WO2014181536A1 - 通信システム、基地局、及び通信方法 - Google Patents

通信システム、基地局、及び通信方法 Download PDF

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WO2014181536A1
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鈴木 健弘
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日本電気株式会社
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    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a communication system, a base station, and a communication method for performing a handover process.
  • the first is S1 handover using an S1 interface formed between a base station and a host device such as MME (Mobility Management Entity) or S-GW (Serving Gateway).
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving Gateway
  • X2 handover using an X2 interface formed between base stations.
  • MME Mobility Management Entity
  • X2 handover does not pass through the MME, there is an advantage that the delay of the handover process and the data transfer during the handover is less than the S1 handover.
  • Patent Document 1 A technique related to handover in the LTE system is described in Patent Document 1, for example.
  • X2 handover is performed, and when the X2 interface is not functioning, S1 handover is performed.
  • the X2 handover process may be slower than the S1 handover process.
  • the X2 interface and the S1 interface may not be constructed in a QoS (Quality of Service) or a private IP (Internet Protocol) network with security guaranteed.
  • QoS Quality of Service
  • IP Internet Protocol
  • a communication carrier constructs and borrows a public IP network for the purpose of suppressing CAPEX (Capital Expenditure).
  • CAPEX Capital Expenditure
  • the X2 handover process may be slower than the S1 handover process, particularly in a public IP network. This problem is caused by the fact that the handover is not processed based on the processing priority based on the type of handover.
  • an object of the present invention is to provide a communication system, a base station, and a communication method capable of performing a handover process based on a processing priority based on a handover type.
  • the base station includes receiving means for receiving a handover request from a terminal, and executing means for executing handover processing based on processing priority based on the type of handover.
  • the communication system includes a base station and a terminal, the terminal transmits a handover request to the base station, and the base station performs handover based on the processing priority based on the type of handover. Execute the process.
  • the communication method receives a handover request and executes a handover process based on a processing priority based on the type of handover.
  • handover processing can be executed based on processing priority based on handover type.
  • the communication system 10 in this embodiment includes a terminal 11 and a base station 12 that communicates with the terminal 11.
  • the base station 12 includes a reception unit 13 and an execution unit 14.
  • the receiver 13 of the base station 12 receives a handover request from the terminal 11 (step S1). Then, the execution unit 14 of the base station 12 executes the handover process of the terminal 11 based on the processing priority based on the handover type (step S2).
  • the base station 12 may execute processing priority determination based on the handover type of the handover executed in Step S2 between Step S1 and Step S2.
  • another management apparatus may determine the processing priority based on the handover type and notify the base station 12 of the determined processing priority.
  • the communication system 10 it is possible to process a handover based on the processing priority based on the handover type. Therefore, even when packet path congestion occurs, the X2 handover process can be prioritized over the S1 handover process. As a result, even when a public IP network in which packet path congestion is likely to occur is used, X2 handover processing can be prioritized over S1 handover processing.
  • a communication system such as LTE, WCDMA (registered trademark) ((Wideband Code Division Multiple Access), or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).
  • the communication system 20 in this embodiment is an LTE system and includes base stations 21 1 to N , terminals 22 1 to M , an IP network 23, and a core network 24.
  • the core network 24 includes an MME (Mobility Management Entity) 25, an S-GW (Serving-Gateway) 26, a PDN-GW (Packet Data Network Gateway) 27, an HSS (Home Subscriber), and 28.
  • the MME 25 performs control related to call processing, such as authentication of a terminal using LTE access, security management, mobility management, and session management.
  • the S-GW 26 handles data transfer for terminals using LTE access.
  • the PDN-GW 27 becomes an anchor for data transfer to The Internet. Then, the HSS 28 performs terminal authentication and profile.
  • FIG. 4 shows the configuration of the base station 21 1.
  • the other base stations 212 to N have the same configuration.
  • Base station 21 1 has a first transceiver portion 29, a second transmitting and receiving unit 30, a management unit 31, a setting unit 32, a.
  • the first transmission / reception unit 29 performs wired data transmission / reception using the S1 line and the X2 interface.
  • the second transmission / reception unit 30 performs wireless data transmission / reception with the terminals 221 to M.
  • the management unit 31 manages SPID (Service Protocol Identifier) information for each user of the terminals 22 1 to M.
  • the SPID is an index set for each of the terminals 22 1 to M.
  • the setting unit 32 records a correspondence relationship between the SPID value, the handover processing priority, and the QoS level.
  • the setting unit 26 determines a handover type and sets a processing priority and a QoS level based on the correspondence relationship. Then, the setting unit 32 notifies the first transmission / reception unit 29 of the determined handover type and processing priority, and notifies the second transmission / reception unit 30 of the set QoS level.
  • FIG. 5 A database of SPID information for each user of the terminals 22 1 to M managed by the management unit 31 is shown in FIG. As illustrated in FIG. 5, in the database A managed by the management unit 31, the SPID value is associated with each user ID.
  • the database B recorded by the setting unit 32 is a database in which correspondence relationships between SPID values, processing priorities, and QoS levels are set. That is, as shown in FIG. 6, the S1 handover processing priority, the X2 handover processing priority, and the QoS level are set for each predetermined range of the SPID value.
  • DSCP Differentiated Services Code Point
  • DSCP which is a processing priority index
  • DSCP is added to the handover process message so that the handover process is processed with the set priority.
  • DSCP is set so that X2 handover has a higher value than S1 handover. That is, the X2 handover is set to have a higher processing priority than the S1 handover.
  • the terminal corresponding to the service having a higher QoS level is set so that the DSCP is higher, that is, the processing priority is higher.
  • the terminal 22 1 transmits an Attach Request for requesting an Attach to the base station 21 1 (Step S10).
