JP6065102B2 - フェムト基地局装置及び回線切替方法 - Google Patents
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Description
本明細書で論じられる実施態様は、基地局装置、移動局装置及び回線切替方法に関する。
移動局装置が接続するネットワークを遠隔から制御する技術としてANDSF(Access Network Discovery and Selection Function)が知られている。
関連技術として、モバイルノードが、通信相手との通信でやり取りされるフローの種類(例えばWebフロー、ビデオフロー、オーディオフロー、データフロー)に応じて、適切なパスを選択することが知られている。モバイルノードが参照するフロー情報は、ANDSFを用いてANDSFサーバから取得た情報でもよい。
複数のフェムトセルがオーバレイネットワークを構築する非セキュアなアクセスネットワークとセキュアなコアネットワークとが通信用のセキュアトンネルで接続されるネットワークの呼制御システムが知られている。呼制御システムは、各フェムトセルに収容されたユーザ端末間にオーバレイネットワーク経由またはコアネットワーク経由の通信経路を確立する。フェムトセルは、ユーザ端末から受信した呼接続要求に基づいて、アプリケーションデータのセキュア通信を実現する手段がユーザ端末側で講じられているか否かを判定するセキュア判定手段を備える。フェムトセルは、呼制御メッセージの経路として、セキュア通信のための手段が講じられていなければコアネットワークを選択し、講じられていればオーバレイネットワーク及びコアネットワークのうち検索速度の早い方を選択する手段を備える。
基地局装置とその上位装置との間の通信効率が低下すると、移動局装置の通信スループットの低下の原因となる。本明細書に開示される装置又は方法は、基地局装置とその上位装置との間の通信効率を向上することを目的とする。
装置の一観点によれば基地局装置が与えられる。基地局装置は、異なる複数の通信回線を経由して基地局装置の上位装置との間でそれぞれ通信を行う複数の通信部と、基地局装置の状態に関する基地局情報を取得する基地局情報取得部と、基地局情報に応じて複数の通信回線の中のいずれかを選択する回線選択部と、移動局装置のトラヒックの伝送に使用する回線記回線選択部により選択された回線に動的に切り替える回線切替部を備える。
他の装置の一観点によれば移動局装置が与えられる。移動局装置は、異なる複数の無線通信回線を経由して基地局装置との間でそれぞれ通信を行う複数の通信部と、移動局装置の状態に関する移動局情報を取得する移動局情報取得部と、複数の通信部のいずれかにより移動局情報を送信し、移動局情報の送信に応答して基地局装置が送信する回線指定情報を複数の通信部のいずれかにより受信する回線指定情報取得部と、回線指定情報により指定される回線に基地局装置との通信に使用する回線を動的に切り替える回線切替部を備える。
本明細書に開示される装置又は方法によれば、基地局装置とその上位装置との間の通信効率が向上する。
本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示した要素及びその組合せを用いて具現化され達成される。前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものでないと解するべきである。
<1.通信システムの構成>
以下、添付される図面を参照して好ましい実施例について説明する。図1は、移動通信システムの構成例の説明図である。移動通信システム1は、局舎装置2と、マクロ基地局装置3と、フェムト基地局装置4a〜4cと、移動局装置5a〜5eを備える。以下の説明及び添付図面において、フェムト基地局装置4a〜4c及び移動局装置5a〜5eを、それぞれ総称して「フェムト基地局装置4」及び「移動局装置5」と表記することがある。また、基地局装置及び移動局装置を、それぞれ「基地局」及び「移動局」と表記することがある。
以下、添付される図面を参照して好ましい実施例について説明する。図1は、移動通信システムの構成例の説明図である。移動通信システム1は、局舎装置2と、マクロ基地局装置3と、フェムト基地局装置4a〜4cと、移動局装置5a〜5eを備える。以下の説明及び添付図面において、フェムト基地局装置4a〜4c及び移動局装置5a〜5eを、それぞれ総称して「フェムト基地局装置4」及び「移動局装置5」と表記することがある。また、基地局装置及び移動局装置を、それぞれ「基地局」及び「移動局」と表記することがある。
局舎装置2は、移動通信システム1の移動体通信事業者が使用する局舎に置かれる設備であり、移動通信システム1におけるマクロ基地局3及びフェムト基地局4の上位ノード装置の動作を実行する。局舎装置2では、所定の通信規格に従った移動通信プロトコルの終端処理と、移動局5の認証処理が実行される。例えば、移動通信システム1が3GPP(3rd Generation Partnership Project)の規格上で規定されるLTE(Long term Evolution)に準拠する場合に、局舎装置2は、EPC(Evolved Packet Core)ノード装置の動作を実行してよい。
局舎装置2は、局舎装置2が使用する通信回線のトラフィック情報に基づく所定条件に従って、移動局5が使用する通信回線を移動局5に指定する。例えば、局舎装置2は、ANDSFサーバの動作を実行し、ANDSFクライアントとして動作する移動局5は、使用する通信回線を局舎装置2からの指定に従って切り替えてもよい。
局舎装置2は、局舎装置2が使用する通信回線のトラフィック情報に基づく所定条件に従って、フェムト基地局4が、局舎装置2との通信に使用するバックホール回線をフェムト基地局4に指定する。例えば、局舎装置2は、ANDSFサーバの動作を実行し、ANDSFクライアントとして動作するフェムト基地局4は、使用するバックホール回線を局舎装置2からの指定に従って切り替えてもよい。以下の説明及び添付図面においてバックホールを「BH」と表記することがある。
局舎装置2の上記処理は、共通の情報処理装置で実行されてもよく、移動通信システム1上に分散配置された異なる情報処理装置で実行されてもよい。
マクロ基地局3は、マクロセルと呼ばれる比較的広い無線通信圏を形成し、マクロセル内の移動局5aと、所定の通信規格に従う移動通信無線アクセス方式の無線通信を行う。移動通信無線アクセス方式は、例えば、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)(登録商標)、LTE、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等であってよい。以下の説明では、移動局5が準拠する移動通信無線アクセス方式がWCDMA(登録商標)等の3G(3rd Generation)方式及びLTEである例示を使用する。
移動通信無線アクセス方式の通信回線は、例えばデータ転送料は使用時間に応じた使用料金が課金される従量課金制の回線であってよい。例えば、マクロ基地局3と移動局5aはLTE方式の通信回線20cで通信をしてよい。また、マクロ基地局3と局舎装置2は固定回線11aを経由して通信を行う。
フェムト基地局4は、フェムトセルと呼ばれる比較的小規模な無線通信圏を形成し、フェムトセル内の移動局5と、所定の通信規格に従う移動通信無線アクセス方式の無線通信又は移動通信無線アクセス方式以外の方式の無線通信を行う。移動通信無線アクセス方式以外の方式は、例えば、無線LAN(Local Area Network)や、近距離無線通信規格に従う方式であってよい。
無線LANの通信規格の一例は、例えば、IEEE(The Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11に規定されるWiFi(ワイファイ、Wireless Fidelity)であってよい。近距離無線通信規格の一例は、例えば、IEEE 802.15.3aに規定されるUWB(Ultra Wide Band)であってよい。以下の説明では、フェムト基地局4が移動局5との間の無線アクセス回線に使用される移動通信無線アクセス方式以外の方式が、WiFiである例示を使用する。
以下の説明において、フェムト基地局4と移動局5との間の無線通信回線を「無線アクセス回線」と表記することがある。本実施例では、無線アクセス回線には、3G回線、LTE回線及びWiFi回線が含まれる。
例えば、フェムト基地局4aと移動局5bとはLTE方式の通信回線20bで通信をしてよい。フェムト基地局4cと移動局5cとは3G通信回線20aで通信をしてよい。フェムト基地局4cと移動局5dとはWiFi回線21aで通信をしてよい。
フェムト基地局4と局舎装置2との間の通信に使用可能なBH回線は、個々のフェムト基地局4の設置状態に応じて異なっていてよい。例えば、フェムト基地局4aのBH回線は、フェムト基地局4aと局舎装置2とを接続する固定回線11bと、移動通信無線アクセス方式の無線回線12bと、アドホック回線13b及び13cであってよい。
フェムト基地局4bのBH回線は、フェムト基地局4bと局舎装置2とを接続する固定回線11cと、アドホック回線13a及び13bであってよい。フェムト基地局4cと局舎装置2との間のBH回線は、移動通信無線アクセス方式の無線回線12aとアドホック回線13aであってよい。
