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公開番号2025100727
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025066389,2023535425
出願日2025-04-14,2021-12-09
発明の名称無線式ネットワークにおけるコンピューティング容量の管理
出願人アマゾンテクノロジーズインコーポレイテッド
代理人弁理士法人浅村特許事務所
主分類H04W 28/084 20230101AFI20250626BHJP(電気通信技術)
要約【課題】無線式ネットワーク及び関連するコアネットワークにおけるコンピューティング容量を管理するための様々な実施形態が開示される。
【解決手段】一実施形態では、顧客のために無線式ネットワークを実装するコンピューティングハードウェアのセットが超過容量を有することが判定される。コンピューティングハードウェアの超過容量を再割り振りするために、少なくとも1つのアクションが実施される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つのコンピューティングデバイスと、
前記少なくとも１つのコンピューティングデバイスで実行可能な命令であって、前記命令が、実行されると、前記少なくとも１つのコンピューティングデバイスに、少なくとも、
顧客の無線式ネットワークの運用のためにコンピューティングハードウェアのセットを割り振ることと、
前記無線式ネットワークのソフトウェアと前記顧客の少なくとも１つの顧客ワークロードとの間で前記コンピューティングハードウェアのコンピューティング容量を動的に割り振るように構成された容量管理サービスを提供することと、
前記無線式ネットワークの前記ソフトウェアによる前記コンピューティング容量の使用、及び前記少なくとも１つの顧客のワークロードを監視することと、
前記顧客によって設定された１つ以上の優先度に少なくとも部分的に基づいて、前記無線式ネットワークの前記ソフトウェアと前記少なくとも１つの顧客ワークロードとの間で前記コンピューティング容量の少なくとも一部を再割り振りすることと、
を行わせる、前記命令と、
を備える、システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１２月１０日に出願され、出願番号１７／１１８，５５８が割り当てられた「ＭＡＮＡＧＩＮＧＣＯＭＰＵＴＩＮＧＣＡＰＡＣＩＴＹＩＮＲＡＤＩＯ－ＢＡＳＥＤＮＥＴＷＯＲＫＳ」と題する米国特許出願の利益、及びこの米国特許出願に対する優先権を主張するものであり、この米国特許出願の全体を参照により本明細書に援用する。
続きを表示（約 5,300 文字）【背景技術】
【０００２】
５Ｇは、ブロードバンドセルラネットワークの第５世代技術標準であり、最終的にはＬｏｎｇ－ＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）の第４世代（４Ｇ）標準に取って代わることが計画されている。５Ｇテクノロジは、大幅に増加した帯域幅を提供するようになり、それによってスマートフォンを超えてセルラ市場を広げて、デスクトップ、セットトップボックス、ラップトップ、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイスなどへのラストマイル接続を提供する。５Ｇセルには４Ｇと同様の周波数スペクトルを使用し得るものがあり、その一方でミリ波帯の周波数スペクトルを使用し得る５Ｇセルもある。ミリ波帯のセルのサービスエリアは比較的小さいが、４Ｇよりもはるかに高いスループットを提供するようになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の多くの態様は、以下の図面を参照して、より良く理解することができる。図面の構成要素は、必ずしも縮尺通りになっているとは限らず、代わりに本開示の原理を明確に例示することに重点を置いている。さらに図面中で、同様の参照数字は、いくつかの図面全体にわたって対応する部分を指定する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本開示の様々な実施形態に従って、デプロイされ、管理される通信ネットワークの例の図面である。
本開示のいくつかの実施形態による、クラウドプロバイダネットワークを含み、さらに、図１の通信ネットワーク内の様々なロケーションで使用され得るクラウドプロバイダネットワークの様々なプロバイダサブストレートエクステンションを含むネットワーク環境の例を示す。
高可用性ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）を提供するための図１の通信ネットワークのセルラ化及び地理的分布の例を示す。
本開示のいくつかの実施形態による、地理的に分散したプロバイダサブストレートエクステンションを含む図２Ａのネットワーク環境の例を示す。
本開示の様々な実施形態による図２Ａのネットワーク環境の概略ブロック図である。
