WO2015064053A1 - 通信システム、無線基地局、トラフィック負荷分散方法およびプログラムが記憶された記憶媒体 - Google Patents

通信システム、無線基地局、トラフィック負荷分散方法およびプログラムが記憶された記憶媒体 Download PDF

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WO2015064053A1
WO2015064053A1 PCT/JP2014/005328 JP2014005328W WO2015064053A1 WO 2015064053 A1 WO2015064053 A1 WO 2015064053A1 JP 2014005328 W JP2014005328 W JP 2014005328W WO 2015064053 A1 WO2015064053 A1 WO 2015064053A1
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WO
WIPO (PCT)
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backhaul
link
radio base
load information
base station
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/005328
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English (en)
French (fr)
Inventor
智洋 渡辺
松永　泰彦
昌志 中田
Original Assignee
日本電気株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/086—Load balancing or load distribution among access entities
    • H04W28/0861—Load balancing or load distribution among access entities between base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a communication system for distributing traffic load between base stations, a radio base station, a traffic load distribution method, and a storage medium storing a traffic load distribution program.
  • a backhaul (hereinafter referred to as a mobile backhaul) between a radio base station and a mobile core network may be configured by a plurality of links.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a mobile backhaul.
  • the mobile backhaul is divided into an access link, an aggregation link, and a metro link.
  • the access link is a link that accommodates a radio base station connected to a relay device installed in the access area.
  • the aggregation link is a link that accommodates a plurality of radio base stations connected to a relay device installed in the access area, and a radio base station (not shown in FIG. 12) installed in the aggregation area.
  • the metro link is a link in the metro area, and is a link for transferring large-capacity mobile data traffic of a plurality of radio base stations transferred via the aggregation link to the mobile core network.
  • communication resources in the backhaul are referred to as backhaul resources.
  • the traffic load on the backhaul resource is called a backhaul resource load.
  • eNB evolved Node B
  • MLB Mobility Load Balancing
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing resource status notification processing between eNBs.
  • a resource status request message (X2: RESOURCE STATUS REQUEST message) is transmitted from eNB1 to an adjacent eNB (hereinafter referred to as an adjacent eNB), that is, eNB2.
  • an adjacent eNB an adjacent eNB
  • a response message (X2: RESOURCE STATUS RESPONSE message) to the resource status request message is transmitted from eNB2 to eNB1.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing the structure of a resource status request message.
  • the eNB1 designates the load information of the neighboring eNB (eNB2) that has established the X2 link as a measurement target in the resource status request message.
  • the eNB 1 designates “TNL (Transport Network Layer) load Index Period” in the parameter “Report Characteristics (measurement target item)” of the resource status request message.
  • TNL Transport Network Layer
  • Report Characteristics Measurement target item
  • the eNB 1 receives a resource status update message (X2: RESOURCE STATUS UPDATE message) from the neighboring eNB.
  • X2 RESOURCE STATUS UPDATE message
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the structure of the resource status update message.
  • the resource status update message received by the eNB 1 includes “S1 TNL Load Indicator” as shown in FIG.
  • S1 TNL Load Indicator is load information of the S1 transport network layer (hereinafter referred to as S1 network load information).
  • the S1 network load information is information indicating a backhaul resource load of the link between the eNB and the relay device at the first hop from the eNB, that is, the access link.
  • the value of the S1 network load information is indicated in four stages of “LowLoad”, “MediumLoad”, “HighLoad”, and “Overload”.
  • the eNB 1 When the load on the TNL exceeds a certain threshold, the eNB 1 performs a handover (handover) in order to switch the cell in which the wireless terminal is located from the cell of the eNB 1 to a cell of an adjacent eNB with a low load. In order to do so, the handover attribute value (the value of the parameter for controlling handover described in the above technical specification) is changed. At this time, eNB1 designates a cell of an adjacent eNB having a low load as a handover destination based on the S1 network load information received from the adjacent eNB. Here, it is assumed that eNB1 specifies the cell of eNB2.
  • eNB1 hands over the cell where the wireless terminal is located from the cell of eNB1 to the cell of eNB2, and distributes the backhaul resource load.
  • Patent Document 1 describes a technique that enables route selection processing to appropriately distribute traffic by adding line congestion information to load distribution processing conditions in an IP network.
  • eNB1 and eNB2 use different access links.
  • the aggregation link at the end of the access link used by eNB1 and eNB2 is the same, and that the backhaul resource load is high and congested in the aggregation link.
  • the load distribution function works in each eNB. That is, the above procedures 3 to 4 are executed. Thereby, the cell in which the wireless terminal is located hands over from the cell of eNB1 to the cell of eNB2. As a result, the backhaul resource load in the access link is distributed. However, in the aggregation link, the backhaul resource load does not change, so congestion is not eliminated. For this reason, it is impossible to avoid a decrease in the throughput of the radio terminal in the cell of the handover destination eNB2. The reason is that the value indicated by “S1 TNL Load Indicator” included in the resource status update message indicates the backhaul resource load of the access link. That is, load distribution is not performed in consideration of the load information of the aggregation link.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an outline of a wireless communication network.
  • radio base stations eNBs 103 to 105
  • EPC Evolved Packet Core
  • the eNB 103 and the eNB 104 are connected to the relay apparatus 101.
  • the eNB 105 is connected to the relay device 102.
  • the relay apparatuses 101 to 102 are connected to the EPC 100.
  • the eNB 103 and the eNB 104 and the eNB 104 and the eNB 105 are connected by an X2 link, respectively.
  • the radio terminal 106 is located in the cell of the eNB 104 (cell 108 shown in FIG. 16).
  • the radio terminal 106 is connected to the EPC 100 via the eNB 104 and the relay device 101.
  • the state of the backhaul resource load in the link 111 connecting the EPC 100 and the relay apparatus 101 is “HighLoad”.
  • the state of the backhaul resource load on the link 112 connecting the EPC 100 and the relay apparatus 102 is “MediumLoad”.
  • the state of the backhaul resource load in the link 113 connecting the relay apparatus 101 and the eNB 103 is “LowLoad”.
  • the state of the backhaul resource load in the link 114 connecting the relay apparatus 101 and the eNB 104 is “HighLoad”.
  • the state of the backhaul resource load on the link 115 connecting the relay apparatus 102 and the eNB 105 is “MediumLoad”.
  • “S1 TNL Load Indicator” received by the eNB 104 from the eNB 103 that is, the value of the S1 network load information indicates the backhaul resource load of the link 113. Therefore, the eNB 104 acquires “LowLoad” as the value of the S1 network load information of the eNB 103. Similarly, the value of the S1 network load information that the eNB 103 receives from the eNB 104 is “HighLoad”. Further, the value of the S1 network load information received by the eNB 104 from the eNB 105 is “MediumLoad”.
  • each eNB determines which neighboring cell is the handover destination of radio terminal 106 based on the value indicated by the load information. .
  • each eNB shares only S1 network load information.
  • the eNB 104 determines the cell of the eNB 103 (the cell 107 shown in FIG. 16) as the handover destination because the value of the S1 network load information of the eNB 103 is “LowLoad”.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing how the eNBs 103 to 104 hand over the wireless terminal from the cell (cell 108) where the wireless terminal is located to another cell (cell 107).
  • the eNB 103 and the eNB 104 cooperate to change the setting of the handover attribute value so that the radio terminal 106 can easily perform handover from the cell 108 to the cell 107. That is, the eNB 103 and the eNB 104 change the setting of the handover attribute value and move the handover boundary so that the cell 107 becomes the handover destination.
  • the area of the cell 107 before changing the handover attribute value is indicated by a broken line in FIG.
  • the backhaul resource load on link 114 is reduced, and the backhaul resource load on link 113 is increased. Thereby, the load is distributed between the link 113 and the link 114.
  • the backhaul resource load of the link 111 that aggregates the link 113 and the link 114 is originally “HighLoad”. Therefore, even if the load is distributed between the link 113 and the link 114, the load on the link 111 is not reduced and remains “HighLoad”. Therefore, even if the cell in which the wireless terminal 106 is located is handed over, a decrease in the throughput of the wireless terminal 106 may not be avoided.
  • a handover destination cell is determined based on a frequency band that can be used by each adjacent radio base station.
  • the frequency band that can be used by each adjacent radio base station is defined by the difference between the total transport capacity allocated to the radio base station and the total GBR (guaranteed bit rate) of the active bearer.
  • the total GBR of the active bearer is the total of the GBR of the active bearer including the communication overhead according to the S1 interface protocol (S1 Interface protocol).
  • the above optimization method uses a transport capacity that takes into account only the backhaul resource load of the link between the radio base station and the first-hop relay device from the radio base station, that is, the access link. Therefore, in the above optimization method, the backhaul resource load of the aggregation link ahead of the access link is not considered.
  • the frequency band defined by the difference between the transport capacity and the GBR total of the active bearer differs depending on whether or not the backhaul resource load of the aggregation link ahead of the access link is considered. As a result, even if MLB is executed between the radio base stations based on the optimization method, it is difficult to avoid congestion of the aggregation link and a decrease in throughput of the radio terminal.
  • the present invention provides a communication system, a radio base station, a traffic load distribution method, and a storage medium storing a traffic load distribution program that can avoid backhaul congestion and avoid a decrease in terminal throughput. For the purpose.
  • the communication system includes a radio base station and a management control device, and the management control device includes backhaul resource load information indicating the traffic load of each link in the backhaul between the radio base station and the core network, Based on first communication means that collects from a relay device that relays communication between the radio base station and the core network, and on the backhaul resource load information collected by the first communication means, the radio base station and the core network And calculating means for extracting the bottleneck link having the highest load among the links in the backhaul between the first port and the second communication means for transmitting backhaul resource load information of the bottleneck link to the radio base station.
