JP2021083048A - 制御装置および制御方法 - Google Patents
制御装置および制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021083048A JP2021083048A JP2019211496A JP2019211496A JP2021083048A JP 2021083048 A JP2021083048 A JP 2021083048A JP 2019211496 A JP2019211496 A JP 2019211496A JP 2019211496 A JP2019211496 A JP 2019211496A JP 2021083048 A JP2021083048 A JP 2021083048A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core network
- terminal device
- network
- base station
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 36
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 103
- 230000006870 function Effects 0.000 description 63
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 43
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 6
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 5
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/12—Reselecting a serving backbone network switching or routing node
- H04W36/125—Reselecting a serving backbone network switching or routing node involving different types of service backbones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/04—Wireless resource allocation
- H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
- H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W76/00—Connection management
- H04W76/20—Manipulation of established connections
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5603—Access techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
- H04W88/14—Backbone network devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
【課題】コアネットワークをシームレスに切り替えることができる制御装置および制御方法を提案する。【解決手段】制御装置は、第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、取得した切り替え要求に基づいて、第1のAF、または、第1のAFおよび端末装置をアンカーとし、端末装置が接続するコアネットワークを、第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える制御部、を有する。【選択図】図2
Description
本開示は、制御装置および制御方法に関する。
セルラーネットワークは、RAN(Radio Access Network)とコアネットワーク(CN:Core Network)から構成されている。RANは、基地局と端末の間の無線システムである。コアネットワークは、端末がネットワークへ接続する際の許可やセッション管理を主に行っている。端末がネットワークに接続する場合、トラフィックをどのような経路で流すのかを制御することが行われている。例えば、ある端末のトラフィックについて、コアネットワークとLAN(Local Area Network)とを切り替える技術としてLIPA(Local IP Access)が知られている。
LIPAは、端末装置との間のトラフィックについて、基地局からユーザデータだけを取り出して利用する技術である。従って、コアネットワークの切り替えを行う技術ではなく、コアネットワークに向かっているトラフィックからユーザデータを抜き出す技術である。
"3GPP TS 23.401(V13.8.0) Section 4.3.16"、[Online],平成28年9月、[令和元年11月12日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org>
RANやコアネットワークは、適用されるユースケースによってその設置場所が異なる場合が考えられる。例えば、コアネットワークを工場やオフィス内のLANに設置するオンプレミス(On-Premise)設置や、コアネットワークをインターネット上のクラウド事業者のデータセンタに設置するオンクラウド(On-Cloud)設置が考えられる。オンプレミス設置は、基地局やユーザの近くにコアネットワークを配置することができる。また、オンプレミス設置は、アプリケーションファンクション(AF:Application Function)も同様にオンプレミス設置が可能になるため、遅延では有利である。一方、オンクラウド設置は、計算機の能力を増加させることが低コストで実現可能である。ユーザのサービスが求めるネットワークの品質は様々であるため、どちらかの方法だけでユーザのサービスが求める品質を満たすことは困難である。つまり、オンプレミス設置とオンクラウド設置とを使い分けることが、今後は重要になると考えられる。
しかしながら、上記の従来技術は、端末との間のトラフィックについて、基地局からユーザデータだけを取り出して利用するものであり、オンプレミス設置とオンクラウド設置との切り替え、つまりコアネットワークを切り替える技術ではない。このため、コアネットワークをシームレスに切り替えることが困難である。
そこで、本開示は、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる制御装置および制御方法を提案する。
本開示によれば、制御装置は、第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える制御部、を有する。
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
1.はじめに
1−1.セルラーネットワークとコアネットワーク
1−2.オンプレミス設置とオンクラウド設置
1−3.複数のリソースの活用
2.第1実施形態
2−1.通信システムの構成
2−2.コアネットワークの構成
2−3.基地局装置の構成
2−4.端末装置の構成
2−5.通信システムの動作
3.第2実施形態
3−1.通信システムの構成
3−2.通信システムの動作
4.変形例
5.まとめ
1.はじめに
1−1.セルラーネットワークとコアネットワーク
1−2.オンプレミス設置とオンクラウド設置
1−3.複数のリソースの活用
2.第1実施形態
2−1.通信システムの構成
2−2.コアネットワークの構成
2−3.基地局装置の構成
2−4.端末装置の構成
2−5.通信システムの動作
3.第2実施形態
3−1.通信システムの構成
3−2.通信システムの動作
4.変形例
5.まとめ
<<1.はじめに>>
<1−1.セルラーネットワークとコアネットワーク>
セルラーネットワークは、上述のようにRANとコアネットワークから構成されている。このうち、コアネットワークは、第4世代移動通信システム(以下、4Gともいう。)でも、第5世代移動通信システム(以下、5Gともいう。)でも、コントロールプレーンファンクションと、ユーザプレーンファンクションとで構成される。コントロールプレーンファンクションは、端末装置(以下、UE(User Equipment)ともいう。)の加入者情報が格納されているHSS(Home Subscriber System)というデータサーバから情報を取得する。コントロールプレーンファンクションは、例えば、取得した端末装置の契約情報や暗号のための鍵に基づいて、当該端末装置がネットワークに接続しても良いかどうかを判断するとともに、暗号化のための鍵の生成などを行う。つまり、端末装置がネットワークに接続するためには、端末装置の中にあるSIM(Subscriber Identity Module)カードの中のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)がHSSに格納されていることが求められる。なお、IMSIは、加入者番号に紐付いた端末装置の情報である。
<1−1.セルラーネットワークとコアネットワーク>
セルラーネットワークは、上述のようにRANとコアネットワークから構成されている。このうち、コアネットワークは、第4世代移動通信システム(以下、4Gともいう。)でも、第5世代移動通信システム(以下、5Gともいう。)でも、コントロールプレーンファンクションと、ユーザプレーンファンクションとで構成される。コントロールプレーンファンクションは、端末装置(以下、UE(User Equipment)ともいう。)の加入者情報が格納されているHSS(Home Subscriber System)というデータサーバから情報を取得する。コントロールプレーンファンクションは、例えば、取得した端末装置の契約情報や暗号のための鍵に基づいて、当該端末装置がネットワークに接続しても良いかどうかを判断するとともに、暗号化のための鍵の生成などを行う。つまり、端末装置がネットワークに接続するためには、端末装置の中にあるSIM(Subscriber Identity Module)カードの中のIMSI(International Mobile Subscriber Identity)がHSSに格納されていることが求められる。なお、IMSIは、加入者番号に紐付いた端末装置の情報である。
