JP5229051B2 - 無線通信システムにおける基地局間インタフェース確立方法、無線通信システムにおける上位管理装置、無線通信システムにおける無線基地局装置 - Google Patents

Description

開示する技術は、移動通信システムにおけるハンドオーバ制御技術に関する。

標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、次世代移動通信システムの無線アクセスネットワーク技術が検討されており、UTRAN LTE（Universal Terrestrial Radio Access Network Long Term Evolution）と呼ばれている。また、コアネットワーク側は、ＳＡＥ（System Architecture Evolution）として検討が行われている。

LTEの検討においては、従来の無線基地局（Node-B）と無線基地局制御装置（RNC:Radio
Network Controller）との機能を、同一ノードで実現することを想定しており、このノードはeNB（evolved Node B）と呼ばれている。

図１０は、上述の検討に基づくIMT-2000 LTE/SAEシステムの一般的な構成例を示す図である。このシステムは、UE（User Equipment）１００１、LTE１００２、SAE１００３、IPサービス網１００４を含む。LTE１００２は、E-UTRANと称し、eNB１００２−１が配置される。SAE１００３には、MME（Mobility Management Entity）１００３−１、Serving Gateway１００３−２、HSS（Home Subscriber Server）１００３−３、PDN（Packet Data Network） Gateway１００３−４、PCRF（Policy Charging Rule Function）１００３−５が配置される。IPサービス網１００４は、アプリケーションサービス（マルチメディア通信、パケット通信）を提供する機能部であり、IMS（IP Multimedia Service）、PSS（Packet Switching Service）などの各アプリケーションサービスを提供する各種サーバ群を含む。

IMT-2000 LTE/SAEシステムのインタフェースは、eNB間をX2インタフェース、eNB-MME/SAE間をS1-APインタフェースと呼んでいる。X2インタフェース、S1-APインタフェースのプロトコルスタックを、それぞれ図１１（ａ）及び（ｂ）に示す。

セル方式を採用する移動体通信である携帯電話やPHSでは、セル境界に端末が移動した場合や、その他の原因により、基地局からの電波が弱くなると、そのままでは通信が続行できなくなる。そのため、電波が弱くなるかまたは弱くなる前に、別のセルの電波の強い基地局に接続の切り替えを行う、ハンドオーバ（Ｈａｎｄ Ｏｖｅｒ、Ｈ／Ｏ、Ｈ．Ｏ．）と呼ばれる手順が実行される。

IMT2000 LTE/SAEシステムでのハンドオーバは、（１）X2インタフェースを使用するハンドオーバと、（２）S1-APインタフェースを使用するハンドオーバの2種類が存在する。（１）X2インタフェースを使用するハンドオーバは、ハンドオーバ元eNB１００２−１（Source eNB）とハンドオーバ先eNB１００２−１（Target eNB）のX2インタフェースが確立されているときに実施されるハンドオーバ手順である。MME１００３−１はハンドオーバ制御には関与しない。
（２）S1-APインタフェースを使用するハンドオーバは、Source eNB１００２−１とTarget eNB１００２−１のX2インタフェースが確立されていないときに実施されるハンドオーバ手順である。本手順の実行時には、Source eNB１００２−１とTarget eNB１００２−１が同一のMME１００３−１に所属するか、異なるMME１００３−１に所属するかどうかで手順が異なる。
（１）X2インタフェースを使用するハンドオーバの動作シーケンスを、図１２に示す。
（２）S1-APインタフェースを使用するハンドオーバ（同一MME所属）の動作シーケンスを、図１３に示す。

MME１００３−１を跨らないeNB１００２−１間のハンドオーバにおいて、S1-APメッセージのハンドオーバ手順を使用する際の各手順について、以下に示す。

<1> HANDOVER PREPARATION手順
図１４は、HANDOVER PREPARATION手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。

MME１００３−１を跨らないeNB１００２−１間のハンドオーバにおいて、まず、Source
eNB１００２−１は、UE１００１からのハンドオーバ要求（RRC:MEASUREMENT REPORT）を受信する。この結果、ハンドオーバ要求内のTarget eNB情報より、Source eNBとTarget eNB間のX2インタフェースが起動済みか確認を行なう。確認の結果、X2インタフェース未起動と判断された場合、Source eNB１００２−１はMME１００３−１に対して、ハンドオーバ要求（S1-AP:HANDOVER REQUIRED）を送信する（図１４のＳ１４０１）。
本要求の応答（成功 or 失敗）は、<2>HANDOVER RESOURCE ALLOCATION手順の成功 （Ｓ１４０２）or 失敗（Ｓ１４０３）によって決定される。

<2> HANDOVER RESOURCE ALLOCATION手順
図１５は、HANDOVER RESOURCE ALLOCATION手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。

まず、MME１００３−１は、S1-AP:HANDOVER REQUIREDを受信する（図１４のＳ１４０１）。この結果、MME１００３−１は、S1-AP:HANDOVER REQUIRED内のI.Eより（Target eNB情報等）、Target eNB１００２−１がMME１００３−１を跨らない（自MME配下に存在する）か、MME１００３−１を跨る（自MME配下に存在しない）か、確認を行なう。確認の結果、MME１００３−１を跨らないと判断した場合、MME１００３−１は、Target eNB１００２−１に対して、ハンドオーバ要求（d2S1-AP:HANDOVER REQUEST）を送信する（図１５のＳ１５０１）。

