JPWO2011090013A1 - Mobile communication system, routing apparatus, communication control method, and routing method - Google Patents
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Abstract
本発明の移動通信システム(100)は、ルーティング装置(110)と、データ通信速度の異なる複数の無線基地局(130,140)とを有する。ルーティング装置(110)は、移動機と自装置の間の通信をデータ通信速度の高い無線基地局(130)が中継しているとき、その移動機によって送受信されるデータのスループットを算出する。予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下である場合、ルーティング装置(110)は、その移動機と自装置の間の通信をデータ通信速度の低い無線基地局(140)で中継すべきと判定し、無線基地局の切り替えを制御する。The mobile communication system (100) of the present invention includes a routing device (110) and a plurality of radio base stations (130, 140) having different data communication speeds. The routing device (110) calculates the throughput of data transmitted and received by the mobile device when the wireless base station (130) having a high data communication speed relays communication between the mobile device and the mobile device. When the throughput calculated within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold value, the routing device (110) performs communication between the mobile device and its own device with a radio base station (140 with a low data communication speed). ), It is determined that relaying should be performed, and switching of the radio base station is controlled.
Description
本発明は、データ通信速度の異なる複数の無線基地局を有する移動通信システム、ルーティング装置、通信制御方法およびルーティング方法に関する。 The present invention relates to a mobile communication system, a routing device, a communication control method, and a routing method having a plurality of radio base stations having different data communication speeds.
現在、3GPP(3rd Generation Partnership Project)によって策定されたW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式を用いた、第3世代の移動通信システムが普及している。 Currently, third-generation mobile communication systems using a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) method formulated by 3GPP (3rd Generation Partnership Project) are in widespread use.
一方、3GPPは、ネットワークのさらなる高速化・広帯域化を実現するため、第3.9世代の移動通信システムとして、LTE(Long Term Evolution)/EPC(Evolved Packet Core)システムの仕様を策定した。その仕様が、「3GPP TS 23.401(以下では、非特許文献1と称する)」および「3GPP TS 23.402(以下では、非特許文献2と称する)」に開示されている。また、第3世代の移動体通信システムおよび第3.9世代の移動体通信システムの構成例が、特開2009−524324号(以下では、特許文献1と称する)に開示されている。 On the other hand, 3GPP has developed specifications for LTE (Long Term Evolution) / EPC (Evolved Packet Core) systems as a 3.9th generation mobile communication system in order to realize higher speed and wider bandwidth of networks. The specifications are disclosed in “3GPP TS 23.401 (hereinafter referred to as Non-Patent Document 1)” and “3GPP TS 23.402 (hereinafter referred to as Non-Patent Document 2)”. Also, configuration examples of a third generation mobile communication system and a 3.9 generation mobile communication system are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-524324 (hereinafter referred to as Patent Document 1).
第3世代の移動体通信システムに基づく第3世代携帯電話ネットワーク(以下では、3Gネットワークと称する)は、既に広く普及しており、当面は継続して使用されるものと考えられる。一方、第3.9世代の移動体通信システムに基づく第3.9世代携帯電話ネットワーク(以下では、3.9Gネットワークと称する)は、まず、通信トラフィックが集中するエリアを中心に展開され、その後段階的に全国に展開されるものと考えられる。つまり、3.9Gネットワークは、既に普及している3Gネットワークに対して、サービスエリアを重畳する形で展開されるため、第3.9世代の移動通信システムが利用できるエリアでは、第3世代の移動通信システムも利用できることになる。 Third-generation mobile phone networks (hereinafter referred to as 3G networks) based on third-generation mobile communication systems are already widespread and are expected to continue to be used for the time being. On the other hand, a 3.9th generation mobile phone network (hereinafter referred to as a 3.9G network) based on a 3.9th generation mobile communication system is first developed around an area where communication traffic is concentrated, and then It is thought that it will be rolled out nationwide in stages. In other words, since the 3.9G network is deployed in such a manner that the service area is superimposed on the already popular 3G network, in the area where the 3.9th generation mobile communication system can be used, the 3rd generation A mobile communication system can also be used.
3.9Gネットワークと3Gネットワークが共存するエリアにおいて、3.9Gネットワークの無線通信品質が劣化した場合に3.9Gネットワークを介した通信セッションを3Gネットワークへ移行するためのInter−RAT HandOverが3GPPによって規定されている(非特許文献1参照)。しかし、3GPPが策定した仕様では、3.9Gネットワークの無線通信品質と3Gネットワークの無線通信品質がいずれも良好である場合、所定の通信セッションをいずれのネットワークを介して行うべきかが規定されていない。 In the area where 3.9G network and 3G network coexist, Inter-RAT HandOver for transferring communication session via 3.9G network to 3G network when 3GPP wireless communication quality deteriorates by 3GPP (See Non-Patent Document 1). However, the specification established by 3GPP stipulates which network a predetermined communication session should be performed in when both the wireless communication quality of the 3.9G network and the wireless communication quality of the 3G network are good. Absent.
上述した第3.9世代の移動通信システムは、下り方向の通信速度が100Mbps以上であり、上り方向の通信速度が50Mbps以上である広帯域サービスを提供するが、全ての通信においてそのような広帯域サービスが必要となるわけではない。3Gネットワークを介して通信可能な低速なデータ通信が3.9Gネットワークを介して行われると、3.9Gネットワークの無線リソースおよび有線リソースが低速なデータ通信に割り当てられることになる。そのため、ネットワーク全体として、無線リソースおよび有線リソースを効率よく利用できないという問題点があった。 The above-described 3.9th generation mobile communication system provides a broadband service with a downlink communication speed of 100 Mbps or more and an uplink communication speed of 50 Mbps or more. Is not necessary. When low-speed data communication that can be performed via the 3G network is performed via the 3.9G network, the wireless resources and the wired resources of the 3.9G network are allocated to the low-speed data communication. Therefore, there has been a problem that the wireless network and the wired resource cannot be efficiently used as the entire network.