端末装置がネットワークに接続する際には、CNのC-Planeの機能が必要となる。4Gの場合には、MME(Mobility Management Function)がこの役割を行っていた。端末装置がネットワークに接続して、データの送受信を行う場合には、CNのU-Planeの機能が必要となる。4Gの場合には、S−GW(Serving Gateway)やP−GW(PDN-Gateway)がこの役割を行っていた。5Gの新しいコアネットワークでも、概ね同様の仕組みと同様の役割をもったエンティティが用意されている。5Gでは、S−GWとP−GWのU-Planeの役割は、UPF(User Plane Function)という1つのエンティティに集約されているが、基本的には4Gと同じである。
4GのP−GWや5GのUPFは、CNと一般のインターネットとの境界となるゲートウェイの役割を果たしている。CNについて、一般のインターネットにも配置する場合、P−GWやUPFに相当するCN−Uというコアネットワークのユーザプレーンファンクションが、CNと一般のアプリケーションとの境界に配置されるゲートウェイであると捉えることができる。
<1−2.オンプレミス設置とオンクラウド設置>
図1を用いてオンプレミス設置とオンクラウド設置との比較について説明する。図1は、オンプレミス設置とオンクラウド設置との比較の一例を示す図である。図1に示すように、オンプレミス設置は、基地局やユーザの近くにコアネットワークやAFを配置することができ、遅延では有利である。また、オンプレミス設置は、ユーザに関係するデータをオンプレミスに留めることも可能なため、セキュリティ上有利である。一方、オンクラウド設置は、計算機の能力を増加させることが低コストで実現可能である。なお、オンクラウド設置には、ISP(Internet Service Provider)のネットワーク上に配置することも含む。なお、オンプレミスやオンクラウドに設置するのは、コアネットワークのみでもよいし、コアネットワークとともに、コアネットワークの近傍にAFを設置する場合も含む。
図1を用いてオンプレミス設置とオンクラウド設置との比較について説明する。図1は、オンプレミス設置とオンクラウド設置との比較の一例を示す図である。図1に示すように、オンプレミス設置は、基地局やユーザの近くにコアネットワークやAFを配置することができ、遅延では有利である。また、オンプレミス設置は、ユーザに関係するデータをオンプレミスに留めることも可能なため、セキュリティ上有利である。一方、オンクラウド設置は、計算機の能力を増加させることが低コストで実現可能である。なお、オンクラウド設置には、ISP(Internet Service Provider)のネットワーク上に配置することも含む。なお、オンプレミスやオンクラウドに設置するのは、コアネットワークのみでもよいし、コアネットワークとともに、コアネットワークの近傍にAFを設置する場合も含む。
上述のように、ユーザのサービスでは、オンプレミス設置とオンクラウド設置の両方が求められる。しかしながら、プライベート網でのセルラーネットワークの運用を考えた場合、最初にオンクラウド設置で運用中の端末装置が、低遅延を要求するために、オンプレミスに移動したい場合がある。また、オンプレミスで運用中であった端末装置の数が増加することにより、一部の端末をオンクラウドにオフロードしたい場合がある。このため、オンプレミス設置とオンクラウド設置の間を行き来できる仕組みが求められている。なお、以下の各実施形態は、5Gコアネットワークのみではなく、4Gコアネットワークでも適用可能な技術である。
<1−3.複数のリソースの活用>
(ネットワークスライス)
ネットワークスライス(Network Slice)は、コアネットワークのリソースを複数持つ技術である。例えば、計算機資源リソースAでは、ユーザAまたはユースケースAのためのコアネットワークAを用意する。また、コアネットワークAとは別に、計算機資源リソースBでは、ユーザBまたはユースケースBのためのコアネットワークBを用意する。この場合、コアネットワークAとコアネットワークBとは、ネットワークスライスAとネットワークスライスBと呼ぶことができる。ネットワークスライスAとネットワークスライスBでは、コアネットワークをそれぞれカスタマイズすることができる。
(ネットワークスライス)
ネットワークスライス(Network Slice)は、コアネットワークのリソースを複数持つ技術である。例えば、計算機資源リソースAでは、ユーザAまたはユースケースAのためのコアネットワークAを用意する。また、コアネットワークAとは別に、計算機資源リソースBでは、ユーザBまたはユースケースBのためのコアネットワークBを用意する。この場合、コアネットワークAとコアネットワークBとは、ネットワークスライスAとネットワークスライスBと呼ぶことができる。ネットワークスライスAとネットワークスライスBでは、コアネットワークをそれぞれカスタマイズすることができる。
従って、オンプレミス設置とオンクラウド設置は、オンプレミスに設置するネットワークスライスAと、オンクラウドに設置するネットワークスライスBとして捉えることもできる。従来のネットワークスライスは、ネットワークスライス間は並列の関係であり、その場所が大きく異なるネットワークスライスを想定しているわけではない。また、従来のネットワークスライスは、このような特殊な場所移動を伴うネットワークスライス間の切り替えを、アプリケーションファンクション(AF)をアンカーにして行うということは想定していない。
(セレクションファンクション)
従来のコアネットワークには、セレクションファンクション(Selection Function)という機能があり、端末装置がネットワークにattachしてきた時に、どのC-Plane FunctionとU-Plane Functionを使うべきかを指示していた。これは、端末装置がattachしている間は、同じものを使うことを想定していた。従来のセレクションファンクションは、端末装置がネットワークに接続要求を行うAttach Procedure中に特定のネットワークスライスを指定するだけの機能であり、以下の各実施形態のポイントとは異なる。一方、以下の各実施形態は、アプリケーションをアンカーポイントにしてネットワークスライスの切り替え・選択を行うことを可能にする新しいNSSF(Network Slice Selection Function)の機能である。
従来のコアネットワークには、セレクションファンクション(Selection Function)という機能があり、端末装置がネットワークにattachしてきた時に、どのC-Plane FunctionとU-Plane Functionを使うべきかを指示していた。これは、端末装置がattachしている間は、同じものを使うことを想定していた。従来のセレクションファンクションは、端末装置がネットワークに接続要求を行うAttach Procedure中に特定のネットワークスライスを指定するだけの機能であり、以下の各実施形態のポイントとは異なる。一方、以下の各実施形態は、アプリケーションをアンカーポイントにしてネットワークスライスの切り替え・選択を行うことを可能にする新しいNSSF(Network Slice Selection Function)の機能である。
つまり、従来では、端末装置がネットワークに接続する時に、どのネットワークを使うかをセレクションファンクションが選択し、選択したネットワークを使うように接続していた。以下の各実施形態では、接続時の選択ではなく、端末装置がネットワークを使用中に、どのようにシームレスにネットワークを繋ぎ変えるかの技術を提示する。例えば、端末装置側のAF、または、無線機能やネットワーク側のコアネットワークやAFがアンカーポイントとなって、コアネットワークの各機能を切り替えていく。なお、アンカーポイント(以下、アンカーともいう。)は、例えば、端末装置やAFといったエンティティを支点としてネットワークスライスの切り替えを行う際における、当該エンティティのことである。例えば、エンティティA1,B1,B2があり、A1−B1の接続をA1−B2に切り替える場合、エンティティA1をアンカーという。
<<2.第1実施形態>>
<2−1.通信システムの構成>
通信システム1は、基地局装置を備え、端末装置と無線接続が可能である。
<2−1.通信システムの構成>
通信システム1は、基地局装置を備え、端末装置と無線接続が可能である。
なお、通信システム1は、LTE(Long Term Evolution)、NR(New Radio)等の無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)に対応していてもよい。LTEおよびNRは、セルラー通信技術の一種であり、基地局がカバーするエリアをセル状に複数配置することで端末装置の移動通信を可能にする。
図2は、本開示の第1実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図2に示すように、通信システム1は、オンクラウドのネットワークスライス5と、オンプレミスのネットワークスライス6とを有する。ネットワークスライス5には、例えば、インターネット上のデータセンタやISPのサーバが含まれる。ネットワークスライス6には、例えば、工場、オフィスや家庭に設置されたサーバが含まれる。
ネットワークスライス5には、コアネットワーク10aと、アプリケーションファンクション30(AF30)とが設置されている。一方、ネットワークスライス6には、コアネットワーク10bと、基地局装置20とが設置され、基地局装置20と接続された端末装置40が含まれる。すなわち、コアネットワーク10aは、オンクラウド設置であり、コアネットワーク10bは、オンプレミス設置である。また、端末装置40は、基地局装置20を介して、オンクラウド設置のコアネットワーク10aに接続している。なお、以下の説明では、コアネットワーク10a,10bを区別しない場合、コアネットワーク10と表すことがある。
