JP2013197948A - 無線通信システム及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】呼損を回避することが可能な無線通信システム及び基地局を提供する。
【解決手段】複数の無線通信端末ＵＥと通信可能な複数の基地局ｅＮＢと、複数の無線通信端末ＵＥと通信可能な複数の基地局ＮＢとを備える無線通信システムは、無線通信端末ＵＥからある基地局ｅＮＢまたは基地局ＮＢに対して接続要求があった場合に、当該基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する判定部４２と、判定部４２の行った判定の結果が否定である場合に、発呼した無線通信端末ＵＥまたは既に呼を確立している無線通信端末ＵＥを当該基地局とは異なる基地局に接続するための手順を実行する切替手順実行部４３を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信システム及び基地局に関する。

3GPP(3rd Generation Partnership Projects)において、符号分割多元接続（Code Division Multiple Access（CDMA））技術に基づいたW-CDMA（Wideband-Code Division Multiple Access）システムまたは、UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）と呼ばれる無線通信システムが仕様化されている（以降、W-CDMAおよびUMTSを3Gと呼称する）。また、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術を用いた次世代通信システムとして、3G通信システムより大幅に通信速度を向上させたLTE（Long Term Evolution）システムが仕様化されている。
このような無線通信システムにおいては、ネットワーク上のトラヒック量等に応じてサービスレベル（通信サービスの品質）が刻々と変動する。通信サービスの品質を維持するには、ネットワーク上のトラヒック量、例えば、基地局の輻輳状態に応じて無線通信端末の接続先を適切に切り替えることが好ましい。
特許文献１には、基地局が輻輳状態となった場合に、輻輳中の基地局に接続している無線通信端末を他の基地局にハンドオーバさせる技術が開示されている。

特開２００８−２５２９１２号公報

無線通信端末が他の無線通信端末と通信を行う場合、無線通信端末は自端末の近傍に位置する基地局に対して接続を要求する（発呼する）。しかし、当該基地局が輻輳状態である場合、当該輻輳中の基地局に対して接続を要求した無線通信端末と当該基地局との間の呼は確立されず、呼損が生じる場合がある。また、輻輳中の基地局に接続している無線通信端末を他の基地局にハンドオーバさせる場合であっても、無線端末のハンドオーバが完了する前に当該基地局に対して接続を要求した他の無線通信端末と当該基地局との間の呼が確立されないことがある。このような、呼損の発生は、通信サービスの品質を低下させる要因の一つであった。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、呼損を回避することが可能な無線通信システム及び基地局の提供を目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、複数の無線通信端末と通信可能な複数の基地局を備える無線通信システムであって、無線通信端末からある基地局に対して接続要求があった場合に、当該基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する判定部と、前記判定部の行った判定の結果が否定である場合に、発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を当該基地局とは異なる基地局に接続するための手順を実行する切替手順実行部を備える、ことを特徴とする。

この発明によれば、無線通信端末からの接続要求があった場合に、判定部が基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定し、所定の余裕度が無い場合には、切替手順実行部が発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を自局とは異なる基地局に接続させる。よって、基地局は、呼の収容能力に所定の余裕度を有する状態を維持することができる。すなわち、基地局は、自局が輻輳状態（例えば、自局が収容できる最大呼数を収容している状態）となる前に、収容する呼数の増加を抑制するため、輻輳状態の発生を防止することができる。
これにより、各基地局に新たに無線通信端末から接続要求があったときに、当該接続要求が拒否されること、すなわち、呼損の発生を防止することが可能となる。

前記切替手順実行部は、前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、当該判定の結果を得た時間から所定時間経過した後に前記手順を実行してもよい。

この態様によれば、切替手順実行部は、判定結果を得た時刻から所定時間を待機した後に、無線通信端末の接続先を変更する手順を実行する。よって、判定結果を得た時刻において、当該無線通信端末がデータの送受信をしている場合には、切替手順実行部は、ある程度小さな量しか送受信すべきデータが発生していない場合に、データの送受信が完了するのを待ってから、当該無線通信端末の接続先の変更の手順を実行することが可能となる。これにより、当該無線通信端末で既に実行している通信が、接続先の変更のために中断または遅延させられることを防止することができる。

