(57)【要約】  ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）は、入力ポート、プロセッサ、および出力ポートを含む。入力ポートは、ほぼリアルタイムのネットワーク状態データを受信する。プロセッサは、ほぼリアルタイムのネットワーク状態データに基づいて最適化決定を行なう。プロセッサはまた、最適化決定に基づいてポリシー実施メッセージを生成する。ＰＣＲＦは、出力ポートを介してポリシー実施メッセージを伝送する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼリアルタイムのネットワーク状態データを受信するための入力ポートと、
前記ほぼリアルタイムのネットワーク状態データに基づいて最適化決定を行ない、前記最適化決定に少なくとも部分的に基づいてポリシー実施メッセージを生成するためのプロセッサと、
前記ポリシー実施メッセージを伝送するための出力ポートとを備えるポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）。
【請求項２】
ほぼリアルタイムのネットワーク状態データは時刻情報を備える請求項１に記載のポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）。
【請求項３】
ほぼリアルタイムのネットワーク状態データはＱｏＳ環境を備える請求項１に記載のポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）。
【請求項４】
ほぼリアルタイムのネットワーク状態データは無線チャネル条件を備える請求項１に記載のポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）。
【請求項５】
ほぼリアルタイムのネットワーク状態データは課金ポリシーを備える請求項１に記載のポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）。
【請求項６】
無線通信システムを監視するための方法であって、
さまざまな監視ツールから収集されたリアルタイム・データを受信するステップと、
前記リアルタイム・データを永続ネットワーク・データと結合して、結合ネットワーク・データを生成するステップと、
前記結合ネットワーク・データをフィルタリングして、主要関連変数のごくわずかなサブセットを生成するステップと、
前記主要関連変数に基づいて決定を行なうステップとを備える方法。
【請求項７】
前記結合ネットワーク・データを圧縮するステップをさらに備える請求項６に記載の無線通信システムを監視するための方法。
【請求項８】
前記永続ネットワーク・データは動的ネットワーク・データを備える請求項６に記載の無線通信システムを監視するための方法。
【請求項９】
前記動的ネットワーク・データはネットワーク・トポロジ情報を備える請求項８に記載の無線通信システムを監視するための方法。
【請求項１０】
前記動的ネットワーク・データはネットワーク待ち時間を備える請求項８に記載の無線通信システムを監視するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年４月８日に出願した特許仮出願第６１／３２２，１４１号の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には自己編成ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線データの急激な増大は、結果としてユーザＱｏＥの低下、ＯＰＥＸ（運営費用：ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｅｘｐｅｎｓｅ）の増加、およびユーザ解約率の上昇をもたらすユーザ・ネットワーク輻輳を含む多数の新たな難題をサービスプロバイダのネットワークに提起する。それらの難題に対処して、ビットあたり最高のＱｏＥと最低のコストで最も多くのデータを顧客に配信することができるサービスプロバイダは、優位に立つことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ネットワーク輻輳を改善し、ＱｏＥの向上と運用費用の軽減をもたらすネットワークが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
