無線制御基地局及び接続先交換局判定方法
【課題】呼が高負荷状態の交換局に接続されることを回避し、交換局の負荷分散を図る。
【解決手段】複数の交換局に接続された無線制御基地局は、前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信する収容能力情報受信部と、前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信する負荷情報受信部と、受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算する選択比率計算部と、計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する接続先交換局判定部とを有する。
【解決手段】複数の交換局に接続された無線制御基地局は、前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信する収容能力情報受信部と、前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信する負荷情報受信部と、受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算する選択比率計算部と、計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する接続先交換局判定部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線制御基地局及び接続先交換局判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野では、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：The 3rd Generation Partnership Project）により、現在及び将来の移動通信システムの方式が次々と整備されている。特に、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）方式のＵＴＲＡ（UMTS Terrestrial Radio Access）またはＵＴＲＡＮ（UMTS Terrestrial Radio Access Network）によるシステムの後継として、Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）またはＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）と呼ばれる方式が検討されている。Ｅ−ＵＴＲＡまたはＥ−ＵＴＲＡＮによる方式は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式とも呼ばれている。
【０００３】
ＬＴＥ方式における無線制御基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）及び交換局（ＭＭＥ：Mobile Management Entity）間のインタフェースは、３ＧＰＰの標準仕様により、複数のｅＮＢと複数のＭＭＥとが相互に接続されるマルチ接続構成となっており（非特許文献1参照）、これにより負荷分散を図っている。ＭＭＥからｅＮＢへは、接続確立時にＭＭＥの受付可能呼量を示す収容能力（キャパシティ）情報が通知される（非特許文献２参照）。ｅＮＢは、移動局（ＵＥ：User Equipment）からの無線接続要求（Message 3）または無線接続完了報告（Message 5）に含まれる情報により接続先ＭＭＥの特定を行うが、特定ができない場合には、先にＭＭＥから通知されている収容能力情報をもとにＭＭＥを選択する（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP TS36.401 V8.8.0 (2010-06)
【非特許文献２】3GPP TS36.413 V8.10.0 (2010-06)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような収容能力情報のみの通知では、以下に示すような問題点がある。すなわち、ｅＮＢは、ＭＭＥの収容能力情報のみで接続先を選択し、ＭＭＥの実際の負荷（ロード）を考慮していないため、高負荷状態のＭＭＥを接続先として選択してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、呼が高負荷状態の交換局に接続されることを回避し、交換局の負荷分散を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無線制御基地局は、
複数の交換局に接続された無線制御基地局であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信する収容能力情報受信部と、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信する負荷情報受信部と、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算する選択比率計算部と、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する接続先交換局判定部と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の接続先交換局判定方法は、
複数の交換局に接続された無線制御基地局における接続先交換局判定方法であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信するステップと、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信するステップと、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算するステップと、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定するステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、交換局の負荷分散を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図
【図２】本発明の実施形態に係る無線制御基地局の構成図
【図３】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法のシーケンス図
【図４】本発明の実施形態に係る無線制御基地局における接続先ＭＭＥ判定方法のフローチャート
【図５】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法が適用される一例を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法が適用される他の例を示す図
【図７】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法が適用される他の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態では、移動局（ＵＥ）と、無線制御基地局（ｅＮＢ）と、交換局（ＭＭＥ）とを含む移動通信システムにおいて、ｅＮＢが接続先のＭＭＥを選択する構成及び手順について説明する。移動通信システムでは、ｅＮＢは、複数のＭＭＥに接続されており、以下のように、接続している複数のＭＭＥのうち接続先のＭＭＥを選択する。
【００１２】
ｅＮＢは、各ＭＭＥから収容能力（キャパシティ）情報を受信する。また、ｅＮＢは、各ＭＭＥから負荷（ロード）情報を受信する。ｅＮＢは、受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先ＭＭＥの選択比率を計算する。接続先ＭＭＥの選択比率とは、ｅＮＢに接続されて選択可能な複数のＭＭＥのうち、移動局からの呼を接続すべき１台のＭＭＥを選択する割合のことであり、ｅＮＢにＮ台のＭＭＥが接続されて選択可能である場合、第１のＭＭＥを選択する割合：第２のＭＭＥを選択する割合：・・・：第ＮのＭＭＥを選択する割合により表されてもよい。そして、ｅＮＢは、計算された選択比率に従って接続先ＭＭＥを判定する。このようにして、ｅＮＢは、負荷の少ないＭＭＥを接続先として選択できる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に、本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図を示す。