また、上述した無線通信システムは、前記複数の基地局の各々の輻輳情報を記憶する記憶部を備え、前記切替手順実行部は、前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、前記記憶部が記憶する輻輳情報に基づいて、前記複数の基地局から最も輻輳の度合いが低い基地局をターゲット基地局として選択し、発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を前記ターゲット基地局に接続するための手順を実行してもよい。

この態様によれば、切替手順実行部は、無線通信端末の接続先を、最も輻輳の度合いが低い基地局に変更する。これにより、切替対象とされた無線通信端末は、接続先の基地局が変更された後も、品質を落とすことなく通信を継続することができる。

また、本発明に係る基地局は、複数の無線通信端末と通信可能な基地局であって、無線通信端末から前記基地局に対して接続要求があった場合に、前記基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する判定部と、前記判定部の行った判定の結果が否定である場合に、発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を前記基地局とは異なる基地局に接続するための手順を実行する切替手順実行部と、を備える、ことを特徴とする。
本発明によれば、基地局は、呼の収容能力に所定の余裕度を有する状態を維持することができ、自局が輻輳状態となる前に収容する呼数の増加を抑制することができるため、輻輳状態の発生を防止することができる。これにより、呼損の発生を防止することが可能となる。

前記切替手順実行部は、前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、当該判定の結果を得た時間から所定時間経過した後に前記手順を実行する、ことが好ましい。
この態様によれば、切替対象とされた無線通信端末で既に実行している通信が、接続先の変更のために中断または遅延させられることを防止することができる。

また、上述した基地局は、前記基地局の近傍に存在する複数の基地局の各々の輻輳情報を記憶する記憶部を備え、前記切替手順実行部は、前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、前記記憶部が記憶する輻輳情報に基づいて、前記複数の基地局から最も輻輳の度合いが低い基地局をターゲット基地局として選択し、発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を前記ターゲット基地局に接続するための手順を実行する、ことが好ましい。
この態様によれば、切替対象とされた無線通信端末は、接続先の基地局が変更された後も、品質を落とすことなく通信を継続することができる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。 前記無線通信システムにおける基地局の構成を示すブロック図である。 前記無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 前記無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。

＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムを示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、３Ｇ通信システムと、ＬＴＥ通信システムの複合システムである。３Ｇ通信システムと、ＬＴＥ通信システムとは、異なる無線アクセス技術（Radio Access Technology、ＲＡＴ）を使用する。

３Ｇ通信システムは、３Ｇ通信システムにおける無線制御装置であるＲＮＣ（無線ネットワーク制御装置）２０、及び、３Ｇ通信が可能な複数の基地局ＮＢ[１]〜ＮＢ[Ｍ]を備える（但し、Ｍは２以上の自然数）。複数の基地局ＮＢ[１]〜ＮＢ[Ｍ]の各々は、３ＧのNode Bである。なお、以下において、複数の基地局ＮＢ[１]〜ＮＢ[Ｍ]の各々を区別しない場合には、添え字を付さずに、単に基地局ＮＢと表記する場合がある。
複数の基地局ＮＢ[１]〜ＮＢ[Ｍ]の各々はＲＮＣ２０に接続されており、ＲＮＣ２０はコアネットワーク１０に接続されている。

ＬＴＥ通信システムは、各々がＬＴＥ通信システムにおける無線制御装置でもある複数の基地局ｅＮＢ[１]〜ｅＮＢ[Ｎ]（但し、Ｎは２以上の自然数）、及び、複数の基地局ｅＮＢ[１]〜ｅＮＢ[Ｎ]の各々の通信状況を管理するＭＭＥ（Mobility Management Entity）３０を備える。複数の基地局ｅＮＢ[１]〜ｅＮＢ[Ｎ]の各々は、ＬＴＥのevolved Node Bである。なお、以下において、複数の基地局ｅＮＢ[１]〜ｅＮＢ[Ｎ]の各々を区別しない場合には、添え字を付さずに、単に基地局ｅＮＢと表記する場合がある。
複数の基地局ｅＮＢ[１]〜ｅＮＢ[Ｎ]の各々は、コアネットワーク１０とＭＭＥ３０とに接続されている。すなわち、３Ｇ通信システムとＬＴＥ通信システムとは、コアネットワーク１０を介して互いに接続される。

