JP7026622B2 - 通信システム、処理サーバおよびベアラ確立制御方法 - Google Patents

通信システム、処理サーバおよびベアラ確立制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、端末とサービングゲートウェイ（Serving Gateway、以下「ＳＧＷ」と略称する場合もある）間の、ユーザデータパケットの経路（いわゆるベアラ）の確立に関する制御を行う通信システム、処理サーバおよびベアラ確立制御方法に関する。
モバイルネットワークにおいて端末は、目的とするサービスを利用するには、そのサービスに対応するＰＤＮ（Packet Data Network）とコネクション（以下「ＰＤＮコネクション」という）を確立する必要がある（特許文献１参照）。
ただし、従来は、図６に示すように、複数のＰＤＮコネクションを持つアイドル状態（IDLE状態）の端末（ＵＥ：User Equipment）がCONNECTED状態（図６における左側）に遷移する場合、端末－ＳＧＷ間の解放状態にある複数のベアラは、当該時点で使用されないベアラも含め、同時に確立する、という手法が採用される。また、１つの端末が複数のＳＧＷにアクセスするネットワークにおいても、図７に示すように、１つの端末と各ＳＧＷ間の解放状態にある複数のベアラが、当該時点で使用されないベアラも含め、同時に確立する、という手法が採用される。
特開２０１２－１７５５７５号公報
しかし、上記の従来の手法では、アイドル状態からCONNECTED状態への遷移時に、使用されないベアラについても確立されるため、使用されないベアラの維持コスト、例えば、端末移動時のハンドオーバ信号の生成および送受信等に起因したシステム負荷を考慮すると、使用されないベアラも含め複数のベアラを同時に確立するという従来の手法は、システム負荷の適正化の観点で改善すべき余地があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、システム負荷の適正化の観点で、アイドル状態遷移時に解放されたベアラを適正なタイミングで確立することを目的の１つとする。
本発明の一態様に係る通信システムは、端末と、基地局と、端末に係る処理を実行する処理サーバと、１又は複数のサービングゲートウェイと、を含んだ通信システムであって、処理サーバは、アイドル状態にある端末からサービス処理要求を受信した場合に、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の未使用ベアラを確立すべきか否かを、ベアラ維持のためのシステム負荷およびベアラ確立のためのシステム負荷に基づいて判断する判断部と、判断部により確立すべきと判断された未使用ベアラ、および前記使用ベアラを、対応するサービングゲートウェイと端末間で確立するよう制御するベアラ確立制御部と、を備える。なお、アイドル状態（IDLE状態）とは、通信接続されている状態だが、通信処理が何も行われていない状態をいう。
上記のような通信システムにおいて、処理サーバの判断部は、アイドル状態にある端末からサービス処理要求を受信した場合に（これには、例えば「端末からデータを送信した場合」および「端末あてのデータ受信をトリガーとするネットワーク側からの呼出し信号（Paging）に応答した端末からのサービス処理要求を受信した場合」が含まれる）、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の未使用ベアラを確立すべきか否かを、ベアラ維持のためのシステム負荷およびベアラ確立のためのシステム負荷に基づいて判断し、処理サーバのベアラ確立制御部は、判断部により確立すべきと判断された未使用ベアラ、および前記使用ベアラを、対応するサービングゲートウェイと端末間で確立するよう制御する。
本発明によれば、システム負荷の適正化の観点で、アイドル状態遷移時に解放されたベアラを適正なタイミングで確立することができる。
発明の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 通信頻度導出部の構成例を示す図である。 移動頻度導出部の構成例を示す図である。 各装置のハードウェア構成例を示す図である。 発明の実施形態に係る処理例を示すフロー図である。 従来のベアラ確立手法を示す図である。 端末が複数のＳＧＷにアクセスするネットワークにおける従来のベアラ確立手法を示す図である。
