JP6959990B2

JP6959990B2 - 移動通信システム及び装置

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Publication number: JP6959990B2
Application number: JP2019555309A
Authority: JP
Inventors: 真人藤代
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: JPWO2019102993A1; WO2019102993A1; US20200288363A1; US11368888B2

Description

本開示は、移動通信システム及びこの移動通信システムにおいて用いられる装置に関する。

次世代の無線インフラのアーキテクチャの１つとして、モバイルエッジコンピューティング（ＭＥＣ）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＥＣのアーキテクチャでは、ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理をユーザ装置に代わって実行する代行処理を行うノード（以下、「代行対象ノード」という）を移動通信ネットワークに配置する。

ＭＥＣによれば、ユーザ装置との間の通信距離が短い位置に代行対象ノードがあるため、代行対象ノードがインターネット上にあるアーキテクチャ（すなわち、一般的なクラウドコンピューティング）に比べて、通信遅延を短縮することができると共に、代行対象ノードとインターネットとの間のトラフィック量を削減することができる。

"Ｍｏｂｉｌｅ−ｅｄｇｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇＩｎｔｒｏｄｕｃｔｏｒｙＴｅｃｈｎｉｃａｌＷｈｉｔｅＰａｐｅｒ"，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１４，＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｐｏｒｔａｌ．ｅｔｓｉ．ｏｒｇ／Ｐｏｒｔａｌｓ／０／ＴＢｐａｇｅｓ／ＭＥＣ／Ｄｏｃｓ／Ｍｏｂｉｌｅ−ｅｄｇｅ＿Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ＿−＿Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｏｒｙ＿Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ＿Ｗｈｉｔｅ＿Ｐａｐｅｒ＿Ｖ１％２０１８−０９−１４．ｐｄｆ＞

一実施形態に係る移動通信システムは、移動通信ネットワークとの無線通信を行うユーザ装置と、前記移動通信ネットワークに設けられ、前記ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理を前記ユーザ装置に代わって実行する代行処理を行う代行対象ノードを含む複数のノードと、前記代行対象ノードを第１ノードから第２ノードへ切り替える切替処理に用いる切替用情報を、前記第１ノード、前記第２ノード、及び前記ユーザ装置のうち少なくとも１つに通知する通知部と、を備える。

一実施形態に係る装置は、移動通信ネットワークとの無線通信を行うユーザ装置と、前記移動通信ネットワークに設けられ、前記ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理を前記ユーザ装置に代わって実行する代行処理を行う代行対象ノードを含む複数のノードと、を備える移動通信システムにおいて用いられる。前記装置は、前記代行対象ノードを第１ノードから第２ノードへ切り替える切替処理に用いる切替用情報を、前記第１ノード、前記第２ノード、及び前記ユーザ装置のうち少なくとも１つに通知する通知部を備える。

一実施形態に係る移動通信システムは、移動通信ネットワークとの無線通信を行うユーザ装置と、前記移動通信ネットワークに設けられ、前記ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理を前記ユーザ装置に代わって実行する代行処理を行う代行対象ノードと、前記演算処理を前記ユーザ装置によって実行するか又は前記代行対象ノードによって前記代行処理を行うかの選択に用いる選択用情報を、前記代行対象ノード及び前記ユーザ装置のうち少なくとも１つに通知する通知部と、を備える。

一実施形態に係る装置は、移動通信ネットワークとの無線通信を行うユーザ装置と、前記移動通信ネットワークに設けられ、前記ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理を前記ユーザ装置に代わって実行する代行処理を行う代行対象ノードと、を備える移動通信システムにおいて用いられる。前記装置は、前記演算処理を前記ユーザ装置によって実行するか又は前記代行対象ノードによって前記代行処理を行うかの選択に用いる選択用情報を、前記代行対象ノード及び前記ユーザ装置のうち少なくとも１つに通知する通知部を備える。

実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。実施形態に係るＵＥ（ユーザ装置）の構成を示す図である。実施形態に係る基地局２００の構成を示す図である。第１実施形態の動作パターン１を示す図である。第１実施形態の動作パターン２を示す図である。第１実施形態の第１変更例を示す図である。第２実施形態の動作パターン１の一例を示す図である。第２実施形態の動作パターン１の他の例を示す図である。

本開示は、ＭＥＣにおけるアプリケーションの代行処理を適切に制御することが可能な移動通信システム及び装置を提供する。

図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）第１実施形態
（１．１）移動通信システムの構成
第１実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る移動通信システム１の構成を示す図である。移動通信システム１は、３ＧＰＰ規格に基づく構成を有する。第１実施形態において、移動通信システム１がＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムである一例について説明する。

図１に示すように、移動通信システム１は、移動通信ネットワーク２と、インターネット３０と、ユーザ装置（ＵＥ）１００とを備える。移動通信ネットワーク２は、ＵＥ１００とインターネット３０との間のネットワークである。移動通信ネットワーク２は、移動通信サービスをＵＥ１００に提供する。移動通信ネットワーク２は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０と、コアネットワーク（ＣＮ）２０とを含む。ＲＡＮ１０は、ＵＥ１００との無線通信を行うためのネットワークである。ＲＡＮ１０は、基地局２００と、ＭＥＣサーバ３００とを含む。