また、無線通信システム１は、複数の無線通信端末ＵＥと無線通信を行う。無線通信端末ＵＥは、３ＧのＲＡＴしか利用できない無線通信端末ＵＥａ、ＬＴＥのＲＡＴしか利用できない無線通信端末ＵＥｂ、及び、３ＧとLTEの両方のＲＡＴを利用できる無線通信端末ＵＥｃに分類される。すなわち、無線通信端末ＵＥａは、基地局ＮＢとのみ通信可能な３Ｇ専用無線通信端末であり、無線通信端末ＵＥｂは、基地局ｅＮＢとのみ通信可能なＬＴＥ専用無線通信端末であり、無線通信端末ＵＥｃは、基地局ＮＢ及び基地局ｅＮＢの双方と通信可能な無線通信端末（デュアル型無線通信端末）である。なお、以下では、無線通信端末ＵＥａ、無線通信端末ＵＥｂ、及び、無線通信端末ＵＥｃを、無線通信端末ＵＥと総称する場合がある。
１つのＲＡＴしか利用できない無線通信端末ＵＥ（無線通信端末ＵＥａ、無線通信端末ＵＥｂ）は、そのＲＡＴ内の基地局間でのみハンドオーバされうる。例えば、基地局ｅＮＢ［１］のセルと、基地局ｅＮＢ［２］のセルとが重なり合う領域に位置する無線通信端末ＵＥｂは、基地局ｅＮＢ［１］から基地局ｅＮＢ［２］へとハンドオーバされうる。一方、デュアル型無線通信端末（無線通信端末ＵＥｃ）は、現在利用中のＲＡＴ内の基地局間でハンドオーバされうるだけでなく、両方のＲＡＴの基地局間でもハンドオーバされうる。

図２は、基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。基地局ｅＮＢは、通信制御部４１、記憶部（メモリ）４４、タイマー４５、無線インタフェース４６、及び、有線インタフェース４７を備える。
無線インタフェース４６は、アンテナと、アンプと、無線通信を行うための回路とを備え、無線通信端末ＵＥに信号を送信するとともに、無線通信端末ＵＥからの信号を受信する。有線インタフェース４７は、自局（図２に示された基地局ｅＮＢ）以外の基地局ｅＮＢ、コアネットワーク１０、及び、ＭＭＥ３０と、データの送受信を行う。

通信制御部４１は、判定部４２と切替手順実行部４３とを備える。通信制御部４１は、無線インタフェース４６を介して、無線通信端末ＵＥとの間の通信を実行するとともに、有線インタフェース４７を介して、自局以外の複数の基地局ｅＮＢ、ＭＭＥ３０、及び、コアネットワーク１０との間の通信を実行する。この通信制御部４１は、図示省略された基地局ｅＮＢのＣＰＵ（central processing unit）がコンピュータプログラムを実行し、ＣＰＵがそのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
記憶部４４には、基地局ｅＮＢが収容できる最大呼数Ｃmax、及び、基地局ｅＮＢが現在収容している呼数Ｃが記憶されている。例えば、呼数Ｃは、無線通信端末ＵＥから自局に対する呼が確立されたときに１増加し、逆に、呼が切断されたときに１減少する。

判定部４２は、無線通信端末ＵＥから接続要求があり、当該接続が確立した際に、記憶部４４に記憶された最大呼数Ｃmax及び呼数Ｃに基づいて、基地局ｅＮＢの呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する。具体的には、最大呼数Ｃmaxと呼数Ｃとが、以下の式（１）を満たすか否かを判定する。
Ｃmax−Ｃ＞α ……（１）
ここで、αは所定の閾値であり、無線通信システム１のオペレータが、基地局ｅＮＢの外部に設けられた操作部４８を操作して記憶部４４に記憶させた値である。この閾値αは、複数の基地局ｅＮＢ[１]〜ｅＮＢ[Ｎ]に共通の値であってもよいし、基地局ｅＮＢ毎に異なる値であってもよい。

