ホーム > 特許ランキング > 国立大学法人東京工業大学
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-09
(45)【発行日】2022-05-17
(54)【発明の名称】無線通信システム、無線通信方法
(51)【国際特許分類】
H04L 41/04 20220101AFI20220510BHJP
H04M 11/00 20060101ALI20220510BHJP
H04W 88/18 20090101ALI20220510BHJP
【ＦＩ】
H04L41/04
H04M11/00 302
H04W88/18
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2017253912
(22)【出願日】2017-12-28
(65)【公開番号】P2019121848
(43)【公開日】2019-07-22
【審査請求日】2020-11-16
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、総務省、戦略的情報通信研究開発推進事業（ＳＣＯＰＥ）、第５世代セルラネットワークを実現するミリ波エッジクラウドの研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける出願
(73)【特許権者】
【識別番号】304021417
【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100109047
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 雄祐
(74)【代理人】
【識別番号】100109081
【弁理士】
【氏名又は名称】三木 友由
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】阪口 啓
(72)【発明者】
【氏名】タン ザ カン
【審査官】平井 嗣人
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／００２７３５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１９９４９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】SABELLA, D. et al.，Mobile-Edge Computing Architecture: The role of MEC in the Internet of Things，IEEE Consumer Electronics Magazine，2016年09月22日，Vol. 5, No. 4，pp. 84-91
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ４１／０４－４１／０５２
Ｈ０４Ｍ １１／００
Ｈ０４Ｗ ８８／１８
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１－４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の通信網と、
ポータルと、
アプリケーションと、
を備え、
前記複数の通信網はそれぞれ、
既設ネットワークをベースとして構成され、その制御プレーンに追加された、モバイルエッジコンピューティング機能のための機能要素を備えるコアネットワークと、
前記コアネットワークに接続される小型アクセスネットワークと、
を含み、前記機能要素によって、前記小型アクセスネットワークにおけるモバイルエッジコンピューティング機能およびユーザ、前記アプリケーション間のオーケストレーションが提供され、
前記ポータルには、前記複数の通信網それぞれの前記小型アクセスネットワークの情報が事前に登録されており、
前記アプリケーションは、前記ポータルに登録されている前記小型アクセスネットワークの情報を取得し、使用する前記小型アクセスネットワークを選択することを特徴とする無線通信システム。
【請求項2】
前記小型アクセスネットワークは、自身のセル内で生じている、または生じうるトラヒックに関する情報、および／または、ユーザコンテキストを、前記コアネットワークに提供可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項3】
前記小型アクセスネットワークは、前記モバイルエッジコンピューティング機能を利用したサービスの利用者が必要とする情報、前記モバイルエッジコンピューティング機能の計算機能の少なくとも一方をプリフェッチする計算機サーバを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項4】
複数の通信網における無線通信方法であって、
前記複数の通信網はそれぞれ、コアネットワークおよび小型アクセスネットワークを含み、
前記無線通信方法は、
ユーザ端末がアプリケーションサーバに、モバイルエッジコンピューティングに関する登録依頼を行うステップと、