【００１５】
移動通信システムは、典型的には、ＬＴＥ方式のシステムである。しかし、本発明の実施形態は、ＬＴＥ方式のシステムに限定されず、交換局から無線制御基地局に収容能力情報と負荷情報とが通知される如何なるシステムにも適用可能である。例えば、本発明の実施形態は、第４世代の移動通信システム等にも適用可能である。
【００１６】
移動通信システムは、移動局（ＵＥ）と、無線制御基地局（ｅＮＢ）と、交換局（ＭＭＥ）とを含む。ＵＥは、携帯電話、スマートフォン等のように、ｅＮＢと通信可能な如何なる装置でもよい。ｅＮＢは、ＵＥからの呼（音声又はデータパケット）を受信し、指定された宛先に呼を中継する装置である。ＭＭＥは、ＵＥからの呼の伝送経路を設定する装置である。ＭＭＥとｅＮＢとの間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースと呼ばれる。
【００１７】
ＵＥからの呼を宛先に送信するために、ＵＥは、ｅＮＢを介していずれかのＭＭＥに接続する必要がある。ＵＥがＭＭＥを変更することなく移動できるエリアとして、プールエリアが定義されている。プールエリアには、１つ以上のＭＭＥが含まれる。プールエリアにより、ＵＥが移動する毎に頻繁にＭＭＥを選択し直す必要がなくなる。プールエリアは、１つ以上の位置登録エリア（ＴＡ：Tracking Area）から構成される。
【００１８】
ｅＮＢは、プールエリア内の複数のＭＭＥに帰属しており、これらのＭＭＥに接続されている。ＭＭＥも複数のｅＮＢに接続されてもよく、ｅＮＢとＭＭＥとの接続関係は、多対多の関係になってもよい。ｅＮＢは、ＵＥからの呼を処理するために、プールエリア内の複数のＭＭＥのうち適切なＭＭＥを選択して接続する必要がある。本発明の実施形態では、ｅＮＢは、ＭＭＥの収容能力情報と負荷情報とを考慮して、接続先のＭＭＥを選択する。
【００１９】
図２に、本発明の実施形態に係るｅＮＢの構成図を示す。
【００２０】
ｅＮＢ１０は、収容能力情報受信部１０１と、負荷情報受信部１０３と、接続先ＭＭＥ選択比率計算部１０５と、接続先ＭＭＥ判定部１０７と、メッセージ受信部１０９とを有する。
【００２１】
収容能力情報受信部１０１は、ｅＮＢ１０に接続された複数のＭＭＥのうち少なくとも１台のＭＭＥから収容能力を受信する。接続された全てのＭＭＥの収容能力を考慮する場合には、収容能力情報受信部１０１は、接続された全てのＭＭＥから収容能力を受信する。ＭＭＥの収容能力とは、ＭＭＥの受付可能呼量を示し、ＭＭＥ毎に予め設定される。例えば、収容能力情報は、ｅＮＢ１０と各ＭＭＥとの間の初期リンク確立時、ＭＭＥの設定変更時等に受信される。
【００２２】
負荷情報受信部１０３は、ｅＮＢ１０に接続された複数のＭＭＥのうち少なくとも１台のＭＭＥから負荷情報を受信する。接続された全てのＭＭＥの負荷を考慮する場合には、負荷情報受信部１０３は、接続された全てのＭＭＥから負荷情報を受信する。ＭＭＥの負荷とは、ＭＭＥのＣＰＵ等の処理装置の負荷を示し、時間の経過と共に動的に変化する。例えば、負荷情報は、負荷状態が所定の閾値以上となったＭＭＥから周期的に受信されてもよい。負荷情報が受信されていないＭＭＥの負荷は、所定の値（例えば、０）に設定されてもよい。
【００２３】
接続先ＭＭＥ選択比率判定部１０５は、受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、ＵＥからの呼を接続すべき接続先ＭＭＥの選択比率を計算する。選択比率は、収容能力情報又は負荷情報を受信する毎に計算されてもよく、所定の周期で計算されてもよい。
【００２４】
接続先ＭＭＥ判定部１０７は、計算された選択比率に従って、ＵＥからの呼を接続すべき接続先ＭＭＥを判定する。例えば、ＵＥの電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立する場合（位置登録等を実施して通信を可能にするために、ＵＥがｅＮＢを介してアタッチ（Attach）要求をＭＭＥに送信する場合）、ＵＥが発信する場合、ＵＥのハンドオーバが実施される場合等のように、ＵＥとｅＮＢ１０との間の無線リンクが確立されるときに、接続先ＭＭＥ判定部１０７は、ＵＥからの呼を接続すべき接続先ＭＭＥを判定する。
【００２５】
メッセージ受信部１０９は、ＵＥからの呼、呼に関するメッセージを受信する。例えば、ＵＥからの呼に関して、通信開始のためのプリアンブル信号（Message 1）、無線接続要求（Message 3）、無線接続完了報告（Message 5）等を受信する。
【００２６】
図３に、本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法のシーケンス図を示す。
【００２７】
まず、ｅＮＢとＭＭＥ１との間のリンクが未確立である状態において、ｅＮＢとＭＭＥ１がケーブル等で接続されて、ｅＮＢで導通を感知したとき、ｅＮＢは、そのリンクに自局のＩＤ等のメッセージを入れてＳ１リンク確立要求（S1 Setup Request）を送信する（Ｓ１０１）。ＭＭＥ１はＳ１リンク確立要求に応答することで（S1 Setup Responseを送信することで）、ＭＭＥ１は自局の収容能力情報をｅＮＢに通知する（Ｓ１０３）。図３では、ｅＮＢとＭＭＥ１との間のＳ１リンク確立手順が示されているが、同様にして、ＭＭＥ２は自局の収容能力情報をｅＮＢに通知する。このようにして、ｅＮＢはプールエリア内のＭＭＥから収容能力情報を取得する。
【００２８】
なお、図３では、ＭＭＥの収容能力情報はS1 Setup ResponseによりｅＮＢに通知されているが、ＭＭＥの収容能力情報は、ＭＭＥの設定変更時に送信される制御情報（MME Configuration UpdateのRelative MME Capacity）によりｅＮＢに通知されてもよい。例えば、MME Configuration Updateは、ＭＭＥの故障時等の要因で収容能力情報が変化した場合、再設定値をｅＮＢに通知するために使用される。
【００２９】
次に、ＵＥ１の電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立する場合、ＵＥ１が発信する場合、ＵＥ１のハンドオーバが実施される場合等のように、ＵＥ１とｅＮＢとの間の無線リンクが確立される際に、ＵＥ１は、通信開始のためのプリアンブル信号（Message 1）をｅＮＢに送信する（Ｓ１１１）。ｅＮＢは、通信開始応答（Message 2）をＵＥ１に送信する（Ｓ１１３）。そして、ＵＥ１は、無線接続要求（Message 3）をｅＮＢに送信し（Ｓ１１５）、ｅＮＢは、無線接続要求応答（Message 4）をＵＥ１に送信し（Ｓ１１７）、ＵＥ１は、無線接続完了報告（Message 5）をｅＮＢに送信する（Ｓ１１９）。
【００３０】
このとき、ｅＮＢはＭＭＥ１及びＭＭＥ２から負荷情報を受信していないため、ｅＮＢは、ＭＭＥ１の収容能力とＭＭＥ２の収容能力とに従って、ＵＥ１の接続先ＭＭＥを判定する（Ｓ１２１）。なお、このステップＳ１２１において、Message 3又はMessage 5かにＭＭＥの情報が含まれており、このＭＭＥの負荷が許容可能な負荷の上限値未満である場合、ｅＮＢはMessage 3又はMessage 5から識別されたＭＭＥを接続先ＭＭＥとして判定してもよい。また、Message 3又はMessage 5からＭＭＥが識別できない場合、ｅＮＢは、ｅＮＢに接続されたＭＭＥ１の収容能力とＭＭＥ２の収容能力とに従って、ＵＥ１の接続先ＭＭＥを判定してもよい。ここでは、ＭＭＥ１が接続先ＭＭＥとして判定されたものとする。ｅＮＢは、ＭＭＥ１に対して通信開始メッセージ（Initial Message）を送信することにより、通信を開始する（Ｓ１２３）。
【００３１】
