(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混雑状態にあると判定された基地局に接続するユーザ端末がハンドオーバするタイミングを調整するためのハンドオーバパラメータを変更するか、又は、前記基地局のセルカバレッジを変更するかを選択する通信制御装置であり、
前記ハンドオーバパラメータを変更する場合のトラヒックオフロード効果を判定するトラヒックオフロード効果判定部と、
一定の前記トラヒックオフロード効果が得られると判定された場合に、前記基地局から前記基地局に隣接する基地局へハンドオーバしやすくなるように、前記ハンドオーバパラメータを変更する第１のトラヒックオフロード制御部と、
一定の前記トラヒックオフロード効果が得られないと判定された場合に、前記基地局のセルカバレッジを縮小する第２のトラヒックオフロード制御部と、
を備えたことを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
前記トラヒックオフロード効果判定部は、前記ハンドオーバパラメータを変更する場合にハンドオーバの対象となるユーザ端末がハンドオーバ先になる基地局にハンドオーバ可能かを判定し、ハンドオーバ可能であると判定されたユーザ端末に割り当てている無線リソースを解放した結果が一定の効果を出しているかを判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記トラヒックオフロード効果判定部は、
ユーザ端末から受信した隣接基地局の通信品質の情報に基づいて、該ユーザ端末が隣接基地局にハンドオーバした場合の無線リソース利用率の増加分を、該ユーザ端末が「Guaranteed Bit Rate（GBR）」ベアラを利用する場合にはＧＢＲベアラでの最低保証ビットレートを使用して推定し、一方、該ユーザ端末が「non Guaranteed Bit Rate（n-GBR）」ベアラを利用する場合には該ユーザ端末の現在のビットレートを使用して推定し、
該隣接基地局の無線リソース利用率と前記推定した無線リソース利用率の和が所定の閾値以下となる場合に、ハンドオーバ可能であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信制御装置。
【請求項４】
混雑状態にあると判定された基地局に接続するユーザ端末がハンドオーバするタイミングを調整するためのハンドオーバパラメータを変更するか、又は、前記基地局のセルカバレッジを変更するかを選択する通信制御方法であり、
前記ハンドオーバパラメータを変更する場合のトラヒックオフロード効果を判定するステップと、
一定の前記トラヒックオフロード効果が得られると判定された場合に、前記基地局から前記基地局に隣接する基地局へハンドオーバしやすくなるように、前記ハンドオーバパラメータを変更するステップと、
一定の前記トラヒックオフロード効果が得られないと判定された場合に、前記基地局のセルカバレッジを縮小するステップと、
を含むことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信制御装置および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、第3.9世代の移動通信システムの規格として3GPP（3rd Generation Partnership Project）でLTE（Long Term Evolution）の標準化が進められている。そのLTEにおける、基地局間でトラヒックオフロードを行う技術として、MLB（Mobility Load Balancing）技術が知られている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
MLB技術では、特定の基地局にトラヒックが集中した際に、ユーザ端末がハンドオーバするタイミングを調整するためのハンドオーバパラメータを変更する。これにより、特定の基地局に接続しているユーザ端末は特定の基地局に隣接する基地局（隣接基地局）にハンドオーバしやすくなる。この結果として、特定の基地局のトラヒックが隣接基地局にオフロードされることを期待している。
【０００４】
又、例えば非特許文献２には、基地局の送信電力やアンテナチルト角などの基地局パラメータを調整してセルカバレッジを変更することにより、基地局間でトラヒックオフロードを行う技術が記載されている。このセルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術では、特定の基地局にトラヒックが集中した際に、特定の基地局のセルカバレッジを縮小するとともに、隣接基地局のセルカバレッジを拡大させる。これにより、特定の基地局に接続しているユーザ端末のうちセルカバレッジの変更部分に在るユーザ端末は隣接基地局にハンドオーバする。この結果として、特定の基地局のトラヒックが隣接基地局にオフロードされる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】3GPP TS 36.300, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2”
