JP2008053870A - 移動通信システム及びコアネットワークノード選択方法並びにそれに用いる基地局及び無線端末 - Google Patents

移動通信システム及びコアネットワークノード選択方法並びにそれに用いる基地局及び無線端末 Download PDF

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Abstract

【課題】 移動通信システムにおけるハンドオーバ時に、無線端末の移動に伴って、移動先基地局が適切なCNノードを選択する。
【解決手段】 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおいて、無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局が、移動元基地局または無線端末からのコアネットワークノード選択のための情報に基づいて、接続すべきコアネットワークノードを選択するよう構成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は移動通信システム及びコアネットワークノード選択方法並びにそれに用いる基地局及び無線端末に関し、特に無線端末の移動に伴うハンドオーバ時におけるコアネットワークノードの選択方式に関するものである。
3GPPのLTE(Long Term Evolution )における移動体通信システムは、図8に示されるようなアーキテクチャを目指している。このアーキテクチャは、コントロール・プレイン及びユーザ・プレインの伝送遅延の短縮を図って、既存システムに対して、例えば、スループットがより高いデータ転送を実現できるシステムを構築することを目的としている。
このアーキテクチャにおいて、一つの基地局(eNode B21〜23)のセルが狭い場合には(例えば、都会のエリア)、無線端末(UE:User Equipment)の基地局間移動によって、基地局からコアネットワークノード(CN Node11,12、以下CNノードと称す)へのハンドオーバ信号が極端に増加する可能性がある。そうすると、CN(Core Network)に過度な信号負荷を与えることになる。CNノードへのハンドオーバ信号負荷を抑えるため、移動元基地局(Source eNode B)と移動先基地局(Target eNode B)との間に、直接にハンドオーバ信号をやり取りすることが考がえられている。
また、図9のハンドオーバ時の動作シーケンス図に示すように、無線端末が移動元基地局のセルから移動先基地局のセルへ移動し、移動元基地局がハンドオーバを実行する場合(S1)、移動先基地局が移動元基地局から受信したハンドオーバ信号(“Handover Request”メッセージ)S2によってハンドオーバが成功すれば、即ち、移動先基地局が無線端末との通信コネクションを確立完了すれば(S3〜S7)、移動先基地局がCNノードへ“Handover Complete ”という一つの信号S8を送信するだけで、ハンドオーバ手順を完結するようになっている。
なお、“Handover Complete ”信号名は一例であって、他にも、例えば“Path Switch ”,“Binding Update”などの名称もあり、いずれも同一の意味を持つものとする。
この“Handover Complete ”信号を受信したCNノードは、無線端末向けのパスを移動元基地局から移動先基地局に切り替える。このようにして、CNノードでのハンドオーバによる信号負荷及び処理負荷を低減することができる。
更に、図9を参照して詳述すると、S9は、“Handover Complete ”信号S8を受けたCNノード11が無線端末向けのパスを移動元基地局から移動先基地局へ切り替える処理であり、この処理の後、CNノード11は“Habdover Complete Ack(Acknowledge)”信号S10を移動先基地局へ送信する。この信号S10を受けた移動先基地局は、移動元基地局に対して“Release Resource”信号S11を送信し、この信号S11に応答して、移動元基地局はUEとの無線リソースを開放することになる。このリソース開放は“Release Resource Indication ”信号S12によりCNノード11へ伝えられてハンドオーバ処理が終了する。このようにして、CNノードでのハンドオーバによる信号負荷及び処理負荷を低減するようになっている。
また、CNノードと基地局との階層構造において、例えば、コアネットワークの一つのCNノードがシステムダウンによって、そのCNノード配下の広域エリアでサービス不可に陥ることを防ぐために、図8に示すように、CNノード11,12と基地局であるeNode B21〜23とを互いにメッシュ状に接続して、メッシュ構成とし、一つのCNノードがシステムダウンしても、他のCNノードが代替して継続的にサービスを提供できるようにしたものがある。このメッシュ構成は“S1−Flex”と称されるものであり、非特許文献1において公知である。なお、“S1”はS1インタフェースであってCNノードと基地局(eNode B)との間のインタフェースを指しており、この“S1−Flex”は、LTE方式以前における移動体通信システムでは、“Iu−Flex”と呼ばれていたものである。
LTE方式の移動通信システムにおけるS1−Flexの構成において、基本的に、無線端末が一度CNノードとつながると、通信の続く限り、そのCNノードを変更しないことが望ましい。なぜならば、無線端末の移動に伴うCNノード間のハンドオーバをなるべく少なくすることによって、ハンドオーバに伴う通信の一時中断を少なくすることができるためであり、また、データのようなノンリアルタイムサービスの通信では、長時間の通信パス保持が望ましいからである。
