JP5743657B2 - 移動通信システム、基地局、ネットワーク装置、及びハンドオーバ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末のハンドオーバを制御する移動通信システム、基地局、ネットワーク装置、及びハンドオーバ制御方法に関する。

移動通信システムにおいて、移動しながら無線通信を行う無線端末は、より無線品質の良好な基地局へ接続先を切り替えるハンドオーバを行う。

また、無線品質だけでなく、無線端末で実行中のアプリケーションを考慮してハンドオーバ制御を行う技術が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の無線端末は、接続先の基地局との間で無線品質が劣化し、且つアプリケーションが必要とするデータレートが該接続先の基地局との間で得られない場合に、該接続先の基地局に隣接する他の基地局へのハンドオーバを行う。

特許文献１に記載の技術によれば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）等の低データレートで済むアプリケーションを実行している無線端末は、Ｗｅｂ閲覧等の高データレートを必要とするアプリケーションを実行している無線端末と比較して、遅めにハンドオーバを行うよう制御される。

特開２００５−１０１９３０号公報

輻輳中の基地局（すなわち高負荷状態にある基地局）の通信エリアに向けて、同時期に複数の無線端末が移動しているケースでは、該基地局の無線リソースが逼迫していることから、該複数の無線端末のうち一部の無線端末は該基地局へのハンドオーバが許容されるものの、残りの無線端末はハンドオーバが許容されない。

かかるケースにおいて、ハンドオーバが許容されない無線端末でＶｏＩＰ等のリアルタイムアプリケーションを実行している場合には、無線通信が中断することによって、音声の途切れや遅延等、著しいサービス品質の低下が生じるという問題がある。

特許文献１に記載の技術では、ＶｏＩＰを実行中の無線端末のハンドオーバは後回しになることから、かかるケースにおいて、該無線端末のハンドオーバが許容されずに、無線通信が中断することによる著しいサービス品質の低下が生じる可能性が高い。

そこで、本発明は、リアルタイムアプリケーションを実行している無線端末において著しいサービス品質の低下が生じる可能性を低減できる移動通信システム、基地局、ネットワーク装置、及びハンドオーバ制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。

まず、本発明に係る移動通信システムの特徴は、第１の基地局（基地局ｅＮＢ＃１）と、該第１の基地局に隣接する第２の基地局（基地局ｅＮＢ＃２）とを有する移動通信システムであって、前記第１の基地局に接続している無線端末（無線端末ＵＥ）の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御する制御部（制御部２０７、制御部３０４、制御部４０３、制御部５０４、又は制御部６０３）を備え、前記制御部は、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末（無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２）が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末（無線端末ＵＥ＃２）のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、ことを要旨とする。

このような特徴によれば、第１の基地局に接続している複数の無線端末が第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合に、該複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを優先する。これにより、第２の基地局が輻輳中であっても、リアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバが許容される可能性を高めることができる。従って、リアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末の無線通信が中断することによる著しいサービス品質の低下が生じる可能性を低減できる。

本発明に係る移動通信システムの他の特徴は、上記特徴に係る移動通信システムにおいて、前記制御部は、前記複数の無線端末が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが低いリアルタイムアプリケーション（例えばＶｏＩＰ）を実行中の無線端末（無線端末ＵＥ＃２）のハンドオーバを優先するよう制御することを要旨とする。

本発明に係る移動通信システムの他の特徴は、上記特徴に係る移動通信システムにおいて、前記制御部は、前記第１の基地局に設けられることを要旨とする。

本発明に係る移動通信システムの他の特徴は、上記特徴に係る移動通信システムにおいて、前記制御部は、前記第２の基地局に設けられることを要旨とする。

本発明に係る移動通信システムの他の特徴は、上記特徴に係る移動通信システムにおいて、前記制御部は、前記第１及び第２の基地局よりも上位のネットワーク装置（移動管理装置ＭＭＥ、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ、又はＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷ）に設けられることを要旨とする。

本発明に係る基地局の特徴は、第１の基地局（基地局ｅＮＢ＃１）と、該第１の基地局に隣接する第２の基地局（基地局ｅＮＢ＃２）とを有する移動通信システムにおいて、前記第１の基地局又は前記第２の基地局の何れかである基地局であって、前記第１の基地局に接続している無線端末（無線端末ＵＥ）の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御する制御部（制御部２０７又は制御部３０４）を備え、前記制御部は、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末（無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２）が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末（無線端末ＵＥ＃２）のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御することを要旨とする。

