UP) may be separated and the 5G mobile network and the 4G mobile network may be used together. That is, in order to establish 5G mobile communication, the UE2 executes the functions of the C-plane via the BBU 40 (CU-CP) of the eNodeB4, and the U- Packet transmission and reception of user data in the plane may be performed via CU 30 (CU-UP) of gNodeB 3 .
  • C-plane control plane
  • U-plane user plane for executing transmission and reception processing of user data
  • the coverage area 100 of the 5G base station gNodeB3 is smaller than the coverage area 200 of the 4G base station eNodeB4, as shown in FIG. 4G mobile network and 5G by having UE2 perform C-plane functions via eNodeB4 instead of gNodeB3 to establish 5G mobile communication and offload by handover from 5G base station to 4G base station. More stable mobility control becomes possible in an environment where mobile networks coexist.
  • Mobility management entity MME 5 accommodates eNodeB 4 and is the gateway for control signals from UE2 and UE20, and transfers UE2 and UE20 mobility management, authentication (security control) and user data between eNodeB 4 and SGW 6.
  • SGW 6 which is a serving gateway, accommodates gNodeB 3, is a gateway for user data from UE 2, and transmits user data between UE 2 and an external data network (cloud A 9a to cloud C 9c in FIG. 1) via core network 7.
  • the SGW 6 functions as a U-Plane Function (UPF) that provides functions specialized for U-plane processing.
  • UPF U-Plane Function
  • the 5G core network 7 is a large-capacity backbone network that connects between concentrators, between bases, between operators, and the like, which is used as the communication center of the 5G mobile network.
  • the HSS 10a is a subscriber information database in the 3GPP mobile network that connects to the MME 5 and manages authentication information and location information.
  • the PCRF 10b is a node that controls communication quality and is connected to the SGW 6, and executes control for quality of service (QoS) and billing in packet transfer of user data.
  • QoS quality of service
  • the PCRF 10b determines the QoS value and billing policy for transferring user data and notifies the SGW 6 of them.
  • the SGW 6 transfers user data according to the QoS value and billing policy notified from the PCRF 10b.
  • the MME 5 and HSS 10a may be nodes of a 4G core network (not shown).
  • the SGW 6 and the PCRF 10b may be nodes of the 5G core network 7, but the SGW 6 may be arranged at the edge of the antenna site, accommodation station, etc. as a node of the RAN, for example, depending on the network slice. .
  • a method of base station determination processing executed by the slicing control device 1 will be briefly described.
  • the mobile network which base station the UE2 wirelessly connects to is determined by the radio wave intensity of the radio waves received by the UE2 from the base station.
  • the UE2 measures the reception quality of radio waves received by the UE2 from the base station when determining the connection destination or handover destination base station, and uses the measurement result of the reception quality as a Measurement Report (MR), Send to the base station.
  • the base station may notify the UE2 of the threshold for transmitting the MR in advance.
  • UE2 transmits MR to a target base station, when reception quality more than a threshold value is measured.
  • all UEs 2 within the 5G coverage cell 100 are wirelessly connected to the 5G base station gNodeB 3 , even though they are overlappingly within the 4G coverage cell 200 .
  • gNodeB3 is determined as the destination base station for all UE2 shown in FIG.
  • the physical limit of throughput in wireless communication is defined by Shannon's communication capacity theorem, with the bandwidth and the S/N ratio as variables.
  • the physical limit of throughput determined by Shannon's communication capacity theorem is, as shown in Equation 1 below, the coverage of gNodeB3 Divided by the number of UE2s in range.
  • B is the bandwidth
  • S is the signal level
  • N is the noise level
  • M is the number of UE2
  • THP is the throughput (theoretical limit throughput).
  • the slicing controller 1 offloads the transfer of user data of the UE2 to the 4G mobile network via the 4G base station eNodeB4 based on the context of the application used by the UE2. Specifically, the slicing control device 1 analyzes the user data packet transmitted and received via the U-plane by the UE 2 once connected to the gNodeB 3, and obtains the identifier of the network slice described in the user data packet.
  • the slicing control device 1 determines whether or not the base station to which the UE2 should connect should be changed to the eNodeB4 only when the number of UE2 connected to the gNodeB3 exceeds a predetermined threshold. you can
  • UE2 that uses an application that requires high speed and large capacity can continue to use 5G mobile networks to guarantee the projected throughput in 5G. Therefore, it is possible to prevent a decrease in throughput of the 5G mobile network and provide appropriate communication quality (service quality) for each UE2.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the slicing control device 1 according to this embodiment.
  • the functional modules of the slicing control device 1 shown in FIG. 2 for functions realized by software, programs for providing the functions of the functional modules are stored in a memory such as a ROM, read out to the RAM, and executed by the CPU. is realized by executing
  • a dedicated circuit may be automatically generated on the FPGA from a program for realizing the function of each functional module.
  • FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array.
  • a Gate Array circuit may be formed in the same manner as the FPGA and implemented as hardware. Also, it may be realized by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Note that the configuration of the functional blocks shown in FIG. 2 is an example, and a plurality of functional blocks may constitute one functional block, or one of the functional blocks may be divided into blocks that perform a plurality of functions. good too. The same applies to the functional blocks of gNodeB shown in FIG.
  • slicing control device 1 includes slicing control unit 11 , packet analysis unit 12 , connected UE number management unit 13 , connection destination base station determination unit 14 , and connection destination change instruction unit 15 .
  • the slicing control unit 11 controls network slicing over the RAN, backhaul network, and core network 7 .
  • the slicing control unit 11 has a Network Slice Selection Function (NSSF), manages multiple network slices set according to the application context (characteristics), and assigns each network slice
  • NSSF Network Slice Selection Function
  • the network resources are used to perform end-to-end data communication between the UE 2 and services 9a-9c of each cloud configured with different network slices 8a-8c respectively.
  • the packet analysis unit 12 analyzes packets of user data transferred from the UE 2 to the SGW 6 (UPF). Specifically, the packet analysis unit 12 receives a packet of user data transferred from the UE 2 to the SGW 6 on the U-plane, acquires the network slice identifier described in the received packet, and obtains the connection destination base station. It is supplied to the determination unit 14 . The packet analysis unit 12 also acquires information directly or indirectly indicating the context (characteristics) of the application other than the network slice identifier from the user data packet transferred from the UE 2 to the SGW 6 on the U-plane, and connects It may be supplied to the destination base station determination unit 14 . The packet analysis unit 12 may further acquire control information such as session management information and communication quality information transferred from the UE 2 on the C-plane, and supply it to the destination base station determination unit 14 .
  • control information such as session management information and communication quality information transferred from the UE 2 on the C-plane
  • the connected UE number management unit 13 holds the number of UEs 2 connected to the gNodeB 3 in a temporary storage device such as a memory, and determines the number of UEs 2 to be connected in response to a request from the connection destination base station determination unit 14. It is supplied to the destination base station determination unit 14 .
  • the connected UE count management unit 13 may acquire the number of UEs 2 connected to each gNodeB 3 by polling each gNodeB 3 .
  • the connection destination base station determination unit 14 determines the base station to which the UE 2 should connect based on the network slice identifier and the like supplied from the packet analysis unit 12 . That is, the connection destination base station determination unit 14 determines whether or not to change the connection destination base station of UE2 from gNodeB3 to eNodeB4 to offload UE2 to the 4G mobile network. When the connection destination base station determination unit 14 determines to change the connection destination base station of UE2 to eNodeB4, it outputs an instruction to change the connection destination base station of UE2 from gNodeB3 to eNodeB4 to the connection destination change instruction unit 15 .
  • the connection destination base station determination unit 14 acquires the number of UEs 2 connected to the gNodeB 3 held by the connection UE number management unit 13, compares the acquired number of UEs 2 with a predetermined threshold for the number of UEs, When the number of UE2 exceeds a predetermined threshold for the number of UEs, the connection destination change instructing unit 15 may be instructed to change the connection destination base station of UE2 to eNodeB4.
  • the connection destination base station determination unit 14 further holds the connected UE number management unit 13, The number of UE2 connected to the gNodeB3 and a predetermined threshold of the number of UEs may be compared to determine whether to change the destination base station.
  • connection destination change instruction unit 15 When the connection destination change instruction unit 15 receives an instruction to change the connection destination of the UE2 from the gNodeB3 to the eNodeB4 from the connection destination base station determination unit 14, the connection destination change instruction unit 15 notifies the gNodeB3 to which the UE2 is connected. An instruction message (notification) to change the base station to eNodeB4 is transmitted. In order to offload UE2 to the 4G mobile network, gNodeB3, which has been instructed to change the connection destination, causes UE2 to change the connection destination base station to eNodeB4 by handover on the C-plane.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the 5G base station (gNodeB3) according to this embodiment.
  • gNodeB 3 includes radio control section 31 , UE connection management section 32 and handover control section 33 .
  • the gNodeB 3 shown in FIG. 1 is a 5G base station having functions of a radio unit (RU), a radio signal processing unit (Distributed Unit: DU), and a data processing unit (Central Unit: CU).
  • RU radio unit
  • DU Radio signal processing unit
  • CU Central Unit
  • the gNodeB 3 shown in FIG. 1 does not physically mean one base station apparatus.
  • the gNodeB 3 may consist of one or more child stations and a parent station accommodating multiple child stations via a fronthaul network.
  • a 5G slave station has the function of a radio unit (RU) that processes radio frequencies (Radio Frequency), and transmits and receives radio signals to and from UE2.
  • the 5G parent station has the functions of a radio signal processing unit (DU) and a data processing unit (CU), and relays control signals and user data transmitted and received from the 5G child station to the 5G core network 7.
  • the radio signal processing unit (DU) may be arranged in the 5G slave station instead of the 5G master station.
  • radio control unit 31 transmits and receives radio signals to and from UE 2 via an antenna (not shown) of gNodeB 3 . Specifically, the radio control unit 31 performs AD/DA conversion of radio signals, beamforming, modulation and demodulation of signals, encoding and decoding of signals, scrambling, radio resource control, etc., of radio signals with the UE 2. Perform the necessary processing for transmission/reception.
  • the UE connection management unit 32 manages the number and status of UEs 2 connected to the gNodeB 3 . Specifically, the UE connection management unit 32 acquires information on the session established between the UE2 and the gNodeB3, and stores the number and status of the UE2 connected to the gNodeB3 in a temporary storage device such as a memory. may be retained. The UE connection management unit 32 may periodically transmit the number and status of the UEs 2 held to the slicing control device 1, or in response to polling from the slicing control device 1, the number and status of the UE 2 may be answered.
  • the handover control unit 33 instructs the UE2 to change the connection destination base station from the gNodeB3 to the eNodeB4 based on the instruction message for changing the connection destination base station of the UE2, which is transmitted from the slicing control device 1. to send.