前記登録依頼に応答して、前記アプリケーションサーバが、前記コアネットワークに含まれるモバイルエッジコンピューティングのための機能要素に、ユーザ情報を登録するステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、前記小型アクセスネットワークおよび／または前記ユーザ端末のコンテキスト情報を収集するステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、収集した情報にもとづいてサービスおよび／またはリソースの最適化を行うステップと、
前記ユーザ端末から前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素に、セッションの確立要求を行うステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、前記小型アクセスネットワークに対してポリシー設定を行うステップと、
前記モバイルエッジコンピューティングのための機能要素が、前記小型アクセスネットワークの情報をポータルに登録するステップと、
前記アプリケーションサーバが、前記ポータルに登録された複数の前記小型アクセスネットワークの情報を取得し、取得した情報にもとづいて、使用する前記小型アクセスネットワークを選択することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年のスマートフォンやタブレット端末の普及と、それらに配信されるコンテンツの大容量化は、トラヒックの爆発的な増大を招いている。こうしたトラヒックの増加に対応するソリューションとして、半径の小さいエリア（スモールセルと呼ばれる）をカバーする基地局を多数配置してＲＡＮ（Radio Access Network）すなわち無線アクセスネットワークを構築し、端末当たりの通信速度を改善する分散型ネットワークシステムがある。第５世代セルラネットワークでは、ミリ波を利用したＲＡＮを導入が検討されており、本明細書においてこれをＭｉＥｄｇｅ（Millimeter-wave Edge cloud）－ＲＡＮと称する。
【0003】
一方で、モバイルエッジコンピューティングあるいはモバイルエッジクラウド（ＭＥＣ）が注目されている。ＭＥＣでは、ユーザ端末に近いネットワークの周縁部（エッジ）にサーバやコンピュータなどのコンピューティングリソースやストレージを配置され、コアネットワーク（インターネット）を経由させずにユーザ端末に近い場所でさまざまなデータ処理が行われる。ＭＥＣの導入により、多様なサービスの提供が期待されている。
【0004】
ＭＥＣに関して、欧州の標準化団体であるＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）により標準化が進められている。ＥＴＳＩでは、ＭＥＣの機構は定義されているが、ＲＡＮとのインタフェースは任意とされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】5G-MiEdge deliverable D1.1, “Use Cases and Scenario Definition”、［online］、インターネット＜URL：https://5g-miedge.eu/wp-content/uploads/2017/05/5G-MiEdge_D1.1_v6.3_final.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ベースとなるネットワークにエッジコンピューティング機能および小型アクセスネットワークを融合した無線通信システムの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のある態様は、無線通信システムに関する。無線通信システムは、既設ネットワークをベースとして構成され、その制御プレーンに追加された、エッジコンピューティング機能のための機能要素を備えるコアネットワークと、コアネットワークに接続される小型アクセスネットワークと、を備える。機能要素によって、小型アクセスネットワークにおけるエッジコンピューティング機能およびユーザ、アプリケーション間のオーケストレーションが提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明のある態様によれば、ベースとなるネットワークにＭＥＣおよび小型アクセスネットワークを融合した無線通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】既設ネットワークシステムのブロック図である。
【図2】実施の形態に係る拡張された無線通信システムを示す図である。
【図4】ＭＥＣサービスへの登録に関するシーケンス図である。
【図5】サービスデプロイメント・最適化に関するシーケンス図である。
【図6】サービス／コンテンツの提供に関するシーケンス図である。
【図7】プリフェッチの効果を説明するシミュレーション結果を示す図である。
【図8】シミュレーションに用いたパラメータを示す図である。
