JP5475147B1 - 接続の移管方法および無線基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、状況に応じてCSFBの方式を選択し、着信を成功させる。
【解決手段】パケット交換通信網に対して、優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、呼の着信側である一般ユーザ装置への接続がパケット交換通信網から回線交換通信網に移管される。この移管方法では、回線交換通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得する。一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあると推定される場合に、一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない回線交換式のセルに接続することを一般ユーザ装置に促す。一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがないと推定される場合に、一般ユーザ装置への接続を維持したまま、一般ユーザ装置への接続を回線交換式のセルにハンドオーバする。
【選択図】図４

Description

本発明は、接続の移管方法および無線基地局に関する。より具体的には、本発明は、接続をパケット交換通信網から回線交換通信網に移管する回線交換フォールバックに関する。

無線アクセス技術に関して、3GPP（Third Generation Partnership Project）において、LTE（Long Term Evolution）の研究が進められている。LTEに準拠した通信網はパケット交換通信網であるため、LTEに準拠した通信網に対して、音声通話などのために回線交換の呼が発せられた場合には、呼を回線交換通信網に移管する技術がある。この技術は、回線交換フォールバック（CSFB：Circuit Switched Fallback）と呼ばれる（例えば、特許文献１、および非特許文献１）。

CSFBによれば、ユーザ装置（UE、移動局）が回線交換の呼を通信する場合、回線交換方式であるUMTS（Universal Mobile Telecommunications System）の無線アクセス技術（RAT）すなわち3G無線アクセス技術を利用する。ユーザ装置がデータ通信（音楽ファイルの送信を含む）を行う場合は、ユーザ装置はパケット交換方式であるLTE無線アクセス技術を利用する。CSFBを利用するため、ユーザ装置は両方の無線アクセス技術に適合している。CSFBの対象である回線交換の呼は、例えば、音声呼、ビデオフォン（テレビ電話）の呼、A-GPS(Assisted Global Positioning System)のための無線基地局からユーザ装置へのGPS衛星の軌道データの送信、およびフェムトセルへユーザ装置が接続するよう誘導するためのマクロ基地局からユーザ装置への信号送信がある。

CSFBを実行する方式には、Inter-RAT Handover (異無線アクセス技術ハンドオーバ)方式と、Release with Redirection（解放および再接続）方式がある。

Inter-RAT Handover方式は、パケット交換通信網で発生した呼の接続を維持したまま、回線交換通信網に接続をハンドオーバする。回線交換式のセルとユーザ装置の接続の確立後、パケット交換式のセルとユーザ装置の接続は解放される。この方式は２種類に分類される。１つは、回線交換通信網に属するセルからユーザ装置が受信する電波の品質をユーザ装置が測定することを要する。この方式では、回線交換通信網に属するセルからユーザ装置が受信する電波の品質が条件を満たす場合に、そのセルへ接続がハンドオーバされる。

もう１つのInter-RAT Handover方式は、ユーザ装置による受信品質の測定を要しない方式である。この方式では、パケット交換通信網のセルがユーザ装置に回線交換通信網の遷移先セルを指定し、遷移先セルへ接続がハンドオーバされる。この方式では、ユーザ装置による受信品質の測定がされていないため、ハンドオーバが失敗することがある。

Release with Redirection方式では、パケット交換通信網は、パケット交換通信網で発生した呼の接続を解放すなわち切断し、ユーザ装置に回線交換通信網への再接続を促す。パケット交換通信網のセルは、パケット交換通信網の接続解放(RRC Connection Release)時に、ユーザ装置に回線交換通信網の遷移先セルで使用される周波数を通知する。

特開２０１１−１６６６５５号公報

3GPP TS 23.272 V10.8.0 (2012-06), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; "Circuit Switched (CS) fallback in Evolved Packet System (EPS)"; Stage 2, (Release 10), ２０１２年９月

LTEを含む無線アクセス技術においては、優先ユーザ（重要な加入者）の通信は、一般ユーザの通信よりも優先的に取り扱われる。CSFBにおいても同様である。例えば、優先ユーザの通信に対しては、回線交換通信網は、パケット交換通信網から移管される前に優先的にリソースを確保する。優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、呼の発信側である優先ユーザ装置への接続をパケット交換通信網から回線交換通信網に移管するときにも、優先ユーザ装置への接続は優先的に取り扱われる。

しかしながら、優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合には、Release with Redirection方式で、呼の着信側である一般ユーザ装置への接続をパケット交換通信網から回線交換通信網に移管するときには、当該呼が移管できず着信が失敗するおそれがある。より具体的には、回線交換通信網において輻輳の発生のために、回線交換通信網内でユーザ装置の接続が規制される場合、このような着信の失敗が起こりうる。Release with Redirection方式では、パケット交換式のセルが接続を解放し、ユーザ装置に回線交換式のセルへの再接続を促す。しかし、回線交換式のセルへの再接続が促されたユーザ装置が一般ユーザ装置であって、回線交換式のそのセルへの接続が規制されている場合には、一般ユーザ装置がそのセルへ接続しようとすると、ルーティングエリアアップデート（ＲＡＵ）において一般ユーザ装置はそのセルへ接続することができない。この結果、一般ユーザ装置への着信が失敗する。呼を発信したユーザ装置が優先ユーザ装置であっても、Release with Redirection方式では、優先ユーザに関連する呼であることを示す情報は、パケット交換通信網から回線交換通信網に伝達されない。