  • the base station 21 1 that has received the Attach Request from the terminal 22 1 transfers the Attach Request to the MME 25 (Step S11).
  • the terminal 22 1, and MME25, between HSS28, authentication of the terminal 22 1, concealment executes the processing related to integrity control (step S12).
  • HSS28 transmits the SPID information of the terminal 22 1 to MME25.
  • the MME 25 transmits the SPID information of the terminal 22 1 acquired from the HSS 28 in Step S12 to the base station 21 1 (Step S13).
  • MME25 is the SPID information, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) has been defined in S1-AP: included in Initial Context Setup Request, it may be transmitted to the base station 21 1.
  • the base station 21 1 uses the SPID information received, and updates the management data it manages (step S14). As described above, the base station 21 1 obtains the SPID information of the terminal 22 1 in the Attach Procedure. Note that the Attach Procedure procedure after Step S14 may be in accordance with the processing defined in 3GPP.
  • step S14 the detailed operation of step S14 shown in FIG. 7, that is, the operation of the base station 21 1 that has acquired the SPID information of the terminal 22 1 will be described with reference to FIG.
  • the first transmission / reception unit 29 of the base station 21 1 notifies the management unit 31 of the user information of the terminal 22 1 and the SPID information received from the MME 25 (step S15).
  • the management unit 31 updates the database A shown in FIG. 5 using the received SPID information (step S16). At this time, the management unit 31 may notify the setting unit 32 of the received SPID information (step S17). As described above, the base station 21 1 manages the SPID information received.
  • the terminal 22 1 requests the base station 21 1 to perform handover to the base station 21 2 (step S18).
  • An example of a message requesting a handover is an RRC: Measurement Report message.
  • the base station 21 1 that has received the request for handover determines the type of handover based on the presence or absence of the X2 interface between the base station 21 1 and the base station 21 2 (step S19). That is, the base station 21 1, when the X2 interface is present between the base station 21 1 and the base station 21 2, the type of handover that the terminal 22 1 is carried out, determines that the X2 handover.
  • the base station 21 1 determines that the type of handover performed by the terminal 22 1 is S1 handover.
  • the base station 21 1 sets the processing priority of the handover requested by the terminal 22 1 based on the handover type determined in step S19 (step S20).
  • the remaining handover processing of the terminal 22 1 is executed between the terminal 22 1 , the base station 21 1 , the base station 21 2 , and the MME 25 (step S21).
  • the handover process in step S21 may be in accordance with the procedure of the handover process defined by 3GPP.
  • step S19, S20 operation of the base station 21 1 will be described with reference to FIG.
  • the setting unit 32 of the base station 21 1 acquires SPID information associated with the user of the terminal 22 1 from the database A managed by the management unit 31. (Steps S22 and S23). Then, the setting unit 32, a database B managed by itself, based on the obtained SPID information to determine the processing priority of the handover terminal 22 1 (step S20). Specifically, the setting unit 32 sets the value of the DSCP in the handover of the terminal 22 1, the QoS level. Next, the setting unit 32 notifies the second transmission / reception unit 30 of the QoS level set in step S20 (step S23).
  • the second transmission / reception unit 30 performs communication with the terminal 22 1 in the handover process of the terminal 22 1 at the QoS level.
  • the setting unit 32 notifies the first transmission unit 29 of the DSCP value set in step S20 (step S24).
  • the base station 21 1 sets the priority of the handover process of the terminal 22 1 .
  • the communication system 20 it is possible to set the processing priority based on the handover type. Therefore, even if the network to be used is a public IP network, X2 handover can be processed with priority over S1 handover.
  • the communication carrier can control the priority of the handover process for each user in order to increase ARPU (Average Revenue Per User). That is, the handover process of a terminal that subscribes to a higher fee service can be performed with priority over the handover process of other terminals.
  • ARPU Average Revenue Per User
  • each of the base stations 211 to N has the management unit and the setting unit, but the present invention is not limited to this. That is, a management device that controls a plurality of base stations of the communication system 20 may be newly added. Then, the management apparatus may centrally manage SPID information of terminals connected to the subordinate base stations, and may further set processing priority.
  • the policy number is determined based on the handover type and the SPID value of the user, and the priority of the handover process is determined based on the policy number.
  • the priority of the handover process may be set based on the handover type and another index set for each user.
  • the priority of the handover process may be set for each base station.
  • the setting unit 32 may include a database C shown in FIG. 11 instead of the database B shown in FIG. That is, the priority of the handover process may be set based on the identifier of the base station.
  • the base station 21 1 receives a request for handover from the terminal, based on the handover type, the value of the DSCP set to 11 or 20, it performs the handover process.
  • the priority of the handover process can be set not for each user but for each base station, that is, for each area (cell) where the terminal exists. Therefore, this method is effective when it is necessary to preferentially perform a handover process in a specific area.
  • the communication system in the present embodiment has the same configuration as that of the communication system 20 in the second embodiment shown in FIG. 3, but the method for setting the priority of the handover process is different. That is, in the present embodiment, priority is given to the handover process based on an index set for each bearer, such as QoS class and ARP (Allocation and Retention Priority), instead of the SPID value set for each user.
  • the degree will be set.
  • the QoS class is obtained by classifying the QoS level into a plurality of levels according to the degree of delay, jitter, and the like. In 3GPP, the QoS class is classified into a conversation class, a streaming class, an interactive class, and a best effort class.
  • ARP is a kind of QoS parameter, and is an index indicating processing priority between bearers during congestion control.
  • Management unit 31 of the base station 21 1 in the present embodiment instead of database A shown in FIG. 5, it has a database D shown in FIG. 12.
  • the ARP value of the bearer with the highest ARP among the bearers used by each terminal is associated with the user ID of each terminal.
