JP2014053800A - 基地局、無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信量の増大に伴うネットワークの輻輳を抑制することのできる基地局、無線通信システム、及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】ｅＮＢ２０は、第１及び第２の無線通信方式により通信可能な移動局と通信する。ｅＮＢ２０は、制御部２４２と無線通信部２１とを有する。制御部２４２は、上記移動局からの自動発呼による通信回数と上記自動発呼による最大通信可能回数とに基づき、上記第１及び第２の無線通信方式の通信負荷を推定する。無線通信部２１は、上記第１及び第２の無線通信方式の内、制御部２４２により推定された通信負荷が低い無線通信方式を、上記移動局に通知する。
【選択図】図５

Description

本発明は、基地局、無線通信システム、及び無線通信方法に関する。

従来、無線通信技術の発達に伴い、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）に代わる新たな無線通信規格として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）が普及しつつある。携帯電話等の移動局は、ＷＣＤＭＡやＬＴＥ等の無線通信方式に対応した基地局に接続して、他の移動局との間で通信を行う。この様な無線通信方式は、ＲＡＴ（Radio Access Technology）と呼ばれ、移動局の中には、異なる複数のＲＡＴによる通信が可能なもの（以下、「デュアル端末」と記す。）も存在する。基地局の上位装置であるＨＳＳ（Home Subscriber Server）は、デュアル端末の契約情報や能力（例えば、ＬＴＥ対応の有無）に応じて、デュアル端末が待受けに用いるＲＡＴを決定する。デュアル端末は、決定されたＲＡＴの通知を、接続先の基地局から受けると、利用可能な複数のＲＡＴの内、基地局の指定するＲＡＴでの待受けを行う。

特開２００３−１２５４５０号公報

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project） ＴＳ（Technical Specification） ２５．３３１ Ｖ１１．２．０（２０１２−０６） ８．１．３．３

しかしながら、近年では、デュアル端末に属するAlways-ON端末のユーザの増加に伴い、無線通信量が急速に増大している。Always-ON端末は、自端末を常時稼動状態に保つことで、ユーザからの発呼要求に拘らず、端末内の各種アプリケーションを更新するための自律的な発呼（自動発呼）を行う端末である。Always-ON端末の待受け用ＲＡＴがＷＣＤＭＡである場合、各端末からの発呼は、ユーザからの発呼であるか、自動発呼であるかを問わず、ＷＣＤＭＡ側の基地局及びＣＮ（Core Network）で処理される。このため、本来継続すべき音声やパケット等のユーザ発呼が、自動発呼の増加による輻輳の影響で、紛失または規制されてしまう可能性がある。また、デュアル端末は、例えば、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１の規格に則り、ＬＴＥをＷＣＤＭＡに優先させる切替え制御を行う。ところが、デュアル端末は、ＬＴＥへのＲＡＴ変更に際してＬＴＥ側の負荷を考慮しないため、特にＬＴＥ側の基地局及びＣＮが輻輳状態にある時には、輻輳を更に拡大させる恐れがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、通信量の増大に伴うネットワークの輻輳を抑制することのできる基地局、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する基地局は、第１及び第２の無線通信方式により通信可能な移動局と通信する。前記基地局は、推定部と通知部とを有する。前記推定部は、前記移動局からの自動発呼による通信回数と前記自動発呼による最大通信可能回数とに基づき、前記第１及び第２の無線通信方式の通信負荷を推定する。前記通知部は、前記第１及び第２の無線通信方式の内、前記推定部により推定された通信負荷が低い無線通信方式を、前記移動局に通知する。

本願の開示する基地局の一つの態様によれば、通信量の増大に伴うネットワークの輻輳を抑制することができる。

図１は、無線通信システムの構成を示す図である。 図２は、移動局の機能構成を示す図である。 図３は、移動局の記憶部に記憶されるユーザ発呼有無を示す図である。 図４は、移動局のハードウェア構成を示す図である。 図５は、ｅＮＢの機能構成を示す図である。 図６Ａは、ｅＮＢの記憶部に記憶される基地局通信回数を示す図である。 図６Ｂは、ｅＮＢの記憶部に記憶されるＲＡＴ通信状況を示す図である。 図６Ｃは、ｅＮＢの記憶部に記憶される優先通信ＲＡＴを示す図である。 図７は、ｅＮＢのハードウェア構成を示す図である。 図８は、ＲＮＣのハードウェア構成を示す図である。 図９は、ＬＴＥ ＣＮの機能構成を示す図である。 図１０Ａは、ＬＴＥ ＣＮの記憶部に記憶される基地局通信回数を示す図である。 図１０Ｂは、ＬＴＥ ＣＮの記憶部に記憶されるＣＮ最大能力を示す図である。 図１０Ｃは、ＬＴＥ ＣＮの記憶部に記憶される異ＲＡＴ通信状況を示す図である。 図１１は、ＬＴＥ ＣＮのハードウェア構成を示す図である。 図１２は、ｅＮＢの実行する通信回数集計処理を説明するためのシーケンス図である。 図１３は、ＬＴＥ ＣＮ及びＷＣＤＭＡ ＣＮの実行する通信回数集計処理を説明するためのシーケンス図である。 図１４は、ｅＮＢ、ＲＮＣからＣＮ宛に送信される“NODE HEALTH CHECK”信号の構成例を示す図である。 図１５は、ＬＴＥ ＣＮとＷＣＤＭＡ ＣＮとの間で送受信される“NODE HEALTH CHECK”信号の構成例を示す図である。 図１６は、ＣＮからｅＮＢ、ＲＮＣ宛に送信される“NODE HEALTH CHECK”信号の構成例を示す図である。 図１７は、ｅＮＢ及びＲＮＣの実行する待受けＲＡＴ決定処理を説明するためのシーケンス図である。 図１８は、ＷＣＤＭＡ側が低負荷の場合にＲＮＣの実行するＲＡＴ切替え抑止処理を説明するためのシーケンス図である。 図１９は、“RRC Connection Request”において自動発呼を特定するための“Cause”を示す図である。 図２０は、発呼時における移動局の動作を説明するためのシーケンス図である。 図２１は、ＲＡＴ変更時における移動局の動作を説明するためのシーケンス図である。 図２２は、呼解放時における移動局の動作を説明するためのシーケンス図である。 図２３は、移動局の通信開始ＲＡＴと負荷状態とに応じた、無線切替え機能及び待受けＲＡＴ変更の有無を説明するための図である。

以下に、本願の開示する基地局、無線通信システム、及び無線通信方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施例により、本願の開示する基地局、無線通信システム、及び無線通信方法が限定されるものではない。

まず、本願の開示する一実施例に係る無線通信システムの構成を説明する。図１は、無線通信システム１の構成を示す図である。図１に示す様に、無線通信システム１は、移動局（ＵＥ：User Equipment）１０と、ｅＮＢ（evolutional Node B）２０と、ＲＮＣ（Radio Network Controller）３０と、ＬＴＥ ＣＮ（Long Term Evolution Core Network）４０と、ＷＣＤＭＡ ＣＮ（Wideband Code Division Multiple Access Core Network）５０と、加入者管理装置としてのＨＳＳ６０（Home Subscriber Server）とを有する。移動局１０は、ＬＴＥ、ＷＣＤＭＡの何れのＲＡＴにも対応したデュアル端末であり、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０との間で、ＲＲＣ（Radio Resource Control）の送受信等、無線通信を行う。また、ｅＮＢ２０と、ＲＮＣ３０と、ＬＴＥ ＣＮ４０と、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０と、ＨＳＳ６０との各上位装置は、双方向に、各種信号やデータの送受信が可能な様に有線接続されている。

なお、本実施例では、待受けＲＡＴを移動局１０に指示する装置がｅＮＢ２０とＲＮＣ３０とであることから、図１では、ＷＣＤＭＡ側の基地局の図示を省略し、移動局１０がＲＮＣ３０と直接無線接続されるものとした。しかしながら、この様な構成に限らず、ＮＢ（Node B）等の無線基地局が、移動局１０とＲＮＣ３０との間に介在するものとしてもよい。

移動局１０は、例えば、Always-ON端末である。Always-ON端末は、自端末内の各種アプリケーションプログラムを新バージョンに自動更新するために、基地局としてのｅＮＢ２０、ＲＮＣ３０を介して、ネットワークに頻繁にアクセスする。移動局１０は、通常のパケット呼、音声呼を含むユーザ発呼に加えて、アプリケーションを更新するための自動発呼を行う。図２は、移動局１０の機能構成を示す図である。図２に示す様に、移動局１０は、無線通信部１１と記憶部１２と呼接続部１３と呼解放部１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