一方、Inter-RAT Handover方式では、呼を発信したユーザ装置が優先ユーザ装置であることを示す情報がパケット交換式のセルから回線交換式のセルに伝達される。したがって、着信ユーザ装置が一般ユーザ装置であって、回線交換式のセルへの接続が規制されている場合でも、呼の着信側である一般ユーザ装置への接続をパケット交換式のセルから回線交換式のセルに移管するときには、優先的にその接続が移管される。つまり、回線交換式のセルへの接続規制が突破され、一般ユーザ装置への着信が成功する。

しかしながら、Inter-RAT Handover方式は、Release with Redirection方式よりも、CSFBの完了までに時間がかかってしまう。なぜならInter-RAT Handover方式では、パケット交換通信網と回線交換通信網の間で、接続の移管のために各種の情報の交換が必要だからである。したがって、優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられたすべての場合に、Inter-RAT Handover方式でCSFBを実行するのは問題がある。

そこで、本発明は、優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、状況に応じてCSFBの方式を選択することができ、着信を成功させることができる、接続の移管方法および無線基地局を提供する。

本発明に係る接続の移管方法は、パケット交換通信網に対して、優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、前記呼の着信側である前記一般ユーザ装置への接続を前記パケット交換通信網から回線交換通信網に移管する方法であって、前記回線交換通信網から前記回線交換通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得することと、前記接続規制情報に基づいて、前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあるか否かを推定することと、前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあると推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない前記回線交換式のセルに接続することを前記一般ユーザ装置に促すことと、前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがないと推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を維持したまま、前記一般ユーザ装置への接続を回線交換式のセルにハンドオーバすることとを備える。

本発明に係る無線基地局は、パケット交換通信網における無線基地局であって、優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられたことを検知する回線交換呼検知部と、回線交換通信網から前記回線交換通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得する接続規制情報取得部と、前記接続規制情報に基づいて、前記呼の着信側である前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあるか否かを推定する非規制セル推定部と、前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあると前記非規制セル推定部により推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない前記回線交換式のセルに接続することを前記一般ユーザ装置に促す解放・再接続促進部と、前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがないと前記非規制セル推定部により推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を維持したまま、前記一般ユーザ装置への接続を回線交換式のセルにハンドオーバするハンドオーバ処理部とを備える。

本発明においては、パケット交換通信網に対して、優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、回線交換通信網から取得された接続規制情報に基づいて、呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあるか否かが推定される。呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあると推定される場合に、一般ユーザ装置への接続が解放され、接続が規制されていない回線交換式のセルに接続することが一般ユーザ装置に促される（Release with Redirection方式でCSFBが実行される）。遷移先のセルへの接続が規制されていないので、着信は成功し、Release with Redirection方式を使用することにより、CSFBの完了までに要する時間が短くて済む。

他方、呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがないと推定される場合に、一般ユーザ装置への接続が維持されたまま、一般ユーザ装置への接続が回線交換式のセルにハンドオーバされる（Inter-RAT Handover方式でCSFBが実行される）。Inter-RAT Handover方式では、着信ユーザ装置が一般ユーザ装置であって、回線交換式のセルへの接続が規制されている場合でも、CSFBにおいて優先的にその接続が移管されるので、一般ユーザ装置への着信が成功する。本発明では、常にInter-RAT Handover方式を使用するのではなく、状況に応じて、Release with Redirection方式を使用することにより、CSFBの完了までに要する時間を短縮することができる。

本発明が適用される通信システムを示すブロック図である。 本発明が適用される通信システムの一部を示す略図である。 本発明の実施の形態に係るパケット交換式の無線基地局を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るパケット交換通信網から回線交換通信網に移管する方法（CSFB）を示すフローチャートである。 CSFBの前の手順の一例を示すシーケンス図である。 CSFBの前の手順の他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CSFBの手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係るCSFBの手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係るCSFBの手順を示す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実施の形態を説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る通信システムは、３G（UMTS）通信網とLTE通信網の複合通信網である。３G（UMTS）通信網は回線交換通信網の典型的な例であり、LTE通信網はパケット交換通信網の典型的な例である。但し、本発明は、他の回線交換通信網および他のパケット交換通信網にも適用可能である。

LTE通信網は、複数のLTE基地局１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）とMME（Mobility Management Entity）１２とを備える。LTE基地局１０はeNB（evoluted Node B）である。LTE基地局１０は、X2インターフェースで相互に接続されて相互に通信可能である。また、LTE基地局１０の各々は、S1インターフェースで、上位局であるMME１２に接続されている。MME１２は、LTEの無線アクセス技術を利用するユーザ装置の位置を管理する。LTE基地局１０の各々は、LTEの無線アクセス技術（例えば、下りリンクについてはOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、上りリンクについてはSC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access））を利用して、LTE専用のユーザ装置（UE、移動局）およびデュアル型のユーザ装置と通信する。デュアル型のユーザ装置とは、LTEと3Gの両方の無線アクセス技術に適合したユーザ装置である。

3G通信網は、複数の3G基地局２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）と、複数のRNC（無線ネットワーク制御装置）２２（２２ａ，２２ｂ）と、xGSN（serving/gateway General packet radio service Support Node）２４と、複数のSIN（Signaling Interworking Node for 3G access）２６とを備える。3G基地局２０はNode Bである。3G基地局２０の各々は、3Gの無線アクセス技術（すなわち、CDMA（Code Division Multiple Access））を利用して、3G専用のユーザ装置およびデュアル型のユーザ装置と通信する。3G基地局２０の各々は、Iubインターフェースで、上位局であるRNC２２に接続されている。RNC２２は、このRNC２２自身の配下にある3Gの無線アクセス技術を利用するユーザ装置の各々と、このRNC２２自身の配下にないユーザ装置とをリンクする。またRNC２２は、3G基地局２０を制御するとともに、3Gの無線アクセス技術を利用するユーザ装置のハンドオーバを制御する。