固定回線11b及び11cは、例えばFTTH(Fiber To The Home)やADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)を利用する回線を含んでいてよい。固定回線11b及び11cは、定額課金制の固定回線であってもよく、従量課金制の固定回線であってもよく、これらを組み合わせた複数の回線でもよい。以下の説明において、固定回線11a〜11cを総称して「固定回線11」と表記することがある。無線回線12a及び12bを総称して「無線回線12」と表記することがある。アドホック回線13a〜13cを総称して「アドホック回線13」と表記することがある。
アドホック回線13は、無線LANや近距離無線通信規格によるフェムト基地局4同士の無線回線である。移動通信システム1は、アドホック回線13を経由してフェムト基地局4と通信を行う無線アクセスポイント6aを備えてもよい。本実施例におけるアドホック回線13は、WiFi回線であってよい。以下の説明及び添付図面において無線アクセスポイントを「AP」と表記することがある。
BH回線がアドホック回線13である場合、フェムト基地局4は、アドホック回線13を経由して交信する他のフェムト基地局4の固定回線11を経由して局舎装置2と通信する。又は、フェムト基地局4は、アドホック回線13を経由して交信するAP6aの固定回線11dを経由して局舎装置2と通信する。
例えば、フェムト基地局4cと局舎装置2は、アドホック回線13aとフェムト基地局4bと固定回線11cを介して通信してよい。また、例えば、フェムト基地局4bと局舎装置2は、アドホック回線13aとフェムト基地局4cと無線回線12aを介して通信してよい。また、例えば、基地局4aと局舎装置2は、アドホック回線13cとAP6aと固定回線11dを介して通信してよい。なお、以下の説明では、アドホック回線のために使用する通信回線が、WiFi回線である例示を使用する。
移動局5eは、AP6aとの間のWiFi回線21bと、AP6a及び局舎装置2の間の固定回線11dとを経由して、局舎装置2との間で通信してもよい。
フェムト基地局4は、フェムト基地局4における負荷状態、実効スループット、使用可能BH回線等の、フェムト基地局4に関する情報を取得する。フェムト基地局4は、これら取得した情報を含んだポリシ情報を生成する。フェムト基地局4は、他のフェムト基地局4との間でポリシ情報を生成する。
移動局5は、移動局5のユーザ種別情報や、トラフィックを送信及び/又は受信するアプリケーション情報や、移動局5の位置等の、移動局5に関する情報を取得する。移動局5は、これら取得した情報を含んだポリシ情報を生成する。移動局5は、フェムト基地局4へとの間でポリシ情報を生成する。
フェムト基地局4は、フェムト基地局4が生成するポリシ情報に含まれる情報、他のフェムト基地局4及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、移動局5のトラヒックを伝送するBH回線を動的に切り替える。また、フェムト基地局4は、フェムト基地局4が生成するポリシ情報に含まれる情報及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線を動的に指定する。例えば、フェムト基地局4は、ANDSFサーバとして動作し、ANDSFクライアントとして動作する移動局5は、使用する無線アクセス回線をフェムト基地局4からの指定に従って動的に切り替えてもよい。
<2.機能構成>
移動通信システム1の各構成要素の機能を説明する。図2は、局舎装置2の一例の機能構成図である。局舎装置2は、通信回線決定部30と、コアネットワーク部31と、固定回線インタフェース部32と、無線処理部33を備える。以下の説明及び添付図面において、コアネットワーク及びインタフェースをそれぞれ「CN」及び「IF」と表記することがある。
移動通信システム1の各構成要素の機能を説明する。図2は、局舎装置2の一例の機能構成図である。局舎装置2は、通信回線決定部30と、コアネットワーク部31と、固定回線インタフェース部32と、無線処理部33を備える。以下の説明及び添付図面において、コアネットワーク及びインタフェースをそれぞれ「CN」及び「IF」と表記することがある。
通信回線決定部30は、移動局5が使用する通信回線及びフェムト基地局4と局舎装置2との間のBH回線を決定する。例えば、通信回線決定部30は、ANDSFサーバとして動作し、ANDSFクライアントとして動作する移動局5の使用通信回線と、ANDSFクライアントとして動作するフェムト基地局4との間のBH回線を決定してよい。
通信回線決定部30は、トラフィック情報取得部34と、ポリシ生成部35と、ポリシ通信部36を備える。トラフィック情報取得部34は、局舎装置2が使用する通信回線のトラフィック情報を取得する。ポリシ生成部35は、トラフィック情報に基づく所定条件に従って移動局5の使用通信回線を決定する。
ポリシ生成部35は、例えばマクロセル内の移動局5の使用通信回線として、移動局5が準拠する移動通信無線アクセス方式の無線回線である3G回線及びLTE回線のいずれかを決定する。ポリシ生成部35は、例えば、フェムトセル内の移動局5の使用通信回線として、上記の無線アクセス回線のいずれかを決定する。ポリシ生成部35は、移動局5の使用通信回線を指定する通信回線指定情報を生成する。
ポリシ生成部35は、トラフィック情報に基づく所定条件に従って、局舎装置2とフェムト基地局4との間のBH回線を決定する。ポリシ生成部35は、BH回線を指定する通信回線指定情報を生成する。
ポリシ通信部36は、通信回線指定情報を移動局5及びフェムト基地局4に送信する。移動局5は、使用する通信回線を、通信回線指定情報により指定される通信回線に切り替える。フェムト基地局4は、使用するBH回線を通信回線指定情報により指定される回線に切り替える。
CN部31は、移動通信システム1におけるマクロ基地局3及びフェムト基地局4の上位ノード装置の動作を実行する。CN部31は、所定の通信規格に従った移動通信プロトコルの終端処理と、移動局5の認証処理を実行する。例えば、移動通信システム1がLTEに準拠する場合に、CN部31はEPCノード装置であってよい。
固定回線IF部32は、固定回線11を経由してマクロ基地局3及びフェムト基地局4に接続するためのインタフェースである。無線処理部33は、移動通信無線アクセス方式の無線回線12を経由してフェムトセル基地局4と無線通信を行う。
図3は、フェムト基地局4の一例の機能構成図である。フェムト基地局4は、通信回線決定部40と、BH通信部41と、無線通信部42を備える。
通信回線決定部40は、フェムト基地局4と局舎装置2との間のBH回線を決定する。また、通信回線決定部40は、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線を決定する。例えば、通信回線決定部40は、ANDSFサーバとして動作し、ANDSFクライアントとして動作する移動局5の使用通信回線とを決定してよい。
また、通信回線決定部40は、局舎装置2から送信される通信回線指定情報を受信する。例えば、通信回線決定部40は、ANDSFクライアントとして動作し、ANDSFサーバとして動作する局舎装置2から通信回線指定情報を受信して、使用するBH回線を切り換える。通信回線決定部40は、フェムトセル情報取得部43と、ポリシ生成部44と、ポリシ通信部45と、回線決定部46を備える。
フェムトセル情報取得部43は、フェムト基地局4が有する、フェムト基地局4に関する情報を取得する。例えばフェムトセル情報取得部43は、以下の情報(1)〜(11)を取得してよい。
(1)フェムト基地局4の使用リソースに関する情報。例えば、フェムトセルに接続するユーザ数。
(2)各BH回線の使用リソース、無線アクセス回線の使用リソースに関する情報。例えば、回線使用率、無線アクセス回線の回線使用率。
(3)各BH回線の実行スループット値、無線アクセス回線の実効スループット値。
(4)周辺に位置する他のフェムト基地局4。
(5)フェムト基地局4の位置、他のフェムト基地局4の位置。
(6)接続中の移動局5のユーザ種別情報。
(7)接続中の移動局5においてトラフィックを送信及び/又は受信するアプリケーション情報。
(8)現在時刻。
(9)利用可能なBH回線。
(10)BH回線の課金種別。
(11)AP情報。
(1)フェムト基地局4の使用リソースに関する情報。例えば、フェムトセルに接続するユーザ数。
(2)各BH回線の使用リソース、無線アクセス回線の使用リソースに関する情報。例えば、回線使用率、無線アクセス回線の回線使用率。
(3)各BH回線の実行スループット値、無線アクセス回線の実効スループット値。
(4)周辺に位置する他のフェムト基地局4。
(5)フェムト基地局4の位置、他のフェムト基地局4の位置。
(6)接続中の移動局5のユーザ種別情報。
(7)接続中の移動局5においてトラフィックを送信及び/又は受信するアプリケーション情報。
(8)現在時刻。
(9)利用可能なBH回線。
(10)BH回線の課金種別。
(11)AP情報。
なお、上記(3)記載の実効スループット値として、例えば無線通信が被る干渉やビット誤り率を考慮した実質的なスループットを使用してよい。また、上記(6)記載のユーザ種別情報は、例えば、ユーザ間の順序を指定する情報であってよい。
ユーザ種別情報は、例えば優先度を指定する情報であってよい。本実施例ではユーザ種別情報は、比較的優先度が高いユーザを指定する値「プレミアユーザ」及び比較的優先後が低いエコノミーを指定する値「エコノミ」を持つ変数であってよい。
上記(11)記載のAP情報は、例えば、アドホック回線13を経由してフェムト基地局4が通信可能なAPの存在を示す情報である。
ポリシ生成部44は、情報(1)〜(11)を含んだポリシ情報を生成する。ポリシ通信部45は、ポリシ生成部44が生成したポリシ情報を他のフェムト基地局4へ送信する。また、ポリシ通信部45は、他のフェムト基地局4で生成されたポリシ情報を他のフェムト基地局4から受信する。また、ポリシ通信部45は、移動局5で生成されたポリシ情報を受信する。また、ポリシ通信部45は、局舎装置2から送信される通信回線指定情報を受信する。
