JP5763401B2 - 無線通信システムおよび基地局 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムおよび基地局に関する。

近年、携帯電話（例えば２Ｇ，３Ｇ，ＬＴＥ（Long Term Evolution））、公衆無線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）等の様々な無線通信システムが普及している。無線通信システムにおいては、通信サービスの品質を維持するため、ネットワーク上のトラヒック量（例えば、ネットワークの輻輳状態）に応じて移動局の接続先が選択される。移動局が接続先を適切に選択するためには、ネットワーク上のトラヒック量に関する情報が移動局に適切に送信される必要がある。

例えば、特許文献１には、最適な網リソースを選択可能とするために、基地局から移動局に対して、報知情報によりネットワーク上の網リソースの情報（例えば、輻輳情報）を通知する技術が開示されている。また、特許文献２には、ネットワークの輻輳に関する情報を複数の移動局に対して報知情報により送信する技術が開示されている。

国際公開ＷＯ２００７／０４３１１７号公報 特開２００９−７７４１８号公報

しかし、ネットワークの輻輳に関する情報を報知情報により送信する特許文献１および特許文献２の技術では、必要な情報が移動局に適時に送信されない可能性がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ネットワークの輻輳に関する情報を移動局に適切に送信することができる無線通信システムおよび基地局を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、移動局と、前記移動局と無線接続可能な基地局とを含む複数のノードを備えるネットワークとを有する無線通信システムであって、前記基地局は、前記ネットワーク内に輻輳中のノードが存在する場合に、前記移動局から送信される前記移動局と前記基地局との無線接続確立の要求を拒絶すると判定する、又は前記移動局と前記基地局との間に確立されている無線接続を解放すると判定する判定部と、前記無線接続確立の要求を拒絶する際又は前記無線接続を解放する際に、拒絶の理由又は解放の理由を示す情報と前記輻輳中のノードを示す情報とを含むメッセージを前記移動局に送信する送信部とを備える。
以上の構成によれば、ネットワークの輻輳による接続要求の拒絶時または接続解放時にその理由を示す情報を含むメッセージが送信されるから、報知情報によりメッセージが通知される構成と比較して、メッセージが適時に移動局に通知される。さらに、接続拒絶時または接続解放時に送信されるメッセージにより輻輳中のノードの情報が移動局に伝えられる。

本発明の好適な態様において、前記ネットワークは、前記基地局の上位ノードである交換局と、前記交換局の上位ノードであるゲートウェイとをさらに備え、前記ネットワーク内の複数のノードが輻輳中である場合に、前記メッセージは、前記輻輳中のノードのうち最上位のノードを示す情報を含む。
以上の構成によれば、複数のノードが輻輳中である場合に、最上位のノード（すなわち、通信サービスの品質に与える影響が最も大きいノード）を輻輳中のノードであると通知するので、接続拒絶後または接続解放後の接続先選択がより適切となる。したがって、通信サービスの品質が確保される。

本発明の好適な態様において、前記ゲートウェイは、前記ゲートウェイの輻輳開始および輻輳終了を検知する輻輳状態検知部と、前記ゲートウェイの輻輳が開始した場合に、輻輳開始を示す輻輳開始信号を前記基地局に送信し、前記ゲートウェイの輻輳が終了した場合に、輻輳終了を示す輻輳終了信号を前記基地局に送信する送信部とを備える。
以上の構成によれば、基地局がゲートウェイの輻輳状態を把握できるので、ネットワーク内の輻輳中のノードの情報がより適切に基地局から移動局へ通知される。

本発明の好適な態様において、前記ネットワークは、前記ゲートウェイと前記交換局とを接続する第１の論理的な経路と、前記交換局と前記基地局とを接続する第２の論理的な経路とを備え、前記ゲートウェイは、前記輻輳開始信号および前記輻輳終了信号を前記第１の論理的な経路を介して前記交換局に送信可能であり、前記交換局は、前記ゲートウェイから受信した前記輻輳開始信号および前記輻輳終了信号を前記第２の論理的な経路を介して前記基地局に転送可能である。

本発明の好適な態様において、前記ネットワークは、前記ゲートウェイと前記基地局とを接続する論理的な経路を備え、前記ゲートウェイは、前記輻輳開始信号および前記輻輳終了信号を前記論理的な経路を介して前記基地局に送信可能である。以上の構成によれば、交換局を経由せずともゲートウェイから基地局に輻輳開始信号および輻輳終了信号を送信可能である。したがって、移動局に送信される輻輳中のノードの情報がより正確になる。

本発明の好適な態様において、前記移動局は、前記メッセージが示す前記輻輳中のノードに基づいて新たな接続先を選択する。以上の構成によれば、接続拒絶後または接続解放後に、メッセージに示された輻輳中のノードに基づいて移動局が接続先を選択するので、移動局が新たに接続を試行する接続先がより適切となる。