  • the radio base station receives the bottleneck in the backhaul received from the management control device between itself and the core network. Based on the backhaul resource load information of Klink, characterized in that it comprises a means for executing the distribution of traffic load between radio base stations.
  • the radio base station includes a management control device that manages communication resources in the backhaul between the radio base station and the core network, and a backhaul resource load for each link in the backhaul between the local station and the core network Based on the communication means for receiving information and the backhaul resource load information received from the management control device, the bottleneck link with the highest load among the links in the backhaul between the local station and the core network is extracted. And calculating means for executing distribution of traffic load between radio base stations based on backhaul resource load information of the bottleneck link.
  • the traffic load distribution method includes a management control device that manages communication resources in a backhaul between a radio base station and a core network, and a backhaul resource for each link in the backhaul between the local station and the core network
  • the load information is received, and based on the backhaul resource load information received from the management control device, the bottleneck link with the highest load among the links in the backhaul between the local station and the core network is extracted, Based on the backhaul resource load information of the bottleneck link, the traffic load is distributed among the radio base stations.
  • a storage medium storing a traffic load distribution program according to the present invention is provided between a management control device that manages communication resources in a backhaul between a radio base station and a core network, and between the local station and the core network. Based on the process of receiving the backhaul resource load information of each link in the backhaul and the backhaul resource load information received from the management control device, in each link in the backhaul between the local station and the core network Stores a traffic load distribution program that executes the process of extracting the bottleneck link with the highest load and the process of distributing the traffic load between radio base stations based on the backhaul resource load information of the bottleneck link It is characterized by being.
  • backhaul congestion can be avoided and a decrease in terminal throughput can be avoided.
  • 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a wireless communication system according to the present invention. It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the wireless base station by this invention. It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the management control apparatus by this invention. It is explanatory drawing which shows an example of the information which shows the conversion algorithm for converting backhaul resource load information into S1 network load information. It is a flowchart which shows operation
  • Embodiment 1 FIG. A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a wireless communication system according to the present invention.
  • the radio communication system shown in FIG. 1 includes a management control device (hereinafter referred to as NMS (Network Management System)) 201 that manages backhaul resources, and radio base stations (eNBs 211 to 213).
  • the eNBs 211 to 213 are connected to the EPC 240 via the relay apparatuses 221 to 226.
  • the NMS 201 can communicate with each eNB.
  • the NMS 201 can communicate with each relay device. In FIG. 1, three eNBs and six relay apparatuses are illustrated, but there may be any number of eNBs and relay apparatuses.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the radio base station according to the present invention.
  • each radio base station eNB 211 to 213 includes a radio communication processing unit 300, an inter-eNB message processing unit 301, an NMS communication unit 302, a database unit 303, and an execution unit 304. .
  • the wireless communication processing unit 300 communicates with a mobile terminal, for example, a wireless terminal.
  • the inter-eNB message processing unit 301 transmits and receives information necessary for handing over a cell in which the mobile terminal is located (hereinafter referred to as handover information).
  • the NMS communication unit 302 communicates with the NMS 201 via an interface that can communicate with the NMS 201.
  • the NMS communication unit 302 receives information indicating the backhaul resource load on the bottleneck link from the NMS 201 (hereinafter referred to as backhaul resource load information).
  • the bottleneck link is a link having the highest load between the eNB and the EPC.
  • the database unit 303 holds backhaul resource load information received by the NMS communication unit 302. In addition, the database unit 303 holds, as handover information, information related to terminals located in the cell of the own station, information related to the own station, information related to neighboring eNBs, and the like. These pieces of information held in the database unit 303 are updated as needed by the inter-eNB message processing unit 301 and the NMS communication unit 302.
  • the execution unit 304 executes MLB based on the information stored in the database unit 303.
  • the wireless communication processing unit 300, the inter-eNB message processing unit 301, the NMS communication unit 302, and the execution unit 304 are realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit) of a computer that operates according to a program.
  • the CPU reads a program from a storage device (not shown), and operates as a radio communication processing unit 300, an inter-eNB message processing unit 301, an NMS communication unit 302, and an execution unit 304 according to the program.
  • the radio communication processing unit 300, the inter-eNB message processing unit 301, the NMS communication unit 302, and the execution unit 304 may be realized by separate hardware.
  • the database unit 303 is realized by a storage device such as a RAM (Random Access Memory) of a computer, for example.
  • a RAM Random Access Memory
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the management control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the management control device includes a relay device communication unit 310, a load information calculation unit 311, an eNB communication unit 312, and a database unit 313.
  • the relay device communication unit 310 receives backhaul resource load information for each link from each relay device connected to the own device.
  • Examples of the unit of the value indicated by the backhaul resource load information include a bit rate (bps) and the number of transfer bytes (MB, GB) per unit time.
  • the load information calculation unit 311 normalizes the backhaul resource load information of each link to a percentage value with respect to the physical speed of the link. Then, the load information calculation unit 311 extracts, for each eNB, the link with the highest load between the eNB and the EPC 240, that is, the bottleneck link, based on the normalized backhaul resource load information.
  • the eNB communication unit 312 transmits the backhaul resource load information of the bottleneck link extracted for each eNB to the corresponding eNB. At that time, the eNB communication unit 312 determines the value indicated by the backhaul resource load information of the bottleneck link in four stages (“LowLoad”, “MediumLoad”, “HighLoad”, “Overload”) in the same manner as the S1 network load information.
  • the eNB 211 to 213 transmits the mapping (association) to the index.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of information indicating a conversion algorithm for converting backhaul resource load information into S1 network load information.
  • information indicating the conversion algorithm shown in FIG. 4 is stored in advance in a storage unit (not shown) included in the NMS 201.
  • the value indicated by the backhaul resource load information is 70% or more
  • the value is associated so as to be converted to “Overload”.
  • the value indicated by the backhaul resource load information is 50% or more and less than 70%
  • the value is associated so as to be converted to “HighLoad”.
  • the value indicated by the backhaul resource load information is 20% or more and less than 50%
  • the value is associated so as to be converted to “MediumLoad”.
  • the value indicated by the backhaul resource load information is 0% or more and less than 20%
  • the value is associated so as to be converted to “LowLoad”.
  • the database unit 313 holds backhaul resource load information of each link between the eNB and the EPC and mapping information between the eNB and the EPC for each link. These pieces of information held by the database unit 313 are updated as needed by the relay device communication unit 310 and the eNB communication unit 312.
  • the relay apparatus communication part 310, the load information calculating part 311 and the eNB communication part 312 are implement
  • the CPU reads a program from a storage device (not shown), and operates as the relay device communication unit 310, the load information calculation unit 311, and the eNB communication unit 312 according to the program.
  • the relay apparatus communication part 310, the load information calculating part 311 and the eNB communication part 312 may be implement
  • the database unit 313 is realized by a storage device such as a RAM (Random Access Memory) of a computer, for example.
  • a RAM Random Access Memory
  • FIG. 5 is a flowchart showing operations until the NMS 201 collects backhaul resource load information of each link for the eNB and extracts a bottleneck link.
  • the relay device communication unit 310 of the NMS 201 collects backhaul resource load information of each link for the eNB (step S001). For example, when collecting the backhaul resource load information of each link for the eNB 211, the relay device communication unit 310 collects the backhaul resource load information of the link 231, the link 232, the link 233, the link 234, and the link 235. .
  • the load information calculation unit 311 normalizes the backhaul resource load information of each link to a percentage value with respect to the physical speed of the link (step S002).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of backhaul resource load information of each link between the eNB 211 and the EPC.
  • FIG. 6 shows backhaul resource load information normalized to a percentage value.
  • the load information calculation unit 311 determines the link having the largest value indicated by the normalized backhaul resource load information as a bottleneck link (step S003). At this time, the load information calculation unit 311 has the highest load among the links from the eNB to the Nth hop, not all the links between the eNB and the EPC (the value indicated by the backhaul resource load information is the highest). Larger links may be extracted as bottleneck links.
  • the load information calculation unit 311 has each link from the eNB to the SeGW (Security Gateway) that is the entrance of the operator network, for example, each link from the eNB to a thin link that is a relatively congested link in the backhaul network.
  • the link with the highest load may be extracted as a bottleneck link.
  • the load information calculation unit 311 extracts the link with the highest load among the links (links 231 to 233) in the access area and the aggregation area.
  • the link with the highest load among the links (links 231 to 233) in the access area and the aggregation area is the link 233 whose value indicated by the backhaul resource load information is “55%”. It is.
  • the eNB communication unit 312 associates the value indicated by the backhaul resource load information of the link 233 with the same index as the S1 network load information according to the information indicating the conversion algorithm illustrated in FIG. Specifically, the eNB communication unit 312 converts the value “55%” indicated by the backhaul resource load information of the link 233 into “HighLoad”. Then, the eNB communication unit 312 transmits the converted backhaul resource load information to the eNB 211.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an operation in which the NMS 201 transmits backhaul resource load information after conversion to the eNB 211.
  • the NMS 201 specifically, the eNB communication unit 312, transmits the backhaul resource load information of the bottleneck link to the eNB 211.
  • the eNB communication unit 312 transmits “HighLoad” to the eNB 211 as the backhaul resource load information of the bottleneck link (step S011).
  • NMS communication unit 302 receives the backhaul resource load information of the bottleneck link, and stores the received backhaul resource load information in database unit 303. Further, the NMS communication unit 302 transmits a resource status update message including S1 network load information in which “HighLoad” is set to an adjacent eNB (for example, the eNB 212 illustrated in FIG. 1). Even if the inter-eNB message processing unit 301 is configured to transmit a resource status update message including S1 network load information in which “HighLoad” is set to an adjacent eNB (for example, the eNB 212 illustrated in FIG. 1). Good.
  • the eNB 212 receives the backhaul resource load information of the bottleneck link transmitted from the NMS 201.
  • the eNB 212 receives backhaul resource load information indicating, for example, “LowLoad”
  • the eNB 212 sends a resource status update message including S1 network load information in which “LowLoad” is set to an adjacent eNB (eg, eNB 211). Send.
