JP2016082569A - クラウドに基づいた無線アクセスネットワークのリソース管理 - Google Patents
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Abstract
【課題】クラウドに基づいた無線アクセスネットワークのリソース管理方法を提供する。
【解決手段】クラウドには、仮想サービスアンカー又はvSAがあり、それぞれの仮想サービスアンカーは、その仮想ネットワークによって提供される個々のサービスに対して提供される。そして、一のvSAは、一の仮想ネットワーク内の一のサービスの全てのユーザに対してリソース割り当てを取り扱う。vSAは、コンテンツアクセス要求に応答して、示されたコンテンツ及びユーザ装置に対して近隣の基地局に基づいて、少なくとも1つの適切なコンテンツデリバリノードを識別して、サービス要求を送信する。複数のvSAから受け取られたサービス要求に応答して、それぞれの基地局は、第2のリソース割り当てを実行して、その基地局に無線接続しているそれぞれのユーザ装置にサービスを提供する。
【選択図】図5
【解決手段】クラウドには、仮想サービスアンカー又はvSAがあり、それぞれの仮想サービスアンカーは、その仮想ネットワークによって提供される個々のサービスに対して提供される。そして、一のvSAは、一の仮想ネットワーク内の一のサービスの全てのユーザに対してリソース割り当てを取り扱う。vSAは、コンテンツアクセス要求に応答して、示されたコンテンツ及びユーザ装置に対して近隣の基地局に基づいて、少なくとも1つの適切なコンテンツデリバリノードを識別して、サービス要求を送信する。複数のvSAから受け取られたサービス要求に応答して、それぞれの基地局は、第2のリソース割り当てを実行して、その基地局に無線接続しているそれぞれのユーザ装置にサービスを提供する。
【選択図】図5
Description
本発明は、無線ネットワーク内のリソース管理に関し、特に、無線アクセスネットワーク(radio access network:RAN)の少なくとも一部がクラウドコンピューティング又は言い換えると「クラウド内」を介して実装される無線ネットワークに関する。
今日のデータ速度の要求の指数関数的な増加は、利用可能な記憶容量及び処理力の指数関数的な増加と密接に結合しており、処理力が大きい程、処理データを記憶するためにより多くの記憶を要求する。この要求を満たすために、クラウドコンピューティングは、ITプラットホームの発展を著しく変えた破壊的な技術である。
NIST(米国標準技術局)は、クラウドコンピューティングを、「最小の管理努力又はサービスプロバイダの相互作用で速やかに提供され且つ開放され得る可変なコンピュータリソース(例えば、ネットワーク、サーバ、ストレージ、アプリケーション及びサービス)の共有プールに対して、偏在し、便利で、オンデマンドなネットワークアクセスを可能にするためのモデル」と定義する。クラウドコンピューティングモデルの本質的な特徴は、以下の通りである。
(i)オンデマンドのセルフサービス
任意のクラウドユーザが、その時に且つその特定の必要に最も適合した量で、クラウドプラットホーム中の直接のサービスエントリポイントを介して、必要なコンピュータリソースを自己で供給でき、人的な支援がなく且つプロビジョニングが自動的である。
(ii)ブロードネットワークアクセス
コンピュータリソースは、標準的なネットワーク接続を用いて、一意的にアクセスされ且つ使用される(他のタイプの接続は存立できない)。
(iii)リソースプール
コンピュータリソースのプールは、マルチテナントモデルに従って、一意的であり全てのユーザ間で共有される。ユーザは、割り当てられるリソースの位置がクラウドプラットホームによって選択されるメカニズムに影響を与える方法を有さない。
(iv)高速伸縮性(rapid elasticity)
リソースは、ユーザに対してシームレスにスケーラブルであると思われて、いかなる方法でも、リアルタイムの要求に動的に適合することができなくてはならない。
(v)メジャードサービス(measured service)
クラウドプラットホームは、全ての関係する消費者からのリソース要求及び使用を監視し且つアカウントすることをサポートしながら、それぞれの提供されるサービスに特有の抽象的レベルを用いて、計測能力を備えていなくてはならない。
(i)オンデマンドのセルフサービス
任意のクラウドユーザが、その時に且つその特定の必要に最も適合した量で、クラウドプラットホーム中の直接のサービスエントリポイントを介して、必要なコンピュータリソースを自己で供給でき、人的な支援がなく且つプロビジョニングが自動的である。
(ii)ブロードネットワークアクセス
コンピュータリソースは、標準的なネットワーク接続を用いて、一意的にアクセスされ且つ使用される(他のタイプの接続は存立できない)。
(iii)リソースプール
コンピュータリソースのプールは、マルチテナントモデルに従って、一意的であり全てのユーザ間で共有される。ユーザは、割り当てられるリソースの位置がクラウドプラットホームによって選択されるメカニズムに影響を与える方法を有さない。
(iv)高速伸縮性(rapid elasticity)
リソースは、ユーザに対してシームレスにスケーラブルであると思われて、いかなる方法でも、リアルタイムの要求に動的に適合することができなくてはならない。
(v)メジャードサービス(measured service)
クラウドプラットホームは、全ての関係する消費者からのリソース要求及び使用を監視し且つアカウントすることをサポートしながら、それぞれの提供されるサービスに特有の抽象的レベルを用いて、計測能力を備えていなくてはならない。
従来の移動ネットワークは、専用のネットワーク基盤(infrastructure:インフラストラクチャ)を使用して、ある特定の無線アクセス技術(radio access technology:RAT)に基づいたRANを提供する。同じ地理的領域内では、しばしば標準のWiFi(登録商標)グループに基づいた無線LANと一緒に、通常、GSM(登録商標)、UMTS及びLTEのような無線アクセス技術に基づいた複数の共存するRANがある。一のネットワークの基地局又はアクセスポイントは、普通、独自の性質を有し、任意の一の基地局の使用率は全く低いものの、他のシステムに対して互換性を有さない。無線データに対する絶えずに増大する要求に応ずるための試みに失敗して、全体的な容量は、RAN間の干渉によって制限され得る。共存するRAN間でハードウェアを共有するための試みがなされているけれども、全体的な案は、基本的に非協働的で、柔軟性がなく且つハードウェアリソースの浪費である。
従って、クラウド技術を活用して電気通信ネットワークを改善し且つトラフィック要求を変えることによってユーザの要求に対処することの可能性が調査されている。
その一方で、ネットワーク機能及びそのハードウェア間の依存性を取り除くために、仮想化技術が提案されており、仮想マシンの形で複数の仮想ネットワーク機能によって、物理的ハードウェアの共有をもたらす。ハードウェアの更なる貯蔵は、クラウドコンピューティング基盤においてすでに見られる現象である、大きく且つ機敏なリソースの共有を促進し得る。
NGMN(Next Generation Mobile Networks)プロジェクトの一部として、いわゆるクラウドRAN(Cloud−RAN:C−RAN)は、中央的処理、共同の無線、リアルタイムのクラウドコンピューティング及び「クリーンな」(単純な建築の意味において)RANシステムとして提案されている。中央的処理は、オペレータがクラウドコンピューティングパラダイムを使用して、共同の方法で入ってくる無線トラフィックを取り扱うことを許容して、エンドユーザに対してより高いスループットを可能にする。
図1は、C−RANに適用可能なシステムアーキテクチャを示す(ここで、本明細書では、「システム」及び「ネットワーク」という用語は、文脈によって他のことが要求されない限りは交換可能である)。このC−RAN1では、無線通信ネットワークの従来の基地局(BS)は、遠隔無線ヘッド(Remote Radio Head:RRH)10及びベースバンドユニット(Base Band Unit:BBU)20に分けられる。