  • UE2 Upon receiving the handover instruction message, UE2 performs handover from gNodeB3 to eNodeB4 according to a known handover procedure.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing an example of a processing sequence of base station change processing according to the present embodiment.
  • the UE2 connects to the 5G core network 7 and uses the applications of the desired cloud services 9a to 9c. , to send a connection request.
  • the eNodeB 4 transmits to the MME 5 a message requesting authentication and registration of the UE2, which is the transmission source of the connection request.
  • the MME 5 receives the request for authentication and registration of the UE 2 transmitted from the eNodeB 4, it authenticates the UE 2 based on the subscriber authentication information notified from the HSS 10a, and if the authentication succeeds, registers the UE 2 together with its location information. .
  • the location information of UE2 is used for management of inter-cell movement of UE2.
  • the processing of S41 and S42 is executed by transmission and reception of C-plane signals.
  • the processing of S41 and S42 may be executed by gNodeB3 and Access and Mobility Management Function (AMF) instead of eNodeB4 and MME5.
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • the UE 2 transmits a connection request to the gNodeB 3 in order to transmit and receive user data to and from applications of the desired cloud services 9a to 9c via the 5G core network 7.
  • the gNodeB3 connects with the UE2, which is the source of the connection request, and relays the user data from the UE2 to the 5G core network.
  • the UE2 connected to the gNodeB3 uses the desired cloud services 9a to 9c applications via the SGW6 (UPF) (hereinafter simply referred to as "SGW6") that constitutes the 5G core network 7, and the user on the U-plane. Send and receive data.
  • UPF SGW6
  • the slicing control device 1 receives from the SGW 6 the packet of user data transferred from the UE 2 to the SGW 6 in S44, and analyzes the received packet of user data. Specifically, the slicing control device 1 receives a packet of user data transferred from the UE 2 to the SGW 6 via the U-plane, and acquires the network slice identifier described in the received packet. Then, the slicing control device 1 determines the context of the application used by the UE2 based on the acquired network slice identifier, thereby changing the connection destination base station of the UE2 to the eNodeB4 and offloading to the 4G mobile network. determines whether or not
  • the slicing control device 1 When determining whether or not to offload UE2 to eNodeB4, the slicing control device 1 further compares the number of UE2 connected to gNodeB3 with a predetermined threshold to determine the number of UE2 currently connected to gNodeB3. , exceeds a predetermined threshold, it may be determined to offload UE2 to eNodeB4. Note that the slicing control device 1 may receive packets of user data transferred from the UE 2 to the SGW 6 using mirroring.
  • the slicing control device 1 determines that the base station to which UE2 should connect should be changed from the current gNodeB3 to eNodeB4, in S46, the slicing control device 1 instructs gNodeB3 to change the connection destination base station of UE2. It sends an indication message to change the station to eNodeB4, which is a 4G base station.
  • the gNodeB3 receives an instruction message to change the connection destination base station of the UE2 from the slicing control device 1, the gNodeB3 instructs the UE2 to hand over the connection destination base station of the UE2 from the gNodeB3 to the eNodeB4. send an instruction message.
  • UE2 executes handover from gNodeB3 to eNodeB4 by connecting to eNodeB4 according to the handover instruction message received from gNodeB3 in S47.
  • S45 to S48 user data transfer of UE2 is offloaded to the 4G mobile network, and user data can be transmitted and received to and from a desired application via the eNodeB4 and 4G core network. .
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a detailed processing procedure of base station determination processing executed by the slicing control device 1 according to this embodiment.
  • the flowchart of FIG. 5 details the processing of S45 and S46 executed by the slicing control device 1 shown in FIG.
  • the packet analysis unit 12 of the slicing control device 1 receives packets of user data transferred from the UE 2 to the SGW 6 using mirroring or the like.
  • the packet analysis unit 12 of the slicing control device 1 refers to the user data packet received in S1, acquires the network slice identifier described in the packet, and uses the acquired network slice identifier to connect It is supplied to the destination base station determination unit 14 .
  • the connected base station determination unit 14 of the slicing control device 1 acquires the number of UEs 2 currently connected to the gNodeB 3 via the connected UE number management unit 13 .
  • the connection destination base station determination unit 14 of the slicing control device 1 determines the context of the application used by UE2 based on the network slice identifier acquired in S2, and changes the connection destination base station of UE2. It determines whether or not the connection destination is to be connected, and supplies the determination result to the connection destination change instructing unit 15 .
  • connection destination base station determination unit 14 refers to the network slice identifier acquired in S2 and the number of UE2 connected to the gNodeB3 acquired in S3 to determine whether the UE2 can be offloaded to the eNodeB4. may be determined.
  • the connection destination base station determination unit 14 determines whether the network slice identifier acquired in S2 is a high-speed large-capacity network slice such as eMBB or an ultra-high-reliability low-delay network slice such as URLLC. is shown, regardless of the number of UE2 connected to gNodeB3 acquired in S3, it is unconditionally determined that UE2 is allowed to continue connection to gNodeB3 without changing the connection destination base station of UE2. You may When the network slice identifier obtained in S2 indicates a network slice for applications such as IoT, the connection destination base station determination unit 14 determines that the number of connected UEs 2 obtained in S3 exceeds a predetermined threshold. It may be determined to change the connection destination base station of UE2 to eNodeB4 only when it exceeds or unconditionally.
  • eMBB high-speed large-capacity network slice
  • URLLC ultra-high-reliability low-delay network slice
  • the connection destination base station determination unit 14 may also vary the determination result according to the subcategory of applications such as IoT. In this case, for example, if the network slice identifier indicates a network slice for massive terminal connections such as Massive IoT (MIoT), unconditionally or only if the number of UE2 is within the first threshold , if the network slice identifier indicates a network slice for IoT applications other than MIoT, unconditionally, or if the number of UE2 is the second threshold , it may be determined to change the connection destination base station of UE2.
  • the first threshold may be greater than the second threshold, but may be less than or equal to the second threshold.
  • the connection destination base station determination unit 14 further stores information on network slices used by all UEs 2 connected to the gNodeB 3 and the network slice identifier of each UE 2 acquired in S2 in a temporary storage device such as a memory. you can In this case, the connection destination base station determination unit 14 reads the network slice identifier used by the other UE 2 connected to the gNodeB 3 held in the temporary storage device, and reads out the network slice identifier used by the other UE 2 connected to the gNodeB 3 . It is possible to determine whether or not to change the connection destination base station of the UE2 according to the context of the application being used.
  • connection destination base station of UE2 If it is determined in S4 that the connection destination base station of UE2 is to be changed (S4: Y), the process proceeds to S5, whereas if it is determined that the connection destination base station of UE2 is not to be changed (S4: N), S5 Skip and end processing. If it is determined in S4 to change the connection destination base station of UE2, in S5 the connection destination change instruction unit 15 instructs gNodeB3 to change the connection destination base station of UE2 from gNodeB3 to eNodeB4. Send a message.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating the format of S-NSSAI (Single-Network Slice Selection Assistance Information) including network slice identifiers.
  • the S-NSSAI shown in FIG. 6A is information identifying a single network slice, and is set in the user data packet to be transmitted by the UE2.
  • the packet analysis unit 12 of the slicing control device 1 acquires the S-NSSAI set in the user data packet as a network slice identifier.
  • the S-NSSAI has an SST field 61 and an SD field 62, as shown in FIG. 6A.
  • An SST (Slice/Service Type) field 61 indicates the type of network slice or service.
  • An SD (Slice Differentiator) field 62 identifies each of a plurality of network slices when separating into a plurality of network slices within the same SST.
  • the SD field 62 is used to subdivide non-standard slice types, and if the value of the SD field 62 is non-null, the value of the SD field 62 defines the detailed slice type.
  • FIG. 6B is a diagram explaining the correspondence between the SST value of the S-NSSAI and the network slice type.
  • an S-NSSAI with an SST value of 1 indicates a network slice or service of eMBB.
  • An S-NSSAI with an SST value of 2 indicates a URLLLC network slice or service.
  • S-NSSAI with an SST value of 3 indicates MIoT (Massive IoT).
  • S-NSSAI with an SST value of 4 indicates C-V2X (Cellular Vehicle to Everything), which is an application for connected cars.
  • SST values from 5 to 127 are reserved for future slice type standardization.
  • SST values from 128 to 255 are non-standard values and can be uniquely defined by the operator.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating network slicing using S-NSSAI and NSSAI.
  • a UE2 that adapts to network slicing can use up to 8 S-NSSAIs.
  • An NSSAI is a collection of multiple S-NSSAIs. The UE2 may obtain connectivity to the target network slice via a 3GPP C-plane call flow. UE2 is mapped to the corresponding transport slice by SST/SD of each S-NSSAI.
  • S-NSSAI1 has an SST value of 1 and is mapped to a network slice for eMBB.
  • S-NSSAI2 has an SST value of 3 and is mapped to a network slice for IoT.
  • S-NSSAI3 has an SST value of 3 and an SD value of A, and is mapped to a network slice for operator-defined custom IoT.
  • the UE 2 can selectively use multiple network slices by setting the network slice identifier (SST/SD) in the S-NSSAI according to the context of the application used.
  • the slicing control device 1 can easily determine whether the UE2 should be offloaded to the 4G mobile network by referring to the SST/SD value of the S-NSSAI set in the user data packet by the UE2. .
  • the slicing control device analyzes a packet received from a UE, acquires a network slice identifier that identifies a network slice from the analyzed packet, Based on the identifier, it is determined whether the 5G base station to which the UE is connected should be handed over to the 4G base station.
  • the slicing control device determines whether the 5G base station to which the UE is connected should be handed over to the 4G base station.
  • FIG. 8 is a diagram showing a non-limiting example of the hardware configuration of the slicing control device 1 according to this embodiment.
  • the slicing controller 1 according to this embodiment can be implemented on any computer or any other processing platform, single or multiple.
  • the slicing control device 1 may be implemented in a general-purpose server device that constitutes a cloud, or may be implemented in a dedicated server device.
  • FIG. 8 an example in which the slicing control device 1 is implemented in a single computer is shown, but the slicing control device 1 according to the present embodiment is implemented in a computer system including multiple computers. you can A plurality of computers may be interconnectably connected by a wired or wireless network.
  • the slicing control device 1 may include a CPU 81 , a ROM 82 , a RAM 83 , an HDD 84 , an input section 85 , a display section 86 , a communication I/F 87 and a system bus 88 .
  • the slicing control device 1 may also comprise an external memory.
  • a CPU (Central Processing Unit) 81 comprehensively controls operations in the slicing control device 1, and controls each component (82 to 87) via a system bus 88, which is a data transmission line.
  • a ROM (Read Only Memory) 82 is a non-volatile memory that stores control programs and the like necessary for the CPU 81 to execute processing.
  • the program may be stored in a non-volatile memory such as a HDD (Hard Disk Drive) 114 or an SSD (Solid State Drive) or an external memory such as a removable storage medium (not shown).
