(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシン型通信（MTC）イベントの管理方法であって、前記方法は、
前記MTCイベントの状態を示すデータを受信するステップと、
前記MTCイベントの前記状態を、クリティカル状態に達することから前記MTCイベントを緩和するために仮想ネットワーク機能（VNF）のリソースを利用するように構成される前記VNFのVNF状態とマッピングするステップであって、前記VNFは、複数のVNF状態を含むとともに、前記VNFのライフサイクルを通して1つのVNF状態から別のVNF状態に遷移されることができ、各VNF状態は、異なる量のネットワーク機能仮想化基盤（NFVI）リソース使用に対応する、ステップと、
前記VNFを、前記MTCイベントの前記状態と相関する前記VNF状態に遷移させるための命令を送信するステップとを含む方法。
【請求項２】
複数のMTCデバイスからの情報に基づいて、前記VNF状態を前記MTCイベントの前記状態と相関させるステップをさらに含み、前記VNF状態を前記MTCイベントの前記状態と相関させることは、前記複数のMTCデバイスの各々によって報告される測定データ、地理的パラメータおよび時間的パラメータのうちの1つまたは複数を分析することによって実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記VNFの、前記MTCイベントの前記状態と相関する前記VNF状態への前記遷移のタイミングは、前記MTCイベントの前記状態が別の状態に遷移する確率に基づいて決定される、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記VNF状態は、前記VNF状態が、前記MTCイベントが前記クリティカル状態に達する前に構成アクティブ化状態であるように、前記MTCイベントの前記状態と相関する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
1つまたは複数の遷移確率のセットを決定および維持するステップをさらに含み、各遷移確率は、前記MTCイベントが第1の状態から第2の状態まで遷移する確率を示す、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６】
1つまたは複数の遷移確率の前記セットを決定するステップは、前記MTCイベントに地理的に近接する別のMTCイベントの状態を評価するステップを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記MTCイベントに関連付けられたカバレッジ領域を決定するステップをさらに含み、決定された前記カバレッジ領域は、少なくとも1つのポイントオブプレゼンスを含み、クリティカル状態に達することから前記MTCイベントを緩和するために前記VNFのリソースを利用するように構成される前記VNFは、前記少なくとも1つのポイントオブプレゼンスのうちのインスタンス化された1つである、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項８】
マシン型通信（MTC）イベントの管理システムであって、前記システムは、
前記MTCイベントの状態を示すデータを受信して、前記MTCイベントの前記状態を、クリティカル状態に達することから前記MTCイベントを緩和するために仮想ネットワーク機能（VNF）のリソースを利用するように構成される前記VNFのVNF状態とマッピングするように構成されるマッパであって、前記VNFは、複数のVNF状態を含むとともに、前記VNFのライフサイクルを通して1つのVNF状態から別のVNF状態に遷移されることができ、各VNF状態は、異なる量のネットワーク機能仮想化基盤（NFVI）リソース使用に対応する、マッパと、
前記VNFを、前記MTCイベントの前記状態と相関する前記VNF状態に遷移させるための命令を中継するように構成されるトリガ生成器とを含むシステム。
【請求項９】
複数のMTCデバイスからの情報に基づいて、前記VNF状態を前記MTCイベントの前記状態と相関させるように構成される相関器をさらに含む、請求項8に記載のシステム。
【請求項１０】
前記VNFの、前記MTCイベントの前記状態と相関する前記VNF状態への前記遷移のタイミングは、前記MTCイベントの前記状態が別の状態に遷移する確率に基づいてさらに決定される、請求項8または9に記載のシステム。
【請求項１１】
前記VNF状態は、前記VNF状態が、前記MTCイベントが前記クリティカル状態に達する前に構成アクティブ化状態であるように、前記MTCイベントの前記状態と相関する、請求項8乃至10のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記相関器は、前記複数のMTCデバイスの各々によって報告される測定データ、地理的パラメータおよび時間的パラメータのうちの1つまたは複数を分析することによって、前記VNF状態を前記MTCイベントの前記状態と相関させるように構成される、請求項9に記載のシステム。
【請求項１３】
1つまたは複数の遷移確率のセットを決定および維持するように構成される学習機能をさらに含み、各遷移確率は、前記MTCイベントが第1の状態から第2の状態まで遷移する確率を示す、請求項8乃至12のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記学習機能は、前記MTCイベントに地理的に近接する別のMTCイベントの状態を評価することによって、1つまたは複数の遷移確率の前記セットを決定するように構成される、請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
前記MTCイベントと関連付けられたカバレッジ領域を決定するように構成されるカバレッジ推定器機能をさらに含む、請求項8乃至14のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１６】
決定された前記カバレッジ領域は、少なくとも1つのポイントオブプレゼンスを含み、クリティカル状態に達することから前記MTCイベントの前記状態を緩和するために前記VNFのリソースを使用するように構成される前記VNFは、前記少なくとも1つのポイントオブプレゼンスのうちのインスタンス化された1つである、請求項15に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
【０００２】
本願は、2015年6月1日に出願された、米国仮出願62/169,410の利益および優先権を主張する。本願はまた、2016年2月10日に出願された、米国出願15/040,379の利益および優先権を主張する。前述の出願は、その全体が本明細書に参照によって組み込まれる。
【０００３】
本発明は、無線通信の分野に属し、詳細には、マシン型通信（MTC）イベントの管理に属する。
【背景技術】
【０００４】
マシン型通信（MTC）は、ネットワークによって容易にされる技術を可能にする、デバイス間通信である。MTCサービスは、MTCデバイス（MTCD）および遠隔に配置されたアプリケーションサーバ（AS）を連結し、基地局（BS）およびコアネットワーク要素を含む遠距離通信ネットワークを介して提供されることができる。
【０００５】
加えて、MTCイベントは、MTCサービスにとって重要である、例えば、電力サージ、周囲侵入等の物理環境における変化として定義されることができる。MTCイベントは、あるサービス固有エンティティ、例えば、アクチュエータによって検出可能、且つ/または動作することができる。
【０００６】
ネットワーク内データ処理を要求するあるMTCサービスの機能性をサポートするために、サービス固有サービングゲートウェイ（s-SGW）が必要である。例えば、ミッションクリティカルなMTCサービス、例えば、電力分配グリッド（例えば、スマートグリッド）遠隔保護では、より速い検出、分析および応答を容易にするために、明確な可視性およびMTCイベント位置への近接性を有することが必要である。このように、イベントクリティカリティを緩和する指令および制御（CnC）機能が、s-SGWの機能の1つである必要がある。MTCイベントに近接するこのタイプのCnC機能性の効率的、効果的および/または経済的なプロビジョニングおよび有効化は課題となり得る。
【０００７】
従って、従来技術の1つまたは複数の制限を受けないMTCイベント管理のための方法および装置の必要性がある。
【０００８】
この背景情報は、本発明と関連する可能性があると出願人が信じる情報を明らかにするために提供される。前述の情報のいずれかが本発明に対する従来技術を構成するという認識は必ずしも意図されるものではなく、解釈されるべきでもない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、マシン型通信（MTC）イベント管理のための方法およびシステムを提供することである。本発明の態様によると、MTCイベントの状態を示すデータを受信することを含む、MTCイベントの管理方法が提供される。方法は、MTCイベントの状態を、MTCイベントを緩和するように構成される仮想ネットワーク機能（VNF）のVNF状態とマッピングすることと、VNFを、MTC状態と相関するVNF状態に遷移させるための命令を送信することとをさらに含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、方法は、複数のMTCデバイスからのMTCイベント関連データを分析することと、MTCイベント関連データにおける類似度を査定することとを伴う、ネットワーク内でMTCイベントを相関させることをさらに含む。類似度に基づいて、MTCイベント識別子は定義されることができ、且つ、MTCイベントの各々の状態は決定されることができる。
【００１１】