判定部４２の行った判定の結果が肯定である場合（すなわち、自局の呼の収容能力に所定の余裕度がある場合）、通信制御部４１は、発呼した無線通信端末ＵＥ及び既に呼を確立している無線通信端末ＵＥとの間の全ての通信を継続して実行する。
一方、判定部４２の行った判定の結果が否定である場合、切替手順実行部４３は、発呼した無線通信端末ＵＥ、または、既に呼を確立している無線通信端末ＵＥを、自局とは異なる基地局ｅＮＢ（または、基地局ＮＢ）に接続するための手順を実行する。
なお、切替手順実行部４３は、接続先の基地局を切り替える無線通信端末ＵＥ（切替対象とされる無線通信端末ＵＥ）を、どのような方法によって選択してもよい。例えば、切替手順実行部４３は、発呼した無線通信端末ＵＥを切替対象として選択してもよいし、既に呼を確立している無線通信端末ＵＥの中で接続時間が最長の無線通信端末ＵＥを切替対象としてもよい。また、切替手順実行部４３は、発呼した無線通信端末ＵＥ及び既に呼を確立している無線通信端末ＵＥの中からランダムに選択した無線通信端末ＵＥを切替対象としてもよい。
また、切替手順実行部４３は、スケジューリング優先度の低い通信を行っている無線通信端末ＵＥを、切替対象の無線通信端末ＵＥとして選択してもよい。例えば、音声通信のスケジューリング優先度がデータ通信のスケジューリング優先度よりも高い場合には、データ通信を行っている無線通信端末ＵＥの中から、切替対象の無線通信端末ＵＥを選択してもよい。
なお、救急医療機関または警察への緊急呼び出しを行っている無線通信端末ＵＥ、特定の加入者が所有する高優先無線通信端末ＵＥ等を、切替対象の無線通信端末ＵＥから除外してもよい。

記憶部４４には、自局の輻輳情報と、自局の近傍に位置する複数の基地局（基地局ｅＮＢ、基地局ＮＢ）の各々の輻輳情報とが記憶されている。ここで、自局の近傍に位置する基地局とは、当該基地局のセルと、自局のセルとが地理的に重なり合うという関係を有する基地局である。
なお、輻輳情報は、基地局の輻輳の度合いを表す値であればどのような値であってもよい。例えば、輻輳情報は、呼の収容数（現在収容している呼数Ｃ）を表していてもよいし、ベースバンドカード（ベースバンド処理部が搭載されたカード）のリソースの使用率を表していてもよい。また、輻輳情報が表す値は、以下の式（２）で表される値Ｃon1であってもよいし、以下の式（３）で表される値Ｃon2であってもよい。
Ｃon1＝Ｃ／Ｃmax ……（２）
Ｃon2＝Ｃmax−Ｃ−δ ……（３）
ここでδは所定の閾値である。

通信制御部４１は、自局の輻輳情報を記憶部４４から読み出して、ＲＮＣ２０及び自局以外の複数の基地局ｅＮＢに対して通知する。また、通信制御部４１は、ＲＮＣ２０から送信された複数の基地局ＮＢ各々の輻輳情報と、自局以外の複数の基地局ｅＮＢから送信された複数の基地局ｅＮＢ各々の輻輳情報とを受信し、これらを記憶部４４に記憶させる。このように、記憶部４４の記憶された輻輳情報は、周期的に更新される。

切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥの新たな接続先となる基地局（ターゲット基地局）を、輻輳情報に基づいて選択する。
より具体的には、切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥと無線通信が可能な基地局（基地局ｅＮＢ、基地局ＮＢ）の中で最も輻輳の度合いが低い基地局を、ターゲット基地局として選択する。そして、切替手順実行部４３は、切替対象の無線通信端末ＵＥを、ターゲット基地局に接続するための手順（ハンドオーバ）を実行する。

なお、切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥとの通信において送受信されるデータのサイズが所定値以下であるか否かを判定する。
そして、切替手順実行部４３は、データのサイズが所定値以下である場合、タイマー４５を参照することで、判定部４２の行った判定の結果を得た時刻から所定の時間が経過するまで待機し、その後、切替対象とされた無線通信端末ＵＥのハンドオーバを実行する。
一方、データのサイズが所定値よりも大きい場合、切替手順実行部４３は、所定の時間待機することなく、切替対象とされた無線通信端末ＵＥのハンドオーバを実行する。より具体的には、ハンドオーバに必要な各種の信号交換を他の基地局及び無線通信端末ＵＥに対して行う。