  • each eNB When the inter-eNB message processing unit 301 of each eNB receives the resource status update message from the neighboring eNB, the backhaul resource load information included in the message is stored in the database unit 303. And the execution part 304 of each eNB performs MLB based on the information which the database part 303 hold
  • the inter-eNB message processing unit 301 of each eNB shares the backhaul resource load information of the bottleneck link between each eNB and the EPC 240 by transmitting the resource status update message. Can do. Accordingly, the execution unit 304 of each eNB can specify a cell of an adjacent eNB with a lower traffic load on the bottleneck link as a handover destination. That is, MLB in consideration of the backhaul resource load of the link ahead of the access link can be executed.
  • the NMS collects backhaul resource load information of each link from the eNB to the EPC. Then, the bottleneck link is extracted based on the collected backhaul resource load information of each link, and the extracted backhaul resource load information of the bottleneck link is transmitted to the eNB. Thereby, it becomes possible for the eNB to accurately acquire backhaul resource load information of the link (bottleneck link) with the highest load in the access link and the aggregation link.
  • each eNB notifies the neighboring eNB of the backhaul resource load information of the bottleneck link between the local station and the EPC received from the NMS by a resource status update message.
  • each eNB can acquire the backhaul resource load information of the bottleneck link between the neighboring eNB and the EPC. Therefore, handover between eNBs in the MLB can be made more successful. Therefore, it is possible to avoid backhaul congestion of access links and aggregation links and a decrease in throughput of wireless terminals. That is, MLB can be executed in consideration of the congestion status of the backhaul.
  • the load information calculation unit of the NMS extracts the link with the highest load as the bottleneck link in each link from the eNB to the Nth hop instead of each link between the eNB and the EPC. It may be configured. With such a configuration, it is possible to extract bottleneck links within the necessary range in order to avoid backhaul congestion and wireless terminal throughput reduction, and reduce the burden of bottleneck link extraction processing in the NMS. Can do.
  • the eNB communication unit 312 of the NMS 201 has been described as an example in which the backhaul resource load information of the bottleneck link is converted into the same index as the S1 network load information. Conversion may be performed.
  • the eNB communication unit 312 may transmit backhaul resource load information of the bottleneck link normalized to a percentage value to each eNB.
  • each eNB for example, the NMS communication unit 302 of each eNB
  • information indicating the conversion algorithm illustrated in FIG. 4 is stored in advance in a storage unit (not shown) included in each eNB.
  • the eNB communication unit 312 of the NMS 201 transmits a backhaul resource of a bottleneck link to a control device (SON (Self Organizing Network) / EMS (Element Management System) / HeNB-GW (Home eNB-Gateway)) that manages the eNB. Load information may be transmitted.
  • SON Self Organizing Network
  • EMS Event Management System
  • HeNB-GW Home eNB-Gateway
  • the relay device communication unit 310 of the NMS 201 acquires the backhaul resource load information of each link from the eNB to the Nth hop without acquiring the backhaul resource load information of all the links between the eNB and the EPC. You may do it. Then, the load information calculation unit 311 extracts the bottleneck link from each link from the eNB to the Nth hop, and the eNB communication unit 312 transmits the backhaul resource load information of the bottleneck link to the eNB. Also good. In this way, the processing load on the NMS 201 can be reduced by acquiring the backhaul resource load information within a range necessary to avoid backhaul congestion and wireless terminal throughput reduction.
  • the configuration of the communication system in the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG.
  • the eNB communication unit 312 of the NMS 201 of the present embodiment transmits backhaul resource load information of each link in the backhaul between each eNB and the EPC 240 and the physical speed of each link to the eNB.
  • Each eNB normalizes the backhaul resource load information of each link to a percentage value with respect to the physical speed of the link.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the radio base station according to the present invention. As illustrated in FIG. 8, each eNB includes a calculation unit 305 in addition to the configuration of the first embodiment illustrated in FIG. 2.
  • the NMS communication unit 302 of each eNB receives the backhaul resource load information of each link in the backhaul between the local station and the EPC 240 and the physical speed of each link. Then, the calculation unit 305 normalizes the value indicated by the backhaul resource load information of each link to a percentage value with respect to the physical speed of each link. Further, the computing unit 305 extracts a bottleneck link between the local station and the EPC 240 based on the value indicated by the normalized backhaul resource load information of each link, and extracts the backhaul of the extracted bottleneck link. Resource load information is stored in the database unit 303.
  • the radio communication processing unit 300, the inter-eNB message processing unit 301, the NMS communication unit 302, the execution unit 304, and the calculation unit 305 are realized by a CPU of a computer that operates according to a traffic load distribution program, for example.
  • the traffic load distribution program is stored in a storage device (not shown) of the computer, for example.
  • the CPU reads the program and operates as a radio communication processing unit 300, an inter-eNB message processing unit 301, an NMS communication unit 302, an execution unit 304, and a calculation unit 305 according to the program.
  • the radio communication processing unit 300, the inter-eNB message processing unit 301, the NMS communication unit 302, the execution unit 304, and the calculation unit 305 may be realized by separate hardware.
  • the calculation unit 305 of each eNB performs normalization of the value indicated by the backhaul resource load information of each link and extraction of the bottleneck link. Therefore, the NMS 201 only needs to transmit the backhaul resource load information of each link and the physical speed of each link to the eNB. Therefore, a general-purpose management apparatus that manages the link between the eNB and the mobile core network can be used as the NMS 201.
  • the configuration of the communication system in the third embodiment is the same as that in the first embodiment.
  • the eNB communication unit 312 of the NMS 201 of this embodiment in addition to the backhaul resource load information of the bottleneck link, the backhaul resource load information of each link between the eNB and the EPC, and the first hop from the eNB The link backhaul resource load information is transmitted to the eNB.
  • each eNB performs backhaul resource load information (“S1 TNL Load) of each link between the eNB and the EPC as an additional IE (Information Element) of a resource status update message between X2 links.
  • S1 TNL Load backhaul resource load information
  • 1 Hop Link S1 TNL Load the first hop link from the eNB
  • backhaul resource load information (“ Bottlelink Link S1 TNL Load ”) of the bottleneck link are specified.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a resource status request message in which an additional IE is specified.
  • each eNB has backhaul resource load information on each link between the eNB and the EPC, and a first hop link from the eNB, in addition to the backhaul resource load information on the bottleneck link.
  • the backhaul resource load information is received from the NMS.
  • the eNB can acquire more accurate backhaul resource load information from the NMS.
  • each eNB shares the information received from NMS between eNBs. Thereby, each eNB can acquire the backhaul resource load information of the link between the neighboring eNB and the EPC more accurately.
  • the eNB communication unit 312 of the NMS 201 transmits backhaul resource load information of each link between the eNB and the EPC and each link between the eNB adjacent to the eNB and the EPC to the eNB. May be.
  • the eNB communication unit 312 may extract a bottleneck link from each link from the eNB to the Nth hop. Then, the backhaul resource load information of the bottleneck link is transmitted to the eNB together with the backhaul resource load information of each link from the eNB to the Nth hop, and the backhaul resource load information of the first hop link from the eNB. Also good.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a minimum configuration of a communication system according to the present invention.
  • the communication system according to the present invention corresponds to radio base stations 10-1 to 10-n (corresponding to eNBs 211 to 213 shown in FIG. 1) and management control device 20 (corresponding to NMS 201 shown in FIG. 1).
  • the management control device 20 provides backhaul resource load information indicating the traffic load of each link in the backhaul between the radio base stations 10-1 to 10-n and the core network, and the radio base station 10- First communication unit 21 (relay device communication unit shown in FIG. 3) collected from a relay device (corresponding to the relay devices 221 to 226 shown in FIG.
  • the computing unit 22 (corresponding to the load information computing unit 311 shown in FIG. 3) that extracts the bottleneck link with the highest load among the links, and the backhaul resource load information of the bottleneck link as the radio base station 10- 1 to 10-n and the second communication unit 23 (corresponding to the eNB communication unit 312 shown in FIG. 3), and the radio base stations 10-1 to 10-n received from the management control device 20
  • the execution unit 11 (execution unit 304 shown in FIG. 2) distributes the traffic load between the radio base stations. Equivalent to and).
  • the calculation unit 22 may normalize the value indicated by the backhaul resource load information of each link to a percentage value with respect to the physical speed of each link. According to such a configuration, the present invention can be applied to a wireless communication network in which the physical speed of each link is different.
  • the calculation unit 22 may extract a bottleneck link based on the backhaul resource load information of each normalized link. According to such a configuration, the bottleneck link can be accurately extracted even when the physical speed of each link is different.
  • the radio base stations 10-1 to 10-n transmit the backhaul resource load information of the bottleneck link in the backhaul between the own station and the core network received from the management control device 20 to the adjacent radio base stations.
  • the message processing unit 12 to transmit (corresponding to the inter-eNB message processing unit 301 shown in FIG. 2) may be included. According to such a configuration, the backhaul resource load information of the bottleneck link can be shared between the radio base stations. Therefore, the traffic load between the radio base stations can be more reliably distributed.
  • the calculation unit 22 may extract the link with the highest load among the links from the radio base station to the Nth hop as the bottleneck link. According to such a configuration, the bottleneck link is extracted within the necessary range in order to avoid backhaul congestion and wireless terminal throughput reduction, thus reducing the burden of bottleneck link extraction processing in the management control device. can do.
  • the execution unit 11 includes the backhaul resource load information of the bottleneck link in the backhaul between the own station and the core network, and the adjacent radio base station received from the radio base station by which the message processing unit 12 is adjacent.
  • the handover may be executed based on the backhaul resource load information of the bottleneck link in the backhaul between the network and the core network. According to such a configuration, handover between radio base stations by MLB can be made more successful. Accordingly, it is possible to more reliably avoid backhaul congestion of access links and aggregation links and a decrease in throughput of wireless terminals.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a minimum configuration of a radio base station according to the present invention.
