JP7068687B2 - Wireless communication system, wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system.
近年のスマートフォンやタブレット端末の普及と、それらに配信されるコンテンツの大容量化は、トラヒックの爆発的な増大を招いている。こうしたトラヒックの増加に対応するソリューションとして、半径の小さいエリア(スモールセルと呼ばれる)をカバーする基地局を多数配置してRAN(Radio Access Network)すなわち無線アクセスネットワークを構築し、端末当たりの通信速度を改善する分散型ネットワークシステムがある。第5世代セルラネットワークでは、ミリ波を利用したRANを導入が検討されており、本明細書においてこれをMiEdge(Millimeter-wave Edge cloud)-RANと称する。 The spread of smartphones and tablet terminals in recent years and the increase in the capacity of content delivered to them have led to an explosive increase in traffic. As a solution to cope with such an increase in traffic, a large number of base stations covering an area with a small radius (called a small cell) are arranged to construct a RAN (Radio Access Network), that is, a radio access network, and the communication speed per terminal is increased. There is a decentralized network system to improve. In the 5th generation cellular network, introduction of RAN using millimeter wave is considered, and this is referred to as MiEdge (Millimeter-wave Edge cloud) -RAN in this specification.
一方で、モバイルエッジコンピューティングあるいはモバイルエッジクラウド(MEC)が注目されている。MECでは、ユーザ端末に近いネットワークの周縁部(エッジ)にサーバやコンピュータなどのコンピューティングリソースやストレージを配置され、コアネットワーク(インターネット)を経由させずにユーザ端末に近い場所でさまざまなデータ処理が行われる。MECの導入により、多様なサービスの提供が期待されている。 On the other hand, mobile edge computing or mobile edge cloud (MEC) is attracting attention. In MEC, computing resources and storage such as servers and computers are placed on the edge of the network near the user terminal, and various data processing can be performed at a location near the user terminal without going through the core network (Internet). Will be done. With the introduction of MEC, it is expected that various services will be provided.
MECに関して、欧州の標準化団体であるETSI(European Telecommunications Standards Institute)により標準化が進められている。ETSIでは、MECの機構は定義されているが、RANとのインタフェースは任意とされている。 MEC is being standardized by the European standardization organization ETSI (European Telecommunications Standards Institute). In ETSI, the mechanism of MEC is defined, but the interface with RAN is optional.
本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ベースとなるネットワークにエッジコンピューティング機能および小型アクセスネットワークを融合した無線通信システムの提供にある。 The present invention has been made in such a situation, and one of the exemplary purposes of the embodiment is to provide a wireless communication system that integrates an edge computing function and a small access network with a base network.
本発明のある態様は、無線通信システムに関する。無線通信システムは、既設ネットワークをベースとして構成され、その制御プレーンに追加された、エッジコンピューティング機能のための機能要素を備えるコアネットワークと、コアネットワークに接続される小型アクセスネットワークと、を備える。機能要素によって、小型アクセスネットワークにおけるエッジコンピューティング機能およびユーザ、アプリケーション間のオーケストレーションが提供される。 One aspect of the invention relates to a wireless communication system. The wireless communication system is configured based on the existing network, and includes a core network having functional elements for edge computing functions added to the control plane thereof, and a small access network connected to the core network. Functional elements provide edge computing capabilities in small access networks and orchestration between users and applications.
本発明のある態様によれば、ベースとなるネットワークにMECおよび小型アクセスネットワークを融合した無線通信システムを提供できる。 According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a wireless communication system in which a MEC and a small access network are fused with a base network.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings based on the preferred embodiments. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention, but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.
1. 既設ネットワークシステム
実施の形態に係る無線通信システムについて説明する前に、ベースとなる既設ネットワークシステムについて説明する。なお、ここで議論するのは将来のシステムであり、既設とは現時点で構築されているという意味で無く、後述するモバイルエッジコンピューティングに関する実装を行う時点における既設である。
1. 1. Existing Network System Before explaining the wireless communication system according to the embodiment, the existing network system as a base will be described. It should be noted that what is discussed here is a future system, and the existing system does not mean that it is built at the present time, but it is an existing system at the time of implementation related to mobile edge computing described later.
