WO2018135009A1 - 通信制御システム、通信制御方法、プログラム及び中継装置 - Google Patents

通信制御システム、通信制御方法、プログラム及び中継装置 Download PDF

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将彦 南里
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孝則 滝井
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Definitions

  • a communication control system is a communication control system that controls communication of a relay device capable of relaying communication between a terminal device and a macro cell base station, between the macro cell base station and the relay device.
  • An acquisition unit that acquires communication status information including a past communication amount, and a first communication in which a communication amount between the macro cell base station and the relay device is equal to or greater than a predetermined communication amount based on the communication state information
  • a setting unit that presets a first communication permission amount in a period and a second communication permission amount in a second communication period that is a communication amount smaller than the predetermined communication amount, the macro cell base station, and the relay device And a control unit for controlling the set second communication permission amount based on the measured current communication amount.
  • control unit may prohibit the second communication permission amount from being reduced below a preset lower limit communication amount.
  • control unit may control the set second communication permission amount based on the number information indicating the number of the terminal devices communicating with the relay device.
  • Relay device 20 is movable, in the LTE scheme is also called a ReNB (R epeater type eN ode B ), constitutes one of the nodes in a wireless network.
  • ReNB R epeater type eN ode B
  • the access node 22 establishes wireless communication with the donor base station 30 via the relay node 24.
  • Relay node 24 is also referred to as CPE (C ustomer P grasps E quipment ).
  • Wireless communication between the relay node 24 and the donor base station 30 is also referred to as a backhaul (BH).
  • BH backhaul
  • measuring the effective throughput value during the busiest period with the largest amount of communication in the communication between the donor base station 30 and the relay device 20 is, for example, the arrangement position of the relay device 20 in the cell of the donor base station 30 This is useful because the communication permission amount can be appropriately controlled according to the situation. That is, for example, when the relay device 20 is arranged at the cell edge of the donor base station 30, the effective throughput of communication is low, but the relay device 20 is located near the center of the cell of the donor base station 30. When arranged, the effective throughput of communication is high.
