JPWO2016031123A1

JPWO2016031123A1 - 通信装置、通信システム、制御方法及び通信プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体

Info

Publication number: JPWO2016031123A1
Application number: JP2016544918A
Authority: JP
Inventors: 智洋渡辺; 昌志中田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: JP6256614B2; EP3188539A1; WO2016031123A1; US20170223574A1; CN106605426A; EP3188539A4; CN106605426B

Abstract

自局の負荷を変更した場合の他局のバックホールにかかる負荷に基づき動作する方法を提供する。本発明の一態様は、自局（１００）と自局（１００）と接続するコアネットワーク（３）との間の第一のバックホール（４）と、隣接基地局（１０１）と隣接基地局（１０１）と接続するコアネットワーク（３）との間の第二のバックホール（５）とを備えた通信システムにおいて、自局（１００）の負荷を変更した場合の第二のバックホール（５）における負荷を算出する算出部（１０）と、算出部（１０）の算出結果に基づき、自局（１００）の負荷を変更するか否かを決定する決定部（２０）と、を有する。

Description

本明細書の開示は、無線通信網における通信装置、通信システム、制御方法及び通信プログラムに関する。

セルラ通信システムの一例として、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムがある。ＬＴＥシステムでは、基地局が自律的に調整するＳＯＮ（ＳｅｌｆＯｒｇａｎｉｚｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋ）技術が適用される。ＳＯＮ技術の１つとして、基地局の負荷を平準化するために、基地局間で送受信される負荷情報に基づいて、カバレッジを定める基地局パラメータを調整する手法が提案されている。

例えば、特許文献１では、自局の負荷情報と他局の負荷情報を比較し、他局の負荷が自局より低い場合は自局のカバレッジ範囲を狭めることにより、基地局間の負荷を平準化する方法が開示されている。ここで負荷情報とは、非特許文献１に記載されているものが用いられている。カバレッジ範囲を狭めるとは、例えば、送信電力を下げるということである。

国際公開第２０１１−１４９０８３

３ＧＰＰＴＳ３６．４２３

しかし、特許文献１に開示された方法では、自局のカバレッジ範囲を狭めた結果、他局へ端末がハンドオーバーすることで他局のトラフィックが増大し、他局のバックホールが輻輳するという問題がある。

この問題の原因の１つは、自局の負荷を変更した場合の他局のバックホールにかかる負荷を考慮できないことにある。

そこで、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、自局の負荷を変更した場合の他局のバックホールにかかる負荷に基づき動作する基地局、方法及びプログラムを提供することである。

本実施形態の基地局は、
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する算出部と、前記算出部の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する決定部と、を有する。

本実施形態の通信システムは、
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールと、自局と通信する端末を備えた通信システムにおいて、
前記基地局は、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する算出部と、前記算出部の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する決定部と、を有し、
前記端末は、
前記基地局の決定の結果に基づき得られた情報を受信する。

本実施形態の基地局のための方法は、
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する工程と、
前記算出部の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する工程と、
を有する。

本実施形態のプログラムは、
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する工程と、
前記算出部の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する工程と、
をコンピュータに実行させる。

上述の実施形態によれば、自局の負荷を変更した場合の他局のバックホールにかかる負荷に基づいた動作を行うことができる。

第１の実施形態に係る無線通信システムのブロック図である。第１の実施形態に係る基地局のブロック図である。第１の実施形態に係る基地局の動作のフローチャートである。第２の実施形態に係る基地局のブロック図である。第２の実施形態に係る基地局の動作のフローチャートである。第３の実施形態に係る基地局のブロック図である。第３の実施形態に係る基地局の動作のフローチャートである。第３の実施形態に係る複数のリンクから構成されるバックホールの一例を示すブロック図である。第３の実施形態の変形例における通信システムのブロック図である。第４の実施形態の通信システムのブロック図である。第４の実施形態に係る基地局のブロック図である。第４の実施形態に係る管理制御装置のブロック図である。第４の実施形態に係る管理制御装置の動作のフローチャートである。各リンクの負荷情報の一例を示す図である。管理制御装置が基地局にボトルネックリンクの負荷情報を送信する動作のシーケンス図である。管理制御装置が基地局に送信する情報の一例である。第４の実施形態に係る基地局の動作のフローチャートである。基地局間におけるリソースステータス通知処理を示すシーケンス図である。リソースステータス要求メッセージの構造を示す説明図である。リソースステータス更新メッセージの構造を示す説明図である。隣接基地局から受信したＳ１ＴＮＬＬｏａｄを基地局がパーセント値に変換する一例である。通信システムの一例である。各実施形態に係る端末５００のブロック図である。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

以下に説明される複数の実施形態は、独立に実施されることもできるし、適宜組み合わせて実施されることもできる。これら複数の実施形態は、互いに異なる新規な特徴を有している。したがって、これら複数の実施形態は、互いに異なる目的又は課題を解決することに寄与し、互いに異なる効果を奏することに寄与する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示している。当該無線通信システムは通信サービス、例えば音声通信若しくはパケットデータ通信又はこれら両方を提供する。図１を参照すると、当該無線通信システムは、基地局１００、隣接基地局１０１、コアネットワーク３、バックホール４及びバックホール５を含む。基地局１００は、バックホール４を介してコアネットワーク３と接続される。また、隣接基地局１０１は、バックホール５を介してコアネットワーク３と接続される。