コアネットワーク10a,10bは、例えば、移動体通信事業者等の所定のエンティティ(主体)が有するネットワークである。例えば、コアネットワーク10a,10bは、EPC(Evolved Packet Core)や5GC(5G Core network)である。コアネットワーク10a,10bは、それぞれ、CN−C15aおよびCN−U16a、CN−C1515bおよびCN−U16bを有する。CN−C15a,15bは、C-Plane Functionであり、例えば管理装置といった無線ネットワークを管理するコントロールプレーンノードである。CN−U16a,16bは、U-Plane Functionであり、パケットデータネットワーク(OPDN)またはデータネットワーク(DN)とRANとの間でユーザデータを転送するユーザプレーンノードである。
基地局装置20は、端末装置40と無線通信する無線通信装置である。基地局装置20は通信装置の一種である。また、基地局装置20は情報処理装置の一種である。基地局装置20は、例えば、無線基地局(Base Station、Node B、eNB、gNB、など)や無線アクセスポイント(Access Point)に相当する装置である。基地局装置20は、CN−U16aと接続され、経路101が確立される。つまり、端末装置40とAF30とは、基地局装置20、経路101およびCN−U16aを介して通信可能である。
AF30は、端末装置40に対してアプリケーションを提供するサーバである。AF30が提供するアプリケーションとしては、例えば、オンラインゲームやVR(Virtual Reality)コンテンツ等が挙げられる。
端末装置40は、基地局装置20と無線通信する無線通信装置である。端末装置40は、例えば、携帯電話、スマートデバイス(スマートフォンまたはタブレット)、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータである。端末装置40は、基地局装置20、経路101およびCN−U16aを介して、AF30が提供するアプリケーションを利用する。
<2−2.コアネットワークの構成>
図3は、本開示の第1実施形態に係るコアネットワークの構成の一例を示す図である。コアネットワーク10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、を備える。なお、図3に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、コアネットワーク10の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。例えば、コアネットワーク10は、複数のサーバ装置により構成されていてもよい。
図3は、本開示の第1実施形態に係るコアネットワークの構成の一例を示す図である。コアネットワーク10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、を備える。なお、図3に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、コアネットワーク10の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。例えば、コアネットワーク10は、複数のサーバ装置により構成されていてもよい。
通信部11は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部11は、ネットワークインタフェースであってもよいし、機器接続インタフェースであってもよい。例えば、通信部11は、NIC(Network Interface Card)等のLANインタフェースであってもよいし、USB(Universal Serial Bus)ホストコントローラ、USBポート等により構成されるUSBインタフェースであってもよい。また、通信部11は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。通信部11は、コアネットワーク10の通信手段として機能する。通信部11は、制御部13の制御に従って基地局装置20と通信する。
記憶部12は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部12は、コアネットワーク10の記憶手段として機能する。記憶部12は、例えば、端末装置40の接続状態を記憶する。例えば、記憶部12は、端末装置40のRRC(Radio Resource Control)の状態やECM(EPS Connection Management)の状態を記憶する。記憶部12は、端末装置40の位置情報を記憶するホームメモリとして機能してもよい。
制御部13は、コアネットワーク10の各部を制御するコントローラ(controller)である。制御部13は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部13は、コアネットワーク10内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM(Random Access Memory)等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部13は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、およびFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
<2−3.基地局装置の構成>
次に、基地局装置20の構成を説明する。図4は、本開示の第1実施形態に係る基地局装置の構成の一例を示す図である。基地局装置20は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置20は、端末装置40等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。基地局装置20は、他の無線通信装置とNOMA(Non-Orthogonal Multiple Access)通信が可能であってもよい。
次に、基地局装置20の構成を説明する。図4は、本開示の第1実施形態に係る基地局装置の構成の一例を示す図である。基地局装置20は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置20は、端末装置40等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。基地局装置20は、他の無線通信装置とNOMA(Non-Orthogonal Multiple Access)通信が可能であってもよい。
基地局装置20は、通信部21と、記憶部22と、ネットワーク通信部23と、制御部24と、を備える。なお、図4に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、基地局装置20の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
通信部21は、他の無線通信装置(例えば、端末装置40および他の基地局装置20)と無線通信するための信号処理部である。通信部21は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置20は、端末装置40等の他の通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。通信部21は、制御部24の制御に従って動作する。通信部21は1または複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、通信部21は、NRおよびLTEの双方に対応する。通信部21は、NRやLTEに加えて、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)やcdma2000(Code Division Multiple Access 2000)に対応していてもよい。また、通信部21は、NOMAを使った通信に対応していてもよい。
通信部21は、受信処理部211と、送信処理部212と、アンテナ214と、を備える。通信部21は、受信処理部211、送信処理部212およびアンテナ214をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、通信部21が複数の無線アクセス方式に対応する場合、通信部21の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部211および送信処理部212は、LTEとNRとで個別に構成されてもよい。
受信処理部211は、アンテナ214を介して受信された上りリンク信号の処理を行う。受信処理部211は、無線受信部211aと、多重分離部211bと、復調部211cと、復号部211dと、を備える。
無線受信部211aは、上りリンク信号に対して、ダウンコンバート、不要な周波数成分の除去、増幅レベルの制御、直交復調、デジタル信号への変換、ガードインターバル(サイクリックプレフィックス)の除去、高速フーリエ変換による周波数領域信号の抽出等を行う。多重分離部211bは、無線受信部211aから出力された信号から、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)等の上りリンクチャネルおよび上りリンク参照信号を分離する。復調部211cは、上りリンクチャネルの変調シンボルに対して、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase shift Keying)等の変調方式を使って受信信号の復調を行う。復調部211cが使用する変調方式は、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAMまたは256QAMであってもよい。この場合、コンスタレーション上の信号点は必ずしも等距離である必要はない。コンスタレーションは、不均一コンスタレーション(NUC:Non Uniform Constellation)であってもよい。復号部211dは、復調された上りリンクチャネルの符号化ビットに対して、復号処理を行う。復号された上りリンクデータおよび上りリンク制御情報は制御部24へ出力される。
送信処理部212は、下りリンク制御情報および下りリンクデータの送信処理を行う。送信処理部212は、符号化部212aと、変調部212bと、多重部212cと、無線送信部212dと、を備える。