RRH10は、デジタルベースバンド及び伝達ネットワークに適合し、RF送信からの無線機能及びユーザ装置(図示せず)による受信を担当しており、遠隔に位置する無線ユニット及びアンテナである。図1に示すように、RRH10のクラスタがあり得る。それぞれのRRHは、無線通信ネットワーク及びクラスタにおいて、少なくとも1つのセルを提供し、従って、所定の地理的領域においてセルが重なるネットワークを形成し得る。
BBU20は、高性能でプログラム可能なプロセッサ及びリアルタイムの仮想化技術からなる、ベースバンドデジタル処理装置である。BBU20は、物理層レベル(L1)機能において要求される任意の行動を実行し、BSの層2及び3の機能(制御及び管理)を集める。BBU20及びRRH10は、高いバンド幅及び低い待機時間の光学的な「フロントホール(fronthaul)」ネットワーク(1つ又は複数の光学スイッチ/ルータ3を有する)を介して、結合される。
それぞれのBBUは、スタンドアロン(独立型)ユニットではなく、むしろ、図1に示すように、仮想マシンとして提供され、「BBUプール」の一部が、中央局又はデータセンタ2内に実装される。中央局2は、複数の無線アクセス技術(無線アクセス技術)のそれぞれのための一つである、一のBBUプールよりも多くのBBUプールを含み得る。それぞれの中央局内では、個々のBBU(仮想マシン)は、堅く相互接続され、高速のデータ交換を許容し得る。一のRATプール内のBBUの結合は、通常、異なるプール間よりも密接であろう。
ここで、BBUは、図1では、原則RAT毎に異なるプールで示されているが、これは、1つのあり得る配置だけである。
図2を参照して、中央局の仮想マシンの他の概念が示される。
この例では、リソースプール24が、PHY(物理)層、MAC/Trans(メディアアクセス制御/トランスポート)層、アクセレータ層、及び制御及び管理(動作及び保守又はO&M)層という様々な階層レベルで定義される。図2に示されるように、リソースプール24は、中央局の複数のプロセッサ23のハードウェアリソースから形成される。それぞれのプロトコル層におけるリソースプールは、協働して、図の右側の部分に示されるように、図1のBBUに対応する、複数の(仮想)基地局(BS)25を決定する。示されるように、複数の基地局は、異なる標準1,2及び3に、言い換えると、異なる無線アクセス技術に、対応し得る。ところで、本明細書では、基地局は、それぞれが一のRATに付属しているように示されるが、マルチRATの基地局も可能である。基地局は、また、無線セルラ機能を、WLAN機能(WiFi(登録商標))又はLTEに基づく無線通信に対して使用される非認可のスペクトル(いわゆるLTE−Uと呼ばれる)と結合して、アクセスポイントと共に無線セルラ基地局として動作し得る。更なる可能性は、基地局によってサポートされる、ユーザ装置間の無線通信のためのLTEスペクトルを用いるいわゆる装置トゥ装置(device−to−device:D2D)通信を使用することである。
再度図1を参照して、光学スイッチ/ルータ3は、BBUへの経路を提供すると共に、スイッチ/ルータ3’を介して、中央局2’へ結合するRRH10を有する他の領域のネットワークへの接続を許容する。中央局2’は、中央局2’によってカバーされる異なる地理的領域にサービスし得る。
クラウドにおける他のノードへのBBU20の接続は、いわゆる「バックホール(backhaul)」ネットワーク上で実行される。これは、従来のインターネットプロトコルを用いた、ブロードバンドインターネット接続である(又は少なくとも思われ得る)。それぞれの中央局2は、バックホールネットワークを介して、コンテンツデリバリノード30に接続される。図では、コンテンツデリバリノードのうちの1つが示されており、実際には他のネットワーク基盤(ルータ5によって例示される)が存在するだろう。
そのようなアーキテクチャにおける無線リソース管理は、簡単ではない仕事であることが知られており、複数の仮想ネットワークオペレータ(Virtual Network Operators’:VNOs)が複数の仮想ネットワークを定義する同じ物理基盤上に存在する、仮想無線アクセスネットワーク(Virtual Radio Access Network:V−RAN)との関連において、より挑戦的にさえなる。
図3は、V−RANにおける無線リソースの管理を示しており、階層的に示されており、共通無線リソース管理(Common Radio Resource Management:CRRM)及びローカルRRM上で、仮想無線リソース管理(Virtual Radio Resource Management:VRRM)を構成する。階層は、上から下まで示され、上において最も高いレベル(最も抽象的)の機能を備える。図3の下におけるアンテナの記号は、図1のRRHに対応する。RRMは、図1におけるRAT BBUプール毎に、おおまかに等しい。
この階層の最も高いレベルにおけるVNOは、無線アクセス基盤を所有しないネットワークオペレータであるが、ネットワークリソースを共有して、インフラストラクチャ提供者との取り決めによって、VNOの加入者(subscriber)への無線接続を提供する。このスキームでは、VNOは、物理基盤を取り扱う仮想リソースマネージャからの所定のレベルのサービス品質(quality of service:QoS)を要求する。これは、それぞれのサービスセッションのサービス条件の品質の追加である。そのような要求は、仮想オペレータとインフラストラクチャ提供者との間のサービスレベル契約(Service Level Agreement:SLA)によってカバーされ得るか、及び/又は、現在の要求に基づいて動的に出される要求であり得る。
最も高いレベルのマネージャであるVRRMは、VNOの要求及びSLAを、低いレベルに対するポリシーのセットに翻訳することを担当する。VRRMは、仮想無線リソースの使用を最適化して、物理リソースは扱わない。とはいえ、CRRMから受け取るレポート及び監視情報(例えば、推定された残りの容量)は、ポリシーを改善することを可能にする。
また、ジョイントRRM(JRRM)と呼ばれるCRRMは、VRRMとローカルなRRMとの間で中間の管理レベルである。CRRMは、異種のアクセス環境(マルチRATの意味の異種)において、ポリシーを出して無線リソースを管理することに加えて、仮想リソースから物理リソースまでのVRRMのポリシーを計画する。また、CRRMは、ローカルなRRMからの情報に基づいて、ポリシーを最適化して、VRRMに対してレポートを送る。
ローカルなRRMは、最も低いリソース管理レベルにおいて、単一の無線アクセス技術(RAT)における無線リソースの使用を最適化することに対して責任がある。それらは、要求を受け取ることに際して、エンドユーザに対して、物理無線リソースパラメータ(例えば、電力、周波数幅、タイムスロット等)を割り当てることを担当する。それぞれのローカルなRRMに対するCRRMによって出されるポリシーは、そのRRMに対する決定ガイドラインとして用いられる。CRRMによって設定されるポリシーに加えて、それぞれのローカルなRRMにおけるリソースの割り当ては、それぞれのサービスのQoS要求を満たさなければならない。ここで、「サービス」は一のエンドユーザに提供されている特定のアプリケーションと称される。
現在まで、仮想ネットワーク及びV−RANの概念は、クラウドコンピューティングの原則を用いることなく、従来のネットワーク基盤を共有していた。他方、C−RANによって提供される仮想化は、リソースが要求に応じて仮想オペレータ間で柔軟に割り当てられることを許容して、V−RANの概念に自然に合うものである。図3中の鎖線が示すように、それぞれのRATに対する少なくともRRM機能及びCRRMは、C−RAN1によって実行され得る。
ここで、クラウドに基づいたネットワークを考えると、基本の基盤は、一人又は複数のオペレータによって提供され、幾人かの仮想オペレータによって共有される。そのようなネットワークの基本的特徴は、下記を含み得る。
トラフィックの密集領域
無線アクセス技術の多様性
マクロセルのカバー領域上のマルチモードのスモールセル(LTE階層及びLTE−U/WiFi(登録商標)階層)
トラフィックの密集領域
無線アクセス技術の多様性
マクロセルのカバー領域上のマルチモードのスモールセル(LTE階層及びLTE−U/WiFi(登録商標)階層)
