(57)【要約】無線通信ネットワーク内の無線容量を追跡し、動的に割り当てるシステムが開示される。このシステムは、各ベースバンドプロセッサ内に展開されるベースバンドレベル容量プロセッサの層、各無線基地局内に展開されるクライアントレベル容量プロセッサの層、サーバーレベル容量プロセッサであって、そのそれぞれが無線基地局の一意のドメインを介して無線容量の割り当てを調整するサーバーレベル容量プロセッサの層、マスターレベル容量プロセッサ、の複数のプロセッサレベルを有する。無線容量は無線デバイスへのアクティブな接続の観点から割り当てられ、また、アクティブな接続は量子化され、論理接続または接続トークンとして割り当てられる。システムは、リソースが任意の特定の時間に最大の要求があるスポットや環境に割り当てられるよう、無線容量を動的に割り当てる。【選択図】図１
2020511099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおいて容量を割り当てるシステムであって、
それぞれが対応するベースバンドプロセッサに接続された複数のベースバンドレベル容量プロセッサであって、前記複数のベースバンドレベル容量プロセッサのそれぞれは、アクティブに接続された無線デバイスの数と、非アクティブに接続された無線デバイスとの数とを決定し、ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを保持し、少なくとも１つの要求元無線デバイスからのアクティブな接続の要求に応答する、複数のベースバンドレベル容量プロセッサと、
それぞれが無線基地局に対応し、それぞれが複数のベースバンド容量プロセッサ内のベースバンドレベル容量プロセッサの別個のサブセットに結合される、複数のクライアントレベル容量プロセッサであって、前記複数のクライアントレベル容量プロセッサのそれぞれがアクティブな接続予約を保持し、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサのそれぞれに前記ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを提供し、クライアントレベル先読み機能を実行してアクティブな接続の将来の要求を決定し、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサからのベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、複数のクライアントレベル容量プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記複数のベースバンドレベル容量プロセッサのそれぞれは、各範囲内無線デバイス接続状態を決定することにより、前記アクティブに接続された無線デバイスの数と前記非アクティブに接続された無線デバイスの数とを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ベースバンドレベル容量プロセッサは、前記アクティブに接続された無線デバイスのそれぞれと、前記非アクティブに接続された無線デバイスのそれぞれとに対応するデバイスカテゴリーを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ベースバンドレベル容量プロセッサが、
そのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てから利用可能なアクティブな接続の数を決定するステップと、
アクティブな接続の要求の許可が前記利用可能なアクティブな接続の数を超えるかを決定するステップと、
前記アクティブな接続の要求が前記利用可能なアクティブな接続の数を超えない場合、前記アクティブな接続の要求を許可するステップと、
前記アクティブな接続の要求の許可が前記利用可能なアクティブな接続の数を超える場合、前記ベースバンドレベル容量プロセッサがその対応するベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを超えることを許可されているかを決定し、また、前記アクティブな接続の要求の許可がオーバーフロー制限を越えるかを決定するステップと、
前記アクティブな接続の要求の許可が前記オーバーフロー制限を超えない場合、前記アクティブな接続の要求を許可するステップと、
前記アクティブな接続の要求の許可が前記オーバーフロー制限を超える場合、前記アクティブな接続の要求を拒否するステップと、
を含むプロセスを使用してアクティブな接続の要求に応答する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てが複数の接続トークンを備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
各ベースバンドレベル容量プロセッサがベースバンドレベル先読み機能を実行する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
各ベースバンドレベル容量プロセッサが、前記ベースバンドレベル先読み機能の結果に基づいて、そのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当ての余剰部分を前記クライアントレベル容量プロセッサに解放する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
各クライアントレベル容量プロセッサが、
そのアクティブな接続予約から利用可能なアクティブな接続の数を決定するステップと、
ベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に対応する第１の量が、前記利用可能なアクティブな接続の数を超えるかを決定するステップと、
前記第１の量が前記利用可能なアクティブな接続の数を超えない場合、前記ベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求を許可するステップと、
前記第１の量が前記利用可能なアクティブな接続の数を超える場合、前記ベースバンドレベル容量プロセッサがそのアクティブな接続予約を超えることを許可されているかを決定し、前記第１の量の提供がオーバーフロー制限を超えるかを決定するステップと、
前記第１の量が前記オーバーフロー制限を超えない場合、ベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求を許可するステップと、
前記第１の量が前記オーバーフロー制限を超えた場合、前記ベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求を拒否するステップと、
を含むプロセスを使用することにより、ベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
各ベースバンドレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてそのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを保持し、各ベースバンドレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当てを要求し、各クライアントレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてそのアクティブな接続予約を保持し、各クライアントレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
各クライアントレベル容量プロセッサが、１つ以上の比較的負荷が小さいベースバンドレベル容量プロセッサからのアクティブな接続の余剰を受信し、前記アクティブな接続の余剰の少なくとも一部を、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサの別個のサブセット内の１つ以上の比較的負荷が過剰なベースバンドレベル容量プロセッサに分配する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
各クライアントレベル容量プロセッサが、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサの別個のサブセットのそれぞれに対応する複数の履歴データであって、
時間に応じた前記ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てに対応する第１のデータと、
前記ベースバンドレベル容量プロセッサがそのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを超えた各イベントに対応する第２のデータと、
前記ベースバンドレベル容量プロセッサがベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当てを要求する各イベントに対応する第３のデータと、
前記ベースバンドレベル容量プロセッサがそのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当ての余剰部分を前記クライアントレベル容量プロセッサに解放した各イベントに対応する第４のデータと、
を備えるデータを格納する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
各クライアントレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてその対応する複数の履歴データを格納する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
各クライアントレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてそのクライアントレベル先読み機能を実行する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
それぞれが前記複数のクライアントレベル容量プロセッサ内のクライアントレベル容量プロセッサの別個のサブセットに接続された複数のサーバーレベル容量プロセッサであって、各サーバーレベル容量プロセッサがアクティブな接続アクセスプールを保持し、サーバーレベル先読み機能を実行し、その対応するクライアントレベル容量プロセッサからのクライアントレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、複数のサーバーレベル容量プロセッサと、
前記複数のサーバーレベル容量プロセッサに接続されたマスターレベル容量プロセッサであって、前記マスターレベル容量プロセッサがマスターアクティブ接続アクセスプールを保持し、マスターレベル先読み機能を実行し、前記複数のサーバーレベル容量プロセッサのそれぞれからのサーバーレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、マスターレベル容量プロセッサと、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
各サーバーレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてそのアクティブな接続アクセスプールを保持し、前記マスターレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じて前記マスターアクティブ接続アクセスプールを保持し、前記マスターレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じてサーバーレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
各サーバーレベル容量プロセッサが、デバイスカテゴリーに応じてそのサーバーレベル先読み機能を実行し、前記マスターレベル容量プロセッサがデバイスカテゴリーに応じて前記マスターレベル先読み機能を実行する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
各クライアントレベル容量プロセッサがそのアクティブな接続アクセスプールの余剰部分をその対応するサーバーレベル容量プロセッサに解放する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
各サーバーレベル容量プロセッサが、１つ以上の比較的負荷の小さいクライアントレベル容量プロセッサからアクティブな接続余剰を受信し、前記アクティブな接続余剰の少なくとも一部をその対応するクライアントレベル容量プロセッサの別個のサブセット内の１つ以上の比較的負荷が過剰なクライアントレベル容量プロセッサに分配する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
無線通信システムにおいて接続容量を動的に割り当てる方法であって、
より低い処理レベルで、ベースバンドプロセッサに接続されたアクティブに接続された無線デバイスの数と非アクティブに接続された無線デバイスの数とを決定するステップと、
先読み機能を実行してアクティブな接続の将来のニーズを決定するステップと、
前記アクティブに接続された無線デバイスの数および前記アクティブな接続の将来のニーズを、アクティブな接続の割り当てと比較するステップと、
前記比較するステップが、前記アクティブな接続の割り当てにおけるアクティブな接続の不十分な数を示す場合、上位の処理層から追加のアクティブな接続の割り当ての要求を送信するステップと、
前記比較のステップが前記アクティブな接続の割り当てにおけるアクティブな接続の余剰を示す場合、前記アクティブな接続の余剰を前記上位の処理層に解放するステップと、を含む方法。
【請求項２０】
前記アクティブに接続された無線デバイスの数を決定する前記ステップが、
ａ）無線デバイスに対応するＲＲＣステートパラメータを取得するステップと、
ｂ）前記無線デバイスに対応する１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータを取得するステップと、
ｃ）前記ＲＲＣステートパラメータが接続状態を示し、かつ、前記１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータの少なくとも１つが保証ビットレートＱＣＩを示す場合、前記アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントするステップと、
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記アクティブに接続された無線デバイスの数を決定する前記ステップが、
ａ）無線デバイスに対応するＲＲＣステートパラメータを取得するステップと、
ｂ）前記無線デバイスに対応する１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータを取得するステップと、
ｃ）前記ＲＲＣステートパラメータが接続状態を示し、かつ、前記１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータの少なくとも１つが非保証ビットレートＱＣＩを示す場合、前記無線デバイスに対応するＰＤＣＰサブ層、ＲＬＣサブ層またはＭＡＣサブ層の少なくとも１つからバッファ状態情報を取得し、また、前記バッファ状態情報がダウンリンクデータがバッファリングされたことを示す場合、前記アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントするステップと、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記アクティブに接続された無線デバイスの数を決定する前記ステップが、
ａ）無線デバイスに対応するＲＲＣステートパラメータを取得するステップと、
ｂ）前記無線デバイスに対応する１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータを取得するステップと、
ｃ）前記ＲＲＣステートパラメータが接続状態を示し、かつ、前記１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータの少なくとも１つが非保証ビットレートＱＣＩを示す場合、前記無線デバイスに対応する非ゼロのバッファステータスレポートが各Ｅ−ＲＡＢパラメータに対応する前記ベースバンドプロセッサによって受信されていたかを決定し、また、前記非ゼロのバッファステータスレポートが前記ベースバンドプロセッサによって受信されていた場合、前記アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントするステップと、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記アクティブに接続された無線デバイスの数と前記非アクティブに接続された無線デバイスの数とを決定する前記ステップが、