本発明の目的の一つは、データ通信速度の異なる複数の無線基地局を有する移動通信システムにおいて、ネットワーク内の通信リソースを効率よく利用するための技術を提供することである。 One object of the present invention is to provide a technique for efficiently using communication resources in a network in a mobile communication system having a plurality of radio base stations having different data communication speeds.
本発明の一側面の移動通信システムは、複数の無線基地局を有する移動通信システムであって、移動機と無線通信が可能な第1の無線基地局と、第1の無線基地局よりデータ通信速度が低く、移動機と無線通信が可能な第2の無線基地局と、第1の無線基地局及び第2の無線基地局と接続されるルーティング装置と、を有する。そして、ルーティング装置は、移動機と自装置の間の通信を第1の無線基地局が中継しているとき、移動機が第1の無線基地局を介して送受信するデータをルーティングすると共に、ルーティングしたデータのスループットを算出し、予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下である場合、移動機と自装置の間の通信を第2の無線基地局が中継すべきと判定し、移動機と自装置の間の通信の中継を終了するための切断要求を第1の無線基地局に送信すると共に、移動機と自装置の間の通信を中継するための接続要求を第2の無線基地局に送信し、第1の無線基地局は、移動機とルーティング装置の間の通信を中継しているとき、切断要求を受信すると、中継を終了し、第2の無線基地局は、接続要求を受信すると、移動機とルーティング装置の間の通信を中継するものである。 A mobile communication system according to one aspect of the present invention is a mobile communication system having a plurality of radio base stations, the first radio base station capable of radio communication with a mobile device, and data communication from the first radio base station. A second wireless base station that is low in speed and capable of wireless communication with a mobile device; and a routing device connected to the first wireless base station and the second wireless base station. The routing device routes data transmitted and received by the mobile device via the first radio base station when the first radio base station relays communication between the mobile device and the own device. The second wireless base station should relay the communication between the mobile device and its own device when the throughput calculated within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold. A connection request for relaying communication between the mobile device and its own device, and transmitting a disconnection request for ending relay of communication between the mobile device and its own device to the first radio base station To the second radio base station, and when the first radio base station receives the disconnection request while relaying communication between the mobile device and the routing device, the first radio base station terminates the relay and receives the second radio base station. The base station receives the connection request When, in which relays communication between the mobile station and the routing device.
本発明の一側面のゲートウェイ装置は、複数の無線基地局と接続されるルーティング装置であって、移動機と無線通信が可能な第1の無線基地局と接続されると共に、第1の無線基地局よりデータ通信速度が低く、移動機と無線通信が可能な第2の無線基地局と接続され、移動機と自装置の間の通信を第1の無線基地局が中継しているとき、第1の無線基地局を介して移動機が送受信するデータをルーティングすると共に、ルーティングしたデータのスループットを算出する通信手段と、予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下であるか否かに基づいて、移動機と自装置の間の通信を第2の無線基地局が中継すべきか否かを判定する判定手段と、判定手段によって、移動機と自装置の間の通信を第2の無線基地局が中継すべきと判定された場合、移動機と自装置の間の通信を中継する無線基地局を第1の無線基地局から第2の無線基地局へ切り替えるように制御する制御手段と、を有する。 A gateway device according to one aspect of the present invention is a routing device connected to a plurality of radio base stations, and is connected to a first radio base station capable of radio communication with a mobile device, and the first radio base When the first radio base station relays communication between the mobile device and its own device when the data communication speed is lower than that of the station and connected to the second radio base station capable of radio communication with the mobile device. A communication means for routing data transmitted / received by a mobile device via one radio base station and calculating a throughput of the routed data, and a throughput calculated within a predetermined time being equal to or less than a predetermined threshold Determining whether the second radio base station should relay communication between the mobile device and the own device based on whether or not the communication between the mobile device and the own device by the determining means; The second radio Control means for controlling to switch the radio base station that relays communication between the mobile device and its own device from the first radio base station to the second radio base station when it is determined that the ground station should relay Have.
本発明の一側面の通信制御方法は、移動機と無線通信が可能な第1の無線基地局と、第1の無線基地局よりデータ通信速度が低く、移動機と無線通信が可能な第2の無線基地局と、第1の無線基地局及び第2の無線基地局と接続されるルーティング装置と、を有する移動通信システムの通信制御方法であって、ルーティング装置が、移動機と自装置の間の通信を第1の無線基地局が中継しているとき、第1の無線基地局を介して移動機が送受信するデータをルーティングすると共に、ルーティングしたデータのスループットを算出し、予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下である場合、移動機と自装置の間の通信を第2の無線基地局が中継すべきと判定し、移動機と自装置の間の通信の中継を終了するための切断要求を第1の無線基地局に送信すると共に、移動機と自装置の間の通信を中継するための接続要求を第2の無線基地局に送信し、第1の無線基地局が、移動機とルーティング装置の間の通信を中継しているとき、切断要求を受信すると、中継を終了し、第2の無線基地局が、接続要求を受信すると、移動機とルーティング装置の間の通信を中継するものである。 A communication control method according to one aspect of the present invention includes a first radio base station capable of wireless communication with a mobile device, and a second wireless communication with a mobile device having a lower data communication speed than the first wireless base station. And a routing apparatus connected to the first radio base station and the second radio base station, the communication control method for a mobile communication system comprising: When the first radio base station relays communication between the mobile station, the data transmitted and received by the mobile device via the first radio base station is routed, and the throughput of the routed data is calculated and determined in advance. When the throughput calculated within the time is equal to or less than a predetermined threshold, it is determined that the second radio base station should relay communication between the mobile device and the own device, and between the mobile device and the own device. To end communication relay And a connection request for relaying communication between the mobile device and its own device to the second radio base station, and the first radio base station When the communication between the mobile device and the routing device is relayed, when the disconnection request is received, the relay is terminated, and when the second radio base station receives the connection request, the communication between the mobile device and the routing device. Is relayed.