回線決定部46は、ポリシ生成部44が生成するポリシ情報に含まれる情報、他のフェムト基地局4及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、移動局5のトラヒックの伝送に使用するBH回線を決定する。回線決定部46がBH回線を決定するBH回線決定動作は、後述「3.1 BH回線決定動作」において更に説明する。
回線決定部46は、フェムト基地局4が生成するポリシ情報に含まれる情報及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線を決定する。回線決定部46が無線アクセス回線を決定する無線アクセス回線決定動作は、後述「3.2 無線アクセス回線決定動作」において更に説明する。
フェムトセル情報取得部43による情報取得、ポリシ生成部44によるポリシ情報の生成、ポリシ通信部45によるポリシ情報の送信は、周期的に又はトリガ発生時に実行してよい。同様に回線決定部46によるBH回線決定動作及び無線アクセス回線決定動作は、周期的に又はトリガ発生時に実行してよい。
トリガは、例えばフェムト基地局4の状態に応じて発生してよい。例えば、フェムト基地局4の負荷の変化、フェムト基地局4の使用リソースの変化、フェムト基地局4のBH回線の使用リソースの変化、又はフェムト基地局4の無線アクセス回線の使用リソースの変化が発生した場合にトリガが発生してもよい。新たな移動局5の検出時にトリガが発生してもよい。他のフェムト基地局4や移動局5からポリシ情報を受信した場合にトリガが発生してもよい。
ポリシ生成部44は、回線決定部46が決定した無線アクセス回線を指定する通信回線指定情報を生成する。ポリシ通信部45は、ポリシ生成部44が生成した通信回線指定情報を移動局5へ送信する。
BH通信部41は、個々のフェムト基地局4が使用可能なBH回線のいずれかを経由して局舎2との通信を行う。BH通信部41は、BH回線切替部47と、固定回線通信部48と、移動通信部49と、アドホック通信部50を備える。
BH回線切替部47は、移動局5のトラヒックを伝送するBH回線を、局舎装置2から送信される通信回線指定情報に従って切り替える。また、BH回線切替部47は、移動局5のトラヒックを伝送するBH回線を、回線決定部46が決定したBH回線に動的に切り替える。
固定回線通信部48は、移動局5のトラヒックを局舎装置2との間で固定回線11を経由して伝送するための通信を行う。また、固定回線通信部48は、固定回線11に発生する回線障害を検出する。
移動通信部49は、無線回線12を経由して移動局5のトラヒックを局舎装置2との間で伝送する通信を行う。アドホック通信部50は、アドホック回線13を経由して移動局5のトラヒックを局舎装置2との間で伝送する通信を行う。
BH回線切替部47は、固定回線通信部48、移動通信部49及びアドホック通信部50のいずれを移動局5のトラヒックの伝送に使用するかを切り替えることにより、移動局5のトラヒックを伝送するBH回線を切り替える。
無線通信部42は、無線アクセス回線のいずれかを経由して、移動局5との通信を行う。無線通信部42は、無線切替部51と、3G通信部52と、LTE通信部53と、WiFi通信部54を備える。
無線切替部51は、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線を、回線決定部46が決定した無線アクセス回線に切り替える。3G通信部52は、3Gの通信制御規則に基づいて、フェムト基地局4と移動局5と無線通信を行う。LTE通信部53は、LTEの通信制御規則に基づいて、フェムト基地局4と移動局5と無線通信を行う。
WiFi通信部54は、WiFiの通信制御規則に基づいて、フェムト基地局4と移動局5と無線通信を行う。また、WiFi通信部54は、WiFiの通信制御規則に基づいて、アドホック回線13を経由するフェムト基地局4間の無線通信、及びアドホック回線13を経由するフェムト基地局4とAP6aとの無線通信を行う。
ポリシ通信部45がポリシ情報を送信する際に、ポリシ通信部45は、送信対象のポリシ情報をWiFi通信部54にブロードキャスト送信させてよい。WiFi通信部54は、他のフェムト基地局4からブロードキャスト送信されたポリシ情報を受信した場合、受信されたポリシ情報をポリシ通信部45に渡してもよい。
無線切替部51は、3G通信部52、LTE通信部53及びWiFi通信部54のいずれを、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線に使用するかを切り替えることにより、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線を切り替える。
図4は、マクロ基地局3の一例の機能構成図である。マクロ基地局3は、固定回線通信部60と、無線処理部61を備える。固定回線通信部60は、固定回線11aを経由して、移動局5のトラヒックを局舎装置2との間で伝送するための通信を行う。無線処理部61は、移動局5との間で、所定の通信規格に従う移動通信無線アクセス方式の無線通信を行う。
図5は、移動局5の一例の機能構成図である。移動局5は、インターネットを経由した通信や、公衆回線網及び/又は移動体通信網を経由して音声やデジタルデータ等の通信を行う際に用いる通信装置である。移動局5は、ANDSFクライアントとして動作可能な通信装置であってよい。移動局5は、ANDSFサーバから送信されるポリシのような通信回線指定情報を受信して、無線アクセス回線を切り替えてよい。移動局5は、通信回線指定情報を受信した場合に、例えば無線通信の停止時や送信対象又は受信対象のコンテンツの切り替え時を検出し、これらのタイミングで無線アクセス回線を切り替えてもよい。
移動局5は、通信回線制御部70と、無線処理部71を備える。通信回線制御部70は、局舎装置2から送信される通信回線指定情報に従って、移動局5とマクロ基地局3との間の無線通信の使用回線を設定する。また、通信回線制御部70は、フェムト基地局4から送信される通信回線指定情報に従って、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線を動的に切り替える。
通信回線制御部70は、移動局情報取得部72と、ポリシ生成部73と、ポリシ通信部74を備える。
移動局情報取得部72は、移動局5が有する、移動局5に関する情報を取得する。移動局情報取得部72は、例えば、以下の情報(1)〜(6)を取得してよい。
(1)移動局5の位置。
(2)現在時刻。
(3)移動局5のユーザ種別情報。
(4)トラフィックを送信及び/又は受信するアプリケーション情報。
(5)使用可能な無線通信方式。
(6)現在使用中の無線通信回線。
(1)移動局5の位置。
(2)現在時刻。
(3)移動局5のユーザ種別情報。
(4)トラフィックを送信及び/又は受信するアプリケーション情報。
(5)使用可能な無線通信方式。
(6)現在使用中の無線通信回線。
なお、上記(3)記載のユーザ種別情報は、例えば、ユーザ間の順序を指定する情報であってよい。ユーザ種別情報は、例えば優先度を指定する情報であってよい。本実施例ではユーザ種別情報は、比較的優先度が高いユーザを指定する値「プレミアユーザ」及び比較的優先後が低いエコノミーを指定する値「エコノミ」を持つ変数であってよい。
上記(5)記載の無線通信方式は、移動局5が準拠する移動通信無線アクセス方式、及び移動局5が使用可能な移動通信無線アクセス方式以外の方式の無線通信方式であってよい。例えば本実施例では、上記(5)記載の無線通信方式は、3G方式、LTE方式及びWiFi方式である。
上記(6)記載の現在使用中の無線通信回線は、マクロセル内の移動局5が使用可能な移動通信無線アクセス方式の通信回線のいずれか、またはフェムトセル内の移動局5が使用可能な無線アクセス回線のいずれかである。例えば本実施例では、上記(6)記載の現在使用中の無線通信回線は、3G回線、LTE回線及びWiFi回線のいずれかである。
ポリシ生成部73は、情報(1)〜(6)を含んだポリシ情報を生成する。ポリシ通信部74は、ポリシ生成部44が生成したポリシ情報をフェムト基地局4へ送信する。
移動局情報取得部72による情報の取得、ポリシ生成部73によるポリシ情報の生成、ポリシ通信部74によるポリシ情報の送信は、周期的に又はトリガ発生時に実行してよい。
トリガは、例えば接続先のフェムト基地局4が変わった場合に発生してよい。例えば、フェムト基地局4からポリシ情報を受信した場合にトリガが発生してもよい。
また、ポリシ通信部74は、局舎装置2及びフェムト基地局4から送信される通信回線指定情報を受信する。通信回線指定情報は、例えばSMS(Short Message Service)により局舎装置2及びフェムト基地局4から送信されてもよい。
無線処理部71は、移動局5がマクロセル内に位置する場合に、移動局5が使用可能な移動通信無線アクセス方式の無線回線のいずれかを経由して、マクロ基地局3との通信を行う。無線処理部71は、移動局5が使用可能な移動通信無線アクセス方式のそれぞれで通信を行う複数の通信部を備えていてよい。通信回線制御部70は、マクロ基地局3との通信回線を、局舎装置2から送信される通信回線指定情報に従って設定する。
無線処理部71は、移動局5がフェムトセル内に位置する場合に、移動局5とフェムト基地局4との間で使用可能な無線アクセス回線のいずれかを経由して、フェムト基地局4との通信を行う。通信回線制御部70は、局舎装置2から送信される通信回線指定情報に従って、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線を設定する。通信回線制御部70は、フェムト基地局4から送信される通信回線指定情報に従って、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線を動的に切り替える。