ＭＭＥ１は、自局の負荷状態を監視しており、例えばＵＥ１が送受信するトラヒック量により、ＭＭＥ１の負荷が所定の閾値Ｘ１以上になり、ＭＭＥ１が過負荷状態になったことを検出したものとする（Ｓ１３１）。この場合、ＭＭＥ１は、ＭＭＥの負荷情報を示すメッセージ（Overload Start）をｅＮＢに送信する（Ｓ１３３）。ｅＮＢは、選択比率を、ＭＭＥ１の選択比率＝（ＭＭＥ１の収容能力）×（ＭＭＥ１の最大負荷−ＭＭＥ１の負荷）にて計算してもよい。負荷がパーセントで通知される場合、選択比率は、ＭＭＥ１の選択比率＝（ＭＭＥ１の収容能力）×（１００−ＭＭＥ１の負荷）にて計算される。ＭＭＥ２の選択比率は、ＭＭＥ２から負荷情報を受信していないため、ＭＭＥ２の収容能力になる。
【００３２】
Ｘ１は、ＭＭＥが過負荷状態に移行し、負荷情報を示すメッセージ（Overload Start）を送信する閾値であり、ＭＭＥの負荷がＸ１未満である場合、負荷情報は通知されない。ＭＭＥ１が過負荷状態である場合、負荷情報は周期的にｅＮＢに通知されてもよい。ＭＭＥ１が過負荷状態でなくなった場合、ＭＭＥ１の負荷が０であるというメッセージ（Overload Start）がｅＮＢに通知されてもよい。ＭＭＥの負荷情報は、Overload StartにOverload Reduction Percentageという情報を設けて、ｅＮＢに通知されてもよい。
【００３３】
次に、ＵＥ２の電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立する場合、ＵＥ２が発信する場合、ＵＥ２のハンドオーバが実施される場合等のように、ＵＥ２とｅＮＢとの間の無線リンクが確立される際に、ＵＥ２は、通信開始のためのプリアンブル信号（Message 1）をｅＮＢに送信する（Ｓ１４１）。ｅＮＢは、通信開始応答（Message 2）をＵＥ２に送信する（Ｓ１４３）。そして、ＵＥ２は、無線接続要求（Message 3）をｅＮＢに送信し（Ｓ１４５）、ｅＮＢは、無線接続要求応答（Message 4）をＵＥ２に送信し（Ｓ１４７）、ＵＥ２は、無線接続完了報告（Message 5）をｅＮＢに送信する（Ｓ１４９）。
【００３４】
このとき、ｅＮＢは、計算したＭＭＥ１の選択比率とＭＭＥ２の選択比率とに従って、ＵＥ２の接続先ＭＭＥを判定する（Ｓ１５１）。ここでは、ＭＭＥ２が接続先ＭＭＥとして判定されたものとする。ｅＮＢは、ＭＭＥ２に対して通信開始メッセージ（Initial Message）を送信することにより、通信を開始する（Ｓ１５３）。
【００３５】
図４に、本発明の実施形態に係る無線制御基地局における接続先ＭＭＥ判定方法のフローチャートを示す。
【００３６】
図３に示すMessage 3又はMessage 5にＭＭＥの情報が含まれており、ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥが特定できる場合と、Message 3及びMessage5からＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥが特定できない場合とが存在する。ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥの情報がMessage 3又はMessage 5に含まれている場合、このＭＭＥを優先的に選択することで、プールエリア内で頻繁に接続先ＭＭＥを変更する必要がなくなることが想定される。
【００３７】
このため、ｅＮＢは、Message 3に含まれるＵＥの識別子がＳ−ＴＭＳＩ（SAE Temporary Mobile Subscriber Identity）であるか否かを判別する（Ｓ２０１）。Ｓ−ＴＭＳＩとは、位置登録時にＭＭＥから払い出されるＵＥの識別子である。このように、ｅＮＢは、Ｓ−ＴＭＳＩからＳ−ＴＭＳＩを払い出したＭＭＥのコード（ＭＭＥＣ：MME Code）を識別できる。
【００３８】
Message 3に含まれるＵＥの識別子がＳ−ＴＭＳＩでない場合（Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤである場合）、ｅＮＢは、Message 5に登録済のＭＭＥが設定されているか否かを判別する（Ｓ２０３）。既にいずれかの位置登録エリアにおいてＵＥの位置登録が実施されている場合、Message 5には、登録済のＭＭＥ（registered MME）が設定される。このように、ｅＮＢは、Message 5から登録済のＭＭＥのコード（ＭＭＥＣ）を識別できる。
【００３９】
ｅＮＢは、ＭＭＥＣが特定できた場合、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥの負荷が許容可能な負荷の上限値（Ｘｌｉｍ）以上であるか否かを判別する（Ｓ２０５）。一般的には、Ｘｌｉｍは、ＭＭＥが過負荷状態に移行する閾値Ｘ１より大きい値である。ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ未満である場合、ｅＮＢは、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥを選択する（Ｓ２０７）。
【００４０】
ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合、ｅＮＢは、プールエリア内の全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上であるか否かを判別する（Ｓ２０９）。プールエリア内の全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合、ｅＮＢはＭＭＥを選択しない（Ｓ２１１）。この結果、ＵＥの呼は呼損となる。
【００４１】
プールエリア内のいずれかのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ未満である場合、ｅＮＢは、負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から、ＭＭＥ選択比率に基づいて接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。ＭＭＥ選択比率Ｒ（１）：Ｒ（２）：...：Ｒ（Ｎ−ｎ）は、下記の式に従って計算される。
Ｒ（ｉ）＝Ｃ（ｉ）×｛１００−Ｌ（ｉ）｝ （ｉ＝１，２，...，Ｎ−ｎ） （１）
Ｒ（１）：Ｒ（２）：...：Ｒ（Ｎ−ｎ） （１≦ｎ＜Ｎ） （２）
ここで、Ｒ（ｉ）はＭＭＥｉの選択比率、Ｃ（ｉ）はＭＭＥｉの収容能力、Ｌ（ｉ）はＭＭＥｉの負荷、Ｎはプールエリア内のＭＭＥ数、ｎはＭＭＥの負荷状態がＸｌｉｍを超過しているＭＭＥ数をそれぞれ示す。ｅＮＢは、（１）式によりＮ−ｎ台のＭＭＥの選択比率をそれぞれ計算し、（２）式で得られる比率により、接続先ＭＭＥをラウンドロビン選択する。
【００４２】
図５〜図７の例を参照して、図４のフローチャートを具体的に説明する。図５〜７の全ての例において、ｅＮＢは全てのＭＭＥから収容能力情報を受け取っており、過負荷状態のＭＭＥから負荷情報を受け取っているものとする。
【００４３】
図５は、ＵＥの電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立した後にＵＥが発信する場合に相当する。これは、Message 3のＵＥ−ＩＤがＳ−ＴＭＳＩである場合に相当する。
【００４４】
ＵＥとｅＮＢとの通信リンクが確立されている場合、プールエリア内のいずれかのＭＭＥにおいてＵＥの位置登録が実施されている。ＵＥが同一の位置登録エリアＴＡ１−１からＵＥが発信する場合、ＵＥからのMessage 3にはＵＥの識別子としてＳ−ＴＭＳＩが含まれる。ここから、ｅＮＢは、Ｓ−ＴＭＳＩを払い出したＭＭＥＣを識別することで、接続先のＭＭＥが特定できる（Ｓ２０１：Ｓ−ＴＭＳＩ）。ｅＮＢは、当該ＭＭＥの負荷状態がＸｌｉｍ未満であれば（Ｓ２０５：Ｎ）、当該ＭＭＥを選択する（Ｓ２０７）。当該ＭＭＥの負荷状態がＸｌｉｍ以上であれば（Ｓ２０５：Ｙ）、同一プールエリア内で負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から（Ｓ２０９：Ｎ）、（１）式及び（２）式にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。なお、ｎ＝Ｎとなる場合、すなわち全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合（Ｓ２０９：Ｙ）、ＭＭＥは選択されず、呼損となる（Ｓ２１１）。
【００４５】
図６は、図５に従ってＭＭＥが選択された後に、位置登録エリアを変更する場合に相当する。これは、Message 3のＵＥ−ＩＤがＲａｎｄｏｍ−ＩＤである場合に相当する。