多くの無線データ・ネットワークにおいて、ユーザのわずかな小規模集団が、不釣り合いな量のネットワーク・リソースを使用する。本発明の例示的な実施形態である、ｘＳＯＮ（拡張自己最適化ネットワーク：Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｌｆ  Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）は、追加収益を創出することから、ネットワーク輻輳が存在する場合にユーザをインテリジェントに抑制することにいたるまで、一連のオプションをサービスプロバイダに提供する。後者の場合、ｘＳＯＮは、ユーザフローの発信元および宛先ならびにそれらのセルセクタを監視して、最大需要ユーザによるトラフィックを抑制または負荷軽減することによって、３Ｇ／ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）コアおよびＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）内の大量データフローを管理することができる。いくつかの大量フローのこの正確な抑制は、好ましくは、その他のユーザのＱｏＥに影響を及ぼすユーザまたは制御プレーンのいずれかのネットワーク輻輳が存在する場合に限りトリガされる。
【０００６】
最大需要ユーザのトラフィックを制約することは、マクロセルＲＡＮおよびコアの負荷の大幅な減少を結果としてもたらすことができる。このことは、ＲＡＮおよびコアＣＡＰＥＸの延期を通じて、または残りのユーザのＱｏＥ改善によりもたらされる解約率の低下を通じてという２つの側面で、オペレータに利益をもたらすことができる。いずれのオプションも、サービスプロバイダが収益の高いデータの提供に重点を置くことができるようにする。この手法は、「ｘＳＯＮを認識する」ユーザ・アプリケーションを必要とせず、サードパーティのアプリケーション開発者に何ら影響を与えることはない。さらにこれは、３ＧＰＰ  ＰＣＣ（ポリシーおよび課金制御：Ｐｏｌｉｃｙ  ａｎｄ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アーキテクチャの原理と整合して、抑制の決定がＰＣＲＦにおいて行なわれ、ＰＧＷ（パケットデータ・ネットワーク・ゲートウェイ）において実施されるので、マルチベンダの実施態様において機能する。
【０００７】
同様に、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｇｕａｒｄｉａｎのようなアプリケーションの検出能力を使用して、ｘＳＯＮは、ネットワーク内のさまざまなタイプのローグ・フローを識別して、それらに迅速に対処することができる。たとえば、ネットワークは、そのようなフローを抑制またはブロックすることができる。そのようなフローは、ウィルスを含むかまたはウィルスに生成されたトラフィック、および／またはサービス妨害（ＤｏＳ：ｄｅｎｉａｌ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃を含むことがある。それらのフローを除去することは、ネットワーク・パフォーマンスの向上を通じてサービスプロバイダに利益をもたらし、セキュリティおよびＱｏＥの増強を通じてユーザに利益をもたらす。
【０００８】
ｘＳＯＮは、３Ｇ、４Ｇ、および場合によってはＷｉＦｉの間の動的負荷分散を通じてＬＴＥおよび３Ｇネットワーク・パフォーマンスの最適化を可能にする。詳細なネットワーク負荷、ＵＥ能力、ユーザ・アプリケーション、ＲＦ条件、または帯域幅要件に基づくような、Ｅ２Ｅオペレーティング条件に沿ったネットワーク・ポリシーの動的な調整を通じて、オペレータは、選択されたユーザを、ローカルに過負荷状態の３Ｇ  ＮｏｄｅＢクラスタから、別の３ＧキャリアまたはＬＴＥ  ＲＡＮへと負荷軽減することができ、これは無線アクセス技術間（Ｉｎｔｅｒ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）負荷分散とも呼ばれる。重大な容量ゲインは、より優れたネットワーク利用の結果として保証することができる。この形態のインテリジェントＩＲＡＴ負荷分散はまた、無線リンク障害またはＱｏＥの低下につながるおそれのある「ピンポン（ｐｉｎｇ−ｐｏｎｇ）」効果を最小化することになる。
【０００９】
ｘＳＯＮはまた、移動性の低いユーザに対してマクロセルからピコセルおよびフェムトセルへとトラフィックを負荷軽減し、それにより移動性の高いユーザに対してマクロセル容量を使えるようにすることで、マクロセル、ピコセル、およびフェムトセルの可用性を所与とするネットワーク・リソースの最適化を可能にする。ｘＳＯＮは、ネットワークがそのセルの各々でＱＣＩの幅広い範囲をサポートできるようにして、ＬＴＥ  ＲＡＮ上の内部スケジューリング・アルゴリズムのより優れたオペレーションを可能にする。
【００１０】
ｘＳＯＮはまた、コアからＲＡＮまで及ぶ分析および決定をもたらすことができる。具体的には、基地局がＴＣＰおよび／または待ち時間の影響を受けやすいアプリケーションに対するスループットと遅延の間の最適化トレードオフを行なえるようにし、それによりエアインターフェイス・リソースの利用の向上を実現する、ｅＮＢ内のユーザ・ポリシーの導入である。
【００１１】
