JP2013187747A - 無線基地局装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

無線基地局装置、通信制御方法および通信制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】無線端末装置の接続数の制限に起因する通信環境の悪化等を抑制することにより、通信の安定化を図る。
【解決手段】無線基地局装置101は、自己に接続している無線端末装置の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断するための接続数確認部11と、接続数が所定条件を満たす場合において、新たな無線端末装置202の自己へのハンドオーバ動作が行われる際、または自己に在圏するための処理を行う際、自己に接続している無線端末装置202、および上記新たな無線端末装置202の各々について、自己に接続することに関する評価値を取得するための評価値算出部15と、上記評価値に基づいて、自己に接続している無線端末装置202、および上記新たな無線端末装置202の中から、自己に接続すべき無線端末装置202を選択するための接続端末選択部16とを備える。
【選択図】図12

Description

本発明は、無線基地局装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関し、特に、無線端末装置が移動動作を行なうことにより複数の無線基地局装置と通信可能な通信システムにおける無線基地局装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
従来、移動通信システムでは、半径数百メートルから数十キロメートルのセルすなわち無線端末装置が通信可能なエリアを形成する無線基地局装置(以下、マクロ基地局とも称する。)による通信サービスが提供されてきた。
近年、移動通信サービスの加入者数の劇的な増加およびデータ通信による通信トラヒック量の増大から、より半径の小さいセルを形成することによって加入者および通信トラヒックを分散し、また、一定レベルの通信速度をユーザへ安定して提供することが望まれている。また、ビルの超高層化に伴う不感地対策のため、企業フロア内および一般家庭内への無線基地局装置の設置も望まれている。
これらの要望と併せて、無線基地局装置で使用される種々のデバイスの処理能力が飛躍的に向上したことによって無線基地局装置の小型化が進み、このような小型化された基地局が注目を集めている。
この小型基地局(以下、フェムト基地局とも称する。)が形成するフェムトセル(Femto Cell)の半径は10メートル前後と小さいため、フェムト基地局は、マクロ基地局が形成するマクロセル(Macro Cell)の圏外となりマクロ基地局の設置が困難な屋内および地下街等の場所で使用されることが考えられる(たとえば、3GPP(Third Generation Partnership Project) TS 22.220 V11.4.0 2011.12(非特許文献1)参照)。
また、フェムト基地局は特定のエリアに多数設置されることから、フェムト基地局を直接コアネットワークに接続することは難しい。このため、特定のエリアに設置された多数のフェムト基地局を一旦、HeNB−GW等のゲートウェイ装置に接続し、フェムト基地局とコアネットワークとをHeNB−GW経由で接続することが考えられる。
また、フェムト基地局に加えて、マクロ基地局をベースに、たとえば半径100メートルから200メートルのピコセルを形成するピコ基地局も開発されている。
このようなフェムト基地局、ピコ基地局およびマクロ基地局が混在する通信システムであるヘテロジーニアスネットワークでは、たとえばマクロセル内に複数のフェムトセルまたはピコセルが形成される。このため、無線端末装置のハンドオーバが起こりやすくなり、また、ハンドオーバを行なう状況も複雑になる。
3GPP TS 22.220 V11.4.0 2011.12
一般には、無線基地局装置に収容可能すなわち同時接続可能な無線端末装置の数には上限があり、特にフェムト基地局における接続数の上限は、数台程度となる場合がある。
無線端末装置が、ヘテロジーニアスネットワークを移動する際において、たとえば接続数が上限に達している無線基地局装置により形成されるセル内へ進入しても、当該無線端末装置は、接続先を当該無線基地局装置へ変更することができない。
この場合、無線端末装置は、接続先を、通信を良好に行うことができる無線基地局装置へ変更することができないので、通信速度の低下およびユーザの使用感の悪化等、種々の問題が生じる。このような問題の発生を抑制し、良好な通信システムを構築する技術が望まれる。
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、無線端末装置の接続数の制限に起因する通信環境の悪化等を抑制することにより、通信の安定化を図ることが可能な無線基地局装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。
(1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線基地局装置は、無線端末装置との間で無線信号を送受信することにより上記無線端末装置と通信するための無線基地局装置であって、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断するための接続数確認部と、上記接続数が上記所定条件を満たす場合において、新たな無線端末装置の自己の無線基地局装置へのハンドオーバ動作が行われる際、または新たな無線端末装置が自己の無線基地局装置に在圏するための処理を行う際、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置の各々について、自己の無線基地局装置に接続することに関する評価値を取得するための評価値取得部と、上記評価値取得部によって取得された上記評価値に基づいて、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置の中から、自己の無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を選択するための接続端末選択部とを備える。
このような構成により、無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置についての評価値に基づいて、当該無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を適切に選択することができる。
また、無線基地局装置へ接続すべき無線端末装置を優先的に当該無線基地局装置へ接続することにより、無線通信のリソースを有効に利用することができるので、通信システムにおける通信の安定化を図ることができる。
(2)好ましくは、上記評価値取得部は、無線端末装置の通信先の優先度に基づいて上記評価値を算出する。
このような構成により、たとえば110番または119番等の緊急度の高い通信を行う無線端末装置に対して高い評価値を与え、当該無線端末装置を優先的に選択することができる。
(3)好ましくは、上記評価値取得部は、無線端末装置に付与された優先度、無線端末装置が通信するデータの優先度、および無線端末装置を自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置へハンドオーバさせた場合に上記無線端末装置の通信接続が切断される確率、の少なくともいずれか1つに基づいて上記評価値を算出する。
このような構成により、無線端末装置に付与された優先度、無線端末装置が通信するデータの優先度、および上記通信接続が切断される確率を考慮した適切な評価値を算出することができる。
(4)好ましくは、上記接続端末選択部は、上記評価値および無線端末装置が通信するデータの量に基づいて、自己の無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を選択する。
このような構成により、無線基地局装置は、自己における通信データの量が上限を超えない範囲で、自己に接続すべき無線端末装置を選択することができる。
これにより、無線基地局装置における通信データの量が当該上限を超えることにより生ずる、無線通信のリソースの不足状態を回避することができる。
(5)好ましくは、上記無線基地局装置は、さらに、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置のうち、上記接続端末選択部によって選択されなかった無線端末装置を自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置へハンドオーバさせる制御を行うためのハンドオーバ制御部を備える。
このような構成により、たとえば通信接続を確立している無線端末装置が、接続数が上限に達している無線基地局装置により形成されるセルへ進入する場合においても、当該無線端末装置における上記通信接続の切断を防ぐことができる。
また、たとえばハンドオーバの対象となる無線端末装置においても、当該無線端末装置における通信接続を切断することなく、当該無線端末装置を上記無線基地局装置から他の無線基地局装置へハンドオーバさせることができる。
(6)より好ましくは、上記ハンドオーバ制御部は、上記他の無線基地局装置に、上記無線端末装置のハンドオーバの要因として、自己の無線基地局装置によって選択されなかった旨を通知する。
このような構成により、選択されなかった無線端末装置のハンドオーバ先となる他の無線基地局装置は、当該無線端末装置のハンドオーバ動作が、通常のハンドオーバ動作でないことを認識することができる。
これにより、たとえば当該無線端末装置のハンドオーバ動作が完了した後、当該無線端末装置における無線リンクが切断された場合においても、ハンドオーバ動作の最適化処理を行うか否かについて判断することができる。
(7)より好ましくは、上記ハンドオーバ制御部は、上記ハンドオーバ制御部によってハンドオーバされた無線端末装置に、上記無線端末装置のハンドオーバの要因として、自己の無線基地局装置によって選択されなかった旨を通知する。
このような構成により、ハンドオーバされた無線端末装置は、接続していた無線基地局装置に選択されなかったことがハンドオーバの要因であると認識することができる。
これにより、当該無線通信端末は、たとえば接続していた無線基地局装置において、優先度の高い通信が発生したためにハンドオーバが発生したことを、自己のユーザに対して提示することができる。
(8)好ましくは、上記評価値取得部は、上記新たな無線端末装置のハンドオーバ元の無線基地局装置から送信される情報、または自己の無線基地局装置に在圏するための処理をする際に上記新たな無線端末装置から送信される情報に基づいて、上記評価値を算出する。
このような構成により、評価値を算出するために有用な情報を、取得することができる。
(9)好ましくは、上記接続数確認部は、上記接続数が、自己の無線基地局装置における接続数の上限より所定個数少ないしきい値よりも大きくなることを上記所定条件とする。
このような構成により、上記所定条件を満たした場合においても無線基地局装置における接続数が上限に達していないので、上記新たな無線端末装置の接続先を、より早いタイミングで当該無線基地局装置へ変更することができる。
(10)また、この発明の別の局面に係わる無線基地局装置は、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置について、上記無線端末装置による無線基地局装置への接続を評価する際に使用可能な接続評価情報を作成するための接続評価情報作成部と、自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置への無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合に、上記他の無線基地局装置へ上記無線端末装置の上記接続評価情報を送信するための接続評価情報送信部とを備える。
このような構成により、無線端末装置のハンドオーバ先の無線基地局装置は、当該無線端末装置のハンドオーバ元の無線基地局装置から受信した接続評価情報に基づいて、当該無線端末装置の自己へのハンドオーバ動作を行うか否かについて判断することができる。
(11)また、この発明の別の局面に係わる通信制御方法は、無線基地局装置における通信制御方法であって、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置について、上記無線端末装置による無線基地局装置への接続を評価する際に使用可能な接続評価情報を作成するステップと、自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置への無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合に、上記他の無線基地局装置へ上記無線端末装置の上記接続評価情報を送信するステップとを含む。
このような構成により、無線端末装置のハンドオーバ先の無線基地局装置は、当該無線端末装置のハンドオーバ元の無線基地局装置から受信した接続評価情報に基づいて、当該無線端末装置の自己へのハンドオーバ動作を行うか否かについて判断することができる。
(12)また、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、無線端末装置との間で無線信号を送受信することにより上記無線端末装置と通信するための無線基地局装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータに、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断するステップと、上記接続数が上記所定条件を満たす場合において、新たな無線端末装置の自己の無線基地局装置へのハンドオーバ動作が行われる際、または自己の無線基地局装置に在圏するための処理を行う際、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置の各々について、自己の無線基地局装置に接続することに関する評価値を取得するステップと、上記評価値に基づいて、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置の中から、自己の無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を選択するステップとを実行させるためのプログラムである。
このような構成により、無線基地局装置に接続している無線端末装置、および上記新たな無線端末装置についての評価値に基づいて、当該無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を適切に選択することができる。
また、無線基地局装置へ接続すべき無線端末装置を優先的に当該無線基地局装置へ接続することにより、無線通信のリソースを有効に利用することができるので、通信システムにおける通信の安定化を図ることができる。
本発明によれば、無線端末装置の接続数の制限に起因する通信環境の悪化等を抑制することにより、通信の安定化を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて移動動作が行われる状況の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるセル再選択動作のシーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるアタッチ処理を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるハンドオーバ動作のシーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、不適切なハンドオーバ動作(Too Early HO)が生じた状況の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、不適切なハンドオーバ動作(Too Early HO)が生じた状況の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、不適切なハンドオーバ動作(Too Early HO)およびその検出処理のシーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、接続確立状態の無線端末装置がフェムトセルへ進入する際の移動経路の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、接続確立状態の無線端末装置がフェムトセルへ進入する際の移動経路の他の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線基地局装置における制御部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、CSGクラスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、接続確立状態の無線端末装置に関連するスコアに基づく評価値の算出の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、アイドル状態の無線端末装置に関連するスコアに基づく評価値の算出の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、接続確立状態の複数の無線端末装置がフェムトセル内へ移動する際の移動経路の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、無線端末装置のスコアおよび評価値の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、評価値の大きい無線端末装置が、接続数の所定条件を満たす無線基地局装置へのハンドオーバ動作を行う際の動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、評価値の小さい無線端末装置が、接続数の所定条件を満たす無線基地局装置に対してハンドオーバ動作を行う際の動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の接続評価情報を他の無線基地局装置へ送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値およびRLF確率に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が行う無線端末装置の評価値および通信量に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、評価値の大きい無線端末装置が、接続数の所定条件を満たす無線基地局装置へのセル再選択動作を行う際の動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、選択されなかった無線端末装置のハンドオーバ動作においてRLFが発生した際の動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、選択されなかった無線端末装置のハンドオーバ動作においてRLFが発生した際の動作の他の一例を示すシーケンス図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
無線基地局装置は、自らの形成するセルおよび周辺セルについての情報、すなわち無線信号の周波数および周辺セルのID(identification)等を無線端末装置に通知する。無線端末装置は、無線基地局装置から通知された情報に基づいて、周辺セルの検出および測定を行なう。無線端末装置は、この測定結果に基づいて、周辺セルへの移動を開始する。ここで、無線端末装置の「移動」とは、ハンドオーバを意味することに加えて、セル再選択(Cell Reselection)を意味する。
ハンドオーバとは、ある無線基地局装置との通信接続が確立した状態(以下、接続確立状態と称する)にある無線端末装置の通信接続先が他の無線基地局装置へ切り替えられることを意味する。
セル再選択とは、アイドル状態の無線端末装置が今後通信を開始する、すなわち通話またはデータ通信を開始する際にどのセルを介して通信を行なうかを選択することを意味すし、たとえば3GPP TS 36.304に記載の内容が当てはまる。
ハンドオーバ動作は、無線端末装置の通信接続先の無線基地局装置主導で行なわれる。一方、セル再選択は、無線端末装置主導で行なわれ、通常、無線基地局装置が無線端末装置に対して特に指示を与えることなく実行される。
無線端末装置の「アイドル状態」とは、ある無線基地局装置を無線端末装置が通信相手として選択しており、かつ当該無線基地局装置と通信を行っていない状態である。また、「通信を行っていない状態」とは、当該無線基地局装置へ何らかの情報を送信する動作を行っていない状態である。
たとえば、無線端末装置が無線基地局装置と通信しているときには、無線端末装置の移動先は無線基地局装置またはコアネットワークにおける上位装置が決定する。また、たとえば、無線端末装置が無線基地局装置と通信していないときには、無線端末装置の移動先は無線端末装置が決定する。