ａ）無線デバイスに対応するＲＲＣステートパラメータを取得するステップと、
ｂ）前記無線デバイスに対応する１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータを取得するステップと、
ｃ）前記ＲＲＣステートパラメータが接続状態を示し、かつ、前記１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータの少なくとも１つが非保証ビットレートＱＣＩを示す場合、各Ｅ−ＲＡＢパラメータに対応するＲＬＣリオーダリングタイマーに対応する状態を取得し、また、前記ＲＬＣリオーダリングタイマーが作動している場合、前記アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントするステップと、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記非アクティブに接続された無線デバイスの数を決定するステップが、
ａ）無線デバイスに対応するＲＲＣステートパラメータを取得するステップと、
ｂ）前記無線デバイスに対応する１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータを取得するステップと、
ｃ）前記ＲＲＣステートパラメータが接続状態を示し、かつ、前記１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータの少なくともつが非保証ビットレートＱＣＩを示す場合、前記無線デバイスに対応する制御プレーンＣＩｏＴ  ＥＰＳ最適化が使用されているかを決定し、前記無線デバイスに対応するシグナリング無線ベアラが保留中のデータを有するかを決定し、また、いずれも真である場合は前記非アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントし、いずれも偽である場合は前記非アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントするステップと、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記アクティブに接続された無線デバイスの数と前記非アクティブに接続された無線デバイスの数とを決定する前記ステップが、
ａ）無線デバイスに対応するＲＲＣステートパラメータを取得するステップと、
ｂ）前記無線デバイスに対応する１つ以上のＥ−ＲＡＢパラメータを取得するステップと、
ｃ）前記ＲＲＣステートパラメータが接続状態を示し、かつ、前記無線デバイスがＥ−ＲＡＢパラメータを有しない場合、前記無線デバイスに対応する制御プレーンＣＩｏＴ  ＥＰＳ最適化が使用されているかを決定し、前記無線デバイスに対応するシグナリング無線ベアラが保留中のデータを有するかを決定し、また、いずれも真である場合は前記アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントし、いずれも偽である場合は前記非アクティブに接続された無線デバイスの数をインクリメントするステップと、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
ベースバンドプロセッサに接続されたアクティブに接続された無線デバイスの数と、非アクティブに接続された無線デバイスの数とを決定する前記ステップが、ＬＴＥデバイスカテゴリーを決定するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記先読み機能が、ＬＴＥデバイスカテゴリーに応じてアクティブな接続の将来のニーズを決定する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記アクティブな接続の割り当てが複数の接続トークンを備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２９】
前記アクティブに接続された無線デバイスの数および前記アクティブな接続の将来のニーズを、アクティブな接続の割り当てと比較する前記ステップが、
割り当てられた接続トークンの現在の数を取得するステップと、
前記割り当てられた接続トークンの現在の数を、前記アクティブに接続された無線デバイスの数の合計に対応する接続トークンの数および前記アクティブな接続の将来のニーズに対応する接続トークンの数と比較するステップと、
前記アクティブに接続されたデバイスの数に対応する接続トークンの数と前記アクティブな接続の将来のニーズに対応する接続トークンの数との合計が、前記割り当てられたトークンの現在の数よりも多い場合、前記合計数−前記割り当てられたトークンの現在の数がソフト制限を超えるかを決定するステップと、
前記合計数−割り当てられたトークンの現在の数が前記ソフト制限を超える場合、追加の接続トークンを要求するステップと、
を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の接続トークンのそれぞれが対応するデバイスカテゴリーを備える、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム基盤と、広範な地理的領域にわたる接続使用の変化を動的に考慮してそれに適応する無線ネットワークに対する無線通信デバイスの効率的な管理と、に関する。
【関連技術】
【０００２】
従来の無線通信システムは、規定の周波数および符号化方式で無線信号を生成する複数の基地局で形成され、該無線信号の到達範囲内（つまり、無線カバレッジエリア内）の無線通信デバイスが地上通信ネットワークと接続および通信することができ、他のデバイス、システム、コンピュータ、ネットワーク等との通信を可能にしている。これらの従来の無線通信システムはいくつかの点で非常に非効率的である。とりわけ基地局は、無線通信デバイスの最大同時発生数とそれらの接続に対応するよう個々に設計される。多くの場合、無線カバレッジエリアは同一の周波数帯域、また異なる周波数帯域で信号を生成する複数の基地局を含んで、そのような最大同時使用に対応している。しかしながら、同一の無線カバレッジエリアを取り扱う一方で、各基地局は固定の最大容量レベルを満たすように個々に設計されている。さらに、最大同時使用は多くの場合、特定の日または週の短い期間にだけ発生する。加えて、使用パターンは多くの場合、無線カバレッジエリアごとに大きく異なる。たとえば、商業ビジネス地区内のオフィスビル内の最大同時使用は午後２時に発生し得る一方、住宅地域内のアパート内の最大同時使用は午後８時に発生し得る。いずれの場合でも、システムが大部分の時間帯でピークレベルを大幅に下回って動作するとしても、それらのロケーションのそれぞれを取り扱う無線基地局は最大使用容量を取り扱うよう設計されている。その結果、固定最大容量レベルで個々に過剰に設計された基地局のネットワークとなって、それぞれの個々の基地局ならびに全体としての全無線通信システムに必要コストよりも大幅に高いコストをもたらす。
【０００３】
単一の建物等、特定のローカル無線カバレッジエリア内の基地局接続を最適化すると言われる特定のスモールセルベースバンドソリューションが存在する。しかしながら、これらのソリューションのいずれも、複数の異なる地理的に分散した無線カバレッジエリアまたはロケーションを取り扱う多くの基地局にわたる同時接続のバランスを取ることができない。
【０００４】
ソリューションのベースバンドプロセッサ部分が、フロントホールと呼ばれるネットワークによってソリューションの無線機部分から物理的に分離されるように構成された他のソリューションが存在する。これらの場合、ベースバンドプロセッサは複数の無線機への物理インターフェース接続（典型的には６つの物理接続）を有する物理的な組み込みハードウェアデバイスである。いくつかの場合では、無線機を「デイジーチェーン接続」して、ベースバンドプロセッサデバイスごとに６の倍数（たとえば、１２（６ｘ２）、１８（６ｘ３）、２４（６ｘ２４））の無線機を支持することができる。この場合、単一の物理ベースバンドプロセッサデバイスは、専用の物理フロントホール接続（典型的には光ファイバ媒体）を介して、物理的に他の場所にある無線機に接続することができる。各組み込みベースバンドプロセッサは、複数の同時デバイス接続（たとえば、２０００個のデバイス接続）を支持することができ、それにより実際の接続は無線機が配置されているさまざまな物理サイトに分散され得る。さらに、いくつかのソリューションは複数のベースバンドプロセッサデバイス（通常２つ）が共通の機器シャーシまたはサブラック内にプールされることを可能にする。関連する標準仕様により義務付けられる、非常にリジッドかつ短いレイテンシ要件により、そのようなフロントホールソリューションにより対応できる地理的距離は数キロメートルに制限される。
【０００５】
これらのソリューションの欠陥には以下が含まれる。第１に、これらの既知のソリューションは同一の物理的な拠点に配置された固定数および有限数の物理的な組み込みベースバンドプロセッサ間での共有容量に限定される。第二に、共有容量は数千のデバイス接続に制限される。
【０００６】
その他の既知の技術は、Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ（ＶｏＩＰ）ネットワークのオーバーサブスクリプションを防ぐよう設計されたコールアドミッション制御（ＣＡＣ）システム、またはオーバーサブスクリプションがシステムのユーザーに関し全体的なパフォーマンスを低下させる可能性がある他の「リアルタイム」通信ソリューションを含む。電子メールサーバーへの接続等、レイテンシに対して非常に寛容なデータトラフィックとは対照的に、そのようなリアルタイムのメディアトラフィックは、ネットワークレイテンシや輻輳の影響を非常に受けやすい。これらのＣＡＣソリューションは、呼び出しまたは接続のセットアップフェーズで使用されるため、輻輳状態が発生すると予想される場合に接続が防止されるような、予防的な輻輳制御プロシージャーと見なされる可能性がある。典型的には、ＣＡＣプロシージャーは比較的長い応答サイクル内で完了されることができ、これは１００ミリ秒またはそれ以上にもなり得る。
【０００７】
ＣＡＣソリューションの欠陥は以下を含む。上記のように、ＣＡＣソリューションはアクセス時に接続要求を評価し、その時点でのサービス条件に基づいてアクセスを許可または拒否する。これらのアドミッション要求はさまざまなネットワーク条件により、完了するのに比較的長い時間、たとえば１００ミリ秒以上かかる場合がある。たとえば、コールアドミッション制御「サービス」は、ネットワークアクセスコンポーネントと物理的に同じ場所に配置されないかもしれないが、ＩＰネットワーク等の共有ネットワークを介して到達可能である。Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ等の非同期ソリューションは、そのような長時間の要求を簡単に許容できる。しかしながら、このアプローチは接続動作が短いミリ秒およびマイクロ秒で測定される厳格なタイミング制約を有するワイヤレスモバイル通信には適していない。
【０００８】
したがって、広範な地域にわたって分散され得る基地局のネットワークによって取り扱われる、無線デバイス接続の最大同時要求における時間的および地理的変動に効率的に対応できる、無線ネットワーク用システムが必要とされる。当該システムは、無線通信システムの無線通信デバイスへの実際のシステム全体の同時接続をより正確に測定および計算する一方、高度な無線通信規格の非常に厳しいレイテンシ制約に準拠する必要がある。同時接続容量のバランスを取り、また再度バランスを取り、無線通信システムの最適かつ効率的な使用を保証するシステムがさらに必要とされる。
【０００９】
本発明の一態様は、無線通信ネットワークにおいて容量を割り当てるシステムを含む。当該システムは、それぞれが対応するベースバンドプロセッサに接続された複数のベースバンドレベル容量プロセッサであって、複数のベースバンドレベル容量プロセッサのそれぞれは、アクティブに接続された無線デバイスの数と、非アクティブに接続された無線デバイスとの数とを決定し、ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを保持し、少なくとも１つの要求元無線デバイスからのアクティブな接続の要求に応答する、複数のベースバンドレベル容量プロセッサを備える。当該システムはさらに、それぞれが無線基地局に対応し、それぞれが複数のベースバンド容量プロセッサ内のベースバンドレベル容量プロセッサの別個のサブセットに結合される、複数のクライアントレベル容量プロセッサであって、複数のクライアントレベル容量プロセッサのそれぞれがアクティブな接続予約を保持し、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサのそれぞれにベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを提供し、クライアントレベル先読み機能を実行してアクティブな接続への将来の要求を決定し、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサからのベースバンドレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、複数のクライアントレベル容量プロセッサを備える。
【００１０】
本発明のさらなる一態様では、システムは、それぞれが複数のクライアントレベル容量プロセッサ内のクライアントレベル容量プロセッサの別個のサブセットに接続された複数のサーバーレベル容量プロセッサであって、各サーバーレベル容量プロセッサがアクティブ接続アクセスプールを保持し、サーバーレベル先読み機能を実行し、その対応するクライアントレベル容量プロセッサからのクライアントレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、複数のサーバーレベル容量プロセッサと、複数のサーバーレベル容量プロセッサに接続されたマスターレベル容量プロセッサであって、マスターレベル容量プロセッサがマスターアクティブ接続アクセスプールを保持し、マスターレベル先読み機能を実行し、複数のサーバーレベル容量プロセッサのそれぞれからのサーバーレベルの追加のアクティブな接続の割り当ての要求に応答する、マスターレベル容量プロセッサとをさらに備える。
【００１１】
本発明の他の態様は、無線通信システムにおいて接続容量を動的に割り当てる方法を含む。当該方法は、より低い処理レベルで、ベースバンドプロセッサに接続された、アクティブに接続された無線デバイスの数と非アクティブに接続された無線デバイスの数とを決定するステップと、先読み機能を実行して、アクティブな接続の将来のニーズを決定するステップと、アクティブに接続された無線デバイスの数およびアクティブな接続の将来のニーズを、アクティブな接続の割り当てと比較するステップと、当該比較するステップがアクティブな接続の割り当てにおけるアクティブな接続の不十分な数を示す場合、上位の処理層から追加のアクティブな接続の割り当ての要求を送信するステップと、当該比較のステップがアクティブな接続の割り当てにおけるアクティブな接続の余剰を示す場合、アクティブな接続の余剰を上位処理層に解放するステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示による例示的な無線通信システムを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示による例示的な無線基地局を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示による接続測定モジュールによって実行される例示的なプロセスを示す。
【図３】図３Ａは、本開示によるベースバンドレベル容量プロセッサによって実行される例示的なベースバンド初期化プロセスを示す。図３Ｂは、本開示による接続制御モジュールによって実行される接続要求に応答する例示的なプロセスを示す。図３Ｃは、接続制御モジュールによって実行される例示的な定期アップデートプロセスを示す。図３Ｄは、クライアントレベル容量プロセッサによって実行される例示的なプロセスを示し、これによりクライアントレベル容量プロセッサがベースバンドレベル容量プロセッサからの要求に応答する。
【図４】図４は、サーバーレベル容量プロセッサによって実行される例示的なプロセスを示し、これによりサーバーレベル容量プロセッサがクライアントレベル容量プロセッサとマスターレベル容量プロセッサと対話する。
【図５】図５は、マスターレベル容量プロセッサによって実行される例示的なプロセスを示し、これによりマスターレベル容量プロセッサがワイヤレス容量をその対応するサーバーレベル容量プロセッサに適応的に割り当てる。
【図６】図６は、図５のプロセスの動作の仮想的なタイムラインを示す。
【発明の概要】
【００１３】
無線通信システム基盤に統合され得る適応接続制御システム（ＡＣＣＳ）が開示され