以下、図面を参照しながら、発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（システム構成例の説明）
図１に示すように、発明の実施形態に係る通信システム１は、端末（User Equipment（以下、本実施形態では「ＵＥ」という））１０と、ＬＴＥネットワークにおける基地局に相当するｅＮｏｄｅＢ（以下、本実施形態では「ｅＮＢ」という）２０と、ＬＴＥネットワークに在圏するＵＥ１０の位置管理、認証制御、通信経路設定等の処理を行うＭＭＥ３０と、後述するＳＧＷ（Serving gateway）４０と、後述するＰＧＷ（Packet data network gateway）５０と、を含んで構成されている。本発明に係る「処理サーバ」はＭＭＥ３０に対応する。
ＳＧＷ４０は、ＬＴＥを収容する在圏パケット交換機の機能を果たすゲートウェイ装置であり、ＵＥ１０により利用される通信サービスの要件に対応して１つ又は複数のＳＧＷ４０が設けられる。本実施形態では、一例として、ＵＥ１０により利用される複数の通信サービスの要件それぞれに対応してＳＧＷ４０（ここではＳＧＷ＃１、ＳＧＷ＃２）が設けられた例を説明する。
ＰＧＷ５０は、ＰＤＮ（Packet data network）との接合点であり、ＩＰアドレスの割当て、ＳＧＷへのパケット転送などを行うゲートウェイ装置である。
本発明に関連する機能ブロックとして、ＭＭＥ３０は、判断部３１と、ベアラ確立制御部３２とを備える。判断部３１は、アイドル状態にあるＵＥ１０からサービス処理要求を受信した場合に、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の未使用ベアラを確立すべきか否かを、ベアラ維持のためのシステム負荷およびベアラ確立のためのシステム負荷に基づいて、後述する手順で判断する。ベアラ確立制御部３２は、判断部３１により確立すべきと判断された未使用ベアラ、および使用ベアラを、対応するＳＧＷとＵＥ間で確立するよう制御する。その制御手法は後述する。
また、本発明に関連する機能ブロックとして、ｅＮＢ２０は、通信頻度導出部２１と、移動頻度導出部２２とを備える。通信頻度導出部２１は、ＵＥ１０の通信回数を計測してＵＥ１０の通信頻度を導出し、得られた通信頻度をＭＭＥ３０の判断部３１へ通知する。移動頻度導出部２２は、ｅＮＢ２０にて管理している後述の端末移動セル一覧（Last Visited Cell List）からＵＥ１０のセル間の移動頻度を導出し、得られたＵＥ１０のセル間の移動頻度をＭＭＥ３０の判断部３１へ通知する。上記の通信頻度および移動頻度の導出手法は後述する。
図２には、通信頻度導出部２１の一構成例を示す。この図２に示すように、通信頻度導出部２１は、ＵＥ１０の通信回数を計測する通信回数計測部２１Ａと、計測で得られた通信回数の情報を累積的に記憶しておく通信履歴ＤＢ２１Ｂと、通信履歴ＤＢ２１Ｂを参照して過去の所定期間（例えば過去１か月の期間、過去１週間の期間など）のＵＥ１０の通信回数の情報からＵＥ１０の通信頻度（例えば後述の通信生起率λｃ）を算出し当該通信頻度をＭＭＥ３０の判断部３１へ通知する通信頻度算出部２１Ｃと、を備える。なお、判断部３１への通知の方法およびタイミングについては、例えば、得られた通信頻度をService Requestメッセージに含めて通知するという方法でベアラ再確立時に通知してもよいし、得られた通信頻度を新規のメッセージに含めて通知するという方法で一定時間ごとに通知してもよいし、これら以外の通知方法、通知タイミングを採用してもよい。
図３には、移動頻度導出部２２の一構成例を示す。この図３に示すように、移動頻度導出部２２は、ｅＮＢ２０にて管理している端末移動セル一覧（Last Visited Cell List）２２Ａと、端末移動セル一覧２２ＡからＵＥ１０のセル間の移動頻度（例えば後述のハンドオーバ生起率λｍ）を導出し当該移動頻度をＭＭＥ３０の判断部３１へ通知する移動頻度算出部２２Ｂと、を備える。このうち端末移動セル一覧２２Ａには、一例として、各ＵＥについての、セルＩＤ（Global Cell ID）と、セルタイプ（Cell type）と、セル滞在時間（Time ＵＥ stayed in cell）とが対応付けられて記憶されており、移動頻度算出部２２Ｂは、上記のセル滞在時間の情報を参照することで、セル滞在時間に逆相関するセル間の移動頻度を導出してもよい。