  • the setting unit 32 of the base station 21 1 in the present embodiment instead of database B shown in FIG. 6, it has a database E shown in FIG. 13.
  • the database E a correspondence relationship between the ARP value and the processing priority is set. That is, as shown in FIG. 13, the processing priority of S1 handover and the processing priority of X2 handover are set for each predetermined range of the ARP value.
  • the base station 21 1 of this embodiment is the same as the processing corresponding to step S13 in FIG. 7, in place of the SPID information or, in addition to the SPID information, bearer information terminal 22 1 is established And the information of the ARP value of each bearer is received from the MME 25 (step S13 ′). Then, the base station 21 1, the processing corresponding to step S14, and updates the information of the ARP corresponding to the user ID in the database D shown in FIG. 12 (step S14').
  • step S19 when the base station 21 1 determines the handover type (step S19), the base station 21 1 performs the database D shown in FIGS. 12 and 13 in the process corresponding to step S20. , E, the processing priority of the handover is set (step S20 ′).
  • the other steps shown in FIG. 7 and FIG. 9 are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the first transceiver 29 of the base station 21 1 in the present embodiment the processing corresponding to step S15 in FIG. 8, bearer and user information of the terminal 22 1, the terminal 22 1 is established Among the ARPs, the highest ARP value is transmitted to the management unit 31 (step S15 ′).
  • the management unit 31 updates the database D shown in FIG. 12 using the received user information and ARP information (step S16 ′).
  • the priority of the handover process can be controlled using the ARP set for each bearer established by the terminal as an index.
  • ARP is used as an index of handover processing priority.
  • the present invention is not limited to this. That is, it is good also as using the QoS class set for every bearer instead of ARP.
  • the setting of the processing priority in the second and third embodiments uses the SPID value, APR, QoS class, etc. in addition to the handover type, but is not limited thereto.
  • the frequency of handover performed by the terminal may be used as an index instead of or in addition to the SPID value, APR, and QoS class.
  • the base station acquires base station information with which the terminal has performed communication in the past, from UE History Information included in a handover request message received from the terminal.
  • the handover processing priority may be set using the number of base stations with which the terminal has been communicating in the past as an index. That is, the handover process of a terminal having a large number of base stations with which the terminal has communicated in the past may be preferentially processed.
  • the terminal when the number of base stations with which the terminal has communicated in the past is large, the terminal is likely to be a terminal that has a high moving speed and frequently performs handover. If the handover process of such a terminal is delayed, the radio link between the terminal and the source base station may be disconnected before the handover process or during the handover process. In this case, since the terminal performs reconnection to the movement-destination base station without completing the handover process, the success rate of the handover process decreases and the data transferred in the handover process is lost. Therefore, by preferentially processing the handover process of a terminal having a large number of base stations that have been communicating in the past, it is possible to prevent a decrease in the success rate of the handover process and the loss of data transferred in the handover process. it can.
  • the communication system in 2nd Embodiment and 3rd Embodiment was made into the communication system of LTE, it is not restricted to this. That is, the operation of the base station of the communication system in the first to third embodiments can be applied to a WCDMA or WiMAX base station in addition to LTE.
  • WCDMA wireless Code Division Multiple Access
  • types of handover for example, there are Inter MSC (Mobile Switching Center) handover / Inter SGSN (Serving GPRS (General Packet Radio Service) and C (over N), and R, and N, and R, and N.
  • WiMAX handover types include R8HO (Reference-Point 8 Hand Over), R6HO (Reference-Point 6 Hand Over), and the like.
  • R8HO is a handover between base stations and corresponds to an X2 handover in the LTE system.
  • R6HO is known as a handover corresponding to the S1 handover of the LTE system.
  • each operation of the communication system described in the first to third embodiments is performed by the CPU of the apparatus included in the communication system illustrated in FIGS. 1, 3, and 7, and other apparatuses that can communicate with the apparatus. (Central Processing Unit) may be controlled.
  • a recording medium recording software program codes for realizing the functions of the respective embodiments is prepared, and the CPU operates by reading out the program codes stored in the recording medium by a general-purpose computer. It goes without saying that it is done.
  • the above-mentioned program can be stored, such as CD-ROM (Compact Read Only Memory), DVD-R (Digital Versatile Disk Recordable), optical disc, magnetic disc, and nonvolatile memory card. Anything is fine.
  • the type of base station is not limited. That is, the base station may be any of a macro base station that constitutes a macro cell, a pico base station that constitutes a pico cell, and a femto base station (HNB (Home NodeB) or HeNB) that constitutes a femto cell.
  • HNB Home NodeB
  • HeNB HeNB
  • a base station comprising receiving means for receiving a handover request from a terminal and execution means for executing the handover process based on a processing priority based on the type of handover.
  • Supplementary note 2 The base station according to Supplementary note 1, further comprising means for determining a processing priority based on the type of the handover when the reception unit receives the handover request.
  • Supplementary note 3 The base station according to Supplementary note 1 or 2, wherein the processing priority is DSCP determined based on the type of the handover.
  • the processing priority is set based on an index set for each bearer formed between the terminal and the base station in addition to the type of handover.
  • Base station as described in any one.
  • the processing priority is set based on the number of base stations with which the terminal has communicated in the past, in addition to the type of handover, according to any one of Supplementary notes 1 to 3. base station.
  • a communication system including a base station and a terminal, wherein the terminal transmits a handover request to the base station, and the base station performs processing priority based on the type of the handover.
  • a communication system that executes the handover process based on the above.
  • Supplementary note 13 The communication system according to Supplementary note 11 or 12, wherein the processing priority is DSCP determined based on the type of the handover.
  • the processing priority is set based on an index set for each bearer formed between the terminal and the base station in addition to the type of handover.
  • the communication system according to any one of the above.