【００４６】
ＵＥが同一プールエリア１内で位置登録エリアＴＡ１−１からＴＡ１−２から移動した場合、ＵＥは、位置登録エリアの移動先のＭＭＥに対して位置登録処理（ＴＡＵ：Tracking Area Update）を実施する。ＴＡＵが実施される際に、Message 3にはＲａｎｄｏｍ−ＩＤが設定されるため、ＭＭＥが特定できない（Ｓ２０１：Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤ）。しかし、その後にＵＥより送信されるMessage 5内の登録済のＭＭＥの情報（registered MME）により、ＴＡＵ前のＭＭＥＣを特定できる（Ｓ２０３：有）。ＵＥは同一プールエリア内で移動しているため、ｅＮＢは、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥを接続先ＭＭＥの候補として選択する（Ｓ２０５）。以降は、図５で説明したとおり、接続先ＭＭＥが選択される。
【００４７】
更に、ＵＥが異なるプールエリア間を移動した場合について説明する。この場合、プールエリア１からプールエリア２に変わると共に位置登録エリアも変わるため、ＵＥは、移動先のｅＮＢに対して位置登録処理（ＴＡＵ）を実施する。ＴＡＵが実施される際に、Message 3にはＲａｎｄｏｍ−ＩＤが設定されるため、ＭＭＥが特定できない（Ｓ２０１：Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤ）。その後にＵＥより送信されるMessage 5内の登録済のＭＭＥの情報（registered MME）により、ＴＡＵ前のＭＭＥＣを特定できる。しかし、プールエリアが異なるため、ｅＮＢは、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥを接続先として選択できない（Ｓ２０３：無）。このため、プールエリア２内で負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から（Ｓ２０９：Ｎ）、（１）式及び（２）式にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。なお、ｎ＝Ｎとなる場合、すなわち全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合（Ｓ２０９：Ｙ）、ＭＭＥは選択されず、呼損となる（Ｓ２１１）。
【００４８】
図７は、ＵＥの再起動等によりｅＮＢと通信リンクを確立する場合に相当する。これは、Message 3のＵＥ−ＩＤがＲａｎｄｏｍ−ＩＤである場合に相当する。
【００４９】
ＵＥとｅＮＢとの通信リンクが確立されていない場合、ＵＥの位置登録は実施されていないため、(またはＵＥの電源断等によりネットワークがＵＥをデタッチ（Detach）してＵＥの位置登録情報が削除されているため)、Message 3にはＲａｎｄｏｍ−ＩＤが設定され、ＭＭＥが特定できない（Ｓ２０１：Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤ）。その後にＵＥにより送信されるMessage 5内の登録済のＭＭＥの情報（registered MME）にもＭＭＥＣは含まれない。その結果、ｅＮＢはＭＭＥを特定できない（Ｓ２０３：無）。このため、プールエリア２内で負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から（Ｓ２０９：Ｎ）、（１）式及び（２）式にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。なお、ｎ＝Ｎとなる場合、すなわち全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合（Ｓ２０９：Ｙ）、ＭＭＥは選択されず、呼損となる（Ｓ２１１）。
【００５０】
このように、ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥの情報がMessage 3又はMessage 5に含まれている場合、このＭＭＥが優先的に選択される。一方、このＭＭＥが優先的に選択できない場合、（１）式及び（２）にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥが選択される。
【００５１】
説明の便宜上、本発明の実施形態に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。
【００５２】
説明の便宜上、本発明の実施形態に係る方法は処理の流れを示すフローチャート及びシーケンス図を用いて説明しているが、本発明の方法は、実施形態に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。
【００５３】
＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態によれば、ＭＭＥの負荷を勘案してＵＥの接続先を判定でき、ＭＭＥの負荷分散を実現できる。
【００５４】
ｅＮＢは、過負荷状態のＭＭＥのみからＭＭＥの負荷情報を受信するため、過負荷状態のＭＭＥが存在する場合にのみ、選択比率を計算すればよい。すなわち、ｅＮＢは、常に選択比率を計算しなくてもよい。
【００５５】
また、ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥの情報がMessage 3又はMessage 5に含まれている場合、このＭＭＥを優先的に選択することで、プールエリア内で頻繁に接続先ＭＭＥを変更する必要がなくなる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 無線制御基地局
１０１ 収容能力情報受信部
１０３ 負荷情報受信部
１０５ 接続先ＭＭＥ選択比率計算部
１０７ 接続先ＭＭＥ判定部
１０９ メッセージ受信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線制御基地局及び接続先交換局判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野では、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：The 3rd Generation Partnership Project）により、現在及び将来の移動通信システムの方式が次々と整備されている。特に、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）方式のＵＴＲＡ（UMTS Terrestrial Radio Access）またはＵＴＲＡＮ（UMTS Terrestrial Radio Access Network）によるシステムの後継として、Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）またはＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）と呼ばれる方式が検討されている。Ｅ−ＵＴＲＡまたはＥ−ＵＴＲＡＮによる方式は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式とも呼ばれている。
【０００３】
ＬＴＥ方式における無線制御基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）及び交換局（ＭＭＥ：Mobile Management Entity）間のインタフェースは、３ＧＰＰの標準仕様により、複数のｅＮＢと複数のＭＭＥとが相互に接続されるマルチ接続構成となっており（非特許文献1参照）、これにより負荷分散を図っている。ＭＭＥからｅＮＢへは、接続確立時にＭＭＥの受付可能呼量を示す収容能力（キャパシティ）情報が通知される（非特許文献２参照）。ｅＮＢは、移動局（ＵＥ：User Equipment）からの無線接続要求（Message 3）または無線接続完了報告（Message 5）に含まれる情報により接続先ＭＭＥの特定を行うが、特定ができない場合には、先にＭＭＥから通知されている収容能力情報をもとにＭＭＥを選択する（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP TS36.401 V8.8.0 (2010-06)
