(57)【要約】      （修正有）【課題】ハンドオーバ先の状態を考慮し最適なハンドオーバ先を選択することができる基地局を提供する。【解決手段】端末と無線接続する無線通信部１５６と、他の基地局と通信可能なネットワーク網に接続するネットワーク網接続部１５８とを備える基地局１１０であって、自局に接続している端末のハンドオーバを制御する制御部１５２をさらに備え、制御部１５２は、ネットワーク網接続部１５８を介して他の基地局に接続している端末のスループットを予め取得し、自局に接続している端末からこの端末と他の基地局との間の無線状態を取得し、その無線状態に基いてハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先候補を選び出し、上記スループットを参照してハンドオーバ先候補の中からハンドオーバ先を決定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と無線接続する無線通信部と、他の基地局と通信可能なネットワーク網に接続するネットワーク網接続部とを備える基地局であって、
自局に接続している端末のハンドオーバを制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記ネットワーク網接続部を介して他の基地局に接続している端末のスループットを予め取得し、
自局に接続している端末から該端末と他の基地局との間の無線状態を取得し、
前記無線状態に基いてハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先候補を選び出し、
前記スループットを参照して前記ハンドオーバ先候補の中からハンドオーバ先を決定することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記制御部は、ハンドオーバ先候補の前記スループットと、自局に接続している端末のスループットとを比較し、ハンドオーバ先候補の前記スループットが所定基準以上でなければハンドオーバを実行しないように制御することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記制御部は、前記スループットをベアラのサービスごとに取得および参照することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
【請求項４】
当該基地局は３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）に準拠しており、
前記制御部は、３ＧＰＰで定義されている基地局間インターフェースのＬｏａｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを利用して前記他の基地局に接続している端末のスループットを予め取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項５】
基地局によるハンドオーバ制御方法であって、
他の基地局に接続している端末のスループットを取得し、
自局に接続している端末から該端末と他の基地局との無線状態を取得し、
前記無線状態に基いてハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先候補を選び出し、
前記スループットを参照して前記ハンドオーバ先候補の中からハンドオーバ先を決定することを特徴とするハンドオーバ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末と無線接続する基地局およびハンドオーバ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）におけるＬＴＥ（Long Term Evolution）が現在普及しつつある。ＬＴＥは、Ｗ−ＣＤＭＡやＣＤＭＡ２０００といった第３世代携帯電話（３Ｇ）の通信方式と将来登場する第４世代携帯電話（４Ｇ）の通信方式との間の技術であり、第３．９世代携帯電話（３．９Ｇ）の通信方式とも呼ばれる。ＬＴＥの普及に伴い、ＬＴＥを想定した技術開発も活発になっている。
【０００３】
本発明者は、既に、主にＬＴＥを想定したシステムにおいて端末のハンドオーバを適切に実行可能にする発明をしている。平成２２年６月２８日出願の特許文献１に係る発明では、基地局がＱＣＩ（QoS Class Identifier）からベアラの許容遅延時間を取得し、この許容遅延時間に基いてハンドオーバの閾値を調整する。平成２２年７月２８日出願の特許文献２に係る発明では、基地局がＱＣＩに含まれるベアラの許容遅延時間を取得し、この許容遅延時間に基いてハンドオーバ要求情報の送信（Handover Request）を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０３００号公報
【特許文献２】特開２０１２−３４０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に開示の技術によれば、確かにハンドオーバを適切に実行可能となる。
【０００６】