そのようなクラウドに基づいたネットワークでは、リソースは、複数のオペレータ(仮想オペレータを含む)によって共有され、彼らは、異なる経営戦略/焦点を有し、従って、異なる顧客/加入者に基づいた異なるポリシーを有し得る。リソースの管理は、個々の仮想オペレータに対して、サービスポリシーが実施されることを保証し、且つ個々の仮想オペレータの顧客/加入者に対して提供されるサービスの特徴を考慮してQoSを保証するために必須である。一方、物理ネットワークの能力の観点から、最小のコストで高いリソースの利用を維持することが重要である。
要するに、解決を要求している問題は、クラウドに基づいたネットワークにおけるリソースの管理をどのように効率的にサポートするかということである。
本発明の第1態様によれば、クラウドにおいて利用可能な共通のリソースから、複数の仮想ネットワークを決定することであって、それぞれの上記仮想ネットワークは1つ又は複数のサービスを提供し且つ複数のサービング基地の内の何れかを使用しており、ユーザ装置は、上記サービング基地に無線接続されて一の上記仮想ネットワークにアクセスすることと、上記ユーザ装置が、一の上記仮想ネットワークに加入している上記ユーザ装置のユーザによって、特定のサービスを受け取ることができることを許容することと、それぞれの上記仮想ネットワークでは、上記仮想ネットワークの全てのユーザに対してサービスをプロビジョニングするために上記共通のリソースを用いて、上記仮想ネットワークによって提供されるそれぞれの特定のサービスに対して第1リソース割り当てを実行し、上記第1リソース割り当てに基づいてサービス要求を送信することと、それぞれの上記サービング基地では、それぞれの上記仮想ネットワークから上記サービス要求を受信し、応答して、上記サービング基地に無線接続しているそれぞれの上記ユーザ装置に対してサービスを提供するために第2リソース割り当てを実行することと、を備えるクラウドに基づいた無線通信システムにおけるリソースを管理するための方法が提供される。
ここで、「クラウド」は、インターネットを介してアクセス可能なハードウェアリソースと称され、その物理的位置は重要ではない(そして、実際、サービング基地又はユーザ装置に対して明らかではないだろう)サービング基地は、仮想ネットワークに対して共通であるが、「クラウド」内にある必要はない(又は全体がある必要はない)。しかしながら、サービング基地の少なくとも複数の機能が、クラウド内に実装され得る。例えば、図1に示すように分離したRRH及びBBUを有する基地局の形のサービング基地が、クラウド内に位置するBBU機能を有し得る。
それぞれの「サービング基地」は、基地局又はアクセスポイントであり得る。代わりに又は追加して、1つ又は複数のサービング基地が、装置トゥ装置(D2D)通信のために構成される他のユーザ装置を有し得る。上述したように、そのようなユーザ装置は、基地局によってサポートされる。従って、この場合には、「サービング基地」という用語は、そのサポートする基地局と組み合わされるユーザ装置をカバーすることとして考えると適切であり得る。
ユーザ装置がサービスを受け取ることができることを許容することは、具体的には、ユーザに対して仮想ネットワーク(及びおそらくその仮想ネットワーク内の1つ又は複数のサービスタイプに対して)に加入することを要求して、利用可能なサービスを提供するための前提条件を設定することと称される。実際のサービスの配信は、第1及び第2リソース割り当ての後まで、起こらない。そして、これらは、通常、順番にユーザ装置(下記参照)からの特定の要求に依存する。
方法は、上記仮想ネットワークによって提供されるそれぞれの特定のサービスに対して、個々の仮想サービスアンカーを提供することであって、上記仮想サービスアンカーはその特定のサービスに対して上記第1のリソース割り当てを実行し且つその特定のサービスに対して上記サービス要求を送信することを、好ましくは提供する。
通常、方法は、ユーザ装置からのサービスに対する特定の要求(コンテンツアクセス要求)によって、始動する。このように、本発明の一実施形態であるサービス要求手順では、方法は、好ましくは、更に、それぞれの上記仮想サービスアンカーが、上記ユーザ装置の特定のサービスにおいてアクセスされるコンテンツを示す、上記ユーザ装置からのコンテンツアクセス要求を受け取ることと、それぞれの上記仮想サービスアンカーが、上記コンテンツアクセス要求、及び所定の仮想オペレータポリシー及び好ましくはまた記憶されたユーザプロファイルの内の少なくとも1つ、に基づいて、上記仮想サービスアンカーの特定のサービスに対する上記第1リソース割り当てを実行することと、を備える。
この場合、好ましくは、それぞれの上記コンテンツアクセス要求は、更に、上記サービング基地、及び/又は、上記ユーザ装置の位置情報に関する、上記ユーザ装置の測定レポートを有する。それと同時に、それぞれの上記仮想サービスアンカーから送信された上記サービス要求は、上記コンテンツアクセス要求に示されるコンテンツを保持する少なくとも1つのコンテンツデリバリノードへのサービスの要求を含み得る。
次に、好ましくは、少なくとも1つの上記コンテンツデリバリノードが、上記サービス要求に示されるコンテンツのデータサイズを上記仮想サービスアンカーに通知することによって、上記サービス要求に応答する。このデータサイズは、もしそれが関係する上記コンテンツデリバリノードにおいて利用可能である全てであるならば、要求されたコンテンツの部分のみを有しうる。
その後、上記仮想サービスアンカーが、一の上記コンテンツデリバリノード又はそれぞれの上記コンテンツデリバリノードによって通知される上記データサイズと、一の上記コンテンツデリバリノードから一の上記サービング基地への1つ又は複数の接続のプロパティと、上記ユーザ装置の測定レポート及び/又は位置情報と、に基づいて、上記ユーザ装置に対するコンテンツの推定される配信時間を計算し得る。
また、上記仮想サービスアンカーは、コンテンツの配信中に上記推定される配信時間を更新し得る。
ここで、「1つ又は複数の接続のプロパティ」は、例えば、関係するサービング基地に対するコンテンツデリバリノード間の通信接続上の容量又は待機時間といえる。
上述した何れかの方法では、好ましくは、それぞれの前記仮想ネットワークから送信される上記サービス要求は、特定のサービスを要求する一の上記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の上記サービング基地のそれぞれへのサービスの要求を含む。このように、ユーザ装置に対してサービスを提供することは、同時に2つ以上のサービング基地を有するユーザ装置の無線通信を含み得る。
好ましくは、一の上記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の上記サービング基地のそれぞれへの上記サービス要求は、少なくとも1つの上記コンテンツデリバリノード及び上記推定される配信時間を識別する。このようにして、サービング基地は、ネットワーク内のどのノードに対して、データの要求を送るのかを知り、期待される遅れ及び/又はコンテンツのスループットの指示が、ユーザ装置へ与えられ得る。
また、好ましくは、少なくとも1つの上記コンテンツデリバリノードに対するそれぞれの上記サービス要求は、特定のサービスを要求する一の上記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の上記サービング基地に関する情報を含む。コンテンツデリバリノードは、コンテンツの配信の期待される時間(又は期間)も同様に通知されて、コンテンツデリバリノードにおける負荷管理を促進し得る。
次に、特定のサービスを要求する一の上記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の上記サービング基地のそれぞれが、コンテンツを受信し且つ上記ユーザ装置に対してコンテンツを送信するために一の上記コンテンツデリバリノード又はそれぞれの上記コンテンツデリバリノードとの接続を確立し得る。このようにして、サービスは、実際にユーザ装置に対して提供される。