【図9】大容量データプリフェッチングによるデータＱｏＳ管理の一例を示すフローチャートである。
【図12】ポータルを介したＭＥＣサービスの登録に関するシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0011】
１． 既設ネットワークシステム
実施の形態に係る無線通信システムについて説明する前に、ベースとなる既設ネットワークシステムについて説明する。なお、ここで議論するのは将来のシステムであり、既設とは現時点で構築されているという意味で無く、後述するモバイルエッジコンピューティングに関する実装を行う時点における既設である。
実施の形態に係る無線通信システムについて説明する前に、ベースとなる既設ネットワークシステムについて説明する。なお、ここで議論するのは将来のシステムであり、既設とは現時点で構築されているという意味で無く、後述するモバイルエッジコンピューティングに関する実装を行う時点における既設である。
【0012】
図１は、既設ネットワークシステム２００のブロック図である。理解の容易化と説明の簡潔化のために、以下の説明では、既設ネットワーク２００は、"3GPP TS23.501, System Architecture for the 5G System"に規定される５Ｇ無線ネットワークの基本アーキテクチャに準拠するものとし、いくつかの機能要素や参照ポイント（インタフェース）に付される名称や符号は、５Ｇ無線ネットワークのそれらを流用する。なお、５Ｇ無線ネットワークのアーキテクチャは策定段階にあって流動的なものであるから、将来において変更される場合もあり、本発明はそのような変更も包含する。図１には、抽象レイヤーが示される。
【0013】
既設ネットワーク２００は、端末２１０（ＵＥ：ユーザ機器）、ＮＧ－ＲＡＮ（Next-Generation Radio Access Network）２２０およびコアネットワーク２３０を備える。
【0014】
・端末２１０
ＵＥには５Ｇ無線通信およびミリ波通信のための機能が実装されている。
ＵＥには５Ｇ無線通信およびミリ波通信のための機能が実装されている。
【0015】
・ＮＧ－ＲＡＮ２２０
５Ｇ通信に準拠し、マクロセル（あるいはピコセル、フェムトセル）を有している。
５Ｇ通信に準拠し、マクロセル（あるいはピコセル、フェムトセル）を有している。
【0016】
・コアネットワーク２３０
５Ｇシステムでは、コアネットワーク２３０が、制御プレーン（C-Plane）２３２とユーザプレーン（U-Plane）２３４に分離されている。
５Ｇシステムでは、コアネットワーク２３０が、制御プレーン（C-Plane）２３２とユーザプレーン（U-Plane）２３４に分離されている。
【0017】
制御プレーンは、以下の機能要素あるいはノードを含む。
ＡＭＦ（Access and Mobility management Function）すなわちアクセスモビリティ管理機能は、登録管理（Registration management）、接続管理（Connection management）到達可能性の管理（Reachability management）、移動管理（Mobility management）、アクセス認証（Access authentication）、アクセス認可（Access authorization）、セキュリティコンテキスト管理（Security context management)の機能を提供するエンティティである。
ＡＭＦ（Access and Mobility management Function）すなわちアクセスモビリティ管理機能は、登録管理（Registration management）、接続管理（Connection management）到達可能性の管理（Reachability management）、移動管理（Mobility management）、アクセス認証（Access authentication）、アクセス認可（Access authorization）、セキュリティコンテキスト管理（Security context management)の機能を提供するエンティティである。
【0018】
ＳＭＦ（Session Management Function）すなわちセッション管理機能は、セッション管理（Session management）、ユーザ端末のＩＰアドレス管理、ＵＰＦの選択、制御、ＵＰＦにおける課金データ収集の制御、コーディネートの機能を提供するエンティティである。
【0019】
ＮＥＦ（Network Exposure Function）すなわちネットワーク開示機能は、サードパーティへのサービスおよび機能（たとえば、アプリケーション機能、エッジコンピューティング、モビリティパターン、コミュニケーションパターン）の開示のための機能要素である。
【0020】
ユーザプレーン
