| 講演名 | 2023-07-13 5GCにおけるCPU資源のNFに対する傾斜配分による輻輳軽減と優先制御の性能向上に関する研究 春日 由紀子(東大), 中尾 彰宏(東大), |
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| 抄録(和) | 5Gの進展によりモバイル通信ネットワークが社会インフラとなる中，5Gモバイルコアの制御プレーンにおいて輻輳が発生し通信障害を起こすことが問題となる．制御プレーンで生じる輻輳に対し優先制御を行う手法としてネットワークスライシングが用いられるが，従来の手法ではスライスIDが付与される前に起きる輻輳に対しては優先制御が行えない課題がある．また，近年は仮想化技術の進歩によりソフトウェアモバイルコアが登場しているが，仮想化・クラウドネイティブ化において輻輳回避・品質保証のために限りあるリソースの利用を最適化する手法が成熟していないという課題がある．これまでに我々は，制御プレーンにおける新たなスライシング手法として制御プレーンスライシングを提案し，①コア内の輻輳軽減②特定のUEの接続処理における遅延優先制御 の実現可能性を示している．本研究では，制御プレーンスライシングを実装し，一定の計算リソースをソフトウェア化されたネットワーク機能に最適に配分する“CPU傾斜配分”を検討し①②の性能向上を図ることを提案する．本論文ではソフトウェアモバイルコアを用いたローカル5G環境にて提案手法の実装・評価を行う．評価の結果，CPU傾斜配分を行わない場合と比較し，接続端末数が平均約12％増加すること，優先度の高い端末が低い端末よりも同時接続端末数が約1.6%増加することの2点がわかり，提案手法は制御プレーンにおける輻輳軽減と優先制御の性能向上に有効であることが示される．また，現行のネットワークスライシングとの比較についても考察する． |
| 抄録(英) | As mobile communication networks become part of the social infrastructure with the advancement of 5G, congestion in the control plane of the 5G mobile core, which causes communication failures, has become a problem. Network slicing is used to prioritize congestion in the control plane, but conventional methods cannot prioritize congestion that occurs before a slice ID is assigned. Also, in recent years, advances in virtualization technology have led to the emergence of software mobile cores, but methods for optimizing the use of limited resources to avoid congestion and guarantee quality in virtualized and cloud-native networks have not yet matured. We have previously proposed control plane slicing as a new slicing method in the control plane and demonstrated the feasibility of (1) reducing congestion in the core and (2) delay priority control in the connection process for specific UEs [1]. We propose to improve the performance of (1) and (2) by implementing control plane slicing and considering "CPU gradient allocation," which optimally allocates a certain amount of computing resources to software network functions. In this paper, we implement and evaluate the proposed method in a Local 5G environment using a software mobile core. The evaluation results show that the proposed method is effective in reducing congestion in the control plane and improving the performance of priority control. We also discuss comparison with current network slicing methods. |
| キーワード(和) | 5G / モバイルコアネットワーク / ネットワークスライシング / 優先制御 |
| キーワード(英) | 5G / mobile core network / network slicing / priority control |
| 資料番号 | NS2023-43 |
| 発行日 | 2023-07-05 (NS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SeMI / RCS / RCC / NS / SR |
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| 開催期間 | 2023/7/12(から3日開催) |
| 開催地（和） | 大阪大学中之島センター+オンライン開催 |
| 開催地（英） | Osaka University Nakanoshima Center + Online |
| テーマ（和） | 無線分散ネットワーク，M2M(Machine-to-Machine)，D2D(Device-to-Device)，一般 |
| テーマ（英） | Distributed Wireless Network, M2M (Machine-to-Machine)，D2D (Device-to-Device)，IoT（Internet of Things）, etc |
| 委員長氏名（和） | 門田 和也(日立) / 樋口 健一(東京理科大) / 東 俊一(京大) / 大石 哲矢(NTT) / 田久 修(信州大) |