  • the configuration included in the relay device 20 may be included in the first core network EPC 40 within a range in which the content of the communication control process does not contradict, or the configuration included in the first core network EPC 40 is communication control.
  • the relay device 20 may be provided in a range that does not cause any contradiction in the processing contents.

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Abstract

マクロセル基地局と直接的に接続する端末装置の通信品質を保障し、且つ、中継装置経由でマクロセル基地局と接続する端末装置の通信品質を保障すること。　通信制御システムは、マクロセル基地局と中継装置２０との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、通信状況情報に基づいて、マクロセル基地局と中継装置２０との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、マクロセル基地局と中継装置２０との間の現在の通信量を測定する測定部と、測定された現在の通信量に基づいて第２通信許可量を制御する制御部と、を備える。

Description

通信制御システム、通信制御方法、プログラム及び中継装置
　本発明は、端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置の通信を制御する通信制御システム、通信制御方法、プログラム及び中継装置に関する。
　無線通信システムの標準化規格として、第３世代移動通信システム（３Ｇ：３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）に代わってＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が普及してきている。ＬＴＥはパケット通信のみをサポートする通信規格であり、音声はＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ　ｏｖｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）でパケットに変換されて送受信される。特にＬＴＥ規格におけるＶｏＩＰはＶｏＬＴＥ（Ｖｏｉｃｅ　ｏｖｅｒ　ＬＴＥ）と呼ばれている。
　移動体通信システムでは、建物内での通信品質を確保するため、ホーム基地局を設置し、移動機とコアネットワークとの間の通信を中継させている。従来、ホーム基地局からコアネットワークへの通信には固定回線が利用されていた（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１記載の技術のように固定回線をバックホールとして用いると、固定回線の敷設に時間を要し、また固定回線のランニングコストが掛かってしまうという問題があった。このため、特許文献２に記載されているように、バックホール通信に無線を利用することが提案されている。
特許第５４５６８７４号公報 特許第６０２５８９２号公報
　しかしながら、マクロセル基地局は移動機と直接的に無線通信を実施するものでもあるため、ホーム基地局のバックホール通信にも無線を利用すると、マクロセル基地局と直接接続する移動機へ割り当てるリソースが減少して通信品質が劣化する可能性がある。他方、マクロセル基地局に直接的に接続する移動機の通信量が増大すると、ホーム基地局のバックホール通信へ割り当てるリソースが不足し、ホーム基地局経由で接続する移動機の通信品質が劣化するという問題が生じうる。
　そこで本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置の通信を制御する場合において、マクロセル基地局と直接的に接続する端末装置の通信品質を保障し、且つ、中継装置経由でマクロセル基地局と接続する端末装置の通信品質を保障することを目的の一つとする。
　本発明の一態様に係る通信制御システムは、端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置の通信を制御する通信制御システムであって、マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定する測定部と、測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御する制御部と、を備える。
　上記通信制御システムにおいて、前記制御部は、設定された前記第２通信許可量と、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信における現在の通信量と、の差分に応じて、設定された前記第２通信許可量を増加又は減少させてもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記制御部は、前記中継装置が前記端末装置からの新たな呼を受け付けるとした場合に、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信における現在の通信量が設定された前記第２通信許可量を超えると判断できるとき、前記新たな呼を受け付けることを禁止してもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記制御部は、予め設定された下限通信量以下に前記第２通信許可量を減少させることを禁止してもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記制御部は、前記中継装置と通信する前記端末装置の台数を示す台数情報に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御してもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記制御部は、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信の遅延、当該通信の揺らぎ、又は当該通信におけるビットエラーレートの少なくとも一つを含む通信品質に基づいて前記第２通信許可量を制御してもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記制御部は、前記第２通信許可量として、前記中継装置との接続を許可する前記端末装置の台数を制御してもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記設定部は、接続可能な前記端末装置の最大台数に基づいて前記第１通信許可量を設定してもよい。