符号化部212aは、制御部24から入力された下りリンク制御情報および下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の符号化方式を用いて符号化を行う。なお、符号化部212aは、ポーラ符号(Polar code)による符号化、LDPC符号(Low Density Parity Check Code)による符号化を行ってもよい。変調部212bは、符号化部212aから出力された符号化ビットをBPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等の所定の変調方式で変調する。この場合、コンスタレーション上の信号点は必ずしも等距離である必要はない。コンスタレーションは、不均一コンスタレーションであってもよい。多重部212cは、各チャネルの変調シンボルと下りリンク参照信号とを多重化し、所定のリソースエレメントに配置する。無線送信部212dは、多重部212cからの信号に対して、各種信号処理を行う。例えば、無線送信部212dは、高速フーリエ変換による時間領域への変換、ガードインターバル(サイクリックプレフィックス)の付加、ベースバンドのデジタル信号の生成、アナログ信号への変換、直交変調、アップコンバート、余分な周波数成分の除去、電力の増幅等の処理を行う。送信処理部212で生成された信号は、アンテナ214から送信される。
記憶部22は、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部22は、基地局装置20の記憶手段として機能する。
ネットワーク通信部23は、ネットワーク上で上位に位置するノード(例えば、コアネットワーク10)と通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部23は、NIC等のLANインタフェースである。ネットワーク通信部23は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部23は、基地局装置20のネットワーク通信手段として機能する。
制御部24は、基地局装置20の各部を制御するコントローラである。制御部24は、例えば、CPU、MPU等のプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)により実現される。例えば、制御部24は、基地局装置20内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部24は、ASICやFPGA等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、およびFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
<2−4.端末装置の構成>
次に、端末装置40の構成を説明する。図5は、本開示の第1実施形態に係る端末装置の構成の一例を示す図である。端末装置40は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、端末装置40は、基地局装置20等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。端末装置40は、他の無線通信装置とNOMA通信が可能であってもよい。
次に、端末装置40の構成を説明する。図5は、本開示の第1実施形態に係る端末装置の構成の一例を示す図である。端末装置40は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、端末装置40は、基地局装置20等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。端末装置40は、他の無線通信装置とNOMA通信が可能であってもよい。
端末装置40は、通信部41と、記憶部42と、ネットワーク通信部43と、入出力部44と、制御部45と、を備える。なお、図5に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、端末装置40の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。なお、端末装置40の構成において、ネットワーク通信部43および入出力部44は必須の構成要素でなくてもよい。
通信部41は、他の無線通信装置(例えば、基地局装置20および他の端末装置40)と無線通信するための信号処理部である。通信部41は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、通信部41は、基地局装置20および端末装置40等の他の通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。通信部41は、制御部45の制御に従って動作する。通信部41は1または複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、通信部41は、NRおよびLTEの双方に対応する。通信部41は、NRやLTEに加えて、W−CDMAやcdma2000に対応していてもよい。また、通信部41は、NOMAを使った通信に対応していてもよい。
通信部41は、受信処理部411と、送信処理部412と、アンテナ414と、を備える。通信部41は、受信処理部411、送信処理部412およびアンテナ414をそれぞれ複数備えていてもよい。通信部41、受信処理部411、送信処理部412およびアンテナ414の構成は、基地局装置20の通信部21、受信処理部211、送信処理部212およびアンテナ214と同様である。
記憶部42は、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部42は、端末装置40の記憶手段として機能する。記憶部42は、基地局装置20から取得した設定情報を記憶する。
ネットワーク通信部43は、ネットワーク上で上位に位置するノードと通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部43は、NIC等のLANインタフェースである。ネットワーク通信部43は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部43は、端末装置40のネットワーク通信手段として機能する。ネットワーク通信部43は、制御部45の制御に従って、他の装置と通信する。
入出力部44は、ユーザと情報をやりとりするためのユーザインタフェースである。例えば、入出力部44は、キーボード、マウス、操作キー、タッチパネル等、ユーザが各種操作を行うための操作装置である。または、入出力部44は、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)等の表示装置である。入出力部44は、スピーカー、ブザー等の音響装置であってもよい。また、入出力部44は、LED(Light Emitting Diode)ランプ等の点灯装置であってもよい。入出力部44は、端末装置40の入出力手段(入力手段、出力手段、操作手段または通知手段)として機能する。
制御部45は、端末装置40の各部を制御するコントローラである。制御部45は、例えば、CPU、MPU等のプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)により実現される。例えば、制御部45は、端末装置40内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部45は、ASICやFPGA等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、およびFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
<2−5.通信システムの動作>
以上、通信システム1の構成について述べたが、次に、通信システム1の動作を説明する。
以上、通信システム1の構成について述べたが、次に、通信システム1の動作を説明する。
まず、通信システム1は、初期状態として図2に示すように、端末装置40がオンクラウド設置のコアネットワーク10a(CN−U16a)に接続しているものとする。また、本実施形態では、低遅延が求められる端末装置40の接続先を、オンクラウド設置のコアネットワーク10aからオンプレミス設置のコアネットワーク10bに移動する場合について説明する。また、通信システム1の動作の状態について、図6から図8を用いて説明する。図6から図8は、本開示の第1実施形態に係るコアネットワークの切り替えの一例を示す図である。
端末装置40は、AF30との間における遅延を定期的に測定する。端末装置40は、例えばAF30が提供するアプリケーションにおける、UE側のアプリケーション(AF_UE)が遅延を測定する。UE側のアプリケーションは、例えば、ICMP(Internet Control Message Protocol)を用いて遅延を測定する。端末装置40は、遅延がオンクラウド設置からオンプレミス設置への切り替えの基準となる閾値以下であると判定すると、接続中のコアネットワーク10aのCN−C15aに対して、オンプレミス設置のコアネットワーク10bを使用するための切り替え要求を送信する。
CN−C15aは、端末装置40から切り替え要求を受信すると、オンプレミス設置のコアネットワーク10bのCN−C15bに対して、端末装置40のIMSI、および、端末装置40の状態を示す状態情報を通知する。端末装置40の状態とは、RANの状態、つまり、端末装置40と基地局装置20との間の状態と、基地局装置20とコアネットワーク10aのCN−U16aとの間の状態とが、ONであるのかOFFであるのかを示す。ONである場合とは、端末装置40が無線インタフェースを介してコアネットワーク10aとの間でUser Plane Trafficをやり取りできる状態である。5Gでは、ONは、CM-Connectedと呼ばれ、OFFは、CM-Idleと呼ばれる。端末装置40の状態には、さらに、端末装置40がCN−C15a(C-Plane Function)において、ONの状態であるかを示す情報を含む。端末装置40がCN−C15aにおいてONである場合、端末装置40にIP(Internet Protocol)アドレスが付与されており、CN−C15aが端末装置40のおおよその場所を把握している状態である。
