(57)【要約】【課題】移動通信ネットワークにおいて通信サービスの提供に使用するリソース量を制御できる技術を提供する。【解決手段】移動通信ネットワークは、複数の通信サービスのいずれかを提供可能な第１状態と、複数の通信サービスを提供できない第２状態のいずれかに構成可能である１つ以上のサービス提供用装置と、１つ以上のサービス提供用装置のリソースを第１状態又は第２状態のいずれかに構成する管理手段と、を備えており、管理手段は、所定期間後において複数の通信サービスを提供するために増減させるべき第１状態のリソースの増減量を判定し、第１状態のリソースを増加させる場合、第２状態のリソースの内の判定した増減量のリソースを第１状態に遷移させ、管理手段は、増減量の判定に、移動通信ネットワークの基地局の空き容量を使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信ネットワークであって、
複数の通信サービスを提供するために利用される１つ以上のサービス提供用装置であって、前記１つ以上のサービス提供用装置のリソースは、前記複数の通信サービスのいずれかを提供可能な第１状態と、前記複数の通信サービスを提供できない第２状態のいずれかに構成可能である、前記１つ以上のサービス提供用装置と、
前記１つ以上のサービス提供用装置のリソースを前記第１状態又は前記第２状態のいずれかに構成する管理手段と、
を備えており、
前記管理手段は、所定期間後において前記複数の通信サービスを提供するために増減させるべき前記第１状態のリソースの増減量を判定し、前記第１状態のリソースを増加させる場合、前記第２状態のリソースの内の前記判定した増減量のリソースを前記第１状態に遷移させ、
前記管理手段は、前記増減量の判定に、前記移動通信ネットワークの基地局の空き容量を使用することを特徴とする移動通信ネットワーク。
【請求項２】
前記管理手段は、前記所定期間内にユーザ装置が前記複数の通信サービスそれぞれの利用を開始する確率と、前記所定期間内にユーザ装置が前記複数の通信サービスそれぞれの利用を停止する確率と、に基づき前記第１状態のリソースの第１増減量を求め、前記移動通信ネットワークの基地局の空き容量に基づき前記第１状態のリソースの第２増減量を求め、前記第１増減量及び前記第２増減量のうちの小さい方を、前記増減量とすることを特徴とする請求項１に記載の移動通信ネットワーク。
【請求項３】
前記管理手段は、前記移動通信ネットワークの各基地局の空き容量に基づき各基地局に追加して接続できるユーザ装置の数を判定し、前記判定したユーザ装置の数に、前記複数の通信サービスを提供するために必要なユーザ装置当たりのリソース量を乗ずることで、前記第２増減量を求めることを特徴とする請求項２に記載の移動通信ネットワーク。
【請求項４】
前記管理手段は、前記第１状態のリソースのうち、前記複数の通信サービスを提供するために利用されているリソースのリソース量を、前記複数の通信サービスを利用しているユーザ装置の数で除することで、前記ユーザ装置当たりのリソース量を求めることを特徴とする請求項３に記載の移動通信ネットワーク。
【請求項５】
前記管理手段は、前記移動通信ネットワークの各基地局の空き容量を、前記複数の通信サービスを提供するためにユーザ装置が消費する基地局の容量の最大値、最小値、又は、平均値で除することで、各基地局に追加して接続できるユーザ装置の数を判定することを特徴とする請求項３又は４に記載の移動通信ネットワーク。
【請求項６】
複数の通信サービスを提供するために利用される１つ以上のサービス提供用装置を含む移動通信ネットワークの管理装置であって、
前記１つ以上のサービス提供用装置のリソースは、前記複数の通信サービスのいずれかを提供可能な第１状態と、前記複数の通信サービスを提供できない第２状態のいずれかに構成可能であり、
前記管理装置は、
前記１つ以上のサービス提供用装置のリソースを前記第１状態又は前記第２状態のいずれかに構成する構成手段を備えており、
前記構成手段は、所定期間後において前記複数の通信サービスを提供するために増減させるべき前記第１状態のリソースの増減量を判定し、前記第１状態のリソースを増加させる場合、前記第２状態のリソースの内の前記判定した増減量のリソースを前記第１状態に遷移させ、前記増減量の判定に、前記移動通信ネットワークの基地局の空き容量を使用することを特徴とする管理装置。