本発明の好適な態様において、前記移動局は、前記メッセージが示す前記輻輳中のノードを前記移動局のユーザに通知する。以上の構成によれば、輻輳中のノードが移動局のユーザに通知されるので、ユーザがより適切な接続先を選択することが可能となる。

本発明に係る基地局は、移動局と無線接続可能な基地局であって、前記基地局は、前記基地局を含む複数のノードを備えるネットワークに含まれ、前記ネットワーク内に輻輳中のノードが存在する場合に、前記移動局から送信される前記移動局と前記基地局との無線接続確立の要求を拒絶すると判定する、又は前記移動局と前記基地局との間に確立されている無線接続を解放すると判定する判定部と、前記無線接続確立の要求を拒絶する際又は前記無線接続を解放する際に、拒絶の理由又は解放の理由を示す情報と前記輻輳中のノードを示す情報とを含むメッセージを前記移動局に送信する送信部とを備える。以上の基地局でも、本発明の無線通信システムと同様の作用および効果が奏される。

第１実施形態に係る無線通信システムを示す図である。 ネットワーク内のノードの論理的な接続関係を示す図である。 ＵＥ，ｅＮｏｄｅＢ，ＭＭＥ，およびＰ−ＧＷの構成を示す図である。 ＲＲＣコネクション確立要求の拒絶の様子を示すフロー図である。 ＲＲＣコネクション拒絶メッセージのフォーマットを示す図である。 輻輳箇所とRejectCause値（congestionPoint値）との関係を示す図である。 第２実施形態のＲＲＣコネクション解放の様子を示すフロー図である。 ＲＲＣコネクション解放メッセージのフォーマットを示す図である。 第３実施形態に係る無線通信システムを示す図である。 第３実施形態のネットワーク内のノードの論理的な接続関係を示す図である。 第３実施形態のＲＲＣコネクション確立要求の拒絶の様子を示すフロー図である。 第３実施形態のＲＲＣコネクション解放の様子を示すフロー図である。

＜Ａ：第１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１を示すブロック図である。無線通信システム１は、ＵＥ（User Equipment）１０と、ＬＴＥネットワーク２０と、３Ｇネットワーク３０とを備える。ＬＴＥネットワーク２０はＬＴＥ通信規格にて動作し、３Ｇネットワーク３０は３Ｇ通信規格にて動作する。すなわち、ＬＴＥネットワーク２０と３Ｇネットワーク３０とは相異なる無線アクセス技術（Radio Access Technology）にて動作する。

ＵＥ１０は、無線インタフェースを具備する移動局であり、複数のネットワーク（ＬＴＥネットワーク２０および３Ｇネットワーク３０）のそれぞれと無線通信を行うことが可能である。つまり、ＵＥ１０は複数の無線アクセス技術にて無線通信が可能なマルチモード端末である。

３Ｇネットワーク３０は、３Ｇ基地局３２と３Ｇ交換局３４とを備える。３Ｇ基地局はＵＥ１０と直接的に無線接続することが可能である。３Ｇ交換局は３Ｇ基地局３２の上位、すなわち、ＰＤＮ（Packet Data Network）７０に論理的により近い側に配置される。ＰＤＮ７０はＩＰ（Internet Protocol）にて動作する外部ネットワーク（例えばインターネット）である。

ＬＴＥネットワーク２０は、ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）２２、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）２４、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）２６、およびＰ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）２８とを備える。ｅＮｏｄｅＢ２２は基地局に相当する機能要素であり、ＵＥ１０と直接的に無線接続することが可能である。ＭＭＥ２４は交換局（制御用交換局）に相当する機能要素であり、ＬＴＥネットワーク２０内の他のノード（ｅＮｏｄｅＢ２２、ＭＭＥ２４、Ｓ−ＧＷ２６、およびＰ−ＧＷ２８）並びに３Ｇ交換局３４との間で相互に制御メッセージＣＭを送受信することが可能である。制御メッセージはＣプレーン（制御プレーン、Control Plane）の以下のインタフェース（論理的な接続回路）を介して送受信される。
・ＭＭＥ２４−ｅＮｏｄｅＢ２２間：Ｓ１−ＭＭＥインタフェース
・ＭＭＥ２４−３Ｇ基地局３２間：Ｓ３インタフェース
・ＭＭＥ２４−Ｓ−ＧＷ２６間：Ｓ１１インタフェース
・ＭＭＥ２４−Ｐ−ＧＷ２８間：Ｓ５−ＭＭＥインタフェース
以上のＣプレーンのインタフェースのうち、Ｓ１−ＭＭＥインタフェース、Ｓ３インタフェース、およびＳ１１インタフェースは既に３ＧＰＰ規格に規定されている（例えば、3GPP TS 23.401 V10.3.0参照）。Ｓ５−ＭＭＥインタフェースが本発明において新たに提案される。