本発明に係るネットワーク装置の特徴は、第１の基地局（基地局ｅＮＢ＃１）と、該第１の基地局に隣接する第２の基地局（基地局ｅＮＢ＃２）とを有する移動通信システムにおいて、前記第１及び第２の基地局よりも上位のネットワーク装置（移動管理装置ＭＭＥ、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ、又はＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷ）であって、前記第１の基地局に接続している無線端末（無線端末ＵＥ）の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御する制御部（制御部４０３、制御部５０４、又は制御部６０３）を備え、前記制御部は、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末（無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２）が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末（無線端末ＵＥ＃２）のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、ことを要旨とする。

本発明に係るハンドオーバ制御方法の特徴は、第１の基地局（基地局ｅＮＢ＃１）に接続している無線端末（無線端末ＵＥ）の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から、前記第１の基地局に隣接する第２の基地局（基地局ｅＮＢ＃２）への該無線端末のハンドオーバを制御するステップを備え、前記制御するステップでは、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末（無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２）が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末（無線端末ＵＥ＃２）のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、ことを要旨とする。

本発明によれば、リアルタイムアプリケーションを実行している無線端末において著しいサービス品質の低下が生じる可能性を低減できる移動通信システム、基地局、ネットワーク装置、及びハンドオーバ制御方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る移動管理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るサービングゲートウェイの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＰＤＮゲートウェイの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体概略動作を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る移動通信システムによるＨＯスケジューリング処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る移動通信システムによるＨＯ判断処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る移動通信システムの詳細動作パターン１を示す動作シーケンス図である。 本発明の実施形態に係る移動通信システムの詳細動作パターン２を示す動作シーケンス図である。 本発明の実施形態に係る移動通信システムの詳細動作パターン３を示す動作シーケンス図である。

図面を参照して、本発明の実施形態について、（１）移動通信システムの構成、（２）移動通信システムの動作、（３）実施形態の効果、（４）その他の実施形態の順に説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。

（１）移動通信システムの構成
まず、本実施形態に係る移動通信システムの構成について、（１．１）全体概略構成、（１．２）詳細構成の順に説明する。

（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る移動通信システム１の全体概略構成図である。移動通信システム１は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で仕様が策定されているＬＴＥ（Long Term Evolution）に基づいて構成されている。

図１に示すように、移動通信システム１は、無線端末ＵＥと、複数の基地局ｅＮＢと、移動管理装置ＭＭＥと、サービングゲートウェイＳ−ＧＷと、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷと、公衆通信網ＩＭＳとを有する。公衆通信網ＩＭＳはＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を用いたマルチメディアサービスに対応したパケット交換網である。

無線端末ＵＥは、ユーザが所持する無線通信装置であり、ユーザ装置とも称される。無線端末ＵＥは、通信実行中の状態（コネクテッドモードと称される）において各種アプリケーションを実行し、接続先の基地局ｅＮＢとの間に確立される論理通信路であるベアラを介して、公衆通信網ＩＭＳ上に設けられたサーバ等との間でユーザデータパケットを送受信する。なお、無線端末ＵＥが実行するアプリケーションの種別、具体的には、無線端末ＵＥが実行するアプリケーションに要求されるサービス品質（ＱｏＳ）に応じたベアラが確立される。

また、無線端末ＵＥは、より無線品質の良好な基地局ｅＮＢへ接続先を切り替えるハンドオーバ（以下、ハンドオーバをＨＯと略記する）を行う。

複数の基地局ｅＮＢのそれぞれは、無線端末ＵＥにサービスを提供すべき通信エリアを形成する。各基地局ｅＮＢの通信エリアは、通信エリアの最小単位であるセルを１つ又は複数用いて構成される。

互いに隣接する各基地局ｅＮＢは、他の基地局との間の論理的なインターフェイス（以下、インターフェイスをＩ／Ｆと略記する）であるＸ２ Ｉ／Ｆを介して相互に通信可能である。隣接し合う基地局ｅＮＢ間において、ＨＯ制御等に用いられる制御信号が、Ｘ２ Ｉ／Ｆを介して送受信される。

複数の基地局ｅＮＢのそれぞれは、上位のネットワーク装置（すなわち移動管理装置ＭＭＥ及びサービングゲートウェイＳ−ＧＷ）との間の論理的なＩ／ＦであるＳ１ Ｉ／Ｆを介して、移動管理装置ＭＭＥ及びサービングゲートウェイＳ−ＧＷと通信可能である。

移動管理装置ＭＭＥは、各種制御を行うためのプロトコル群である制御プレーンに対応して設けられる装置であり、位置登録や、着信時の端末呼び出し（ページング）処理、基地局間ＨＯといったモビリティ管理を行う。移動管理装置ＭＭＥは、Ｓ１ Ｉ／Ｆの一種であるＳ１-ＭＭＥ Ｉ／Ｆを介して基地局ｅＮＢを制御する。