しかし、既存のＬＴＥシステムでは、端末と基地局との無線状態に基いてハンドオーバを行っており、ハンドオーバ先の状態を充分に考慮していない。そのため、ハンドオーバを行った結果ハンドオーバ先が輻輳状態等にあり、このハンドオーバ先以外の他の基地局にハンドオーバさせたり、ハンドオーバを行わなかったりしたほうがよかったという事態に陥る場合があった。
【０００７】
とりわけ、ハンドオーバ元にて大容量ファイルのダウンロード等を実行している端末がハンドオーバを行った結果、ハンドオーバ先が輻輳状態等にあり、このハンドオーバ先にて充分なスループットを得られず、ファイルのダウンロードに支障をきたしたりタイムアウトしたりする場合があった。特許文献１、２に開示の技術でもこのような事態を回避することはできず、未ださらなる改良の余地がある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ハンドオーバ先の状態を考慮し最適なハンドオーバ先を選択することができる基地局およびハンドオーバ制御方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、端末と無線接続する無線通信部と、他の基地局と通信可能なネットワーク網に接続するネットワーク網接続部とを備える基地局であって、自局に接続している端末のハンドオーバを制御する制御部をさらに備え、制御部は、ネットワーク網接続部を介して他の基地局に接続している端末のスループットを予め取得し、自局に接続している端末からこの端末と他の基地局との間の無線状態を取得し、その無線状態に基いてハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先候補を選び出し、上記スループットを参照してハンドオーバ先候補の中からハンドオーバ先を決定することを特徴とする。
【００１０】
上記制御部は、ハンドオーバ先候補の上記スループットと、自局に接続している端末のスループットとを比較し、ハンドオーバ先候補の上記スループットが所定基準以上でなければハンドオーバを実行しないように制御してもよい。
【００１１】
上記制御部は、上記スループットをベアラのサービスごとに取得および参照してもよい。
【００１２】
当該基地局は３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）に準拠しており、上記制御部は、３ＧＰＰで定義されている基地局間インターフェースのＬｏａｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを利用して上記他の基地局に接続している端末のスループットを予め取得してもよい。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の代表的な他の構成は、基地局によるハンドオーバ制御方法であって、他の基地局に接続している端末のスループットを取得し、自局に接続している端末からこの端末と他の基地局との無線状態を取得し、その無線状態に基いてハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先候補を選び出し、上記スループットを参照してハンドオーバ先候補の中からハンドオーバ先を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハンドオーバ先の状態を考慮し最適なハンドオーバ先を選択することができる基地局およびハンドオーバ制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態にかかる基地局を含む無線通信システムの説明図である。
【図２】図１の無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１の基地局の概略構成を示すブロック図である。
【図４】ＬＴＥでのハンドオーバのシーケンス図である。
【図５】図１の基地局によるハンドオーバ制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にかかる基地局１１０を含む無線通信システム１００の説明図である。図１に示す無線通信システム１００は、３ＧＰＰにおけるＬＴＥのシステムとする。図１に示すように、無線通信システム１００は、端末１０２、１０４、１０６と、基地局１１０、１１２、１１４と、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）１３０及びＩＭＳ(IP Multimedia Subsystem）１３８を含むネットワーク網１２０とからなる。
【００１８】
端末１０２、１０４、１０６は、携帯電話（スマートフォン）やＰＨＳ等である。本実施形態では、端末１０２、１０４、１０６を便宜上「ＵＥ（User Equipment）」とも称する。基地局１１０、１１２、１１４は、端末１０２、１０４、１０６に無線接続すると共に、ＥＰＣ１３０及びＩＭＳ１３８を含むネットワーク網１２０に接続する。本実施形態では、基地局１１０、１１２、１１４を便宜上「ｅＮＢ（evolutional Node B）」とも称する。
【００１９】