本発明の一側面のルーティング方法は、移動機が無線基地局を介して送受信するデータを、ルーティングするルーティング方法であって、第1の無線基地局を介して移動機と送受信するデータのスループットを算出し、スループットが予め定められた閾値以下である場合、移動機と送受信するデータを中継する基地局を、データ通信速度が第1の無線基地局とは異なる第2の無線基地局に切り替えるものである。 A routing method according to an aspect of the present invention is a routing method for routing data transmitted / received by a mobile device via a radio base station, wherein the throughput of data transmitted / received to / from the mobile device via a first radio base station is reduced. When the calculated and throughput is equal to or less than a predetermined threshold, the base station that relays data transmitted and received with the mobile device is switched to a second radio base station having a data communication speed different from that of the first radio base station. It is.
本実施形態の移動通信システムを、図面を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。 The mobile communication system of this embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the mobile communication system of the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態の移動通信システム100は、ルーティング装置110、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140を有する。ルーティング装置110には、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140が接続される。
As shown in FIG. 1, the
ルーティング装置110、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140は、例えば、論理回路等から構成されるLSI(Large Scale Integration)、またはCPU(Central Processing Unit)もしくはDSP(Digital Signal Processor)等の半導体集積回路を備えており、半導体集積回路は以下に説明する各種の機能を有している。ルーティング装置110、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140がCPUやDSPを備えている場合、CPUやDSPは、不図示の記録媒体に記録されたプログラムにしたがって処理を実行することで、以下に記載する機能を実現する。
The
移動機150は、携帯電話やPHS(Personal Handyphone System)などのような携帯端末である。
The
第1の無線基地局130は、移動機150と無線通信が可能な無線基地局であり、移動機150とルーティング装置110の間の通信を中継する機能を有する。
The first
第2の無線基地局140は、第1の無線基地局130よりデータ通信速度が低く、移動機150と無線通信が可能な無線基地局であり、移動機150とルーティング装置110の間の通信を中継する機能を有する。
The second
ルーティング装置110は、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140と接続され、さらに、不図示の他の移動通信システムと接続される。ルーティング装置110は、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140と不図示の他の移動通信システムとの間で送受信されるデータをルーティングする機能を有する。また、ルーティング装置110は、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140の通信セッションを制御する機能を有する。
The
本実施形態の移動通信システムにおいて、移動機150が第1の無線基地局130と無線通信する場合、移動機150は、第1の無線基地局130及びルーティング装置110を介して不図示の他の移動通信システムと接続される。一方、移動機150が第2の無線基地局140と無線通信する場合、移動機150は、第2の無線基地局140及びルーティング装置110を介して不図示の他の移動通信システムと接続される。いずれの場合でも、ルーティング装置110がアンカーポイントとなる。
In the mobile communication system of the present embodiment, when the
以下、本実施形態のルーティング装置110の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
第2の無線基地局140でも中継可能な低速なデータ通信を第1の無線基地局130が中継すると、第1の無線基地局130の無線リソースおよび有線リソース(以下では、これらのリソースを通信リソースと称する)が低速なデータ通信に割り当てられるため、ネットワーク全体の通信リソースの利用効率が悪くなる。
When the first
そこで、本実施形態のルーティング装置110は、移動機150と自装置の間の通信を第1の無線基地局130が中継しているとき、移動機150によって送受信されるデータのスループットに基づいて、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきか否かを判定する。
Therefore, the
図2は本実施形態のルーティング装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the routing device of this embodiment.
図2に示すように、本実施形態のルーティング装置110は、通信部111、判定部112及び制御部113を有する。
As illustrated in FIG. 2, the
通信部111は、第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140と接続され、さらに、不図示の他の移動通信システムと接続される。通信部111は、第1の無線基地局130、第2の無線基地局140または不図示の他の移動通信システムを介して送受信されるデータをルーティングする。通信部111は、移動機150と自装置の間の通信を第1の無線基地局130が中継しているとき、移動機150によって送受信されたデータのスループットを算出し、算出したスループットを示すスループット情報を判定部112に送信する。
The communication unit 111 is connected to the first
判定部112は、通信部111からスループット情報を受信すると、受信したスループット情報に基づいて、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきか否かを判定する。
Upon receiving throughput information from the communication unit 111, the
移動機150による通信セッションの例としては、他の移動機との間の音声通信、Webサーバへのアクセス、映像配信サーバからの映像データの受信等がある。各通信セッションはパケット通信により実現されるため、送受信されるデータのスループットは一定にはならないが、大量のデータが送受信される通信セッションではスループットの低い状態が長時間継続する可能性は低い。
Examples of communication sessions by the
そこで、判定部112は、予め定められた時間(例えば1分間)に通信部111から受信した全てのスループット情報に示されるスループットが予め定められた閾値以下である場合、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきと判定する。判定部112は、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきと判定すると、移動機150と自装置の間の通信を中継する無線基地局を切り替えるための切替要求を制御部113に送信する。切替要求には、移動機150のアドレス情報と、移動機150による全ての通信セッションを示すセッション情報が含まれる。
Therefore, when the throughput shown in all the throughput information received from the communication unit 111 during a predetermined time (for example, 1 minute) is equal to or less than a predetermined threshold, the
制御部113は、判定部112から切替要求を受信すると、移動機150と自装置の間の通信を中継する無線基地局の切り替えを制御する。
When receiving the switching request from the
