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(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】2024-02-26
(45)【発行日】2024-03-05
(54)【発明の名称】モバイルネットワークにおける負荷分散およびサービス選択
(51)【国際特許分類】
H04W 28/088 20230101AFI20240227BHJP
H04W 24/02 20090101ALI20240227BHJP
G06N 20/00 20190101ALI20240227BHJP
H04W 92/24 20090101ALI20240227BHJP
H04W 88/14 20090101ALI20240227BHJP
【ＦＩ】
H04W28/088
H04W24/02
G06N20/00 130
H04W92/24
H04W88/14
【請求項の数】
28
(21)【出願番号】P 2022564014
(86)(22)【出願日】2021-04-21
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-01
(86)【国際出願番号】 US2021028377
(87)【国際公開番号】W WO2021216693
(87)【国際公開日】2021-10-28
【審査請求日】2022-11-28
(31)【優先権主張番号】16/854,140
(32)【優先日】2020-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502208397
【氏名又は名称】グーグル エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｇｏｏｇｌｅ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】１６００ Ａｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅ Ｐａｒｋｗａｙ ９４０４３ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ， ＣＡ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】クディ、ラジーブ
【審査官】青木 健
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／０１８０１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２６１２１３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】平井 弘実、他3名，ＩｏＴ時代に向けた低遅延通信サービスのためのゲートウェイ選択方式，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１１５ Ｎｏ．２５１，一般社団法人電子情報通信学会，2015年10月08日，43～46頁
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００
Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６
Ｇ０６Ｎ ２０／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法（４００）であって、データ処理ハードウェア（２０２）において、制御プレーン（１６０）から、パケットコアネットワーク（１２０）内のユーザプレーンインスタンス（１５２）に対する要求を受信するステップであって、前記ユーザプレーンインスタンス（１５２）は、通信セッション中にユーザ機器（１０２）に対するパケット処理を実行するように構成される、前記要求を受信するステップと、
前記データ処理ハードウェア（２０２）が、前記ユーザ機器（１０２）と通信している基地局（１０４）に関連付けられた複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）を識別するステップであって、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）は、前記制御プレーン（１６０）によって構成可能である、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）を識別するステップと、
各ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に対して、前記データ処理ハードウェア（２０２）が、前記ユーザ機器（１０２）と通信している前記基地局（１０４）の一部の主要な性能指標（１１２）に対応する１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）を決定するステップと、
前記データ処理ハードウェア（２０２）が、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）に基づいて、前記制御プレーン（１６０）からの前記ユーザプレーンインスタンス（１５２）に対する前記要求を満たすために前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のうちの１つを、機械学習選択モデル（２３２）を使用して選択するステップと、を含み、前記機械学習選択モデル（２３２）は、
前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）と選択基準とを受信するように構成され、かつ
複数のトレーニンググループ上でトレーニングされ、各トレーニンググループは、複数のトレーニングユーザプレーンインスタンス（２３６）を含み、対応するトレーニンググループ内の各トレーニングユーザプレーンインスタンス（２３６）は、１つまたは複数の対応する選択パラメータ（１１４）および選択基準ラベルに関連付けられ、前記選択基準ラベルは、対応するトレーニングユーザプレーンインスタンス（２３６）が前記選択基準を満たすか否かを示しており、
前記選択基準は、ネットワーク性能ベースの基準、ネットワークデバイスベースの基準、および要求中のネットワークデバイスの条件に基づく基準からなる複合選択基準（２２４）を含み、前記機械学習選択モデルは、粒度の増加する順序で複合選択基準（２２４）を使用する、方法（４００）。
【請求項2】
前記データ処理ハードウェア（２０２）が、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）に基づいて、ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のリストを生成するステップをさらに含み、前記要求を満たすために前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のうちの１つを選択するステップは、前記ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のリストから以前に選択されたユーザプレーンインスタンス（１５２）に基づいて、前記ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のリストから前記ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）を順次選択することを含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項3】
前記データ処理ハードウェア（２０２）が、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に対応する重みを割り当てるステップであって、前記対応する重みは、対応するユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）を表す、前記対応する重みを割り当てるステップと、前記データ処理ハードウェア（２０２）が、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各ユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に割り当てられた前記対応する重みに基づいて、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）をランク付けするステップと、をさらに含み、
前記要求を満たすために前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のうちの１つを選択するステップは、前記ユーザプレーンインスタンス（２１２）に対する前記要求を満たすために、最高のランキングを有するユーザプレーンインスタンス候補（１５２）を前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のうちの１つとして選択することを含む、請求項１または２に記載の方法（４００）。
【請求項4】
前記要求を満たすために前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のうちの１つを選択するステップは、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）のうちの１つが選択基準を満たすことを決定することを含み、前記選択基準は、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）の最小値または最大値に対応する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項5】
前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）のうちの１つが、前記対応するユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に関連付けられたレイテンシ測定値を含み、前記選択基準は、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に関連付けられた複数のレイテンシ測定値のうちの最も低いレイテンシ測定値を含む、請求項４に記載の方法（４００）。
【請求項6】
前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１１４）のうちの１つは、前記対応するユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に関連付けられた負荷を含み、前記選択基準は、前記複数のユーザプレーンインスタンス候補（２１２）に関連付けられた複数の負荷のうちの最も低い負荷を含む、請求項４に記載の方法（４００）。
【請求項7】
前記選択基準は、時刻を含むとともに、基地局ノードインターネットプロトコルアドレスと、
進化型ユニバーサルモバイル電気通信サービス地上波無線アクセスネットワークセルグローバル識別子（ＥＣＧＩ）と、
国際モバイル機器識別子（ＩＭＥＩ）と、
国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項8】
前記選択基準は、転送制御プロトコル再送信の最低レイテンシまたは最低レートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項9】
前記データ処理ハードウェア（２０２）が、所与の時刻にパケットコアネットワーク識別子を受信するステップをさらに含み、前記機械学習選択モデル（２３２）は、所与の時刻における前記パケットコアネットワーク識別子を使用して、前記ユーザプレーンインスタンスに対する前記要求を満たすために前記複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択する、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項10】
前記データ処理ハードウェア（２０２）が、所与の時刻にパケットコアネットワーク識別子を受信するステップをさらに含み、前記機械学習選択モデル（２３２）による前記ユーザプレーンインスタンスの選択は、所与の時刻における前記パケットコアネットワーク識別子と、前記要求に関連付けられた前記ユーザ機器とに基づく、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項11】
前記パケットコアネットワーク識別子が、基地局ノードインターネットプロトコルアドレスまたは進化型ユニバーサルモバイル電気通信サービス地上波無線アクセスネットワークセルグローバル識別子を含む、請求項１０に記載の方法（４００）。
【請求項12】
前記パケットコアネットワーク識別子が、基地局ノードインターネットプロトコルアドレスまたは進化型ユニバーサルモバイル電気通信サービス地上波無線アクセスネットワークセルグローバル識別子を含む、請求項１０に記載の方法（４００）。
【請求項13】
前記パケットコアネットワーク（１２０）は、第５世代（５Ｇ）コアインフラストラクチャを含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項14】
前記パケットコアネットワーク（１２０）は、第４世代（４Ｇ）コアインフラストラクチャ用の進化型パケットコアネットワークインフラストラクチャを含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項15】
方法（５００）であって、データ処理ハードウェア（３０２）において、パケットコアネットワーク（１２０）のセッションマネージャ（１６４）から、前記パケットコアネットワーク（１２０）内の制御プレーンインスタンス（１６６）に対する要求を受信するステップであって、前記制御プレーンインスタンス（１６６）は、通信セッション中にユーザ機器（１０２）に対してパケットをルーティングするように構成される、前記要求を受信するステップと、
前記データ処理ハードウェア（３０２）が、前記パケットコアネットワーク（１２０）のモビリティマネージャ（１３２）に関連付けられた複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）を識別するステップであって、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）は、前記モビリティマネージャ（１３２）の地理的領域にサービスを提供するように構成される、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）を識別するステップと、
各制御プレーンインスタンス候補（３１２）に対して、前記データ処理ハードウェア（３０２）が、前記ユーザ機器（１０２）と通信している前記モビリティマネージャ（１３２）の一部の主要な性能指標（１３６）に対応する１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）を決定するステップと、
前記データ処理ハードウェア（３０２）が、決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）に基づいて、前記セッションマネージャ（１６４）からの前記制御プレーンインスタンス（１６６）に対する前記要求を満たすために個々の制御プレーンインスタンス候補（３１２）を、機械学習選択モデル（３３２）を使用して選択するステップと、を含み、前記機械学習選択モデル（３３２）は、
前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）と選択基準とを受信するように構成され、かつ
複数のトレーニンググループ上でトレーニングされ、各トレーニンググループは、複数のトレーニング制御プレーンインスタンス（３３６）を含み、対応するトレーニンググループ内の各トレーニング制御プレーンインスタンス（３３６）は、１つまたは複数の対応する選択パラメータ（１３８）および選択基準ラベルに関連付けられ、前記選択基準ラベルは、対応するトレーニング制御プレーンインスタンス（３３６）が前記選択基準を満たすか否かを示しており、