サービングゲートウェイＳ−ＧＷは、ユーザデータパケットを転送するためのプロトコル群であるユーザプレーンに対応して設けられる装置であり、Ｓ１ Ｉ／Ｆの一種であるＳ１-Ｕ Ｉ／Ｆと、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷとの間の論理的なＩ／ＦであるＳ５ Ｉ／Ｆとを介して送受信されるユーザデータパケットを中継する。なお、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ及び移動管理装置ＭＭＥは、Ｓ１１ Ｉ／Ｆと称される論理的なＩ／Ｆを介して相互に通信可能である。

ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷは、公衆通信網ＩＭＳとの間の論理的なＩ／ＦであるＳＧｉ Ｉ／Ｆと、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷとの間の論理的なＩ／ＦであるＳ５ Ｉ／Ｆとを介して送受信されるユーザデータパケットを中継する。

（１．２）詳細構成
次に、移動通信システム１の詳細構成について、基地局ｅＮＢの構成、無線端末ＵＥの構成、移動管理装置ＭＭＥの構成、サービングゲートウェイＳ−ＧＷの構成、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷの構成の順に説明する。

図２は、基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。

図２に示すように、基地局ｅＮＢは、無線端末ＵＥへの無線信号の送信及び無線端末ＵＥからの無線信号の受信を行うためのアンテナ２０１と、アンテナ２０１が受信する信号（受信信号）に対するＲＦ（Radio Frequency）帯からベースバンド帯への変換及びアンテナ２０１から送信する信号（送信信号）に対するベースバンド帯からＲＦ帯からへの変換を行うＲＦ部２０２と、ＲＦ部２０２が出力する受信信号の復調及びＲＦ部２０２に入力する送信信号の変調を行う変復調部２０３と、他の基地局ｅＮＢとのＩ／Ｆとして機能する基地局Ｉ／Ｆ部２０４と、移動管理装置ＭＭＥとのＩ／Ｆとして機能するＭＭＥ Ｉ／Ｆ部２０５と、サービングゲートウェイＳ−ＧＷとのＩ／Ｆとして機能するＳ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部２０６と、各種制御を行う制御部２０７と、各種データを記憶するメモリ２０８とを含む。

図３は、無線端末ＵＥの構成を示すブロック図である。

図３に示すように、無線端末ＵＥは、基地局ｅＮＢへの無線信号の送信及び基地局ｅＮＢからの無線信号の受信を行うためのアンテナ３０１と、アンテナ３０１が受信する信号（受信信号）に対するＲＦ帯からベースバンド帯への変換及びアンテナ３０１から送信する信号（送信信号）に対するベースバンド帯からＲＦ帯からへの変換を行うＲＦ部３０２と、ＲＦ部３０２が出力する受信信号の復調及びＲＦ部３０２に入力する送信信号の変調を行う変復調部３０３と、各種制御を行う制御部３０４と、各種データを記憶するメモリ３０５と、各種入力を行う入力部３０６と、音声及び画像をデコードするデコーダ部３０７と、音声が入力されるマイク３０８と、音声を出力するスピーカ３０９と、各種画像を表示する表示部３１０と、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信するＧＰＳアンテナ３１１と、ＧＰＳアンテナ３１１が受信した信号を用いて位置情報を測定するＧＰＳ受信機３１２とを含む。

制御部２０７は、メモリ３０５に記憶されているアプリケーション・プログラムを実行することで、各種アプリケーションを実行する。このようなアプリケーションは、リアルタイム性を要求するアプリケーション（以下、リアルタイムアプリケーションと称する）と、リアルタイム性を要求しないアプリケーション（以下、非リアルタイムアプリケーションと称する）とに大別される。

リアルタイムアプリケーションの例としては、ＶｏＩＰ、対戦型ゲーム、テレビ会議、ビデオストリーミング等が挙げられる。なお、ＶｏＩＰは、リアルタイムアプリケーションの中でも、必要とするデータレートが最も低いアプリケーションである。

非リアルタイムアプリケーションの例としては、Ｗｅｂ閲覧、メール、ファイル転送等が挙げられる。

図４は、移動管理装置ＭＭＥの構成を示すブロック図である。

図４に示すように、移動管理装置ＭＭＥは、基地局ｅＮＢとのＩ／Ｆとして機能する基地局Ｉ／Ｆ部４０１と、サービングゲートウェイＳ−ＧＷとのＩ／Ｆとして機能するＳ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部４０２と、各種制御を行う制御部４０３と、各種データを記憶するメモリ４０４とを含む。