  • a RAM (Random Access Memory) 83 is a volatile memory and functions as a main memory, a work area, and the like for the CPU 81 . That is, the CPU 81 loads necessary programs and the like from the ROM 82 to the RAM 83 when executing processing, and executes the programs and the like to realize various functional operations.
  • the HDD 84 stores, for example, various data and information necessary for the CPU 81 to perform processing using programs.
  • the HDD 84 also stores various data, information, and the like obtained by the CPU 81 performing processing using programs and the like, for example.
  • the input unit 85 is composed of a pointing device such as a keyboard and a mouse.
  • the display unit 86 is configured by a monitor such as a liquid crystal display (LCD).
  • the display unit 86 provides a GUI (Graphical User Interface) for inputting instructions to the slicing control apparatus 1, such as various parameters used in base station determination processing and communication parameters used in communication with other devices. you can
  • the communication I/F 18 is an interface that controls communication between the slicing control device 1 and an external device.
  • At least some of the functions of the elements of the slicing control device 1 shown in FIG. 1 can be realized by the CPU 81 executing a program. However, at least some of the functions of the elements of the slicing control device 1 shown in FIG. 1 may operate as dedicated hardware. In this case, the dedicated hardware operates under the control of the CPU 81 .

Landscapes

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

Abstract

基地局のカバレッジ圏内にあるユーザ端末の数に関わりなく、モバイルネットワークにおけるスループットの低下を有効に防止する。　ネットワーク管理装置は、ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するパケット受信部（１２）と、パケット受信部により受信されたパケットを解析して、パケットからユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得する識別子取得部（１２）と、識別子取得部により取得されたネットワークスライス識別子に基づいて、ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定する基地局変更判定部（１４）と、基地局変更判定部により、ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更すると判定された場合、ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するよう、第１の基地局に通知する変更通知部（１５）と、を備える。

Description

ネットワーク管理装置、ネットワーク管理方法およびプログラム
　本発明は、ネットワーク管理装置、ネットワーク管理方法およびプログラムに関し、特に、モバイルネットワークにおいて、ユーザ端末が接続すべき基地局を判定するための技術に関する。
　第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」という）は、高速大容量のｅＭＢＢ（ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｂｒｏａｄ　Ｂａｎｄ）、超大量端末接続のｍＭＴＣ（Ｍａｓｓｉｖｅ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、および、超高信頼低遅延のＵＲＬＬＣ（Ｕｌｔｒａ－Ｒｅｌｉａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｌｏｗ　Ｌａｔｅｎｃｙ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）を実現するインフラストラクチャであり、多様なユースケースを可能にする。
　特に、５ＧのｅＭＢＢでは、規格上、１Gｂｐｓ（ｂｉｔ　ｐｅｒ　ｓｅｃｏｎｄ）を超えるスループットが許容されており、高解像度画像のストリーミング配信、仮想現実ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、拡張現実ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）等のユースケースを実現可能にしている。
　ところで、ユーザ端末（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：以下、「ＵＥ」という）が、どの基地局に無線接続するかは、基地局からＵＥが受信する電波の電波強度によって決定される。
このため、５Ｇのカバレッジ圏内にあるＵＥは、５Ｇの基地局に無線接続されることになる。
　特許文献１は、ミリ波帯を利用する無線通信システムにおいて、複数の基地局装置の中から、端末装置が接続する基地局を選択する基地局選択技術を開示する。
　具体的には、特許文献１に開示される端末装置は、基地局装置から送信されるビーム毎に無線品質を測定し、各基地局装置に対して所定の無線品質を満たす接続可能ビームの個数を算出する。端末装置はまた、接続可能ビームの個数の多さの度合いを表す基地局選択指標を基地局装置毎に生成し、基地局選択指標に基づいて、複数の基地局装置の中から、接続先の基地局装置を選択する。ここで、所定の無線品質は、１つのビームにより所定のスループット以上が得られる受信信号強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＲＳＳＩ）の閾値である。
　しかしながら、ＵＥが受信電波強度により接続すべき基地局を選択すると、ある基地局のカバレッジ圏内に多数のＵＥが存在する場合に、当該基地局におけるスループットが低下してしまう。
　なぜなら、シャノン（Ｓｈａｎｎｏｎ）の通信容量定理で規定されるスループットの物理的限界は、１つの基地局内に存在するＵＥ間で共有され、ＵＥの数で分割されるからである。
　ここで、特許文献１に記載の基地局選択技術では、１つの基地局に接続するＵＥの数とは関わりなく、ＵＥ側で接続先の基地局を選択しているため、カバレッジ圏内に多数のＵＥが存在する際のスループットの低下を回避できない。
さらに、５Ｇの基地局の敷設が拡大する一方で、通信集中エリアにユーザが集まってしまうと、本来５Ｇが提供可能であるスループットが、実際にはＵＥの数がボトルネックとなって、ＵＥに提供できないという懸念が高まる。
特開２０１９－１０２９５１号公報
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、基地局のカバレッジ圏内にあるユーザ端末の数に関わりなく、モバイルネットワークにおけるスループットの低下を有効に防止して、ユーザ端末に提供される通信品質の向上を図ることが可能なネットワーク管理装置、ネットワーク管理方法およびプログラムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るネットワーク管理装置の一態様は、ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するパケット受信部と、前記パケット受信部により受信された前記パケットを解析して、前記パケットから前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得する識別子取得部と、前記識別子取得部により取得された前記ネットワークスライス識別子に基づいて、前記ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定する基地局変更判定部と、前記基地局変更判定部により、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定された場合、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するよう、前記第１の基地局に通知する変更通知部とを備える。
前記ネットワーク管理装置は、前記第１の基地局に接続するユーザ端末の数を、前記第１の基地局から取得する端末数取得部をさらに備え、前記基地局変更判定部は、前記ネットワークスライス識別子、および前記端末数取得部により取得された前記ユーザ端末の数に基づいて、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するか否かを判定してよい。
前記基地局変更判定部は、前記端末数取得部により取得された前記ユーザ端末の数と、所定の閾値とを比較して、前記ユーザ端末の数が前記所定の閾値を超える場合に、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定してよい。
前記基地局変更判定部は、前記ネットワークスライス識別子の値に応じて、前記ユーザ端末の数について、異なる複数の閾値を設定してよい。
前記識別子取得部は、前記パケットに記述されるＳ－ＮＳＳＡＩ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｌｉｃｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の値を、前記ネットワークスライス識別子として取得してよい。
前記基地局変更判定部は、前記Ｓ－ＮＳＳＡＩのＳＳＴ（Ｓｌｉｃｅ／Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｔｙｐｅ）の値に従って、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を変更する、前記第１の基地局に接続するユーザ端末の数が所定の閾値を超えた場合に前記ユーザ端末の前記接続先基地局を変更する、および前記ユーザ端末の前記接続先基地局を変更しない、のいずれかを判定してよい。
　前記ネットワーク管理装置は、前記識別子取得部により取得される前記ネットワークスライス識別子により識別されるネットワークスライスに、前記ユーザ端末からの前記パケットの転送をマッピングするスライシング制御部をさらに備えてよい。
　前記第１の基地局は、第５世代移動通信システム（５Ｇ）の基地局であり、前記第２の基地局は、第４世代移動通信システム（４Ｇ）の基地局であり、前記変更通知部は、前記第１の基地局から前記第２の基地局へのハンドオーバを、前記第１の基地局へ通知してよい。
前記変更通知部は、前記第１の基地局から前記第２の基地局へのＣ－ｐｌａｎｅでのハンドオーバを、前記第１の基地局へ通知してよい。