　上記通信制御システムにおいて、前記取得部と前記設定部と前記測定部とを前記中継装置が備え、前記制御部をコアネットワークが備えてもよい。
　本発明の一態様に係る通信制御方法は、端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置の通信を制御する通信制御方法であって、マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得するステップと、前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定するステップと、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定するステップと、測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御するステップと、を含む。
　本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定する測定部と、測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御する制御部と、して機能させる。
　本発明の一態様に係る中継装置は、端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置であって、マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定する測定部と、測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える。
　本発明によれば、マクロセル基地局と中継装置との間における通信に必要な帯域を適切に管理でき、且つ、マクロセル基地局及び中継装置と端末装置との通信に用いる帯域を適切に配分できるので、マクロセル基地局と直接的に接続する端末装置の通信品質を保障し、且つ、中継装置経由でマクロセル基地局と接続する端末装置の通信品質を保障することができる。
一実施形態に係る移動体通信システムの模式図。 一実施形態に係る中継装置の構成図。 一実施形態に係る第１コアネットワークＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）の構成図。 一実施形態に係るＱＣＩパラメータの説明図。 一実施形態に係る通信制御処理の手順を説明するシーケンス図。 第１実施形態に係る通信制御処理を説明する模式図。 第２実施形態に係る通信制御処理を説明する模式図。 第３実施形態に係る通信制御処理を説明する模式図。
　以下、図面を参照して、本発明に係る一つの実施形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、一連の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付して表している。
　〔移動体通信システムの構成〕
　図１は、本発明の実施形態に係る移動体通信システムの構成図である。本実施形態に係る移動体通信システム１００は、例示的に３ＧＰＰにより規格されているＬＴＥ方式の移動体通信システムであり、無線ネットワーク（Ｒａｄｉｏ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、コアネットワーク（Ｃｏｒｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、を備える。無線ネットワークの構成、及び、コアネットワークの構成について、以下において順に説明する。
　（無線ネットワークの構成）
　図１に示すように、移動体通信システム１００は、無線ネットワークに係る構成として、端末装置１０、中継装置２０、及びドナー基地局（マクロセル基地局）３０を備える。なお、無線ネットワークは、ＬＴＥ方式では、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれている。
　端末装置１０は、例えばスマートフォン、携帯電話等の移動携帯通信端末であり、ＵＥ（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とも呼ばれる。図１には、中継装置２０が形成するセル（通信可能範囲）に在圏し、中継装置２０に接続している端末装置１０ａと、ドナー基地局３０が形成するセルに在圏し、ドナー基地局３０に接続している端末装置１０ｂとが示されている。以下、端末装置１０ａと端末装置１０ｂとを総称するときには端末装置１０と表記する。
　中継装置２０は、移動可能であり、ＬＴＥ方式ではＲｅＮＢ（Ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｔｙｐｅ　ｅＮｏｄｅＢ）とも呼ばれ、無線ネットワークにおける一つのノードを構成する。
　中継装置２０は、アクセス・ノード（Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｏｄｅ）２２とリレー・ノード（Ｒｅｌａｙ　Ｎｏｄｅ）２４とを含んで構成される。
　アクセス・ノード２２は、端末装置１０ａとの無線通信を確立し、端末装置１０ａに対しパケット通信サービス（例えば音声パケット通信サービス、マルチメディアサービス等）を提供する。アクセス・ノード２２と端末装置１０ａとの間の無線通信を、アクセスリンク（ＡＣ：Ａｃｃｅｓｓ　Ｌｉｎｋ）とも呼ぶ。アクセス・ノード２２が形成するセルは、そのセルサイズがドナー基地局３０よりも小規模であり、半径数メートルから数十メートルの通信エリアを構築する。
　アクセス・ノード２２は、リレー・ノード２４を介してドナー基地局３０との間で無線通信を確立する。リレー・ノード２４は、ＣＰＥ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ　Ｐｒｅｍｉｓｅｓ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とも呼ばれる。リレー・ノード２４とドナー基地局３０との間の無線通信を、バックホール（ＢＨ：Ｂａｃｋｈａｕｌ）とも呼ぶ。