また、無線端末装置がセルに在圏している、とは、無線端末装置が、当該セルを形成する無線基地局装置を通信先として選択し、かつ当該無線基地局装置と通信可能な状態または通信中である状態を意味する。
具体的には、たとえば、無線端末装置が新たなセルすなわち無線基地局装置へ移動したことを当該無線基地局装置の上位装置が登録した状態を意味する。
また、「在圏」は、無線端末装置の属するトラッキングエリアの更新を上位装置が登録した状態を含むものとする。
すなわち、無線端末装置は、新たなセルへ移動した場合、この移動によって自己の存在するトラッキングエリアすなわちページング処理の対象エリアが変わった場合には、トラッキングエリア更新処理を実行する。
また、無線基地局装置101と同時に接続している無線端末装置202の数の合計を、以下、当該無線基地局装置101の接続数と称する。また、無線基地局装置101と接続している無線端末装置202は、当該無線基地局装置101と接続確立状態にある無線端末装置202を意味する。
フェムトセルおよびアクセスモードは、3GPP SPEC TS22.220(非特許文献1)において以下のように説明されている。すなわち、フェムト基地局は、無線インタフェースを介して接続されている無線端末装置を、IPバックホール(backhaul)を用いて、移動通信事業者網に接続する顧客構内装置である。
また、フェムトセルのアクセスモードにおいて、クローズドアクセスモードのフェムト基地局は、関連するCSG(Closed Subscriber Group)メンバーにのみサービスを提供する。また、ハイブリッドモードのフェムト基地局は、関連するCSGメンバーおよびCSGノンメンバーにサービスを提供する。また、オープンアクセスモードのフェムト基地局は、通常の基地局として動作する。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいても、このような3GPPの定義を適用してもよい。
また、上記定義と合わせて、あるいは別個に、以下のような定義を適用することも可能である。
マクロ基地局およびピコ基地局は、事業者の管理下にあり、事業者と契約している無線基地局装置が通信可能な無線基地局装置である。また、マクロ基地局およびピコ基地局は、基本的に電源がオフになることはないと考えられる。
また、フェムト基地局は、主に個人または法人の建物内に設置され、ユーザの事情により移動するまたは電源がオフとなる可能性がある無線基地局装置である。
また、フェムト基地局は、オープン/ハイブリッド/クローズドのいずれかのアクセスモードで動作する。フェムト基地局は、クローズドアクセスモードで動作する場合には、登録済みのメンバー(端末)のみ接続可能となる。また、クローズドアクセスモードで動作する場合には、登録済みのメンバーにのみサービスを提供する。また、ハイブリッドモードで動作する場合には、登録済みのメンバー、および未登録のメンバーすなわちノンメンバーの両方にサービスを提供する。また、オープンアクセスモードで動作する場合には、マクロ基地局およびピコ基地局と同じ動作をする。
[構成および基本動作]
図1は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
図1を参照して、無線通信システム401は、たとえば3GPPで規格化されたLTE(Long Term Evolution)に従う移動体通信システムであり、無線基地局装置101A,101B,101Cを備える。図1では、3つの無線基地局装置を代表的に示しているが、さらに多数の無線基地局装置が設けられてもよい。無線通信システム401は、さらに、コアネットワーク301に設けられたS−GW(Serving Gateway)161と、MME(Mobility Management Entity)162と、P−GW(Packet Data Network Gateway)163とを含む。
無線端末装置202は、無線基地局装置101A、無線基地局装置101Bまたは無線基地局装置101Cと、S−GW161と、P−GW163とを介してIP網302におけるサーバ等と通信コネクションを確立し、たとえばIP(Internet Protocol)パケットを含む通信データを送受信する。
より詳細には、無線基地局装置101A,101B,101Cは、無線信号を無線端末装置202と送受信することにより、無線端末装置202との通信を行なう。
S−GW161は、無線基地局装置101A,101B,101CとIP網302との間に接続されている。S−GW161は、無線基地局装置101A,101B,101C経由で無線端末装置202から受信した通信データをP−GW163経由でIP網302へ送信するとともに、IP網302におけるサーバ等からP−GW163経由で受信した通信データを無線基地局装置101A,101B,101C経由で無線端末装置202へ送信する。
MME162は、無線通信システム401における無線基地局装置101A,101B,101C、および無線端末装置202等を管理する。MME162は、無線基地局装置101A,101B,101Cとの間で制御メッセージを送受信する。
無線基地局装置101A,101B,101Cは、S−GW161およびP−GW163を介してIP網302との間で通信データを送受信する。
無線基地局装置101A,101B,101CおよびS−GW161は、論理的なインタフェースであるS1−Uインタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S1−Uインタフェース経由で種々の情報を互いにやりとりする。
無線基地局装置101A,101B,101CおよびMME162は、点線で示すように、論理的なインタフェースであるS1−MMEインタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S1−MMEインタフェース経由で種々の情報を互いにやりとりする。
MME162およびS−GW161は、論理的なインタフェースであるS11インタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S11インタフェース経由で種々の情報を互いにやりとりする。
S−GW161およびP−GW163は、論理的なインタフェースであるS5インタフェースに従う通信データを互いに送受信することにより、S5インタフェース経由で種々の情報を互いにやりとりする。
図2は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて移動動作が行なわれる状況の一例を示す図である。
図2を参照して、無線基地局装置101A,101B,101Cは、たとえばフェムト基地局、ピコ基地局またはマクロ基地局である。
無線基地局装置101Aは、セルCAを形成し、セルCA内に存在する無線端末装置202と無線信号を送受信することにより、当該無線端末装置202と通信することが可能である。無線基地局装置101Bは、セルCBを形成し、セルCB内に存在する無線端末装置202と無線信号を送受信することにより、当該無線端末装置202と通信することが可能である。無線基地局装置101Cは、セルCCを形成し、セルCC内に存在する無線端末装置202と無線信号を送受信することにより、当該無線端末装置202と通信することが可能である。
ここで、無線端末装置からコアネットワーク301への方向を上り方向と称し、コアネットワーク301から無線端末装置への方向を下り方向と称する。
[セル再選択動作の一例]
本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける無線基地局装置および無線端末装置は、以下の各シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。
以下、無線端末装置202の移動元の無線基地局装置をサービング基地局とも称し、移動先の無線基地局装置をターゲット基地局とも称する。また、以下では、無線基地局装置101Aがサービング基地局であり、無線基地局装置101Bがターゲット基地局である場合について説明する。
本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、セル再選択の実行判断に電力測定処理(Measurement)を利用する。この電力測定処理は、たとえば3GPPでは、レイヤ3スタックのRRC(Radio Resource Control)に対応する。
ここで、3GPP TS36.133 4.2.2.1章では、セル再選択のためのサービングセルの測定周期について、以下のように記載されている。すなわち、無線端末装置202は、少なくともDRX(Discontinuous Reception)サイクルごとに、サービングセルのRSRP(Reference Signal Received Power)レベルを測定し、TS36.304で定義されるS値(Cell Selection Criterion S)とRSRPレベルとを比較する。
無線端末装置202は、サービングセルの測定結果を、少なくとも2回の測定でフィルタリングする。このフィルタリングは、平均化であると考えられる。
フィルタリング対象となる上記測定の組のうち、少なくとも2回の測定は、少なくともDRXサイクルの1/2の間隔を空けて実行しなければならない。これは、測定間隔をDRXサイクルの1/2以上にしなければならないことを意味する、と考えられる。
ここで、3GPP TS36.133 4.2.2.1章の表4.2.2.1−1では、DRXサイクル長[秒]とDRXサイクル数Nservとの対応関係が示されている。具体的には、DRXサイクル長が0.32秒、0.64秒、1.28秒および2.56秒のとき、DRXサイクル数Nservがそれぞれ4,4,2,2である。
無線端末装置202は、Nserv回の連続したDRXサイクルにおいて、サービングセルがS値を満たしていない場合には、自己の測定(Measurement)機能が何らかの規制により制限されていない限り、サービング基地局から指定されたすべての周辺セルの測定を開始する。すなわち、無線端末装置202は、一定期間経過すれば、S値が条件を満たしていなくても周辺セルの測定を開始する。
このような3GPP TS36.133の記載から、サービングセルの測定周期として最短でも0.16秒(160ms)が必要となり、上記のようなS値の判定には少なくとも2回の測定が必要となる。このため、周辺セルの測定開始判断には、実質0.32秒(320ms)以上の間隔が必要になる。
また、S値が条件を満たしていない状態で周辺セルの測定を開始する場合、周辺セルの測定開始判断には0.32秒×4回=1.28秒の間隔が必要になる。
3GPP TS36.133 4.2.2.1章では、RSRPについてのみ記載されているが、RSRQ(Reference Signal Receive Quality)についてもRRCに従って測定されることから、RSRPと同様であると考えられる。
図3は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるセル再選択動作のシーケンスの一例を示す図である。
ここでは、図2に示すように、無線端末装置202が、セルCA内に位置し、無線基地局装置101Aを通信相手として選択してから、セルCAおよびセルCBの重複領域へ移動した場合を想定する。
再び図3を参照して、まず、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aを新たに通信相手として選択することを決定すると、無線基地局装置101Aから送信される報知情報を受信し(ステップS1)、受信した報知情報の内容を保存する(ステップS2)。この報知情報に、周辺セル情報、およびセル再選択を行なうための情報が含まれる。
次に、無線端末装置202は、コアネットワーク301におけるMME等に対して新たなセルCAへ移動したことを通知するため、端末登録処理であるアタッチ処理(Attach Procedure)を実行する(ステップS3)。
次に、無線端末装置202は、サービング基地局である無線基地局装置101Aから送信される無線信号の受信電力の測定を開始する。すなわち、無線端末装置202は、サービングセルの受信電力の測定を行なう。たとえば、無線端末装置202は、当該無線信号に含まれるパイロット信号を用いて受信電力を測定する。この測定周期は、たとえば0.16秒である(ステップS4)。
次に、無線端末装置202は、サービングセルのセル評価値であるS値を算出し、S値判定を行なう(ステップS5)。
無線端末装置202は、サービングセルのS値が所定条件を満たす場合には(ステップS5でYES)、報知情報の示す周波数において、報知情報の示す周辺基地局から送信される無線信号の受信電力の測定を開始する。ここで、周辺基地局は、サービング基地局以外の他の無線基地局装置101である。すなわち、無線端末装置202は、サービングセルに加えて、周辺セルの受信電力の測定を行なう。たとえば、無線端末装置202は、当該無線信号に含まれるパイロット信号を用いて受信電力を測定する(ステップS6)。
次に、無線端末装置202は、周辺セルのセル評価値であるS値を算出し、S値判定を行なう(ステップS7)。
無線端末装置202は、周辺セルのS値が所定条件を満たす場合には(ステップS8)、サービングセルおよび周辺セルの測定結果を用いて、サービングセルおよび周辺セルをたとえば受信電力品質の良い順に順位付けする(ステップS8)。
次に、無線端末装置202は、順位付けの結果、最上位のセルがサービングセルでは無かった場合には(ステップS9でYES)、当該最上位セルへのセル再選択を行なう。すなわち、無線端末装置202は、最上位の周辺セルに対応する無線基地局装置、たとえば無線基地局装置101Bを新たに通信相手として選択することを決定する。そして、無線端末装置202は、無線基地局装置101Bからの報知情報を受信し(ステップS10)、受信した報知情報の内容を保存する(ステップS11)。
次に、無線端末装置202は、コアネットワーク301におけるMME等に対して新たなセルCBへ移動したことを通知するため、端末登録処理であるアタッチ処理を実行する(ステップS12)。
[アタッチ処理の一例]
図4は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるアタッチ処理を示す図である。図4は、図3におけるステップS3またはステップS12の動作を詳細に示すシーケンス図である。
図4を参照して、無線端末装置202は、ある無線基地局装置101を新たな通信相手として選択すべきであると判断すると、RRC(Radio Resource Control)コネクション要求(RRC Connection Request)を無線基地局装置101へ送信する(ステップS21)。
次に、無線基地局装置101は、無線端末装置202からRRCコネクション要求を受信して、RRCコネクション情報(RRC Connection Setup)を無線端末装置202へ送信する(ステップS22)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101からRRCコネクション情報を受信して、RRCコネクション完了通知(RRC Connection Setup Complete)を送信する(ステップS23)。
次に、無線基地局装置101は、無線端末装置202からRRCコネクション完了通知を受信して、無線端末装置202から受信したアタッチ要求(Attach Request)をMME162へ送信する。このアタッチ要求は、たとえば、無線端末装置202からのRRCコネクション完了通知に含まれる。また、アタッチ要求は、無線端末装置202が、あるセルに新たに移動したいので、MME162に対して通信許可を要求するために送信される情報である(ステップS24)。
次に、MME162は、認証要求(Authentication Request)を無線基地局装置101へ送信する(ステップS25)。
次に、無線基地局装置101は、下り情報を無線端末装置202へ送信する。この下り情報に、たとえばMME162からの認証要求の情報が含まれる(ステップS26)。
次に、無線端末装置202は、上り情報を無線基地局装置101へ送信する。この上り情報に、たとえばMME162への認証応答の情報が含まれる(ステップS27)。
次に、無線基地局装置101は、MME162から受信した認証要求に対する認証応答をMME162へ送信する(ステップS28)。
次に、MME162は、NAS(Non-Access Stratum)層のセキュリティ処理として、セキュリティ情報(NAS Security Mode Command)を無線基地局装置101へ送信する(ステップS29)。
次に、無線基地局装置101は、下り情報を無線端末装置202へ送信する(ステップS30)。
次に、無線端末装置202は、上り情報を無線基地局装置101へ送信する(ステップS31)。
次に、無線基地局装置101は、MME162から受信したセキュリティ情報に対するセキュリティ完了通知(NAS Security Mode Complete)をMME162へ送信する(ステップS32)。
次に、MME162は、無線基地局装置101からセキュリティ完了通知を受信して、アタッチ受諾(Attach Accept)を無線基地局装置101へ送信する(ステップS33)。
次に、無線基地局装置101は、MME162からアタッチ受諾を受信して、セキュリティ情報(Security Mode Command)を無線端末装置202へ送信する(ステップS34)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101からセキュリティ情報を受信して、セキュリティ完了通知(Security Mode Complete)を無線基地局装置101へ送信する(ステップS35)。
次に、無線基地局装置101は、無線端末装置202へRRC(Radio Resource Control)コネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS36)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101へRRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を送信する(ステップS37)。
次に、無線基地局装置101は、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、アタッチ完了通知(Attach Complete)を送信する(ステップS38)。
次に、MME162は、無線基地局装置101からアタッチ完了通知を受信して、端末情報解放指示(UE Context Release Command)を無線基地局装置101へ送信する(ステップS39)。
次に、無線基地局装置101は、MME162から端末情報解放指示を受信して、RRCコネクション解放要求(RRC Connection Release)を無線端末装置202へ送信する。これにより、無線端末装置202は、アイドル状態となる(ステップS40)。
次に、無線基地局装置101は、端末情報解放完了通知(UE Context Release Complete)をMME162へ送信する(ステップS41)。
[ハンドオーバ動作の一例]
図5は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるハンドオーバ動作のシーケンスの一例を示す図である。
ここでは、図2に示すように、無線端末装置202が、セルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、セルCAおよびセルCBの重複領域へ移動した場合を想定する。
以下、無線端末装置202と通信中の無線基地局装置またはハンドオーバ元の無線基地局装置をサービング基地局とも称し、ハンドオーバ先の無線基地局装置をターゲット基地局とも称する。また、以下では、無線基地局装置101Aがサービング基地局であり、無線基地局装置101Bがターゲット基地局である場合について説明する。
再び図5を参照して、まず、無線基地局装置101Aは、自己と通信中の無線端末装置202の測定対象となる周波数と、当該周波数の無線信号を送信する他の無線基地局装置とを設定する(ステップS51)。
次に、無線基地局装置101Aは、設定した他の無線基地局装置から送信される無線信号の受信レベルを無線端末装置202に測定させるための測定開始要求(Measurement Configuration)を無線端末装置202へ送信する。この測定開始要求には、周辺セル情報、すなわち測定対象となる無線基地局装置のセルIDが含まれる。また、この測定開始要求には、各無線基地局装置の送信周波数が含まれる(ステップS52)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aから測定開始要求を受信して、電力測定処理(Measurement)を開始する、すなわち受信した測定開始要求の示す周波数において、測定開始要求の示す無線基地局装置から送信される無線信号の受信電力を測定する(ステップS53)。