本開示の様々な実施形態による、図４のネットワーク環境内のコンピューティング環境において実行される無線式ネットワーク管理サービスの部分として実装される機能性の例を示すフローチャートである。
本開示の様々な実施形態による、図４のネットワーク環境内のコンピューティング環境において実行される無線式ネットワーク管理サービスの部分として実装される機能性の例を示すフローチャートである。
本開示の様々な実施形態による、図４のネットワーク環境内のコンピューティング環境において実行される無線式ネットワーク管理サービスの部分として実装される機能性の例を示すフローチャートである。
本開示の様々な実施形態に従い、図４のネットワーク環境内のコンピューティング環境において実行される容量管理サービスの部分として実装される機能性の一例を示すフローチャートである。
本開示の様々な実施形態による、図４のネットワーク環境で使用されるコンピューティング環境の一例の例示を提供する概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本開示は、クラウドプロバイダネットワークインフラストラクチャを使用した、４Ｇ及び５Ｇ無線アクセスネットワークなどの無線式ネットワーク、またはそのような無線式ネットワークの一部、ならびに関連するコアネットワークの自動デプロイ、変更、及び管理に関する。これまでの無線式ネットワークのデプロイは、プロセスの各ステップでの手動によるデプロイ及び構成に依存していた。これには、非常に多大な時間と費用とを必要とすることが判明した。さらに、前世代では、ソフトウェアは本質的にベンダ独自のハードウェアに縛られていて、顧客が代替ソフトウェアをデプロイするのを阻んでいた。対照的に、５Ｇでは、ハードウェアがソフトウェアスタックから切り離されるため、柔軟性が高まり、無線式ネットワークのコンポーネントをクラウドプロバイダのインフラストラクチャ上で実行できるようになる。５Ｇネットワークなどの無線式ネットワークにクラウド配信モデルを使用すると、他のタイプのネットワークよりも高速、低遅延、及び大容量で配信しながらも、数百から数十億の接続デバイスや計算集約型アプリケーションからのネットワークトラフィックを処理することが容易になり得る。
【０００６】
本開示の様々な実施形態は、顧客が、自動的に、例えば、クラウドプロバイダネットワークのアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を呼び出すことによって、無線式ネットワーク及び関連するコアネットワークを注文し、デプロイできるようにするアプローチを導入する。そのような顧客には、サードパーティ顧客に携帯電話ネットワークサービスを提供する電気通信会社が含まれ得る。顧客には、内部使用のために無線式ネットワーク（例えば、プライベート５Ｇネットワーク）をセットアップすることを望む企業や組織が含まれることもある。様々なユーザインターフェースを通じて、顧客は、ネットワークプランまたは必要なものを指定することができ、顧客のために無線式ネットワークを実装するのに必要な様々なコンポーネントが自動的に判定され、プロビジョニングされる。アンテナ、無線機、及びコンピュータサーバなどのハードウェアは、顧客の無線式ネットワークに合わせて事前に構成され、顧客に出荷される場合がある。事前構成されたハードウェアをインストールするプロセスは主にプラグアンドプレイ方式であり、無線式ネットワークはユーザインターフェースまたはＡＰＩを通じてアクティブ化できる。新しい無線アクセスネットワークの全部または一部などの無線式ネットワークをデプロイすることに加えて、本開示の様々な実施形態は、追加のセル用の事前構成された機器のデプロイを含む、無線式ネットワークの変更及び管理を容易にすることができる。
【０００７】
本開示の様々な実施形態はまた、クラウドコンピューティングモデルからのエラスティシティ及びユーティリティコンピューティングの概念を、無線式ネットワーク及び関連するコアネットワークに取り入れることができる。例えば、開示された技法は、コア及び無線アクセスネットワーク機能、ならびに関連するコントロールプレーン管理機能をクラウドプロバイダインフラストラクチャ上で実行し、クラウドネイティブコアネットワーク及び／またはクラウドネイティブ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を作成することができる。そのようなコア及びＲＡＮネットワーク機能は、実装によっては、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））仕様に基づくことができる。クラウドネイティブな無線式ネットワークを提供することにより、顧客は使用、遅延要件、及び／またはその他の要因に基づいて無線式ネットワークを動的にスケーリングできる。場合によっては、顧客に送付されるハードウェアは、無線式ネットワークの運用及び管理のためのプログラムと顧客の他のワークロード（例えば、そのアプリケーション）との両方を実行するのに十分な容量を含むことができ、無線式ネットワークに使用されない容量には、ユーティリティコンピューティングモデルの下でワークロードを実行するためにアクセスできるようにしてもよい。利点として、顧客の無線式ネットワークは、必要に応じてこの余剰容量にスケールアップできるため、例えば、新しい物理ハードウェアが顧客にプロビジョニングされる前であっても、無線式ネットワークのハードウェア使用要件を増加させることが可能になる。また、顧客は、動的ネットワーキング及びワークロードの要件に基づいて、新しいインフラストラクチャのプロビジョニング、または既存のインフラストラクチャのプロビジョニング解除をより効果的に管理するために、無線式ネットワーク使用量及びプロビジョニングされたインフラストラクチャの超過容量使用量に関するアラートを受信するためにしきい値を構成することもある。