他方、ｅＮｏｄｅＢ２２とＳ−ＧＷ２６とがＵプレーン（ユーザプレーン、User Plane）のＳ１−Ｕインタフェースにて接続され、Ｓ−ＧＷ２６とＰ−ＧＷ２８とがＵプレーンのＳ５インタフェースにて接続される。Ｓ−ＧＷ２６は、ＵＥ１０がｅＮｏｄｅＢ２２を介して送信するユーザデータ（ユーザパケット）のルーティング機能および転送機能を有する機能要素である。Ｐ−ＧＷ２８は、ＬＴＥネットワーク２０とＰＤＮ７０との接続点に存在する機能要素であり、ＰＤＮ７０とユーザデータの送受信を行う。

以上から理解されるように、ＭＭＥ２４およびＳ−ＧＷ２６はｅＮｏｄｅＢ２２の上位ノードであり、Ｐ−ＧＷ２８はＭＭＥ２４およびＳ−ＧＷ２６の上位ノードである。

図２は、ＬＴＥネットワーク２０内の各ノードの論理的な接続関係を示す図である。前述のように、Ｃプレーンにおいては、ｅＮｏｄｅＢ２２とＭＭＥ２４とがＳ１−ＭＭＥインタフェースにて接続され、ＭＭＥ２４とＳ−ＧＷ２６とがＳ１１インタフェースにて接続され、ＭＭＥ２４とＰ−ＧＷ２８とがＳ５−ＭＭＥインタフェースにて接続される。また、Ｕプレーンにおいては、ｅＮｏｄｅＢ２２とＳ−ＧＷ２６とがＳ１−Ｕインタフェースにて接続され、Ｓ−ＧＷ２６とＰ−ＧＷ２８とがＳ５インタフェースにて接続される。したがって、例えばＳ−ＧＷ２６からＰ−ＧＷ２８へ大量のデータ（パケット）が送信されたことによりＰ−ＧＷ２８にて輻輳が発生した場合に、Ｐ−ＧＷ２８は、ＣプレーンのＳ５−ＭＭＥインタフェースを介して、自らが輻輳中であることを示す制御メッセージＣＭをＭＭＥ２４に送信することが可能である。

図３に、第１実施形態のＵＥ１０、ｅＮｏｄｅＢ２２、ＭＭＥ２４、およびＰ−ＧＷ２８の構成を示す。ＵＥ１０は送受信部１０２と通信部１０４とを備える。ｅＮｏｄｅＢ２２は送受信部２２２と判定部２２４と状態検知部２２６とを備える。ＭＭＥ２４は送受信部２４２と状態検知部２４６とを備える。Ｐ−ＧＷ２８は送受信部２８２と状態検知部２８６とを備える。以上の各要素は、各ノードがコンピュータプログラムを実行し、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。

ＵＥ１０の送受信部１０２は、通信部１０４からの通信要求に従い、ＲＲＣ（Radio Resource Control）コネクション確立要求メッセージ（例えば、3GPP TS 36.331 V10.1.0に規定されるRRC Connection Request message）ＲＱをｅＮｏｄｅＢ２２に送信する。ＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱは、ＵＥ１０とＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）との無線接続の確立を要求するメッセージである。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２は、ＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱを受信して判定部２２４に送る。

他方、Ｐ−ＧＷ２８の状態検知部２８６は、Ｐ−ＧＷ２８の輻輳開始および輻輳終了を検知して送受信部２８２に知らせる。送受信部２８２は、状態検知部２８６が輻輳開始を検知した場合には、輻輳開始を示す制御メッセージＣＭを生成してＭＭＥ２４の送受信部２４２に送信し、状態検知部２８６が輻輳終了を検知した場合には、輻輳終了を示す制御メッセージＣＭを生成してＭＭＥ２４の送受信部２４２に送信する。

ＭＭＥ２４の送受信部２４２は、Ｐ−ＧＷ２８の送受信部２８２から受信した制御メッセージＣＭ（輻輳開始を示す制御メッセージＣＭおよび輻輳終了を示す制御メッセージＣＭ）をｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２に転送する。
また、ＭＭＥ２４の状態検知部２４６は、ＭＭＥ２４の輻輳開始および輻輳終了を検知して送受信部２４２に知らせる。送受信部２４２は、状態検知部２４６が輻輳開始を検知した場合には、輻輳開始を示す制御メッセージＣＭを生成してｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２に送信し、状態検知部２４６が輻輳終了を検知した場合には、輻輳終了を示す制御メッセージＣＭを生成してｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２に送信する。

ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２は、ＭＭＥ２４の送受信部２４２から受信した制御メッセージＣＭを判定部２２４に送る。また、ｅＮｏｄｅＢ２２の状態検知部２２６は、ｅＮｏｄｅＢ２２の輻輳開始および輻輳終了を検知して判定部２２４に知らせる。したがって、ｅＮｏｄｅＢ２２（判定部２２４）は、ＬＴＥネットワーク２０内の各ノード（Ｐ−ＧＷ２８、ＭＭＥ２４、およびｅＮｏｄｅＢ２２）が輻輳中か否かの情報を有する。

ｅＮｏｄｅＢ２２の判定部２２４は、ＬＴＥネットワーク２０内に輻輳中のノードが存在する場合に、ＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱを拒絶すると判定し、ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪを生成して送受信部２２２に送る。ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪは送受信部２２２から送信され、ＵＥ１０の送受信部１０２に受信され、通信部１０４に送られる。ＵＥ１０（通信部１０４）は、後述するように、ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪの内容に基づいて接続先を新たに選択する。

他方、ＬＴＥネットワーク２０内に輻輳中のノードが存在しない場合、判定部２２４は、ＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱを受け入れて接続を確立すると判定する。ＵＥ１０により生成されたＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱは、判定部２２４の接続確立判定に基づいて上位ノードに転送され、ＵＥ１０とＬＴＥネットワーク２０との無線接続が確立される。

図４を参照して、第１実施形態のＲＲＣコネクション要求の拒絶について説明する。図４は、Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が生じた場合を例示している。Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が発生すると、輻輳開始を示す制御メッセージＣＭがＰ−ＧＷ２８（送受信部２８２）からＭＭＥ２４に送信される（S101）。ＭＭＥ２４（送受信部２４２）は、受信した制御メッセージＣＭをｅＮｏｄｅＢ２２に転送する（S102）。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２が制御メッセージＣＭを受信し判定部２２４に送る。判定部２２４は、制御メッセージＣＭ（Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が開始したという情報）をｅＮｏｄｅＢ２２の記憶部（不図示）に記憶する（S103）。

その後、ＵＥ１０がＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱをｅＮｏｄｅＢ２２に送信する（S111）。送受信部２２２を介してＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱを受信した判定部２２４は、ＬＴＥネットワーク２０内に輻輳中のノード（Ｐ−ＧＷ２８）が存在するので、ＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱによる無線接続確立の要求を拒絶すべきと判定し、送受信部２２２を介してＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪをＵＥ１０に送信する（S112）。ＵＥ１０はｅＮｏｄｅＢ２２との接続確立の試行を中止し、接続先を新たに選択する。

Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が終了すると、輻輳終了を示す制御メッセージＣＭがＰ−ＧＷ２８（送受信部２８２）からＭＭＥ２４に送信される（S121）。ＭＭＥ２４（送受信部２４２）は受信した制御メッセージＣＭをｅＮｏｄｅＢ２２に転送する（S122）。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２が制御メッセージＣＭを受信し判定部２２４に送る。判定部２２４は制御メッセージＣＭ（Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が終了したという情報）をｅＮｏｄｅＢ２２の記憶部に記憶する（S123）。

図５は、ＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）がＵＥ１０に送信するＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪの具体的なフォーマットの例を、ＡＳＮ．１（Abstract Syntax Notation One）記法で記載した図である。ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪにおいて、waitTimeを含むいくつかのパラメータは既存である（3GPP TS 36.331 V10.1.0に規定されるRRC Connection Reject messageを参照）。

RejectCauseが今回新たに提案されるパラメータである。RejectCauseは、ＵＥ１０からのＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱによる無線接続確立の要求を拒絶する理由を示す。RejectCauseのデータ型は列挙型（ENUMERATED）であり、RANOverload，CNOverload，およびPGWOverloadの３つの値（拒絶の理由）が含まれる。なお、RejectCauseに含まれるspare1は空き領域（未定義領域）であり、拒絶の理由を示すものではない。

RejectCauseは、ＬＴＥネットワーク２０内の輻輳中のノードの情報を示す。具体的には、RANOverloadは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ，Radio Access Network）部分、すなわちｅＮｏｄｅＢ２２にて輻輳が生じていることを示す値である。CNOverloadは、コアネットワーク（ＣＮ，Core Network）部分、すなわちＭＭＥ２４またはＳ−ＧＷ２６にて輻輳が生じていることを示す値である。なお、Ｓ−ＧＷ２６はＭＭＥ２４の制御により接続処理を実行するので、ＭＭＥ２４の輻輳とＳ−ＧＷ２６の輻輳とは等価である。PGWOverloadは、Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が生じていることを示す値である。