【請求項７】
コンピュータの１つ以上のプロセッサで実行されると、前記コンピュータを請求項６に記載の管理装置として動作させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク仮想化技術を利用する移動通信ネットワークにおけるリソース制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）により、複数の異なる通信サービスを同一プラットフォーム上で実現することができる。特許文献１は、この様な通信ネットワークにおいて、リソース利用効率を高めるための構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１３５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１の様に、通信ネットワークに接続する端末数が固定的であると、通信ネットワークのトラフィック量に基づき各通信サービス（スライス）に割り当てるリソース量（ネットワーク機能の数）を制御することで、リソース利用効率を高めることができる。一方、移動通信システムの様に、接続するユーザ装置（ＵＥ）の数が動的に変化する場合、接続するＵＥ数の変化を考慮する必要がある。
【０００５】
本発明は、移動通信ネットワークにおいて通信サービスの提供に使用するリソース量を制御できる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によると、移動通信ネットワークは、複数の通信サービスを提供するために利用される１つ以上のサービス提供用装置であって、前記１つ以上のサービス提供用装置のリソースは、前記複数の通信サービスのいずれかを提供可能な第１状態と、前記複数の通信サービスを提供できない第２状態のいずれかに構成可能である、前記１つ以上のサービス提供用装置と、前記１つ以上のサービス提供用装置のリソースを前記第１状態又は前記第２状態のいずれかに構成する管理手段と、を備えており、前記管理手段は、所定期間後において前記複数の通信サービスを提供するために増減させるべき前記第１状態のリソースの増減量を判定し、前記第１状態のリソースを増加させる場合、前記第２状態のリソースの内の前記判定した増減量のリソースを前記第１状態に遷移させ、前記管理手段は、前記増減量の判定に、前記移動通信ネットワークの基地局の空き容量を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、移動通信ネットワークにおいて通信サービスの提供に使用するリソース量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による移動通信ネットワークの構成図。
【図２】一実施形態によるリソースの状態の説明図。
【図３】一実施形態による移動通信ネットワークに接続するＵＥの増減数の算出の説明図。
【図４】一実施形態によるリソースの状態の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態による移動通信ネットワークの構成図である。基地局２は、図示しないユーザ装置（ＵＥ）とコアネットワーク１との間で送受信される信号を中継する。移動通信ネットワークは、管理装置１０と、サービス提供用ハードウェア群１１を有する。サービス提供用ハードウェア群１１は、例えば、１つ以上のコンピュータ装置で構成され得る。管理装置１０は、通信サービス（スライス）の提供に必要なサービス提供用ハードウェア群１１のリソース量を判定し、判定したリソース量が当該通信サービスの提供に使用される様に、サービス提供用ハードウェア群１１を構成する。
【００１１】