無線通信部１１は、ｅＮＢ２０とＲＮＣ３０との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部１１は、ｅＮＢ２０に対して、ＲＲＣとして、“Signaling Connection Release Indication”を送信すると共に、“UTRAN MOBIRITY INFORMATION”をｅＮＢ２０から受信する。また、無線通信部１１は、ＲＮＣ３０に対して、ＲＲＣとして、“RRC Connection Request”及び“UTRAN MOBIRITY INFORMATION Confirm”の送信を行う。

記憶部１２は、呼接続部１３及び呼解放部１４が実行する処理に使用される各種情報を記憶する。例えば、記憶部１２は、ユーザ発呼の有無を記憶する。すなわち、記憶部１２は、移動局１０による自動発呼の場合、ユーザ発呼の有無として「無」を記憶する一方、ユーザからの発呼要求が有った場合、ユーザ発呼の有無として「有」を記憶する。また、記憶部１２は、上記した以外の任意の設定情報や制御情報を記憶する。

図３は、移動局１０の記憶部１２に記憶されるユーザ発呼有無１２１を示す図である。ユーザ発呼有無１２１のデフォルト値は“無”である。設定契機として、ユーザ発呼有無１２１は、移動局のユーザからの発呼要求が有った場合に“有”に設定され、呼の解放時に“無” に設定される。また、参照契機は、ＲＲＣ送信時である。

呼接続部１３は、“RRC Connection Request”の送信、“UTRAN MOBIRITY INFORMATION”の受信、及び“UTRAN MOBIRITY INFORMATION Confirm”の送信に伴う各種処理を実行する。例えば、呼接続部１３は、記憶部１２に記憶された情報に対し、参照（読出し）、変更（書込み）、消去等の各種制御を行う。呼接続部１３は、“RRC Connection Request”の送信に伴い、ユーザからの発呼要求が有った場合、ユーザ発呼の有無として「有」を記憶部１２に記憶させる。呼接続部１３は、“RRC Connection Request”のメッセージを編集する際、ユーザ発呼の有無として「無」が記憶されている場合、“Establishment Cause”に対し、「自動発呼」を示す“Cause”を設定する。一方、呼接続部１３は、ユーザ発呼の有無として「有」が記憶されている場合、通常の“Establishment Cause”の編集処理を行う。

呼解放部１４は、呼解放処理における端末側の処理を行う。例えば、呼解放部１４は、“Signaling Connection Release Indication”の送信に伴う処理を実行する。呼解放部１４は、記憶部１２に記憶された情報に対し、参照（読出し）、変更（書込み）、消去等の各種制御を行う。呼解放部１４は、ユーザ発呼の有無として「有」が記憶部１２に記憶されている場合、呼解放処理時に「有」を「無」に更新する。

図４は、移動局１０のハードウェア構成を示す図である。図４に示す様に、移動局１０は、ハードウェアの構成要素として、無線ＩＦ（Inter Face）１０ａとプロセッサ１０ｂとメモリ１０ｃと電子回路１０ｄと入力ＩＦ１０ｅと出力ＩＦ１０ｆとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

無線ＩＦ１０ａは、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０と無線通信を行うためのインタフェース装置であり、例えば、アンテナＡ１を含む。プロセッサ１０ｂは、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を含む。メモリ１０ｃは、データを記憶する装置であり、例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のＲＡＭ、ＲＯＭ（Read Only Memory) 等を含む。電子回路１０ｄは、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を含む。入力ＩＦ１０ｅは、移動局１０への入力を行う装置であり、例えば、操作ボタン、マイク等を含む。出力ＩＦ１０ｆは、移動局１０からの出力を行う装置であり、例えば、ディスプレイ、スピーカ等を含む。

また、移動局１０の機能構成とハードウェア構成との対応関係につき、無線通信部１１は、上述した無線ＩＦ１０ａと電子回路１０ｄとにより実現される。記憶部１２は、上述したメモリ１０ｃにより実現される。また、呼接続部１３は、上述したプロセッサ１０ｂと電子回路１０ｄとにより実現される。呼解放部１４に関しても、上述したプロセッサ１０ｂと電子回路１０ｄとにより実現される。

ｅＮＢ２０は、例えば、無線基地局である。図５は、ｅＮＢ２０の機能構成を示す図である。図５に示す様に、ｅＮＢ２０は、無線通信部２１と網側通信部２２と呼解放部２３と呼接続部２４と記憶部２５とを有する。呼解放部２３は、判定部２３１と制御部２３２とを有する。同様に、呼接続部２４は、判定部２４１と制御部２４２とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

無線通信部２１は、Always-ON端末を始めとする移動局との間で、ＬＴＥによる無線通信を行う。例えば、無線通信部２１は、ＲＲＣとして、“Signaling Connection Release Indication”、“RRC Connection Request”、及び“UTRAN MOBIRITY INFORMATION Confirm”を受信する。また、無線通信部２１は、ＲＲＣとしての“UTRAN MOBIRITY INFORMATION”の送信を行う。

網側通信部２２は、他のｅＮＢ及びＬＴＥ ＣＮ４０との間で、有線通信を行う。網側通信部２２は、例えば、ＬＴＥ ＣＮ４０との間で、“NODE HEALTH CHECK”の送受信を行う。

呼解放部２３は、呼解放処理における基地局側の処理を行う。呼解放部２３は、例えば、“Signaling Connection Release Indication”の受信に伴う処理を実行する。呼解放部２３は、記憶部２５に記憶された情報に対し、参照（読出し）、変更（書込み）、消去等の各種制御を行う。判定部２３１は、“Signaling Connection Release Indication”に含まれる「Cause値」に基づき、移動局が自動的に通信を切断したか否かを判定する。例えば、Cause値が「UE Requested PS Data session end」である場合、判定部２３１は、記憶部２５に記憶されている「通信回数」に“１”を加算する。制御部２３２は、判定部２３１の計数する「通信回数」の時間管理を行う。制御部２３２は、ｅＮＢ２０によるサービス開始時に周期タイマを始動させ、所定の周期Ｔ１が経過する毎に「通信回数」をクリア（ゼロ更新）する。

呼接続部２４は、呼接続処理及びノード間信号の送受信処理における基地局側の処理を行う。呼接続部２４は、例えば、“RRC Connection Request”や“UTRAN MOBIRITY INFORMATION Confirm”の受信、“UTRAN MOBIRITY INFORMATION”の送信、あるいは、“NODE HEALTH CHECK”の送受信に伴う処理を実行する。呼接続部２４は、記憶部２５に記憶された情報に対し、参照（読出し）、変更（書込み）、消去等の各種制御を行う。

判定部２４１は、“RRC Connection Request”に含まれる“Establishment Cause値”等に基づき、移動局が自動的に発呼したか否かを判定する。例えば、判定部２４１は、移動局１０が自動的に発呼したと判定した場合、移動局１０の待受けＲＡＴ情報として、記憶部２５内の「優先通信ＲＡＴ」を、“UTRAN MOBIRITY INFORMATION”により移動局１０に通知することで、次回発信時のＲＡＴを変更する。

制御部２４２は、“NODE HEALTH CHECK”の送信制御を行う。制御部２４２は、ｅＮＢ２０によるサービス開始時に周期タイマを始動させ、所定の周期Ｔ２が経過する毎に、ｅＮＢ２０の装置状態を「正常」に設定すると共に、記憶部２５内の「通信回数」を設定する。そして、制御部２４２は、ＬＴＥ ＣＮ４０への“NODE HEALTH CHECK”の送信を、網側通信部２２に指示する。制御部２４２は、例えば、“NODE HEALTH CHECK”の受信制御を行う。制御部２４２は、ｅＮＢ２０によるサービス開始以降、ＬＴＥ ＣＮ４０から“NODE HEALTH CHECK”を受信した際、現時点の装置状態を参照し、「正常」が設定されている場合、オプションパラメータの有無を確認する。制御部２４２は、記憶部２５を参照し、「ＷＣＤＭＡ通信回数÷ＷＣＤＭＡ最大通信可能回数＝α」と「ＬＴＥ通信回数÷ＬＴＥ最大通信可能回数＝β」とを算出した後、αとβとの大小関係を比較する。

記憶部２５は、上記オプションパラメータが有る場合、「ＷＣＤＭＡ最大通信可能回数」、「ＷＣＤＭＡ通信回数」、「ＬＴＥ最大通信可能回数」、「ＬＴＥ通信回数」の各値をそれぞれ記憶する。記憶部２５は、上記αとβとの内、数値が低い方のＲＡＴ（ＷＣＤＭＡまたはＬＴＥ）を、「優先通信ＲＡＴ」として記憶する。