図1は、既設ネットワークシステム200のブロック図である。理解の容易化と説明の簡潔化のために、以下の説明では、既設ネットワーク200は、"3GPP TS23.501, System Architecture for the 5G System"に規定される5G無線ネットワークの基本アーキテクチャに準拠するものとし、いくつかの機能要素や参照ポイント(インタフェース)に付される名称や符号は、5G無線ネットワークのそれらを流用する。なお、5G無線ネットワークのアーキテクチャは策定段階にあって流動的なものであるから、将来において変更される場合もあり、本発明はそのような変更も包含する。図1には、抽象レイヤーが示される。
FIG. 1 is a block diagram of the
既設ネットワーク200は、端末210(UE:ユーザ機器)、NG-RAN(Next-Generation Radio Access Network)220およびコアネットワーク230を備える。
The
・端末210
UEには5G無線通信およびミリ波通信のための機能が実装されている。
-
The UE is equipped with functions for 5G wireless communication and millimeter wave communication.
・NG-RAN220
5G通信に準拠し、マクロセル(あるいはピコセル、フェムトセル)を有している。
・ NG-RAN220
It conforms to 5G communication and has a macro cell (or pico cell or femto cell).
・コアネットワーク230
5Gシステムでは、コアネットワーク230が、制御プレーン(C-Plane)232とユーザプレーン(U-Plane)234に分離されている。
・ Core
In a 5G system, the
制御プレーンは、以下の機能要素あるいはノードを含む。
AMF(Access and Mobility management Function)すなわちアクセスモビリティ管理機能は、登録管理(Registration management)、接続管理(Connection management)到達可能性の管理(Reachability management)、移動管理(Mobility management)、アクセス認証(Access authentication)、アクセス認可(Access authorization)、セキュリティコンテキスト管理(Security context management)の機能を提供するエンティティである。
The control plane contains the following functional elements or nodes.
AMF (Access and Mobility management Function), that is, access mobility management function, is registration management (Registration management), connection management (Connection management) reachability management (Reachability management), mobility management (Mobility management), access authentication (Access authentication). ), Access authorization, and Security context management.
SMF(Session Management Function)すなわちセッション管理機能は、セッション管理(Session management)、ユーザ端末のIPアドレス管理、UPFの選択、制御、UPFにおける課金データ収集の制御、コーディネートの機能を提供するエンティティである。 The SMF (Session Management Function), that is, a session management function is an entity that provides a session management (Session management), IP address management of a user terminal, UPF selection and control, control of billing data collection in UPF, and coordination functions.
NEF(Network Exposure Function)すなわちネットワーク開示機能は、サードパーティへのサービスおよび機能(たとえば、アプリケーション機能、エッジコンピューティング、モビリティパターン、コミュニケーションパターン)の開示のための機能要素である。 The NEF (Network Exposure Function), that is, the network disclosure function, is a functional element for disclosure of services and functions (for example, application functions, edge computing, mobility patterns, communication patterns) to third parties.
ユーザプレーン
UPF(User Plane Function)すなわちユーザプレーン機能は、リモートアクセルツール(RAT)の中の、あるいはRAT間のアンカーポイントであり、DN(データネットワーク)との接続のPDU(Protocol data unit)セッションポイントである。パケットルーティング、パケットフォワーディング、トラヒック使用のレポート、ユーザプレーンにおけるQoS(Quality of Service)の管理を提供する。
The user plane UPF (User Plane Function), that is, the user plane function, is an anchor point in the remote accelerator tool (RAT) or between RATs, and is a PDU (Protocol data unit) session point for connection with a DN (data network). Is. It provides packet routing, packet forwarding, reporting of traffic usage, and quality of service (QoS) management in the user plane.
以上が既設ネットワーク200のアーキテクチャである。
The above is the architecture of the existing
2. 拡張されたネットワークシステム
図2は、実施の形態に係る拡張された無線通信システム100を示す図である。この無線通信システム100は、上述の既設ネットワーク200をベースとして構成される。
2. 2. Extended Network System FIG. 2 is a diagram showing an extended
この無線通信システム100は、拡張されたコアネットワーク200Aおよび小型アクセスネットワーク300を備える。
The
2.1 MiEdge-RAN
小型アクセスネットワーク300は、"ETSI GS MEC 003, Mobile Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture"に規定されるMECのフレームワーク・アーキテクチャに準拠するものとし、以下では、MiEdge-RANとも称する。
2.1 MiEdge-RAN
The
拡張されたコアネットワーク200Aには、MiEdge-RAN300が接続される。図3(a)、(b)は、MiEdge-RAN300の構成を示す図である。図3(a)は、5GネットワークにおけるMiEdge-RANを、図3(b)は、非3GPPアクセスのネットワークにおけるMiEdge-RANを示す。MiEdge-RAN300は、以下の機能要素を有する。 The MiEdge-RAN300 is connected to the expanded core network 200A. 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing the configuration of MiEdge-RAN300. FIG. 3 (a) shows MiEdge-RAN in a 5G network, and FIG. 3 (b) shows MiEdge-RAN in a non-3GPP access network. The MiEdge-RAN300 has the following functional elements.