なお、既存のシステムでは、ソフトハンドオーバの機能が設けられており、これによって無線端末が基地局間を移動した場合でも、音声の途切れ(中断)を防止することができるようになっている。しかしながら、上述した新しいLTEシステムでは、ソフトハンドオーバ機能を維持するためにシステムが複雑になることから、ソフトハンドオーバのないアーキテクチャを構築するようになっている。
また、CNノード間でのハンドオーバを少なくすることにより、無線端末の移動に伴うCNノード間の信号の授受を少なくすることができ、CNに対する信号負荷を減らす効果をも目指したものである。
3GPP TR 23.236 V6.3.0(2006−03)
しかし、図1のS1−Flexの構成において、無線端末が移動しても、通信すべきCNノードを代えないことは、場合によっては現実的ではない。なぜなら、一つの例を挙げると、ユーザ端末である無線端末が東京で通信を開始し、新幹線に乗って大阪へ移動しても、東京のCNノードに継続的につながることは通信パスが長くなり、伝送遅延が大幅に増大することになる。よって、このような場合には、無線端末の移動に伴ってCNノードを代えることも必要となる。従って、S1−Flexの構成において、無線端末の移動に伴って、CNノードを代えたり、代えなかったりする機能が求められることになる。
しかしながら、LTEシステムのハンドオーバにおいては、現状では、移動先基地局がCNノードを選択できるような手段や方法がない。なお、既存システムでは、CNノードが移動元のRNC(無線回線制御装置)からハンドオーバ要求信号を受信して、CNノード自身が、CNノードを切り替えるかどうかを判断できる。
本発明の目的は、無線端末の移動に伴って移動先基地局が適切なCNノードを選択することが可能な移動通信システム及びCNノード選択方法並びにそれに用いる基地局及び無線端末を提供することである。
本発明による通信システムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局が、移動元基地局または前記無線端末からのコアネットワークノード選択のための情報に基づいて接続すべきコアネットワークノードを選択する手段を含むことを特徴とする。
本発明による他の通信システムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局または前記無線端末が、移動先基地局に対して、コアネットワークノード選択のための情報を送信することを特徴とする。
本発明による更に他の通信システムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局において、移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一の手段を含むことを特徴とする。
本発明による別の通信システムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、無線端末において、ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一の手段を含むことを特徴とする。
本発明による方法は、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおいて、無線端末のハンドオーバに際して移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択するための方法であって、移動元基地局において、移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一のステップを含むことを特徴とする。
本発明による他の方法は、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおいて、無線端末のハンドオーバに際して移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択するための方法であって、前記無線端末において、ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一のステップを含むことを特徴とする。
本発明による基地局は、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局であって、移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する手段を含むことを特徴とする。
本発明による他の基地局は、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局であって、移動元基地局からのハンドオーバ要求メッセージに含まれている、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する手段を含むことを特徴とする。
本発明による更に他の基地局は、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局であって、前記無線端末からのハンドオーバ時のメッセージに含まれている、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する手段を含むことを特徴とする。
本発明による無線端末は、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末であって、ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一の手段を含むことを特徴とする。
本発明によるプログラムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する処理を含むことを特徴とする。