前記選択基準は、ネットワーク性能ベースの基準、ネットワークデバイスベースの基準、および要求中のネットワークデバイスの条件に基づく基準からなる複合選択基準（３２４）を含み、前記機械学習選択モデルは、粒度の増加する順序で複合選択基準（３２４）を使用する、方法（５００）。
【請求項16】
前記セッションマネージャ（１６４）は、前記パケットコアネットワーク（１２０）のセッション管理機能を含み、前記パケットコアネットワーク（１２０）は、第５世代（５Ｇ）コアインフラストラクチャを含む、請求項１５に記載の方法（５００）。
【請求項17】
前記セッションマネージャ（１６４）は、前記パケットコアネットワーク（１２０）のゲートウェイに対応しており、前記パケットコアネットワーク（１２０）は、第４世代（４Ｇ）コアインフラストラクチャを含む、請求項１５または１６に記載の方法（５００）。
【請求項18】
前記データ処理ハードウェア（３０２）が、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）に基づいて、制御プレーンインスタンス候補（３１２）のリストを生成するステップをさらに含み、前記要求を満たすために前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つを選択することは、前記制御プレーンインスタンス候補（３１２）のリストから以前に選択された制御プレーンインスタンス（１６６）に基づいて、前記制御プレーンインスタンス候補（３１２）のリストから前記制御プレーンインスタンス候補（３１２）を順次選択することを含む、請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項19】
前記データ処理ハードウェア（３０２）が、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各制御プレーンインスタンス候補（３１２）に対応する重みを割り当てるステップであって、前記対応する重みは、対応する制御プレーンインスタンス候補（３１２）に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）を表す、前記対応する重みを割り当てるステップと、前記データ処理ハードウェア（３０２）が、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各制御プレーンインスタンス候補（３１２）に対する前記対応する重みに基づいて、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）をランク付けするステップと、をさらに含み、
前記要求を満たすために前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つを選択することは、前記制御プレーンインスタンス（３１２）に対する前記要求を満たすために、最高のランキングを有する前記制御プレーンインスタンス候補（１６６）を前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つとして選択することを含む、請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項20】
前記要求を満たすために前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つを選択することは、前記データ処理ハードウェアが、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つが選択基準を満たすことを決定することを含み、前記選択基準は、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）の最小値または最大値に対応する、請求項１５乃至１９のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項21】
前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）のうちの１つが、前記対応する制御プレーンインスタンス候補（３１２）に関連付けられたレイテンシ測定値を含み、前記選択基準は、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）に関連付けられた複数のレイテンシ測定値のうちの最も低いレイテンシ測定値を含む、請求項２０に記載の方法（５００）。
【請求項22】
前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）の各々に対して決定された前記１つまたは複数の選択パラメータ（１３８）のうちの１つが、前記対応する制御プレーンインスタンス候補（３１２）に関連付けられた負荷を含み、前記選択基準は、前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）に関連付けられた複数の負荷のうちの最も低い負荷を含む、請求項２０に記載の方法（５００）。
【請求項23】
前記選択基準は、時刻を含むとともに、モバイル管理エンティティ（ＭＭＥ）と、
アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）と、
国際モバイル機器識別子（ＩＭＥＩ）と、
国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法（５００）。
【請求項24】
前記選択基準は、汎用パケット無線サービストンネリングプロトコル再送信の最低レイテンシまたは最低レートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法（５００）。
【請求項25】
前記データ処理ハードウェア（３０２）が、所与の時刻にモビリティマネージャ（１３２）の識別子を受信するステップをさらに含み、前記機械学習選択モデル（３３２）は、所与の時刻における前記モビリティマネージャ（１３２）の識別子を使用して、前記制御プレーンインスタンス（１６６）に対する前記要求を満たすために前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つを選択する、請求項１５に記載の方法（５００）。
【請求項26】
前記データ処理ハードウェア（３０２）が、所与の時刻にパケットコアネットワーク識別子を受信するステップをさらに含み、前記機械学習選択モデル（３３２）は、所与の時刻における前記モビリティマネージャ（１３２）の前記識別子と、前記要求に関連付けられた前記ユーザ機器（１０２）とを使用して、前記制御プレーンインスタンス（１６６）に対する前記要求を満たすために前記複数の制御プレーンインスタンス候補（３１２）のうちの１つを選択する、請求項２５に記載の方法（５００）。
【請求項27】
前記モビリティマネージャ（１３２）の前記識別子は、モバイル管理エンティティ（ＭＭＥ）を識別する、請求項２５または２６に記載の方法（５００）。
【請求項28】
前記モビリティマネージャ（１３２）の前記識別子は、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）を識別する、請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、モバイルネットワークにおける負荷分散およびサービス選択に関する。
【背景技術】
【0002】
セルラー通信ネットワークは、モバイルデバイスおよびデータ端末などの加入者デバイスに対して、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージ、および番組などの通信コンテンツを提供する。セルラー通信ネットワークは、分散した地理的領域にわたって多数の加入者デバイスのための通信をサポートすることができる多数の基地局を含み得る。一般的に、携帯電話などのユーザデバイスが通信セッションを開始するとき、ネットワークは、通信セッションのためのサービスインスタンスを選択する。しかし、残念ながら、通信セッションのために選択されたインスタンスは、選択プロセスが、通信セッションが確立されたときのユーザの状況および／またはネットワークの状況などの要因を適切に考慮していない場合、通信セッション自体、または通信セッションに関するユーザのエクスペリエンスに影響を及ぼす可能性がある。
【発明の概要】
【0003】
本開示の一態様は、モバイルネットワークにおける負荷分散およびサービス選択のための方法を提供する。本方法は、データ処理ハードウェアにおいて、制御プレーンから、パケットコアネットワーク内のユーザプレーンインスタンスに対する要求を受信することを含む。ユーザプレーンインスタンスは、通信セッション中にユーザ機器のためのパケット処理を実行するように構成される。また、本方法は、データ処理ハードウェアが、ユーザ機器と通信している基地局に関連付けられた複数のユーザプレーンインスタンス候補を識別することを含む。複数のユーザプレーンインスタンス候補は、制御プレーンによって構成可能である。各ユーザプレーンインスタンス候補に対して、本方法は、データ処理ハードウェアが、ユーザ機器と通信している基地局についての一部の主要な性能指標に対応する１つまたは複数の選択パラメータを決定することを含む。方法は、データ処理ハードウェアが、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータに基づいて、制御プレーンからのユーザプレーンインスタンスに対する要求を満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することをさらに含む。
【0004】
本開示の実施形態は、以下の任意の特徴のうちの１つまたは複数を含み得る。いくつかの実施形態では、方法は、データ処理ハードウェアが、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータに基づいて、ユーザプレーンインスタンス候補のリストを生成することを含む。この実施形態では、要求を満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、ユーザプレーンインスタンス候補のリストから以前に選択されたユーザプレーンインスタンスに基づいて、ユーザプレーンインスタンス候補のリストからユーザプレーンインスタンス候補を順次選択することを含む。
【0005】
いくつかの例では、方法は、データ処理ハードウェアが、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各ユーザプレーンインスタンス候補に対応する重みを割り当てることを含み、対応する重みは、対応するユーザプレーンインスタンス候補に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータを表す。この例では、方法は、データ処理ハードウェアが、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各ユーザプレーンインスタンス候補に対する対応する重みに基づいて、複数のユーザプレーンインスタンス候補をランク付けすることを含む。要求を満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、ユーザプレーンインスタンスに対する要求を満たすために、最高のランキングを有するユーザプレーンインスタンス候補を複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つとして選択することを含む。
【0006】
いくつかの構成では、要求を満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、データ処理ハードウェアが、複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つが選択基準を満たすことを決定することを含み、選択基準は、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータの最小値または最大値に対応する。ここで、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータのうちの１つが、対応するユーザプレーンインスタンス候補に関連付けられたレイテンシ測定値を含み得、選択基準は、複数のユーザプレーンインスタンス候補に関連付けられた複数のレイテンシ測定値のうちの最低のレイテンシ測定値を含み得る。追加的または代替的に、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータのうちの１つが、対応するユーザプレーンインスタンス候補に関連付けられた負荷を含み得、選択基準は、複数のユーザプレーンインスタンス候補に関連付けられた複数の負荷のうちの最低の負荷を含み得る。
【0007】
いくつかの実施形態では、要求を満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、複数のユーザプレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータと選択基準とを受信するように構成された機械学習選択モデルを使用することを含む。この実施形態では、機械学習選択モデルは、複数のトレーニンググループ上でトレーニングされ、各トレーニンググループは、複数のトレーニングユーザプレーンインスタンスを含み、対応するトレーニンググループ内の各トレーニングユーザプレーンインスタンスは、１つまたは複数の対応する選択パラメータおよび選択基準ラベルに関連付けられ、選択基準ラベルは、対応するトレーニングユーザプレーンインスタンスが選択基準を満たすか否かを示す。ここで、選択基準は、時刻を含むとともに、基地局ノードインターネットプロトコルアドレス、進化型ユニバーサルモバイル電気通信サービス地上波無線アクセスネットワークセルグローバル識別子（ＥＣＧＩ：ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｅｌｌ ｇｌｏｂａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、国際モバイル機器識別子（ＩＭＥＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、または国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）のうちの少なくとも１つを含み得る。任意選択的に、選択基準は、転送制御プロトコル再送信の最低レイテンシまたは最低レートのうちの少なくとも１つを含み得る。本方法は、データ処理ハードウェアが、所与の時刻におけるパケットコアネットワーク識別子を受信することを含み得、機械学習選択モデルは、所与の時刻におけるパケットコアネットワーク識別子を使用して、ユーザプレーンインスタンスに対する要求を満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補のうちの１つを選択し得る。任意選択的に、方法は、データ処理ハードウェアが、所与の時刻におけるパケットコアネットワーク識別子を受信することを含み得、機械学習選択モデルによるユーザプレーンインスタンスの選択は、所与の時刻におけるパケットコアネットワーク識別子と、要求に関連付けられたユーザ機器とに基づき得る。パケットコアネットワーク識別子は、基地局ノードインターネットプロトコルアドレスまたは進化型ユニバーサルモバイル電気通信サービス地上波無線アクセスネットワークセルグローバル識別子を含み得る。
【0008】
いくつかの例では、パケットコアネットワークは、第５世代（５Ｇ）コアインフラストラクチャを含む。追加的または代替的に、パケットコアネットワークは、第４世代（４Ｇ）コアインフラストラクチャ用の進化型パケットコアネットワークインフラストラクチャを含み得る。
【0009】