<3.動作説明>
次に、移動通信システム1の各構成要素の動作を説明する。
次に、移動通信システム1の各構成要素の動作を説明する。
<3.1 BH回線決定動作>
図3に示す回線決定部46は、ポリシ生成部44が生成するポリシ情報に含まれる情報、他のフェムト基地局4及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、移動局5のトラヒックの伝送に使用するBH回線を決定する。
図3に示す回線決定部46は、ポリシ生成部44が生成するポリシ情報に含まれる情報、他のフェムト基地局4及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、移動局5のトラヒックの伝送に使用するBH回線を決定する。
このBH回線決定動作において回線決定部46は、例えば、他のフェムト基地局4のポリシ情報に基づいて、この他のフェムト基地局4の利用可能リソースの指標を決定してよい。回線決定部46は、例えば次式(1)に従って他のフェムト基地局4の利用可能リソースの指標αを決定してよい。
α=(他のフェムト基地局4の許容最大ユーザ数−他のフェムト基地局4の現在の接続ユーザ数)/(他のフェムト基地局4の許容最大ユーザ数) …(1)
また、BH回線決定動作において回線決定部46は、例えば、BH回線毎にBH回線で割当可能なスループットを予測した指標である割当スループット予測指標を決定してよい。回線決定部46は、例えば次式(2)に従って割当スループット予測指標α’を決定してよい。
α’=BH回線の実効スループット×(本フェムト基地局4の許容最大ユーザ数−本フェムト基地局4の現在の接続ユーザ数)/(本フェムト基地局4の許容最大ユーザ数) …(2)
回線決定部46は、使用可能なBH回線に応じて定められた所定のポリシに従って、移動局5のトラヒックの伝送に使用するBH回線を決定する。
固定回線11と、アドホック回線13を使用可能なフェムト基地局4のポリシの例示を以下に示す。
(A1)他のフェムト基地局4からポリシ情報を受信し、この他のフェムト基地局4について決定した利用可能リソースの指標αが0より大きい場合には、アドホック回線がBH回線として決定される。指標αが0の場合には、固定回線11がBH回線として決定される。
(A2)現在時刻が所定時間帯内であれば固定回線11がBH回線として決定される。所定時間帯は、例えば、11:00〜13:00及び18:00〜24:00であってよい。現在時刻がその他の時間帯であればアドホック回線がBH回線として決定される。
(A3)固定回線通信部48が固定回線11の回線障害を検出した場合には、回線決定部46はアドホック回線13をBH回線として決定する。
無線回線12とアドホック回線13を使用可能なフェムト基地局4のポリシの例示を以下に示す。
(B1)移動局5のユーザ種別がプレミアユーザであり、移動局5で送信及び/又は受信するアプリケーションが所定のアプリケーションである場合には、モバイル回線がBH回線として決定される。所定のアプリケーションは、例えば、VoIP(Voice Over Internet Protocol)又はVoLTE(Voice Over LTE)であってよい。それ以外の場合には、アドホック回線13がBH回線として決定される。
(B2)移動局5のユーザ種別がプレミアユーザである場合には無線回線12が優先的にBH回線として決定される。移動局5のユーザ種別がエコノミユーザである場合にはアドホック回線13がBH回線として決定される。
(B3)現在時刻が所定時間帯内であり、移動局5のユーザ種別がエコノミユーザである場合にはアドホック回線13がBH回線として決定される。例えば、所定時間帯は、例えば24:00〜6:00であってよい。現在時刻がその他の時間帯であるか、移動局5のユーザ種別がプレミアユーザである場合には無線回線12がBH回線として決定される。
例えば、固定回線11と、無線回線12と、アドホック回線13を使用可能なフェムト基地局4aのポリシの例示を以下に示す。
(C1)原則として固定回線11がBH回線として決定される。
(C2)移動局5のユーザがプレミアユーザである場合には、無線回線12がBH回線として決定される。
(C3)無線回線12の割当スループット予測指標α’が固定回線11の指標α’よりも大きい場合は無線回線12がBH回線として決定される。
(C4)固定回線通信部48が固定回線11の回線障害を検出し、移動局5のユーザがプレミアユーザである場合には、回線決定部46は、無線回線12又はアドホック回線13をBH回線として決定する。この場合、回線決定部46は、アドホック回線13よりも優先的に無線回線12をBH回線として決定する。
(C5)固定回線通信部48が固定回線11の回線障害を検出し、移動局5のユーザがエコノミユーザである場合には、回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として決定する。
続いて、フェムト基地局4による、BH回線決定動作の第1例を説明する。図6及び図7は、BH回線決定動作の第1例の説明図である。図6及び図7の動作は、固定回線11と、無線回線12と、アドホック回線13を使用可能なフェムト基地局4でのBH回線決定動作の例である。
オペレーションAAにおいて回線決定部46は、BH回線決定動作の開始のためのトリガが発生したか否かを判断する。トリガが発生した場合(オペレーションAA:Y)に動作はオペレーションABへ進む。トリガが発生しない場合(オペレーションAB:Y)に動作はオペレーションAAに戻る。この場合にBH回線は切り替わらない。
オペレーションABにおいて回線決定部46は、フェムト基地局4が形成するフェムトセル内に移動局5が存在するか否かを判断する。フェムトセル内に移動局5が存在する場合(オペレーションAB:Y)に動作はオペレーションACへ進む。フェムトセル内に移動局5が存在しない場合(オペレーションAB:N)に動作はオペレーションAAに戻る。この場合にBH回線は切り替わらない。
オペレーションACにおいて回線決定部46は、移動局5のトラフィックの伝送に現在使用されているBH回線が定額課金制固定回線であるか否かを判断する。BH回線が定額課金制固定回線である場合(オペレーションAC:Y)に動作はオペレーションADへ進む。BH回線が定額課金制固定回線でない場合(オペレーションAC:N)に動作はオペレーションAEへ進む。
オペレーションADにおいて回線決定部46は、定額課金制固定回線の回線使用率が100%であるか否かを判断する。定額課金制固定回線の回線使用率が100%である場合(オペレーションAD:Y)に動作はオペレーションAEへ進む。定額課金制固定回線の回線使用率が100%でない場合(オペレーションAD:N)に動作はオペレーションAAに戻る。この場合に、BH回線は切り替わらず、BH回線は定額課金制固定回線のままである。
オペレーションAEにおいて回線決定部46は、アドホック回線13を経由して他のフェムト基地局4からポリシ情報を受信しているか否かを判断する。他のフェムト基地局4からのポリシ情報が受信済みである場合(オペレーションAE:Y)に動作はオペレーションAFへ進む。他のフェムト基地局4からのポリシ情報が受信済みでない場合(オペレーションAE:N)に動作はオペレーションAKへ進む。
オペレーションAFにおいて回線決定部46は、現在時刻が所定時間帯内であるか否かを判断する。現在時刻が所定時間帯内である場合(オペレーションAF:Y)に動作はオペレーションAKへ進む。現在時刻が所定時間帯内でない場合(オペレーションAF:N)に動作はオペレーションAGへ進む。
オペレーションAGにおいて回線決定部46は、他のフェムト基地局4のポリシ情報に基づいて算出された、この他のフェムト基地局4の利用可能リソースの指標αが0より大きいか否かを判断する。指標αが0より大きい場合(オペレーションAG:Y)に動作はオペレーションAHへ進む。指標αが0である場合(オペレーションAG:N)に動作はオペレーションAKへ進む。
オペレーションAHにおいて回線決定部46は、他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線又はAP情報を有しているか否かを判断する。他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線又はAP情報を有している場合(オペレーションAH:Y)に動作はオペレーションAIへ進む。他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線及びAP情報のいずれも有していない場合(オペレーションAH:N)に動作はオペレーションAKへ進む。
オペレーションAIにおいて回線決定部46は、アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が、フェムト基地局4が使用可能なBH回線の中で最大であるか否かを判断する。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大である場合(オペレーションAI:Y)に動作はオペレーションAJへ進む。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションAI:N)に動作はオペレーションAKへ進む。
オペレーションAJにおいて回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。