【非特許文献２】3GPP TS36.413 V8.10.0 (2010-06)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような収容能力情報のみの通知では、以下に示すような問題点がある。すなわち、ｅＮＢは、ＭＭＥの収容能力情報のみで接続先を選択し、ＭＭＥの実際の負荷（ロード）を考慮していないため、高負荷状態のＭＭＥを接続先として選択してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、呼が高負荷状態の交換局に接続されることを回避し、交換局の負荷分散を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無線制御基地局は、
複数の交換局に接続された無線制御基地局であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信する収容能力情報受信部と、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信する負荷情報受信部と、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算する選択比率計算部と、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する接続先交換局判定部と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の接続先交換局判定方法は、
複数の交換局に接続された無線制御基地局における接続先交換局判定方法であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信するステップと、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信するステップと、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算するステップと、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定するステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、交換局の負荷分散を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図
【図２】本発明の実施形態に係る無線制御基地局の構成図
【図３】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法のシーケンス図
【図４】本発明の実施形態に係る無線制御基地局における接続先ＭＭＥ判定方法のフローチャート
【図５】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法が適用される一例を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法が適用される他の例を示す図
【図７】本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法が適用される他の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態では、移動局（ＵＥ）と、無線制御基地局（ｅＮＢ）と、交換局（ＭＭＥ）とを含む移動通信システムにおいて、ｅＮＢが接続先のＭＭＥを選択する構成及び手順について説明する。移動通信システムでは、ｅＮＢは、複数のＭＭＥに接続されており、以下のように、接続している複数のＭＭＥのうち接続先のＭＭＥを選択する。
【００１２】
ｅＮＢは、各ＭＭＥから収容能力（キャパシティ）情報を受信する。また、ｅＮＢは、各ＭＭＥから負荷（ロード）情報を受信する。ｅＮＢは、受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先ＭＭＥの選択比率を計算する。接続先ＭＭＥの選択比率とは、ｅＮＢに接続されて選択可能な複数のＭＭＥのうち、移動局からの呼を接続すべき１台のＭＭＥを選択する割合のことであり、ｅＮＢにＮ台のＭＭＥが接続されて選択可能である場合、第１のＭＭＥを選択する割合：第２のＭＭＥを選択する割合：・・・：第ＮのＭＭＥを選択する割合により表されてもよい。そして、ｅＮＢは、計算された選択比率に従って接続先ＭＭＥを判定する。このようにして、ｅＮＢは、負荷の少ないＭＭＥを接続先として選択できる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に、本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図を示す。
【００１５】
移動通信システムは、典型的には、ＬＴＥ方式のシステムである。しかし、本発明の実施形態は、ＬＴＥ方式のシステムに限定されず、交換局から無線制御基地局に収容能力情報と負荷情報とが通知される如何なるシステムにも適用可能である。例えば、本発明の実施形態は、第４世代の移動通信システム等にも適用可能である。
【００１６】
移動通信システムは、移動局（ＵＥ）と、無線制御基地局（ｅＮＢ）と、交換局（ＭＭＥ）とを含む。ＵＥは、携帯電話、スマートフォン等のように、ｅＮＢと通信可能な如何なる装置でもよい。ｅＮＢは、ＵＥからの呼（音声又はデータパケット）を受信し、指定された宛先に呼を中継する装置である。ＭＭＥは、ＵＥからの呼の伝送経路を設定する装置である。ＭＭＥとｅＮＢとの間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースと呼ばれる。
【００１７】
ＵＥからの呼を宛先に送信するために、ＵＥは、ｅＮＢを介していずれかのＭＭＥに接続する必要がある。ＵＥがＭＭＥを変更することなく移動できるエリアとして、プールエリアが定義されている。プールエリアには、１つ以上のＭＭＥが含まれる。プールエリアにより、ＵＥが移動する毎に頻繁にＭＭＥを選択し直す必要がなくなる。プールエリアは、１つ以上の位置登録エリア（ＴＡ：Tracking Area）から構成される。
【００１８】
ｅＮＢは、プールエリア内の複数のＭＭＥに帰属しており、これらのＭＭＥに接続されている。ＭＭＥも複数のｅＮＢに接続されてもよく、ｅＮＢとＭＭＥとの接続関係は、多対多の関係になってもよい。ｅＮＢは、ＵＥからの呼を処理するために、プールエリア内の複数のＭＭＥのうち適切なＭＭＥを選択して接続する必要がある。本発明の実施形態では、ｅＮＢは、ＭＭＥの収容能力情報と負荷情報とを考慮して、接続先のＭＭＥを選択する。
【００１９】
図２に、本発明の実施形態に係るｅＮＢの構成図を示す。
【００２０】
ｅＮＢ１０は、収容能力情報受信部１０１と、負荷情報受信部１０３と、接続先ＭＭＥ選択比率計算部１０５と、接続先ＭＭＥ判定部１０７と、メッセージ受信部１０９とを有する。
【００２１】
収容能力情報受信部１０１は、ｅＮＢ１０に接続された複数のＭＭＥのうち少なくとも１台のＭＭＥから収容能力を受信する。接続された全てのＭＭＥの収容能力を考慮する場合には、収容能力情報受信部１０１は、接続された全てのＭＭＥから収容能力を受信する。ＭＭＥの収容能力とは、ＭＭＥの受付可能呼量を示し、ＭＭＥ毎に予め設定される。例えば、収容能力情報は、ｅＮＢ１０と各ＭＭＥとの間の初期リンク確立時、ＭＭＥの設定変更時等に受信される。
【００２２】
負荷情報受信部１０３は、ｅＮＢ１０に接続された複数のＭＭＥのうち少なくとも１台のＭＭＥから負荷情報を受信する。接続された全てのＭＭＥの負荷を考慮する場合には、負荷情報受信部１０３は、接続された全てのＭＭＥから負荷情報を受信する。ＭＭＥの負荷とは、ＭＭＥのＣＰＵ等の処理装置の負荷を示し、時間の経過と共に動的に変化する。例えば、負荷情報は、負荷状態が所定の閾値以上となったＭＭＥから周期的に受信されてもよい。負荷情報が受信されていないＭＭＥの負荷は、所定の値（例えば、０）に設定されてもよい。
【００２３】
接続先ＭＭＥ選択比率判定部１０５は、受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、ＵＥからの呼を接続すべき接続先ＭＭＥの選択比率を計算する。選択比率は、収容能力情報又は負荷情報を受信する毎に計算されてもよく、所定の周期で計算されてもよい。