  • the radio base station according to the present invention has a backhaul between its own station and the core network from the management control device 20 that manages communication resources in the backhaul between the radio base station and the core network.
  • the communication unit 13 (which corresponds to the NMS communication unit 302 shown in FIG. 8) that receives the backhaul resource load information of each link in FIG. 8 and the own station based on the backhaul resource load information received from the management control device 20
  • the computing unit 14 (corresponding to the computing unit 305 shown in FIG. 8) that extracts the bottleneck link having the highest load among the links in the backhaul with the core network, and backhaul resource load information of the bottleneck link
  • an execution unit 11 for distributing the traffic load between the radio base stations.
  • a radio base station and a management control device are provided, and the management control device includes backhaul resource load information indicating a traffic load of each link in a backhaul between the radio base station and a core network,
  • first communication means that collects from a relay device that relays communication between the radio base station and the core network, and backhaul resource load information collected by the first communication means
  • Computing means for extracting a bottleneck link having the highest load among the links in the backhaul between the radio base station and the core network, and backhaul resource load information of the bottleneck link as the radio base station
  • a second communication means for transmitting to the wireless base station, the wireless base station received from the management control device and the core network Based on the backhaul resource load information of the bottleneck link in the backhaul between the over-click, communication system comprising an execution means for executing the distribution of traffic load between radio base stations.
  • the said calculating means is a communication system of Additional remark 1 which normalizes the backhaul resource load information of each link to the percentage value with respect to the physical speed of each link.
  • the said calculating means is a communication system of Additional remark 2 which extracts a bottleneck link based on the backhaul resource load information of each normalized link.
  • the said wireless base station transmits the message processing which receives the backhaul resource load information of the bottleneck link in the backhaul between a self-station and a core network received from the management control apparatus to an adjacent wireless base station.
  • the communication system according to any one of Supplementary Note 1 to Supplementary Note 3, including means.
  • the execution means includes the backhaul resource load information of the bottleneck link in the backhaul between the own station and the core network, and the adjacent radio received from the radio base station adjacent to the message processing means.
  • the communication system according to supplementary note 4, wherein a handover is executed based on backhaul resource load information of a bottleneck link in a backhaul between a base station and the core network.
  • the said calculation means is the backhaul of a bottleneck link matched with the parameter
  • the communication system according to any one of supplementary notes 1 to 5, which transmits resource load information to the radio base station.
  • Additional remark 7 The said calculating means is described in any one of Additional remark 1 to Additional remark 6 which extracts a link with the highest load among each link from the said wireless base station to the Nth hop as a bottleneck link. Communication system.
  • the second communication means of the management control device is configured to provide backhaul resource load information of a bottleneck link between the radio base station and the core network, and between the radio base station and the core network.
  • the backhaul resource load information of each link and the backhaul resource load information of the first hop link from the radio base station are transmitted to the radio base station, and the execution means of the radio base station includes the management control Backhaul resource load information on the bottleneck link between the local station and the core network, backhaul resource load information on each link between the local station and the core network, and the first hop from the local station Of the supplementary notes 1 to 6 for transmitting the backhaul resource load information of the link to the adjacent radio base station Communication system according to one or Re.
  • a radio base station comprising: calculation means; and execution means for executing distribution of traffic load between the radio base stations based on backhaul resource load information of the bottleneck link.
  • the communication means receives information indicating the physical speed of each link together with backhaul resource load information of each link in the backhaul between the own station and the core network from the management control device, The radio base station according to appendix 9, wherein the calculation means normalizes backhaul resource load information of each link to a percentage value with respect to the physical speed of each link based on information indicating the physical speed of each link.
  • the said calculation means is a radio base station of Additional remark 10 which extracts a bottleneck link based on the backhaul resource load information of each normalized link.
  • Supplementary note 12 Any one of Supplementary note 9 to Supplementary note 11 including message processing means for transmitting backhaul resource load information of a bottleneck link in a backhaul between the own station and the core network to an adjacent radio base station The radio base station according to one.
  • the said execution means is the said adjacent radio
  • the radio base station according to supplementary note 12, wherein handover is performed based on backhaul resource load information of a bottleneck link in a backhaul between the base station and the core network.
  • a calculating means extracts the link with the highest load among each link from a wireless base station to the Nth hop as a bottleneck link, The radio
  • Second communication unit 100 240 EPC 101, 102, 221 to 226 Relay device 103 to 105, 211 to 213 eNB 106 Wireless terminal 107, 108, 109 Cell 111 to 115, 231 to 235 Link 201 NMS DESCRIPTION OF SYMBOLS 300 Wireless communication process part 301 Inter-eNB message process part 302 NMS communication part 303 Database part 304 Execution part 305 Calculation part 310 Relay apparatus communication part 311 Load information calculation part 312 eNB communication part 313 Database part