　なお、アクセス・ノード２２とリレー・ノード２４とは、別個のノードとして構成されていてもよい。別個に構成した場合、リレー・ノード２４が本発明に係る中継装置としての役割を担うこととなる。
　ドナー基地局３０は、ＬＴＥ方式ではＤｏｎｏｒ　ｅＮＢ（Ｄｏｎｏｒ　ｅＮｏｄｅＢ）とも呼ばれ、リレー・ノード２４との間で無線通信を確立する。ドナー基地局３０は、半径数百メートルから十数キロメートルの通信エリアを構築する。
　（コアネットワークの構成）
　図１に示すように、移動体通信システム１００は、コアネットワークに係る構成として、第１コアネットワークＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）４０、フェムト・コアネットワーク（Ｆｅｍｔｏ　Ｃｏｒｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）５０（通信制御サーバ）、及び第２コアネットワークＥＰＣ６０を備える。なお、本実施形態では、第１コアネットワークＥＰＣ４０と第２コアネットワークＥＰＣ６０とを備えるものとして説明するが、コアネットワークＥＰＣは一つで構成してもよい。
　第１コアネットワークＥＰＣ４０は、例えば、ドナー基地局３０に接続し、ドナー基地局３０を介して個々の端末装置１０ｂ及びリレー・ノード２４の移動管理、認証、パケット通信データ経路の設定処理を管理する機能、無線ネットワークにおける品質管理を実施する機能、移動通信サービスを提供するために呼の接続を制御することやサービスを制御する機能、及び、インターネット７０等の外部のネットワークから無線ネットワーク内の契約加入者又は無線ネットワーク内にローミング中の加入者に対する呼を受ける交換局としての機能等を有する。
　フェムト・コアネットワーク５０は、中継装置２０に関する各種の管理を行うネットワークである。フェムト・コアネットワーク５０は、例えば、フェムトＯＡＭ（Ｆｅｍｔｏ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｍａｉｎｔｅｎａｃｅ）５２に接続され、中継装置２０の運用、管理、保守を行う機能を有する。
　第２コアネットワークＥＰＣ６０は、例えば、移動通信サービスを提供するために呼の接続を制御することやサービスを制御する機能、インターネット７０等の外部のネットワークから無線ネットワーク内の契約加入者、又は無線ネットワーク内にローミング中の加入者に対する呼を受ける交換局としての機能、第２コアネットワークＥＰＣ６０内で個々の端末装置１０ａの移動管理、認証、パケット通信データ経路の設定処理を管理する機能、及び品質管理等の通信ポリシー制御や課金規約に基づく制御を実行する機能を有する。
　図２は、本発明の実施形態に係る中継装置の構成図である。図２に示すように、中継装置２０は、例示的に、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信を制御するための情報処理を行う情報処理部２０１と、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信を制御する際に用いられる情報、例えば、後述する、情報取得部２０５が取得した通信状況情報ＪＩと、通信許可量設定部２０７が設定した第１通信許可量及び第２通信許可量の少なくとも一方を含む通信許可量情報ＫＩと、を記録する情報記録部２０３と、を備える。なお、通信許可量情報ＫＩは、後述する、予め設定された下限通信量を示す情報を含んでもよい。
　情報処理部２０１は、機能的に、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する情報取得部２０５（取得部）と、通信状況情報に基づいて、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する通信許可量設定部２０７（設定部）と、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信量を測定する通信量測定部２０９（測定部）と、通信量測定部２０９により測定された現在の通信量に基づいて、通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部２１１と、を備える。
　図３は、本発明の実施形態に係る第１コアネットワークＥＰＣの構成図である。図３に示すように、第１コアネットワークＥＰＣ４０は、例示的に、図１に示すドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信を制御するための情報処理を行う情報処理部４０１と、情報取得部４０５が中継装置２０から取得した通信許可量情報ＫＩを記録する情報記録部４０３と、を備える。
　情報処理部４０１は、機能的に、中継装置２０から、設定された第２通信許可量を制御するための制御信号及び通信許可量情報ＫＩを取得する情報取得部４０５と、制御信号に基づいて、設定された第２通信許可量を制御する通信許可量制御部４０７と、を備える。なお、中継装置２０からの通信許可量情報ＫＩは、制御信号に含まれてもよい。
　ここで、ＬＴＥ規格では、図１に示す無線ネットワーク側およびコアネットワーク側におけるセッションの品質を制御するためのパラメータとしてＱＣＩ（ＱｏＳ　Ｃｌａｓｓ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が設定されている。セッションとは、ＤＢ（Ｄｅｆａｕｌｔ　Ｂｅａｒｅｒ）とも呼ばれ、ネットワーク間通信において移動機からのデータに対する取り扱い方法を示す仮想的な概念的単位である。ＱＣＩパラメータの各々が一つのセッションを規定するものであり、帯域（単位時間あたりの通信量）制御の有無や遅延許容時間、パケット損失率などに応じて例えば９段階の優先度が定められている。
　図４は、ＱＣＩパラメータの一覧を示す図である。図４に示すように、ＱＣＩ１～４は帯域保障がされるＧＢＲ（Ｇｕａｒａｎｔｉｅｅｄ　Ｂｉｔ　Ｒａｔｅ）であり、ＱＣＩ５～９は帯域保障されないＮｏｎ－ＧＢＲとなる。図１に示す第１コアネットワークＥＰＣ４０は、無線ネットワークにおける通信品質に応じてＱＣＩパラメータを設定することができるようになっている。具体的には、第１コアネットワークＥＰＣ４０が中継装置２０との間でＱＣＩパラメータに対応するセッションを生成するようになっている。セッションは、ＤＢ（Ｄｅｆａｕｌｔ　ＢｅａｒｅｒまたはＤｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｂｅａｒｅｒ）と呼ばれており、それぞれがＱＣＩで規定された帯域（例えば単位時間あたりの通信量）、遅延許容度、ビット損失度で一定の通信量を確保することができる。