本発明の他の実施形態が、複数のサービング基地に対する統合されたデータ配信手順を提供する。この場合、好ましくは、それぞれの前記仮想サービスアンカーが、前記ユーザ装置、前記サービング基地、及び、一の上記コンテンツデリバリノード又はそれぞれの上記コンテンツデリバリノードからフィードバックを受け取り、上記フィードバックは、一の上記ユーザ装置からの、近隣の上記サービング基地との上記ユーザ装置の無線接続の状態と、一の上記サービング基地からの、上記サービング基地の負荷状態及び/又は上記サービング基地によって経験される干渉状態と、一の上記コンテンツデリバリノードからの、負荷状態及び/又は上記仮想ネットワークとの接続の状態と、の内の少なくとも1つを含む。
次に、上記第1リソース割り当てでは、上記仮想サービスアンカーが、好ましくは、上記ユーザ装置の近隣の複数の上記サービング基地のそれぞれに対して、好ましいリソーススケジューリング(resource scheduling)の決定を決定して、該決定を関係するそれぞれの上記サービング基地へ送信する。上記第2リソース割り当てでは、それぞれの上記サービング基地が、上記決定を考慮して、達成可能なリソーススケジューリングの決定(又は提案)を決定し、上記サービング基地が該決定を上記仮想サービスアンカーへその後通知する。
1つ又は複数の上記コンテンツデリバリノードから少なくとも1つの上記サービング基地を介して上記ユーザ装置へコンテンツを配信することによって、上記ユーザ装置と共に、サービスセッションが開始する。好ましくは、上記サービスセッションの間に間隔をあけて、上記第1リソース割り当て及び上記第2リソース割り当てが繰り返される。これは、データ配信のために使用されるサービング基地を変更することを含み得る。
ここで、好ましくは、上記仮想サービスアンカーが、上記コンテンツデリバリノードに対して、その上記コンテンツデリバリノードに関係するそれぞれのリソーススケジューリングの上記決定を通知する。
この実施形態は、好ましくは、更に、上記仮想サービスアンカーが、上記サービング基地からの達成可能なリソーススケジューリングの上記決定に基づいて、その好ましいリソーススケジューリングの上記決定を修正して、修正された該決定を関係するそれぞれの上記サービング基地へ送信することを備え、それぞれの上記サービング基地は、修正された上記決定を考慮して上記第2リソース割り当てを繰り返して、上記仮想サービスアンカーに対して結果を通知する。
本発明の第2態様によれば、クラウドにおいて利用可能な共通のリソースを用いて決定された複数の仮想ネットワークの内の何れかを用いてサービスを受け取るように配置された複数のユーザ装置と、複数のサービング基地であって、一の上記ユーザ装置が、複数の上記仮想ネットワークの内の何れかと少なくとも1つの上記サービング基地を介して無線接続するように配置されて、上記仮想ネットワークに加入している上記ユーザ装置のユーザに対する特定のサービスを一の上記仮想ネットワークから受け取る、複数のサービング基地と、複数の上記仮想ネットワーク内の複数の仮想サービスアンカーであって、それぞれの上記仮想サービスアンカーは、上記仮想ネットワークによって提供される個々のサービスに対して提供され、上記共通のリソースを用いて第1リソース割り当てを実行するように配置され、上記第1リソース割り当てに基づいてサービス要求を送信するように配置される、複数の仮想サービスアンカーと、を備え、それぞれの上記サービング基地は、複数の上記仮想サービスアンカーから受け取った上記サービス要求に応答して、第2リソース割り当てを実行し、上記サービング基地に無線接続しているそれぞれの上記ユーザ装置に対してサービスを提供するように配置される、クラウドに基づいた無線通信システムが提供される。
ここで、仮想サービスアンカーは、クラウド内にある。サービング基地が「クラウド内」にあるといえるか否か及びどのような範囲でサービング基地が「クラウド内」にあるといえるかは、実装に依存する。例えば、D2Dに対して構成されるユーザ装置の形におけるサービング基地は、それ自体はクラウド内にはないが、すでに上述したように、BBU及びRRHを有する基地局であるサービング基地、又はBBU及びRRHを有する基地局を有するサービング基地は、クラウド内にBBUの一部を有し得る。本明細書の他の場所で、「物理基地局」という用語は、ユーザ装置と物理無線インターフェース上で通信する基地局(RRHのような)の少なくとも一部があることを示すために使用される。
好ましくは、それぞれの上記仮想サービスアンカーは、更に、個々のサービスにおいてアクセスされるコンテンツを示す、上記ユーザ装置からのコンテンツアクセス要求を受け取るように配置され、上記システムは、更に、少なくとも1つのコンテンツデリバリノードを備え、それぞれの上記仮想サービスアンカーから送信された上記サービス要求は、示されたコンテンツに基づいた少なくとも1つの上記コンテンツデリバリノードに対するサービスの要求を含む。
本発明の第3態様によれば、上述されたシステム内で少なくとも1つの仮想サービスアンカーを提供するように構成されたコンピュータネットワーク内のサーバが提供される。
本発明の第4態様によれば、少なくとも1つのネットワークに接続されたコンピュータ及びサービング基地のプロセッサによって実行される時に、上述された方法の何れかを実行する、コンピュータ可読コードを備えるソフトウェアが提供される。
このように、本発明の実施形態は、ユーザ装置が、「クラウド内」の共通のリソースを用いて決定される複数の仮想ネットワークの内の何れかを介してサービスを受け取るように配置される、クラウドに基づく無線通信システムを提供し得る。システムは、複数の基地局(物理基地局又はアクセスポイント)と、少なくとも1つの基地局を介して仮想ネットワークの何れかと無線接続して、ユーザ装置のユーザが加入している仮想ネットワークから特定のサービスを受け取るように配置されるユーザ装置と、を有する。クラウド内には、複数の仮想サービスアンカー又はvSAがあり、それぞれの仮想サービスアンカーは、その仮想ネットワークによって提供される個々のサービスに対して提供される。言い換えると、それぞれの仮想ネットワークでは、複数の仮想サービスアンカーがあり、サービス(又はサービスタイプ)毎に1つの仮想サービスアンカーであり、仮想ネットワーク内のサービスの全てのユーザを覆っている。
導入において説明されたVRRMと同様に、vSAは、従来のRRMの上に無線リソース管理の追加の層を提供する。相違点は、vSAがサービス毎に且つVNO毎に基づいて決定されることである。また、vSAは、コンテンツデリバリノードに対して直接の論理インターフェースを提供して、スケジュールを作成する要求を行う時に、vSAがコンテンツデリバリノードからのフィードバックを考慮することを許容する。
本発明の実施形態は、ユーザ装置に対するコンテンツ(オーディオ、ビデオ、ファイル)の送信を含むサービスを主に目的とする。そのようなサービスの例は、ビデオ及びオーディオのストリーミング、ダウンロード等を含み得る。それぞれのvSAは、物理基地局又はアクセスポイント(以下、pBSと示す)を介して、そのvSAのサービス内でアクセスされるコンテンツを示す、ユーザ装置からのコンテンツアクセス要求又はサービス要求を受け取る。関係するコンテンツはクラウド内の少なくとも1つのコンテンツデリバリノードによって格納される。vSAは、コンテンツアクセス要求に応答して、それぞれの要求するユーザ装置に近隣の基地局と共に、少なくとも1つの関係するコンテンツデリバリノードを識別する。次に、vSAは、近隣の基地局に対するサービス要求と共に、指示されたコンテンツに基づいて少なくとも1つのコンテンツデリバリノードに対するサービスの要求を含む、サービス要求を送信する。複数のvSAから受信したサービス要求に応答して、それぞれの基地局は、ローカル(セル)レベルにおけるリソース割り当てを実行して、その基地局と無線接続されたそれぞれのユーザ装置に対してサービスを提供する。
このように、本発明の実施形態は、仮想オペレータ(VNO)を含む複数のオペレータによって共有される、クラウドに基づく仮想化されたネットワークにおいて、複数レベルの中央サービス的なリソース管理のメカニズムを提供し得る。提案される案では、サービスアンカー(vSA)におけるレベル1のリソース管理、及び、物理基地局又はアクセスポイント(pBS)におけるレベル2のリソース管理という、2つのレベルのリソース管理がある。
サービス要求の手順が提案されて、vSAが、仮想オペレータのユーザ装置によって提起される要求に対する適切なpBS及びコンテンツデリバリノードを識別することを許容する。また、vSAが関係するノード間のユーザ装置のデータの配信セッションを調整することを可能にする調整計画が提案される。