RejectCauseはRANOverload，CNOverload，およびPGWOverloadのいずれか１つの値を取る変数である。図６に、ＬＴＥネットワーク２０内のノードの輻輳状態とRejectCauseの値との関係を示す。ｅＮｏｄｅＢ２２の判定部２２４は、Ｐ−ＧＷ２８が輻輳中である場合、ｅＮｏｄｅＢ２２およびＭＭＥ２４の輻輳状態に関わらずPGWOverloadをRejectCauseの値として選択する。判定部２２４は、Ｐ−ＧＷ２８が輻輳しておらず、ＭＭＥ２４が輻輳中である場合、ｅＮｏｄｅＢ２２の輻輳状態に関わらずCNOverloadをRejectCauseの値として選択する。判定部２２４は、Ｐ−ＧＷ２８およびＭＭＥ２４が輻輳しておらず、ｅＮｏｄｅＢ２２のみが輻輳している場合には、RANOverloadをRejectCauseの値として選択する。すなわち、ＬＴＥネットワーク２０内の複数のノードが輻輳中である場合、ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪは、輻輳中のノードのうち最上位（論理的に最もＰＤＮ７０に近い側）のノードを示す情報を含む。

ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪを受信したＵＥ１０は、RejectCauseが示す輻輳中のノードに基づいて接続先を新たに選択する。例えば、Ｐ−ＧＷ２８が輻輳中である場合には、ＬＴＥネットワーク２０からＰＤＮ７０へ向かう経路が利用不可であることから、Ｐ−ＧＷ２８を共有しない他のネットワーク（例えば、不図示の公衆無線ＬＡＮネットワーク）を新たな接続先として選択して接続を試行する。また、ＭＭＥ２４（Ｓ−ＧＷ２６）が輻輳中である場合には、３Ｇ交換局３４を経由すればＰ−ＧＷ２８を利用してＰＤＮ７０へデータを送信可能であるため、３Ｇネットワーク３０（３Ｇ基地局３２）を新たな接続先として選択して接続を試行する。また、ｅＮｏｄｅＢ２２が輻輳中である場合には、ＬＴＥネットワーク２０内の他のｅＮｏｄｅＢに接続すれば輻輳中のｅＮｏｄｅＢ２２を回避可能であるため、他のｅＮｏｄｅＢを新たな接続先として選択して接続を試行する。なお、ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪの受信後、RejectCauseが示す輻輳中のノードに応じた所定の待機時間後に再度の接続を試行する構成も採用し得る。

また、ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪを受信したＵＥ１０が、RejectCauseが示す輻輳中のノードの情報を音声、画面表示、またはその他の方式によりＵＥ１０のユーザに通知してもよい。ＵＥ１０は、輻輳中のノードの情報と併せて、ＵＥ１０が現時点で選択可能な接続先の情報（例えば、Ｐ−ＧＷ２８が輻輳中の場合には、選択可能な公衆無線ＬＡＮネットワークの情報）をユーザに通知し得る。ユーザは、ＵＥ１０を操作して通知された接続先を選択し得る。ＵＥ１０は選択された接続先に接続を試行する。

以上に説明した第１実施形態によれば、新たに提案されたＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪにより輻輳中のノードをＵＥ１０に伝えることができる。すなわち、ＵＥ１０は、ＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）との接続確立が拒絶された時（つまり、接続が確立される前）に輻輳中のノードを知ることができる。したがって、接続拒絶時に輻輳中のノードを知らされない構成と比較して、接続拒絶後に新たに接続すべき接続先をＵＥ１０が適切に選択することが可能であるので、通信サービスの品質がより向上する。また、報知情報により輻輳状態が通知される構成と比較して、適時に輻輳情報をＵＥ１０に通知することができる。さらに、複数のノードが輻輳中である場合には、最上位のノード（すなわち、通信サービスの品質に与える影響が最も大きいノード）を輻輳中のノードであると通知するので、接続拒絶後の接続先がより適切に選択される。

また、新たに提案されたＳ５−ＭＭＥインタフェースにより、Ｐ−ＧＷ２８の輻輳開始および輻輳終了を示す制御メッセージＣＭがＭＭＥ２４を経由してｅＮｏｄｅＢ２２に送信されるので、Ｓ５−ＭＭＥインタフェースが存在しない構成と比較して、ネットワーク内の輻輳中ノードの情報がｅＮｏｄｅＢ２２により適切にＵＥ１０に通知される。したがって、接続拒絶後の接続先をＵＥ１０がより適切に選択することが可能となる。

＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

第１実施形態では、ＬＴＥネットワーク２０内のノードに輻輳が生じている場合に、ＵＥ１０がＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）に接続要求したときの動作を説明した。第２実施形態では、既にＵＥ１０とＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）との間で無線接続が確立されている状態において、ＬＴＥネットワーク２０内のノードに輻輳が発生した場合の動作について説明する。