図５は、サービングゲートウェイＳ−ＧＷの構成を示すブロック図である。

図５に示すように、サービングゲートウェイＳ−ＧＷは、基地局ｅＮＢとのＩ／Ｆとして機能する基地局Ｉ／Ｆ部５０１と、移動管理装置ＭＭＥとのＩ／Ｆとして機能するＭＭＥ Ｉ／Ｆ部５０２と、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷとのＩ／Ｆとして機能するＰ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部５０３と、各種制御を行う制御部５０４と、各種データを記憶するメモリ５０５とを含む。

図６は、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷの構成を示すブロック図である。

図６に示すように、ＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷは、サービングゲートウェイＳ−ＧＷとのＩ／Ｆとして機能するＳ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部６０１と、公衆通信網ＩＭＳとのＩ／Ｆとして機能するＩＭＳ Ｉ／Ｆ部６０２と、各種制御を行う制御部６０３と、各種データを記憶するメモリ６０４とを含む。

（２）移動通信システムの動作
次に、移動通信システム１の動作について、（２．１）全体概略動作、（２．２）ＨＯスケジューリング処理、（２．３）ＨＯ判断処理、（２．４）詳細動作例の順に説明する。

（２．１）全体概略動作
図７は、移動通信システム１の全体概略動作を説明するための図である。

図７（ａ）に示すように、基地局ｅＮＢ＃１には、基地局ｅＮＢ＃１の通信エリア内であって輸送機器（例えば電車等）内にある複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が接続している。

無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２は、輸送機器の移動に伴い、基地局ｅＮＢ＃１に隣接する基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに向けて移動している。ここで、無線端末ＵＥ＃１はＶｏＩＰを実行せずに非リアルタイムアプリケーションを実行しており、無線端末ＵＥ＃２はＶｏＩＰを実行しているものとする。また、基地局ｅＮＢ＃２は、輻輳中であり、無線リソースが逼迫している状態であるとものとする。

このような状況において、図７（ｂ）に示すように、ＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥ＃２を優先して基地局ｅＮＢ＃２にＨＯさせる。無線端末ＵＥ＃２を優先して基地局ｅＮＢ＃２にＨＯさせるための方法としては、例えば、基地局ｅＮＢ＃２へのＨＯがし易くなるよう無線端末ＵＥ＃２のＨＯ閾値を調整するという方法でもよく、無線端末ＵＥ＃２のＨＯ手順が完了するまで無線端末ＵＥ＃１のＨＯ手順の開始を待たせるという方法でもよい。

このように、ＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥ＃２を無線端末ＵＥ＃１よりも優先して基地局ｅＮＢ＃２にＨＯさせることにより、基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であっても、無線端末ＵＥ＃２のＨＯが許容される可能性を高めることができる。

これに対し、非リアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末ＵＥ＃１については、基地局ｅＮＢ＃２へのＨＯを行わずに無線通信が中断しても、更なる移動により基地局ｅＮＢ＃３に接続して無線通信を再開すれば、非リアルタイムアプリケーションの特性上、サービス品質が著しく低下することはない。

（２．２）ＨＯスケジューリング処理
図８は、移動通信システム１によるＨＯスケジューリング処理を示すフローチャートである。ここでは、図７に示した状況でのＨＯスケジューリング処理を例に説明する。なお、本フローチャートは、基地局ｅＮＢ＃１、基地局ｅＮＢ＃２、移動管理装置ＭＭＥ、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ、又はＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷが、周期的に実行するものとする。

図８に示すように、ステップＳ１１において、基地局ｅＮＢ＃２の負荷レベルを所定レベルと比較し、ＨＯのターゲットとなる基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であるか否かを判別する。

具体的には、基地局ｅＮＢ＃２の負荷レベルが所定レベルよりも高いことが確認できた場合には、基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であると判別する。ここで負荷レベルとは、例えば、基地局ｅＮＢ＃２の無線リソース使用量（あるいは無線リソース使用率）、又は基地局ｅＮＢ＃２のハードウェアリソース使用量（あるいはハードウェアリソース使用率）等を意味する。

基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であると判別された場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２から通知された位置情報に基づき、無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに移動するか否かを予測する。

例えば、位置情報に基づき算出した無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２の移動速度及び進行方向と、メモリ２０８，４０４，５０５，又は６０４に記憶されている近隣地域の地図情報とに基づき、基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに向かう特定の経路(例えば線路上)に沿って一定以上の速度(例えば80km/h以上)で無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が移動していることが確認できた場合に、無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに移動すると予測する。