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Abstract

［課題］バックホールの輻輳を回避し、端末のスループットの低下を回避することができる通信システム、無線基地局、トラフィック負荷分散方法およびトラフィック負荷分散プログラムを提供する。 ［解決手段］管理制御装置２０は、無線基地局１０－１～１０－ｎとコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのトラフィック負荷を示すバックホールリソース負荷情報を中継装置から収集する第１の通信部２１と、バックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局ごとに、各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算部２２と、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を無線基地局に送信する第２の通信部２３とを含み、無線基地局１０－１～１０－ｎは、管理制御装置２０から受信した、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行部１１を含む。

Description

通信システム、無線基地局、トラフィック負荷分散方法およびプログラムが記憶された記憶媒体
　本発明は、基地局間のトラフィック負荷を分散する通信システム、無線基地局、トラフィック負荷分散方法およびトラフィック負荷分散プログラムが記憶された記憶媒体に関する。
　無線基地局とモバイルコアネットワークとの間のバックホール（以下、モバイルバックホールという。）が、複数のリンクによって構成される場合がある。図１２は、モバイルバックホールの一例を示すブロック図である。モバイルバックホールは、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られる。アクセスリンクは、アクセス領域に設置された中継装置に接続された無線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、アクセス領域に設置された中継装置に接続された複数の無線基地局、およびアグリゲーション領域に設置された無線基地局（図１２において図示せず）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を介して転送された複数の無線基地局の大容量モバイルデータトラフィックをモバイルコアネットワークへ転送するためのリンクである。以下、バックホールにおける通信リソースをバックホールリソースという。また、バックホールリソースにおけるトラフィック負荷をバックホールリソース負荷という。
　バックホールリソース負荷を分散する方法として、例えば、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｎｏｄｅ　Ｂ）間で実行されるＭＬＢ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｌｏａｄ　Ｂａｌａｎｃｉｎｇ：モビリティ負荷分散）がある。ｅＮＢは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）に対応した無線基地局である。ＭＬＢは、以下の１～４に示す手順に従って実行される。
　１．ｅＮＢ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（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）の技術仕様書（ＴＳ３６．４２３　Ｖｅｒｓｉｏｎ１１．５．０）に記載されたＲｅｓｏｕｒｃｅ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ　Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅを実行する。
　図１３は、ｅＮＢ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１３に示すように、ｅＮＢ１から、隣接するｅＮＢ（以下、隣接ｅＮＢという。）、つまりｅＮＢ２に対して、リソースステータス要求メッセージ（Ｘ２：　ＲＥＳＯＵＲＣＥ　ＳＴＡＴＵＳ　ＲＥＱＵＥＳＴ　ｍｅｓｓａｇｅ）が送信される。そして、ｅＮＢ２からｅＮＢ１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：　ＲＥＳＯＵＲＣＥ　ＳＴＡＴＵＳ　ＲＥＳＰＯＮＳＥ　ｍｅｓｓａｇｅ）が送信される。
　図１４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。ｅＮＢ１は、リソースステータス要求メッセージで、Ｘ２リンクを確立している隣接ｅＮＢ（ｅＮＢ２）の負荷情報を測定対象に指定する。具体的には、ｅＮＢ１は、図１４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“Ｒｅｐｏｒｔ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（測定対象項目）”に、“ＴＮＬ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｌａｙｅｒ）　ｌｏａｄ　Ｉｎｄ　Ｐｅｒｉｏｄｉｃ”を指定する。それにより、ｅＮＢ１は、ｅＮＢ２の負荷情報を定期的に受信することが可能になる。なお、“Ｒｅｐｏｒｔ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ”には最大４つの負荷情報を指定することができる。本例では、その１つに、“ＴＮＬ　ｌｏａｄ　Ｉｎｄ　Ｐｅｒｉｏｄｉｃ”が含まれる。
　２．ｅＮＢ１は、隣接ｅＮＢからリソースステータス更新メッセージ（Ｘ２：　ＲＥＳＯＵＲＣＥ　ＳＴＡＴＵＳ　ＵＰＤＡＴＥ　ｍｅｓｓａｇｅ）を受信する。
　図１５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。ｅＮＢ１が受信するリソースステータス更新メッセージには、図１５に示すように“Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ”が含まれる。“Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ”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、ｅＮＢとｅＮＢ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情報である。Ｓ１ネットワーク負荷情報の値は、“ＬｏｗＬｏａｄ”、“ＭｅｄｉｕｍＬｏａｄ”、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”、“Ｏｖｅｒｌｏａｄ”の４段階で示される。
　３．ｅＮＢ１は、ＴＮＬの負荷がある一定の閾値を超えた場合に、無線端末が在圏するセルを、ｅＮＢ１のセルから、負荷が低い隣接ｅＮＢのセルに切り替えるために、つまりハンドオーバ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ）を実行するために、ハンドオーバ属性値（上記技術仕様書に記載された、ハンドオーバを制御するためのパラメータの値）を変更する。このとき、ｅＮＢ１は、隣接ｅＮＢから受信したＳ１ネットワーク負荷情報をもとに、負荷が低い隣接ｅＮＢのセルをハンドオーバ先に指定する。ここでは、ｅＮＢ１は、ｅＮＢ２のセルを指定するとする。
　４．ｅＮＢ１は、無線端末が在圏するセルを、ｅＮＢ１のセルからｅＮＢ２のセルにハンドオーバし、バックホールリソース負荷を分散する。
　特許文献１には、ＩＰネットワークにおいて、回線の輻輳情報を負荷分散処理条件に加えることにより、トラフィックを適切に分散するルート選択処理を可能とする技術が記載されている。
特開２００５－２５２７６６号公報
　ここで、ｅＮＢ１とｅＮＢ２とがそれぞれ異なるアクセスリンクを使用しているとする。また、ｅＮＢ１とｅＮＢ２とが使用する、アクセスリンクの先にあるアグリゲーションリンクが同じであって、尚且つそのアグリゲーションリンクでバックホールリソース負荷が高くなり、輻輳しているとする。
　ｅＮＢ１が使用するアクセスリンクのバックホールリソース負荷が高く、ｅＮＢ２が使用するアクセスリンクのバックホールリソース負荷が低い場合に、各ｅＮＢにおいて負荷分散機能が働く。つまり、上記の手順３～４が実行される。それにより、無線端末が在圏するセルが、ｅＮＢ１のセルからｅＮＢ２のセルにハンドオーバする。その結果、アクセスリンクにおけるバックホールリソース負荷が分散される。しかし、アグリゲーションリンクでは、バックホールリソース負荷が変わらないため、輻輳は解消されない。そのため、ハンドオーバ先のｅＮＢ２のセルにおける無線端末のスループットの低下を回避することができない。その理由は、リソースステータス更新メッセージの中に含まれる“Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ”によって示される値が、アクセスリンクのバックホールリソース負荷を示すためである。つまり、アグリゲーションリンクの負荷情報を考慮した負荷分散が行われていないためである。
　図１６は、無線通信ネットワークの概要を示すブロック図である。図１６に示す無線通信ネットワークでは、無線基地局（ｅＮＢ１０３～１０５）が、リンク１１１～１１５、および中継装置１０１～１０２を介して、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）ネットワーク（以下、単にＥＰＣという。）１００と接続されている。ｅＮＢ１０３およびｅＮＢ１０４は、中継装置１０１と接続されている。ｅＮＢ１０５は、中継装置１０２と接続されている。また、中継装置１０１～１０２は、ＥＰＣ１００と接続されている。ｅＮＢ１０３およびｅＮＢ１０４と、ｅＮＢ１０４およびｅＮＢ１０５とは、Ｘ２リンクでそれぞれ接続されている。
　ここでは、無線端末１０６が、ｅＮＢ１０４のセル（図１６に示すセル１０８）に在圏しているとする。無線端末１０６は、ｅＮＢ１０４と中継装置１０１とを介して、ＥＰＣ１００に接続される。また、ＥＰＣ１００と中継装置１０１とを接続するリンク１１１におけるバックホールリソース負荷の状態は、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”である。ＥＰＣ１００と中継装置１０２とを接続するリンク１１２におけるバックホールリソース負荷の状態は、“ＭｅｄｉｕｍＬｏａｄ”である。中継装置１０１とｅＮＢ１０３とを接続するリンク１１３におけるバックホールリソース負荷の状態は、“ＬｏｗＬｏａｄ”である。中継装置１０１とｅＮＢ１０４とを接続するリンク１１４におけるバックホールリソース負荷の状態は、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”である。中継装置１０２とｅＮＢ１０５とを接続するリンク１１５におけるバックホールリソース負荷の状態は、“ＭｅｄｉｕｍＬｏａｄ”である。
　例えば、ｅＮＢ１０４がｅＮＢ１０３から受信する“Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ”、つまりＳ１ネットワーク負荷情報の値は、リンク１１３のバックホールリソース負荷を示す。従って、ｅＮＢ１０４は、ｅＮＢ１０３のＳ１ネットワーク負荷情報の値として、“ＬｏｗＬｏａｄ”を取得する。同様にｅＮＢ１０３がｅＮＢ１０４から受信するＳ１ネットワーク負荷情報の値は、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”となる。また、ｅＮＢ１０４がｅＮＢ１０５から受信するＳ１ネットワーク負荷情報の値は、“ＭｅｄｉｕｍＬｏａｄ”となる。
　仮に、ｅＮＢ１０３、ｅＮＢ１０４、およびｅＮＢ１０５間でお互いの負荷情報を共有し、各ｅＮＢが、その負荷情報によって示される値をもとにどの隣接セルを無線端末１０６のハンドオーバ先にするかを決定するとする。なお、ここでは、各ｅＮＢは、Ｓ１ネットワーク負荷情報のみを共有するとする。このとき、ｅＮＢ１０４の負荷がある程度高まると、ｅＮＢ１０４は、ｅＮＢ１０３のＳ１ネットワーク負荷情報の値が“ＬｏｗＬｏａｄ”なので、ｅＮＢ１０３のセル（図１６に示すセル１０７）をハンドオーバ先に決定する。
　図１７は、ｅＮＢ１０３～１０４が、無線端末を、無線端末が在圏するセル（セル１０８）から別のセル（セル１０７）へハンドオーバさせる様子を示す説明図である。図１７に示すように、無線端末１０６がセル１０８からセル１０７にハンドオーバしやすくするために、ｅＮＢ１０３とｅＮＢ１０４とが協力して、ハンドオーバ属性値の設定を変更する。つまり、ｅＮＢ１０３とｅＮＢ１０４とは、それぞれハンドオーバ属性値の設定を変更して、ハンドオーバ境界を移動させて、セル１０７がハンドオーバ先となるように仕向ける。ハンドオーバ属性値を変更する前のセル１０７の領域は、図１７において破線で示されている。無線端末１０６をセル１０７に在圏させることによって、リンク１１４のバックホールリソース負荷が低減され、リンク１１３のバックホールリソース負荷が増大する。それにより、リンク１１３とリンク１１４との間で負荷が分散される。しかし、リンク１１３とリンク１１４とを集約するリンク１１１のバックホールリソース負荷は、もともと”ＨｉｇｈＬｏａｄ”である。そのため、リンク１１３とリンク１１４との間で負荷が分散されたとしても、リンク１１１の負荷は低減されず“ＨｉｇｈＬｏａｄ”のままである。従って、無線端末１０６が在圏するセルをハンドオーバさせたとしても、無線端末１０６のスループット低下を回避できない可能性がある。
　ＭＬＢの最適化方法として、国際会議（２０１２　ＩＥＥＥ　２３ｒｄ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｐｅｒｓｏｎａｌ，　Ｉｎｄｏｏｒ　ａｎｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｒａｄｉｏ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　－　（ＰＩＭＲＣ））において、ＮＳＮ（Ｎｏｋｉａ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）によって発表された“Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｌｏａｄ　Ｂａｌａｎｃｉｎｇ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　ＬＴＥ”がある。この最適化方法では、ハンドオーバ先のセルが、各隣接無線基地局が利用できる周波数帯に基づいて決定される。ここで、各隣接無線基地局が利用できる周波数帯は、無線基地局に割り当てられたすべてのトランスポート容量と、アクティブベアラのＧＢＲ（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ　Ｂｉｔ　Ｒａｔｅ：保証ビットレート）合計との差分で定義される。アクティブベアラのＧＢＲ合計は、Ｓ１インタフェースプロトコル（Ｓ１　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による通信上のオーバヘッドも含めた、アクティブベアラのＧＢＲの合計である。