以上のように、各基地局ｅＮＢは、判定部４２及び切替手順実行部４３を備え、各基地局ｅＮＢの呼の収容能力に所定の余裕度が確保された状態を維持するようにハンドオーバを実行する。これにより、基地局ｅＮＢが最大呼数Ｃmaxを収容している状態の発生を防止し、呼損が発生する確率を低減することが可能となる。

以下では、図３及び図４を参照しつつ、本実施形態に係る、無線通信システム１の具体的な動作の例を説明する。なお、図３及び図４は、ＬＴＥ通信システムの内部における無線通信端末ＵＥの接続先の切り替え、すなわち、無線通信端末ＵＥの接続先を基地局ｅＮＢ［ｉ］から基地局ｅＮＢ［ｊ］に切り替える手順を例示している。ここで、ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす自然数であり、ｊは１≦ｊ≦Ｎを満たし且つｉ≠ｊを満たす自然数である。また、図３及び図４に示された無線通信端末ＵＥは、基地局ｅＮＢ［ｉ］及び基地局ｅＮＢ［ｊ］と無線通信が可能であることを前提としている。

図３に示すように、無線通信端末ＵＥから基地局ｅＮＢ［ｉ］に対して接続要求があった場合、無線通信端末ＵＥ、基地局ｅＮＢ［ｉ］、及び、ＭＭＥ３０は、発呼手順を実行する（ステップＳ１）。なお、図３に示される発呼手順は、公知の一例であり、図３に示される手順以外の、公知の発呼手順を適宜用いてもよい。

図３に示すように、無線通信端末ＵＥが、基地局ｅＮＢ［ｉ］に対して、RRC Connection Requestメッセージを送信することで、発呼手順が開始される。
RRC Connection Requestメッセージを受信した基地局ｅＮＢ［ｉ］は、無線通信端末ＵＥに対してRRC Connection Setupメッセージを送信する。そして、無線通信端末ＵＥから送信されたRRC Connection Setup Completeメッセージを受信した基地局ｅＮＢ［ｉ］は、ＭＭＥ３０に対してInitial UE Messageメッセージを送信する。その後、ＭＭＥ３０から送信されたInitial Context Setup Requestメッセージを受信した基地局ｅＮＢ［ｉ］は、無線通信端末ＵＥに対してSecurity Mode Commandメッセージと、RRC Connection Reconfigurationメッセージとを送信する。さらに、無線通信端末ＵＥが送信したSecurity Mode Completeメッセージ、及び、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信した基地局ｅＮＢ［ｉ］は、ＭＭＥ３０に対して、Initial Context Setup Completeメッセージを送信する。ＭＭＥ３０がInitial Context Setup Completeメッセージを受信することで、発呼手順が完了する（ステップＳ１）。

基地局ｅＮＢ［ｉ］は、Initial Context Setup Completeメッセージを送信した後に、基地局ｅＮＢ［ｉ］の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する（ステップＳ２）。基地局ｅＮＢ［ｉ］の通信制御部４１は、ステップＳ２の処理を実行することにより、判定部４２として機能する。
ステップＳ２における判定の結果が肯定である場合、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、自局に対して発呼した無線通信端末ＵＥ及び既に自局との間で呼を確立している無線通信端末ＵＥと、自局との間の全ての通信を継続する。一方、ステップＳ２における判定の結果が否定である場合、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、処理をステップＳ３に進める。
ステップＳ３において、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、発呼した無線通信端末ＵＥまたは既に呼を確立している無線通信端末ＵＥから、切替対象とする１の無線通信端末ＵＥを選択する。なお、図３及び図４では、図示の便宜上、発呼した無線通信端末ＵＥが切替対象として選択された場合を、例示している。
また、ステップＳ３において、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、自局の近傍に存在する複数の基地局の中で、最も輻輳の度合いが低い基地局を、ターゲット基地局として選択する。なお、図３及び図４では、基地局ｅＮＢ［ｊ］がターゲット基地局として選択される場合を前提としている。

次に、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥが基地局ｅＮＢ［ｉ］を介して実行する通信において送受信されるデータのサイズが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、判定結果が肯定である場合、処理をステップＳ５に進める一方、判定結果が否定である場合、処理をステップＳ６に進める。
ステップＳ５において、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、ステップＳ２における判定結果を得た時刻から所定時間が経過するまで待機する。そして、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、所定時間が経過した後、処理をステップＳ６に進める。