SIN２６は、RNC２２に接続されており、3Gの無線アクセス技術を利用するユーザ装置の発信および着信を制御する。xGSN２４は、RNC２２とSIN２６に接続されており、3Gの無線アクセス技術を利用するユーザ装置の位置を管理するとともに、SIN２６と協働して3Gの無線アクセス技術を利用するユーザ装置の発信および着信を制御する。SIN２６およびxGSN２４は、LTE通信網のMME１２に接続されている。

図１において、符号１および２はデュアル型のユーザ装置を示す。ユーザ装置１，２は、3G（UMTS）通信網もLTE通信網も利用することができる。ユーザ装置１または２から回線交換の呼（例えば音声呼、ビデオフォンの呼）が発せられた場合には、発信の時にはユーザ装置はパケット交換通信網すなわちLTE通信網に接続するが、発信側の接続を回線交換通信網すなわち3G通信網に移管するCSFBが実行される。着信側のユーザ装置も、まず、LTE通信網に呼び出されて、LTE通信網に接続するが、着信側の接続を回線交換通信網すなわち3G通信網に移管するCSFBが実行される。

図２を参照して、CSFBの概略を説明する。ユーザ装置１を発信ユーザ装置と想定し、着信ユーザ装置２を着信ユーザ装置と想定する。発信ユーザ装置１は、まずLTE基地局１０ａに接続するが、発信側の接続は、LTE基地局１０ａからLTE基地局１０ａの近隣にある3G基地局２０ａに移管される。符号１０ａＡはLTE基地局１０ａのセルエリアを示し、符号２０ａＡは3G基地局２０ａのセルエリアを示す。着信ユーザ装置２には、LTE基地局１０ｃに呼び出され、LTE基地局１０ｃに接続するが、着信側の接続は、LTE基地局１０ｃからLTE基地局１０ｃの近隣にある3G基地局２０ｃに移管される。符号１０ｃＡはLTE基地局１０ｃのセルエリアを示し、符号２０ｃＡは3G基地局２０ｃのセルエリアを示す。

本発明は着信側の接続のCSFBに関するので、発信側の接続のCSFBについては詳しく説明しない。また、本発明は、パケット交換通信網（すなわちLTE通信網）に対して、優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合のCSFBに関する。換言すれば、本発明は、優先ユーザ装置が発信し、一般ユーザ装置が着信する場合のCSFBに関する。他の場合のCSFBについては詳しく説明しない。

図３は、本発明の実施の形態に係る、パケット交換通信網における無線基地局であるLTE基地局（eNB）１０を示すブロック図である。図３に示すように、LTE基地局１０は、無線送信部１０２、無線受信部１０４、変調・復調部１０６、基地局間通信インターフェース１０８、MME通信インターフェース１１０、および通信制御部１２０を備える。

無線送信部１０２は、ユーザ装置（UE）に無線信号を送信する無線送信回路であり、無線受信部１０４は、UEから無線信号を受信する無線受信回路である。変調・復調部１０６は、信号の変調および復調を行う。

基地局間通信インターフェース１０８は、他の無線基地局と通信するためのインターフェースであり、これを介して、LTE基地局１０は他のLTE基地局と通信可能である。基地局間の通信は、有線通信でもよいし無線通信でもよい。

MME通信インターフェース１１０は、MMEと通信するためのインターフェースである。MMEと基地局間の通信は、有線通信でもよいし無線通信でもよい。

通信制御部１２０は、例えばCPU（central processing unit）であり、コンピュータプログラムに従って動作し、LTE基地局１０の通信を制御する。通信制御部１２０は、着信回線交換呼検知部１２２、接続規制情報取得部１２４、非規制セル推定部１２６、解放・再接続促進部１２８、ハンドオーバ処理部１３０、報告受信部１３２、およびセル規制判断部１３４を備える。これらの要素は、制御部１２０がコンピュータプログラムに従って機能することによって実現される機能ブロックである。上記のように、本発明は着信側の接続のCSFBに関するので、LTE基地局１０の発信側の機能を詳しく説明することはない。また、本発明は、一般ユーザ装置への着信に関するので、優先ユーザへの着信に関する機能を詳しく説明することはない。

回線交換呼検知部１２２は、優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられたことを検知する。換言すれば、回線交換呼検知部１２２は、着信のために通信制御部１２０が一般ユーザ装置を呼び出す時に、呼が回線交換の呼であるか否かを判断し、かつ発信側であるユーザ装置が優先ユーザ装置であるか否かを判断する。呼のタイプおよび発信側のユーザ装置のタイプの判断では、ユーザ装置への着信の処理の時に、MMEが送信するINITIAL CONTEXT SETUP REQUESTメッセージまたはUE CONTEXT MODIFICATION REQUESTメッセージに含まれる情報要素であるCSFB Indicatorを、着信回線交換呼検知部１２２はチェックする。CSFB IndicatorがCS Fallback requiredまたはCS Fallback high-priorityを示す場合には、呼はCSFBを要する回線交換の呼である。CSFB IndicatorがCS Fallback high-priorityを示す場合には、呼の発信側つまり発信ユーザ装置は優先ユーザ装置である。CSFB IndicatorがCS Fallback requiredを示す場合には、発信ユーザ装置は一般ユーザ装置である。