本発明の別の態様によると、MTCイベント管理システムが提供される。システムは、MTCイベントの状態を示すデータを受信して、MTCイベントの状態を、MTCイベントを緩和するように構成される仮想ネットワーク機能（VNF）のVNF状態と相関させるように構成されるマッパを含む。システムはまた、VNFを、MTCイベントの状態と相関するVNF状態に遷移させるための命令を中継するように構成されるトリガ生成器を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、システムは、複数のMTCデバイスからのMTCイベント関連データを分析することと、MTCイベント関連データにおける類似度を査定することとを伴う、ネットワーク内でMTCイベントを相関させるように構成される相関器をさらに含む。類似度に基づいて、MTCイベント識別子は定義されることができ、且つ、MTCイベントの各々の状態は決定されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明のさらなる特徴および利点が、添付図面と組み合わせて、以下の詳細な説明から明らかになり、添付図面は以下を含む：
【００１４】
【図１】図1は、仮想ネットワーク機能（VNF）のライフサイクルを示す。
【図２】図2は、本発明の実施形態に係る、マシン型通信（MTC）イベント状態のVNFライフサイクルの状態とのマッピングを示す。
【図３】図3は、本発明の実施形態に係る、トリガポイントを含むMTCイベント状態のVNFライフサイクルの状態とのマッピングを示す。
【図４】図4は、本発明の実施形態に係る、トリガを含むMTCイベント遷移に対するVNF状態遷移の例を示す。
【図５】図5は、本発明の実施形態に係る、ネットワーク機能仮想化（NFV）基盤上のMTCサービス初期化のための手順を示す。
【図６】図6は、本発明の実施形態に係る、ミッションクリティカルMTCサービスの論理トポロジにおけるデータプレーンおよびコントロールプレーンのスナップショットを示す。
【図７】図7は、本発明の実施形態に係る、サービス動作中のネットワーク論理トポロジと、MTCイベントおよび仮想サービス固有サービングゲートウェイ（v-s-SGW）VNFの状態の拡大図を示す。
【図８】図8は、本発明の実施形態に係る、階層方式で構成されたMTCイベント管理エンティティ（EME）を示す。
【図９】図9は、本発明の実施形態に係る、個々のVNF構成要素としてインスタンス化され、グループ化されたv-s-SGWおよびEMEの機能を示す。
【図１０】図10は、本発明の実施形態に係る、個々のVNF構成要素としてインスタンス化され、グループ化されたv-s-SGWおよびEMEの機能を示す。
【図１１】図11は、本発明の実施形態に係る、指令および制御機能によって実施される方法を示す。
【図１２】図12は、本発明の実施形態に係る、イベント状態分類器機能によって実施される方法を示す。
【図１３】図13は、本発明の実施形態に係る、MTCイベント相関器機能によって実施される方法を示す。
【図１４】図14は、本発明の実施形態に係る、MTCイベントからVNFへのマッパ機能によって実施される方法を示す。
【図１５】図15は、本発明の実施形態に係る、イベント状態学習器機能によって実施される方法を示す。
【図１６】図16は、本発明の実施形態に係る、MTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の対話を示す。
【図１７Ａ】図17Aは、本発明の実施形態に係る、MTCイベントカバレッジ推定器機能によって実施される方法を示す。
【図１７Ｂ】図17Bは、本発明の実施形態に係る、MTCイベントKの推定されたカバレッジ領域および各MTCイベント領域における対応する状態を示す。
【図１８】図18は、本発明の実施形態に係る、MTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の対話を示す。
【図１９】図19は、本発明の実施形態に係る、新しいMTCイベントのハンドリングのためのMTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の一連の対話を示す。
【図２０】図20は、本発明の実施形態に係る、非クリティカルなMTCイベントの再発をハンドリングするためのMTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の一連の対話を示す。
【図２１】図21は、本発明の実施形態に係る、クリティカルなMTCイベントの再発をハンドリングするためのイベント管理システムのいくつかの構成要素間の一連の対話を示す。
【図２２】図22は、本発明の実施形態に従う、MTCイベントの管理方法を示す。
【図２３】図23は、本発明の実施形態に従う、MTCイベントの管理システムを示す。
【００１５】
添付図面を通して、同様の特徴が同様の参照番号によって特定されることは留意される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
定義
【００１７】
“仮想ネットワーク機能”という用語は、ルーティング、スイッチング、ゲートウェイ、ファイアウォール、ロードバランサ、サーバ、モビリティ管理エンティティ等の通信ネットワークの動作を可能にする機能に対応する。機能は、ハードウェアリソースを直接または専用ハードウェアリソースを利用するのではなく、コンピューティング、ストレージおよびネットワーキングリソース等の仮想リソースのセットを利用することができるという意味で仮想化されている。このように、仮想ネットワーク機能は、利用可能な仮想リソースを使用して、必要に応じてインスタンス化されることができる。
【００１８】
“ソフトウェア定義トポロジ”（SDT）という用語は、それによってサービス固有ネットワーク論理トポロジが定義されることができる技術に対応する。SDTは、仮想機能ポイントオブプレゼンス（PoP）および仮想機能間の論理接続を定義するために使用されることができる。SDTはまた、仮想機能PoPと対応するサービストラフィック元および/またはサービストラフィック先との間の論理接続を定義するように使用されてよい。
【００１９】
“MTCイベント”と“イベント”という用語は、MTCデバイスが動作する環境における変化を定義するために互換的に使用される。例えば、MTCサービスにとって重要であり得る、例えば、電力サージ、周囲侵入等の物理環境における変化であり得る。
【００２０】
ネットワーク機能仮想化（NFV）は、ネットワーク機能を柔軟にインスタンス化および管理するためのメカニズムを提供する技術的パラダイムである。NFVフレームワークは、コンピューティング、ストレージおよびネットワーキングリソース等のハードウェアリソース、仮想化レイヤ、仮想コンピューティング、ストレージおよびネットワーキングリソースを含むNFV基盤を含む。ネットワーク機能のソフトウェア実装等の仮想化ネットワーク機能は、NFV基盤を介して動作することができる。NFV管理およびオーケストレーションもまた提供され、これは、基盤仮想化をサポートする物理および/またはソフトウェアリソースのオーケストレーションおよびライフサイクル管理、および仮想ネットワーク機能（VNF）のライフサイクル管理を包含する。
【００２１】
ネットワーク機能仮想化（NFV）フレームワークでは、NFV管理およびオーケストレーション（MANO）エンティティは、要求されたVNFをインスタンス化するために、必要なネットワーク機能構成要素をインスタンス化するために使用される。NFV-MANOエンティティは、オーケストレータ機能、仮想ネットワーク機能マネージャ（VNFM）機能および仮想基盤管理（VIM）機能を含む。実施形態によると、オーケストレータ機能、VNFM機能およびVIM機能の機能性は、例えば、ETSI GS NFV 001およびETSI GS NFV 002で定義されているようにすることができる。
【００２２】
VIM機能は、NFV環境における物理基盤、仮想リソースおよびソフトウェアリソースを含むことができる、ネットワーク機能仮想基盤（NFVI）を管理するように構成される。例えば、物理基盤は、サーバ、ストレージデバイス等を含むことができ、且つ、仮想リソースは、仮想マシンを含むことができる。実施形態によると、特定のNFVアーキテクチャ内に複数のVIM機能があり得、各VIM機能は、そのそれぞれのNFVIの管理について責任を持つ。
【００２３】
VNFM機能は、仮想ネットワーク機能（VNF）を管理するように構成されることができるとともに、VNFのライフサイクルを管理することができる。例えば、VNFM機能は、VIM機能によって作成および管理される仮想マシン上にインストールされることができるVNFインスタンスを作成、維持および終了することができる。VNFM機能はまた、VNFの障害、構成、アカウンティング、性能およびセキュリティ管理（FCAP）を提供するように構成されることができる。加えて、VNFM機能は、1つまたは複数のVNFをスケールアップおよびスケールダウンするように構成されることができ、VNFの実現のための計算能力を提供している、中央処理装置の使用のスケールアップおよびスケールダウンという結果になり得る。いくつかの実施形態では、各VNFM機能は、分離したVNFを管理し、または、単一のVNFM機能は複数のVNFを管理する。
【００２４】
オーケストレータ機能は、VIM機能との対話によって、NFVIリソースを調整、権限付与、解放および予約するように構成されることができる。オーケストレータ機能は、VNFM機能との対話によって、異なるVNF間のエンドツーエンドサービスを作成するようにさらに構成される。
【００２５】
マシン型通信（MTC）イベントを管理するために、指令および制御（CnC）機能性およびサービス固有サービングゲートウェイ（s-SGW）がVNFとして提供されることができるように、ネットワークトポロジを動的に構成するためにNFVを使用することが考えられる。CnCおよびs-SGWは、NFV有効ネットワークノード、例えば、MTCイベントに近接して配置されるポイントオブプレゼンス（PoP）でインスタンス化されることができる。しかしながら、MTCイベントは、非クリティカルなレベルからクリティカルなレベルまで、連続的に、またはいくつかの離散ステップを介してのどちらかで遷移することができ、これも考慮される状態であり得る。さらに、MTCイベントの範囲またはカバレッジ領域、分布、強度および持続時間は、一般に非決定論的であることができる。加えて、CnC機能性がMTCイベントの悪影響を緩和するように設計される一方、MTCイベントが非クリティカル状態からクリティカル状態に遷移するレートを認識することは重要である。さらに、CnC機能がVNFとして構成される場合、MTCイベントがクリティカルになった後にのみアクティブ化され、CnC機能がMTCイベントの管理に関して何らかの有益なアクションをとるには遅すぎることがある。
【００２６】