基地局２００は、基地局間インターフェイスであるＸ２インターフェイスを介して相互に接続される。図１に示す例において、基地局２００−１は、基地局２００−１と隣接関係にある基地局２００−２とＸ２インターフェイスを介して接続される。基地局２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータ（以下、単に「データ」という）のルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。基地局２００は、１又は複数のセルを管理する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、ＵＥ１００との無線通信を行う機能又はリソースを示す用語として用いられることがある。１つのセルは１つのキャリア周波数に属する。

ＭＥＣサーバ３００は、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ１００に代わって実行する代行処理を行う。ＵＥ１００が利用するアプリケーションは、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）アプリケーション等である。ＩｏＴアプリケーションは、例えば、ＵＥ１００が収集するセンサデータに対する統計処理等を行うアプリケーションである。ＵＥ１００がＩｏＴ向けの装置である場合、ＵＥ１００の処理能力は低いため、ＭＥＣサーバ３００が代行処理を行うことによって高度な演算処理が可能となる。演算処理は、例えば、統計処理であってもよいし、プログラム全体の処理（一連の処理）であってもよい。ＩｏＴアプリケーションは、コネクティッドカーアプリケーションであってもよい。コネクティッドカーアプリケーションは、例えば、ＵＥ１００が収集するセンサデータに基づいて車両に対する各種の制御・管理等を行うアプリケーションである。かかるアプリケーションは、低遅延での通信が必要とされる。

図１に示す例において、ＭＥＣサーバ３００は、基地局２００と１対１で設けられている。ＭＥＣサーバ３００は、基地局２００と一体化されてもよいし、基地局２００と同じ場所に設置されてもよい。かかる場合、基地局２００は、ＭＥＣサーバ３００の機能を有する基地局とみなすことができる。ＭＥＣサーバ３００の機能を有する基地局を「ＭＥＣ基地局２００ａ」という。ＭＥＣ基地局２００ａによれば、移動通信ネットワーク２において最もＵＥ１００との通信距離が短い位置で代行処理を行うことができるため、一般的なクラウドコンピューティングに比べて、通信遅延を大幅に短縮することができる。

或いは、ＭＥＣサーバ３００は、基地局２００と分離され、基地局２００と異なる場所に設置されてもよい。かかる場合、ＭＥＣサーバ３００は、基地局２００と１対１で設けられる場合に限らず、１つのＭＥＣサーバ３００が複数の基地局２００を収容してもよい。また、ＭＥＣサーバ３００は、ＲＡＮ１０に設けられる場合に限らず、ＣＮ２０に設けられてもよい。また、ＭＥＣサーバ３００間にインターフェイス（以下、「ＭＥＣサーバ間インターフェイス」という）が設けられてもよい。図１に示す例において、基地局２００−１に対応するＭＥＣサーバ３００−１と基地局２００−２に対応するＭＥＣサーバ３００−２との間にＭＥＣサーバ間インターフェイスが設定されている。

ＭＥＣサーバ３００は、中央ＭＥＣサーバ４００と接続されてもよい。中央ＭＥＣサーバ４００は、複数のＭＥＣサーバ３００を管理するサーバである。中央ＭＥＣサーバ４００は、ＲＡＮ１０に設けられてもよいし、ＣＮ２０に設けられてもよい。

ＣＮ２０は、ＲＡＮ１０とインターネット３０との間のネットワークである。ＣＮ２０は、ＭＭＥ（ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）５００を含む。ＭＭＥ５００は、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行う。ＭＭＥ５００は、ＮＡＳ（Ｎｏｎ−ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）シグナリングを用いてＵＥ１００と通信することにより、ＵＥ１００が在圏するトラッキングエリア（ＴＡ）の情報を管理する。トラッキングエリアは、複数のセルからなるエリアである。

ＵＥ１００は、基地局２００との無線通信を行う。ＵＥ１００は、ＩｏＴアプリケーション等のアプリケーションを利用する。ＵＥ１００は、基地局２００との無線通信を行う装置であればどのような装置であっても構わないが、例えば、センサ若しくはセンサに設けられる装置、車両若しくは車両に設けられる装置、飛行体（ドローン等）若しくは飛行体に設けられる装置（モジュール等）、又は携帯電話等である。ＵＥ１００は、例えば自身の移動に伴って、無線通信対象の基地局２００（セル）を切り替える必要がある。かかる切替処理は、ＵＥ１００がＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）コネクティッドモードであれば「ハンドオーバ」と称され、ＵＥ１００がＲＲＣアイドルモードであれば「セル再選択」と称される。なお、ＵＥ１００のＲＲＣと基地局２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣコネクティッドモードである。ＵＥ１００のＲＲＣと基地局２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドルモードである。

図２は、ＵＥ１００（ユーザ装置）の構成を示す図である。ＵＥ１００は、受信部１１０、送信部１２０、及び制御部１３０を備える。

受信部１１０は、制御部１３０の制御下で各種の受信を行う。受信部１１０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部１３０に出力する。