Target eNB１００２−１は、S1-AP:HANDOVER REQUESTを受信すると、ハンドオーバのためのTarget eNB側のリソース捕捉等を行い、本要求の応答（成功（Ｓ１５０２） or 失敗（Ｓ１５０３））をMME１００３−１に返信する。
MME１００３−１は、本要求の応答結果を元に<1> HANDOVER PREPARATION手順の応答（図１４のＳ１４０２又はＳ１４０３）を、Source eNB１００２−１に返却する。

<3> HANDOVER RESOURCE NOTIFICATION手順
図１６は、HANDOVER NOTIFICATION手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。

Target eNB１００２−１は、UE１００１がTarget eNB１００２−１のセルに繋がりS1-APのハンドオーバが完了したことを、MME１００３−１に通知する（図１６のＳ１６０１）。

図１７は、X2セットアップ手順（X2-IF）の動作シーケンス図である。
この手順では、X2インタフェース（X2-IF）を通して、正確に相互動作を行なうためにeNB１００２−１間に必要であるアプリケーションレベルでのデータ交換が実施される。

まず、送信元のeNB１００２−１から送信先のeNB１００２−１へX2 SETUP REQUESTが送信される（Ｓ１７０１）。この結果、送信先のeNB１００２−１から送信元のeNB１００２−１に、成功応答X2 SETUP RESPONSE（Ｓ１７０２）又は失敗応答X2 SETUP FAILURE（Ｓ１７０３）が返される。

図１８は、S1セットアップ手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。
この手順は、S1-APインタフェース上での正しい通信を実現するために、eNB１００２−１とMME１００３−１に必要となるアプリケーションレベルのデータ交換が実施される。

まず、送信元のeNB１００２−１から送信先のMME１００３−１へS1 SETUP REQUESTが送信される（Ｓ１８０１）。この結果、送信先のMME１００３−１から送信元のeNB１００２−１に、成功応答S1 SETUP RESPONSE（Ｓ１８０２）又は失敗応答S1 SETUP FAILURE（Ｓ１８０３）が返される。

S1-APハンドオーバ、X2セットアップ手順（X2-IF）で使用されるメッセージフォーマットを、図１９から図２５に示す。図１９は、HANDOVER REQUIRED（S1-AP）メッセージのフォーマットである。図２０は、HANDOVER REQUEST（S1-AP）メッセージのフォーマットである。図２１は、HANDOVER COMMAND（S1-AP）メッセージのフォーマットである。図２２は、S1-AP I.E Criticality Diagnosticsメッセージのフォーマットである。図２３は、X2 SETUP REQUEST（X2-IF）メッセージのフォーマットである。図２４は、X2 SETUP RESPONSE（X2-IF）メッセージのフォーマットである。図２５は、S1 SETUP REQUEST（S1-AP）メッセージのフォーマットである。

eNB１００２−１間のハンドオーバにおいて、データ欠損を防止するために、Source eNB１００２−１はTarget eNB１００２−１に対して、ユーザデータのデータ転送（Data forwarding）を行うことも可能である。

図２６は、X2インタフェースを使用したハンドオーバ時のデータ転送の説明図である。
ハンドオーバ前に、Serving Gateway１００３−２（図１０参照）からSource eNB１００２−１に、d1,d2,d3,d4,d5,d6のデータが送られていたとする。ここで、d1,d2,d3のデータがUE１００１に到達している状態でハンドオーバ（H.O.）が発生した場合、Source eNB １００２−１は、UE１００１へ、未送信のデータd4d5d6を、X2インタフェースにて、Target eNB１００２−１に転送（Data forwarding）する。ハンドオーバ手順中にSource eNB１００２−１からTarget eNB１００２−１へのパススイッチが行なわれ、以降のデータd7d8d9は、Serving Gateway１００３−２からTarget eNB１００２−１に送られる。

図２７は、S1インタフェースを使用したハンドオーバ時のデータ転送の説明図である。
ハンドオーバ前に、Serving Gateway１００３−２からSource eNBに１００２−１に、d1d2d3d4d5d6のデータが送られていたとする。ここで、d1d2d3のデータがUE１００１に到達している状態でハンドオーバ（H.O）が発生した場合、Source eNB１００２−１は、UE１００１へ、未送信のデータd4d5d6を、S1インタフェースにて、Serving Gateway１００３−２経由でTarget eNB１００２−１に転送（Data forwarding）する。ハンドオーバ手順中にSource eNB１００２−１からTarget eNB１００２−へのパススイッチが行なわれ、以降のデータd7d8d9は、Serving Gateway１００３−２からTarget eNB１００２−１に送られる。

本出願が開示する技術に関連する従来技術として、下記先行技術文献が開示されている。

特開２００８−１０３８６５号公報 特開２００８−２２７７７２号公報

LTE１００２間のハンドオーバにおいては、SAE１００３を経由する場合にはS1-APインタフェースを使用し、SAE１００３を経由しない場合にはX2インタフェースを使用することが3GPPによって規定されている。S1-APインタフェースはeNB１００２−１とSAE１００３間、X2インタフェースはeNB１００２−１間の局間リンクが相当する。