無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに移動すると予測される場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥを優先してＨＯさせるためのＨＯ制御情報を生成する。

その際、無線端末ＵＥ＃２を指定せずに、ＶｏＩＰのベアラを持つ任意の無線端末ＵＥを優先してＨＯさせるためのＨＯ制御情報を生成してもよく、無線端末ＵＥ＃２がＶｏＩＰを実行中であることをベアラ種別に基づいて判別し、優先してＨＯさせるべき無線端末ＵＥとして無線端末ＵＥ＃２を指定したＨＯ制御情報を生成してもよい。

なお、ＨＯ元の基地局ｅＮＢ＃１以外の装置がＨＯ制御情報を生成した場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、該装置は、生成したＨＯ制御情報をＨＯ元の基地局ｅＮＢ＃１に送信する。基地局ｅＮＢ＃１は、ＨＯ制御情報を受信し、受信したＨＯ制御情報を自局のメモリ２０８に記憶する。

これに対し、ＨＯ元の基地局ｅＮＢ＃１がＨＯ制御情報を生成した場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、基地局ｅＮＢ＃１は、生成したＨＯ制御情報を自局のメモリ２０８に記憶する。

（２．３）ＨＯ判断処理
図９は、移動通信システム１によるＨＯ判断処理を示すフローチャートである。ここでは、図７に示した状況でのＨＯスケジューリング処理を例に説明する。

図９に示すように、ステップＳ２１において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、ＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥを優先してＨＯさせるためのＨＯ制御情報が自局のメモリ２０８に記憶されているか否かを確認する。

ＨＯ制御情報が記憶されていることが確認できた場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、ＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥ＃２を優先して基地局ｅＮＢ＃２にＨＯさせるＨＯ手順を行うと決定する。例えば、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、無線端末ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２にＨＯし易くなるようＨＯの閾値を調整する、又は、無線端末ＵＥ＃２のＨＯ手順が完了するまで無線端末ＵＥ＃１のＨＯ手順の開始を待たせることで、無線端末ＵＥ＃２のＨＯを優先する。

一方、ＨＯ制御情報が記憶されていることが確認できない場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ２３において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、通常通りのＨＯ手順を行うと決定する。

なお、ＨＯ手順としては、例えば３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００に記載されているＨＯ手順を利用できる。

（２．４）詳細動作例
次に、移動通信システム１の詳細動作パターン１〜３を説明する。ここでは、図７に示した状況での詳細動作パターンを例に説明する。

詳細動作パターン１は基地局ｅＮＢ＃１がＨＯスケジューリング処理を行うパターンであり、詳細動作パターン２は基地局ｅＮＢ＃２がＨＯスケジューリング処理を行うパターンであり、詳細動作パターン３は移動管理装置ＭＭＥがＨＯスケジューリング処理を行うパターンである。

なお、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ又はＰＤＮゲートウェイＰ−ＧＷがＨＯスケジューリング処理を行うパターンについては、詳細動作パターン３と同様の動作であるため、説明を省略する。

（２．４．１）詳細動作パターン１
図１０は、移動通信システム１の詳細動作パターン１を示す動作シーケンス図である。

図１０に示すように、ステップＳ１０１において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、自局の負荷レベルを測定し、測定結果を示す負荷情報を生成する。ステップＳ１０２において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、生成した負荷情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう基地局Ｉ／Ｆ部２０４を制御する。基地局ｅＮＢ＃１の基地局Ｉ／Ｆ部２０４は、負荷情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された負荷情報を記憶するよう自局のメモリ２０８を制御する。

ステップＳ１０３において、無線端末ＵＥ＃１のＧＰＳ受信機３１２は、位置情報を測定する。ステップＳ１０４において、無線端末ＵＥ＃１の制御部３０４は、測定された位置情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう変復調部３０３及びＲＦ部３０２を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＲＦ部２０２及び変復調部２０３は、無線端末ＵＥ＃１の位置情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された負荷情報を記憶するようメモリ２０８を制御する。

また、ステップＳ１０５において、無線端末ＵＥ＃２のＧＰＳ受信機３１２は、位置情報を測定する。ステップＳ１０６において、無線端末ＵＥ＃２の制御部３０４は、測定された位置情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう変復調部３０３及びＲＦ部３０２を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＲＦ部２０２及び変復調部２０３は、無線端末ＵＥ＃２の位置情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された負荷情報を記憶するようメモリ２０８を制御する。

ステップＳ１０７〜Ｓ１１０において、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６と同様の手順が実行される。