図６Ａは、ｅＮＢ２０の記憶部２５に記憶される基地局通信回数２５１を示す図である。基地局通信回数２５１のデフォルト値は“０”である。設定契機として、基地局通信回数２５１は、ＳＣＲＩ（Signaling Connection Release Indication）の受信時に１インクリメントされ、周期タイマのタイムオーバ時に“０”にクリアされる。また、参照契機は、ＬＴＥ ＣＮ４０への“NODE HEALTH CHECK”送信時である。

図６Ｂは、ｅＮＢ２０の記憶部２５に記憶されるＲＡＴ通信状況２５２を示す図である。図６Ｂに示す様に、ＲＡＴ通信状況２５２は、ＷＣＤＭＡ最大通信可能回数と、ＷＣＤＭＡ通信回数と、ＬＴＥ最大通信可能回数と、ＬＴＥ通信回数とを含む。最大通信可能回数は、対応するＲＡＴの許容する通信回数の最大値であり、通信回数は、対応するＲＡＴを用いて実際に通信が行われた回数（実績値）である。ＲＡＴ通信状況２５２を構成する各領域に格納される値のデフォルト値は“０”である。ＲＡＴ通信状況２５２の設定契機及び参照契機は、ＬＴＥ ＣＮ４０から送信される“NODE HEALTH CHECK”の受信時である。

図６Ｃは、ｅＮＢ２０の記憶部２５に記憶される優先通信ＲＡＴ２５３を示す図である。優先通信ＲＡＴ２５３のデフォルト値は、自局のＲＡＴを示す“ＬＴＥ”である。なお、ＲＮＣ３０の場合は、自局のＲＡＴを示す“ＷＣＤＭＡ”がデフォルト値として格納される。優先通信ＲＡＴ２５３の設定契機は、ＬＴＥ ＣＮ４０から送信される“NODE HEALTH CHECK”の受信時である。優先通信ＲＡＴ２５３には、上記α、βの内、数値の低い方（負荷の低い方）のＲＡＴが設定される。また、参照契機は、Always-ON端末が自動発呼してきたＲＲＣの受信時である。

図７は、ｅＮＢ２０のハードウェア構成を示す図である。図７に示す様に、ｅＮＢ２０は、ハードウェアの構成要素として、無線ＩＦ２０ａとプロセッサ２０ｂとメモリ２０ｃと電子回路２０ｄと網側ＩＦ２０ｅとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

無線ＩＦ２０ａは、移動局１０と無線通信を行うためのインタフェース装置であり、例えば、アンテナＡ２を含む。プロセッサ２０ｂは、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ、ＤＳＰ等を含む。メモリ２０ｃは、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む。電子回路２０ｄは、例えば、ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等を含む。網側ＩＦ２０ｅは、携帯電話システムの網側ネットワークに接続された有線回線を介して、他のｅＮＢや、ＣＮ等の上位装置と有線通信を行うためのインタフェース装置である。

また、ｅＮＢ２０の機能構成とハードウェア構成との対応関係につき、無線通信部２１は、上述した無線ＩＦ２０ａと電子回路２０ｄとにより実現される。網側通信部２２は、上述した網側ＩＦ２０ｅと電子回路２０ｄとにより実現される。また、呼解放部２３は、プロセッサ２０ｂと電子回路２０ｄとにより実現される。同様に、呼接続部２４は、プロセッサ２０ｂと電子回路２０ｄとにより実現される。記憶部２５は、上述したメモリ２０ｃにより実現される。

以上、ｅＮＢ２０の構成を代表的に説明したが、ＲＮＣ３０の機能構成は、ＲＡＴがＷＣＤＭＡである点を除き、ｅＮＢ２０の機能構成と同様である。従って、共通する構成要素には、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その図示及び詳細な説明は省略する。具体的には、ＲＮＣ３０の無線通信部３１と網側通信部３２と呼解放部３３と呼接続部３４と記憶部３５とは、ｅＮＢ２０の無線通信部２１と網側通信部２２と呼解放部２３と呼接続部２４と記憶部２５とにそれぞれ対応する構成要素である。呼接続部３４の判定部３４１は、移動局１０が自動発呼したと判定し、かつ、記憶部３５内の「優先通信ＲＡＴ」を参照した結果「優先通信ＲＡＴ」が「ＷＣＤＭＡ」であった場合、無線通信切替え機能をスキップし、ＷＣＤＭＡによる発信処理を継続する。

図８は、ＲＮＣ３０のハードウェア構成を示す図である。図８に示す様に、ＲＮＣ３０は、ハードウェアの構成要素として、基地局側ＩＦ３０ａとプロセッサ３０ｂとメモリ３０ｃと電子回路３０ｄと網側ＩＦ３０ｅとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

基地局側ＩＦ３０ａは、基地局を介して移動局と通信を行うためのインタフェース装置である。プロセッサ３０ｂは、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ、ＤＳＰ等を含む。メモリ３０ｃは、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む。電子回路３０ｄは、例えば、ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等を含む。網側ＩＦ３０ｅは、携帯電話システムの網側ネットワークに接続された有線回線を介して、他のＲＮＣや、ＣＮ等の上位装置と有線通信を行うためのインタフェース装置である。

また、ＲＮＣ３０の機能構成とハードウェア構成との対応関係につき、無線通信部３１は、上述した基地局側ＩＦ３０ａと電子回路３０ｄとにより実現される。網側通信部３２は、上述した網側ＩＦ３０ｅと電子回路３０ｄとにより実現される。また、呼解放部３３は、プロセッサ３０ｂと電子回路３０ｄとにより実現される。同様に、呼接続部３４は、プロセッサ３０ｂと電子回路３０ｄとにより実現される。記憶部３５は、上述したメモリ３０ｃにより実現される。

図９は、ＬＴＥ ＣＮ４０の機能構成を示す図である。図９に示す様に、ＬＴＥ ＣＮ４０は、同ＲＡＴ通信部４１と異ＲＡＴ通信部４２と呼接続部４３と記憶部４４とを有する。更に、呼接続部４３は、制御部４３１を有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

同ＲＡＴ通信部４１は、ｅＮＢ２０と有線通信を行う。同ＲＡＴ通信部４１は、ｅＮＢ２０から“NODE HEALTH CHECK”を受信すると共に、ｅＮＢ２０に対し、“NODE HEALTH CHECK”を送信する。同様に、異ＲＡＴ通信部４２は、異ＲＡＴであるＷＣＤＭＡ ＣＮ５０と有線通信を行う。異ＲＡＴ通信部４２は、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０から“NODE HEALTH CHECK”を受信すると共に、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０に対し、“NODE HEALTH CHECK”を送信する。

呼接続部４３は、ノード間信号の送受信処理におけるＣＮ側の処理を行う。呼接続部４３は、例えば、“NODE HEALTH CHECK”の受信、あるいは、“NODE HEALTH CHECK”の送信に伴う処理を実行する。呼接続部４３は、記憶部４４に記憶された情報に対し、参照（読出し）、変更（書込み）、消去等の各種制御を行う。

制御部４３１は、ｅＮＢ２０から送信される“NODE HEALTH CHECK”の受信制御を行う。制御部４３１は、“NODE HEALTH CHECK”をｅＮＢ２０から受信した際、現時点のＬＴＥ ＣＮ４０の装置状態を参照し、「正常」が設定されている場合、オプションパラメータの有無を確認する。制御部４３１は、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０に対する“NODE HEALTH CHECK”の送信制御を行う。制御部４３１は、ＬＴＥ ＣＮ４０によるサービス開始時に周期タイマを始動させ、所定の周期Ｔ３が経過する毎に、上記装置状態を「正常」に設定すると共に、記憶部４４に格納されている全ｅＮＢの「ｅＮＢ通信回数」の総和を「現通信回数」に設定する。また、制御部４３１は、記憶部４４に格納されている「最大能力」を「ＬＴＥ最大通信可能回数」に設定し、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０に対し、“NODE HEALTH CHECK”を送信させる。

また、制御部４３１は、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０から送信される“NODE HEALTH CHECK”の受信制御を行う。制御部４３１は、“NODE HEALTH CHECK”をＷＣＤＭＡ ＣＮ５０から受信した際、現時点のＬＴＥ ＣＮ４０の装置状態を参照し、「正常」が設定されている場合、オプションパラメータの有無を確認する。制御部４３１は、ｅＮＢ２０に対する“NODE HEALTH CHECK”の送信制御を行う。