従来技術では、局間リンクは、例えばeNB１００２−１の増減設時に設定又は解放され、全隣接無線基地局に対して設定される。
しかし、局間リンクの設定に必要なリソースは有限であるため、全てのeNB１００２−１に対して局間リンクが設定されると、リソース不足が懸念される。特に、Home eNB（ホーム基地局）等の運用により、将来的に隣接eNB１００２−１の台数の増加が想定される。

また、局間リンクは、SCTP（Stream Control Transmission Protocol）上で設定されるため、無通信状態であってもSCTPのHEATBEAT機能によって隣接eNB１００２−１とのメッセージのやり取りが発生する。この結果、処理負荷が高くなることも懸念される。

従って、IMT-2000 LTE/SAEシステムでは、全ての隣接eNB１００２−１のX2インタフェース（局間リンク）を再開時や増設時に設定しておくことは現実的ではないと想定される。しかし、eNB１００２−１間のX2インタフェース未設定によるハンドオーバが多発した場合、S1-APインタフェースを使用したハンドオーバが多く発生する。この結果、SAE向けの負荷が増大し、また、S1-APインタフェース向けの回線帯域やリソースが圧迫されることが懸念され、ハンドオーバのサービス低下に繋がると予想される。

開示する技術が解決しようとする課題は、X2インタフェース等の局間リンク及びS1-APインタフェース等の対上位局間リンク双方の効率的な利用が可能なハンドオーバを実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の無線ノード装置の各々の間に確立される局間リンク又は前記複数の無線ノード装置を収容する上位管理装置と複数の無線ノード装置の各々との間で確立される各対上位局間リンクを用いてハンドオーバ処理を実行するハンドオーバ処理方法、又はその方法によって実現される上位管理装置或いは無線ノード装置として実現され、以下の構成を有する。

まず、上位管理装置が収容する複数の無線ノード装置の各々についてのハンドオーバの発生状況が管理される。
次に、ハンドオーバの発生状況に応じて、上位管理装置が収容する第１の無線ノード装置と第２の無線ノード装置の間の局間リンクの確立指示が、上位管理装置から第１の無線ノード装置に対して指示される。

そして、局間リンクの確立指示に基づいて、第１の無線ノード装置と第２の無線ノード装置との間で局間リンクの確立手順が実行される。
また、第１の無線ノード装置と第２の無線ノード装置の間で局間リンクが確立されている状態で、第１の無線ノード装置と第２の無線ノード装置の間のハンドオーバの発生状況に応じて、第１の無線ノード装置と第２の無線ノード装置との間で局間リンクの解除手順が実行される。

開示する技術によれば、無線ノード装置間のハンドオーバの発生頻度に応じて、両者間
で局間リンクを自動的に確立させ或いは解除させることが可能となる。従って、局間リンクの設定に用いられるリソースを有効に利用することが可能となり、無線ノード装置の増加にも、効率的に対応することが可能となる。

また、ハンドオーバ処理が無線ノード装置間の直接通信に振り分けられる結果、対上位局間リンク上での無駄なハンドオーバの多発を防ぐことができ、回線帯域やリソースの圧迫を回避でき、ハンドオーバのサービス低下を防止できる。

開示技術に基づく無線通信システムの実施形態の構成例を示す図である。 実施形態におけるX2インタフェースの確立動作の動作シーケンス図（その１）である。 実施形態におけるX2インタフェースの確立動作の動作シーケンス図（その２）である。 実施形態におけるX2インタフェースの解除動作の動作シーケンス図である。 eNB２００が保持する局間リンク確立状況テーブル２０６の構成例を示す図である。 SAE１００が保持する局間リンク確立状況テーブル１０６の構成例を示す図である。 SAE１００が保持するハンドオーバ発生数テーブル１０７の構成例を示す図である。 eNB２００が保持するハンドオーバ発生数テーブル２０７の構成例を示す図である。 実施形態におけるS1-AP: HANDOVER COMMANDのデータ構成例を示す図である。 IMT-2000 LTE/SAEシステムの一般的な構成例を示す図である。 X2インタフェース及びS1-APインタフェースのプロトコルスタックを示す図である。 X2インタフェースを使用するハンドオーバの動作シーケンス図である。 S1-APインタフェースを使用するハンドオーバ（同一MME所属）の動作シーケンス図である。 HANDOVER PREPARATION手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。 HANDOVER RESOURCE ALLOCATION手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。 HANDOVER NOTIFICATION手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。 X2セットアップ手順（X2-IF）の動作シーケンス図である。 S1セットアップ手順（S1-AP）の動作シーケンス図である。 <1> HANDOVER REQUIRED(S1-AP) メッセージフォーマットを示す図である。 <2> HANDOVER REQUEST(S1-AP) メッセージフォーマットを示す図である。 <3> HANDOVER COMMAND(S1-AP)メッセージフォーマットを示す図である。 <4> S1-AP I.E Criticality Diagnosticsメッセージフォーマットを示す図である。 <5> X2 SETUP REQUESTメッセージフォーマットを示す図である。 <6> X2 SETUP RESPONSEメッセージフォーマットを示す図である。 <7> S1 SETUP REQUESTメッセージフォーマットを示す図である。 X2インタフェースを使用したハンドオーバ時のデータ転送の説明図である。 S1インタフェースを使用したハンドオーバ時のデータ転送の説明図である。 無線通信システムを実現できるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、実施形態について詳細に説明する。
実施形態の無線通信システムは、例えば図１０に示される一般的なIMT-2000 LTE/SAEシステム上で実現される。