ステップＳ１１１において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、自局のメモリ２０８に記憶されている、基地局ｅＮＢ＃２の負荷情報と、無線端末ＵＥ＃１，＃２の位置情報と、近隣地域の地図情報とに基づいて、図８で示したＨＯスケジューリング処理を実行する。すなわち、本動作パターンにおいて、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、ＶｏＩＰを実行中の無線端末ＵＥのＨＯを優先するよう制御する制御部に相当する。

ステップＳ１１２において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、ＨＯスケジューリング処理の結果に基づき、図８で示したＨＯ判断処理を実行する。その後、ステップＳ１１３において、ＨＯ判断処理の結果に応じたＨＯ手順が実行される。

（２．４．２）詳細動作パターン２
図１１は、移動通信システム１の詳細動作パターン２を示す動作シーケンス図である。

図１１に示すように、ステップＳ２０１において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、自局の負荷レベルを測定し、測定結果を示す負荷情報を記憶するよう自局のメモリ２０８を制御する。

ステップＳ２０２において、無線端末ＵＥ＃１のＧＰＳ受信機３１２は、位置情報を測定する。ステップＳ２０３において、無線端末ＵＥ＃１の制御部３０４は、測定された位置情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう変復調部３０３及びＲＦ部３０２を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＲＦ部２０２及び変復調部２０３は、無線端末ＵＥ＃１の位置情報を受信する。ステップＳ２０４において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された位置情報を基地局ｅＮＢ＃２に送信するよう基地局 Ｉ／Ｆ部２０４を制御する。基地局ｅＮＢ＃２の基地局Ｉ／Ｆ部２０４は、無線端末ＵＥ＃１の位置情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、受信された位置情報を記憶するよう自局のメモリ２０８を制御する。

ステップＳ２０５において、無線端末ＵＥ＃２のＧＰＳ受信機３１２は、位置情報を測定する。ステップＳ２０６において、無線端末ＵＥ＃２の制御部３０４は、測定された位置情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう変復調部３０３及びＲＦ部３０２を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＲＦ部２０２及び変復調部２０３は、無線端末ＵＥ＃２の位置情報を受信する。ステップＳ２０７において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された位置情報を基地局ｅＮＢ＃２に送信するよう基地局 Ｉ／Ｆ部２０４を制御する。基地局ｅＮＢ＃２の基地局Ｉ／Ｆ部２０４は、無線端末ＵＥ＃２の位置情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、受信された位置情報を記憶するよう自局のメモリ２０８を制御する。

ステップＳ２０８〜Ｓ２１３において、ステップＳ２０２〜Ｓ２０７と同様の手順が実行される。

ステップＳ２１４において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、自局のメモリ２０８に記憶されている、自局の負荷情報と、無線端末ＵＥ＃１，＃２の位置情報と、近隣地域の地図情報とに基づいて、図８で示したＨＯスケジューリング処理を実行する。すなわち、本動作パターンにおいて、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、ＶｏＩＰを実行中の無線端末ＵＥのＨＯを優先するよう制御する制御部に相当する。

ステップＳ２１５において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、ＨＯスケジューリング処理でＨＯ制御情報が生成された場合に、該ＨＯ制御情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう基地局Ｉ／Ｆ部２０４を制御する。基地局ｅＮＢ＃１の基地局Ｉ／Ｆ部２０４は、ＨＯ制御情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信されたＨＯ制御情報を記憶するよう自局のメモリ２０８を制御する。

ステップＳ２１６において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、ＨＯスケジューリング処理の結果に基づき、図８で示したＨＯ判断処理を実行する。その後、ステップＳ２１７において、ＨＯ判断処理の結果に応じたＨＯ手順が実行される。

（２．４．３）詳細動作パターン３
図１２は、移動通信システム１の詳細動作パターン３を示す動作シーケンス図である。

図１２に示すように、ステップＳ３０１において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、自局の負荷レベルを測定し、測定結果を示す負荷情報を生成する。ステップＳ３０２において、基地局ｅＮＢ＃２の制御部２０７は、生成した負荷情報を移動管理装置ＭＭＥに送信するようＭＭＥ Ｉ／Ｆ部２０５を制御する。移動管理装置ＭＭＥの基地局Ｉ／Ｆ部４０１は、基地局ｅＮＢ＃２の負荷情報を受信し、移動管理装置ＭＭＥの制御部４０３は、受信された負荷情報を記憶するようメモリ４０４を制御する。