本発明の実施形態は、アプリケーション層(即ち、コンテンツデリバリノード)からアクセスネットワーク層(即ち、物理基地局又はアクセスポイント)へのノードの動作を調整することによって、リソース管理を最適化することができる。
提案されるリソース管理は、仮想オペレータの関係するユーザ装置だけでなく、全体的なネットワークの性能の利益となる、自動化された調整を許容する。
本発明の実施形態は、仮想オペレータ(VNO)を含む複数のオペレータによって共有されるクラウドに基づく仮想化されたネットワークにおいて、複数レベルの中央サービス的なリソース管理メカニズムを提供する。仮想ネットワークが特定の仮想オペレータに対して生成されることが仮定される。一の仮想ネットワークは、1つ又は複数の仮想サービスアンカー(vSA)を備えており、仮想ネットワークのカバレッジフットプリント及び能力は、この仮想オペレータの加入者の要求に対応して変化する。原則として、一の仮想ネットワークのカバレッジフットプリントは、一国全体に及ぶことができ、この場合には対応するvSAは、国の異なる地理的領域にわたっては分配されるだろう。
本発明における新規な概念であるvSAは、サービスに特有であり、オペレータに特有である。言い換えると、一の仮想オペレータは、複数のvSAを有することができ、一のvSAは、唯一の仮想オペレータ(VNO)に属する。通常、所与のVNOの一のサービスに対して、ただ1つのvSAがある。「サービス」の例は、ビデオオンデマンド、音楽ストリーミング、マルチメディア放送(multimedia broadcast:MBMS)、WWWアクセス等を含み得る、この文脈において、「サービス」は「サービスタイプ」と同じである。ユーザは、彼らがVNOとの契約に入る(加入する)と、1つ又は複数の異なる種類のサービスに対して加入し得る。どの位のvSAが提供されるのかは、部分的には、定義の問題である。しかし、クラウドコンピューティングを使用することは、カバーされる地理的面積に関わらず、一の論理的vSAが一のVNOの一の特定サービスに対して十分であるといえるだろう。
図4A及び4Bは、本発明のアーキテクチャを、LTEに基づくネットワークのような従来の無線ネットワークのものと比較する。
図4Aにおける従来の無線ネットワークは、独立型で一の特定の無線ネットワークの専用の基地局である基地局140と無線接続するユーザ装置12を有する。基地局140は、専用でネットワークに特有のバックホール上で、コンテンツデリバリノード30からコンテンツを読み出すことを許容しながら、インターネットに対するゲートウェイとして働くPDN−GW260と通信する。PDN−GWとコンテンツデリバリノード30との間の接続は、そのように、ブロードバンドのインターネット接続であり得る。もしCDN30がネットワークオペレータによって管理される場合、代わりに、専用のバックホールが使用され得る。PDN−GW260は、また、ユーザ装置に対するサービスアンカーとして働き得る。一方、PDN−GWは、リソース管理機能を有さないことに留意されたい。
図4Bに示すように、本発明で使用するために提案されるアーキテクチャは、表面的には似ており、ユーザ装置及びコンテンツデリバリノードは不変である。しかし、この場合には、物理基地局又はpBS14は、(例えば)部分的にクラウド内に、例えば図1のBBUプールによって実装される仮想ネットワークの基地局であり、サービスアンカーは上述したvSA26である。仮想ネットワークの基地局14と、そのネットワークのvSA26との間の接続は、ブロードバンドインターネットを介してか又は専用のバックホールを介しての何れかであり得る。一方、vSA26からコンテンツデリバリノード30への接続は、ブロードバンドインターネット上(コンテンツデリバリノード30がインターネット上に配置される場合)又は専用のリンク(もしコンテンツデリバリノード30がオペレータの所有である場合)を介しての何れかで行われ得る。従って、高価な専用のバックホールに対する要求は、低下し得る。
vSAは、全てのVNOによって提供される全てのタイプのサービスに対する一般的なレベルの無線リソース管理を提供するVRRMが(物理)ネットワーク内の全てのVNOに対してサービスする、図3に示されるVRRMのような従来の提案とは異なる。対照的に、本明細書で提案するvSAは、サービスに特有であり且つVNOに特有である。そして、ネットワーク内に第1VNO及び第2VNOがある場合、両者は似た種類のサービスを提供し、それぞれは、それらの自分の(1つ又は複数の)vSAを有するだろう。これらの2つのVNOのポリシー間の相違のために、第1VNOに対するvSAは、第2VNOに対するvSAと比較して、異なるリソース管理の決定をとるだろう。
それぞれのユーザが、何らかの方法で、例えばVNOによって提供されるアプリケーションプログラム(「app」)をダウンロードすることによって、サービスを申し込むことを仮定し得る。ユーザ(加入者)は、彼又は彼女のユーザ装置からサービス要求を送信することによって、サービスセッションを開始する。仮想サービスアンカーは、この仮想オペレータの加入者からの少なくとも1つのサービス要求がある時だけ、供給される。一の仮想サービスアンカーは、異なる無線アクセス技術における複数の物理基地局又はアクセスポイントと関係(又は接続)し得る。一の物理基地局又はアクセスポイントは、複数の仮想サービスアンカーによって共有され得る。仮想サービスアンカーと物理基地局との間の固定されたマッピングは、不要である。
上述した導入において説明されたBBUプール21又は22に関して、BBUプールは、主に物理無線リソース管理を担当する一方で、vSA26は、特定のVNOの特定のサービスに対する仮想リソース管理を取り扱う。この意味で、vSAは、BBUプールにおいて提供されるか又は他の方法で提供されるRRM機能と相互作用する「より高い」層のエンティティとして考えられる。vSAは、BBUプール21,22と同じ中央局2と物理的に同じ場所に位置し得る場合でも、vSAは、(あるとしても)BBUプールとは独立する論理エンティティである。例えば、両者は、クラウド内の、即ちサーバ上又はサーバファーム内の、プロセッサ上で走るソフトウェアによって提供され得る。vSA26はサービスに特有であり且つVNOに特有なので、vSAとBBUプールとの間に固定されたマッピングはない。
しかし、上述したようにpBSが部分的にクラウド内に実装され得るけれども、本発明は、また、従来の「独立型」基地局及び/又はD2Dに対して構成されるユーザ装置と共に使用され得ることに留意されたい。
仮想サービスアンカーは、仮想オペレータの加入者を「追いかけ」得る。例えば、加入者が移動する時(例えば、仮想サービスアンカーと関係する現在の物理基地局のカバレッジから出る)、仮想サービスアンカーは、異なる物理基地局又はアクセスポイントと結びついて、加入者に対して十分なカバレッジ及び能力を提供し得る。
提案される案では、2つのレベルのリソース管理がある。
(a)レベル1 サービスアンカー(vSA26)において
このリソース管理レベルは、仮想オペレータの加入者のためのみであり、ここで、リソース管理が、例えばセッション及びサービスクラス(仮想オペレータのポリシーに基づく)の推定される完了時間というアプリケーション層の特徴を考慮しながら、これらの加入者は、ユーザ装置上でアプリケーションを動作させてサービスを得る。このレベルの鍵となる機能は、関連する物理基地局を調整することである。
(b)レベル2 物理基地局又はアクセスポイント(pBS14)において
このレベルは、pBSとユーザ装置との間の無線接続の物理接続状態を考慮して、pBS/アクセスポイントのカバー領域(セル又は範囲)内の全てのユーザに対して適用される。ここで、リソーススケジューリングの決定は、レベル1のリソース管理コンポーネントからの要求を満たすように行われる。
より具体的には、リソース管理のこれらのレベルは、図5に示されるサービス要求手順及び図6に示されるデータ配信セッションを届けるための手順を提供する。
サービス要求手順
この手順では、仮想オペレータのユーザ装置12は、仮想オペレータのvSA26に対してサービス要求を開始する。ユーザ装置12は、人間であるユーザのユーザ機器であり、例えば、携帯電話又はタブレット又はコンピュータであり得る。それは、また、マシンタイプ装置であり得る。ユーザ装置を操作することにより、ユーザは、サービス要求が生成される結果をもたらす。要求されるサービスは、例えば仮想オペレータの店で入手可能な特定のビデオストリームのためという、仮想オペレータによって提供されるサービスの一部である特定の内容の配信であり得る。