具体的には、制御部113は、まず、第1の無線基地局130に、移動機150と自装置の間の通信の中継を終了するための切断要求を送信する。切断要求には、移動機150のアドレス情報とセッション情報が含まれる。切断要求を受信した第1の無線基地局130は、移動機150とルーティング装置110の間の通信の中継を終了し、制御部113に切断応答を返信する。
Specifically, the
また、制御部113は、第2の無線基地局140に、移動機150と自装置の間の通信を中継するための接続要求を送信する。接続要求には、移動機150のアドレス情報とセッション情報が含まれる。接続要求を受信した第2の無線基地局130は、移動機150とルーティング装置110の間の通信の中継を実施し、制御部113に接続応答を返信する。
In addition, the
以上の処理により、制御部113は、移動機150と自装置の間の通信を中継する無線基地局を第1の無線基地局130から第2の無線基地局140に切り替える。
Through the above processing, the
次に図1に示した移動通信システムで移動機150とルーティング装置110の間の通信を中継する無線基地局を切り替えるときのルーティング装置110、第1の無線基地局130、第2の無線基地局140及び移動機150の処理手順について説明する。
Next, the
図3は図1に示した移動通信システムで移動機150とルーティング装置110の間の通信を中継する無線基地局を切り替えるときのルーティング装置110、第1の無線基地局130、第2の無線基地局140及び移動機150の処理手順を示すシーケンス図である。
FIG. 3 shows the
図3に示す処理手順において、まず、移動機150は、第1の無線基地局130及びルーティング装置110を介して不図示の他の移動通信システムと接続しているものとする(ステップS1)。
In the processing procedure shown in FIG. 3, first, the
ルーティング装置110の通信部111は、移動機150によって送受信されたデータのスループットを算出し(ステップS2)、算出したスループットを示すスループット情報を判定部112に送信する。
The communication unit 111 of the
判定部112は、通信部111からスループット情報を受信すると、受信したスループット情報に基づいて、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきか否かを判定する(ステップS3)。予め定められた時間に通信部111から受信した全てのスループット情報に示されるスループットが予め定められた閾値以下である場合、判定部112は、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきと判定する。移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきと判定すると、判定部112は、移動機150のアドレス情報とセッション情報を含む切替要求を制御部113に送信する。
Upon receiving throughput information from the communication unit 111, the
判定部112から切替要求を受信すると、制御部113は、移動機150のアドレス情報とセッション情報を含む切断要求を第1の無線基地局130に送信すると共に(ステップS4)、移動機150のアドレス情報とセッション情報を含む接続要求を第2の無線基地局140に送信する(ステップS5)。
When receiving the switching request from the
ルーティング装置110の制御部113から切断要求を受信すると、第1の無線基地局130は、移動機150とルーティング装置110の間の通信の中継を終了し、制御部113に切断応答を返信する(ステップS6)。
When receiving the disconnection request from the
また、ルーティング装置110の制御部113から接続要求を受信すると、第2の無線基地局140は、移動機150とルーティング装置110の間の通信の中継を実施し、制御部113に接続応答を返信する(ステップS7)。
When receiving the connection request from the
その後、移動機150は、第2の無線基地局140及びルーティング装置110を介して不図示の他の移動通信システムと接続する(ステップS8)。
Thereafter, the
移動機150とルーティング装置110の間の通信の中継を終了すると、第1の無線基地局130は、移動機150の通信セッションで用いられていた通信リソースを解放する(ステップS9)。
When the relay of communication between the
なお、本実施形態では、ルーティング装置110が、移動機150と自装置の間の通信を中継する無線基地局の切り替えの要求を第1の無線基地局130及び第2の無線基地局140に送信する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ルーティング装置110は、移動機150と自装置の間の通信を中継する無線基地局の切り替えの要求を移動機150に送信することにしてもよい。その場合、ルーティング装置110は、第1の無線基地局130を介して移動機150に、無線通信する無線基地局を第2の無線基地局140に切り替えるための要求を送信する。その要求を受信した移動機150は、自身が無線通信する無線基地局を第1の無線基地局130から第2の無線基地局140に切り替える。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ルーティング装置110は、移動機150によって送受信されたデータのスループットが、予め定められた時間、予め定められた閾値以下である場合に、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきと判定する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ルーティング装置110は、移動機150によって送受信されるデータのスループットの予め定められた時間の平均値が予め定められた閾値以下である場合に、移動機150と自装置の間の通信を第2の無線基地局140が中継すべきと判定することにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態によれば、ルーティング装置は、移動機と自装置の間の通信をデータ通信速度の高い無線基地局が中継しているとき、その移動機によって送受信されたデータのスループットを算出する。予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下である場合、ルーティング装置は、その移動機と自装置の間の通信をデータ通信速度の低い無線基地局で中継すべきと判定し、無線基地局の切り替えを制御する。 As described above, according to the present embodiment, when a wireless base station with a high data communication speed relays communication between a mobile device and its own device, the routing device transmits / receives data transmitted / received by the mobile device. To calculate the throughput. When the throughput calculated within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold, the routing device should relay communication between the mobile device and the own device with a radio base station having a low data communication speed. Determine and control the switching of radio base stations.
ルーティング装置は、移動機によって送受信されるデータのスループットに基づいて、その移動機と自装置の間の通信を中継すべき無線基地局を適切に選択できる。これにより、移動通信システムは、低速なデータ通信を通信速度の低い無線基地局に割り当て、高速なデータ通信を通信速度の高い無線基地局に割り当てることができ、ネットワーク内の通信リソースを効率よく利用できる。 The routing device can appropriately select a radio base station that should relay communication between the mobile device and its own device based on the throughput of data transmitted and received by the mobile device. As a result, the mobile communication system can allocate low-speed data communication to a radio base station with a low communication speed, and can allocate high-speed data communication to a radio base station with a high communication speed, thereby efficiently using communication resources in the network. it can.