(1)RAN:UEに対する制御プレーンおよびユーザプレーンの提供
(2)AP(Access Point) 非3GPPアクセスの場合
・UEに対するユーザプレーンの提供
・MEHにおける要求されたサービスのルーティング
・要求されたサービスにおけるデータフローのQoS制御
(3)UPF
・MEHにおける要求されたサービスのルーティング
・要求されたサービスにおけるデータフローのQoS制御
(4)MEH(Mobile Edge Host)
・サービス/コンテンツのホスティング
・後述のMSFからの制御による、サービス/コンテンツのアクティベート、追加、転送、再開。
(1) RAN: Provision of control plane and user plane to UE (2) AP (Access Point) For non-3GPP access-Provision of user plane to UE-Routing of requested service in MEH-Data in requested service Flow QoS control (3) UPF
・ Routing of requested service in MEH ・ QoS control of data flow in requested service (4) MEH (Mobile Edge Host)
-Service / Content Hosting-Activation, addition, transfer, and resumption of services / content under the control of MSF, which will be described later.
図3(a)のUPFは、MEH用のユーザプレーンファンクションであり、N9経由で図2のDN用のUPFと接続され、N4経由で図2のSMFと接続される。また図3(a)のRANは、N2経由でAMFと接続される。図2のNL2インタフェースは、複数のMiEdge-RANの情報収集、リソース制御を行うため、RAN,UPF,MEHのすべてに接続される。図3(b)は非3GPP系であり、APがインターネット経由でASに接続される。 The UPF of FIG. 3A is a user plane function for MEH, is connected to the UPF for DN of FIG. 2 via N9, and is connected to the SMF of FIG. 2 via N4. Further, the RAN of FIG. 3A is connected to the AMF via N2. The NL2 interface of FIG. 2 is connected to all of RAN, UPF, and MEH in order to collect information and control resources of a plurality of MiEdge-RANs. FIG. 3B is a non-3GPP system in which the AP is connected to the AS via the Internet.
図2に戻る。NG-RAN220が、AMFおよびUPFとのインタフェースN2,N9を有するのに対して、MiEdge-RAN300は、AMF,UPFとのインタフェースN2,N9に加えて、SMFとのインタフェースN4を有する点に留意されたい。
Return to FIG. It should be noted that the NG-
MECに関連して、コアネットワーク200Aには、AS(Application Server/Service)すなわちアプリケーションサーバ/サービスが含まれる。ASは、MECのアプリケーション/サービスを提供するコアであり、UEによりホストされるピアアプリケーションと、アプリケーション固有のインタフェースを共有する。MECのコンテキストの中で、ASはMEHによってホストされ、ホストされたアプリケーションにより生成されたサービスを提供する。QoSの改善のために、異なる複数のMEHをネットワークに相互接続し、ASとの間の専用の通信に用いてもよい。
In connection with the MEC, the
2.2 MSF(MEC Service Function)
既設ネットワーク200の拡張のための機能要素400であるMSFが追加されている。拡張されたコアネットワーク200Aは、拡張された制御プレーン232Aを備える。制御プレーン232Aは、既設ネットワーク200の制御プレーン232に追加された重要な機能要素、すなわちMSFにより拡張されている。MSFは、MECサービス管理、NEFを介したMEC機能のASへの開示、ユーザ端末UEのMEC(LADN:Local Area Data Network)への登録、MEC管理およびオーケストレーション(短期および長期にわたる)にもとづくユーザ端末のエッジサービスを可能にするコアネットワークの新管理機能である。
2.2 MSF (MEC Service Function)
MSF, which is a
MSFは、5GシステムにおけるMECを可能とするためのあらゆる機能、手続を管理する。MSFは、以下の特徴、機能を有する。 MSF manages all functions and procedures that enable MEC in 5G systems. MSF has the following features and functions.
(1)ポリシー制御
MSFは、ネットワークにおけるユーザサブスクリプション、サービス要求、サービスデプロイメントにもとづき、ネットワークコンフィギュレーションポリシーを提供する。
(1) Policy Control MSF provides network configuration policies based on user subscriptions, service requests, and service deployments in the network.