例えば、あるＵＥについての所定期間内でのセル滞在時間の平均値を求め、該セル滞在時間の平均値を所定期間の長さで割った値の逆数（所定期間内のセル間移動の平均回数）をセル間の移動頻度として導出してもよい。また、あるＵＥについての所定期間内でのセル間移動回数を端末移動セル一覧２２Ａから求め、当該セル間移動回数をセル間の移動頻度としてもよい。なお、判断部３１への通知の方法およびタイミングについては、例えば、得られた移動頻度をService Requestメッセージに含めて通知するという方法でベアラ再確立時に通知してもよいし、得られた移動頻度を新規のメッセージに含めて通知するという方法で一定時間ごとに通知してもよいし、これら以外の通知方法、通知タイミングを採用してもよい。
前述したＭＭＥ３０の判断部３１は、未使用ベアラについて、通信頻度導出部２１により通知されたＵＥ１０の通信頻度とＭＭＥ３０により把握しうるベアラ確立に係る接続要求信号数とに基づき、ベアラ確立のためのシステム負荷を導出するとともに、移動頻度導出部２２により通知されたＵＥ１０のセル間の移動頻度とＭＭＥ３０により把握しうるハンドオーバ信号数とに基づき、ベアラ維持のためのシステム負荷を導出する。そして、判断部３１は、導出されたベアラ確立のためのシステム負荷とベアラ維持のためのシステム負荷とを比較し、比較結果に基づき未使用ベアラについて確立すべきか否かを判断する。以下、具体的な手法の一例を説明する。
判断部３１は、接続要求信号の信号数からベアラ確立コストａを求めるとともに、ハンドオーバ信号の信号数からハンドオーバコストｂを求める。ここでは例えば、接続要求信号の信号数をベアラ確立コストａとして求めてもよいし、接続要求信号の信号数に所定の係数を乗算して得た値をベアラ確立コストａとして求めてもよいし、これら以外の手法を用いてもよい。同様に、ハンドオーバ信号の信号数をハンドオーバコストｂとして求めてもよいし、ハンドオーバ信号の信号数に所定の係数を乗算して得た値をハンドオーバコストｂとして求めてもよいし、これら以外の手法を用いてもよい。そして、判断部３１は、通信頻度導出部２１により通知されたＵＥ１０の通信頻度（例えば通信生起率λｃ）とベアラ確立コストａとの積ａλｃを求めるとともに、移動頻度導出部２２により通知されたＵＥ１０のセル間の移動頻度（例えばハンドオーバ生起率λｍ）とハンドオーバコストｂとの積ｂλｍを求める。そして、判断部３１は、ある未使用ベアラについて、ａλｃ＞ｂλｍが成立する場合に当該未使用ベアラを確立すべきと判断し、一方、ａλｃ＜ｂλｍが成立する場合に当該未使用ベアラを確立すべきでないと判断する。なお、ａλｃ＝ｂλｍが成立する場合については、当該未使用ベアラを確立すべきと判断するが、これは必須要件ではなく、ａλｃ＝ｂλｍが成立する場合、当該未使用ベアラを確立すべきでないと判断してもよい。
なお、図１の構成図では図示を省略したが、ＵＥ１０およびＭＭＥ３０はそれぞれ、ベアラ確立を要求するためのベアラ確立要求機能を備えており、ＵＥ１０、ｅＮＢ２０およびＳＧＷ４０はそれぞれ、ベアラを確立するためのベアラ確立機能を備えている。さらに、ＳＧＷ４０は、データ（例えばＰＧＷ５０からＵＥ１０あての下りデータ等）をバッファリングするためのバッファリング機能、および、データ（例えばＰＧＷ５０からＵＥ１０あての下りデータ等）を受信した場合に当該データ受信をＭＭＥ３０に通知するためのデータ受信通知機能を備えている。
ここで、図４を参照して、本発明の「処理サーバ」に相当するＭＭＥ３０のハードウェア構成の一例について説明する。ＭＭＥ３０の機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に(例えば、有線及び／又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。なお、以下で説明するハードウェア構成例は、ＭＭＥ３０に限らず、図１に示すＰＧＷ５０、ＳＧＷ４０、ｅＮＢ２０、ＵＥ１０において採用してもよい。
例えば、本発明の一実施の形態におけるＭＭＥ３０は、本発明に係るベアラ確立制御を行うコンピュータとして機能してもよい。図４は、本発明の一実施の形態に係るＭＭＥ３０のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のＭＭＥ３０は、物理的には、プロセッサ３０Ａ、メモリ３０Ｂ、ストレージ３０Ｃ、通信モジュール３０Ｄ、入力装置３０Ｅ、出力装置３０Ｆ、バス３０Ｇなどを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。ＭＭＥ３０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