(実施例)
次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。本実施例は、3.9Gネットワークと3Gネットワークが共存するエリアに移動通信システムを適用する例である。(Example)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example in which a mobile communication system is applied to an area where a 3.9G network and a 3G network coexist.
図4は本発明の移動通信システムの実施例の構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the mobile communication system of the present invention.
図4に示すように、本実施例の移動通信システムは、UE(User Equipment)8と、3.9Gネットワークの無線アクセスネットワークであるLTE(Long Term Evolution)ネットワーク10と、3.9Gネットワークのコアネットワークであり、LTEネットワーク10の上位ネットワークとなるEPC(Evolved Packet Core)11と、3Gネットワークを形成するW−CDMAネットワーク12を有する。EPC11はLTEネットワーク10と接続され、3.9Gネットワークが形成される。また、EPC11はW−CDMAネットワーク12とも接続される。
As shown in FIG. 4, the mobile communication system of the present embodiment includes a UE (User Equipment) 8, an LTE (Long Term Evolution)
W−CDMAネットワーク12は、NodeB5、RNC(Radio Network Controller)6及びSGSN(Serving General packet radio service Support Node)7を有する。LTEネットワーク10は、複数のeNB(evolved Node B)11,12を有する。EPC11は、MME(Mobility Management Entity)2、複数のSGW(Serving Gateway)31,32及びPGW(Packet Data Network Gateway)4を有する。The W-
eNB11、eNB12、MME2、SGW31、SGW32、PGW4、NodeB5、RNC6及びSGSN7は、例えば、論理回路等から構成されるLSI、またはCPUもしくはDSP等の半導体集積回路を備え、半導体集積回路は以下に説明する各種の機能を有している。eNB11、eNB12、MME2、SGW31、SGW32、PGW4、NodeB5、RNC6及びSGSN7がCPUやDSPを備えている場合、CPUやDSPは、不図示の記録媒体に記録されたプログラムにしたがって処理を実行することで、以下に記載する機能を実現する。eNB1 1 , eNB1 2 , MME2, SGW3 1 , SGW3 2 , PGW4, NodeB5, RNC6 and SGSN7 include, for example, an LSI composed of a logic circuit or the like, or a semiconductor integrated circuit such as a CPU or DSP, It has various functions described below. When the eNB 1 1 , eNB 1 2 , MME 2 , SGW 3 1 , SGW 3 2 , PGW 4, Node B 5, RNC 6 and SGSN 7 are equipped with a CPU or DSP, the CPU or DSP performs processing according to a program recorded on a recording medium (not shown). By executing this function, the following functions are realized.
UE8は、携帯電話やPHSなどのような携帯端末である。 The UE 8 is a mobile terminal such as a mobile phone or a PHS.
eNB11、eNB12は、それぞれ、EPC11のMME2及びSGW31、SGW32と接続される。eNB11、eNB12は、UE8と無線通信が可能な、LTE方式の発展的無線基地局であり、UE8による通信セッションで用いられる通信リソースを管理する機能と、UE8のモビリティ管理機能を有する。eNB1 1 and eNB1 2 are connected to MME2 and SGW3 1 and SGW3 2 of EPC11, respectively. eNB1 1 and eNB1 2 are LTE advanced radio base stations capable of radio communication with UE8, and have a function of managing communication resources used in a communication session by UE8 and a mobility management function of UE8.
MME2は、SGW31、SGW32と接続され、W−CDMAネットワーク12のSGSN7と接続され、LTEネットワーク10のeNB11、eNB12と接続される。MME2は、eNB11、eNB12の通信セッションを制御する機能を有する。The MME 2 is connected to the SGW 3 1 and SGW 3 2, is connected to the SGSN 7 of the W-
SGW31、SGW32は、PGW4と接続され、W−CDMAネットワーク12のSGSN7と接続され、LTEネットワーク10のeNB11、eNB12と接続される。SGW31、SGW32は、SGSN7が送受信するデータとeNB11、eNB12が送受信するデータをルーティングする機能を有する。SGW 3 1 and SGW 3 2 are connected to PGW 4, connected to SGSN 7 of W-
PGW4は、不図示のISP(Internet Services Provider)や企業LAN(Local Area Network)と接続され、さらにSGW31、SGW32と接続される。PGW4は、ISPや企業LANと、SGW31、SGW32との間で送受信されるデータを中継する。The PGW 4 is connected to an ISP (Internet Services Provider) or a corporate LAN (Local Area Network) (not shown), and further connected to the SGW 3 1 and the SGW 3 2 . The PGW 4 relays data transmitted / received between the ISP or the corporate LAN and the SGW 3 1 and SGW 3 2 .
NodeB5は、RNC6と接続される。NodeB5は、UE8と無線通信が可能な、W−CDMA方式の無線基地局である。 Node B 5 is connected to RNC 6. The NodeB 5 is a W-CDMA wireless base station capable of wireless communication with the UE 8.
RNC6は、NodeB5と接続され、さらにSGSN7と接続される。RNC6は、NodeB5の無線リソースを管理する機能を有する。 The RNC 6 is connected to the NodeB 5 and further connected to the SGSN 7. The RNC 6 has a function of managing the radio resources of the NodeB 5.
SGSN7は、RNC6と接続され、さらにEPC11のSGW31、SGW32と接続される。SGSN7は、UE8がNodeB5及びRNC6を介して送受信するデータをルーティングする機能を有する。SGSN 7 is connected to RNC 6 and further connected to SGW 3 1 and SGW 3 2 of EPC 11 . The SGSN 7 has a function of routing data transmitted and received by the UE 8 via the NodeB 5 and the RNC 6.