本発明に係る基地局装置の一態様は、基地局装置であって、ユーザ端末に無線接続して、前記ユーザ端末から送信されるパケットをコアネットワークへ中継する無線制御部と、ここで、中継される前記パケットは、前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を含み、ネットワーク管理装置から、前記ネットワークスライス識別子に基づいて決定された、前記基地局装置から他の基地局装置への前記ユーザ端末の接続先基地局を変更する通知を受信する受信部と、前記受信部により受信された前記通知に基づいて、前記ユーザ端末に、前記基地局装置から前記他の基地局装置へのハンドオーバを指示するメッセージを送信する送信部と、を備える。
前記基地局装置は、前記基地局装置に接続するユーザ端末の数を保持する保持部と、前記ネットワーク管理装置からの要求に応答して、前記保持部により保持される前記ユーザ端末の数を、前記ネットワーク管理装置に送信する応答送信部とをさらに備えてよい。
本発明に係るネットワーク管理方法の一態様は、ネットワーク管理装置が実行するネットワーク管理方法であって、ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するステップと、受信された前記パケットを解析して、前記パケットから前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得するステップと、取得された前記ネットワークスライス識別子に基づいて、前記ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定するステップと、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定された場合、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するよう、前記第１の基地局に通知するステップと、を含む。
本発明に係るネットワーク管理方法の他の態様は、基地局装置が実行するネットワーク管理方法であって、ユーザ端末に無線接続して、前記ユーザ端末から送信されるパケットをコアネットワークへ中継するステップと、ここで、中継される前記パケットは、前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を含み、　ネットワーク管理装置から、前記ネットワークスライス識別子に基づいて決定された、前記基地局装置から他の基地局装置への前記ユーザ端末の接続先基地局を変更する通知を受信するステップと、受信された前記通知に基づいて、前記ユーザ端末に、前記基地局装置から前記他の基地局装置へのハンドオーバを指示するメッセージを送信するステップと、を含む。
本発明に係るネットワーク管理プログラムの一態様は、ネットワーク管理処理をコンピュータに実行させるためのネットワーク管理プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するパケット受信処理と、前記パケット受信処理により受信された前記パケットを解析して、前記パケットから前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得する識別子取得処理と、前記識別子取得処理により取得された前記ネットワークスライス識別子に基づいて、前記ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定する基地局変更判定処理と、前記基地局変更判定処理により、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定された場合、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するよう、前記第１の基地局に通知する変更通知処理と、を含む処理を実行させるためのものである。
本発明に係るネットワーク管理プログラムの他の態様は、ネットワーク管理処理をコンピュータに実行させるためのネットワーク管理プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、ユーザ端末に無線接続して、前記ユーザ端末から送信されるパケットをコアネットワークへ中継する無線制御処理と、ここで、中継される前記パケットは、前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を含み、ネットワーク管理装置から、前記ネットワークスライス識別子に基づいて決定された、前記ユーザ端末が接続する基地局装置から他の基地局装置への前記ユーザ端末の接続先基地局を変更する通知を受信する受信処理と、前記受信処理により受信された前記通知に基づいて、前記ユーザ端末に、前記基地局装置から前記他の基地局装置へのハンドオーバを指示するメッセージを送信する送信処理と、を含む処理を実行させるためのものである。
　本発明によれば、基地局の圏内にあるユーザ端末の数に関わりなく、モバイルネットワークにおけるスループットの低下を有効に防止して、ユーザ端末に提供される通信品質の向上を図ることができる。
　上記した本発明の目的、態様及び効果並びに上記されなかった本発明の目的、態様及び効果は、当業者であれば添付図面及び請求の範囲の記載を参照することにより下記の発明を実施するための形態から理解できるであろう。
図１は、本発明の各実施形態に係るスライシング制御装置を含むモバイルネットワークシステムのネットワーク構成の一例を示す概念図である。 図２は、本実施形態に係るスライシング制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図３は、本実施形態に係る５Ｇ基地局（ｇＮｏｄｅＢ）の機能構成の一例を示すブロック図である。 図４は、本実施形態に係るモバイルネットワークシステムにおける基地局変更処理の処理シーケンスの一例を示すシーケンス図である。 図５は、本実施形態に係るスライシング制御装置が実行する基地局判定処理の詳細処理手順の一例を示すフローチャートである。 図６Ａは、ネットワークスライスの識別子を含むＳ－ＮＳＳＡＩのフォーマットを説明する図である。 図６Ｂは、Ｓ－ＮＳＳＡＩのＳＳＴの値とネットワークスライスのタイプとの対応を説明する図である。 図７は、Ｓ－ＮＳＳＡＩおよびＮＳＳＡＩを用いたネットワークスライシングを説明する概念図である。 図８は、本発明の各実施形態に係るスライシング制御装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。以下に開示される構成要素のうち、同一機能を有するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下に開示される実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
　以下では、本実施形態に係るネットワーク管理装置が、５Ｇモバイルネットワークにおいてネットワークスライシングを制御するスライシング制御装置（Ｓｌｉｃｉｎｇ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に実装され、受信されたパケットを解析して、解析したパケットからネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得し、取得されたネットワークスライス識別子に基づいて、ユーザ端末（ＵＥ）が接続する５Ｇ基地局を、第４世代移動通信システム（以下、「４Ｇ」という）基地局にオフロードするか否かを判定する例を説明する。
しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態に係るネットワーク管理装置は、スライシング制御装置以外のサーバ装置であって、無線アクセスネットワーク（Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＲＡＮ）をコアネットワークに中継するバックホウル（ｂａｃｋｈａｕｌ）ネットワークやコアネットワーク等を構成するいずれかのサーバ装置に実装されてよい。
ネットワーク管理装置は、ネットワークスライス識別子に替えて、あるいはこれに加えて、ＵＥが実行するアプリケーションのコンテキスト特性に基づいて、５Ｇ基地局から４Ｇ基地局にオフロードしてよい。また、ネットワーク管理装置はまた、５Ｇ基地局から他の５Ｇ基地局にオフロードしてもよい。
＜本実施形態に係るモバイルネットワークのネットワーク構成＞
　図１は、本発明の各実施形態に係るスライシング制御装置を含むモバイルネットワークシステムのネットワーク構成の一例を示す概念図である。
　図１に示すモバイルネットワークは、スライシング制御装置１、ユーザ端末（ＵＥ）２、５G基地局（以下、「ｇＮｏｄｅＢ」という）３、４Ｇ基地局（以下、「eＮｏｄｅＢ」という）４、Ｍｏｂｉｌｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ（ＭＭＥ）５、Ｓｅｒｖｉｎｇ　ＧａｔｅＷａｙ（ＳＧＷ）６、５Ｇコアネットワーク７を備える。モバイルネットワークはさらに、Ｈｏｍｅ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｓｅｒｖｅｒ（ＨＳＳ）１０ａ、およびＰｏｌｉｃｙ　ａｎｄ　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　Ｒｕｌｅｓ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＰＣＲＦ）１０ｂを備えてよい。図１において、５Ｇモバイルネットワークと４Ｇモバイルネットワークとが共存している。
　図１を参照して、スライシング制御装置１は、基地局ネットワークであるＲＡＮをコアネットワークに中継するバックホウルネットワークに接続し、ＲＡＮ、バックホウルネットワーク、コアネットワーク７に亘るエンドツーエンドでのネットワークスライシングを制御する。
　ネットワークスライシングとは、信頼性や速度等の要求特性毎に、物理ネットワークを仮想化し、汎用サーバやトランスポート機器等のネットワークリソースを分割して、それぞれの仮想的な論理ネットワークであるスライスに割り当てて、用途に応じたサービスをエンドツーエンドで提供するネットワークアーキテクチャである。
図１では、３つのネットワークスライス、すなわち、クラウドＡのサービス９ａを提供するためのネットワークスライス８ａ、クラウドＢのサービス９ｂを提供するためのネットワークスライス８ｂ、およびクラウドＺのサービス９ｃを提供するためのネットワークスライス８ｃが例示されている。ただし、ネットワークスライスおよびクラウドサービスの数はこれに限定されない。
　スライシング制御装置１は、Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＳＤＮ）やネットワーク機能仮想化（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　Ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ：ＮＦＶ）を用いて、ネットワークスライシングを制御してよい。
　この場合、ネットワークスライシングを実現するため、下層から順に、物理／仮想資源層、仮想ネットワーク層、およびサービスインスタンス層の３層アーキテクチャが用いられてよい。
　具体的には、最下層の物理／仮想資源層では、物理サーバやスイッチ等のネットワークを構成する物理／仮想資源を、ネットワーク全体の共有資源として、ＳＤＮ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＳＤＮ－Ｃ）およびＶｉｒｔｕａｌｉｚｅｄ　Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｍａｎａｇｅｒ（ＶＩＭ）によりスライスする。
物理／仮想資源層の上位層である仮想ネットワーク層では、スライスされた物理／仮想資源毎に、Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　Ｍａｎａｇｅｒ（ＶＮＦＭ）およびＮＦＶ　Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｒ（ＮＦＶＯ）により、ネットワーク機能（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＮＦ）のセットを配置する。物理／仮想資源上に配置されるネットワーク機能セットは、サービスを提供するため必要な通信機能やサービスアプリケーション機能、データ転送プロトコルを含む。