CSFBを要する回線交換の呼は、例えば、音声呼、ビデオフォンの呼がある。着信回線交換呼検知部１２２は、音声呼、およびビデオフォンの呼の着信について、発信側であるユーザ装置が優先ユーザ装置であるか否かを判断する。

接続規制情報取得部１２４は、回線交換通信網すなわち3G通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得する。好ましくは、回線交換呼検知部１２２が優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられたこと（CSFB IndicatorがCS Fallback high-priorityを示すこと）を検知すると、接続規制情報取得部１２４は3G通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得する。

接続規制情報の取得の方式は限られない。回線交換呼検知部１２２が優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられたことを検知すると、接続規制情報取得部１２４はMMEに接続規制情報を要求し、MMEはxGSNに接続規制情報を要求し、xGSNはMMEに接続規制情報を送信し、MMEはLTE基地局１０に接続規制情報を送信してもよい。あるいは、3G通信網から3G通信網内の接続規制情報が、周期的に、LTE基地局１０に供給されてもよい。

接続規制情報は、接続が規制されている被規制無線ネットワーク制御装置（RNC）を示す情報、例えば被規制RNC番号を示す。接続規制情報は、接続が規制されている3G基地局を示さない。

非規制セル推定部１２６は、接続規制情報に基づいて、このLTE基地局１０の周辺（ひいては呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺）に接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）があるか否かを推定する。この明細書において、セルとは、電波が通信可能な程度に届く範囲として知られるセルエリア（図２参照）ではなく、セルエリアに対する通信機能を提供する基地局の装置をいう。例えば、１つの3G基地局が複数の周波数帯を通信に利用することにより、これらの周波数帯に対応する複数の3Gセルを有する場合がある。１つの3G基地局は１つの3Gセルしか有しないこともある。

上記のように、接続規制情報は接続が規制されている3G基地局を明示しない。そこで、非規制セル推定部１２６は、LTE基地局１０の周辺に接続が規制されていない3Gセルがあるか否か、以下の手法で推定する。まず、非規制セル推定部１２６は、接続規制情報に示された接続が規制されている被規制RNCを特定する。次に、非規制セル推定部１２６は、被規制RNCの支配下にある3Gセルで使用される、接続が規制されている被規制3G周波数帯を特定する。

LTE基地局１０は、このLTE基地局１０の周辺にある周辺RNCの支配下にある3Gセルで使用されるすべての周辺3G周波数帯をあらかじめ把握している。具体的には、周辺RNCと、周辺RNCの支配下にある3Gセルで使用される周辺3G周波数帯の関係を示す情報が、例えばテーブルの形式で、LTE基地局１０のメモリ（図示せず）に記録されている。この情報を用いて、非規制セル推定部１２６は、接続規制情報に示された接続が規制されている被規制RNCから、被規制RNCの支配下にある3Gセルで使用される被規制3G周波数帯を特定する。そして、非規制セル推定部１２６は、このLTE基地局１０の周辺（ひいては呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺）にある周辺RNCの支配下にある3Gセルで使用されるすべての周辺3G周波数帯と、被規制3G周波数帯とを比較して、周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯があるか否か判断する。

周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯があると非規制セル推定部１２６により判断される場合に、解放・再接続促進部１２８は、一般ユーザ装置へのLTEの接続を解放し、接続が規制されていない周辺3G周波数帯を接続に使用することを一般ユーザ装置に促す。つまり、LTE基地局１０の周辺（ひいては呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺）に接続が規制されていない3Gセルがあると非規制セル推定部１２６により推定される場合に、解放・再接続促進部１２８は、Release with Redirection方式でCSFBを実行する。LTE基地局１０から着信ユーザ装置へのLTE方式での接続は解放され、着信ユーザ装置は3Gセルに接続を試みる。着信ユーザ装置が3Gセルに接続することを促すため、解放・再接続促進部１２８は、接続が規制されていない周辺3G周波数帯をそのユーザ装置に通知する。その周波数帯について接続が規制されていないことが確実であるため、Release with Redirection方式でCSFBが実行されても、ユーザ装置は、ほぼ確実に3Gセルに接続することが可能である。

他方、周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯がないと非規制セル推定部１２６により判断される場合に、ハンドオーバ処理部１３０は、一般ユーザ装置への接続を維持したまま、一般ユーザ装置への接続を回線交換式のセルにハンドオーバする。つまり、LTE基地局１０の周辺（ひいては呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺）に接続が規制されていない3Gセルがないと非規制セル推定部１２６により推定される場合に、ハンドオーバ処理部１３０は、Inter-RAT Handover方式でCSFBを実行する。

但し、この実施の形態では、着信ユーザ装置が接続すべき3Gセル（遷移先セル候補）に対して本当に接続規制されているか否かを通信制御部１２０が判断し、遷移先セル候補への接続が規制されていなければ、解放・再接続促進部１２８は、Release with Redirection方式でCSFBを実行する。そして、遷移先セル候補への接続が規制されていれば、ハンドオーバ処理部１３０は、Inter-RAT Handover方式でCSFBを実行する。