図１は、無線通信システムの実施形態の構成例を示す図である。
図１において、SAE１００は、図１０では、SAE１００３内のMME１００３−１に対応している。また、eNB２００は、図１０では、LTE１００２内のeNB１００２−１に対応している。

SAE１００は、信号送受信部１０１、信号解析部１０２、ハンドオーバ（H.O.）処理部１０３、新規情報管理部１０４、局間リンク確立部１０５、局間リンク確立状況テーブル１０６、及びハンドオーバ発生数テーブル１０７を備える。

eNB２００は、信号送受信部２０１、信号解析部２０２、ハンドオーバ（H.O.）処理部２０３、新規情報管理部２０４、局間リンク確立部２０５、局間リンク確立状況テーブル２０６、及びハンドオーバ発生数テーブル２０７を備える。
上述の構成を有する実施形態におけるX2インタフェースの確立動作について、以下に説明する。

図２及び図３は、実施形態におけるX2インタフェースの確立動作の動作シーケンス図である。以下、これらの動作シーケンス図に沿って説明する。
Source eNB２００の信号送受信部２０１は、UE（図１では特には図示しない）から送られてきた信号を受信すると、信号解析部２０２に受信信号を通知する。信号解析部２０２は、通知された受信信号を解析する。この信号解析の結果、ハンドオーバ要求（RRC:MEASUREMENT REPORT）を検出した場合、信号解析部２０２は、ハンドオーバ処理部２０３へ、そのハンドオーバ要求（RRC:MEASUREMENT REPORT）を通知する（図２のＳ１）。

ハンドオーバ処理部２０３は、RRC:MEASUREMENT REPORT内のTarget eNB情報を元に、局間リンク確立部２０５へ、Target eNB２０２とのX2インタフェース確立の有無を問い合わせる（図２のＳ２）。局間リンク確立部２０５は、局間リンク確立状況テーブル２０６を参照してX2インタフェースの確立の有無を確認し、その結果をハンドオーバ処理部２０３へ通知する。図５は、eNB２００が保持する局間リンク確立状況テーブル２０６の構成例を示す図である。図５に示されるように、局間リンク確立状況テーブル２０６は、接続可能なeNB２０２毎に、eNBのID、IPアドレス、ポート番号、X2インタフェース（X2 IF）の確立の有無（未確立／確立済）を保持している。局間リンク確立部２０５は、図５に示される局間リンク確立状況テーブル２０６において、ハンドオーバ処理部２０３から通知されたTarget eNB情報に対応するIDを検索し、そのIDに対応するX2インタフェースの確立の有無を確認する。局間リンク確立部２０５は、X2インタフェースの確立の有無をハンドオーバ処理部２０３に通知する。

ハンドオーバ処理部２０３は、X2インタフェースが確立されていない旨の通知を局間リンク確立部２０５から受け取ると、信号送受信部２０１を介してSAE１００に、ハンドオーバ要求（S1-AP:HANDOVER REQUIRED）を送信する（図２のＳ３）。

SAE１００の信号送受信部１０１は、Source eNB２００の信号送受信部２０１から送ら
れてきた信号を受信すると、信号解析部１０２に受信信号を通知する。
信号解析部１０２は、通知された受信信号を解析する。この信号解析の結果、ハンドオーバ要求（S1-AP:HANDOVER REQUIRED）を検出した場合、信号解析部１０２は、ハンドオーバ（H.O.）処理部１０３へ、そのハンドオーバ要求（S1-AP:HANDOVER REQUIRED）を通知する。

ハンドオーバ処理部１０３は、S1-AP:HANDOVER REQUIRED内のTarget eNB情報を元に、局間リンク確立部１０５へ、Target eNB２００が自SAE１００配下に存在するか否か（Ｓ１インタフェースを起動済みか否か）を問い合わせる（図２のＳ４）。局間リンク確立部１０５は、局間リンク確立状況テーブル１０６を確認することにより、Target eNB２００が自SAE１００配下に存在するか否か、即ちSAE１００の跨りの有無を、局間リンク確立状況１０６手を確認して検出する。図６は、SAE１００が保持する局間リンク確立状況テーブル１０６の構成例を示す図である。図６に示されるように、局間リンク確立状況テーブル１０６は、接続可能なeNB２０２毎に、eNBのID、IPアドレス、ポート番号、S1-APインタフェース（S1-AP IF）の確立の有無（未確立／確立済）を保持している。局間リンク確立部１０５は、図６に示される局間リンク確立状況テーブル１０６において、ハンドオーバ処理部１０３から通知されたTarget eNB情報に対応するIDを検索し、そのIDに対応するS1-APインタフェースの確立の有無を確認する。局間リンク確立部１０５は、S1-APインタフェースの確立の有無をハンドオーバ処理部１０３に通知する。