送信部１２０は、制御部１３０の制御下で各種の送信を行う。送信部１２０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部１３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。

制御部１３０は、ＵＥ１００における各種の制御を行う。制御部１３０は、少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。プロセッサは、後述する処理を実行する。

図３は、基地局２００の構成を示す図である。基地局２００は、送信部２１０、受信部２２０、制御部２３０、及びバックホール通信部２４０を備える。

送信部２１０は、制御部２３０の制御下で各種の送信を行う。送信部２１０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部２３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。

受信部２２０は、制御部２３０の制御下で各種の受信を行う。受信部２２０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部２３０に出力する。

制御部２３０は、基地局２００における各種の制御を行う。制御部２３０は、少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵと、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。プロセッサは、後述する処理を実行する。

バックホール通信部２４０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢと接続される。バックホール通信部２４０は、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ５００と接続される。バックホール通信部２４０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信等に用いられる。

なお、基地局２００がＭＥＣ基地局である場合、制御部２３０は、ＭＥＣサーバ３００の機能を実行する。基地局２００がＭＥＣ基地局でない場合、バックホール通信部２４０は、ＭＥＣサーバ３００との通信に用いられる。

（１．２）移動通信システムの動作
図１に示す移動通信システム１において、ＲＲＣコネクティッドモードのＵＥ１００が、ＭＥＣ基地局２００ａ−１（第１ノード）との無線通信を実行し、その後、ＭＥＣ基地局２００ａ−１からＭＥＣ基地局２００ａ−２（第２ノード）へのハンドオーバを行うシナリオを想定する。かかるシナリオにおいて、ハンドオーバ前に、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ１００に代わって実行する代行処理を行う。かかるハンドオーバは、代行処理を行う代行対象ノードを第１ノードから第２ノードへ切り替える切替処理の一例である。

ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、様々な要因によって、ハンドオーバ前と同様な代行処理を実行できないことがある。かかる要因としては、例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−２における代行処理の処理負荷が高まっていること（例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−２に対応するＭＥＣサーバ３００−２の処理負荷が高まっていること）が挙げられる。或いは、かかる要因としては、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理を行う能力をＭＥＣ基地局２００ａ−２が有していないこと（例えば、当該アプリケーションがＭＥＣ基地局２００ａ−２にインストールされていないこと）が挙げられる。

以下、第１実施形態の動作パターン１及び２について説明する。以下の各動作パターンは単独で実施してもよいし、動作パターン１及び２を組み合わせて実施してもよい。

（１．２．１）動作パターン１
図４は、第１実施形態の動作パターン１を示す図である。

図４に示すように、ステップＳ１１において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ１００に代わって実行する代行処理を行う。

ステップＳ１２において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、例えばＵＥ１００からの測定報告に基づいて、ＭＥＣ基地局２００ａ−２に対するＵＥ１００のハンドオーバを決定する。ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ハンドオーバ決定により、ハンドオーバプロシージャを開始する。

ステップＳ１３において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ＵＥ１００のハンドオーバのためのハンドオーバ要求（ＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｔ）メッセージをＸ２インターフェイス上でＭＥＣ基地局２００ａ−２に送信する。ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、下記のａ）〜ｃ）の情報（情報要素）のうち少なくとも１つをハンドオーバ要求メッセージに含める。下記のａ）〜ｃ）の情報は、切替用情報の一例である。第１実施形態の動作パターン１において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１の制御部２３０は、切替用情報を通知する通知部に相当する。

ａ）ＭＥＣ基地局２００ａ−１における代行処理の処理負荷を示す情報
処理負荷は、無線リソース負荷、バックホール側の通信負荷、及びハードウェア負荷を含む。ＭＥＣ基地局２００ａ−１における代行処理の処理負荷を示す情報は、これらの負荷のいずれかについて、代行処理に起因する負荷のレベルを示す情報であればよい。かかる情報は、処理負荷の平均値であってもよいし、処理負荷の最大値であってもよい。なお、ハードウェア負荷を示す情報として、代行処理に必要となるＣＰＵクロック周波数及び／又はメモリ量などを用いてもよい。

ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、かかる情報に基づいて、自身が代行処理を引き継ぐことが可能か否かを判定する。例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、自身の現在の負荷状況に基づいて許容可能な代行処理の処理負荷を判定し、ＭＥＣ基地局２００ａ−１から通知された代行処理の処理負荷が、許容可能な代行処理の処理負荷以内であれば、自身が代行処理を引き継ぐことが可能であり、ハンドオーバを承諾すると判定してもよい。一方、ＭＥＣ基地局２００ａ−１から通知された代行処理の処理負荷が、許容可能な代行処理の処理負荷を超える場合には、自身が代行処理を引き継ぐことが不可であり、ハンドオーバを拒否すると判定してもよい。

ｂ）ＵＥ１００が利用するアプリケーションを示す情報
かかる情報は、例えば、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの識別情報（アプリケーションＩＤ又はアプリケーション名）であり、代行処理が行われることが要求されるアプリケーションを示す。

ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、かかる情報に基づいて、自身が代行処理を引き継ぐことが可能か否かを判定する。例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、自身にインストールされているアプリケーションのリストを保持しており、ＭＥＣ基地局２００ａ−１から通知されたアプリケーションの識別情報が当該リスト中に存在するか否かを判定する。ＭＥＣ基地局２００ａ−１から通知されたアプリケーションの識別情報が当該リスト中に存在する場合、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、自身が代行処理を引き継ぐことが可能であり、ハンドオーバを承諾すると判定してもよい。一方、ＭＥＣ基地局２００ａ−１から通知されたアプリケーションの識別情報が当該リスト中に存在しない場合、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、自身が代行処理を引き継ぐことが不可であり、ハンドオーバを拒否すると判定してもよい。

或いは、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ＵＥ１００が利用するアプリケーションのプログラムコードをＭＥＣ基地局２００ａ−２に提供してもよい。かかるプログラムコードは、インストール不要な実行形式ファイルで提供されてもよい。ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ＭＥＣ基地局２００ａ−１からプログラムコードが提供された場合には、代行処理を引き継ぐことが可能であり、ハンドオーバを承諾すると判定してもよい。

ｃ）中央ＭＥＣサーバ４００への通信経路を示す情報
かかる情報は、例えば、中央ＭＥＣサーバ４００のＩＰアドレス、ＵＲＬ、ホスト名（コンピュータ名）のうち少なくとも１つである。ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、かかる情報に基づいて中央ＭＥＣサーバ４００にアクセスし、中央ＭＥＣサーバ４００と連携して代行処理を行うことができる。なお、ＭＥＣ基地局２００ａ−２が中央ＭＥＣサーバ４００と連携して代行処理を行うとは、ＭＥＣ基地局２００ａ−２が一部又は全部の代行処理を行わずに、その一部又は全てについて中央ＭＥＣサーバ４００が代行処理を実行することを意味してもよい。その場合、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、仮に、ハンドオーバ要求に含まれるａ）及び／又はｂ）の情報に基づいて、ハンドオーバを拒否すべきと判断する場合であっても、ハンドオーバ要求にｃ）の情報が含まれていれば、ハンドオーバを承諾してもよい。従って、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ハンドオーバ要求にａ）及び／又はｂ）の情報に加えてｃ）の情報が含まれている場合には、ｃ）の情報が含まれていることをもって、ａ）及び／又はｂ）の情報に基づかずに、ハンドオーバを承諾してもよい。また、ｃ）の情報は、中央ＭＥＣサーバ４００への通信経路を示す情報に加えて、中央ＭＥＣサーバ４００の代行処理の処理能力を示す情報（中央ＭＥＣサーバ４００による代行処理が可能なアプリケーションの識別情報や代行処理のための処理能力等）を含んでいても良い。その場合、仮に、ＭＥＣ基地局２００ａ−２のみの処理能力及び対応するアプリケーションでは、ａ）及び／又はｂ）の情報からすると、代行処理を実行できない等の理由により、ハンドオーバを拒否すべきだとしても、ｃ）に含まれる中央ＭＥＣサーバ４００の処理能力を示す情報に基づいて、中央ＭＥＣサーバ４００と連携して代行処理が可能と判断した場合には、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ハンドオーバを承諾してもよい。

ステップＳ１４において、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ＵＥ１００の受け入れ可否を示すメッセージをＸ２インターフェイス上でＭＥＣ基地局２００ａ−１に送信する。例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ハンドオーバを承諾する場合には、ハンドオーバ承諾を示すＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋメッセージを送信し、一方で、ハンドオーバを拒否する場合には、ハンドオーバ拒否を示すＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＦａｉｌｕｒｅメッセージを送信する。ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ハンドオーバ拒否の要因を示す情報をＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＦａｉｌｕｒｅメッセージに含めてもよい。かかる要因としては、上述したように、ＭＥＣ基地局２００ａ−２における代行処理の処理負荷が高まっていること、又はＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理を行う能力をＭＥＣ基地局２００ａ−２が有していないこと等が挙げられる。

ＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋメッセージを受信したＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ＭＥＣ基地局２００ａ−２へのハンドオーバをＵＥ１００に指示する。

（１．２．２）動作パターン２
図５は、第１実施形態の動作パターン２を示す図である。動作パターン１はハンドオーバプロシージャ中の基地局間シグナリングに関する動作パターンであるが、動作パターン２は、ハンドオーバプロシージャとは異なるプロシージャである基地局間シグナリングに関する動作パターンである。

図５に示すように、ステップＳ２１において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ステップＳ２２におけるメッセージ（後述）の送信を要求するメッセージをＭＥＣ基地局２００ａ−２に送信する。かかるメッセージは、ＭＥＣ基地局２００ａ−２における負荷状況を問合わせるＲｅｓｏｕｒｃｅＳｔａｔｕｓＲｅｑｕｅｓｔメッセージであってもよい。但し、ステップＳ２１は必須ではなく、省略可能である。