オペレーションAKにおいて回線決定部46は、移動局5のユーザがプレミアユーザであるか否かを判断する。ユーザがプレミアユーザである場合(オペレーションAK:Y)に動作はオペレーションALに進む。ユーザがプレミアユーザでない場合(オペレーションAK:N)に動作はオペレーションARに進む。
オペレーションALにおいて回線決定部46は、BH回線として使用可能な従量課金制固定回線があるか否かを判断する。BH回線として使用可能な従量課金制固定回線がある場合(オペレーションAL:Y)に動作はオペレーションAMへ進む。BH回線として使用可能な従量課金制固定回線がない場合(オペレーションAL:N)に動作はオペレーションAPへ進む。
オペレーションAMにおいて回線決定部46は、アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が、フェムト基地局4が使用可能なBH回線の中で最大であるか否かを判断する。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大である場合(オペレーションAM:Y)に動作はオペレーションANへ進む。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションAM:N)に動作はオペレーションAOへ進む。
オペレーションANにおいて回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。
オペレーションAOにおいて回線決定部46は、無線回線12の割当スループット予測指標α’が、フェムト基地局4が使用可能なBH回線の中で最大であるか否かを判断する。無線回線12の割当スループット予測指標α’が最大である場合(オペレーションAO:Y)に動作はオペレーションAPへ進む。無線回線12の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションAO:N)に動作はオペレーションAQへ進む。
オペレーションAPにおいて回線決定部46は、無線回線12をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。オペレーションAQにおいて回線決定部46は、従量課金制の固定回線をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。
オペレーションARにおいて回線決定部46は、フェムト基地局4と直接アドホック回線13で通信するAPがあるか否かを判断する。APがある場合(オペレーションAR:Y)に動作はオペレーションASへ進む。APがない場合(オペレーションAR:N)に動作はオペレーションATへ進む。
オペレーションASにおいて回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。オペレーションATにおいて回線決定部46は、本フェムト基地局4における移動局5との通信を中止する。その後、BH回線決定動作が終了する。
続いて、BH回線決定動作のシーケンスを説明する。図8は、BH回線決定動作が行われる状態の一例の模式図である。図9は、BH回線決定動作のシーケンスの一例の説明図である。
いま、フェムト基地局4bが形成するフェムトセル7b内に移動局5fが在圏している場合を想定する。フェムト基地局4bに接続するユーザ数は、許容最大ユーザ数である。
また、フェムト基地局4aが形成するフェムトセル7a内に移動局5bが在圏している。オペレーションBAにおいてフェムト基地局4aは、局舎装置2との間で固定回線11bを経由して移動局5bのトラフィックを伝送する。オペレーションBAの動作は、移動局5の無線処理部71と、フェムト基地局4aの無線通信部42及び固定回線通信部48と、局舎装置2の固定回線IF部32の動作に相当する。なお、フェムト基地局4aは、従量課金制の無線回線12bや、アドホック回線13bもBH回線として使用することができる。
移動局5fが、フェムト基地局4bが形成するフェムトセルの外へ移動すると、フェムト基地局4bの接続数に余裕ができる。接続ユーザ数が減ったことにより、フェムト基地局4bの使用リソースに変化が生じるため、オペレーションBBにおいてフェムト基地局4bはポリシ情報を生成して周囲にブロードキャスト送信する。オペレーションBBの動作は、フェムト基地局4bのフェムトセル情報取得部43、ポリシ生成部44及びポリシ通信部45の動作に相当する。
オペレーションBCにおいてフェムト基地局4aがポリシ情報を取得すると、BH回線決定動作を開始するトリガが発生する。オペレーションBCの動作は、フェムト基地局4aのポリシ通信部45の動作に相当する。
オペレーションBDにおいてフェムト基地局4aは、フェムト基地局4aに関連する情報を取得し、ポリシ情報を生成する。オペレーションBDの動作は、フェムト基地局4aのフェムトセル情報取得部43及びポリシ生成部44の動作に相当する。
オペレーションBEにおいてフェムト基地局4aは、オペレーションBDで取得した情報、フェムト基地局4b及び/又は移動局5bから受信したポリシ情報に応じて移動局5bのトラフィックを伝送するBH回線を決定する。本実施例では、例えばアドホック回線13bをBH回線として選択する。オペレーションBEの動作は、フェムト基地局4aの回線決定部46の動作に相当する。
オペレーションBFにおいてフェムト基地局4aは、移動局5bのトラフィックを伝送するBH回線をアドホック回線13bに切り替える。その後、フェムト基地局4aは、局舎装置2との間でアドホック回線13bを経由して移動局5bのトラフィックを伝送する。オペレーションBFの動作は、フェムト基地局4aの回線決定部46、BH回線切り換え部47及びアドホック通信部50の動作に相当する。
この結果、例えば従量課金制の無線回線12bを使用せずに、フェムト基地局4aは、アドホック回線13bで移動局5bのトラフィックを伝送できる。
なお、他の動作例では、オペレーションBEにおいて、固定回線11b又は無線回線12bが、BH回線として選択されてもよい。このように、フェムト基地局4aは、スループットの異なる複数の回線の中から使用するBH回線を選択できるため移動局5bの通信スループットを向上することができる。
続いて、フェムト基地局4によるBH回線決定動作の第2例を説明する。図10及び図11は、BH回線決定動作の第2例の説明図である。図10及び図11の動作は、無線回線12とアドホック回線13を使用可能なフェムト基地局4でのBH回線決定動作の例である。
オペレーションCAにおいて回線決定部46は、BH回線決定動作の開始のためのトリガが発生したか否かを判断する。トリガが発生した場合(オペレーションCA:Y)に動作はオペレーションCBへ進む。トリガが発生しない場合(オペレーションCB:Y)に動作はオペレーションCAに戻る。この場合にBH回線は切り替わらない。
オペレーションCBにおいて回線決定部46は、フェムト基地局4が形成するフェムトセル内に移動局5が存在するか否かを判断する。フェムトセル内に移動局5が存在する場合(オペレーションCB:Y)に動作はオペレーションCCへ進む。フェムトセル内に移動局5が存在しない場合(オペレーションCB:N)に動作はオペレーションCAに戻る。この場合にBH回線は切り替わらない。
オペレーションCCにおいて回線決定部46は、アドホック回線13を経由して他のフェムト基地局4からポリシ情報を受信しているか否かを判断する。他のフェムト基地局4からのポリシ情報が受信済みである場合(オペレーションCC:Y)に動作はオペレーションCDへ進む。他のフェムト基地局4からのポリシ情報が受信済みでない場合(オペレーションCC:N)に動作はオペレーションCIへ進む。
オペレーションCDにおいて回線決定部46は、現在時刻が所定時間帯内であるか否かを判断する。現在時刻が所定時間帯内である場合(オペレーションCD:Y)に動作はオペレーションCIへ進む。現在時刻が所定時間帯内でない場合(オペレーションCD:N)に動作はオペレーションAEへ進む。
オペレーションCEにおいて回線決定部46は、他のフェムト基地局4のポリシ情報に基づいて算出された、この他のフェムト基地局4の利用可能リソースの指標αが0より大きいか否かを判断する。指標αが0より大きい場合(オペレーションCE:Y)に動作はオペレーションCFへ進む。指標αが0である場合(オペレーションCE:N)に動作はオペレーションCIへ進む。
オペレーションCFにおいて回線決定部46は、他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線又はAP情報を有しているか否かを判断する。他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線又はAP情報を有している場合(オペレーションCF:Y)に動作はオペレーションCGへ進む。他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線及びAP情報のいずれも有していない場合(オペレーションCF:N)に動作はオペレーションCIへ進む。
オペレーションCGにおいて回線決定部46は、アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が、フェムト基地局4が使用可能なBH回線の中で最大であるか否かを判断する。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大である場合(オペレーションCG:Y)に動作はオペレーションCHへ進む。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションCG:N)に動作はオペレーションCIへ進む。