更に、制御部４３１は、ＬＴＥ ＣＮ４０によるサービス開始時に周期タイマを始動させ、所定の周期Ｔ４が経過する毎に、上記装置状態を「正常」に設定すると共に、以下の処理を行う。制御部４３１は、記憶部４４に記憶されている全ｅＮＢの「ｅＮＢ通信回数」の総和を「ＬＴＥ通信回数」に設定し、「最大能力」を「ＬＴＥ最大通信可能回数」に設定する。また、制御部４３１は、記憶部４４に記憶されているＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の「最大通信可能回数」と「現通信回数」とをそれぞれ、「ＷＣＤＭＡ最大通信可能回数」と「ＷＣＤＭＡ通信回数」とに設定し、これらの情報が設定された“NODE HEALTH CHECK”をｅＮＢ２０へ送信させる。

記憶部４４は、上記オプションパラメータが有る場合、「ｅＮＢ通信回数」をｅＮＢ毎に記憶する。同様に、記憶部４４は、上記オプションパラメータが有る場合、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の「異ＲＡＴ最大通信可能回数」及び「異ＲＡＴ通信回数」を記憶する。また、記憶部４４は、ＬＴＥ ＣＮ４０によるサービス開始時より、ＬＴＥ ＣＮ４０の最大能力を「最大能力」として記憶する。

図１０Ａは、ＬＴＥ ＣＮ４０の記憶部４４に記憶される基地局通信回数４４１を示す図である。基地局通信回数４４１には、各ｅＮＢを一意に識別するための基地局番号（例えば、１、２、３、・・・、２５５、・・・）と、各ｅＮＢに在圏する移動局との通信回数を示す基地局通信回数（例えば、１０００、２００、８００、・・・、１５００、・・・）とが対応付けて記憶される。基地局通信回数４４１のデフォルト値に関し、基地局番号は固定値である。基地局通信回数のデフォルト値は“０”であるが、更新可能である。設定契機は、ｅＮＢ２０を含む各ｅＮＢから送信される“NODE HEALTH CHECK”の受信時である。また、参照契機は、異ＲＡＴのＣＮ（ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０）への“NODE HEALTH CHECK”送信時、及びｅＮＢ２０への“NODE HEALTH CHECK”送信時である。

図１０Ｂは、ＬＴＥ ＣＮ４０の記憶部４４に記憶されるＣＮ最大能力４４２を示す図である。ＣＮ最大能力４４２のデフォルト値は、ＬＴＥのＲＡＴによる最大通信可能回数である。なお、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の場合には、ＷＣＤＭＡによる最大通信可能回数が、ＣＮ最大能力４４２のデフォルト値として、更新可能に記憶される。また、参照契機は、異ＲＡＴのＣＮ（ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０）への“NODE HEALTH CHECK”送信時、及びｅＮＢ２０への“NODE HEALTH CHECK”送信時である。

図１０Ｃは、ＬＴＥ ＣＮ４０の記憶部４４に記憶される異ＲＡＴ通信状況４４３を示す図である。図１０Ｃに示す様に、異ＲＡＴ通信状況４４３は、異ＲＡＴ最大通信可能回数と異ＲＡＴ通信回数とを含む。異ＲＡＴ最大通信可能回数は、ＬＴＥとは異なるＲＡＴ（ＷＣＤＭＡ）の許容する通信回数の最大値であり、異ＲＡＴ通信回数は、ＬＴＥとは異なるＲＡＴ（ＷＣＤＭＡ）を用いて実際に通信が行われた回数（実績値）である。異ＲＡＴ通信状況４４３を構成する各領域に格納される値のデフォルト値は“０”である。ＲＡＴ通信状況４４３の設定契機は、異ＲＡＴのＣＮ（ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０）から送信される“NODE HEALTH CHECK”の受信時である。また、参照契機は、ｅＮＢ２０への“NODE HEALTH CHECK”送信時である。

図１１は、ＬＴＥ ＣＮ４０のハードウェア構成を示す図である。図１１に示す様に、ＬＴＥ ＣＮ４０は、ハードウェアの構成要素として、プロセッサ４０ａとメモリ４０ｂと電子回路４０ｃと網側ＩＦ４０ｄとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

プロセッサ４０ａは、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ、ＤＳＰ等を含む。メモリ４０ｂは、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む。電子回路４０ｃは、例えば、ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等を含む。網側ＩＦ４０ｄは、携帯電話システムの網側ネットワークに接続された有線回線を介して、他のｅＮＢや、ＣＮ等の上位装置と有線通信を行うためのインタフェース装置である。

また、ＬＴＥ ＣＮ４０の機能構成とハードウェア構成との対応関係につき、同ＲＡＴ通信部４１は、上述した電子回路４０ｃと網側ＩＦ４０ｄとにより実現される。同様に、異ＲＡＴ通信部４２は、上述した電子回路４０ｃと網側ＩＦ４０ｄとにより実現される。また、呼接続部４３は、上述したプロセッサ４０ａと電子回路４０ｃとにより実現される。記憶部４４は、上述したメモリ４０ｂにより実現される。

以上、ＬＴＥ ＣＮ４０の構成を代表的に説明したが、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の構成は、制御部を除き、ＬＴＥ ＣＮ４０の構成と同様である。従って、共通する構成要素には、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その図示及び詳細な説明は省略する。具体的には、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の同ＲＡＴ通信部５１と異ＲＡＴ通信部５２と呼接続部５３と記憶部５４とは、ＬＴＥ ＣＮ４０の同ＲＡＴ通信部４１と異ＲＡＴ通信部４２と呼接続部４３と記憶部４４とにそれぞれ対応する構成要素である。また、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０のプロセッサ５０ａとメモリ５０ｂと電子回路５０ｃと網側ＩＦ５０ｄとは、ＬＴＥ ＣＮ４０のプロセッサ４０ａとメモリ４０ｂと電子回路４０ｃと網側ＩＦ４０ｄとにそれぞれ対応する構成要素である。

呼接続部５３の制御部５３１は、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０によるサービス開始時に周期タイマを始動させ、所定の周期Ｔ５が経過する毎に、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の装置状態を「正常」に設定すると共に、以下の処理を行う。制御部５３１は、記憶部５４に記憶されている全ＲＮＣの「ＲＮＣ通信回数」の総和を「ＷＣＤＭＡ通信回数」に設定し、「最大能力」を「ＷＣＤＭＡ最大通信可能回数」に設定する。また、制御部５３１は、記憶部５４に記憶されているＬＴＥ ＣＮ４０の「最大通信可能回数」と「現通信回数」とをそれぞれ、「ＬＴＥ最大通信可能回数」と「ＬＴＥ通信回数」とに設定し、これらの情報が設定された“NODE HEALTH CHECK”をＲＮＣ３０へ送信させる。

次に、本実施例における無線通信システム１の動作を説明する。図１２は、ｅＮＢ２０の実行する通信回数集計処理を説明するためのシーケンス図である。以下の動作説明では、移動局１０と同様の構成を有するｎ（ｎは自然数）台の移動局を、移動局１０−１〜１０−ｎと記載する。また、説明の便宜上、基地局としてｅＮＢ２０、及びＣＮとしてＬＴＥ ＣＮ４０の動作を代表的に説明するが、ＲＮＣ３０及びＷＣＤＭＡ ＣＮ５０についても、それぞれ同様の動作が可能である。

Ｓ１では、移動局１０−１の無線通信部１１は、ｅＮＢ２０に対して、ＳＣＲＩを送信する。ＳＣＲＩは、３ＧＰＰ Ｒｅｌ．８に規定されているFast Dormancy（自動通信における切断手順）機能においてサポートされているＲＲＣ送信機能である。

Ｓ２では、ｅＮＢ２０の判定部２３１は、移動局１０−１との通信回数をカウントする。他の移動局１０−ｎに関しても、Ｓ１及びＳ２と同様の処理が実行される（Ｓ３、Ｓ４）。すなわち、ｅＮＢ２０は、自局のセルに在圏している全ての移動局から上記ＳＣＲＩを受信した回数をカウントし、単位時間当たりの受信回数を記憶部２５に記憶させる。単位時間は、数秒〜十数秒であり、例えば、４秒程度である。

Ｓ５では、ｅＮＢ２０の網側通信部２２は、上記単位時間当たりの受信回数を、ｅＮＢ２０の属するＬＴＥ ＣＮ４０に通知する。ＬＴＥ ＣＮ４０の同ＲＡＴ通信部４１は、該通知を受けると、上記単位時間当たりの受信回数を記憶部４４に記憶させる。通信回数は、単位時間が経過する毎に繰り返しカウントされる。すなわち、Ｓ６では、ｅＮＢ２０の判定部２３１は、Ｓ４で加算された通信回数を“０”にクリアした後、上述したＳ１〜Ｓ５の各処理を再び実行する（Ｓ７、Ｓ８）。