ステップＳ２２において、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、ＭＥＣ基地局２００ａ−２における代行処理の処理能力を示す情報及びＭＥＣ基地局２００ａ−２における処理負荷を示す情報のうち少なくとも１つを含むメッセージをＸ２インターフェイス上でＭＥＣ基地局２００ａ−１に送信する。または、ＭＥＣ基地局２００ａ−２は、中央ＭＥＣサーバ４００と連携して代行処理を行っている場合は、第１実施形態の動作パターン１におけるｃ）の情報、つまり、中央ＭＥＣサーバ４００への通信経路を示す情報及び／又は中央ＭＥＣサーバ４００の代行処理の処理能力を示す情報をＭＥＣ基地局２００ａ−１へ送信してもよい。かかる情報は、切替用情報の一例である。第１実施形態の動作パターン２において、ＭＥＣ基地局２００ａ−２の制御部２３０は、切替用情報を通知する通知部に相当する。

ＭＥＣ基地局２００ａ−２における代行処理の処理能力を示す情報は、ＭＥＣ基地局２００ａ−２が代行処理を行う機能（すなわち、ＭＥＣサーバ３００−２）を有しているか否かであってもよいし、ＭＥＣ基地局２００ａ−２が代行処理を行うことが可能なアプリケーションのリストであってもよい。

ＭＥＣ基地局２００ａ−２における処理負荷を示す情報は、例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−１における無線リソース負荷、バックホール側の通信負荷、及びハードウェア負荷のいずれかについて、代行処理に起因する負荷のレベルを示す情報である。

ステップＳ２２で送信されるメッセージは、例えば、ＭＥＣ基地局２００ａ−２がＭＥＣ基地局２００ａ−１との間にＸ２インターフェイスを設定することを要求するＸ２ＳｅｔｕｐＲｅｑｕｅｓｔメッセージ、ＭＥＣ基地局２００ａ−２における設定更新を示すｅＮＢＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＵｐｄａｔｅメッセージ、又はＭＥＣ基地局２００ａ−２における負荷状況を示すＲｅｓｏｕｒｃｅＳｔａｔｕｓＵｐｄａｔｅメッセージである。

ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、ＭＥＣ基地局２００ａ−２から通知された情報を記憶する。ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、記憶された情報をハンドオーバ決定（ステップＳ２３）において参照する。ステップＳ２３において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１は、記憶された情報に基づいて、ＭＥＣ基地局２００ａ−２を、ハンドオーバ前若しくはハンドオーバプロシージャの際にハンドオーバ先とするか否かを判定する。

（１．３）第１実施形態の第１変更例
上述した第１実施形態の動作パターン１及び２は、図１に示す移動通信システム１において、ＲＲＣコネクティッドモードのＵＥ１００が、ＭＥＣ基地局２００ａ−１（第１ノード）との無線通信を実行し、その後、ＭＥＣ基地局２００ａ−１からＭＥＣ基地局２００ａ−２（第２ノード）へのハンドオーバを行うシナリオを想定していた。

これに対し、第１実施形態の第１変更例は、図１に示す移動通信システム１において、ＲＲＣアイドルモードのＵＥ１００が、ＭＥＣ基地局２００ａ−１（第１ノード）のセルをサービングセルとして選択し、その後、ＭＥＣ基地局２００ａ−２（第２ノード）のセルへのセル再選択を行うシナリオを想定する。かかるセル再選択は、代行処理を行う代行対象ノードを第１ノードから第２ノードへ切り替える切替処理の一例である。

図６は、第１実施形態の第１変更例を示す図である。図６において、ＭＥＣ基地局２００ａ−１及びＭＥＣ基地局２００ａ−１を管理する管理装置としてＭＭＥ５００を例示しているが、ＭＭＥ５００に代えて中央ＭＥＣサーバ４００を用いてもよい。ＭＭＥ５００は、ＵＥ１００、ＭＥＣ基地局２００ａ−１、及びＭＥＣ基地局２００ａ−２のそれぞれが利用可能なアプリケーションを把握していることが好ましい。

図６に示すように、ステップＳ３１及びＳ３２において、ＭＭＥ５００は、ＭＥＣ基地局２００ａ−１及びＭＥＣ基地局２００ａ−２にエリアＩＤを割り当てる。エリアＩＤは、代行処理を行う能力（すなわち、ＭＥＣサーバ３００）を有する１又は複数のノードによって形成されるエリアを示す情報である。ＭＭＥ５００は、代行処理を行う能力を有するノードに対して、アプリケーションごとにエリアＩＤを割り当ててもよい。かかる場合、ＭＭＥ５００は、アプリケーション識別情報とエリアＩＤとのセットをＭＥＣ基地局２００ａ−１及びＭＥＣ基地局２００ａ−２に通知してもよい。第１実施形態の第１変更例において、ＭＭＥ５００は、切替用情報としてのエリアＩＤを通知する通知部を有する。エリアＩＤが割り当てられたＭＥＣ基地局２００ａ−１及びＭＥＣ基地局２００ａ−２は、割り当てられたエリアＩＤをＳＩＢ（ＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）によってブロードキャストする。ＵＥ１００は、ブロードキャストされたＳＩＢを受信できる。また、ＭＥＣ基地局２００ａ−１及びＭＥＣ基地局２００ａ−２は、エリアＩＤに加えて、当該エリアでＭＥＣ基地局又は中央ＭＥＣサーバが代行処理可能なアプリケーションの識別情報をＳＩＢによってブロードキャストしてもよい。