さらに、リソース制約によって、CnC VNFは、MTCイベントが潜在的に発生し得る全ての時間で、ポイントオブプレゼンス（PoP）毎にインスタンス化およびアクティブ化されることはできない。上で留意されるように、MTCイベントが検出される時点からCnC機能のVNFがインスタンス化されてアクティブ化状態に遷移させられる時点まで、ある程度の無視できない時間が必要である。さらに、MTCイベントに基づいて、MTCデバイス、VNFおよび相互接続論理リンクを含むネットワークトポロジの適合は、非自発的である。
【００２７】
このように、初期段階でのMTCイベント検出を可能にし、MTCイベントがクリティカル状態に遷移する前に、CnC VNFがインスタンス化され、完全にアクティブ状態になり、一方でそうでなければ低リソース消費状態のままであるように、この情報を利用するプロアクティブなメカニズムを有することが望まれる。CnC VNFの状態の遷移をMTCイベントのエスカレーションとリンクすることにより、ネットワークリソースの使用は、それらが具体的に必要とされるときに緩和されることができ、一方で、本質的に必要に応じてMTCイベントの緩和を支援するためのCnC機能を提供もする。
【００２８】
本発明は、MTCイベントの管理方法および装置を提供する。装置および方法は、MTCイベントの状態の検出、MTCイベントの状態の、MTCイベントを緩和するように構成されるVNFのVNF状態とのマッピングと、VNFの、MTC状態と相関するVNF状態への遷移を可能にする。この方式では、VNFは、クリティカル状態に到達するMTCイベントに先立って、構成された、アクティブ状態であり得、それによって、クリティカル状態に達する前に、MTCイベントの緩和を可能にする。
【００２９】
いくつかの実施形態では、装置および方法は、異なるMTCデバイスからのMTCイベント関連データを分析し、それに基づいてMTCイベント識別子およびMTCイベントの状態が決定されることができる、データの類似度を査定するプロセスを伴うネットワーク内のMTCイベントを相関させることをさらに含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、方法および装置は、MTCイベントにタイムリーな応答を許可することができ、これは、例えば、サービス関連サービス品質（QoS）および体感品質（QoE）を向上させることができる。さらに、いくつかの実施形態では、装置および方法は、例えばデータセンタの使用等、PoPリソースのより効率的な利用を可能にすることができ、向上したVNFライフサイクル管理を可能にすることができるとともに、VNFスケジューリング性能を改善するためのリソース使用に先見を提供することができ、VNFカタログ内のストレージリソース使用を低減および実質的に最小化することができる。いくつかの実施形態では、方法および装置は、MTCイベントコンテキストの適合および学習、例えば、MTCイベント状態遷移確率の向上を可能にすることができ、それによって、MTCイベント状態識別および予測に関連する改善された正確性のための手法を提供する。
【００３１】
実施形態によると、MTCイベント管理のための方法および装置は、MTCイベントを予期して、VNFのためのリソースをプロアクティブに識別および予約することができる。方法および装置は、MTCイベント状態を、VNFライフサイクル状態にマッピングするメカニズムを提供することができ、MTCイベント状態遷移に基づいて、VNF状態遷移をスケジュールするテクニックを含むことができる。加えて、MTCデバイスによって報告されるMTCイベントを管理するためのメカニズムもまた提供される。これらのメカニズムは、MTCイベントカバレッジを決定すること、例えば適応学習、MTCイベント状態遷移確率を決定/更新すること、VNFと管理およびオーケストレータ（MANO）構成要素との間のVNF状態インタフェース/対話を変更するためのVNFMへのトリガを構成することのうちの1つまたは複数を含むことができ、複数の候補PoP内のVNFライフサイクルを管理するための手順を含んでよい。
【００３２】
実施形態によると、以下では、MTCイベントの管理のためにとることができる一連のアクションを定義する。MTCイベントは、初期状態で発生するため、測定データを生成し、測定データに関連するパケットを、関連付けられた基地局（BS）を介して、仮想固有サービングゲートウェイ（v-s-SGW）に中継するMTCデバイスによって感知される。パケットがv-s-SGWにおいて受信されると、その内容が分析される。実施形態によると、指令および制御（CnC）機能をホストするv-s-SGWからの応答は、この段階では必要でないことがある。離散状態に対するその測定の量子化、例えば、ある閾値に基づくマッピングを示すMTCイベントのコンテキストは、MTCイベント管理エンティティ（EME）に中継される。実施形態によると、状態マッピングは、v-s-SGW内の仮想ネットワーク機能構成要素（VNFC）であるMTCイベント分類器によって行われる。加えて、v-s-SGW内のMTCイベント相関器VNFCは、関連付けられたMTCデバイスから受信されたパケットを分析し、データ分析を実行してMTCイベントを相関させ、報告されたMTCイベント間の類似度を査定する。相関情報は、事前に決定されたポリシー、例えば、事前に決定された規則セットまたは数学的関数に基づいて、MTCイベント識別子に割り当てるために使用される。相関情報はまた、MTCイベントがクリティカルになるときの応答を計算するために、CnC機能によって使用されてもよい。EME内のMTCイベント状態追跡器VNFCは、MTCイベント学習器VNFCから獲得したMTCイベントコンテキスト情報および状態遷移確率情報を使用して、MTCイベント追跡リストを更新する。加えて、状態確率はまた、MTCイベント強度と共に、MTCイベント状態追跡器によって決定される。この強度は、MTCイベントに供給するためのネットワーク機能仮想化基盤（NFVI）リソースの量を決定するために使用されることができる。
【００３３】
実施形態によると、その後、MTCイベント学習器は、ネットワークサービス要求、MTCイベント状態に応答してv-s-SGWによってとられるアクションおよびMTCイベントの過去の挙動からMTCイベント状態遷移確率を決定してよい。MTCイベント対VNF状態マッパは、MTCイベント状態をv-s-SGW VNF状態にマッピングし、例えば、仮想ネットワーク機能マネージャ（VNFM）によって更新される、VNF遷移時間に基づいて、VNFを遷移させるトリガを生成する時間を計算する。その間、MTCイベントカバレッジ推定器は、MTCイベントコンテキスト情報を介して、MTCイベントに関連する情報、例えば、MTCイベントID、および、報告MTCデバイス属性、例えば、MTCデバイスIDおよび位置を提供するEMEにインタフェースされた他のv-s-SGWからの報告を比較して、MTCイベントのカバレッジ領域を推定する。VNFトリガ生成器は、MTCイベントカバレッジおよびVNFトリガへの時間を組み合わせて、VNFMへのトリガを生成する。トリガは、例えば、インスタンス化、構成、開始等の要求されたVNF状態変化のタイプに加えて、例えば地理的制約に関連するMTCイベントカバレッジに関する情報を含んでよい。VNFトリガ生成器は、要求がオーケストレータに送信されるかどうかを判定するために、トリガを最初に査定する。報告されたMTCイベントが新規且つ解決不可能である場合、例えばより早くアテンドされず、且つ、候補VNFを含まない場合、v-s-SGW VNFをホストするための候補位置を決定するためのトリガが、VNFMを介して、オーケストレータに送信される。この初期トリガでは、例えば、VNFがVoid状態である場合、オーケストレータは、候補ポイントオブプレゼンス（PoP）を、例えば、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）を使用して決定し、特定されたPoPに関連付けられたVNFカタログにVNFイメージをオンボードする。後続のトリガにおいては、非クリティカルまたはクリティカル状態を有する再発MTCイベントについて、例えば、VNFを、未構成（I:NC）、構成-非アクティブ化（I:CI）または構成-アクティブ化（I:CA）等の後続の状態へ変更するために、VNFトリガ生成器は、サービス品質（QoS）、NFVIリソース消費等に基づくことができるポリシーに基づいて候補PoPをフィルタリングすること、VNFが状態変化のために存在するPoPのサブセットを識別するために、要求をオーケストレータに中継することのいずれかをしてよい。
【００３４】
仮想ネットワーク機能ライフサイクルおよびMTCイベント状態とのマッピング
【００３５】
VNFは複数の状態を含むとともに、そのライフサイクルを通して、1つの状態から別の状態に遷移することができる。異なるライフサイクル状態間でVNFを遷移させるために、VNFマネージャ（VNFM）が必要とされる。VNF状態および状態遷移トリガは、図1に示される。
【００３６】
Void状態100は、VNFソフトウェアイメージが特定のPoPにおいて存在しないことを示す。PoPに関連付けられたVNFカタログにオンボードされると、VNFは、Null状態105になり、インスタンス化される準備ができる。インスタンス化されたVNFは、以下の状態：非構成（I:NC）110、構成-非アクティブ化（I:CI）115または構成-アクティブ化（I:CA）120のうちの1つであり得る。各VNF状態は、異なる量のNFV基盤（NFVI）リソース使用に対応する。さらに、特定の遷移に応じて、１つの状態から別の状態への遷移は、異なる構成時間持続時間を要求し得る。
【００３７】