　上記最適化方法は、無線基地局と無線基地局から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のみを考慮したトランスポート容量を用いる。従って、上記最適化方法では、アクセスリンクの先のアグリゲーションリンクのバックホールリソース負荷が考慮されていない。アクセスリンクの先のアグリゲーションリンクのバックホールリソース負荷を考慮した場合と、考慮しない場合とでは、トランスポート容量とアクティブベアラのＧＢＲ合計との差分で定義される周波数帯が異なる。その結果、上記最適化方法に基づいて無線基地局間でＭＬＢを実行したとしても、アグリゲーションリンクの輻輳や無線端末のスループット低下を回避することは難しい。
　そこで、本発明は、バックホールの輻輳を回避し、端末のスループットの低下を回避することができる通信システム、無線基地局、トラフィック負荷分散方法およびトラフィック負荷分散プログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。
　本発明による通信システムは、無線基地局と管理制御装置とを備え、管理制御装置は、無線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各リンクのトラフィック負荷を示すバックホールリソース負荷情報を、無線基地局とコアネットワークとの間の通信を中継する中継装置から収集する第１の通信手段と、第１の通信手段が収集したバックホールリソース負荷情報をもとに、無線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各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算手段と、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を無線基地局に送信する第２の通信手段とを含み、無線基地局は、管理制御装置から受信した、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行手段を含むことを特徴とする。
　本発明による無線基地局は、無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信する通信手段と、管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算手段と、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行手段とを含むことを特徴とする。
　本発明によるトラフィック負荷分散方法は、無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信し、管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出し、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行することを特徴とする。
　本発明によるトラフィック負荷分散プログラムが記憶された記憶媒体は、コンピュータに、無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信する処理と、管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する処理と、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する処理とを実行させるトラフィック負荷分散プログラムが記憶されていることを特徴とする。
　本発明によれば、バックホールの輻輳を回避し、端末のスループットの低下を回避することができる。
本発明による無線通信システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明による無線基地局の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明による管理制御装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 バックホールリソース負荷情報をＳ１ネットワーク負荷情報に変換するための変換アルゴリズムを示す情報の一例を示す説明図である。 ＮＭＳが、ｅＮＢに対する各リンクのバックホールリソース負荷情報を収集し、ボトルネックリンクを抽出するまでの動作を示すフローチャートである。 ｅＮＢとＥＰＣとの間における各リンクのバックホールリソース負荷情報の一例を示す説明図である。 ＮＭＳがｅＮＢに変換後のバックホールリソース負荷情報を送信する動作を示すシーケンス図である。 本発明による無線基地局の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。 追加ＩＥが指定されたリソースステータス要求メッセージの構造の一例を示す説明図である。 本発明による通信システムの最小構成を示すブロック図である。 本発明による無線基地局の最小構成を示すブロック図である。 モバイルバックホールの一例を示すブロック図である。 ｅＮＢ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。 無線通信ネットワークの概要を示すブロック図である。 ｅＮＢが、無線端末を、無線端末が在圏するセルから別のセルへハンドオーバさせる様子を示す説明図である。
実施形態１．
　以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。
　図１は、本発明による無線通信システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信システムは、バックホールリソースを管理する管理制御装置（以下、ＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）という。）２０１と、無線基地局（ｅＮＢ２１１～２１３）とを備える。ｅＮＢ２１１～２１３は、中継装置２２１～２２６を介して、ＥＰＣ２４０と接続される。ＮＭＳ２０１は、各ｅＮＢと通信可能である。また、ＮＭＳ２０１は、各中継装置と通信可能である。なお、図１では、３つのｅＮＢと６つの中継装置とが例示されているが、ｅＮＢおよび中継装置はいくつあってもよい。
　図２は、本発明による無線基地局の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図２に示すように、各無線基地局（ｅＮＢ２１１～２１３）は、無線通信処理部３００と、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１と、ＮＭＳ通信部３０２と、データベース部３０３と、実行部３０４とを含む。
　無線通信処理部３００は、移動端末、例えば無線端末と通信を行う。
　ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１は、移動端末が在圏するセルをハンドオーバするために必要な情報（以下、ハンドオーバ情報という。）の送受信を行う。
　ＮＭＳ通信部３０２は、ＮＭＳ２０１と通信可能なインタフェースを介して、ＮＭＳ２０１との通信を行う。本実施形態では、ＮＭＳ通信部３０２は、ＮＭＳ２０１からボトルネックリンクにおけるバックホールリソース負荷を示す情報（以下、バックホールリソース負荷情報という。）を受信する。ボトルネックリンクは、ｅＮＢとＥＰＣとの間で最も負荷が高いリンクである。
　データベース部３０３は、ＮＭＳ通信部３０２が受信したバックホールリソース負荷情報を保持する。また、データベース部３０３は、自局のセルに在圏する端末に関する情報や、自局に関する情報、隣接ｅＮＢに関する情報などを、ハンドオーバ情報として保持する。データベース部３０３が保持するこれらの情報は、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１やＮＭＳ通信部３０２によって、随時更新される。
　実行部３０４は、データベース部３０３が保持する情報をもとに、ＭＬＢを実行する。
　なお、無線通信処理部３００、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１、ＮＭＳ通信部３０２および実行部３０４は、例えば、プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）によって実現される。ＣＰＵは、記憶装置（図示せず）からプログラムを読み込み、そのプログラムに従って、無線通信処理部３００、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１、ＮＭＳ通信部３０２および実行部３０４として動作する。また、無線通信処理部３００、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１、ＮＭＳ通信部３０２および実行部３０４が別々のハードウェアで実現されていてもよい。
　また、データベース部３０３は、例えば、コンピュータのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置によって実現される。
　図３は、本発明による管理制御装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、管理制御装置（ＮＭＳ２０１）は、中継装置通信部３１０と、負荷情報演算部３１１と、ｅＮＢ通信部３１２と、データベース部３１３とを含む。
　中継装置通信部３１０は、自装置と接続された各中継装置から、リンク毎のバックホールリソース負荷情報を受信する。バックホールリソース負荷情報によって示される値の単位の一例として、ビットレート(ｂｐｓ）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３１１は、各リンクのバックホールリソース負荷情報をリンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する。そして、負荷情報演算部３１１は、正規化したバックホールリソース負荷情報をもとに、ｅＮＢ毎に、ｅＮＢとＥＰＣ２４０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を抽出する。
　ｅＮＢ通信部３１２は、ｅＮＢ毎に抽出したボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、対応するｅＮＢに送信する。その際、ｅＮＢ通信部３１２は、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報によって示される値を、Ｓ１ネットワーク負荷情報と同様に４段階（“ＬｏｗＬｏａｄ”、“ＭｅｄｉｕｍＬｏａｄ”、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”、“Ｏｖｅｒｌｏａｄ”）の指標にマッピング（対応付け）して、ｅＮＢ２１１～２１３に送信する。
　図４は、バックホールリソース負荷情報をＳ１ネットワーク負荷情報に変換するための変換アルゴリズムを示す情報の一例を示す説明図である。なお、図４に示す変換アルゴリズムを示す情報は、ＮＭＳ２０１が備える記憶部（図示せず）に予め格納される。図４に示す例では、バックホールリソース負荷情報によって示される値が７０％以上である場合に、当該値は“Ｏｖｅｒｌｏａｄ”に変換されるように対応付けられている。また、バックホールリソース負荷情報によって示される値が５０％以上であって７０％未満である場合に、当該値は“ＨｉｇｈＬｏａｄ”に変換されるように対応付けられている。バックホールリソース負荷情報によって示される値が２０％以上であって５０％未満である場合に、当該値は“ＭｅｄｉｕｍＬｏａｄ”に変換されるように対応付けられている。また、バックホールリソース負荷情報によって示される値が０％以上であって２０％未満である場合に、当該値は“ＬｏｗＬｏａｄ”に変換されるように対応付けられている。
　データベース部３１３は、ｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報や、各リンクに対するｅＮＢとＥＰＣとのマッピング情報を保持する。データベース部３１３が保持するこれらの情報は、中継装置通信部３１０やｅＮＢ通信部３１２によって、随時更新される。
　なお、中継装置通信部３１０、負荷情報演算部３１１およびｅＮＢ通信部３１２は、例えば、プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。ＣＰＵは、記憶装置（図示せず）からプログラムを読み込み、そのプログラムに従って、中継装置通信部３１０、負荷情報演算部３１１およびｅＮＢ通信部３１２として動作する。また、中継装置通信部３１０、負荷情報演算部３１１およびｅＮＢ通信部３１２が別々のハードウェアで実現されていてもよい。
　また、データベース部３１３は、例えば、コンピュータのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置によって実現される。
　次に、本実施形態における各部の動作について説明する。
　図５は、ＮＭＳ２０１が、ｅＮＢに対する各リンクのバックホールリソース負荷情報を収集し、ボトルネックリンクを抽出するまでの動作を示すフローチャートである。
　ＮＭＳ２０１の中継装置通信部３１０は、ｅＮＢに対する各リンクのバックホールリソース負荷情報を収集する（ステップＳ００１）。中継装置通信部３１０は、例えば、ｅＮＢ２１１に対する各リンクのバックホールリソース負荷情報を収集する場合には、リンク２３１、リンク２３２、リンク２３３、リンク２３４、およびリンク２３５のバックホールリソース負荷情報を収集する。
　負荷情報演算部３１１は、各リンクのバックホールリソース負荷情報をリンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する（ステップＳ００２）。図６は、ｅＮＢ２１１とＥＰＣとの間における各リンクのバックホールリソース負荷情報の一例を示す説明図である。図６には、パーセント値に正規化されたバックホールリソース負荷情報が示されている。
　負荷情報演算部３１１は、正規化されたバックホールリソース負荷情報によって示される値が最も大きいリンクを、ボトルネックリンクに決定する（ステップＳ００３）。このとき、負荷情報演算部３１１は、ｅＮＢとＥＰＣとの間の全リンクではなく、ｅＮＢからＮホップ目までの各リンクの中で最も負荷が高い（バックホールリソース負荷情報によって示される値が最も大きい）リンクをボトルネックリンクとして抽出してもよい。
　例えば、負荷情報演算部３１１は、ｅＮＢからオペレータネットワークのエントランスとなるＳｅＧＷ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｇａｔｅｗａｙ）までの各リンク、また例えば、ｅＮＢから、バックホールネットワークにおいて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よい。ここでは、負荷情報演算部３１１は、アクセス領域、およびアグリゲーション領域における各リンク（リンク２３１～２３３）の中で最も負荷が高いリンクを抽出する。図６に示すように、アクセス領域、およびアグリゲーション領域における各リンク（リンク２３１～２３３）の中で最も負荷が高いリンクは、バックホールリソース負荷情報によって示される値が“５５％”であるリンク２３３である。
　ｅＮＢ通信部３１２は、図４に例示された変換アルゴリズムを示す情報に従って、リンク２３３のバックホールリソース負荷情報によって示される値を、Ｓ１ネットワーク負荷情報と同様の指標に対応付ける。具体的には、ｅＮＢ通信部３１２は、リンク２３３のバックホールリソース負荷情報によって示される値“５５％”を、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”に変換する。そして、ｅＮＢ通信部３１２は、変換後のバックホールリソース負荷情報を、ｅＮＢ２１１に送信する。