本発明による他のプログラムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、移動元基地局からのハンドオーバ要求メッセージに含まれている、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子に応じて、前記移動元基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する処理を含むことを特徴ととする。
本発明による更に他のプログラムは、複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する処理を含むことを特徴とする。
本発明によれば、無線端末のハンドオーバに際して、移動先基地局が移動元基地局または無線端末から、CNノードを選択するために必要な情報を受けることにより、移動先基地局が通信すべきCNノードを、この移動先基地局自身が適切に選択し得ることが可能となるという効果がある。
以下に、図面を参照しつつ本発明について説明する。図1は本発明の実施の形態の原理を説明するためのシステム構成図であり、非特許文献1において定義されているプールエリア(Pool-Area )という概念を用いた移動通信システムの例である。尚、図1において、図8と同等部分は図8と同一符号にて示している。
CNは呼制御、位置制御、サービス制御などを司るものであり、ASGW(Access Gateway)やAccess Anchor等を総称する場合もある。CNノード11〜13はCN(Core Network:コアネットワーク)を構成するノードである。CNノードは、MSC(Mobile Switching Center ),SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service)Support Node),HLR(Home Location Register)などの周知の機能を有するノードとすることができる。尚、CNは、CNノード自体を意味する場合もある。
これらCNノード群11〜13と基地局群21〜24がカバーする適切なエリアを複数のプールエリア41,42として区切り、これら各プールエリアにはそれを識別するためのプールエリアIDが付与されている。これらプールエリア41,42は、予めオペレータにより定められているものとする。また、CNノード11〜13や基地局21〜24の各々は、各々が属するプールエリアIDを有している。また、CNノードの各々には、CNノードIDがそれぞれ付与されている。さらに、各基地局の各々にも、基地局IDがそれぞれ付与されているものとする。
図1において、プールエリア41には、CNノード11,12、基地局21〜23が設置されている。また、プールエリア42には、CNノード13、基地局24が設置されている。そして、図示せぬ無線端末は基地局21と通信中とし、この基地局21はCNノード11と接続されて通信を行っているものとする。この状態で、この無線端末が基地局22のセルへ移動した場合、まだ基地局22はCNノード11と接続可能であるために、基地局22は接続先をCNノード11のままとし、接続先CNノードを代えることはない。
更に、この無線端末が通信中の状態で基地局22から基地局23へ移動するとする。この時、基地局23とCNノード11との距離は、まだ通信の遅延に影響与えない程度であるため、基地局23は接続先をCNノード11のままとし、接続先CNノードを代えることはない。
更に、無線端末が通信中のままで基地局23から基地局24に移動するとする。このとき、移動先基地局24とプールエリア41のCNノード11との距離が通信の遅延に影響を与える程度に長くなるので、移動先基地局24は、無線端末の通信種別に応じて、CNノードの切り替えを行うかどうかの判定をする。通信種別が遅延を問題にしない、例えば、ノンリアルタイム(NRT:Non-Real Time )サービス種別であれば、基地局24はCNノード11と通信を続けるが、無線端末の通信種別が遅延を問題とするリアルタイム(RT:Real Time )サービス種別であれば、基地局24は、通信先(接続先)CNノードとして、自身が属するプールエリアと同一のプールエリア42に属するCNノード13を選んで通信を継続することになる。ここで、ノンリアルタイムサービスは、例えば、データ通信等とすることができる。また、リアルタイムサービスは、例えば、音声通信やストリーミング等とすることができる。
以上の原理を基に、本発明の第一の実施の形態が次のように得られる。図2は本発明の第一の実施の形態の基地局の機能ブロック図である。本発明の第一の実施の形態の基地局は、無線通信部31と、通信部32と、ハンドオーバ処理部33と、CNノード選択部34と、通知情報生成部35と、制御部(CPU)36と、メモリ37とを含む。
無線通信部31は、無線端末との通信をなす。また、通信部32は、CNノードや他の基地局との通信をなす。ハンドオーバ処理部33は、ハンドオーバ処理をなす。CNノード選択部34は、ハンドオーバ時に自身が移動先基地局になった場合に、当該無線端末のための通信先(接続先)のCNノードを選択する。通知情報生成部35は、ハンドオーバ時に自身が移動元基地局になった場合に、移動先基地局への通知情報を生成する。制御部(CPU)36は、これら各部31〜35の制御をなす。メモリ37は、この制御部36の作業用メモリとしての機能を有する他に、制御部36の制御動作を予め制御手順のプログラムとして格納したROMの機能を有する。
図3は本発明の第一の実施の形態の無線端末の機能ブロック図である。本発明の第一の実施の形態の無線端末は、無線通信部51と、ハンドオーバ処理部52と、制御部(CPU)53と、メモリ54とを含む。無線通信部51は、基地局との通信をなす。ハンドオーバ処理部52は、ハンドオーバ処理をなす。制御部(CPU)53は、これら各部51,52の制御をなす。メモリ54は、制御部53の作業用メモリとしての機能を有する他に、制御部の制御動作を予め制御手順のプログラムとして格納したROMの機能を有する。