図2は、本発明の実施形態に係る、MTCイベント状態200とVNFライフサイクル状態205との間のマッピングをさらに示す。MTCイベント状態モデルはマルコフ連鎖として示され、例えば、P01、P12等によって示される、状態遷移確率を含む統計情報のセットを提供する。例えば、P01は、MTCイベント状態1（S1）からMTCイベント状態2（S2）にエスカレートするMTCイベント状態遷移の確率を示し、同様に、P54は、MTCイベント状態5（S5）からMTCイベント状態4（S4）にデスカレートする状態遷移の確率を示す。このモデルは、例えば、P11、P22等によって示される、時間Tにおけるある状態kに存在するMTCイベントの確率をさらに提供する。例えば、P11は、MTCイベント状態1（S1）に残っているMTCイベント状態の確率を示す。いくつかの実施形態では、これらの確率は、リアルタイムで決定されることができ、他の実施形態では、確率は、サービスプロバイダによって提供されることができ、例えば、状態遷移の確率は、MTCデバイスがスマートグリッドに関連付けられたときに電力会社によって提供されてよい。統計的MTCイベント状態情報から、1つのVNFライフサイクル状態から別のVNFライフサイクル状態に遷移させる指令が、プロアクティブに決定されることができる。例えば、MTCイベントがMTCイベント状態S5においてクリティカルに達する前に、トリガ215は、MTCイベント状態S4 220において生成されることができ、その結果、CnC VNFは、インスタンス化-構成-アクティブ化状態、例えば、実質的に必要であるちょうどそのときに完全にアクティブに設定されることができる。これは、MTCイベント依存の動的VNFライフサイクル管理を使用することによって、NFVIリソースの改善された利用を可能にすることができる。
【００３８】
図3は、MTCイベント状態とVNF状態との間のマッピングを示し、VNF状態変化トリガのタイミングの例をさらに示す。例えば、VNF状態をI:CI状態305からI:CA1状態310へ遷移するように要求される時間はT45 315として定義される。同様に、T12は、VNF状態が、Void状態からNull状態に遷移するように要求される時間を定義する。これに基づいて、トリガ320、例えば、開始トリガは、VNF状態を変更するために、MTCイベント状態S3 325よりも前に生成され、その結果、実質的にMTCイベント状態S4 330に達する直前に、VNFは、I:CA1状態310である。いくつかの実施形態では、MTCイベント状態が減少している間、トリガは、MTCイベント状態の減少の直後にVNF状態の変化をアクティブ化することができる。VNFのライフサイクルを定義した図1に関して議論されるように、Void状態は、VNFソフトウェアイメージが、特定のPoPで存在しないことを示す。PoPに関連付けられたVNFカタログにオンボードされると、VNFは、Null状態になり、インスタンス化される準備ができる。インスタンス化されたVNFは、以下の状態：非構成（I:NC）、構成-非アクティブ化（I:CI）または構成-アクティブ化（I:CA）のうちの1つであり得る。インスタンス化されたVNFのための最後の遷移は、構成-アクティブレベル1（I:CA1）から構成-アクティブレベル2（I:CA2）までのVNFのアクティビティのスケールアップであり得る。各VNF状態は、異なる量のNFV基盤（NFVI）リソース使用に対応する。さらに、特定の遷移に応じて、１つの状態から別の状態への遷移は、異なる構成時間持続時間を要求し得る。
【００３９】
しかしながら、いくつかの実施形態では、MTCイベント状態のクリティカル性が減少するにつれて（例えば、S4->S3）、VNFトリガ生成は、MTCイベント状態が少なくとも次に低い状態に達するまで、例えば、MTC状態が少なくとも2つの状態減少するまで遅延する。VNF状態の減少におけるこの遅延は、MTCイベント状態減少中の、VNF状態のピンポン効果の実質的除去を可能にすることができる。例えば、VNF状態は、2つの隣接する状態間を行き来して遷移する。VNF状態におけるこの遅延した遷移は、図4に示され、MTCイベント状態405は、曲線で示され、一方、VNF状態410は、段階的遷移線によって示される。
【００４０】
実施形態によると、MTCイベント状態の認識に適合されることができるNFV基盤（NFVI）上の仮想ネットワークを確立するために、サービス初期化の前のネットワークサービス要求（NSR）に含まれる情報は、サービス要求およびMTCイベント属性を含んでよい。実施形態によると、サービス要求は、サービストラフィック記述に関連する情報、例えば、MTCデバイス配置位置、トラフィック特性等を含むことができる。サービス要求は、サービス機能記述に関連する情報、例えば、VNFおよび、要求される計算、ストレージおよびネットワークリソースを含み得る、そのそれぞれのリソース要件を含んでよい。サービス機能記述は、VNFインスタンス化制約を定義してよく、これは、ポイントオブプレゼンス（PoP）の最大および/または最小数に関連してよい。いくつかの実施形態では、サービス要求は、サービストラフィック品質要件を含むことができ、これは、トラフィックサービス品質（QoS）要件、例えば、遅延またはレート等に関連してよい。さらに、サービストラフィック品質要件は、サービスユーザ体感品質（QoE）要件に関連してよい。実施形態によると、MTCイベント属性は、MTCイベント状態（非クリティカルからクリティカルレベル）、測定データをMTCイベント状態にマッピングするための閾値に関連することができる。MTCイベント属性は、加えて、MTCイベント相関関連属性、例えば、地理的パラメータまたは時間的パラメータ等またはそれらの組合せに関連する属性を含むことができる。いくつかの実施形態では、MTCイベント属性は、MTCイベント状態遷移確率を含むことができる。いくつかの実施形態では、MTCイベント属性は、MTCイベント状態不変状態確率を含むことができる。
【００４１】
実施形態によると、NSRに基づいて、オーケストレータは、VNFをホストするための、例えば、v-s-SGW、MTCイベント管理エンティティ（EME）等をホストするためのPoPを決定する。いくつかの実施形態では、この決定は、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）によって定義されるテクニック等のテクニックを使用して実行されることができる。しかしながら、PoPの決定のための代替のテクニックが、ネットワーク機能仮想化（NFV）または同様の技術の当業者によって容易に理解されるように使用されることができる。
【００４２】
SDTが適用された技術である実施形態では、仮想基盤マネージャ（VIM）にリソースを割り当てるように命令すると、VNFMは、SDN-コントローラ（SDN-C）と共に、VNFをインスタンス化するように命令される。VNFがインスタンス化されると、SDN-Cは、基地局（BS）を介して、アプリケーション層処理機能、例えば、指令および制御機能（CnC）を含むv-s-SGWにインターリンクされる、配置されたMTCデバイスに関連付ける物理リソースをプロビジョニングする。v-s-SGWは、MTCイベント管理をサポートするためのEMEに接続されている。この構成は、その後MTCサービスの論理トポロジを形成する。
【００４３】
図5は、本発明の実施形態に係る、NFV基盤上でのMTCサービス初期化のための手順を示す。MTCサービスの初期化のために、ネットワークサービス要求（NSR）550内でサービス要件が指定される。図5をさらに参照すると、サービス仕様500は、MANOの一部であるオーケストレータ552に送信され、オーケストレータは、v-s-SGW、EMEおよびSDN-Cのためのポイントオブプレゼンス（PoP）を決定する502。オーケストレータは、リソースを割り当てる504ために、VIM 554と通信し、VIMは、これらのリソースの肯定応答を通達することができる506。例えば、VIM機能は、NFV環境内の物理基盤、仮想リソースおよびソフトウェアリソースを含むことができる、ネットワーク機能仮想基盤（NFVI）を管理するように構成される。例えば、物理基盤は、サーバ、ストレージデバイス等を含むことができ、且つ、仮想リソースは、仮想マシンを含むことができる。実施形態によると、特定のNFVアーキテクチャ内に複数のVIM機能があることができ、各VIM機能は、そのそれぞれのNFVIの管理に対して責任を持つ。オーケストレータは、続いて、要求されたVNFをインスタンス化する508ために、VNFM 556と通信する。VNFM 556は、v-s-SGWをインスタンス化する510とともに、EMEをインスタンス化もし512、SDN-Cをさらにインスタンス化する514。これらのVNFの各々のインスタンス化時に、VNFMは、これらのアクションの確認応答を、オーケストレータに通達する516。SDN-C 564は、v-s-SGW、EMEおよびMTCデバイス/基地局562間のリソースを関連付け、且つ、割り当てる518。MTCイベントデータは、例えば、さらに本明細書で議論されるように、その後のアクションが実行されるために、MTCデバイス/基地局からv-s-SGWに続いて送信される。
【００４４】
MTCイベント管理システム
【００４５】
図6は、本発明の実施形態に係る、サービス初期化後に確立され、v-s-SGW 605、606、607およびMTCイベント管理エンティティ（EME）610を含む、ミッションクリティカルMTCサービスの論理トポロジにおけるデータプレーンおよびコントロールプレーンのスナップショットを示す。MTCイベントは、MTCイベント関連測定値を含むパケットを生成するMTCデバイス621、622、623、624によって感知される。例えば、パケットは、さらなる処理のために、MTCデバイス621および622からv-s-SGW-1 605へ転送され、同様に、MTCデバイス624からv-s-SGW-3 607に転送される。v-s-SGWは、測定データを処理し、且つ、同じものへの応答を決定するとともに、この情報をイベント状態分類器に提供する指令および制御機能（CnC）を含むことができ、状態空間、例えば、同じことに関連する事前に定義された閾値に基づくMTCイベントの状態に変換するために測定データに対して量子化を実行することができる。MTCイベント（例えば、v-s-SGW-1、v-s-SGW-2および v-s-SGW-3に報告され、それぞれのイベント状態分類器によって評価されるMTCイベント）の各々に関連する収集されたデータに関連する情報は、次いで、EMEに送信され、且つ、特に、イベント状態追跡器に送信される。イベント状態追跡器は、MTCイベントコンテキストを維持および更新するように構成される。例えば、MTCイベントがMTCイベント状態1（S1）からMTCイベント状態2（S2）に遷移するように更新されると、イベント状態追跡器は、この情報をVNFトリガ生成器に提供して、トリガが生成されて、MTCイベントを緩和するように構成されるVNFを別の状態に遷移させるためにMANOのVNFMに送信されるべきかどうかを判定する。EMEは、各v-s-SGWで報告されるMTCイベントを追跡し、データプレーントポロジを適合させるためのトリガ630を生成することを担当するコントロールプレーン機能である。EMEは、ネットワーク内の別のPoPに、または、MTCサービスアプリケーションサーバで遠隔に配置されることができる。