　図７は、ＮＭＳ２０１がｅＮＢ２１１に変換後のバックホールリソース負荷情報を送信する動作を示すシーケンス図である。
　図７に示すように、ＮＭＳ２０１、具体的にはｅＮＢ通信部３１２は、ｅＮＢ２１１に、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を送信する。ここでは、ｅＮＢ通信部３１２は、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報として、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”をｅＮＢ２１１に送信する（ステップＳ０１１）。
　ｅＮＢ２１１、具体的にはＮＭＳ通信部３０２は、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を受信すると、受信したバックホールリソース負荷情報をデータベース部３０３に格納する。また、ＮＭＳ通信部３０２は、隣接ｅＮＢ（例えば、図１に示すｅＮＢ２１２）に、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”が設定されたＳ１ネットワーク負荷情報を含むリソースステータス更新メッセージを送信する。なお、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１が、隣接ｅＮＢ（例えば、図１に示すｅＮＢ２１２）に、“ＨｉｇｈＬｏａｄ”が設定されたＳ１ネットワーク負荷情報を含むリソースステータス更新メッセージを送信するように構成されていてもよい。
　ｅＮＢ２１２も同様に、ＮＭＳ２０１から送信された、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を受信する。ｅＮＢ２１２が、例えば“ＬｏｗＬｏａｄ”を示すバックホールリソース負荷情報を受信した場合には、ｅＮＢ２１２は、隣接ｅＮＢ（例えばｅＮＢ２１１）に、“ＬｏｗＬｏａｄ”が設定されたＳ１ネットワーク負荷情報を含むリソースステータス更新メッセージを送信する。
　各ｅＮＢのｅＮＢ間メッセージ処理部３０１は、隣接ｅＮＢからリソースステータス更新メッセージを受信すると、当該メッセージに含まれるバックホールリソース負荷情報をデータベース部３０３に格納する。そして、各ｅＮＢの実行部３０４は、データベース部３０３が保持する情報をもとに、ＭＬＢを実行する。
　このように、各ｅＮＢのｅＮＢ間メッセージ処理部３０１が、リソースステータス更新メッセージを送信することにより、ｅＮＢ間で、各ｅＮＢとＥＰＣ２４０との間のボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を共有することができる。従って、各ｅＮＢの実行部３０４は、ボトルネックリンクのトラフィック負荷がより低い隣接ｅＮＢのセルをハンドオーバ先に指定することが可能となる。つまり、アクセスリンクの先のリンクのバックホールリソース負荷を考慮したＭＬＢを実行することができる。
　以上に説明したように、本実施形態では、ＮＭＳがｅＮＢからＥＰＣまでの各リンクのバックホールリソース負荷情報を収集する。そして、収集した各リンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、ボトルネックリンクを抽出し、抽出したボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、ｅＮＢに送信する。それにより、アクセスリンクやアグリゲーションリンクにおいて最も負荷が高いリンク（ボトルネックリンク）のバックホールリソース負荷情報をｅＮＢが正確に取得することが可能になる。
　また、本実施形態では、各ｅＮＢが、ＮＭＳから受信した、自局とＥＰＣとの間のボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、リソースステータス更新メッセージにより隣接ｅＮＢに通知する。それにより、各ｅＮＢは、隣接ｅＮＢとＥＰＣとの間のボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を取得することができる。従って、ＭＬＢにおけるｅＮＢ間のハンドオーバをより確実に成功させることができる。よって、アクセスリンクやアグリゲーションリンクのバックホールの輻輳や無線端末のスループット低下を回避することが可能になる。すなわち、バックホールの輻輳状況を加味してＭＬＢを実行することができる。
　また、本実施形態では、ＮＭＳの負荷情報演算部が、ｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンクではなく、ｅＮＢからＮホップ目までの各リンクにおいて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構成されていてもよい。そのような構成により、バックホールの輻輳や無線端末のスループット低下を回避するために、必要な範囲でボトルネックリンクを抽出することができ、ＮＭＳにおけるボトルネックリンクの抽出処理の負担を軽減することができる。
　なお、本実施形態では、ＮＭＳ２０１のｅＮＢ通信部３１２が、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、Ｓ１ネットワーク負荷情報と同様の指標に変換する場合を例に説明したが、各ｅＮＢが、この変換を行ってもよい。そのような形態を実現するには、ｅＮＢ通信部３１２が、パーセント値に正規化した、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を各ｅＮＢに送信すればよい。そして、各ｅＮＢ（例えば、各ｅＮＢのＮＭＳ通信部３０２）が、パーセント値に正規化されたバックホールリソース負荷情報を、Ｓ１ネットワーク負荷情報と同様の４段階の指標に変換して、データベース部３０３に格納すればよい。この場合、図４に例示した変換アルゴリズムを示す情報は、各ｅＮＢが備える記憶部（図示せず）に予め格納される。
　また、ＮＭＳ２０１のｅＮＢ通信部３１２は、ｅＮＢを管理する制御装置（ＳＯＮ（Ｓｅｌｆ　Ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）／ＥＭＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）／ＨｅＮＢ－ＧＷ（Ｈｏｍｅ　ｅＮＢ－Ｇａｔｅｗａｙ））に、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を送信してもよい。
　また、ＮＭＳ２０１の中継装置通信部３１０は、ｅＮＢとＥＰＣとの間の全リンクのバックホールリソース負荷情報を取得せずに、ｅＮＢからＮホップ目までの各リンクのバックホールリソース負荷情報を取得するようにしてもよい。そして、負荷情報演算部３１１が、ｅＮＢからＮホップ目までの各リンクの中からボトルネックリンクを抽出し、ｅＮＢ通信部３１２が、そのボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をｅＮＢに送信してもよい。このように、バックホールの輻輳や無線端末のスループット低減の回避をするために必要な範囲で、バックホールリソース負荷情報を取得することにより、ＮＭＳ２０１の処理負担を軽減することができる。
実施形態２．
　以下、本発明の第２の実施形態を図面を参照して説明する。
　第２の実施形態における通信システムの構成は、図１に示す第１の実施形態の構成と同様である。
　ただし、本実施形態のＮＭＳ２０１のｅＮＢ通信部３１２は、各ｅＮＢとＥＰＣ２４０との間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報と、各リンクの物理速度とをｅＮＢに送信する。そして、各ｅＮＢが、各リンクのバックホールリソース負荷情報を、リンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する。
　図８は、本発明による無線基地局の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図８に示すように、各ｅＮＢは、図２に示す第１の実施形態の構成に加え、演算部３０５を備える。
　各ｅＮＢのＮＭＳ通信部３０２は、自局とＥＰＣ２４０との間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報と、各リンクの物理速度とを受信する。そして、演算部３０５が、各リンクのバックホールリソース負荷情報によって示される値を、各リンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する。さらに、演算部３０５は、正規化した各リンクのバックホールリソース負荷情報によって示される値をもとに、自局とＥＰＣ２４０との間のボトルネックリンクを抽出し、抽出したボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をデータベース部３０３に格納する。
　なお、無線通信処理部３００、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１、ＮＭＳ通信部３０２、実行部３０４および演算部３０５は、例えば、トラフィック負荷分散プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。トラフィック負荷分散プログラムは、例えば、コンピュータの記憶装置（図示せず）に記憶される。ＣＰＵは、そのプログラムを読み込み、そのプログラムに従って、無線通信処理部３００、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１、ＮＭＳ通信部３０２、実行部３０４および演算部３０５として動作する。
また、無線通信処理部３００、ｅＮＢ間メッセージ処理部３０１、ＮＭＳ通信部３０２、実行部３０４および演算部３０５が別々のハードウェアで実現されていてもよい。
　このように、本実施形態では、各ｅＮＢの演算部３０５が、各リンクのバックホールリソース負荷情報によって示される値の正規化と、ボトルネックリンクの抽出とを行う。従って、ＮＭＳ２０１は、各リンクのバックホールリソース負荷情報と、各リンクの物理速度とをｅＮＢに送信するだけでよい。従って、ｅＮＢとモバイルコアネットワークとの間におけるリンクを管理する汎用の管理装置をＮＭＳ２０１として用いることが可能となる。
実施形態３．
　以下、本発明の第３の実施形態を図面を参照して説明する。
　第３の実施形態における通信システムの構成は、第１の実施形態と同様である。
　ただし、本実施形態のＮＭＳ２０１のｅＮＢ通信部３１２は、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報の他に、ｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報、およびｅＮＢから１ホップ目のリンクのバックホールリソース負荷情報を、ｅＮＢに送信する。
　また、各ｅＮＢのｅＮＢ間メッセージ処理部３０１は、Ｘ２リンク間のリソースステータス更新メッセージの追加ＩＥ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）として、ｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報（“Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ”）、ｅＮＢから１ホップ目のリンクのバックホールリソース負荷情報（“１　Ｈｏｐ　Ｌｉｎｋ　Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ”）、およびボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報（“Ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ　Ｌｉｎｋ　Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ”）を指定する。図９は、追加ＩＥが指定されたリソースステータス要求メッセージの構造の一例を示す説明図である。
　このように、本実施形態では、各ｅＮＢは、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報の他に、ｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報、およびｅＮＢから１ホップ目のリンクのバックホールリソース負荷情報をＮＭＳから受信する。それにより、ｅＮＢは、より正確なバックホールリソース負荷情報をＮＭＳから取得することが可能になる。また、本実施形態では、各ｅＮＢが、ＮＭＳから受信した情報をｅＮＢ間で共有する。それにより、各ｅＮＢは、隣接ｅＮＢとＥＰＣとの間のリンクのバックホールリソース負荷情報をより正確に取得することが可能になる。
　なお、ＮＭＳ２０１のｅＮＢ通信部３１２は、ｅＮＢに対して、当該ｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンク、および当該ｅＮＢに隣接するｅＮＢとＥＰＣとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報を送信してもよい。
　また、ｅＮＢ通信部３１２は、ｅＮＢからＮホップ目までの各リンクの中からボトルネックリンクを抽出するようにしてもよい。そして、そのボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、ｅＮＢからＮホップ目までの各リンクのバックホールリソース負荷情報、ｅＮＢから１ホップ目のリンクのバックホールリソース負荷情報とともに、ｅＮＢに送信してもよい。
　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。
　次に、本発明の概要を説明する。
　図１０は、本発明による通信システムの最小構成を示すブロック図である。図１０に示すように、本発明による通信システムは、無線基地局１０－１～１０－ｎ（図１に示すｅＮＢ２１１～２１３に相当。）と管理制御装置２０（図１に示すＮＭＳ２０１に相当。）とを備え、管理制御装置２０は、無線基地局１０－１～１０－ｎとコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのトラフィック負荷を示すバックホールリソース負荷情報を、無線基地局１０－１～１０－ｎとコアネットワークとの間の通信を中継する中継装置（図１に示す中継装置２２１～２２６に相当。）から収集する第１の通信部２１（図３に示す中継装置通信部３１０に相当。）と、第１の通信部２１が収集したバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局ごとに、無線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各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算部２２（図３に示す負荷情報演算部３１１に相当。）と、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を無線基地局１０－１～１０－ｎに送信する第２の通信部２３（図３に示すｅＮＢ通信部３１２に相当。）とを含み、無線基地局１０－１～１０－ｎは、管理制御装置２０から受信した、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行部１１（図２に示す実行部３０４およびに相当。）を含む。