図７を参照して、第２実施形態のＲＲＣコネクションの解放について説明する。図７は、ＵＥ１０とＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）との接続確立中に、Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が生じた場合を例示している。Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が発生すると、輻輳開始を示す制御メッセージＣＭがＰ−ＧＷ２８（送受信部２８２）からＭＭＥ２４に送信される（S201）。ＭＭＥ２４（送受信部２４２）は、受信した制御メッセージＣＭをｅＮｏｄｅＢ２２に転送する（S202）。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２が制御メッセージＣＭを受信し判定部２２４に送る。判定部２２４は、制御メッセージＣＭ（Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が開始したという情報）をｅＮｏｄｅＢ２２の記憶部（不図示）に記憶する（S203）。

判定部２２４は、ＬＴＥネットワーク２０内に輻輳中のノード（Ｐ−ＧＷ２８）が存在するので、ＵＥ１０とｅＮｏｄｅＢ２２との間に確立されている無線接続を解放すべきと判定し、送受信部２２２を介してＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬをＵＥ１０に送信する（S204）。ＵＥ１０はｅＮｏｄｅＢ２２との無線接続を解放し、接続先を新たに選択する。

Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が終了すると、輻輳終了を示す制御メッセージＣＭがＰ−ＧＷ２８（送受信部２８２）からＭＭＥ２４に送信される（S211）。ＭＭＥ２４（送受信部２４２）は受信した制御メッセージＣＭをｅＮｏｄｅＢ２２に転送する（S212）。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２が制御メッセージＣＭを受信し判定部２２４に送る。判定部２２４は制御メッセージＣＭ（Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が終了したという情報）をｅＮｏｄｅＢ２２の記憶部に記憶する（S213）。

図８は、ＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）がＵＥ１０に送信するＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬの具体的なフォーマットの例を、ＡＳＮ．１記法で記載した図である。ＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬの基本構成は既存である（3GPP TS 36.331 V10.1.0に規定されるRRC Connection Release messageを参照）。

ReleaseCauseパラメータ（列挙型）は、ＵＥ１０とｅＮｏｄｅＢ２２との間に確立されているＲＲＣコネクションを解放すべき理由を示す値を有する。既存のReleaseCauseパラメータに新たな値congestionが追加される。congestionは、ネットワーク内に輻輳が生じていることを示す値である。

また、新たに設けられたcongestionPointパラメータ（列挙型）は、ReleaseCauseにcongestionが設定された場合（すなわち、輻輳が発生している場合）にのみ用いられる値である。congestionPointは、ＬＴＥネットワーク２０内の輻輳中のノードの情報を示す値であり、第１実施形態のRejectCauseパラメータと同様に、RANOverload，CNOverload，およびPGWOverloadのいずれか１つの値を取る。各値が示す意味は第１実施形態のRejectCauseパラメータと同様であり、ＬＴＥネットワーク２０内のノードの輻輳状態とcongestionPointの値との関係も第１実施形態（図６）と同様である。したがって、ＬＴＥネットワーク２０内の複数のノードが輻輳中である場合、ＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬは、輻輳中のノードのうち最上位（論理的に最もＰＤＮ７０に近い側）のノードを示す情報を含む。

ＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬを受信したＵＥ１０は、ＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪを受信した第１実施形態のＵＥ１０と同様に、輻輳中のノードに基づいて新たな接続先を選択する。

以上に説明した第２実施形態によれば、新たに提案されたＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬにより輻輳中のノードの情報をＵＥ１０に伝えることができる。すなわち、ＵＥ１０は、ＬＴＥネットワーク２０（ｅＮｏｄｅＢ２２）との接続が解放された時に輻輳中のノードを知ることができる。したがって、接続解放時に輻輳中のノードを知らされない構成と比較して、接続解放後に新たに接続すべき接続先をＵＥ１０が適切に選択することが可能であるので、通信サービスの品質がより向上する。また、報知情報により輻輳状態が別途通知される構成と比較して、適時に輻輳情報をＵＥ１０に通知することができる。さらに、複数のノードが輻輳中である場合には、最上位のノードを輻輳中のノードであると通知するので、接続解放後の接続先がより適切に選択される。

＜Ｃ：第３実施形態＞
以上の実施形態では、Ｐ−ＧＷ２８とＭＭＥ２４とがＳ５−ＭＭＥインタフェースにて論理的に接続された。第３実施形態では、Ｐ−ＧＷ２８とｅＮｏｄｅＢ２２とが論理的に接続される。