　仮想ネットワーク層の上位層であり最上層であるサービスインスタンス層では、ｅＭＢＢサービス、ＩｏＴサービス等のエンドユーザに提供されるサービスが、それぞれサービスインスタンスとして設定され、Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍ（ＯＳＳ）やＢｕｓｉｎｅｓｓ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍ（ＢＳＳ）により、各サービスインスタンスのサービス要求条件が満たされているか否かが監視される。
　ネットワークスライシングにおいては、ネットワークスライス毎に、要求されるサービス特性に応じて、基地局の無線装置であるＲａｄｉｏ　Ｕｎｉｔ（ＲＵ）、基地局の仮想化された無線信号処理ユニット（Ｖｉｒｔｕａｌｉｚｅｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｕｎｉｔ：ｖＤＵ）、基地局の仮想化されたデータ処理ユニット（Ｖｉｒｔｕａｌｉｚｅｄ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｕｎｉｔ：ｖＣＵ）、およびユーザデータ（データパケット）のパケット転送を行うＵｓｅｒ　Ｐｌａｎｅ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＵＰＦ）等の各論理ノードの配置が、物理的なアンテナサイト、地方収容局、およびデータセンタの間で最適化される。
　例えば、遠隔制御等の超低遅延アプリケーション用のネットワークスライスでは、モバイルネットワークのエッジであるアンテナサイトに、ｖＤＵ、ｖＣＵ、およびＵＰＦを配置して、ネットワーク遅延時間を低減してよい。一方、ＩｏＴ等の超大量端末接続アプリケーション用のネットワークスライスでは、中央のデータセンタに、ｖＣＵを配置して、多数の端末からの大量のデータを効率的に処理してよい。
　すなわち、図１に示されるモバイルネットワーク構成は、各装置の物理的な配置を意味するものではなく、モバイルネットワークの論理ノードの構成を例示的に示すものとする。
　本実施形態において、スライシング制御装置１は、本実施形態に係るネットワーク管理装置を実装し、５Ｇのカバレッジ圏内１００にある５ＧのＵＥ２からｇＮｏｄｅＢ５を介して送信されるパケットを受信し、受信されたパケットを解析して、ＵＥ２が接続すべき基地局を判定（選択）する。
　具体的には、スライシング制御装置１は、ＵＥ２からｇＮｏｄｅＢ３を介して、アップリンク送信されるデータパケットを解析し、データパケット中に記述されるネットワークスライスの識別子に基づいて、ＵＥ２が使用するアプリケーションのコンテキストを識別して、ＵＥ２を、ｅＮｏｄｅＢ４を介した４Ｇネットワークにオフロードするか否かを判定する。スライシング制御装置１が実行するこの基地局判定処理の詳細は、図４および図５を参照して後述する。
　図１に戻り、ユーザ端末（ＵＥ）２は、ｇＮｏｄｅＢ３のカバレッジ圏内においてｇＮｏｄｅＢ３に無線接続し、ｇＮｏｄｅＢ３を介して５Ｇでのモバイル通信可能であり、かつネットワークスライシングに適応する５Ｇ対応機器である。ＵＥ２はまた、ｅＮｏｄｅＢ４のカバレッジ圏内においてｅＮｏｄｅＢ４に無線接続し、ｅＮｏｄｅＢ４を介して４Ｇでのモバイル通信可能な４Ｇ対応機能を有する。
　具体的には、ＵＥ２は、４Ｇモバイルネットワークおよび５Ｇモバイルネットワークの双方に接続可能な機器であって、５Ｇのカバレッジ圏のセル１００の内にある際には、ｇＮｏｄｅＢ３を介して、５Ｇモバイルネットワークに接続し、５Ｇのカバレッジ圏のセル１００の外であって４Ｇのカバレッジ圏のセル２００の内にある際には、４Ｇ対応機器であるＵＥ２０と同様、ｅＮｏｄｅＢ４を介して、４Ｇモバイルネットワークに接続する。ＵＥ２が、５Ｇのカバレッジ圏のセル１００の外から内に移動すると、ｅＮｏｄｅＢ４からｇＮｏｄｅＢ３へのハンドオーバが実行されて、ｇＮｏｄｅＢ３を介した５Ｇモバイルネットワークへの接続が可能となる。
　ＵＥ２には、複数のネットワークスライスを設定することが可能であってよく、ＵＥ２のアプリケーションは、設定された複数のネットワークスライスのいずれかを指定することにより、アプリケーションに応じた所望するネットワーク特性を享受することができる。
　なお、ＵＥ２の数は、図１に示す数に限定されない。また、ＵＥ２は、ｇＮｏｄｅＢ３を介して５Ｇでのモバイル通信可能であり、かつネットワークスライシングに適応する機器である限り、その種類は限定されず、スマートフォン、携帯電話、タブレット、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の移動端末、車両等の移動体、センサ等の機器内蔵端末等、あらゆる機器であってよい。
　本実施形態において、ＵＥ２は、ｇＮｏｄｅＢ３から、接続先の基地局（以下、「接続先基地局」という）をｅＮｏｄｅＢ４にハンドオーバすべき旨の指示メッセージを受信すると、ｇＮｏｄｅＢ３のカバレッジ圏のセル１００の内に位置していても、ｇＮｏｄｅＢ３からの指示に従ってｅＮｏｄｅＢ４へのハンドオーバを実行し、ハンドオーバ後には４ＧのＵＥ２０として動作してよい。
　５G基地局であるｇＮｏｄｅＢ３は、基地局のアンテナを介して、ＵＥ２と無線信号を送受信する。ｇＮｏｄｅＢ３は、５ＧモバイルネットワークのＲＡＮを構成するエッジノードであり、ＵＥ２からアタッチ要求を受信し、バックホウルネットワークを介してＵＥ２を５Ｇコアネットワーク７に接続して、ＵＥ２と、所定のクラウドのサービス９ａ～９ｃとの間のデータ転送を中継する。
　ｇＮｏｄｅＢ３は、５Ｇ基地局のデータ処理ユニットであるＣＵ３０を備える。ＣＵ３０は、仮想化されたｖＣＵであってよい。
　本実施形態において、ｇＮｏｄｅＢ３は、スライシング制御装置１から、ＵＥ２の接続先基地局をｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更させるべき旨の指示メッセージ（以下、「通知」ともいう）を受信すると、ＵＥ２に対して、ｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４にハンドオーバすべき旨の指示メッセージを送信する。
　ｇＮｏｄｅＢ３はまた、ｇＮｏｄｅＢ３に接続中であるＵＥ２の数を一時記憶装置等に保持し、スライシング制御装置１からの要求に応答して、スライシング制御装置１に送信してよい。
４G基地局であるｅＮｏｄｅＢ４は、基地局のアンテナを介して、ＵＥ２と無線信号を送受信する。ｅＮｏｄｅＢ４は、４ＧモバイルネットワークのＲＡＮを構成するエッジノードであり、ＵＥ２およびＵＥ２０からアタッチ要求を受信し、バックホウルネットワークを介してＵＥ２およびＵＥ２０を４Ｇコアネットワーク（不図示）に接続する。
ｅＮｏｄｅＢ４は、４Ｇ基地局のベースバンド処理ユニットであるＢＢＵ４０を備える。ＢＢＵ４０は、デジタル信号の変調および復調を含む信号処理を実行する。
ｇＮｏｄｅＢ３およびｅＮｏｄｅＢ４の間は、Ｘｎインタフェースにより接続される。
なお、ＵＥ２は、５Ｇでのモバイル通信を行う際に、通信の確立等の制御処理を実行するための制御プレーン（Ｃ－ｐｌａｎｅ：ＣＰ）と、ユーザデータの送受信処理を実行するためのユーザプレーン（Ｕ－ｐｌａｎｅ：ＵＰ）とを分離して、５Ｇモバイルネットワークと４Ｇモバイルネットワークとを併用してもよい。
すなわち、ＵＥ２は、５Ｇのモバイル通信を確立するため、ｅＮｏｄｅＢ４のＢＢＵ４０（ＣＵ－ＣＰ）を介してＣ－ｐｌａｎｅの機能を実行し、かつ、Ｃ－ｐｌａｎｅで確立された５Ｇのモバイル通信によるＵ－ｐｌａｎｅでのユーザデータのパケット送受信を、ｇＮｏｄｅＢ３のＣＵ３０（ＣＵ－ＵＰ）を介して実行してよい。
５Ｇでのモバイル通信に使用される高周波数帯の電波は、直進性が高く、物体により遮蔽され易い伝搬特性を有する。このため、一般に、図１に示すように、５G基地局であるｇＮｏｄｅＢ３のカバレッジ圏１００は、４Ｇ基地局であるｅＮｏｄｅＢ４のカバレッジ圏２００より小さい。
５Ｇのモバイル通信を確立し、および５Ｇ基地局から４Ｇ基地局へハンドオーバによりオフロードするため、ＵＥ２に、ｇＮｏｄｅＢ３ではなくｅＮｏｄｅＢ４を介してＣ－ｐｌａｎｅの機能を実行させることで、４Ｇモバイルネットワークと５Ｇモバイルネットワークが共存する環境において、より安定したモビリティ制御が可能となる。
　モビリティ管理エンティティであるＭＭＥ５は、ｅＮｏｄｅＢ４を収容し、ＵＥ２およびＵＥ２０からの制御信号のゲートウェイであり、ＵＥ２およびＵＥ２０のモビリティ管理、認証（セキュリティ制御）、およびｅＮｏｄｅＢ４とＳＧＷ６との間のユーザデータを転送する転送経路の設定等を行う。
　サービングゲートウェイであるＳＧＷ６は、ｇＮｏｄｅＢ３を収容し、ＵＥ２からのユーザデータのゲートウェイであり、コアネットワーク７を介した外部のデータネットワーク（図１ではクラウドＡ９ａ～クラウドＣ９ｃ）とＵＥ２との間のユーザデータのパケット転送を制御する。ＳＧＷ６は、Ｕ－ｐｌａｎｅ処理に特化した機能を提供するＵ－Ｐｌａｎｅ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＵＰＦ）として機能する。
　５Ｇコアネットワーク７は、５Ｇモバイルネットワークが通信の中枢として用いる、集線装置間や拠点間、事業者間等を接続する大容量の基幹ネットワークである。
　ＨＳＳ１０ａは、ＭＭＥ５に接続する、３ＧＰＰモバイルネットワークにおける加入者情報データベースであり、認証情報および在圏情報の管理を実行する。
ＰＣＲＦ１０ｂは、ＳＧＷ６に接続する、通信品質を制御するノードであり、ユーザデータのパケット転送におけるＱｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｖｉｃｅ（ＱｏＳ）や課金のための制御を実行する。ＰＣＲＦ１０ｂは、ユーザデータの転送におけるＱｏＳ値や課金ポリシーを決定して、ＳＧＷ６に通知する。ＳＧＷ６は、ＰＣＲＦ１０ｂから通知されるＱｏＳ値や課金ポリシーに従って、ユーザデータの転送を実行する。
　なお、ＭＭＥ５およびＨＳＳ１０ａは、４Ｇコアネットワーク（不図示）のノードであってよい。また、ＳＧＷ６およびＰＣＲＦ１０ｂは、５Ｇコアネットワーク７のノードであってよいが、ＳＧＷ６は、ネットワークスライスに依存して、例えば、ＲＡＮのノードとして、アンテナサイトや収容局等のエッジに配置されてもよい。
＜本実施形態に係る基地局判定手法＞
　本実施形態において、スライシング制御装置１が実行する基地局判定処理の手法を概略説明する。
　モバイルネットワークにおいて、ＵＥ２がどの基地局に無線接続するかは、基地局からＵＥ２が受信する電波の電波強度によって決定される。
具体的には、ＵＥ２は、接続先やハンドオーバ先の基地局を決定する際に、基地局からＵＥ２が受信する電波の受信品質を測定し、受信品質の測定結果をＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｒｅｐｏｒｔ（ＭＲ）として、基地局に送信する。基地局は、ＵＥ２に対して、ＭＲを送信するための閾値を事前に通知してよい。ＵＥ２は、閾値以上の受信品質が測定された場合に、ＭＲを対象の基地局に送信する。
したがって、図１を参照して、５Ｇのカバレッジ圏のセル１００の内にあるすべてのＵＥ２は、重畳的に４Ｇのカバレッジ圏のセル２００内にあったとしても、５Ｇ基地局であるｇＮｏｄｅＢ３に無線接続することになる。すなわち、ｇＮｏｄｅＢ３が、図１に示すすべてのＵＥ２の接続先基地局として決定される。
　ところで、無線通信におけるスループットの物理限界は、シャノン（Ｓｈａｎｎｏｎ）の通信容量定理により、帯域幅およびＳ／Ｎ比を変数として、画定される。
　ここで、ある５Ｇ基地局（ｇＮｏｄｅＢ３）のカバレッジ圏内に複数のＵＥ２が存在する場合、シャノンの通信容量定理により決定されるスループットの物理限界は、下記の式１に示されるように、ｇＮｏｄｅＢ３のカバレッジ圏内にあるＵＥ２の数で分割される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　（式１）
　上記式１において、Bは帯域幅、Sは信号レベル、Nはノイズレベル、MはＵＥ２の数、ＴＨＰはスループット（理論上の限界スループット）をそれぞれ表す。式１から理解されるように、ある５Ｇ基地局（ｇＮｏｄｅＢ３）のカバレッジ圏内に多数のＵＥ２が存在すると、各ＵＥ２に提供可能な無線通信の限界スループットＴＨＰは、ＵＥ２の数に比例して低下することになる。