ステップＳ３３において、ＭＭＥ５００は、ＮＡＳメッセージによってエリアＩＤをＵＥ１００に通知する。ＭＭＥ５００は、アプリケーション識別情報とエリアＩＤとのセットをＵＥ１００に通知してもよい。これにより、ＵＥ１００は、当該アプリケーションの代行処理を実行可能なエリアを把握することができる。よって、ＵＥ１００は、当該アプリケーションの実行に興味を持つ又は当該アプリケーションを実行している場合には、当該アプリケーションの代行処理を実行可能なエリアに属するＭＥＣ基地局２００ａのセルを選択することができる。

ステップＳ３４において、ＵＥ１００は、ＭＥＣ基地局２００ａ−２からブロードキャストされるエリアＩＤを受信する。ＵＥ１００は、ＭＥＣ基地局２００ａ−２又はＭＥＣ基地局２００ａ−２を介して中央ＭＥＣサーバ４００がアプリケーションの代行処理を実行可能であると判定する。

ステップＳ３５において、ＵＥ１００は、ステップＳ３４における判定に基づいて、ＭＥＣ基地局２００ａ−１のセルからＭＥＣ基地局２００ａ−２のセルへのセル再選択を決定し、当該セル再選択を行う。

第１実施形態の第１変更例において、ＭＭＥ５００は、ＭＥＣ基地局２００ａ−１及びＭＥＣ基地局２００ａ−２に割り当てたエリアＩＤをＵＥ１００に通知しているが、これに限らない。ＭＭＥ５００は、アプリケーションの識別情報とセルリストとのセットをＵＥ１００に通知してもよい。セルリストは、当該アプリケーションの代行処理を実行可能なＭＥＣ基地局２００ａの各セルの識別情報のリストである。ＵＥ１００は、セルリストに基づいて、当該アプリケーションの代行処理を実行可能なＭＥＣ基地局２００ａのセルを選択することができる。

（１．４）第１実施形態の第２変更例
上述した第１実施形態の動作パターン１及び２、並びに第１実施形態の第１変更例において、ＭＥＣサーバ３００と一体化されたＭＥＣ基地局２００ａを用いる一例を主として説明した。

しかしながら、ＭＥＣサーバ３００と分離された基地局２００を用いてもよい。かかる場合、基地局間ハンドオーバに代えて、ＭＥＣサーバ間ハンドオーバという概念を導入してもよい。基地局間ハンドオーバはＵＥ１００の無線接続（ＲＲＣ接続）を一の基地局から他の基地局に切り替えるものである。これに対し、ＭＥＣサーバ間ハンドオーバは、代行処理を行う代行対象ノードを一のＭＥＣサーバ（第１ノード）から他のＭＥＣサーバ（第２ノード）に切り替えるものである。例えば、ＵＥ１００は、基地局２００ａ−１及び基地局２００ａ−２の両方と無線接続を確立した後又は基地局２００ａ−１のみと無線接続を確立した後、代行対象ノードをＭＥＣサーバ３００−１からＭＥＣサーバ３００−２に切り替えるＭＥＣサーバ間ハンドオーバを行ってもよい。なお、ＵＥ１００が、基地局２００ａ−１のみと無線接続を確立している場合、ＭＥＣサーバ間ハンドオーバの際に、基地局２００ａ−１と、ＭＥＣサーバ３００−１及びＭＥＣサーバ３００−２とが接続することによって、ＭＥＣサーバ間ハンドオーバを実現する。

ＭＥＣサーバ間ハンドオーバを用いる場合、上述した第１実施形態の動作パターン１及び２において、「ＭＥＣ基地局２００ａ−１」を「ＭＥＣサーバ３００−１」と読み替え、「ＭＥＣ基地局２００ａ−２」を「ＭＥＣサーバ３００−２」と読み替え、「Ｘ２インターフェイス」を「ＭＥＣサーバ間インターフェイス」と読み替えてもよい。

（２）第２実施形態
第２実施形態について、第１実施形態との相違点を主として説明する。

上述した第１実施形態は代行処理が行われることを前提としていた。これに対し、第２実施形態は、アプリケーションの演算処理をＵＥ１００によって実行するか又は代行対象ノードによって代行処理を行うかを選択可能とする実施形態である。

（２．１）移動通信システムの動作
（２．１．１）動作パターン１
図７は、第２実施形態の動作パターン１の一例を示す図である。ＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッドモードにある。基地局２００とＭＥＣサーバ３００とは所定のインターフェイスを介して相互に接続される。

図７に示すように、ステップＳ５１において、基地局２００は、基地局２００とＭＥＣサーバ３００との間の通信路の特性を示す情報（以下、「通信路特性情報」という）を取得する。通信路特性情報は、レイテンシ、スループット、混雑度合い（負荷状況）、パケットロス率、及び再送実施率のうち少なくとも１つを含む。レイテンシ及びスループットは、最大レイテンシ及び最大スループットであってもよいし、最低レイテンシ及び最低スループットであってもよい。最低レイテンシ及び最低スループットは、ＱｏＳ保障された最低レイテンシ及び最低スループットであってもよい。