【非特許文献２】Hampel, G., et al. “The tradeoff between coverage and capacity in dynamic optimization of 3G cellular networks”, Proceeding of Vehicular Technology Conference 2003 (VTC 2003 Fall), 2003.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したMLB技術によれば、ハンドオーバパラメータのみを調整し、セルカバレッジは変更しないので、周辺の基地局に対する電波干渉を増やす恐れはない。しかし、隣接基地局にハンドオーバしたユーザ端末では、ハンドオーバ先の基地局で十分な受信電力を得ることができず、一定の通信品質を確保できない恐れがある。ユーザ端末に一定の通信品質を担保するために、ハンドオーバパラメータの調整範囲に制限を設けることが考えられるが、この場合にはトラヒックオフロード効果を十分に得られない可能性がある。
【０００７】
セルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術では、セルカバレッジを変更することにより、MLB技術に比べてより確実なトラヒックオフロード効果を期待できる。しかし、セルカバレッジを拡大することで、周辺の基地局に対する電波干渉を増やす恐れがある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、MLB技術とセルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を適切に利用することができる、通信制御装置および通信制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る通信制御装置は、混雑状態にあると判定された基地局に接続するユーザ端末がハンドオーバするタイミングを調整するためのハンドオーバパラメータを変更するか、又は、前記基地局のセルカバレッジを変更するかを選択する通信制御装置であり、前記ハンドオーバパラメータを変更する場合のトラヒックオフロード効果を判定するトラヒックオフロード効果判定部と、一定の前記トラヒックオフロード効果が得られると判定された場合に、前記ハンドオーバパラメータを変更する第１のトラヒックオフロード制御部と、一定の前記トラヒックオフロード効果が得られないと判定された場合に、前記基地局のセルカバレッジを変更する第２のトラヒックオフロード制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る通信制御装置において、前記トラヒックオフロード効果判定部は、前記ハンドオーバパラメータを変更する場合にハンドオーバの対象となるユーザ端末がハンドオーバ先になる基地局にハンドオーバ可能かを判定し、ハンドオーバ可能であると判定されたユーザ端末に割り当てている無線リソースを解放した結果が一定の効果を出しているかを判定する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る通信制御装置において、前記トラヒックオフロード効果判定部は、ユーザ端末から受信した隣接基地局の通信品質の情報に基づいて、該ユーザ端末が隣接基地局にハンドオーバした場合の無線リソース利用率の増加分を推定し、該隣接基地局の無線リソース利用率と前記推定した無線リソース利用率の和が所定の閾値以下となる場合に、ハンドオーバ可能であると判定する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る通信制御方法は、混雑状態にあると判定された基地局に接続するユーザ端末がハンドオーバするタイミングを調整するためのハンドオーバパラメータを変更するか、又は、前記基地局のセルカバレッジを変更するかを選択する通信制御方法であり、前記ハンドオーバパラメータを変更する場合のトラヒックオフロード効果を判定するステップと、一定の前記トラヒックオフロード効果が得られると判定された場合に、前記ハンドオーバパラメータを変更するステップと、一定の前記トラヒックオフロード効果が得られないと判定された場合に、前記基地局のセルカバレッジを変更するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、MLB技術により一定のトラヒックオフロード効果が得られると判定された場合にはMLB技術を利用し、MLB技術により一定のトラヒックオフロード効果が得られないと判定された場合にはセルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を利用してMLB技術に比べてより確実なトラヒックオフロード効果を期待することができる。これにより、MLB技術とセルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を適切に利用することに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る通信制御装置１０の構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る通信制御方法を説明するためのシーケンスチャートである。