本実施例のSGW31、SGW32はルーティング装置110の通信部111及び判定部112の機能を有し、MME2はルーティング装置110の制御部113の機能を有する。また、eNB11、eNB12は第1の無線基地局130に対応し、NodeB5は第2の無線基地局140に対応し、UE8は移動機150に対応する。The SGW 3 1 and SGW 3 2 of this embodiment have the functions of the communication unit 111 and the
なお、eNB11、eNB12、SGW31、SGW32の数については、図4に示した数に限らない。また、NodeB5、RNC6の数は1つに限らず、複数であってもよい。Note that the numbers of eNB1 1 , eNB1 2 , SGW3 1 , SGW3 2 are not limited to the numbers shown in FIG. Moreover, the number of NodeB5 and RNC6 is not restricted to one, and may be plural.
本実施例の移動通信システムにおいて、UE8がLTEネットワーク10のeNB11と無線通信する場合、UE8は、eNB11、SGW31(あるいはSGW32)及びPGW4を介して不図示のISPや企業LANと接続される。一方、UE8がW−CDMAネットワーク12のNodeB5と無線通信する場合、UE8は、NodeB5、RNC6、SGSN7、SGW31(あるいはSGW32)及びPGW4を介して不図示のISPや企業LANと接続される。いずれの場合でも、SGW31(あるいはSGW32)がアンカーポイントとなる。In the mobile communication system of the present embodiment, when the UE 8 wirelessly communicates with the eNB 1 1 of the LTE network 10, the UE 8 is connected to an ISP or a corporate LAN (not shown) via the eNB 1 1 , SGW 3 1 (or SGW 3 2 ), and PGW 4. Is done. On the other hand, when the UE 8 wirelessly communicates with the Node B 5 of the W-
SGW31、SGW32は、UE8と自装置の間の通信をeNB11またはeNB12が中継しているとき、UE8によって送受信されたデータのスループットを算出する。SGW31、SGW32は、予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下である場合、UE8と自装置の間の通信をNodeB5が中継すべきと判定する。SGW31、SGW32は、UE8と自装置の間の通信をNodeB5が中継すべきと判定すると、UE8と自装置の間の通信を中継する無線基地局を切り替えるための切替要求をMME2に送信する。The SGW 3 1 and the SGW 3 2 calculate the throughput of data transmitted and received by the UE 8 when the eNB 1 1 or the eNB 1 2 relays communication between the UE 8 and the own device. The SGW 3 1 and the SGW 3 2 determine that the Node B 5 should relay the communication between the UE 8 and the own device when the throughput calculated within the predetermined time is equal to or less than the predetermined threshold. When the SGW 3 1 and the SGW 3 2 determine that the NodeB 5 should relay the communication between the UE 8 and the own device, the SGW 3 1 and the SGW 3 2 transmit a switching request for switching the radio base station that relays the communication between the UE 8 and the own device to the MME 2. .
MME2は、SGW31またはSGW32から切替要求を受信すると、UE8と自装置の間の通信を中継する無線基地局の切り替えを制御する。When the MME 2 receives the switching request from the SGW 3 1 or the SGW 3 2, the MME 2 controls switching of the radio base station that relays the communication between the UE 8 and the own device.
次に図4に示した移動通信システムでUE8による通信セッションを中継する無線基地局を切り替えるときのeNB11、MME2、SGW31、NodeB5、RNC6、SGSN7及びUE8の処理手順について説明する。Next, processing procedures of the eNB 1 1 , MME 2, SGW 3 1 , Node B 5, RNC 6, SGSN 7 and UE 8 when switching the radio base station that relays the communication session by the UE 8 in the mobile communication system shown in FIG. 4 will be described.
図5は図4に示した移動通信システムでUE8による通信セッションを中継する無線基地局を切り替えるときのeNB11、MME2、SGW31、NodeB5、RNC6、SGSN7及びUE8の処理手順を示すシーケンス図である。FIG. 5 is a sequence diagram showing processing procedures of eNB1 1 , MME2, SGW3 1 , NodeB5, RNC6, SGSN7 and UE8 when switching the radio base station that relays the communication session by UE8 in the mobile communication system shown in FIG. .
図5に示す処理手順において、まず、UE8は、eNB11、SGW31及びPGW4を介して、不図示のISPや企業LANと接続しているものとする(ステップS21)。図中の実線は、ユーザデータの流れを示し、点線は、制御信号の流れを示す。ユーザデータは、eNB11及びSGW31を介して送受信され、制御信号は、eNB11、MME2及びSGW31を介して送受信される。In the processing procedure shown in FIG. 5, first, the UE 8 is assumed to be connected to an ISP or a corporate LAN (not shown) via the eNB 1 1 , the SGW 3 1, and the PGW 4 (Step S 21). The solid line in the figure indicates the flow of user data, and the dotted line indicates the flow of control signals. User data is transmitted / received via eNB1 1 and SGW3 1 , and control signals are transmitted / received via eNB1 1 , MME2 and SGW3 1 .
SGW31は、UE8によって送受信されたデータのスループットを算出する(ステップS22)。The SGW 3 1 calculates the throughput of data transmitted and received by the UE 8 (step S22).
SGW31は、算出したスループットに基づいて、UE8と自装置の間の通信をNodeB5が中継すべきか否かを判定する(ステップS23)。予め定められた時間内で算出されたスループットが予め定められた閾値以下である場合、SGW31は、UE8と自装置の間の通信をNodeB5が中継すべきと判定する。UE8と自装置の間の通信をNodeB5が中継すべきと判定すると、SGW31は、UE8のアドレス情報とセッション情報を含む切替要求をMME2に送信する(ステップS24)。The SGW 3 1 determines whether or not the Node B 5 should relay the communication between the UE 8 and the own device based on the calculated throughput (step S23). If predetermined throughput calculated in the time is not greater than the predetermined threshold value, determines that SGW3 1 is to be relayed is NodeB5 communication between the own apparatus and UE8. If it is determined that the NodeB 5 should relay the communication between the UE 8 and the own device, the SGW 31 transmits a switching request including the address information and session information of the UE 8 to the MME 2 (step S24).