CN−C15bは、CN−C15aから端末装置40のIMSIおよび状態情報を受信すると、基地局装置20とCN−U16bとの間にU-Planeが通るように、基地局装置20との間で互いにIPアドレスを通知する。つまり、図6に示すように、基地局装置20とCN−C15bとの間にトンネリングを生成し、経路102を設定する。また、CN−C15aは、アップリンクトラフィックのために、基地局装置20に対して、トラフィックをコアネットワーク10b側にも流すように設定する。すなわち、基地局装置20は、経路101,102に同じトラフィックを流す。
CN−C15aは、ダウンリンクトラフィックのために、AF30に対して、CN−U16aとCN−U16bとに同じパケットを送信するように設定する。つまり、図7に示すように、AF30は、CN−U16bとの間で経路103を設定し、CN−U16aを経由する経路101と、経路103とに対して同じトラフィックを流す。また、基地局装置20は、CN−U16aとCN−U16bとに同じパケットを送信するように設定されているので、経路101と、経路102,103とに対して同じトラフィックを流す。なお、パケットの送信は、UDP(User Datagram Protocol)、TCP(Transmission Control Protocol)およびSCTP(Stream Control Transmission Protocol)といったプロトコルを用いることができる。
CN−C15aは、パケットを二重に送るように設定されたAF30からACKを受信すると、予め設定された所定時間Tだけ待機してから、基地局装置20およびAF30に停止信号を送信する。図8に示すように、CN−C15aは、ダウンリンクトラフィックのために、AF30に対して、CN−U16a向けのパケットの送信を停止し、CN−U16b向けのパケットのみ送信するように設定する。また、CN−C15aは、アップリンクトラフィックのために、基地局装置20に対して、CN−U16a向けのパケットの送信を停止し、CN−U16b向けのパケットのみ送信するように設定する。このように、通信システム1では、端末装置40とAF30との間において、コアネットワーク10aからコアネットワーク10bへと切り替えることができる。つまり、ダウンリンクトラフィックは、AF30をアンカーポイントとしたコアネットワークのシームレスな切り替えができる。また、アップリンクトラフィックは、基地局装置20をアンカーポイントとしたコアネットワークのシームレスな切り替えができる。
次に、第1実施形態における切り替え処理についてシーケンス図を用いて説明する。図9は、本開示の第1実施形態に係る切り替え処理の一例を示すシーケンス図である。図9に示すように、端末装置40またはAF30は、測定した遅延に基づいて、オンプレミス設置への切り替え要求をCN−C15aに送信する(ステップS11)。
CN−C15aは、CN−C15bに対して、端末装置40のIMSI、および、端末装置40の状態を示す状態情報を通知する(ステップS12)。CN−C15bは、CN−C15aから端末装置40のIMSIおよび状態情報を受信すると、基地局装置20とCN−U16bとの間にU-Planeを設定する(ステップS13)。
CN−C15aは、ダウンリンクトラフィックのために、AF30に対して、CN−U16aとCN−U16bとに同じパケットを送信するように設定する(ステップS14)。AF30は、CN−U16aとCN−U16bとに対して同じトラフィックを流し(ステップS15)、CN−C15aにACKを返す(ステップS16)。CN−C15aは、AF30からACKを受信すると、予め設定された所定時間Tだけ待機してから、AF30に停止信号を送信する(ステップS17)。
CN−C15aは、アップリンクトラフィックのために、基地局装置20に対して、トラフィックをコアネットワーク10b側にも流すように設定する(ステップS18)。基地局装置20は、CN−U16aとCN−U16bとに対して同じトラフィックを流し(ステップS19)、CN−C15aにACKを返す(ステップS20)。CN−C15aは、基地局装置20からACKを受信すると、予め設定された所定時間Tだけ待機してから、基地局装置20に停止信号を送信する(ステップS21)。これにより、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる。なお、ステップS14〜S17と、ステップS18〜S21とは、並行して動作するようにしてもよい。
続いて、第1実施形態における切り替え処理を5Gに適用した場合についてシーケンス図を用いて説明する。図10は、本開示の第1実施形態に係る切り替え処理の5Gにおける一例を示すシーケンス図である。図10では、図9に対して、CN−U16a,16bをUPF16c,16dと読み替える。また、CN−C15aを[UDM/SMF/AMF]15ca(以下、UDM等15caと表す。)と、NSSF15cbとに読み替える。同様に、CN−C15bを[UDM/SMF/AMF]15da(以下、UDM等15daと表す。)と、NSSF15dbとに読み替える。また、UDM等15ca,15daには、図示はしないが、AUSF、NEF、NRF、PCFも含まれる。
なお、UPFは、ユーザデータをインターネット側へ接続するためのエンティティ(entity)である。AUSF(Authentication Server Function)は、端末装置40がネットワークに接続する権利があるか否かを調べるためのエンティティである。AMF(Access and Mobility Management Function)は、端末装置40のハンドオーバーを制御する機能である。SMF(Session Management Function)は、端末装置40が新しいベアラー(bearer)という通信の経路を生成する時に、各エンティティに対し経路を生成する指示を行う機能である。NSSFは、端末装置40に対してネットワークスライスを選択して割り当てる機能である。NEF(Network Exposure Function)は、コアネットワーク内の状態に関する情報を外部に公開するためのゲートウェイである。NRF(Network Repository Function)は、コアネットワーク内の各機能を登録し利用できるようにするための機能である。UDM(Unified Data Management)は、コアネットワーク内の加入者データを管理するための機能である。PCF(Policy Control Function)は、ベアラーのQoS(Quality of Service)付与を行う。
図10に示すように、端末装置40またはAF30は、測定した遅延に基づいて、オンプレミス設置への切り替え要求をNSSF15cbに送信する(ステップS31)。NSSF15cbは、UDM等15caに対して、内部状態の送信を要求する(ステップS32)。UDM等15caは、要求に応じて内部状態をNSSF15cbに返信する(ステップS33)。なお、内部状態には、端末装置40のIMSI、および、端末装置40の状態を示す状態情報が含まれる。NSSF15cbは、内部状態をNSSF15dbに転送する(ステップS34)。NSSF15dbは、受信した内部状態をUDM等15daにコピーする(ステップS35)。NSSF15dbは、基地局装置20とUPF16dとの間にU-Planeを設定する(ステップS36)。
NSSF15cbは、ダウンリンクトラフィックのために、AF30に対して、UPF16cとUPF16dとに同じパケットを送信するように設定する(ステップS37)。AF30は、UPF16cとUPF16dとに対して同じトラフィックを流し(ステップS38)、NSSF15cbにACKを返す(ステップS39)。NSSF15cbは、AF30からACKを受信すると、予め設定された所定時間Tだけ待機してから、AF30に停止信号を送信する(ステップS40)。
NSSF15cbは、アップリンクトラフィックのために、基地局装置20に対して、トラフィックをコアネットワーク10b側にも流すように設定する(ステップS41)。基地局装置20は、UPF16cとUPF16dとに対して同じトラフィックを流し(ステップS42)、NSSF15cbにACKを返す(ステップS43)。NSSF15cbは、基地局装置20からACKを受信すると、予め設定された所定時間Tだけ待機してから、基地局装置20に停止信号を送信する(ステップS44)。これにより、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる。なお、図9と同様に、ステップS37〜S40と、ステップS41〜S44とは、並行して動作するようにしてもよい。
<<3.第2実施形態>>
<3−1.通信システムの構成>
第1実施形態では、ダウンリンクトラフィックのためにAF30をアンカーポイントとしたコアネットワークの切り替えを行ったため、AF30の位置はオンクラウド設置のままであった。一方、AF30もネットワークスライス6に移動するようにしてもよく、この場合について第2実施形態として説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同一の構成のコアネットワーク10、基地局装置20、AF30および端末装置40を用いるので、重複する構成および動作の説明については省略する。
<3−1.通信システムの構成>
第1実施形態では、ダウンリンクトラフィックのためにAF30をアンカーポイントとしたコアネットワークの切り替えを行ったため、AF30の位置はオンクラウド設置のままであった。一方、AF30もネットワークスライス6に移動するようにしてもよく、この場合について第2実施形態として説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同一の構成のコアネットワーク10、基地局装置20、AF30および端末装置40を用いるので、重複する構成および動作の説明については省略する。
図11は、本開示の第2実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図11に示すように、通信システム2は、第1実施形態の通信システム1と比較して、ネットワークスライス6にアプリケーションファンクション50(AF50)がさらに設置されている。
<3−2.通信システムの動作>
次に、通信システム2の動作を説明する。
次に、通信システム2の動作を説明する。