次に、無線端末装置202は、この受信電力の測定結果を示す測定結果通知(Measurement Report)を無線基地局装置101Aへ送信する。たとえば、無線端末装置202は、受信電力の測定を定期的に行ない、無線基地局装置101Aとの通信状態が悪くなった場合、および無線基地局装置101A以外の他の無線基地局装置との通信状態が良くなった場合に、測定結果通知を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS54)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信した測定結果通知に基づいて、セルIDごとの測定結果を示す測定情報を取得し、図示しない記憶部に保存する(ステップS55)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信した測定結果通知に基づいて、当該無線端末装置202がハンドオーバすべきか否かを判断し、ハンドオーバすべきであると判断すると、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する(ステップS56)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求を上位装置へ送信する(ステップS57)。
次に、上位装置は、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信して、無線基地局装置101Bへ当該ハンドオーバ要求を送信する(ステップS58)。
次に、無線基地局装置101Bは、上位装置からハンドオーバ要求を受信して、上位装置へ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答を送信する(ステップS59)。
次に、上位装置は、無線基地局装置101Bからハンドオーバ応答を受信して、無線基地局装置101Aへハンドオーバ指示を送信する(ステップS60)。
次に、無線基地局装置101Aは、上位装置からハンドオーバ指示を受信して、無線端末装置202へRRC(Radio Resource Control)コネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS61)。
次に、無線基地局装置101Aは、上位装置へ自己の通信状態等を示す状態通知を送信する(ステップS62)。
次に、上位装置は、無線基地局装置101Aから状態通知を受信して、無線基地局装置101Bへ無線端末装置202との通信内容等を示す状態通知を送信する(ステップS63)。
また、無線端末装置202および無線基地局装置101B間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202は、無線基地局装置101BへRRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を送信する(ステップS64)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、上位装置へハンドオーバ完了通知を送信する(ステップS65)。
次に、上位装置は、無線基地局装置101Bからハンドオーバ完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS66)。
次に、無線基地局装置101Aは、上位装置から端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202に関する情報を解放し、上位装置へ端末情報解放完了通知を送信する(ステップS67)。
[不適切なハンドオーバ動作の例]
図6および図7は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、不適切なハンドオーバ動作(Too Early HO)が生じた状況の一例を示す図である。
図6および図7を参照して、無線基地局装置101Bの形成するセルCBは、無線基地局装置101Bの設置エリアを含むセルCB1と、セルCA内に形成された、無線基地局装置101Bの設置エリアを含まないセルCB2とで構成される。
図8は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、不適切なハンドオーバ動作(Too Early HO)およびその検出処理のシーケンスの一例を示す図である。
”Too Early HO”は、たとえば以下のような場合をいう。すなわち、無線端末装置202がハンドオーバ先の無線基地局装置に対する接続を成功した後、RLF(RLF:Radio Link Failure)が短時間で発生し、かつ、ハンドオーバ元の無線基地局装置に対して、当該無線端末装置202の接続再確立が生じた場合である。
”Too Early HO”の検出方法は、たとえば以下のようになる。すなわち、ハンドオーバ先の無線基地局装置101Bは、RLFレポートをハンドオーバ元の無線基地局装置101Aから受信した場合において、当該受信タイミングからさかのぼって所定時間内に、当該無線端末装置202の自己へのハンドオーバの完了による端末情報開放指示を無線基地局装置101Aへ送信していたときに、”Too Early HO”である旨を無線基地局装置101Aに通知する。
ここで、無線基地局装置101Bは、上記所定時間を計測するために、タイマを用いる。これにより、無線基地局装置101Bは、RLFレポートを受信した場合において、自己の”Too Late HO”によってRLFが発生したのか、無線基地局装置101Aの”Too Early HO”によってRLFが発生したのかを判別することができる。
ここでは、図6に示すように、無線端末装置202が、セルCA内に位置し、無線基地局装置101Aと通信中である状態から、セルCB2内へ移動した場合(ステップS70)を想定する。
図6〜図8を参照して、まず、無線端末装置202は、無線基地局装置から送信される無線信号の受信電力を測定し、測定した受信電力の測定結果を示す測定結果通知を無線基地局装置101A(Source eNB, Serving eNB)へ送信する(ステップS71)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信した測定結果通知に基づいて、当該無線端末装置202のハンドオーバを行なうべきか否かを判断する。無線基地局装置101Aは、当該無線端末装置202のハンドオーバを行なうべきであると判断すると、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する(ステップS72)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求を、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS73)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信して、無線基地局装置101Aへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答をX2インタフェース経由で送信する(ステップS74)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ応答を受信して、無線端末装置202へRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS75)。
次に、無線端末装置202および無線基地局装置101B間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202は、RRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS76)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202からRRCコネクション再構成完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS77)。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202のセルCBにおける滞在時間を計測するために、タイマをスタートさせる(ステップS78)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202に関する情報(UE Context)を解放する(ステップS79)。
以上により、無線端末装置202の無線基地局装置101Aから無線端末装置202Bへのハンドオーバが完了する(ステップS80)。
ここで、無線端末装置202が、測定結果通知(Measurement Report)を無線基地局装置101Bへ送信する前に、セルCBの圏外かつセルCAの圏内に移動する(ステップS81)。
そうすると、無線端末装置202は、無線基地局装置101Bと通信できなくなることから、RLFが発生してしまう(ステップS83)。
次に、無線端末装置202は、RLF発生を検出すると、無線信号の受信電力の測定等によって周辺の無線基地局装置の探索を行ない、探索した無線基地局装置101Aに再接続するために、RRCコネクション再確立要求(RRC Connection Reestablishment Request)を送信する(ステップS84)。
次に、無線基地局装置101Aは、当該無線端末装置202に関する情報(UE Context)を解放済みであり、保持していないことから、当該無線端末装置202からのRRCコネクション再確立要求を受け入れることができず(ステップS85)、RRCコネクション再確立拒絶を当該無線端末装置202へ送信する(ステップS86)。
次に、無線端末装置202は、RRCコネクション再確立拒絶を無線基地局装置101Aから受信すると、無線基地局装置101Aと通常の接続手順をスタートさせる(ステップS87)。
すなわち、まず、無線端末装置202は、RRCコネクション要求(RRC Connection Request)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS88)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202からRRCコネクション要求を受信して、RRCコネクション情報(RRC Connection Setup)を無線端末装置202へ送信する(ステップS89)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101AからRRCコネクション情報を受信して、RRCコネクション完了通知(RRC Connection Setup Complete)を送信する(ステップS90)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202からRRCコネクション完了通知を受信して、セキュリティ情報(Security Mode Command)を無線端末装置202へ送信する(ステップS91)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aからセキュリティ情報を受信して、セキュリティ完了通知(Security Mode Complete)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS92)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202へRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS93)。
次に、無線端末装置202および無線基地局装置101A間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202は、無線基地局装置101AへRRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を送信する(ステップS94)。
ここで、RRCコネクション完了通知およびRRCコネクション再構成完了通知は、たとえば”rlf-InfoAvailable”というパラメータを含む。無線端末装置202は、このパラメータを設定してRRCコネクション完了通知およびRRCコネクション再構成完了通知を送信する。これにより、無線基地局装置101Aは、当該無線端末装置202についてRLFの発生があったことを認識する。無線基地局装置101Aは、RLFの詳細な情報を取得するため、端末情報要求(UE Information Request)を無線端末装置202へ送信する(ステップS95)。
次に、無線端末装置202は、無線基地局装置101Aから端末情報要求を受信して、RLFレポートを含む端末情報応答(UE Information Response)を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS96)。RLFレポートは、RLFの発生した無線基地局装置のPCI(Physical Cell ID)、RRCコネクション再確立の発生した無線基地局装置のPCIおよびECGI(E- UTRAN Cell Global Identifier)ならびに自己の無線端末装置202のC−RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier)を含む。ここでは、RLF発生のPCIは無線基地局装置101BのIDであり、RRCコネクション再確立発生のPCIおよびECGIは無線基地局装置101AのIDであり、C−RNTIは無線基地局装置101Bが付与したIDである。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202から受信したRLFレポートのPCIを参照することにより、無線基地局装置101BにおいてRLFが発生しことを認識し、セルCAへの”Too Late HO”が発生したと判断する(ステップS97)。
次に、無線基地局装置101Aは、”Too Late HO”であることを通知するために、当該RLFレポートの内容を含むRLF通知(RLF INDICATION)をX2インタフェース経由で無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS98)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101AからRLF通知を受信すると、スタートさせておいたタイマを確認し、タイマが動作している場合、すなわちタイマをスタートさせてから所定時間経過していない場合には、セルCAへの”Too Late HO”ではなく、セルCBへの”Too Early HO”であると判断する。なお、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101AからRLF通知を受信したときにタイマが動作していない場合、すなわちタイマをスタートさせてから上記所定時間経過している場合には、セルCAへの”Too Late HO”であると判断する。
無線基地局装置101Bは、セルCBへの”Too Early HO”であると判断すると(ステップS99)、ハンドオーバレポートを無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS100)。このハンドオーバレポートは、たとえば”Handover Report Type”というパラメータを含む。無線基地局装置101Bは、このパラメータを所定値に設定することにより、”Too Early HO”を無線基地局装置101Aに通知する。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bから当該ハンドオーバレポートを受信して、セルCBへの”Too Early HO”が発生したことを認識し(ステップS101)、”Too Early HO”の発生が抑制されるように、ハンドオーバ動作の最適化処理を実行する(ステップS102)。
[接続数が上限に達した無線基地局装置において発生する問題点]
図9は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、接続確立状態の無線端末装置がフェムトセルへ進入する際の移動経路の一例を示す図である。
図9を参照して、無線基地局装置101Aは、たとえばマクロ基地局であり、マクロセルMCAを形成する。また、無線基地局装置101Bは、たとえばクローズドアクセスモードのフェムト基地局であり、フェムトセルFCBを形成する。フェムトセルFCBは、マクロセルMCAに含まれる。
また、たとえば、無線端末装置202Aは、図9に示すようにフェムトセルFCB外かつマクロセルMCA内に位置し、無線基地局装置101BのCSGメンバーではない。また、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Aと接続確立状態にあり、かつ無線基地局装置101Aと十分離れた位置にある場合を想定する。
無線端末装置202Aは、たとえば無線基地局装置101Aとの接続確立状態において、フェムトセルFCB内へ進入する(ステップS302)。ところが、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101BのCSGメンバーでないので無線基地局装置101Bと接続できない。このため、無線端末装置202Aは、フェムトセルFCB内に位置する場合においても、無線基地局装置101Aとの接続確立状態にある。
また、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Aと十分離れた位置にあるので、送信する無線信号の電力は大きい。一方、フェムトセルの半径は10メートル前後であるので、無線基地局装置101Bは、自己の近傍に位置する無線端末装置202Aから大電力の無線信号を受信することになる。
このため、クローズドアクセスモードである無線基地局装置101Bにおいて、CSGメンバーでない無線端末装置202Aにより送信される無線信号に起因する干渉が発生してしまう。
ハイブリッドモードのフェムト基地局は、この干渉問題を解決するために、関連するCSGメンバーおよびCSGノンメンバーにサービスを提供する。また、無線基地局装置101と接続している無線端末装置202の数である接続数の上限は、無線基地局装置101の種別により異なり、たとえば、フェムト基地局の接続数の上限は、数台程度である。
ハイブリッドモードのフェムト基地局は、接続数が上限に達するまでは、オープンアクセスモードで動作するので通常の基地局と同じ動作をする。図9を参照して、たとえば、無線基地局装置101Bがハイブリッドモードのフェムト基地局であり、かつ当該フェムト基地局の接続数が上限に達していない場合を想定すると、無線基地局装置101Aと接続確立状態の無線端末装置202AがフェムトセルFCB内へ進入する場合(ステップS302)、以下の動作が行われる。
すなわち、無線端末装置202Aは、たとえば領域AB1においてハンドオーバ動作が実行され、無線端末装置202Aの通信接続先は、無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Bへ変更される。
これにより、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bと接続確立状態となるため、上記干渉の発生を防ぐことができる。
しかしながら、たとえば無線基地局装置101Bの接続数が上限に達している場合には、以下の問題が発生してしまう。
図10は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、接続確立状態の無線端末装置がフェムトセルへ進入する際の移動経路の他の例を示す図である。
図10を参照して、無線基地局装置101Aは、たとえばマクロ基地局であり、マクロセルMCAを形成する。また、無線基地局装置101Bは、たとえばハイブリッドモードのフェムト基地局であり、フェムトセルFCBを形成し、接続数の上限は2台である。フェムトセルFCBは、マクロセルMCAに含まれる。
また、無線端末装置202B,202Cは、たとえば無線基地局装置101Bに関連するCSGメンバーまたはCSGノンメンバーのどちらかであり、図10に示すようにフェムトセルFCB内に位置し、無線基地局装置101Bと接続確立状態にある。すなわち、無線基地局装置101Bの接続数は、上限に達している状態にある。
また、無線端末装置202Aは、たとえば無線基地局装置101Bに関連するCSGメンバーまたはCSGノンメンバーのどちらかであり、無線基地局装置101Aと接続確立状態にあり、図10に示すようにフェムトセルFCB外かつマクロセルMCA内に位置する。
無線端末装置202Aは、たとえば無線基地局装置101Aを経由して119番等の緊急性の高い通話、または大きな通信速度が必要なテレビ電話等を行っている場合において、フェムトセルFCB内へ進入する(ステップS304)。