  • the processing priority is set based on the number of base stations with which the terminal has communicated in the past, in addition to the type of handover, according to any one of Supplementary notes 11 to 13. Communications system.
  • the processing priority is set based on an index set for each bearer formed between the terminal and the base station in addition to the type of handover.
  • the communication method according to any one of the above.
  • the processing priority is set based on the number of base stations with which the terminal has communicated in the past, in addition to the type of handover, according to any one of supplementary notes 21 to 23 Communication method.
  • Appendix 32 A computer-readable information storage medium on which the program described in Appendix 31 is recorded.

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Abstract

 ハンドオーバの種別に基づく処理優先度に基づいた、ハンドオーバ処理が可能な通信システムを提供する。 本実施形態における通信システムは、基地局と、端末と、を有し、端末は、基地局に対してハンドオーバ要求を送信し、基地局は、ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、ハンドオーバの処理を実行する。

Description

通信システム、基地局、及び通信方法
 本発明は、ハンドオーバ処理を行う通信システム、基地局及び通信方法に関する。
 LTE(Long Term Evolution)システムにおけるハンドオーバには、大別して2種類ある。1つ目は、基地局と、MME(Mobility Management Entity)やS-GW(Serving Gateway)などの上位装置との間に形成されるS1インターフェースを用いる、S1ハンドオーバである。2つ目は、基地局間に形成されるX2インターフェースを用いる、X2ハンドオーバである。一般的に、X2ハンドオーバはMMEを経由しないため、S1ハンドオーバと比較して、ハンドオーバ処理やハンドオーバ中のデータ転送の遅延が少ないという利点がある。
 LTEシステムにおけるハンドオーバに関する技術が、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載のシステムにおいては、無線基地局間のX2インターフェースが機能している場合には、X2ハンドオーバを行い、X2インターフェースが機能していない場合にはS1ハンドオーバを行う。
特開2011-223525号公報
 しかしながら、X2ハンドオーバのためのパケット経路が輻輳している場合、X2ハンドオーバの処理が、S1ハンドオーバの処理よりも遅くなる可能性がある。また、X2インターフェース及びS1インターフェースが、QoS(Quality of Service)やセキュリティが担保されたPrivateなIP(Internet Protocol)ネットワークで構築されない場合がある。例えば、通信事業者が、CAPEX(Capital Expenditure)を抑える目的で、PublicなIPネットワークを構築、借用するケースである。このようなPublicなIPネットワークを構築する場合、S1ハンドオーバとX2ハンドオーバにおけるハンドオーバ処理メッセージや、ハンドオーバ中のデータ転送メッセージは、ベストエフォート型で通信される。
 更に、ネットワーク経路やネットワーク装置での帯域保障がされないため、パケット経路の輻輳が発生しやすい。すなわち、PublicなIPネットワークを構築する場合は特に、X2ハンドオーバの処理の方がS1ハンドオーバの処理よりも遅くなる場合が生じやすい。
 このため、IPネットワークの種類やパケット経路の輻輳状態によっては、特にPublicなIPネットワークにおいて、X2ハンドオーバの処理が、S1ハンドオーバの処理よりも遅くなってしまう場合が生じる。この問題は、ハンドオーバの種別に基づく処理優先度に基づいて、ハンドオーバが処理されていないことに起因する。
 本発明は上記問題に鑑みて、ハンドオーバの種別に基づく処理優先度に基づいた、ハンドオーバ処理が可能な通信システム、基地局、及び通信方法を提供することを目的とする。
 本発明による基地局は、端末からハンドオーバの要求を受信する受信手段と、ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、ハンドオーバの処理を実行する実行手段と、を有する。
 本発明による通信システムは、基地局と、端末と、を有し、端末は、基地局に対してハンドオーバ要求を送信し、基地局は、ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、ハンドオーバの処理を実行する。
 本発明による通信方法は、ハンドオーバの要求を受信し、ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、ハンドオーバの処理を実行する。
 本発明により、ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいてハンドオーバの処理を実行することが可能となる。
本発明の第1の実施形態における通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態における通信システムの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態における基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態における基地局が管理するデータベースの構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態における基地局が管理するデータベースの構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態における通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態における基地局の動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態における通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態における基地局の動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態における基地局が管理するデータベースの構成の他の例を示す図である。 本発明の第3の実施形態における基地局が管理するデータベースの構成を示す図である。 本発明の第3の実施形態における基地局が管理するデータベースの構成を示す図である。 本発明の第3の実施形態における通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第3の実施形態における通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第3の実施形態における基地局の動作を説明するためのシーケンス図である。