る。ＡＣＣＳは、少なくとも次の４層のサブシステムの階層構造を有する。
−広範な地理的領域にわたって分散した複数の無線基地局の特定の無線基地局内の複数のベースバンドレベル容量プロセッサ
−複数のクライアントレベル容量プロセッサ（「ＡＣＣＳクライアント」とも呼ばれる）であって、そのそれぞれが特定の無線基地局に統合されることができ、それにより各クライアントレベル容量プロセッサが、特定の無線基地局内のベースバンドレベル容量プロセッサ上にあり、また特定の無線基地局内のベースバンドレベル容量プロセッサに結合される、複数のクライアントレベル容量プロセッサ
−複数のサーバーレベル容量プロセッサ（「ＡＣＣＳサーバー」とも呼ばれる）であって、そのそれぞれが特定の複数のクライアントレベル容量プロセッサ上にあり、また特定の複数のクライアントレベル容量プロセッサに結合される、複数のサーバーレベル容量プロセッサ
−マスターレベル容量プロセッサ（「ＡＣＣＳマスター」とも呼ばれる）であって、サーバーレベル容量プロセッサ上にあり、またサーバーレベル容量プロセッサに結合され、かつ、サーバーレベル容量プロセッサとクライアントレベル容量プロセッサとのニーズに応答し、またサーバーレベル容量プロセッサとクライアントレベル容量プロセッサとの動作を調整する、マスターレベル容量プロセッサ
サーバーレベル容量プロセッサとマスターレベル容量プロセッサとは、無線ネットワークオペレータの地上ネットワーク内に展開することも、クラウドコンピューティング環境内に展開することもできる。
【００１４】
開示されているＡＣＣＳは、無線通信基盤の物理的容量と無線通信システムの論理的容量とを区別立てをする。従来のシステムではこれらは一つの同一のものであり、それにより無線通信基盤についてはすべての無線基地局が最大容量に合わせて設計される必要があり、したがって過剰設計される。無線ネットワークオペレータは、使用されているか否かに関わらず、その余分な容量について料金を支払わなければならない。論理的容量から物理的容量が分断されているので、無線ネットワークオペレータは使用中の論理的容量に対してのみ料金を支払う必要がある。さらに、論理的容量の地理的分布は経時的に著しく、かつ動的に変化し得る。
【００１５】
ＡＣＣＳは、実世界のユーザーアクティビティまたは無線ネットワークの使用を反映する接続を識別する。これは、無線通信の性質が広範囲かつ揮発性であるため重要である。例えば音声通話はテキストメッセージ交換とは非常に異なるネットワーク負荷をかけるが、これは添付ファイル付きの電子メールとは異なるものである。ビデオストリーミングは、対話式の双方向ビデオ等とは異なる。さらに、デバイスは、新しいソーシャルメディアの投稿についてのメッセージ回数の更新、またはクラウドストレージサイトへのファイルバックアップ等、ユーザーに知られない「バックグラウンド」通信を継続的に送受信する。その結果、ユーザーが開始した通信またはユーザーが関与した通信が存在しない場合でも、無線デバイスがネットワークに「接続」されることが一般的である。
【００１６】
また、モノのインターネットと機器対機器通信との出現により、接続はしばしば、持続時間に関しては短く、伝達される情報に関しては小さいものとなっている。デバイスのタイプを特定し、それらのネットワーク容量への影響を特徴付けることが非常に望ましい。
【００１７】
ＡＣＣＳは、所定数の接続トークンのアクセスプールを保持することにより、無線ネットワーク全体に無線接続容量を動的に割り当てる。本明細書で使用されるように、接続トークンは、無線基地局と特定の無線デバイスとの間の単一のアクティブな接続の論理的表現である。接続トークンは、単一ＵＥについて、１つ以上のベアラ（たとえば、１つ以上の集約されたキャリアを介する）の単一のアクティブな接続に必要な無線リソースの数（たとえば、ダウンリンク共通チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）／コントロールチャネル（ＣＣＨ）またはアップリンク共通チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）／コントロールチャネル（ＣＣＨ）トランスポートブロックビット数等）を表すことができる。したがって、たとえば、（その対応するベースバンドレベル容量プロセッサを介する）特定のベースバンドプロセッサは、接続トークンで量子化され、適宜に管理される特定の無線容量を有する。接続トークンの論理的表現は、無線容量の増減に応じて、接続トークンの数の変化に応じてカウントされる（インクリメントおよびデクリメントされる）単一の値としてメモリ内に実装され得る。たとえば、ＡＣＣＳはそのマスターアクセスプール内に、それが（各サーバーレベル容量プロセッサとクライアントレベル容量プロセッサを介して）その個別のベースバンドレベル容量プロセッサに割り当てる、接続トークンの特定の割り当てを有する。各新しい無線デバイスが各ベースバンドプロセッサに接続されると、その対応するベースバンドレベル容量プロセッサに割り当てられた接続トークンの数が１つデクリメントされる。接続が終了すると、接続はベースバンドプロセッサの対応するベースバンドレベル容量プロセッサに再び解放され、接続トークン数が再インクリメントされる。これは、スマートフォン、タブレット、車両、または固定されているか静止しているＩｏＴアプライアンス（例えば、ガスメーター、水バルブ、パーキングメーター、建物のセキュリティシステム等）等の無線デバイスのタイプに関係なく実行され得る。さらに、アクセスプールは３ＧＰＰで定義されたデバイスカテゴリー（Ｃａｔ０−８、Ｃａｔ  Ｍなど）等の各異なるデバイスカテゴリーについて接続トークンの特定の割り当てを有することができる。代替的には、接続トークンは、デバイスカテゴリー等に関する情報を含むソフトウェアオブジェクトまたはデータオブジェクトとして実装され得る。本明細書で使用されるように、「割り当て」とは、特定のベースバンドレベル容量プロセッサ、クライアントレベル容量プロセッサ、またはサーバーレベル容量プロセッサに割り当てられ、またはこれらに送信され、また保持される、接続トークンの集合を指す。
【００１８】
例示的な動作の下では、各ベースバンドレベル容量プロセッサは、対応するベースバンドプロセッサが現在アクティブに接続されている無線デバイスの数、接続されてはいるが非アクティブ状態である無線デバイスの数、および現在割り当てられている接続トークンの数との経過を追跡する。
【００１９】
ＡＣＣＳの各コンポーネント（ベースバンドレベル容量プロセッサ、クライアントレベル容量プロセッサ、サーバーレベル容量プロセッサ、およびマスターレベル容量プロセッサ）は、「先読み」機能を実行して今度の要求を見込むことができる。その際、各コンポーネントは、システムのそのレベルにとって範囲と時間とが適切なそれ自体のローカル先読み機能を実行する。
【００２０】
さらに、現代の電気通信規格の厳しいレイテンシ要件を満たすために、追加の接続要求に対する応答性と、各先読み機能のタイムホライズンとは、システムの各層によって異なる。換言すると、ベースバンドプロセッサレベルでは、ＵＥ接続要求への応答は即座に行われなければならず、また、接続トークンの任意の追加の割り当ては非常に素早いものでなければならない。反対に、サーバーレベル容量プロセッサレベルとマスターレベル容量プロセッサレベルとの間のトランザクションは、たとえば１５分間隔等、より遅いペースで行われ得る。したがって、サーバーレベル容量プロセッサレベルとマスターレベル容量プロセッサレベルとでは、予測の精度が非常に重要であるが、レイテンシは最重要事項ではない。
【００２１】
現在および／または見込まれる接続要求を考慮すると、各クライアントレベル容量プロセッサは、その対応するサーバーレベル容量プロセッサに追加の接続トークンの形で追加の無線容量を割り当て要求することができる。そして、サーバーレベル容量プロセッサはこの要求に応答し、サーバーレベル容量プロセッサ内に実装されたロジック（それ自体の割り当てとその構成されたポリシールールとのステータスを含む）に応じて、そのアクティブな接続のアクセスプールから追加の接続トークンを割り当てることができる。その際、サーバーレベル容量プロセッサは、追加の割り当て要求に応じて、（１）完全な割り当て要求の許可、（２）部分的な割り当て要求の許可、または（３）割り当て要求の拒否、のいずれかの動作を行い得る。すべての場合において、サーバーレベル容量プロセッサはデバイス接続を説明およびレポートし、使用状況の分析を促進する。そして、クライアントレベル容量プロセッサは、それ自体のアクティブな接続アクセスプールと、そのベースバンドレベル容量プロセッサのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てとの間でその割り当てのバランスを取り、それ自体の先読み機能を実行して将来の要求を見込む。
【００２２】
指定された間隔で、かつ変動する接続条件に基づいて、各クライアントレベル容量プロセッサはそのサーバーレベル容量プロセッサから追加のアクティブな接続の割り当てを要求し得る。同様に、経時的に、各クライアントレベル容量プロセッサはまた、そのアクティブな接続予約からアクティブな接続トークンを解放し、それによってその対応するサーバーレベル容量プロセッサのアクティブな接続アクセスプールに接続トークンを返す。このプロセスを通じて、サーバーレベル容量プロセッサは、そのアクティブな接続アクセスプールからそれが割り当てたそのクライアントレベル容量プロセッサのそれぞれに許可された接続トークン数、ならびに、その接続アクセスプールの容量を超える接続トークンへの未解決要求を説明する。
【００２３】
マスターレベル容量プロセッサは、（クライアントレベル容量プロセッサとサーバーレベル容量プロセッサとから上方にレポートされたデータ、ならびにそれ自体の内部先読み機能に基づく）無線ネットワーク全体の現在および将来の要求のその認識、ならびにマスターレベル容量プロセッサ内に構成されたポリシーに基づき、接続トークンの割り当てを調整する。さらに、マスターレベル容量プロセッサは、そのクライアントレベル容量プロセッサに（その対応するサーバーレベル容量プロセッサを介して）、特定の無線デバイスへの低優先度のアクティブな接続を選択的に終了するよう指示することができる。
【００２４】
マスターレベル容量プロセッサは、そのサーバーレベル容量プロセッサのアクティブな接続アクセスプールに関連付けられた多くの物理的な拠点にわたる実際の最大同時接続を経時的に測定し、また、各サーバーレベル容量プロセッサに必要な調整を特定して、経時的に変化する（上昇または下降する）実際の使用量に対応する。各サーバーレベル容量プロセッサは、その関連付けられたクライアントレベル容量プロセッサからそれが受信するレポートに基づいて、同様の分析を実行し得る。したがって、サーバーレベル容量プロセッサとクライアントレベル容量プロセッサとはそれぞれ、接続トークンがどのように要求され、また許可されるかを最適化する適応特性を有することができる。
【００２５】
さらに、クライアントレベル容量プロセッサとサーバーレベル容量プロセッサとによって実装されるレポート機構であって、それによりそれぞれがそのアクティビティと、要求がその割り当てを超えたイベントとを上方にレポートするレポート機構を通して、マスターレベル容量プロセッサは無線ネットワーク全体の接続トークンの過不足に関する履歴データを保持する。これを考慮すると、ここで開示されるＡＣＣＳはネットワークオペレータ用の新しいビネスモデルを可能にする技術的解決策であり、それによりネットワークオペレータは基盤プロバイダーまたは中立ホストから必要な容量のみを購入する。要求が増加または減少するにつれ、ネットワークオペレータは追加の接続トークンを取得するオプションを有する。さらに、ネットワーク基盤プロバイダーと中立ホストとは、要求に応じてそれらの展開されたネットワークを拡大することができ、非常にまれにしか発生しない最大需要を満たすように設計された過剰に設計された無線基地局の展開に起因する「ストランデッドキャパシティ」の問題を軽減する。
【００２６】
ＡＣＣＳは柔軟なポリシー定義されたアクセス強制を支援し、それにより新たな接続が特定の割り当てを超えた場合にさまざまなポリシーと動作とがプログラムに基づいて適用され得る。例えば、追加の接続への請求等のイベント後の行動を容易にするために、過剰な接続をもたらす接続が拒否され、または許可されて説明され得る。１つの分散無線システム内に存在するさまざまなプールに、さまざまな強制動作が指定されることが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、分散無線ネットワークへと統合された例示的な適応接続制御システム（ＡＣＣＳ）１００を示す。無線システムは複数の無線基地局１１０を含み、そのそれぞれは複数の分散アンテナシステム（ＤＡＳ）１２０に結合され、それにより各ＤＡＳ１２０はフロントホールネットワーク１２１を介して無線基地局１１０と通信するマスターユニット１２５を有することができる。各マスターユニット１２５は分配ネットワーク１２３を介して複数の遠隔ユニット１２７に接続され得る。各遠隔ユニット１２７は、１つ以上のＲＦケーブルを介して少なくとも１つのアンテナ１２８に接続される無線トランシーバを含むことができ、それを介して当該無線トランシーバは範囲内無線デバイス１６０と通信することができる。範囲内無線デバイス１６０には、複数のアクティブな無線デバイス１６１と、別個の複数の非アクティブな無線デバイス１６５と、複数の本無線デバイス１６６とがある。
【００２８】
各無線基地局１１０は、インターフェース１１５を介して複数のＤＡＳマスターユニット１２５に結合された複数のベースバンドプロセッサ１１２を有する。インターフェース１１５は、コモン・パブリック・ラジオ・インタ−フェース（ＣＰＲＩ）、またはアップリンクとダウンリンクとの両方についてのデジタルベースバンド信号の通信用のインターネットプロトコル（ＩＰ）等のパケット化されたデジタルプロトコルを採用することができる。例示的な実施形態では、各無線基地局１１０はＬＴＥのｅＮｏｄｅＢであり、複数のベースバンドプロセッサ１１２のそれぞれは、個々の帯域について、４つのプロトコルスタック層（ＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、およびＰＤＣＰ）を実装する。ベースバンドプロセッサ１１２は、専用の組み込みハードウェアで実装されることができ、または仮想ベースバンドプロセッサとしてソフトウェアで実装されてもよいことが理解されるであろう。無線基地局１１０は、ＩＰネットワーク１４５内に無線プロバイダー地上ネットワーク１４７と通信するバックホールバス１３４をさらに含む。例示的なＬＴＥ実装では、バックホールバス１３４はＳ１インターフェースである。
【００２９】
アンテナ１２８から無線基地局１１０を通る無線ネットワークの要素は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０５と総称され得る。
【００３０】
ＲＡＮ１０５の典型的な動作は次のとおりである。
【００３１】
＜アップリンク＞
１つ以上のアンテナ１２８が、特定のアクティブな無線デバイス１６１からＲＦ電磁信号を受信する。遠隔ユニット１２７は、アンテナの範囲内のＲＦ環境全体とともに、アンテナ１２８からの信号を受信する。遠隔ユニット１２７は、以下の機能を実行する。まず、遠隔ユニット１２７はさらなる処理のために受信したＲＦ信号全体を増幅し、次に、遠隔ユニット１２７はＲＦ信号を光信号に変調し、光ファイバ分配バス１２３を介して送信する。ＤＡＳマスターユニット１２５は、光ファイバ分配バス１２３回線を介して送信されるＲＦ変調光信号を受信し、光信号を復調して異なるＲＦコンポーネント信号帯域を抽出および分離し、ＲＦコンポーネント信号帯域のそれぞれにデジタル減衰を適用し、ＲＦコンポーネント信号帯域のそれぞれを個別に増幅し、ＲＦコンポーネント信号帯域のそれぞれについてダウンコンバージョンを実行して、それらをアナログベースバンド信号へ変換し、アナログベースバンド信号のそれぞれをデジタル化し、次に、デジタル化されたベースバンド信号をインターネットプロトコル（ＩＰ）等のパケットベースのプロトコルを介した送信用にパケット化するか、またはコモン・パブリック・ラジオ・インターフェース（ＣＰＲＩ）プロトコルに従った送信用にデータをシリアル化する。他のタイプの送信が可能であり、本発明の範囲内であることが理解されるであろう。次に、ＤＡＳマスターユニット１２５は、デジタル化されたベースバンド信号をフロントホールネットワーク１２１を介して無線基地局１１０に送信する。フロントホールネットワーク１２１は、イーサネットケーブル、光ファイバ回線、または無線伝送媒体を使用して実装され得る。
【００３２】
無線基地局１１０はアップリンクデジタルベースバンド信号を受信し、帯域固有のデータをその対応するベースバンドプロセッサ１１２に送信する。前述のように、各ベースバンドプロセッサ１１２は、４つのＬＴＥプロトコルスタック層（ＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ）を実装することにより、各帯域についてのデジタル化ベースバンド信号を処理してユーザーデータと制御データとを生成する。次に無線基地局１１０は、得られたユーザーデータと制御データとを無線プロバイダー地上ネットワーク１４７内の発展型パケットコア（ＥＰＣ）（図示せず）に送信する。