この際、無線端末装置202Aは、たとえば他の無線基地局装置101により送信される無線信号の受信電力を測定し、この受信電力の測定結果を示す測定結果通知を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS306)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Aから受信した測定結果通知に基づいて、無線端末装置202Aがハンドオーバすべきか否かを判断し、ハンドオーバすべきであると判断すると、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS308)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信すると、自己における接続数が上限に達しているので、当該ハンドオーバ要求を拒否すると判断する。
次に、無線基地局装置101Bは、ハンドオーバ拒否を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS310)。
すなわち、無線端末装置202Aは、フェムトセルFCB内へ移動しても、通信接続先を自己の近傍に位置する無線基地局装置101Bへ変更できない。このため、無線端末装置202Aは、119番等の緊急性の高い通話または大きな通信速度が必要なテレビ電話等を行っている場合においても、良好な通信品質および大きな通信速度が期待できる、無線基地局装置101Bを介した通信を行うことができないという問題が発生する。
なお、上記の例では、無線端末装置202が接続確立状態のままフェムトセルFCB内へ進入する場合について想定したが、無線端末装置202がアイドル状態のままフェムトセルFCB内へ進入する場合についても同様に議論できる。
すなわち、無線端末装置202Aは、たとえば緊急時用の無線端末装置202であり、これから119番等の緊急性の高い通話を開始しようとする状況において、フェムトセルFCB内へ進入する。ところが、無線基地局装置101Bの接続数が上限に達しているので、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bを経由して通話を開始することができない。
すなわち、無線端末装置202Aは、アイドル状態においてフェムトセルFCB内へ移動しても、自己の近傍に位置する無線基地局装置101Bを経由して通話を開始することができない。
このため、無線端末装置202Aは、通信条件の悪い、たとえば無線基地局装置101Aを経由して、119番等の緊急性の高い通話を開始しなければならないという問題が発生する。
そこで、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置101では、以下の構成および動作により、上記問題を解決する。
[無線基地局装置の構成]
図11は、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示す図である。
図11を参照して、無線基地局装置101は、アンテナ91と、サーキュレータ92と、無線受信部93と、無線送信部94と、信号処理部95と、制御部98とを備える。信号処理部95は、受信信号処理部96と、送信信号処理部97とを含む。信号処理部95および制御部98は、CPU(Central Processing Unit)またはDSP(Digital Signal Processor)等によって実現される。
サーキュレータ92は、アンテナ91において受信された無線端末装置202からの無線信号を無線受信部93へ出力し、また、無線送信部94から受けた無線信号をアンテナ91へ出力する。
無線受信部93は、サーキュレータ92から受けた無線信号をベースバンド信号またはIF(Intermediate Frequency)信号に周波数変換し、この周波数変換した信号をデジタル信号に変換して受信信号処理部96へ出力する。
受信信号処理部96は、無線受信部93から受けたデジタル信号に対してCDMA(Code Division Multiple Access)方式における逆拡散等の信号処理を行ない、この信号処理後のデジタル信号の一部または全部を所定のフレームフォーマットに変換してコアネットワーク301側へ送信する。
送信信号処理部97は、コアネットワーク301側から受信した通信データを所定のフレームフォーマットに変換した通信データまたは自ら生成した通信データに対してOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式におけるIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)等の信号処理を行ない、この信号処理後のデジタル信号を無線送信部94へ出力する。
無線送信部94は、送信信号処理部97から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号に周波数変換してサーキュレータ92へ出力する。
制御部98は、無線基地局装置101における各ユニットおよびコアネットワーク301との間で各種情報をやり取りする。
図12は、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置における制御部の構成を示す図である。
図12を参照して、制御部98は、接続数確認部11と、移動動作検出部(評価値取得部)12と、接続情報処理部(評価値取得部および接続評価情報作成部)13と、スコア付与部(評価値取得部)14と、評価値算出部(評価値取得部)15と、接続端末選択部16と、メッセージ送信部(接続評価情報送信部)17と、ハンドオーバ制御部18とを含む。
接続数確認部11は、自己の無線基地局装置101に接続している無線端末装置202の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断する。具体的には、接続数確認部11は、たとえば自己の無線基地局装置101の接続数が、当該無線基地局装置101の接続数の上限と同じ値となっている場合に、上記所定条件を満たすと判断する。
移動動作検出部12は、上記所定条件を満たす場合に、自己の無線基地局装置101と接続していない新たな無線端末装置202の自己の無線基地局装置101へのハンドオーバ動作処理の発生、または新たな無線端末装置202が自己の無線基地局装置101に在圏するための処理の発生を検出する。以下、上記新たな無線端末装置202を接続要求端末と称する。
具体的には、移動動作検出部12は、自己の無線基地局装置101がコアネットワーク301またはX2インタフェースを介して他の無線基地局装置101から受信するハンドオーバ要求を監視する。
そして、移動動作検出部12は、上記所定条件を満たす場合においてハンドオーバ要求を受信すると、接続要求端末の自己の無線基地局装置101へのハンドオーバ動作処理が発生したことを検出する。
また、移動動作検出部12は、たとえば上記接続要求端末による当該無線基地局装置101への接続を評価する際に使用可能な接続評価情報が、当該ハンドオーバ要求に含まれる場合、当該接続評価情報をスコア付与部14へ出力する。
接続評価情報は、たとえば、ハンドオーバ動作の対象となる無線端末装置202の識別子であるID、当該無線端末装置202の通信先の優先度を示す緊急度、当該無線端末装置202が送受信するデータの優先度を示すQCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier)および当該無線端末装置202が所定時間当たりに送受信するデータの量を示す通信量等が含まれる。緊急度およびQCIの詳細については後述する。
緊急度は、たとえば当該ハンドオーバ要求に含まれるハンドオーバ要求理由通知により示される。ハンドオーバ要求理由通知は、具体的には、ハンドオーバ要求に含まれるIE(Information Elements)の一種であるCauseに含まれる緊急通話ハンドオーバ(Emergency Call Handover)である。
また、QCIは、たとえば当該ハンドオーバ要求に含まれるQoS通知により示される。QoS通知は、具体的には、ハンドオーバ要求に含まれるIEの一種であるQoSパラメータ(E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) Level QoS Parameters)である。
また、移動動作検出部12は、接続要求端末がコアネットワーク301におけるMME162へ送信するアタッチ要求を監視する。当該アタッチ要求は、たとえば接続要求端末が通信相手となる無線基地局装置101を変更したいので、MME162に対して通信許可を要求するために送信される情報であり、アクセスクラスの情報を有するNASメッセージを含む。アクセスクラスについては後述する。
そして、移動動作検出部12は、上記所定条件を満たす場合においてアタッチ要求を受信すると、接続要求端末が自己の無線基地局装置101に在圏するための処理が発生したことを検出する。
接続情報処理部13は、自己の無線基地局装置101および自己の無線基地局装置101に接続している無線端末装置202間で送受信される情報に基づいて、当該無線端末装置202についての接続情報を取得する。以下、当該無線基地局装置101に接続している無線端末装置202を接続済端末と称する。
具体的には、接続情報処理部13は、たとえば自己の無線基地局装置101および自己の無線基地局装置101と接続確立状態にある無線端末装置202間で送受信される情報から、以下の情報を取得する。
すなわち、接続情報処理部13は、当該無線端末装置202のID、当該無線端末装置202の通信先の緊急度、当該無線端末装置202が送受信するデータのQCI、および当該無線端末装置202における通信量を接続情報として取得する。
また、接続情報処理部13は、接続要求端末が自己の無線基地局装置101に在圏するための処理を行う際には、当該接続要求端末のアクセスクラスを接続情報として取得する。
そして、接続情報処理部13は、無線端末装置202毎に取得した接続情報をスコア付与部14へ出力する。
また、接続情報処理部13は、接続情報に基づいて接続評価情報を作成する。そして、接続情報処理部13は、たとえば自己の無線基地局装置101と接続確立状態にある無線端末装置202を他の無線基地局装置101へハンドオーバさせる場合には、当該無線端末装置202についての接続評価情報をメッセージ送信部17へ出力する。
スコア付与部14は、接続情報処理部13から受けた接続情報、および移動動作検出部12から受けた接続評価情報に基づいて、接続要求端末および接続済端末に、当該接続情報および当該接続評価情報に応じたスコアを付与する。そして、スコア付与部14は、接続要求端末および接続済端末に関するスコアを評価値算出部15へ出力する。
より詳細には、スコア付与部14は、たとえば接続要求端末および接続済端末の合計台数であるn台分の接続情報または接続評価情報を受けると、i(i=1、2、・・・、n)番目の無線端末装置202の接続情報または接続評価情報に基づいて、当該i番目の無線端末装置202に対してスコアを付与する。
スコア付与部14は、1番目からn番目までの無線端末装置202に対して上記処理を行い、付与したスコアを評価値算出部15へ出力する。
また、スコア付与部14は、1番目からn番目までの無線端末装置202における通信量を示すL[i](i=1、2、・・・、n)を接続端末選択部16へ出力する。
図13は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、CSGクラスの一例を示す図である。
図14は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、接続確立状態の無線端末装置に関連するスコアに基づく評価値の算出の一例を示す図である。
図15は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、アイドル状態の無線端末装置に関連するスコアに基づく評価値の算出の一例を示す図である。
図13を参照して、CSGクラスは、無線端末装置202に付与された優先度を示し、たとえばA、B、CおよびDの4種類ある。
そして、図14の(A)および図15の(A)に示すように、各CSGクラスには、スコアが対応付けられる。具体的には、A、B、CおよびDのCSGクラスには、たとえばそれぞれ5、3、2および1のスコアが対応付けられる。
たとえば、クローズドアクセスモードおよびハイブリッドモードのフェムト基地局では、当該フェムト基地局のCSGメンバーである無線端末装置202のIDが、CSGクラスに対応付けて登録される。
また、オープンアクセスモードのフェムト基地局でも、無線端末装置202のIDが、CSGクラスに対応付けて登録されてもよい。
スコア付与部14は、たとえば接続情報または接続評価情報に含まれる無線端末装置202のIDに基づいて、当該無線端末装置202に対応付けられるCSGクラスを判断する。
そして、スコア付与部14は、たとえばi番目の無線端末装置202のCSGクラスを判断すると、判断したCSGクラスに応じたスコアをx[i]として評価値算出部15へ出力する。
また、図14の(B)に示すように、緊急度には、スコアが対応付けられる。たとえば、110番および119番等の優先度が高い緊急通話の緊急度には、10のスコアが対応付けられ、また、緊急通話以外の優先度が低い通常の音声通話またはメール等のデータ通信等の緊急度には、1のスコアが対応付けられる。
スコア付与部14は、たとえば接続情報または接続評価情報に含まれる緊急度に基づいて、以下の処理を行う。すなわち、スコア付与部14は、たとえばi番目の無線端末装置202に関する緊急度を受けると、受けた緊急度に応じたスコアをy[i]として評価値算出部15へ出力する。
また、図14の(C)に示すように、各QCIには、スコアが対応付けられる。QCIは、具体的には、無線端末装置202が送受信するデータの種類に応じて1から9までの数値が割り当てられる。
たとえば、当該データの種類が通話の音声の場合には「1」が割り当てられる。また、たとえば、当該データの種類がテレビ電話における映像の場合には「2」、当該データの種類がオンラインゲームの場合には「3」、当該データの種類がテレビ電話以外の映像の場合には「4」が割り当てられる。
QCIの値が1、2、3および4の場合には、それぞれ5、4、3および2のスコアが対応付けられる。また、QCIの値が1、2、3および4以外の場合には、1のスコアが対応付けられる。
スコア付与部14は、たとえば接続情報または接続評価情報に含まれるQCIに基づいて、以下の処理を行う。すなわち、スコア付与部14は、たとえばi番目の無線端末装置202に関するQCIを受けると、受けたQCIに応じたスコアをz[i]として評価値算出部15へ出力する。
また、図15の(B)に示すように、各アクセスクラスには、スコアが対応付けられる。アクセスクラスは、たとえば無線端末装置202に付与された優先度を示し、当該無線端末装置202の種別に応じて0から15までの数値が割り当てられる。
具体的には、たとえば船舶等に設置された緊急時用の無線端末装置202には、アクセスクラスとして「10」が割り当てられ、また、当該無線端末装置202以外の無線端末装置202には、「10」以外の数値が割り当てられる。
アクセスクラスが10の緊急電話には、たとえば50のスコアが対応付けられ、また、アクセスクラスが10以外の電話には、5のスコアが対応付けられる。
スコア付与部14は、たとえば接続情報に含まれるアクセスクラスに基づいて、以下の処理を行う。すなわち、スコア付与部14は、たとえばi番目の無線端末装置202に関するアクセスクラスを受けると、受けたアクセスクラスに応じたスコアをy[i]として、評価値算出部15へ出力する。
この際、スコア付与部14は、アクセスクラスに応じたスコアであるy[i]を出力する旨を評価値算出部15へ通知してもよい。
図14を参照して、評価値算出部15は、接続要求端末および接続済端末に関するスコアをスコア付与部14から受けると、受けたスコアに基づいて、評価値を算出する。
より詳細には、評価値算出部15は、たとえば自己の無線基地局装置101と接続確立状態にあるi番目の無線端末装置202に関する以下のスコアを、スコア付与部14から受ける。
すなわち、評価値算出部15は、CSGクラスのスコアである図14の(A)に示すx[i]、緊急度のスコアである図14の(B)に示すy[i]、およびQCIのスコアである図14の(C)に示すz[i]をスコア付与部14から受ける。
そして、評価値算出部15は、x[i]、y[i]およびz[i]を、たとえば図14の(D)に示すユーザエクスペリエンス効用関数であるU[i]=y[i]×{x[i]+z[i]}へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を算出する。以下、ユーザエクスペリエンス効用関数を効用関数とも称する。
また、評価値算出部15は、後述するように、自己の無線基地局装置101と接続確立状態にある無線端末装置202を強制的に他の無線基地局装置101へハンドオーバさせる際に、たとえば当該無線端末装置202の通信接続が切断される確率であるRLF確率を推定することにより、以下の処理を行う。
すなわち、図14を参照して、評価値算出部15は、たとえば自己の無線基地局装置101と接続確立状態にあるi番目の無線端末装置202のCSGクラスのスコアである図14の(A)に示すx[i]、緊急度のスコアである図14の(B)に示すy[i]およびQCIのスコアである図14の(C)に示すz[i]をスコア付与部14から受ける。
そして、評価値算出部15は、たとえば図14の(E)に示すi番目の無線端末装置202のRLF確率がr[i]であることを推定する。
評価値算出部15は、x[i]、y[i]、z[i]およびr[i]を、たとえば図14の(F)に示すユーザエクスペリエンス効用関数であるU[i]=y[i]×{x[i]+z[i]}×{1−r[i]}へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を算出する。
また、図15を参照して、評価値算出部15は、たとえばアクセスクラスに応じたスコアであるy[i]を出力する旨をスコア付与部14から受けると、以下の処理を行う。すなわち、評価値算出部15は、自己の無線基地局装置101を通信相手として選択し、かつアイドル状態にあるi番目の無線端末装置202に関する以下のスコアを、スコア付与部14から受ける。
すなわち、評価値算出部15は、CSGクラスのスコアである図15の(A)に示すx[i]およびアクセスクラスのスコアである図15の(B)に示すy[i]をスコア付与部14から受ける。
そして、評価値算出部15は、x[i]およびy[i]を、たとえば図15の(C)に示すユーザエクスペリエンス効用関数であるU[i]=x[i]×y[i]へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を算出する。
そして、評価値算出部15は、算出した評価値であるU[i]を接続端末選択部16へ出力する。
接続端末選択部16は、評価値算出部15から受けた評価値に基づいて、接続済端末、および接続要求端末の中から、自己の無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置202を選択する。
より詳細には、接続端末選択部16は、たとえば接続済端末、および接続要求端末の評価値を評価値算出部15から受ける。接続済端末の台数、および接続要求端末の台数の和がnであるとすると、当該評価値は、たとえばU[j](j=1、2、・・・n)で示される。
そして、接続端末選択部16は、たとえばU[j](j=1、2、・・・n)から、自己の無線基地局装置101の接続数の上限と等しい個数分のU[k]を選択し、選択したU[k]の和を示すUを算出する。この際、接続端末選択部16は、当該Uが最大となるように、U[j](j=1、2、・・・n)から当該上限と等しい個数分のU[k]を選択する。
そして、接続端末選択部16は、自己の無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置202として、選択したU[k]に対応する無線端末装置202を選択する。
また、接続端末選択部16は、自己の無線基地局装置101において処理が可能な通信データの量の上限を超える場合には、たとえば評価値および無線端末装置202が通信するデータの量に基づいて、自己の無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置202を選択する。
具体的には、接続端末選択部16は、たとえば評価値算出部15から受けた接続済端末および接続要求端末の評価値と、スコア付与部14から受けた通信量とに基づいて、以下の処理を行う。
すなわち、接続済端末の台数、および接続要求端末の台数の和がnであるとすると、当該評価値は、たとえばU[j](j=1、2、・・・n)で示される。また、通信量は、たとえばL[j](j=1、2、・・・n)で示される。なお、上記U[j]および上記L[j]は、それぞれj番目の無線端末装置202の評価値および通信量を示す。
そして、接続端末選択部16は、たとえばU[j](j=1、2、・・・n)から、自己の無線基地局装置101の接続数の上限と等しい個数分のU[k]を選択し、選択したU[k]の和を示すUおよび選択したU[k]に対応するL[k]の和を示すLを算出する。この際、接続端末選択部16は、当該Uが最大となり、かつ当該Lが自己の無線基地局装置101において処理が可能な通信データの量の上限を超えないように、U[j](j=1、2、・・・n)から当該上限と等しい個数分のU[k]を選択する。