| 委員長氏名（英） | Kazuya Monden(Hitachi) / Kenichi Higuchi(Tokyo Univ. of Science) / Shunichi Azuma(Kyoto Univ.) / Tetsuya Oishi(NTT) / Osamu Takyu(Shinshu Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 大和田 泰伯(NICT) / 猿渡 俊介(阪大) / 児島 史秀(NICT) / 牟田 修(九大) / 石井 直人(NEC) / 小林 孝一(北大) / 石井 光治(香川大) / 三好 匠(芝浦工大) / 石津 健太郎(NICT) / 矢野 一人(ATR) / 成枝 秀介(三重大) |
| 副委員長氏名（英） | Yasunori Owada(NICT) / Shunsuke Saruwatari(Osaka Univ.) / Fumihide Kojima(NICT) / Osamu Muta(Kyushu Univ.) / Naoto Ishii(NEC) / Shunichi Azuma(Hokkaido Univ.) / Koji Ishii(Kagawa Univ.) / Takumi Miyoshi(Shibaura Inst. of Tech.) / Kentaro Ishidu(NICT) / Kazuto Yano(ATR) / Shusuke Narieda(Mie Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 勝間田 優樹(NTTドコモ) / 中山 悠(東京農工大) / 田谷 昭仁(東大) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 酒井 学(三菱電機) / 加川 敏規(電中研) / 岡野 訓尚(立命館大) / 島崎 大作(NTT) / 山口 実靖(工学院大) / 稲森 真美子(東海大) / 李 斗煥(NTT) / タン ザカン(東工大) |
| 幹事氏名（英） | Yuki Katsumata(NTT DOCOMO) / Yu Nakayama(Tokyo Univ. of Agri. and Tech.) / Akihito Taya(Univ. of Tokyo) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm) / Osamu Nakamura(Sharp) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) / Toshinori Kagawa(CRIEPI) / Kunihisa Okano(Ritsumeikan Univ.) / Daisaku Shimazaki(NTT) / Saneyasu Yamaguchi(Kogakuin Univ.) / Mamiko Inamori(Tokai Univ.) / Doohwan Lee(NTT) / TRAN GIA KHANH(Tokyo Inst. of Tech) |
| 幹事補佐氏名（和） | 松田 裕貴(奈良先端大) / 鈴木 拓(日立) / 平井 健士(阪大) / 岩渕 匡史(NTT) / 菅野 一生(KDDI総合研究所) / 張 裕淵(東工大) / 丸田 一輝(東京理科大) / 立石 貴一(NTTドコモ) / 単 麟(NICT) / 足立 亮介(山口大) / 山本 宏(NTT) / 大辻 太一(NEC) / 王 瀟岩(茨城大) / 田中 明美(MathWorks) / 須藤 克弥(電通大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yuki Matsuda(NAIST) / Taku Suzuki(Hitachi) / Takeshi Hirai(Osaka Univ.) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Issei Kanno(KDDI Research) / Yuyuan Chang(Tokyo Inst. of Tech) / Kazuki Maruta(Tokyo Univ. of Science) / Kiichi Tateishi(NTT Docomo) / SHAN LIN(NICT) / Ryosuke Adachi(Yamaguchi Univ.) / Hiroshi Yamamoto(NTT) / Taichi Ohtsuji(NEC) / WANG Xiaoyan(Ibaraki Univ.) / Akemi Tanaka(MathWorks) / Katsuya Suto(Univ. of Electro-Comm) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Sensor Network and Mobile Intelligence / Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Reliable Communication and Control / Technical Committee on Network Systems / Technical Committee on Smart Radio |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 5GCにおけるCPU資源のNFに対する傾斜配分による輻輳軽減と優先制御の性能向上に関する研究 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on Performance Improvement of Congestion Mitigation and Priority Control by Tilted Allocation of CPU Resources to NFs in 5GC |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 5G / 5G |
| キーワード(2)（和/英） | モバイルコアネットワーク / mobile core network |
| キーワード(3)（和/英） | ネットワークスライシング / network slicing |
| キーワード(4)（和/英） | 優先制御 / priority control |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 春日 由紀子 / Yukiko Kasuga |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ. 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. Tokyo) |
| 発表年月日 | 2023-07-13 |
| 資料番号 | NS2023-43 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | NS-107 |
| ページ範囲 | pp.56-61(NS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-07-05 (NS) |