(2)リソース管理
MSFは、無線・コンピューテーションリソースのリソース・統計情報の提供にもとづき、リソースの最適化、トラヒック予測を可能とする。
(2) Resource management MSF enables resource optimization and traffic prediction based on the provision of resources and statistical information for wireless and computing resources.
(3)リソース情報の共有
MSFは、無線事業者間のビジネス上の同意にもとづいて、非3GPPアクセスネットワークにおいて、無線およびコンピューテーションリソースに関する情報を供給するためのインタフェースでありえる。
(3) Sharing of resource information MSF can be an interface for supplying information on radio and computing resources in a non-3GPP access network based on business agreement between radio operators.
(4)MSFは、ANDSF(Access network discovery and selection function)のような機能によって提供されうる。ネットワークでのサービスの配備をオンラインで動的にシェアするのにも有効である。 (4) MSF can be provided by a function such as ANDSF (Access network discovery and selection function). It is also useful for dynamically sharing the deployment of services on the network online.
(5)データリポジトリ
MSFは、購読データ、ポリシーデータ、露出のための構造データ、アプリケーション情報などをストアする。サービスプロバイダは、アクセス認可により、NEFを介してこのデータの一部にアクセスする。
(5) Data repository MSF stores subscription data, policy data, structural data for exposure, application information, and the like. The service provider accesses a part of this data through the NEF with access authorization.
(6)コンテキスト管理
MSFは、ユーザ、ネットワーク、エッジクラウド、サービスに関連するポリシーなどから、さまざまなコンテキスト情報を収集する。
(6) Context management MSF collects various context information from users, networks, edge clouds, policies related to services, and so on.
(7)最適化アルゴリズム
MSFは、MiEdge-RANにおける最適なリソース割り当てを提供する。
(7) Optimization algorithm MSF provides optimal resource allocation in MiEdge-RAN.
続いて、インタフェースについて説明する。図2には、リキッドRAN制御プレーンのためのインタフェースNL1~NL5が破線で、ユーザ/アプリケーション間のオーケストレーションのためのインタフェースNO1~NO3が一点鎖線で示される。 Next, the interface will be described. In FIG. 2, interfaces NL1 to NL5 for the liquid RAN control plane are shown by broken lines, and interfaces NO1 to NO3 for orchestration between users / applications are shown by alternate long and short dash lines.
MECの能力は、NEFならびにNL4,NL5インタフェースを用いて、ASに開示・提供される。 The capabilities of MEC will be disclosed and provided to AS using the NEF and NL4, NL5 interfaces.
AS(あるいはアプリケーションプロバイダ)は、MEC上で実行される特定アプリケーションを生成し、それらを論理インタフェースNO2を介して、UEに提供する。 The AS (or application provider) generates specific applications to be executed on the MEC and provides them to the UE via the logical interface NO2.
UEがアプリケーションを(ダウンロードすること無く)アクティベートすると、UEは、NO1インタフェースを介してMSFに登録される。 When the UE activates the application (without downloading), the UE is registered with MSF via the NO1 interface.
UEが、アプリケーションのシナリオの(想定している)場所に近づくと、AMFが、NL1インタフェースを介してMECサービス開始のトリガーを与える。そして、NO3インタフェースを介したユーザ・アプリケーション間のオーケストレーションがスタートする。 As the UE approaches the (assumed) location of the application scenario, the AMF triggers the MEC service to start via the NL1 interface. Then, the orchestration between the user and the application via the NO3 interface starts.
UEが、シナリオに入ると、MSFは、UEに関連するアクセスおよびコンピュテーションを管理し、NL3インタフェースを介してSMFを用いてセッションを開始する。 When the UE enters the scenario, MSF manages the access and computation associated with the UE and initiates a session using SMF via the NL3 interface.
続いて、図4~図6を参照して、通信システム100におけるシグナリングの一例を説明する。
Subsequently, an example of signaling in the
図4は、MECサービスへの登録に関するシーケンス図である。UEは、サービスプロバイダに対して、NO2インタフェース経由でサービスサブスクリプションを登録する(S100)。図4において、サービスプロバイダは、ASに存在するものとして示している。サービスプロバイダは、MSFに対して、NO3インタフェース経由でユーザのサブスクリプションを更新する(S102)。かくしてUEにMECサービスの使用許可が与えられる。 FIG. 4 is a sequence diagram relating to registration to the MEC service. The UE registers a service subscription with the service provider via the NO2 interface (S100). In FIG. 4, the service provider is shown as being present in the AS. The service provider renews the user's subscription to MSF via the NO3 interface (S102). Thus, the UE is granted permission to use the MEC service.