遷移先セル候補を決定するため、周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯がないと非規制セル推定部１２６により判断される場合に、報告受信部１３２は、呼の着信側である一般ユーザ装置が接続すべき3G通信網に属する3Gセルである遷移先セル候補を示す報告をその一般ユーザ装置から受信する。この報告は、ユーザ装置がハンドオーバのために測定するユーザ装置での3Gセルからの電波の受信品質に関連するMeasurement Reportであってよい。ユーザ装置は、3Gセルからの電波の受信品質を測定すると、Measurement Reportを生成し、ユーザ装置が接続しているLTE基地局１０にMeasurement Reportを送信する。ユーザ装置は、Measurement Reportに、3Gセルからの電波の受信品質を示す情報、当該3Gセルを示すセルIDおよびその3Gセルが属するRNCの番号を含める。ただし、ユーザ装置は、Measurement Reportに、3Gセルからの電波の受信品質を示す情報は含めなくてもよい。ユーザ装置が複数の3Gセルの電波を受信できる場合には、ユーザ装置は、Measurement Reportに、最良の品質をユーザ装置にもたらす3Gセルを示すセルIDおよびその3Gセルが属するRNCの番号を含める。Measurement ReportにセルIDおよびRNCの番号が示されたセルが遷移先セル候補である。

接続が規制されていない周辺3G周波数帯がないと非規制セル推定部１２６により判断される場合に、通信制御部１２０は、着信側の一般ユーザ装置に、受信品質測定指示を送信してよい。受信品質測定指示は、その一般ユーザ装置が現在通信に使用している周波数とは異なる周波数帯（キャリア）の受信品質を一般ユーザ装置が測定することと、Measurement ReportをLTE基地局１０に送信することを一般ユーザ装置に指示する。このようにして、接続が規制されていない周辺3G周波数帯がないと非規制セル推定部１２６により判断される場合に、報告受信部１３２は、呼の着信側である一般ユーザ装置にとっての遷移先セル候補を示す報告を受信することができる。

セル規制判断部１３４は、そのMeasurement Reportに示される遷移先セル候補が接続規制情報に示された被規制RNCの支配下にあるか否か判断する。Measurement Reportには、遷移先セル候補である3Gセルを示すセルIDおよびその3Gセルが属するRNCの番号が含まれており、上記の通り、接続規制情報には被規制RNC番号が示されている。

遷移先セル候補が被規制RNCの支配下にないとセル規制判断部１３４により判断される場合に、解放・再接続促進部１２８は、一般ユーザ装置へのLTEの接続を解放し、遷移先セル候補に接続することを一般ユーザ装置に促す。つまり、一般ユーザ装置の測定結果から判明する呼の着信側である一般ユーザ装置の周辺の遷移先セル候補が被規制RNCの支配下にない場合（遷移先セル候補への接続が規制されていない場合）に、解放・再接続促進部１２８は、Release with Redirection方式でCSFBを実行する。LTE基地局１０から着信ユーザ装置へのLTE方式での接続は解放され、着信ユーザ装置は3Gセルに接続を試みる。着信ユーザ装置が3Gセルに接続することを促すため、解放・再接続促進部１２８は、遷移先セル候補の周波数帯をそのユーザ装置に通知する。遷移先セル候補への接続が規制されていないことが確実であるため、Release with Redirection方式でCSFBが実行されても、ユーザ装置は、ほぼ確実に3Gセルに接続することが可能である。

他方、遷移先セル候補が被規制RNCの支配下にあるとセル規制判断部１３４により判断される場合（遷移先セル候補への接続が規制されている場合）に、ハンドオーバ処理部１３０は、一般ユーザ装置への接続を維持したまま、一般ユーザ装置への接続を遷移先セル候補にハンドオーバする。つまり、この場合に、ハンドオーバ処理部１３０は、Inter-RAT Handover方式でCSFBを実行する。

図４ないし図９を参照し、実施の形態に係るCSFBの手順を説明する。図４は、実施の形態に係るCSFBの手順を示すフローチャートである。この手順は、図５または図６に示すCSFBの前の手順の後に開始される。

図５は、アイドル状態にある着信ユーザ装置２に着信がある場合のCSFBの前の手順を示す。まずMME１２は、着信ユーザ装置２の位置情報から着信ユーザ装置２を呼び出すべき着信eNB（例えばLTE基地局１０ｃ）を選択し、S1-APメッセージであるページングメッセージをLTE基地局１０ｃに送信する。これを受けたLTE基地局１０ｃは、RRCメッセージであるページングメッセージを着信ユーザ装置２に送信する。この後、RRCの確立が行われ、着信ユーザ装置２からRRC CONNECTION SETUP COMPLETEメッセージをeNBに送信する。RRC CONNECTION SETUP COMPLETEメッセージは、NAS（Non-access stratum）情報であるEXTENDED SERVICE REQUESTを有しており、LTE基地局１０ｃは、INITIAL UE MESSAGE にEXTENDED SERVICE REQUESTを設定し、MMEに送信する。このようにして着信ユーザ装置２はCSFBを要求しうる。

EXTENDED SERVICE REQUESTがCSFBを要求する場合、INITIAL UE MESSAGEメッセージを受信したMME１２は、CSFB IndicatorがCS Fallback requiredまたはCS Fallback high-priorityを示すINITIAL CONTEXT SETUP REQUESTメッセージをLTE基地局１０ｃに送信する。呼の発信側つまり発信ユーザ装置が一般ユーザ装置である場合には、CSFB IndicatorがCS Fallback requiredを示し、発信ユーザ装置が優先ユーザ装置である場合には、CSFB IndicatorがCS Fallback high-priorityを示す。

図６は、アクティブ状態にある着信ユーザ装置２に着信がある場合のCSFBの前の手順を示す。まずMME１２は、NAS情報であるNAS CS SERVICE NOTIFICATIONを着信ユーザ装置２に送信する。これに応答して、着信ユーザ装置２は、RRCメッセージであるUL INFORMATION TRANSFERをLTE基地局１０ｃに送信する。LTE基地局１０ｃは、S1-APメッセージであるUPLINK NAS TRANPORT をMMEに送信する。UPLINK NAS TRANPORTメッセージは、NAS情報であるEXTENDED SERVICE REQUESTを有しており、EXTENDED SERVICE REQUESTがCSFBを要求しうる。