図１３は、ＬＴＥ ＣＮ４０及びＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の実行する通信回数集計処理を説明するためのシーケンス図である。Ｓ１１では、ＲＮＣ３０−１の網側通信部３２は、ＲＮＣ３０−１に在圏する各移動局との通信回数を、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０に通知する。ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０は、Ｓ１１で通知された上記通信回数を記憶部５４に記憶する（Ｓ１２）。Ｓ１１、Ｓ１２の各処理は、他のＲＮＣ３０−２〜３０−ｎに関しても同様に実行される（Ｓ１３、Ｓ１４）。単位時間が経過すると、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の制御部５３１は、通知及び記憶された、全てのＲＮＣ３０−１〜３０−ｎの通信回数を合計し、その値を記憶部５４に記憶させる（Ｓ１５）。Ｓ１１〜Ｓ１５の各処理は、各ｅＮＢ２０−１〜２０−ｎとＬＴＥ ＣＮ４０との間でも、同様に実行される（Ｓ１６〜Ｓ２０）。

ここで、３ＧＰＰでは、異なるＲＡＴ間で上記通信回数の集計結果を通知し合うためのメッセージは規定されていないが、基地局−ＣＮ間及びＣＮ−ＣＮ間では、制御用リンクの正常性確認のため、HEALTH CHECK信号の送受信が行われている。そこで、本実施例における無線通信システム１では、基地局とＣＮとは、NODE HEALTH CHECK信号に対し、上記通信回数の集計結果を付与することにより、通信回数を通知し合うものとする。図１４は、ｅＮＢ２０、ＲＮＣ３０からＣＮ４０、５０宛に送信される“NODE HEALTH CHECK”信号Ｍ１の構成例を示す図である。図１４に示す様に、“NODE HEALTH CHECK”信号Ｍ１は、送受信される情報の種別を保持する「IE/Group Name」領域と、対応する情報が現時点で採る状態を保持する「Presence」領域とを有する。「Presence」領域には、“Message Type”として、例えば“Ｍ”が保持され、“Message ID”として、例えば“Ｍ”が保持される。更に、送信元（ｅＮＢ２０またはＲＮＣ３０）の現在の“装置状態”として、例えば“Ｍ”が保持され、“基地局通信回数”として、例えば、初期値“０”が保持される。

Ｓ２１では、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の異ＲＡＴ通信部５２は、ＬＴＥ ＣＮ４０に対し、Ｓ１５で記憶された上記通信回数と、ＷＣＤＭＡによる最大通信可能回数とを送信する。同様に、ＬＴＥ ＣＮ４０の異ＲＡＴ通信部４２は、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０に対し、Ｓ２０で記憶された上記通信回数と、ＬＴＥによる最大通信可能回数とを送信する（Ｓ２２）。ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０とＬＴＥ ＣＮ４０との間で、各ＲＡＴの通信回数及び最大通信可能回数の交換が完了すると、これらの回数値は、各ＣＮの制御部５３１、４３１により参照可能な形態で、記憶部５４、４４にそれぞれ記憶される（Ｓ２３、Ｓ２４）。

図１５は、ＬＴＥ ＣＮ４０とＷＣＤＭＡ ＣＮ５０との間で送受信される“NODE HEALTH CHECK”信号Ｍ２の構成例を示す図である。図１５に示す様に、“NODE HEALTH CHECK”信号Ｍ２は、送受信される情報の種別を保持する「IE/Group Name」領域と、対応する情報が現時点で採る状態を保持する「Presence」領域とを有する。「Presence」領域には、“Message Type”として、例えば“Ｍ”が保持され、“Message ID”として、例えば“Ｍ”が保持される。更に、送信元（ＬＴＥ ＣＮ４０またはＷＣＤＭＡ ＣＮ５０）の現在の“装置状態”として、例えば“Ｍ”が保持され、“最大通信可能回数”及び“現通信回数”として、例えば、初期値“０”がそれぞれ保持される。

Ｓ２５〜Ｓ３０では、各ＲＡＴの通信回数及び最大通信可能回数が、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０に接続された全てのＲＮＣ３０−１〜３０−ｎに通知される。これにより、各ＲＮＣ３０−１〜３０−ｎにおいて、ＷＣＤＭＡとＬＴＥとの内、何れのＲＡＴが負荷の低いＲＡＴであるかの判断が可能となる。ＬＴＥ側においても、同様の処理が実行される。Ｓ３１〜Ｓ３６では、各ＲＡＴの通信回数及び最大通信可能回数が、各ｅＮＢ２０−１〜２０−ｎに通知されるため、ＬＴＥ ＣＮ４０に接続された全てのｅＮＢが、負荷の低いＲＡＴを、移動局の待受けＲＡＴに決定することが可能となる。

図１６は、ＣＮ４０、５０からｅＮＢ２０、ＲＮＣ３０宛に送信される“NODE HEALTH CHECK”信号Ｍ３の構成例を示す図である。図１６に示す様に、“NODE HEALTH CHECK”信号Ｍ３は、送受信される情報の種別を保持する「IE/Group Name」領域と、対応する情報が現時点で採る状態を保持する「Presence」領域とを有する。「Presence」領域には、“Message Type”として、例えば“Ｍ”が保持され、“Message ID”として、例えば“Ｍ”が保持される。また、送信元（ＬＴＥ ＣＮ４０またはＷＣＤＭＡ ＣＮ５０）の現在の“装置状態”として、例えば“Ｍ”が保持される。更に、“ＷＣＤＭＡ最大通信可能回数”、“ＷＣＤＭＡ通信回数”、“ＬＴＥ最大通信可能回数”、及び“ＬＴＥ通信回数”として、例えば、初期値“０”がそれぞれ保持される。

次の単位時間の開始を契機として、上述したＳ１１〜Ｓ３６の一連の処理は、再び実行される（例えば、Ｓ３７〜Ｓ４０）。そして、同様の処理が、単位時間毎に繰り返し実行される。

図１７は、ｅＮＢ及びＲＮＣの実行する待受けＲＡＴ決定処理を説明するためのシーケンス図である。Ｓ４１では、ＲＮＣ３０の制御部３４２は、図１３のＳ２５、Ｓ２６でＷＣＤＭＡ ＣＮ５０から受信されたＷＣＤＭＡ通信回数（全ＲＮＣ通信回数）とＷＣＤＭＡ最大通信可能回数とから、αを算出する。αは、ＷＣＤＭＡ通信回数をＷＣＤＭＡ最大通信可能回数で除算することによって得られる値であり、ＷＣＤＭＡ側における自動発呼による通信負荷を示す指標となる。Ｓ４２では、ＬＴＥに関し、Ｓ４１と同様の処理が実行される。すなわち、ＲＮＣ３０の制御部３４２は、図１３のＳ２５、Ｓ２６でＷＣＤＭＡ ＣＮ５０から受信されたＬＴＥ通信回数（全ｅＮＢ通信回数）とＬＴＥ最大通信可能回数とから、βを算出する。βは、ＬＴＥ通信回数をＬＴＥ最大通信可能回数で除算することによって得られ、ＬＴＥ側における自動発呼による通信負荷を示す指標となる。

ＲＮＣ３０の無線通信部３１は、移動局１０−１〜１０−ｎからのＲＲＣの受信を待機しており、例えば、移動局１０−１からの新たな自動発呼に伴って送信されたRRC Connection Requestを受信する（Ｓ４３）。制御部３４２は、RRC Connection Requestの受信を検知すると、αとβとを比較する（Ｓ４４）。該比較の結果、α＞βの場合（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、制御部３４２は、自ＲＡＴ（ＷＣＤＭＡ）よりも異ＲＡＴ（ＬＴＥ）の負荷が低いものと判断する。従って、ＲＮＣ３０の無線通信部３１は、該判断結果を基に、負荷の低い異ＲＡＴ（ＬＴＥ）での待受けを指示するＲＲＣ（UTRAN MOBILITY INFORMATION）を、移動局１０−１に返信する（Ｓ４５）。これに対し、Ｓ４４における比較の結果、α≦βの場合（Ｓ４４；Ｎｏ）には、制御部３４２は、自ＲＡＴ（ＷＣＤＭＡ）が異ＲＡＴ（ＬＴＥ）よりも負荷が低いものと判断する。従って、ＲＮＣ３０の無線通信部３１は、該判断結果を基に、負荷の低い自ＲＡＴ（ＷＣＤＭＡ）での待受けを指示するＲＲＣ（UTRAN MOBILITY INFORMATION）を、移動局１０−１に返信する（Ｓ４６）。