本開示の別の態様は、モバイルネットワークにおける負荷分散およびサービス選択のための方法を提供する。本方法は、データ処理ハードウェアにおいて、パケットコアネットワークのセッションマネージャから、パケットコアネットワーク内の制御プレーンインスタンスに対する要求を受信することを含む。制御プレーンインスタンスは、通信セッション中にユーザ機器のためのパケットをルーティングするように構成される。また、本方法は、データ処理ハードウェアが、パケットコアネットワークのモビリティマネージャに関連付けられた複数の制御プレーンインスタンス候補を識別することを含む。複数の制御プレーンインスタンス候補は、モビリティマネージャの地理的領域にサービスを提供するように構成される。各制御プレーンインスタンス候補に対して、本方法は、データ処理ハードウェアが、ユーザ機器と通信しているモビリティマネージャについての一部の主要な性能指標に対応する１つまたは複数の選択パラメータを決定することを含む。方法は、データ処理ハードウェアが、決定された１つまたは複数の選択パラメータに基づいて、セッションマネージャからの制御プレーンインスタンスに対する要求を満たすために個々の制御プレーンインスタンス候補を選択することをさらに含む。
【0010】
この態様は、以下の任意の特徴のうちの１つまたは複数を含み得る。いくつかの構成では、セッションマネージャは、パケットコアネットワークのセッション管理機能を含み、パケットコアネットワークは、第５世代（５Ｇ）コアインフラストラクチャを含む。セッションマネージャは、パケットコアネットワークのゲートウェイに対応し得、パケットコアネットワークは、第４世代（４Ｇ）コアインフラストラクチャを含む。
【0011】
いくつかの実施形態では、方法は、データ処理ハードウェアが、複数の制御プレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータに基づいて、制御プレーンインスタンス候補のリストを生成することを含む。この実施形態では、要求を満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、制御プレーンインスタンス候補のリストから以前に選択された制御プレーンインスタンスに基づいて、制御プレーンインスタンス候補のリストから制御プレーンインスタンス候補を順次選択することを含む。
【0012】
いくつかの例では、方法は、データ処理ハードウェアが、複数の制御プレーンインスタンス候補の各制御プレーンインスタンス候補に対応する重みを割り当てることを含み、対応する重みは、対応する制御プレーンインスタンス候補に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータを表す。この例では、方法は、データ処理ハードウェアが、複数の制御プレーンインスタンス候補の各制御プレーンインスタンス候補に対する対応する重みに基づいて、複数の制御プレーンインスタンス候補をランク付けすることを含む。ここで、要求を満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、制御プレーンインスタンスに対する要求を満たすために、最高のランキングを有する制御プレーンインスタンス候補を複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つとして選択することを含む。
【0013】
いくつかの構成では、要求を満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、データ処理ハードウェアが、複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つが選択基準を満たすことを決定することを含み、選択基準は、複数の制御プレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータの最小値または最大値に対応する。ここで、複数の制御プレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータのうちの１つが、対応する制御プレーンインスタンス候補に関連付けられたレイテンシ測定値を含み得、選択基準は、複数の制御プレーンインスタンス候補に関連付けられた複数のレイテンシ測定値のうちの最低のレイテンシ測定値を含み得る。任意選択的に、複数の制御プレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータのうちの１つが、対応する制御プレーンインスタンス候補に関連付けられた負荷を含み得、選択基準は、複数の制御プレーンインスタンス候補に関連付けられた複数の負荷のうちの最低の負荷を含み得る。
【0014】
いくつかの実施形態では、要求を満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つを選択することは、複数の制御プレーンインスタンス候補の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータと選択基準とを受信するように構成された機械学習選択モデルを使用することを含む。この実施形態では、機械学習選択モデルは、複数のトレーニンググループ上でトレーニングされ、各トレーニンググループは、複数のトレーニング制御プレーンインスタンスを含み、対応するトレーニンググループ内の各トレーニング制御プレーンインスタンスは、１つまたは複数の対応する選択パラメータおよび選択基準ラベルに関連付けられ、選択基準ラベルは、対応するトレーニング制御プレーンインスタンスが選択基準を満たすか否かを示す。ここで、選択基準は、時刻とともに、モバイル管理エンティティ（ＭＭＥ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ：Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、国際モバイル機器識別子（ＩＭＥＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、または国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）のうち少なくとも一つを含み得る。任意選択的に、選択基準は、汎用パケット無線サービストンネリングプロトコル再送信の最低レイテンシまたは最低レートのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの例では、方法は、データ処理ハードウェアが、所与の時刻におけるモビリティマネージャの識別子を受信することを含み、機械学習選択モデルは、所与の時刻におけるモビリティマネージャの識別子を使用して、制御プレーンインスタンスの要求を満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つを選択する。他の例では、方法は、データ処理ハードウェアが、所与の時刻におけるパケットコアネットワーク識別子を受信することを含み、機械学習選択モデルは、所与の時刻におけるモビリティマネージャの識別子と、要求に関連付けられたユーザ機器とを使用して、制御プレーンインスタンスに対する要求を満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補のうちの１つを選択する。モビリティマネージャの識別子は、モバイル管理エンティティ（ＭＭＥ）を識別し得る。追加的または代替的に、モビリティマネージャの識別子は、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）を識別し得る。
【0015】
本開示の１つまたは複数の実施の詳細は、添付の図面および以下の詳細な説明に記載されている。他の態様、特徴、および利点は、詳細な説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】例示的な通信ネットワークの概略図である。
【図4】ユーザプレーンインスタンスを選択する方法のための動作の例示的な構成のフローチャートである。
【図5】制御プレーンインスタンスを選択する方法のための動作の例示的な構成のフローチャートである。
【図6】本明細書で説明されるシステムおよび方法を実施するために使用され得る例示的コンピューティングデバイスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
様々な図面の同様の参照記号は、同様の構成要素を示す。
デバイスのモビリティおよび接続が増加するにつれて、モバイルネットワークおよびそれらのリソースの需要が増加している。過去のモバイルネットワークに対するリソース需要とは異なり、この需要は、モバイルデバイスの進化により、より複雑である。例えば、かつては携帯電話のためのモバイル通信を主にサポートしていたモバイルネットワークは、現在では、モバイルネットワークへの接続性を備えて構成されたほぼ全てのコンピューティングデバイスをサポートしている。モバイルデバイスは、携帯電話、タブレット、ラップトップ、およびパーソナルディスプレイデバイスから、スマートウェアラブル（例えば、時計、心臓モニタなど）、スマート周辺機器（例えば、スピーカ、ヘッドフォンなど）、スマート家電、およびスマートセンサなどの多くのスマートデバイスに拡大している。さらに、従来の携帯電話の本質は、高度なコンピューティングおよびマイクロプロセッシングにより、電話サービスのためにモバイルネットワークに依存するデバイスから、メディアストリーミング、モバイルアプリケーション、電子メール、およびインターネット接続などの機能を有するパーソナルコンピュータにより近いデバイスに変化している。そのような機能は、人と人との間の通信の一般的なモードを電話コールからテキストメッセージにシフトさせた。
デバイスのモビリティおよび接続が増加するにつれて、モバイルネットワークおよびそれらのリソースの需要が増加している。過去のモバイルネットワークに対するリソース需要とは異なり、この需要は、モバイルデバイスの進化により、より複雑である。例えば、かつては携帯電話のためのモバイル通信を主にサポートしていたモバイルネットワークは、現在では、モバイルネットワークへの接続性を備えて構成されたほぼ全てのコンピューティングデバイスをサポートしている。モバイルデバイスは、携帯電話、タブレット、ラップトップ、およびパーソナルディスプレイデバイスから、スマートウェアラブル（例えば、時計、心臓モニタなど）、スマート周辺機器（例えば、スピーカ、ヘッドフォンなど）、スマート家電、およびスマートセンサなどの多くのスマートデバイスに拡大している。さらに、従来の携帯電話の本質は、高度なコンピューティングおよびマイクロプロセッシングにより、電話サービスのためにモバイルネットワークに依存するデバイスから、メディアストリーミング、モバイルアプリケーション、電子メール、およびインターネット接続などの機能を有するパーソナルコンピュータにより近いデバイスに変化している。そのような機能は、人と人との間の通信の一般的なモードを電話コールからテキストメッセージにシフトさせた。
【0018】
携帯電話自体に対する絶え間ない変化、および異なるタイプのモバイルデバイスの使用の増加とともに、モバイルネットワークは、異なるタイプの接続の必要性に対処する必要がある。言い換えれば、モバイルネットワークは、歴史的には比較的予測可能なリソース需要を有していたが、今日のモバイルネットワークは、現時点でリソース需要の変動が増大している。例えば、今日のネットワーク負荷は、モバイルビデオおよびリアルタイム通信アプリケーションの使用の増加をサポートしている。モバイルネットワーク上のリソース需要が比較的予測可能であったときでは、制御プレーンによって実行されるネットワークのシグナリング機能およびユーザプレーンのデータパケット転送も比較的予測可能であった。そのような予測可能性に起因して、制御プレーンおよびデータプレーンは、概して、モバイルネットワーク構造において互いに結合されていた。しかし、リソース需要が変動し始めると、この変動によって、制御プレーンおよびユーザプレーンのリソース要件に関してリソース需要が変化してきた。あるデバイスは、大量の制御プレーンリソース（例えば、シグナリングリソース）を要求するが、他のデバイスは、少量のシグナリングリソースを要求する。同じことがユーザプレーンにも当てはまり、あるデバイスがデータリソースに対して大きな需要を有する一方で、他のデバイスがデータリソースに対して比較的小さな需要を有する場合がある。
【0019】
リソース需要の不均衡に基づいて、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）を中心とするコアネットワークを使用してデータパケットを送信するモバイルネットワークは、パケットコアネットワーク（例えば、４Ｇ用の進化型パケットコア（ＥＰＣ）または５Ｇ用の第５世代コア（５ＧＣ））へと移行した。パケットコアネットワークのネットワークアーキテクチャでは、パケットコアネットワークは、ユーザ（例えば、加入者）データを管理するユーザプレーンと、ネットワークを介したユーザデータのシグナリングを管理する制御プレーンとに分離された構造がある。この手法は、概して、制御およびユーザプレーン分離（ＣＵＰＳ：Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）と呼ばれている。ＣＵＰＳは、パケットコアネットワークの他のノードの機能に影響を及ぼすことなく、制御プレーンおよびユーザプレーンを独立してスケーリングすることができるフレキシブルなネットワーク展開を提供しようとしている。ユーザプレーンおよび制御プレーンを独立してスケーリングすることによって、ＣＵＰＳ構成は、モバイルネットワークがリアルタイムで必要に応じてユーザトラフィックに対処することが可能となる。従って、パケットコアネットワークは、モバイルネットワークが現在受けているビデオおよび他のモバイルアプリケーションの急増により増加したユーザデータトラフィックに対処することが可能である。
【0020】
独立したスケーリングに加えて、ユーザプレーンと制御プレーンとの分離により、これらのプレーンがエッジネットワーク内に存在することが可能となり得る。エッジネットワークとは、概して、デバイスおよびそれらのユーザがモバイルネットワークを使用する（例えば、データを消費する）場所の近くに位置するパケットコアネットワークの一部を指す。言い換えれば、「エッジ」とは、モバイルネットワークのエンドポイント（例えば、ユーザ機器）の近くの場所を指し、エッジネットワークは、モバイルネットワークの分散型コンピューティングトポロジの一部が存在する場所である。従って、エッジネットワークは、コンピューティングおよび／またはデータストレージをエンドポイントに近づける。
【0021】
ユーザプレーンおよび制御プレーンは別個であり、および／またはエッジネットワーク内に常駐することが可能であるが、ユーザ機器（ＵＥ）との通信セッションにおいてどのユーザプレーンインスタンスおよび／または制御プレーンインスタンスを使用するかの選択は、ネットワーク性能および／またはユーザのネットワークに関するエクスペリエンスに影響を及ぼし得る。例えば、ユーザプレーンインスタンスおよび／または制御プレーンインスタンスの割り当てが、レイテンシまたはパケット損失等のマイナス要因に寄与する場合、割り当ては、ネットワークに関するユーザのエクスペリエンスに悪影響を及ぼし得る。従って、ＵＥが実行することを所望する通信機能に依存して、ユーザプレーンインスタンスおよび／または制御プレーンインスタンスを選択することが、ユーザに対するネットワークサービスの実行にとって重要となる場合がある。さらに、ユーザプレーンインスタンスおよび／または制御プレーンインスタンスの選択は、特定のユーザが実行することを所望する機能に依存するだけでなく、ユーザが位置する場所、選択のための時刻、選択時のモバイルネットワーク上の現在の負荷、モバイルネットワークのユーザの現在のアクセスパターンなどの他の要因にも依存する場合がある。言い換えれば、サービスインスタンス（即ち、制御プレーンインスタンスまたはユーザプレーンインスタンス）を選択するための決定は、特に、モバイルデバイスの数の増加によりモバイルネットワークが一度に多数のサービスインスタンス要求を受けた場合に、ますます複雑になる。従って、本明細書で開示されるユーザプレーンセレクタおよび／または制御プレーンセレクタは、サービスインスタンス選択による欠陥に対処しようとするものである。