以下の説明は、SAE１００の跨りが無いケースについての制御動作である。SAE１００の跨りがあるケースについては、従来通りのSAE１００間のハンドオーバ処理が実施される。

ハンドオーバ処理部１０３は、局間リンク確立部１０５から当該Target eNB２００に対してS1-APインタフェースが確立されている旨、即ちSAE１００の跨りが無い旨を通知されると、以下の処理を実行する。

まず、ハンドオーバ処理部１０３は、Target eNB２００に対応するハンドオーバ発生数を、ハンドオーバ発生数テーブル１０７のTarget eNB２００に対応するエントリに累算する（図２のＳ５）。図７は、SAE１００が保持するハンドオーバ発生数テーブル１０７の構成例を示す図である。図７に示されるように、ハンドオーバ発生数テーブル１０７は、SAE１００配下のeNB２００毎に、eNB２００のIDと、S1-APインタフェース（S1-AP IF）の数、即ち、SAE１００を跨らないS1-APインタフェースを使用したハンドオーバの発生頻度を保持する。今、Target eNB２００に関して新たにハンドオーバが要求されると、ハンドオーバ処理部１０３は、図７に示されるハンドオーバ発生数テーブル１０７内のTarget eNB２００に対応するIDのエントリのハンドオーバ発生数を、＋１する。なお、ハンドオーバ処理部１０３は、ハンドオーバ処理終了（ハンドオーバの失敗も含む）後は、当該エントリのハンドオーバ発生数を−１する。

上述の図２のＳ５の処理は、特許請求の範囲のハンドオーバ発生状況管理ステップ又はハンドオーバ発生状況管理部の実現例である。
続いて、ハンドオーバ処理部１０３は、Target eNB２００に対し、従来例（図１３等参照）と同様のS1-APインタフェースによるハンドオーバ手順を実施し（図２のＳ７、Ｓ８）、Target eNB２００に対するハンドオーバ処理を終了する。

上記動作と並行して、ハンドオーバ処理部１０３は、新規情報管理部１０４へ、Source
eNB２００からTarget eNB２００へのハンドオーバ要求（S1-AP:HANDOVER REQUIRED）の送出指示を通知する。

新規情報管理部１０４は、上記送出指示を受けると、ハンドオーバ処理部１０３によるTarget eNB２００に対するハンドオーバ処理（図２のＳ７、Ｓ８）とは非同期に動作する。新規情報管理部１０４は、ハンドオーバ発生数テーブル１０７を参照することによりTarget eNB２００に対応するハンドオーバ発生数を取得し、そのハンドオーバ発生数を所定の閾値と比較する（図２のＳ８）。

ハンドオーバ発生数が所定閾値未満である場合は、新規情報管理部１０４は、何もせずに現在の処理を終了する。
ハンドオーバ発生数が所定閾値以上である場合は、新規情報管理部１０４は、Source eNB２００とTarget eNB２００間でハンドオーバの発生頻度が高まっていると判断し、両者間でX2インタフェースを確立させる制御を実施する。

即ち、新規情報管理部１０４は、図６に示されるデータ構成例を有する局間リンク確立状況テーブル１０６から、Target eNB２００に関するID、IPアドレス、及びポート番号を抽出し、それらの情報をハンドオーバ処理部１０３に通知する。ハンドオーバ処理部１０３は、Source eNB２００にハンドオーバ処理に関するS1-AP: HANDOVER COMMANDを送信する際に、そのメッセージに上記Target eNB２００のID、IPアドレス、及びポート番号を付加する（図３のＳ９）。そして、ハンドオーバ処理部１０３は、そのS1-AP: HANDOVER COMMANDを、信号送受信部１０１を介してSource eNB２００に送信する（図３のＳ１０）。図９は、実施形態におけるS1-AP: HANDOVER COMMANDのデータ構成例を示す図である。例えば最後の３行に、上記Target eNB２００に関するID、IPアドレス、及びポート番号が付加される。

上述の図３のＳ９及びＳ１０の処理は、特許請求の範囲の局間リンク確立指示ステップ又は局間リンク確立指示部の実現例である。
Source eNB２００の信号送受信部２０１は、SAE１００の信号送受信部１０１からの信号を受信すると、信号解析部２０２に受信信号を通知する。信号解析部２０２は、通知された受信信号を解析する。この信号解析の結果、S1-AP:HANDOVER COMMANDを検出した場合、信号解析部２０２は、ハンドオーバ処理部２０３へ、そのS1-AP: HANDOVER COMMANDを通知する。

ハンドオーバ処理部２０３は、S1-AP: HANDOVER COMMANDを受信すると、新規情報管理部２０４に、S1-AP:HANDOVER COMMANDメッセージへのTarget eNB情報の設定の有無を確認するように指示する。新規情報管理部２０４は、S1-AP:HANDOVER COMMANDメッセージへのTarget eNB情報の設定の有無を確認し、これらの情報が設定されている場合、その旨を局間リンク確立部２０５に通知する（図３のＳ１１の判定がＹＥＳ）。