ここで隣接基地局１０１は、基地局１００と隣り合う基地局を指しても良い。基地局１００と隣接基地局１０１は、例えばＸ２インターフェイス等のインターフェイスで接続されていても良い。また、例えば、基地局１００と隣接基地局１０１がそれぞれ、マクロセル基地局とフェムトセル基地局であり、当該マクロセル基地局が形成する通信エリアにフェムトセル基地局が配置され、ヘテロジーニアスネットワーク（ＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＮｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれるネットワークを構成していても良い。

図２は、第１の実施形態における基地局１００の構成の一例を示す。

基地局１００は、算出部１０および決定部２０を少なくとも有する。

算出部１０は、基地局１００の負荷を変更した場合の、隣接基地局１０１とコアネットワーク３を接続するバックホール５における負荷を算出する。

決定部２０は、基地局１００の負荷を変更するか否かを、算出部の算出結果に基づき決定する。

次に、本実施形態の基地局１００の動作について、図３を用いて説明する。

ステップＳ１０では、算出部１０は、基地局１００の負荷を変更した場合の、バックホール５における負荷を算出する。

ステップＳ１１では、決定部２０は、基地局１００の負荷を変更するか否かを、算出部の算出結果に基づき決定する。

以上のようにして、本実施形態における基地局１００は、基地局１００の負荷を変更した場合の、バックホール５における負荷を算出し、基地局１００の負荷を変更するか否かを、算出部の算出結果に基づき決定する。そのため、本実施形態における基地局１００によれば、自局（基地局１００）の負荷を変更した場合の他局のバックホールにかかる負荷に基づいた動作を行うことができる、という効果がある。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、上述した第１の実施形態の変形例について説明する。

図４は、第２の実施形態における基地局２００の構成の一例を示す。

基地局２００は、算出部１０、決定部２１および変更部３０を少なくとも有する。算出部１０は、第１の実施形態と同様である。

決定部２１は、基地局２００の負荷を変更するか否かを、算出部の算出結果に基づき決定する。

変更部３０は、決定部の決定結果に基づき、基地局２００の負荷を変更する。

ここで、負荷を変更するとは、例えば、カバレッジ範囲の大きさやカバレッジ範囲の位置（緯度情報や経度情報から割り出されるカバレッジ範囲の位置）を変更すること、基地局と通信する端末数を変更することを含む。カバレッジ範囲の大きさやカバレッジ範囲の位置を変える手段は、基地局の送信電力を変更することや、アンテナチルト角やアジマスを変更することや、ビームフォームを実行することなど種々の手段を含む。また、基地局と通信する端末数を変更する手段は、端末を他の基地局にハンドオーバーさせることなど種々の手段を含む。

次に、本実施形態の基地局２００の動作について、図５を用いて説明する。

ステップＳ２０は、第１の実施形態のステップＳ１０と同様である。

ステップＳ２１では、決定部２１は、基地局２００の負荷を変更するか否かを、算出部の算出結果に基づき決定する。ステップＳ２１の決定結果が、「基地局２００の負荷を変更しない」ことを示す場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ２２以降の動作は行われず、動作終了となる。このように、基地局２００の負荷を変更するか否かを、算出部の算出結果に基づいて判断するため、変更部３０は基地局２００の負荷を変更する必要があるときだけ動作することになる。これにより、基地局２００の節電や基地局２００自体の負荷低減が可能となる。

ステップＳ２１の決定結果が、「基地局２００の負荷を変更する」ことを示す場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、変更部３０は基地局２００の負荷を変更する。

ステップＳ２２では、変更部３０は、ステップＳ２１の決定結果に基づいて、基地局２００の負荷を変更する。

以上のようにして、本実施形態における基地局２００は、決定部２１の決定結果に基づき、基地局２００の負荷を変更する。そのため、本実施形態における基地局２００によれば、決定部２１の決定結果に基づき、基地局２００の負荷を変更することができる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、上述した第１又は第２の実施形態の変形例について説明する。

図６は、第３の実施形態における基地局３００の構成の一例を示す。

基地局３００は、算出部１０、決定部２１、変更部３０、判断部４０を少なくとも有する。なお、算出部１０、決定部２１および変更部３０は、第２の実施形態と同様である。

判断部４０は、第一の判断部４１と、第二の判断部４２または第三の判断部４３のいずれか、または両方を有しても良い。

第一の判断部４１は、図１における基地局１００（以下、本実施形態では基地局３００の機能を有するため基地局３００とよぶ）のリソースが輻輳しているか否かを判断する。

第二の判断部４２は、基地局３００とコアネットワーク３を接続するバックホール４における負荷情報に基づき、バックホール４が輻輳しているか否かを判断する。

第三の判断部４３は、図１における隣接基地局１０１とコアネットワーク３を接続するバックホール５における負荷情報に基づき、バックホール５が輻輳しているか否かを判断する。