図4は本発明の第一の実施の形態の動作を示すシーケンス図であり、図9と同等信号や処理には図9と同一の符号をもって示している。無線端末が移動元基地局のセルから移動先基地局のセルへ移動し、移動元基地局がハンドオーバを実行する場合(S1)、移動元基地局は、移動先基地局へハンドオーバ要求信号である“Handover Request”メッセージS2を送出する。このメッセージS2は、当該無線端末の通信種別、移動元基地局の通信先CNノードID、移動元基地局が属するプールエリア(PA)IDなどのCNノード選択のための情報を含む。このCNノード選択のための情報は、図2に示した移動先基地局への通知情報生成部35にて生成される。
ハンドオーバが成功して移動先基地局が無線端末との通信コネクションを確立完了後(S3〜S7)、移動先基地局は、CNノード選択部34(図2参照)において、CNノード選択アルゴリズムに従って接続すべきCNノードの選択を行うことになる(S21)。図5のフローチャートは、このCNノードの選択アルゴリズムの例を示している。図5を参照すると、先ず、ハンドオーバ対象の無線端末の通信種別が判定される(ステップS31)。すなわち、通信種別がリアルタイムサービスであるか、ノンリアルタイムサービスかの判定がなされる。この判定は、“Handover Request”信号S2に含まれている通信種別情報により行われる。
通信種別がノンリアルタイムサービスであれば、移動先基地局は、移動元基地局が通信(接続)していたCNノードを選択する、すなわちCNノードは代えないことになる(ステップS33)。この場合には、これ以降の処理は図9のS8〜S12の処理と同じとなる。一方、通信種別が音声などのリアルタイムサービスであれば、移動元基地局のプールエリアIDが自身(移動先基地局)のプールエリアIDと同じかどうかが判定される(ステップS32)。
この判定は、“Handover Request”信号S2に含まれている移動元基地局の属するプールエリアID情報により行われる。移動元基地局のプールエリアIDと自身(移動先基地局)のプールエリアIDとが同じであれば(ステップS32でYes)、ステップS33の処理が行われ、CNノードは代えないことになる。
一方、移動元基地局のプールエリアIDと自身(移動先基地局)のプールエリアIDとが異なれば、ステップS34の処理が行われる。すなわち、移動元基地局が通信(接続)していたCNノードよりも自身(移動先基地局)に近いCNノード(一般には、移動先基地局が属するプールエリア内のCNノード)を接続先のノードとして選択することになる。これによって、通信パスが長くなることによる情報の遅延の発生を抑制することができる。ここで、移動先基地局は、自身(移動先基地局)に最も近いCNノードを選択することもできる。移動先基地局がCNノードを選択するに際しては、各基地局内に予め設けられている自局とCNノードとの位置関係を示すテーブルを参照して選択するようにすることができる。
再び図4を参照すると、図5のステップS34の後、移動先基地局は選択したCNノードに対して“Handover Complete ”メッセージS22を送出する。図1のシステムにおいて、この移動先基地局が基地局24であったとすると、選択CNノードは同じプールエリア42内のCNノード13となる。従って、図4のシーケンスでは、信号S22はCNノード13へ送出されるように示している。
CNノード13が移動先基地局から“Handover Complete ”メッセージS22を受信した後、このCNノード13は当該無線端末の制御情報を有していないため、移動元のCNノード(本例では、CNノード11としている)に対して、無線端末に関する情報の“UE Context”を問合せる(“Context Request ”信号S23)。移動先CNノード13が、“Context Request ”信号S23の送信相手先を知り得るのは、移動先基地局から受信した“Handover Complete ”メッセージS22に移動元CNノード11のIDが含まれていることによる。そして、CNノード13は、CNノード11からの“Context Response”信号S24により“UE Context”情報を受信し、移動先基地局とパスを設定して通信を継続する(S25,S11,S12)。
図5に示した移動先基地局におけるCNノードの選択方法は以下の規則として表現することができる。
Target eNode B(移動先基地局)が、
if QoS=NRT(QoS(Quality of Service)がノンリアルタイムサービスであれば)、
then choose same CN Node(同一のCNノードを選択する)
if QoS=RT and PA=own PA(QoSがリアルタイムサービスでかつプールエリアIDが自身のプールエリアIDと同一であれば)、
then choose same CN Node(同一のCNノードを選択する)
else(でなければ)
if QoS=RT and PA≠own PA(QoSがリアルタイムサービスでかつプールエリアIDが自身のプールエリアIDと同一でなければ)、
then choose target CN Node(移動先CNノードを選択する)
第一の実施の形態によれば、通信種別とプールエリアに基づいてCNノードを選択することにより、CNノード切り替えの発生を抑制しつつ、通信パスが長くなることによる情報の遅延が、リアルタイムサービスのような遅延を問題とするサービスの品質に与える影響を抑制することができるという効果がある。