ステップＳ６において、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、無線通信端末ＵＥを、基地局ｅＮＢ［ｉ］から基地局ｅＮＢ［ｊ］にハンドオーバさせる手順を実行する。基地局ｅＮＢ［ｉ］の通信制御部４１は、ステップＳ３乃至Ｓ６の処理を実行することにより、切替手順実行部４３として機能する。
なお、ハンドオーバは、公知の手順を適宜適用して実行すればよい。以下では、一例として、図４に示すＸ２ハンドオーバの手順を説明する。
図４に示すように、基地局ｅＮＢ［ｉ］は、基地局ｅＮＢ［ｊ］に対して、HANDOVER REQUESTメッセージを送信する。その後、基地局ｅＮＢ［ｊ］から送信されたHANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGEメッセージを受信した基地局ｅＮＢ［ｉ］は、無線通信端末ＵＥに対してRRC Connection Reconfigurationメッセージを送信したうえで、基地局ｅＮＢ［ｊ］に対してSN STATUS TRANSFERメッセージを送信する。RRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した無線通信端末ＵＥは、基地局ｅＮＢ［ｊ］に対してRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを送信する。基地局ｅＮＢ［ｉ］から送信されたSN STATUS TRANSFERメッセージと、無線通信端末ＵＥから送信されたRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージとを受信した基地局ｅＮＢ［ｊ］は、ＭＭＥ３０に対してPath Switch Requestメッセージを送信する。その後、ＭＭＥ３０から送信されたPath Switch Request Acknowledgeメッセージを受信した基地局ｅＮＢ［ｊ］は、UE CONTEXT RELEASEメッセージを基地局ｅＮＢ［ｉ］に送信する。基地局ｅＮＢ［ｉ］がUE CONTEXT RELEASEメッセージを受信することで、ステップＳ６のハンドオーバの手順が完了する。

なお、図３及び図４では、ＬＴＥのＲＡＴ内の基地局（基地局ｅＮＢ）間でのハンドオーバを例示するが、無線通信端末ＵＥａ及び無線通信端末ＵＥｃは、３ＧのＲＡＴ内の基地局（基地局ＮＢ）間でハンドオーバされうる。なお、３ＧのＲＡＴ内の基地局間でのハンドオーバは、公知の手順を適宜適用して実行すればよい。３Ｇ通信システムでは、判定部４２及び切替手順実行部４３は、ＲＮＣ２０に設けられる。但し、３Ｇ通信システムの判定部４２及び切替手順実行部４３の一方または双方を各基地局ＮＢに分散して配置してもよい。
また、無線通信端末ＵＥｃは、３ＧのＲＡＴ内の基地局（基地局ＮＢ）とＬＴＥのＲＡＴ内の基地局（基地局ｅＮＢ）との間でハンドオーバされうる。この３ＧのＲＡＴ内の基地局とＬＴＥ内の基地局との間でのハンドオーバも、公知の手順を適宜適用して実行すればよい。

本実施形態において、判定部４２は、無線通信端末ＵＥから基地局に対する接続要求があった場合に、基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する。そして、判定結果が否定である場合、切替手順実行部４３は、発呼した無線通信端末ＵＥ、または、既に呼を確立している無線通信端末ＵＥを、自局とは異なる基地局に接続するための手順を実行する。
これにより、各基地局は、呼の収容能力に所定の余裕度を有する状態を維持することができ、自局が輻輳状態となること（例えば、自局が最大呼数Ｃmaxを収容している状態となること）を防止する。従って、無線通信端末ＵＥからの接続要求があった場合に、当該接続要求が拒否される状況（すなわち、呼損）の発生を防止または低減することができる。