以上、ＷＣＤＭＡ側における待受けＲＡＴ決定処理について説明したが、上記一連の処理は、ＬＴＥ側においても同様に実行される。ＬＴＥ側のｅＮＢ２０の動作は、ＷＣＤＭＡ側のＲＮＣ３０の動作と同様である。また、ＬＴＥ側の移動局１０−１〜１０−ｎの動作は、ＷＣＤＭＡ側の移動局１０−１〜１０−ｎの動作と同様である。従って、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、ステップＳ５１〜Ｓ５６に示す各処理は、上述したステップＳ４１〜Ｓ４６の各処理にそれぞれ対応する。

なお、α及びβの算出、または待受けＲＡＴの決定は、必ずしも、双方の基地局（ＲＮＣ３０、ｅＮＢ２０）にて行われる必要は無く、何れか一方の基地局における算出結果または決定結果を他方の基地局が共有するものとしてもよい。かかる態様では、例えば、ＲＮＣ３０が、Ｓ４１、Ｓ４２にて算出したαとβの各値を、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０、ＨＳＳ６０等の上位装置を介して、ｅＮＢ２０に通知する。あるいは、ＲＮＣ３０が、Ｓ４４にて決定した待受けＲＡＴを、上位装置を介して、ｅＮＢ２０に通知することとなる。これにより、待受けＲＡＴ決定処理に伴うシステム負荷が低減される。また、メモリの使用容量の節減が可能となる。

図１８は、ＷＣＤＭＡ側が低負荷の場合にＲＮＣ３０の実行するＲＡＴ切替え抑止処理を説明するためのシーケンス図である。図１８は、図１７と同様のステップを複数含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図１８のステップＳ６１〜Ｓ６３に示す各処理は、図１７に示したステップＳ４１〜Ｓ４３の各処理にそれぞれ対応する。以下、図１７との相違点について説明する。

Ｓ６４では、ＲＮＣ３０の制御部３４２は、例えば、移動局１０−１から送信されたRRC Connection Requestの受信を検知すると、上記αとβとを比較し、該比較結果に基づき、ＬＴＥの負荷がＷＣＤＭＡの負荷よりも低いか否かを判定する。その際、制御部３４２は、α＞βである場合、ＬＴＥ側が低負荷であると判定し、α≦βである場合、ＷＣＤＭＡ側が低負荷であると判定する。ＬＴＥ側が低負荷であると判定された場合（Ｓ６４；Ｙｅｓ）、ＲＮＣ３０の無線通信部３１は、ＲＲＣとしてRRC Connection Rejectを、移動局１０−１に返信する（Ｓ６５）。これにより、ＲＮＣ３０は、ＲＡＴを、ＷＣＤＭＡからＬＴＥに切り替えさせ、移動局１０−１が待受けＲＡＴとしてＷＣＤＭＡを選定することを抑止する。その結果、移動局１０−１は、より高速かつ低負荷なＬＴＥでの待受けが可能となる。一方、Ｓ６４における判定の結果、ＬＴＥ側が低負荷でないと判定された場合（Ｓ６４；Ｎｏ）、ＲＮＣ３０の無線通信部３１は、ＲＲＣとしてRRC Connection Setupを、移動局１０−１に返信する（Ｓ６６）。これにより、ＲＮＣ３０によるＲＡＴの切替え制御（リダイレクション）は抑止されるため、移動局１０−１は、待受けＲＡＴとしてＷＣＤＭＡを継続して使用することとなる。その結果、ＬＴＥ側の基地局やＣＮが輻輳状態にある場合であっても、ＲＡＴ切替えに起因する輻輳の更なる拡大は未然に防止される。

なお、上記Ｓ４３、Ｓ５３、Ｓ６３では、移動局１０−１は、無線通信部１１により、“RRC Connection Request”を各基地局（ＲＮＣ３０またはｅＮＢ２０）宛に送信するが、３ＧＰＰでは、Always-ON端末による自動発呼を特定するための“Cause”は規定されていない。そこで、本実施例では、“RRC Connection Request”内に新規の“Cause”が追加される。図１９は、“RRC Connection Request”において自動発呼を特定するための“Cause”を示す図である。本実施例に係る無線通信システム１では、Always-ON端末としての移動局１０からの発信に際し、該発信が自動発呼である場合には、移動局１０は、図１９に示す様に、“RRC Connection Request”内に、新規CauseＣ１（例えば、“spare9”）を設定する。“RRC Connection Request”を受信した基地局は、該新規CauseＣ１が識別子として設定されている場合には、移動局１０からの発信が自動発呼であると認識する。これにより、各基地局（ＲＮＣ３０またはｅＮＢ２０）は、移動局１０による“RRC Connection Request”の発信が、音声、パケット等のユーザ発呼であるか、自動発呼であるかを、容易かつ迅速に識別することができる。

続いて、移動局１０の動作を説明する。図２０は、発呼時における移動局１０の動作を説明するためのシーケンス図である。まずＳ７１では、移動局１０の呼接続部１３は、移動局１０に対するユーザからの発呼要求を待機しており、該発呼要求を検知すると、該発呼要求がユーザの手動操作によるものであるか否かを判定する。判定の結果、上記発呼要求が手動による発呼である場合（Ｓ７１；Ｙｅｓ）には、呼接続部１３は、記憶部１２内のユーザ発呼有無１２１（図３参照）に対し、ユーザ発呼が存在することを示す「有」の値を設定する（Ｓ７２）。一方、上記判定の結果、上記発呼要求が手動による発呼（ユーザ発呼）でない場合（Ｓ７１；Ｎｏ）には、ステップＳ７２の処理は省略され、後続するステップＳ７３の処理に移行する。

Ｓ７３では、移動局１０の呼接続部１３は、ユーザ発呼有無１２１の現在の設定値を参照する。該参照の結果、ユーザ発呼有無１２１が“無”に設定されている場合（Ｓ７３；Ｙｅｓ）、呼接続部１３は、ｅＮＢ２０宛の“RRC Connection Request”を構成する“Establishment Cause”に対し、自動発呼であることを示す「新規CauseＣ１（図１９参照）」を設定する（Ｓ７４）。一方、上記参照の結果、ユーザ発呼有無１２１が“有”に設定されている場合（Ｓ７３；Ｎｏ）には、呼接続部１３は、上記“Establishment Cause”に対し、「新規CauseＣ１」を追加することなく、通常の“Establishment Cause”を上記“RRC Connection Request”に設定する（Ｓ７５）。

“RRC Connection Request”の生成が完了すると、移動局１０の無線通信部１１は、ｅＮＢ２０に対し、該“RRC Connection Request”を送信する（Ｓ７６）。なお、上述した一連の発呼制御処理は、ｅＮＢ２０に対する発呼時は元より、ＲＮＣ３０に対する発呼に際しても同様に実行される。

次いで、図２１は、ＲＡＴ変更時における移動局１０の動作を説明するためのシーケンス図である。移動局１０は、待受けＲＡＴの変更に際して、3GPP 25.331 Figure8.3.3-1に従い、ＵＴＲＡＮ（Universal mobile telecommunications system Terrestrial Radio Access Network）７０との間で、信号の送受信を行う。すなわち、移動局１０の無線通信部１１は、ＵＴＲＡＮ７０に対し、“UTRAN MOBILITY INFORMATION”を送信する（Ｓ８１）と、ＵＴＲＡＮ７０は、これに対する確認応答信号として、“UTRAN MOBILITY INFORMATION COFIRM”を返信する（Ｓ８２）。

図２２は、呼解放時における移動局１０の動作を説明するためのシーケンス図である。移動局１０の呼解放部１４は、ｅＮＢ２０とのパケット通信中（Ｓ９１）に、パケット通信が所定時間実行されていないことを検知すると（Ｓ９２）、ＲＲＣの“Signaling Connection Release Indication Cause”に対し、“UE Requested PS Data session end”を設定する（Ｓ９３）。“Signaling Connection Release Indication”の編集が完了すると、移動局１０の無線通信部１１は、ｅＮＢ２０に対し、該“Signaling Connection Release Indication”を送信する（Ｓ９４）。送信完了後、呼解放部１４は、記憶部１２内のユーザ発呼有無１２１（図３参照）を、ユーザ発呼が存在しないことを示す「無」の値に更新する（Ｓ９５）。なお、上述した一連の解放制御処理は、ｅＮＢ２０に対する呼解放時は元より、ＲＮＣ３０に対する呼解放に際しても同様に実行される。