図９は第３実施形態の無線通信システム１を示すブロック図であり、図１０は、第３実施形態のＬＴＥネットワーク２０内の各ノードの論理的な接続関係を示す図である。Ｃプレーンにおいて、ＭＭＥ２４と３Ｇ交換局３４とがＳ３インタフェースにて接続され、ＭＭＥ２４とＳ−ＧＷ２６とがＳ１１インタフェースにて接続される（ＭＭＥ２４とＰ−ＧＷ２８とは直接的には接続されない）。そして、ｅＮｏｄｅＢ２２とＰ−ＧＷ２８とが、新たに提案されるＳ５−ｅＮＢインタフェースにて論理的に接続される。したがって、例えばＳ−ＧＷ２６からＰ−ＧＷ２８へ大量のデータ（パケット）が送信されたことによりＰ−ＧＷ２８にて輻輳が発生した場合に、Ｐ−ＧＷ２８は、ＣプレーンのＳ５−ｅＮＢインタフェースを介して、自らが輻輳中であることを示す制御メッセージＣＭをｅＮｏｄｅＢ２２に送信することが可能である。

図１１は、第３実施形態のＲＲＣコネクション要求の拒絶の様子を示すフロー図である。Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が発生すると、輻輳開始を示す制御メッセージＣＭがＰ−ＧＷ２８（送受信部２８２）からｅＮｏｄｅＢ２２に送信される（S301）。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２が制御メッセージＣＭを受信し判定部２２４に送る。判定部２２４は、制御メッセージＣＭ（Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が開始したという情報）をｅＮｏｄｅＢ２２の記憶部（不図示）に記憶する（S302）。その後、ＵＥ１０がＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱをｅＮｏｄｅＢ２２に送信する（S311）。送受信部２２２を介してＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱを受信した判定部２２４は、ＬＴＥネットワーク２０内に輻輳中のノード（Ｐ−ＧＷ２８）が存在するので、ＲＲＣコネクション確立要求メッセージＲＱによる無線接続確立の要求を拒絶すべきと判定し、送受信部２２２を介してＲＲＣコネクション拒絶メッセージＲＪをＵＥ１０に送信する（S312）。ＵＥ１０はｅＮｏｄｅＢ２２との接続確立の試行を中止し、接続先を新たに選択する。

図１２は、第３実施形態のＲＲＣコネクション解放の様子を示すフロー図である。Ｐ−ＧＷ２８にて輻輳が発生すると、輻輳開始を示す制御メッセージＣＭがＰ−ＧＷ２８（送受信部２８２）からｅＮｏｄｅＢ２２に送信される（S401）。ｅＮｏｄｅＢ２２の送受信部２２２が制御メッセージＣＭを受信し判定部２２４に送る。判定部２２４は制御メッセージＣＭ（Ｐ−ＧＷ２８の輻輳が開始したという情報）をｅＮｏｄｅＢ２２の記憶部（不図示）に記憶する（S402）。判定部２２４は、ＬＴＥネットワーク２０内に輻輳中のノード（Ｐ−ＧＷ２８）が存在するので、ＵＥ１０とｅＮｏｄｅＢ２２との間に確立されている無線接続を解放すべきと判定し、送受信部２２２を介してＲＲＣコネクション解放メッセージＲＬをＵＥ１０に送信する（S403）。ＵＥ１０はｅＮｏｄｅＢ２２との無線接続を解放し接続先を新たに選択する。

以上に説明した第３実施形態によれば、新たに提案されたＳ５−ｅＮＢインタフェースにより、第１実施形態および第２実施形態と同様の効果が奏される。また、ＭＭＥ２４が輻輳等の理由により制御メッセージＣＭを転送できない場合であっても、Ｐ−ＧＷ２８からｅＮｏｄｅＢ２２へ制御メッセージＣＭを送信することができる。したがって、ｅＮｏｄｅＢ２２がＵＥ１０へ送信する輻輳中のノードの情報の正確性がより高まる。

＜Ｄ：変形例＞
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。

（１）変形例１
以上の各形態では、無線アクセス技術としてＬＴＥおよび３Ｇが用いられた。しかし、使用される無線アクセス技術は任意であり、例えば、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の無線ＭＡＮが無線アクセス技術として用いられてもよい。

（２）変形例２
ＬＴＥネットワーク２０内の各ノード（ｅＮｏｄｅＢ２２，ＭＭＥ２４，Ｓ−ＧＷ２６，およびＰ−ＧＷ２８）は機能要素（論理エンティティ）であるから、以上の各形態のように各ノードが個別の装置（物理エンティティ）として設けられる代わりに、２以上のノードが１つの装置として設けられてもよい。例えば、Ｓ−ＧＷ２６とＰ−ＧＷ２８とが物理的に統合された１つの装置として設けられてもよい。

（３）変形例３
以上の各形態では、Ｐ−ＧＷ２８が送信する制御メッセージＣＭによってＰ−ＧＷ２８の輻輳開始および輻輳終了がｅＮｏｄｅＢ２２に知らされたが、ｅＮｏｄｅＢ２２がＰ−ＧＷ２８に対して疎通確認を実行することによってＰ−ＧＷ２８の輻輳状態を把握してもよい。