図5は、サービスデプロイメント・最適化に関するシーケンス図である。サービス/リソースの集中最適化(Central Optimization)(S210)のために、MSFには、ネットワークコンテキストおよびユーザコンテキストが集約される。 FIG. 5 is a sequence diagram relating to service deployment / optimization. For Central Optimization (S210) of services / resources, MSF aggregates network context and user context.
MiEdge-RANは、ネットワークコンテキスト、すなわち無線リソースに関する情報やトラヒックに関する情報をSMFに提供する。具体的には無線リソース情報は、MiEdge-RANからAMF、NEFおよびインタフェースN2,NNEF,NL4を介してMSFに提供される(S200)。またトラヒック情報は、MiEdge-RANから、SMF、NEFおよびインタフェースN4,NNEF,NL4を介してMSFに提供される(S202)。 The MiEdge-RAN provides the SMF with information about the network context, i.e. about radio resources and traffic. Specifically, the radio resource information is provided from MiEdge-RAN to MSF via AMF, NEF and interfaces N2, NNEF, NL4 (S200). Traffic information is also provided from MiEdge-RAN to MSF via SMF, NEF and interfaces N4, NNEF, NL4 (S202).
ユーザコンテキストは、UEから、AMF、NEFおよびインタフェースN1,NNEF,NL4を経由してMSFに提供され、あるいはNO1インタフェースを経由してUEから直接提供される(S204)。ユーザコンテキストは、ユーザの位置情報、要求トラヒックの発生機構などを含む。 The user context is provided from the UE to MSF via AMF, NEF and interfaces N1, NNEF, NL4, or directly from the UE via NO1 interface (S204). The user context includes the user's location information, the request traffic generation mechanism, and the like.
MiEdge-RANもまた、ユーザコンテキストを収集する(S206)。MiEdge-RANは、無線/トラヒックの状態を測定し(S208)、無線/トラヒックの状態に関する情報やユーザコンテキストを、局所最適化(Local Optimization)に利用する(S212)。 MiEdge-RAN also collects user contexts (S206). The MiEdge-RAN measures the radio / traffic status (S208) and uses the information and user context regarding the radio / traffic status for local optimization (S212).
MSFは、集中最適化(S210)の結果を、NL2インタフェースを介してMiEdge-RANに反映させる(S214)。その後、MiEdge-RANとASの間でサービスデプロイメントが発生する(S216)。サービスデプロイメントには、データのキャッシング、プリフェッチ、サービス再開などが含まれる。 MSF reflects the result of centralized optimization (S210) on MiEdite-RAN via the NL2 interface (S214). After that, a service deployment occurs between MiEdite-RAN and AS (S216). Service deployment includes data caching, prefetching, service restart, and so on.
図6は、サービス/コンテンツの提供に関するシーケンス図である。セッション確立の要求が、UEから、AMF,SMFおよびインタフェースN1,N11、NL3を介してMSFに送信される(S300)。MSFは、SMFおよびインタフェースNL3,N4を介してMiEdge-RANに対して、ポリシーのセットアップを行う(S302)。ポリシーのセットアップは、AMFおよびインタフェースNL1,N1経由でも行われる(S304)。 FIG. 6 is a sequence diagram relating to the provision of services / contents. A request for session establishment is transmitted from the UE to MSF via AMF, SMF and interfaces N1, N11, NL3 (S300). MSF sets up a policy for MiEdite-RAN via SMF and interfaces NL3, N4 (S302). Policy setup is also performed via AMF and interfaces NL1 and N1 (S304).
UEに対してアクセスが許可され、リンクがセットアップされる(S306)。そしてUEとMiEdge-RANの間でサービス提供が始まる(S306)。 Access is granted to the UE and the link is set up (S306). Then, the service provision starts between the UE and MiEdite-RAN (S306).
以上、実施の形態に係る通信システム100について説明した。
通信システム100によれば、5Gアーキテクチャを拡張し、リキッド制御プレーンを導入することができる。MSFを制御プレーン232に追加することで、MSFによるMiEdge-RANのオーケストレーションと運用が可能となる。
The
According to the
また通信システム100によれば、ユーザのコンテキスト情報(すなわち位置情報や要求トラヒックの発生機構)の活用が可能となる。たとえばスモールセルを有するMiEdge-RAN300に、計算機サーバを設置し、コンテキスト情報にもとづいて、事前にデータあるいは計算機能をプリフェッチし、キャッシングすることで、低コストバックホールにおいても、超高速・低遅延アクセス網を構築できる。
Further, according to the
比較技術として、MSFが実装されないシステム(比較システム)について検討すると、比較システムでは、特定のユーザのファイルをプリフェッチしたり、MiEdge-RANを集中最適化したりすることは不可能であることに留意されたい。 When considering a system (comparison system) in which MSF is not implemented as a comparison technique, it should be noted that it is impossible to prefetch a file of a specific user or centrally optimize MiEdge-RAN in the comparison system. sea bream.