ＭＭＥ３０における各機能は、プロセッサ３０Ａ、メモリ３０Ｂなどのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ３０Ａが演算を行い、通信モジュール３０Ｄによる通信、メモリ３０Ｂ及びストレージ３０Ｃにおけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ３０Ａは、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ３０Ａは、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述の判断部３１、ベアラ確立制御部３２などは、プロセッサ３０Ａで実現されてもよい。
また、プロセッサ３０Ａは、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールおよびデータを、ストレージ３０Ｃ及び／又は通信モジュール３０Ｄからメモリ３０Ｂに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、判断部３１、ベアラ確立制御部３２などは、メモリ３０Ｂに格納され、プロセッサ３０Ａで動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ３０Ａで実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ３０Ａにより同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ３０Ａは、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。
メモリ３０Ｂは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ３０Ｂは、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ３０Ｂは、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ３０Ｃは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ３０Ｃは、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ３０Ｂ及び／又はストレージ３０Ｃを含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
通信モジュール３０Ｄは、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカードなどともいう。
入力装置３０Ｅは、外部からの入力を受け付ける入力デバイスである。出力装置３０Ｆは、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置３０Ｅ及び出力装置３０Ｆは、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
また、プロセッサ３０Ａ、メモリ３０Ｂなどの各装置は、情報を通信するためのバス３０Ｇで接続される。バス３０Ｇは、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、ＭＭＥ３０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ３０Ａは、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
（発明の実施形態の処理内容）
以下、図５を用いて、本実施形態におけるベアラ確立制御に係る処理内容を説明する。図５のフロー図におけるステップＳ１～Ｓ２８の処理は、ＵＥ１０あてのデータ受信をトリガーとするデータ受信時の処理に相当し、ステップＳ６～Ｓ２８の処理は、ＵＥ１０からのデータ送信時の処理にも相当する。