 本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、係る形態は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
 [第1の実施形態]
 本発明の第1の実施形態における通信システムについて、図1を用いて説明する。
 本実施形態における通信システム10は、端末11と、端末11と通信する基地局12と、を有する。基地局12は、受信部13と、実行部14と、を有する。
 次に、本実施形態における通信システム10の動作について図2を用いて説明する。初めに、基地局12の受信部13は、端末11から、ハンドオーバの要求を受信する(ステップS1)。そして、基地局12の実行部14は、ハンドオーバ種別に基づいた処理優先度に基づいて、端末11のハンドオーバの処理を実行する(ステップS2)。
 なお、基地局12は、ステップS1とステップS2との間で、ステップS2で実行するハンドオーバの、ハンドオーバ種別に基づいた処理優先度の決定を実行することとしても良い。あるいは、他の管理装置が、ハンドオーバ種別に基づいた処理優先度の決定を実行し、基地局12に対して、決定した処理優先度を通知することとしても良い。
 以上のように、本実施形態の通信システム10においては、ハンドオーバ種別に基づく処理優先度に基づいて、ハンドオーバを処理することが可能となる。そのため、パケット経路の輻輳が発生した場合であっても、X2ハンドオーバの処理をS1ハンドオーバの処理よりも優先して処理することができる。これにより、パケット経路の輻輳が発生しやすいPublicなIPネットワークを用いる場合であっても、X2ハンドオーバの処理をS1ハンドオーバの処理よりも優先して処理することができる
 なお、本実施形態における通信システムは、例えば、LTEやWCDMA(登録商標)((Wideband Code Division Multiple Access)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)の通信システムに適用させることができる。
 [第2の実施形態]
 次に、本発明の第2の実施形態における通信システム20について、図3を用いて説明する。本実施形態における通信システム20は、LTEシステムであり、基地局211~Nと、端末221~Mと、IPネットワーク23と、コアネットワーク24と、を有する。
 コアネットワーク24は、MME(Mobility Management Entity)25と、S-GW(Serving-Gateway)26と、PDN-GW(Packet Data Network Gateway)27と、HSS(Home Subscriber Server)28と、を有する。
MME25は、LTEアクセスを利用する端末の認証、セキュリティ管理、モビリティ管理、セッション管理等、呼処理に関わる制御を行う。S-GW26は、LTEアクセスを利用する端末に対するデータ転送を扱う。PDN-GW27は、The Internetへのデータ転送のAnchorとなる。そして、HSS28は、端末の認証、プロファイルを行う。
 図4は、基地局21の構成を示す。なお、他の基地局212~Nも同様の構成を有する。基地局21は、第一の送受信部29と、第二の送受信部30と、管理部31と、設定部32と、を有する。第一の送受信部29は、S1回線及びX2インターフェースを用いた有線でのデータ送受信を行う。第二の送受信部30は、端末221~Mと、無線でのデータ送受信を行う。管理部31は、端末221~Mのユーザ毎における、SPID(Service Protocol Identifier)の情報を管理する。SPIDとは、端末221~Mごとに設定される指標である。設定部32は、SPIDの値と、ハンドオーバの処理優先度と、QoSレベルとの対応関係を記録している。そして、設定部26は、ハンドオーバ種別の決定を行うと共に、該対応関係に基づいて、処理優先度やQoSレベルの設定を行う。そして、設定部32は、第一の送受信部29に、決定した該ハンドオーバ種別と処理優先度とを通知し、第二の送受信部30に、設定したQoSレベルを通知する。
 管理部31が管理する、端末221~Mのユーザ毎のSPID情報のデータベースを、図5に示す。図5に示すように、管理部31が管理するデータベースAにおいては、ユーザID毎にSPIDの値が対応付けられている。
 次に、設定部32が記録するデータベースを図6に示す。設定部32が記録するデータベースBは、SPIDの値、処理優先度、及びQoSレベルの対応関係が設定されたデータベースである。すなわち、図6に示すように、SPIDの値の所定のレンジごとに、S1ハンドオーバの処理優先度、X2ハンドオーバの処理優先度、及びQoSレベルがそれぞれ設定されている。なお、本実施形態では、処理優先度の指標として、DSCP(Differentiated Services Code Point)を用いることとする。
そして、該ハンドオーバ処理が、設定された優先度で処理されるように、処理優先度の指標であるDSCPを、ハンドオーバ処理のメッセージに付与する。ここで、DSCPは、S1ハンドオーバよりも、X2ハンドオーバの方が高い値となるよう、設定される。すなわち、S1ハンドオーバよりもX2ハンドオーバの方が、処理優先度が高くなるように設定される。更に、QoSレベルが高いサービスに対応する端末ほど、DSCPが高い、すなわち処理優先度が高くなるように設定される。
 次に、本実施形態における通信システム20の動作について説明する。
 初めに、Attach Procedureにおいて、基地局21が端末22のSPID情報を取得する動作について、図7を用いて説明する。最初に、端末22は、基地局21に対して、Attachを要求するためのAttach Requestを送信する(ステップS10)。端末22とからのAttach Requestを受信した基地局21は、該Attach Requestを、MME25に転送する(ステップS11)。次に、端末22と、MME25と、HSS28との間で、端末22の認証、秘匿、インテグリティ制御に関する処理を実行する(ステップS12)。このステップS12の処理で、HSS28は、MME25に端末22のSPID情報を送信する。次にMME25は、ステップS12でHSS28から取得した、端末22のSPID情報を、基地局21に送信する(ステップS13)。この時、MME25は該SPID情報を、3GPP(3rd Generation Partnership Project)において規定されているS1-AP:Initial Context Setup Requestに含めて、基地局21に送信することとしても良い。
そして、基地局21は、受信したSPID情報を用いて、自身が管理する管理データを更新する(ステップS14)。以上のようにして、基地局21は、Attach Procedureにおいて、端末22のSPID情報を取得する。なお、ステップS14以降のAttach Procedureの手順については、3GPPで規定されている処理に準ずることとしても良い。
 次に、図7に示すステップS14の詳細な動作、すなわち、端末22のSPID情報を取得した基地局21の動作について、図8を用いて説明する。
 基地局21の第一の送受信部29は、端末22のユーザ情報と、MME25から受信したSPID情報とを、管理部31に通知する(ステップS15)。管理部31は、受信したSPID情報を用いて、図5に示すデータベースAを更新する(ステップS16)。このとき、管理部31は、受信したSPID情報を、設定部32に通知しても良い(ステップS17)。以上のようにして、基地局21は、受信したSPID情報を管理する。