つまり、ｘＳＯＮアーキテクチャは、エンドツーエンドのネットワーク・トポロジ、エンドツーエンドのパフォーマンスを備えるネットワーク・ビューが、加入者ビューと整合されて、基礎となるネットワークの最適化を通じてユーザ・エクスペリエンスの増強をもたらすことができるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の例示的な実施形態による無線ネットワークを示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態によるＬＴＥネットワークに適用されるｘＳＯＮ機能アーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の例示的な実施形態は、図１および図２を参照することによりさらに深く理解されうる。図１は、本発明の例示的な実施形態による無線ネットワーク１００を示す。例示的な実施形態によれば、無線ネットワーク１００はＬＴＥ  Ｅ２Ｅ無線ネットワークである。ネットワーク１００は、好ましくは、ｅＮＢ１０２、ｅＮＢ１０３、ＭＭＥ１０４、ＳＧＷ１０５、ＨＳＳ１０６、ＰＣＲＦ１０７、およびＰＧＷ１０８を含む。ネットワーク１００は、好ましくは、モバイル・ユニット１０１およびインターネット１０９と通信する。
【００１４】
本発明の例示的な実施形態は、１つまたは複数のネットワーク監視要素からＰＣＲＦ１０７への新しいインターフェイスを介して、オープンループ・システムからクローズドループ・システムにＥ２Ｅネットワーク１００を変換する。それにより、Ｅ２Ｅネットワーク１００がその後既存の３ＧＰＰ  ＰＣＣおよびＱｏＳアーキテクチャに従って自己最適化できるように、選択された／フィルタリングされたほぼリアルタイムのネットワーク状態データが、ユーザおよびネットワーク・ポリシーに基づくポリシー決定のためにＰＣＲＦ１０７に供給されるようになる。
【００１５】
上記の説明はＬＴＥに重点を置いていたが、ｘＳＯＮの理念が、最適に負荷分散またはトラフィックの負荷軽減を行なうため２Ｇ／３ＧならびにＷｉＦｉコンポーネントを含めるように拡張することに留意されたい。
【００１６】
本明細書において使用されるように、「ｘＳＯＮ」という用語は、エンドツーエンド・ネットワーク環境を含めるように、ＮＢ／ｅＮＢを超えた、ネットワークにわたるＳＯＮ（自己最適化ネットワーク：Ｓｅｌｆ  Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の概念の拡大に関連する。ｘＳＯＮは、好ましくは、アプリケーション領域、ＵＥクライアント、および関連するネットワーク要素を含み、複雑な最適化がポリシーに基づいて固有のユーザおよび／またはアプリケーションに適用されるようにする。
【００１７】
ｘＳＯＮは、ネットワークが、ポリシー対応のインフラストラクチャに基づいてリアルタイムの最適化決定を行なうことができるようにし、好ましくはネットワーク最適化を可能にするために相互に協調して機能する４つの主要な態様を備える。それらの４つの態様は、ネットワーク・データ測定、データ分析および整理、ポリシー対応の決定、およびポリシー実施である。
【００１８】
本発明の例示的な実施形態は、クローズドループ・システムの実施態様に監視、フィードバック、および制御を提供し、オペレータが、時刻、ユーザ・アプリケーションおよびＱｏＳ環境、無線チャネル条件、ネットワーク負荷、およびネットワーク・トポロジに基づいて決定されうるターゲット操作ポイントに向けてネットワークを導くことができるようにする。３ＧＰＰ  ＰＣＣアーキテクチャは、課金ポリシー、ユーザ・ポリシー、およびＱｏＳポリシーのような、ネットワーク内のポリシーの導入を可能にして、オペレータが特定のユーザに最善のサービスを提供するためにネットワーク・リソースを管理できるよう補助する。ネットワーク状態を感知して、その情報を使用することにより、オペレータは、ネットワークが特定の目標をオペレータによって決定されたとおり最適化できるように、ほぼリアルタイムで固有のポリシーを動的に微調整することができる。
【００１９】
図２は、ＬＴＥネットワークに適用されるｘＳＯＮ機能アーキテクチャ２００の例示的な実施形態を示す。ｘＳＯＮの原理が２Ｇ／３Ｇネットワークにも適用されることを理解されたい。単一または複数ノードからのさまざまな監視ツールから収集されるリアルタイム・データは、好ましくは、ネットワーク・トポロジ情報、加入者ポリシーのような永続ネットワーク・データ、ならびにネットワーク負荷、ネットワーク待ち時間、および加入者ポリシー情報を含む動的ネットワーク・データと結合されて圧縮される。この結合データは、好ましくは、ＰＣＲＦ１０７に送信されて、そこで主要関連変数のごくわずかなサブセットを導き出すようにｘＳＯＮ決定要素２０１でフィルタリングされ、次いでその変数は、ＰＣＲＦ１０７およびオプションでネットワーク内の他のダウンストリーム・ポイントで実施される決定を行なうために使用される。
【００２０】