　本実施形態では、スライシング制御装置１は、ＵＥ２が使用するアプリケーションのコンテキストに基づいて、ＵＥ２のユーザデータの転送を、４Ｇ基地局であるｅＮｏｄｅＢ４を介した４Ｇモバイルネットワークにオフロードする。
　具体的には、スライシング制御装置１は、一旦ｇＮｏｄｅＢ３に接続されたＵＥ２がＵ－ｐｌａｎｅを介して送受信するユーザデータのパケットを解析し、ユーザデータのパケットに記述されるネットワークスライスの識別子を取得し、取得されたネットワークスライス識別子に従って、ＵＥ２が接続すべき基地局を、ｅＮｏｄｅＢ４に変更すべきか否かを判定する。
この基地局判定処理において、スライシング制御装置１は、ｇＮｏｄｅＢ３に接続されるＵＥ２の数が所定の閾値を超えた場合にのみ、ＵＥ２が接続すべき基地局をｅＮｏｄｅＢ４に変更すべきか否かを判定してよい。
　これにより、ＵＥ２が使用するアプリケーションのコンテキストに応じて、例えば、高速大容量を要求しないアプリケーションを使用するＵＥ２を、４Ｇモバイルネットワークにオフロードしつつ、高速大容量を要求するアプリケーションを使用するＵＥ２には、５Ｇモバイルネットワークの使用を継続させて、５Ｇで予定されたスループットを保証することができる。したがって、５Ｇモバイルネットワークのスループットの低下を防止して、各ＵＥ２にとって適切な通信品質（サービス品質）を提供することができる。
＜スライシング制御装置の機能構成＞
　図２は、本実施形態に係るスライシング制御装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　図２に示すスライシング制御装置１の各機能モジュールのうち、ソフトウエアにより実現される機能については、各機能モジュールの機能を提供するためのプログラムがＲＯＭ等のメモリに記憶され、ＲＡＭに読み出してＣＰＵが実行することにより実現される。ハードウエアにより実現される機能については、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各機能モジュールの機能を実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路を生成すればよい。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙの略である。また、ＦＰＧＡと同様にしてＧａｔｅ　Ａｒｒａｙ回路を形成し、ハードウエアとして実現するようにしてもよい。また、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）により実現するようにしてもよい。なお、図２に示した機能ブロックの構成は一例であり、複数の機能ブロックが１つの機能ブロックを構成するようにしてもよいし、いずれかの機能ブロックが複数の機能を行うブロックに分かれてもよい。図３に示すｇＮｏｄｅＢの機能ブロックについても同様である。
　図２を参照して、スライシング制御装置１は、スライシング制御部１１、パケット解析部１２、接続ＵＥ数管理部１３、接続先基地局判定部１４、および接続先変更指示部１５を備える。
　スライシング制御部１１は、ＲＡＮ、バックホウルネットワーク、コアネットワーク７に亘るネットワークスライシングを制御する。
　具体的には、スライシング制御部１１は、Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｌｉｃｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＮＳＳＦ）を有し、アプリケーションのコンテキスト（特性）に応じて設定された複数のネットワークスライスを管理して、ネットワークスライスごとに割り当てられたネットワークリソースを使用して、ＵＥ２と、異なるネットワークスライス８ａ～８ｃがそれぞれ設定された、各クラウドのサービス９ａ～９ｃとのエンドツーエンドのデータ通信を実行する。
パケット解析部１２は、ＵＥ２からＳＧＷ６（ＵＰＦ）に転送されるユーザデータのパケットを解析する。
具体的には、パケット解析部１２は、ＵＥ２からＵ－ｐｌａｎｅでＳＧＷ６に転送されるユーザデータのパケットを受信し、受信されたパケットに記述されたネットワークスライス識別子を取得して、接続先基地局判定部１４に供給する。
パケット解析部１２はまた、Ｕ－ｐｌａｎｅでＵＥ２からＳＧＷ６に転送されるユーザデータのパケットから、ネットワークスライス識別子以外のアプリケーションのコンテキスト（特性）を直接的または間接的に示す情報を取得して、接続先基地局判定部１４へ供給してよい。パケット解析部１２はさらに、ＵＥ２からＣ－ｐｌａｎｅで転送されるセッション管理情報や通信品質情報等の制御情報を取得して、接続先基地局判定部１４へ供給してよい。
接続ＵＥ数管理部１３は、ｇＮｏｄｅＢ３に接続するＵＥ２の数を、メモリ等の一時記憶装置に保持し、保持されるＵＥ２の数を、接続先基地局判定部１４からの要求に応じて、接続先基地局判定部１４へ供給する。
接続ＵＥ数管理部１３は、各ｇＮｏｄｅＢ３に接続するＵＥ２の数を、各ｇＮｏｄｅＢ３へのポーリングにより取得してよい。
接続先基地局判定部１４は、パケット解析部１２から供給されるネットワークスライス識別子等に基づいて、ＵＥ２が接続すべき基地局を判定する。すなわち、接続先基地局判定部１４は、ＵＥ２の接続先基地局をｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更して、ＵＥ２を４Ｇモバイルネットワークへオフロードするか否かを判定する。
接続先基地局判定部１４は、ＵＥ２の接続先基地局をｅＮｏｄｅＢ４に変更すると判定した場合、接続先変更指示部１５に、ＵＥ２の接続先基地局をｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更する指示を出力する。
接続先基地局判定部１４は、接続ＵＥ数管理部１３が保持する、ｇＮｏｄｅＢ３に接続するＵＥ２の数を取得し、取得されたＵＥ２の数をＵＥ数の所定の閾値と比較し、取得されたＵＥ２の数がＵＥ数の所定の閾値を超える場合に、ＵＥ２の接続先基地局をｅＮｏｄｅＢ４に変更するよう、接続先変更指示部１５に指示してよい。
また、接続先基地局判定部１４は、パケット解析部１２により、原則４Ｇモバイルネットワークへオフロードすべき所定のネットワークスライス識別子が取得された場合に、さらに、接続ＵＥ数管理部１３が保持する、ｇＮｏｄｅＢ３に接続するＵＥ２の数とＵＥ数の所定の閾値とを比較して、接続先基地局を変更すべきかを決定してもよい。
接続先変更指示部１５は、接続先基地局判定部１４から、ＵＥ２の接続先をｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更する旨の指示を受信すると、当該ＵＥ２が接続するｇＮｏｄｅＢ３に対して、当該ＵＥ２の接続先基地局をｅＮｏｄｅＢ４に変更する旨の指示メッセージ（通知）を送信する。
接続先変更を指示されたｇＮｏｄｅＢ３は、ＵＥ２を４Ｇモバイルネットワークにオフロードさせるため、Ｃ－ｐｌａｎｅでＵＥ２に、接続先基地局をｅＮｏｄｅＢ４にハンドオーバにより変更させる。
＜ｇＮｏｄｅＢの機能構成＞
　図３は、本実施形態に係る５Ｇ基地局（ｇＮｏｄｅＢ３）の機能構成の一例を示すブロック図である。
　図３を参照して、ｇＮｏｄｅＢ３は、無線制御部３１、ＵＥ接続管理部３２、およびハンドオーバ制御部３３を備える。図１に示すｇＮｏｄｅＢ３は、無線ユニット（Ｒａｄｉｏ　Ｕｎｉｔ：ＲＵ）、無線信号処理ユニット（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｕｎｉｔ：ＤＵ）、およびデータ処理ユニット（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｕｎｉｔ：ＣＵ）の機能を有する５Ｇ基地局である。
ただし、図１に示すｇＮｏｄｅＢ３は、物理的に１つの基地局装置を意味するものではない。ｇＮｏｄｅＢ３は、図１に示すモバイルネットワークにおいて、１つまたは複数の子局と、フロントホウル（ｆｒｏｎｔｈａｕｌ）ネットワークを介して複数の子局を収容する親局とから構成されてよい。
５Ｇ子局は、無線周波数（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を処理する無線ユニット（ＲＵ）の機能を有し、ＵＥ２と無線信号を送受信する。
一方、５Ｇ親局は、無線信号処理ユニット（ＤＵ）およびデータ処理ユニット（ＣＵ）の機能を有し、５Ｇ子局から送受信される制御信号やユーザデータを、５Ｇコアネットワーク７に中継する。なお、無線信号処理ユニット（ＤＵ）は、５Ｇ親局に替えて、５Ｇ子局に配置されてもよい。
　図３を参照して、無線制御部３１は、ｇＮｏｄｅＢ３のアンテナ（不図示）を介して、ＵＥ２との間で、無線信号を送受信する。
　具体的には、無線制御部３１は、無線信号のＡＤ／ＤＡ変換、ビームフォーミング、信号の変調および復調、信号の符号化および復号化、スクランブリング、無線リソース制御等、ＵＥ２との無線信号の送受信に必要な処理を行う。
　ＵＥ接続管理部３２は、ｇＮｏｄｅＢ３に接続されているＵＥ２の数や状態を管理する。
　具体的には、ＵＥ接続管理部３２は、ＵＥ２とｇＮｏｄｅＢ３との間に確立されたセッションの情報を取得して、ｇＮｏｄｅＢ３に接続されているＵＥ２の数や状態を、メモリ等の一時記憶装置に保持してよい。
　ＵＥ接続管理部３２は、保持しているＵＥ２の数や状態を、スライシング制御装置１に、周期的に送信してよく、あるいは、スライシング制御装置１からのポーリングに対して、ＵＥ２の数や状態を応答してもよい。
　ハンドオーバ制御部３３は、スライシング制御装置１から送信される、ＵＥ２の接続先基地局を変更する指示メッセージに基づいて、ＵＥ２に対して、接続先基地局を、ｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更させるハンドオーバ指示メッセージを送信する。ハンドオーバ指示メッセージを受信したＵＥ２は、公知のハンドオーバ手順に従って、ｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４へハンドオーバする。
＜基地局変更処理シーケンス＞
　図４は、本実施形態に係る基地局変更処理の処理シーケンスの一例を示すシーケンス図である。
　S４１で、ＵＥ２は、５Gコアネットワーク７に接続して、所望のクラウドサービス９ａ～９ｃのアプリケーションを使用するため、ｅＮｏｄｅＢ４に対して、受信電波の強度を示す電波品質レポート（ＭＲ）として送信するとともに、接続要求を送信する。
　Ｓ４２で、ｅＮｏｄｅＢ４は、Ｓ４１でＵＥ２から接続要求を受信すると、ＭＭＥ５に対して、接続要求の送信元であるＵＥ２の認証および登録を要求するメッセージを送信する。
ＭＭＥ５は、ｅＮｏｄｅＢ４から送信されるＵＥ２の認証および登録の要求を受信すると、ＨＳＳ１０ａから通知される加入者認証情報に基づき、ＵＥ２を認証し、認証に成功した場合、ＵＥ２をその位置情報とともに登録する。ＵＥ２の位置情報は、ＵＥ２のセル間移動の管理に使用される。
　Ｓ４１およびＳ４２の処理は、Ｃ－ｐｌａｎｅの信号の送受信により実行される。なお、Ｓ４１およびＳ４２の処理は、ｅＮｏｄｅＢ４およびＭＭＥ５に替えて、ｇＮｏｄｅＢ３およびＡｃｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＡＭＦ）により実行されてよい。
　Ｓ４３で、ＵＥ２は、５Ｇコアネットワーク７を介して、所望のクラウドサービス９ａ～９ｃのアプリケーションとユーザデータの送受信を実行するため、ｇＮｏｄｅＢ３に対して、接続要求を送信する。ｇＮｏｄｅＢ３は、接続要求の送信元であるＵＥ２と接続し、ＵＥ２からのユーザデータを５Ｇコアネットワークに中継する。
　Ｓ４４で、ｇＮｏｄｅＢ３に接続したＵＥ２は、５Ｇコアネットワーク７を構成するＳＧＷ６（ＵＰＦ）（以下、単に「ＳＧＷ６」という）を介して、所望のクラウドサービス９ａ～９ｃのアプリケーションと、Ｕ－ｐｌａｎｅでユーザデータの送受信を実行する。
　Ｓ４５で、スライシング制御装置１は、ＳＧＷ６から、Ｓ４４でＵＥ２からＳＧＷ６に転送されたユーザデータのパケットを受信して、受信されたユーザデータのパケットを解析する。
　具体的には、スライシング制御装置１は、ＵＥ２からＵ－ｐｌａｎｅでＳＧＷ６に転送されるユーザデータのパケットを受信し、受信されたパケットに記述されたネットワークスライス識別子を取得する。そして、スライシング制御装置１は、取得されたネットワークスライス識別子に基づいて、ＵＥ２が使用するアプリケーションのコンテキストを判定することで、ＵＥ２の接続先基地局をｅＮｏｄｅＢ４に変更して４Ｇモバイルネットワークへオフロードすべきか否かを判定する。