 次に、図7に示すAttach Procedureを行った端末22が、基地局21から基地局21へハンドオーバするときの動作について、図9を用いて説明する。
 初めに、端末22が基地局21に対して、基地局21へのハンドオーバを要求する(ステップS18)。ハンドオーバを要求するメッセージとしては、例えば、RRC:Measurement Report メッセージが挙げられる。ハンドオーバの要求を受信した基地局21は、基地局21と基地局21との間のX2インターフェースの有無に基づいて、ハンドオーバの種別を決定する(ステップS19)。すなわち、基地局21は、基地局21と基地局21との間にX2インターフェースが存在する場合、端末22が行うハンドオーバの種別を、X2ハンドオーバとすることを決定する。一方、基地局21と基地局21との間にX2インターフェースが存在しない場合、基地局21は、端末22が行うハンドオーバの種別を、S1ハンドオーバとすることを決定する。次に、基地局21は、ステップS19で決定したハンドオーバ種別に基づいて、端末22が要求したハンドオーバの処理優先度を設定する(ステップS20)。そして、ステップS20で設定された処理優先度に基づいて、端末22、基地局21、基地局21、及びMME25の間で、端末22の残りのハンドオーバ処理が実行される(ステップS21)。なお、ステップS21のハンドオーバ処理については、3GPPで規定されているハンドオーバ処理の手順に準ずるものとしても良い。
 次に、ステップS19、S20における、基地局21の動作について、図10を用いて説明する。基地局21の設定部32は、端末22のハンドオーバ種別を決定した後(ステップS19)、管理部31が管理するデータベースAから、端末22のユーザに対応付けされているSPID情報を取得する(ステップS22、S23)。そして、設定部32は、自身が管理するデータベースBと、取得したSPID情報とに基づいて、端末22のハンドオーバの処理優先度を決定する(ステップS20)。具体的には、設定部32は、端末22のハンドオーバにおけるDSCPの値と、QoSレベルとを設定する。
次に、設定部32は、第二の送受信部30に対して、ステップS20で設定したQoSレベルを通知する(ステップS23)。そして、第二の送受信部30は、端末22のハンドオーバ処理における端末22との通信を、該QoSレベルで行う。また、設定部32は、第一の送信部29に対してステップS20で設定したDSCPの値を通知する(ステップS24)。そして、第一の送受信部29は、端末22のハンドオーバ処理におけるIPネットワーク23との通信には、通知されたDSCPの値を用いる。以上のようにして、基地局21は、端末22のハンドオーバ処理の優先度を設定する。
 以上のようにして、本実施形態における通信システム20においては、ハンドオーバ種別に基づいて処理優先度を設定することが可能となる。そのため、使用するネットワークがPublicなIPネットワークであっても、X2ハンドオーバを、S1ハンドオーバよりも優先的に処理することが可能となる。
 また、本実施形態においては、端末22のSPIDの値のレンジに基づいて、処理優先度を設定することとした。そのため、端末が受けているサービスの種別に基づいて、QoSレベルだけでなく、ハンドオーバの処理優先度の差異化を行うことができる。これにより、通信事業者は、ARPU(Average Revenue Per User)を増加させるために、ユーザ毎のハンドオーバの処理の優先度を制御することができる。すなわち、より高い料金のサービスに加入している端末のハンドオーバ処理を、他の端末のハンドオーバ処理よりも優先して行うことが可能となる。
 なお、本実施形態においては、基地局211~Nそれぞれが、管理部及び設定部を有することにしたが、これに限らない。すなわち、通信システム20の複数の基地局を制御する管理装置を新たに追加することとしても良い。そして、該管理装置が、配下の基地局に接続する端末のSPID情報を集中管理し、更に、処理優先度の設定を行うこととしても良い。
 また、本実施形態においては、図5、6に示すように、ハンドオーバ種別とユーザのSPIDの値とに基づいて、ポリシー番号が決定され、該ポリシー番号に基づいて、ハンドオーバ処理の優先度が決定されることとしたが、これに限らない。すなわち、ハンドオーバ種別と、ユーザごとに設定されている他の指標とに基づいて、ハンドオーバ処理の優先度を設定することとしても良い。あるいは、ハンドオーバ処理の優先度を、基地局単位で設定することとしても良い。この場合、設定部32は、図6に示すデータベースBの代わりに、図11に示すデータベースCを有することとしても良い。すなわち、基地局の識別子に基づいて、ハンドオーバ処理の優先度を設定することとしても良い。この場合、基地局21は、端末からのハンドオーバの要求を受信すると、ハンドオーバ種別に基づいて、DSCPの値を11又は20に設定し、ハンドオーバ処理を行う。これにより、ハンドオーバ処理の優先度を、ユーザごとではなく、基地局ごと、すなわち端末が存在する地域(セル)ごとにハンドオーバ処理の優先度を設定することができる。そのため、この方法は、特定の地域のハンドオーバ処理を優先的に行う必要がある場合などに有効である。
 [第3の実施形態]
 次に、本発明の第3の実施形態における通信システムについて説明する。本実施形態における通信システムは、図3に示した第2の実施形態の通信システム20と同様の構成を有するが、ハンドオーバ処理の優先度の設定の方法が異なる。すなわち、本実施形態においては、ユーザごとに設定されているSPIDの値ではなく、QoSクラスやARP(Allocation and Retention Priority)などの、ベアラごとに設定されている指標に基づいて、ハンドオーバ処理の優先度を設定することとする。
QoSクラスとは、遅延やジッターの程度などによってQoSのレベルを複数に分類したものであり、3GPPにおいては、会話クラス、ストリーミングクラス、インタラクティブクラス、及びベストエフォートクラスの4つに分類される。ARPは、QoSパラメータの一種で、輻輳制御時におけるベアラ間での処理優先度を示す指標である。
 ベアラごとに設定されている指標を用いる例として、ARPを用いたハンドオーバ処理の優先度の設定の仕方について説明する。
 本実施形態における基地局21の管理部31は、図5に示すデータベースAの代わりに、図12に示すデータベースDを有する。図12に示すデータベースDにおいては、各端末のユーザID毎に、各端末が利用するベアラのうち最もARPが高いベアラのARPの値が対応付けられている。
 また、本実施形態における基地局21の設定部32は、図6に示すデータベースBの代わりに、図13に示すデータベースEを有する。データベースEにおいては、ARPの値と処理優先度との対応関係が設定されている。すなわち、図13に示すように、ARP値の所定のレンジごとに、S1ハンドオーバの処理優先度と、X2ハンドオーバの処理優先度とがそれぞれ設定されている。
 次に、本実施形態における通信システムの動作のうち、第2の実施形態における通信システム20の動作を示す図7及び図9のフローと異なる動作について説明する。図14に示すように、本実施形態の基地局21は、図7におけるステップS13に対応する処理において、SPID情報の代わりに、あるいは、SPID情報に加えて、端末22が確立するベアラ情報と、各ベアラのARPの値の情報とを、MME25から受信する(ステップS13´)。
そして、基地局21は、ステップS14に対応する処理において、図12に示すデータベースDにおけるユーザIDに対応するARPの情報を更新する(ステップS14´)。
 また、図15に示すように、図9において、基地局21がハンドオーバ種別を決定すると(ステップS19)、基地局21は、ステップS20に対応する処理において、図12、13に示すデータベースD、Eに基づいて、ハンドオーバの処理優先度を設定する(ステップS20´)。