【０００８】
動的スケーリングには、追加のセルやハードウェアまたはコンピューティングリソースの追加が含まれる場合があるが、動的スケーリングにはまた、顧客の要件を満たすために、適用されるリソースが不要な場合には、それらを削減することも含まれる場合がある。例えば、無線式ネットワーク内の未使用容量は、顧客が他のアプリケーションに使用するために再要求されることがあり、実装によっては、他の顧客が使用できるようにすることもある。一部の例では、ハードウェアを他の形で再割り当てできない場合、顧客がプロバイダにハードウェアを返却することを要求するかまたは要求されることがあり、あるいは、割り当てられていないハードウェアが、無効にされるか、またはより低い要件をサポートするために制限された容量で動作するように構成されることがある。
【０００９】
当業者であれば、この開示に照らして理解するように、特定の実施形態は、以下のいくつかまたは全てを含む特定の利点を達成することができる可能性がある。すなわち、（１）これまで無線式ネットワーク及び関連するコアネットワークでのネットワーク機能に特化していたコンピューティングハードウェアを他のアプリケーションに再利用できるようにすることで、コンピュータシステムの柔軟性が向上すること、（２）これまで第１の無線式ネットワーク専用だったコンピューティングハードウェアを、第２の無線式ネットワークに自動的に再利用できるようにする（または、必要に応じて、同じ無線式ネットワークのＲＡＮ機能とコアネットワーク機能との間で再利用できるようにする）ことで、コンピュータシステムの柔軟性が向上すること、（３）アンテナ、無線、及びその他のハードウェアを事前に構成し、それによってプラグアンドプレイのインストールエクスペリエンスを提供することで、無線式ネットワークをデプロイする際のユーザエクスペリエンスが向上すること、（４）セルのデプロイとスペクトル利用とを最適化することにより、無線式ネットワークのパフォーマンスが向上すること、（５）許容可能なパフォーマンスを維持するために、パフォーマンスメトリックを監視し、必要に応じてセルの追加、削除、及び再構成を行うことにより、無線式ネットワークのパフォーマンス及び管理が向上すること、（６）独自のハードウェアによって以前に提供されていたネットワーク機能を、ユーティリティコンピューティングモデルの下でエラスティシティを持つクラウドコンピューティングプロバイダによって運用される仮想マシンインスタンスに移転することにより、無線式ネットワークのスケーラビリティと全体的なパフォーマンスとが向上すること、（７）セルサイトにあるクラウドサービスプロバイダのコンピューティングデバイス上で実行される仮想マシンインスタンスにネットワーク機能を移転することにより、無線式ネットワークにおける遅延が短縮すること、などである。
【００１０】
本開示の利点の中には、ネットワーク機能をデプロイして連鎖させて、指定された制約及び要件を満たすエンドツーエンドサービスを配信する機能がある。本開示によれば、マイクロサービスに編成されたネットワーク機能が連携してエンドツーエンド接続を提供する。あるネットワーク機能のセットは無線ネットワークの一部であり、基地局内で動作し、無線信号からＩＰへの変換を実行する。他のネットワーク機能は、加入者関連のビジネスロジックを実行し、インターネットとの間でＩＰトラフィックをルーティングする大規模なデータセンタで実行される。アプリケーションが低遅延通信や予約帯域幅などの５Ｇの新機能を使用するには、これらのタイプのネットワーク機能の両方が連携して、無線スペクトルを適切にスケジュールしかつ予約し、リアルタイムの計算とデータ処理とを実行する必要がある。ここで開示される技法は、セルサイトからインターネットブレイクアウトまで、ネットワーク全体にわたって実行されるネットワーク機能と統合されたエッジロケーションハードウェア（以下にさらに説明する）を提供し、必要なサービス品質（ＱｏＳ）制約を満たすようにネットワーク機能をオーケストレートする。これにより、工場ベースのモノのインターネット（ＩｏＴ）から拡張現実（ＡＲ）、仮想現実（ＶＲ）、ゲームストリーミング、コネクテッドビークルの自律ナビゲーションサポートに至るまで、これまではモバイルネットワーク上で動作不可能だった、厳格なＱｏＳ要件を持つまったく新しい一連のアプリケーションが可能になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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