【0022】
モバイルネットワークに対する継続的な改善により、ネットワークインフラストラクチャは、ユーザ（例えば、エンドポイント）および／またはユーザの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）に対してより近くに構築されている。これらの改善されたモバイルネットワークでは、モバイルデバイスなどのＵＥが基地局（例えば、ＲＡＮアンテナ）と通信するのにかかる時間に相当するエアインタフェースレイテンシが低減されている。例えば、第５世代（５Ｇ）ネットワークインフラストラクチャでは、エアインタフェースレイテンシが５ミリ秒未満に低減されている。比較として、前世代のモバイルネットワーク、例えば、第３世代（３Ｇ）モバイルネットワークは、エアインタフェースレイテンシが８０－１００ミリ秒以上であった。少量のエアインタフェースレイテンシ（例えば、５ミリ秒未満）では、様々なモバイルアプリケーションが可能であるが、これらのアプリケーションの機能がレイテンシに敏感でない場合、レイテンシ問題は、モバイルネットワークのパケットコアネットワークの部分の欠陥に移行する可能性がある。言い換えれば、エアインタフェースレイテンシが８０ミリ秒以上であったとき、ＵＥとＲＡＮインフラストラクチャ（例えば、基地局（単数または複数））との間の通信がネットワークボトルネックであるため、ＥＰＣ内のモバイルネットワークの機能は、さらなるレイテンシ問題に寄与することなく、このエアインタフェースのレイテンシウィンドウ内で発生し得る。例えば、ネットワークが、３Ｇネットワーク（例えば、エアインタフェースレイテンシが８０ミリ秒）においてパケットコアネットワークのデータセンタからデータパケットを送信し、取得するのに５～１０ミリ秒かかる場合、そのような機能は、付加的なレイテンシに寄与しないが、５Ｇネットワーク（例えば、エアインタフェースレイテンシが５ミリ秒）では、これらのパケットコアネットワーク機能は、タスクに５秒以上のレイテンシを導入する。このように、そのような低い程度のエアインタフェースレイテンシの場合、パケットコアネットワークがどのように機能するかによって、ユーザ（例えば、モバイルネットワーク加入者）のエクスペリエンスに影響を及ぼし得る。モバイルネットワークにおける潜在的なレイテンシ問題に敏感であるために、制御プレーンセレクタおよび／またはユーザプレーンセレクタは、ユーザの機能に適合するサービスインスタンスを選択することを目的とする。この観点から、可能な場合、各プレーンセレクタ（例えば、ユーザプレーンセレクタおよび／または制御プレーンセレクタ）は、ユーザのインスタンスを最良にサポートしようと試みる。
【0023】
図１は、通信ネットワーク１００（セルラーネットワークとも呼ばれる）を示し、これは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク、５Ｇネットワーク、および／または、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、モバイル通信用グローバルシステム／ＧＳＭ（登録商標）エボリューション用拡張データレート（ＧＳＭ／ＥＤＧＥ）、ユニバーサルモバイル電気通信システム／高速パケットアクセス（ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡ）、ＬＴＥおよびＬＴＥアドバンストネットワーク技術等の第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））によって規定された多数のアクセス技術をサポートする多元接続ネットワークであり得る。セルラーネットワーク１００（例えば、ＬＴＥネットワークまたは５Ｇネットワーク）は、モバイルデバイスおよびデータ端末などの加入者デバイス１０２、１０２ａ～ｂと基地局１０４との間の高速データパケットの無線通信を可能にする。加入者デバイス１０２は、ユーザ機器（ＵＥ）デバイスおよび／またはモバイルデバイス１０２と互換的に呼ばれ得る。例えば、ＬＴＥは、ＧＳＭ／ＥＤＧＥおよびＵＭＴＳ／ＨＳＰＡネットワーク技術に基づく無線通信規格であり、かつコアネットワークの改良に加えて異なる無線インタフェースを使用することによって電気通信の容量および速度を増加させるように構成されている。異なるタイプのセルラーネットワーク１００は、ＵＥデバイス１０２がデータ（例えば、データパケット）を通信することを可能にするために、様々な帯域幅において異なる帯域／周波数をサポートし得る。例示のために、ＬＴＥは、１．４ＭＨｚから２０ＭＨｚまでのスケーラブルキャリア帯域幅をサポートし、かつ周波数分割複信（ＦＤＤ）と時分割複信（ＴＤＤ）の両方をサポートするが、５Ｇは、５ＭＨｚから１００ＭＨｚの範囲の帯域幅をサポートし、いくつかの帯域幅はＬＴＥと重複する。
【0024】
ＵＥデバイス１０２は、ネットワーク１００上で音声／データを送信および／または受信することが可能な任意の電気通信デバイスであり得る。ＵＥデバイス１０２は、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、およびウェアラブルコンピューティングデバイス（例えば、ヘッドセットおよび／または時計）などのモバイルコンピューティングデバイスを含み得るが、これらに限定されない。また、ＵＥデバイス１０２は、デスクトップコンピュータ、スマートスピーカ／ディスプレイ、車両、ゲームデバイス、テレビ、または他の電化製品（例えば、ネットワーク化されたホームオートメーションデバイスおよび家電製品）に含まれるコンピューティングデバイス等の他のフォームファクタを有する他のコンピューティングデバイスを含んでもよい。ＵＥデバイス１０２は、通信ネットワーク１００の電気通信事業者によって提供されるネットワークサービスに加入する。電気通信事業者は、移動体通信事業者（ＭＮＯ：ｍｏｂｉｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｐｅｒａｔｏｒ）、ワイヤレスサービスプロバイダ、ワイヤレスキャリア、携帯電話会社、またはモバイルネットワークキャリアと呼ばれることもある。
【0025】
ＵＥデバイス１０２は、通信ネットワーク１００（または５Ｇ／４Ｇネットワーク）を介して、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）などの外部ネットワーク３０と通信することができる。図１を参照すると、通信ネットワーク１００は、モバイルネットワークのための分散型アーキテクチャを表している。通信ネットワーク１００は、第１の部分である進化型ユニバーサル地上波無線アクセスネットワーク（ｅ－ＵＴＲＡＮ：Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）部１１０と、第２の部分であるパケットコアネットワーク部１２０とを含む。パケットコアネットワーク部１２０は、概して、第４世代（４Ｇ）コアインフラストラクチャ用の進化型パケットコア（ＥＰＣ：Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）、または第５世代（５Ｇ）コアインフラストラクチャ（即ち、５ＧＣ）のいずれかを指し得る。第１の部分１１０は、ＵＥ１０２などのエンドポイントと１つまたは複数の基地局１０４の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）との間をインタフェースするエアインタフェース１０６（例えば、３ＧＰＰのＬＴＥアップグレードパスの進化型ユニバーサル地上波無線アクセス（ｅ－ＵＴＲＡ））を含む。ＬＴＥでは、エアインタフェース１０６は、ダウンリンクについては直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）無線アクセスを使用し、アップリンクについてはシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ－ＦＤＭＡ）を使用する。従って、第１の部分１１０は、１つまたは複数の基地局１０４を介してエアインタフェース１０６上で外部ネットワーク３０からＵＥデバイス１０２へのデータパケットおよび／または他のサーフェスの無線通信をサポートする。
【0026】
各基地局１０４は、進化型ノードＢ（４ＧシステムではｅノードＢまたはｅＮＢとも呼ばれる）、または５Ｇシステムに関しては次世代ノードＢ（ｇＮＢとも呼ばれる）を含み得る。ｅＮＢ／ｇＮＢ１０４は、ＵＥデバイス１０２と直接通信するためにエアインタフェース１０６（例えば、携帯電話ネットワーク）に接続するハードウェアを含む。例えば、ｅＮＢ／ｇＮＢ１０４は、エアインタフェース１０６を介して、ダウンリンクＬＴＥ／５Ｇ信号（例えば、情報）をＵＥデバイス１０２に送信し、アップリンクＬＴＥ／５Ｇ信号をＵＥデバイス１０２から受信することができる。基地局１０４は、１つまたは複数のＵＥデバイス１０２が基地局１０４を介してネットワーク１００と通信するエリアに対応する関連するカバレッジエリア１０４ａｒｅａを有し得る。４Ｇネットワークの場合、基地局１０４がｅＮＢであるとき、基地局１０４は、パケットコアネットワーク１２０（例えば、パケットコアネットワーク１２０のコアネットワーク部１２２）と通信するためにＳ１インタフェースを使用する。Ｓ１インタフェースは、コアネットワーク１３０のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）１３２と通信するためのＳ１－ＭＭＥインタフェースと、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ、例えば、サービングゲートウェイとパケットデータノードゲートウェイ（ＳＰＧＷ）との組合せとして図１に示される）とインタフェースするためのＳ１－Ｕインタフェースとを含み得る。従って、Ｓ１インタフェースは、パケットコアネットワーク１２０と通信するためのバックホールリンクに関連付けられる。５Ｇネットワークの場合、基地局１０４がｇＮＢであるとき、ｇＮＢは、Ｎ２およびＮ３インタフェースを使用して、５Ｇコアネットワーク制御プレーン機能およびユーザプレーン機能（ｕｓｅｒ ｐｌａｎｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に接続する。例えば、Ｎ２インタフェースは、ｇＮＢ１０４と、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ：Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との間の通信のためのインタフェースであり、Ｎ３インタフェースは、ｇＮＢと、エッジネットワーク１４０のバックエンドユーザプレーン１５０との間の通信のためのインタフェースである。
【0027】
概して、パケットコアネットワーク１２０（例えば、ＥＰＣ又は５ＧＣ）は、ＵＥデバイス１０２及び外部ネットワーク３０と通信して、それらの間でデータパケットをルーティングする。そのような通信手段として、パケットコアネットワーク１２０は、ＬＴＥ／５Ｇネットワーク１００上で音声およびデータを収束させるように構成されたフレームワークを提供する。パケットコアネットワーク１２０は、インターネットプロトコル（ＩＰ）サービスアーキテクチャ上で音声およびデータを統合し、音声は、単に別のＩＰアプリケーションとして扱われる。パケットコアネットワーク１２０は、コアネットワーク１３０およびエッジネットワーク１４０を含むが、これらに限定されない。４Ｇネットワークでは、コアネットワーク１３０は、例えば、ＭＭＥ１３２、ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ：Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｒｕｌｅｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）１３４、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ）（図示せず）、およびサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ：Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）（図示せず）など、いくつかのネットワーク要素を含み得る。一方、５Ｇネットワークの場合、コアネットワーク１３０は、ＭＭＥ１３２の代わりにアクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ：Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）１３２と、ＰＣＲＦ１３４と同等の５Ｇとしてのポリシー，課金機能（ＰＣＦ：Ｐｏｌｉｃｙ， Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）１３４とを含む。４Ｇおよび５Ｇネットワークの両方において、エッジネットワーク１４０は、ユーザプレーンと制御プレーンとの分離を含み得る。言い換えれば、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）およびパケットデータノードゲートウェイ（ＰＧＷ）の各々は、制御プレーン部１５０（例えば、指定された「－Ｃ」で示される）と、ユーザプレーン部１６０（例えば、指定された「－Ｕ」で示される）とを有する。
【0028】
図１などのいくつかの例では、エッジネットワーク１４０は、（例えば、コアネットワーク１３０および外部ネットワーク３０に面する）異なるフロントエンド（ＦＥ）ネットワーク要素と、（例えば、ネットワーク１００のｅ－ＵＴＲＡＮ部１１０に面する）バックエンドネットワーク要素（ＢＥ）とに分割される。この分割により、図１は、制御プレーン部１６０が、バックエンド制御プレーン１６２およびフロントエンド制御プレーン１６４にさらに分割され得ることを示す。５Ｇネットワークでは、ＳＧＷおよびＰＧＷ要素に加えて、制御プレーン部１６０は、セッション管理機能（ＳＭＦ：Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）も含む。ここで、ＳＭＦは、制御プレーン部１６０のフロントエンド（ＦＥ）およびバックエンド（ＢＥ）の両方の機能を含む。図１は、ＰＧＷおよびＳＧＷが（例えば、ＳＰＧＷ要素によって）統合され得ることを示すが、ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２、ＰＣＲＦ／ＰＣＦ１３４、ＳＧＳＮ、およびＨＳＳなどの他のネットワーク要素は、スタンドアロン構成要素であってもよく、または構成要素のうちの少なくとも２つが共に統合されてもよい。
【0029】