ＥＰＣ１３０は、ＭＭＥ（Mobile Management Entity）１３２と、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）１３４と、Ｐ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）１３６とからなる。ＩＭＳ１３８は、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を用いたマルチメディアサービスに対応した公衆通信網である。
【００２０】
ＭＭＥ１３２は、端末１０２、１０４、１０６の位置登録や着信時の呼び出し処理、および基地局１１０、１１２、１１４の間のハンドオーバといったモビリティ管理を行う。Ｓ−ＧＷ１３４は、音声やパケットなどのユーザデータを処理する。Ｐ−ＧＷ１３６は、ＩＭＳ１３８とのインターフェースを有している。
【００２１】
図２は、図１の無線通信システム１００の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末１０２、１０４、１０６は、現在無線接続している基地局１１０を介してＥＰＣ１３０との間に論理通信路であるベアラ１４２、１４４、１４６（Bearer）を確立する。
【００２２】
基地局１１０は、それぞれのベアラ１４２、１４４、１４６に割り当てられたＱＣＩ（QoS Class Indicator）を参照することで、そのベアラ１４２、１４４、１４６のサービス（プロトコル）を判断することができる。ベアラ１４２、１４４、１４６のサービスとは、例えば、ファイル転送サービスであるＦＴＰ（File Transfer Protocol）、音声サービスであるＶｏＩＰ（Voice over IP）、ウェブアクセスのサービスであるＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）、ストリーミング再生のサービス等である。
【００２３】
なおＱＣＩには、ベアラ１４２、１４４、１４６のサービス種別の他に、そのベアラ１４２、１４４、１４６において許容される遅延の大きさを示す許容遅延時間、リソースの割り当ておよび維持の優先順位を示す優先レベル等が含まれる。
【００２４】
図３は、図１の基地局１１０の概略構成を示すブロック図である。なお、基地局１１２、１１４も基地局１１０と同様の構成を有するものとする。
【００２５】
図３に示すように、基地局１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）を含んで構成される制御部１５２と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等を含んで構成される記憶部１５４とを備える。
【００２６】
制御部１５２は、記憶部１５４に記憶されたプログラムを実行し、当該基地局１１０を制御、管理する。本実施形態では、制御部１５２は自局に接続している端末１０２、１０４、１０６のハンドオーバを制御する。記憶部１５４は、プログラムや各種データ等を記憶する。本実施形態では、記憶部１５４は後述するハンドオーバの閾値を記憶している。
【００２７】
基地局１１０は、端末１０２、１０４、１０６と無線接続する無線通信部１５６を備える。また基地局１１０は、他の基地局１１２、１１４と通信可能なネットワーク網１２０（ＬＴＥネットワーク）に接続するネットワーク網接続部１５８を備える。
【００２８】
図４は、ＬＴＥでのハンドオーバのシーケンス図である。以下、まず図４を参照しながらＬＴＥでのハンドオーバについて説明し、その後、本実施形態にかかる基地局１１０を含む無線通信システム１００でのハンドオーバについて説明する。なお本実施形態では、便宜上ハンドオーバ元である基地局を「Ｓｏｕｒｃｅ ｅＮＢ」とも称する。また本実施形態では、ハンドオーバ先である基地局を「Ｔａｒｇｅｔ ｅＮＢ」とも称する。
【００２９】
図４に示すように、ハンドオーバ元である基地局（Source eNB）は端末にMeasurement Control（図４の「１番」）を通知する。Measurement Controlを受けた端末は、その端末の周囲の基地局との間の無線状態を測定し、その測定結果に係る報告であるMeasurement Report（図４の「２番」）をハンドオーバ元の基地局に送信する。なお、無線状態とは、例えば参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ）である。端末が複数の基地局からの参照信号を受信する場合、Measurement Reportには、それぞれの基地局に対応するＲＳＲＰが含まれる。
【００３０】
ハンドオーバ元の基地局は、Measurement Reportに含まれるＲＳＲＰに基いて、HO decision（図４の「３番」）を実行する。HO decisionでは、例えば記憶部１５４に記憶されているハンドオーバの閾値とMeasurement Reportに含まれるＲＳＲＰとを比較し、そのＲＳＲＰに対応する他の基地局がハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先であるか否かを判断する。Measurement Reportに複数のＲＳＲＰが含まれ、複数の他の基地局がハンドオーバ条件を満たすと判断した場合には、ＲＳＲＰが最も高いものをハンドオーバ先として決定する。一方、ハンドオーバ元の基地局は、ハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先がない場合にはハンドオーバを実行しない。