ユーザ装置からの及びユーザ装置に対する全ての通信は、基地局(物理基地局又はpBS14、又はそれは代わりにアクセスポイントであり得る)を介して無線で行われる。普通、一のユーザ装置からのサービス要求は、一の特定の基地局(通常最近接)に向けられるだろうが、ユーザ装置が複数のpBSと通信することが可能である。
図5は、下記のステップを含むサービス要求手順の例を示す。
開始のステップS10において、その所有者が仮想オペレータのサービスの加入者であるユーザ装置12は、pBS14を介して、仮想オペレータのvSA26に対してサービス要求を送信して、仮想オペレータによって提供されるサービスの一部としての特定のコンテンツにアクセスする。このサービス要求(コンテンツアクセス要求とも称される)は、暗に又は明示的に、要求の対象であるサービスを提供する仮想ネットワークを識別する。暗に指示する例は、要求に含まれており、特定の仮想ネットワークの加入者として送信者を識別する加入者IDであろう。明示的に指示する例は、サービス要求が、仮想オペレータによって提供され且つ特有であるアプリケーションプログラム(「app」)を用いて生成されるかどうかであろう。結果として、pBSは、要求をどこに進めるべきかを知る。vSAはネットワークにおいてpBSよりも高いレベルにあるので、pBSはバックホールネットワークを介して、適切なvSAに対してサービス要求を進める。
ユーザ装置12の測定レポートは、要求に含まれて、近隣の基地局及びアクセスポイントで受信される信号の品質を示し得る。ユーザ装置の位置情報も、例えばユーザ装置のGPS機能から分かれば、含まれ得る。
ステップS12において、要求を受信して、vSA26は、要求されたコンテンツを検査して、最も適切なコンテンツデリバリノード又はノード(例えば、送信時間の意味で最近接の利用可能なノード)を見つける。その後、ステップS14において、vSA26は、コンテンツの配信セッションに対して、適切なpBSを識別する。適切なpBSの決定は、測定及びユーザ装置の位置情報及び加入者のプロファイル及び/又は仮想オペレータのポリシー等に基づき得る。通常、ユーザ装置に対して近隣の一又は複数のpBSが選択され得る。pBSは、複数の仮想ネットワークの内の何れかの使用に対して、利用可能な共通のリソースとしてみなされ得る。
ステップS16において、次に、vSA26は、要求(又はvSAにおいて要求から生成された対応するメッセージ)を、バックホールネットワーク上で、識別されたコンテンツデリバリノード又はノード30に対して進める。識別されたpBSのID及びアドレス情報は、メッセージに含まれる。
次のステップS18において、コンテンツデリバリノード39は、要求されたコンテンツのファイルサイズと共に、承認メッセージで応答する。
ある代わりのケースでは、それぞれの選択されたノードが要求されたコンテンツの一部を格納する複数のコンテンツデリバリノードが、このコンテンツ配信セッションに対して識別され得る。それらの内のそれぞれは、このノード内に格納される要求されたコンテンツの一部のファイルサイズと共に、要求に対して応答し得る。
後続のステップは、簡単のために、単一のpBSに関して説明される。しかし、vSAが複数の基地局を使用して、要求されたコンテンツをユーザ装置に対して配信することが可能であることに留意されたい。そのように、下記の「識別されたpBS」は、複数の基地局と称されることが可能であるとして理解されたい。
ステップS20において、コンテンツデリバリノードからの応答を受信して、vSA26は、ファイルサイズ及び識別されたpBSの接続品質に基づいて、推定される配信時間を計算する。複数のコンテンツデリバリノードの場合、vSA26は、それぞれのコンテンツデリバリノードにおいて利用可能なコンテンツに対する推定される配信時間を計算し得る。
次に、ステップS22において、vSA26は、識別されたpBSに対して要求を進める。識別されたコンテンツデリバリノードのID及びアドレス情報は、コンテンツデリバリノードにおいて利用可能なコンテンツに対する推定される配信時間と共に、メッセージに含まれている。
S24において、pBS14は、要求を承認する。次に、ステップS26において、データの配信経路が、コンテンツデリバリノードからpBSまで、更にユーザ装置12まで設定され得る。
複数のコンテンツデリバリノードの場合、複数の経路が、pBSとコンテンツデリバリノードとの間に設定され得る。どのようにデータをユーザ装置12に配信するかは、pBS次第であり得る。コンテンツの配信は、コンテンツデリバリノード(又はそれぞれのコンテンツデリバリノード)からpBSへ直接であり、データは仮想サービスアンカーを介して送られない。
vSA26は、残りのファイルサイズ及び接続品質に基づいて、推定される配信時間と共に、pBS14を更新し得る。
調整されたデータの配信
この手順は、vSA26と、ユーザ装置12のデータ配信セッションのための他の関係するノードとの間の調整計画(scheme)である。一例の手順が、図6に示される。ここで、図の上端における鎖線によって示されるように、ユーザ装置12は、コンテンツに対するデータ配信セッションに携わり、2つのpBS14及び14’からデータを受け取りながら、仮想オペレータによって提供されるサービスの一部として要求する。
一のvSA26は、pBS14,14’(pBS1及びpBS2ともラベル付けされる)及び複数のコンテンツデリバリノード30(この例では1つだけ示される)と関係するデータ配信を調整している。データ配信セッションの間、ネットワークノードは、ステップS30及びS32によって示されるように、vSAに対してフィードバックを提供する。vSA26は、ユーザ装置12、pBS14,14’及びコンテンツデリバリノード30によって、頻繁に更新されると考えられる。
フィードバックのいくつか例は下記を含む:
−ユーザ装置12から:1つ又は複数のpBSに関する接続状態(検出された干渉を含む)、パケット損失及び待ち時間のようなデータ配信のQoS
−pBS14及び14’から:負荷状態(又は利用可能な能力)、リソースの使用効率、検出された干渉
−コンテンツデリバリノード30から:負荷状態、パケット損失及び待ち時間のようなデータ配信のQoS
ユーザ装置12からのフィードバックは、図6のpBS14を介して送信される。ことに留意されたい。一方、コンテンツデリバリノード30からのフィードバックは、バックホールネットワーク上で、vSA26に直接送信される。
リソーススケジューリング(リソースの割り当て)の実行において、仮想サービスアンカーは、仮想オペレータによって設定されるポリシーに従う。そのようなポリシーの一例は、「最も経済的な方法で配信すること(即ち、最も安い)」であり得る。このポリシーに基づいて、vSAは、コンテンツ配信に関係するpBSとして、基本的なQoS要求を満たす限り、LTE基地局の代わりにWi−Fi(登録商標)アクセスポイントを選択し得る。又は、vSAは、pBSに指示して、サービスに対して最も経済的な技術を使用し得る(例えば、D2D通信、又はLTE−Uのような許可されていないスペクトル)。
S30及びS32におけるフィードバック情報と、仮想オペレータのポリシーとに基づいて、ステップS34において、vSA26は、それぞれの関係するpBSに対する好ましいリソーススケジューリングの決定を成し遂げて、ユーザ装置に対して最高の性能(例えば、スループット、データ速度)を達成する。次に、ステップS36において、vSAは、関係するpBS14及び14’に対して、関係するユーザ装置の推定される性能及びセッションに対する推定されるセッション完了時間と一緒に、提案を送信する。