そして、接続端末選択部16は、自己の無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置202として、選択したU[k]に対応する無線端末装置202を選択する。
図16は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、接続確立状態の複数の無線端末装置がフェムトセル内へ移動する際の移動経路の一例を示す図である。
図17は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、無線端末装置のスコアおよび評価値の一例を示す図である。
図16を参照して、無線基地局装置101Aは、たとえばマクロ基地局であり、マクロセルMCAを形成する。また、無線基地局装置101Bは、たとえば自己の接続数の上限が2台であるハイブリッドモードのフェムト基地局であり、フェムトセルFCBを形成する。また、フェムトセルFCBは、マクロセルMCAに含まれる。
たとえば、図16に示すように、無線端末装置202A,202Bは、フェムトセルFCB内に位置しており、無線基地局装置101Bと接続確立状態にある場合を想定する。
また、たとえば、図16に示すように、無線端末装置202C,202Dは、フェムトセルFCB外、かつマクロセルMCA内に位置しており、無線基地局装置101Aと接続確立状態にある場合を想定する。
無線端末装置202Cは、たとえば無線基地局装置101Aとの接続確立状態において、フェムトセルFCB内へ進入する(ステップS322)。また、無線端末装置202Dは、たとえば無線基地局装置101Aとの接続確立状態において、無線端末装置202CがフェムトセルFCB内へ進入するタイミングとほぼ同じタイミングでフェムトセルFCB内へ進入する(ステップS324)。
この場合、無線端末装置202A,202Bは、無線基地局装置101Bにおける接続済端末となり、また、無線端末装置202C,202Dは、無線基地局装置101Bにおける接続要求端末となる。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202A,202B,202C,202Dの中から、自己に接続すべき無線端末装置202を選択する。
図17を参照して、無線端末装置202Aのユーザであるユーザ1は、たとえばフェムト基地局である無線基地局装置101Bの所有者であり、無線基地局装置101Bを経由して他のユーザとメールの送信またはメールの受信を行っている。
また、無線端末装置202Bのユーザであるユーザ2は、たとえば無線基地局装置101Bが配置された家の近隣の住民であり、無線基地局装置101Bを経由して他のユーザと通話中である。
また、無線端末装置202Cのユーザであるユーザ3は、たとえば無線基地局装置101Bが配置された家の近隣の住民であり、無線基地局装置101Aを経由して他のユーザとビデオチャットをしながら、無線基地局装置101Bが形成するフェムトセルFCBへ進入した状況にある。
また、無線端末装置202Dのユーザであるユーザ4は、たとえば無線基地局装置101BのCSGメンバーではないが、無線基地局装置101Aを経由して119番の緊急通話をしながら、無線基地局装置101Bが形成するフェムトセルFCBへ進入した状況にある。
無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aの評価値であるU[1]を以下のように算出する。すなわち、無線基地局装置101Bは、ユーザ1が無線基地局装置101Bの所有者であるので、図13に示すように無線端末装置202AのCSGクラスをAと判断し、図14の(A)および図17に示すようにCSGクラスのスコアであるx[1]を5とする。
そして、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aにおいて緊急通話が行われていないので、図14の(B)および図17に示すように緊急度のスコアであるy[1]を1とする。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aにおいて、ユーザ1が他のユーザとメールをしていることからQCIは1〜4以外となるので、図14の(C)および図17に示すようにQCIのスコアであるz[1]を1とする。
無線基地局装置101Bは、上記スコアに基づいて、図14の(D)に示すようにU[1]=1×(5+1)=6を計算することにより、図17に示す評価値を6と算出する。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Bの評価値であるU[2]を以下のように算出する。すなわち、無線基地局装置101Bは、ユーザ2が近隣の住民であるので、図13に示すように無線端末装置202BのCSGクラスをCと判断し、図14の(A)および図17に示すようにCSGクラスのスコアであるx[2]を2とする。
そして、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Bにおいて緊急通話が行われていないので、図14の(B)および図17に示すように緊急度のスコアであるy[2]を1とする。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Bにおいて、ユーザ2が他のユーザと通話中であることからQCIは1となるので、図14の(C)および図17に示すようにQCIのスコアであるz[2]を5とする。
無線基地局装置101Bは、上記スコアに基づいて、図14の(D)に示すようにU[2]=1×(2+5)=7を計算することにより、図17に示す評価値を7と算出する。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Cの評価値であるU[3]を以下のように算出する。すなわち、無線基地局装置101Bは、ユーザ3が近隣の住民であるので、図13に示すように無線端末装置202CのCSGクラスをCと判断し、図14の(A)および図17に示すようにCSGクラスのスコアであるx[3]を2とする。
そして、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Cにおいて緊急通話が行われていないので、図14の(B)および図17に示すように緊急度のスコアであるy[3]を1とする。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Cにおいて、ユーザ3が他のユーザとビデオチャット中であることからQCIは2となるので、図14の(C)および図17に示すようにQCIのスコアであるz[3]を4とする。
無線基地局装置101Bは、上記スコアに基づいて、図14の(D)に示すようにU[3]=1×(2+4)=6を計算することにより、図17に示す評価値を6と算出する。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Dの評価値であるU[4]を以下のように算出する。すなわち、無線基地局装置101Bは、ユーザ4が無線基地局装置101BのCSGメンバーではないので、図13に示すように無線端末装置202DのCSGクラスをDと判断し、図14の(A)および図17に示すようにCSGクラスのスコアであるx[4]を1とする。
そして、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Dにおいて緊急通話が行われているので、図14の(B)および図17に示すように緊急度のスコアであるy[4]を10とする。
また、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Dにおいて、ユーザ4がたとえば近隣の消防署における消防士と会話中であることからQCIは1となるので、図14の(C)および図17に示すようにQCIのスコアであるz[4]を5とする。
無線基地局装置101Bは、上記スコアに基づいて、図14の(D)に示すようにU[4]=10×(1+5)=60を計算することにより、図17に示す評価値を60と算出する。
無線基地局装置101Bは、自己の接続数の上限が2台であることから、上記U[j](j=1、2、3、4)からU[j]を2個選択する。この際、無線基地局装置101Bは、当該2個のU[j]の和を示すUが最大となるように選択する。
具体的には、無線基地局装置101Bは、図17に示すように、Uが最大の67となるU[2]およびU[4]を選択する。すなわち、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Bおよび無線端末装置202Dを選択する。
ハンドオーバ制御部18は、接続済端末および接続要求端末のうち、接続端末選択部16によって選択されなかった無線端末装置202を、自己の無線基地局装置101から他の無線基地局装置101へハンドオーバさせる制御を行う。
また、ハンドオーバ制御部18は、当該無線端末装置202のハンドオーバの要因すなわち接続先変更の要因として、自己の無線基地局装置101によって選択されなかった旨を、当該ハンドオーバ先の無線基地局装置101へX2インタフェース経由で通知する。
具体的には、ハンドオーバ制御部18は、たとえば自己の無線基地局装置101から当該ハンドオーバ先の無線基地局装置101へ送信するハンドオーバ要求に含まれるIEの一種であるCauseにおいて、優先順位最適化ハンドオーバ(Priority Optimization Handover)を含める。
ここで、優先順位最適化ハンドオーバは、無線基地局装置101において評価値に基づいて行われる無線端末装置202の選択処理において、選択されなかったことに起因する無線端末装置202のハンドオーバであることを意味する。
また、ハンドオーバ制御部18は、選択されなかった無線端末装置202のハンドオーバの要因すなわち接続先変更の要因として、自己の無線基地局装置101によって選択されなかった旨を、当該無線端末装置202へ送信信号処理部97経由で通知する。
具体的には、ハンドオーバ制御部18は、たとえば選択されなかった無線端末装置202がハンドオーバ動作により通信接続先を自己の無線基地局装置101から他の無線基地局装置101へ変更する際において、当該ハンドオーバ動作が失敗すると、以下の処理を行う。
すなわち、ハンドオーバ制御部18は、当該無線端末装置202により送信されるRRCコネクション再確立要求の応答であるRRCコネクション再確立拒絶において、端末優先度制御により接続不可能である旨を含めて、当該無線端末装置202へ送信する。
メッセージ送信部17は、接続情報処理部13から接続評価情報を受けると、自己の無線基地局装置101から他の無線基地局装置101へ無線端末装置202のハンドオーバ動作が行われる場合に、当該他の無線基地局装置101へ当該無線端末装置202の接続評価情報を送信する。
具体的には、メッセージ送信部17は、接続情報処理部13から接続評価情報を受けると、たとえば当該接続評価情報を含めたハンドオーバ要求を、X2インタフェースを経由して上記他の無線基地局装置101へ送信する。
[接続数が所定条件を満たす無線基地局装置へのハンドオーバ動作を行う場合]
図18は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、評価値の大きい無線端末装置が、接続数の所定条件を満たす無線基地局装置へのハンドオーバ動作を行う際の動作の一例を示すシーケンス図である。
図18を参照して、たとえば、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bと接続確立状態にあり、また、無線端末装置202Bは、無線基地局装置101Aと接続確立状態にある状況を想定する。
まず、無線基地局装置101Bは、たとえば自己に接続する無線端末装置202の接続数が自己の接続数の上限と等しいので、自己の接続数が所定条件を満たすと判断する(ステップS400)。
また、無線基地局装置101Aは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202B間で送受信される情報に基づいて、無線端末装置202Bについての接続情報を取得する(ステップS402)。
また、無線基地局装置101Bは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202A間で送受信される情報に基づいて、無線端末装置202Aについての接続情報を取得する(ステップS404)。
次に、無線端末装置202Bは、無線基地局装置101から送信される無線信号の受信電力を測定し、測定した受信電力の測定結果を示す測定結果通知を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS406)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bから受信した測定結果通知に基づいて、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきか否かを判断する。無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきであると判断すると、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する(ステップS408)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bについての接続情報に基づいて、接続評価情報を作成し、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求に当該接続評価情報を含めて、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で当該ハンドオーバ要求を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS410)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信すると、自己の接続数が所定条件を満たしているので、当該ハンドオーバ要求に含まれる接続評価情報、および接続情報に基づいて効用関数を計算する(ステップS412)。効用関数の計算動作の詳細については、後述する。
次に、無線基地局装置101Bは、計算した効用関数に基づいて、自己と接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS414)。接続すべき無線端末装置202の選択動作についての詳細については、後述する。
この際、無線基地局装置101Bは、たとえば自己と接続すべき無線端末装置202として、無線端末装置202Bを選択し、また、無線端末装置202Aを選択しないと決定する。
そして、無線基地局装置101Bは、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Cを無線端末装置202Aのハンドオーバ先として決定する。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cを示すハンドオーバ要求を、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS416)。
次に、無線基地局装置101Cは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ要求を受信して、無線基地局装置101Bへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答をX2インタフェース経由で送信する(ステップS418)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cからハンドオーバ応答を受信して、無線端末装置202AへRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS420)。
次に、無線端末装置202Aおよび無線基地局装置101C間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202Aは、RRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS422)。
次に、無線基地局装置101Cは、無線端末装置202AからRRCコネクション再構成完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS424)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202Aに関する情報(UE Context)を解放する(ステップS426)。
以上により、無線端末装置202Aの無線基地局装置101Bから無線基地局装置101Cへのハンドオーバが完了する(ステップS428)。
次に、無線基地局装置101Bは、ステップS410において無線基地局装置101Aから受信したハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答を、X2インタフェース経由で無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS430)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ応答を受信して、無線端末装置202BへRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS432)。
次に、無線端末装置202Bおよび無線基地局装置101B間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202Bは、RRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS434)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202BからRRCコネクション再構成完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS436)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202Bに関する情報(UE Context)を解放する(ステップS438)。
以上により、無線端末装置202Bの無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Bへのハンドオーバが完了する(ステップS440)。
なお、無線基地局装置101Bは、上記ステップS400において、たとえば自己に接続する無線端末装置202の接続数が自己の接続数の上限と等しい場合において、自己の接続数が所定条件を満たすと判断したが、自己の接続数が当該上限と等しくない場合において、所定条件を満たすと判断してもよい。
たとえば、無線基地局装置101Bは、自己に接続する無線端末装置202の接続数が、自己の接続数の上限より所定個数少ない場合において、自己の接続数が所定条件を満たすと判断する。
これにより、無線基地局装置101Bは、所定条件を満たす場合においても自己における接続数に余裕があるので、たとえば緊急度に応じて、ハンドオーバ動作の順番を入れ替えることができる。
具体的には、無線基地局装置101Bは、たとえば無線端末装置202Bが緊急度の高い通信を行っている場合において、ハンドオーバ要求により示される無線端末装置202Bを先に自己に接続した後、自己に接続していた無線端末装置202Aを無線基地局装置101Cへハンドオーバさせる。
これにより、無線端末装置202Bは、より早いタイミングにおいて、緊急度の高い通信を、通信条件の良い無線基地局装置101Bを経由して行うことができる。
図19は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、評価値の小さい無線端末装置が、接続数の所定条件を満たす無線基地局装置に対してハンドオーバ動作を行う際の動作の一例を示すシーケンス図である。
図19を参照して、たとえば、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bと接続確立状態にあり、また、無線端末装置202Bは、無線基地局装置101Aと接続確立状態にある状況を想定する。
まず、無線基地局装置101Bは、たとえば自己に接続する無線端末装置202の接続数が自己の接続数の上限と等しいので、自己の接続数が所定条件を満たすと判断する(ステップS470)。
また、無線基地局装置101Aは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202B間で送受信される情報に基づいて、無線端末装置202Bについての接続情報を取得する(ステップS472)。
また、無線基地局装置101Bは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202A間で送受信される情報に基づいて、無線端末装置202Aについての接続情報を取得する(ステップS474)。