次に、本実施形態の基地局３００の動作について、図７を用いて説明する。ここでは、主に前述の実施形態との差異を中心に説明する。

ステップＳ３０では、第一の判断部４１は、基地局３００のリソースが輻輳しているか否かを判断する。ステップＳ３０の判断結果が、「基地局３００のリソースが輻輳していない」ことを示す場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、ステップＳ３１へ移行する。一方、ステップＳ３０の判断結果が、「基地局３００のリソースが輻輳している」ことを示す場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行する。

ステップＳ３１では、第二の判断部４２は、基地局３００とコアネットワーク３を接続するバックホール４における負荷情報に基づき、バックホール４が輻輳しているか否かを判断する。ステップＳ３１の判断結果が、「バックホール４が輻輳していない」ことを示す場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ステップＳ３２以降の動作は行われず、動作終了となる。このように、基地局３００とコアネットワーク３を接続するバックホール４が輻輳しているか否かの判断結果に基づいて動作するため、算出部１０は算出が必要なときだけ動作することになる。これにより、基地局３００の節電や基地局３００自体の負荷低減が可能となる。

次に、ステップＳ３１の判断結果が、「バックホール４が輻輳している」ことを示す場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２では、第三の判断部４３は隣接基地局１０１とコアネットワーク３を接続するバックホール５における負荷情報に基づき、バックホール５が輻輳しているか否かを判断する。ステップＳ３２の判断結果が、「バックホール５が輻輳している」ことを示す場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３３以降の動作は行われず、動作終了となる。このように、隣接基地局１０１とコアネットワーク３を接続するバックホール５が輻輳しているか否かの判断結果に基づいて動作するため、算出部１０は算出が必要なときだけ動作することになる。これにより、基地局３００の節電や基地局３００自体の負荷低減が可能となる。

次に、ステップＳ３２の判断結果が、「バックホール５が輻輳していない」ことを示す場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、算出部１０はステップＳ３３の動作を行う。なお、ステップＳ３３、ステップＳ３４およびステップＳ３５は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。

なお、本実施形態を、基地局とコアネットワークとの間のバックホールが複数のリンクから構成される場合に適用しても良い。

図８は、複数のリンクから構成されるバックホールの一例を示すブロック図である。図８に示すように、複数のリンクから構成されるバックホールは、アクセスリンクと、アグリゲーションリンクと、メトロリンクとに分けることができる。アクセスリンクは、アクセス領域に設置された基地局を収容するリンクである。アグリゲーションリンクは、アクセス領域の複数の基地局、およびアグリゲーション領域に設置された基地局を収容するリンクである。メトロリンクは、メトロ領域におけるリンクであって、アグリゲーションリンクから転送される複数の基地局のデータトラフィックをコアネットワークへ転送するリンクである。

図９は、本実施形態の変形例における通信システムの一例を示すブロック図である。

図９に示す通信システムでは、基地局３００〜３２０は、リンク３０１〜３０５、中継装置３３０〜３４０を介して、コアネットワーク３５０と接続されている。基地局３００と基地局３１０は、中継装置３３０を接続されている。基地局３２０は、中継装置３４０と接続されている。また、中継装置３３０〜３４０は、コアネットワーク３５０と接続されている。基地局３００と基地局３１０、基地局３１０と基地局３２０は、Ｘ２インターフェイスで接続されている。端末３６０は基地局３１０のセル３８０に在圏しているとする。

リンク３０４は、リンク３０１およびリンク３０２を集約している。そのため、リンク３０４には、リンク３０１とリンク３０２の両方からトラフィックが流れ込みうる。

第二の判断部４２および第三の判断部４３は、バックホールが複数のリンクから構成される場合、基地局とコアネットワークをつなぐバックホールにおいて最も負荷が高いリンクにおける負荷情報を用いても良い。具体的には、仮に、基地局３００とコアネットワーク３５０との間のバックホールにおいて、リンク３０１に比べリンク３０４の負荷が高いとする。このような場合、本実施形態において第二の判断部４２が判断に用いる負荷情報は、リンク３０４における負荷情報であっても良い。

本実施形態における通信システムまたは基地局３００では、基地局３００のリソースが輻輳しているかのみならず、自局とコアネットワークを接続するバックホールが輻輳しているか否かおよび、隣接基地局とコアネットワークを接続するバックホールが輻輳しているか否かに基づき、自局の負荷を変更するか否かを判断することができる。つまり、自局の負荷を変更すべき場合を的確に判断し、自局の負荷変更が必要なときだけ負荷を変更させることが可能となる。そのため、基地局３００の節電を図ることが可能となる。

本実施形態における通信システムまたは基地局３００では、次のような課題も解決することができる。例えば、基地局３００のバックホールが輻輳している場合に、基地局３００に到達するパケットが少ないのでＰＲＢ（ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）使用率が低くかつ基地局３００のセル（図９のセル３７０）に在圏している端末のスループットが低い状態になりうる。その際に、基地局３００は、自局（基地局３００）のＰＲＢ使用率が高くないため、自局の送信電力を変更しない。そのため、セル３７０に在圏している端末のスループットの改善が行われることがない。