通常、無線通信端末ＵＥ間、あるいは無線通信端末ＵＥと基地局間で小さなサイズのデータを送受信する場合、当該データの送受信にかかる時間は短い。従って、無線通信端末ＵＥの行う通信において送受信されるデータサイズが小さい場合、通信の遅延がわずかであっても、当該無線通信端末の利用者は、当該遅延を大きな遅延として知覚する可能性が高い。よって、サイズの小さなデータを送受信する通信の場合には、遅延を防止することが、サービス品質維持のうえで重要となる。
これに対して、本実施形態における、切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥが行う通信において送受信されるデータのサイズが所定値以下であるか否かを判定し、データのサイズが所定値以下である場合には、所定時間待機後に、当該無線通信端末ＵＥのハンドオーバを実行する。この場合、無線通信端末ＵＥが行う通信におけるデータの送受信が完了するのを待って、ハンドオーバが開始される。従って、無線通信端末ＵＥで既に実行している通信が、接続先の変更のために中断または遅延させられることを防止することができる。これにより、当該無線通信端末ＵＥの利用者が通信の遅延を知覚することを防止し、サービス品質の低下を防止することが可能となる。
他方、サイズの大きなデータを送受信する場合、通信に多少の遅延が生じても、遅延を無線通信端末の利用者が知覚する可能性が低い。従って、この場合には、データの送受信の完了を待たずに無線通信端末ＵＥのハンドオーバを実行しても、当該無線通信端末ＵＥの利用者が通信の遅延を知覚する可能性は低く、サービス品質への影響は小さい。

また、本実施形態において、切替手順実行部４３は、最も輻輳の度合いが低い基地局を、ターゲット基地局として選択する。
これにより、切替対象とされた無線通信端末ＵＥは、接続先をターゲット基地局に切り替えた後も、安定した通信を行うことができる。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を、適宜に組み合わせることもできる。

＜変形例１＞
上述した実施形態では、式（１）を用いて、基地局ｅＮＢ（または、基地局ＮＢ）の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定するが、例えば、以下の式（４）により判定してもよいし、以下の式（５）により判定してもよい。
（Ｃ／Ｃmax）＜β ……（４）
Ｃ＜γ ……（５）
ここで、式（４）に現れるβは、０＜β＜１を満たす所定の閾値であり、記憶部４４に記憶されている。閾値βは、複数の基地局に共通の値であっても良いし、基地局毎に異なる値であってもよい。また、式（５）に現れるγは、０＜γ＜Ｃmaxを満たす所定の閾値である。閾値γも、記憶部４４に記憶されている。
いずれにしても、基地局の呼の収容能力の余裕度は、現在収容している呼数Ｃが最大呼数Ｃmaxに対してどの程度の余裕を有するかを示す値であれば、どのような算出方法によって算出される値であってもよい。

＜変形例２＞
上述した実施形態及び変形例では、判定部４２は、基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かの判定を、呼の種類を限定せずに実施するが、呼の種類をＬＴＥ通信システムにおける音声通話（Voice over LTE）に係る呼（VoLTE呼）に限定して実施してもよい。または、判定部４２は、呼の種類に限定せずに判定を行うとともに、呼の種類をVoLTE呼に限定した判定を別途行うものであってもよい。

＜変形例３＞
上述した実施形態及び変形例において、切替手順実行部４３は、無線通信端末ＵＥが接続する基地局をハンドオーバにより切り替えるが、ハンドオーバ以外の公知の方法を適宜適用して無線通信端末ＵＥが接続する基地局を切り替えてもよい。例えば、切替手順実行部４３は、リダイレクション（Release with Redirection）により、無線通信端末ＵＥの接続先の基地局を切り替えてもよい。
また、切替手順実行部４３は、ハンドオーバ、リダイレクション等の複数種類の手順を状況に応じて適宜使い分けることで、無線通信端末ＵＥが接続する基地局の切り替えを実行してもよい。
例えば、デュアル型の無線通信端末ＵＥｃを、ＬＴＥのＲＡＴ内の基地局（基地局ｅＮＢ）から３ＧのＲＡＴ内の基地局（基地局ＮＢ）へとハンドオーバさせるためには、当該無線通信端末ＵＥｃがＲＡＴ間ハンドオーバされる際に必要となる機能を備える必要がある。従って、無線通信端末ＵＥｃがＲＡＴ間ハンドオーバされる際に必要となる機能を備えない場合には、切替手順実行部４３は、リダイレクションにより無線通信端末ＵＥｃが接続する基地局を切り替える。すなわち、切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥがＲＡＴ間ハンドオーバされる際に必要となる機能を備えるか否かを判定し、無線通信端末ＵＥが接続する基地局を切り替えるための手順を選択する。より具体的には、切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥがＲＡＴ間ハンドオーバされる際に必要となる機能を備える場合には、当該無線通信端末ＵＥを他の基地局にハンドオーバさせる一方で、当該無線通信端末ＵＥがＲＡＴ間ハンドオーバされる際に必要となる機能を備えない場合には、当該無線通信端末ＵＥを他の基地局にリダイレクションさせる。