【００２４】
接続先ＭＭＥ判定部１０７は、計算された選択比率に従って、ＵＥからの呼を接続すべき接続先ＭＭＥを判定する。例えば、ＵＥの電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立する場合（位置登録等を実施して通信を可能にするために、ＵＥがｅＮＢを介してアタッチ（Attach）要求をＭＭＥに送信する場合）、ＵＥが発信する場合、ＵＥのハンドオーバが実施される場合等のように、ＵＥとｅＮＢ１０との間の無線リンクが確立されるときに、接続先ＭＭＥ判定部１０７は、ＵＥからの呼を接続すべき接続先ＭＭＥを判定する。
【００２５】
メッセージ受信部１０９は、ＵＥからの呼、呼に関するメッセージを受信する。例えば、ＵＥからの呼に関して、通信開始のためのプリアンブル信号（Message 1）、無線接続要求（Message 3）、無線接続完了報告（Message 5）等を受信する。
【００２６】
図３に、本発明の実施形態に係る接続先ＭＭＥ判定方法のシーケンス図を示す。
【００２７】
まず、ｅＮＢとＭＭＥ１との間のリンクが未確立である状態において、ｅＮＢとＭＭＥ１がケーブル等で接続されて、ｅＮＢで導通を感知したとき、ｅＮＢは、そのリンクに自局のＩＤ等のメッセージを入れてＳ１リンク確立要求（S1 Setup Request）を送信する（Ｓ１０１）。ＭＭＥ１はＳ１リンク確立要求に応答することで（S1 Setup Responseを送信することで）、ＭＭＥ１は自局の収容能力情報をｅＮＢに通知する（Ｓ１０３）。図３では、ｅＮＢとＭＭＥ１との間のＳ１リンク確立手順が示されているが、同様にして、ＭＭＥ２は自局の収容能力情報をｅＮＢに通知する。このようにして、ｅＮＢはプールエリア内のＭＭＥから収容能力情報を取得する。
【００２８】
なお、図３では、ＭＭＥの収容能力情報はS1 Setup ResponseによりｅＮＢに通知されているが、ＭＭＥの収容能力情報は、ＭＭＥの設定変更時に送信される制御情報（MME Configuration UpdateのRelative MME Capacity）によりｅＮＢに通知されてもよい。例えば、MME Configuration Updateは、ＭＭＥの故障時等の要因で収容能力情報が変化した場合、再設定値をｅＮＢに通知するために使用される。
【００２９】
次に、ＵＥ１の電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立する場合、ＵＥ１が発信する場合、ＵＥ１のハンドオーバが実施される場合等のように、ＵＥ１とｅＮＢとの間の無線リンクが確立される際に、ＵＥ１は、通信開始のためのプリアンブル信号（Message 1）をｅＮＢに送信する（Ｓ１１１）。ｅＮＢは、通信開始応答（Message 2）をＵＥ１に送信する（Ｓ１１３）。そして、ＵＥ１は、無線接続要求（Message 3）をｅＮＢに送信し（Ｓ１１５）、ｅＮＢは、無線接続要求応答（Message 4）をＵＥ１に送信し（Ｓ１１７）、ＵＥ１は、無線接続完了報告（Message 5）をｅＮＢに送信する（Ｓ１１９）。
【００３０】
このとき、ｅＮＢはＭＭＥ１及びＭＭＥ２から負荷情報を受信していないため、ｅＮＢは、ＭＭＥ１の収容能力とＭＭＥ２の収容能力とに従って、ＵＥ１の接続先ＭＭＥを判定する（Ｓ１２１）。なお、このステップＳ１２１において、Message 3又はMessage 5かにＭＭＥの情報が含まれており、このＭＭＥの負荷が許容可能な負荷の上限値未満である場合、ｅＮＢはMessage 3又はMessage 5から識別されたＭＭＥを接続先ＭＭＥとして判定してもよい。また、Message 3又はMessage 5からＭＭＥが識別できない場合、ｅＮＢは、ｅＮＢに接続されたＭＭＥ１の収容能力とＭＭＥ２の収容能力とに従って、ＵＥ１の接続先ＭＭＥを判定してもよい。ここでは、ＭＭＥ１が接続先ＭＭＥとして判定されたものとする。ｅＮＢは、ＭＭＥ１に対して通信開始メッセージ（Initial Message）を送信することにより、通信を開始する（Ｓ１２３）。
【００３１】
ＭＭＥ１は、自局の負荷状態を監視しており、例えばＵＥ１が送受信するトラヒック量により、ＭＭＥ１の負荷が所定の閾値Ｘ１以上になり、ＭＭＥ１が過負荷状態になったことを検出したものとする（Ｓ１３１）。この場合、ＭＭＥ１は、ＭＭＥの負荷情報を示すメッセージ（Overload Start）をｅＮＢに送信する（Ｓ１３３）。ｅＮＢは、選択比率を、ＭＭＥ１の選択比率＝（ＭＭＥ１の収容能力）×（ＭＭＥ１の最大負荷−ＭＭＥ１の負荷）にて計算してもよい。負荷がパーセントで通知される場合、選択比率は、ＭＭＥ１の選択比率＝（ＭＭＥ１の収容能力）×（１００−ＭＭＥ１の負荷）にて計算される。ＭＭＥ２の選択比率は、ＭＭＥ２から負荷情報を受信していないため、ＭＭＥ２の収容能力になる。
【００３２】
Ｘ１は、ＭＭＥが過負荷状態に移行し、負荷情報を示すメッセージ（Overload Start）を送信する閾値であり、ＭＭＥの負荷がＸ１未満である場合、負荷情報は通知されない。ＭＭＥ１が過負荷状態である場合、負荷情報は周期的にｅＮＢに通知されてもよい。ＭＭＥ１が過負荷状態でなくなった場合、ＭＭＥ１の負荷が０であるというメッセージ（Overload Start）がｅＮＢに通知されてもよい。ＭＭＥの負荷情報は、Overload StartにOverload Reduction Percentageという情報を設けて、ｅＮＢに通知されてもよい。
【００３３】
次に、ＵＥ２の電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立する場合、ＵＥ２が発信する場合、ＵＥ２のハンドオーバが実施される場合等のように、ＵＥ２とｅＮＢとの間の無線リンクが確立される際に、ＵＥ２は、通信開始のためのプリアンブル信号（Message 1）をｅＮＢに送信する（Ｓ１４１）。ｅＮＢは、通信開始応答（Message 2）をＵＥ２に送信する（Ｓ１４３）。そして、ＵＥ２は、無線接続要求（Message 3）をｅＮＢに送信し（Ｓ１４５）、ｅＮＢは、無線接続要求応答（Message 4）をＵＥ２に送信し（Ｓ１４７）、ＵＥ２は、無線接続完了報告（Message 5）をｅＮＢに送信する（Ｓ１４９）。
【００３４】
このとき、ｅＮＢは、計算したＭＭＥ１の選択比率とＭＭＥ２の選択比率とに従って、ＵＥ２の接続先ＭＭＥを判定する（Ｓ１５１）。ここでは、ＭＭＥ２が接続先ＭＭＥとして判定されたものとする。ｅＮＢは、ＭＭＥ２に対して通信開始メッセージ（Initial Message）を送信することにより、通信を開始する（Ｓ１５３）。
【００３５】
図４に、本発明の実施形態に係る無線制御基地局における接続先ＭＭＥ判定方法のフローチャートを示す。
【００３６】
図３に示すMessage 3又はMessage 5にＭＭＥの情報が含まれており、ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥが特定できる場合と、Message 3及びMessage5からＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥが特定できない場合とが存在する。ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥの情報がMessage 3又はMessage 5に含まれている場合、このＭＭＥを優先的に選択することで、プールエリア内で頻繁に接続先ＭＭＥを変更する必要がなくなることが想定される。
【００３７】
このため、ｅＮＢは、Message 3に含まれるＵＥの識別子がＳ−ＴＭＳＩ（SAE Temporary Mobile Subscriber Identity）であるか否かを判別する（Ｓ２０１）。Ｓ−ＴＭＳＩとは、位置登録時にＭＭＥから払い出されるＵＥの識別子である。このように、ｅＮＢは、Ｓ−ＴＭＳＩからＳ−ＴＭＳＩを払い出したＭＭＥのコード（ＭＭＥＣ：MME Code）を識別できる。
【００３８】
Message 3に含まれるＵＥの識別子がＳ−ＴＭＳＩでない場合（Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤである場合）、ｅＮＢは、Message 5に登録済のＭＭＥが設定されているか否かを判別する（Ｓ２０３）。既にいずれかの位置登録エリアにおいてＵＥの位置登録が実施されている場合、Message 5には、登録済のＭＭＥ（registered MME）が設定される。このように、ｅＮＢは、Message 5から登録済のＭＭＥのコード（ＭＭＥＣ）を識別できる。