　〔通信制御処理〕
　ドナー基地局と中継装置との間の通信を制御する通信制御処理の概要は以下のとおりである。図１に示す中継装置２０は、取得した通信状況情報に基づいて、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信量が最も多い最繁期間（第１通信期間）における第１通信許可量と、最繁期間よりも通信量が少ない期間（第２通信期間）における第２通信許可量と、を予め設定し、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信量に基づいて、予め設定された第２通信許可量を制御するための制御信号を生成し、第１コアネットワークＥＰＣ４０に当該制御信号を送信する。第１コアネットワークＥＰＣ４０は、受信した制御信号に基づいて、予め設定された第２通信許可量を動的に制御する。以下で、第１実施形態に係る通信制御処理の詳細を説明する。
　＜第１実施形態＞
　図５及び図６を用いて、ドナー基地局と中継装置との間の通信を制御する通信制御処理の第１実施形態を説明する。図５は、ドナー基地局と中継装置との間の通信を制御する通信制御処理の手順を説明するシーケンス図である。図６は、中継装置が自身に在圏する端末装置の台数を示す台数情報を取得できない場合の通信制御処理を示す図である。
　図５及び図６の対応関係について説明すると、図５のステップＳ１及びＳ３は、図６の期間（Ｔ０～Ｔ１）と対応し、図５のステップＳ５は、図６の期間（Ｔ１～Ｔ３）と対応し、図５のステップＳ７は、図６の期間（Ｔ３～Ｔ４）と対応し、図５のステップＳ９及びＳ１１は、図６の期間（Ｔ４～Ｔ２１）と対応する。ここで、図６において、「ＣＵ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）」は占有帯域を示しており、「Ｔ」は時間を示している。本実施形態においては、占有帯域の最大値は、ＣＵ＝６４である。一つのマスＭは、ＣＵ＝４の占有帯域を示している。また、破線Ｌ１は、上記各ステップにおける通信許可量の推移を示しており、破線Ｌ３は、通信において実際に使用される帯域（例えば単位時間あたりの通信量）の推移を示している。なお、ＣＵ＝８の占有帯域については、例えば、通信品質テストのための双方向アクティブ測定プロトコル（ＴＷＡＭＰ：Ｔｗｏ　Ｗａｙ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）や緊急呼に使用するための空き帯域として利用される。
　（図５のステップＳ１，図６のＴ０～Ｔ１）
　図２に示す情報取得部２０５は、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する。例えば、情報取得部２０５は、通信状況情報として、過去、ドナー基地局３０と中継装置２０との間で実行された通信タイミングごとに、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信量を取得する。
　より具体的には、まず、図１に示す移動体通信システム１００においては、中継装置２０と第１コアネットワークＥＰＣ４０との間でパケット通信においてパケットデータ単位で秘匿機能を付与するプロトコルであるＩＰｓｅｃを確立する。例えば、図４に示すＱＣＩ５パラメータに沿ったセッション（ＤＢ）を生成し、ＩＰｓｅｃが確立されると、中継装置２０と第１コアネットワークＥＰＣ４０との間で制御データの送受信が可能となる。
　次に、ＩＰｓｅｃが確立した後、データ通信用ＤＢをさらに確立する。第１コアネットワークＥＰＣ４０は、中継装置２０からのデータ通信用ＤＢを生成するための要求に基づいて、図４に示すＱＣＩ９パラメータに沿ったＤＢを生成する。以上の処理により、中継装置２０経由のパケットデータは当該ＤＢを介して第２コアネットワークＥＰＣ６０へ送出可能となる。
　さらにデータ通信用ＤＢの確立後、音声通信用ＤＢをさらに確立する。例えば、第１コアネットワークＥＰＣ４０は、中継装置２０からのＤＢ生成要求を受けて、ＱＣＩ１パラメータに沿った音声通信用ＤＢを生成する。中継装置２０と第１コアネットワークＥＰＣ４０との間にＶｏＬＴＥ用ＤＢが確立する。以上の処理により、端末装置１０ａからコアネットワークを介した音声通信が可能となる。
　このように、端末装置１０ａからコアネットワークを介した音声通信が過去実施されると、情報取得部２０５は、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信量を通信状況情報として取得する。なお、情報取得部２０５は、通信状況情報を、端末装置１０ａからコアネットワークを介した音声通信が過去実施される度に、又は、所定回数の音声通信が実施された後に纏めて取得するように構成されてもよい。また、通信状況情報は、過去の通信量の他、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の過去の通信の遅延量、遅延ゆらぎ（ジッタ）、ビットエラー量、及びビットエラー率等の通信品質に関する情報を含んでもよい。
　（図５のステップＳ３，図６のＴ０～Ｔ１）
　今回の音声通信を開始するに際して、図１に示す第１コアネットワークＥＰＣ４０において中継装置２０の位置登録を行う。例えば、第１コアネットワークＥＰＣ４０は、第１コアネットワークＥＰＣ４０と接続するドナー基地局３０の通信可能範囲に中継装置２０が在圏するか否かを確認し、在圏する場合は、中継装置２０の位置情報を登録する。
　（図５のステップＳ５，図６のＴ１～Ｔ３）
　図２に示す通信許可量設定部２０７は、図５のステップＳ１で取得した通信状況情報に基づいて、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信において通信量が最も多い最繁期間における実効スループット値に対応する通信許可量ＣＵ＝５２（第１通信許可量）（破線Ｌ５を参照）と、最繁期間よりも通信量が少ない期間（例えば、図６のＴ１４～Ｔ１７以外の期間）における通信許可量ＣＵ＝３６（第２通信許可量）（破線Ｌ７を参照）と、を予め設定する。ここで、通信許可量設定部２０７は、第１通信許可量を、中継装置２０と接続可能な端末装置１０ａの最大台数に基づいて設定するように構成されてもよい。なお、通信許可量設定部２０７は、必ずしも、Ｔ１～Ｔ３に対応する期間において、最繁期間における通信許可量ＣＵ＝５２及び最繁期間よりも通信量が少ない期間における通信許可量ＣＵ＝３６を設定する必要はなく、後述するＶｏＬＴＥの通信開始の期間（Ｔ３～Ｔ４）までに設定されればよい。また、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信において通信量が最も多い最繁期間における実効スループット値を測定することは、例えば、ドナー基地局３０のセル内における中継装置２０の配置位置に応じて、通信許可量を適切に制御できるので有用である。つまり、中継装置２０が例えばドナー基地局３０のセルの端部（Ｃｅｌｌ　ｅｄｇｅ）に配置されている場合は、通信の実効スループットは低いが、中継装置２０がドナー基地局３０のセルの中心付近に配置されている場合は、通信の実効スループットは高い。このように、ドナー基地局３０のセルにおける中継装置２０の配置位置に応じた実効スループット値を測定し、測定された値を本通信制御処理に用いることで、適切にドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信を制御できる。