まず、ＵＥ１０あてのデータ受信をトリガーとするデータ受信時の処理を説明する。ＵＥ１０あての下り方向のデータがＰＧＷ５０からＳＧＷ＃１へ転送されると（ステップＳ１）、ＳＧＷ＃１は、当該ＳＧＷ＃１が備えたデータ受信通知機能によって、ＵＥ１０あての下り方向のデータを受信した旨をDownlink Data NotificationによりＭＭＥ３０へ通知する（ステップＳ２）。通知を受けたＭＭＥ３０は、肯定応答（Downlink Data Notification Ack）をＳＧＷ＃１へ返答し（ステップＳ３）、例えば当該ＭＭＥ３０にて管理している端末収容管理情報を参照することによって、データ送信先のＵＥ１０を収容しているｅＮＢ２０を特定し、当該ｅＮＢ２０経由でＵＥ１０へ呼出し信号（paging）を送信する（ステップＳ４、Ｓ５）。
呼出し信号（paging）を受信したＵＥ１０は、データを処理するためのサービスを要求するService RequestをｅＮＢ２０へ送信し（ステップＳ６）、ｅＮＢ２０は、当該Service RequestをＭＭＥ３０へ転送する（ステップＳ７）。この場合、ｅＮＢ２０は、通信頻度導出部２１によって、通信履歴ＤＢ２１Ｂに蓄積された過去の所定期間のＵＥ１０の通信回数の情報からＵＥ１０の通信頻度（例えば通信生起率λｃ）を算出するとともに、移動頻度導出部２２によって、端末移動セル一覧２２ＡからＵＥ１０のセル間の移動頻度（例えばハンドオーバ生起率λｍ）を導出し、得られたＵＥ１０の通信頻度および移動頻度の情報をService Requestに含めて、当該Service RequestをＭＭＥ３０へ転送する。
そして、ＭＭＥ３０は、ＵＥ１０の通信頻度および移動頻度の情報を含むService Requestを受信し、判断部３１によって、以下のベアラ確立に係る判断処理を行う（ステップＳ８）。即ち、判断部３１は、接続要求信号の信号数からベアラ確立コストａを求めるとともに、ハンドオーバ信号の信号数からハンドオーバコストｂを求める。そして、判断部３１は、通信頻度導出部２１により通知されたＵＥ１０の通信頻度（例えば通信生起率λｃ）とベアラ確立コストａとの積ａλｃを求めるとともに、移動頻度導出部２２により通知されたＵＥ１０のセル間の移動頻度（例えばハンドオーバ生起率λｍ）とハンドオーバコストｂとの積ｂλｍを求める。さらに、判断部３１は、ある未使用ベアラについて、ａλｃ＞ｂλｍが成立する場合に当該未使用ベアラを確立すべきと判断し、一方、ａλｃ＜ｂλｍが成立する場合に当該未使用ベアラを確立すべきでないと判断する。なお、ａλｃ＝ｂλｍが成立する場合については、当該未使用ベアラを確立すべきと判断する。ただし、これは必須要件ではなく、ａλｃ＝ｂλｍが成立する場合、当該未使用ベアラを確立すべきでないと判断してもよい。このようにして、ステップＳ８において、サービスで使用する使用ベアラに加え、未使用ベアラのうち当該時点で確立すべきと判断された未使用ベアラが決まる。即ち、上記の使用ベアラおよび当該時点で確立すべきと判断された未使用ベアラが、「確立すべきベアラ」として決定される。
そして、ＭＭＥ３０は、ＰＧＷ５０、ＵＥ１０それぞれとの間で所定の認証処理を行う（ステップＳ９）。その後、ＭＭＥ３０がInitial Context Setup RequestをｅＮＢ２０へ送信すると（ステップＳ１０）、ｅＮＢ２０はＵＥ１０との間で無線ベアラを確立する（ステップＳ１１）。これにより、ｅＮＢ２０経由でＵＥ１０とＳＧＷ＃１間の通信リンクが確立するため、上り方向のデータが、ＵＥ１０からｅＮＢ２０経由でＳＧＷ＃１へ転送され（ステップＳ１２、Ｓ１３）、さらに、ＳＧＷ＃１からＰＧＷ５０へ転送される（ステップＳ１４）。
その後、ｅＮＢ２０がＭＭＥ３０へInitial Context Setup Completeを応答すると（ステップＳ１５）、ＭＭＥ３０は、ベアラ情報を、ステップＳ８で決定した「確立すべきベアラ」に修正するため、ＳＧＷ＃１経由でＰＧＷ５０へ向けてModify Bearer Requestを送信する（ステップＳ１６、Ｓ１７）。そして、ＰＧＷ５０にてベアラ情報が正常に「確立すべきベアラ」に修正されると、ＰＧＷ５０は、ＳＧＷ＃１経由でＭＭＥ３０へ向けて、正常にベアラが修正された旨のModify Bearer Responseを応答する（ステップＳ１８、Ｓ１９）。これにより、ＳＧＷ＃１経由でＵＥ１０とＰＧＷ５０間の「確立すべきベアラ」が再確立される。