ネットワーク１００は、ＵＥデバイス１０２、基地局１０４、および様々なネットワーク要素（例えば、ＭＭＥ１３２、ＰＣＲＦ／ＰＣＦ１３４、ＳＰＧＷ、ＳＧＳＮ、ＨＳＳ、ＳＭＦ）がネットワーク１００の使用中に互いに協働することを可能にするインタフェースを含む。情報は、ネットワーク１００全体にわたってこれらのインタフェースに沿って流れ、全体的に、これらのインタフェースは、ユーザプレーン機能および制御プレーン機能によって分割され得る。ユーザプレーン機能は、ユーザプレーントラフィックをルーティングし、かつパケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）、および媒体アクセス制御（ＭＡＣ）などのサブレイヤを有する、ＵＥデバイス１０２と基地局１０４との間のユーザプレーンプロトコルスタックを含む。ユーザプレーン機能は、複数の制御プレーン機能によって共有され得る。ユーザプレーンデータパケットは、複数のユーザプレーン機能を通過し得る。ユーザプレーン部１５０に特有のいくつかのインタフェースには、以下のような、基地局１０４と制御プレーン部１５０のＳＰＧＷ－Ｕとの間の、ベアラごとのユーザプレーントンネリングおよびハンドオーバ時の基地局間パス切り替えのためのＳ１－Ｕインタフェースと、基地局１０４とユーザプレーン部１５０との間の（例えば、５Ｇにおける）Ｎ３インタフェース（ここで、Ｎ３インタフェースは、ＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）または情報指向ネットワーク（ＩＣＮ）プロトコルを使用し得る）と、ユーザ制御プレーン部１５０と外部ネットワーク３０（例えば、パケットデータネットワーク）との間のＮ６インタフェースと、ユーザプレーンインスタンス（例えば、中間ユーザプレーンおよびセッションアンカーユーザプレーン）間のＮ９インタフェース（インタフェースは、ＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）または情報指向ネットワーク（ＩＣＮ）プロトコルを使用し得る）と、２Ｇアクセスまたは３Ｇアクセスを有するＵＥデバイス１０２とＰＧＷとの間の、制御およびモビリティサポート並びに場合によってはユーザプレーントンネリングのためのＳ４インタフェース（図示せず）と、Ｅ－ＵＴＲＡＮ部１１０（例えば、ＵＥデバイス１０２）とＳＧＷとの間の、オペレータ構成オプションとしてのユーザプレーントンネリングのためのＳ１２インタフェース（図示せず）とがある。他のタイプの通信ネットワーク（例えば、３Ｇ、５Ｇなど）は、ネットワーク１００に関して図１に示されたもの以外の他のユーザプレーンインタフェースを含み得る。
【0030】
図１を参照すると、いくつかの例では、ユーザプレーン部１５０は、１つまたは複数のユーザプレーンインスタンス１５２、１５２ａ～ｎを含む。各ユーザプレーンインスタンス１５２は、コンピューティングリソース（例えば、データ処理ハードウェアまたはメモリハードウェアなどのハードウェア）が存在し得るインフラストラクチャサイト（例えば、サイト１～ｎとして示される）を指し得る。異なるサイトを有することによって、パケットコアネットワーク１２０のエッジネットワーク１４０は、ユーザプレーン機能および／または制御プレーン機能をサポートし得る、ＵＥ１０２などのエンドポイントの近くの場所を利用し得る。サービスインスタンスがエンドポイントの場所により近い場合、データ機能（例えば、ユーザプレーン部１５０による）およびデータ制御機能（例えば、制御プレーン部１６０による）は、レイテンシを最小化するとともに、エンドポイント需要／アクセスパターンを満たす速度で生じ得る。図１のネットワーク１００は、制御プレーン部１６０のための単一のサイト（例えば、サイト０）を示しているが、制御プレーン部１６０は、１つまたは複数のサイトにおいて生じる複数の制御プレーンインスタンス１６６を有してもよい。概して、ＵＥ１０２は単一の制御プレーンインスタンス１６６によってサービスされるため、図１のネットワーク１００は簡略化のために単一の制御プレーンサイトを示すが、パケットコアネットワーク１２０は、この特定の例ではＵＥ１０２をサポートするために選択されなかった複数の制御プレーンインスタンス１６６（図示せず）をホストする他の複数のサイトを含み得る。いくつかの構成では、ユーザプレーン部１５０および制御プレーン部１６０は、それらの個々の機能をサポートする１つまたは複数のサイトを共有する。
【0031】
制御プレーン部１６０は、制御プレーンプロトコル（例えば、ＧＴＰ－Ｃ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）を用いてユーザプレーン機能を制御およびサポートすることを担う。特に、制御プレーン部１６０は、Ｅ－ＵＴＲＡＮアクセス接続（例えば、ネットワーク１００のＥ－ＵＴＲＡＮ部１０６へのアタッチおよびデタッチ）を制御し、確立されたネットワークアクセス接続の属性（例えば、ＩＰアドレスのアクティブ化）を制御し、（例えば、ユーザモビリティをサポートするために）確立されたネットワーク接続のルーティングパスを制御し、様々なルール（例えば、パケット検出ルール、パケット転送ルール、サービス品質実施ルール、および／または使用報告ルール）によってパケットの処理を制御し、かつ／または（例えば、ＵＥデバイス１０２のユーザによる）ネットワーク１００への要求に基づいてネットワークリソースの割り当てを制御する。制御プレーン部１６０は、複数のユーザプレーンインスタンス（例えば、ユーザプレーンインスタンス１５２ａ－ｎ）とインタフェースし得る。概して、ＵＥ１０２は、単一の制御プレーン部１６０によってサービスされるが、複数のユーザプレーンインスタンス１５２は、異なるタイプの接続または機能に関して選択され得る。制御プレーン部１６０に特有のいくつかのインタフェース（例えば、ネットワーク要素間の点線で示される）には、以下のような、基地局１０４とＭＭＥ１３２との間の、シグナリングメッセージの配信を保証するＳ１－ＭＭＥインタフェースと、ＳＧＳＮとＭＭＥ１３２との間の、アイドル状態および／またはアクティブ状態における３ＧＰＰアクセスネットワーク間モビリティのためのユーザ／ベアラ情報交換を可能にするＳ３インタフェース（図示せず）と、ＳＧＷ－Ｃ／ＵとＰＧＷ－Ｃ／Ｕとの間のＳ５／Ｓ８インタフェース（図示せず）（Ｓ５インタフェースは非ローミングシナリオにおいて使用されて、ＵＥデバイス１０２のモビリティに基づく再配置にサービス提供し、かつＰＤＮの非コロケートゲートウェイに接続する一方で、Ｓ８インタフェースはパブリックランドモバイルネットワーク（ＰＬＭＮ：ｐｕｂｌｉｃ ｌａｎｄ ｍｏｂｉｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）に接続する）と、ユーザプレーン部１５０と制御プレーン部１６０との間の、パケット転送制御プレーン（ＰＦＣＰ：Ｐａｃｋｅｔ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）プロトコルを用いるＳｘａ／Ｓｘｂインタフェースと、ＭＭＥ１３２間のハンドオーバを調整するＳ１０インタフェース（図示せず）と、ＭＭＥ１３２と制御プレーン部１６０との間の、信号メッセージを転送するためのＳ１１インタフェースと、ＭＭＥ１３２とＨＳＳとの間の、ユーザアクセスに関連する加入および認証データの転送を可能にするＳ６ａインタフェース（図示せず）と、ＨＳＳとＳＧＳＮとの間の、ユーザアクセスに関連する加入および認証データの転送をも可能にするＳ６ｄインタフェース（図示せず）と、ＵＥデバイス１０２のアイデンティティチェックをサポートするＳ１３インタフェース（図示せず）とがある。他のタイプの通信ネットワーク（例えば、３Ｇ、５Ｇなど）は、ネットワーク１００に関して図１に示されたもの以外の他の制御プレーンインタフェースを含み得る。
【0032】
特定のＵＥデバイス１０２がネットワーク１００に接続するとき、１つまたは複数の制御メッセージが、様々なネットワーク要素間で（例えば、進化型パケットコア１２０のネットワーク要素とＥ－ＵＴＲＡＮ部１１０との間で）送信される。例えば、基地局１０４は、新たなＵＥデバイス１０２がネットワーク１００への接続を試みていることを示す制御メッセージをＭＭＥ１３２に送信する。別の例として、ＳＰＧＷは、外部ネットワーク３０からのデータが特定のＵＥデバイス１０２に到着したこと、およびＵＥデバイス１０２が待機データを受け入れるためにトンネルを確立する必要があることを示す制御メッセージをＭＭＥ１３２に送信する。制御プレーンインタフェースは、汎用パケット無線サービストンネリング制御（ＧＴＰ－Ｃ）プロトコルまたはＤｉａｍｅｔｅｒプロトコルなどの制御プレーンプロトコルを使用してそのような制御メッセージを送信し得る。制御メッセージ１２８を送信するために使用されるプロトコルのタイプは、インタフェースに依存し得る。例えば、Ｓ３、Ｓ５／Ｓ８、及びＳ１０インタフェースは、ＧＴＰ－Ｃプロトコルを使用し、Ｓ１１、Ｓ６ａ、Ｓ６ｄ、及びＳ１３インタフェースは、Ｄｉａｍｅｔｅｒプロトコルを使用する。
【0033】
ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２は、ネットワーク１００に関する重要な制御ノードである。ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２は、セッションおよび状態を管理し、ネットワーク１００にわたってＵＥデバイス１０２を認証および追跡する。例えば、ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２は、非アクセス層（ＮＡＳ）のためのシグナリングおよびセキュリティの制御、ＵＥデバイス１０２の認証およびモビリティ管理、ＵＥデバイス１０２のためのゲートウェイの選択、およびベアラ管理機能などの様々な機能を実行することができるが、これらに限定されない。
【0034】
ＰＣＲＦ／ＰＣＦ１３４は、パケットコアネットワーク１２０におけるリアルタイムポリシールールおよび課金を担うノードである。いくつかの例では、ＰＣＲＦ／ＰＣＦ１３４は、ポリシー決定を行うために加入者データベース（即ち、ＵＥデバイスユーザ）にアクセスするように構成される。サービス品質管理は、ＰＣＲＦ／ＰＣＦ１３４とネットワークゲートウェイデバイス（例えば、ＰＧＷ、ＳＧＷ、またはＳＰＧＷ）との間の動的ポリシーインタラクションによって制御され得る。ＰＣＲＦ／ＰＣＦ１３４によるシグナリングは、ＥＰＳベアラ（即ち、ＵＥデバイス１０２とネットワークゲートウェイデバイスとの間の仮想接続）の属性を確立または修正し得る。ボイスオーバＬＴＥ（ＶｏＬＴＥ）などのいくつかの構成では、ＰＣＲＦ１３４は、コールを確立し、要求された帯域幅を設定属性とともにコールベアラに分配するためにネットワークリソースを割り当てる。
【0035】
ＳＧＷ（例えば、制御プレーン部１６０に関して別個のネットワーク要素として示されているが、ユーザプレーン部１５０においてＰＧＷと一体化されている）は、データルーティングおよび転送、ならびにモビリティ・アンカリングなど、ユーザデバイス１０２のためのＩＰデータ転送に関連する様々な機能を実行する。ＳＧＷは、モバイルデバイス１０２のためのデータパケットのバッファリング、ルーティング、および転送などの機能を実行し得る。同様に、ＰＧＷ（即ち、ネットワークゲートウェイデバイス）は、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス割り当て、ＵＥデバイス１０２のためのデータ接続性の維持、ＵＥデバイス１０２のためのパケットフィルタリング、サービスレベルゲーティング制御および速度規制、クライアントおよびサーバのための動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）機能、およびゲートウェイ汎用パケット無線サービス（ＧＧＳＮ）機能などの様々な機能を実行するが、これらに限定されない。
【0036】
制御プレーン部１６０のＳＭＦは、セッション管理（ＳＭ）及びＩＰアドレス管理に関する機能を実行する。例えば、ＳＭＦは、ユーザプレーン機能とＲＡＮノード（例えば、基地局１０４）との間のセッション確立、セッション変更、および／またはセッション解放を実行する。また、ＳＭＦは、ユーザプレーン機能（例えば、トラフィックをその適切な宛先にルーティングするためのトラフィックステアリング）を選択および制御し、ＰＣＦに向けたインタフェースを終了させ、課金データを収集し、課金インタフェースをサポートし、ＲＡＮノード固有セッション管理情報を開始し、ローミング機能をサポートするように構成される。ＩＰアドレス管理に関して、ＳＭＦは、ＵＥ ＩＰアドレスを割り当て、その後、そのＵＥ ＩＰアドレスを管理するように構成される。これは、ＩＰアドレスに対する許可機能を含み得る。
【0037】
ＨＳＳ（図示せず）は、全てのＵＥデバイスユーザデータを含む全てのＵＥデバイス１０２のデータベースを参照する。概して、ＨＳＳは、コールおよびセッションセットアップのための認証を担う。言い換えれば、ＨＳＳは、ユーザアクセスおよびＵＥコンテキスト認証のための加入および認証データを転送するように構成される。ＨＳＳは、ＭＭＥ１３２とインタラクションして、ＵＥデバイス１０２および／またはＵＥデバイスユーザを認証する。ＭＭＥは、Ｄｉａｍｅｔｅｒプロトコルを使用して（例えば、Ｓ６ａインタフェースを介して）ＰＬＭＮ上でＨＳＳと通信する。
【0038】
いくつかの実施形態では、パケットコアネットワーク１２０は、ユーザプレーンセレクタ２００および／または制御プレーンセレクタ３００を含む。各セレクタ２００、３００は、ＵＥ１０２とパケットコアネットワーク１２０との間の通信セッションのためのサービスインスタンスを選択するように構成される。ここで、ユーザプレーンセレクタ２００は、ＵＥ１０２とパケットコアネットワーク１２０との間の通信セッション中にユーザプレーン機能（例えば、データパケット処理）を実行するために、パケットコアネットワーク１２０に利用可能な１つまたは複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２（例えば、図２Ａ～図２Ｅに示す）からユーザプレーンインスタンス１５２を選択するように構成される。同様に、制御プレーンセレクタ３００は、ＵＥ１０２とパケットコアネットワーク１２０との間の通信セッション中に制御プレーン機能（例えば、データパケットルーティング）を実行するために、パケットコアネットワーク１２０に利用可能な１つまたは複数の制御プレーンインスタンス候補３１２（例えば、図３Ａ～図３Ｅに示す）から制御プレーンインスタンス１６６を選択するように構成される。
【0039】
（例えば、セルラー通信のために、または様々なコンピューティングベースのアプリケーションの使用をサポートするために）ＵＥ１０２がネットワーク１００のデータパケットサービスを使用することを決定した場合、ＵＥ１０２は、セッションセットアップ要求（例えば、要求Ｒとも呼ばれる）を開始する。ＵＥ１０２は、このセッションセットアップ要求を、ＵＥ１０２の地理的領域（例えば、カバレッジエリア１０４ａｒｅａ）内の基地局１０４（例えば、ｅＮＢ／ｇＮＢ）に送信する。次いで、基地局１０４は、パケットコアネットワーク１２０のＭＭＥ／ＡＭＦ１３２をネットワーク制御ノードとして選択して、ＵＥ１０２に対する通信セッションを管理する。概して、基地局１０４は、それ自体の負荷分散技法に基づいてネットワーク１００のＭＭＥ／ＡＭＦ１３２を選択する。基地局１０４がセットアップ要求に応答してＭＭＥ／ＡＭＦ１３２を選択すると、ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２は、ドメインネームサービス（ＤＮＳ）を参照して、ＵＥ１０２用のＳＰＧＷ／ＳＭＦ仮想ＩＰ（ＶＩＰ）アドレスを選択するように構成される。ＶＩＰは、（例えば、トップオブラック（ＴＯＲ：Ｔｏｐ Ｏｆ Ｒａｃｋ）スイッチからアドバタイジングすることによって）電気通信事業者に伝達され、制御プレーン部１６０（例えば、フロントエンド制御プレーン部１６４）が、（例えば、ハッシュ関数を有するＴＯＲによって）通信セッションのために選択される。フロントエンド制御プレーン部１６４（例えば、サイト０のフロントエンド制御プレーン部１６４として示される）が選択されると、フロントエンド制御プレーン部１６４は、制御プレーンセレクタ３００と協働して、通信セッションのためのバックエンド制御プレーン部１６２（例えば、制御プレーンインスタンス１６６）を発見する。特定の制御プレーンインスタンス１６６のためのバックエンドプレーン部１６２は、セッションセットアップ要求Ｒの初期セッションセットアップメッセージを処理するように構成される。制御プレーン部１６０がＵＥセッションをセットアップするためにプロトコル処理を実行すると、制御プレーン部１６０は、ユーザプレーン部１５０のユーザプレーン機能を実行するためにユーザプレーンインスタンス１６６を選択する。ここで、制御プレーン部１６０がユーザプレーンインスタンス１５２を選択するために、制御プレーン部１６０は、ユーザプレーンセレクタ２００に問い合わせる。ユーザプレーンセレクタ２００は、選択推奨を渡すか、または利用可能なユーザプレーンインスタンス１５２ａ～ｎのうちの１つを実際に選択するために使用されてもよい。ＵＥ１０２のセッションのために確立されたサービスインスタンス１５２、１６６を用いて、制御プレーン部１６０は、トンネルパラメータをプログラムして、ＵＥ１０２にＵＥ ＩＰアドレス（例えば、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６アドレス）を提供する。また、制御プレーン部１６０は、外部ネットワーク３０（例えば、パケットデータネットワーク）と選択されたユーザプレーンインスタンス１５２との間の確立された関連付けを維持することを担う。この時点で、制御プレーン部１６０は、モビリティマネージャ（例えば、ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２）に応答して、サービスインスタンス１５２、１６６とのセッションが確立されたことを中継するとともに、ＲＡＮ側データパス（例えば、Ｓ１－Ｕインタフェーストンネル）を確立し得る。ユーザプレーンインスタンス１５２とのセッションの確立後、制御プレーン部１６０は、ＵＥ１０２と外部ネットワーク３０との間の確立された接続のために、選択されたユーザプレーンインスタンス１５２を介してデータ（例えば、メッセージまたは情報の他のパケット）をルーティングする。