ステップS38において、そのような提案を受け取ると、それぞれのpBS14、14’は、利用可能なリソースを考慮しながら(可能であれば、どのRATを用いてユーザ装置と通信するかのRATの選択を含む)、好ましいスケジューリングに従うことが可能であるか否かを査定するだろう。ここで、pBSは、また、仮想オペレータに加入しているこれらとは別に、他のユーザ機器を考慮して、それに従って、スケジューリングの決定を行い得る(例えば、最高の全てのリソース使用効率を目的として)。ステップS40において、次に、フィードバック手順の一部として、それぞれのpBSは、pBSが他のvSA26からの要求を含めて自身に対して利用可能な情報に基づいて配信できると考えるリソースの割り当てである「達成可能なスケジューリングの決定」を、vSA26に通知する。次に、複数のvSAからの、ことによると矛盾する要求に基づいてスケジューリングの決定(又は勧告)を行うことは、pBS次第である。S42において、次に、vSAは、推定される性能及びセッション完了時間を用いて、コンテンツデリバリノード30を更新する。そのようなフィードバックは、コンテンツデリバリノード30が、リソース管理及び可能であれば負荷平衡に対して適切な行動/決定を行うことを支援する。
pBSからのフィードバックされた情報に基づいて、S44において、vSA26は、その自身が提案したスケジューリングの決定及びそれぞれのpBSの達成可能な決定との間で、少しでもあるとしたら差/相違を検査し、異なるスケジューリングの決定から生ずる性能の相違を識別する。次に、必要であれば、vSAは、妥協したゴールと共に、ユーザ毎に基づいて、又は、同じオペレータの複数のユーザに対してまとめての何れかで、好ましいスケジューリングを調整する(例えば、ユーザ装置が達成する2番目に最高の性能)。この提案は、pBSによって受け入れられるより良い機会を有するだろう。VNOのポリシーが可能な限り最高のユーザの経験として設定されているならば、個々のユーザに対する一例は、vSAがユーザのサービスに対して最高のサービスを得る試みを行うことであろう。しかし、一のpBSにおける利用可能なリソースの制限によって(例えば、一のpBSは高いQoS要求を有するいくつかのUEにサービスしなくてはならない)、このユーザは、pBSにおける制限されたリソースでスケジューリングされ得る。このフィードバックに基づいて、vSAは、例えば低減した解像度でビデオをストリーミングする結果をもたらし得る低いデータ速度に設定して、妥協として、そのスケジューリング要求を下げるだろう。このように、vSA及びpBSは調整して、そのpBSによってサービスされる現在の全てのユーザに対してpBSにおける受け入れ可能なスケジューリングに到達する。
ステップS46において、vSA26は、関係するpBS14,14’に対して、提案(修正されたスケジューリングの決定)を送信する。S50において、更に、vSA26は、コンテンツデリバリノード30に対して、推定される性能及びセッション完了時間を通知する。
それぞれのpBSは、vSAからの修正されたリソースの割り当て(スケジューリングの決定)を受け入れるか又は少なくとも考慮する。一度受け入れると、コンテンツデリバリノードからのpBSに対するコンテンツの配信が、開始し得る。図6には示されていないけれども、上述した調整手順は繰り返されて、スケジューリングの調整を改善して、仮想オペレータの関係するユーザ装置だけでなく全てのネットワーク性能に利益を与えて、最適化されたリソース管理をもたらし得る。
これは、コンテンツの配信中に、間隔をあけてスケジューリングを繰り返すことを含む。そのような繰り返しに対する時間スケールは、一般に、物理層のスケジューリング間隔(例えば数ミリ秒)よりも大きくあるべきであり、数秒であって、フィードバックに依存して変化し得る。(例えば、vSAの提案するスケジューリングの決定とpBSにおける利用可能なスケジューリングとの間の差/相違が十分に小さい時にはより頻繁でなくなる)このようにスケジューリングの再訪問の結果は、個々のpBSの負荷又は無線接続の条件変化として、データ配信において、更に(又は異なる)pBSを関係させることを含み得る。
特に、複数の仮想オペレータが同じリソースを共有する場合には、そのような調整/交渉は、自動的にリソースの割り当てを最適化し且つ最適で調和した動作環境を達成するために特に重要である。
要約すると、本発明の実施形態は、「クラウド内」に少なくとも部分的に存在し且つシステムに対して利用可能である共通のリソースを用いて定義された複数の仮想ネットワークの内の何れかを介してサービスを受け取るように配置されるユーザ装置12を備えるクラウドに基づく無線通信システム1を提供できる。共通のリソースは、複数の基地局(物理基地局又はアクセスポイント)14と、少なくとも1つの基地局14を介して仮想ネットワークの内の何れかと無線接続して、仮想ネットワークからユーザ装置のユーザが加入している特定のサービスを受け取るように配置されるユーザ装置12とを含む。仮想ネットワークには仮想サービスアンカー又はvSA26があり、それぞれの仮想サービスアンカーは、その仮想ネットワークによって提供されるそれぞれのサービスに対して提供される。それぞれのvSA26は、そのvSAのサービスにおいてアクセスされるコンテンツを指示する、ユーザ装置12からのコンテンツアクセス要求を受け取り、コンテンツはクラウド内の少なくとも1つのコンテンツデリバリノードによって格納される。vSA26は、コンテンツアクセス要求に応答して、共通のリソースを用いて、第1リソース割り当てを実行し、これは、指示されたコンテンツに基づいて、基地局14に対するサービス要求と共に、少なくとも1つのコンテンツデリバリノードに対してサービス要求を送信することを含む。複数のvSA26からのサービス要求に応答して、それぞれの基地局14は、第2リソース割り当てを実行して、その基地局14と無線接続しているそれぞれのユーザ装置12に対してサービスを提供する。
このようにして、本発明の実施形態は、複数レベルの中央サービス的な管理方法を、特に、対応する仮想オペレータのみの加入者を表し、アプリケーション層の特徴を考慮しながら、関係する物理基地局を調整するサービスアンカーレベルにおいて、提供し得る。本発明のより具体的な実施形態は、仮想オペレータを含む複数のオペレータによって共有される仮想化されたネットワークに基づいたクラウド内の複数レベルの中央サービス的な管理メカニズムを提供する。
サービス要求手順が提案されて、仮想オペレータのユーザ装置によって立ち上げられた要求に対して、vSAが適切なpBS及びコンテンツデリバリノードを識別することを許容する。また、vSAが関係するノード間でユーザ装置のデータ配信セッションを調整することを可能する調整方法が、提案される。
本発明の範囲内で様々な変形が可能である。
上述したアーキテクチャは仮想ネットワークだけを含むけれども、本発明は、VNO及び非VNOの両方を含む複数のオペレータによって共有される効率的なネットワークを許容して、専用(非仮想)ネットワークと共存可能である。専用ネットワークのユーザはvSAを提供される必要はないが、少なくとも仮想ネットワークのユーザに対してvSAを提供することは、VNOのポリシーに基づいて個々のユーザに対するQoSを保証しながら、ネットワークの使用効率を改善するだろう。
上述されたサービス要求手順及び調整方法は、組み合わされるか、又は、それらは個々に使用され得る。
産業上の利用可能性
本発明の長所は、第1に、アプリケーション層(即ち、コンテンツデリバリノード)からアクセスネットワーク層(即ち、物理基地局又はアクセスポイント)へのノードの操作を調整することによって、リソース管理を最適化することを含む。第2に、提案されるリソース管理は、仮想オペレータの関係するユーザ装置だけでなく全てのネットワーク性能に利益をもたらす自動調整を許容する。
Claims (18)
- クラウドにおいて利用可能な共通のリソースから、複数の仮想ネットワークを決定することであって、それぞれの前記仮想ネットワークは1つ又は複数のサービスを提供し且つ複数のサービング基地の内の何れかを使用しており、ユーザ装置は、前記サービング基地に無線接続されて一の前記仮想ネットワークにアクセスすることと、
前記ユーザ装置が、一の前記仮想ネットワークに加入している前記ユーザ装置のユーザによって、特定のサービスを受け取ることができることを許容することと、
それぞれの前記仮想ネットワークでは、前記仮想ネットワークの全てのユーザに対してサービスをプロビジョニングするために前記共通のリソースを用いて、前記仮想ネットワークによって提供されるそれぞれの特定のサービスに対して第1リソース割り当てを実行し、前記第1リソース割り当てに基づいてサービス要求を送信することと、