【００３１】
ハンドオーバ元の基地局は、HO decisionによって端末をハンドオーバさせることを決定すると、ハンドオーバ先の基地局（Target eNB）にHandover Request（図４の「４番」）を送信する。Handover Requestでは、ハンドオーバ元の基地局に現在接続しているベアラのＱＣＩ等のやりとりも行われる。ハンドオーバ先の基地局は、Handover Requestを受けると自局にその端末を収容できるか否かを判断するAdmission Control（図４の「５番」）を実行する。そしてAdmission Controlの結果、その端末を受入可能と判断すれば、Handover Request Acknowledge（図４の「６番」）に適切なパラメータを取り入れて、ハンドオーバ元の基地局に送信する。一方、その端末を受入不可能と判断した場合は、Handover Request Acknowledgeにネガティブなパラメータを取り入れて、ハンドオーバ元の基地局に送信し、ハンドオーバを実行させないようにする。
【００３２】
図５は、基地局１１０によるハンドオーバ制御方法のフローチャートである。本実施形態にかかる基地局１１０は、ハンドオーバの実行に際してハンドオーバ先の状態（スループット）を考慮し最適なハンドオーバ先を選択する。以下、具体的に説明する。
【００３３】
図５に示すように、基地局１１０の制御部１５２は、ネットワーク網接続部１５８を介して周囲の他の基地局１１２、１１４に接続している端末のスループットを予め取得する（ステップＳ２００）。本実施形態では、３ＧＰＰで定義されている基地局間インターフェース（Ｘ２インターフェース）のＬｏａｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを利用して周囲の他の基地局１１２、１１４からそのスループットを取得する。これにより、ＬＴＥでの処理を変更することなく、ＬＴＥに準拠した形式でそのスループットを取得することができる。
【００３４】
基地局１１２、１１４の端末とのスループットは、基地局１１２、１１４が自局に接続している端末の中から任意のサンプルを抽出し、スループットの測定を行うものとする。自局に接続している全ての端末のスループットを測定すると、その基地局１１２、１１４のソフトウェアの負荷が高まるためである。さらに本実施形態では、基地局１１２、１１４は任意のサンプルのスループットの測定結果をベアラのサービスごとに集計し、それを基地局間インターフェースのＬｏａｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを利用して基地局１１０に送信する。これにより、基地局１１０にてスループットをベアラのサービスごとに取得する。
【００３５】
制御部１５２は、ステップＳ２００にて受信したベアラのサービスごとのスループットを記憶部１５４に記憶する（ステップＳ２０２）。記憶部１５４には、下記の表１に例示するテーブルのようにスループットが記憶される。
【表１】
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【００３６】
また制御部１５２は、確立されたベアラ１４２、１４４、１４６のサービスを、ＱＣＩを取得して判断する（ステップＳ２０４）。なお、理解を容易にするため、本実施形態では端末１０２のベアラ１４２のサービスをＦＴＰ、端末１０４のベアラ１４４のサービスをＨＴＴＰ、端末１０６のベアラ１４６のサービスをストリーミングとする。
【００３７】
このような状況下で基地局１１０が自局に接続している端末１０２、１０４、１０６からMeasurement Reportを受信すると（ステップＳ２０６Ｙｅｓ）、制御部１５２はHO decisionを実行する（ステップＳ２０８）。HO decisionでは、制御部１５２が、記憶部１５４に記憶されているハンドオーバの閾値とMeasurement Reportに含まれるそれぞれの基地局１１２、１１４に対応するＲＳＲＰ（無線状態）とを比較し、そのＲＳＲＰの他の基地局１１２、１１４がハンドオーバ条件を満たすハンドオーバ先であるか否かを判断する。そして、ハンドオーバ条件を満たす基地局１１２、１１４をハンドオーバ先候補として選び出す。
【００３８】
ステップＳ２０８の後、制御部１５２は、自局に無線接続する端末１０２、１０４、１０６のベアラ１４２、１４４、１４６のサービス（ＦＴＰ、ＨＴＴＰ、ストリーミング等）がハンドオーバ先候補で収容可能かどうか確認すると共に、ハンドオーバ先候補の中からハンドオーバ先を決定する（ステップＳ２１０）。ハンドオーバ先の決定は、記憶部１５４に記憶されている予め取得したベアラのサービスごとのスループットに基いて行う。ハンドオーバ先が決定した後は、通常のＬＴＥのハンドオーバ処理の手順にしたがってハンドオーバを実行する（ステップＳ２１２）。
【００３９】
