(57)【要約】【課題】アンカー基地局としての負荷を分散することが可能なＷｉＭＡＸ基地局制御システムを提供する。【解決手段】ＷｉＭＡＸ基地局制御システム１０は、移動端末１２と、移動端末１２と無線接続する基地局１４と、基地局１４とアクセスネットワーク２２を介して接続し、基地局１４を制御するＥＭＳ２４とを備え、基地局１４は、移動端末１２からアクセスネットワーク２２へのパケットの転送起点となるアンカー基地局を複数有し、ＥＭＳ２４は、前記各アンカー基地局から前記転送起点として登録されている移動端末１２の登録数を収集し、収集した前記登録数が最大である登録数最大アンカー基地局（１４ｃ）を特定し、前記登録数最大アンカー基地局（１４ｃ）に登録されている移動端末１２中、一部の移動端末１２の前記転送起点を他の前記アンカー基地局（１４ａ、１４ｂ）に変更することを特徴とする。これにより、アンカー基地局としての負荷を分散することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末と、前記移動端末と無線接続する複数の基地局と、前記基地局とアクセスネットワークを介して接続し、前記基地局を制御するＥＭＳとを備えるＷｉＭＡＸ基地局制御システムであって、
前記複数の基地局は、前記移動端末から前記アクセスネットワークへのパケットの転送起点となるアンカー基地局を複数有し、
前記ＥＭＳは、
前記各アンカー基地局から前記転送起点として登録されている前記移動端末の登録数を収集し、
収集した前記登録数が最大である登録数最大アンカー基地局を特定し、
前記登録数最大アンカー基地局に登録されている前記移動端末中、一部の前記移動端末の前記転送起点を他の前記アンカー基地局に変更する
ことを特徴とするＷｉＭＡＸ基地局制御システム。
【請求項２】
請求項１記載のＷｉＭＡＸ基地局制御システムにおいて、
前記ＥＭＳは、
収集した前記登録数が最小である登録数最小アンカー基地局を特定し、
前記登録数最大アンカー基地局から前記登録数最小アンカー基地局に前記移動端末の前記転送起点を変更して、変更後の前記登録数最大アンカー基地局に登録されている前記登録数と、変更後の前記登録数最小アンカー基地局に登録されている前記登録数との差が１以下になるようにする
ことを特徴とするＷｉＭＡＸ基地局制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末と、前記移動端末と無線接続する複数の基地局と、前記基地局とアクセスネットワークを介して接続し、前記基地局を制御するＥＭＳとを備えるＷｉＭＡＸ基地局制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の高速移動体通信方式としてＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)が国際的に注目を集め、このシステムの導入が開始されている。
【０００３】
図５は、一般的なＷｉＭＡＸ通信システムの説明図である。図５に示すＷｉＭＡＸ通信システム１００は、移動端末（ＭＳ）１２ａ〜１２ｆと、基地局（ＢＳ）１０２ａ〜１０２ｃと、ＨＡ（Home Agent）１６と、ＡＡＡサーバ１８と、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ２０と、アクセスネットワーク２２とを備える。
【０００４】
移動端末１２ａ〜１２ｆ（以下、「移動端末１２」ともいう）は、通信機能を有するコンピュータや携帯電話等であり、基地局１０２ａ〜１０２ｃ（以下、「基地局１０２」ともいう）は、端末と無線通信するための無線装置であり、移動端末１２ａ、１２ｂは基地局１０２ａと無線接続され、移動端末１２ｃ、１２ｄは基地局１０２ｂと無線接続され、移動端末１２ｅ、１２ｆは基地局１０２ｃと無線接続される。ＨＡ１６は、移動端末１２ａ〜１２ｆが識別符号として有するホームアドレスと移動端末１２の位置情報とを関連付けた登録、管理を行うサーバであり、ＤＨＣＰサーバ２０は移動端末１２に対してＩＰアドレスを割り当てるサーバである。基地局１０２と、ＨＡ１６、ＡＡＡサーバ１８、ＤＨＣＰサーバ２０とはアクセスネットワーク２２によって接続され、基地局１０２とアクセスネットワーク２２との間は物理的パスが形成されている。
【０００５】
移動端末１２ａが例えば、インターネット接続するためには基地局１０２ａと無線接続して、基地局１０２ａに対して認証要求をし、認証された場合に個別情報が生成されて移動端末１２ａは基地局１０２ａの配下として登録（ネットワークエントリ）される。この場合、移動端末１２ａが、最初に登録される基地局１０２ａはアンカー基地局（Anchor BS）となり、アクセスネットワーク２２に対するパケットの転送起点となる。移動端末１２ａが基地局１０２ａに登録されると移動端末１２ａとアクセスネットワーク２２との間では基地局１０２ａと経由して通信経路（データパス）が確立される。
