| 講演名 | 2022-03-11 ローカル5G多数接続のスケールアウトを実現するコア性能向上手法 木村 侑(東大), 中尾 彰宏(東大), |
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| 抄録(和) | 多数のIoTデバイスを収容する技術としてローカル5Gが注目されている。特に近年ではNFVやSDN等の仮想化技術の進展に伴いソフトウェア基地局が台頭しており、ローカル5Gでの利用が検討されている。ソフトウェア基地局は従来の専用ハードウェアで実装された専用基地局と比較し低コストで柔軟な運用が可能になる一方で、ローカル5G実環境でこれらを性能評価する手法が確立されていない課題がある。また多数のUEから同時に制御信号が送出されるような輻輳が生じた場合、遅延にセンシティブなアプリケーションの安定的な運用ができない課題がある。本研究ではこれらの課題を解決するため、まずソフトウェア基地局と実UEを用いたエンドツーエンドのローカル5Gシステムを構築し、UEの収容台数を増加させながら性能評価を行うことで、多数接続における5Gモバイルコアを性能評価する手法を提案する。さらに、構築したローカル5G実環境において提案手法によりソフトウェア基地局の性能評価を行い、実際にモバイルコアのボトルネックの特定を行う。また特定したボトルネックを解消する実装を適用し、実際に多数接続におけるモバイルコアの性能改善ができることを示す。具体的には、本研究で構築したローカル5G実環境において、輻輳時に、モバイルコアにおけるUEのモビリティ管理を担うAMFがボトルネックになることを本手法によって同定し、AMFにおける処理をCPUコア間でスケールアウトさせることで、輻輳が発生した状況においてUEへの平均応答時間を16%、最大で47% 程度改善できることを示す。 |
| 抄録(英) | Local 5G is expected as a new wireless communication technology to accommodate a large number of IoT devices. In recent years software base stations have emerged with the advancement of NFV/SDN and are expected to be used in local 5G. Software base stations enable low-cost and flexible operation compared to conventional dedicated base stations implemented with dedicated hardware. On the other hand, there is an issue that a method for evaluating their performance in a Local 5G environment has not yet been established. In addition when congestion occurs, such as when a large number of UEs send signaling messages at the same time to a mobile core network, it is difficult to operate delay-sensitive applications stably. In this paper, we first built an end-to-end Local 5G mMTC system with a software base station and real UEs and propose a method to evaluate the performance of 5G mobile core network in mMTC scenario. In addition we evaluated the performance of the software base station with our proposed method in this Local 5G environment and actually identified the bottleneck of the mobile core network. We also applied an implementation improving the identified bottleneck and show that it can actually improve the performance of the mobile core in our Local 5G environment. Specifically we identified that AMF becomes a bottleneck when congestion occurs in mobile core network and by scaling out the processing in AMF among CPU cores, we were able to reduce the average response time by 47% at most under congestion. |
| キーワード(和) | ローカル5G / 多数同時接続 / ソフトウェア基地局 / 性能評価 / モバイルコアネットワーク / 制御プレーン |
| キーワード(英) | Local5G / mMTC / software base station / performance / mobile core network / control plane |
| 資料番号 | NS2021-153 |
| 発行日 | 2022-03-03 (NS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS / IN |
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| 開催期間 | 2022/3/10(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | General |
| 委員長氏名（和） | 中尾 彰宏(東大) / 石田 賢治(広島市大) |
| 委員長氏名（英） | Akihiro Nakao(Univ. of Tokyo) / Kenji Ishida(Hiroshima City Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 大石 哲矢(NTT) / 波戸 邦夫(インターネットマルチフィード) |
| 副委員長氏名（英） | Tetsuya Oishi(NTT) / Kunio Hato(Internet Multifeed) |
| 幹事氏名（和） | 池邉 隆(NTT) / 吉田 雅裕(中大) / 谷口 展郎(NTT) / 星野 文学(長崎県立大) / 渡部 康平(長岡技科大) / 城 哲(KDDI総合研究所) |
| 幹事氏名（英） | Takashi Ikebe(NTT) / Masahiro Yoshida(Chuo Univ.) / Noburo Taniguchi(NTT) / Fumitaka Hoshino(Univ. of Nagasaki) / Kouhei Watabei(Nagaoka Univ. of Tech.) / Tetsu Jyo(KDDI Research) |
| 幹事補佐氏名（和） | 三原 孝太郎(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kotaro Mihara(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Network Systems / Technical Committee on Information Networks |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ローカル5G多数接続のスケールアウトを実現するコア性能向上手法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Performance improvement method of Local 5G mobile core network in mMTC scenario |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ローカル5G / Local5G |
| キーワード(2)（和/英） | 多数同時接続 / mMTC |
| キーワード(3)（和/英） | ソフトウェア基地局 / software base station |
| キーワード(4)（和/英） | 性能評価 / performance |
| キーワード(5)（和/英） | モバイルコアネットワーク / mobile core network |
| キーワード(6)（和/英） | 制御プレーン / control plane |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 木村 侑 / Yu Kimura |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ of Tokyo) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 中尾 彰宏 / Akihiro Nakao |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ of Tokyo) |
| 発表年月日 | 2022-03-11 |
| 資料番号 | NS2021-153 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | NS-433 |
| ページ範囲 | pp.181-186(NS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-03-03 (NS) |