【００３３】
＜ダウンリンク＞
これはアップリンクの逆方向のものに似ているが、いくつかの違いを有する。最初に、ＬＴＥは、アップリンクとダウンリンクとの間の変調および処理における違いを特定する。これは、ＬＴＥ実装の知識がある者に理解されよう。二番目に、マスターユニット１２５と遠隔ユニット１２７とはダウンリンク信号を別々に処理する。例えば、マスターユニット１２５は、（各ベースバンドプロセッサからの）帯域固有のＲＦ信号のそれぞれを単一のＲＦ信号へと合成し、それを光ファイバによって遠隔ユニット１２７に送信する。さらに、遠隔ユニット１２７は光信号をＲＦに変換し、合成されたＲＦ信号を増幅してそれに接続された各アンテナ１２８に電力を供給する。これらの違いが開示された発明の特性を変えるものではないこと、また、これらの違いをさらに詳述する必要がないことは容易に理解されるであろう。
【００３４】
これらのプロセスを通じて、ＲＡＮ１０５が数千のモバイルデバイスに接続され得る。これらの接続は、アクティブな無線デバイス１６１はＬＴＥ  ＲＲＣ接続状態にあり、ユーザープレーン情報を送信および／または受信している形式、非アクティブな無線デバイス１６５はＬＴＥ  ＲＲＣ接続状態にあるが、現在ユーザープレーン情報を送信または受信していない形式、本無線デバイス１６６はＬＴＥ  ＲＲＣアイドル状態にあり、カバレッジエリア内に位置しているが、現在無線基地局１１０に接続されていない形式、の３つの形式のいずれかをとる。
【００３５】
例示的な無線システムは、ＤＡＳベースのＲＡＮで説明したが、ＡＣＣＳ１００が、様々な無線システムであって、１つ以上の無線基地局１１０が従来の無線遠隔ユニットを介して１つ以上のセルラーマクロアンテナに直接結合される変更を含む無線システムのいずれかに統合されることができること、また、ＡＣＣＳ１００が、ＤＡＳサブシステム、マクロセル基地局、スモールセル基地局、および／または任意の追加の無線通信テクノロジーの組み合わせを含むことができることは容易に理解されるであろう。
【００３６】
図１に戻ると、ＡＣＣＳ１００は、様々なレベルで無線システムに統合されるコンポーネント：各ベースバンドプロセッサ１１２に結合されたベースバンドレベル容量プロセッサ；特定の無線基地局１１０内の各ベースバンドレベル容量プロセッサに結合されたクライアントレベル容量プロセッサ１３０；そのそれぞれが別個の複数のクライアントレベル容量プロセッサ１３０に結合された、複数のサーバーレベル容量プロセッサ１４０；複数のサーバーレベル容量プロセッサ１４０のそれぞれに結合されたマスターレベル容量プロセッサ１５０を含む。
【００３７】
各無線基地局１１０は、クライアントレベル容量プロセッサ（ＡＣＣＳクライアント）１３０を含む。先に述べたように、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は各ベースバンドプロセッサ１１２内のベースバンドレベル容量プロセッサと対話して無線容量の使用状況を追跡し、また、サーバーレベル容量プロセッサ１４０と対話する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０の機能は、以下でさらに詳細に説明される。図示されたように、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、接続１３３を介してサーバーレベル容量プロセッサ１４０に接続される。
【００３８】
無線システム１００の要素は、以下により詳細に説明される。
【００３９】
＜ベースバンドレベル容量プロセッサ＞
図２Ａは、無線基地局１１０内のさらなる詳細を示す。図示されるように、各ベースバンドプロセッサ１１２は、プロトコルスタックの実装２１０を有し、これは無線基地局１１０によって使用されるＬＴＥ帯域の中の個々の帯域用の４つのプロトコルスタック層（ＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、およびＰＤＣＰ）を実装するソフトウェアのインスタンス化であり得る。この場合、プロトコルスタック２１０用のソフトウェアは、無線基地局１１０内の機械可読メモリ内で命令として符号化され、その中のハードウェア上で実行され得る。ベースバンドプロセッサ１１２は、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００をさらに備える。ベースバンドレベル容量プロセッサ２００は、接続測定モジュール２１５、構成およびポリシーモジュール２２０、接続制御モジュール２２５、および先読みモジュール２３０の４つのソフトウェアモジュールを有する。ベースバンドレベル容量プロセッサ２００は、ＡＰＩ２０５を介してクライアントレベル容量プロセッサ１３０と通信する。
【００４０】
接続測定モジュール２１５は、命令を実行して範囲内無線デバイス１６０の中のアクティブな無線デバイス１６１と非アクティブな無線デバイス１６５との数を決定する。範囲内無線デバイス１６０は、任意の時点で様々な通信状態にあり得る。例えば、これらのデバイスのいくつかはアイドル状態または非アクティブ状態であることができ、いくつかはアクティブに情報を送信していることができ、当該送信の特性は情報の量または送信速度等の観点から対称または非対称であることができる。接続測定モジュール２１５は、無線通信デバイスがアクティブに接続されているか否かに関係なく、ネットワーク上の容量を「使用」している無線通信デバイスと、そうでない無線通信デバイスとを区別する。これを行うため、接続測定モジュール２１５は無線基地局１１０によって取り扱われる範囲内無線デバイス１６０のそれぞれの通信状態を識別する。
【００４１】
以下は例示的なロジックであり、これにより接続測定モジュール２１５が各ベースバンドプロセッサ１１２内で表される各デバイスベアラについての無線リソース制御（ＲＲＣ）状態と拡張無線アクセスベアラ（Ｅ−ＲＡＢ）状態とを取得する。ＲＲＣおよびＥ−ＲＡＢパラメータは３ＧＰＰ  ＫＰＩであり、識別可能であり、ベースバンドプロセッサ１１２を作動させる無線基地局１１０が利用可能である。Ｅ−ＲＡＢパラメータを使用して、接続測定モジュール２１５が命令を実行して、Ｔｘ／Ｒｘバッファ状態および／または各対応するデバイスベアラについてのタイマー状態を得る。この情報を使用して、接続測定モジュール２１５が次のロジックを使用して特定のデバイスベアラをアクティブまたは非アクティブであるとして識別する。
【００４２】
３ＧＰＰ  ＴＳ３２．４２５ごとのアクティブなＥ−ＲＡＢは、次のように定義され得る。
―ＤＬまたはＵＬ内にキューに入れられたユーザーデータがある場合、バーストフローを有するＥ−ＲＡＢは活動状態とみなされる。
・本明細書で使用されるように、「バーストフロー」とは、非ＧＢＲ（保証ビットレート）ＱＣＩを有するＥ−ＲＡＢを意味する。
―連続フローを有するＥ−ＲＡＢは常に活動状態とみなされる。
・本明細書で使用されるように、「連続フロー」とは、ＧＢＲ  ＱＣＩを有するＥ−ＲＡＢを意味する。
【００４３】
【表１−１】
2020511099.tif 000003
【表１−２】
2020511099.tif 000004
【００４４】
接続測定モジュール２１５は、それに割り当てられたメモリ範囲を有し、これを用いてアクティブな無線デバイス１６１と非アクティブな無線デバイス１６５とのそれぞれの状態に対応するデータのテーブルを、接続のタイプに関するアクティブなデバイスと非アクティブなデバイスとに対応する追加情報とともに、登録する。
【００４５】
図２Ｂは、本開示による上記の論理テーブルを実装する際に接続測定モジュール２１５によって実行される例示的なプロセス２５０を示す。ステップ２５２で、接続測定モジュール２１５は命令を実行して、各範囲内無線デバイス１６０についてのＲＲＣ状態とＥ−ＲＡＢ状態とを抽出する。この情報を使って、接続測定モジュール２１５は各範囲内無線デバイス１６０についてプロセス２５０の残りのステップを実行する。
【００４６】
ステップ２５２およびステップ２５４で、接続測定モジュール２１５は、問題の無線デバイスのＲＲＣ状態を調査する。ＲＲＣ状態がアイドル状態の場合は、その無線デバイスへの接続は無いこととなる。状態が接続状態の場合、プロセス２５０はステップ２５６に進み、ここで接続測定モジュール２１５は無線デバイスのＥ−ＲＡＢパラメータの状態を調査する。状態が保証ビットレートＱｏＳクラス識別子（ＧＢＲ  ＱＣＩ）を示す場合、接続測定モジュール２１５は、このデバイスがアクティブな接続を有する（すなわち、アクティブな無線デバイス１６１）と分類する。しかしながら、Ｅ−ＲＡＢ状態が非保証ビットレートＱＣＩを示す場合はデバイスがアクティブな接続を有する可能性があるが、追加情報が必要である。この場合、プロセス２５０はステップ２５８に進む。
【００４７】
ステップ２５８で、接続測定モジュール２１５は命令を実行して、プロトコルスタック２１０のＰＤＣＰ、ＲＬＣ、またはＭＡＣサブ層内のこのデバイスについてバッファリングされたダウンリンクデータがあるか決定をする。ダウンリンクデータがあれば、デバイスはアクティブな無線デバイス１６１として識別される。ダウンリンクデータが無い場合、プロセス２５０はステップ２６０に進み、ここで接続測定モジュール２１５はプロトコルスタック２１０が特定の無線デバイスからＧＢＲ  ＱＣＩを有しないＥーＲＡＢ用の任意の論理チャネルについて非ゼロのバッファステータスを受信したかを決定する。非ゼロのバッファステータスを受信した場合、デバイスはアクティブな無線デバイス１６１として識別される。非ゼロのバッファステータスを受信していない場合、プロセス２５０はステップ２６２に進み、ここで接続測定モジュール２１５は特定の無線デバイスについてＲＬＣリオーダリングタイマー（ｔ−リオーダリング。３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３２２を参照）が作動しているかを決定する。作動している場合、デバイスはアクティブな無線デバイス１６１として識別される。作動していない場合、プロセス２５０はステップ２６４に進む。
【００４８】
ステップ２６４で、接続測定モジュール２１５は命令を実行して、制御プレーンＣＩｏＴ  ＥＰＳ（セルラーＩｏＴの発展型パケットシステム）最適化が特定の無線デバイスに関連して使用されているかを決定する。これは、特定の無線デバイスがユーザーデータ無線ベアラの代わりにシグナリング無線ベアラを使用してデータを送信しているＩｏＴ  ＵＥであるかをテストするために行う。このメカニズムは、たまの小さなデータパケットを送受信するＩｏＴデバイスによって使用され得る。しかしながら、この情報だけでは不十分であるため、プロセス２５０は特定の無線デバイスがそのシグナリング無線ベアラ（ＥＲＢ）のいずれかにおいて任意の保留中のデータを有するかをまた決定するさらなるステップ（ステップ２６６）を含む。これらの条件の両方が真である場合、特定の無線デバイスはアクティブな無線デバイス１６１であるＩｏＴデバイスである。
【００４９】
ステップ２５８〜ステップ２６６の論理条件のいずれも真でない場合、特定の無線デバイスは、非アクティブな接続を有する（すなわち、非アクティブな無線デバイス１６５）と識別される。特定の無線デバイスが「接続」されている（ＲＲＣが接続状態にある）場合でも、測定時に、それは無線ネットワーク１００のリソースを消費していない。
【００５０】
ステップ２５６に戻ると、特定の範囲内無線デバイス１６０についてのＥ−ＲＡＢ状態が、確立されたＥ−ＲＡＢが存在しないようなものである場合、プロセス２５０はステップ２６８に進み、ここで接続測定モジュール２１５がステップ２６４と同様の命令を実行する。しかしながら、特定の無線デバイスが確立されたＥ−ＲＡＢを有しないが、ＣＩｏＴ  ＥＰＳ最適化が使用されている場合、および（ステップ２７０において）シグナリング無線ベアラ（ＥＲＢ）のいずれかにおいて保留中のデータがある場合は、デバイスがＩｏＴアクティブな無線デバイス１６１であるという点で、論理結果は異なる。そうでない場合、デバイスはＩｏＴ非アクティブな無線デバイス１６５である。
【００５１】
したがって、プロセス２５０を介して、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００は、単にＲＲＣとＥ−ＲＡＢ  ＫＰＩとに依存する場合に可能である場合よりも、いくつのデバイスが（アクティブな接続を使用して）無線ネットワーク上の容量を占有しているかについて一層実質的な認識を得ることができる。さらに、接続測定モジュール２１５はまたネットワークリソースを非常にまれに、かつ少ないデータ量で使用するデバイスも考慮に入れる。これは、任意の時点での特定のベースバンドプロセッサ１１２によるネットワークリソースの実際の使用状況のより包括的な認識を図る。
【００５２】
ステップ２５８、ステップ２６０、ステップ２６２でテストされた条件はＯＲ条件であり（ステップ２６４とステップ２６６とのＡＮＤ組み合わせと、さらに論理和をとられる）、ステップ２５８〜ステップ２６２の特定の順序はプロセス２５０の機能から逸脱することなく再配置され得ることが認識されるだろう。
【００５３】
また、ＲＲＣ状態とＥ−ＲＡＢ状態とは各無線デバイスに対応する既存の３ＧＰＰ  ＫＰＩであり、また、この情報は標準を実装するとすぐに利用可能であるが、これはステップ２５８、２６０、２６２、２６４、２６６、２６８、および２７０の各ステップで必要な特定の情報のすべてに当てはまるわけではない。この情報は、この情報がＡＰＩ２０５または同様のソフトウェア実装メカニズムに視認されてこの情報を抽出し、またバッファリングすることができるよう、プロトコルスタック２１０を拡張してコードを「取り付ける」ことによって得られる必要があり、その結果それが接続測定モジュール２１５の実行ソフトウェアにアクセスできる。
【００５４】
接続測定モジュール２１５は、そのアクティブな無線デバイス１６１と非アクティブな無線デバイス１６５とのそれぞれについての接続のタイプを決定するようさらに構成され得る。一般的に、異なる機能と目的を有する幅広い種類の無線通信装置がある。一般的なタイプには、携帯電話、スマートフォン、およびタブレットが含まれる。非常に様々な特性としては、速度とスループット、モビリティ操作または固定操作、ＷｉＦｉおよびＬＴＥ等の無線インターフェース等が含まれる。デバイスタイプの区別立ての一例は、デバイスカテゴリー（ＬＴＥデバイスカテゴリー等）を使用することである。特に、モノのインターネット（ＩｏＴ）の出現と期待される成長とにより、多様性はさらに顕著になり、また幅広いＩｏＴユースケースに対処する新しいデバイスのカテゴリーが導入されている。様々な無線通信デバイスカテゴリーのそれぞれは、無線通信システムに異なる使用負荷をかける。デバイスカテゴリーを識別し、デバイスが無線通信システムに課す要求のタイプを予測することにより、接続測定モジュール２１５は、管理者が定義したポリシールール（以下に説明する構成およびポリシーモジュール２２０に格納されるもの）を適用して、ネットワークに同時にアクセスしているさまざまなデバイスカテゴリーまたはカテゴリーの組み合わせへの接続要求を取り扱うことができる。
【００５５】
たとえば、次の表は、ＬＴＥデバイスカテゴリーとそれらのサポートされる最大データレートの簡単な図を示す。（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｋｅｙｗｏｒｄｓ−ａｃｒｏｎｙｍｓ／１６１２−ｕｅ−ｃａｔｅｇｏｒｙ）
【００５６】
【表２−１】
2020511099.tif 000005
【表２−２】
2020511099.tif 000006
【表２−３】
2020511099.tif 000007
【００５７】
ＵＥ−Ｃａｔｅｇｏｒｙフィールド（３６．３０６表４．１−２）によって設定されたアップリンク物理層パラメータ値は以下である。
【００５８】
【表３】
2020511099.tif 000008
【００５９】
上記のデバイスカテゴリーに加えて、ＡＣＣＳ１００はＬＴＥ狭帯域（ＮＢ）およびＣａｔ−Ｍ  ＩｏＴデバイスにも対応できる。
【００６０】
接続測定モジュール２１５は、以下のように、アクティブな無線デバイス１６１と非アクティブな無線デバイス１６５とのそれぞれに対応するデータを格納することができる。アクティブな無線デバイス１６１については、接続測定モジュール２１５は、デバイス識別子と、デバイスカテゴリー（Ｃａｔ０−１２、Ｃａｔ−Ｍ、またはＮＢ）と、デバイスの各ベアラの状態（例えば、「バースト」状態または「連続」状態）とを格納できる。
【００６１】