ＳＧＷ＃１は、使用ベアラが再確立したことをうけ、ステップＳ１で受信し、当該ＳＧＷ＃１にてバッファリングしておいた下り方向のデータを、ｅＮＢ２０経由でＵＥ１０へ転送する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。
ここで、ステップＳ８で決定された「確立すべきベアラ」に、ＳＧＷ＃２を経由するベアラが含まれていたとすると、ステップＳ２２以降の処理が実行される。即ち、ＭＭＥ３０がInitial Context Setup RequestをｅＮＢ２０へ送信すると（ステップＳ２２）、ｅＮＢ２０はＵＥ１０との間で無線ベアラを確立し（ステップＳ２３）、ＭＭＥ３０へInitial Context Setup Completeを応答する（ステップＳ２４）。その後、ＭＭＥ３０は、ベアラ情報を、ステップＳ８で決定した「確立すべきベアラ」に修正するため、ＳＧＷ＃２経由でＰＧＷ５０へ向けてModify Bearer Requestを送信する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。そして、ＰＧＷ５０にてベアラ情報が正常に「確立すべきベアラ」に修正されると、ＰＧＷ５０は、ＳＧＷ＃２経由でＭＭＥ３０へ向けて、正常にベアラが修正された旨のModify Bearer Responseを応答する（ステップＳ２７、Ｓ２８）。これにより、ＳＧＷ＃２経由でＵＥ１０とＰＧＷ５０間の「確立すべきベアラ」が再確立される。
以上が「ＵＥ１０によるデータ受信時の処理（ステップＳ１～Ｓ２８）」である。一方の「ＵＥ１０からのデータ送信時の処理」は、ＵＥ１０が呼出し信号（paging）を受信した後に実行される処理に該当し、上述したステップＳ６～Ｓ２８の処理に相当する。ステップＳ６～Ｓ２８の処理は既に説明したので、ここでは重複した説明は省略する。
（発明の実施形態に係る作用および効果）
以上のように、通信システム１において、ＭＭＥ３０の判断部３１は、アイドル状態にあるＵＥ１０からサービス処理要求を受信した場合に（即ち、ＵＥ１０からの自発的なサービス処理要求の受信時、および、ＵＥ１０あてのデータ受信をトリガーとするネットワーク側からの呼出し信号（Paging）に応答したＵＥ１０からのサービス処理要求の受信時）、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の未使用ベアラを確立すべきか否かを、ベアラ維持のためのシステム負荷およびベアラ確立のためのシステム負荷に基づいて判断し、ＭＭＥ３０のベアラ確立制御部３２は、確立すべきと判断された未使用ベアラ、および使用ベアラを、対応するＳＧＷ４０とＵＥ１０間で確立するよう制御する。これにより。システム負荷の適正化の観点で、アイドル状態遷移時に解放されたベアラを適正なタイミングで確立することができる。
判断部３１は、未使用ベアラについて、ベアラ維持のためのシステム負荷とベアラ確立のためのシステム負荷とを比較し、ベアラ維持のためのシステム負荷がベアラ確立のためのシステム負荷よりも大きい未使用ベアラについては、確立すべきでないと判断し、ベアラ維持のためのシステム負荷がベアラ確立のためのシステム負荷よりも小さい未使用ベアラについては、確立すべきであると判断する。これにより、ベアラ確立のためのシステム負荷のみならず、ベアラ維持のためのシステム負荷をも考慮したうえで、アイドル状態遷移時に解放されたベアラをより適正なタイミングで確立することができる。
より具体的には、判断部３１は、未使用ベアラについて、ｅＮＢ２０の通信頻度導出部２１により通知されたＵＥ１０の通信頻度（例えば通信生起率λｃ）とベアラ確立に係る接続要求信号数に基づくベアラ確立コストａとの積ａλｃを、ベアラ確立のためのシステム負荷として導出するとともに、ｅＮＢ２０の移動頻度導出部２２により通知されたＵＥ１０のセル間の移動頻度（例えばハンドオーバ生起率λｍ）とハンドオーバ信号数に基づくハンドオーバコストｂとの積ｂλｍを、ベアラ維持のためのシステム負荷として導出する。そして、判断部３１は、導出されたベアラ確立のためのシステム負荷とベアラ維持のためのシステム負荷とを比較し、その比較結果に基づいて確立すべきか否かを判断する。このように、実際のＵＥ１０の通信頻度および移動頻度を用いて導出された「ベアラ確立のためのシステム負荷（上記の積ａλｃ）」と「ベアラ維持のためのシステム負荷（上記の積ｂλｍ）」との比較結果に基づいて確立すべきか否かを判断するため、アイドル状態遷移時に解放されたベアラをより適正なタイミングで確立することができる。