上述した第一の実施の形態においては、通信パスが長くなることによる情報の遅延に着目して、通信種別がリアルタイムサービス(RT)かノンリアルタイムサービス(NRT)かにより判断して、通信種別が遅延を問題とするリアルタイムサービスの場合において、プールIDが異なればCNノードを切り替えるようにしている。次に、CNノード切り替えによる情報の途切れ(中断)に着目して通信種別が、情報の途切れを問題とする音声通信サービスか、情報の途切れが許容されるデータ通信サービスかにより判断して、CNノードを切り替え制御する場合の例として、第二の実施の形態を以下に説明する。
この第二の実施の形態におけるシステム構成、基地局の構成及び無線端末の構成は、先の第一の実施の形態と同一であるので、その説明は省略する。本実施の形態における動作シーケンス図は、図4の動作シーケンスと同じではあるが、図4における移動先基地局でのCNノード選択処理S21のアルゴリズムが異なる。
図6は本実施の形態におけるCNノードの選択アルゴリズムを示すフローチャートであり、図5と同等ステップは図5と同一符号により示している。図6において、ハンドオーバ対象の無線端末の通信種別が判定される(ステップS31)。具体的には、ステップS31において、通信種別が、情報の途切れを問題とする音声通信サービスであるか、情報の途切れが許容されるデータ通信サービスであるかの判定がなされる。
通信種別が音声通信サービスであれば、移動先基地局は、移動元基地局が通信していたCNノードを選択する、すなわちCNノードは代えない(ステップS33)。これによって、CNノード切り替えによる情報の途切れを防ぐことができる。一方、通信種別がデータ通信サービスであれば、移動元基地局のプールエリアIDが自身(移動先基地局)のプールエリアIDと同じかどうかが判定される(ステップS32)。移動元基地局のプールエリアIDが自身(移動先基地局)のプールエリアIDと同じであれば、ステップS33の処理が行われ、CNノードは代えない。プールエリアIDが異なれば、ステップS34の処理が行われ、移動元基地局が通信(接続)していたCNノードよりも自身(移動先基地局)に近いCNノード(一般には、移動先基地局が属するプールエリア内のCNノード)を接続先のノードとして選択することになる。
ここで、第一の実施の形態と同様に、移動先基地局が、自身(移動先基地局)に最も近いCNノードを選択することや、CNノードを選択するに際して、各基地局内に予め設けられている自局とCNノードとの位置関係を示すテーブルを参照して選択するようにすることができる。
この場合の移動先基地局におけるCNノードの選択方法は、以下の規則に従って行われる。
Target eNode B(移動先基地局)が
if QoS=Audio(QoSが音声サービスであれば)
then choose same CN Node(同一のCNノードを選択する)
if QoS=Data and PA=own PA(QoSがデータ通信で、かつプールエリアIDが自身のプールエリアIDと同一であれば)
then choose same CN Node(同一のCNノードを選択する)
else(でなければ)
if QoS=DATA and PA≠own PA(QoSがデータ通信で、かつプールエリアIDが自身のプールエリアIDと同一でなければ)
then choose target CN Node(移動先CNノードを選択する)
第二の実施の形態によれば、通信種別とプールエリアに基づいてCNノードを選択することにより、無線端末の移動に応じてCNノードを切り替えることを前提としながら、CNノード切り替えによる情報の途切れが、音声通信のような情報の途切れを問題とする通信の品質に与える影響を抑制することができるという効果がある。
尚、第一の実施の形態のCNノード選択アルゴリズム(図5)と、第二の実施の形態のCNノード選択アルゴリズム(図6)とのうちどちらを採用するかは、システムに応じて決定することができる。例えば、通信パスが長くなることによる情報の遅延が通信品質に与える影響の抑制を重視するシステムには、第一の実施の形態のCNノード選択アルゴリズムを採用することが考えられる。また、CNノード切り替えによる情報の途切れが通信品質に与える影響の抑制を重視するシステムには、第二の実施の形態のCNノード選択アルゴリズムを採用することが考えられる。
以上述べたように、第一または第二の実施の形態によれば、“Handover Request”メッセージが、CNノードID情報、プールエリアID情報を含んでいる場合、移動先基地局は、適切なCNノードを決定するために、通信種別情報と共にこれら情報を用いることができる。
上述した第一及び第二の実施の形態における通信種別(QoS)は単に例を示したものであって、例示したものに限られない。通信種別(QoS)の情報は、例示のもの以外にも、例えば、ギャランティビットレート(保証伝送速度)、マックスビットレート(最大伝送速度)、デレイ(遅延)、エラーレート(誤り率)、トラフィッククラス(音声、ストリーミング、バックグランド、インタラクティブなど)などとすることができる。これら各通信種別に応じて適宜決定したCNノードの選択アルゴリズムを、第一及び第二の実施の形態に適用することができる。
また、複数種類の通信種別(QoS)に関する情報を要素(例えば、ギャランティビットレート、マックスビットレート、デレイ、エラーレート、トラフィッククラス)とする情報セットを定義することもできる。さらに、情報セットの内の要素の値の組み合わせ毎(例えば、ギャランティビットレート=A(bps)、マックスビットレート=B(bps)、及びトラフィッククラス=音声、の組み合わせ)にそれを指し示すラベルを定義することもできる。この場合、通信種別(QoS)に関する情報が、CNノードからeNode Bへ、ラベル(例えば、1バイトの情報)として送られる構成とすることもできる。