次に、無線端末装置202Bは、無線基地局装置101から送信される無線信号の受信電力を測定し、測定した受信電力の測定結果を示す測定結果通知を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS476)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bから受信した測定結果通知に基づいて、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきか否かを判断する。無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきであると判断すると、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定する(ステップS478)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bについての接続情報に基づいて、接続評価情報を作成し、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求に当該接続評価情報を含めて、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で当該ハンドオーバ要求を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS480)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信すると、自己の接続数が所定条件を満たしているので、当該ハンドオーバ要求に含まれる接続評価情報、および接続情報に基づいて効用関数を計算する(ステップS482)。効用関数の計算動作の詳細については、後述する。
次に、無線基地局装置101Bは、計算した効用関数に基づいて、自己と接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS484)。接続すべき無線端末装置202の選択動作についての詳細については、後述する。
この際、無線基地局装置101Bは、たとえば自己と接続すべき無線端末装置202として、無線端末装置202Aを選択し、また、無線端末装置202Bを選択しないと決定する。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Bの自己へのハンドオーバの拒否を示すハンドオーバ拒否(HO Preparation Failure)を基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS486)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ拒否を受信すると、無線端末装置202Bの自己から無線基地局装置101Bへのハンドオーバを中止する。
[接続評価情報の送信処理]
図20は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の接続評価情報を他の無線基地局装置へ送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図18および図19に示す、接続評価情報を送信する無線基地局装置101Aの詳細な動作である。図20を参照して、たとえば、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bを含む複数の無線端末装置202と接続確立状態にある状況を想定する。
次に、無線基地局装置101Aは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202間で送受信される情報に基づいて、当該無線端末装置202についての接続情報を取得する(ステップS522)。
次に、無線基地局装置101Aは、取得した接続情報に基づいて、当該無線端末装置202の接続評価情報を作成する(ステップS524)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202が測定した受信電力の測定結果を示す測定結果通知を当該無線端末装置202から受信する(ステップS526)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bから受信した測定結果通知に基づいて、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきか否かを判断する(ステップS528)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきであると判断すると(ステップS528でYES)、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bをハンドオーバ先として決定し、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Aは、作成した接続評価情報を含めた無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求を、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で当該ハンドオーバ要求を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS530)。
一方、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Bのハンドオーバを行なうべきでないと判断すると(ステップS528でNO)、測定結果通知を無線端末装置202から引き続き受信する(ステップS526)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ応答を受信すると(ステップS532でYES)、無線端末装置202Bを自己から無線基地局装置101Bへハンドオーバさせる(ステップS534)。
一方、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ拒否を受信すると(ステップS532でNO)、測定結果通知を無線端末装置202から引き続き受信する(ステップS526)。
以上の動作により、無線基地局装置101は、無線端末装置202の接続評価情報を他の無線基地局装置101へ送信する。
[接続数が所定条件を満たす無線基地局装置における無線端末装置の選択処理]
図21は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図18および図19に示す、接続すべき無線端末装置202を選択する無線基地局装置101Bの詳細な動作である。図21を参照して、たとえば、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aを含む複数の無線端末装置202と接続確立状態にある状況を想定する。
次に、無線基地局装置101Bは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202間で送受信される情報に基づいて、当該無線端末装置202についての接続情報を取得する(ステップS562)。
次に、無線基地局装置101Bは、自己の接続数が所定条件を満たすまで接続数を監視し(ステップS564でNO)、自己の接続数が所定条件を満たすと(ステップS564でYES)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Bは、たとえば他の無線基地局装置101からのハンドオーバ要求を受信するまで、新たな無線端末装置202の自己へのハンドオーバ動作の発生を監視する(ステップS566でNO)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば無線基地局装置101Aから接続評価情報を含むハンドオーバ要求を受信すると(ステップS566でYES)、接続情報および接続評価情報に基づいて、接続済端末および接続要求端末に関する評価値を取得する(ステップS568)。当該評価値を取得する動作に関する詳細については後述する。
次に、無線基地局装置101Bは、当該評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS570)。自己に接続すべき無線端末装置202を選択する動作の詳細については後述する。
以上の動作により、無線基地局装置101は、自己に接続する無線端末装置202の接続数が所定条件を満たす場合に、接続済端末および接続要求端末の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202を選択する。
[評価値の取得処理および無線端末装置の選択処理]
図22は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図21に示すステップS568およびS570における、無線基地局装置101Bの詳細な動作である。
図22を参照して、まず、無線基地局装置101Bは、たとえば接続済端末および接続要求端末を識別するための変数であるiを1に初期化する(ステップS602)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば接続情報および接続評価情報に基づいて、i番目の無線端末装置202のIDを取得する。次に、無線基地局装置101Bは、取得したIDに基づいて、当該無線端末装置202のCSGクラスを特定し、特定したCSGクラスに対応するスコアをx[i]とする(ステップS604)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば接続情報および接続評価情報に基づいて、i番目の無線端末装置202の緊急度を取得し、取得した緊急度に対応するスコアをy[i]とする(ステップS606)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば接続情報および接続評価情報に基づいて、i番目の無線端末装置202が送受信するデータのQCIを取得し、取得したQCIに対応するスコアをz[i]とする(ステップS608)。
次に、無線基地局装置101Bは、x[i]、y[i]およびz[i]を、U[i]=y[i]×{x[i]+z[i]}へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を計算する(ステップS610)。
次に、無線基地局装置101Bは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満でない場合(ステップS612でNO)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Bは、たとえばU[i](i=1、2、・・・n)において、大きい方から順に自己の接続数の上限と等しい個数分のU[i]を選択する。次に、無線基地局装置101Bは、選択したU[i]に対応する無線端末装置202を自己に接続すべき無線端末装置202として選択する(ステップS616)。
一方、無線基地局装置101Bは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満である場合(ステップS612でYES)、iをインクリメントする(ステップS614)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば接続情報および接続評価情報に基づいて、インクリメントしたiに対応する無線端末装置202のIDを取得する。次に、無線基地局装置101Bは、取得したIDに基づいて、当該無線端末装置202のCSGクラスを特定し、特定したCSGクラスのスコアをx[i]とする(ステップS604)。
以上の動作により、無線基地局装置101は、無線端末装置202の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202の選択を行う。
なお、上記ステップS604、S606およびS608における動作は、順番を入替えてもよい。
図23は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値およびRLF確率に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図21に示すステップS568およびS570における、無線基地局装置101Bの詳細な動作である。
図23を参照して、ステップS642からステップS648までの動作は、図22に示すステップS602からステップS608までの動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
次に、無線基地局装置101Bは、i番目の無線端末装置202をハンドオーバさせる場合に、当該無線端末装置202において無線リンク断(RLF)が発生する確率を示すr[i]を推定する(ステップS650)。
次に、無線基地局装置101Bは、x[i]、y[i]、z[i]およびr[i]を、U[i]=y[i]×{x[i]+z[i]}×{1−r[i]}へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を計算する(ステップS652)。
次に、無線基地局装置101Bは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満でない場合(ステップS654でNO)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Bは、たとえばU[i](i=1、2、・・・n)において、大きい方から順に自己の接続数の上限と等しい個数分のU[i]を選択する。次に、無線基地局装置101Bは、選択したU[i]に対応する無線端末装置202を自己に接続すべき無線端末装置202として選択する(ステップS658)。
一方、無線基地局装置101Bは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満である場合(ステップS654でYES)、iをインクリメントする(ステップS656)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば接続情報および接続評価情報に基づいて、インクリメントしたiに対応する無線端末装置202のIDを取得する。次に、無線基地局装置101Bは、取得したIDに基づいて、当該無線端末装置202のCSGクラスを特定し、特定したCSGクラスのスコアをx[i]とする(ステップS644)。
以上の動作により、無線基地局装置101は、無線端末装置202の評価値およびRLF確率に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202の選択を行う。
なお、上記ステップS644、S646、S648およびS650における動作は、順番を入替えてもよい。
図24は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が行う無線端末装置の評価値および通信量に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図21に示すステップS568およびS570における、無線基地局装置101Bの詳細な動作である。
図24を参照して、ステップS702からステップS708までの動作は、図22に示すステップS602からステップS608までの動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
次に、無線基地局装置101Bは、i番目の無線端末装置202の通信量であるL[i]を取得する(ステップS710)。
次に、無線基地局装置101Bは、x[i]、y[i]およびz[i]を、U[i]=y[i]×{x[i]+z[i]}へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を計算する(ステップS712)。
次に、無線基地局装置101Bは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満でない場合(ステップS714でNO)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Bは、たとえばU[i](i=1、2、・・・n)において、自己の無線基地局装置101の接続数の上限と等しい個数分のU[k]を選択し、選択したU[k]の和を示すUおよび選択したU[k]に対応するL[k]の和を示すLを算出する。この際、無線基地局装置101Bは、当該Uが最大となり、かつ当該Lが自己において処理が可能な通信データの量の上限を超えないように、U[i](i=1、2、・・・n)から当該上限と等しい個数分のU[k]を選択する。次に、無線基地局装置101Bは、選択したU[k]に対応する無線端末装置202を自己に接続すべき無線端末装置202として選択する(ステップS718)。
一方、無線基地局装置101Bは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満である場合(ステップS714でYES)、iをインクリメントする(ステップS716)。
次に、無線基地局装置101Bは、たとえば接続情報および接続評価情報に基づいて、インクリメントしたiに対応する無線端末装置202のIDを取得する。次に、無線基地局装置101Bは、取得したIDに基づいて、当該無線端末装置202のCSGクラスを特定し、特定したCSGクラスのスコアをx[i]とする(ステップS704)。
以上の動作により、無線基地局装置101は、無線端末装置202の評価値および通信量に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202の選択を行う。
なお、上記ステップS704、S706およびS708における動作は、順番を入替えてもよい。
また、上記ステップS710は、S712と順番を入替えてもよい。
[接続数が所定条件を満たす無線基地局装置へのセル再選択動作を行う場合]
図25は、発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、評価値の大きい無線端末装置が、接続数の所定条件を満たす無線基地局装置へのセル再選択動作を行う際の動作の一例を示すシーケンス図である。
図25を参照して、たとえば、無線端末装置202Aおよび無線端末装置202Bは、以下の状況にあることを想定する。すなわち、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Aと接続確立状態にある。
無線端末装置202Bは、アイドル状態であり、また、無線基地局装置101Aを通信相手として選択することを決定し、無線基地局装置101AおよびMMEに対してアタッチ処理を開始する。また、無線端末装置202Bは、たとえば船舶等に設置された緊急時用の無線端末装置202である。
まず、無線基地局装置101Aは、たとえば自己に接続する無線端末装置202の接続数が自己の接続数の上限と等しいので、自己の接続数が所定条件を満たすと判断する(ステップS750)。
また、無線基地局装置101Aは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202A間で送受信される情報に基づいて、無線端末装置202Aについての接続情報を取得する(ステップS752)。
次に、無線端末装置202Bは、たとえばアクセスクラスの情報を有するNASメッセージを含むアタッチ要求を、RRCコネクション完了通知に含めて無線基地局装置101A経由でコアネットワーク301におけるMME162へ送信する(ステップS754)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202BからRRCコネクション完了通知に含まれるアタッチ要求を受信すると、当該アタッチ要求に含まれるアクセスクラスの情報を取得する。この際、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202BのIDも取得する。
次に、無線基地局装置101Aは、自己の接続数が所定条件を満たしているので、当該アクセスクラスの情報、当該ID、および接続情報に基づいて効用関数を計算する(ステップS756)。効用関数の計算動作の詳細については、後述する。
次に、無線基地局装置101Aは、計算した効用関数に基づいて、自己と接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS758)。接続すべき無線端末装置202の選択動作についての詳細については、後述する。
この際、無線基地局装置101Aは、たとえば自己と接続すべき無線端末装置202として、無線端末装置202Bを選択し、また、無線端末装置202Aを選択しないと決定する。