上述した課題は、例えば、基地局３００のアグリゲーションリンク（図９のリンク３０４）および、基地局３００のアクセスリンク（図９のリンク３０１）が輻輳した場合に生じる。

上述した課題に対し、本実施形態における基地局３００は、基地局３００のリソースが輻輳していない場合でも、自局とコアネットワークを接続するバックホールが輻輳しているか否かに基づき、自局の負荷を変更するか否かを判断することができる。そのため、自局のリソースの輻輳を適切に解消することが可能となる。また、自局と通信する端末を適切に移動させることが可能となるため、自局のリソースの輻輳を解消させること、および自局のバックホールの輻輳を解消させることが可能となる。

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、上述した第１乃至第３の実施形態の変形例について説明する。

図１０は、本実施形態の通信システムの一例を示すブロック図である。

図１０に示す通信システムでは、基地局４００〜４１０は、リンク４２１〜４２７、中継装置４３０〜４７０を介して、コアネットワーク４８０と接続されている。基地局４００とコアネットワーク４８０の間は、リンク４２１、４２３、４２５および４２７で接続されている。基地局４１０とコアネットワーク４８０の間は、リンク４２２、４２４、４２６および４２７で接続されている。さらに、バックホールのリソースを管理する管理制御装置４９０と、管理制御装置４９０と各中継装置間のインターフェイスは、管理制御装置４９０が各リンク４２１〜４２７における負荷情報を取得できるインターフェイスであれば良い。また、管理制御装置４９０と基地局４００および管理制御装置４９０と基地局４１０との間のインターフェイスは、基地局４００、基地局４１０がバックホールにおける負荷情報を受信できるインターフェイスであれば良い。管理制御装置４９０とは、例えばＮＭＳ（ＮｅｔｗｏｒｋＭａｎａｇｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）である。

図１１は、第４の実施形態における基地局４００の構成の一例を示す。

基地局４００は、算出部１０、決定部２１、変更部３０、判断部４０、通信部５０および制御部６０を少なくとも有する。算出部１０は、無線品質算出部１１、端末数算出部１２、通信品質算出部１３および負荷情報算出部１４を少なくとも有する。なお、変更部３０および判断部４０は、第３の実施形態と同様である。

無線品質算出部１１は、自局（基地局４００）に接続している端末から報告される無線品質に関する情報を用いて、自局の負荷を変更した場合の端末の無線品質に関する情報を算出する。

端末数算出部１２は、自局の負荷を変更した場合の自局及び隣接基地局と通信する端末の数に関する情報を算出する。

通信品質算出部１３は、自局の負荷を変更した場合の各端末のスループットに関する情報を算出する。

負荷情報算出部１４は、自局の負荷を変更した場合の自局及び隣接基地局のバックホール負荷に関する情報を算出する。

決定部２１は、自局の負荷を変更した場合の隣接基地局のボトルネックリンクの負荷情報が所定の値を超えているか否かに基づき、自局の負荷を変更するか否かを決定する。

通信部５０は、外部装置と有線または無線で接続し、外部装置との間で、種々の情報を送信又は受信する。本実施形態では、基地局とコアネットワークをつなぐバックホールにおいて最も負荷が高いリンクにおける負荷に関する情報を管理制御装置４９０から受信する。

制御部６０は、基地局４００に含まれる構成部それぞれを制御する。

図１２は、第４の実施形態における管理制御装置４９０の構成の一例を示す。

管理制御装置４９０は、中継装置通信部４９１、負荷情報演算部４９２、基地局通信部４９３およびデータベース部４９４を少なくとも有する。

中継装置通信部４９１は、管理制御装置４９０と接続している各中継装置（図１０の中継装置４３０〜４７０）からリンク毎の負荷情報を受信する。負荷情報の単位の一例として、ビットレート（ｂｐｓ、Ｍｂｐｓ）や単位時間あたりの転送バイト数（ＭＢ，ＧＢ）などが挙げられる。

負荷情報演算部４９２は、各リンクの負荷情報をリンクの物理速度に対してパーセント値に正規化する。そして、負荷情報演算部４９２は、正規化した負荷情報をもとに、基地局ごとに、基地局とコアネットワーク４８０との間で最も負荷が高いリンク、つまりボトルネックリンク（ＢｏｔｔｌｅｎｅｃｋＬｉｎｋ）を抽出する。

基地局通信部４９３は、基地局ごとに抽出したボトルネックリンクの負荷情報および基地局から１ホップ目のリンクにおける負荷情報を基地局に送信する。

データベース部４９４は、中継装置通信部４９１や基地局通信部４９３によって、基地局に対する各リンクにおける負荷情報、各リンクに対する基地局とコアネットワーク４８０とのマッピング情報を随時更新している。

次に、本実施形態の管理制御装置４９０が基地局に対する各リンクの負荷情報を収集し、ボトルネックリンクを抽出するまでの動作について、図１３を用いて説明する。

ステップＳ１０１では、管理制御装置４９０が各リンク（図１０のリンク４２１〜４２７）における負荷情報を収集する。

ステップＳ１０２では、各リンクの負荷情報をリンクの物理速度に対してパーセント値に正規化する。図１４は、基地局４００とコアネットワーク４８０との間および基地局４１０とコアネットワーク４８０との間における各リンクの負荷情報の一例を示す図である。図１４に示す各値は、パーセント値に正規化された負荷情報である。