【0040】
いくつかの実施形態では、セレクタ２００、３００は、セレクタ２００、３００の機能を実行するためのコンピューティングリソースとしてハードウェア（例えば、データ処理ハードウェア２０４、３０４およびメモリハードウェア２０６、３０６）を含む。いくつかの例では、このハードウェアは、セレクタ２００、３００に固有であってもよく、またはセレクタ（単数または複数）２００、３００と共有されるパケットコアネットワーク１２０（例えば、エッジネットワーク１４０）の処理リソースを指してもよい。いくつかの構成では、セレクタ２００、３００は、サービスインスタンス１５２、１６６と同じ場所に配置される（例えば、ユーザプレーン部１５０および／または制御プレーン部１６０とともに１つまたは複数のサイトに存在する）か、またはサービスインスタンス１５２、１６６を確立するために、セレクタ２００、３００の推奨および／または選択を適切なネットワーク要素に伝達することが可能な一元的な場所に配置される。
【0041】
図２Ａ～図２Ｅを参照すると、ユーザプレーンセレクタ２００は、（例えば、ＵＥ１０２と外部ネットワーク３０との間の）通信セッションを確立する要求Ｒに基づいて、ユーザプレーンインスタンス１５２を推奨または選択するように構成される。ユーザプレーンセレクタ２００は、概して、識別器２１０及び分析器２２０を含む。識別器２１０は、複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２を識別するように構成される。ユーザプレーンインスタンス候補２１２は、通信セッションのために確立された制御プレーンインスタンス１６６と通信することができるユーザプレーンインスタンス１５２を指す。言い換えれば、ユーザプレーンインスタンス候補２１２は、制御プレーン部１６０が、選択された場合、ユーザプレーンインスタンス候補２１２を介してデータパケットを適宜ルーティングすることができるように、制御プレーン部１６０によって到達可能である必要がある。
【0042】
図２Ａ～図２Ｅにおいて、識別器２１０は、ユーザプレーン部１５０の各サイト（例えば、サイト１～ｎ）をユーザプレーンインスタンス候補２１２ａ～ｎとして識別する。各ユーザプレーンインスタンス候補２１２に関して、識別器２１０は、１つまたは複数の選択パラメータ１１４、１１４１－ｉを決定する。ここで、ｉは、識別器２１０によって決定または取得され得る選択パラメータ１１４のタイプの数に対応している。選択パラメータ１１４は、概して、ネットワーク性能メトリックを指す。いくつかの構成では、各ＲＡＮノード（例えば、基地局１０４）は、ネットワーク性能を監視するために収集されるか、または概して定量化および保存される通信ベースのメトリックに対応する多数の主要な性能指標（ＫＰＩ：ｋｅｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ）１１２を維持する。基地局１０４がＵＥ１０２から要求Ｒを受信すると、基地局１０４は、基地局１０４のＫＰＩ１１２をパケットコアネットワーク１２０（例えば、セレクタ２００に）に伝達するように構成される。いくつかの実施形態では、セレクタ２００は、ネットワーク１００の１つまたは複数の基地局ノード１０４からＫＰＩ１１２を周期的にストリーミングまたは取得し、受信時または識別時に複数のパラメータ１１４を決定し得る。いくつかの例では、基地局１０４は、一部のＫＰＩ１１２（例えば、選択パラメータ（単数または複数）１１４）のみをパケットコアネットワーク１２０に伝達する。選択パラメータ１１４は、ユーザプレーンインスタンス選択を最適化するためにセレクタ２００によって使用され得る任意のネットワーク性能メトリックを指し得るが、選択パラメータ１１４のいくつかの例は、基地局ノードＩＰアドレス（ｅＮＢ／ｇＮＢ－ＩＰ）、外部ネットワーク（単数または複数）３０の識別子または数、ＧＴＰ－Ｕレイテンシ、転送制御プロトコル（ＴＣＰ）再送信（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）、および／または時刻（ＴｏＤ： ｔｉｍｅ ｏｆ ｄａｙ）を含む。
【0043】
いくつかの例では、識別器２１０は、セレクタ２００において各候補２１２に関する１つまたは複数の選択パラメータ１１４を決定する。言い換えれば、基地局１０４は、特定のユーザプレーンインスタンス１５２に対応するＫＰＩを以前に収集しているか、または収集する。識別器２１０がＫＰＩ１１２に基づいて選択パラメータ１１４を受信または決定すると、識別器２１０は、選択パラメータ１１４を特定のユーザプレーンインスタンス１５２に関連付ける。いくつかの構成では、識別器２１０は、ユーザプレーンインスタンス１５２をユーザプレーンインスタンス候補２１２として識別する前に、選択パラメータ１１４をユーザプレーンインスタンス１５２に関連付ける。この構成では、識別器２１０は、ユーザプレーンインスタンス１５２が１つまたは複数の選択パラメータ閾値を満たす場合、ユーザプレーンインスタンス１５２のみをユーザプレーンインスタンス候補２１２として識別することによって、ユーザプレーンインスタンス１５２の初期フィルタリングを実行するように構成され得る。
【0044】
分析器２２０は、制御プレーン部１６０からのユーザプレーンインスタンス１５２に対する要求Ｒを満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２ａ～ｎのうちの１つを選択するように構成される。ここで、分析器２２０は、識別器２１０から候補２１２を受信し、１つのユーザプレーンインスタンス候補２１２を要求Ｒを満たすためのユーザプレーンインスタンス１５２として選択または推奨する選択２０２（例えば、特定の候補２１４の周りの点線ボックスとして示される）を生成する。図２Ａ～図２Ｅに示されるように、分析器２２０は、いくつかの異なる選択手法を使用して選択２０２（または推奨）を実行し得る。いずれの手法においても、分析器２２０は、概して、候補２１２に関連付けられた選択パラメータ（単数または複数）１１４ａ～ｎに基づいて選択２０２を行う。
【0045】
図２Ｂおよび図２Ｃを参照すると、分析器２２０は、候補２１２を特定の順序（例えば、リスト２２２として示される）で配置し、この順序に基づいて１つの候補２１２を選択２０２として選択することができる。１つの手法では、図２Ｂに示すように、分析器２２０は、候補２１２のリスト２２２を生成し、ラウンドロビン手法に基づいて１つの候補２１２を選択するように構成される。言い換えれば、コンピューティングリソースのラウンドロビンスケジューリングと同様に、分析器２２０は、リスト２２２上の各候補２１２を順番に巡回することによって選択２０２を実行する。例えば、分析器２２０は、第１の要求Ｒを受信すると、リスト２２２上の第１の候補２１２ａを第１の選択２０２、２０２ａとして選択する。次に、分析器２２０は、次の要求Ｒを受信すると、リスト２２２上の第２の候補２１２ｂを、その前のリスト２２２上の候補２１２（例えば、第１の候補２１２ａ）が前のセッションにおいて既に選択されているため、第２の選択２０２、２０２ｂとして順次選択する。このようにして、分析器２２０は、前の選択２０２に基づいてインスタンス１５２を均等に分配する。この手法は、同じ候補２１２または一組の候補２１２が、他の実行可能な候補２１２の不十分な利用を引き起こすように定期的に選択されないように、選択２０２を回転させることによって、（例えば、特定のネットワークサイトにおける）負荷のバランスをとるのに役立ち得る。言い換えれば、１つのユーザプレーンインスタンス１５２または複数のユーザプレーンインスタンス１５２をホストする能力を有するサイトは、例えば、ＵＥ１０２の位置に基づいて最良の候補２１２であるかのように見えるかもしれないが、そのサイトの近くの複数のＵＥ１０２がサービスインスタンスを要求する場合、サイトにおけるコンピューティングリソースは、（例えば、他の準最適であるが許容可能なインスタンスがこれらのＵＥ１０２に利用可能であっても）セレクタ２００によるインスタンス１５２の不十分な分布に起因して、負担となる場合がある。
【0046】
図２Ｃを参照すると、分析器２２０が（例えば、リスト２２２内の）候補２１２を順序付ける場合、分析器２２０は、重みｗを候補２１２に関連付け得る。いくつかの例では、重みｗは、候補２１２に関連付けられた１つまたは複数の選択パラメータ１１４の分類を指す。言い換えれば、識別器２１０または分析器２２０は、候補２１２の単一の選択パラメータ１１４または候補２１２の２つ以上の選択パラメータ１１４に基づいて候補に重みｗを割り当てることができる。いくつかの例では、重みｗは、その選択パラメータ（単数または複数）１１４の関数として各候補２１２に割り当てられたスコアを指し得る。重みｗ、ｗａ－ｎが各候補２１２に割り当てられた状態で、分析器２２０は、重みｗによって候補２１２をランク付けする順序でリスト２２２を生成し得る。リスト２２２が候補２１２の重みｗを含む場合、分析器２２０は、（例えば、重み関数に応じて）最大の重みまたは最小の重みを有する候補に基づいて候補２１２の選択２０２を生成する。従って、分析器２２０が重みｗによってリスト２２２を順序付ける場合、分析器２２０は、リスト２２２上の最上位候補２１２を選択するように構成され得る。
【0047】
各候補２１２に適用される重みｗに加えて、またはその代わりに、図２Ｄは、分析器２２０が、選択２０２が選択基準２２４に基づく手法を使用し得ることを示す。選択基準２２４は、概して、分析器２２０が候補２１２を選択するために１つまたは複数のルールを使用するルールベースの手法を指す。いくつかの例では、選択基準２２４は、選択パラメータ１１４のうちの１つまたは複数の最小値または最大値を選択するためのルールを指す。他の例では、選択基準２２４は、分析器２２０がその処理を使用して、各ルールの共通部分または次善の選択肢を表す候補２１２を決定するように、複数のルール（例えば、複合ルール）を含む。例えば、いくつかの選択パラメータ１１４を用いて、ルールは、候補２１２が特定の時刻に少なくとも特定のレイテンシ測定値（即ち、レイテンシ閾値）を有するべきであることを指定し得る。この場合、分析器２２０は、これらのルールのそれぞれを満たす候補２１２（または次善の選択肢）を決定し、そのような候補２１２を選択２０２として選択する。いくつかの構成では、選択基準２２４として複合ルールを用いて、各ルールに優先度が割り当てられ得る。例えば、分析器２２０は、それ自体を特定の時刻におけるレイテンシ測定値に制限するのではなく、候補の平均レイテンシ特性を優先し得る。ネットワーク１００のリソースを負荷分散するために、および／またはレイテンシに敏感であるために、選択基準２２４は、多くの場合、レイテンシ測定値（例えば、ＧＴＰ－Ｕレイテンシ）および／または負荷測定値が分析器２２０によって選択されるために満たすべきである閾値または値を指定するルールを含み得る。
【0048】
図２Ｅは、ユーザプレーンインスタンス選択に機械学習手法を使用するセレクタ２００を示す。この手法では、セレクタ２００は、予測器２３０における予測モデル２３２からの予測Ｐに基づいてユーザプレーンインスタンス１５２の選択２０２を形成する。いくつかの例では、予測器２３０が分析器２２０に取って代わる。さらに他の例では、分析器２２０（図示されていないが）は、予測Ｐが選択基準２２４を実際に満たすと決定するために、セレクタ２００によって依然として実装され得る。予測器２３０は、概して、第１の段階（例えば、トレーニング段階）および第２の段階（例えば、推論段階）の２つの段階を含む。第１の段階では、予測器２３０は、選択基準２２４を満たすユーザプレーンインスタンス１５２を予測できるようにモデル２３２をトレーニングする。予測器２３０をトレーニングするために、予測器２３０はトレーニンググループ２３４を生成する。各トレーニンググループ２３４は、一組のトレーニングユーザプレーンインスタンス２３６と、セレクタ２００が処理中に選択する一組のユーザプレーンインスタンス候補２１２をシミュレートするための対応する選択パラメータ（単数または複数）１１４とを含む。ここで、トレーニンググループ２３４内の各トレーニングユーザプレーンインスタンス２３６は、選択基準ラベル２３８を含む。選択基準ラベル２３８は、パラメータ１１４を有するトレーニングユーザプレーンインスタンス２３６が選択基準２２４を満たすか否かを示す。選択基準ラベル２３８を含むことによって、選択基準ラベル２３８は、トレーニンググループ２３４を用いてモデル２３２をトレーニングする間、グラウンドトゥルースとして機能する。グラウンドトルースを用いて、予測器２３０は、特定の選択パラメータ（単数または複数）１１４に関連付けられたどの候補２１２がどのラベル２３８に対応するかを学習する。いくつかの例では、モデル２３２が十分にトレーニングされたかどうかを判定するために、検証トレーニンググループ２３４、２３４Ｖがモデル２３２に渡されて、モデル２３２が検証トレーニンググループ２３４Ｖの正しいラベル２３８を正確に識別したかどうかを識別する。第２の段階（例えば、推論）では、予測器２３０がトレーニングされた後、予測器２３０は、パラメータ１１４およびラベル２３８の両方を有するトレーニングユーザプレーンインスタンス２３６をもはや使用しない。代わりに、識別器２１０は、１つまたは複数の候補２１２、それらのパラメータ（単数または複数）１１４、および選択基準２２４をトレーニング済みのモデル２３２に伝達して、トレーニング済みのモデル２３２が各候補２１２に関してラベル２３８の予測Ｐを生成するようにする。ここで、予測器２３０は、ラベル２３８を用いて候補２１２の中から候補２１２が選択基準２２４を満たすと予測することによって、選択２０２を形成する。
【0049】