ステップＳ２１０では、例えば現在のベアラのサービスと同じサービスについてのスループットを参照し、最もそのスループットが大きいものをハンドオーバ先に決定する。具体的には、端末１０２のハンドオーバ先候補としてステップＳ２０８にて基地局１１２、１１４が選び出された場合、制御部１５２は基地局１１２のＦＴＰのスループット５．０Ｍｂｐｓと基地局１１４のＦＴＰのスループット５．５Ｍｂｐｓを比較し、スループットがより大きな基地局１１４をハンドオーバ先に決定する。端末１０４のハンドオーバ先候補としてステップＳ２０８にて基地局１１２、１１４が選び出された場合、制御部１５２は基地局１１２のＨＴＴＰのスループット１．０Ｍｂｐｓと基地局１１４のＨＴＴＰのスループット１．３Ｍｂｐｓを比較し、スループットがより大きな基地局１１４をハンドオーバ先に決定する。端末１０６のハンドオーバ先候補としてステップＳ２０８にて基地局１１２、１１４が選び出された場合、制御部１５２は基地局１１２のストリーミングのスループット２０Ｍｂｐｓと基地局１１４のストリーミングのスループット１８Ｍｂｐｓを比較し、スループットがより大きな基地局１１２をハンドオーバ先に決定する。
【００４０】
このように、スループットをベアラのサービスごとに取得し、現在のベアラ１４２、１４４、１４６のサービスと同じサービスについてのスループットを参照してハンドオーバ先を決定することで、ハンドオーバ先でのスループットを確実に保障することができる。
【００４１】
またステップＳ２１０にて、制御部１５２は、自局に接続している端末１０２、１０４、１０６のベアラ１４２、１４４、１４６のスループットに対して、そのベアラ１４２、１４４、１４６のサービスと同じサービスについてのハンドオーバ先候補のスループットが所定基準以上となるものに対しハンドオーバを実行し、所定基準以上となるものがなければハンドオーバを実行しないように制御してもよい。
【００４２】
具体的には端末１０２のハンドオーバ先候補としてステップＳ２０８にて基地局１１２、１１４が選び出された場合、制御部１５２は現在のベアラ１４２のスループットに対してハンドオーバ先候補のスループットすなわち５．０Ｍｂｐｓまたは５．５Ｍｂｐｓの少なくとも一方が＋１０％以上（所定基準以上）であれば、最もスループットが高い基地局１１４へハンドオーバを実行するように制御してよい。現在のベアラ１４２のスループットに対してハンドオーバ先候補のスループットすなわち５．０Ｍｂｐｓまたは５．５Ｍｂｐｓがいずれも＋１０％未満であれば（所定基準以上となるものがなければ）制御部１５２はハンドオーバを実行しないように制御してよい。
【００４３】
これにより、ハンドオーバすることでスループットがある程度改善される場合には端末１０２、１０４、１０６をハンドオーバさせ、ハンドオーバによりスループットがあまり改善しない場合には端末１０２、１０４、１０６を現状の基地局１１０に留めることができる。スループットがあまり改善しない場合には現状の基地局１１０に留めるようにすることで、ハンドオーバを実行する際に生じるデータ遅延を防止することができる。
【００４４】
ただしハンドオーバを実行しない場合、無線悪化等により現在のベアラ１４２のスループットの低下が見込まれる。そのため、制御部１５２は、現在のスループットに対してハンドオーバ先候補のスループットがいずれも＋１０％未満（所定基準未満）であっても、基地局１１０のスループットが所定値（例えば５００Ｋｂｐｓ）以下の場合には、ハンドオーバ先候補の中から最もスループットが高い基地局１１４へハンドオーバを実行するように制御してもよい。
【００４５】
なお上記では、スループットが所定基準以上であるか否かを判断する場合について、端末１０２を例示して説明したが、端末１０４、１０６についても同様である。ただし、参照するベアラ１４４、１４６のスループットは、それぞれＨＴＴＰ、ストリーミングとなる。
【００４６】
上述した実施形態によれば、ハンドオーバ先の状態を考慮し最適なハンドオーバ先を選択することができる。したがって、大容量ファイルのダウンロード等を実行している端末１０２、１０４、１０６のハンドオーバに際しては特に有効であり、ハンドオーバ後、ファイルのダウンロードに支障をきたしたり、ダウンロードの完了前にタイムアウトしたりする事態を回避できる。
【００４７】
なお、ステップＳ２０４のＱＣＩの取得により、ハンドオーバ対象のベアラ１４２、１４４、１４６のサービスがスループットを必要とするサービスであるか否かを判断し、HO decisionで用いられる記憶部１５４に記憶されているハンドオーバの閾値を調整してもよい。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、端末と無線接続する基地局およびハンドオーバ制御方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００…無線通信システム、１０２、１０４、１０６…端末、１１０、１１２、１１４…基地局、１２０…ネットワーク網、１３０…ＥＰＣ、１３２…ＭＭＥ、１３４…Ｓ−ＧＷ、１３６…Ｐ−ＧＷ、１３８…ＩＭＳ、１４２、１４４、１４６…ベアラ、１５２…制御部、１５４…記憶部、１５６…無線通信部、１５８…ネットワーク網接続部
【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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