【００３９】
ｅＮＢは、ＭＭＥＣが特定できた場合、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥの負荷が許容可能な負荷の上限値（Ｘｌｉｍ）以上であるか否かを判別する（Ｓ２０５）。一般的には、Ｘｌｉｍは、ＭＭＥが過負荷状態に移行する閾値Ｘ１より大きい値である。ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ未満である場合、ｅＮＢは、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥを選択する（Ｓ２０７）。
【００４０】
ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合、ｅＮＢは、プールエリア内の全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上であるか否かを判別する（Ｓ２０９）。プールエリア内の全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合、ｅＮＢはＭＭＥを選択しない（Ｓ２１１）。この結果、ＵＥの呼は呼損となる。
【００４１】
プールエリア内のいずれかのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ未満である場合、ｅＮＢは、負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から、ＭＭＥ選択比率に基づいて接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。ＭＭＥ選択比率Ｒ（１）：Ｒ（２）：...：Ｒ（Ｎ−ｎ）は、下記の式に従って計算される。
Ｒ（ｉ）＝Ｃ（ｉ）×｛１００−Ｌ（ｉ）｝ （ｉ＝１，２，...，Ｎ−ｎ） （１）
Ｒ（１）：Ｒ（２）：...：Ｒ（Ｎ−ｎ） （１≦ｎ＜Ｎ） （２）
ここで、Ｒ（ｉ）はＭＭＥｉの選択比率、Ｃ（ｉ）はＭＭＥｉの収容能力、Ｌ（ｉ）はＭＭＥｉの負荷、Ｎはプールエリア内のＭＭＥ数、ｎはＭＭＥの負荷状態がＸｌｉｍを超過しているＭＭＥ数をそれぞれ示す。ｅＮＢは、（１）式によりＮ−ｎ台のＭＭＥの選択比率をそれぞれ計算し、（２）式で得られる比率により、接続先ＭＭＥをラウンドロビン選択する。
【００４２】
図５〜図７の例を参照して、図４のフローチャートを具体的に説明する。図５〜７の全ての例において、ｅＮＢは全てのＭＭＥから収容能力情報を受け取っており、過負荷状態のＭＭＥから負荷情報を受け取っているものとする。
【００４３】
図５は、ＵＥの電源が投入されてｅＮＢと通信リンクを確立した後にＵＥが発信する場合に相当する。これは、Message 3のＵＥ−ＩＤがＳ−ＴＭＳＩである場合に相当する。
【００４４】
ＵＥとｅＮＢとの通信リンクが確立されている場合、プールエリア内のいずれかのＭＭＥにおいてＵＥの位置登録が実施されている。ＵＥが同一の位置登録エリアＴＡ１−１からＵＥが発信する場合、ＵＥからのMessage 3にはＵＥの識別子としてＳ−ＴＭＳＩが含まれる。ここから、ｅＮＢは、Ｓ−ＴＭＳＩを払い出したＭＭＥＣを識別することで、接続先のＭＭＥが特定できる（Ｓ２０１：Ｓ−ＴＭＳＩ）。ｅＮＢは、当該ＭＭＥの負荷状態がＸｌｉｍ未満であれば（Ｓ２０５：Ｎ）、当該ＭＭＥを選択する（Ｓ２０７）。当該ＭＭＥの負荷状態がＸｌｉｍ以上であれば（Ｓ２０５：Ｙ）、同一プールエリア内で負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から（Ｓ２０９：Ｎ）、（１）式及び（２）式にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。なお、ｎ＝Ｎとなる場合、すなわち全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合（Ｓ２０９：Ｙ）、ＭＭＥは選択されず、呼損となる（Ｓ２１１）。
【００４５】
図６は、図５に従ってＭＭＥが選択された後に、位置登録エリアを変更する場合に相当する。これは、Message 3のＵＥ−ＩＤがＲａｎｄｏｍ−ＩＤである場合に相当する。
【００４６】
ＵＥが同一プールエリア１内で位置登録エリアＴＡ１−１からＴＡ１−２から移動した場合、ＵＥは、位置登録エリアの移動先のＭＭＥに対して位置登録処理（ＴＡＵ：Tracking Area Update）を実施する。ＴＡＵが実施される際に、Message 3にはＲａｎｄｏｍ−ＩＤが設定されるため、ＭＭＥが特定できない（Ｓ２０１：Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤ）。しかし、その後にＵＥより送信されるMessage 5内の登録済のＭＭＥの情報（registered MME）により、ＴＡＵ前のＭＭＥＣを特定できる（Ｓ２０３：有）。ＵＥは同一プールエリア内で移動しているため、ｅＮＢは、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥを接続先ＭＭＥの候補として選択する（Ｓ２０５）。以降は、図５で説明したとおり、接続先ＭＭＥが選択される。
【００４７】
更に、ＵＥが異なるプールエリア間を移動した場合について説明する。この場合、プールエリア１からプールエリア２に変わると共に位置登録エリアも変わるため、ＵＥは、移動先のｅＮＢに対して位置登録処理（ＴＡＵ）を実施する。ＴＡＵが実施される際に、Message 3にはＲａｎｄｏｍ−ＩＤが設定されるため、ＭＭＥが特定できない（Ｓ２０１：Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤ）。その後にＵＥより送信されるMessage 5内の登録済のＭＭＥの情報（registered MME）により、ＴＡＵ前のＭＭＥＣを特定できる。しかし、プールエリアが異なるため、ｅＮＢは、ＭＭＥＣで特定されるＭＭＥを接続先として選択できない（Ｓ２０３：無）。このため、プールエリア２内で負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から（Ｓ２０９：Ｎ）、（１）式及び（２）式にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。なお、ｎ＝Ｎとなる場合、すなわち全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合（Ｓ２０９：Ｙ）、ＭＭＥは選択されず、呼損となる（Ｓ２１１）。
【００４８】
図７は、ＵＥの再起動等によりｅＮＢと通信リンクを確立する場合に相当する。これは、Message 3のＵＥ−ＩＤがＲａｎｄｏｍ−ＩＤである場合に相当する。
【００４９】
ＵＥとｅＮＢとの通信リンクが確立されていない場合、ＵＥの位置登録は実施されていないため、(またはＵＥの電源断等によりネットワークがＵＥをデタッチ（Detach）してＵＥの位置登録情報が削除されているため)、Message 3にはＲａｎｄｏｍ−ＩＤが設定され、ＭＭＥが特定できない（Ｓ２０１：Ｒａｎｄｏｍ−ＩＤ）。その後にＵＥにより送信されるMessage 5内の登録済のＭＭＥの情報（registered MME）にもＭＭＥＣは含まれない。その結果、ｅＮＢはＭＭＥを特定できない（Ｓ２０３：無）。このため、プールエリア２内で負荷がＸｌｉｍ未満のＭＭＥの中から（Ｓ２０９：Ｎ）、（１）式及び（２）式にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥを選択する（Ｓ２１３）。なお、ｎ＝Ｎとなる場合、すなわち全てのＭＭＥの負荷がＸｌｉｍ以上である場合（Ｓ２０９：Ｙ）、ＭＭＥは選択されず、呼損となる（Ｓ２１１）。
【００５０】
このように、ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥの情報がMessage 3又はMessage 5に含まれている場合、このＭＭＥが優先的に選択される。一方、このＭＭＥが優先的に選択できない場合、（１）式及び（２）にて計算される選択比率に従って接続先ＭＭＥが選択される。