いくつかの例では、トレーニングが完了すると（例えば、検証後）、予測器２３０は、異なる選択基準２２４に対してユーザプレーンインスタンス候補２１２を予測するために、新たな着信要求Ｒの少数に対してモデル２３２をテストする。いくつかの選択基準２２４は、特定のネットワーク設定（例えば、特定のＵＥ１０２、基地局１０４、または外部ネットワーク３０に接続するネットワーク要素のいくつかの組合せ）で使用するための最良のユーザプレーンインスタンス候補２１２を識別しようと試み得る。例えば、選択基準２２４は、基地局ノードインターネットプロトコルアドレス（ｅＮＢ／ｇＮＢ－ＩＰ）、進化型ユニバーサルモバイル電気通信サービス地上波無線アクセスネットワークセルグローバル識別子（ＥＣＧＩ）、国際モバイル機器識別子（ＩＭＥＩ）、または国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）など、特定のタイプのネットワーク設定の識別子を含む。モデル２３２は、これらの識別子のうちの１つまたは複数を、レイテンシ測定値（例えば、最低レイテンシ）またはＴＣＰ再送信のレート（例えば、最低レート）などの他の選択基準２２４とともに使用し得る。言い換えれば、選択基準２２４は、異なるタイプの基準を組み合わせ得る。第１のタイプの基準は、ネットワーク性能ベースの基準（例えば、最低レイテンシ）であり得る。第２のタイプの基準は、ネットワークデバイスベースの基準であり得る（例えば、特定のタイプのネットワーク要素またはネットワーク設定に関する識別子を使用する）。第３のタイプの基準は、要求Ｒ中の現在の条件（例えば、時刻またはネットワーク機器の場所）に基づき得る。そのような複合選択基準２２４の例を挙げると、選択基準２２４と共に要求Ｒは、特定の時刻における所与のパケットコア識別子（例えば、ＥＣＧＩ／ｅＮＢ－ＩＰまたはｇＮＢ－ＩＰ）に対して最良のユーザインスタンス候補２１２を要求し得る。さらに、セレクタ２００は、所与のパケットコア識別子およびＴｏＤに基づいて任意のＵＥ１０２に対して、または特定のＵＥ１０２に対して、この要求Ｒを満たすことを所望する場合がある。これらのタイプの複合層を用いて、ユーザプレーンインスタンス候補２１２の選択２０２は、粒度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）の程度を変化させることが可能であり得る。いくつかの構成では、予測器２３０が、新たな着信要求Ｒの少数に対してモデル２３２をテストする場合、予測器２３０は、粒度の増加する順序で選択基準２２４を使用する。例えば、粒度の増加する順序は、（ｉ）ｅＮＢ／ｇＮＢ－ＩＰ、ＴｏＤ、（ｉｉ）ＥＣＧＩ、ＴｏＤ、（ｉｉｉ）ＩＭＥＩ、ＥＣＧＩ／ｅＮＢ－ＩＰまたはｇＮＢ－ＩＰ、ＴｏＤ、（ｉｖ）ＩＭＳＩ、ＥＣＧＩ／ｅＮＢ－ＩＰまたはｇＮＢ－ＩＰ、ＴｏＤ（例えば、ＩＭＳＩまたはハッシュ化されたＩＭＳＩが使用可能である場合）である。
【0050】
図３Ａ～図３Ｅを参照すると、制御プレーンセレクタ３００は、（例えば、ＵＥ１０２と外部ネットワーク３０との間の）通信セッションを確立する要求Ｒに基づいて、制御プレーンインスタンス１６６を推奨または選択するように構成される。制御プレーンセレクタ３００は、概して、識別器３１０及び分析器３２０を含む。識別器３１０は、複数の制御プレーンインスタンス候補３１２を識別するように構成される。制御プレーンインスタンス候補３１２は、通信セッション中にＵＥ１０２のためのパケットをルーティングするように構成された制御プレーンインスタンス１６６を指す。言い換えれば、制御プレーンインスタンス候補３１２は、選択された場合、ＭＭＥ／ＡＭＦ ＩＰ空間の全体にサービスを提供するように構成される。
【0051】
図３Ａ～図３Ｅにおいて、制御プレーン部１６０の各サイト（例えば、サイト１～ｎ）は、識別器３１０によって制御プレーンインスタンス候補３１２ａ～ｎとして識別されるように示されている。各制御プレーンインスタンス候補３１２に関して、識別器３１０は、１つまたは複数の選択パラメータ１３８、１３８１－ｉを決定する（例えば、制御プレーン機能に関して、これらはルーティング選択パラメータ１３８とも呼ばれる）。ここで、ｉは、識別器３１０によって決定または取得され得るルーティング選択パラメータ１３８のタイプの数に対応している。ルーティング選択パラメータ１３８は、概して、ネットワーク性能メトリックを指す。いくつかの構成では、各モビリティマネージャ（例えば、ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２）は、ネットワーク性能（例えば、セッションルーティング性能）を監視するために収集されるか、または概して定量化および保存される通信ベースのメトリックに対応する多数の主要な性能指標（ＫＰＩ）１３６（ルーティングＫＰＩ１３６とも呼ばれる）を維持する。ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２がＵＥ１０２から要求Ｒを受信すると、ＭＭＥ／ＡＭＦ１３２は、そのルーティングＫＰＩ１３６をパケットコアネットワーク１２０に（例えば、セレクタ３００に）伝達するように構成される。いくつかの実施形態では、セレクタ３００は、ネットワーク１００の１つまたは複数のモビリティマネージャ１３２からルーティングＫＰＩ１３６を周期的にストリーミングまたは取得し、受信時または識別時にルーティングパラメータ１３８を決定し得る。いくつかの例では、モビリティマネージャ１３２は、一部のルーティングＫＰＩ１３６（例えば、ルーティング選択パラメータ（単数または複数）１３８）のみをパケットコアネットワーク１２０に伝達する。ルーティング選択パラメータ１３８は、制御プレーンインスタンス選択を最適化するためにセレクタ３００によって使用され得る任意のネットワーク性能メトリックを指し得るが、ルーティング選択パラメータ１３８のいくつかの例は、ＭＭＥ／ＡＭＦ ＩＰアドレス、外部ネットワーク（単数または複数）３０の識別子または数、ＧＴＰ－Ｃレイテンシ、ＧＴＰ－Ｃ再送信カウント、および／または時刻（ＴｏＤ）を含む。
【0052】
いくつかの例では、識別器３１０は、セレクタ３００において各候補３１２に関する１つまたは複数のルーティング選択パラメータ１３８を決定する。言い換えれば、モビリティマネージャ１３２は、特定の制御プレーンインスタンス１６６に対応するルーティングＫＰＩ１３６を以前に収集しているか、または収集する。識別器３１０がルーティングＫＰＩ１３６に基づいてルーティング選択パラメータ１３８を受信または決定すると、識別器３１０は、ルーティング選択パラメータ１３８を特定の制御プレーンインスタンス１６６に関連付ける。いくつかの構成では、識別器２１０は、制御プレーンインスタンス１６６を制御プレーンインスタンス候補３１２として識別する前に、ルーティング選択パラメータ１３８を制御プレーンインスタンス１６６に関連付ける。この構成では、識別器３１０は、１つまたは複数のルーティング選択パラメータ閾値を満たす制御プレーンインスタンス１６６のみを制御プレーンインスタンス候補３１２として識別することによって、制御プレーンインスタンス１６６の初期フィルタリングを実行するように構成され得る。
【0053】
分析器３２０は、セッションマネージャ（例えば、フロントエンド制御プレーン部１６４からのＳＭＦ）からの制御プレーンインスタンス１６６に対する要求Ｒを満たすために複数の制御プレーンインスタンス候補３１２ａ～ｎのうちの１つを選択するように構成される。ここで、分析器３２０は、識別器３１０から候補３１２を受信し、１つの制御プレーンインスタンス候補３１２を要求Ｒを満たすための制御プレーンインスタンス１６６として選択または推奨する選択３０２（例えば、特定の候補３１２の周りの点線ボックスとして示される）を生成する。図３Ａ～図３Ｅに示されるように、分析器３２０は、いくつかの異なる選択手法を使用して選択３０２（または推奨）を実行し得る。いずれの手法においても、分析器３２０は、概して、候補３１２に関連付けられたルーティング選択パラメータ（単数または複数）１３８ａ～ｎに基づいて選択３０２を行う。
【0054】
図３Ｂおよび図３Ｃを参照すると、分析器３２０は、候補３１２を特定の順序（例えば、リスト３２２として示される）で配置し、この順序に基づいて１つの候補３１２を選択３０２として選択することができる。１つの手法では、図３Ｂに示すように、分析器３２０は、候補３１２のリスト３２２を生成し、ラウンドロビン手法に基づいて１つの候補３１２を選択するように構成される。言い換えれば、コンピューティングリソースのラウンドロビンスケジューリングと同様に、分析器３２０は、リスト３２２上の各候補３１２を順番に巡回することによって選択３０２を実行する。例えば、分析器３２０が第１の要求Ｒを受信したときにリスト３２２上の第１の候補３１２ａを第１の選択３０２、３０２ａとして選択すると、分析器３２０は、次の要求Ｒを受信すると、リスト３２２上の第２の候補３１２ｂを、その前のリスト３２２上の候補３１２（例えば、第１の候補３１２ａ）が前のセッションにおいて既に選択されているため、第２の選択３０２、３０２ｂとして順次選択する。このようにして、分析器３２０は、前の選択３０２に基づいてインスタンス１６６を均等に分配する。この手法は、同じ候補３１２または一組の候補３１２が、他の実行可能な候補３１２の不十分な利用を引き起こすように定期的に選択されないように、選択３０２を回転させることによって、（例えば、特定のネットワークサイトにおける）負荷のバランスをとるのに役立ち得る。
【0055】
図３Ｃを参照すると、分析器３２０が（例えば、リスト３２２内の）候補３１２を順序付ける場合、分析器３２０は、重みｗを候補３１２に関連付け得る。いくつかの例では、重みｗは、候補３１２に関連付けられた１つまたは複数のルーティング選択パラメータ１３８の分類を指す。言い換えれば、識別器３１０または分析器３２０は、候補３１２の単一のルーティング選択パラメータ１３８、または候補３１２の２つ以上のルーティング選択パラメータ１３８に基づいて候補３１２に重みｗを割り当てることができる。いくつかの例では、重みｗは、そのルーティング選択パラメータ（単数または複数）１３８の関数として各候補３１２に割り当てられたスコアを指し得る。重みｗ、ｗａ－ｎが各候補３１２に割り当てられた状態で、分析器３２０は、重みｗによって候補３１２をランク付けする順序でリスト３２２を生成し得る。リスト３２２が候補３１２の重みｗを含む場合、分析器３２０は、（例えば、重み関数に応じて）最大の重みｗまたは最小の重みｗを有する候補３１２に基づいて候補３１２の選択３０２を生成する。従って、分析器３２０が重みｗによってリスト３２２を順序付ける場合、分析器３２０は、リスト３２２上の最上位候補３１２を選択するように構成され得る。
【0056】
各候補３１２に適用される重みｗに加えて、またはその代わりに、図３Ｄは、分析器３２０が、選択３０２が選択基準３２４に基づく手法を使用し得ることを示す。選択基準３２４は、ユーザプレーンセレクタ２００の選択基準２２４と同様に、概して、分析器３２０が候補３１２を選択するために１つまたは複数のルールを使用するルールベースの手法を指す。いくつかの例では、選択基準３２４は、ルーティング選択パラメータ１３８のうちの１つまたは複数の最小値または最大値を選択するためのルールを指す。他の例では、選択基準３２４は、分析器３２０がその処理を使用して、各ルールの共通部分または次善の選択肢を表す候補３１２を決定するように、複数のルール（例えば、合成ルール）を含む。例えば、いくつかのルーティング選択パラメータ１３８を用いて、ルールは、候補３１２が特定の時刻に少なくとも特定のレイテンシ測定値（即ち、レイテンシ閾値）を有するべきであることを指定し得る。この場合、分析器３２０は、これらのルールのそれぞれを満たす候補３１２（または次善の選択肢）を決定し、そのような候補３１２を選択３０２として選択する。いくつかの構成では、選択基準３２４として複合ルールを用いて、各ルールに優先度が割り当てられ得る。例えば、分析器３２０は、それ自体を特定の時刻におけるレイテンシ測定値に制限するのではなく、候補の平均レイテンシ特性を優先し得る。ネットワーク１００のリソースを負荷分散するために、および／またはレイテンシに敏感であるために、選択基準３２４は、多くの場合、レイテンシ測定値および／または負荷測定値が分析器３２０によって選択されるために満たすべきである閾値または値を指定するルールを含み得る。
【0057】
図３Ｅは、制御プレーンインスタンス選択に機械学習手法を使用するセレクタ３００を示す。この手法では、セレクタ３００は、予測器３３０における予測モデル３３２からの予測Ｐに基づいて制御プレーンインスタンス１６６の選択３０２を形成する。いくつかの例では、予測器３３０が分析器３２０に取って代わる。さらに他の例では、分析器３２０（図示されていないが）は、予測Ｐが選択基準３２４を実際に満たすと決定するために、セレクタ３００によって依然として実装され得る。予測器３３０は、概して、第１の段階（例えば、トレーニング段階）および第２の段階（例えば、推論段階）の２つの段階を含む。第１の段階では、予測器３３０は、選択基準３２４を満たす制御プレーンインスタンス１６６を予測できるようにトレーニングする。予測器３３０をトレーニングするために、予測器３３０はトレーニンググループ３３４を生成する。各トレーニンググループ３３４は、一組のトレーニング制御プレーンインスタンス３３６と、セレクタ３００が処理中に選択する一組の制御プレーンインスタンス候補３１２をシミュレートするための対応するルーティング選択パラメータ（単数または複数）１３８とを含む。ここで、トレーニンググループ３３４内の各トレーニング制御プレーンインスタンス３３６は、選択基準ラベル３３８を含む。選択基準ラベル３３８は、ルーティングパラメータ１３８を有するトレーニング制御プレーンインスタンス３３６が選択基準３２４を満たすか否かを示す。選択基準ラベル３３８を含むことによって、選択基準ラベル３３８は、トレーニンググループ３３４を用いてモデル３３２をトレーニングする間、グラウンドトゥルースとして機能する。グラウンドトルースを用いて、予測器３３０は、特定のルーティング選択パラメータ（単数または複数）１３８に関連付けられたどの候補３１２がどのラベル３３８に対応するかを学習する。いくつかの例では、モデル３３２が十分にトレーニングされたかどうかを判定するために、検証トレーニンググループ３３４、３３４Ｖがモデル３３２に渡されて、モデル３３２が検証トレーニンググループ３３４Ｖの正しいラベル３３８を正確に識別したかどうかを識別する。第２の段階（例えば、推論）では、予測器３３０がトレーニングされた後、予測器３３０は、ルーティングパラメータ１３８およびラベル３３８の両方を有するトレーニングユーザプレーンインスタンス３３６をもはや使用しない。代わりに、識別器３１０は、１つまたは複数の候補３１２、それらのルーティングパラメータ（単数または複数）１３８、および選択基準３２４をトレーニング済みのモデル３３２に伝達して、トレーニング済みのモデル３３２が各候補３１２に関してラベル３３８の予測Ｐを生成するようにする。ここで、予測器３３０は、候補３１２のうちの１つの候補３１２が選択基準３２４を満たすと予測するラベル３３８を用いることによって、選択３０２を形成する。
【0058】
いくつかの例では、トレーニングが完了すると（例えば、検証後）、予測器３３０は、異なる選択基準３２４に対して制御プレーンインスタンス候補３１２を予測するために、新たな着信要求Ｒの少数に対してモデル３３２をテストする。使用され得るいくつかの選択基準３２４は、特定のネットワーク設定（例えば、特定のＵＥ１０２、セッションマネージャ（例えば、フロントエンド制御プレーン部１６４のＳＭＦ）、または外部ネットワーク３０に接続するネットワーク要素のいくつかの組合せ）で使用するための最良の制御プレーンインスタンス候補３１２を識別しようと試みる。例えば、選択基準３２４は、ＭＭＥの識別子、ＡＭＦの識別子、国際モバイル機器識別子（ＩＭＥＩ）、または国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）など、特定のタイプのネットワーク設定の識別子を含む。モデル３３２は、これらの識別子のうちの１つまたは複数を、レイテンシ測定値（例えば、最低レイテンシ）またはＧＴＰ－Ｃ再送信のレート（例えば、最低レート）などの他の選択基準３２４とともに使用し得る。言い換えれば、選択基準３２４は、異なるタイプの基準を組み合わせ得る。第１のタイプの基準は、ネットワーク性能ベースの基準（例えば、最低レイテンシ）であり得る。第２のタイプの基準は、ネットワークデバイスベースの基準であり得る（例えば、特定のタイプのネットワーク要素またはネットワーク設定に関する識別子を使用する）。第３のタイプの基準は、要求Ｒ中の現在の条件（例えば、時刻またはネットワーク機器の場所）に基づき得る。そのような複合選択基準３２４の例を挙げると、選択基準３２４と共に要求Ｒは、特定の時刻における所与のモビリティマネージャ識別子（例えば、ＭＭＥ／ＡＭＦ識別子）に対して最良の制御インスタンス候補３１２を要求し得る。さらに、セレクタ３００は、所与のモビリティマネージャ識別子およびＴｏＤに基づいて任意のＵＥ１０２に対して、または特定のＵＥ１０２に対して、この要求Ｒを満たすことを所望する場合がある。これらのタイプの複合層を用いて、ユーザプレーンインスタンス候補３１２の選択３０２は、粒度の程度を変化させることが可能であり得る。いくつかの構成では、予測器３３０が、新たな着信要求Ｒの少数に対してモデル３３２をテストする場合、予測器３３０は、粒度の増加する順序で選択基準３２４を使用する。例えば、粒度の増加する順序は、（ｉ）ＭＭＥ／ＡＭＦ、ＴｏＤ、（ｉｉ）ＩＭＥＩ、ＭＭＥ／ＡＭＦ、ＴｏＤ、（ｉｉｉ）ＩＭＳＩ、ＭＭＥ／ＡＭＦ、ＴｏＤ（例えば、ＩＭＳＩまたはハッシュ化されたＩＭＳＩが使用可能である場合）である。