図２３は、移動局１０の通信開始ＲＡＴと負荷状態とに応じた、無線切替え機能及び待受けＲＡＴ変更の有無を説明するための図である。図２３に示す様に、無線切替え機能及び待受けＲＡＴ変更の有無は、移動局１０が通信を開始した際に使用したＲＡＴ（通信開始ＲＡＴ）、発呼手段、発呼種別、負荷状態をパラメータとして、決定される。例えば、図２３の最上段のデータが示す様に、「通信開始ＲＡＴ」が“ＷＣＤＭＡ”、「発呼手段」が“自動発呼”、「発呼種別」が“パケット”、「負荷状態」が“ＷＣＤＭＡ＜ＬＴＥ”である場合を想定する。この場合、従来であれば、３ＧＰＰ規格に従った「無線切替え機能」により、通信開始ＲＡＴである“ＷＣＤＭＡ”は“ＬＴＥ”に切り替えられ、これに伴い、待受けＲＡＴは、“ＬＴＥ”に変更される。その結果、移動局は、“ＬＴＥ”での待受けを行うこととなる。これに対し、本実施例では、上記場合、移動局１０は「無線切替え機能」を有さない（図２３のＤ１参照）。このため、移動局１０は、「負荷状態」を考慮して、“ＷＣＤＭＡ”から“ＬＴＥ”への待受けＲＡＴの変更を抑止し、通信開始時と同様、“ＷＣＤＭＡ”での待受けを継続することとなる。

一方、「負荷状態」が“ＷＣＤＭＡ≧ＬＴＥ”である場合には、移動局１０は「無線切替え機能」を有する。従って、移動局１０の「通信開始ＲＡＴ」が“ＷＣＤＭＡ”であっても、通信開始ＲＡＴは、無線切替え機能により、より高速な“ＬＴＥ”に切り替えられる。これに伴い、待受けＲＡＴは、図２３のＤ２、Ｄ３に示す様に、“ＷＣＤＭＡ”から“ＬＴＥ”に変更される。その結果、移動局１０は、以降、“ＬＴＥ”での待受けを行うこととなる。反対に、「負荷状態」が“ＷＣＤＭＡ≦ＬＴＥ”である場合には、移動局１０は、３ＧＰＰ規格上の「無線切替え機能」を有さない。しかしながら、移動局１０の「通信開始ＲＡＴ」が“ＬＴＥ”である場合には、通信開始ＲＡＴ（ＬＴＥ）は、より負荷の低い“ＷＣＤＭＡ”に切り替えられる。これに伴い、待受けＲＡＴは、“ＬＴＥ”から“ＷＣＤＭＡ”に変更される（図２３のＤ４、Ｄ５）。その結果、移動局１０は、以降、“ＷＣＤＭＡ”での待受けを行うこととなる。

以上説明した様に、無線通信システム１は、ＬＴＥ及びＷＣＤＭＡにより通信可能な移動局１０と、移動局１０と通信するｅＮＢ２０とを有する。ｅＮＢ２０は、制御部２４２と無線通信部２１とを有する。制御部２４２は、移動局１０からの自動発呼による通信回数（実績値）と上記自動発呼による最大通信可能回数（上限値）とに基づき、ＬＴＥ及びＷＣＤＭＡの通信負荷（例えば、上記α、β）を推定する。無線通信部２１は、ＬＴＥ及びＷＣＤＭＡの内、制御部２４２により推定された通信負荷が低い方のＲＡＴ（例えば、ＬＴＥ）を、移動局１０に通知する。移動局１０は、無線通信部２１により通知された上記ＲＡＴを、上記自動発呼に伴う待受けに使用する呼接続部１３を有する。

換言すれば、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、Always-ON端末による全ての自動発呼回数をＲＡＴ毎に監視し、自動発呼率の小さい（負荷の低い）ＲＡＴを、待受けＲＡＴに決定する。ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、決定されたＲＡＴをAlways-ON端末に通知すると、該端末は、通知されたＲＡＴで待受けを行う。これにより、待受けが特定のＲＡＴに集中することが回避され、輻輳に伴う発呼の紛失や輻輳の更なる拡大が抑制される。

本実施例に係る無線通信システム１は、例えば、以下の効果を奏する。無線通信システム１は、新たに自動発呼してきた移動局１０の待受けＲＡＴを、負荷の低いＲＡＴに決定する。従って、移動局１０以外の移動局（例えば、音声通信可能なAlways-ON端末）の自動発呼により、本来はＷＣＤＭＡ側で受け付けてＷＣＤＭＡ側で通信を継続すべき発呼要求が、紛失されたり規制の対象となる、といった事態は回避される。更に、無線通信システム１は、ＷＣＤＭＡ側の負荷と比較してＬＴＥ側の負荷が高いと判定された場合、ＬＴＥ側の負荷状態を考慮して、ＷＣＤＭＡ側で自動発呼した移動局１０のＲＡＴ切替え（リダイレクション）を抑止する。これにより、ＬＴＥ側が輻輳状態にある場合にまでＲＡＴの切替えが実行されることはなくなり、輻輳の更なる拡大は未然に防止される。

ｅＮＢ２０において、無線通信部２１は、上記自動発呼の検知に伴い、該自動発呼をした移動局１０に対し、制御部２４２により推定された通信負荷が低い方のＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ）による待受けを指示するものとしてもよい。これにより、ｅＮＢ２０は、自局に自動発呼をしてきた移動局１０に対し、より負荷の低いＲＡＴでの待受けをさせることができる。従って、移動局１０を含む多数の移動局が待受けに使用するＲＡＴが一方のＲＡＴに集中すること無く、ＲＡＴ間での負荷分散が図られる。その結果、無線通信システム１は、自動発呼を効率的に処理することが可能となる。

ｅＮＢ２０において、制御部２４２は、上記通信回数（実績値）と上記最大通信可能回数（上限値）との所定時間（例えば、４秒程度）毎の集計結果を用いて、上記通信負荷（例えば、上記α、β）を上記所定時間毎に推定するものとしてもよい。これにより、移動局１０は、各ＲＡＴの接続状況が変わった場合でも、常時、負荷の低いＲＡＴでの待受けが可能となる。従って、無線通信システム１は、通信環境の経時変化等に伴う負荷状況の変動に容易に対応することができる。その結果、無線通信システム１の環境適応性が向上する。

上述した様に、本実施例における無線通信システム１は、ＲＡＴ間における負荷分散技術を、Always-ON端末からの自動発呼処理に適用することで、従来の負荷分散技術とは異なる、本実施例に特有の効果を奏する。例えば、Always-ON端末としての移動局１０が、音声やパケットのユーザ発呼を行う際、通信負荷を軽減するため、負荷の低いＲＡＴを用いると、ＷＣＤＭＡの負荷がＬＴＥの負荷より低い場合、待受けＲＡＴとして、ＷＣＤＭＡが選択されることとなる。その結果、移動局１０は、ＷＣＤＭＡよりも高速のＬＴＥによる待受けができず、ユーザの利便性を損なう可能性がある。そこで、無線通信システム１は、ＲＡＴ間における負荷分散技術を、ユーザの関与しない自動発呼処理に適用する。これにより、ユーザは、利便性を損なうことなく、Always-ONの一機能として、例えば、端末内のアプリケーションを自動的に更新する機能を享受することができる。併せて、Always-ON端末の自動発呼は、モバイルネットワークの通信トラフィックを飛躍的に増大させることが懸念されるが、本実施例に係る無線通信システム１によれば、自動発呼は、複数のＲＡＴ間で適宜分散される。その結果、通信負荷を抑制することが可能となる。

なお、上記実施例では、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、最大通信可能回数に対する通信回数の比率を基に、各ＲＡＴの通信負荷を推定する際、自動発呼による通信回数（以下、「自動発呼回数」と記す。）を用いるものとした。しかしながら、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、自動発呼回数に限らず、ユーザ発呼回数を用いるものとしてもよい。この場合、上記αは、ＷＣＤＭＡによるユーザ発呼回数を、ＷＣＤＭＡによるユーザ発呼可能回数の最大値で除算した値となり、上記βは、ＬＴＥによるユーザ発呼回数を、ＬＴＥによるユーザ発呼可能回数の最大値で除算した値となる。更に、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、待受けＲＡＴを選択する際、ユーザ発呼回数の内、特に音声の発呼回数、またはパケットの発呼回数を用いて、通信負荷を推定するものとしてもよい。