【００４６】
図7は、NFV有効ネットワークにおけるサービス動作中の、ネットワーク論理トポロジおよびMTCイベント（MTCイベント-1 702、MTCイベント-2 704、MTCイベント-3 706）およびv-s-SGW VNF（v-s-SGW-1 712、v-s-SGW-2 714、v-s-SGW-3 716）の状態の拡大図を示す。この図は、コントロールプレーンおよびデータプレーンによって提供される構成要素間の接続性をさらに示す。MTCデバイスによって検出可能且つ動作するクリティカルMTCイベントは予測不可能であり、時間的および地理的領域にわたる幅広い変動で生じ得ると考えられることができる。従って、事前にMTCイベント属性を決定論的に計算することは困難であり得る。結果として、PoPおよびMTCイベントのクリティカル性を処理および緩和することができるCnC仮想化ネットワーク機能のアクティベーション状態を査定することは挑戦的であり得る。本発明の実施形態によると、方法および装置は、CnC VNFは、MTCイベントがクリティカルになる前にプロアクティブにアクティブ化され、そうでなければ低いリソース状態に維持されることができるように、MTCイベントの状態をVNF状態に効果的にマッピングするために、VNFライフサイクルおよびMTCイベントの確率的性質を利用する。
【００４７】
さらに図7を参照すると、CnC機能を共用するv-s-SGW-1 712およびv-s-SGW-2 714は、クリティカルな状態、すなわち状態5（S5）であるMTCイベント-1 702にアテンドするために完全にアクティブである（例えば、I:CAのVNF状態である）。MTCイベント-2 704およびMTCイベント-3 706は非クリティカルであるため、すなわち、それぞれ状態3（S3）および状態2（S2）であるため、それぞれ、MTCイベント-2およびMTCイベント-3に対して要求されるv-s-SGW VNF 724、726は、インスタンス化非構成（I:NC）状態におかれることができ、それによって、NFVIリソース使用を低減する。実施形態によると、地理およびMTCイベントタイプを含み得るパラメータに応じて、その特定のVNFに関連付けられたMTCイベントが遷移を明示的に要求しない場合であっても、近接するVNFを遷移させることになるMTCイベント間で相互作用があり得る。例えば、MTCイベント-2 704が、クリティカル状態、すなわち、状態5（S5）に遷移した場合、クリティカル状態にあるMTCイベント-1 702およびMTCイベント-2 704の両方の結果は、MTCイベント-3 706に関連付けられたVNF 726の、I:NC状態から構成非アクティブ化（I:CI）状態への遷移という結果になり得る。v-s-SGW-1、v-s-SGW-1およびv-s-SGW-1に関連付けられたVNFの状態遷移のこの全体の制御および調整は、イベント管理エンティティ（EME）によって提供されることができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、MTCイベント管理エンティティ（EME）は、図8に示されるように、階層方式で構成されるとともにインタフェースされることができる。この例では、各EMEは、CnC機能を含む、v-s-SGWのセットを含む領域を制御し、各領域内でMTCイベントを管理する。各EMEは、その領域内でVNF状態変化をトリガすることができる。この階層構造は、異なるEME領域間でカバレッジが重複する広い領域にわたってMTCイベントが発生し得る広い地理的領域にまたがり得るMTCサービスをサポートする必要があり得る。示されるEME 802がv-s-SGW-1 812およびv-s-SGW-2 814を制御するように、一方で、EME 804は、v-s-SGW-3 816およびv-s-SGW-4 818を制御する。この示される実施形態では、EME 820は、下位のEME 802および804のグローバルな制御を提供する。
【００４９】
1つの実施形態では、v-s-SGW 902およびEME 904の機能は、図9に示されるように、個々のVNF構成要素（VNFC）としてインスタンス化され、グループ化されることができる。これらの個々のVNFCは、サービス固有機能、例えば、CnC機能920、MTCイベント相関器906、MTCイベント分類器908、MTCイベント学習器910、MTCイベント状態追跡器912、MTCイベント対VNF状態マッパ914、MTCイベントカバレッジ推定器916およびVNFトリガ生成器918を含むことができる。いくつかの実施形態では、各VNFCは別の組合せでグループ化され、別々のVNFとしてインスタンス化および管理される。いくつかの実施形態では、特定のVNFCの1つまたは複数の複数のコピーは、計算負荷およびサービス要件を満たすようにインスタンス化されることができる。図9を特に参照すると、VNFトリガ生成器918からの出力は、VNF状態変化トリガである。これらのVNFC、例えば、CnC、イベント相関器、イベント分類器、イベント学習器、イベント状態追跡器、イベント対VNF状態マッパ、イベントカバレッジ推定器およびVNFトリガ生成器、ならびにこれらの間の対話の議論は、以下でさらに詳細に議論される。
【００５０】
別の実施形態では、図9に示されるような、v-s-SGWおよびEMEの多くの機能が、再編成され、再グループ化されることができ、個々のVNFCは、図10に示されるように、VNFとしてインスタンス化され、管理されることができる。この実施形態では、MTCイベント学習器等のある機能は、EMEの部分として使用されないが、状態遷移確率等の必要なデータは、サービス属性から取得されることができる。v-s-SGW 1002は、サービス固有機能、例えば、CnCを含む。MTCイベント相関器、MTCイベント分類器は、別のVNF 1004内でインスタンス化されることができる。さらに、図9で特定されるEMEの機能は、2つの異なるVNF 1008および1006に分離されることができる。図9と同様に、VNFトリガ生成器からの出力は、VNF状態変化トリガである。
【００５１】
指令および制御機能
【００５２】
実施形態では、v-s-SGW VNFのVNFCとして、または別個のVNFとしてのどちらかでインスタンス化されるCnC機能は、例えば、MTCデバイスに関連付けられた1つまたは複数のBSを介して、MTCデバイスからの測定データのパケットを受信する。CnC機能は、測定データをその後処理するとともに、アクチュエータ応答、例えば、MTCイベントを緩和するために実行されるべき1つまたは複数のアクチュエータ応答を決定する。
【００５３】
実施形態では、CnC機能によって実施される方法は、図11に示される。カウンタ1102（すなわち、カウンタは、タイマーまたはパケットカウンタであることができる）は、関連付けられたMTCデバイスから第1のMTCイベント関連パケットを受信すると設定される。これに続いて、この特定のCnC機能に関連付けられた他のMTCデバイス1104からパケットを受信する。MTCイベント相関器によって決定されるような、MTCイベント対MTCデバイスマッピングは、例えば、MTCイベント識別子1106によって使用して実行されることができる、MTCイベントに基づいて、MTCデバイスデータをグループ化するために使用される。例えば、各MTCイベントIDに関して、関連付けられたMTCデバイスおよびそれらの対応するデータが特定される。実施形態によると、データ蓄積カウンタが有効である限り、前述のステップが繰り返される1108。カウンタの期限が切れる（すなわち、タイマーTまたはパケットカウンタCが閾値τを超過する）と、各MTCイベントグループについて、アクチュエータ応答は、i) MTCイベント関連測定データ、またはii) MTCイベント相関データまたはiii) 事前に決定されたアプリケーション層ポリシー（すなわち規則セット）等またはそれらの組合せに基づいて決定されることができる1110。計算されたアクチュエータ応答は、各MTCイベントに対応するアクチュエータに中継される1112。アクチュエータは、i) MTCイベントを感知するMTCデバイスと同じ場所に配置されても、ii） 事前に構成されたルックアップテーブルを介して決定されることができる位置に配置されてもどちらでもよい。
【００５４】
MTCイベント状態分類器機能
【００５５】
実施形態によると、MTCイベント状態分類器（ESC）の重要な機能は、事前に定義された状態閾値に基づいて、状態空間（離散状態セット）、例えば、MTCイベントの状態への変換のために測定データに対して量子化を実行することである。ESCは、MTCイベント分類ID、MTCイベント状態、MTCイベントを報告するMTCイベント（例えば、MTCD ID）を含むMTCイベントコンテキスト情報を生成し、MTCイベント状態追跡器機能にこの情報を転送する。
【００５６】
実施形態によると、図12は、MTCイベント状態を決定するための方法を示す。カウンタ1202が設定され（すなわち、カウンタは、タイマーまたはパケットカウンタであることができる）、且つ、その後、MTCイベント関連データは、BSを介して、複数の関連付けられたMTCデバイスから受信される1204。いくつかの実施形態では、MTCイベント関連データは、関連付けられたMTCデバイスの全てから受信される。MTCイベント相関器によって決定されるような、MTCイベント対MTCデバイスマッピングは、MTCイベントに基づいて、MTCデバイスデータをグループ化するために使用される1206。各グループに属するMTCイベント関連データは、状態マッピング閾値を使用して、離散状態のセット（状態空間）に量子化される1208。前述のステップは、データ蓄積タイマーが特定の閾値を超過しない限り繰り返される1210（すなわち、タイマーTまたはパケットカウンタCは、閾値τを超過しない）。カウンタの期限が切れると、MTCイベントコンテキスト情報は、MTCイベント状態追跡器機能に転送される1212。
【００５７】
MTCイベント相関器機能
【００５８】