オペレーションCHにおいて回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。
オペレーションCIにおいて回線決定部46は、回線決定部46は、移動局5のユーザがプレミアユーザであるか否かを判断する。ユーザがプレミアユーザである場合(オペレーションCI:Y)に動作はオペレーションCJに進む。ユーザがプレミアユーザでない場合(オペレーションCI:N)に動作はオペレーションCMに進む。
オペレーションCJにおいて回線決定部46は、アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が、フェムト基地局4が使用可能なBH回線の中で最大であるか否かを判断する。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大である場合(オペレーションCJ:Y)に動作はオペレーションCKへ進む。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションCJ:N)に動作はオペレーションCLへ進む。
オペレーションCKにおいて回線決定部46は、回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。オペレーションCLにおいて回線決定部46は、無線回線12をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。
オペレーションCMにおいて回線決定部46は、フェムト基地局4と直接アドホック回線13で通信するAPがあるか否かを判断する。APがある場合(オペレーションCM:Y)に動作はオペレーションCNへ進む。APがない場合(オペレーションCM:N)に動作はオペレーションCOへ進む。
オペレーションCNにおいて回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。オペレーションCOにおいて回線決定部46は、本フェムト基地局4における移動局5との通信を中止する。その後、BH回線決定動作が終了する。
続いて、フェムト基地局4によるBH回線決定動作の第3例を説明する。図12及び図13は、BH回線決定動作の第3例の説明図である。図12及び図13の動作は、固定回線11とアドホック回線13を使用可能なフェムト基地局4でのBH回線決定動作の例である。
オペレーションDA〜DJの動作は、図6及び図7を参照して説明したオペレーションAA〜AJの動作と同様である。但し、オペレーションDEの判断で他のフェムト基地局4からのポリシ情報が受信済みでない場合(オペレーションDE:N)に動作はオペレーションDKへ進む。また、オペレーションDFの判断で現在時刻が所定時間帯内である場合(オペレーションDF:Y)に動作はオペレーションDKへ進む。
オペレーションDGの判断で、フェムト基地局4の利用可能リソースの指標αが0である場合(オペレーションDG:N)に動作はオペレーションDKへ進む。オペレーションDHの判断で、他のフェムト基地局4が定額課金制固定回線及びAP情報のいずれも有していない場合(オペレーションDH:N)に動作はオペレーションDKへ進む。オペレーションDIの判断で、アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションDI:N)に動作はオペレーションDKへ進む。
オペレーションDKにおいて回線決定部46は、回線決定部46は、BH回線として使用可能な従量課金制固定回線があるか否かを判断する。BH回線として使用可能な従量課金制固定回線がある場合(オペレーションDK:Y)に動作はオペレーションDLへ進む。BH回線として使用可能な従量課金制固定回線がない場合(オペレーションAK:N)に動作はオペレーションDOへ進む。
オペレーションDLにおいて回線決定部46は、アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が、フェムト基地局4が使用可能なBH回線の中で最大であるか否かを判断する。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大である場合(オペレーションDL:Y)に動作はオペレーションDMへ進む。アドホック回線13の割当スループット予測指標α’が最大でない場合(オペレーションDL:N)に動作はオペレーションDNへ進む。
オペレーションDMにおいて回線決定部46は、回線決定部46は、アドホック回線13をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。オペレーションDNにおいて回線決定部46は、従量課金制の固定回線をBH回線として選択する。その後、BH回線決定動作が終了する。オペレーションDOにおいて回線決定部46は、本フェムト基地局4における移動局5との通信を中止する。その後、BH回線決定動作が終了する。
<3.2 無線アクセス回線決定動作>
続いて、フェムト基地局4による、無線アクセス回線決定動作の一例を説明する。回線決定部46は、ポリシ生成部44が生成するポリシ情報に含まれる情報及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線を決定する。
続いて、フェムト基地局4による、無線アクセス回線決定動作の一例を説明する。回線決定部46は、ポリシ生成部44が生成するポリシ情報に含まれる情報及び/又は移動局5から受信したポリシ情報に基づいて、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線を決定する。
この無線アクセス回線決定動作において回線決定部46は、例えば、無線アクセス回線毎に、無線アクセス回線で割当可能なスループットを予測した指標である割当スループット予測指標を決定してよい。回線決定部46は、例えば次式(3)に従って割当スループット予測指標βを決定してよい。
β=無線アクセス回線の実効スループット×(本フェムト基地局4の許容最大ユーザ数−本フェムト基地局4の現在の接続ユーザ数)/(本フェムト基地局4の許容最大ユーザ数) …(3)
回線決定部46は、所定のポリシに従って、フェムト基地局4と移動局5との間の無線アクセス回線を決定する。図14は、無線アクセス回線決定動作の一例の説明図である。
オペレーションEAにおいて回線決定部46は、移動局5のユーザがプレミアユーザであるか否かを判断する。ユーザがプレミアユーザである場合(オペレーションEA:Y)に動作はオペレーションEBに進む。ユーザがプレミアユーザでない場合(オペレーションEA:N)に動作はオペレーションECに進む。
オペレーションEBにおいて回線決定部46は、移動局5とフェムト基地局4との間で使用できる複数の移動通信無線アクセス方式の無線回線のうち、仕様上、比較的高いスループットが期待できる回線を使用回線として決定する。その後、無線アクセス回線決定動作が終了する。
オペレーションECにおいて回線決定部46は、トラフィックを送信及び/又は受信するアプリケーション情報に基づいて、移動局5が送信及び/又は受信するコンテンツが、無線回線12を使用するコンテンツであるか否かを判断する。、移動局5が送信及び/又は受信するコンテンツが、無線回線12を使用するコンテンツの場合(オペレーションEC:Y)に動作はオペレーションEDへ進む。移動局5が送信及び/又は受信するコンテンツが、無線回線12を使用するコンテンツでない場合(オペレーションEC:N)に動作はオペレーションEEへ進む。
オペレーションEDにおいて回線決定部46は、移動局5とフェムト基地局4との間で使用できる複数の移動通信無線アクセス方式の無線回線である3G回線及びLTE回線のいずれかを、使用回線として決定する。その後、無線アクセス回線決定動作が終了する。
オペレーションEEにおいて回線決定部46は、WiFi回線の割当スループット予測指標βが、フェムト基地局4が使用可能な無線アクセス回線の中で最大であるか否かを判断する。WiFi回線の割当スループット予測指標βが最大である場合(オペレーションEE:Y)に動作はオペレーションEFへ進む。WiFi回線の割当スループット予測指標βが最大でない場合(オペレーションEE:N)に動作はオペレーションEGへ進む。
オペレーションEFにおいて回線決定部46は、WiFi回線を、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線として決定する。その後、無線アクセス回線決定動作が終了する。
オペレーションEGにおいて回線決定部46は、3G回線の割当スループット予測指標βが、フェムト基地局4が使用可能な無線アクセス回線の中で最大であるか否かを判断する。3G回線の割当スループット予測指標βが最大である場合(オペレーションEG:Y)に動作はオペレーションEHへ進む。3G回線の割当スループット予測指標βが最大でない場合(オペレーションEG:N)に動作はオペレーションEIへ進む。
オペレーションEHにおいて回線決定部46は、3G回線を、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線として決定する。その後、無線アクセス回線決定動作が終了する。オペレーションEIにおいて回線決定部46は、LTE回線を、移動局5とフェムト基地局4との間の無線アクセス回線として決定する。その後、無線アクセス回線決定動作が終了する。
続いて、無線アクセス回線決定動作のシーケンスを説明する。図15は、無線アクセス回線決定動作が行われる状態の一例の模式図である。図16は、無線アクセス回線決定動作のシーケンスの一例の説明図である。