局間リンク確立部２０５は、新規情報管理部１０４から通知されたTarget eNB２００のIDに基づいて図５に示されるデータ構成例を有する局間リンク確立状況テーブル２０６を検索し、Target eNB２００X2インタフェースの確立状態を確認する。そして、リンクが確立されていない場合、局間リンク確立部２０５は、新規情報管理部１０４から通知されたIPアドレス及びポート番号を元に、Source eNB２００とTarget eNB２００間の局間リンクを確立する（図３のＳ１２）。この際、Target eNB２００に対するＡＲＰ（Address Resolution Protocol）の解決がなされていない場合にはＡＲＰ解決のプロトコルが実施された上で双方の通信が開始される。X2インタフェースのセットアップ手順は、図１７に示される従来例と同様である。
上述の図３のＳ１２の処理は、特許請求の範囲の局間リンク確立手順実行ステップ又は局間リンク確立手順実行部の実現例である。

最後に、局間リンク確立部１０５は、図５のデータ構成例を有する局間リンク確立状況
テーブル２０６において、Target eNB２００に対応するIDを有するエントリのX2インタフェースの確立状態を「確立済み」に更新する（図３のＳ１３）。

このようにして、本実施形態では、Source eNB２００からTarget eNB２００へのハンドオーバの発生頻度が高まった場合に、両者間でX2インタフェースを自動的に確立させ、そのX2インタフェースを用いて両者間でハンドオーバ処理を直接実行することが可能となる。

次に、図１の構成を有する実施形態におけるX2インタフェースの解除動作について、以下に説明する。
図４は、実施形態におけるX2インタフェースの解除動作の動作シーケンス図である。以下、この動作シーケンス図に沿って説明する。

Source eNB２００の信号送受信部２０１は、UE（図１では特には図示しない）から送られてきた信号を受信すると、信号解析部２０２に受信信号を通知する。信号解析部２０２は、通知された受信信号を解析する。この信号解析の結果、ハンドオーバ要求（RRC:MEASUREMENT REPORT）を検出した場合、信号解析部２０２は、ハンドオーバ処理部２０３へ、そのハンドオーバ要求（RRC:MEASUREMENT REPORT）を通知する（図４のＳ１）。

ハンドオーバ処理部２０３は、RRC:MEASUREMENT REPORT内のTarget eNB情報を元に、局間リンク確立部２０５へ、Target eNB２０２とのX2インタフェース確立の有無を問い合わせる（図４のＳ２）。局間リンク確立部２０５は、図５に示される局間リンク確立状況テーブル２０６において、ハンドオーバ処理部２０３から通知されたTarget eNB情報に対応するIDを検索し、そのIDに対応するX2インタフェースの確立の有無を確認する。局間リンク確立部２０５は、X2インタフェースの確立の有無をハンドオーバ処理部２０３に通知する。

ハンドオーバ処理部２０３は、X2インタフェースが確立されていない旨の通知を局間リンク確立部２０５から受け取った場合には、前述したように信号送受信部２０１を介してSAE１００に、ハンドオーバ要求（S1-AP:HANDOVER REQUIRED）を送信する（図２のＳ３）。これにより、前述した図２及び図３の動作シーケンスに基づいて、SAE１００でのTarget eNB２００に対するハンドオーバ処理の後、Source eNB２００とTarget eNB２００との間でX2インタフェースが確立される。

一方、ハンドオーバ処理部２０３は、X2インタフェースが確立されている旨の通知を局間リンク確立部２０５から受け取ると、以下の処理を実行する。
まず、ハンドオーバ処理部２０３は、Target eNB２００に対応するハンドオーバ発生数を、ハンドオーバ発生数テーブル２０７のTarget eNB２００に対応するエントリに累算する（図４のＳ３）。図８は、eNB２００が保持するハンドオーバ発生数テーブル２０７の構成例を示す図である。図８に示されるように、ハンドオーバ発生数テーブル２０７は、相手先となり得るeNB２００毎に、eNB２００のIDと、X2インタフェース（X2 IF）でのハンドオーバ数、即ち、X2インタフェースを使用したハンドオーバの発生頻度を保持する。今、Target eNB２００に関して新たにハンドオーバが要求されると、ハンドオーバ処理部２０３は、図８に示されるハンドオーバ発生数テーブル２０７内のTarget eNB２００に対応するIDのエントリのハンドオーバ発生数を、＋１する。なお、ハンドオーバ処理部２０３は、ハンドオーバ処理終了（ハンドオーバの失敗も含む）後は、当該エントリのハンドオーバ発生数を−１する。

次に、ハンドオーバ処理部２０３は、信号送受信部２０１を介してTarget eNB２００に、X2インタフェースを用いてハンドオーバ要求（HANDOVER REQUEST）を送信する。これにより、ハンドオーバ処理部２０３は、従来例（図１２等参照）と同様のX2インタフェースによるハンドオーバ手順を開始する（図４のＳ４）。