さらに、移動元基地局から移動先基地局へ送出される、図4におけるシーケンス中の“Handover Request”メッセージに含まれる通信種別として、このラベルを使用することもできる。この場合、移動先基地局は、ラベルとして受信した通信種別(QoS)に関する情報セットの要素の中から、適切な通信種別(QoS)の情報(要素)(例えば、トラフィッククラス=音声)を選択し、選択した通信種別に関する情報をCNノード選択アルゴリズムの中で使用することもできる。
このようにすることにより、通信種別(QoS)の情報が多数あるシステムにおいても、移動元基地局と移動先基地局との間の通信量、若しくは通信時間を抑えつつ、移動先基地局が適切なCNノードを選択することができるという効果がある。
以上述べた各実施の形態では、移動先基地局は、CNノードの選択に必要な情報である無線端末の通信種別、移動元基地局の通信先CNノードID、移動元基地局の属するプールエリアIDを、“Handover Request”メッセージS2(図4参照)により移動元基地局から受信している。これに対して、本発明の第三の実施の形態では、移動先基地局は、これ等の情報(CNノード選択のための情報)を、図4の“Handover Complete ”(ハンドオーバ完了)メッセージS7により、無線端末から受信するようにしている。
この第三の実施の形態におけるシステム構成図及び基地局の構成図は、図1及び図2と同一である。図7は無線端末の構成を示しており、図3と同等部分は図3と同一符号により示している。図7に示すように、第三の実施の形態の無線端末は、図3の構成に加えて、更に移動先基地局への通知情報保持部55を有している。この移動先基地局への通知情報保持部55には、通信種別、移動元基地局の通信先CNノードID、移動元基地局のプールエリアIDを保持している。無線端末は、通知情報保持部55に保持された情報を、先述した“Handover Complete ”メッセージS7に含ませて、移動先基地局へ送信する。移動先基地局は、これらの情報を受信し、図5,6に示したCNノード選択アルゴリズムに従って、接続すべきCNノードを決定する。
第三の実施の形態においては、無線端末は、CNノード選択のための情報(通信種別、移動元基地局の通信先CNノードID、移動元基地局の通信先CNノードのプールエリアID)を、“Handover Complete ”メッセージS7によって移動先基地局に送信する。しかし、無線端末がCNノード選択のための情報を移動先基地局に対し送信するために使用するメッセージは、“Handover Complete ”メッセージに限られない。例えば、移動元基地局ではなく、無線端末がハンドオーバを要求するシステムにおいては、無線端末はハンドオーバ要求信号である“Handover Request”を使用して、CNノード選択のための情報を移動先基地局に対し送信することもできる。
上記各実施の形態においては、移動先基地局が、通信種別に基づく判断(ステップS31)の後で移動元基地局のプールエリアIDに基づく判断(ステップS32)を行っている。しかし、移動先基地局は、移動元基地局のプールエリアIDに基づく判断(ステップS32)の後で、通信種別に基づく判断(ステップS31)を行うこともできる。つまり、図5及び図6において、ステップS31とステップS32とを入れ替えることもできる。
上記の各実施の形態においては、移動先基地局が、通信種別、移動元基地局の通信CNノードID、及び移動元基地局の属するプールエリアIDに基づいて、通信するCNノードを決定(選択)している。しかし、移動先基地局は、移動元基地局の通信CNノード及び移動元基地局の属するプールエリアIDに基づいて、通信ノードを決定することもできる。この場合、移動先基地局は、通信種別によらず、移動元基地局の属するプールエリアIDが自身(移動元基地局)のプールエリアIDと同じかどうかを判断する。換言すれば、CNノード選択アルゴリズムは、図5及び図6からステップS31を削除したものとなる。
このようにすることにより、移動先基地局の処理量を抑えつつ、移動先基地局がCNノードを選択できるという効果がある。また、移動元基地局や無線端末は、移動先基地局に対して、通信種別を送らない構成とすることもできる。このようにすることで、移動元基地局や無線端末と移動先基地局との間の通信量若しくは通信時間を抑えつつ、移動先基地局がCNノードを選択することができるという効果がある。
また、上記の各実施の形態においては、移動先基地局が、通信種別、移動元基地局の通信CNノードID、移動元基地局の属するプールエリアIDを用いて、通信CNノードを適宜決定している。しかし、移動元基地局や無線端末がCNノードIDのみを移動先基地局へ送る構成とすることもできる。この場合、移動先基地局は、移動元基地局や無線端末からCNノードIDを受け取り、受け取ったCNノードIDを有するCNノードに接続することもできる。
このようにすることで、移動元基地局や無線端末と移動先基地局との間の通信量若しくは通信時間を抑えつつ、移動先基地局がCNノードを選択することができるという効果がある。また、移動先基地局の処理量を抑えつつ、移動先基地局がCNノードを選択できるという効果がある。
さらに、移動元基地局や無線端末が、通信種別やCNノードのプールエリアIDなどを予め考慮して、移動先基地局が接続すべきCNノードを決定し、決定したCNノードのIDを移動先基地局へ送出することもできる。このようにすることにより、移動元基地局や無線端末が、移動先基地局の接続するCNノードを選択することができるという効果がある。
さらに、移動先基地局が、図5や図6に示したCNノード選択アルゴリズムを実行する際に、更に、CNノードの負荷状況を示す情報をも考慮してCNノードを選択することができる。この場合、移動先基地局は、接続すべきであると決定(選択)したCNノードの負荷状況が大(負荷の量が大)であれば、近隣の他のCNノードで負荷状況に空きがあるCNノードを選択するようにすることもできる。このようにすることにより、移動先基地局が、プールエリアIDなどの情報に加えて、CNノードの負荷分散をも考慮して、適切なCNノードを選択することができるという効果がある。