いま、マクロ基地局3が形成するマクロセル7c内に移動局5aが在圏している場合を想定する。また、オペレーションFAにおいて局舎装置2は、マクロセル7c内の移動局5aの使用通信回線を指定する通信回線指定情報を移動局5aへ送信する。オペレーションFAの動作は局舎装置2のトラフィック情報取得部34、ポリシ生成部35、ポリシ通信部36及び固定回線IF部32の動作に相当する。
オペレーションFBにおいて、移動局5aは、マクロ基地局3を経由して通信回線指定情報を受信する。オペレーションFBの動作は、マクロ基地局3の固定回線通信部60及び無線処理部61と、移動局5の無線処理部71及びポリシ通信部74の動作に相当する。
オペレーションFCにおいて移動局5aは、通信回線指定情報により設定された通信回線で通信を行う。オペレーションFCの動作は、移動局5の無線処理部71及び通信回線制御部70の動作に相当する。
フェムト基地局4aが形成するフェムトセル7a内に移動局5aが移動すると、移動局5aの接続先の基地局がフェムト基地局4aに変わるため、オペレーションFDにおいて移動局5aがポリシ情報を生成するトリガが発生する。
オペレーションFEにおいて移動局5aはポリシ情報を生成し、フェムト基地局4aへ送信する。オペレーションFEの動作は、移動局5aの移動局情報取得部72と、ポリシ生成部73と、ポリシ通信部74の動作に相当する。
オペレーションFFにおいてフェムト基地局4aがポリシ情報を取得すると、無線アクセス回線決定動作を開始するトリガが発生する。フェムト基地局4aは、フェムト基地局4aに関連する情報を取得し、ポリシ情報を生成する。オペレーションFFの動作は、フェムト基地局4aのフェムトセル情報取得部43及びポリシ生成部44の動作に相当する。
オペレーションFGにおいてフェムト基地局4aは、オペレーションFFで取得した情報及び/又は移動局5aから受信したポリシ情報に応じて移動局5aとフェムト基地局4aとの間の無線アクセス回線を決定する。オペレーションFGの動作は、フェムト基地局4aの回線決定部46の動作に相当する。
オペレーションFHにおいてフェムト基地局4aは、決定した無線アクセス回線を指定する通信回線指定情報を移動局5へ送信する。オペレーションFHの動作は、フェムト基地局4aのポリシ生成部44とポリシ通信部45の動作に相当する。オペレーションFIにおいて移動局5aは、フェムト基地局4aとの通信に使用する無線アクセス回線を、通信回線指定情報により指定された回線に切り替える。オペレーションFIの動作は、移動局5の無線処理部71及び通信回線制御部70の動作に相当する。
オペレーションFJにおいて移動局5aは、通信回線指定情報により設定された通信回線で通信を行う。オペレーションFCの動作は、移動局5の無線処理部71及び通信回線制御部70の動作に相当する。
以上の説明において、図2〜図5の機能構成図は、本明細書において説明される機能に関係する構成を中心に示している。局舎装置2、マクロ基地局3、フェムト基地局4及び移動局5は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図6、図7、図9〜図14及び図16を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。
<4.実施例の効果>
本実施例によれば、フェムト基地局4とその上位装置である局舎装置2との間の通信効率が向上する。例えば、フェムト基地局4や、他のフェムト基地局の状態に応じて使用するBH回線を選択することにより、より通信効率の良い回線を用いてフェムト基地局4と局舎装置2が通信できるようになる。
本実施例によれば、フェムト基地局4とその上位装置である局舎装置2との間の通信効率が向上する。例えば、フェムト基地局4や、他のフェムト基地局の状態に応じて使用するBH回線を選択することにより、より通信効率の良い回線を用いてフェムト基地局4と局舎装置2が通信できるようになる。
また、特定のBH回線を使用する条件を制限することで、特定のBH回線の負荷を軽減することができる。特定のBH回線の負荷を軽減することで、例えば、移動体通信事業者が管理する回線の負荷を低減し、移動体通信事業者の負担を低減できる。また、例えば、従量課金制回線を使用する条件を制限することで、例えば通信費用が低減される。
本実施例によれば、フェムト基地局4と移動局5との間の通信効率が向上する。例えば、フェムト基地局4や移動局5の状態に応じて使用する無線アクセス回線を選択することにより、より通信効率の良い回線を用いてフェムト基地局4と移動局5が通信できるようになる。また、移動局5のユーザ情報やアプリケーションの情報により無線アクセス回線を選択することにより、ユーザに提供する通信サービスの多様化を実現することができる。
また、本実施例によれば、BH回線を決定する機能、及び無線アクセス回線を決定する機能をフェムト基地局4に分散して配置することにより、局舎装置2にANDSFサーバを集中配置する構成と比較して局舎装置2の負荷が低減される。また、フェムト基地局4や移動局5の状態変化に応じて迅速にBH回線及び無線アクセス回線を決定することができる。
<5.変形例>
なお、回線決定部46は、同一の移動局5のトラヒックを同時並列に伝送するための複数のBH回線を選択してよい。BH通信部41は、回線決定部46により選択された複数のBH回線を経由するリンクアグリゲーションにより、同一の移動局5のトラヒックを同時並列に伝送してよい。
なお、回線決定部46は、同一の移動局5のトラヒックを同時並列に伝送するための複数のBH回線を選択してよい。BH通信部41は、回線決定部46により選択された複数のBH回線を経由するリンクアグリゲーションにより、同一の移動局5のトラヒックを同時並列に伝送してよい。
また、回線決定部46は、同一の移動局5と同時並列に通信するための複数の無線アクセス回線を選択してよい。無線通信部42は、回線決定部46により選択された複数の無線アクセス回線を経由するリンクアグリゲーションにより、同一の移動局5と同時並列に通信してよい。
<6.ハードウエア構成>
以下、移動通信システム1の各構成要素のハードウエア構成例を説明する。図17は、局舎装置2の一例のハードウエア構成図である。局舎装置2は、プロセッサ100と、記憶装置101と、LSI(Large Scale Integration)102と、無線処理回路103と、ネットワークインタフェース回路104を備える。以下の説明及び添付図面においてネットワークインタフェースを「NIF」と表記する事がある。
以下、移動通信システム1の各構成要素のハードウエア構成例を説明する。図17は、局舎装置2の一例のハードウエア構成図である。局舎装置2は、プロセッサ100と、記憶装置101と、LSI(Large Scale Integration)102と、無線処理回路103と、ネットワークインタフェース回路104を備える。以下の説明及び添付図面においてネットワークインタフェースを「NIF」と表記する事がある。
記憶装置101は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリ(ROM: Read Only Memory)やランダムアクセスメモリ(RAM: Random Access Memory)、ハードディスクドライブ装置等を含んでいてよい。プロセッサ100は、記憶装置101に格納されたコンピュータプログラムに従い局舎装置2の動作制御を行う。
LSI102は、局舎装置2とフェムト基地局4と間の無線回線12の移動通信無線アクセス方式に従う信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理を実施する。LSI102は、FPGA(Field-Programming Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やDSP(Digital Signal Processing)等を含んでいてよい。
無線処理回路103は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路、増幅回路、フィルタ回路などを含んでいてよい。NIF回路104は、インターネットや固定回線11を経由する通信のため物理層およびデータリンク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図2に示す通信回線決定部30の上記動作は、プロセッサ100によって実行されてよい。CN部31の上記動作は、プロセッサ100及びNIF回路104の協働により実行されてよい。固定回線IF部32の上記動作はNIF回路104によって実行されてよい。無線処理部33の上記動作はLSI102及び無線処理回路103の協働により実行されてよい。
図18は、フェムト基地局4の一例のハードウエア構成図である。フェムト基地局4は、プロセッサ110と、記憶装置111と、LSI112と、無線処理回路113及び114と、WiFiIF回路115と、NIF回路116を備える。
記憶装置111は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、ハードディスクドライブ装置等を含んでいてよい。プロセッサ110は、記憶装置111に格納されたコンピュータプログラムに従いフェムト基地局4の動作制御を行う。
LSI112は、局舎装置2とフェムト基地局4と間の無線回線12並びにフェムト基地局4と移動局5の間の無線アクセス回線の移動通信無線アクセス方式に従う信号処理を実行する。信号処理には、符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理が含まれる。LSI112は、FPGA、ASICやDSP等を含んでいてよい。