続いて、ハンドオーバ処理部２０３は、図８に示されるデータ構成例を有するハンドオーバ発生数テーブル２０７を参照することによりTarget eNB２００に対応するハンドオーバ発生数を取得し、そのハンドオーバ発生数を所定の閾値と比較する（図４のＳ５）。

ハンドオーバ発生数が所定閾値以上である場合は、ハンドオーバ処理部２０３は、X2インタフェースを用いたTarget eNB２００に対するハンドオーバ処理の後、現在の処理を終了する。

一方、ハンドオーバ発生数が所定閾値未満である場合は、ハンドオーバ処理部２０３は、Source eNB２００とTarget eNB２００間でハンドオーバの発生頻度が低くなったと判断し、両者間でX2インタフェースを解除させる制御を実施する。

ハンドオーバ処理部２０３は、Target eNB２００に対するハンドオーバ処理の終了後、次の処理を実行する。即ち、ハンドオーバ処理部２０３は、SCTP（Stream Control Transmission Protocol）に基づくSHUTDOWNメッセージを、信号送受信部２０１を介してTarget eNB２００に、X2インタフェースを用いて送信する（図４のＳ６）。この結果、Target eNB２００内のハンドオーバ処理部１０３からSource eNB２００のハンドオーバ処理部１０３に、SHUTDOWN ACKメッセージが返信され（図４のＳ７）、Source eNB２００とTarget eNB２００の間のX2インタフェースが解除される。
上述の図４のＳ５からＳ７までの処理は、特許請求の範囲の局間リンク解除手順実行ステップ又は局間リンク解除手順実行部の実現例である。

最後に、ハンドオーバ処理部２０３は、図５に示されるデータ構成を有する局間リンク確立状況テーブル２０６上のTarget eNB２００に対応するIDを有するエントリのX2インタフェースの確立状態を「未確立」に更新する（図４のＳＳ８）。

このようにして、本実施形態では、Source eNB２００からTarget eNB２００へのハンドオーバの発生頻度が低くなった場合に、両者間でX2インタフェースを自動的に解除させ、そのX2インタフェースのリソースを開放することが可能となる。

以上説明したように本実施形態では、eNB２００間のハンドオーバの発生頻度に応じて、両者間でX2インタフェースを自動的に確立させ或いは解除させることが可能となる。従って、局間リンクの設定に必要なリソースを有効に利用することが可能となり、Home eNB（ホーム基地局）等の運用による将来的な隣接eNBの台数の増加にも、効率的に対応することが可能となる。

また、ハンドオーバ処理がeNB間の直接通信に振り分けられる結果、S1-APインタフェース上での無駄なハンドオーバの多発を防ぐことができ、回線帯域やリソースの圧迫を回避でき、ハンドオーバのサービス低下を防止できる。

図２８は、図１の実施形態の無線通信システムを実現できるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。このハードウェアは、図１のSAE１００又はeNB２００を実現するものである。

図２８に示されるコンピュータは、ＣＰＵ２８０１、メモリ２８０２、入力装置２８０３、出力装置２８０４、外部記憶装置２８０５、可搬記録媒体２８０９が挿入される可搬記録媒体駆動装置２８０６、及びネットワーク接続装置２８０７を有し、これらがバス２８０８によって相互に接続された構成を有する。同図に示される構成は上記システムを実現できるコンピュータの一例であり、そのようなコンピュータはこの構成に限定されるものではない。

ＣＰＵ２８０１は、当該コンピュータ全体の制御を行う。メモリ２８０２は、プログラムの実行、データ更新等の際に、外部記憶装置２８０５（或いは可搬記録媒体２８０９）に記憶されているプログラム又はデータを一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＵＰ２８０１は、プログラムをメモリ２８０２に読み出して実行することにより、全体の制御を行う。

入力装置２８０３は、例えば、キーボード、マウス等及びそれらのインタフェース制御装置とからなる。入力装置２８０３は、ユーザによるキーボードやマウス等による入力操作を検出し、その検出結果をＣＰＵ２８０１に通知する。

出力装置２８０４は、表示装置、印刷装置等及びそれらのインタフェース制御装置とからなる。出力装置２８０４は、ＣＰＵ２８０１の制御によって送られてくるデータを表示装置や印刷装置に出力する。

外部記憶装置２８０５は、例えばハードディスク記憶装置である。主に各種データやプログラムの保存に用いられる。
可搬記録媒体駆動装置２８０６は、光ディスクやＳＤＲＡＭ、コンパクトフラッシュ（登録商標）等の可搬記録媒体２８０９を収容するもので、外部記憶装置２８０５の補助の役割を有する。
ネットワーク接続装置２８０７は、例えばＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）又はＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）の通信回線を接続するための装置である。

図１の実施形態によるSAE１００又はeNB２００は、それに必要な機能を搭載したプログラムをＣＰＵ２８０１が実行することで実現される。そのプログラムは、例えば外部記憶装置２８０５や可搬記録媒体２８０９に記録して配布してもよく、或いはネットワーク接続装置２８０７によりネットワークから取得できるようにしてもよい。