実施形態では、ネットワーク内処理を実行するとき、例えば、CnC機能によって処理が実行されているとき、処理の決定が、複数の影響を受けるMTCデバイスからのデータを考慮に入れ、改善された方式でMTCイベントを緩和することになり得るように、MTCイベントを相関させ、MTCイベント相関に基づいて、MTCデバイスのグループ化を決定することが望ましい。いくつかの実施形態では、MTCイベントの相関は、決定されているMTCイベントへの最適な応答をもたらすことができ、それによって、効率的な方法で同じものを緩和する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、MTCイベント挙動の変化により、いくつかの例において、同じMTCイベントを検出するMTCデバイスは、CnC機能をホストする異なるv-s-SGWに関連付けられることができる。この場合、CnCによってとられる処理の決定は、各v-s-SGWにおける不完全なデータによって、有効でない場合がある。実施形態によると、これらのMTCイベントの相関が、MTCイベントの緩和のために使用される論理トポロジを適合させるように使用されることができるように、MTCイベントを分散して相関させることが望ましい。
【００６０】
図13は、本発明の実施形態に従う、MTCイベント相関を分散的に決定する方法を示す。カウンタが設定され1302、その後、MTCイベント関連データは、それらのそれぞれのBSを介して、関連付けられたMTCデバイスから受信された1304データである。MTCイベント相関1306は、例えば、ピアソン最小距離、統計的インデックス付けによって、MTCサービスによって特定される事前に定義された方法を使用して実行されることができる。MTCイベント相関は、各MTCデバイスによって報告される測定データ、またはサービス固有属性、例えば、地理的パラメータ、時間的パラメータ等またはそれらの組合せを分析することによって実行されることができる。前述のステップは、データ蓄積カウンタが特定の閾値を超過しない限り（すなわち、カウンタCは、閾値τを超過しない）繰り返される1308。カウンタの期限が切れると、各相関されたMTCイベントおよび対応するMTCデバイスグループについて、一意のMTCイベント識別子（すなわち、イベントID）が決定される1310。いくつかの実施形態では、複数の分散MTCイベント相関器間の一貫性のために、サービス属性データベースを介して利用可能であり得る、同じ規則セットが、イベント識別子を決定する際に適用される。しかしながら、代替的であるが実質的に等しい規則セットが使用されてよい。いくつかの実施形態では、一貫性のために、全ての分散型MTCイベント相関器が、同じ規則セットを使用する。
【００６１】
MTCイベント対VNF状態マッパ機能
【００６２】
MTCイベント対VNF状態マッパ（EVSM）は、MTCイベント状態をv-s-SGW VNF状態にマッピングする。VNF遷移時間に基づいて、EVSMは、VNFを遷移させるためのトリガを生成する時間を決定する。
【００６３】
実施形態では、MTCイベント状態に基づくVNF状態変化トリガを決定する方法が図14に示される。MTCイベント状態は、最後に決定されたMTCイベント状態等に依存するサンプリングレートで、例えば、連続的に、周期的に監視され1402、且つ、遷移確率が更新されることができる。いくつかの実施形態では、MTCイベント状態は、例えば、MTCイベントタイプまたは他の1つまたは複数のパラメータに依存し得る、事前に決定されたサンプルレートでサンプリングされることができる。その後、MTC状態マッパ機能は、MTCイベント状態変化に関する条件が満たされているかどうか、すなわち、MTCイベントが、現在の状態（Si）から次の状態（Si+1）に遷移しようとしており、ここで、遷移確率pi,i+1は、閾値τを超過するかどうかをチェックすることができる1404。実施形態によると、条件が満たされる場合、MTCイベント状態が次のクリティカル状態に達する時間、TE(i,i+1)1406は
Π(n+1)=Π(0)Pn+1
を解くことによって決定され、ここで、Π(n)=[Π(Sn1),…,Π(Sni)]は、時間nにおけるMTC状態確率であり、PはMTC状態遷移確率行列である。
【００６４】
実施形態によると、VNFがその次のMTCイベントマッピング状態に達する更新された時間、TV(i,i+1) 1408は、仮想化基盤マネージャ（VIM）を介して、仮想化ネットワーク機能マネージャ（VNFM）から取得される。その後、イベント状態マッパ機能は、TE(i,i+1)<TV(i,i+1)+Δtを監視することによってVNF遷移をトリガする時間をチェックし1410、ここで、Δtはプロアクティブな時間マージンである。例えば、プロアクティブな時間マージンは、VNF遷移が、MTCイベントが次の状態に遷移することに先立って完了されていることを確実にするために選択されることができる。トリガする時間に達する場合、MTCイベント対VNF状態マッパ機能は、VNFトリガ生成器に、VNF状態を変更するトリガをアクティブ化するように命令し、このトリガは、特定のVNFを管理している、VNFMに発行されることができる1412。
【００６５】
イベント状態学習器機能
【００６６】
実施形態によると、MTCイベント状態学習器（ESL）の機能は、MTCイベント状態遷移確率を決定および維持することである。ESLは、i) 例えば、MTCイベント状態分類器から取得される過去のデータ、新しいデータ等またはそれらの組合せに基づくMTCイベント状態遷移の観察、ii) MTCイベント状態に応答してv-s-SGWによってとられるアクションまたはiii) ネットワークサービス要求から取得されるデータまたはそれらの組合せに基づいて、各MTCイベントのためのMTC状態遷移確率を計算するためにデータ分析を実行することができる。
【００６７】
図15は、本発明の実施形態に従う、それによってMTCイベント状態遷移確率Pi,iが更新および維持される方法を示す。例えば、現在のMTCイベント状態は、前のMTC状態およびその後のMTC状態と比較され、且つ、確率は、MTCイベント状態遷移行列を更新および維持するために、これらのMTCイベント状態の各々に関連して受信された測定データに基づいて決定されることができる。例えば、これらの分析は、MTCイベント状態遷移の確率の決定および更新、例えば、SiからSi+1にエスカレートするMTCイベントの確率を示すPi, i+1の更新、SiからSi-1にデスカレートするMTCイベントの確率を示すPi, i-1の更新および現在の状態S1を維持するMTCイベントの確率を示すPi,iの更新を提供することができる。この遷移行列を使用することは、MTCイベント状態遷移を示すことができるインジケータに関連するインテリジェンスレベルを提供することができる。
【００６８】
MTCイベント状態追跡器機能
【００６９】
実施形態によると、MTCイベント状態追跡器機能は、MTCイベントコンテキストを維持および更新する。
【００７０】
実施形態によると、追跡される属性のリストは、i) MTCイベントID - アクティブMTCイベント1,…Kのリスト（v-s-SGWにおけるMTCイベント相関器からアクセス可能）; ii) MTCデバイスID - MTCイベントKを報告するMTCデバイスのリスト（v-s-SGWにおけるイベント相関器からアクセス可能）; iii) MTCイベントの状態 - 全てのアクティブMTCイベント1,…,Kの状態（v-s-SGWにおけるMTCイベント状態分類器からアクセス可能）; iv) MTCイベント状態遷移確率(P)、不変状態確率、MTCイベントが状態間で遷移する時間 - 全てのアクティブMTCイベント1,…,Kに関する行列（イベント学習器からアクセス可能）; v) VNFおよびVNFが状態間で遷移する時間 - 各MTCイベント1,..Kに関する候補VNFのリスト（MTCイベント対VNF状態マッパからアクセス可能）; またはvi) PoPおよびNFVIリソース使用推定 - 候補VNFが各MTCイベント1,…KのためにホストされるPoPのリスト（VNFトリガ生成器からアクセス可能且つサービス属性から推定される）;またはそれらの組合せを含んでよい。
【００７１】
図16は、本発明の実施形態に係る、MTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の対話を示す。この実施形態は、MTCイベントコンテキストの追跡を示す。MTCイベント識別子（ID）、MTCデバイスIDおよびMTCイベント状態は、周期的、または、新しいMTCイベントがv-s-SGWにおいて検出される毎のどちらかで、関連付けられたv-s-SGWのMTCイベント相関器およびMTCイベント分類器1610からアクセスされる。この情報は、例えば、イベントコンテキストは、利用可能な場合はMTCイベント学習器、およびMTCイベント状態追跡器に提供される。MTCイベント学習器1612が利用可能な場合、状態遷移確率は決定され、または、決定および更新され1620、状態遷移確率は、MTCイベント状態追跡器1614に提供される。各MTCイベントに関する状態属性は、イベント状態追跡器1614によって追跡され、MTCイベント状態変化が検出された場合、イベント対VNF状態マッパ1616に報告される1622。対応して、更新されたVNF状態1624および遷移時間が取得され、MTCイベント追跡リストが修正される。MTCイベントカバレッジエリアを推定するために、MTCイベント状態追跡器1614は、イベント対MTCデバイスIDマッピングを提供することができる1626。実施形態では、階層EMEトポロジにおいて、MTCイベント状態追跡器は、全てのEME間でインタフェースを提供することができる。
【００７２】
MTCイベントカバレッジ推定器機能
【００７３】
実施形態によると、MTCイベントカバレッジ推定器は、MTCイベントおよびMTCデバイス属性にアクセスして、各MTCイベントに関連付けられたカバレッジ領域を決定する。この情報は、v-s-SGW VNFがインスタンス化されることができる候補PoPを決定するときに、VNFMに送信されるトリガに埋め込むために、VNFトリガ生成器によって使用されてよい。いくつかの実施形態では、ミッションクリティカルMTCサービス、例えば、MTCイベントがクリティカル状態に達してはいけないMTCデバイスに関して、MTCイベント検出および応答プロビジョンに対応するラウンドトリップ時間が実質的に最小化されることができるように、MTCイベント位置により近いデータ処理およびアクチュエータ応答計算を実行することが望ましい。加えて、MTCイベントカバレッジ領域は、時間と共に変化していることがあり、且つ、MTCイベントの状態は、カバレッジ領域全体で均一でないことがあるため、いくつかの実施形態では、v-s-SGWがMTCイベントの緩和を助けるためにインスタンス化されるPoPを決定する前に、MTCイベント属性を十分に推定することが望ましい。