【図４】、図３のステップＳ４に係るトラヒックオフロード効果判定方法のフローチャートである。
【図５】MLB技術を説明するための説明図である。
【図６】セルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの概略構成図である。この移動通信システムはLTEに準拠している。図１において、基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、コアネットワーク１００に接続されている。基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、コアネットワーク１００を介して、データを送受する。各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、通信可能な地理的範囲である各セルカバレッジ２０１，２０２，２０３を形成している。
【００１６】
各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、自己のセルカバレッジに在るユーザ端末ＭＳと無線通信する。ユーザ端末ＭＳは、自己が在圏するセルカバレッジの基地局を介して、他のユーザ端末ＭＳと通信したり、又は、コアネットワーク１００経由でインターネット等の外部のネットワークとの間で通信したりすることができる。基地局ＢＳ１，ＢＳ３は、基地局ＢＳ２の隣接基地局である。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る通信制御装置１０の構成図である。通信制御装置１０は、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３に具備される。図２において、通信制御装置１０は、自局状態判定部１１とトラヒックオフロード効果判定部１２と第１のトラヒックオフロード制御部１３と第２のトラヒックオフロード制御部１４を有する。
【００１８】
自局状態判定部１１は、自基地局が混雑状態にあるか否かを判定する。トラヒックオフロード効果判定部１２は、MLB技術を用いた場合のトラヒックオフロード効果を判定する。第１のトラヒックオフロード制御部１３は、MLB技術を用いた基地局間トラヒックオフロードの制御を行う。第２のトラヒックオフロード制御部１４は、セルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を用いた基地局間トラヒックオフロードの制御を行う。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る通信制御方法を説明するためのシーケンスチャートである。図３では、基地局ＢＳ２の通信制御装置１０の動作を例に挙げている。以下、図３を参照して、基地局ＢＳ２の通信制御装置１０の動作を説明する。
【００２０】
（ステップＳ１）基地局ＢＳ２に接続する各ユーザ端末ＭＳは、イベント発生時または定期的に、MR（Measurement Report）を基地局ＢＳ２に送信する。このMRは、LTEで規定されるA2イベントに相当し、ユーザ端末ＭＳが測定した基地局ＢＳ２のRSRP(Received Signal Reference Power)またはRSRQ(Received Signal Reference Quality)が一定値以下となった場合に送信される。
【００２１】
（ステップＳ２）基地局ＢＳ２において、通信制御装置１０の自局状態判定部１１は、イベント発生時または定期的に、自基地局が混雑状態にあるか否かを判定する。具体的には、自局状態判定部１１は、物理レイヤーでのリソースブロック（無線リソース）の利用数を示すPRB（Physical Resource Block）が事前に設定された閾値を超えた場合に、自基地局が混雑状態にあると判定する。自基地局が混雑状態にあると判定した場合にはステップＳ３に進み、自基地局が混雑状態にないと判定した場合にはステップＳ１とＳ２を繰り返す。
【００２２】
（ステップＳ３）基地局ＢＳ２において、通信制御装置１０は、隣接基地局（基地局ＢＳ１，ＢＳ３）から負荷情報を取得する。本実施形態では、負荷情報としてPRBを取得する。
【００２３】
（ステップＳ４）基地局ＢＳ２において、通信制御装置１０のトラヒックオフロード効果判定部１２は、MLB技術を用いた場合のトラヒックオフロード効果を判定する。このステップＳ４の詳細は後述する。ステップＳ４の結果、MLB技術を用いた場合のトラヒックオフロード効果が、十分である場合にはステップＳ５に進み、不十分である場合にはステップＳ６に進む。