　（図５のステップＳ７，図６のＴ３～Ｔ４）
　上記ステップＳ１において詳述したとおり、ＶｏＬＴＥによる音声通信に必要な処理が完了すると、端末装置１０ａからコアネットワークを介した音声通信が開始可能となる。なお、この時点で、ＩＰｓｅｃの確立及びデータ通信用ＤＢの確立については、完了している。
　（図５のステップＳ９）
　図２に示す通信量測定部２０９（測定部）は、実際にＶｏＬＴＥによる音声通信が始まると、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信量を測定する（破線Ｌ３を参照）。
　（図５のステップＳ１１）
　図２に示す制御信号生成部２１１は、通信量測定部２０９により測定された現在の通信量（破線Ｌ３を参照）に基づいて、通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量（破線Ｌ１を参照）を制御するための制御信号を生成する。そして、中継装置２０は、制御信号を図１に示す第１コアネットワークＥＰＣ４０に送信し、図３に示す第１コアネットワークＥＰＣ４０の通信許可量制御部４０７は、制御信号に基づいて、設定された第２通信許可量（破線Ｌ１を参照）を制御する。
　例えば、第１コアネットワークＥＰＣ４０の通信許可量制御部４０７は、通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量ＣＵ＝３６（破線Ｌ１を参照）と、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信において現在の通信量（破線Ｌ３参照）と、の差分に応じて、設定された第２通信許可量ＣＵ＝３６を増加又は減少させる。なお、通信許可量設定部２０７により設定された第１通信許可量（破線Ｌ５参照）、つまり、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信において通信量が最も多い最繁期間における通信許可量については、限度量（閾値）として固定された値であるため、制御されない。
　より具体的に、図６に示す時間Ｔ４において、通信許可量設定部２０７により設定された通信許可量ＣＵ＝３６と、現在の通信量（ＣＵ＝２０）と、の差分Ｄ１は、ＣＵ＝１６である。本実施形態においては、設定された第２通信許可量ＣＵ＝３６の制御は、例えば当該差分がＣＵ＝４以下になった場合に実行される。したがって、時間Ｔ４においては、当該差分がＣＵ＝４より大きいため、設定された第２通信許可量ＣＵ＝３６は制御されない。その後、時間Ｔ９においては、通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量ＣＵ＝３６と、現在の通信量（ＣＵ＝３２）と、の差分Ｄ２は、ＣＵ＝４である。したがって、当該差分がＣＵ＝４以下であるため、第１コアネットワークＥＰＣ４０の通信許可量制御部４０７は、通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量ＣＵ＝３６を増加させる。
　次に、期間Ｔ９～Ｔ１４においては、現在の通信量が継続して増加しているので、第２通信許可量についても継続して増加するように制御されている。そして、期間Ｔ１４～Ｔ１７においては、第２通信許可量が閾値であるＣＵ＝５２（破線Ｌ５参照）に到達しているので、第２通信許可量についてはこれ以上増加することはない。ここで、期間Ｔ１５～Ｔ１６及びマスＭＡに示すように、第１コアネットワークＥＰＣ４０の通信許可量制御部４０７は、中継装置２０が端末装置１０からの新たな呼を受け付けるとした場合に、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信において現在使用されている単位時間当たりの通信量（破線Ｌ３参照）が設定された第２通信許可量ＣＵ＝５２（閾値）（破線Ｌ３及びＬ５を参照）を超えると判断できるとき、新たな呼を受け付けることを禁止するように構成されてもよい。また、期間Ｔ１７～Ｔ２１に示すように、通信許可量制御部４０７は、現在の通信量が減少し始め、この減少傾向が継続することを把握できた場合は、第２通信許可量を減少させるように構成されてもよい。
　また、第１コアネットワークＥＰＣ４０の通信許可量制御部４０７が第２通信許可量ＣＵ＝３６を減少させる場合においては、通信許可量制御部４０７は、予め設定された下限通信量ＣＵ＝８（破線Ｌ９を参照）以下に当該第２通信許可量を減少させることを禁止するように構成されてもよい。上記したとおり、下限通信量ＣＵ＝８は、例えば、通信品質テストのための双方向アクティブ測定プロトコル（ＴＷＡＭＰ）や緊急呼に使用するための空き帯域として確保されているため、ＴＷＡＭＰや緊急呼が実行できなくなるほどの通信許可量の制御は禁止されるべきである。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態においては、中継装置が中継装置と通信する端末装置の在圏台数を示す台数情報を取得できる点で、中継装置２０が中継装置と通信する端末装置の台数を示す在圏台数情報を取得できない第１実施形態とは異なる。換言すると、第２実施形態においては、中継装置２０において、予め設定された第２通信許可量を制御する際に、現在の通信量に加えて、取得された在圏台数情報に更に基づいて制御する。以下では、第１実施形態に係る通信制御処理と異なる点について特に言及する。