図7は、プリフェッチの効果を説明するシミュレーション結果を示す図である。横軸はバックホール容量を、縦軸はシステムレートを示す。図8は、シミュレーションに用いたパラメータを示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing simulation results for explaining the effect of prefetch. The horizontal axis shows the backhaul capacity, and the vertical axis shows the system rate. FIG. 8 is a diagram showing parameters used in the simulation.
図7を参照すると、103Mbpsのバックホール容量を有するシステムでは、プリフェッチを行わない場合のシステムレートは、3.5Gbpsに留まるのに対して、プリフェッチを導入することにより、システムレートを9Gbpsまで高めることができる。 Referring to FIG. 7 , in a system having a backhaul capacity of 103 Mbps, the system rate without prefetching remains at 3.5 Gbps, whereas by introducing prefetch, the system rate can be increased to 9 Gbps. Can be enhanced.
図9は、大容量データプリフェッチングによるデータQoS管理の一例を示すフローチャートである。ここでは、ユーザコンテキスト、ユーザの目的地、ユーザのサービス利用履歴が利用される。たとえば、ユーザのカレンダにアクセスすることにより、ユーザの目的地が特定される(S400)。また、UEが必要とするデータ量を予測する(S402)。予測には、過去のユーザのサービス利用履歴を参照することができる。これらは、上述したように、MiEdge-RANに提供される。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of data QoS management by large-capacity data prefetching. Here, the user context, the user's destination, and the user's service usage history are used. For example, by accessing the user's calendar, the user's destination is specified (S400). It also predicts the amount of data required by the UE (S402). For the prediction, the service usage history of the past user can be referred to. These are provided to MiEdge-RAN as described above.
そして、取得したユーザコンテキストにもとづいて、プリフェッチングの対象となるMiEdge-RANを特定する(S404)。この処理には、移動通信ネットワーク事業者(MNO:Mobile Network Operator)を活用し、電力マップが参照される。 Then, based on the acquired user context, the MiEdge-RAN to be prefetched is specified (S404). For this process, a mobile network operator (MNO: Mobile Network Operator) is utilized and a power map is referred to.
そして、実際に要求トラヒックが発生するまでの所要時間tu,nが予測される(S406)。これはAMFの機能を活用することができる。所要時間tu,nは、現在のユーザの位置と、トラヒックが発生するスモールセルの位置との距離や移動手段などから推定することができる。あるいはカレンダのスケジュールからトラヒックが発生する時刻を予測してもよい。 Then, the required time tu and n until the requested traffic actually occurs is predicted (S406). This can utilize the functions of AMF. The required times tu and n can be estimated from the distance between the current position of the user and the position of the small cell where the traffic occurs, the means of transportation, and the like. Alternatively, the time when the traffic may occur may be predicted from the calendar schedule.
そして、予想した時刻tu,nよりも時間TP前に、プリフェッチングを開始すべきタイミングを設定する(S408)。TPは、プリフェッチに要する時間であり、もしくはそれより長く定めてもよい。 Then, the timing at which prefetching should be started is set before the expected time tu , n by time TP (S408). TP is the time required for prefetching, or may be set longer.
将来、さまざまな場所にMiEdge-RANが設置されるようになり、またさまざまなMECサービスが、さまざまなサービスプロバイダから提供されるようになる。こうした状況下において、各サービスプロバイダが、自身と関連のないインフラ(すなわち他人が設置したMiEdge-RAN)を利用してサービスを展開することができれば、MECの用途はさらに広がることが期待される。 In the future, MiEdge-RAN will be installed in various places, and various MEC services will be provided by various service providers. Under these circumstances, if each service provider can develop services using infrastructure that is not related to itself (that is, MiEdge-RAN installed by another person), it is expected that the use of MEC will be further expanded.