なお、上記実施形態では、ＭＭＥ３０が、本発明に係る「判断部３１」および「ベアラ確立制御部３２」を備える例を説明したが、これに限定されるものではなく、「判断部３１」および「ベアラ確立制御部３２」のうち一方又は両方をＭＭＥ３０の外部に設けた構成を採用してもよい。
以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。
本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
情報等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
本実施形態の基地局（ｅＮＢ）は、１つまたは複数の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、アクセスポイント（access point）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
端末（ＵＥ）は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本明細書で「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１および第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
「含む（include）」、「含んでいる（comprising）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。
１…通信システム、１０…ＵＥ（端末）、２０…ｅＮＢ（基地局）、２１…通信頻度導出部、２１Ａ…通信回数計測部、２１Ｂ…通信履歴ＤＢ、２１Ｃ…通信頻度算出部、２２…移動頻度導出部、２２Ａ…端末移動セル一覧、２２Ｂ…移動頻度算出部、３０…ＭＭＥ（処理サーバ）、３０Ａ…プロセッサ、３０Ｂ…メモリ、３０Ｃ…ストレージ、３０Ｄ…通信モジュール、３０Ｅ…入力装置、３０Ｆ…出力装置、３０Ｇ…バス、３１…判断部、３２…ベアラ確立制御部、４０…ＳＧＷ、５０…ＰＧＷ。

Claims (3)

  1. 端末と、基地局と、端末に係る処理を実行する処理サーバと、１又は複数のサービングゲートウェイと、を含んだ通信システムであって、
    前記処理サーバは、
    アイドル状態にある端末からサービス処理要求を受信した場合に、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の複数の未使用ベアラのうち、当該時点で確立すべき一の未使用ベアラを決定する判断部と、
    前記判断部により決定された一の未使用ベアラ、および前記使用ベアラを、対応するサービングゲートウェイと端末間で確立するよう制御するベアラ確立制御部と、
    を備える、
    通信システム。
  2. 端末と、基地局と、１又は複数のサービングゲートウェイと、を含んだ通信システム、に設けられ、前記端末に係る処理を実行する処理サーバであって、
    アイドル状態にある端末からサービス処理要求を受信した場合に、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の複数の未使用ベアラのうち、当該時点で確立すべき一の未使用ベアラを決定する判断部と、
    前記判断部により決定された一の未使用ベアラ、および前記使用ベアラを、対応するサービングゲートウェイと端末間で確立するよう制御するベアラ確立制御部と、
    を備える処理サーバ。
  3. 端末と、基地局と、端末に係る処理を実行する処理サーバと、１又は複数のサービングゲートウェイと、を含んだ通信システムにて実行されるベアラ確立制御方法であって、
    前記処理サーバが、アイドル状態にある端末からサービス処理要求を受信した場合に、当該サービス処理に使用される使用ベアラ以外の複数の未使用ベアラのうち、当該時点で確立すべき一の未使用ベアラを決定する判断ステップと、
    前記処理サーバが、前記判断ステップにより決定された一の未使用ベアラ、および前記使用ベアラを、対応するサービングゲートウェイと端末間で確立するよう制御するベアラ確立制御ステップと、
    を備えるベアラ確立制御方法。
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