　そのような構成によれば、無線基地局がアクセスリンクやアグリゲーションリンクの中で最も負荷が高いリンク（ボトルネックリンク）のバックホールリソース負荷情報を正確に取得することが可能になる。従って、バックホールの輻輳状況を加味してＭＬＢを実行することができる。
　また、演算部２２は、各リンクのバックホールリソース負荷情報によって示される値を各リンクの物理速度に対するパーセント値に正規化してもよい。そのような構成によれば、各リンクの物理速度が異なる無線通信ネットワークに対しても、本発明を適用することができる。
　また、演算部２２は、正規化した各リンクのバックホールリソース負荷情報をもとにボトルネックリンクを抽出してもよい。そのような構成によれば、各リンクの物理速度が異なる場合であっても、ボトルネックリンクを正確に抽出することができる。
　また、無線基地局１０－１～１０－ｎは、管理制御装置２０から受信した、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を隣接する無線基地局に送信するメッセージ処理部１２（図２に示すｅＮＢ間メッセージ処理部３０１に相当。）を含んでいてもよい。そのような構成によれば、無線基地局間で、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を共有することができる。従って、無線基地局間のトラフィック負荷をより確実に分散させることができる。
　また、演算部２２は、無線基地局からＮホップ目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してもよい。そのような構成によれば、バックホールの輻輳や無線端末のスループット低下を回避するために、必要な範囲でボトルネックリンクを抽出するので、管理制御装置におけるボトルネックリンクの抽出処理の負担を軽減することができる。
　また、実行部１１は、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報と、メッセージ処理部１２が隣接する無線基地局から受信した、当該隣接する無線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ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報とに基づいて、ハンドオーバを実行してもよい。そのような構成によれば、ＭＬＢによる無線基地局間のハンドオーバをより確実に成功させることができる。よって、アクセスリンクやアグリゲーションリンクのバックホールの輻輳や無線端末のスループット低下をより確実に回避することが可能になる。
　図１１は、本発明による無線基地局の最小構成を示すブロック図である。図１１に示すように、本発明による無線基地局は、無線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通信リソースを管理する管理制御装置２０から、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信する通信部１３（図８に示すＮＭＳ通信部３０２に相当。）と、管理制御装置２０から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算部１４（図８に示す演算部３０５に相当。）と、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行部１１とを含む。
　また、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、以下に限られない。
（付記１）無線基地局と管理制御装置とを備え、前記管理制御装置は、前記無線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各リンクのトラフィック負荷を示すバックホールリソース負荷情報を、前記無線基地局と前記コアネットワークとの間の通信を中継する中継装置から収集する第１の通信手段と、前記第１の通信手段が収集したバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局ごとに、無線基地局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算手段と、前記ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を前記無線基地局に送信する第２の通信手段とを含み、前記無線基地局は、前記管理制御装置から受信した、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行手段を含むことを特徴とする通信システム。
（付記２）前記演算手段は、各リンクのバックホールリソース負荷情報を各リンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する付記１に記載の通信システム。
（付記３）前記演算手段は、正規化した各リンクのバックホールリソース負荷情報をもとにボトルネックリンクを抽出する付記２に記載の通信システム。
（付記４）前記無線基地局は、管理制御装置から受信した、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、隣接する無線基地局に送信するメッセージ処理手段を含む付記１から付記３のうちのいずれか１つに記載の通信システム。
（付記５）前記実行手段は、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報と、前記メッセージ処理手段が隣接する無線基地局から受信した、当該隣接する無線基地局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報とに基づいて、ハンドオーバを実行する付記４に記載の通信システム。
（付記６）前記演算手段は、技術仕様書（ＴＳ３６．４２３　Ｖｅｒｓｉｏｎ１１．５．０）に規定されたＲＥＳＯＵＲＣＥ　ＳＴＡＴＵＳ　ＵＰＤＡＴＥメッセージにおける“Ｓ１　ＴＮＬ　Ｌｏａｄ”の指標に対応付けられた、ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を前記無線基地局に送信する付記１から付記５のうちのいずれか１つに記載の通信システム。
（付記７）前記演算手段は、前記無線基地局からＮホップ目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付記１から付記６のうちのいずれか１つに記載の通信システム。
（付記８）前記管理制御装置の前記第２の通信手段は、前記無線基地局とコアネットワークとの間のボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報とともに、前記無線基地局と前記コアネットワークとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報と、前記無線基地局から１ホップ目のリンクのバックホールリソース負荷情報とを前記無線基地局に送信し、前記無線基地局の前記実行手段は、前記管理制御装置から受信した、自局と前記コアネットワークとの間のボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報、自局と前記コアネットワークとの間の各リンクのバックホールリソース負荷情報および自局から１ホップ目のリンクのバックホールリソース負荷情報を、隣接する無線基地局に送信する付記１から付記６のうちのいずれか１つに記載の通信システム。
（付記９）無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信する通信手段と、前記管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算手段と、前記ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行手段とを含むことを特徴とする無線基地局。
（付記１０）前記通信手段は、前記管理制御装置から、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報とともに、各リンクの物理速度を示す情報を受信し、前記演算手段は、前記各リンクの物理速度を示す情報をもとに、各リンクのバックホールリソース負荷情報を各リンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する付記９に記載の無線基地局。
（付記１１）前記演算手段は、正規化した各リンクのバックホールリソース負荷情報をもとにボトルネックリンクを抽出する付記１０に記載の無線基地局。
（付記１２）自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、隣接する無線基地局に送信するメッセージ処理手段を含む付記９から付記１１のうちのいずれか１つに記載の無線基地局。
（付記１３）前記実行手段は、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報と、前記メッセージ処理手段が隣接する無線基地局から受信した、当該隣接する無線基地局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報とに基づいて、ハンドオーバを実行する付記１２に記載の無線基地局。
（付記１４）演算手段は、無線基地局からＮホップ目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付記９から付記１２のうちのいずれか１つに記載の無線基地局。
　この出願は、２０１３年１０月２８日に出願された日本出願特願２０１３－２２２９２３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。
　１０－１～１０－ｎ　無線基地局
　１１　実行部
　１２　メッセージ処理部
　１３　通信部
　１４　演算部
　２０　管理制御装置
　２１　第１の通信部
　２２　演算部
　２３　第２の通信部
　１００、２４０　ＥＰＣ
　１０１、１０２、２２１～２２６　中継装置
　１０３～１０５、２１１～２１３　ｅＮＢ
　１０６　無線端末
　１０７、１０８、１０９　セル
　１１１～１１５、２３１～２３５　リンク
　２０１　ＮＭＳ
　３００　無線通信処理部
　３０１　ｅＮＢ間メッセ―ジ処理部
　３０２　ＮＭＳ通信部
　３０３　データベース部
　３０４　実行部
　３０５　演算部
　３１０　中継装置通信部
　３１１　負荷情報演算部
　３１２　ｅＮＢ通信部
　３１３　データベース部

Claims (9)

  1. 　無線基地局と管理制御装置とを備え、
    　前記管理制御装置は、
    　前記無線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各リンクのトラフィック負荷を示すバックホールリソース負荷情報を、前記無線基地局と前記コアネットワークとの間の通信を中継する中継装置から収集する第１の通信手段と、
    　前記第１の通信手段が収集したバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局ごとに、無線基地局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算手段と、
    　前記ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を前記無線基地局に送信する第２の通信手段とを含み、
    　前記無線基地局は、
    　前記管理制御装置から受信した、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行手段を含む
    　ことを特徴とする通信システム。
  2. 　前記演算手段は、各リンクのバックホールリソース負荷情報を各リンクの物理速度に対するパーセント値に正規化する
    　請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記演算手段は、正規化した各リンクのバックホールリソース負荷情報をもとにボトルネックリンクを抽出する
    　請求項２に記載の通信システム。
  4. 　前記演算手段は、前記無線基地局からＮホップ目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
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通信システム。
  5. 　前記無線基地局は、前記管理制御装置から受信した、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報を、隣接する無線基地局に送信するメッセージ処理手段を含む
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の通信システム。
  6. 　前記実行手段は、自局とコアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報と、前記メッセージ処理手段が隣接する無線基地局から受信した、当該隣接する無線基地局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおけるボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報とに基づいて、ハンドオーバを実行する
    　請求項５に記載の通信システム。
  7. 　無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信する通信手段と、
    　前記管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する演算手段と、
    　前記ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する実行手段とを含む
    　ことを特徴とする無線基地局。
  8. 　無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信し、
    　前記管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出し、
    　前記ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する
    　ことを特徴とするトラフィック負荷分散方法。
  9. 　コンピュータに、
    　無線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通信リソースを管理する管理制御装置から、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクのバックホールリソース負荷情報を受信する処理と、
    　前記管理制御装置から受信したバックホールリソース負荷情報をもとに、自局と前記コアネットワークとの間のバックホールにおける各リンクの中で最も負荷が高いボトルネックリンクを抽出する処理と、
    　前記ボトルネックリンクのバックホールリソース負荷情報をもとに、無線基地局間のトラフィック負荷の分散を実行する処理とを実行させるための
    　トラフィック負荷分散プログラムが記憶された記憶媒体。
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