ステップＳ１０３では、正規化された負荷情報が示す値が最も高いリンクを、ボトルネックリンクに決定する。このとき、負荷情報演算部４９２は、基地局とコアネットワーク４８０との間の全リンクではなく、基地局からＮホップ目（Ｎは整数値）までの各リンクの中で最も負荷が高いリンクをボトルネックリンクとして抽出するようにしても良い。

例えば、負荷情報演算部４９２は、基地局からオペレータネットワークのエントランスとなるＳｅＧＷ（ＳｅｃｕｒｉｔｙＧａｔｅｗａｙ）までの各リンク、また例えば、基地局からバックホールネットワークの比較的輻輳しやすいリンクである細いリンクまでの各リンク、の中で最も負荷が高いリンクをボトルネックリンクとして抽出するようにしても良い。例えば、負荷情報演算部４９２は、アクセス領域、アグリゲーション領域における各リンクの中で最も負荷が高いリンクを抽出しても良い。

図１５は、管理制御装置４９０が基地局４００にボトルネックリンクの負荷情報を送信する動作を示すシーケンス図である。このとき、基地局から１ホップ目のリンクの負荷情報も送信する。図１６に、管理制御装置４９０が基地局４００に送信する情報の一例を示す。図１６では、ボトルネックリンクと、基地局から１ホップ目のリンクの負荷情報が、Ｍｂｐｓ単位とパーセント値で表示されている。

次に、本実施形態の基地局４００の動作について、図１７を用いて説明する。

ステップＳ４０では、判断部４０は、自局（図１０の基地局４００）のリソースが輻輳しているか否かを判断する。ステップＳ４０の判断結果が、「自局のリソースが輻輳していない」ことを示す場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、ステップＳ４２へ移行する。一方、ステップＳ４０の判断結果が、「自局のリソースが輻輳している」ことを示す場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１へ移行する。

ステップＳ４１では、判断部４０は、さらに、自局のボトルネックリンクの負荷情報の値が所定の値を超えていれば（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、基地局４００のバックホールが輻輳しているとみなし、次の動作（ステップＳ４２）を行う。所定の値を超えていなければ（ステップＳ４１：ＮＯ）、ステップＳ４２以降の動作は行われず、動作終了となる。

ステップＳ４２では、判断部４０は、さらに、基地局４００の隣接基地局４１０のボトルネックリンクの負荷情報の値が所定の閾値を超えていなければ（ステップＳ４２：ＮＯ）、隣接基地局４１０のバックホールが輻輳していないとみなし、次の動作（ステップＳ４３）を行う。所定の値を超えていれば（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、ステップＳ４３以降の動作は行われず、動作終了となる。

ステップＳ４３では、無線品質算出部１１は、端末に無線品質の測定および報告を指示する。ここで、無線品質とは、例えば、ＲＳＲＰ（ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＲｅｃｅｉｖｅｄＰｏｗｅｒ）である。さらに無線品質算出部１１は、端末が測定および報告する無線品質に関する情報を用いて、自局の負荷を変更した場合の端末の無線品質に関する情報を算出する。

ステップＳ４４では、端末数算出部１２は、隣接基地局４１０から１ホップ目のリンクの負荷情報を用いて、隣接基地局４１０に接続している端末数を予測する。ここで、端末数算出部１２は、各基地局に接続している端末は、平均的に同じ量のデータを送受信していると仮定する。つまり、平均実行アクティブ端末数は、各基地局から１ホップ目のリンクの負荷に比例すると仮定する。ここで、平均実効アクティブ端末数とは、平均アクティブ端末数を算出する際にアクティブ端末数がゼロの時間を除いてアクティブ端末数の平均値を指している。例えば、平均実行アクティブ端末数は、ある所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）に測定したセルのアクティブ端末数を、所定の期間（例えば、１５分間）について平均化した値を示す。平均アクティブ端末数は、無線基地局におけるＬａｙｅｒ２Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓとして３ＧＰＰＴＳ３６．３１４ｖｅｒ１１．１．０で規定されている。

例えば、自局に１０台の端末が接続しており、自局から１ホップ目のリンクの負荷が１００Ｍｂｐｓであり、かつ、隣接基地局４１０から１ホップ目のリンクの負荷が２０Ｍｂｐｓであることを示しているとする。端末数算出部１２は、隣接基地局４１０から１ホップ目のリンクの負荷が、自局から１ホップ目のリンクの負荷の０．２倍であることから、隣接基地局４１０に接続している端末数も、自局に接続している端末数の０．２倍である（隣接基地局４１０に接続している端末数は２台である）と予測する。

ステップＳ４５では、通信品質算出部１３は、自局の負荷を変更した場合の自局の各端末のスループットに関する情報を算出する。具体的には、無線品質算出部１１による端末の無線品質の算出結果と、端末数算出部１２によるセルごとの平均実行アクティブ端末数の算出結果をもとに、端末の通信品質を算出する。端末の通信品質とは、例えば、スループットがあげられる。ここで、通信品質算出部１３は、自局の負荷を変更する前から、隣接基地局と接続している端末のスループットをも算出しても良い。