【００２４】
（ステップＳ５）基地局ＢＳ２において、通信制御装置１０の第１のトラヒックオフロード制御部１３は、MLB技術を用いた基地局間トラヒックオフロードの制御（ハンドオーバパラメータの変更）を行う。
【００２５】
（ステップＳ６）基地局ＢＳ２において、通信制御装置１０の第２のトラヒックオフロード制御部１４は、セルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を用いた基地局間トラヒックオフロードの制御（セルカバレッジの変更）を行う。
【００２６】
図４は、図３のステップＳ４に係るトラヒックオフロード効果判定方法のフローチャートである。以下、図４を参照して、通信制御装置１０のトラヒックオフロード効果判定部１２の動作を説明する。なお、この説明では以下に示す標記を用いる。
・RSRP(k,n)、RSRQ(k,n)：セルnに対してUEk（ユーザ端末k）が測定したRSRP、RSRQの値である。
・PRB(n)：セルnでの全PRB利用率である。
・ePRB(k,n)：UEkがセルnにハンドオーバした場合に予測されるPRB利用率の増加分である。
・tPRB：全PRB数である。
・D(k)：ハンドオーバ後のUEkの所望ビットレートである。
・T(RSRQ(k,n))：PRB毎のビットレート。本値はデータ送信に利用する「Modulation and Coding Scheme（MCS）」に依存するものであり、ユーザ端末から送信されるRSRQ(k,n)から算出可能である。
・ThPRB：オフロード判定を行うPRB利用率の閾値である。
【００２７】
（ステップＳ１１）トラヒックオフロード効果判定部１２は、自基地局に接続するUE（ユーザ端末）のうち、MLB技術を用いた場合にHO（ハンドオーバ）の対象となるUEをリストアップする。具体的には、図２のステップＳ１で各UEから受信したRSRPまたはRSRQに基づいて、次式（１）の条件を満たすUEを選択する。
Mn−Hys＞Mp      ・・・（１）
但し、Mnは、UEで測定した隣接基地局のRSRPまたはRSRQである。Mpは、UEで測定した接続基地局のRSRPまたはRSRQである。Hysはハンドオーバ判定を行う際のヒステリシスであり、ここではMLB技術で許容可能な最小限の値を設定する。
【００２８】
（ステップＳ１２）トラヒックオフロード効果判定部１２は、ステップＳ１１で選択したUE毎に、HO先の基地局を判定する。具体的には、自基地局の隣接基地局のうち、RSRPまたはRSRQが最大の基地局をHO先の基地局として選択する。
【００２９】
（ステップＳ１３）トラヒックオフロード効果判定部１２は、ステップＳ１１で選択したUEを対象に、「RSRPn−RSRPs」（但し、ｎは隣接基地局、sは自基地局を表す）の値が降順となるように、UEをソートする。以降、自局のPRB利用率（PRB(s)）が閾値（ThPRB）以下となるか、リスト内から全UEが削除されるまで、ステップＳ１４からステップＳ１８までをUEk毎に繰り返し実行する。
【００３０】
（ステップＳ１４）トラヒックオフロード効果判定部１２は、以下の式（２）に基づき、UEkがセルnにハンドオーバした場合に予測されるPRB利用率（ePRB(k,n)）の増加分を算出する。なお、式（２）内のD(k)について、UEkが「Guaranteed Bit Rate（GBR）」ベアラを利用する場合にはGBRでの最低保証ビットレートを使用し、UEkが「non Guaranteed Bit Rate（n-GBR）」ベアラを利用する場合には、ハンドオーバ後も現在と同等のスループットを確保する観点から、現在のビットレートを使用する。
ePRB(k,n)＝D(k)÷(tPBR×T(RSRQ(k,n))      ・・・（２）
【００３１】
（ステップＳ１５）トラヒックオフロード効果判定部１２は、UEkのHO先基地局のPRB利用率（PRB(n)）とステップＳ１４で算出したePRB(k,n)の合計値が閾値（ThPRB）を下回るかを判定する。この結果、下回ると判定した場合にはステップＳ１６に進み、それ以外の場合にはステップＳ１８に進む。
【００３２】
（ステップＳ１６）トラヒックオフロード効果判定部１２は、自基地局とHO先基地局のPRBを更新する。具体的には、HO先基地局のPRB（PRB(n)）にステップＳ１４で算出したePRB(k,n)を加算する。また、自基地局のPRB（PRB(s)）から現在のUEkのPRB利用率を減算する。さらに、UEkをリストから削除する。
【００３３】
（ステップＳ１７）トラヒックオフロード効果判定部１２は、ステップＳ１６で算出した自基地局のPRB（PRB(s)）が閾値（ThPRB）を下回るかを判定する。この結果、下回ると判定した場合には図４の処理を終了し、それ以外の場合にはリストに登録された次のUEを対象としてステップＳ１４以降の処理に進む。
【００３４】