【００５１】
説明の便宜上、本発明の実施形態に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。
【００５２】
説明の便宜上、本発明の実施形態に係る方法は処理の流れを示すフローチャート及びシーケンス図を用いて説明しているが、本発明の方法は、実施形態に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。
【００５３】
＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態によれば、ＭＭＥの負荷を勘案してＵＥの接続先を判定でき、ＭＭＥの負荷分散を実現できる。
【００５４】
ｅＮＢは、過負荷状態のＭＭＥのみからＭＭＥの負荷情報を受信するため、過負荷状態のＭＭＥが存在する場合にのみ、選択比率を計算すればよい。すなわち、ｅＮＢは、常に選択比率を計算しなくてもよい。
【００５５】
また、ＵＥが存在するプールエリア内のＭＭＥの情報がMessage 3又はMessage 5に含まれている場合、このＭＭＥを優先的に選択することで、プールエリア内で頻繁に接続先ＭＭＥを変更する必要がなくなる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 無線制御基地局
１０１ 収容能力情報受信部
１０３ 負荷情報受信部
１０５ 接続先ＭＭＥ選択比率計算部
１０７ 接続先ＭＭＥ判定部
１０９ メッセージ受信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交換局に接続された無線制御基地局であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信する収容能力情報受信部と、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信する負荷情報受信部と、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算する選択比率計算部と、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する接続先交換局判定部と、
を有する無線制御基地局。
【請求項２】
前記移動局からの呼に関する無線接続要求メッセージ及び無線接続完了報告メッセージを受信するメッセージ受信部を更に有し、
前記接続先交換局判定部は、
受信した無線接続要求メッセージ又は無線接続完了報告メッセージから交換局が特定できるか否かを判定し、
無線接続要求メッセージ又は無線接続完了報告メッセージから前記移動局が存在するプールエリア内の交換局が特定できる場合、且つ、当該交換局から受信した負荷情報が第１の閾値以上であり、前記複数の交換局から受信した負荷情報の全てが第１の閾値未満である場合、計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する、請求項１に記載の無線制御基地局。
【請求項３】
前記移動局からの呼に関する無線接続要求メッセージ及び無線接続完了報告メッセージを受信するメッセージ受信部を更に有し、
前記接続先交換局判定部は、
無線接続要求メッセージ及び無線接続完了報告メッセージから前記移動局が存在するプールエリア内の交換局が特定できない場合、且つ、前記複数の交換局から受信した負荷情報の全てが第１の閾値未満である場合、計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する、請求項１に記載の無線制御基地局。
【請求項４】
前記負荷情報受信部は、交換局の負荷状態が第２の閾値以上である場合に、前記交換局が送信する負荷情報を受信し、
前記選択比率計算部は、負荷が第１の閾値未満である交換局に関して、最大負荷から前記負荷情報を減算した値に収容能力を乗算した値を求めることにより、接続先交換局の選択比率を計算する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の無線制御基地局。
【請求項５】
複数の交換局に接続された無線制御基地局における接続先交換局判定方法であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信するステップと、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信するステップと、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算するステップと、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定するステップと、
を有する接続先交換局判定方法。
【請求項１】
複数の交換局に接続された無線制御基地局であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信する収容能力情報受信部と、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信する負荷情報受信部と、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算する選択比率計算部と、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する接続先交換局判定部と、
を有する無線制御基地局。
【請求項２】
前記移動局からの呼に関する無線接続要求メッセージ及び無線接続完了報告メッセージを受信するメッセージ受信部を更に有し、
前記接続先交換局判定部は、
受信した無線接続要求メッセージ又は無線接続完了報告メッセージから交換局が特定できるか否かを判定し、
無線接続要求メッセージ又は無線接続完了報告メッセージから前記移動局が存在するプールエリア内の交換局が特定できる場合、且つ、当該交換局から受信した負荷情報が第１の閾値以上であり、前記複数の交換局から受信した負荷情報の全てが第１の閾値未満である場合、計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する、請求項１に記載の無線制御基地局。
【請求項３】
前記移動局からの呼に関する無線接続要求メッセージ及び無線接続完了報告メッセージを受信するメッセージ受信部を更に有し、
前記接続先交換局判定部は、
無線接続要求メッセージ及び無線接続完了報告メッセージから前記移動局が存在するプールエリア内の交換局が特定できない場合、且つ、前記複数の交換局から受信した負荷情報の全てが第１の閾値未満である場合、計算された選択比率に従って接続先交換局を判定する、請求項１に記載の無線制御基地局。
【請求項４】
前記負荷情報受信部は、交換局の負荷状態が第２の閾値以上である場合に、前記交換局が送信する負荷情報を受信し、
前記選択比率計算部は、負荷が第１の閾値未満である交換局に関して、最大負荷から前記負荷情報を減算した値に収容能力を乗算した値を求めることにより、接続先交換局の選択比率を計算する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の無線制御基地局。
【請求項５】
複数の交換局に接続された無線制御基地局における接続先交換局判定方法であって、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から収容能力情報を受信するステップと、
前記複数の交換局のうち少なくとも１台の交換局から負荷情報を受信するステップと、
受信した収容能力情報及び受信した負荷情報に基づき、移動局からの呼を接続すべき接続先交換局の選択比率を計算するステップと、
計算された選択比率に従って接続先交換局を判定するステップと、
を有する接続先交換局判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５３５６２（Ｐ２０１２−２５３５６２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４５０３（Ｐ２０１１−１２４５０３）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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