ステップＳ３０３において、無線端末ＵＥ＃１のＧＰＳ受信機３１２は、位置情報を測定する。ステップＳ３０４において、無線端末ＵＥ＃１の制御部３０４は、測定された位置情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう変復調部３０３及びＲＦ部３０２を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＲＦ部２０２及び変復調部２０３は、無線端末ＵＥ＃１の位置情報を受信する。ステップＳ３０５において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された位置情報を移動管理装置ＭＭＥに送信するよう自局のＭＭＥ Ｉ／Ｆ部２０５を制御する。移動管理装置ＭＭＥの基地局Ｉ／Ｆ部４０１は、無線端末ＵＥ＃１の位置情報を受信し、移動管理装置ＭＭＥの制御部４０３は、受信された位置情報を記憶するようメモリ４０４を制御する。

ステップＳ３０６において、無線端末ＵＥ＃２のＧＰＳ受信機３１２は、位置情報を測定する。ステップＳ３０７において、無線端末ＵＥ＃２の制御部３０４は、測定された位置情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう変復調部３０３及びＲＦ部３０２を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＲＦ部２０２及び変復調部２０３は、無線端末ＵＥ＃２の位置情報を受信する。ステップＳ３０８において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信された位置情報を移動管理装置ＭＭＥに送信するよう自局のＭＭＥ Ｉ／Ｆ部２０５を制御する。移動管理装置ＭＭＥの基地局Ｉ／Ｆ部４０１は、無線端末ＵＥ＃２の位置情報を受信し、移動管理装置ＭＭＥの制御部４０３は、受信された位置情報を記憶するようメモリ４０４を制御する。

ステップＳ３０９〜Ｓ３１４において、ステップＳ３０３〜Ｓ３０８と同様の手順が実行される。

ステップＳ３１５において、移動管理装置ＭＭＥの制御部４０３は、自局のメモリ４０４に記憶されている、基地局ｅＮＢ＃２の負荷情報と、無線端末ＵＥ＃１，＃２の位置情報と、近隣地域の地図情報とに基づいて、図８で示したＨＯスケジューリング処理を実行する。すなわち、本動作パターンにおいて、移動管理装置ＭＭＥの制御部４０３は、ＶｏＩＰを実行中の無線端末ＵＥのＨＯを優先するよう制御する制御部に相当する。

ステップＳ３１６において、移動管理装置ＭＭＥの制御部４０３は、ＨＯスケジューリング処理でＨＯ制御情報が生成された場合に、該ＨＯ制御情報を基地局ｅＮＢ＃１に送信するよう基地局Ｉ／Ｆ部４０１を制御する。基地局ｅＮＢ＃１のＭＭＥ Ｉ／Ｆ部２０５は、ＨＯ制御情報を受信し、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、受信されたＨＯ制御情報を記憶するよう自局のメモリ２０８を制御する。

ステップＳ３１７において、基地局ｅＮＢ＃１の制御部２０７は、ＨＯスケジューリング処理の結果に基づき、図８で示したＨＯ判断処理を実行する。その後、ステップＳ３１８において、ＨＯ判断処理の結果に応じたＨＯ手順が実行される。

（３）実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であって、基地局ｅＮＢ＃１に接続している複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに移動すると予測される場合に、複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２のうち、リアルタイムアプリケーションの一種であるＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥ＃２のＨＯを優先する。これにより、基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であっても、ＶｏＩＰを実行中の無線端末ＵＥ＃２のＨＯが許容される可能性を高めることができる。従って、ＶｏＩＰを実行中の無線端末ＵＥ＃２の無線通信が中断することにより音声の途切れや遅延が生じる可能性を低減できる。

また、ＶｏＩＰは、リアルタイムアプリケーションの中でも必要とするデータレートが最も低いアプリケーションであることから、ＶｏＩＰを実行中の無線端末ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２にＨＯしても、基地局ｅＮＢ＃２の負荷レベルは余り増加せず、基地局ｅＮＢ＃２に接続する無線端末ＵＥのサービス品質が低下する可能性を低減できる。

（４）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

（４．１）変更例１
上述した実施形態においては、無線端末ＵＥのベアラ種別に基づいて、無線端末ＵＥの実行中のアプリケーションを特定していたが、ベアラ種別に限らず、ユーザデータパケットに含まれるヘッダ情報又はユーザデータパケットのパケット種別等に基づいて無線端末ＵＥの実行中のアプリケーションを特定してもよい。

（４．２）変更例２
上述した実施形態においては、無線端末ＵＥのＧＰＳ受信機３１２により得られた位置情報を用いて無線端末ＵＥの移動状態を判断する一例を説明したが、そのような位置情報に限らず、移動管理装置ＭＭＥが管理している在圏セルの履歴情報や在圏基地局の履歴情報を用いて無線端末ＵＥの移動状態を判断してもよい。