ステップＳ４６では、負荷情報算出部１４は、自局の負荷を変更した場合の自局及び隣接基地局のボトルネックリンクの負荷情報を算出する。具体的には、ステップＳ１３で通信品質算出部１３が算出した端末の通信品質から、自局の負荷を変更した場合に隣接基地局にかかる負荷を算出する。

ステップＳ４７では、ステップＳ４６で算出した、自局の負荷を変更した場合の隣接基地局のボトルネックリンクの負荷情報が所定の値を超えていなければ（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、次の処理（ステップＳ４８）を実行する。所定の値を超えていれば（ステップＳ４７：ＮＯ）、ステップＳ４８以降の動作は行われず、動作終了となる。このように、自局の負荷を変更した場合の隣接基地局のボトルネックリンクの負荷情報が所定の値を超えているか否かに基づいて動作するため、変更部３０は算出が必要なときだけ動作することになる。これにより、基地局４００の節電や、端末の隣接基地局４１０へ無用な移動を低減させることが可能となる。

ステップＳ４８において、変更部３０は、決定部２１の決定結果に基づき、基地局４００の負荷を変更する。

なお、基地局４００は、自局の負荷を変更した場合の自局のボトルネックリンクの負荷情報が所定の値を超えているか否かに基づいて動作しても良い。具体的には、自局の負荷を変更した場合の自局のボトルネックリンクの負荷情報が所定の値以下である場合には、自局の負荷を変更することによって自局のボトルネックリンクの輻輳が解消される見込みがあるとみなし、自局の負荷を変更しても良い。

また、基地局４００は、図１６に示すボトルネックリンクと１ホップ目のリンクの負荷情報を管理制御装置４９０からではなく、隣接基地局４１０から受信しても良い。この場合、基地局間でＸ２リンクを経由し、リソースステータス通知処理、具体的には３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）の技術仕様書（ＴＳ３６．４２３Ｖｅｒｓｉｏｎ１１．５．０）に記載されたＲｅｓｏｕｒｃｅＳｔａｔｕｓＲｅｐｏｒｔｉｎｇＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｄｕｒｅを実行する。

図１８は、基地局間におけるリソースステータス通知処理を示すシーケンス図である。リソースステータス通知処理では、図１８に示すように、基地局４００から、隣接基地局４１０に対して、リソースステータス要求メッセージ（Ｘ２：ＲＥＳＯＵＲＣＥＳＴＡＴＵＳＲＥＱＵＥＳＴｍｅｓｓａｇｅ）が送信される。そして、隣接基地局４１０から基地局４００へ、リソースステータス要求メッセージに対する応答メッセージ（Ｘ２：ＲＥＳＯＵＲＣＥＳＴＡＴＵＳＲＥＳＰＯＮＳＥｍｅｓｓａｇｅ）が送信される。

図１９は、リソースステータス要求メッセージの構造を示す説明図である。基地局４００は、リソースステータス要求メッセージにおいて、Ｘ２リンクを確立している隣接基地局４１０の負荷情報を測定対象として指定する。具体的には、基地局４００は、図１９に示すように、リソースステータス要求メッセージのパラメータ“ＲｅｐｏｒｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（測定対象項目）”に、“ＴＮＬ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＮｅｔｗｏｒｋＬａｙｅｒ）ｌｏａｄＩｎｄＰｅｒｉｏｄｉｃ”を指定する。それにより、基地局４００は、隣接基地局４１０の負荷情報を定期的に受信することが可能になる。なお、“ＲｅｐｏｒｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ”には最大４つの負荷情報を指定することができる。その１つに、“ＴＮＬｌｏａｄＩｎｄＰｅｒｉｏｄｉｃ”が含まれる。

次に、基地局４００は、隣接基地局４１０からリソースステータス更新メッセージ（Ｘ２：ＲＥＳＯＵＲＣＥＳＴＡＴＵＳＵＰＤＡＴＥｍｅｓｓａｇｅ）を受信する。

図２０は、リソースステータス更新メッセージの構造を示す説明図である。基地局４００が受信するリソースステータス更新メッセージには、図２０に示すように“Ｓ１ＴＮＬＬｏａｄＩｎｄｉｃａｔｏｒ”が含まれる。“Ｓ１ＴＮＬＬｏａｄＩｎｄｉｃａｔｏｒ”は、Ｓ１トランスポートネットワークレイヤの負荷情報（以下、Ｓ１ネットワーク負荷情報という）である。Ｓ１ネットワーク負荷情報は、基地局と基地局から１ホップ目の中継装置との間のリンク、つまりアクセスリンクのバックホールリソース負荷を示す。

本実施形態では、基地局４００が隣接基地局４１０にＸ２：ＲＥＳＯＵＲＣＥＳＴＡＴＵＳＲＥＳＰＯＮＳＥｍｅｓｓａｇｅを送信し、隣接基地局４１０からＸ２：ＲＥＳＯＵＲＣＥＳＴＡＴＵＳＵＰＤＡＴＥｍｅｓｓａｇｅを受信する。そのため、基地局４００は隣接基地局４１０のＳ１ＴＮＬＬｏａｄを取得することが可能となる。