まず、通信システム2は、初期状態として図11に示すように、端末装置40がオンクラウド設置のコアネットワーク10a(CN−U16a)に接続しているものとする。また、本実施形態では、低遅延が求められる端末装置40の接続先を、オンクラウド設置のコアネットワーク10aからオンプレミス設置のコアネットワーク10bに移動する場合について説明する。また、通信システム2の動作の状態について、図12から図15を用いて説明する。図12から図15は、本開示の第2実施形態に係るコアネットワークの切り替えの一例を示す図である。
AF30は、第1実施形態と同様に、端末装置40との間における遅延を定期的に測定する。AF30は、遅延がオンクラウド設置からオンプレミス設置への切り替えの基準となる閾値以下であると判定すると、オンプレミス設置のAF50に対して、同期を開始するように指示する。なお、端末装置40が当該判定を行って、UE側のアプリケーションからAF30側のアプリケーションに同期の開始を指示するようにしてもよい。この場合、端末装置40は、測定した遅延に基づいて、オンプレミス設置への切り替え要求をAF30に送信する。AF30は、受信した切り替え要求に基づいて、オンプレミス設置のAF50に対して、同期を開始するように指示する。
図12に示すように、AF30は、経路121を介して、自身の内部状態について、AF50への転送を開始し、停止が指示されるまで継続して同期を行う。AF30とAF50との同期では、AF30およびAF50が有するAPI(Application Programming Interface)を用いる。AF30がAPI経由で内部状態の転送を行うリクエストを出すと、API経由でリクエストを受信したAF50は、内部状態の転送を受け付ける準備を行う。次に、AF30が内部状態をJSON(JavaScript(登録商標) Object Notation)形式のファイルに出力し、当該ファイルをAF50に送信する。
なお、JSON形式のファイルには、例えば、次のような情報が記載されている。「映像に関する情報」。これは、例えば再生時間のように、次にどこから再生すればよいかがわかる情報である。ゲームにおいて、「主人公がマップ上のどこにいるかという情報」、「主人公が持っているアイテムの状態」、「ターン制のゲームでのターンの番号」、「キー入力同期のゲームでのゲームユーザのキー入力の情報」等の情報。VRを視聴中のコンテンツにおいて、ユーザが向いている方向に応じて映像を送信中であった場合における、「方向の情報」。
AF30は、端末装置40が接続中のコアネットワーク10aのCN−C15aに対して、オンプレミス設置のコアネットワーク10bを使用するための切り替え要求を送信する。
CN−C15aは、AF30から切り替え要求を受信すると、オンプレミス設置のコアネットワーク10bのCN−C15bに対して、端末装置40のIMSI、および、端末装置40の状態を示す状態情報を通知する。
図13に示すように、CN−C15bは、CN−C15aから端末装置40のIMSIおよび状態情報を受信すると、第1実施形態と同様に、経路102を設定する。また、CN−C15aは、アップリンクトラフィックのために、基地局装置20に対して、トラフィックをコアネットワーク10b側にも流すように設定する。すなわち、基地局装置20は、経路101,102に同じトラフィックを流す。
CN−C15aは、AF50に対して、接続先がCN−U16bであることを通知する。図14に示すように、AF50は、経路122を介してCN−U16bと接続することで、基地局装置20との間で経路102,122を介してトラフィックが相互に流れる状態となる。
CN−C15aは、端末装置40に対して、AF30に代えてAF50を使用するように指示する。なお、この指示は省略することもできる。つまり、端末装置40がAF30と通信を行っている状態で、かつ、基地局装置20およびCN−U16bを介してAF50にユーザデータを転送している場合、AF30からAF50へ移動が行われても、端末装置40は、移動を認識することなく通信が継続可能であるためである。
CN−C15aは、端末装置40とAF50との間でトラフィックが流れる状態となると、AF30に対して、AF50との同期および動作の停止を指示する。また、CN−C15aは、基地局装置20に対してCN−U16a向けのパケットの送信を停止する停止信号を送信する。つまり、図15に示すように、CN−C15aは、基地局装置20に対して、CN−U16a向けのパケットの送信を停止し、CN−U16b向けのパケットのみ送信するように設定する。このように、通信システム2では、コアネットワーク10aおよびAF30から、コアネットワーク10bおよびAF50へと切り替えることができる。つまり、通信システム2では、コアネットワークおよびAFをシームレスに切り替えることができる。
次に、第2実施形態における切り替え処理についてシーケンス図を用いて説明する。図16は、本開示の第2実施形態に係る切り替え処理の一例を示すシーケンス図である。図16に示すように、端末装置40は、測定した遅延に基づいて、オンプレミス設置への切り替え要求をAF30に送信する(ステップS51)。AF30は、切り替え要求に基づいて、オンプレミス設置のAF50に対して、同期を開始するように指示する(ステップS52)。AF30は、自身の内部状態について、AF50への転送を開始し(ステップS53)、停止が指示されるまで継続して同期を行う(ステップS54)。
AF30は、CN−C15aに対して、オンプレミス設置のコアネットワーク10bを使用するための切り替え要求を送信する(ステップS55)。CN−C15aは、AF30から切り替え要求を受信すると、CN−C15bに対して、端末装置40のIMSI、および、端末装置40の状態を示す状態情報を通知する(ステップS56)。CN−C15bは、CN−C15aから端末装置40のIMSIおよび状態情報を受信すると、基地局装置20とCN−U16bとの間にU-Planeを設定する(ステップS57)。
CN−C15aは、AF50に対して、接続先がCN−U16bであることを通知する(ステップS58)。CN−C15aは、アップリンクトラフィックのために、基地局装置20に対して、トラフィックをコアネットワーク10b側にも流すように設定する(ステップS59)。基地局装置20は、CN−U16aとCN−U16bとに対して同じトラフィックを流す(ステップS60)。
CN−C15aは、端末装置40に対して、AF30に代えてAF50を使用するように指示する(ステップS61)。CN−C15aは、AF30に対して、AF50との同期および動作の停止を指示する(ステップS62)。CN−C15aは、基地局装置20に対してCN−U16a向けのパケットの送信を停止する停止信号を送信する(ステップS63)。これにより、コアネットワークおよびAFをシームレスに切り替えることができる。
<<4.変形例>>
上記各実施形態は一例を示したものであり、種々の変更および応用が可能である。
上記各実施形態は一例を示したものであり、種々の変更および応用が可能である。
上記各実施形態では、CN−C15aが主体となって切り替え処理を行ったが、これに限定されない。例えば、CN−C15aとは異なる制御局をネットワークスライス5に設け、当該制御局が切り替え処理を行うようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、オンクラウドのネットワークスライス5からオンプレミスのネットワークスライス6に切り替える場合について説明したが、オンプレミスのネットワークスライス6からオンクラウドのネットワークスライス5に切り替える場合についても同様に適用可能である。
また、上記各実施形態のコアネットワーク10、基地局装置20または端末装置40を制御する処理装置(制御装置)は、専用のコンピュータシステム、または、汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。
例えば、上述の動作を実行するための制御プログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、例えば、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって制御装置を構成する。このとき、制御装置は、コアネットワーク10、基地局装置20または端末装置40の外部の装置(例えば、パーソナルコンピュータ)であってもよい。また、制御装置は、コアネットワーク10、基地局装置20または端末装置40の内部の装置(例えば、制御部13、制御部24または制御部45)であってもよい。
また、上記制御プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、OS(Operating System)とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、OS以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、OS以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。
また、上記各実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
また、上記各実施形態は、処理内容を矛盾させない領域で適宜組み合わせることが可能である。また、上記各実施形態のシーケンス図に示された各ステップは、適宜順序を変更することが可能である。
また、例えば、上記各実施形態は、装置またはシステムを構成するあらゆる構成、例えば、システムLSI(Large Scale Integration)等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等(すなわち、装置の一部の構成)として実施することもできる。
なお、上記各実施形態において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、および、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
また、例えば、上記各実施形態は、1つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
<<5.まとめ>>