無線処理回路113及び114は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路、増幅回路、フィルタ回路などを含んでいてよい。WiFiIF回路115は、WiFiの通信制御規則に基づく信号の送受信のための信号処理を行う。NIF回路116は、固定回線11を経由する通信のため物理層およびデータリンク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図3に示す通信回線決定部40、BH回線切替部47及び無線切替部51の上記動作は、プロセッサ110によって実行されてよい。固定回線通信部48の上記動作は、NIF回路116によって実行されてよい。移動通信部49の上記動作は、LSI112及び無線処理回路113の協働により実行されてよい。アドホック通信部50及びWiFi通信部54の上記動作は、WiFiIF回路115によって実行されてよい。3G通信部52及びLTE通信部53の上記動作は、LSI112及び無線処理回路114の協働により実行されてよい。
図19は、マクロ基地局3の一例のハードウエア構成図である。マクロ基地局3は、プロセッサ120と、記憶装置121と、LSI122と、無線処理回路123と、NIF回路124を備える。
記憶装置121は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、ハードディスクドライブ装置等を含んでいてよい。プロセッサ120は、記憶装置121に格納されたコンピュータプログラムに従いマクロ基地局3の動作制御を行う。
LSI122は、マクロ基地局3と移動局5の間の通信回線の移動通信無線アクセス方式に従う信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理を実行する。LSI122は、FPGA、ASICやDSP等を含んでいてよい。
無線処理回路123は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路、増幅回路、フィルタ回路などを含んでいてよい。NIF回路124は、固定回線11を経由する通信のため物理層およびデータリンク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図4に示す固定回線通信部60の上記動作は、NIF回路124によって実行されてよい。無線処理部61の上記動作はLSI122及び無線処理回路123の協働によって実行されてよい。
図20は、移動局5の一例のハードウエア構成図である。移動局5は、プロセッサ130と、記憶装置131と、LSI132と、無線処理回路133と、WiFiIF回路134を備える。
記憶装置131は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、ハードディスクドライブ装置等を含んでいてよい。プロセッサ130は、記憶装置131に格納されたコンピュータプログラムに従い移動局5の動作制御を行う。
LSI132は、マクロ基地局3と移動局5との間並びにフェムト基地局4と移動局5の間の無線アクセス回線の移動通信無線アクセス方式に従う信号処理を実行する。信号処理には、符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理が含まれる。LSI132は、FPGA、ASICやDSP等を含んでいてよい。
無線処理回路133は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路、増幅回路、フィルタ回路などを含んでいてよい。WiFiIF回路134は、WiFiの通信制御規則に基づく信号の送受信のための信号処理を行う。
図5に示す通信回線制御部70の上記動作は、プロセッサ130によって実行される。無線処理部71の上記動作は、LSI132及び無線処理回路133の協働と、WiFiIF回路134とによって実行される。
なお、図17〜図20に示すハードウエア構成は実施例の説明のための例示にすぎない。上述の動作を実行するものであれば、本明細書に記載される局舎装置2、マクロ基地局3、フェムト基地局4及び移動局5は他のどのようなハードウエア構成を採用してもよい。
ここに記載されている全ての例及び条件的な用語は、読者が、本発明と技術の進展のために発明者により与えられる概念とを理解する際の助けとなるように、教育的な目的を意図したものであり、具体的に記載されている上記の例及び条件、並びに本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する本明細書における例の構成に限定されることなく解釈されるべきものである。本発明の実施例は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であると解すべきである。
1 移動通信システム
2 局舎装置
3 マクロ基地局
4、4a〜4c フェムト基地局
5、5a〜5e 移動局
6a AP
2 局舎装置
3 マクロ基地局
4、4a〜4c フェムト基地局
5、5a〜5e 移動局
6a AP
Claims (10)
- フェムト基地局装置であって、
固定回線、移動通信無線アクセス方式の無線回線およびアドホック回線を含む複数のバックホール回線を経由して、前記フェムト基地局装置の上位装置及び前記フェムト基地局装置と通信可能な第2フェムト基地局装置との間でそれぞれ通信を行う複数の通信部と、
接続中の配下の移動局装置の状態に関する情報と、前記フェムト基地局装置の状態および前記第2フェムト基地局装置の状態に関する基地局情報とを含むフェムトセル情報を取得するフェムトセル情報取得部と、
前記フェムトセル情報に応じて前記複数のバックホール回線の中のいずれかを選択する回線選択部と、
前記移動局装置のトラヒックの伝送に使用する前記バックホール回線を前記回線選択部により選択されたバックホール回線に動的に切り替える回線切替部と、
を備えることを特徴とするフェムト基地局装置。 - 前記複数のバックホール回線のいずれかのバックホール回線を介して前記フェムト基地局装置と通信可能な第2フェムト基地局装置を検出する基地局検出部を備え、
前記回線選択部は、前記第2フェムト基地局装置の検出結果に応じて前記いずれかのバックホール回線を選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 - 前記複数のバックホール回線のいずれかのバックホール回線を介して前記フェムト基地局装置と通信可能な第2フェムト基地局装置の状態に関する第2フェムト基地局情報を取得する第2基地局情報取得部を備え、
前記回線選択部は、前記フェムト基地局の状態に関するフェムト基地局情報及び/又は前記第2フェムト基地局情報に応じて前記複数のバックホール回線の中のいずれかを選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 - 前記回線選択部は、前記第2フェムト基地局情報に応じて前記いずれかのバックホール回線を選択することを特徴とする請求項3に記載の基地局装置。
- 前記回線選択部は、前記複数のバックホール回線の中から選択される異なる複数のバックホール回線を選択し、
前記回線選択部が選択した複数のバックホール回線で、同一の移動局装置のトラヒックを並列に伝送することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の基地局装置。 - 異なる複数の無線バックホール回線を経由して前記移動局装置との間でそれぞれ通信を行う複数の第2通信部と、
前記移動局装置の状態に関する移動局情報を取得する移動局情報取得部と、
前記基地局情報及び/又は前記移動局情報に応じて前記複数の無線バックホール回線の中のいずれかを選択する第2回線選択部と、
前記第2回線選択部により選択された無線バックホール回線に前記移動局装置との通信に使用する無線バックホール回線を動的に切り替える第2回線切替部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 - 前記移動局情報は、前記移動局装置のユーザに関する情報及び前記移動局装置で動作するアプリケーションに関する情報のいずれかを含む請求項6に記載の基地局装置。
- 前記第2回線選択部により選択された無線バックホール回線を指定する回線指定情報を前記移動局装置に送信する送信部を備えることを特徴とする請求項6又は7に記載の基地局装置。
- 前記第2回線選択部は、前記複数の無線バックホール回線の中から選択される異なる複数の無線バックホール回線を選択し、
前記第2回線選択部が選択した複数の無線バックホール回線により同一の移動局装置と並列に通信を行うことを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の基地局装置。 - フェムト基地局装置の回線切替方法であって、
固定回線、移動通信無線アクセス方式の無線回線およびアドホック回線を含む複数のバックホール回線を経由して、前記フェムト基地局装置の上位装置及び前記フェムト基地局装置と通信可能な第2フェムト基地局装置との間でそれぞれ通信を行うフェムト基地局装置において、接続中の配下の移動局装置の状態に関する情報と、前記フェムト基地局装置の状態および前記第2フェムト基地局装置の状態に関する基地局情報とを含むフェムトセル情報を取得し、
前記フェムトセル情報に応じて、前記フェムト基地局装置の上位装置との間の異なる複数のバックホール回線の中のいずれかのバックホール回線を選択し、
前記移動局装置のトラヒックの伝送に使用するバックホール回線を、選択された前記いずれかのバックホール回線に、動的に切り替える、
ことを特徴とする回線切替方法。
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