図２１は、隣接基地局４１０から受信したＳ１ＴＮＬＬｏａｄを基地局４００がパーセント値に変換する一例である。基地局４００は、隣接基地局４１０から受信したＳ１ＴＮＬＬｏａｄをパーセント値に変換し、図１７に示す動作を開始する。

本実施形態における通信システムまたは基地局４００では、次のような課題を解決することができる。

図２２は通信システムの一例である。例えば、セル４０３に在圏している端末のトラフィックデータが多いため、基地局４１０と基地局４２０のアグリゲーションリンク（リンク４０４０）で輻輳している場合に、基地局４１０に到達するパケットが少ないのでＰＲＢ使用率が低くかつセル４０２に在圏している端末のスループットが低い状態になり得る。しかし、基地局４００から見た場合、セル４０２のＰＲＢ使用率が高くないので、セル４０２にいる無線端末数が多くないと見積もり、仮にセル４０１に在圏している端末４０４を移動させたとしても、セル４０２に移動した端末４０４と残りのセル４０１に在圏している端末のスループットが改善すると見込み、基地局４００の送信電力を下げる。その結果、セル４０１に在圏していた端末４０４は基地局４１０に移動することで、基地局４１０のアクセスリンクおよびアグリゲーションリンクはさらに輻輳し、基地局４１０に移動した端末４０４のスループットは改善されない。

上述した課題は、基地局４１０と基地局４２０のアグリゲーションリンク（図２２のリンク４０４０）で輻輳が生じる場合を指摘しているが、基地局４１０のアクセスリンクつまりリンク４０１０が輻輳した場合にも同様な問題が生じる。

上述した課題に対し、本実施形態における基地局４００によれば、基地局４００に接続している端末を隣接基地局４１０に移動させた場合の隣接基地局４１０におけるバックホールの輻輳状況を想定した上で、端末を移動させるべきか否か判断することができる。そのため、端末の不要な移動が低減され、端末の移動（ハンドオーバー等）に伴うシグナリングも低減される。また、基地局４００の不要な送信電力の変更を防ぐこともできる。そのため、基地局４００、隣接基地局４１０および通信システム全体の負荷低減が可能となる。

さらに、次のような課題も解決することができる。例えば、セル４０１のＰＲＢ使用率が高くかつ、隣接セル４０２のリンク４０１０、リンク４０４０は輻輳していない場合に、基地局４００がセル４０２に移動した端末４０４と残りのセル４０１に在圏している端末のスループットが改善すると見込み、基地局４００の送信電力を下げることで、端末４０４はセル４０２に移動する。しかし、端末４０４がセル４０２に在圏することにより、リンク４０１０、リンク４０４０のトラフィックが増える。リンク４０１０、リンク４０４０のトラフィックが増えることにより、アグリゲーションリンクのリンク４０４０が輻輳する恐れがある。リンク４０４０が輻輳した場合、セル４０２に移動した端末４０４のスループットは改善することがなく、かつ、もともとセル４０２に在圏していた端末のスループットの劣化を引き起こす可能性もある。

上述した課題は、端末４０４がセル４０２に在圏することにより、基地局４１０のアグリゲーションリンクのリンク４０４０で輻輳が生じる場合を指摘しているが、基地局４１０のアクセスリンクつまりリンク４０１０が輻輳した場合にも同様な問題点が生じる。

なお、上述した実施形態の図１１における算出部１０の構成が制御装置に組み込まれても良い。制御装置とは、例えば、ＭＭＥ（ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）、ＥＭＳ（ＥｌｅｍｅｎｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、ＨｅＮＢ−ＧＷ（ＨｏｍｅｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢＧａｔｅＷａｙ）等の装置であっても良い。算出部１０がこれらの制御装置に組み込まれる場合、算出部１０は、算出結果を基地局に通知する構成にしても良い。

また、上述した実施形態においては、管理制御装置４９０が基地局４００にボトルネックリンクの負荷情報および基地局から１ホップ目のリンクの負荷情報を送信しているが、当該負荷情報を管理制御装置４９０が制御装置に送信しても良い。

また、基地局とコアネットワークとの間のバックホールにおける負荷情報ではなく、基地局からコアネットワークまでの中間装置（ルータ、スイッチ等）の負荷情報（ハードウェア使用率、ＣＰ使用率、メモリ使用率等)を用いても良い。

上述した実施形態の各処理は、ソフトウェアによって実行されてもよい。すなわち、各処理を行うためのコンピュータ・プログラムが、通信装置が備えるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）によって読み込まれ、実行されてもよい。プログラムを用いて各処理を行っても、上述の実施形態の処理と同内容の処理を行うことができる。そして、上記のプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上述した実施形態の各処理に従い、端末はハンドオーバーを実行しても良い。図２３は、各実施形態における端末５００の構成の一例を示す。