【００７４】
図17Aは、本発明の実施形態に係る、MTCイベントカバレッジを決定する方法を示す。MTCイベントID、MTCイベント状態およびMTCデバイスIDに関するMTCイベントコンテキスト情報は、イベント状態追跡器からアクセスされる1702。各MTCイベントについて、MTCデバイス配置座標およびMTCイベントを報告するMTCデバイスのリストを含むサービス属性に基づいて、MTCイベント領域マップが構成されることができる1704。新しいMTCイベントについて、構成されたマップは、MTCイベント領域マップデータベース内で更新される1706。前に推定されたMTCイベントについては、MTCイベント領域内の変化は、MTCイベント領域マップデータベース内で査定および更新される1708。図17Bは、MTCイベントKの推定されたカバレッジ領域および各MTCイベント領域1714、1712、1710にそれぞれ関連付けられた対応するMTCイベント状態S1、S2およびS3の例を示す。
【００７５】
VNFトリガ生成器機能
【００７６】
本発明の実施形態によると、VNFトリガ生成器機能は、i) 各MTCイベントについて、トリガタイプ（すなわち、例えば、VNFをオンボード、インスタンス化、アクティブ化、開始、スケールアップ、停止、リセット、削除の状態に遷移させるためのトリガ）を決定する; ii) 各MTCイベントについて、MTCイベントを報告するMTCデバイスとv-s-SGW VNF（候補の1つまたはセット）との間の関連付けを決定する; iii) VNFMを介する管理およびオーケストレータ（MANO）へのインタフェース-これは、VNF候補位置、VNFが状態から状態へ遷移する時間、VNFリソース消費等へのアクセスを許可する、ことを含む機能を提供する。
【００７７】
図18は、本発明の実施形態に係る、MTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の対話を示す。この実施形態は、VNFトリガ生成器との対話を示す。実施形態によると、VNFトリガ生成器によって実施される方法が、図18に示される。VNF状態変化トリガ1820は、MTCイベント対VNF状態マッパ1802によって生成され、トリガタイプは、MTCイベントカバレッジ1822およびMTCイベントコンテキスト1824に関連する詳細をそれぞれ提供する、MTCイベントカバレッジ推定器1804およびMTCイベント状態追跡器1808とチェックすることによって、VNFトリガ生成器によって査定される1826。加えて、VNFトリガ生成器は、MTCデバイス対VNF関連付けを決定する1828。前に報告されていない新しいMTCイベントについては、VNFトリガ生成器は、v-s-SGW VNFのソフトウェアイメージをVNFM 1810にオンボードするためのトリガを発行し、VNFMによって報告されるような、イメージがオンボードされている候補PoPのセットが、MTCイベント状態追跡器に提供される。再発MTCイベントについては、MTCイベント状態の変化により、MTCイベント対VNFマッパからのトリガが、イベント状態追跡器からのMTCイベントカバレッジ情報と共に使用され、MTCデバイスと候補v-s-SGWとの間の関連付けを決定する。要求されるVNF状態変化は、VNF状態レベルの増加または減少であるとして選択されてよい。VNF状態変化が必要とされるかどうかを定義する条件セットC 1830（例えば、サービス品質（QoS）、NFVIリソース消費要件等に関連する情報を含むことができる）が満たされる場合、VNFトリガ生成器は、トリガをVNFM 1832に送信して、MTCイベントを緩和するように構成されるVNFの状態を変更する。
【００７８】
図19は、本発明の実施形態に係る、新しいMTCイベントのハンドリングのためのMTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の一連の対話を示す。例えば、この手順は、解決不可能である新しいMTCイベントをハンドリングすることを提供することができ、例えば、新しいMTCイベントの緩和は、既存の候補VNFを使用することによっては不可能である。この場合、v-s-SGW VNFのソフトウェアイメージは、新しいPoPのVNFカタログにオンボードされる必要がある。
【００７９】
図19を参照すると、MTCデバイス1902は、イベントデータ1930を、MTCイベント相関器およびMTCイベント分類器を使用して、イベント相関および分類1932を実行するv-s-SGW 1904に送信する。この相関および分類から決定されるイベントコンテキスト1934は、それに関連付けられたイベント状態追跡器を更新する1936、EME 1906に送信される。それが新しいMTCイベントであると判定すると、VNFトリガ生成器1938は、VNFM 1908にトリガの形式で命令を送信して、VNFをオンボードする。VNFMは、VNFのインスタンス化のために候補PoP 1934を順次決定するオーケストレータ1910に適切な命令を送信し、システムリソースに関する要求を、リソースの利用可能性の肯定応答をその後送信する1942、VIM 1912に送信する。オーケストレータはその後、VNFMに、PoPにVNFソフトウェアイメージをオンボードするように命令する1946。VNFMは、次いで、VNFソフトウェアイメージをPoP、すなわち、候補VNF 1 1914および候補VNF 2 1916にオンボードする1948および1950。VNFMは、その後、更新された1952これらのVNFの状態に関する情報をEMEに送信する。
【００８０】
図20は、本発明の実施形態に係る、非クリティカルな再発MTCイベントのハンドリングのためのMTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の一連の対話を示す。例えば、この手順は、解決可能である再発MTCイベントのハンドリングを提供することができ、例えば、再発MTCイベントは、既存の候補VNFによって収容されることができる。本実施形態では、MTCイベントはまた、本質的に非クリティカルである。この場合、候補v-s-SGW VNFの全てまたはそのサブセットのいずれかの場合、インスタンス化、構成、開始、停止、リセットまたは終了のいずれかについてのトリガが生成され、これにより、特定のMTCイベントに関連付けられたVNF機能の適切な遷移という結果になる。
【００８１】
図20を参照すると、MTCデバイス2002は、イベントデータ2020を、MTCイベント相関器およびMTCイベント分類器を使用して、イベント相関および分類2022を実行するv-s-SGW 2004に送信する。この相関および分類から決定されるイベントコンテキスト2024は、それに関連付けられたイベント状態追跡器を更新する2026、EME 2006に送信される。EMEがVNF状態変化が要求されると判定すると、VNFトリガ生成器2028は、トリガ2030の形式で命令をVNFM 2008に送信して、VNFの状態を変更する。VNFMは、状態の変更命令2032および2034をそれぞれのPoP、すなわち、候補VNF 1 2010および候補VNF 2 2012に送信し、次いで、これらのVNFの状態更新2036をEMEに送信する。
【００８２】
図21は、本発明の実施形態に係る、クリティカルな再発MTCイベントのハンドリングのためのMTCイベント管理システムのいくつかの構成要素間の一連の対話を示す。例えば、この手順は、解決可能である再発MTCイベントのハンドリングを提供することができ、例えば、再発MTCイベントは、既存の候補VNFによって収容されることができる。本実施形態では、MTCイベントはまた、本質的にクリティカルであり、処理されるべきMTCイベントデータおよびMTCイベントの緩和のために決定される応答を要求する。この場合、前に選択されたv-s-SGWのうちの1つにおいて、VNFをアクティブ化するためにVNFMにトリガが送信される。SDN-Cは、MTCイベントデータの送信および処理の前に、MTCデバイスを新しくアクティブ化されたv-s-SGWに関連付ける。
【００８３】
図21を参照すると、MTCデバイス2102は、イベントデータ2120を、MTCイベント相関器およびMTCイベント分類器を使用して、イベント相関および分類2122を実行するv-s-SGW 2104に送信する。この例では、MTCイベントは、クリティカルMTCイベントの下の1つの状態である、状態4、S4 2118にある。この相関および分類から決定されるイベントコンテキスト2124は、それに関連付けられたイベント状態追跡器を更新する2126、EME 2106に送信される。EMEが、VNF状態変化が要求されており、且つ、MTCイベントがクリティカル状態、S5に遷移している可能性があると判定すると、VNFトリガ生成器2128は、トリガ2130の形式で命令をVNFM 2108に送信して、VNFの状態を変更し、この状態変化は、VNFを構成アクティブ化（I:CA）状態に置く。VNFMは、状態遷移命令2132を、v-s-SGW 2112に送信して、VNFをI:CA状態に変更する。EME 2106は、命令2134を、ソフトウェア定義ネットワーキングコントローラ2114（SDN-C）に送信して、v-s-SGW 2112と関連付ける。
【００８４】
明確性のために、SDNは、インテリジェントプログラマブルネットワークを作成するためのアーキテクチュラルフレームワークであり、ここで、コントロールプレーンおよびデータプレーンが分離され、ネットワークインテリジェンスおよび状態は論理的に集中化され、基礎となるネットワーク基盤は、アプリケーションから抽象化される。SDNは、低レベル機能性の抽象化を介してネットワークサービスの管理を可能にする。制御機能は、例えば、制御要素から転送ノードを制御することによって、転送機能から分離されてよい。NFVは、ネットワークノード機能のクラス全体の仮想化を容易にすることができる。VNFは、所定の機能性のための専用ハードウェアとは反対の、様々な機能性を提供するように構成されることができる商用オフザシェルフハードウェア等の、比較的一般的なサーバまたはコンピューティング機器上で動作する1つまたは複数の仮想マシンを含むか、またはその上で動作することができる。加えて、SDN-C機能は、VIM機能内でインスタンス化されてよく、且つ、転送スイッチ、例えば、パケットの転送およびルーティングのための、物理ネットワークアーキテクチャ内のルータ等に転送規則を提供するように構成されることができる。事実上、SDN-Cは、ネットワークのための一種のオペレーティングシステムとして機能する。ネットワークハードウェアのコントロールプレーンを外し、代わりにソフトウェアとして実行することによって、SDN-Cは、自動化されたネットワーク管理を容易にするとともに、アプリケーションの統合と管理をより容易にすることができる。