図7及び図9に示す他のステップについては、第2の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
 次に、本実施形態における基地局21の動作のうち、第2の実施形態における基地局21の動作を示す図8のフローと異なる動作について説明する。図16に示すように、本実施形態における基地局21の第一の送受信部29は、図8におけるステップS15に対応する処理において、端末22のユーザ情報と、端末22が確立するベアラのARPのうち、最も高いARPの値とを、管理部31に送信する(ステップS15´)。管理部31は、ステップS16に対応する処理において、受信したユーザ情報とARPの情報とを用いて、図12に示すデータベースDの更新を行う(ステップS16´)。そして、管理部31は、ステップS17に対応する処理において、端末22のユーザのSPID情報の代わりに、あるいは、該SPID情報に加えて、端末22のARP情報を通知する(ステップS17´)。
 以上のようにして、本実施形態においては、端末が確立するベアラごとに設定されたARPを指標として、ハンドオーバ処理の優先度を制御することができる。
 なお、本実施形態の動作の説明においては、ハンドオーバの処理優先度の指標としてARPを用いることとしたが、これに限らない。すなわち、ARPの代わりに、ベアラごとに設定されたQoSクラスを用いることとしても良い。
 また、第2の実施形態及び第3の実施形態における処理優先度の設定には、ハンドオーバ種別の他に、SPIDの値やAPR、QoSクラスなどを用いることとしたが、これに限らない。例えば、SPIDの値やAPR、QoSクラスに代えて、あるいはこれらの指標に加えて、端末によるハンドオーバの実施頻度を指標とすることしても良い。具体的には、基地局は、端末から受信するハンドオーバ要求のメッセージに含まれるUE History Infomationから、該端末が過去に通信を行っていた基地局情報を取得する。
そして、該端末が過去に通信を行っていた基地局の数を指標として、ハンドオーバの処理優先度を設定することとしても良い。すなわち、端末が過去に通信を行っていた基地局の数が多い端末のハンドオーバ処理を優先的に処理することとしても良い。ここで、端末が過去に通信を行っていた基地局の数が多い場合、該端末は、移動速度が速く、ハンドオーバを頻繁に行っている端末である可能性が高い。このような端末のハンドオーバ処理が遅延すると、ハンドオーバ処理を行う前やハンドオーバ処理の途中で、端末と移動元基地局との無線リンクが切れてしまう場合がある。この場合端末は、ハンドオーバ処理を完了させずに移動先基地局への再接続を実行することになるため、ハンドオーバ処理の成功率の低下や、ハンドオーバ処理において転送されるデータの消失などが生じる。そのため、過去に通信を行っていた基地局の数が多い端末のハンドオーバ処理を優先的に処理することによって、ハンドオーバ処理の成功率の低下や、ハンドオーバ処理において転送されるデータの消失を防ぐことができる。
 また、第2の実施形態及び第3の実施形態における通信システムは、LTEの通信システムとしたが、これに限らない。すなわち、第1の実施形態乃至第3の実施形態における通信システムの基地局の動作は、LTEの他、WCDMAやWiMAXの基地局に適用することもできる。WCDMAの場合、ハンドオーバの種別としては、例えば、Inter MSC(Mobile Switching Center) handover/Inter SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) support node) handoverと、Inter RNC(Radio Network Controller) handoverとがある。
また、WiMAXのハンドオーバ種別としては、R8HO(Reference―Point 8 Hand Over)や、R6HO(Reference―Point 6 Hand Over)などが挙げられる。R8HOは、基地局間のハンドオーバであり、LTEシステムのX2ハンドオーバに相当する。また、R6HOは、LTEシステムのS1ハンドオーバに相当するハンドオーバとして知られている。
 また、第1の実施形態乃至第3の実施形態で述べた通信システムの各動作は、図1、3、7で示した通信システムが有する装置や、該装置と通信可能な他の装置のCPU(Central Processing Unit)が制御することとしてもよい。この場合は、各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を用意し、該CPUが、汎用コンピュータが記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出すことにより動作することによっても達成されることは、言うまでもない。
 なお、プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-R(Digital Versatile Disk Recordable)、光ディスク、磁気ディスク、不揮発性メモリカードなど、上記プログラムを記憶できるものであれば良い。
 また、第1の実施形態乃至第3の実施形態においては、基地局の種類を限定しない。すなわち、基地局は、マクロセルを構成するマクロ基地局、ピコセルを構成するピコ基地局、フェムトセルを構成するフェムト基地局(HNB(Home NodeB)またはHeNB)のいずれであってもよい。
 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。
 この出願は、2013年5月9日に出願された日本出願特願2013-099435号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。
 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)端末からハンドオーバの要求を受信する受信手段と、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する実行手段と、を有する基地局。
 (付記2)前記受信手段が前記ハンドオーバの要求を受信した場合、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度を決定する手段を更に有する、付記1に記載の基地局。
 (付記3)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に基づいて決定されるDSCPである、付記1または2に記載の基地局。
 (付記4)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末ごとに設定される指標に基づいて設定される、付記1乃至3のいずれか一つに記載の基地局。
 (付記5)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が加入しているサービスの種別に基づいて決定される、付記1乃至3のいずれか一つに記載の基地局。
 (付記6)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末のSPIDに基づいて設定される、付記1乃至5のいずれか一つに記載の基地局。
 (付記7)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末と前記基地局との間に形成されるベアラごとに設定される指標に基づいて設定される、付記1乃至3のいずれか一つに記載の基地局。
 (付記8)前記ベアラごとに設定される指標とはARPである、付記7に記載の基地局。
 (付記9)前記ベアラごとに設定される指標とはQoSクラスである、付記7に記載の基地局。