（４）変形例４
以上の各形態では、ネットワーク内にて複数のノードが輻輳中である場合に、最上位のノードを示す情報のみをｅＮｏｄｅＢ２２からＵＥ１０へ送信したが、輻輳中の全てのノードの情報をｅＮｏｄｅＢ２２からＵＥ１０へ送信してもよい。

（５）変形例５
ＵＥ１０は、ネットワーク（例えばＬＴＥネットワーク２０）と無線通信が可能な任意の装置である。ＵＥ１０は、例えば携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。

（６）変形例６
ＵＥ１０およびＬＴＥネットワーク２０の各ノード（ｅＮｏｄｅＢ２２，ＭＭＥ２４，Ｓ−ＧＷ２６，Ｐ−ＧＷ２８）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。

１……無線通信システム、１０……ＵＥ、１０２……送受信部、１０４……通信部、２０……ＬＴＥネットワーク、２２……ｅＮｏｄｅＢ、２４……ＭＭＥ、２６……Ｓ−ＧＷ、２８……Ｐ−ＧＷ、２２２……送受信部、２２４……判定部、２２６……状態検知部、２４２……送受信部、２４６……状態検知部、２８２……送受信部、２８６……状態検知部、３０……３Ｇネットワーク、３２……３Ｇ基地局、３４……３Ｇ交換局、７０……ＰＤＮ、ＣＭ……制御メッセージ、ＲＪ……コネクション拒絶メッセージ、ＲＬ……コネクション解放メッセージ、ＲＱ……コネクション確立要求メッセージ。

Claims (8)

1. 移動局と、前記移動局と無線接続可能な基地局とを含む複数のノードを備えるネットワークとを有する無線通信システムであって、
   前記基地局は、前記ネットワーク内に輻輳中のノードが存在する場合に、前記移動局から送信される前記移動局と前記基地局との無線接続確立の要求を拒絶すると判定する、又は前記移動局と前記基地局との間に確立されている無線接続を解放すると判定する判定部と、
   前記無線接続確立の要求を拒絶する際又は前記無線接続を解放する際に、拒絶の理由又は解放の理由を示す情報と前記輻輳中のノードを示す情報とを含むメッセージを前記移動局に送信する送信部とを備える
   無線通信システム。
2. 前記ネットワークは、前記基地局の上位ノードである交換局と、前記交換局の上位ノードであるゲートウェイとをさらに備え、
   前記ネットワーク内の複数のノードが輻輳中である場合に、前記メッセージは、前記輻輳中のノードのうち最上位のノードを示す情報を含む
   請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記ゲートウェイは、
   前記ゲートウェイの輻輳開始および輻輳終了を検知する輻輳状態検知部と、
   前記ゲートウェイの輻輳が開始した場合に、輻輳開始を示す輻輳開始信号を前記基地局に送信し、前記ゲートウェイの輻輳が終了した場合に、輻輳終了を示す輻輳終了信号を前記基地局に送信する送信部とを備える
   請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記ネットワークは、前記ゲートウェイと前記交換局とを接続する第１の論理的な経路と、前記交換局と前記基地局とを接続する第２の論理的な経路とを備え、
   前記ゲートウェイは、前記輻輳開始信号および前記輻輳終了信号を前記第１の論理的な経路を介して前記交換局に送信可能であり、
   前記交換局は、前記ゲートウェイから受信した前記輻輳開始信号および前記輻輳終了信号を前記第２の論理的な経路を介して前記基地局に転送可能である
   請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記ネットワークは、前記ゲートウェイと前記基地局とを接続する論理的な経路を備え、
   前記ゲートウェイは、前記輻輳開始信号および前記輻輳終了信号を前記論理的な経路を介して前記基地局に送信可能である
   請求項３に記載の無線通信システム。
6. 前記移動局は、
   前記メッセージが示す前記輻輳中のノードに基づいて新たな接続先を選択する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記移動局は、
   前記メッセージが示す前記輻輳中のノードを前記移動局のユーザに通知する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 移動局と無線接続可能な基地局であって、
   前記基地局は、
   前記基地局を含む複数のノードを備えるネットワークに含まれ、
   前記ネットワーク内に輻輳中のノードが存在する場合に、前記移動局から送信される前記移動局と前記基地局との無線接続確立の要求を拒絶すると判定する、又は前記移動局と前記基地局との間に確立されている無線接続を解放すると判定する判定部と、
   前記無線接続確立の要求を拒絶する際又は前記無線接続を解放する際に、拒絶の理由又は解放の理由を示す情報と前記輻輳中のノードを示す情報とを含むメッセージを前記移動局に送信する送信部とを備える
   基地局。

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