そして、無線基地局装置101Aは、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Bを無線端末装置202Aのハンドオーバ先として決定する。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bを示すハンドオーバ要求を、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS760)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Aからハンドオーバ要求を受信して、無線基地局装置101Aへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答をX2インタフェース経由で送信する(ステップS762)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ応答を受信して、無線端末装置202AへRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS764)。
次に、無線端末装置202Aおよび無線基地局装置101B間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202Aは、RRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS766)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202AからRRCコネクション再構成完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Aへ送信する(ステップS768)。
次に、無線基地局装置101Aは、無線基地局装置101Bから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202Aに関する情報(UE Context)を解放する(ステップS770)。
以上により、無線端末装置202Aの無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Bへのハンドオーバが完了する(ステップS772)。
次に、無線基地局装置101Aは、アタッチ要求をMMEへ送信することにより、通常のアタッチシーケンスを実行する。次に、無線端末装置202Bは、無線基地局装置101Aを通信相手として選択し、無線端末装置202Bのセル再選択動作が完了する(ステップS774)。
[接続数が所定条件を満たす無線基地局装置における無線端末装置の選択処理]
図26は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図25に示す、接続すべき無線端末装置202を選択する無線基地局装置101Aの詳細な動作である。図26を参照して、たとえば、無線基地局装置101Aは、無線端末装置202Aを含む複数の無線端末装置202と接続確立状態にある状況を想定する。
次に、無線基地局装置101Aは、自己および自己と接続確立状態にある無線端末装置202間で送受信される情報に基づいて、当該無線端末装置202についての接続情報を取得する(ステップS792)。
次に、無線基地局装置101Aは、自己の接続数が所定条件を満たすまで接続数を監視し(ステップS794でNO)、自己の接続数が所定条件を満たすと(ステップS794でYES)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Aは、たとえば新たな無線端末装置202からアタッチ要求を含むRRCコネクション完了通知を受信するまで、当該新たな無線端末装置202による自己が形成するセルに在圏するための処理の発生を監視する(ステップS796でNO)。
次に、無線基地局装置101Aは、たとえば無線端末装置202Bからアタッチ要求を含むRRCコネクション完了通知を受信すると(ステップS796でYES)、接続情報に基づいて、接続済端末および接続要求端末に関する評価値を取得する(ステップS798)。当該評価値を取得する動作に関する詳細については後述する。
次に、無線基地局装置101Aは、当該評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS800)。自己に接続すべき無線端末装置202を選択する動作の詳細については後述する。
以上の動作により、無線基地局装置101は、自己に接続する無線端末装置202の接続数が所定条件を満たす場合に、接続済端末および接続要求端末の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202を選択する。
[評価値の取得処理および無線端末装置の選択処理]
図27は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局装置が無線端末装置の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置の選択を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
以下は、図26に示すステップS798およびS800における、無線基地局装置101Aの詳細な動作である。
図27を参照して、まず、無線基地局装置101Aは、たとえば接続済端末および接続要求端末を識別するための変数であるiを1に初期化する(ステップS812)。
次に、無線基地局装置101Aは、たとえば接続情報に基づいて、i番目の無線端末装置202のIDを取得する。次に、無線基地局装置101Aは、取得したIDに基づいて、当該無線端末装置202のCSGクラスを特定し、特定したCSGクラスに対応するスコアをx[i]とする(ステップS814)。
次に、無線基地局装置101Aは、たとえばi番目の無線端末装置202がアイドル状態でない場合(ステップS816でNO)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Aは、たとえば接続情報に基づいて、i番目の無線端末装置202の緊急度を取得し、取得した緊急度に対応するスコアをy[i]とする(ステップS818)。
次に、無線基地局装置101Aは、たとえば接続情報に基づいて、i番目の無線端末装置202が送受信するデータのQCIを取得し、取得したQCIに対応するスコアをz[i]とする(ステップS820)。
次に、無線基地局装置101Aは、x[i]、y[i]およびz[i]を、U[i]=y[i]×{x[i]+z[i]}へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を計算する(ステップS822)。
一方、無線基地局装置101Aは、たとえばi番目の無線端末装置202がアイドル状態である場合(ステップS816でYES)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Aは、たとえば接続情報に基づいて、i番目の無線端末装置202のアクセスクラスを取得する。次に、無線基地局装置101Aは、取得したアクセスクラスに基づいて、当該無線端末装置202の種別を特定し、特定した種別に対応するスコアをy[i]とする(ステップS824)。
次に、無線基地局装置101Aは、x[i]およびy[i]を、U[i]=y[i]×x[i]へ代入することにより、i番目の無線端末装置202の評価値であるU[i]を計算する(ステップS826)。
次に、無線基地局装置101Aは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満でない場合(ステップS828でNO)、以下の処理を行う。
すなわち、無線基地局装置101Aは、たとえばU[i](i=1、2、・・・n)において、大きい方から順に自己の接続数の上限と等しい個数分のU[i]を選択する。次に、無線基地局装置101Aは、選択したU[i]に対応する無線端末装置202を自己に接続すべき無線端末装置202として選択する(ステップS832)。
一方、無線基地局装置101Aは、iが接続済端末の台数および接続要求端末の台数の和を示すn未満である場合(ステップS828でYES)、iをインクリメントする(ステップS830)。
次に、無線基地局装置101Aは、たとえば接続情報に基づいて、インクリメントしたiに対応する無線端末装置202のIDを取得する。次に、無線基地局装置101Aは、取得したIDに基づいて、当該無線端末装置202のCSGクラスを特定し、特定したCSGクラスのスコアをx[i]とする(ステップS814)。
以上の動作により、無線基地局装置101は、無線端末装置202の評価値に基づいて、自己に接続すべき無線端末装置202の選択を行う。
また、無線基地局装置101Aは、接続確立状態の無線端末装置202だけでなくアイドル状態の無線端末装置202も含めた上で、アイドル状態の無線端末装置202の評価値が高い場合には、当該無線端末装置202を選択することができる。
これにより、無線基地局装置101Aは、当該アイドル状態の無線端末装置202が使用可能な回線を確保することができる。
なお、上記ステップS818およびS820における動作は、順番を入替えてもよい。
また、無線基地局装置101Aは、上記ステップS832において、たとえばm台のアイドル状態の無線端末装置202を自己に接続すべき無線端末装置202として選択する場合、以下の処理を行ってもよい。
すなわち、無線基地局装置101Aは、自己の接続数確認部11において、自己の接続数にmを加えた接続数に基づいて、所定条件を満たすか否かの判断を行う。
これにより、無線基地局装置101Aは、接続要求端末の自己へのハンドオーバ動作または接続要求端末が自己に在圏するための処理が新たに発生した場合において、選択したm台のアイドル状態の無線端末装置202が使用可能なm個の回線を確保した上で、自己に接続すべき無線端末装置202を選択することができる。
[選択されなかった無線端末装置のハンドオーバ動作がRLFにより失敗した場合]
図18に示す無線基地局装置101Bおよび図25に示す無線基地局装置101Aは、自己の接続数が所定条件を満たす場合にハンドオーバ要求またはアタッチ要求を受けると、自己に接続すべき無線端末装置202の選択を行った後、選択されなかった無線端末装置202を他の無線基地局装置101へハンドオーバさせる。
たとえば、図18において、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aを自己から無線基地局装置101Cへハンドオーバ動作させる。この際、無線端末装置202Aが無線基地局装置101Bにより形成されるセル内に留まる場合、無線基地局装置101Bが送信する無線信号による干渉のため、無線端末装置202Aおよび無線基地局装置101C間の無線リンク断(RLF)が発生してしまう場合がある。
図28は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、選択されなかった無線端末装置のハンドオーバ動作においてRLFが発生した際の動作の一例を示すシーケンス図である。
図18におけるステップS400からS410までが行われた後、無線基地局装置101Bは、たとえば図示しない無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Cを示すハンドオーバ要求を受信すると、自己の接続数が所定条件を満たしているので、当該ハンドオーバ要求に含まれる接続評価情報、および接続情報に基づいて効用関数を計算する(ステップS882)。
次に、無線基地局装置101Bは、計算した効用関数に基づいて、自己と接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS884)。
この際、無線基地局装置101Bは、たとえば自己と接続すべき無線端末装置202として、図示しない無線端末装置202Bを選択し、また、無線端末装置202Aを選択しないと決定する。
そして、無線基地局装置101Bは、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Cを無線端末装置202Aのハンドオーバ先として決定する。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cを示すハンドオーバ要求を、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS886)。
次に、無線基地局装置101Cは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ要求を受信して、無線基地局装置101Bへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答をX2インタフェース経由で送信する(ステップS888)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cからハンドオーバ応答を受信して、無線端末装置202AへRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS890)。
次に、無線端末装置202Aおよび無線基地局装置101C間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202Aは、RRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS892)。
次に、無線基地局装置101Cは、無線端末装置202AからRRCコネクション再構成完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS894)。
また、無線基地局装置101Cは、自己が形成するセルにおける無線端末装置202Aの滞在時間を計測するために、タイマをスタートさせる(ステップS896)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202Aに関する情報(UE Context)を解放する(ステップS898)。
以上により、無線端末装置202Aの無線基地局装置101Bから無線基地局装置101Cへのハンドオーバが完了する(ステップS900)。
ここで、無線端末装置202Aが、無線基地局装置101Bにより形成されるセル内に留まると、測定結果通知(Measurement Report)を無線基地局装置101Cへ送信する前に、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bが送信する無線信号による干渉のため、無線基地局装置101Cと通信できなくなり、RLFが発生してしまう(ステップS903)。
次に、無線端末装置202Aは、RLF発生を検出すると、無線信号の受信電力の測定等によって周辺の無線基地局装置101の探索を行ない、探索した無線基地局装置101Bに再接続するために、RRCコネクション再確立要求(RRC Connection Reestablishment Request)を送信する(ステップS904)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aに関する情報(UE Context)を解放済みであり、保持していないことから、無線端末装置202AからのRRCコネクション再確立要求を受け入れることができず(ステップS905)、RRCコネクション再確立拒絶を無線端末装置202Aへ送信する(ステップS906)。
次に、無線端末装置202Aは、RRCコネクション再確立拒絶を無線基地局装置101Bから受信すると、無線基地局装置101Bと通常の接続手順をスタートさせる(ステップS907)。
以下、ステップS908からS917までの動作は、図8に示すステップS88からS97までの動作において、図8における無線端末装置202を無線端末装置202Aに、図8における無線基地局装置101Aを無線基地局装置101Bに、図8における無線基地局装置101Bを無線基地局装置101Cに読み替えた場合の動作と同等であるので、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
次に、無線基地局装置101Bは、”Too Late HO”であることを通知するために、当該RLFレポートの内容を含むRLF通知(RLF INDICATION)をX2インタフェース経由で無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS918)。
次に、無線基地局装置101Cは、無線基地局装置101BからRLF通知を受信すると、スタートさせておいたタイマを確認し、タイマが動作している場合、すなわちタイマをスタートさせてから所定時間経過していない場合には、無線基地局装置101Bが形成するセルへの”Too Late HO”ではなく、自己が形成するセルへの”Too Early HO”であると判断する。なお、無線基地局装置101Cは、無線基地局装置101BからRLF通知を受信したときにタイマが動作していない場合、すなわちタイマをスタートさせてから上記所定時間経過している場合には、無線基地局装置101Bが形成するセルへの”Too Late HO”であると判断する。
無線基地局装置101Cは、自己が形成するセルへの”Too Early HO”であると判断すると(ステップS919)、ハンドオーバレポートを無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS920)。このハンドオーバレポートは、たとえば”Handover Report Type”というパラメータを含む。無線基地局装置101Cは、このパラメータを所定値に設定することにより、”Too Early HO”を無線基地局装置101Bに通知する。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cから当該ハンドオーバレポートを受信して、無線基地局装置101Cが形成するセルへの”Too Early HO”が発生したことを認識し(ステップS921)、”Too Early HO”の発生が抑制されるように、ハンドオーバ動作の最適化処理を実行する(ステップS922)。
上記のように、無線端末装置202Aが無線基地局装置101Bにより形成されるセル内に留まる場合、無線基地局装置101Bが送信する無線信号による干渉のため、無線端末装置202Aおよび無線基地局装置101C間の無線リンク断(RLF)が発生してしまう。
そして、無線基地局装置101Bおよび無線基地局装置101Cは、無線端末装置202Aの無線基地局装置101Bにより形成されるセルから無線基地局装置101Cにより形成されるセルへのハンドオーバ動作のタイミングが早すぎると判断してしまう。
このため、無線基地局装置101Bおよび無線基地局装置101Cは、無線端末装置202が無線基地局装置101Bから無線基地局装置101Cへ移動する際に行われるハンドオーバ動作のタイミングが悪くないにも関わらず、当該タイミングを調整してしまう。
[ハンドオーバ動作が発生した理由の通知]
無線基地局装置101は、ハンドオーバ動作が発生した理由をハンドオーバ要求の送信先の無線基地局装置101へ通知する。また、無線基地局装置101は、当該ハンドオーバ要求の対象となる無線端末装置202においてRLFが発生した場合、当該無線端末装置202に対してハンドオーバ動作が発生した理由を通知する。
図29は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける、選択されなかった無線端末装置のハンドオーバ動作においてRLFが発生した際の動作の他の一例を示すシーケンス図である。
以下、図29において、無線端末装置202A、無線基地局装置101Bおよび無線基地局装置101Cの、図18に示すステップS412からの動作を示す。
図29を参照して、無線基地局装置101Bは、たとえば図示しない無線基地局装置101Aから無線基地局装置101Cを示すハンドオーバ要求を受信すると、自己の接続数が所定条件を満たしているので、当該ハンドオーバ要求に含まれる接続評価情報、および接続情報に基づいて効用関数を計算する(ステップS952)。
次に、無線基地局装置101Bは、計算した効用関数に基づいて、自己と接続すべき無線端末装置202を選択する(ステップS954)。
この際、無線基地局装置101Bは、たとえば自己と接続すべき無線端末装置202として、図示しない無線端末装置202Bを選択し、また、無線端末装置202Aを選択しないと決定する。
そして、無線基地局装置101Bは、周辺セル情報を参照してたとえば無線基地局装置101Cを無線端末装置202Aのハンドオーバ先として決定する。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cを示すハンドオーバ要求を、基地局間インタフェースであるX2インタフェース経由で無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS956)。
この際、無線基地局装置101Bは、当該ハンドオーバ要求に含まれるIEの一種であるCauseにおいて、優先順位最適化ハンドオーバ(Priority Optimization Handover)を含める。
次に、無線基地局装置101Cは、無線基地局装置101Bからハンドオーバ要求を受信して、無線基地局装置101Bへ当該ハンドオーバ要求に対するハンドオーバ応答をX2インタフェース経由で送信する(ステップS958)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cからハンドオーバ応答を受信して、無線端末装置202AへRRCコネクション再構成指示(RRC Connection Reconfiguration)を送信する(ステップS960)。