上述した第一、第二及び第三の実施の形態は、単なる例をそれぞれ示すものであって、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではない。なお、上述した各実施の形態における基地局や無線端末における動作は、予めその動作手順をプログラムとしてROMなどの記録媒体に格納しておき、これをコンピュータ(CPU)により読み取らせて実行させるように構成できることは明らかである。
本発明の実施の形態が適用されるプールエリアの構成例を示すシステム図である。 本発明の第一の実施の形態における基地局の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施の形態における無線端末の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施の形態の動作を示すシーケンス図である。 本発明の第一の実施の形態における移動先基地局の通信CNノード選択アルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第二の実施の形態における移動先基地局の通信CNノード選択アルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第三の実施の形態における無線端末の機能ブロック図である。 既存のeNode BとCNノード間のS1−Flex構成を示す図である。 図8の構成におけるハンドオーバ手順の例を示すシーケンス図である。
符号の説明
11〜13 CNノード
21〜24 基地局(eNode B)
31,51 無線通信部
32 通信部
33,52 ハンドオーバ処理部
34 CN Node選択部
35 移動先基地局への通知情報生成部
36,53 制御部(CPU)
37,54 メモリ
41,42 プールエリア
55 移動先基地局への通知情報保持部

Claims (29)

  1. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、
    無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局が、移動元基地局または前記無線端末からのコアネットワークノード選択のための情報に基づいて接続すべきコアネットワークノードを選択することを特徴とする通信システム。
  2. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、
    無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局または前記無線端末が、移動先基地局に対して、コアネットワークノード選択のための情報を送信することを特徴とする通信システム。
  3. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、
    無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局において、移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一の手段を含むことを特徴とする移動通信システム。
  4. 前記移動先基地局において、前記コアネットワークノードの識別子及び前記エリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する第二の手段を、更に含むことを特徴とする請求項3記載の移動通信システム。
  5. 前記第二の手段は、前記ハンドオーバ要求メッセージに更に含まれている前記無線端末の通信種別をも考慮して、前記コアネットワークノードを選択することを特徴とする請求項4記載の移動通信システム。
  6. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムであって、
    無線端末において、ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一の手段を含むことを特徴とする移動通信システム。
  7. 前記メッセージは、ハンドオーバ完了メッセージであることを特徴とする請求項6記載の移動通信システム。
  8. 前記移動先基地局において、前記コアネットワークノードの識別子及び前記エリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する第二の手段を、更に含むことを特徴とする請求項6または7記載の移動通信システム。
  9. 前記第二の手段は、前記メッセージに更に含まれている前記無線端末の通信種別をも考慮して、前記コアネットワークノードを選択することを特徴とする請求項8記載の移動通信システム。
  10. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおいて、無線端末のハンドオーバに際して移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択するための方法であって、
    移動元基地局において、移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一のステップを含むことを特徴とする方法。