ＵＰＦ（User Plane Function）すなわちユーザプレーン機能は、リモートアクセルツール（ＲＡＴ）の中の、あるいはＲＡＴ間のアンカーポイントであり、ＤＮ（データネットワーク）との接続のＰＤＵ（Protocol data unit）セッションポイントである。パケットルーティング、パケットフォワーディング、トラヒック使用のレポート、ユーザプレーンにおけるＱｏＳ（Quality of Service）の管理を提供する。
ＵＰＦ（User Plane Function）すなわちユーザプレーン機能は、リモートアクセルツール（ＲＡＴ）の中の、あるいはＲＡＴ間のアンカーポイントであり、ＤＮ（データネットワーク）との接続のＰＤＵ（Protocol data unit）セッションポイントである。パケットルーティング、パケットフォワーディング、トラヒック使用のレポート、ユーザプレーンにおけるＱｏＳ（Quality of Service）の管理を提供する。
【0021】
以上が既設ネットワーク２００のアーキテクチャである。
【0022】
２． 拡張されたネットワークシステム
図２は、実施の形態に係る拡張された無線通信システム１００を示す図である。この無線通信システム１００は、上述の既設ネットワーク２００をベースとして構成される。
図２は、実施の形態に係る拡張された無線通信システム１００を示す図である。この無線通信システム１００は、上述の既設ネットワーク２００をベースとして構成される。
【0023】
この無線通信システム１００は、拡張されたコアネットワーク２００Ａおよび小型アクセスネットワーク３００を備える。
【0024】
２．１ ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ
小型アクセスネットワーク３００は、"ETSI GS MEC 003, Mobile Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture"に規定されるＭＥＣのフレームワーク・アーキテクチャに準拠するものとし、以下では、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮとも称する。
小型アクセスネットワーク３００は、"ETSI GS MEC 003, Mobile Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture"に規定されるＭＥＣのフレームワーク・アーキテクチャに準拠するものとし、以下では、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮとも称する。
【0025】
拡張されたコアネットワーク２００Ａには、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ３００が接続される。図３（ａ）、（ｂ）は、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ３００の構成を示す図である。図３（ａ）は、５ＧネットワークにおけるＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮを、図３（ｂ）は、非３ＧＰＰアクセスのネットワークにおけるＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮを示す。ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ３００は、以下の機能要素を有する。
【0026】
（１）ＲＡＮ：ＵＥに対する制御プレーンおよびユーザプレーンの提供
（２）ＡＰ（Access Point） 非３ＧＰＰアクセスの場合
・ＵＥに対するユーザプレーンの提供
・ＭＥＨにおける要求されたサービスのルーティング
・要求されたサービスにおけるデータフローのＱｏＳ制御
（３）ＵＰＦ
・ＭＥＨにおける要求されたサービスのルーティング
・要求されたサービスにおけるデータフローのＱｏＳ制御
（４）ＭＥＨ（Mobile Edge Host）
・サービス／コンテンツのホスティング
・後述のＭＳＦからの制御による、サービス／コンテンツのアクティベート、追加、転送、再開。
（２）ＡＰ（Access Point） 非３ＧＰＰアクセスの場合
・ＵＥに対するユーザプレーンの提供
・ＭＥＨにおける要求されたサービスのルーティング
・要求されたサービスにおけるデータフローのＱｏＳ制御
（３）ＵＰＦ
・ＭＥＨにおける要求されたサービスのルーティング
・要求されたサービスにおけるデータフローのＱｏＳ制御
（４）ＭＥＨ（Mobile Edge Host）
・サービス／コンテンツのホスティング
・後述のＭＳＦからの制御による、サービス／コンテンツのアクティベート、追加、転送、再開。
【0027】
図３（ａ）のＵＰＦは、ＭＥＨ用のユーザプレーンファンクションであり、Ｎ９経由で図２のＤＮ用のＵＰＦと接続され、Ｎ４経由で図２のＳＭＦと接続される。また図３（ａ）のＲＡＮは、Ｎ２経由でＡＭＦと接続される。図２のＮＬ２インタフェースは、複数のＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの情報収集、リソース制御を行うため、ＲＡＮ，ＵＰＦ，ＭＥＨのすべてに接続される。図３（ｂ）は非３ＧＰＰ系であり、ＡＰがインターネット経由でＡＳに接続される。