ステップＳ５２において、基地局２００は、取得した通信路特性情報をＭＥＣサーバ３００に通知する。基地局２００からＭＥＣサーバ３００に通知される通信路特性情報は、下り方向の通信路特性を示す情報であってもよい。通信路特性情報は、選択用情報の一例である。第２実施形態の動作パターン１において、基地局２００の制御部２３０は、切替用情報を通知する通知部に相当する。

ＭＥＣサーバ３００は、通知された通信路特性情報に基づいて、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択する。または、ＭＥＣサーバ３００は、ＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかに加えて、基地局２００が代行処理を行うことを選択してもよい。例えば、ＭＥＣサーバ３００は、通信路特性情報が予め設定された閾値を満足する（例えば、基地局２００とＭＥＣサーバ３００との間の通信路特性が良好である）場合に、ＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うことを選択する。これに対し、通信路特性情報が予め設定された閾値を満足しない（例えば、基地局２００とＭＥＣサーバ３００との間の通信路特性が良好でない）場合に、アプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行することを選択する。かかる閾値は、アプリケーションごとに選択的に設定可能であってもよい。または、かかる閾値を、基地局２００からＵＥ１００に対して通知してもよい。ＭＥＣサーバ３００は、選択結果を示す情報をＵＥ１００に通知してもよい。

或いは、基地局２００は、通信路特性情報をＭＥＣサーバ３００に通知することに代えて、又は通信路特性情報をＭＥＣサーバ３００に通知することに加えて、通信路特性情報をＵＥ１００に通知してもよい。

ステップＳ５３において、基地局２００は、取得した通信路特性情報をＵＥ１００に通知する。ＵＥ１００は、通知された通信路特性情報に基づいて、自身が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択する。例えば、ＵＥ１００は、通信路特性情報が予め設定された閾値を満足する（すなわち、基地局２００とＭＥＣサーバ３００との間の通信路特性が良好である）場合に、ＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うことを選択する。これに対し、通信路特性情報が予め設定された閾値を満足しない（すなわち、基地局２００とＭＥＣサーバ３００との間の通信路特性が良好でない）場合に、アプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行することを選択する。かかる閾値は、アプリケーションごとに選択的に設定可能であってもよい。ＵＥ１００は、選択結果を示す情報をＭＥＣサーバ３００に通知してもよい。なお、本実施形態では、ＵＥ１００及び／又はＭＥＣサーバ３００が、通知された通信路特性情報に基づいて、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択しているが、基地局２００が、ＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択し、その結果をＵＥ１００及び／又はＭＥＣサーバ３００に通知してもよい。ＵＥ１００及び／又はＭＥＣサーバ３００は、基地局２００から通知された選択結果に基づいて、代行処理を開始してもよい。

また、ＭＥＣサーバ３００は、ステップＳ５２において、基地局２００から通信路特性情報を受信したことを受け、自身が取得した基地局との通信路特性を基地局２００へ送信してもよい。または、ＭＥＣサーバ３００は、基地局からの通信路特性情報を受信する前に、自身が取得した基地局との通信路特性を基地局２００へ送信してもよく、その場合、基地局２００は、ステップＳ５１におけるＭＥＣサーバとの通信路特性の取得を省略してもよい。

図７のシーケンスでは通信路特性情報を基地局２００が通知しているが、通信路特性情報をＭＥＣサーバ３００が通知してもよい。図８は、第２実施形態の動作パターン１の他の例を示す図である。ここでは、図７のシーケンスとの相違点を説明する。

図８に示すように、ステップＳ６１において、ＭＥＣサーバ３００は、基地局２００とＭＥＣサーバ３００との間の通信路特性情報を取得する。

ステップＳ６２において、ＭＥＣサーバ３００は、取得した通信路特性情報を、基地局２００を介してＵＥ１００に通知する。本シーケンスにおいて、ＭＥＣサーバ３００は、切替用情報を通知する通知部を有する。ＵＥ１００は、通知された通信路特性情報に基づいて、自身が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択する。なお、ＵＥが選択する代わりに、基地局２００が、アプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択して、その結果をＵＥ１００及び／又はＭＥＣサーバ３００へ通知してもよい。

なお、図７及び図８のシーケンスにおいて、基地局２００又はＭＥＣサーバ３００によって取得された通信路特性情報は、ＭＭＥ５００を介してＵＥ１００に通知されてもよい。

（２．１．２）動作パターン２
第２実施形態の動作パターン２において、ＵＥ１００は、アプリケーションの演算処理の処理負荷を示す情報（以下、「処理負荷情報」という）を取得し、処理負荷情報をＭＥＣサーバ３００に通知する。処理負荷は、ハードウェア負荷を含む。処理負荷情報は、処理負荷の平均値であってもよいし、処理負荷の最大値であってもよい。なお、ハードウェア負荷を示す情報として、代行処理に必要となるＣＰＵクロック周波数及び／又はメモリ量などを用いてもよい。