【０００６】
また、移動端末１２ｂのアンカー基地局は基地局１０２ｂとなっている。移動端末１２ｂは、基地局１０２ｂに最初にネットワークエントリした後に、基地局１０２ｂから基地局１０２ａに無線接続先を変更するハンドオーバをしたので、基地局１０２ａ、基地局１０２ｂ、アクセスネットワーク２２と経由して通信経路が確立される。この場合、基地局１０２ａは移動端末１２ｂに対しては、移動端末１２ａと基地局１０２ｂ間のパケットの転送をするサービング基地局（Serving BS）となる。さらに、移動端末１２ｃ〜１２ｆと基地局１０２ｂ、１０２ｃとの関係は、移動端末１２ｃに対するアンカー基地局は基地局１０２ｂであり、移動端末１２ｄに対するアンカー基地局は基地局１０２ｃであり、移動端末１２ｅに対するアンカー基地局は基地局１０２ｃであり、移動端末１２ｆに対するアンカー基地局は基地局１０２ｃである。
【０００７】
アンカー基地局は、移動端末１２とアクセスネットワーク２２との間のパケットの転送起点としての機能の他に移動端末１２の認証に関するAuthenticater機能、ＤＨＣＰサーバ２０にＤＨＣＰメッセージを転送するDHCP Relay機能、ＨＡ１６から送信されたパケットを移動端末１２に転送する機能を備えている。また、移動端末１２が図示しないＡＳＮ内の基地局から当該ＡＳＮへハンドオーバ（Ｒ３ハンドオーバ）して、ネットワークエントリした場合又は当該ＡＳＮ内で移動端末１２が起動してネットワークエントリした場合のいずれかの場合に、ネットワークエントリされた基地局１０２がアンカー基地局となる。なお、図５では、基地局１０２ａ〜１０２ｃは、同一のＡＳＮ（Access Service Network）を形成しているので、このＡＳＮ内で移動端末１２がハンドオーバしてもアンカー基地局は変更されない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】WiMAX FORUM 「WiMAX Forum Network Architecture」 ２００７年３月２８日  p.１５１〜ｐ．１９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図５に示す基地局１０２では、基地局１０２ａをアンカー基地局とする移動端末の登録数は移動端末１２ａの１台であり、基地局１０２ｂをアンカー基地局とする登録数は移動端末１２ｂ、１２ｃの２台であり、基地局１０２ｃをアンカー基地局とする移動端末数は移動端末１２ｄ〜１２ｆの３台である。従って、基地局１０２ｃをアンカー基地局とする移動端末が最も多いので他の基地局よりも負荷が大きい。また、負荷が特定の基地局に集中し、当該基地局が故障した場合にはシステム全体に与える影響が大きい。
【００１０】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、アンカー基地局としての負荷を分散することが可能なＷｉＭＡＸ基地局制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るＷｉＭＡＸ基地局制御システムは、移動端末と、前記移動端末と無線接続する複数の基地局と、前記基地局とアクセスネットワークを介して接続し、前記基地局を制御するＥＭＳとを備えるＷｉＭＡＸ基地局制御システムであって、前記複数の基地局は、前記移動端末から前記アクセスネットワークへのパケットの転送起点となるアンカー基地局を複数有し、前記ＥＭＳは、前記各アンカー基地局から前記転送起点として登録されている前記移動端末の登録数を収集し、収集した前記登録数が最大である登録数最大アンカー基地局を特定し、前記登録数最大アンカー基地局に登録されている前記移動端末中、一部の前記移動端末の前記転送起点を他の前記アンカー基地局に変更することを特徴とする。
【００１２】
また、前記ＥＭＳは、収集した前記登録数が最小である登録数最小アンカー基地局を特定し、前記登録数最大アンカー基地局から前記登録数最小アンカー基地局に前記移動端末の前記転送起点を変更して、変更後の前記登録数最大アンカー基地局に登録されている前記登録数と、変更後の前記登録数最小アンカー基地局に登録されている前記登録数との差が１以下になるようにする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＷｉＭＡＸ基地局制御システムのＥＭＳが、前記各アンカー基地局から前記転送起点として登録されている前記移動端末の登録数を収集し、収集した前記登録数が最大である登録数最大アンカー基地局を特定し、前記登録数最大アンカー基地局に登録されている前記移動端末中、一部の前記移動端末の前記転送起点を他の前記アンカー基地局に変更することにより、アンカー基地局としての負荷を分散することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るＷｉＭＡＸ基地局制御システムの構成の説明図である。