【0028】
図２に戻る。ＮＧ－ＲＡＮ２２０が、ＡＭＦおよびＵＰＦとのインタフェースＮ２，Ｎ９を有するのに対して、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ３００は、ＡＭＦ，ＵＰＦとのインタフェースＮ２，Ｎ９に加えて、ＳＭＦとのインタフェースＮ４を有する点に留意されたい。
【0029】
ＭＥＣに関連して、コアネットワーク２００Ａには、ＡＳ（Application Server/Service）すなわちアプリケーションサーバ／サービスが含まれる。ＡＳは、ＭＥＣのアプリケーション／サービスを提供するコアであり、ＵＥによりホストされるピアアプリケーションと、アプリケーション固有のインタフェースを共有する。ＭＥＣのコンテキストの中で、ＡＳはＭＥＨによってホストされ、ホストされたアプリケーションにより生成されたサービスを提供する。ＱｏＳの改善のために、異なる複数のＭＥＨをネットワークに相互接続し、ＡＳとの間の専用の通信に用いてもよい。
【0030】
２．２ ＭＳＦ（MEC Service Function）
既設ネットワーク２００の拡張のための機能要素４００であるＭＳＦが追加されている。拡張されたコアネットワーク２００Ａは、拡張された制御プレーン２３２Ａを備える。制御プレーン２３２Ａは、既設ネットワーク２００の制御プレーン２３２に追加された重要な機能要素、すなわちＭＳＦにより拡張されている。ＭＳＦは、ＭＥＣサービス管理、ＮＥＦを介したＭＥＣ機能のＡＳへの開示、ユーザ端末ＵＥのＭＥＣ（ＬＡＤＮ：Local Area Data Network）への登録、ＭＥＣ管理およびオーケストレーション（短期および長期にわたる）にもとづくユーザ端末のエッジサービスを可能にするコアネットワークの新管理機能である。
既設ネットワーク２００の拡張のための機能要素４００であるＭＳＦが追加されている。拡張されたコアネットワーク２００Ａは、拡張された制御プレーン２３２Ａを備える。制御プレーン２３２Ａは、既設ネットワーク２００の制御プレーン２３２に追加された重要な機能要素、すなわちＭＳＦにより拡張されている。ＭＳＦは、ＭＥＣサービス管理、ＮＥＦを介したＭＥＣ機能のＡＳへの開示、ユーザ端末ＵＥのＭＥＣ（ＬＡＤＮ：Local Area Data Network）への登録、ＭＥＣ管理およびオーケストレーション（短期および長期にわたる）にもとづくユーザ端末のエッジサービスを可能にするコアネットワークの新管理機能である。
【0031】
ＭＳＦは、５ＧシステムにおけるＭＥＣを可能とするためのあらゆる機能、手続を管理する。ＭＳＦは、以下の特徴、機能を有する。
【0032】
（１）ポリシー制御
ＭＳＦは、ネットワークにおけるユーザサブスクリプション、サービス要求、サービスデプロイメントにもとづき、ネットワークコンフィギュレーションポリシーを提供する。
ＭＳＦは、ネットワークにおけるユーザサブスクリプション、サービス要求、サービスデプロイメントにもとづき、ネットワークコンフィギュレーションポリシーを提供する。
【0033】
（２）リソース管理
ＭＳＦは、無線・コンピューテーションリソースのリソース・統計情報の提供にもとづき、リソースの最適化、トラヒック予測を可能とする。
ＭＳＦは、無線・コンピューテーションリソースのリソース・統計情報の提供にもとづき、リソースの最適化、トラヒック予測を可能とする。
【0034】
（３）リソース情報の共有
ＭＳＦは、無線事業者間のビジネス上の同意にもとづいて、非３ＧＰＰアクセスネットワークにおいて、無線およびコンピューテーションリソースに関する情報を供給するためのインタフェースでありえる。
ＭＳＦは、無線事業者間のビジネス上の同意にもとづいて、非３ＧＰＰアクセスネットワークにおいて、無線およびコンピューテーションリソースに関する情報を供給するためのインタフェースでありえる。
【0035】
（４）ＭＳＦは、ＡＮＤＳＦ（Access network discovery and selection function）のような機能によって提供されうる。ネットワークでのサービスの配備をオンラインで動的にシェアするのにも有効である。
【0036】
（５）データリポジトリ
ＭＳＦは、購読データ、ポリシーデータ、露出のための構造データ、アプリケーション情報などをストアする。サービスプロバイダは、アクセス認可により、ＮＥＦを介してこのデータの一部にアクセスする。
ＭＳＦは、購読データ、ポリシーデータ、露出のための構造データ、アプリケーション情報などをストアする。サービスプロバイダは、アクセス認可により、ＮＥＦを介してこのデータの一部にアクセスする。
【0037】
（６）コンテキスト管理
ＭＳＦは、ユーザ、ネットワーク、エッジクラウド、サービスに関連するポリシーなどから、さまざまなコンテキスト情報を収集する。
ＭＳＦは、ユーザ、ネットワーク、エッジクラウド、サービスに関連するポリシーなどから、さまざまなコンテキスト情報を収集する。
【0038】
（７）最適化アルゴリズム