本実施形態において、サービス提供用ハードウェア群１１のリソースの状態は、図２に示す様に、"アクティブ"、"スタンバイ"及び"未使用"のいずれかに分類される。アクティブ状態とは、実際に通信サービスの提供のために利用されている状態である。なお、本実施形態において、移動通信ネットワークは、通信サービスＳ１、Ｓ２及びＳ３の計３つの通信サービスを提供しているものとする。また、スタンバイ状態とは、通信サービスの提供に利用されていないが、通信サービスの提供に直ちに利用できる状態、つまり、直ちにアクティブ状態に遷移できる状態である。一方、未使用状態とは、通信サービスの提供に利用されておらず、かつ、通信サービスの提供に直ちに利用できない状態、つまり、直ちにアクティブ状態に遷移できない状態である。未使用状態のリソースをアクティブ状態にするには、まず、スタンバイ状態に遷移させる必要があるが、未使用状態からスタンバイ状態への遷移には所定期間が必要である。したがって、管理装置１０は、現在のスタンバイ状態のリソース量で所定期間後においても通信サービスを提供できるかを判定し、所定期間後にリソース量の不足により通信サービスを提供できなくなると判定すると、予め未使用状態のリソースをスタンバイ状態に遷移させる。
【００１２】
この様に、本発明において、アクティブ状態及びスタンバイ状態を纏めて第１状態と呼ぶことができる。第１状態とは、通信サービスを提供可能な状態である。一方、未使用状態を第２状態と呼ぶことができる。第２状態とは、通信サービスを提供できない状態であり、かつ、第１状態に遷移するのに所定期間が必要な状態である。管理装置１０は、所定期間後においても複数の通信サービスを提供するための第１状態のリソースの増減量を判定し、第１状態のリソースを増加させる場合、第２状態のリソースの内の判定した増減量のリソースを予め第１状態に遷移させる。
【００１３】
このため、管理装置１０は、あるＵＥが所定期間（以後、単位期間とも呼ぶ）内に通信サービスＳの利用を開始する確率ｐと、あるＵＥが単位期間内に通信サービスＳの利用を停止する確率ｑと、に基づき、単位期間後に、ある基地局Ｂに接続して通信サービスＳの提供を受けるユーザがｉだけ増える確率Ｐ（ｉ）を以下の式（１）により算出する。
【００１４】
【数１】
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なお、式（１）において、ｘは計算時点において基地局Ｂに接続して通信サービスＳの提供を受けているＵＥの数である。また、ｍは、計算時点において基地局Ｂに接続して通信サービスＳの提供を受けることができるＵＥの最大数である。具体的には、計算時点における基地局Ｂの空き容量をＲとし、通信サービスＳの利用のために基地局Ｂに接続することで消費する基地局Ｂの容量をｕｓとすると、ｍ＝ｘ＋Ｒ／ｕｓで求められる。また、式（１）における積算の範囲は、ｋ＝０からｋ＝ｍ−ｘまたはｋ＝ｘ＋ｉのいずれか小さい方までである。
【００１５】
なお、基地局Ｂの計算時点におけるｘの値と、Ｒの値は、移動通信ネットワークにとって既知である。また、ｕｓの値は、予め決めて管理装置１０に格納しておく。また、確率ｐは、単位期間内に通信サービスＳの利用を開始したＵＥの数を、移動通信ネットワークの全基地局に接続してサービスＳの提供を受けることができるＵＥの最大数で除することで求めることができる。なお、本実施形態において、移動通信ネットワークの全基地局に接続してサービスＳの提供を受けることができるＵＥの最大数については、予め決定して管理装置１０に格納しておく。したがって、管理装置１０は、単位期間内に通信サービスＳの利用を開始したＵＥの数を単位期間毎に求め、例えば、過去所定数の平均値により、確率ｐを判定する。同様に、確率ｑは、単位期間内に通信サービスＳの利用を停止したＵＥの数を、移動通信ネットワークの全基地局に接続してサービスＳの提供を受けることができるＵＥの最大数で除することで求めることができる。したがって、管理装置１０は、単位期間内に通信サービスＳの利用を停止したＵＥの数を単位期間毎に求め、例えば、過去所定数の平均値により、確率ｑを判定する。
【００１６】
続いて、管理装置１０は、式（１）で求めたＰ（ｉ）に基づき、計算時点から単位期間後に基地局Ｂに接続して通信サービスＳの提供を受けるＵＥの増減数の平均値Ｅ及び分散値Ｖを、それぞれ、以下の式（２）で求める。
【００１７】
【数２】
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【００１８】