【図２】アンカー基地局の負荷分散の処理手順の説明図である。
【図３】アンカー基地局の負荷分散処理後の通信経路の構成の説明図である。
【図４】アンカー基地局の負荷分散処理後の通信経路の他の構成の説明図である。
【図５】従来の一般的なＷｉＭＡＸ通信システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。図１は、本発明の実施形態に係るＷｉＭＡＸ基地局制御システム１０の構成の説明図であり、図２は、ＷｉＭＡＸ基地局制御システム１０におけるアンカー基地局の負荷分散の処理手順の説明図であり、図３は、アンカー基地局の負荷分散処理後の通信経路の構成の説明図であり、図４は、アンカー基地局の負荷分散処理後の通信経路の他の構成の説明図である。
【００１６】
図１に示すＷｉＭＡＸ基地局制御システム１０では、図５に示すＷｉＭＡＸ通信システム１００における基地局１０２ａ〜１０２ｃが各々基地局１４ａ〜１４ｃ（以下、「基地局１４」ともいう）に置き換えられ、また、アンカー基地局となっている基地局１４の負荷を分散制御するＥＭＳ(Element Management System)２４を備える。
【００１７】
次に、ＥＭＳ２４によるアンカー基地局となっている基地局１４の負荷の分散制御について図１〜図４を用いて説明する。
【００１８】
まず、ＥＭＳ２４は、基地局１４ａ〜１４ｃに関する情報を収集する（ステップＳ１）。具体的には、ＥＭＳ２４が基地局１４ａ〜１４ｃに対して、メッセージ「SNMP-GetRequest」を送信し、基地局１４ａ〜１４ｃから応答のメッセージ「SNMP-GetResponse」を受信する。ＥＭＳ２４は、応答メッセージ「SNMP-GetResponse」から基地局１４ａ〜１４ｃの各基地局毎にアンカー基地局とする移動端末１２を特定するとともに、基地局１４ａ〜１４ｃ毎にアンカー基地局として登録されている移動端末１２の登録数Ｘｎを取得する。図１では、基地局１４ａをアンカー基地局とするのは移動端末１２ａであるから、Ｘａ＝１となり、基地局１４ｂをアンカー基地局とするのは移動端末１２ｂ、１２ｃであるから、Ｘｂ＝２となり、基地局１４ｃをアンカー基地局とするのは移動端末１２ｄ、１２ｅ、１２ｆであるから、Ｘｃ＝３となる。
【００１９】
次いで、ＥＭＳ２４は、登録数Ｘｎが最大の基地局を登録数最大アンカー基地局と、最小の基地局を登録数最小アンカー基地局と特定し（ステップＳ２）、登録数最大アンカー基地局の登録数を最大登録数Ｎmax、最小アンカー基地局の登録数を最小登録数Ｎminとする。図１では、最大アンカー基地局は基地局１４ｃであり、最大登録数Ｎmax＝３となり、最小アンカー基地局は基地局１４ａであり、最小登録数Ｎmin＝１となる。
【００２０】
ＥＭＳ２４は、取得した登録数Ｘｎに基づいて、アンカー基地局における移動端末１２の登録数の適正分散数を判断する（ステップＳ３）。具体的には、最大登録数Ｎmaxから１を引いた数値Ｎmax’と最小登録数Ｎminに１を足した数値Ｎmin’との差分を求める。この処理は、移動端末１２のアンカー基地局を最大アンカー基地局から最小アンカー基地局へ変更することに対応するものであり、ＥＭＳ２４は、変更前後のアンカー基地局及び変更対象となる移動端末１２をアンカー基地局変更情報として取得する。
【００２１】
差分が１以下にならない場合には、数値Ｎmax’と数値Ｎmin’と最大アンカー基地局及び最小アンカー基地局以外の基地局の登録数Ｘｎとを比較し、新たに最大登録数Ｎmaxと最小登録数Ｎminとを求める。この新たに求めた最大登録数Ｎmaxから１を引いた数値Ｎmax’と新たに求めた最小登録数Ｎminに１を足した数値Ｎmin’との差分を求めて、差分が１以下にならない場合には差分が１以下になるまで、上述した差分が１以下にならない場合の手順を繰り返す。図１では、最大アンカー基地局は基地局１４ｃであって最大登録数Ｎmax＝３、最小アンカー基地局は基地局１４ａであって最小登録数Ｎmin＝１であり、最大登録数Ｎmaxから１を引くと２となり、最小登録数Ｎminに１を足すと２となり、その差分が０となり、差分が１以下となる。
【００２２】
次いで、差分が１以下になった場合には、ＥＭＳ２４は、前記アンカー基地局変更情報に基づいて、移動端末１２ｅのアンカー基地局となった変更後のアンカー基地局である基地局１４ａにメッセージ「SNMP-SetRequest」を送信し、変更対象となる移動端末１２のアンカー基地局となることを通知する（ステップＳ４）。
【００２３】
また、変更前後のアンカー基地局間、すなわち、基地局１４ａと基地局１４ｃ間にＲ４パス（ＧＲＥトンネル）が生成される（ステップＳ５）。