ＭＳＦは、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮにおける最適なリソース割り当てを提供する。
ＭＳＦは、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮにおける最適なリソース割り当てを提供する。
【0039】
続いて、インタフェースについて説明する。図２には、リキッドＲＡＮ制御プレーンのためのインタフェースＮＬ１～ＮＬ５が破線で、ユーザ／アプリケーション間のオーケストレーションのためのインタフェースＮＯ１～ＮＯ３が一点鎖線で示される。
【0040】
ＭＥＣの能力は、ＮＥＦならびにＮＬ４，ＮＬ５インタフェースを用いて、ＡＳに開示・提供される。
【0041】
ＡＳ（あるいはアプリケーションプロバイダ）は、ＭＥＣ上で実行される特定アプリケーションを生成し、それらを論理インタフェースＮＯ２を介して、ＵＥに提供する。
【0042】
ＵＥがアプリケーションを（ダウンロードすること無く）アクティベートすると、ＵＥは、ＮＯ１インタフェースを介してＭＳＦに登録される。
【0043】
ＵＥが、アプリケーションのシナリオの（想定している）場所に近づくと、ＡＭＦが、ＮＬ１インタフェースを介してＭＥＣサービス開始のトリガーを与える。そして、ＮＯ３インタフェースを介したユーザ・アプリケーション間のオーケストレーションがスタートする。
【0044】
ＵＥが、シナリオに入ると、ＭＳＦは、ＵＥに関連するアクセスおよびコンピュテーションを管理し、ＮＬ３インタフェースを介してＳＭＦを用いてセッションを開始する。
【0045】
【0046】
図４は、ＭＥＣサービスへの登録に関するシーケンス図である。ＵＥは、サービスプロバイダに対して、ＮＯ２インタフェース経由でサービスサブスクリプションを登録する（Ｓ１００）。図４において、サービスプロバイダは、ＡＳに存在するものとして示している。サービスプロバイダは、ＭＳＦに対して、ＮＯ３インタフェース経由でユーザのサブスクリプションを更新する（Ｓ１０２）。かくしてＵＥにＭＥＣサービスの使用許可が与えられる。
【0047】
図５は、サービスデプロイメント・最適化に関するシーケンス図である。サービス／リソースの集中最適化（Central Optimization）（Ｓ２１０）のために、ＭＳＦには、ネットワークコンテキストおよびユーザコンテキストが集約される。
【0048】
ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮは、ネットワークコンテキスト、すなわち無線リソースに関する情報やトラヒックに関する情報をＳＭＦに提供する。具体的には無線リソース情報は、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮからＡＭＦ、ＮＥＦおよびインタフェースＮ２，ＮＮＥＦ，ＮＬ４を介してＭＳＦに提供される（Ｓ２００）。またトラヒック情報は、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮから、ＳＭＦ、ＮＥＦおよびインタフェースＮ４，ＮＮＥＦ，ＮＬ４を介してＭＳＦに提供される（Ｓ２０２）。
【0049】
ユーザコンテキストは、ＵＥから、ＡＭＦ、ＮＥＦおよびインタフェースＮ１，ＮＮＥＦ，ＮＬ４を経由してＭＳＦに提供され、あるいはＮＯ１インタフェースを経由してＵＥから直接提供される（Ｓ２０４）。ユーザコンテキストは、ユーザの位置情報、要求トラヒックの発生機構などを含む。
【0050】
ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮもまた、ユーザコンテキストを収集する（Ｓ２０６）。ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮは、無線／トラヒックの状態を測定し（Ｓ２０８）、無線／トラヒックの状態に関する情報やユーザコンテキストを、局所最適化（Local Optimization）に利用する（Ｓ２１２）。
【0051】
ＭＳＦは、集中最適化（Ｓ２１０）の結果を、ＮＬ２インタフェースを介してＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮに反映させる（Ｓ２１４）。その後、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮとＡＳの間でサービスデプロイメントが発生する（Ｓ２１６）。サービスデプロイメントには、データのキャッシング、プリフェッチ、サービス再開などが含まれる。
【0052】
図６は、サービス／コンテンツの提供に関するシーケンス図である。セッション確立の要求が、ＵＥから、ＡＭＦ，ＳＭＦおよびインタフェースＮ１，Ｎ１１、ＮＬ３を介してＭＳＦに送信される（Ｓ３００）。ＭＳＦは、ＳＭＦおよびインタフェースＮＬ３，Ｎ４を介してＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮに対して、ポリシーのセットアップを行う（Ｓ３０２）。ポリシーのセットアップは、ＡＭＦおよびインタフェースＮＬ１，Ｎ１経由でも行われる（Ｓ３０４）。