 (付記10)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が過去に通信を行った基地局の数に基づいて設定される、付記1乃至3のいずれか一つに記載の基地局。
 (付記11)基地局と、端末と、を有する通信システムであって、前記端末は、前記基地局に対してハンドオーバ要求を送信し、前記基地局は、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する、通信システム。
 (付記12)前記基地局は、前記ハンドオーバの要求を受信した場合、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度を決定する、付記10に記載の通信システム。
 (付記13)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に基づいて決定されるDSCPである、付記11または12に記載の通信システム。
 (付記14)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が加入しているサービスの種別に基づいて決定される、付記11乃至13のいずれか一つに記載の通信システム。
 (付記15)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末ごとに設定される指標に基づいて設定される、付記11乃至13のいずれか一つに記載の通信システム。
 (付記16)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末のSPIDに基づいて設定される、付記11乃至15のいずれか一つに記載の通信システム。
 (付記17)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末と前記基地局との間に形成されるベアラごとに設定される指標に基づいて設定される、付記11乃至13のいずれか一つに記載の通信システム。
 (付記18)前記ベアラごとに設定される指標とはARPである、付記17に記載の通信システム。
 (付記19)前記ベアラごとに設定される指標とはQoSクラスである、付記17に記載の通信システム。
 (付記20)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が過去に通信を行った基地局の数に基づいて設定される、付記11乃至13のいずれか一つに記載の通信システム。
 (付記21)ハンドオーバの要求を受信し、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する通信方法。
 (付記22)前記ハンドオーバの要求を受信した場合、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度を決定する、付記21に記載の通信方法。
 (付記23)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に基づいて決定されるDSCPである、付記21または22に記載の通信方法。
 (付記24)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が加入しているサービスの種別に基づいて決定される、付記21乃至23のいずれか一つに記載の通信方法。
 (付記25)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末ごとに設定される指標に基づいて設定される、付記21乃至23のいずれか一つに記載の通信方法。
 (付記26)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末のSPIDに基づいて設定される、付記21乃至23のいずれか一つに記載の通信方法。
 (付記27)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末と前記基地局との間に形成されるベアラごとに設定される指標に基づいて設定される、付記21乃至23のいずれか一つに記載の通信方法。
 (付記28)前記ベアラごとに設定される指標とはARPである、付記27に記載の通信方法。
 (付記29)前記ベアラごとに設定される指標とはQoSクラスである、付記27に記載の通信方法。
 (付記30)前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が過去に通信を行った基地局の数に基づいて設定される、付記21乃至23のいずれか一つに記載の通信方法。
 (付記31)ハンドオーバの要求を受信する工程と、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する工程と、をコンピュータに実行させる、プログラム。
 (付記32)コンピュータに読み取り可能な情報記憶媒体であって、付記31に記載のプログラムが記録された記録媒体。
 10、20  通信システム
 11、221~N  端末
 12、211~N  基地局
 13  受信部
 14  実行部
 23  IPネットワーク
 24  コアネットワーク
 25  MME
 26  S-GW
 27  PDN-GW
 28  HSS
 29  第一の送受信部
 30  第二の送受信部
 31  管理部
 32  設定部

Claims (10)

  1.  端末からハンドオーバの要求を受信する受信手段と、
     前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する実行手段と、を有する基地局。
  2.  前記受信手段が前記ハンドオーバの要求を受信した場合、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度を決定する手段を更に有する、請求項1に記載の基地局。
  3.  前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に基づいて決定されるDSCPである、請求項1または2に記載の基地局。
  4.  前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末ごとに設定される指標に基づいて設定される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基地局。
  5.  前記端末ごとに設定される指標とは、前記端末のSPIDである、請求項4に記載の基地局。
  6.  前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末と前記基地局との間に形成されるベアラごとに設定される指標に基づいて設定される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基地局。
  7.  前記ベアラごとに設定される指標とはARPまたはQoSクラスである、請求項6に記載の基地局。
  8.  前記処理優先度は、前記ハンドオーバの種別に加えて、前記端末が過去に通信を行った基地局の数に基づいて設定される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基地局。
  9.  基地局と、端末と、を有する通信システムであって、
     前記端末は、前記基地局に対してハンドオーバ要求を送信し、
     前記基地局は、前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する、通信システム。
  10.  ハンドオーバの要求を受信し、
     前記ハンドオーバの種別に基づいた処理優先度に基づいて、前記ハンドオーバの処理を実行する通信方法。
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