＜変形例４＞
上述した実施形態及び変形例において、切替手順実行部４３は、切替対象とされた無線通信端末ＵＥが行う通信において送受信されるデータのサイズが所定値以下であるか否かを判定するが、切替手順実行部４３は、このような判定を行わないものであってもよい。すなわち、切替手順実行部４３は、判定部４２の行った判定の結果が否定である場合、切替対象とされた無線通信端末ＵＥが行う通信において送受信されるデータサイズの大小に関わらず、一律に所定時間待機して、無線通信端末ＵＥの接続先の基地局を切り替える手順を実行してもよい。

＜変形例５＞
上述した実施形態及び変形例において、判定部４２の行った判定の結果が否定である場合に、切替手順実行部４３は、判定部４２の判定結果を得た時間から所定時間待機したうえで、無線通信端末ＵＥの接続先の基地局を切り替える手順を実行するが、判定部４２の行った判定の結果が否定である場合には、所定時間の経過を待たずに無線通信端末ＵＥの接続先の基地局を切り替える手順を実行してもよい。

＜変形例６＞
各基地局において、ＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりにハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。また、３Ｇ通信システムのＲＮＣ２０に判定部４２及び切替手順実行部４３を設ける場合、判定部４２及び切替手順実行部４３は、プログラムによって実行されるＣＰＵの機能でも良いし、ハードウェアで実行してもよいし、プログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

１……無線通信システム、１０……コアネットワーク、２０……ＲＮＣ、３０……ＭＭＥ、４１……通信制御部、４２……判定部、４３……切替手順実行部、４４……記憶部、４５……タイマー、４６……無線インタフェース、４７……有線インタフェース、４８……操作部、ｅＮＢ、ＮＢ……基地局、ＵＥ、ＵＥａ、ＵＥｂ、ＵＥｃ……無線通信端末。

Claims (6)

1. 複数の無線通信端末と通信可能な複数の基地局を備える無線通信システムであって、
   無線通信端末からある基地局に対して接続要求があった場合に、当該基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の行った判定の結果が否定である場合に、発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を当該基地局とは異なる基地局に接続するための手順を実行する切替手順実行部を備える、
   ことを特徴とする、無線通信システム。
2. 前記切替手順実行部は、
   前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、
   当該判定の結果を得た時間から所定時間経過した後に前記手順を実行する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線通信システムは、
   前記複数の基地局の各々の輻輳情報を記憶する記憶部を備え、
   前記切替手順実行部は、
   前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、
   前記記憶部が記憶する輻輳情報に基づいて、前記複数の基地局から最も輻輳の度合いが低い基地局をターゲット基地局として選択し、
   発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を前記ターゲット基地局に接続するための手順を実行する、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 複数の無線通信端末と通信可能な基地局であって、
   無線通信端末から前記基地局に対して接続要求があった場合に、前記基地局の呼の収容能力に所定の余裕度があるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の行った判定の結果が否定である場合に、発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を前記基地局とは異なる基地局に接続するための手順を実行する切替手順実行部とを備えることを特徴とする、基地局。
5. 前記切替手順実行部は、
   前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、
   当該判定の結果を得た時間から所定時間経過した後に前記手順を実行する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の基地局。
6. 前記基地局は、
   前記基地局の近傍に存在する複数の基地局の各々の輻輳情報を記憶する記憶部を備え、
   前記切替手順実行部は、
   前記判定部の行った判定の結果が否定である場合、
   前記記憶部が記憶する輻輳情報に基づいて、前記複数の基地局から最も輻輳の度合いが低い基地局をターゲット基地局として選択し、
   発呼した無線通信端末または既に呼を確立している無線通信端末を前記ターゲット基地局に接続するための手順を実行する、
   ことを特徴とする、請求項４または５に記載の基地局。

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