【0053】
ＵＥに対してアクセスが許可され、リンクがセットアップされる（Ｓ３０６）。そしてＵＥとＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの間でサービス提供が始まる（Ｓ３０６）。
【0054】
以上、実施の形態に係る通信システム１００について説明した。
通信システム１００によれば、５Ｇアーキテクチャを拡張し、リキッド制御プレーンを導入することができる。ＭＳＦを制御プレーン２３２に追加することで、ＭＳＦによるＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮのオーケストレーションと運用が可能となる。
通信システム１００によれば、５Ｇアーキテクチャを拡張し、リキッド制御プレーンを導入することができる。ＭＳＦを制御プレーン２３２に追加することで、ＭＳＦによるＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮのオーケストレーションと運用が可能となる。
【0055】
また通信システム１００によれば、ユーザのコンテキスト情報（すなわち位置情報や要求トラヒックの発生機構）の活用が可能となる。たとえばスモールセルを有するＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ３００に、計算機サーバを設置し、コンテキスト情報にもとづいて、事前にデータあるいは計算機能をプリフェッチし、キャッシングすることで、低コストバックホールにおいても、超高速・低遅延アクセス網を構築できる。
【0056】
比較技術として、ＭＳＦが実装されないシステム（比較システム）について検討すると、比較システムでは、特定のユーザのファイルをプリフェッチしたり、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮを集中最適化したりすることは不可能であることに留意されたい。
【0057】
【0058】
図７を参照すると、１０３Ｍｂｐｓのバックホール容量を有するシステムでは、プリフェッチを行わない場合のシステムレートは、３．５Ｇｂｐｓに留まるのに対して、プリフェッチを導入することにより、システムレートを９Ｇｂｐｓまで高めることができる。
【0059】
図９は、大容量データプリフェッチングによるデータＱｏＳ管理の一例を示すフローチャートである。ここでは、ユーザコンテキスト、ユーザの目的地、ユーザのサービス利用履歴が利用される。たとえば、ユーザのカレンダにアクセスすることにより、ユーザの目的地が特定される（Ｓ４００）。また、ＵＥが必要とするデータ量を予測する（Ｓ４０２）。予測には、過去のユーザのサービス利用履歴を参照することができる。これらは、上述したように、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮに提供される。
【0060】
そして、取得したユーザコンテキストにもとづいて、プリフェッチングの対象となるＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮを特定する（Ｓ４０４）。この処理には、移動通信ネットワーク事業者（ＭＮＯ：Mobile Network Operator）を活用し、電力マップが参照される。
【0061】
そして、実際に要求トラヒックが発生するまでの所要時間ｔｕ，ｎが予測される（Ｓ４０６）。これはＡＭＦの機能を活用することができる。所要時間ｔｕ，ｎは、現在のユーザの位置と、トラヒックが発生するスモールセルの位置との距離や移動手段などから推定することができる。あるいはカレンダのスケジュールからトラヒックが発生する時刻を予測してもよい。
【0062】
そして、予想した時刻ｔｕ，ｎよりも時間ＴＰ前に、プリフェッチングを開始すべきタイミングを設定する（Ｓ４０８）。ＴＰは、プリフェッチに要する時間であり、もしくはそれより長く定めてもよい。
【0063】
将来、さまざまな場所にＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮが設置されるようになり、またさまざまなＭＥＣサービスが、さまざまなサービスプロバイダから提供されるようになる。こうした状況下において、各サービスプロバイダが、自身と関連のないインフラ（すなわち他人が設置したＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ）を利用してサービスを展開することができれば、ＭＥＣの用途はさらに広がることが期待される。
【0064】
図１０は、図１の無線通信システムの変形を示す図である。５Ｇネットワークのプレイヤとしては、ユーザ（消費者）、移動通信ネットワーク事業者、アプリケーション事業者に加えて、小型アクセスネットワーク提供者が存在しうる。小型アクセスネットワーク提供者は、ロケーションやイベントに特化したエッジクラウド／エッジコンピューティングを含む小型アクセスネットワーク（すなわちＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ）を設置し、および貸し出す役割を担う。