　スライシング制御装置１はさらに、ＵＥ２をｅＮｏｄｅＢ４にオフロードするか否かを判定する際に、ｇＮｏｄｅＢ３に接続されるＵＥ２の数と、所定の閾値とを比較して、ｇＮｏｄｅＢ３に現在接続しているＵＥ２の数が、所定の閾値を超える場合に、ＵＥ２をｅＮｏｄｅＢ４にオフロードすると判定してよい。
なお、スライシング制御装置１は、ＵＥ２からＳＧＷ６へ転送されるユーザデータのパケットを、ミラーリングを使用して受信してよい。
Ｓ４５で、スライシング制御装置１が、ＵＥ２が接続すべき基地局を現在のｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更すべきと判定した場合、Ｓ４６で、スライシング制御装置１は、ｇＮｏｄｅＢ３に対して、ＵＥ２の接続先基地局を、４Ｇ基地局であるｅＮｏｄｅＢ４に変更すべき旨の指示メッセージを送信する。
Ｓ４７で、ｇＮｏｄｅＢ３は、スライシング制御装置１からＵＥ２の接続先基地局を変更すべき旨の指示メッセージを受信すると、ＵＥ２に対して、ＵＥ２の接続先基地局を、ｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４にハンドオーバすべき旨の指示メッセージを送信する。
Ｓ４８で、ＵＥ２は、Ｓ４７でｇＮｏｄｅＢ３から受信したハンドオーバの指示メッセージに従って、ｅＮｏｄｅＢ４に接続することで、ｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４へのハンドオーバを実行する。
Ｓ４５～Ｓ４８の処理を実行することで、以降、ＵＥ２のユーザデータ転送は、４Ｇモバイルネットワークにオフロードされ、ｅＮｏｄｅＢ４および４Ｇコアネットワークを介して、所望のアプリケーションとのユーザデータの送受信が可能となる。
＜基地局判定処理詳細＞
図５は、本実施形態に係るスライシング制御装置１が実行する基地局判定処理の詳細処理手順の一例を示すフローチャートである。図５のフローチャートは、図４に示すスライシング制御装置１が実行するＳ４５およびＳ４６の処理を詳細化して示す。
Ｓ１で、スライシング制御装置１のパケット解析部１２は、ＵＥ２からＳＧＷ６に転送されたユーザデータのパケットを、ミラーリング等を使用して受信する。
Ｓ２で、スライシング制御装置１のパケット解析部１２は、Ｓ１で受信されたユーザデータのパケットを参照して、当該パケットに記述されるネットワークスライス識別子を取得し、取得されたネットワークスライス識別子を、接続先基地局判定部１４へ供給する。
Ｓ３で、スライシング制御装置１の接続先基地局判定部１４は、接続ＵＥ数管理部１３を介して、ｇＮｏｄｅＢ３に現在接続しているＵＥ２の数を取得する。
Ｓ４で、スライシング制御装置１の接続先基地局判定部１４は、Ｓ２で取得されたネットワークスライス識別子に基づいて、ＵＥ２が使用するアプリケーションのコンテキストを判定して、ＵＥ２の接続先基地局を変更すべきか否かを判定し、判定結果を接続先変更指示部１５に供給する。
ここで、接続先基地局判定部１４は、Ｓ２で取得されたネットワークスライス識別子、およびＳ３で取得されたｇＮｏｄｅＢ３に接続中のＵＥ２の数を参照して、ＵＥ２をｅＮｏｄｅＢ４にオフロード可能か否かを決定してよい。
具体的には、例えば、接続先基地局判定部１４は、Ｓ２で取得されたネットワークスライス識別子が、ｅＭＢＢ等の高速大容量用のネットワークスライスや、ＵＲＬＬＣ等の超高信頼低遅延用のネットワークスライスを示す場合には、Ｓ３で取得されたｇＮｏｄｅＢ３に接続中のＵＥ２の数に依らず、無条件で、ＵＥ２の接続先基地局を変更せず、ＵＥ２にｇＮｏｄｅＢ３への接続を継続させる、と判定してもよい。接続先基地局判定部１４はまた、Ｓ２で所得されたネットワークスライス識別子が、ＩｏＴ等のアプリケーション用のネットワークスライスを示す場合には、Ｓ３で取得された接続中のＵＥ２の数が所定の閾値を超える場合にのみ、あるいは、無条件で、ＵＥ２の接続先基地局をｅＮｏｄｅＢ４に変更すると判定してもよい。
接続先基地局判定部１４はまた、ＩｏＴ等のアプリケーションのサブカテゴリに応じて、判定結果を異ならせてもよい。この場合、例えば、ネットワークスライス識別子が、Ｍａｓｓｉｖｅ　ＩｏＴ（ＭＩｏＴ）等の超大量端末接続用のネットワークスライスを示す場合には、無条件で、あるいはＵＥ２の数が第１の閾値内である場合にのみ、ＵＥ２の接続先基地局を変更しないと判定し、一方、ネットワークスライス識別子が、ＭＩｏＴ以外のＩｏＴのアプリケーション用のネットワークスライスを示す場合には、無条件で、あるいはＵＥ２の数が第２の閾値を超える場合にのみ、ＵＥ２の接続先基地局を変更すると判定してよい。ここで、第１の閾値は、第２の閾値より大きくてよいが、第２の閾値以下であってもよい。
接続先基地局判定部１４はさらに、ｇＮｏｄｅＢ３に接続中のすべてのＵＥ２が使用しているネットワークスライスの情報を、Ｓ２で取得される各ＵＥ２のネットワークスライス識別子をメモリ等の一時記憶装置に保持してよい。この場合、接続先基地局判定部１４は、一時記憶装置に保持されたｇＮｏｄｅＢ３に接続中の他のＵＥ２が使用しているネットワークスライス識別子を読み出して、ｇＮｏｄｅＢ３に接続中の他のＵＥ２が使用しているアプリケーションのコンテキストに応じて、当該ＵＥ２の接続先基地局を変更するか否かを判定することができる。
Ｓ４で、ＵＥ２の接続先基地局を変更すると判定された場合（Ｓ４：Ｙ）、Ｓ５に進み、一方、ＵＥ２の接続先基地局を変更しないと判定された場合（Ｓ４：Ｎ），Ｓ５をスキップして処理を終了する。
Ｓ４で、ＵＥ２の接続先基地局を変更すると判定された場合、Ｓ５で、接続先変更指示部１５は、ｇＮｏｄｅＢ３に対して、ＵＥ２の接続先基地局を、ｇＮｏｄｅＢ３からｅＮｏｄｅＢ４に変更する旨の指示メッセージを送信する。
図６Ａは、ネットワークスライスの識別子を含むＳ－ＮＳＳＡＩ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｌｉｃｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｉｎｆｒｏｍａｔｉｏｎ）のフォーマットを説明する図である。
図６Ａに示すＳ－ＮＳＳＡＩは、単一のネットワークスライスを識別する情報であり、ＵＥ２が送信すべきユーザデータのパケットに設定する。スライシング制御装置１のパケット解析部１２は、ユーザデータのパケットに設定されたこのＳ－ＮＳＳＡＩを、ネットワークスライスの識別子として取得する。
図６Ａに示すように、Ｓ－ＮＳＳＡＩは、ＳＳＴフィールド６１、およびＳＤフィールド６２を有する。ＳＳＴ（Ｓｌｉｃｅ／Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｔｙｐｅ）フィールド６１は、ネットワークスライスまたはサービスのタイプを示す。ＳＤ（Ｓｌｉｃｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｔｏｒ）フィールド６２は、同一ＳＳＴ内で複数のネットワークスライスに分離する際に、複数のネットワークスライスのそれぞれを識別する。ＳＤフィールド６２は、標準外のスライスタイプを細分化するために使用され、ＳＤフィールド６２の値がＮｕｌｌでない場合、ＳＤフィールド６２の値で、詳細なスライスタイプが規定される。
図６Ｂは、Ｓ－ＮＳＳＡＩのＳＳＴの値とネットワークスライスのタイプとの対応を説明する図である。
図６Ｂに示すように、ＳＳＴ値が１であるＳ－ＮＳＳＡＩは、ｅＭＢＢのネットワークスライスまたはサービスを示す。ＳＳＴ値が２であるＳ－ＮＳＳＡＩは、ＵＲＬＬＣのネットワークスライスまたはサービスを示す。ＳＳＴ値が３であるＳ－ＮＳＳＡＩは、ＭＩｏＴ（Ｍａｓｓｉｖｅ　ＩｏＴ）を示す。ＳＳＴ値が４であるＳ－ＮＳＳＡＩは、コネクティッドカー用のアプリケーションであるＣ－Ｖ２Ｘ（Ｃｅｌｌｕａｒ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）を示す。
５～１２７までのＳＳＴ値は、将来のスライスタイプ標準化のためリザーブされている。１２８～２５５までのＳＳＴ値は、標準外の値であり、オペレータが固有に定義することができる。
図７は、Ｓ－ＮＳＳＡＩおよびＮＳＳＡＩを用いたネットワークスライシングを説明する概念図である。ネットワークスライスに適応するＵＥ２は、最大８つのＳ－ＮＳＳＡＩを使用することができる。ＮＳＳＡＩは、複数のＳ－ＮＳＳＡＩの集合である。
ＵＥ２は、３ＧＰＰのＣ－ｐｌａｎｅのコールフローにより、対象のネットワークスライスへの接続性を得ることができる。ＵＥ２は、各Ｓ－ＮＳＳＡＩのＳＳＴ／ＳＤにより、対応するトランスポートスライスにマッピングされる。
図７を参照して、Ｓ－ＮＳＳＡＩ１は、ＳＳＴ値１を持ち、ｅＭＢＢ用のネットワークスライスにマッピングされる。Ｓ－ＮＳＳＡＩ２は、ＳＳＴ値３を持ち、ＩｏＴ用のネットワークスライスにマッピングされる。Ｓ－ＮＳＳＡＩ３は、ＳＳＴ値３およびＳＤ値Ａを持ち、オペレータが定義したカスタムＩｏＴ用のネットワークスライスにマッピングされる。
このように、ＵＥ２は、使用するアプリケーションのコンテキストに応じて、Ｓ－ＮＳＳＡＩにネットワークスライス識別子（ＳＳＴ／ＳＤ）を設定することにより、複数のネットワークスライスを使い分けることができる。
スライシング制御装置１は、ＵＥ２がユーザデータのパケットに設定したＳ－ＮＳＳＡＩのＳＳＴ／ＳＤの値を参照することにより、ＵＥ２を４Ｇモバイルネットワークにオフロードすべきか否かを容易に判定することができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、スライシング制御装置は、ＵＥから受信されたパケットを解析して、解析したパケットからネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得し、取得されたネットワークスライス識別子に基づいて、ＵＥが接続する５Ｇ基地局を、４Ｇ基地局にハンドオーバさせるか否かを判定する。
　これにより、基地局のカバレッジ圏内にあるＵＥの数に関わりなく、モバイルネットワークにおけるスループットの低下を有効に防止して、ＵＥに提供される通信品質の向上を図ることが可能となる。したがって、必要なＵＥに対して必要な量のデータの送受信を可能とし、５ＧモバイルネットワークにおけるＱｏＥ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）およびＱｏＳ向上に資する。
＜スライシング制御装置のハードウエア構成＞
　図８は、本実施形態に係るスライシング制御装置１のハードウエア構成の非限定的一例を示す図である。
　本実施形態に係るスライシング制御装置１は、単一または複数の、あらゆるコンピュータ、または他のいかなる処理プラットフォーム上にも実装することができる。スライシング制御装置１は、クラウドを構成する汎用サーバ装置に実装されてもよく、専用のサーバ装置に実装されてもよい。
図８を参照して、スライシング制御装置１は、単一のコンピュータに実装される例が示されているが、本実施形態に係るスライシング制御装置１は、複数のコンピュータを含むコンピュータシステムに実装されてよい。複数のコンピュータは、有線または無線のネットワークにより相互通信可能に接続されてよい。
　図８に示すように、スライシング制御装置１は、ＣＰＵ８１と、ＲＯＭ８２と、ＲＡＭ８３と、ＨＤＤ８４と、入力部８５と、表示部８６と、通信Ｉ／Ｆ８７と、システムバス８８とを備えてよい。スライシング制御装置１はまた、外部メモリを備えてよい。
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）８１は、スライシング制御装置１における動作を統括的に制御するものであり、データ伝送路であるシステムバス８８を介して、各構成部（８２～８７）を制御する。
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）８２は、ＣＰＵ８１が処理を実行するために必要な制御プログラム等を記憶する不揮発性メモリである。なお、当該プログラムは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）１１４、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性メモリや着脱可能な記憶媒体（不図示）等の外部メモリに記憶されていてもよい。
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）８３は、揮発性メモリであり、ＣＰＵ８１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。すなわち、ＣＰＵ８１は、処理の実行に際してＲＯＭ８２から必要なプログラム等をＲＡＭ８３にロードし、当該プログラム等を実行することで各種の機能動作を実現する。