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、制御装置(CN−C15a)は、制御部を備える。制御部は、第1のネットワークスライス(ネットワークスライス5)に配置される第1のアプリケーションファンクション(AF30)、または、第1のAFと通信する端末装置40で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、取得した切り替え要求に基づいて、第1のAF、または、第1のAFおよび端末装置40をアンカーとし、端末装置40が接続するコアネットワークを、第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワーク(コアネットワーク10a)から、第2のネットワークスライス(ネットワークスライス6)に配置される第2のコアネットワーク(コアネットワーク10b)に切り替える。その結果、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる。
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、制御装置(CN−C15a)は、制御部を備える。制御部は、第1のネットワークスライス(ネットワークスライス5)に配置される第1のアプリケーションファンクション(AF30)、または、第1のAFと通信する端末装置40で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、取得した切り替え要求に基づいて、第1のAF、または、第1のAFおよび端末装置40をアンカーとし、端末装置40が接続するコアネットワークを、第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワーク(コアネットワーク10a)から、第2のネットワークスライス(ネットワークスライス6)に配置される第2のコアネットワーク(コアネットワーク10b)に切り替える。その結果、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる。
第1のネットワークスライスは、オンクラウドであり、第2のネットワークスライスは、オンプレミスである。その結果、オンクラウドのコアネットワークをオンプレミスのコアネットワークにシームレスに切り替えることができる。
制御部は、NSSF(Network Slice Selection Function)である。その結果、設置位置が異なるコアネットワークを、ネットワークスライスの切り替えとしてシームレスに切り替えることができる。
制御部は、第1のコアネットワークが保持する端末装置40の状態を示す情報を、第2のコアネットワークに転送する。その結果、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる。
制御部は、端末装置40が第1のコアネットワークおよび第2のコアネットワークに同時に接続する状態を経てから、第1のコアネットワークから第2のコアネットワークへの切り替えを実行する。その結果、端末装置40のユーザに切り替えを意識させることなく、コアネットワークをシームレスに切り替えることができる。
制御部は、第1のAFの内部状態と、第2のネットワークスライスに配置される第2のAFの内部状態とを同期した後に、第1のコアネットワークから第2のコアネットワークへの切り替えを実行する。その結果、アプリケーションファンクションをシームレスに切り替えることができる。
制御部は、第1のコアネットワークから第2のコアネットワークへの切り替えが完了すると、内部状態の同期を停止する。その結果、第1のAFのリソースを開放することができる。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える制御部、
を有する制御装置。
(2)
前記第1のネットワークスライスは、オンクラウドであり、前記第2のネットワークスライスは、オンプレミスである、
前記(1)に記載の制御装置。
(3)
前記制御部は、NSSF(Network Slice Selection Function)である、
前記(1)または(2)に記載の制御装置。
(4)
前記制御部は、前記第1のコアネットワークが保持する前記端末装置の状態を示す情報を、前記第2のコアネットワークに転送する、
前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の制御装置。
(5)
前記制御部は、前記端末装置が前記第1のコアネットワークおよび前記第2のコアネットワークに同時に接続する状態を経てから、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えを実行する、
前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の制御装置。
(6)
前記制御部は、前記第1のAFの内部状態と、前記第2のネットワークスライスに配置される第2のAFの内部状態とを同期した後に、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えを実行する、
前記(5)に記載の制御装置。
(7)
前記制御部は、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えが完了すると、前記内部状態の同期を停止する、
前記(6)に記載の制御装置。
(8)
第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える、
処理をコンピュータが実行する制御方法。
(9)
第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える、
処理をコンピュータに実行させる制御プログラム。
(1)
第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える制御部、
を有する制御装置。
(2)
前記第1のネットワークスライスは、オンクラウドであり、前記第2のネットワークスライスは、オンプレミスである、
前記(1)に記載の制御装置。
(3)
前記制御部は、NSSF(Network Slice Selection Function)である、
前記(1)または(2)に記載の制御装置。
(4)
前記制御部は、前記第1のコアネットワークが保持する前記端末装置の状態を示す情報を、前記第2のコアネットワークに転送する、
前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の制御装置。
(5)
前記制御部は、前記端末装置が前記第1のコアネットワークおよび前記第2のコアネットワークに同時に接続する状態を経てから、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えを実行する、
前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の制御装置。
(6)
前記制御部は、前記第1のAFの内部状態と、前記第2のネットワークスライスに配置される第2のAFの内部状態とを同期した後に、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えを実行する、
前記(5)に記載の制御装置。
(7)
前記制御部は、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えが完了すると、前記内部状態の同期を停止する、
前記(6)に記載の制御装置。
(8)
第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える、
処理をコンピュータが実行する制御方法。
(9)
第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える、
処理をコンピュータに実行させる制御プログラム。
1,2 通信システム
5,6 ネットワークスライス
10,10a,10b コアネットワーク
15a,15b CN−C
16a,16b CN−U
20 基地局装置
30,50 アプリケーションファンクション(AF)
40 端末装置
11,21,41 通信部
12,22,42 記憶部
13,24,45 制御部
23,43 ネットワーク通信部
44 入出力部
101,102,103,121,122 経路
211,411 受信処理部
211a 無線受信部
211b 多重分離部
211c 復調部
211d 復号部
212,412 送信処理部
212a 符号化部
212b 変調部
212c 多重部
212d 無線送信部
214,414 アンテナ
5,6 ネットワークスライス
10,10a,10b コアネットワーク
15a,15b CN−C
16a,16b CN−U
20 基地局装置
30,50 アプリケーションファンクション(AF)
40 端末装置
11,21,41 通信部
12,22,42 記憶部
13,24,45 制御部
23,43 ネットワーク通信部
44 入出力部
101,102,103,121,122 経路
211,411 受信処理部
211a 無線受信部
211b 多重分離部
211c 復調部
211d 復号部
212,412 送信処理部
212a 符号化部
212b 変調部
212c 多重部
212d 無線送信部
214,414 アンテナ
Claims (8)
- 第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える制御部、
を有する制御装置。 - 前記第1のネットワークスライスは、オンクラウドであり、前記第2のネットワークスライスは、オンプレミスである、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部は、NSSF(Network Slice Selection Function)である、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1のコアネットワークが保持する前記端末装置の状態を示す情報を、前記第2のコアネットワークに転送する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記端末装置が前記第1のコアネットワークおよび前記第2のコアネットワークに同時に接続する状態を経てから、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えを実行する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1のAFの内部状態と、前記第2のネットワークスライスに配置される第2のAFの内部状態とを同期した後に、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えを実行する、