　図７は、中継装置が中継装置と通信する端末装置の在圏台数を示す在圏台数情報を取得できる場合の通信制御処理を示す図である。図７に示すように、図２に示す情報取得部２０５が中継装置２０と通信する端末装置１０の在圏台数を示す在圏台数情報を取得できる場合、図３に示す第１コアネットワークＥＰＣ４０の通信許可量制御部４０７は、現在の通信量に加えて在圏台数情報に更に基づいて、図２に示す中継装置２０の通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量（破線Ｌ１を参照）を制御する。より具体的には、図７の時間Ｔ６に示すように、通信許可量制御部４０７は、中継装置２０と通信している端末装置１０ａが中継装置２０の通信可能エリアから出る等して通信を継続することができなくなったこと（ＵＥ　ｄｅｔａｃｈ）を把握すると、第２通信許可量の増加を停止し、図６の時間Ｔ８に示すように、中継装置２０と新たな端末装置１０が通信を開始したこと（ＵＥ　ａｔｔａｃｈ）を把握すると、第２通信許可量を増加するように構成される。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態においては、現在の通信量として、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信の遅延量、遅延ゆらぎ（ジッタ）、又はビットエラーレートの少なくとも一つを含む通信品質に基づいて、図２に示す通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量を制御する。ここで、第１実施形態及び第２実施形態においては、通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量を制御する通信許可量制御部については、図３に示すように第１コアネットワークＥＰＣ４０が備えると説明したが、第３実施形態においては、通信許可量制御部は、中継装置２０が備える。なお、このように例えば中継装置２０が備える構成は、通信制御処理の内容に矛盾を生じない範囲で第１コアネットワークＥＰＣ４０が備えてもよいし、第１コアネットワークＥＰＣ４０が備える構成は、通信制御処理の内容に矛盾を生じない範囲で中継装置２０が備えてもよい。
　図８は、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信量を取得できる場合の通信制御処理を示す図である。ここで、図８において、「呼数」は端末装置１０のコール数を示しており、コール数：１は、図６及び図７に示す「ＣＵ」：１に対応する。また、「Ｔ」は図６及び図７と同様に時間を示している。図８に示すように、中継装置２０が備える通信許可量制御部は、図２に示す通信量測定部２０９により任意のタイミングで測定されたドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信の遅延量、遅延ゆらぎ（ジッタ）、又はビットエラーレートの少なくとも一つを含む通信品質に基づいて、図２に示す通信許可量設定部２０７により設定された第２通信許可量を動的に増加又は減少させる（破線Ｌ１参照）。より具体的には、通信許可量制御部は、第２通信許可量として、中継装置２０との接続を許可する端末装置１０ａの呼数（台数）を制御するように構成される。
　なお、通信許可量制御部が第２通信許可量を減少させる場合においては、通信許可量制御部は、予め設定された下限呼数＝８（下限通信量）（破線Ｌ９を参照）以下に当該第２通信許可量を減少させることを禁止するように構成されてもよい。
　〔効果〕
　以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、端末装置２０とドナー基地局３０との間の通信を中継可能な中継装置２０の通信を制御する場合において、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定し、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信量に基づいて、設定された第２通信許可量を制御する。よって、ドナー基地局３０と中継装置２０との間における通信に必要な帯域を適切に管理でき、且つ、ドナー基地局３０及び中継装置２０と端末装置１０ａとの通信に用いる帯域を適切に配分できるので、ドナー基地局３０と直接的に接続する端末装置１０ｂの通信品質を保障し、且つ、中継装置２０経由でドナー基地局３０と接続する端末装置１０ａの通信品質を保障することができる。
　本発明の第２実施形態によれば、予め設定された第２通信許可量を制御する際に、現在の通信量に加えて、中継装置２０と通信する端末装置１０の在圏台数を示す在圏台数情報に更に基づいて制御する。よって、より正確に第２通信許可量を制御することができるので、端末装置１０とドナー基地局３０との間の通信を中継可能な中継装置２０の通信を制御する場合において、より適切に、ドナー基地局３０と直接的に接続する端末装置１０ｂの通信品質を保障し、且つ、中継装置２０経由でドナー基地局３０と接続する端末装置１０ａの通信品質を保障することができる。
　本発明の第３実施形態によれば、中継装置の通信許可量制御部は、ドナー基地局３０と中継装置２０との間の現在の通信の遅延量、遅延ゆらぎ（ジッタ）、又はビットエラーレートの少なくとも一つを含む通信品質に基づいて、設定された第２通信許可量を制御する。よって、第２通信許可量をより精緻に制御することができる。
　〔その他の実施の形態〕
　上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
　図５において説明した各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。図５において、例えば、ステップＳ１とステップＳ３とは順番を変更して実行されてもよいし、ステップＳ１とステップＳ３とは、並列に実行されてもよい。
　上記実施形態では、移動体通信に関する通信規格であるＬＴＥ規格の移動体通信システムを例示して説明したが、これに限定されず、他の通信規格や将来的に制定される通信規格に対しても本発明を適用可能である。すなわち、マクロセル基地局は端末装置と直接的に無線通信を実施するものでもあるため、中継装置のバックホール通信にも無線を利用すると、マクロセル基地局と直接接続する端末装置へ割り当てるリソースが減少して通信品質が劣化する可能性があり、他方、マクロセル基地局に直接的に接続する端末装置の通信量が増大すると、中継装置のバックホール通信へ割り当てるリソースが不足し、中継装置経由で接続する端末装置の通信品質が劣化するという問題が生じるおそれがあるシステムであれば、本発明を適用可能である。本発明に係る通信制御方法等を適用することによって、マクロセル基地局と中継装置との間における通信に必要な帯域を適切に管理でき、且つ、マクロセル基地局及び中継装置と端末装置との通信に用いる帯域を適切に配分できるので、マクロセル基地局と直接的に接続する端末装置の通信品質を保障し、且つ、中継装置経由でマクロセル基地局と接続する端末装置の通信品質を保障することができるという作用効果が期待できる。