SGW31から切替要求を受信すると、MME2は、UE8による全ての通信セッションを中継する基地局を切り替えるためのセッション切替要求をeNB11に送信する(ステップS24)。セッション切替要求には、UE8のアドレス情報とセッション情報が含まれる。When receiving the switching request from the SGW 3 1 , the MME 2 transmits to the eNB 1 1 a session switching request for switching the base station that relays all communication sessions by the UE 8 (step S 24). The session switching request includes the address information and session information of UE8.
MME2からセッション切替要求を受信すると、eNB11は、UE8の全ての通信セッションを解放できるか否かを判定する。eNB11は、UE8の全ての通信セッションを解放できる場合、セッション切替応答をMME2に返信する(ステップS25)。When receiving the session switching request from the MME 2, the eNB 1 1 determines whether or not all communication sessions of the UE 8 can be released. eNB1 1, when it releases all of the communication session UE8, returns a session switching response to the MME2 (step S25).
eNB11からセッション切替応答を受信すると、MME2は、3GPPで規定されるInter−RAT Relocation処理を実行する(ステップS26)。Inter−RAT Relocation処理により、MME2は、UE8と自装置の間の通信を中継する無線基地局をeNB11からNodeB5に切り替える。これにより、UE8の全ての通信セッションは、W−CDMAネットワーク12内に確立され、LTEネットワーク10から解放される。Upon receiving a session switching response from eNB1 1, MME2 executes Inter-RAT Relocation process defined by 3GPP (step S26). Through the Inter-RAT Relocation process, the MME 2 switches the radio base station that relays communication between the UE 8 and the own device from the eNB 11 to the Node B 5. Thereby, all communication sessions of the UE 8 are established in the W-
なお、このとき、SGW31がUE8の通信セッションのアンカーポイントとなる。また、Inter−RAT Relocation処理は、非特許文献1の「5.5.2.1 E−UTRAN to UTRAN Iu mode Inter RAT handover」に示される、MMEがeNodeBから「HandoverRequired」メッセージを受信した後の処理に該当するものであり、ここでは詳細な説明は省略する。At this time, SGW3 1 becomes an anchor point of the communication session of UE8. Also, the Inter-RAT Relocation processing is performed after the MME receives the “Handover Required” message from the eNodeB, as shown in “5.5.2.1 E-UTRAN to UTRAN Iu mode Inter RAT handover” in Non-Patent Document 1. This corresponds to processing, and detailed description thereof is omitted here.
その後、UE8は、NodeB5、RNC6、SGSN7、SGW31及びPGW4を介して、不図示のISPや企業LANと接続する。Thereafter, UE8 is, NodeB5, RNC6, SGSN7, SGW3 through one and PGW4, connected to the ISP or corporate LAN (not shown).
以上説明したように、本実施例によれば、3.9Gネットワークと3Gネットワークが共存するエリアに移動通信システムを適用することができる。これにより、移動通信システムは、低速なデータ通信をW−CDMA方式の無線基地局に割り当て、高速なデータ通信をLTE方式の無線基地局に割り当てることができ、ネットワーク内の通信リソースを効率よく利用できる。 As described above, according to the present embodiment, the mobile communication system can be applied to an area where the 3.9G network and the 3G network coexist. As a result, the mobile communication system can allocate low-speed data communication to the W-CDMA wireless base station and can allocate high-speed data communication to the LTE wireless base station, and efficiently uses communication resources in the network. it can.
本発明の効果の一例として、通信速度の異なる複数の無線基地局を有する移動通信システムにおいて、ネットワーク内の通信リソースを効率よく利用できる。 As an example of the effect of the present invention, communication resources in a network can be efficiently used in a mobile communication system having a plurality of radio base stations having different communication speeds.
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
なお、この出願は、2010年1月20日に出願された日本出願の特願2010−009925の内容が全て取り込まれており、この日本出願を基礎として優先権を主張するものである。 Note that this application incorporates all the contents of Japanese Patent Application No. 2010-009925 filed on January 20, 2010, and claims priority based on this Japanese application.
11、12 eNB
2 MME
31、32 SGW
4 PGW
5 NodeB
6 RNC
7 SGSN
8 UE
10 LTEネットワーク
11 EPC
12 W−CDMAネットワーク
100 移動通信システム
110 ルーティング装置
111 通信部
112 判定部
113 制御部
130 第1の無線基地局
140 第2の無線基地局
150 移動機1 1 , 1 2 eNB
2 MME
3 1 , 3 2 SGW
4 PGW
5 NodeB
6 RNC
7 SGSN
8 UE
10
12 W-
Claims (6)
移動機と無線通信が可能な第1の無線基地局と、
該第1の無線基地局よりデータ通信速度が低く、前記移動機と無線通信が可能な第2の無線基地局と、
前記第1の無線基地局及び前記第2の無線基地局と接続されるルーティング装置と、を有し、
前記ルーティング装置は、前記移動機と自装置の間の通信を前記第1の無線基地局が中継しているとき、該移動機が該第1の無線基地局を介して送受信するデータをルーティングすると共に、該ルーティングしたデータのスループットを算出し、予め定められた時間内で算出された前記スループットが予め定められた閾値以下である場合、前記移動機と自装置の間の通信を前記第2の無線基地局が中継すべきと判定し、前記移動機と自装置の間の通信の中継を終了するための切断要求を前記第1の無線基地局に送信すると共に、前記移動機と自装置の間の通信を中継するための接続要求を前記第2の無線基地局に送信し、
前記第1の無線基地局は、前記移動機と前記ルーティング装置の間の通信を中継しているとき、前記切断要求を受信すると、該中継を終了し、
前記第2の無線基地局は、前記接続要求を受信すると、前記移動機と前記ルーティング装置の間の通信を中継する移動通信システム。A mobile communication system having a plurality of radio base stations,
A first radio base station capable of radio communication with a mobile device;
A second radio base station having a data communication speed lower than that of the first radio base station and capable of radio communication with the mobile device;
A routing device connected to the first radio base station and the second radio base station,
The routing device routes data transmitted and received by the mobile device via the first radio base station when the first radio base station relays communication between the mobile device and the mobile device. In addition, when the throughput of the routed data is calculated and the throughput calculated within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold, communication between the mobile device and the own device is performed in the second The radio base station determines that relaying should be performed, and transmits a disconnection request for ending relay of communication between the mobile device and the own device to the first radio base station, and between the mobile device and the own device. A connection request for relaying communication between the second radio base stations,
When the first radio base station receives the disconnection request when relaying communication between the mobile device and the routing device, the first radio base station ends the relay,
When the second radio base station receives the connection request, the second radio base station relays communication between the mobile device and the routing device.