接続測定モジュール２１５の別の機能は、ＡＰＩ２０５を介してクライアントレベル容量プロセッサ１３０にステータスをレポートすることである。接続測定モジュール２１５は、定期的に（たとえば、測定期間ごとに１回）および／またはクライアントレベル容量プロセッサ１３０からの要求に応じて、ＡＰＩ２０５を介してレポートすることができる。レポートは、最新の測定時点における以下の情報：アクティブな無線デバイス１６１の数およびそれぞれのデバイスカテゴリー、ならびに非アクティブな無線デバイス１６５の数とそれぞれのデバイスカテゴリー、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００によって許可された範囲内無線デバイス１６０からの接続要求の数、およびベースバンドレベル容量プロセッサ２００によって拒否された範囲内無線デバイス１６０からの接続要求の数、を含むことができる。後者の２つの数値は、前回のレポートインスタンス以降の数値であってもよい。
【００６２】
プロセス２５０の各繰返しにおいて接続測定モジュール２１５は、インスタンスであって、アクティブな無線デバイス１６１として前回識別された特定のデバイスが非アクティブな接続を現在有し、したがって非アクティブな無線デバイス１６５であるインスタンス、またその反対のインスタンスを追跡することができる。アクティブ状態から非アクティブ状態への遷移を識別する場合、接続測定モジュール２１５は構成およびポリシーモジュール２２０に格納されたベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てにおける接続トークンの数をインクリメントし、アクティブな接続が利用可能になったことを示すことができる。逆に、特定のデバイスが非アクティブ状態からアクティブ状態へと遷移した場合（すなわち、非アクティブな無線デバイス１６５からアクティブな無線デバイス１６１へと遷移した場合）、接続測定モジュール２１５は、ベースバンドレベルのアクティブな割り当てにおける接続トークンの数をデクリメントすることができる。こうすることにより、ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てにおける接続トークンの数が定期的にリフレッシュされ、また更新される。
【００６３】
構成およびポリシーモジュール２２０は、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００の現在の接続トークンの割り当て（すなわち、そのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当て）に関連するデータと、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００が、その現在の接続トークンの割り当て（すなわち、「ハード制限」対「ソフト制限」）を超えることが許可されているかを示すフラグと、接続の数に対応する値であって、これによりベースバンドレベル容量プロセッサ２００がソフト制限（本明細書ではそのオーバーフロー制限と呼ぶ）がある場合にその割り当てを超えることができる値と、を格納する機械可読メモリを備える。一例では、構成およびポリシーモジュール２２０は、接続測定モジュール２１５と、接続制御モジュール２２５と、読出し書込みアクセス用ＡＰＩ２０５とによってアクセス可能な共有メモリとして実装されてもよい。
【００６４】
接続制御モジュール２２５は、次の機能を実行する。接続制御モジュール２２５は、無線基地局１１０への接続を求める様々な範囲内無線デバイス１６０からの接続要求を受信する。接続制御モジュール２２５は、接続測定モジュール２２０からアクティブな無線デバイス１６１の現在の数を取得する。接続制御モジュール２２５は、構成およびポリシーモジュール２２０から利用可能な接続トークンの数（すなわち、そのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当て）を取得する。接続制御モジュール２２５は、現在の接続要求の数と、利用可能な接続トークンの現在の数とを比較する。そして接続制御モジュール２２５は、比較の結果に基づいて接続要求を許可または拒否する。接続要求の数が利用可能な接続トークンの数を超える場合、次に接続制御モジュール２２５は構成およびポリシーモジュール２２０をポーリングして、接続制御モジュール２２５がその利用可能な接続トークンの割り当て（ハード制限またはソフト制限）と、オーバーフロー制限（ソフト制限の場合）とを超えることが許可されているかを決定し、それに応じて要求を許可または拒否する。さらに、接続制御モジュール２２５は、接続測定モジュール２１５によって決定されたデバイスカテゴリーに基づいて、接続の許可または拒否を判別することができる。
【００６５】
接続制御モジュール２２５は、定期的に、または要求に応じて、ＡＰＩ２０５を介して次の情報：アクティブな無線デバイス１６１の数およびそれぞれのデバイスカテゴリー；非アクティブな無線デバイス１６５の数およびそれぞれのデバイスカテゴリー；許可された範囲内無線デバイス１６０からの接続要求の数およびそのデバイスカテゴリー；拒否された範囲内無線デバイス１６０からの接続要求の数およびそれらのデバイスカテゴリー、をクライアントレベル容量プロセッサ１３０にレポートすることができる。レポートは、前回のレポート以降の統合された数値であってもよい。
【００６６】
ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、以下の機能を実行する。ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、接続測定モジュール２１５によって実行されるプロセス２５０の各最新の繰返しの結果をタイムスタンプとともに格納して、無線デバイスのベースバンドプロセッサ１１２へのアクティブな接続と非アクティブな接続との履歴を構築する。ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、機械学習アルゴリズムを実装して、要求の高低のパターンを識別する。ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、（格納された履歴データを使用して）最新の使用パターンを推定して、近い将来の接続要求を計算し、また特に、構成およびポリシーモジュール２３０に格納されている現在のアクティブな接続の割り当てが推定された要求を満たすのに十分かを計算する。ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、スライディングタイムウィンドウ方式でこれを実行できる。本明細書で開示される機械学習実装のすべての例について、様々なアルゴリズムを採用することができること、また、当業者が必要とされるアルゴリズムのタイプおよび本開示の文脈においてどのようにそれを実装するかについて特定できることが理解されるであろう。
【００６７】
ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、不揮発性の機械可読メモリから発生し、上記の機能を実行する命令で符号化されたメモリのセクタを備えることができる。特に、ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０は、機械学習アルゴリズムを実行する命令と、接続測定モジュール２１５によって実行されたプロセス２５０の前回の繰返しの履歴データをバッファリング／格納する揮発性および／または不揮発性メモリのセクタとを含むことができる。
【００６８】
図３Ａは、システム開始時に各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００とクライアントレベル容量プロセッサ１３０とによって実行される例示的なベースバンド初期化プロセス３００を示す。ステップ３０２では、ベースバンドプロセッサ１１２を実行する１または複数のプロセッサが、図２Ａに示されるベースバンドプロセッサ１１２のモジュール２００、２１０、２１５、２２０、および２２５のそれぞれを起動し、生成および初期化する。ステップ３０４では、構成およびポリシーモジュール２２０が命令を実行してクライアントレベル容量プロセッサ１３０からのその割り当てを要求する。この点においてクライアントレベル容量プロセッサ１３０が命令を実行して、サーバーレベル容量プロセッサ１４０によってそれに送信される構成データ取得する。当該構成データは、所定のベースバンドレベル容量プロセッサ２００についての所定のベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを含むことができる。
【００６９】
ステップ３０６では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０がそれ自体のクライアント先読み機能を実行して、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００について指定されたベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てが十分であるかを決定する。十分でない場合、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は命令を実行して、それ自体の接続予約１３２から、指定されたベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを補完することができる。さらに、ステップ３０８では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０が命令をさらに実行してサーバーレベル容量プロセッサ１４０からの追加の割り当てを要求することができ、また、サーバーレベル容量プロセッサ１４０はステップ３１０で要求に応答することができる。別の変形例では、ＡＣＣＳ全体の起動プロセスのシーケンスに応じて、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００について指定されたベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを有するサーバーレベル容量プロセッサ１４０によって事前に構成されない場合がある。この場合、構成およびポリシーモジュール２３０が起動し、ステップ３０４でクライアントレベル容量プロセッサ１３０からそのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを要求するとき、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、そのメモリに格納されたそれについての指定されたベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを有さなくともよい。この場合、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、割り当て要求をサーバーレベル容量プロセッサ１４０に中継する必要がある。いずれにしても、サーバーレベル容量プロセッサはステップ３１０で要求に応答する。
【００７０】
ステップ３１２では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０が接続トークンの割り当て（ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当て）をベースバンドレベル容量プロセッサ２００内の構成およびポリシーモジュール２２０に送信する。これはまた、割り当て制限がハード制限またはソフト制限であるかについて、またソフト制限である場合はオーバーフロー制限の値について等の構成およびポリシー設定も含むことができる。
【００７１】
図３Ｂは例示的なプロセス３２０であって、これにより接続制御モジュール２２５がＵＥ接続要求に応答することができるプロセスを示す。ステップ３２２では、接続制御モジュール２２５がＵＥから接続要求を受信する。これは、ＬＴＥ規格に従って、または他の通信技術を介して実行され得る。ステップ３２４では、接続制御モジュール２２５が接続測定モジュール２１５を呼び出してプロセス２５０を実行して、アクティブな接続の数、非アクティブな接続の数、およびそのそれぞれのデバイスカテゴリーを決定する。ステップ３２６では、接続制御モジュール２２５は次に、プロセス２５０のデータプロダクト（例えば、アクティブな無線デバイス１６１の数、非アクティブな無線デバイス１６５の数、ならびにそれぞれのデバイスカテゴリー）を取得し、構成およびポリシーモジュール２２０内に格納された割り当てに対応する接続トークンの数を取得することができる。ＵＥ要求に応答してプロセス２５０を作動させることには、デバイス接続の現在の状態を更新（またはリフレッシュ）し、また構成およびポリシーモジュール２２０内に格納された割り当てにおける接続トークンの現在のカウントを更新するという効果がある。これを行うと、利用可能な接続トークンの数が、ベースバンドプロセッサ１１２の現在の容量使用量と、その制限を超えるまでにさらに何個の接続が確立され得るかということとを正確に反映する。
【００７２】
この情報が与えられると、ステップ３２８では、接続制御モジュール２２５が命令を実行して接続要求の許可が接続トークンの現在の数（またはベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当て）によって決定される制限を超えるかについて決定する。これは、割り当てにおいて少なくとも１つの接続トークンが残っているかを決定する単純なものであってもよく、または、要求元デバイスのデバイスカテゴリーを決定し、これをデバイスカテゴリー別に接続優先順位をリストする構成およびポリシーモジュール２２０内に格納されたルックアップテーブルと比較することを含んでもよい。割り当てにおいて利用可能な接続トークンがある場合、接続制御モジュール２２５は、ステップ３２８の「ノー」ブランチを介して、接続制御モジュール２２５が接続要求を許可するステップ３３０に進み、ステップ３３２で、割り当てにおける接続トークンの数をデクリメントする。
【００７３】
しかしながら、ベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てにおける接続トークンがもう無い場合は、接続制御モジュール２２５は次にステップ３３４に進んで構成およびポリシーモジュール２２０を照会して、これがハード制限またはソフト制限であるかを決定することができる。ハード制限である場合、接続制御モジュール２２５は現在の制限を超えず、それが接続要求を拒否するステップ３３８へと進む。代替的には、制限がソフト制限である場合は、接続制御モジュール２２５はそのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを超えることが事前に許可され、ステップ３３６に進み、ここで現在のＵＥ接続要求を許可することがそのオーバーフロー制限を超える接続制御モジュール２２５を生じることになるかについて決定する。その場合は、接続制御モジュール２２５は接続要求を拒否するステップ３３８に進む。または、接続要求を許可することがオーバーフロー制限を超えない場合は、接続制御モジュール２２５は次に上記のようにステップ３３０および３３２へと進む。
【００７４】
ステップ３３９では、接続制御モジュール２２５は命令を実行してそのステータスを更新し、また、そのステータスをトランザクションレポートの形式でクライアントレベル容量プロセッサ１３０に送信することができる。代替的には、接続制御モジュール２２５は、プロセス３２０の各繰返しについてのトランザクション記録を格納することができ、また、蓄積された繰返しの統計を定期的にクライアントレベル容量プロセッサ１３０にレポートすることができる。
【００７５】
図３Ｃは、接続制御モジュール２２５によって実行される定期的な更新プロセス３４０を示す。このプロセスはＵＥ要求に応答して行われず、また、所定の間隔、例えば１５分ごとに実行され得る。追加的または代替的に、接続制御モジュール２２５はクライアントレベル容量プロセッサ１３０からのコマンドに応答してプロセス３４０を実行することができる。
【００７６】
ステップ３４２では、接続制御モジュール２２５が接続測定モジュール２１５を呼び出してプロセス２５０を実行し、またステップ３４４では、それが同一のモジュールを呼び出して可用性をチェックする。ステップ３４２および３４４は、プロセス３２０のステップ３２４およびステップ３２６と同様の方法で行われてもよく、これはＵＥ接続要求に応じて行われる。
【００７７】
ステップ３４６では、ベースバンドプロセッサ先読みモジュール２３０が、上述のように、命令を実行して近い将来の今度の接続要求を推定する。特に、先読みモジュール２３０がプロセス３４０の実行時とプロセス３４０の次の後続する繰返しとの間に接続要求がベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを超える確率の推定値を提供する。
【００７８】