　ＨＤＤ８４は、例えば、ＣＰＵ８１がプログラムを用いた処理を行う際に必要な各種データや各種情報等を記憶している。また、ＨＤＤ８４には、例えば、ＣＰＵ８１がプログラム等を用いた処理を行うことにより得られた各種データや各種情報等が記憶される。
入力部８５は、キーボードやマウス等のポインティングデバイスにより構成される。
表示部８６は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のモニターにより構成される。表示部８６は、基地局判定処理で使用される各種パラメータや、他の装置との通信で使用される通信パラメータ等をスライシング制御装置１へ指示入力するためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供してよい。
通信Ｉ／Ｆ１８は、スライシング制御装置１と外部装置との通信を制御するインタフェースである。
　図１に示すスライシング制御装置１の各要素のうち少なくとも一部の機能は、ＣＰＵ８１がプログラムを実行することで実現することができる。ただし、図１に示すスライシング制御装置１の各要素のうち少なくとも一部の機能が専用のハードウエアとして動作するようにしてもよい。この場合、専用のハードウエアは、ＣＰＵ８１の制御に基づいて動作する。
　なお、上記において特定の実施形態が説明されているが、当該実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図はない。本明細書に記載された装置及び方法は上記した以外の形態において具現化することができる。また、本発明の範囲から離れることなく、上記した実施形態に対して適宜、省略、置換及び変更をなすこともできる。かかる省略、置換及び変更をなした形態は、請求の範囲に記載されたもの及びこれらの均等物の範疇に含まれ、本発明の技術的範囲に属する。
　１…スライシング制御装置、２…ＵＥ、３…ｇＮｏｄｅＢ、４…ｅＮｏｄｅＢ、５…ＭＭＥ、６…ＳＧＷ、７…５Ｇコアネットワーク、８ａ～８ｃ…ネットワークスライス、９ａ～９ｃ…クラウドサービス、１０ａ…ＨＳＳ、１０ｂ…ＰＣＲＦ、１１…スライシング制御部、１２…パケット解析部、１３…接続ＵＥ数管理部、１４…接続先基地局判定部、１５…接続先変更指示部、３０…ＣＵ、３１…無線通信部、３２…ＵＥ接続管理部、３３…ハンドオーバ制御部、４０…ＢＢＵ、８１…ＣＰＵ、８２…ＲＯＭ、８３…ＲＡＭ、８４…ＨＤＤ、８５…入力部、８６…表示部、８７…通信Ｉ／Ｆ、８８…バス

Claims (15)

  1. 　ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するパケット受信部と、
    　前記パケット受信部により受信された前記パケットを解析して、前記パケットから前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得する識別子取得部と、
    　前記識別子取得部により取得された前記ネットワークスライス識別子に基づいて、前記ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定する基地局変更判定部と、
    　前記基地局変更判定部により、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定された場合、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するよう、前記第１の基地局に通知する変更通知部と
    を備えることを特徴とするネットワーク管理装置。
  2. 　前記第１の基地局に接続するユーザ端末の数を、前記第１の基地局から取得する端末数取得部をさらに備え、
    　前記基地局変更判定部は、前記ネットワークスライス識別子、および前記端末数取得部により取得された前記ユーザ端末の数に基づいて、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するか否かを判定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理装置。
  3. 　前記基地局変更判定部は、前記端末数取得部により取得された前記ユーザ端末の数と、所定の閾値とを比較して、前記ユーザ端末の数が前記所定の閾値を超える場合に、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定する
    　ことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク管理装置。
  4. 　前記基地局変更判定部は、前記ネットワークスライス識別子の値に応じて、前記ユーザ端末の数について、異なる複数の閾値を設定する
    　ことを特徴とする請求項３に記載のネットワーク管理装置。
  5. 　前記識別子取得部は、前記パケットに記述されるＳ－ＮＳＳＡＩ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｌｉｃｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の値を、前記ネットワークスライス識別子として取得する
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のネットワーク管理装置。
  6. 　前記基地局変更判定部は、前記Ｓ－ＮＳＳＡＩのＳＳＴ（Ｓｌｉｃｅ／Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｔｙｐｅ）の値に従って、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を変更する、前記第１の基地局に接続するユーザ端末の数が所定の閾値を超えた場合に前記ユーザ端末の前記接続先基地局を変更する、および前記ユーザ端末の前記接続先基地局を変更しない、のいずれかを判定する
    　ことを特徴とする請求項５に記載のネットワーク管理装置。
  7. 　前記識別子取得部により取得される前記ネットワークスライス識別子により識別されるネットワークスライスに、前記ユーザ端末からの前記パケットの転送をマッピングするスライシング制御部をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のネットワーク管理装置。
  8. 　前記第１の基地局は、第５世代移動通信システム（５Ｇ）の基地局であり、前記第２の基地局は、第４世代移動通信システム（４Ｇ）の基地局であり、
    　前記変更通知部は、前記第１の基地局から前記第２の基地局へのハンドオーバを、前記第１の基地局へ通知する
    　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のネットワーク管理装置。
  9. 　前記変更通知部は、前記第１の基地局から前記第２の基地局へのＣ－ｐｌａｎｅでのハンドオーバを、前記第１の基地局へ通知する
    　ことを特徴とする請求項８に記載のネットワーク管理装置。
  10. 　基地局装置であって、
    　ユーザ端末に無線接続して、前記ユーザ端末から送信されるパケットをコアネットワークへ中継する無線制御部と、ここで、中継される前記パケットは、前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を含み、
    　ネットワーク管理装置から、前記ネットワークスライス識別子に基づいて決定された、前記基地局装置から他の基地局装置への前記ユーザ端末の接続先基地局を変更する通知を受信する受信部と、
    　前記受信部により受信された前記通知に基づいて、前記ユーザ端末に、前記基地局装置から前記他の基地局装置へのハンドオーバを指示するメッセージを送信する送信部と
    　を備えることを特徴とする基地局装置。
  11. 　前記基地局装置に接続するユーザ端末の数を保持する保持部と、
    　前記ネットワーク管理装置からの要求に応答して、前記保持部により保持される前記ユーザ端末の数を、前記ネットワーク管理装置に送信する応答送信部と
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
  12. 　ネットワーク管理装置が実行するネットワーク管理方法であって、
    ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するステップと、
    受信された前記パケットを解析して、前記パケットから前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得するステップと、
    取得された前記ネットワークスライス識別子に基づいて、前記ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定するステップと、
    前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定された場合、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するよう、前記第１の基地局に通知するステップと
    を含むことを特徴とするネットワーク管理方法。
  13. 　基地局装置が実行するネットワーク管理方法であって、
    　ユーザ端末に無線接続して、前記ユーザ端末から送信されるパケットをコアネットワークへ中継するステップと、ここで、中継される前記パケットは、前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を含み、
    　ネットワーク管理装置から、前記ネットワークスライス識別子に基づいて決定された、前記基地局装置から他の基地局装置への前記ユーザ端末の接続先基地局を変更する通知を受信するステップと、
    　受信された前記通知に基づいて、前記ユーザ端末に、前記基地局装置から前記他の基地局装置へのハンドオーバを指示するメッセージを送信するステップと
    　を含むことを特徴とするネットワーク管理方法。
  14. 　ネットワーク管理処理をコンピュータに実行させるためのネットワーク管理プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
    　ユーザ端末からコアネットワークに送信されるパケットを受信するパケット受信処理と、
    　前記パケット受信処理により受信された前記パケットを解析して、前記パケットから前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を取得する識別子取得処理と、
    　前記識別子取得処理により取得された前記ネットワークスライス識別子に基づいて、前記ユーザ端末の接続先基地局を、第１の基地局から第２の基地局に変更するか否かを判定する基地局変更判定処理と、
    　前記基地局変更判定処理により、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更すると判定された場合、前記ユーザ端末の前記接続先基地局を、前記第１の基地局から前記第２の基地局に変更するよう、前記第１の基地局に通知する変更通知処理と
    　を含む処理を実行させるためのものであることを特徴とするネットワーク管理プログラム。
  15. 　ネットワーク管理処理をコンピュータに実行させるためのネットワーク管理プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
    　ユーザ端末に無線接続して、前記ユーザ端末から送信されるパケットをコアネットワークへ中継する無線制御処理と、ここで、中継される前記パケットは、前記ユーザ端末が使用するネットワークスライスを識別するネットワークスライス識別子を含み、
    　ネットワーク管理装置から、前記ネットワークスライス識別子に基づいて決定された、前記ユーザ端末が接続する基地局装置から他の基地局装置への前記ユーザ端末の接続先基地局を変更する通知を受信する受信処理と、
    　前記受信処理により受信された前記通知に基づいて、前記ユーザ端末に、前記基地局装置から前記他の基地局装置へのハンドオーバを指示するメッセージを送信する送信処理と
    を含む処理を実行させるためのものであることを特徴とするネットワーク管理プログラム。

     
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