EXTENDED SERVICE REQUESTがCSFBを要求する場合、UPLINK NAS TRANPORTメッセージを受信したMME１２は、CSFB IndicatorがCS Fallback requiredまたはCS Fallback high-priorityを示すUE CONTEXT MODIFICATION REQUESTメッセージをLTE基地局１０ｃに送信する。呼の発信側つまり発信ユーザ装置が一般ユーザ装置である場合には、CSFB IndicatorがCS Fallback requiredを示し、発信ユーザ装置が優先ユーザ装置である場合には、CSFB IndicatorがCS Fallback high-priorityを示す。

図４に示す手順は、図５または図６に示すCSFBの前の手順において、INITIAL CONTEXT SETUP REQUESTメッセージまたはUE CONTEXT MODIFICATION REQUESTメッセージに含まれる情報要素であるCSFB IndicatorがCS Fallback high-priorityを示す場合（CSFBの必要性があり、発信ユーザ装置が優先ユーザ装置である場合）、開始される。

LTE基地局１０ｃの接続規制情報取得部１２４は、MME１２を介して3G通信網から3G通信網内の接続規制情報を取得する（ステップＳｔ１）。非規制セル推定部１２６は、接続規制情報の被規制RNC番号を特定し（ステップＳｔ２）、さらに、被規制RNCの支配下にある3Gセルで使用される接続が規制されている被規制3G周波数帯を特定する（ステップＳｔ３）。

非規制セル推定部１２６は、このLTE基地局１０ｃの周辺（ひいては呼の着信側である一般ユーザ装置２の周辺）にある周辺RNCの支配下にある3Gセルで使用されるすべての周辺3G周波数帯と、被規制3G周波数帯とを比較して、周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯があるか否か判断する（ステップＳｔ４）。

周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯があると非規制セル推定部１２６により判断される場合（ステップＳｔ４の判断が肯定される場合）に、解放・再接続促進部１２８は、一般ユーザ装置２へのLTEの接続を解放し、接続が規制されていない周辺3G周波数帯を接続に使用することを一般ユーザ装置２に促す（ステップＳｔ５）。こうして、着信側の一般ユーザ装置２への接続は、3G通信網に移管される。

ここまでの手順が図７に示されている。Release with Redirection方式でCSFBを実行するとき、LTE基地局１０ｃはRRC CONNECTION RELEASEメッセージを着信ユーザ装置２に送信する。RRC CONNECTION RELEASEメッセージは、接続が規制されていない周辺3G周波数帯を示す。着信側の一般ユーザ装置２への接続の移管のためには、LTE基地局１０ｃに地理的に近い3G基地局２０ｃ、3G基地局２０ｃを支配するRNC２２ｃ、RNC２２ｃに接続されたSIN２６ｃを着信に使用するためのシグナリングが行われる。

周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯がないと非規制セル推定部１２６により判断される場合（ステップＳｔ４の判断が否定される場合）に、報告受信部１３２は、呼の着信側である一般ユーザ装置２が接続すべき3G通信網に属する3Gセルである遷移先セル候補を示す報告（Measurement Report）をその一般ユーザ装置２から受信する（ステップＳｔ６）。Measurement Reportが受信されない場合には、それが受信されるまで、通信制御部１２０は処理を進めない。

Measurement Reportが受信されると、セル規制判断部１３４は、そのMeasurement Reportに示される遷移先セル候補が接続規制情報に示された被規制RNCの支配下にあるか否か判断する（ステップＳｔ７）。

遷移先セル候補が被規制RNCの支配下にあるとセル規制判断部１３４により判断される場合（ステップＳｔ７の判断が肯定される場合）に、ハンドオーバ処理部１３０は、一般ユーザ装置２への接続を維持したまま、一般ユーザ装置２への接続を遷移先セル候補にハンドオーバする（ステップＳｔ８）。こうして、着信側の一般ユーザ装置２への接続は、3G通信網に移管される。

ステップＳｔ４からステップＳｔ８までの手順が図８に示されている。着信側の一般ユーザ装置２への接続の移管のためには、LTE基地局１０ｃに地理的に近い3G基地局２０ｃ、3G基地局２０ｃを支配するRNC２２ｃ、RNC２２ｃに接続されたSIN２６ｃを着信に使用するためのシグナリングが行われる。

遷移先セル候補が被規制RNCの支配下にないとセル規制判断部１３４により判断される場合（ステップＳｔ７の判断が否定される場合）に、解放・再接続促進部１２８は、一般ユーザ装置２へのLTEの接続を解放し、遷移先セル候補に接続することを一般ユーザ装置に促す（ステップＳｔ５）。こうして、着信側の一般ユーザ装置２への接続は、3G通信網に移管される。

ステップＳｔ４からステップＳｔ７を経てステップＳｔ５に至る手順が図９に示されている。Release with Redirection方式でCSFBを実行するとき、LTE基地局１０ｃはRRC CONNECTION RELEASEメッセージを着信ユーザ装置２に送信する。RRC CONNECTION RELEASEメッセージは、接続が規制されていない遷移先セル候補の周波数帯を示す。着信側の一般ユーザ装置２への接続の移管のためには、LTE基地局１０ｃに地理的に近い3G基地局２０ｃ、3G基地局２０ｃを支配するRNC２２ｃ、RNC２２ｃに接続されたSIN２６ｃを着信に使用するためのシグナリングが行われる。