次に、無線端末装置202Aおよび無線基地局装置101C間でRRCコネクションが確立されると、無線端末装置202Aは、RRCコネクション再構成完了通知(RRC Connection Reconfiguration Complete)を無線基地局装置101Cへ送信する(ステップS962)。
次に、無線基地局装置101Cは、無線端末装置202AからRRCコネクション再構成完了通知を受信して、端末情報解放指示を無線基地局装置101Bへ送信する(ステップS964)。
また、無線基地局装置101Cは、自己が形成するセルにおける無線端末装置202Aの滞在時間を計測するために、タイマをスタートさせる(ステップS966)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線基地局装置101Cから端末情報解放指示を受信して、無線端末装置202Aに関する情報(UE Context)を解放する(ステップS968)。
以上により、無線端末装置202Aの無線基地局装置101Bから無線基地局装置101Cへのハンドオーバが完了する(ステップS970)。
ここで、無線端末装置202Aが、無線基地局装置101Bにより形成されるセル内に留まると、測定結果通知(Measurement Report)を無線基地局装置101Cへ送信する前に、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bが送信する無線信号による干渉のため、無線基地局装置101Cと通信できなくなり、RLFが発生してしまう(ステップS972)。
次に、無線端末装置202Aは、RLF発生を検出すると、無線信号の受信電力の測定等によって周辺の無線基地局装置の探索を行ない、探索した無線基地局装置101Bに再接続するために、RRCコネクション再確立要求(RRC Connection Reestablishment Request)を送信する(ステップS974)。
次に、無線基地局装置101Bは、無線端末装置202Aに関する情報(UE Context)を解放済みであり、保持していないことから、無線端末装置202AからのRRCコネクション再確立要求を受け入れることができず(ステップS976)、RRCコネクション再確立拒絶を無線端末装置202Aへ送信する(ステップS978)。
この際、無線基地局装置101Bは、当該RRCコネクション再確立拒絶において、端末優先度制御により接続不可能である旨を含める。
次に、無線端末装置202Aは、RRCコネクション再確立拒絶を無線基地局装置101Bから受信すると、無線基地局装置101Bと通常の接続手順をスタートさせる(ステップS980)。
また、無線基地局装置101Cは、ハンドオーバ動作の最適化を実行するか否かについて判定する(ステップS982)。
上記ステップS956において、サービング基地局である無線基地局装置101Bは、IEの一種であるCauseにおいて優先順位最適化ハンドオーバを含めたハンドオーバ要求をターゲット基地局である無線基地局装置101Cへ送信する。
ターゲット基地局は、当該ハンドオーバ要求を受信すると、当該Causeに基づいて、当該ハンドオーバ要求の対象となる無線端末装置202Aが、サービング基地局において選択されなかった無線端末装置202であると認識する。
すなわち、ターゲット基地局は、当該ハンドオーバ要求が無線端末装置202Aにおける受信電力に基づく通常のハンドオーバ要求でないことを認識する。
これにより、ターゲット基地局は、たとえば無線端末装置202Aのハンドオーバ動作が完了した後、無線端末装置202AにおいてRLFが発生したため、サービング基地局からRLF通知が送信された場合においても、当該ハンドオーバ動作が通常のハンドオーバ動作でないことを認識することができる。
すなわち、ターゲット基地局において、自己が形成するセルへの”Too Early HO”が発生したと誤って判断してしまうことを防ぐことができる。
また、ターゲット基地局において、自己が形成するセルへの”Too Early HO”であることを示すハンドオーバレポートを、誤ってサービング基地局へ送信してしまうことを防ぐことができる。
これにより、サービング基地局において、ターゲット基地局から受信したハンドオーバレポートに基づいて、ハンドオーバ動作のタイミングを誤って調整してしまうことを防ぐことができる。
また、上記ステップS978において、無線基地局装置101Bは、RLF発生後において、自己と接続するためにRRCコネクション再確立要求を送信してきた無線端末装置202Aに対して、端末優先度制御により接続不可能である旨を含むRRCコネクション再確立拒絶を無線端末装置202Aへ送信する。
これにより、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bにおいて優先度の高い通信が発生していることを認識することができる。
また、無線端末装置202Aは、無線基地局装置101Bにおいて優先度の高い通信が発生していることを、たとえば自己のユーザに対して通知してもよい。
これにより、当該ユーザは、無線基地局装置101Bにおいて優先度の高い通信が発生していることにより自己の通信が途切れてしまったことを知ることができる。
ところで、無線端末装置202が、ヘテロジーニアスネットワークを移動する際において、たとえば接続数が上限である無線基地局装置101により形成されるセル内へ進入すると、当該無線基地局装置101における接続数が上限であるため、当該無線端末装置202は、接続先を上記無線基地局装置101へ変更することができない。
この場合、無線端末装置202は、接続先を、通信を良好に行うことができる当該無線基地局装置101へ変更することができないので、通信速度の低下、ユーザの使用感の悪化等、種々の問題が生じる。
これに対して、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、接続数確認部11は、自己の無線基地局装置101に接続している無線端末装置202の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断する。移動動作検出部12は、接続数が所定条件を満たす場合において、接続要求端末の自己の無線基地局装置101へのハンドオーバ動作が行われる際、または接続要求端末が自己の無線基地局装置101に在圏するための処理を行う際の動作を検出する。スコア付与部14は、当該動作が検出されると、接続済端末、および接続要求端末の各々について、自己の無線基地局装置101に接続することに関するスコアを付与する。評価値算出部15は、当該無線端末装置202の各々について、当該スコアに基づいて評価値を算出する。接続端末選択部16は、当該評価値に基づいて、当該無線端末装置202の中から、自己の無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置を選択する。
このような構成により、接続済端末および接続要求端末についての評価値に基づいて、当該無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置202を適切に選択することができる。
また、無線基地局装置101へ接続すべき無線端末装置202を優先的に当該無線基地局装置101へ接続することにより、無線通信のリソースを有効に利用することができるので、通信システムにおける通信の安定化を図ることができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、評価値算出部15は、無線端末装置202の通信先の優先度に基づいて評価値を算出する。
このような構成により、たとえば110番または119番等の緊急度の高い通信を行う無線端末装置202に対して高い評価値を与え、当該無線端末装置202を優先的に選択することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、評価値算出部15は、無線端末装置202に付与されたCSGクラス、無線端末装置202が通信するデータのQCI、および無線端末装置202を自己の無線基地局装置101から他の無線基地局装置101へハンドオーバさせた場合に無線端末装置202の通信接続が切断される確率、の少なくともいずれか1つに基づいて評価値を算出する。
このような構成により、CSGクラス、QCIおよび上記通信接続が切断される確率を考慮した適切な評価値を算出することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、接続端末選択部16は、評価値および無線端末装置202の通信量に基づいて、自己の無線基地局装置101に接続すべき無線端末装置202を選択する。
このような構成により、無線基地局装置101は、自己における通信データの量が上限を超えない範囲で、自己に接続すべき無線端末装置202を選択することができる。
これにより、無線基地局装置101における通信データの量が当該上限を超えることにより生ずる、無線通信のリソースの不足状態を回避することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、ハンドオーバ制御部18は、接続済端末、および接続要求端末のうち、接続端末選択部16によって選択されなかった無線端末装置202を自己の無線基地局装置101から他の無線基地局装置101へハンドオーバさせる制御を行う。
このような構成により、たとえば通信接続を確立している無線端末装置202が、接続数が上限に達している無線基地局装置101により形成されるセルへ進入する場合においても、当該無線端末装置202における上記通信接続の切断を防ぐことができる。
また、たとえばハンドオーバの対象となる無線端末装置202においても、当該無線端末装置202における通信接続を切断することなく、当該無線端末装置202を上記無線基地局装置101から他の無線基地局装置101へハンドオーバさせることができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、ハンドオーバ制御部18は、上記他の無線基地局装置101に、無線端末装置202のハンドオーバの要因として、自己の無線基地局装置101によって選択されなかった旨を通知する。
このような構成により、選択されなかった無線端末装置202のハンドオーバ先となる他の無線基地局装置101は、当該無線端末装置202のハンドオーバ動作が、通常のハンドオーバ動作でないことを認識することができる。
これにより、たとえば当該無線端末装置202のハンドオーバ動作が完了した後、当該無線端末装置202においてRLFが発生した場合においても、ハンドオーバ動作の最適化処理を行うか否かについて判断することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、ハンドオーバ制御部18は、自己によってハンドオーバされた無線端末装置202に、当該無線端末装置202のハンドオーバの要因として、自己の無線基地局装置101によって選択されなかった旨を通知する。
このような構成により、ハンドオーバされた無線端末装置202は、接続していた無線基地局装置101に選択されなかったことがハンドオーバの要因であると認識することができる。
これにより、当該無線通信端末202は、たとえば接続していた無線基地局装置101において、優先度の高い通信が発生したためにハンドオーバが発生したことを、自己のユーザに対して提示することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、評価値算出部15は、接続要求端末のハンドオーバ元の無線基地局装置101から送信される情報、または自己の無線基地局装置101に在圏するための処理をする際に接続要求端末から送信される情報に基づいて、評価値を算出する。
このような構成により、評価値を算出するために有用な情報を、取得することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、接続数確認部11は、接続数が自己の無線基地局装置101における接続数の上限より所定個数少ないしきい値よりも大きくなることを上記所定条件とする。
このような構成により、上記所定条件を満たした場合においても無線基地局装置101における接続数が上限に達していないので、接続要求端末の接続先を、より早いタイミングで当該無線基地局装置101へ変更することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置では、接続情報処理部13は、自己の無線基地局装置101に接続している無線端末装置202について、無線端末装置202による無線基地局装置101への接続を評価する際に使用可能な接続評価情報を作成する。そして、メッセージ送信部17は、自己の無線基地局装置101から他の無線基地局装置101への無線端末装置202のハンドオーバ動作が行われる場合に、当該他の無線基地局装置101へ無線端末装置202の接続評価情報を送信する。
このような構成により、無線端末装置202のハンドオーバ先の無線基地局装置101は、当該無線端末装置202のハンドオーバ元の無線基地局装置101から受信した接続評価情報に基づいて、当該無線端末装置202の自己へのハンドオーバ動作を行うか否かについて判断することができる。
なお、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置101は、評価値を算出する処理を行ったが、これに限定するものではない。たとえば、無線基地局装置101は、無線端末装置202において算出された評価値を受信し、受信した評価値に基づいて、自己と接続すべき無線端末装置202を選択してもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置101は、通信先の優先度として緊急度を例示したが、これに限定するものでない。たとえば、通信先の優先度として、事業者により選ばれた基準を適用してもよい。具体的には、たとえば当該事業者における特定の顧客の通信先を優先度の高い通信先として割当ててもよい。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
11 接続数確認部
12 移動動作検出部(評価値取得部)
13 接続情報処理部(評価値取得部および接続評価情報作成部)
14 スコア付与部(評価値取得部)
15 評価値算出部(評価値取得部)
16 接続端末選択部
17 メッセージ送信部(接続評価情報送信部)
18 ハンドオーバ制御部
91 アンテナ
92 サーキュレータ
93 無線受信部
94 無線送信部
95 信号処理部
96 受信信号処理部
97 送信信号処理部
98 制御部
101 無線基地局装置
202 無線端末装置

Claims (12)

  1. 無線端末装置との間で無線信号を送受信することにより前記無線端末装置と通信するための無線基地局装置であって、
    自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断するための接続数確認部と、
    前記接続数が前記所定条件を満たす場合において、新たな無線端末装置の自己の無線基地局装置へのハンドオーバ動作が行われる際、または新たな無線端末装置が自己の無線基地局装置に在圏するための処理を行う際、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および前記新たな無線端末装置の各々について、自己の無線基地局装置に接続することに関する評価値を取得するための評価値取得部と、
    前記評価値取得部によって取得された前記評価値に基づいて、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および前記新たな無線端末装置の中から、自己の無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を選択するための接続端末選択部とを備える、無線基地局装置。
  2. 前記評価値取得部は、無線端末装置の通信先の優先度に基づいて前記評価値を算出する、請求項1に記載の無線基地局装置。
  3. 前記評価値取得部は、無線端末装置に付与された優先度、無線端末装置が通信するデータの優先度、および無線端末装置を自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置へハンドオーバさせた場合に前記無線端末装置の通信接続が切断される確率、の少なくともいずれか1つに基づいて前記評価値を算出する、請求項1または請求項2に記載の無線基地局装置。
  4. 前記接続端末選択部は、前記評価値および無線端末装置が通信するデータの量に基づいて、自己の無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を選択する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
  5. 前記無線基地局装置は、さらに、
    自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および前記新たな無線端末装置のうち、前記接続端末選択部によって選択されなかった無線端末装置を自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置へハンドオーバさせる制御を行うためのハンドオーバ制御部を備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
  6. 前記ハンドオーバ制御部は、前記他の無線基地局装置に、前記無線端末装置のハンドオーバの要因として、自己の無線基地局装置によって選択されなかった旨を通知する、請求項5に記載の無線基地局装置。
  7. 前記ハンドオーバ制御部は、前記ハンドオーバ制御部によってハンドオーバされた無線端末装置に、前記無線端末装置のハンドオーバの要因として、自己の無線基地局装置によって選択されなかった旨を通知する、請求項5または請求項6に記載の無線基地局装置。
  8. 前記評価値取得部は、前記新たな無線端末装置のハンドオーバ元の無線基地局装置から送信される情報、または自己の無線基地局装置に在圏するための処理をする際に前記新たな無線端末装置から送信される情報に基づいて、前記評価値を算出する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
  9. 前記接続数確認部は、前記接続数が、自己の無線基地局装置における接続数の上限より所定個数少ないしきい値よりも大きくなることを前記所定条件とする、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の無線基地局装置。
  10. 自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置について、前記無線端末装置による無線基地局装置への接続を評価する際に使用可能な接続評価情報を作成するための接続評価情報作成部と、
    自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置への無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合に、前記他の無線基地局装置へ前記無線端末装置の前記接続評価情報を送信するための接続評価情報送信部とを備える、無線基地局装置。
  11. 無線基地局装置における通信制御方法であって、
    自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置について、前記無線端末装置による無線基地局装置への接続を評価する際に使用可能な接続評価情報を作成するステップと、
    自己の無線基地局装置から他の無線基地局装置への無線端末装置のハンドオーバ動作が行われる場合に、前記他の無線基地局装置へ前記無線端末装置の前記接続評価情報を送信するステップとを含む、通信制御方法。
  12. 無線端末装置との間で無線信号を送受信することにより前記無線端末装置と通信するための無線基地局装置において用いられる通信制御プログラムであって、
    コンピュータに、
    自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置の数である接続数が所定条件を満たすか否かを判断するステップと、
    前記接続数が前記所定条件を満たす場合において、新たな無線端末装置の自己の無線基地局装置へのハンドオーバ動作が行われる際、または新たな無線端末装置が自己の無線基地局装置に在圏するための処理を行う際、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および前記新たな無線端末装置の各々について、自己の無線基地局装置に接続することに関する評価値を取得するステップと、
    前記評価値に基づいて、自己の無線基地局装置に接続している無線端末装置、および前記新たな無線端末装置の中から、自己の無線基地局装置に接続すべき無線端末装置を選択するステップとを実行させるための、通信制御プログラム。
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