図10は、図1の無線通信システムの変形を示す図である。5Gネットワークのプレイヤとしては、ユーザ(消費者)、移動通信ネットワーク事業者、アプリケーション事業者に加えて、小型アクセスネットワーク提供者が存在しうる。小型アクセスネットワーク提供者は、ロケーションやイベントに特化したエッジクラウド/エッジコンピューティングを含む小型アクセスネットワーク(すなわちMiEdge-RAN)を設置し、および貸し出す役割を担う。 FIG. 10 is a diagram showing a modification of the wireless communication system of FIG. As a player of a 5G network, there may be a small access network provider in addition to a user (consumer), a mobile communication network operator, and an application operator. The small access network provider is responsible for installing and renting a small access network (ie, MiEdge-RAN) that includes edge cloud / edge computing specialized for location and events.
さらに図10のシステムでは、プレイヤとしてポータル500が追加される。ポータル500はASと接続される。なお、5Gシステムは、NEFを介して外部に開示されており、ポータル500はオプションとしてNEFおよびNL5を介してシステムと接続されてもよい。図10の実線(i)(ii)は、ポータルベースの集中制御を表している。
Further, in the system of FIG. 10, the portal 500 is added as a player.
ポータル500は、WEB市場(eコマース)を介して、小型アクセスネットワークと、そこで実行されるロケーション(イベント)特化型アプリケーションをマッチングする役割を果たす。ユーザはこれまでと同様にアプリケーションを購入、実行する。アプリケーションはポータル500を介して利用するネットワークを選択する。
The portal 500 serves to match a small access network with a location (event) -specific application executed therein via the WEB market (e-commerce). The user purchases and runs the application as before. The application selects the network to be used via the
図11は、図10のシステムの実装の一例を示す図である。MiEdge-RANには、RAN,UPF,MEHの機能が実装される。5Gのコア(制御プレーン)は拡張され、AMF,NEFに加えて、MSFが実装される。2つのASは、複数のアプリケーション(MECサービス)が、異なるサービスプロバイダから提供されることを表している。また、複数の510_1,510_2は、MiEdge-RANを含む5G通信網(あるいは事業者)が複数の存在することを表している。ポータル500は、複数のMiEdge-RANと、複数のアプリケーション(AS)を仲介する役割を果たす。 FIG. 11 is a diagram showing an example of implementation of the system of FIG. The functions of RAN, UPF, and MEH are implemented in MiEdite-RAN. The 5G core (control plane) will be expanded to implement MSF in addition to AMF and NEF. The two ASs represent that multiple applications (MEC services) are provided by different service providers. Further, a plurality of 510_1 and 510_2 indicate that there are a plurality of 5G communication networks (or operators) including MiEdge-RAN. The portal 500 serves to mediate a plurality of MiEdge-RANs and a plurality of applications (AS).
図12を参照して、ポータルを備える図10のシステムにおけるシグナリングを説明する。図12は、ポータルを介したMECサービスの登録に関するシーケンス図である。小型アクセスネットワークの事業者は、ポータルとの間で事前契約を結ぶ(S500)。具体的には、MSFがMiEdge-RANの情報をポータルに登録する。ASは、ポータルに登録されたMiEdge-RANの情報を取得する。(S502)。ユーザ(UE)とサービスプロバイダ(AS)との契約は、図4と同様である。 With reference to FIG. 12, signaling in the system of FIG. 10 with a portal will be described. FIG. 12 is a sequence diagram relating to registration of the MEC service via the portal. The operator of the small access network concludes a pre-contract with the portal (S500). Specifically, MSF registers MiEdge-RAN information in the portal. AS acquires the information of MiEdge-RAN registered in the portal. (S502). The contract between the user (UE) and the service provider (AS) is the same as in FIG.
図10のシステムにおけるサービスデプロイメント・最適化に関するシーケンスは、図5と同様であり、サービス/コンテンツの提供に関するシーケンスは図6と同様である。 The sequence for service deployment / optimization in the system of FIG. 10 is the same as that of FIG. 5, and the sequence for service / content provision is the same as that of FIG.
以上が変形例に係るシステムの説明である。ポータルが存在しない場合、MECの利用は、特定のASとMiEdge-RANの組み合わせの間に制限されることとなる。これに対して、ポータルを導入することにより、ASは、ポータルを介して世の中に存在するMiEdge-RANの情報を収集できるようになる。言い換えれば、MECを利用可能なMiEdge-RANとASの組み合わせの制限を取り除くことができる。このようにポータルの導入により、ユーザ(端末ユーザに限らない、ASすなわちサービスプロバイダやMiEdge-RANの設置者を含む)中心のネットワークおよびそのオーケストレーションの実現が可能となる。 The above is the description of the system according to the modified example. In the absence of a portal, the use of MEC will be restricted between certain AS and MiEdite-RAN combinations. On the other hand, by introducing a portal, AS will be able to collect information on MiEdge-RAN existing in the world through the portal. In other words, the limitation of the combination of MiEdge-RAN and AS that can use MEC can be removed. In this way, the introduction of the portal makes it possible to realize a user-centered network (not limited to terminal users, including AS, that is, service providers and MiEdge-RAN installers) and its orchestration.