前記第1の無線基地局は、LTE(Long Term Evolution)方式の無線基地局であり、
前記第2の無線基地局は、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式の無線基地局である、移動通信システム。The mobile communication system according to claim 1, wherein
The first radio base station is an LTE (Long Term Evolution) radio base station,
The second radio base station is a mobile communication system, which is a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) radio base station.
移動機と無線通信が可能な第1の無線基地局と接続されると共に、該第1の無線基地局よりデータ通信速度が低く、前記移動機と無線通信が可能な第2の無線基地局と接続され、前記移動機と自装置の間の通信を前記第1の無線基地局が中継しているとき、該第1の無線基地局を介して該移動機が送受信するデータをルーティングすると共に、該ルーティングしたデータのスループットを算出する通信手段と、
予め定められた時間内で算出された前記スループットが予め定められた閾値以下であるか否かに基づいて、前記移動機と自装置の間の通信を前記第2の無線基地局が中継すべきか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、前記移動機と自装置の間の通信を前記第2の無線基地局が中継すべきと判定された場合、前記移動機と自装置の間の通信を中継する無線基地局を前記第1の無線基地局から前記第2の無線基地局へ切り替えるように制御する制御手段と、を有するルーティング装置。A routing device connected to a plurality of radio base stations,
A second radio base station connected to a first radio base station capable of radio communication with a mobile device, having a data communication speed lower than that of the first radio base station, and capable of radio communication with the mobile device; When the first radio base station is connected and the first radio base station relays communication between the mobile device and its own device, the mobile device routes data transmitted and received via the first radio base station, and Communication means for calculating the throughput of the routed data;
Whether the second radio base station should relay communication between the mobile device and its own device based on whether or not the throughput calculated within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold Determining means for determining whether or not;
When it is determined by the determination means that the second radio base station should relay communication between the mobile device and the device, a radio base station that relays communication between the mobile device and the device Control means for controlling to switch from the first radio base station to the second radio base station.
前記ルーティング装置が、前記移動機と自装置の間の通信を前記第1の無線基地局が中継しているとき、該第1の無線基地局を介して該移動機が送受信するデータをルーティングすると共に、該ルーティングしたデータのスループットを算出し、予め定められた時間内で算出された前記スループットが予め定められた閾値以下である場合、前記移動機と自装置の間の通信を前記第2の無線基地局が中継すべきと判定し、前記移動機と自装置の間の通信の中継を終了するための切断要求を前記第1の無線基地局に送信すると共に、前記移動機と自装置の間の通信を中継するための接続要求を前記第2の無線基地局に送信し、
前記第1の無線基地局が、前記移動機と前記ルーティング装置の間の通信を中継しているとき、前記切断要求を受信すると、該中継を終了し、
前記第2の無線基地局が、前記接続要求を受信すると、前記移動機と前記ルーティング装置の間の通信を中継する通信制御方法。A first wireless base station capable of wireless communication with a mobile device, a second wireless base station capable of wireless communication with the mobile device, the data communication speed being lower than that of the first wireless base station, and the first wireless base station. And a routing device connected to the second radio base station, and a communication control method for a mobile communication system comprising:
When the first radio base station relays communication between the mobile device and the mobile device, the routing device routes data transmitted and received by the mobile device via the first radio base station. In addition, when the throughput of the routed data is calculated and the throughput calculated within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold, communication between the mobile device and the own device is performed in the second The radio base station determines that relaying should be performed, and transmits a disconnection request for ending relay of communication between the mobile device and the own device to the first radio base station, and between the mobile device and the own device. A connection request for relaying communication between the second radio base stations,
When the first radio base station is relaying communication between the mobile device and the routing device, upon receiving the disconnection request, the relay is terminated.
A communication control method for relaying communication between the mobile device and the routing device when the second radio base station receives the connection request.
前記第1の無線基地局は、LTE(Long Term Evolution)方式の無線基地局であり、
前記第2の無線基地局は、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式の無線基地局である、通信制御方法。The communication control method according to claim 4, wherein
The first radio base station is an LTE (Long Term Evolution) radio base station,
The communication control method, wherein the second radio base station is a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) type radio base station.
第1の無線基地局を介して移動機と送受信するデータのスループットを算出し、
前記スループットが予め定められた閾値以下である場合、前記移動機と送受信するデータを中継する基地局を、データ通信速度が前記第1の無線基地局とは異なる第2の無線基地局に切り替える、ルーティング方法。A routing method for routing data transmitted and received by a mobile device via a radio base station,
Calculating the throughput of data transmitted to and received from the mobile device via the first radio base station;
When the throughput is equal to or lower than a predetermined threshold, the base station that relays data transmitted and received with the mobile device is switched to a second radio base station having a data communication speed different from that of the first radio base station. Routing method.
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