以上説明したように、この実施の形態では、パケット交換通信網（LTE通信網）に対して、優先ユーザ装置から一般ユーザ装置宛に回線交換の呼（例えば音声呼）が発せられた場合に、回線交換通信網（3G通信網）から取得された接続規制情報に基づいて、呼の着信側である一般ユーザ装置２の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）があるか否かが非規制セル推定部１２６により推定される。呼の着信側である一般ユーザ装置２の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）があると非規制セル推定部１２６により推定される場合に、一般ユーザ装置２へのパケット交換式の接続が解放され、接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）に接続することが一般ユーザ装置２に促される（Release with Redirection方式でCSFBが実行される）。遷移先のセルへの接続が規制されていないので、着信は成功し、Release with Redirection方式を使用することにより、CSFBの完了までに要する時間が短くて済む。

他方、呼の着信側である一般ユーザ装置２の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）がないと非規制セル推定部１２６により推定される場合に、一般ユーザ装置２への接続が維持されたまま、一般ユーザ装置への接続が回線交換式のセル（3Gセル）にハンドオーバされる（Inter-RAT Handover方式でCSFBが実行される）。Inter-RAT Handover方式では、着信ユーザ装置が一般ユーザ装置であって、回線交換式のセルへの接続が規制されている場合でも、CSFBにおいて優先的にその接続が移管されるので、一般ユーザ装置への着信が成功する。この実施の形態では、常にInter-RAT Handover方式を使用するのではなく、状況に応じて、Release with Redirection方式を使用することにより、CSFBの完了までに要する時間を短縮することができる。

呼の着信側である一般ユーザ装置２の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）があるか否かの推定は、接続規制情報に示された被規制RNCに基づいて被規制3G周波数帯を特定し、一般ユーザ装置２の周辺にある周辺RNCの支配下にある3Gセルで使用されるすべての周辺3G周波数帯と、被規制3G周波数帯とを比較して、周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯があるか否か判断することにより行われる。周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯があると非規制セル推定部１２６により判断される場合に、Release with Redirection方式でCSFBが実行される。接続規制情報は、被規制RNCを特定できる情報であれば、多数の3Gセルについて接続が規制されているか否かを特定する形式で膨大な情報量を有する必要はない。したがって、Release with Redirection方式でCSFBが実行可能な条件が、限定された情報量の接続規制情報を用いることで判断される。

また、この実施の形態では、周辺3G周波数帯のうち接続が規制されていない周辺3G周波数帯がないと非規制セル推定部１２６により判断される場合に、報告受信部１３２は、一般ユーザ装置が接続すべき回線交換通信網に属するセルである遷移先セル候補を示す報告を受信する。そして、着信ユーザ装置が接続すべき3Gセル（遷移先セル候補）に対して本当に接続規制されているか否かをセル規制判断部１３４が判断し、遷移先セル候補への接続が規制されていなければ、解放・再接続促進部１２８は、Release with Redirection方式でCSFBを実行する。そして、遷移先セル候補への接続が規制されていれば、ハンドオーバ処理部１３０は、Inter-RAT Handover方式でCSFBを実行する。このように、限定された情報量の接続規制情報に基づく接続規制の推定の後、さらに着信ユーザ装置が接続すべき遷移先セル候補への接続が規制されているか否か判断することにより、Release with Redirection方式でCSFBが実行可能な場合には、Release with Redirection方式でCSFBを実行することができる。状況に応じて、Release with Redirection方式を使用することにより、CSFBの完了までに要する時間を短縮することができる。

他の変形
LTE基地局１０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。

上記の手順のうちステップＳｔ６およびステップＳｔ７の処理は省略してもよい。すなわち、着信ユーザ装置が接続すべき3Gセル（遷移先セル候補）を特定せず、遷移先セル候補に対して本当に接続規制されているか否かを判断しなくてもよい。呼の着信側である一般ユーザ装置２の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセル（3Gセル）がないと非規制セル推定部１２６により推定される場合（ステップＳｔ４の判断が否定される場合）に、直ちにInter-RAT Handover方式でCSFBを実行してもよい。

3G通信網においてxGSN２４およびSIN２６が輻輳している場合には、MME１２および着信eNB（上記の説明ではLTE基地局１０ｃ）は接続規制情報を取得することができないことがありうる。この場合には、着信eNBは、図４に示された手順を実施せず、呼の着信側である一般ユーザ装置への接続をInter-RAT Handover方式でパケット交換通信網から交換通信網に移管してもよい。この場合、MME１２が接続規制情報を3G通信網から得られないと判断して、着信eNBにInter-RAT Handoverを指示してもよい。

上記の実施の形態において、接続規制情報は被規制RNCを示しており、LTE基地局は、接続規制情報に示された被規制RNCから被規制3G周波数帯を特定する。しかし、接続規制情報は、被規制RNCと被規制3G周波数帯を示してもよい。この場合、LTE基地局は、接続規制情報から被規制RNCだけでなく被規制3G周波数帯を特定することが可能である。