ステップ３４８では、接続制御モジュール２２５が命令を実行して、ステップ３４２〜ステップ３４６の結果を取得し、推定接続要求を構成およびポリシーモジュール２２０に格納されたベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てと比較する。要求が割り当てを超えると推定される場合、プロセス３４０はステップ３５０に進み、ここで接続制御モジュール２２５が（ステップ３４２〜ステップ３４６の結果から）予想される要求を満たすのに必要な追加の接続トークンの数を計算し、また、ステップ３５２で、クライアントレベル容量プロセッサ１３０からの接続トークンの追加の割り当てを要求する。
【００７９】
代替的には、推定要求がベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを超えない場合は、プロセス３４０はステップ３５４に進み、ここで接続制御モジュール２２５がベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てが余剰の接続トークンを有するかを決定する。構成およびポリシーモジュール２３０は、接続トークン余剰閾値であるパラメータを格納することができる。この閾値は、利用可能な接続トークンがその値を超える場合、この数を超える接続トークンがクライアントレベル容量プロセッサ１３０に解放され得る数である。利用可能な接続トークンの数が余剰閾値を超える場合、プロセス３４０はステップ３５６に進み、ここで接続制御モジュール２２５がＡＰＩ２０５を介してクライアントレベル容量プロセッサ１３０に余剰接続トークンを解放することができる。接続制御モジュール２２５は、その割り当てをデクリメントし、そのデクリメントされた割り当てに対応する数をクライアントレベル容量プロセッサ１３０に送信し、それにより接続トークンをクライアントレベル容量プロセッサ１３０まで「転送」することにより、これを行うことができる。
【００８０】
ステップ３５４に加えて、接続トークンの推定数が余剰閾値を超えない場合、プロセス３４０はステップ３５８に進む。
【００８１】
したがって、接続制御モジュール２２５は、ベースバンドプロセッサの負荷が過剰か（そのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てが不十分であり、したがってより多くの接続トークンが必要とされているか）、または負荷が小さいか（そのベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てが余剰の接続トークンを有するか）を決定する。
【００８２】
ステップ３５８では、接続制御モジュール２２５がその統計および推定値を更新し、それをそのローカルメモリ内に格納し、更新をレポートの形式でクライアントレベル容量プロセッサ１３０に送信する。
【００８３】
例示的な実施形態では、接続制御モジュール２２５が１５分ごとにプロセス３４０を実行する。しかしながら、当業者は、繰返し間のより長い期間が、ＵＥ接続要求についての統計のより大きなサンプルセットを含む可能性が高いことを容易に認識するであろうが、先読み推定の忠実度の低下が問題となり得る。
【００８４】
＜クライアントレベル容量プロセッサ＞
各無線基地局１１０は、専用の組み込みハードウェアで実装されるか、または、無線基地局１１０内のコンピューティングインフラストラクチャまたは無線基地局１１０に関連付けられたコンピューティングインフラストラクチャで実行されるソフトウェアでインスタンス化され得る、クライアントレベル容量プロセッサ１３０を有する。いずれの場合でも、クライアントレベル容量プロセッサ１３０用のソフトウェアは、無線基地局１１０内に組み込まれた、またはＩＰネットワーク１４５内のリモートサイトにおける不揮発性コンピュータ可読媒体内で機械命令として符号化される。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、そのアクティブな接続予約１３２が格納されているメモリのセクションを有するか、当該メモリのセクションをそれに割り当てる。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、バックホールバス１３４内に統合されるか、または別個の専用接続であり得る接続１３３を介してサーバーレベル容量プロセッサ１４０と通信する。
【００８５】
クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、以下の機能を実行する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、ＡＰＩ２０５を介して各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００と対話して、現在の接続に関する情報を取得および導出する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００への接続トークン割り当ての時間記録、接続要求が各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００のベースバンドレベルのアクティブな接続の割り当てを超えた回数に関するデータ、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００が追加の接続トークンを要求した各回に関するデータ、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００が余剰接続トークンを解放した各回に関するデータ、とを含む過去の接続に関する履歴データを保持する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、先読み機能を実行して現在の接続と履歴とに基づいて、そのベースバンドプロセッサ１１２全体にわたる今度のニーズを決定する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、接続トークンのアクティブな接続予約１３２を保持する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、必要に応じて追加の接続トークンをサーバーレベル容量プロセッサ１４０に要求する。；クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、余剰接続トークンをサーバーレベル容量プロセッサ１４０に解放する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、現在および過去のデータをサーバーレベル容量プロセッサ１４０にレポートする。
【００８６】
図１および図２に示されるように、クライアントレベル容量プロセッサ１３０はアクティブな接続予約１３２を保持する。アクティブな接続予約１３２はクライアントレベル容量プロセッサ１３０に割り当てられたメモリのセクションを含むことができ、ここでそれが接続トークンの予約を保持する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、直接的に、またはクライアントレベル容量プロセッサ１３０からの要求に応じて、アクティブな接続予約１３２にその接続トークンを提供する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０はまた、ＡＰＩ２０５を介したそのベースバンドレベル容量プロセッサ２００とのその対話の履歴データ、およびＡＰＩ２０５を介したそのベースバンドレベル容量プロセッサ２００からのレポートの履歴データを格納する専用メモリを有することができ、これを使用してクライアントレベル容量プロセッサ１３０は先読み機能を実行し、また、そこからサーバーレベル容量プロセッサ１４０にレポートをする。
【００８７】
図３Ｄは例示的なプロセス３６０を示し、これによりクライアントレベル容量プロセッサ１３０が各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００からの要求に応答して、無線基地局１１０の付近の範囲内無線デバイス１６０への接続用の無線容量を（接続トークンの形式で）動的に提供する。プロセス３６０は単一のループで、または所定の間隔（例えば、１５分ごと）で、またはサーバーレベル容量プロセッサ１４０によるプロンプティングまたはベースバンドレベル容量プロセッサ２００から来る割り当て要求等の特定のイベントに応じて実行され得る。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、無線基地局１１０内に組み込まれた、またはＩＰネットワーク１４５内のリモートサイトにおける不揮発性メモリ内に格納された機械可読命令を実行することによりプロセス３６０を実行する。
【００８８】
ステップ３６２では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０が命令を実行してクライアントレベル容量プロセッサ１３０がプロセス３６０を実行した前回以降の、そのベースバンドレベル容量プロセッサ２００から受信した追加のアクティブな接続の割り当ての要求の全てを取得（プロセス３４０のステップ３５２で各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００によって実行されたように）する。ステップ３６４では、クライアントレベル容量プロセッサが各ベースバンドレベル容量プロセッサ１１２から要求された接続トークンの数を集約し、それをそのアクティブな接続予約１３２内のそれ自体の割り当てと比較する。
【００８９】
ステップ３６６では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０がそれ自体の先読み機能を実行して、現時点とプロセス３６０が実行される次回との間のそのベースバンドレベル容量プロセッサ２００からの（接続トークンの形式の）追加のアクティブな接続の割り当ての要求を推定する。その際、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、そのベースバンドレベル容量プロセッサ２００のそれぞれからの追加のアクティブな接続の割り当て要求（および余剰接続トークンの解放）の履歴を調べる機械学習アルゴリズムを実装して、命令を実行することができる。これは、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００によって実行される先読み機能とは、次の点で異なる。（１）クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、そのベースバンドレベル容量プロセッサ２００の全てにわたる要求パターンを集約して、それら全てにわたる要求を満たすことができることを保証する。（２）クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、そのベースバンドレベル容量プロセッサ２００の全てにわたって統合された追加の割り当ての要求を推定する（換言すると、いくつかのベースバンドレベル容量プロセッサ２００は、他のベースバンドレベル容量プロセッサ２００が余剰接続トークンを解放する場合に、要求の急増を経験する）（３）クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００間の相互相関パターンを識別し、したがって要求パターンのより全体的な見方を有し、よってベースバンドレベル容量プロセッサ２００における場合よりも正確な推定を提供することができる。（４）クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、他のベースバンドレベル容量プロセッサ２００からの推定された要求の増加を予想して、その接続予約１３２内に解放された接続トークンをバッファリングすることができる。
【００９０】
ステップ３６８では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０がその接続予約１３２内の現在利用可能な接続トークン割り当てをステップ３６６で計算された推定要求と組み合わせ、当該組み合わせた要求が接続予約１３２内のその割り当てによって課される制限を超えるかを決定する。制限を超えない場合、クライアントレベル容量プロセッサ１３０はステップ３７０に進み、各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００からの割り当て要求を許可し、ＡＰＩ２０５を介して、対応する接続トークンをそのベースバンドレベル容量プロセッサ２００内の構成およびポリシーモジュール２２０のそれぞれに送信する。
【００９１】
推定要求がアクティブな接続予約１３２内の接続トークン割り当てを超えない場合、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、これがハード制限であるか、またはソフト制限であるかを決定するステップ３７４に進むことができる。この情報は、クライアントレベル容量プロセッサ１３０メモリ内に格納されたパラメータの形式をとることができ、また、サーバーレベル容量プロセッサ１４０によって設定されていてもよい。それがソフト制限である場合、プロセス３６０はステップ３７６に進み、ここでクライアントレベル容量プロセッサ１３０は要求された接続トークンの提供がそのオーバーフロー制限を超えるかを決定する。それがオーバーフロー制限を超えない場合、上述のように、プロセスはステップ３７０および３７２に進む。それがオーバーフロー制限を超える場合、プロセス３６０はステップ３７８に進み、ここでクライアントレベル容量プロセッサ１３０はサーバーレベル容量プロセッサ１４０から追加の接続トークンを要求する。
【００９２】
ステップ３８０では、クライアントレベル容量プロセッサがサーバーレベル容量プロセッサからの応答を受信し、これはステップ３６８で発行された要求の完全な許可、部分的な許可、または要求の拒否であり得る。応答が要求の完全な許可または部分的な許可である場合、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、上述のステップ３７０に進み、接続トークンを適切なベースバンドレベル容量プロセッサ２００に割り当てることができる。応答が要求の拒否である場合、次に、クライアントレベル容量プロセッサ１３０はステップ３８４に進む。
【００９３】
ステップ３８６では、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、それ自体のアクティブな接続予約１３２を含むそのステータスを更新し、そのステータスを（そのベースバンドレベル容量プロセッサ２００のそれぞれのステータスレポートとともに）サーバーレベル容量プロセッサ１４０にレポートすることができる。
【００９４】
注：上記のプロセス３６０は、デバイスカテゴリーを考慮して拡張され得る。この場合、各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００は、特定のセットのデバイスカテゴリーについての特定の数の接続トークンを要求していてもよく、また、クライアントレベル容量プロセッサ１３０は可用性をチェックし、デバイスカテゴリーベースでデバイスカテゴリー上でその先読み機能を実行することができる。したがって接続トークンは、デバイスカテゴリーベースでもって、ベクタ形式で要求され、また送信され得る。
【００９５】
クライアントレベル容量プロセッサ１３０は、次の方法でサーバーレベル容量プロセッサ１４０と対話する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０はサーバーレベル容量プロセッサ１４０に追加のアクティブな接続トークン割り当ての要求を発行する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０は要求に応じて、またはサーバーレベル容量プロセッサ１４０が実行した分析に基づいてサーバーレベル容量プロセッサ１４０から直接、接続トークンを受信する。クライアントレベル容量プロセッサ１３０はアクティブな接続予約１３２から余剰接続トークンを解放する。そして、クライアントレベル容量プロセッサ１３０はステータスおよび履歴（例えば、現在のステータスならびに前回のレポート以降の履歴）をサーバーレベル容量プロセッサ１４０にレポートする。
【００９６】
＜サーバーレベル容量プロセッサ＞
図１を参照すると、サーバーレベル容量プロセッサ１４０（ＡＣＣＳサーバとも呼ばれる）は、複数のクライアントレベル容量プロセッサ１３０に接続され、また、接続トークンのその割り当てを格納するアクティブな接続アクセスプール１４２を有する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、クラウドアプリケーションとしてＩＰネットワーク１４５内でインスタンス化されるか、または、それが専用ハードウェア上で作動し、また、不揮発性メモリ内で符号化された実行可能命令に格納され得る無線プロバイダー地上ネットワーク１４７内に展開され得る。アクティブな接続アクセスプール１４２は、サーバーレベル容量プロセッサ１４０に割り当てられたメモリのセクタであり、それを用いてサーバーレベル容量プロセッサ１４０はそのクライアントレベル容量プロセッサ１３０のそれぞれに割り当てることができる接続トークンを格納する。アクティブな接続アクセスプール１４２は、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０に割り当てられたアクティブな接続の単純なカウントとして接続トークンを格納することができ、または、アクティブな接続アクセスプール１４２は、割り当てられた接続トークンの論理的表現であることができる。アクティブな接続アクセスプール１４２は、アクティブな接続予約１３２と同様の方法で実装されることができ、または、ＡＣＣＳ１００のシステム階層におけるその位置を考慮して別様に実装されることができる。