端末５００は、通信部５０１および制御部５０２を少なくとも有する。通信部５０１は、外部装置と有線または無線で接続し、外部装置との間で、種々の情報を送信又は受信する。通信部５０１は、各実施形態において基地局の各構成部から情報を受信しても良い。制御部５０２は、端末５００に含まれる構成部を制御する。

さらに、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

また、本明細書および特許請求の範囲において使用されるセルとの用語は、その時々において、基地局や基地局のカバレッジ範囲又はセクタ若しくはこれらの組み合わせを意味する。

さらに、本明細書および特許請求の範囲において使用される基地局との用語は、その時々において、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）、ＨｅＮＢ（ＨｏｍｅｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）又はその他情報処理装置若しくはこれらの組み合わせを意味する。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、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。例えば、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する決定部と、
を有する基地局。

（付記２）
前記決定に基づき前記自局の負荷を変更する変更部を有する、付記１に記載の基地局。

（付記３）
自局のカバレッジ範囲を変更することで前記自局の負荷を変更する、付記２に記載の基地局。

（付記４）
前記自局の負荷は前記第一のバックホールにおける負荷である、付記１〜３のいずれか１つに記載の基地局。

（付記５）
前記第一のバックホールにおいて最も負荷が高いリンクに関する第一の情報に基づき、
前記第一のバックホールが輻輳しているか否かを判断する第一の判断部を有し、前記判断部の判断結果に基づき、前記算出を実行するか否かを決定する、付記４に記載の基地局。

（付記６）
前記第二のバックホールにおいて最も負荷が高いリンクに関する第二の情報に基づき、前記第二のバックホールが輻輳しているか否かを判断する第二の判断部を有し、
前記判断部の判断結果に基づき、前記算出を実行するか否かを決定する、付記４または５に記載の基地局。

（付記７）
自局から１ホップ目のバックホールリンクにおけるバックホール負荷に関する第三の情報に基づき、前記自局の負荷を変更した場合の前記自局と通信する端末の数に関する情報を算出する、付記６に記載の基地局。

（付記８）
前記自局の負荷を変更した場合の端末の無線品質に関する情報を算出する付記７に記載の基地局。

（付記９）
前記端末の数に関する情報と前記無線品質に関する情報に基づき、前記自局の負荷を変更した場合の前記端末のスループットに関する情報を算出する付記８に記載の基地局。

（付記１０）
前記端末のスループットに関する情報に基づき、前記第一の負荷を算出する付記９に記載の基地局。

この出願は、２０１４年８月２７日に出願された日本出願特願２０１４−１７２１１６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

３、３５０、４８０コアネットワーク
４、５、３０１〜３０５、４２１〜４２７、４０００、４０１０、４０２０、４０３０、４０４０バックホールにおけるリンク
１０算出部
１１無線品質算出部
１２端末数算出部
１３通信品質算出部
１４負荷情報算出部
２０決定部
３０変更部
４０判断部
４１第一の判断部
４２第二の判断部
５０、６０１通信部
６０、６０２制御部
１００、２００、３００、３１０、３２０、４００、４１０、４２０基地局
１０１隣接基地局
３３０〜３４０、４３０、４４０中継装置
３６０、４０４、６００端末
３７０〜３９０、４０１〜４０３セル
４９０管理制御装置
４９１中継装置通信部
４９２負荷情報演算部
４９３基地局通信部
４９４データベース部

Claims

自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する算出手段と、
前記算出手段の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する決定手段と、
を有する基地局。
前記決定に基づき前記自局の負荷を変更する変更手段を有する、請求項１に記載の基地局。
自局のカバレッジ範囲を変更することで前記自局の負荷を変更する、請求項２に記載の基地局。
前記自局の負荷は前記第一のバックホールにおける負荷である、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の基地局。
前記第一のバックホールにおいて最も負荷が高いリンクに関する第一の情報に基づき、前記第一のバックホールが輻輳しているか否かを判断する第一の判断手段を有し、
前記第一の判断手段の判断結果に基づき、前記算出を実行するか否かを決定する、請求項４に記載の基地局。
前記第二のバックホールにおいて最も負荷が高いリンクに関する第二の情報に基づき、前記第二のバックホールが輻輳しているか否かを判断する第二の判断手段を有し、
前記第二の判断手段の判断結果に基づき、前記算出を実行するか否かを決定する、請求項４または５に記載の基地局。
前記決定手段は、自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおけるボトルネックリンクの負荷情報が所定の値を超えていなければ、前記自局の負荷を変更すると決定する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基地局。
基地局と前記基地局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
前記基地局は、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出する算出手段と、
前記算出手段の算出結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する決定手段と、を有し、
端末は、
前記基地局の決定の結果に基づき得られた情報を受信する、通信システム。
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出し、
前記算出の結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する、
基地局のための方法。
自局と前記自局と接続するコアネットワークとの間の第一のバックホールと、隣接基地局と前記隣接基地局と接続するコアネットワークとの間の第二のバックホールとを備えた通信システムにおいて、
自局の負荷を変更した場合の前記第二のバックホールにおける負荷を算出し、
前記算出の結果に基づき、前記自局の負荷を変更するか否かを決定する、
基地局のための方法をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。