１ 発信ユーザ装置、２ 着信ユーザ装置、１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ） LTE基地局（eNB）、１２ MME（Mobility Management Entity）、２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ） 3G基地局、２２（２２ａ，２２ｂ） RNC（無線ネットワーク制御装置）、２４ xGSN（serving/gateway General packet radio service Support Node）、２６（２６ａ，２６ｂ） SIN（Signaling Interworking Node for 3G access）、１０２ 無線送信部、１０４ 無線受信部、１０６ 変調・復調部、１０８ 基地局間通信インターフェース、１１０ MME通信インターフェース、１２０ 通信制御部、１２２ 着信回線交換呼検知部、１２４ 接続規制情報取得部、１２６ 非規制セル推定部、１２８ 解放・再接続促進部、１３０ ハンドオーバ処理部、１３２ 報告受信部、１３４ セル規制判断部。

Claims (6)

1. パケット交換通信網に対して、優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられた場合に、前記呼の着信側である前記一般ユーザ装置への接続を前記パケット交換通信網から回線交換通信網に移管する方法であって、
   前記回線交換通信網から前記回線交換通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得する情報取得ステップと、
   前記接続規制情報に基づいて、前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあるか否かを推定する推定ステップと、
   前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあると推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない前記回線交換式のセルに接続することを前記一般ユーザ装置に促す第１の解放・再接続ステップと、
   前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがないと推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を維持したまま、前記一般ユーザ装置への接続を回線交換式のセルにハンドオーバするハンドオーバステップと
   を備える接続の移管方法。
2. 前記推定ステップは、
   前記接続規制情報に示された接続が規制されている被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にある回線交換式のセルで使用される、接続が規制されている被規制周波数帯を特定する被規制周波数帯特定ステップと、
   前記一般ユーザ装置の周辺にある周辺無線ネットワーク制御装置の支配下にある回線交換式のセルで使用されるすべての周辺周波数帯と、前記被規制周波数帯とを比較して、前記周辺周波数帯のうち接続が規制されていない周辺周波数帯があるか否か判断する周波数帯規制判断ステップとを備え、
   前記第１の解放・再接続ステップは、前記周波数帯規制判断ステップで、前記周辺周波数帯のうち接続が規制されていない周辺周波数帯があると判断される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない前記周辺周波数帯を接続に使用することを前記一般ユーザ装置に促すことである
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続の移管方法。
3. 前記周波数帯規制判断ステップで、前記周辺周波数帯のうち接続が規制されていない周辺周波数帯がないと判断される場合に、前記一般ユーザ装置が接続すべき前記回線交換通信網に属するセルである遷移先セル候補を示す報告を受信する報告受信ステップと、
   前記報告に示される前記遷移先セル候補が前記被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にあるか否か判断するセル規制判断ステップと、
   前記セル規制判断ステップで、前記遷移先セル候補が前記被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にないと判断される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、前記遷移先セル候補に接続することを前記一般ユーザ装置に促す第２の解放・再接続ステップとを備え、
   前記ハンドオーバステップは、前記セル規制判断ステップで、前記遷移先セル候補が前記被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にあると判断される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を維持したまま、前記一般ユーザ装置への接続を前記遷移先セル候補にハンドオーバすることである
   ことを特徴とする請求項２に記載の接続の移管方法。
4. パケット交換通信網における無線基地局であって、
   優先ユーザのユーザ装置である優先ユーザ装置から一般ユーザのユーザ装置である一般ユーザ装置宛に回線交換の呼が発せられたことを検知する回線交換呼検知部と、
   回線交換通信網から前記回線交換通信網内の接続規制に関する接続規制情報を取得する接続規制情報取得部と、
   前記接続規制情報に基づいて、前記呼の着信側である前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあるか否かを推定する非規制セル推定部と、
   前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがあると前記非規制セル推定部により推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない前記回線交換式のセルに接続することを前記一般ユーザ装置に促す解放・再接続促進部と、
   前記一般ユーザ装置の周辺に接続が規制されていない回線交換式のセルがないと前記非規制セル推定部により推定される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を維持したまま、前記一般ユーザ装置への接続を回線交換式のセルにハンドオーバするハンドオーバ処理部と
   を備える無線基地局。
5. 前記非規制セル推定部は、
   前記接続規制情報に示された接続が規制されている被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にある回線交換式のセルで使用される、接続が規制されている被規制周波数帯を特定し、
   前記一般ユーザ装置の周辺にある周辺無線ネットワーク制御装置の支配下にある回線交換式のセルで使用されるすべての周辺周波数帯と、前記被規制周波数帯とを比較して、前記周辺周波数帯のうち接続が規制されていない周辺周波数帯があるか否か判断し、
   前記解放・再接続促進部は、
   前記周辺周波数帯のうち接続が規制されていない周辺周波数帯があると前記非規制セル推定部により判断される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、接続が規制されていない前記周辺周波数帯を接続に使用することを前記一般ユーザ装置に促す
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
6. 前記周辺周波数帯のうち接続が規制されていない周辺周波数帯がないと前記非規制セル推定部により判断される場合に、前記一般ユーザ装置が接続すべき前記回線交換通信網に属するセルである遷移先セル候補を示す報告を受信する報告受信部と、
   前記報告に示される前記遷移先セル候補が前記被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にあるか否か判断するセル規制判断部をさらに備え、
   前記解放・再接続促進部は、
   前記遷移先セル候補が前記被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にないと前記セル規制判断部により判断される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を解放し、前記遷移先セル候補に接続することを前記一般ユーザ装置に促し、
   前記ハンドオーバ処理部は、
   前記遷移先セル候補が前記被規制無線ネットワーク制御装置の支配下にあると前記セル規制判断部により判断される場合に、前記一般ユーザ装置への接続を維持したまま、前記一般ユーザ装置への接続を前記遷移先セル候補にハンドオーバすることを特徴とする請求項５に記載の無線基地局。

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