（ステップＳ１８）トラヒックオフロード効果判定部１２は、ステップＳ１５の判定の結果、セルnへのハンドオーバはこれ以上不可であると判定し、UEkおよび、UEkとHO先基地局が同一のUEをリストから削除する。
【００３５】
図４の処理の結果、自基地局のPRB利用率（PRB(s)）が閾値（ThPRB）を下回る場合に、MLB技術を用いた場合のトラヒックオフロード効果が十分であると判定する。その一方、自基地局のPRB利用率（PRB(s)）が閾値（ThPRB）を下回る前に、リストからHO対象の全UEが削除された場合には、MLB技術を用いた場合のトラヒックオフロード効果が不十分であると判定する。
【００３６】
本実施形態によれば、混雑状態にあると判定された基地局において、MLB技術を用いた場合にハンドオーバの対象となるユーザ端末がハンドオーバ先になる基地局にハンドオーバ可能かを判定し、ハンドオーバ可能であると判定されたユーザ端末に割り当てているPRBを解放した結果が一定の効果を出しているかを判定し、一定の効果を出していると判定された場合にMLB技術を用いた基地局間トラヒックオフロードを実施し、一定の効果を出していないと判定された場合にはセルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を用いた基地局間トラヒックオフロードを実施する。
【００３７】
これにより、MLB技術を用いた基地局間トラヒックオフロードによって一定のトラヒックオフロード効果を得られる場合には、周辺の基地局に対する電波干渉を増やすことなく、MLB技術によって基地局間トラヒックオフロードを実施することができる。一方、MLB技術を用いた基地局間トラヒックオフロードによって一定のトラヒックオフロード効果を得られない場合には、セルカバレッジ変更によって、MLB技術に比べてより確実なトラヒックオフロード効果を期待できる。
【００３８】
図５は、MLB技術を説明するための説明図である。混雑状態の基地局は、トラヒックをオフロードできると判断した場合に、自基地局から隣接基地局へハンドオーバしやすくなるように、ハンドオーバパラメータを変更する。LTEにおいては、上述した式（１）のHysを変更することによって、ユーザ端末は式（１）を満たす状態を一定期間継続した場合にA3イベントのMRを基地局に送信し、基地局側でハンドオーバ処理を実行する。
【００３９】
混雑状態の基地局は、Hysを当初の値よりも小さい値に設定することによって、自基地局から隣接基地局へハンドオーバし易くすることができる。また、該隣接基地局は、Hysを当初の値より大きい値に設定することによって、自基地局から混雑状態の基地局へハンドオーバし難くすることができる。従って、MLB技術では、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３のセルカバレッジ２０１，２０２，２０３を変更しない。
【００４０】
図６は、セルカバレッジ変更による基地局間トラヒックオフロード技術を説明するための説明図である。図６において、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、セルカバレッジ２０１，２０２，２０３を形成している。混雑状態にあると判断した基地局は、セルカバレッジを縮小するように、送信電力を減少させるか、又はアンテナチルト角を大きく設定する（アンテナを下向きにする）。また、隣接基地局ではセルカバレッジを拡大するように、送信電力を増大させるか、又はアンテナチルト角を小さく設定する（アンテナを上向きにする）。これにより、混雑状態の基地局に接続していたユーザ端末のうち、セルカバレッジ変更部分に在るユーザ端末は隣接基地局にハンドオーバする。この結果として、混雑状態の基地局のトラヒックが隣接基地局にオフロードされる。図６の例では、混雑状態の基地局ＢＳ２のセルカバレッジ２０２が２０２ａへと縮小され、隣接基地局ＢＳ１，ＢＳ３のセルカバレッジ２０１，２０３が２０１ａ，２０３ａへと拡大されている。これにより、混雑状態の基地局ＢＳ２のセルカバレッジ変更部分に在るユーザ端末ＭＳが隣接基地局ＢＳ１，ＢＳ３にハンドオーバし、基地局ＢＳ２のトラヒックが隣接基地局ＢＳ１，ＢＳ３にオフロードされる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  通信制御装置、１１  自局状態判定部、１２  トラヒックオフロード効果判定部、１３  第１のトラヒックオフロード制御部、１４  第２のトラヒックオフロード制御部、ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３  基地局、ＭＳ  ユーザ端末、２０１，２０２，２０３  セルカバレッジ
【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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【図６】
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