【００９７】
サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、以下の機能を実行する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は接続トークンの追加の割り当てについて各クライアントレベル容量プロセッサ１３０からの要求を受信する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は分析を実行し、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０からの要求を拒否、部分的に許可、または完全に許可するかを決定し、それに応じて許可または拒否をする。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、プロセス３６０のステップ３８６でレポートされたステータスに関して、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０からレポートを受信する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０からレポートされた履歴データの分析を実行して、クライアントレベル容量プロセッサ１３０に接続トークンをどのように適応的または事前に配布するか、また、マスターレベル容量プロセッサ１５０からの追加の接続トークンを要求するか（およびいくつ要求するか）を決定する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、マスターレベル容量プロセッサ１５０から追加の接続トークンを要求する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、それが接続トークンの余剰を有するかを判断し、接続トークンの余剰を有している場合はいくつ有しているかを決定する。そして、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、それが余剰を特定した場合は、接続トークンをマスターレベル容量プロセッサ１５０に解放する。
【００９８】
図４は、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が接続トークンをそのクライアントレベル容量プロセッサ１３０に適応的に割り当てることができ、ならびにマスターレベル容量プロセッサ１５０と対話することができる、例示的なプロセス４００を示す。プロセス４００におけるステップの順序の変更が可能であり、かつ、本開示の範囲内であることが理解されるであろう。
【００９９】
ステップ４１０では、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が命令を実行し、クライアントレベル容量プロセッサ１３０から履歴データを取得する。これは、プロセス３６０のステップ３８６でレポートされた最新の情報をそれぞれ含む。これは、それとクライアントレベル容量プロセッサ１３０との間の共有メモリの照会をするサーバーレベル容量プロセッサ１４０、またはタスク間データ通信用の他の既知の方法による照会をするサーバーレベル容量プロセッサ１４０を含むことができる。
【０１００】
ステップ４１５では、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が命令を実行して履歴データの分析を実行して傾向を決定し、また、接続トークンの使用における近い将来の変化を予測する。その際、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が接続アクセスプール１４２内の接続トークンの現在の数が十分であるか、また、いつ、いくつの接続トークンが必要かということや、どのデバイスカテゴリーまたは他の形式のデバイスタイプのものかということを含む、需要の増加が予想されるかを計算する。ここで説明する分析は、ベースバンドプロセッサレベルおよびクライアントレベル容量プロセッサレベルで実装された先読みアルゴリズムと同様の機械学習アルゴリズムの実行を含むことができる。ここでの違いは、サーバーレベル容量プロセッサ１４０のレベルで、先読みは、より広い地理的領域にわたって分散された、複数のクライアントレベル容量プロセッサ１３０（およびそれらの各ベースバンドレベル容量プロセッサ２００）からのデータを備える、より広範なデータセットを含む。さらに、広範なデータセットを考慮すると、追加の接続トークンの要求が急増する可能性があり、また、（クライアントレベル容量プロセッサ１３０からの）余剰接続トークン解放のインスタンスはクライアントレベル容量プロセッサ１３０の広範な分布を幾分か積分消去（ｉｎｔｅｇｒａｔｅ  ｏｕｔ）することができる。したがって、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、その接続予約プール１４２がこれらの要求の急増を実質的に均等にするのに十分な深さになるように、これを保持することができる。
【０１０１】
サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、ＡＣＣＳ１００が展開される無線ネットワークでのその展望を考慮すると、（例えば複数の都市ブロックにわたる、また数ヶ月にわたる）より広範な地理的スケール上の地理的および時間的要求パターンを識別できる可能性がある。そのため、より短い期間のスライディングウィンドウ上で戦術計画レベルで行われる、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００によって実行される先読み機能とは異なり、サーバーレベル容量プロセッサ１４０によって実行される先読み機能は戦略計画レベルで行われる。
【０１０２】
ステップ４２０およびステップ４２５とでは、サーバーレベル容量プロセッサ１４５がその接続アクセスプール１４２に照会して、ステップ４１５の結果を考慮し、それがクライアントからの現在および近い将来の予測可能な要求に対し提供するのに十分な接続トークンを有するかを決定する。これは、デバイスカテゴリーの評価を含むことができる。例えば、接続予約プール１４２は、十分な数の低い要求の接続トークン（例えば、デバイスカテゴリーＣａｔ０またはＣａｔ１対Ｃａｔ８に対応する）を有することができるが、十分な高い要求の接続トークンは有さない。十分な接続トークンを有しない場合、ステップ４３０では、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が特定のデバイスカテゴリーを含むことができる追加の接続トークンについての要求をマスターレベル容量プロセッサ１５０に発行する。
【０１０３】
ステップ４３５では、マスターレベル容量プロセッサ１５０がステップ４３０における要求の全部または一部を許可する場合、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、サーバーレベル容量プロセッサ１４０がステップ４５５でその接続アクセスプール１４２を適宜更新する、要求された数までの接続トークンを受信する。
【０１０４】
ステップ４２５に戻ると、ステップ４２０で決定されたように、サーバーレベル容量プロセッサ１４０がそれが十分な数の接続トークンを有すると決定した場合、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は次にそのアクティブな接続アクセスプール１４２内にそれが余剰数の接続トークンを有するかを決定する。その際、サーバーレベル容量プロセッサ１４０はステップ４４０に進み、命令を実行してマスターレベル容量プロセッサ１５０によって設定されたポリシーによって指示された余剰閾値に対応する構成パラメータを取得する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は次に、この余剰閾値をステップ４２０の結果と比較する。ステップ４２０で決定された接続トークンの数が余剰閾値を超える場合、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は次にステップ４４５に進み、そこで解放される接続トークンの数を計算し、そしてステップ４５０で、余剰接続トークンをマスターレベル容量プロセッサ１５０に解放する。ステップ４５０が完了すると、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、ステップ４５５でそのアクティブな接続アクセスプール１４２内の接続トークンの数を更新する。しかしながら、ステップ４４０でサーバーレベル容量プロセッサ１４０がそれが過剰な数（すなわち、余剰閾値を超える数）の接続トークンを有しないと決定する場合、サーバーレベル容量プロセッサ１４０はステップ４８０に進む。
【０１０５】
ステップ４６０では、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が追加の接続トークンの形式でクライアントレベル容量プロセッサ１３０から追加のアクティブな接続の割り当ての要求を受信する。ステップ４６０がプロセス４００の上述のステップからの独立したイベントであって、プロセス中の任意の時点で発生する可能性があること、および、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が割り込み要求においてこの要求に応答できること（プロセス４００において現在の状態を保留して保留中要求にサービスを提供する）、またはサーバーレベル容量プロセッサ１４０が要求に応答する準備ができるまでプロセス４００の実行を継続できることは明らかである。いずれにせよ、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、クライアントレベル容量プロセッサ１３０から要求を受け取ると、ステップ４６５で命令を実行して、そのアクティブな接続アクセスプール１４２に照会して、それが要求を許可するのに十分な数の接続トークンを有しているかを決定する。
【０１０６】
ステップ４７０では、サーバーレベル容量プロセッサ１４０が要求を拒否するか、要求を完全に許可するか、要求を部分的に許可するかを決定する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、要求の性質（例えば、接続トークンの要求された数およびそれぞれのデバイスカテゴリー）をそのアクティブな接続アクセスプール１４２と比較して、要求を処理するのに十分な接続トークンがあるかを確認する。ステップ４７０で実行されるサブプロセスは、上述のステップ４２０〜ステップ４３５と実質的に同様であることができる。要求を少なくとも部分的に許可するのに十分な接続トークンがある場合、プロセス４００はステップ４７５に進む。
【０１０７】
ステップ４８０では、サーバーレベル容量プロセッサ１４０がそのアクティブな接続予約プール１４２の修正されたステータスを含むそのステータスを更新し、更新をそのメモリ内に格納し、そして新しいステータスをマスターレベル容量プロセッサ１５０にレポートする。内部で生成されたそれ自体の情報をレポートすることに加えて、サーバーレベル容量プロセッサ１４０はまた、そのクライアントレベル容量プロセッサ１３０のそれぞれによって生成され、プロセス３６０のステップ３８６でレポートされたレポートを中継することもできる。
【０１０８】
サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、以下の方法でマスターレベル容量プロセッサ１５０と対話することができる。サーバーレベル容量プロセッサ１４０はマスターレベル容量プロセッサ１５０から、それ自体およびそれについての構成およびポリシーに関するデータを受信して、クライアントレベル容量プロセッサ１３０に中継する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、マスターレベル容量プロセッサに追加の接続トークンを要求する。サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、余剰接続トークンをマスターレベル容量プロセッサ１５０に解放する。また、サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、内部で生成されたそれ自体のレポートならびにクライアントレベル容量プロセッサ１３０からの中継レポートの両方をマスターレベル容量プロセッサ１５０に提供する。
【０１０９】
プロセス４００に対する変更が可能であり、また、これは本開示の範囲内である。例えば、プロセス４００は、１つ以上のクライアントレベル容量プロセッサ１３０からの割り当て要求に応じて単一ループのみにおいて実行され得る。この場合、プロセスはクライアントレベル容量プロセッサ１３０によって実行されるプロセス３６０と同様に動作する。この場合、プロセス５００は分析を含むことができ、また、ステップ４１０〜ステップ４５５で実行される他の機能は、ステップ４６５の代わりに実行され得る。
【０１１０】
＜マスターレベル容量プロセッサ＞
図１を再び参照すると、マスターレベル容量プロセッサ１５０（ＡＣＣＳマスターとも呼ぶ）は、複数のサーバーレベル容量プロセッサ１４０に結合され、マスターアクティブ接続アクセスプール１５２を有する。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、ＩＰネットワーク１４５内でクラウドアプリケーションとしてインスタンス化されてもよく、または、それが専用ハードウェア上で作動でき、不揮発性メモリ内で符号化された実行可能命令内に格納され得る無線プロバイダー地上ネットワーク１４７内に展開されてもよい。マスターアクティブ接続アクセスプール１５２はマスターレベル容量プロセッサ１５０に割り当てられたメモリのセクタであり、それを用いてマスターレベル容量プロセッサ１５０が、接続トークンであって、無線プロバイダーによって取得された接続トークン総数に達し、サーバーレベル容量プロセッサ１４０に割り当てられていない予約接続トークンを含み得る接続トークンを格納する。換言すると、マスターアクティブ接続アクセスプール１５２は、無線プロバイダーが利用可能な接続トークンの総数であって、当該接続トークンはマスターレベル容量プロセッサ１５０がサーバーレベル容量プロセッサ１４０とクライアントレベル容量プロセッサ１３０とを介してその無線基地局１１０のそれぞれに適応的に割り当てることができる、接続トークンの総数を表す。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、マスターアクセスプール１５２からそのサーバーレベル容量プロセッサ１４０のそれぞれに割り当てる接続トークンを引き出す。
【０１１１】
マスターレベル容量プロセッサ１５０は、次の機能を実行する。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、接続トークンの形式で、そのサーバーレベル容量プロセッサ１４０のそれぞれから追加のアクティブな接続の割り当ての要求を受信する。マスターレベル容量プロセッサ１５０は分析を実行して各サーバーレベル容量プロセッサ１４０からの要求を拒否するか、部分的に許可するか、完全に許可するかを決定し、それに応じて許可または拒否する。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、プロセス４００のステップ４８０でレポートされたそのサーバーレベル容量プロセッサ１４０のそれぞれから、それが分析の実行において使用するレポートを受信する。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、それが実行する分析の結果に基づいてそのサーバーレベル容量プロセッサ１４０中で接続トークンを動的に割り当てる。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、クライアントレベル容量プロセッサ１３０がそのオーバーフロー制限を超えたために要求または接続トークンが部分的にまたは完全に拒否されたかということを含む、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０がその割り当てを超えた発生パターンについてのレポートを生成する。マスターレベル容量プロセッサ１５０は、デバイスカテゴリーに応じて、これらの機能のそれぞれを実行することができる。