（４．３）変更例３
上述した実施形態においては、基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であって、基地局ｅＮＢ＃１に接続している複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに移動すると予測される場合に、複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２のうち、リアルタイムアプリケーションの一種であるＶｏＩＰのベアラを持つ無線端末ＵＥ＃２のＨＯを優先するよう制御していた。

しかしながら、このような制御に加えて、次のような制御を採用してもよい。具体的には、基地局ｅＮＢ＃２の負荷レベルが高い場合（すなわち基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中である場合）には、必要とするデータレートが高いアプリケーション（例えばファイル転送やＷｅｂ閲覧等）を実行中の無線端末ＵＥが基地局ｅＮＢ＃２へのＨＯを行うと、基地局ｅＮＢ＃２の負荷レベルが限界に達し、それ以上の無線端末ＵＥのＨＯが許容される可能性が低くなる。

よって、基地局ｅＮＢ＃２が輻輳中であって、基地局ｅＮＢ＃１に接続している複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２が基地局ｅＮＢ＃２の通信エリアに移動すると予測される場合に、複数の無線端末ＵＥ＃１，ＵＥ＃２のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションに対応するベアラを持つ無線端末ＵＥによる基地局ｅＮＢ＃２へのＨＯを規制するよう制御する。これにより、ＶｏＩＰ等のリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末ＵＥによる基地局ｅＮＢ＃２へのＨＯが許容される可能性を高めることができる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ＩＭＳ…公衆通信網、ＭＭＥ…移動管理装置、Ｐ−ＧＷ…ＰＤＮゲートウェイ、Ｓ−ＧＷ…サービングゲートウェイ、ＵＥ…無線端末、ｅＮＢ…基地局、１…移動通信システム、２０１…アンテナ、２０２…ＲＦ部、２０３…変復調部、２０４…基地局Ｉ／Ｆ部、２０５…ＭＭＥ Ｉ／Ｆ部、２０６…Ｓ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部、２０７…制御部、２０８…メモリ、３０１…アンテナ、３０２…ＲＦ部、３０３…変復調部、３０４…制御部、３０５…メモリ、３０６…入力部、３０７…デコーダ部、３０８…マイク、３０９…スピーカ、３１０…表示部、３１１…ＧＰＳアンテナ、３１２…ＧＰＳ受信機、４０１…基地局Ｉ／Ｆ部、４０２…Ｓ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部、４０３…制御部、４０４…メモリ、５０１…基地局Ｉ／Ｆ部、５０２…ＭＭＥ Ｉ／Ｆ部、５０３…Ｐ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部、５０４…制御部、５０５…メモリ、６０１…Ｓ−ＧＷ Ｉ／Ｆ部、６０２…ＩＭＳ Ｉ／Ｆ部、６０３…制御部、６０４…メモリ

Claims (8)

1. 第１の基地局と、該第１の基地局に隣接する第２の基地局とを有する移動通信システムであって、
   前記第１の基地局に接続している無線端末の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、
   ことを特徴とする移動通信システム。
2. 前記制御部は、前記複数の無線端末が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが低いリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを優先するよう制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 前記制御部は、前記第１の基地局に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
4. 前記制御部は、前記第２の基地局に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
5. 前記制御部は、前記第１及び第２の基地局よりも上位のネットワーク装置に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
6. 第１の基地局と、該第１の基地局に隣接する第２の基地局とを有する移動通信システムにおいて、前記第１の基地局又は前記第２の基地局の何れかである基地局であって、
   前記第１の基地局に接続している無線端末の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、
   ことを特徴とする基地局。
7. 第１の基地局と、該第１の基地局に隣接する第２の基地局とを有する移動通信システムにおいて、前記第１及び第２の基地局よりも上位のネットワーク装置であって、
   前記第１の基地局に接続している無線端末の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から前記第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、
   ことを特徴とするネットワーク装置。
8. 第１の基地局に接続している無線端末の移動状態に基づいて、前記第１の基地局から、前記第１の基地局に隣接する第２の基地局への該無線端末のハンドオーバを制御するステップを備え、
   前記制御するステップでは、前記第１の基地局に接続している複数の無線端末が前記第２の基地局の通信エリアに移動すると予測される場合であって、かつ前記第２の基地局の負荷レベルが所定よりも高い場合に、前記複数の無線端末のうちリアルタイムアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを優先するよう制御すると共に、前記複数の無線端末のうち、必要とするデータレートが高いアプリケーションを実行中の無線端末のハンドオーバを規制するよう制御する、
   ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。

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