それぞれの前記サービング基地では、それぞれの前記仮想ネットワークから前記サービス要求を受信し、応答して、前記サービング基地に無線接続しているそれぞれの前記ユーザ装置に対してサービスを提供するために第2リソース割り当てを実行することと、
を備えるクラウドに基づいた無線通信システムにおけるリソースを管理するための方法。 - 更に、
前記仮想ネットワークによって提供されるそれぞれの特定のサービスに対して、個々の仮想サービスアンカーを提供することであって、前記仮想サービスアンカーはその特定のサービスに対して前記第1のリソース割り当てを実行し且つその特定のサービスに対して前記サービス要求を送信することを備える請求項1に記載の方法。 - 更に、
それぞれの前記仮想サービスアンカーが、前記ユーザ装置の特定のサービスにおいてアクセスされるコンテンツを示す、前記ユーザ装置からのコンテンツアクセス要求を受け取ることと、
それぞれの前記仮想サービスアンカーが、前記コンテンツアクセス要求、及び所定の仮想オペレータポリシー及び記憶されたユーザプロファイルの内の少なくとも1つに基づいて、前記仮想サービスアンカーの特定のサービスに対する前記第1リソース割り当てを実行することと、
を備える請求項2に記載の方法。 - それぞれの前記コンテンツアクセス要求は、更に、前記サービング基地、及び/又は、前記ユーザ装置の位置情報に関する、前記ユーザ装置の測定レポートを有する請求項3に記載の方法。
- それぞれの前記仮想サービスアンカーから送信された前記サービス要求は、前記コンテンツアクセス要求に示されるコンテンツを保持する少なくとも1つのコンテンツデリバリノードへのサービスの要求を含む請求項3又は4に記載の方法。
- 更に、
少なくとも1つの前記コンテンツデリバリノードが、前記サービス要求に示されるコンテンツのデータサイズを前記仮想サービスアンカーに通知することによって、前記サービス要求に応答することを備える請求項5に記載の方法。 - 更に、
前記仮想サービスアンカーが、
一の前記コンテンツデリバリノード又はそれぞれの前記コンテンツデリバリノードによって通知される前記データサイズと、
一の前記コンテンツデリバリノードから一の前記サービング基地への1つ又は複数の接続のプロパティと、
前記ユーザ装置の測定レポート及び/又は位置情報と、
に基づいて、前記ユーザ装置に対するコンテンツの推定される配信時間を計算することを備え、
前記仮想サービスアンカーは、コンテンツの配信中に前記推定される配信時間を更新する請求項4〜6の何れか一項に記載の方法。 - それぞれの前記仮想ネットワークから送信される前記サービス要求は、特定のサービスを要求する一の前記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の前記サービング基地のそれぞれへのサービスの要求を含む請求項1〜7の何れか一項に記載の方法。
- 一の前記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の前記サービング基地のそれぞれへの前記サービス要求は、少なくとも1つの前記コンテンツデリバリノード及び前記推定される配信時間を識別する請求項7又は8に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記コンテンツデリバリノードに対するそれぞれの前記サービス要求は、特定のサービスを要求する一の前記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の前記サービング基地に関する情報を含む請求項5又は8に記載の方法。
- 更に、
特定のサービスを要求する一の前記ユーザ装置に対して近隣として識別される1つ又は複数の前記サービング基地のそれぞれが、コンテンツを受信し且つ前記ユーザ装置に対してコンテンツを送信するために一の前記コンテンツデリバリノード又はそれぞれの前記コンテンツデリバリノードとの接続を確立することを備える請求項9又は10に記載の方法。 - 更に、
それぞれの前記仮想サービスアンカーが、前記ユーザ装置、前記サービング基地、及び、一の前記コンテンツデリバリノード又はそれぞれの前記コンテンツデリバリノードからフィードバックを受け取ることを備え、前記フィードバックは、
一の前記ユーザ装置からの、近隣の前記サービング基地との前記ユーザ装置の無線接続の状態と、
一の前記サービング基地からの、前記サービング基地の負荷状態及び/又は前記サービング基地によって経験される干渉状態と、
一の前記コンテンツデリバリノードからの、負荷状態及び/又は前記仮想ネットワークとの接続の状態と、
の内の少なくとも1つを含む請求項5に記載の方法。 - 更に、
前記第1リソース割り当てでは、前記仮想サービスアンカーが、前記ユーザ装置の近隣の複数の前記サービング基地のそれぞれに対して、好ましいリソーススケジューリングの決定を決定して、該決定を関係するそれぞれの前記サービング基地へ送信することと、
前記第2リソース割り当てでは、前記決定を考慮するそれぞれの前記サービング基地が、達成可能なリソーススケジューリングの決定を決定することであって、前記サービング基地が該決定を前記仮想サービスアンカーへその後通知することと、
1つ又は複数の前記コンテンツデリバリノードから少なくとも1つの前記サービング基地を介して前記ユーザ装置へコンテンツを配信することによって、前記ユーザ装置のサービスセッションを開始することと、
前記サービスセッションの間に間隔をあけて、前記第1リソース割り当て及び前記第2リソース割り当てを繰り返すことと、
を備える請求項12に記載の方法。 - 更に、
前記仮想サービスアンカーが、前記コンテンツデリバリノードに対して、その前記コンテンツデリバリノードに関係するそれぞれのリソーススケジューリングの前記決定を通知することを備える請求項13に記載の方法。 - 更に、
前記仮想サービスアンカーが、前記サービング基地からの達成可能なリソーススケジューリングの前記決定に基づいて、その好ましいリソーススケジューリングの前記決定を修正して、修正された該決定を関係するそれぞれの前記サービング基地へ送信することを備え、
それぞれの前記サービング基地は、修正された前記決定を考慮して前記第2リソース割り当てを繰り返して、前記仮想サービスアンカーに対して結果を通知する請求項13又は14に記載の方法。 - クラウドにおいて利用可能な共通のリソースを用いて決定された複数の仮想ネットワークの内の何れかを用いてサービスを受け取るように配置された複数のユーザ装置と、
複数のサービング基地であって、一の前記ユーザ装置が、複数の前記仮想ネットワークの内の何れかと少なくとも1つの前記サービング基地を介して無線接続するように配置されて、前記仮想ネットワークに加入している前記ユーザ装置のユーザに対する特定のサービスを一の前記仮想ネットワークから受け取る、複数のサービング基地と、
複数の前記仮想ネットワーク内の複数の仮想サービスアンカーであって、それぞれの前記仮想サービスアンカーは、前記仮想ネットワークによって提供される個々のサービスに対して提供され、前記共通のリソースを用いて第1リソース割り当てを実行するように配置され、前記第1リソース割り当てに基づいてサービス要求を送信するように配置される、複数の仮想サービスアンカーと、
を備え、
それぞれの前記サービング基地は、複数の前記仮想サービスアンカーから受け取った前記サービス要求に応答して、第2リソース割り当てを実行し、前記サービング基地に無線接続しているそれぞれの前記ユーザ装置に対してサービスを提供するように配置されるクラウドに基づいた無線通信システム。 - それぞれの前記仮想サービスアンカーは、更に、個々のサービスにおいてアクセスされるコンテンツを示す、前記ユーザ装置からのコンテンツアクセス要求を受け取るように配置され、
前記システムは、更に、少なくとも1つのコンテンツデリバリノードを備え、それぞれの前記仮想サービスアンカーから送信された前記サービス要求は、示されたコンテンツに基づいた少なくとも1つの前記コンテンツデリバリノードに対するサービスの要求を含む請求項16に記載の無線通信システム。 - 少なくとも1つのネットワークに接続されたコンピュータのプロセッサ及びサービング基地によって実行される時に、請求項1〜15の何れか一項に記載の方法を実行するコンピュータ可読コードを有するソフトウェア。
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