【０１１２】
図５は例示的なプロセス５００を示し、これにより、マスターレベル容量プロセッサ１５０は接続トークンをそのサーバーレベル容量プロセッサ１４０のそれぞれに適応的に割り当て、ならびにそのマスターアクティブ接続アクセスプール１５２内の接続トークンの現在の数が不十分であるか、十分であるか、または多すぎるかを決定することができる。
【０１１３】
ステップ５１０では、マスターレベル容量プロセッサ１５０は命令を実行して、プロセス４００のステップ４８０でサーバーレベル容量プロセッサ１４０によって提供されるレポートを取得する。これらのレポートは、プロセス５００の前回の繰返し以降に受信されたものであってもよい。これらのレポートは、ステップ３８６またはプロセス３６０で各サーバーレベル容量プロセッサのクライアントレベル容量プロセッサ１３０によって生成されたレポート、または各サーバーレベル容量プロセッサ１４０が下位のレポートから合成した情報を含むことができる。代替的には、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行してその割り当てられたメモリから、すでに受信されてそのメモリに格納されているレポートのそれぞれからの情報を取得および選択することができる。
【０１１４】
ステップ５１５では、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行してＡＣＣＳ１００が展開される無線システムによる接続トークンの現在の使用、最新の使用、および過去の使用についての分析を実行する。その際、マスターレベル容量プロセッサ１５０は、各サーバーレベル容量プロセッサ１４０とクライアントレベル容量プロセッサ１３０とに対し行われた割り当てに対応するデータのテーブルまたはバッファを保持して、任意の特定の時間にそれぞれに割り当てられた接続トークンの数（および潜在的に、各接続トークンに対応するデバイスカテゴリー）を定量化し、クライアントレベル容量プロセッサのどれがその時間中にそれらの各オーバーフロー制限を超えたかを特定し、マスターアクセスプール１５２に対しさらに接続トークンが必要かを決定することができる。
【０１１５】
図６は、経時的に実行されるプロセス５００を説明するタイムラインを示す。ステップ５１５を説明するため、議論は第１の期間６５０に焦点を当てる。上述のように、ステップ５１５では、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行して、当該期間内の各日についての各サーバーレベル容量プロセッサ１４０への（それらの各アクティブな接続アクセスプール１４２への）割り当てを合計し、ここで各サーバーレベル容量プロセッサ１４０の割り当ては、特定の日の割り当て６２０において異なる色合いとして示され得る。したがって、各日の割り当て６２０はマスターアクティブ接続アクセスプール１５２のパーティショニングを表し、いくつの接続トークンが各サーバーレベル容量プロセッサ１４０に割り当てられたかを表す。さらに、各日の割り当て６２０における色合いの帯はまた、各サーバーレベル容量プロセッサ１４０によって行われた、その割り当てを超える、要求の合計も含むことができる。マスターアクティブ接続アクセスプール１５２内の接続トークンの総数は、限界線６３０によって表され得る。さらに、マスターレベル容量プロセッサ１５０は、各サーバーレベル容量プロセッサ１４０からのレポートデータだけでなく、それらの特定のクライアントが任意の特定の時間に異常な量の要求を経験していた場合、１つ以上のクライアントレベル容量プロセッサ１３０についての情報も含むことができる。
【０１１６】
４週間の期間６５０の使用と、日毎の割り当て６２０によって使用を量子化することとは例示的なものであることと、他の時間の分割および期間が可能であって、それは本開示の範囲内であることとが理解されるであろう。
【０１１７】
図５に戻ると、ステップ５１５に加えて、マスターレベル容量プロセッサ１５０は要求された接続トークンの数がマスターアクティブ接続アクセスプール１５２内の数（限界線６３０によって表される数）を超えた事例を識別することができる。各事例は、超過６１０と呼ばれる。この場合、図示されるように、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行して超過６１０に応答してマスターアクティブ接続アクセスプール１５２に対応するオーバーフロー制限を超えることができる。この情報は、超過６１０に対応するデバイスタイプおよび／またはデバイスカテゴリーを含むことができる。
【０１１８】
ステップ５２０では、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行して各サーバーレベル容量プロセッサ１４０と、任意には各クライアントレベル容量プロセッサ１３０とのポリシーを調整する。この例は、最新の期間６５０中に観測された超過６１０に応じて、それぞれの期間、または複数のそのような期間の複数にわたって、オーバーフロー制限を増減するもの（またはハード制限／ソフト制限パラメータを設定すること）である。ポリシーを調整するもう１つの例は、デバイスカテゴリーに応じて優先的なオーバーフロー制限を提供することである。
【０１１９】
ステップ５２０に加えて、マスターレベル容量プロセッサ１４０が命令を実行して、その現在のマスターアクティブ接続アクセスプール１５２が最新の期間６５０で経験された総要求を満たすのに十分であるか、またはそれが要求を満たすのに過剰な容量を有するかを決定することができる。その際、マスターレベル容量プロセッサ１５０が特定の期間中の超過数６１０の構成可能な上限の閾値および下限の閾値を有することができる。超過数６１０が上限閾値を超える場合、マスターレベル容量プロセッサ１５０は追加の接続トークンが必要であることを示す通知をネットワークオペレータカスタマーに送信することができる。これは、ネットワークオペレータに、そのマスターアクティブ接続アクセスプール１５２用の追加の接続トークンを購入するオプションを提供することができる。代替的には、超過６１０の数が下限の閾値を下回る場合、マスターレベル容量プロセッサはネットワークオペレータに通知を送信し、それが過剰な接続トークンを有することを示すことができ、また、そのマスターアクティブ接続アクセスプール１５２内の特定の数の接続トークンを買い戻す（または払い戻しを得る）オプションを提供することができる。その際、マスターレベル容量プロセッサ１５０は命令を実行して購入に必要な接続トークンの数を計算し、または上限閾値と下限閾値との間とされる超過６１０の推定数を取得するため戻ることができる。このプロセスは、接続トークンに対応するデバイスカテゴリーが不足しているか過剰になっているかについての考慮を含むことができる。
【０１２０】
ステップ５２５では、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行してサーバーレベル容量プロセッサ１４０に修正されたポリシーを送信する。これはクライアントレベル容量プロセッサ１３０に直接さらなるポリシーを送信することを含むことができる。代替的には、サーバーレベル容量プロセッサ１４０がマスターレベル容量プロセッサ１５０からのその各ポリシーに基づいて、そのクライアントレベル容量プロセッサ１３０のそれぞれについてポリシーを解釈または導出することができる。
【０１２１】
ステップ５３０では、マスターレベル容量プロセッサ１５０が、サーバーレベル容量プロセッサ１４０のアクティブ接続予約プール１４２のそれぞれに格納されているサーバーレベル容量プロセッサ１４０自体の割り当てを超える追加の接続トークンを要求したサーバーレベル容量プロセッサ１４０の数を考慮して、マスターレベル容量プロセッサ１５０のマスターアクティブ接続アクセスプール１５２を再度パーティショニングすることにより、サーバーレベル容量プロセッサ１４０の各アクティブな接続アクセスプール１４２内に予約接続トークンを有していると思われるそれらのサーバーレベル容量プロセッサ１４０から、接続トークンを再割り当てすることができる。これは図６に図式で、１日の割り当て６２０内の各色合いの帯に比例して変化として表わされる。その際、マスターレベル容量プロセッサ１５０は命令を実行して、そのサーバーレベル容量プロセッサ１４０のそれぞれのアクティブな接続アクセスプール１４２へ／から単に接続トークンを増加または減少させることにより（または送信または取得することにより）、接続トークンを再配布することができる。代替的にはマスターレベル容量プロセッサ１５０は、クライアントレベル容量プロセッサ１３０レベルで、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０のアクティブな接続予約１３２へ／から、または直接ＡＰＩ２０５を介して各ベースバンドプロセッサ１１２の構成およびポリシーモジュール２２０へ、接続トークンをさらに増加または減少させることにより（または今回も、送信または取得することにより）、接続トークンを再配布することができる。
【０１２２】
ステップ５１０〜ステップ５３０、およびステップ５６５は、プロセス５００のサブプロセスとして見なされてもよい。これらのステップは、１つのループで一定の間隔で、またはＡＣＣＳ１００の外部から、たとえばユーザーインターフェース（図示せず）からの信号に応じて実行されてもよい。さらに、ステップ５３５〜ステップ５６０は、サーバーレベル容量プロセッサ１５０からの要求に応じていつでも実行され得る別個のサブプロセスと見なされてもよい。このサブプロセスについて以下に説明する。
【０１２３】
ステップ５３５では、プロセス４００のステップ４３０に従い、マスターレベル容量プロセッサ１５０がそのサーバーレベル容量プロセッサ１４０の１つ以上から要求を受信する。命令を発行することにより、サーバーレベル容量プロセッサ１４０がマスターアクティブ接続アクセスプール１５２からのその割り当ての増加を求める。これに応じて、ステップ５４０では、マスターレベル容量プロセッサ１５０が命令を実行してそのマスターアクティブ接続アクセスプール１５２から関連データを取得することにより、十分な（および適当な場合は対応するデバイスタイプまたはデバイスカテゴリーにおける）接続トークンがあるかを決定する。マスターアクティブ接続アクセスプール１５２に十分な接続トークンがある場合、次にマスターレベル容量プロセッサ１５０はステップ５５５に進み、ここで要求された接続トークンを要求元サーバーレベル容量プロセッサ１４０に送信する。
【０１２４】
マスターアクティブ接続アクセスプール１５２に十分な接続トークンがない場合は、利用可能な接続トークンがないか、または利用可能な接続トークンはあるが要求された数を満たすのに十分ではないことが原因であり得る。前者の場合、マスターレベル容量プロセッサ１５０はステップ５４５に進む。後者の場合、マスターレベル容量プロセッサ１５０は要求を部分的に許可し、ステップ５５５に進んで利用可能な接続トークンを送信し、さらに、マスターアクティブ接続アクセスプール１５２の容量を超えて要求された残りの接続トークンに関するステップ５４５へと進む。
【０１２５】
ステップ５４５では、マスターレベル容量プロセッサは命令を実行して要求された接続トークン数（または要求された接続トークンの残りの数）がその構成されたオーバーフロー制限よりも多いかを決定する。そうではない場合、マスターレベル容量プロセッサ１５０は、それが要求された接続トークンを要求元サーバーレベル容量プロセッサ１５０に送信するステップ５５５に進む。または、要求を満たすことがオーバーフロー制限を超えるときは、マスターレベル容量プロセッサ１５０はステップ５５０に進む。
【０１２６】
ステップ５５０では、マスターレベル容量プロセッサ１５０はその構成されたポリシーに関する情報を取得して、それが次に進み、要求された接続トークンを発行し、ステップ５１５における後続の分析処理用にそのメモリ内にオーバーフローイベントを記録するかを決定することができる。構成されたポリシーは、１つの期間６５０においてオーバーフロー制限が超えられ得る回数に制限を設定することができる。マスターレベル容量プロセッサ１５０が、それがそのオーバーフロー制限を超える許可を有していると決定した場合、それは次にステップ５５５に進み、要求された接続トークンを送信する。そうでない場合、それはステップ５６０に進み、要求を拒否する。いずれの場合でも、マスターレベル容量プロセッサ１５０はステップ５１５での後続の分析処理用にそのメモリ内にイベントを記録することができる。
【０１２７】
また、図示した例では、マスターレベル容量プロセッサ１５０は４週間の期間にわたる各日の割り当てを合計して、サーバーレベル容量プロセッサ１４０からの要求が、マスターアクティブ接続アクセスプール１５２のオーバーフロー制限の合計を超えたであろう日を特定する。
【０１２８】
上記の開示に対する変更が可能であり、かつ本開示の範囲内であることが理解されるだろう。例えば、ベースバンドプロセッサ１１２は、無線基地局１１０に搭載されたハードウェアに展開される代わりに、ＩＰネットワーク１４５内でインスタンス化され得る仮想ベースバンドプロセッサとして実装され得る。この場合、ベースバンドレベル容量プロセッサ２００（およびそのコンポーネント接続測定モジュール２２０、構成およびポリシーモジュール２２０、接続制御モジュール２２５）とＡＰＩ２０５とはまた、仮想ベースバンドプロセッサ１１２とともにインスタンス化され実行される仮想化ソフトウェアコンポーネントとして実装されてもよい。クライアントレベル容量プロセッサ１３０についても同様のことが当てはまり、その場合その接続予約１３２はＩＰネットワーク１４５内の専用メモリに格納され得る。
【０１２９】
また、上述のソフトウェアモジュールのパーティショニングに対する変更が可能であり、かつ本開示の範囲内であることが理解されるであろう。
【０１３０】
さらに、プロセス５００は単一のループ内で実行されてもよく、それによりマスターレベル容量プロセッサ１５０がステップ５３５でプロセス５００を開始し、ここでマスターレベル容量プロセッサ１５０がそのサーバーレベル容量プロセッサ１４０からの要求を取得する。代替的には、プロセス５００の単一のループの実装の開始ステップはステップ１５０であることができ、その場合、ステップ５３０の完了後にステップ５３５が実行される。さらなる可能な変更では、ステップ５３５において、マスターレベル容量プロセッサ１５０がリアルタイムで各サーバーレベル容量プロセッサ１４０から要求を受信することができる。この割り込み駆動型アプローチでは、プロセス５００は２つのサブプロセスに分割され得る。バックグラウンドタスクとしてのステップ５１０〜ステップ５３０とステップ５６５、および割り込み駆動型タスクとしてのステップ５３５〜ステップ５６５である。
【０１３１】
上記変更に加えて、ＡＣＣＳシステム１００はサーバーレベル容量プロセッサ１４０の追加の層を含むことができる。この場合、ＡＣＣＳシステム１００は多層実装であることができ、それにより上述の構造および機能がポリシーの構成、接続トークン要求、レポート、および他の機能の追加の層を含む。
【０１３２】
さらなる変更として、ＡＣＣＳシステム１００は、複数のネットワークオペレータを支持するように設計および展開されることができる。この一例では、マスターレベル容量プロセッサ１５０はネットワークオペレータごとに１つのプールである、複数のマスターアクティブ接続アクセスプール１５２を有することができる。同様に、各サーバーレベル容量プロセッサ１４０は、複数のアクティブな接続予約プール１４２を有することができ、各クライアントレベル容量プロセッサ１３０は複数のアクティブな接続予約１３２を有することができる。この場合、マスターレベル容量プロセッサ１５０と、サーバーレベル容量プロセッサ１４０と、クライアントレベル容量プロセッサ１３０とのそれぞれは、優先順位を設定し、要求の多い期間にネットワークオペレータ間の競合または衝突を解決する別個のポリシー構成ならびにマスター構成を有することができる。代替的には、複数のネットワークオペレータは上記のプールを共有し、それによって接続トークンが各ネットワークオペレータに割り当てられたサービスレベルに比例して分割されてもよい。
【図１】
2020511099.tif 000009
【図２Ａ】
2020511099.tif 000010
【図２Ｂ】
2020511099.tif 000011
【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４】
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【図５】
2020511099.tif 000016
【図６】
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【国際調査報告】
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