【0065】
さらに図１０のシステムでは、プレイヤとしてポータル５００が追加される。ポータル５００はＡＳと接続される。なお、５Ｇシステムは、ＮＥＦを介して外部に開示されており、ポータル５００はオプションとしてＮＥＦおよびＮＬ５を介してシステムと接続されてもよい。図１０の実線（i）(ii)は、ポータルベースの集中制御を表している。
【0066】
ポータル５００は、ＷＥＢ市場（ｅコマース）を介して、小型アクセスネットワークと、そこで実行されるロケーション（イベント）特化型アプリケーションをマッチングする役割を果たす。ユーザはこれまでと同様にアプリケーションを購入、実行する。アプリケーションはポータル５００を介して利用するネットワークを選択する。
【0067】
図１１は、図１０のシステムの実装の一例を示す図である。ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮには、ＲＡＮ，ＵＰＦ，ＭＥＨの機能が実装される。５Ｇのコア（制御プレーン）は拡張され、ＡＭＦ，ＮＥＦに加えて、ＭＳＦが実装される。２つのＡＳは、複数のアプリケーション（ＭＥＣサービス）が、異なるサービスプロバイダから提供されることを表している。また、複数の５１０＿１，５１０＿２は、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮを含む５Ｇ通信網（あるいは事業者）が複数の存在することを表している。ポータル５００は、複数のＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮと、複数のアプリケーション（ＡＳ）を仲介する役割を果たす。
【0068】
図１２を参照して、ポータルを備える図１０のシステムにおけるシグナリングを説明する。図１２は、ポータルを介したＭＥＣサービスの登録に関するシーケンス図である。小型アクセスネットワークの事業者は、ポータルとの間で事前契約を結ぶ（Ｓ５００）。具体的には、ＭＳＦがＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの情報をポータルに登録する。ＡＳは、ポータルに登録されたＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの情報を取得する。（Ｓ５０２）。ユーザ（ＵＥ）とサービスプロバイダ（ＡＳ）との契約は、図４と同様である。
【0069】
【0070】
以上が変形例に係るシステムの説明である。ポータルが存在しない場合、ＭＥＣの利用は、特定のＡＳとＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの組み合わせの間に制限されることとなる。これに対して、ポータルを導入することにより、ＡＳは、ポータルを介して世の中に存在するＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの情報を収集できるようになる。言い換えれば、ＭＥＣを利用可能なＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮとＡＳの組み合わせの制限を取り除くことができる。このようにポータルの導入により、ユーザ（端末ユーザに限らない、ＡＳすなわちサービスプロバイダやＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの設置者を含む）中心のネットワークおよびそのオーケストレーションの実現が可能となる。
【0071】
ポータルの導入により、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの提供者（管理者）は、ポータルを介して自身の管理するＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮを利用したＡＳからインセンティブを受ける仕組みを提供することも可能である。このことはＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮの普及を促す原動力となりうる。
【0072】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【0073】
１００ 通信システム
２００ 既設ネットワーク
２１０ 端末
２２０ ＮＧ－ＲＡＮ
２３０ コアネットワーク
２３２ 制御プレーン
２３４ ユーザプレーン
３００ 小型アクセスネットワーク、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ
４００ 拡張機能エンティティ
２００ 既設ネットワーク
２１０ 端末
２２０ ＮＧ－ＲＡＮ
２３０ コアネットワーク
２３２ 制御プレーン
２３４ ユーザプレーン
３００ 小型アクセスネットワーク、ＭｉＥｄｇｅ－ＲＡＮ
４００ 拡張機能エンティティ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】