【００２４】
変更後のアンカー基地局である基地局１４ａは、ＨＡ１６に対してＭＩＰレジストレーション処理を行うとともに、ＨＡ１６はＡＡＡサーバ１８に対してアンカー基地局が変更された移動端末１２ｅに関する認証処理を行う（ステップＳ６）。この結果、移動端末１２ｅとアクセスネットワーク２２との間では基地局１４ｃ、１４ａと経由して通信経路が確立される。
【００２５】
基地局１４ａは、移動端末１２ｅのアンカー基地局先が基地局１４ｃから基地局１４ａに変更処理が完了した後にＥＭＳ２４に対してメッセージ「SNMP-GetResponse」を送信してアンカー基地局の分散処理が終了する（ステップＳ７）。この結果、基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各登録数Ｘｎはすべて２台となって均等化され、負荷の分散が図られる。
【００２６】
また、ステップＳ３では、登録数最大アンカー基地局である基地局１４ｃをアンカー基地局とする移動端末１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのうち、基地局１４ｃの負荷を軽減するために移動端末１２ｅのアンカー基地局を基地局１４ｃから基地局１４ａに変更している。基地局１４ｃの負荷を軽減するためには、移動端末１２ｄのアンカー基地局を基地局１４ｃから基地局１４ａに変更してもよい。かかる場合には、基地局１４ｂと基地局１４ｃ間に生成されているＲ４パスを削除した後に、基地局１４ａと基地局１４ｂとの間にＲ４パスを生成することとなる（図４参照）。この結果、移動端末１２ｄとアクセスネットワーク２２との間では基地局１４ｂ、１４ａと経由して通信経路が確立される。
【００２７】
さらに、ステップＳ３では、アンカー基地局としての負荷の分散を図ることができれば、負荷分散手法としては最大登録数Ｎmaxと最小登録数Ｎminとの差分を１以下にする方法に限定されるものではない。例えば、基地局１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各登録数Ｘｎから平均登録数を求めて、平均登録数以上のアンカー基地局と、平均登録数以下のアンカー基地局とを特定し、平均登録数以上のアンカー基地局の登録数Ｘｎと平均登録数との差分である登録数を平均登録数以下のアンカー基地局へ振り分けることにより、アンカー基地局としての負荷の分散を図ってもよい。その際に、差分登録数と、平均登録数以下のアンカー基地局の登録数Ｘｎと平均登録数との差分登録数が一致する場合には、相互のアンカー基地局間で移動端末１２のアンカー基地局を変更してもよい。
【００２８】
以上説明したように、ＷｉＭＡＸ基地局制御システム１０は、移動端末１２と、移動端末１２と無線接続する基地局１４と、基地局１４とアクセスネットワーク２２を介して接続し、基地局１４を制御するＥＭＳ２４とを備え、基地局１４は、移動端末１２からアクセスネットワーク２２へのパケットの転送起点となるアンカー基地局を複数有し、ＥＭＳ２４は、前記各アンカー基地局から前記転送起点として登録されている移動端末１２の登録数を収集し、収集した前記登録数が最大である登録数最大アンカー基地局（１４ｃ）を特定し、前記登録数最大アンカー基地局（１４ｃ）に登録されている移動端末１２中、一部の移動端末１２の前記転送起点を他の前記アンカー基地局（１４ａ、１４ｂ）に変更することを特徴とする。これにより、アンカー基地局としての負荷を分散することができる。
【００２９】
また、ＥＭＳ２４は、収集した前記登録数が最小である登録数最小アンカー基地局（１４ａ）を特定し、前記登録数最大アンカー基地局（１４ｃ）から前記登録数最小アンカー基地局（１４ａ）に移動端末１２の前記転送起点を変更して、変更後の前記登録数最大アンカー基地局（１４ｃ）に登録されている前記登録数と、変更後の前記登録数最小アンカー基地局（１４ａ）に登録されている前記登録数との差が１以下になるようにする。
【００３０】
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３１】
１０…ＷｉＭＡＸ基地局制御システム  １２、１２ａ〜１２ｆ…移動端末
１４、１４ａ〜１４ｃ、１０２、１０２ａ〜１０２ｃ…基地局
１６…ＨＡ                          １８…ＡＡＡサーバ
２０…ＤＨＣＰサーバ                ２２…アクセスネットワーク
２４…ＥＭＳ                        １００…ＷｉＭＡＸ通信システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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