また、上記実施例では、無線通信システム１は、上記αとβとの大小関係を単純に比較し、α、βの内、小さい値に対応するＲＡＴを待受けＲＡＴとしたが、かかる態様に限らず、比較に先立ち、重み付けを行ってもよい。すなわち、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、α、βの内、何れか一方の算出結果に対し、所定の係数を乗算することで、何れかのＲＡＴが優先的に待受けＲＡＴに選択される様な態様を採ることができる。例えば、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、αとβとの比較に先立ち、βに対して１未満の係数（例えば、０．８）を乗算するものとすれば、α＞βとなる可能性が高くなる。これにより、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、移動局１０に対し、待受けＲＡＴとして「ＬＴＥ」を優先的に指定することができる。従って、ＷＣＤＭＡと比較してＬＴＥの通信容量に余裕のある場合には、上記の様な重み付けを施すことが好適である。反対に、ＷＣＤＭＡの許容通信容量が大きい場合には、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、１を超える係数（例えば、１．２）をβに乗算するものとすれば、ＷＣＤＭＡが選択される確率が上昇する。この様に、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、上記係数を可変的に設定することで、各ＲＡＴの通信容量に応じた負荷の調整が可能となる。

更に、上記実施例では、無線通信システム１は、上記αとβとの内、値の低い方のＲＡＴを負荷の低いＲＡＴと推定するものとしたが、上記α、βの差分を負荷推定の基準としてもよい。すなわち、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、前回の単位時間における上記αとβとを、記憶部２５及び記憶部３５にそれぞれ保持しておき、今回の単位時間における上記α’とβ’との差分である“α’−α”及び“β’−β”を算出する。そして、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、該差分が小さい方のＲＡＴが、自動発呼回数の増加幅が小さい（または減少幅が大きい）ことから、負荷の低いＲＡＴであると推定する。

あるいは、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、上記差分の代わりに、上記α、βの増加率（α’／α、及びβ’／β）を用いて、各ＲＡＴの負荷を推定するものとしてもよい。かかる態様では、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、上記増加率の低い（または減少率の高い）方のＲＡＴを、負荷の低いＲＡＴと推定する。上述した、差分または増加率を用いる何れの態様によっても、各時間単位間の経時的変動を加味して、より精度良く通信負荷を推定することができる。また、無線通信システム１は、差分または増加率を用いて負荷の低いＲＡＴを推定する方法と、上記重み付けを付与する方法とを組み合わせてもよい。

更に、上記実施例では、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、ＬＴＥ、ＷＣＤＭＡの２種類のＲＡＴを対象として、待受けＲＡＴを選択するものとした。しかしながら、ｅＮＢ２０及びＲＮＣ３０は、３つ以上のＲＡＴ（例えば、ＬＴＥ、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００）の中から、負荷の低いＲＡＴを選択するものとしてもよい。このとき選択されるＲＡＴは、必ずしも１つのＲＡＴでなくてもよい。また、選択対象となるＲＡＴに関しても、ＬＴＥとＷＣＤＭＡの様に、必ずしも異なる周波数帯を使用するものでなくてもよく、同一周波数帯を使用するＲＡＴであっても、無線通信方式が異なるものであれば、本実施例に係る無線通信システム１の適用は可能である。

また、上記実施例では、移動局として、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）を想定して説明したが、本発明は、移動局に限らず、ｅＮＢやＲＮＣに対し、直接または間接的に自動発呼を行う様々な通信機器に対して適用可能である。

更に、無線通信システム１の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、図２に示した呼接続部１３と呼解放部１４、あるいは図５に示した呼解放部２３と呼接続部２４を、それぞれ１つの構成要素として統合してもよい。その際、呼接続部１３、２４が、呼解放部１４、２３を、構成要素の１つとして包含するものとしてもよい。また、これとは反対に、ｅＮＢ２０、ＲＮＣ３０の呼接続部２４、３４に関し、例えば、最大通信可能回数に対する通信回数の比率を算定する部分と、通信負荷の低いＲＡＴを推定する部分とに分散してもよい。また、メモリ１０ｃ、２０ｃ、３０ｃ、４０ｂ、５０ｂを、移動局１０、ｅＮＢ２０、ＲＮＣ３０、ＬＴＥ ＣＮ４０、ＷＣＤＭＡ ＣＮ５０の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続する様にしてもよい。

１ 無線通信システム
１０、１０−１、１０−２、１０−３、・・・、１０−ｎ 移動局
１０ａ 無線ＩＦ（Inter Face）
１０ｂ プロセッサ
１０ｃ メモリ
１０ｄ 電子回路
１０ｅ 入力ＩＦ（Inter Face）
１０ｆ 出力ＩＦ（Inter Face）
１１ 無線通信部
１２ 記憶部
１３ 呼接続部
１４ 呼解放部
２０、２０−１、２０−２、・・・、２０−ｎ ｅＮＢ（evolutional Node B）
２０ａ 無線ＩＦ（Inter Face）
２０ｂ プロセッサ
２０ｃ メモリ
２０ｄ 電子回路
２０ｅ 網側ＩＦ（Inter Face）
２１ 無線通信部
２２ 網側通信部
２３ 呼解放部
２４ 呼接続部
２５ 記憶部
３０、３０−１、３０−２、・・・、３０−ｎ ＲＮＣ（Radio Network Controller）
３０ａ 基地局側ＩＦ（Inter Face）
３０ｂ プロセッサ
３０ｃ メモリ
３０ｄ 電子回路
３０ｅ 網側ＩＦ（Inter Face）
３１ 無線通信部
３２ 網側通信部
３３ 呼解放部
３４ 呼接続部
３５ 記憶部
４０ ＬＴＥ ＣＮ（Long Term Evolution Core Network）
４０ａ プロセッサ
４０ｂ メモリ
４０ｃ 電子回路
４０ｄ 網側ＩＦ（Inter Face）
４１ 同ＲＡＴ通信部
４２ 異ＲＡＴ通信部
４３ 呼接続部
４４ 記憶部
５０ ＷＣＤＭＡ ＣＮ（Wideband Code Division Multiple Access Core Network）
５０ａ プロセッサ
５０ｂ メモリ
５０ｃ 電子回路
５０ｄ 網側ＩＦ（Inter Face）
５１ 同ＲＡＴ通信部
５２ 異ＲＡＴ通信部
５３ 呼接続部
５４ 記憶部
６０ ＨＳＳ（Home Subscriber Server）
１２１ ユーザ発呼有無
２３１、２４１ 判定部
２３２、２４２ 制御部
２５１ 基地局通信回数
２５２ ＲＡＴ通信状況
２５３ 優先通信ＲＡＴ
４３１ 制御部
４４１ 基地局通信回数
４４２ ＣＮ最大能力
４４３ 異ＲＡＴ通信状況
Ａ１、Ａ２ アンテナ
Ｃ１ 新規Cause
Ｄ 通信開始ＲＡＴ別待受けＲＡＴ変更一覧
Ｄ１ 無線切替え機能格納値
Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５ 待受けＲＡＴ変更格納値
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ NODE HEALTH CHECK信号

Claims (5)

1. 第１及び第２の無線通信方式により通信可能な移動局と通信する基地局であって、
   前記移動局からの自動発呼による通信回数と前記自動発呼による最大通信可能回数とに基づき、前記第１及び第２の無線通信方式の通信負荷を推定する推定部と、
   前記第１及び第２の無線通信方式の内、前記推定部により推定された通信負荷が低い無線通信方式を、前記移動局に通知する通知部と
   を有することを特徴とする基地局。
2. 前記通知部は、前記自動発呼の検知に伴い、該自動発呼をした移動局に対し、前記推定部により推定された通信負荷が低い無線通信方式による待受けを指示することを特徴とする請求項１記載の基地局。
3. 前記推定部は、前記通信回数と前記最大通信可能回数との所定時間毎の集計結果を用いて、前記通信負荷を前記所定時間毎に推定することを特徴とする請求項１記載の基地局。
4. 第１及び第２の無線通信方式により通信可能な移動局と、該移動局と通信する基地局とを有する無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記移動局からの自動発呼による通信回数と前記自動発呼による最大通信可能回数とに基づき、前記第１及び第２の無線通信方式の通信負荷を推定する推定部と、
   前記第１及び第２の無線通信方式の内、前記推定部により推定された通信負荷が低い無線通信方式を、前記移動局に通知する通知部とを有し、
   前記移動局は、
   前記通知部により通知された前記無線通信方式を、前記自動発呼に伴う待受けに使用する制御部
   を有することを特徴とする無線通信システム。
5. 第１及び第２の無線通信方式により通信可能な移動局と通信する基地局における無線通信方法であって、
   前記基地局は、
   前記移動局からの自動発呼による通信回数と前記自動発呼による最大通信可能回数とに基づき、前記第１及び第２の無線通信方式の通信負荷を推定し、
   前記第１及び第２の無線通信方式の内、推定された通信負荷が低い無線通信方式を、前記移動局に通知する
   ことを特徴とする無線通信方法。

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