管理装置１０は、提供する通信サービス及び基地局の組み合わせ毎に式（２）により平均値Ｅ及び分散値Ｖを求め、これらを積算することで、移動通信ネットワーク全体でのＵＥの増減数の平均値Ｅｔ及び分散値Ｖｔを求める。例えば、通信サービスとしてＳ１、Ｓ２及びＳ３を提供しており、基地局としてＢ１及びＢ２があるものとし、各組み合わせに対して式（２）で求めた平均値Ｅが図３に示す通りであったものとする。この場合、平均値Ｅｔは、図３の各平均値Ｅの積算値である１７になる。分散についても同様である。
【００１９】
管理装置１０は、移動通信ネットワーク全体の平均値Ｅｔ及び分散値Ｖｔに基づき、単位期間後に増加させなければならないリソース量Ｍ１を、以下の式（３）で求める。
Ｍ１＝（Ｅｔ＋３Ｖｔ）×Ｔ        （３）
なお、Ｔは、１つのＵＥが利用するリソース量の平均値であり、計算時点においてアクティブ状態にある全リソース量を計算時点において移動通信ネットワークに接続している全ＵＥ数で除することで求められる。
【００２０】
また、管理装置１０は、基地局Ｂの空き容量Ｒに基づき、当該基地局Ｂに追加で収容可能（空き容量Ｒで収容可能）なＵＥ数をＡ＝Ｒ／μで求める。なお、μは、提供している通信サービスそれぞれのμｓの値の最大値、最小値、又は、平均値とする。管理装置は、各基地局Ｂについて求めたＡの値を移動通信ネットワークの全基地局に渡り積算することでＡｔを求める。そして、単位期間後に増加可能なリソース量Ｍ２を、以下の式（４）で求める。
Ｍ２＝Ａｔ×Ｔ        （４）
【００２１】
管理装置１０は、式（３）及び式（４）で得られるリソース量の内、小さい方のリソース量Ｍに基づき、スタンバイ状態にするリソース量を判定する。リソース量Ｍ１は、あるＵＥが単位期間内に通信サービスＳの利用を開始する確率ｐと、あるＵＥが単位期間内に通信サービスＳの利用を停止する確率ｑと、に基づき求めたリソース量である。一方、リソース量Ｍ２は、基地局の空き容量に基づき求めたリソース量である。例えば、基地局の空き容量が少ないと、リソース量Ｍ２がリソース量Ｍ１より小さくなる。基地局の空き容量が少ない場合、基地局に接続できるＵＥの数が制限されるため、リソース量Ｍ１を使用してスタンバイ状態にするリソース量を判定すると、スタンバイ状態のリソース量が多くなりすぎる。本実施形態では、基地局の空き容量に基づき求めたリソース量を考慮することで、適切にスタンバイ状態にするリソース量を判定することができる。
【００２２】
図４は、スタンバイ状態にするリソース量の判定の説明図である。なお、図４に示す様に、サービス提供用ハードウェア群１１の全リソース量を１００とし、リソース量Ｍ１及びＭ２の計算時点におけるアクティブ状態、スタンバイ状態及び未使用状態それぞれのリソース量が６０、２５及び１５であったものとする。例えば、判定したリソース量Ｍが０〜２５の範囲であると、管理装置１０は、単位期間後に、未使用状態からスタンバイ状態に遷移させる必要があるリソース量は無いと判定することができる。一方、リソース量Ｍが２５より大きいと、判定したリソース量Ｍから現時点におけるスタンバイ状態のリソース量を減じた量だけ、単位期間後に、未使用状態からスタンバイ状態に遷移させる必要があると、管理装置１０は、判定することができる。また、リソース量Ｍが、例えば、１０であると、管理装置１０は、スタンバイ状態のリソースが余剰であるとし、リソース量１５だけスタンバイ状態から未使用状態に遷移させることができる。リソース量Ｍが負の値の場合も同様である。
【００２３】
なお、スタンバイ状態のリソースをマージンと見做す構成とすることもできる。例えば、スタンバイ状態として１０のリソースを確保する場合、図４の状態において判定したリソース量Ｍが２０であると、リソース量５だけ未使用状態からスタンバイ状態に遷移させる構成とすることができる。
【００２４】
また、本発明による管理装置１０は、１つ以上のプロセッサを有するコンピュータ装置の当該１つ以上のプロセッサで実行されると、当該コンピュータ装置を、上記管理装置１０として動作させるコンピュータプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。
【符号の説明】
【００２５】
１０：管理装置、１１：サービス提供用ハードウェア群、２：基地局、１：移動通信ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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