【００８５】
さらに図21を参照すると、EME 2106は、イベントコンテキスト2138情報を、v-s-SGW 2112に送信し、v-s-SGWはその後、MTCデバイスをv-s-SGWと関連付ける2136、MTCデバイスに情報を送信する。MTCイベントがクリティカル（S5）になると、イベントデータ2142は、v-s-SGW 2112に送信され、v-s-sSGW内で動作するCnC 2110は、MTCイベントを緩和するために、アクチュエータ応答2144を決定して、MTCデバイス2102に送信し、例えば、アクチュエータ応答は、クリティカル状態S5からサブクリティカル状態、例えばS4にMTCイベントを遷移させるための手法を提供することができる。
【００８６】
図22は、本発明の実施形態に従う、MTCイベントの管理方法を示す。方法は、イベント管理エンティティによって、MTCイベントの状態を示すデータを受信すること2210を含む。いくつかの実施形態では、このデータは、複数のMTCイベントに関連する情報を含む。イベント管理エンティティは、次いで、MTCイベントのVNF状態へのマッピングを実行し2212、VNFは、MTCイベントを緩和するように構成される。MTCイベントのVNF状態へのこのマッピングは、VNFが、MTC状態がクリティカル状態（S5）に達することに先立って、構成およびアクティブ化状態（I:CA）にあるように、VNFの適切なVNF状態への遷移のタイミングを可能にすることができる。イベント管理エンティティは、その後、VNFにトリガを送信し2214、トリガは、VNFに、MTC状態と相関するVNF状態に遷移するように命令するように構成される。
【００８７】
図23は、本発明の実施形態に従う、MTCイベントの管理システムを示す。システムは、MTCイベントの状態を示すデータを受信する2310ように構成されるマッパ2312を含む。マッパは、MTCイベントを緩和するように構成されるVNFの状態にMTCイベントの状態をマッピングするようにさらに構成される。マッパは、トリガ生成器にデータを送信し、このデータは、マッピングされたVNF状態を示す。トリガ生成器2314は、命令2316を決定して、VNFに送信するように構成され、これらの命令は、VNFに、MTCイベント状態と相関するVNF状態に遷移するように命令するように構成される。この方式で、システムは、VNFが、MTC状態がクリティカル状態（S5）に達することに先立って、構成およびアクティブ化状態（I:CA）にあるように、VNFの適切なVNF状態への遷移のタイミングを実質的に調整するように構成され、これによって、MTCイベントの緩和を可能にする。
【００８８】
前述の実施形態の説明を通して、本発明は、ハードウェアのみを使用することによって、または、ソフトウェアおよび必要な汎用ハードウェアプラットフォームを使用することによって実施されてよい。このような理解に基づくと、本発明の技術的解決手段は、ソフトウェア製品の形態で具現化されることができる。ソフトウェア製品は、不揮発性または非一時的記憶媒体に記憶されてよく、これは、コンパクトディスク読出し専用メモリ（CD-ROM）、USBフラッシュディスクまたはリムーバブルハードディスクであることができる。ソフトウェア製品は、コンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバまたはネットワークデバイス）が、本発明の実施形態で提供される方法を実行することを可能にする多くの命令を含む。例えば、このような実行は、本明細書で説明される論理操作のシミュレーションに対応してよい。ソフトウェア製品は、コンピュータデバイスが、本発明の実施形態に従って、デジタルロジック装置を構成またはプログラミングするための操作を実行することを可能にする多くの命令を追加的にまたは代替的に含んでよい。
【００８９】
本発明の様々な実施形態は、現実の、および/または仮想のコンピュータリソースを利用する。このようなコンピュータリソースは、ハードウェアレベルで、マイクロプロセッサによる実行のために記憶されたプログラム命令を含むメモリコンポーネントの対応するセットに動作可能に結合される1つまたは複数のマイクロプロセッサのセットを利用する。計算リソースは、仮想化の1つまたは複数のレベルで、仮想計算リソースを提供するために使用されてよい。例えば、1つまたは複数の所定の一般的なコンピュータハードウェアプラットフォームは、1つまたは複数の仮想コンピューティングマシンを提供するために使用されてよい。プロセッサリソース、メモリ等のコンピュータハードウェアはまた、さらなる仮想コンピューティングマシンがビルトされるリソースを提供するために仮想化されてよい。システムの様々な計算コンポーネントを実現するために順番に使用される様々な計算リソースを提供するために割り当て可能な計算リソースのセットは、分散コンピューティングシステムを提供するものとみなされてよく、その内部アーキテクチャは、様々な方法で構成されることができる。
【００９０】
本発明は、その具体的な特徴および実施形態を参照して説明されたが、発明から逸脱することなく、それらに対して様々な変更および結合が行われ得ることは明白である。明細書および図面は、従って、添付の特許請求の範囲によって定義される発明の例示として単純に見なされるべきであり、本発明の範囲に包含される任意の、且つ全ての変更、変化、結合または均等物をカバーすると考えられる。
【符号の説明】
【００９１】
100  Void状態
105  Null状態
110  非構成（I:NC）
115  構成-非アクティブ化（I:CI）
120  構成-アクティブ化（I:CA）
200  MTCイベント状態
205  VNFライフサイクル状態
305  I:CI状態
310  I:CA1状態
315  時間
405  MTCイベント状態
410  VNF状態
550  サービス要求
552  オーケストレータ
554  VIM
556  VNFM
562  MTCD/BS
564  SDN-C
605  v-s-SGW
606  v-s-SGW
607  v-s-SGW
610  イベント管理エンティティ（EME）
621  MTCデバイス
622  MTCデバイス
623  MTCデバイス
624  MTCデバイス
702  MTCイベント-1
704  MTCイベント-2
706  MTCイベント-3
712  v-s-SGW-1
714  v-s-SGW-2
716  v-s-SGW-3
724  v-s-SGW VNF
726  v-s-SGW VNF
802  イベント管理エンティティ（EME）
804  イベント管理エンティティ（EME）
812  v-s-SGW-1
814  v-s-SGW-2
816  v-s-SGW-3
818  v-s-SGW-4
820  イベント管理エンティティ（EME）
902  v-s-SGW
904  EME
906  イベント相関器
908  イベント分類器
910  イベント学習器
912  イベント状態追跡器
914  イベント対VNF状態マッパ
916  イベントカバレッジ推定器
918  VNFトリガ生成器
920  サービス固有機能
1002  v-s-SGW
1004  VNF
1610  イベント相関器/分類器
1612  イベント学習器
1614  イベント状態追跡器
1616  イベント対VNF状態マッパ
1618  イベントカバレッジ推定器
1710  MTCイベント領域
1712  MTCイベント領域
1714  MTCイベント領域
1802  イベント対VNFマッパ
1804  イベントカバレッジ推定器
1806  VNFトリガ生成器
1808  イベント状態追跡器
1810  VNFM
1902  MTCデバイス
1904  v-s-SGW
1906  EME
1908  VNFM
1910  オーケストレータ
1912  VIM
1914  候補VNF 1
1916  候補VNF 2
2002  MTCデバイス
2004  v-s-SGW
2006  EME
2008  VNFM
2010  候補VNF １
2012  候補VNF 2
2102  MTCデバイス
2104  v-s-SGW
2106  EME
2108  VNFM
2110  CnC
2112  v-s-SGW
2114  SDN-C
2312  イベント対VNF状態マッパ
2314  VNFトリガ生成器
【図１】
0006575949.tif 000002
【図２】
0006575949.tif 000003
【図３】
0006575949.tif 000004
【図４】
0006575949.tif 000005
【図５】
0006575949.tif 000006
【図６】
0006575949.tif 000007
【図７】
0006575949.tif 000008
【図８】
0006575949.tif 000009
【図９】
0006575949.tif 000010
【図１０】
0006575949.tif 000011
【図１１】
0006575949.tif 000012
【図１２】
0006575949.tif 000013
【図１３】
0006575949.tif 000014
【図１４】
0006575949.tif 000015
【図１５】
0006575949.tif 000016
【図１６】
0006575949.tif 000017
【図１７Ａ】
0006575949.tif 000018
【図１７Ｂ】
0006575949.tif 000019
【図１８】
0006575949.tif 000020
【図１９】
0006575949.tif 000021
【図２０】
0006575949.tif 000022
【図２１】
0006575949.tif 000023
【図２２】
0006575949.tif 000024
【図２３】
0006575949.tif 000025