開示する技術は、次世代携帯電話ネットワーク等におけるハンドオーバ処理に利用することができる。

１００ SAE（System Architecture Evolution）
１０１、２０１ 信号送受信部
１０２、２０２ 信号解析部
１０３、２０３ ハンドオーバ（H.O.）処理部
１０４、２０４ 新規情報管理部
１０５、２０５ 局間リンク確立部
１０６、２０６ 局間リンク確立状況テーブル
１０７、２０７ ハンドオーバ（H.O.）発生数テーブル
１００１ UE（User Equipment）
１００２ LTE（Long Term Evolution）
１００２−１ eNB（Evolved Node-B）
１００３ SAE（System Architecture Evolution）
１００３−１ MME（Mobility Management Entity）
１００３−２ Serving Gateway
１００３−３ HSS（Home Subscriber Server）
１００３−４ PDN（Packet Data Network） Gateway
１００３−５ PCRF（Policy Charging Rule Function）
１００４ IPサービス網
２８０１ ＣＰＵ
２８０２ メモリ
２８０３ 入力装置
２８０４ 出力装置
２８０５ 外部記憶装置
２８０６ 可搬記録媒体駆動装置
２８０７ ネットワーク接続装置
２８０８ バス
２８０９ 可搬記録媒体

Claims (7)

1. 複数の無線基地局装置の各々の間に確立される局間リンク又は前記複数の無線基地局装置を収容する上位管理装置と該複数の無線基地局装置の各々との間で確立される各対上位局間リンクを用いてハンドオーバ処理を実行するハンドオーバ処理方法において、
   前記上位管理装置が収容する前記複数の無線基地局装置の各々について前記対上位局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数を管理し、
   前記上位管理装置が収容する第１の無線基地局装置から前記上位管理装置が収容する第２の無線基地局装置へのハンドオーバ要求が、前記第１の無線基地局装置から前記対上位局間リンクを介して前記上位管理装置に通知された場合、前記第２の無線基地局装置について前記対上位局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が所定閾値より大きければ、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間の局間リンクの確立指示を、前記上位管理装置から前記第１の無線基地局装置に対して指示し、
   該局間リンクの確立指示に基づいて、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置との間で前記局間リンクの確立手順を実行する、
   ことを特徴とする無線通信システムにおける基地局間インタフェース確立方法。
2. 前記局間リンクの確立手順の実行において、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間で前記局間リンクが確立されていない状態で、前記第１の無線基地局装置から前記第２の無線基地局装置へのハンドオーバ要求が、前記第１の無線基地局装置から前記対上位局間リンクを介して前記上位管理装置に通知された場合に、前記第２の無線基地局装置について前記対上位局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が前記所定閾値より大きければ、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間の局間リンクの確立指示を、前記上位管理装置から前記第１の無線基地局装置に対して指示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける基地局間インタフェース確立方法。
3. 前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間で前記局間リンクが確立されている状態で、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間の前記局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が解除閾値より小さい場合、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置との間で前記局間リンクの解除手順を実行する、
   ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の無線通信システムにおける基地局間インタフェース確立方法。
4. 複数の無線基地局装置を収容し、該複数の無線基地局装置の各々との間で確立される各対上位局間リンクを用いてハンドオーバ処理を実行する上位管理装置において、
   前記上位管理装置が収容する第１の無線基地局装置から前記上位管理装置が収容する第２の無線基地局装置へのハンドオーバ要求が、前記第１の無線基地局装置から前記対上位局間リンクを介して前記上位管理装置に通知された場合、前記第２の無線基地局装置について前記対上位局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が所定閾値より大きければ、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間の局間リンクの確立指示を、前記第１の無線基地局装置に対して送出する処理部、
   を含むことを特徴とする無線通信システムにおける上位管理装置。
5. 前記処理部は、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間で前記局間リンクが確立されていない状態で、前記第１の無線基地局装置から前記第２の無線基地局装置へのハンドオーバ要求が、前記第１の無線基地局装置から前記対上位局間リンクを介して前記上位管理装置に通知された場合に、前記第２の無線基地局装置について前記対上位局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が前記所定閾値より大きければ、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置の間の局間リンクの確立指示を、前記第１の無線基地局装置に対して指示する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システムにおける上位管理装置。
6. 他の無線基地局装置との間で確立される局間リンク又は自装置を収容する上位管理装置との間で確立される対上位局間リンクを用いて前記他の無線基地局装置との間でハンドオーバ処理を実行する無線基地局装置において、
   前記他の無線基地局装置へのハンドオーバ要求を前記対上位局間リンクを介して前記上位管理装置に通知した場合に、前記他の無線基地局装置について前記対上位局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が所定閾値より大きければ、前記上位管理装置から局間リンクの確立指示を受信し、受信した局間リンクの確立指示に基づいて、前記他の無線基地局装置との間で局間リンクの確立手順を実行する処理部、
   を含むことを特徴とする無線通信システムにおける無線基地局装置。
7. 前記他の無線基地局装置との間で前記局間リンクが確立されている状態で、前記他の無線基地局装置との間の前記局間リンクを用いて実行されるハンドオーバの発生数が解除閾値より小さい場合、該他の無線基地局装置との間で前記局間リンクの解除手順を実行する処理部を更に含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システムにおける無線基地局装置。