  11. 前記移動先基地局において、前記コアネットワークノードの識別子及び前記エリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する第二のステップを、更に含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 前記第二のステップは、前記ハンドオーバ要求メッセージに更に含まれている前記無線端末の通信種別をも考慮して、前記コアネットワークノードを選択することを特徴とする請求項11記載の方法。
  13. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおいて、無線端末のハンドオーバに際して移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択するための方法であって、
    前記無線端末において、ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一のステップを含むことを特徴とする方法。
  14. 前記メッセージは、ハンドオーバ完了メッセージであることを特徴とする請求項13記載の方法。
  15. 前記移動先基地局において、前記コアネットワークノードの識別子及び前記エリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する第二のステップを、更に含むことを特徴とする請求項13または14記載の方法。
  16. 前記第二のステップは、前記メッセージに更に含まれている前記無線端末の通信種別をも考慮して、前記コアネットワークノードを選択することを特徴とする請求項15記載の方法。
  17. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局であって、
    移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する手段を含むことを特徴とする基地局。
  18. 前記手段は、更に、前記無線端末の通信種別をも前記ハンドオーバ要求メッセージに含ませることを特徴とする請求項17記載の基地局。
  19. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局であって、
    移動元基地局からのハンドオーバ要求メッセージに含まれている、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する手段を含むことを特徴とする基地局。
  20. 前記手段は、前記ハンドオーバ要求メッセージに更に含まれている前記無線端末の通信種別をも考慮して、前記コアネットワークノードを選択することを特徴とする請求項19記載の基地局。
  21. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局であって、
    前記無線端末からのハンドオーバ時のメッセージに含まれている、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子に応じて、前記移動先基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する手段を含むことを特徴とする基地局。
  22. 前記メッセージはハンドオーバ完了メッセージであることを特徴とする請求項21記載の基地局。
  23. 前記手段は、前記メッセージに更に含まれている前記無線端末の通信種別をも考慮して、前記コアネットワークノードを選択することを特徴とする請求項21または22記載の基地局。
  24. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末であって、
    ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する第一の手段を含むことを特徴とする無線端末。
  25. 前記手段は、通信種別をも前記メッセージに含ませることを特徴とする請求項24記載の無線端末。
  26. 前記メッセージはハンドオーバ完了メッセージであることを特徴とする請求項24または25記載の無線端末。
  27. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動元基地局の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    移動先基地局へのハンドオーバ要求メッセージに、前記移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する処理を含むことを特徴とするプログラム。
  28. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末のハンドオーバ時の移動先基地局の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    移動元基地局からのハンドオーバ要求メッセージに含まれている、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子に応じて、前記移動元基地局が接続すべきコアネットワークノードを選択する処理を含むことを特徴とするプログラム。
  29. 複数の基地局と複数のコアネットワークノードとが複数のエリアに分割配置された移動通信システムにおける無線端末の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    ハンドオーバ時の移動先基地局へのメッセージに、移動元基地局が接続しているコアネットワークノードの識別子及び前記移動元基地局が属するエリアの識別子を含ませて送信する処理を含むことを特徴とするプログラム。
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