ポータルの導入により、MiEdge-RANの提供者(管理者)は、ポータルを介して自身の管理するMiEdge-RANを利用したASからインセンティブを受ける仕組みを提供することも可能である。このことはMiEdge-RANの普及を促す原動力となりうる。 With the introduction of the portal, it is also possible for the MiEdge-RAN provider (administrator) to provide a mechanism for receiving an incentive from an AS using the MiEdge-RAN managed by the provider via the portal. This can be a driving force for the spread of MiEdite-RAN.
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments merely indicate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many modifications and arrangement changes are permitted within the scope of the above-mentioned idea of the present invention.
100 通信システム
200 既設ネットワーク
210 端末
220 NG-RAN
230 コアネットワーク
232 制御プレーン
234 ユーザプレーン
300 小型アクセスネットワーク、MiEdge-RAN
400 拡張機能エンティティ
100
230 Core Network 232 Control Plane 234
400 Extension Entity
Claims (4)
ポータルと、
アプリケーションと、
を備え、
前記複数の通信網はそれぞれ、
既設ネットワークをベースとして構成され、その制御プレーンに追加された、モバイルエッジコンピューティング機能のための機能要素を備えるコアネットワークと、
前記コアネットワークに接続される小型アクセスネットワークと、
を含み、前記機能要素によって、前記小型アクセスネットワークにおけるモバイルエッジコンピューティング機能およびユーザ、前記アプリケーション間のオーケストレーションが提供され、
前記ポータルには、前記複数の通信網それぞれの前記小型アクセスネットワークの情報が事前に登録されており、
前記アプリケーションは、前記ポータルに登録されている前記小型アクセスネットワークの情報を取得し、使用する前記小型アクセスネットワークを選択することを特徴とする無線通信システム。 With multiple communication networks
With the portal
With the application
Equipped with
Each of the plurality of communication networks
A core network that is based on an existing network and has additional functional elements for mobile edge computing capabilities added to its control plane.
A small access network connected to the core network and
The functional elements provide mobile edge computing capabilities in the small access network and orchestration between the user and the application .
Information on the small access network of each of the plurality of communication networks is registered in advance in the portal.
The application is a wireless communication system characterized by acquiring information on the small access network registered in the portal and selecting the small access network to be used .
前記複数の通信網はそれぞれ、コアネットワークおよび小型アクセスネットワークを含み、
前記無線通信方法は、
ユーザ端末がアプリケーションサーバに、モバイルエッジコンピューティングに関する登録依頼を行うステップと、
前記登録依頼に応答して、前記アプリケーションサーバが、前記コアネットワークに含まれるモバイルエッジコンピューティングのための機能要素に、ユーザ情報を登録するステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、前記小型アクセスネットワークおよび/または前記ユーザ端末のコンテキスト情報を収集するステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、収集した情報にもとづいてサービスおよび/またはリソースの最適化を行うステップと、
前記ユーザ端末から前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素に、セッションの確立要求を行うステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、前記小型アクセスネットワークに対してポリシー設定を行うステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、前記小型アクセスネットワークの情報をポータルに登録するステップと、
前記アプリケーションサーバが、前記ポータルに登録された複数の前記小型アクセスネットワークの情報を取得し、取得した情報にもとづいて、使用する前記小型アクセスネットワークを選択することを特徴とする無線通信方法。 It is a wireless communication method in multiple communication networks.
The plurality of communication networks include a core network and a small access network, respectively.
The wireless communication method is
The step in which the user terminal requests the application server to register for mobile edge computing,
In response to the registration request, the application server registers user information in a functional element for mobile edge computing included in the core network.
A step in which the functional element for mobile edge computing collects contextual information about the small access network and / or the user terminal.
The step that the functional element for mobile edge computing optimizes services and / or resources based on the collected information.
A step of requesting the establishment of a session from the user terminal to the functional element for mobile edge computing,
The functional element for mobile edge computing is the step of setting a policy for the small access network, and
The functional element for mobile edge computing is the step of registering the information of the small access network in the portal, and
A wireless communication method , wherein the application server acquires information on a plurality of the small access networks registered in the portal and selects the small access network to be used based on the acquired information .
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