ｘＳＯＮアーキテクチャの例示的な実施形態は、自動化された方法で実施されるクローズドループ・フィードバックを形成する監視、決定、および制御を含む。ｘＳＯＮ決定機能がポリシー決定の唯一の３ＧＰＰ決定者であるＰＣＲＦ１０７に供給されるので、ｘＳＯＮフレームワークは、好ましくは、マルチベンダ要素を持つ任意のオペレータ・ネットワークに適用されてもよい。ＲＡＮ  ｅＮＢ／ＮｏｄｅＢ要素またはコアＳＧＷ（サービス提供ゲートウェイ）１０５、ＰＧＷ１０８、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）要素１０４に、所有権に保護される機能強化を必要とすることなく、ｘＳＯＮは幅広いユースケースを柔軟に使用可能にする。それらのユースケースは、一般に、ｅＮＢ内のレート制御のような、既存の高速内部ループ最適化よりも長いタイムスケールでエンドツーエンド・ネットワークを最適化するｘＳＯＮを介して実施される。この自然タイムスケールの分離により、外部ループは、より長いタイムスケールでネットワーク操作ポイントを設定できるようになり、ＵＥ測定を入力として使用するｅＮＢにおいて高速内部ループにより追跡される。
【００２１】
例示的な実施形態の主要な特徴は、たとえば、ＷＮＧ９９００、Ｃｅｌｎｅｔ  Ｘｐｌｏｒｅｒ、ＰＣＭＤ（Ｐｅｒ  Ｃａｌｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｄａｔａ）などのようなＷｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｇｕａｒｄｉａｎなど、ほぼリアルタイムの事前対応型監視およびデータ・シグニチャ分析のために複数のネットワーク要素にわたり集約されたデータの表示を助けるエンドツーエンド測定ツールの可用性である。それらのツールは各々、ネットワークのさまざまなレイヤにおいて、さまざまなタイムスケールで、さまざまな種類の情報を提供する。
【００２２】
高機能監視ツールを通じて、ｘＳＯＮは、エンドツーエンド・ネットワーク全体を含めるようにフィードバックの概念を拡大して、負荷、アプリケーション、ポリシー、およびネットワーク条件の動的な変動に対する自動化最適応答のためのメカニズムを提供する。固有のパラメータを調整するためにリアルタイムのネットワーク・ポリシーを適用できる能力を併せ持つデータの収集は、結果として、より優れた決定を行なうことができ、ひいてはネットワークにわたり最適化を適用できる能力をもたらすことになる。
【００２３】
それにより本発明の例示的な実施形態は、ネットワーク全体のパフォーマンスの向上をもたらす。それにより、オペレータは、選択的ＮｅｔＭＩＭＯ（ネットワーク多入力多出力：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）を通じてより高い無線帯域幅をゴールド加入者にもたらすことができる。ｘＳＯＮアーキテクチャは、３ＧＰＰの原理に適合し、マルチベンダ環境における広範なユースケースをサポートするために適所に既存の３ＧＰＰメカニズムを活用する。しかし、上記の説明はＬＴＥに重点を置いていたが、ｘＳＯＮの理念が、最適に負荷分散またはトラフィックの負荷軽減を行なうため２Ｇ／３ＧならびにＷｉＦｉコンポーネントを含めるように拡張することに留意されたい。
【００２４】
本発明の例示的な実施形態は、それにより、ネットワークが、ユーザおよびネットワーク・ポリシーに基づいて、エンドツーエンドのネットワーク条件を感知し、実ネットワーク・データに基づいて、ネットワークおよび／またはユーザパフォーマンスを最適化できる動的なエンティティとなることができるようにする。それにより、オペレータは、リアルタイムで収集されたデータに基づいて、そのニーズに最適に応える方向にネットワークパラメータを微調整することができる。それは、オペレータのエンドユーザにより優れたエクスペリエンスの質をもたらし、ネットワークのさらに効率的な使用へと導いて、オペレータがより多くのユーザに効率的にサービスを提供できるようになることにつながる。
【００２５】
本発明の例示的な実施形態は、ネットワークのリアルタイム・フィードバックに基づくポリシーの動的な設定をもたらす。ｘＳＯＮ決定機能はポリシー決定の唯一の３ＧＰＰ決定者であるＰＣＲＦに供給されるので、ｘＳＯＮフレームワークは、マルチベンダ要素を持つ任意のオペレータ・ネットワークに適用されてもよい。ＲＡＮ  ｅＮＢ／ＮｏｄｅＢ要素またはコアＳＧＷ、ＰＧＷ、ＭＭＥ要素に、所有権に保護される機能強化を必要とすることなく、ｘＳＯＮは幅広いユースケースおよびネットワーク最適化を柔軟に実現する。それらのユースケースは、好ましくは、（たとえば、ｅＮＢ内のレート制御など）既存の高速内部ループ最適化よりも長いタイムスケールでエンドツーエンド・ネットワークを最適化するｘＳＯＮを介して実施される。この自然タイムスケールの分離により、外部ループは、ネットワーク操作ポイントをより長いタイムスケールで設定できるようになり、ＵＥ測定を入力として使用するｅＮＢにおいて高速内部ループにより追跡される。
【００２６】
本発明は、その特定の実施例に関して説明されてきたが、上記の説明に限定されることは意図されておらず、後続の特許請求の範囲に示される範囲にのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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