ＭＥＣサーバ３００は、ＵＥ１００から通知された処理負荷情報に基づいて、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択する。例えば、ＭＥＣサーバ３００は、処理負荷情報が予め設定された閾値を満足する（すなわち、ＵＥ１００の処理負荷が高い）場合に、ＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うことを選択する。これに対し、処理負荷情報が予め設定された閾値を満足しない（すなわち、ＵＥ１００の処理負荷が低い）場合に、アプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行することを選択する。かかる閾値は、アプリケーションごとに選択的に設定可能であってもよい。ＭＥＣサーバ３００は、選択結果を示す情報をＵＥ１００に通知してもよい。

或いは、処理負荷情報は、ＵＥ１００がＭＥＣサーバ３００に期待する演算処理量であってもよい。かかる場合、ＭＥＣサーバ３００は、自身の現在の負荷状況に基づいて許容可能な代行処理の処理負荷を判定し、ＵＥ１００から通知された処理負荷情報が、許容可能な代行処理の処理負荷以内であれば、自身が代行処理を実行可能であると判定してもよい。

第２実施形態の動作パターン２において、ＭＥＣサーバ３００が処理負荷情報を取得し、処理負荷情報をＭＥＣサーバ３００からＵＥ１００に通知してもよい。ＵＥ１００は、ＭＥＣサーバ３００から通知された処理負荷情報に基づいて、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを選択する。例えば、ＵＥ１００は、処理負荷情報が予め設定された閾値を満足する（すなわち、ＭＥＣサーバ３００の処理負荷が高い）場合に、アプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行することを選択する。これに対し、処理負荷情報が予め設定された閾値を満足しない（すなわち、ＭＥＣサーバ３００の処理負荷が低い）場合に、ＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うことを選択する。かかる閾値は、アプリケーションごとに選択的に設定可能であってもよい。ＵＥ１００は、選択結果を示す情報をＭＥＣサーバ３００に通知してもよい。

なお、ＵＥ１００とＭＥＣサーバ３００との間の情報の送受信は、ＭＭＥ５００を介して間接的に行なわれてもよい。

また、通信路特性情報及び／又は処理負荷情報を中央ＭＥＣサーバ４００（又はＭＭＥ５００）が収集し、ＵＥ１００が利用するアプリケーションの演算処理をＵＥ自身で実行するか又はＭＥＣサーバ３００によって代行処理を行うかを中央ＭＥＣサーバ４００（又はＭＭＥ５００）が選択し、選択結果を示す情報を中央ＭＥＣサーバ４００（又はＭＭＥ５００）からＵＥ１００及びＭＥＣサーバ３００に通知してもよい。

（３）その他の実施形態
上記のように実施形態について記載したが、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。

上述した実施形態において、移動通信システムとしてＬＴＥシステムを例示した。しかしながら、本開示はＬＴＥシステムに限定されない。ＬＴＥシステム以外の移動通信システム（例えば、第５世代移動通信システム）に対して、上述した実施形態に係る動作を適用してもよい。なお、第５世代移動通信方式（ＮＲ：ＮｅｗＲＡＴ）においては、ＭＭＥに代えて、ＡＭＦ（ＡｃｃｅｓｓａｎｄＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＦｕｎｃｔｉｏｎ）という装置が用いられる。第５世代移動通信方式を想定する場合、上述した実施形態における「ＭＭＥ」を「ＡＭＦ」と読み替えてもよい。

上述した実施形態に係る各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。ＵＥ１００及びｅＮＢ２００が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップセットが提供されてもよい。

なお、日本国特許出願第２０１７−２２５５９１号（２０１７年１１月２４日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。

Claims

移動通信ネットワークとの無線通信を行うユーザ装置と、
前記移動通信ネットワークに設けられ、前記ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理を前記ユーザ装置に代わって実行する代行処理を行う代行対象ノードを含む複数のノードと、
前記代行対象ノードを第１ノードから第２ノードへ切り替える切替処理に用いる切替用情報を、前記第１ノード、前記第２ノード、及び前記ユーザ装置のうち少なくとも１つに通知する通知部と、
前記複数のノードを管理する管理装置と、を備え、
前記第１ノードは、前記通知部を含み、
前記切替用情報は、前記管理装置への通信経路を示す情報を含み、
前記通知部は、前記切替用情報を前記第２ノードに通知する、移動通信システム。
前記切替用情報は、前記第１ノードにおける前記代行処理の処理負荷を示す情報及び前記アプリケーションを示す情報のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の移動通信システム。
ユーザ装置との無線通信を行う移動通信ネットワークに設けられ、前記ユーザ装置が利用するアプリケーションの演算処理を前記ユーザ装置に代わって実行する代行処理を行う代行対象ノードを含む複数のノードに含まれる第１ノードであって、
前記代行対象ノードを前記第１ノードから第２ノードへ切り替える切替処理に用いる切替用情報を、前記第２ノードに通知する通知部を備え、
前記切替用情報は、前記複数のノードを管理する管理装置への通信経路を示す情報を含む、第１ノード。