請求項5に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1のコアネットワークから前記第2のコアネットワークへの切り替えが完了すると、前記内部状態の同期を停止する、
請求項6に記載の制御装置。 - 第1のネットワークスライスに配置される第1のアプリケーションファンクション(AF:Application Function)、または、前記第1のAFと通信する端末装置で測定される遅延に基づく切り替え要求を取得し、
取得した前記切り替え要求に基づいて、前記第1のAF、または、前記第1のAFおよび前記端末装置をアンカーとし、前記端末装置が接続するコアネットワークを、前記第1のネットワークスライスに配置される第1のコアネットワークから、第2のネットワークスライスに配置される第2のコアネットワークに切り替える、
処理をコンピュータが実行する制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019211496A JP2021083048A (ja) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 制御装置および制御方法 |
US17/756,083 US11824686B2 (en) | 2019-11-22 | 2020-11-11 | Control device and control method |
PCT/JP2020/042155 WO2021100578A1 (ja) | 2019-11-22 | 2020-11-11 | 制御装置および制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019211496A JP2021083048A (ja) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 制御装置および制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021083048A true JP2021083048A (ja) | 2021-05-27 |
Family
ID=75965492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019211496A Pending JP2021083048A (ja) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 制御装置および制御方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11824686B2 (ja) |
JP (1) | JP2021083048A (ja) |
WO (1) | WO2021100578A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024038561A1 (ja) * | 2022-08-18 | 2024-02-22 | 日本電信電話株式会社 | ネットワーク情報処理装置、ネットワーク情報処理方法及びプログラム |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111356157A (zh) * | 2020-03-15 | 2020-06-30 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 实现网络能力开放的方法及相关设备 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10743250B2 (en) | 2016-08-16 | 2020-08-11 | Idac Holdings, Inc. | Network slice reselection |
JP6727087B2 (ja) | 2016-09-28 | 2020-07-22 | Kddi株式会社 | 通信システム、通信装置、及びプログラム |
US10257668B2 (en) * | 2017-05-09 | 2019-04-09 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Dynamic network slice-switching and handover system and method |
CN112512089B (zh) * | 2017-11-17 | 2021-11-19 | 华为技术有限公司 | 会话建立方法、装置和介质 |
CN110120879B (zh) * | 2018-02-06 | 2020-12-01 | 华为技术有限公司 | 一种应用服务水平协议的保障方法、设备及*** |
US10939267B1 (en) * | 2019-08-15 | 2021-03-02 | Netsia, Inc. | Apparatus and method for a unified slice manager |
-
2019
- 2019-11-22 JP JP2019211496A patent/JP2021083048A/ja active Pending
-
2020
- 2020-11-11 WO PCT/JP2020/042155 patent/WO2021100578A1/ja active Application Filing
- 2020-11-11 US US17/756,083 patent/US11824686B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024038561A1 (ja) * | 2022-08-18 | 2024-02-22 | 日本電信電話株式会社 | ネットワーク情報処理装置、ネットワーク情報処理方法及びプログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11824686B2 (en) | 2023-11-21 |
US20220407743A1 (en) | 2022-12-22 |
WO2021100578A1 (ja) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112425202B (zh) | 下一代移动通信***中分类和处理sdap控制pdu的方法及相关装置 | |
US9942748B2 (en) | Service provisioning system and method, and mobile edge application server and support node | |
US11196821B2 (en) | Data transmission method and communications device | |
EP3697149B1 (en) | Terminal device, base station device, and communication method | |
JP2022511358A (ja) | サービスデータの伝送方法及びその装置、コンピュータ機器並びにコンピュータプログラム | |
ES2930415T3 (es) | Transporte de flujos de datos sobre redes celulares | |
CN113473561A (zh) | 用户平面重定位的方法和装置 | |
KR20220139389A (ko) | Quic와의 다중 호스트 다중경로 보안 전송을 가능하게 하기 위한 방법들 및 장치들 | |
JP2018529248A (ja) | 帯域外のデバイスツーデバイス通信を使用した効率的なアプリケーション同期 | |
US20220264679A1 (en) | Ue, af apparatus, smf apparatus, and methods thereof | |
TWI815826B (zh) | 終端裝置、基地台裝置及通信方法 | |
WO2021100578A1 (ja) | 制御装置および制御方法 | |
JP2022531077A (ja) | サイドリンク伝送におけるユーザ装置能力の標識方法及び装置 | |
KR20210127142A (ko) | Pc5 인터페이스를 통한 v2x 유니캐스트 통신 활성화 절차 | |
WO2020032767A1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치 | |
EP3700272A1 (en) | Terminal device, base station device, and communication method | |
KR20200114435A (ko) | 무선 통신 시스템에서 drx 값을 설정하는 방법 및 장치 | |
JP6814636B2 (ja) | 端末装置、集積回路、および、通信方法 | |
WO2022119701A1 (en) | Virtual user equipment set | |
WO2022044722A1 (ja) | 情報処理装置、基地局装置、通信方法及び通信システム | |
CN112640370A (zh) | 用于多播分组的层2转发的方法和装置 | |
US20230291807A1 (en) | Information processing device, information processing method, communication system, and entity | |
US20240064764A1 (en) | Terminal and communication method | |
KR20240122561A (ko) | 공유 애플리케이션 수직 세션 기반 에지 애플리케이션 인스턴스 발견 및 선택 | |
CN115804051A (zh) | 用于提高nr多播传输的可靠性,以及用于单小区nr多播传输的组调度的***和方法 |