【0059】
図４は、ユーザプレーンインスタンス１５２を選択する方法４００のための動作の例示的な構成のフローチャートである。動作４０２において、方法４００は、データ処理ハードウェア２０４において、制御プレーン１６０から、パケットコアネットワーク１２０内のユーザプレーンインスタンス１５２に対する要求Ｒを受信する。ユーザプレーンインスタンス１５２は、通信セッション中にユーザ機器１０２のためのパケット処理を実行するように構成される。動作４０４において、方法４００は、ユーザ機器１０２と通信している基地局１０４に関連付けられた複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２を識別する。複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２は、制御プレーン１６０によって構成可能である。各ユーザプレーンインスタンス候補に対して、動作４０６において、方法４００は、ユーザ機器１０２と通信している基地局１０４の一部の主要な性能指標１１２に対応する１つまたは複数の選択パラメータ１１４を決定する。動作４０８において、方法４００は、複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２の各々に対して決定された１つまたは複数の選択パラメータ１１４に基づいて、制御プレーン１６０からのユーザプレーンインスタンス１５２に対する要求Ｒを満たすために複数のユーザプレーンインスタンス候補２１２のうちの１つを選択する。
【0060】
図５は、制御プレーンインスタンス１６６を選択する方法５００のための動作の例示的な構成のフローチャートである。動作５０２において、方法５００は、データ処理ハードウェア３０４において、パケットコアネットワーク１２０のセッションマネージャ１６４から、パケットコアネットワーク１２０内の制御プレーンインスタンス１６６に対する要求Ｒを受信する。制御プレーンインスタンス１６６は、通信セッション中にユーザ機器１０２のためのパケットをルーティングするように構成される。動作５０４において、方法５００は、パケットコアネットワーク１２０のモビリティマネージャ１３２に関連付けられた複数の制御プレーンインスタンス候補３１２を識別する。複数の制御プレーンインスタンス候補３１２は、モビリティマネージャ１３２の地理的領域にサービスを提供するように構成される。各制御プレーンインスタンス候補３１２に対して、動作５０６において、方法５００は、ユーザ機器１０２と通信しているモビリティマネージャ１３２の一部の主要な性能指標１３６に対応する１つまたは複数の選択パラメータ１３８を決定する。動作５０８において、方法５００は、決定された１つまたは複数の選択パラメータ１３８に基づいて、セッションマネージャ１６４からの制御プレーンインスタンス１６６に対する要求Ｒを満たすために個々の制御プレーンインスタンス候補３１２を選択する。
【0061】
図６は、本明細書で説明されるシステム（例えば、セレクタ２００、３００）および方法（例えば、方法４００および方法５００）を実施するために使用され得る例示的コンピューティングデバイス６００の概略図である。コンピューティングデバイス６００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、パーソナルデジタルアシスタント、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および他の適切なコンピュータなど、様々な形態のデジタルコンピュータを表すことが意図されている。本明細書に示された構成要素、それらの接続および関係、およびそれらの機能は、例示的なものに過ぎず、本明細書に記載および／または特許請求の範囲に記載される本発明の実施形態を限定するものではない。
【0062】
コンピューティングデバイス６００は、プロセッサ６１０、メモリ６２０、ストレージデバイス６３０、メモリ６２０および高速拡張ポート６５０に接続する高速インタフェース／コントローラ６４０、ならびに低速バス６７０およびストレージデバイス６３０に接続する低速インタフェース／コントローラ６６０を含む。構成要素６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、および６６０の各々は、様々なバスを使用して相互接続され、かつ共通マザーボード上に、または必要に応じて他の方法で搭載され得る。プロセッサ６１０（例えば、データ処理ハードウェア２０４、３０４）は、メモリ６２０またはストレージデバイス６３０に格納された命令を含む、コンピューティングデバイス６００内で実行するための命令を処理して、高速インタフェース６４０に結合されたディスプレイ６８０などの外部入力／出力デバイス上にグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）用のグラフィカル情報を表示することができる。他の実施形態では、複数のメモリおよび複数のタイプのメモリと共に、複数のプロセッサおよび／または複数のバスが適宜使用されてもよい。また、複数のコンピューティングデバイス６００が接続され、各デバイスは、（例えば、サーババンク、ブレードサーバのグループ、またはマルチプロセッサシステムとして）必要な処理の一部を提供してもよい。
【0063】
メモリ６２０（例えば、メモリハードウェア２０６、３０６）は、コンピューティングデバイス６００内に情報を非一時的に記憶する。メモリ６２０は、コンピュータ可読媒体、揮発性メモリユニット（単数または複数）、または不揮発性メモリユニット（単数または複数）であってもよい。非一時的メモリ６２０は、コンピューティングデバイス６００による使用のための一時的または永続的な基準でプログラム（例えば、命令のシーケンス）またはデータ（例えば、プログラム状態情報）を格納するために使用される物理的デバイスであってもよい。不揮発性メモリの例には、これらに限定されないが、フラッシュメモリおよび読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）／プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）／消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）／電子消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）（例えば、通常、ブートプログラムなどのファームウェアに使用される）が含まれる。揮発性メモリの例には、これらに限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、相変化メモリ（ＰＣＭ）、およびディスクまたはテープが含まれる。
【0064】
ストレージデバイス６３０は、コンピューティングデバイス６００に大容量ストレージを提供することができる。いくつかの実施形態では、ストレージデバイス６３０はコンピュータ可読媒体である。様々な異なる実施形態では、ストレージデバイス６３０は、フロッピーディスク（登録商標）デバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、またはテープデバイス、フラッシュメモリまたは他の同様のソリッドステートメモリデバイス、またはストレージエリアネットワークもしくは他の構成におけるデバイスを含むデバイスのアレイであり得る。追加の実施形態では、コンピュータプログラム製品は、情報媒体に有形的に具体化される。コンピュータプログラム製品は、実行時に、上記したような１つまたは複数の方法を実行する命令を含む。情報担体は、メモリ６２０、ストレージデバイス６３０、またはプロセッサ６１０上のメモリなどのコンピュータ可読媒体または機械可読媒体である。
【0065】
高速コントローラ６４０は、コンピューティングデバイス６００の帯域幅を大量に使用する処理を管理し、低速コントローラ６６０は、より低い帯域幅を大量に使用する処理を管理する。このような役割の配分は、例示的なものに過ぎない。いくつかの実施形態では、高速コントローラ６４０は、メモリ６２０、ディスプレイ６８０（例えば、グラフィックスプロセッサまたはアクセラレータを介する）、および各種拡張カード（図示せず）を受け入れる高速拡張ポート６５０に接続される。いくつかの実施形態では、低速コントローラ６６０は、ストレージデバイス６３０および低速拡張ポート６９０に接続される。様々な通信ポート（例えば、ＵＳＢ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、イーサネット（登録商標）、無線イーサネット（登録商標））を含む低速拡張ポート６９０は、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ、または例えばネットワークアダプタを介するスイッチまたはルータなどのネットワーキングデバイスなどの１つまたは複数の入力／出力デバイスに接続され得る。
【0066】
コンピューティングデバイス６００は、図面に示されるように、いくつかの異なる形態で実施することができる。例えば、それは、標準サーバ６００ａとして、またはそのようなサーバ６００ａのグループにおいて複数回、ラップトップコンピュータ６００ｂとして、またはラックサーバシステム６００ｃの一部として実施することができる。
【0067】
本明細書に記載のシステムおよび技術の様々な実施形態は、デジタル電子回路および／または光回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせにおいて実現することができる。これらの様々な実施形態は、ストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスからデータおよび命令を受信し、それらにデータおよび命令を送信するように接続された、特別または一般的な目的であってもよい、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つまたは複数のコンピュータプログラムにおける実施形態を含むことができる。
【0068】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られている）は、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高水準の手続き型言語および／またはオブジェクト指向のプログラミング言語、および／またはアセンブリ言語／機械語で実施することができる。本明細書で使用する場合、「機械可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、任意のコンピュータプログラム製品、非一時的なコンピュータ可読媒体、機械命令を機械可読信号として受信する機械可読媒体を含む、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される装置および／またはデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を指す。「機械可読信号」という用語は、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。
【0069】
本明細書で説明するプロセスおよび論理フローは、入力データを処理して出力を生成することによって機能を実行する１つまたは複数のコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のプログラマブルプロセッサによって実行することができる。プロセスおよび論理フローは、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの特定用途論理回路によっても実行することができる。コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、一例として、汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの両方、および任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つまたは複数のプロセッサを含む。概して、プロセッサは、読み出し専用メモリまたはランダムアクセスメモリ、あるいはその両方から命令およびデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実行するプロセッサと、命令およびデータを格納するための１つまたは複数のメモリデバイスとである。概して、コンピュータは、データを格納するための１つまたは複数の大容量ストレージデバイス（例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスク）からのデータを受信するか、またはデータを転送するか、あるいはその両方を行うように動作可能に結合される。しかしながら、コンピュータはそのようなデバイスを有する必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを格納するのに適したコンピュータ可読媒体には、半導体メモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス）、磁気ディスク（例えば、内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスク）、光磁気ディスク、およびＣＤＲＯＭおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む全ての形態の不揮発性メモリ、媒体およびメモリデバイスが含まれる。プロセッサおよびメモリは、特定用途論理回路によって補完または特定用途論理回路に組み込むことができる。
【0070】
ユーザとのインタラクションを提供するために、本開示の１つまたは複数の態様は、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＤＣ（液晶ディスプレイ）モニタ、またはタッチスクリーンなどのユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイスと、任意選択的にユーザがコンピュータに入力を提供するキーボードおよびポインティングデバイス（例えば、マウスやトラックボール）とを有するコンピュータ上で実施することができる。他の種類の装置を使用して、例えば、任意の形態の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）であり得るユーザに提供されるフィードバックとともにユーザとのインタラクションを提供することもでき、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力を含む任意の形態で受信することができる。さらに、コンピュータは、ユーザによって使用されるデバイスとの間でドキュメントを送受信することによって（例えば、ウェブブラウザから受信した要求に応答してユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザにウェブページを送信することによって）、ユーザとインタラクションすることができる。
【0071】
いくつかの実施形態が説明されている。それにもかかわらず、本開示の技術思想および範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ得ることが理解されるであろう。従って、他の実施形態も以下の特許請求の範囲内にある。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4】
【図5】
【図6】