１０…端末装置、２０…中継装置、２２…アクセス・ノード、２４…リレー・ノード、３０…ドナー基地局（マクロセル基地局）、４０…第１コアネットワークＥＰＣ、５０…フェムト・コアネットワーク、６０…第２コアネットワークＥＰＣ、１００…移動体通信システム、２０１，４０１…情報処理部、２０３，４０３…記録部、２０５，４０５…情報取得部、２０７…通信許可量設定部、２０９…通信量測定部、２１１…制御信号生成部、４０７…通信許可量制御部
 

Claims (12)

  1. 　端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置を含む通信制御システムであって、
    　マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、
    　前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、
    　前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定する測定部と、
    　測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御する制御部と、
    を備える、
    通信制御システム。
  2. 　前記制御部は、設定された前記第２通信許可量と、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信において現在の通信量と、の差分に応じて、設定された前記第２通信許可量を増加又は減少させる、
    請求項１に記載の通信制御システム。
  3. 　前記制御部は、前記中継装置が前記端末装置からの新たな呼を受け付けるとした場合に、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信における現在の通信量が設定された前記第２通信許可量を超えると判断できるとき、前記新たな呼を受け付けることを禁止する、
    請求項１又は請求項２に記載の通信制御システム。
  4. 　前記制御部は、予め設定された下限通信量以下に前記第２通信許可量を減少させることを禁止する、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信制御システム。
  5. 　前記制御部は、前記中継装置と通信する前記端末装置の台数を示す台数情報に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御する、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の通信制御システム。
  6. 　前記制御部は、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信の遅延、当該通信の揺らぎ、又は当該通信におけるビットエラーレートの少なくとも一つを含む通信品質に基づいて前記第２通信許可量を制御する、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通信制御システム。
  7. 　前記制御部は、前記第２通信許可量として、前記中継装置との接続を許可する前記端末装置の台数を制御する、
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の通信制御システム。
  8. 　前記設定部は、接続可能な前記端末装置の最大台数に基づいて前記第１通信許可量を設定する、
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の通信制御システム。
  9. 　前記取得部と前記設定部と前記測定部とを前記中継装置が備え、
    　前記制御部をコアネットワークが備える、
    請求項１から請求８のいずれか一項に記載の通信制御システム。
  10. 　端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置の通信を制御する通信制御方法であって、
    　マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得するステップと、
    　前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定するステップと、
    　前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定するステップと、
    　測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御するステップと、
    を含む、
    通信制御方法。
  11. 　コンピュータを、
    　マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、
    　前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、
    　前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定する測定部と、
    　測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御する制御部と、
    して機能させるためのプログラム。
  12. 　端末装置とマクロセル基地局との間の通信を中継可能な中継装置であって、
    　マクロセル基地局と中継装置との間の過去の通信量を含む通信状況情報を取得する取得部と、
    　前記通信状況情報に基づいて、前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の通信量が所定の通信量以上である第１通信期間における第１通信許可量と、前記所定の通信量よりも少ない通信量である第２通信期間における第２通信許可量と、を予め設定する設定部と、
    　前記マクロセル基地局と前記中継装置との間の現在の通信量を測定する測定部と、
    　測定された前記現在の通信量に基づいて、設定された前記第２通信許可量を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
    を備える、
    中継装置。
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