(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と少なくとも１つの移動局とを有する移動体通信システムの移動管理制御方法において、
各基地局は自局の負荷状態を監視し、
少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて、前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定する、
ことを特徴とする移動管理制御方法。
【請求項２】
前記１つの基地局は他の基地局の負荷状態を受信し、
前記判定を前記自局の負荷状態と前記他の基地局の負荷状態に応じて行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動管理制御方法。
【請求項３】
前記１つの基地局は、前記移動局が位置管理要求を行った基地局であることを特徴とする請求項１または２に記載の移動管理制御方法。
【請求項４】
前記１つの基地局は、前記移動局の位置の管理を開始した後に、自局の負荷状態および他局の負荷状態に応じて、当該移動局の移動管理を前記他の基地局へ移転するか否かを判定することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の移動管理制御方法。
【請求項５】
前記１つの基地局の負荷状態は位置管理資源の使用率で示されることを特徴とする請求項１−４のいずれか１項に記載の移動管理制御方法。
【請求項６】
前記複数の基地局は複数の移動管理区域に分割され、移動局は移動管理区域毎に位置を管理されることを特徴とする請求項１−５のいずれか１項に記載の移動管理制御方法。
【請求項７】
前記判定は大きさが異なる少なくとも２つの負荷閾値を用いて行われ、
各基地局は、自局の負荷状態が第１負荷閾値より高くなると第１メッセージを、第２負荷閾値以下になると第２メッセージを、それぞれ発信することを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の移動管理制御方法。
【請求項８】
前記自局の負荷状態が前記第１負荷閾値より高く、かつ、前記他の基地局の負荷状態が前記第２負荷閾値以下の時に、前記移動局から位置管理要求された位置管理機能を前記前記他の基地局へ委託することを特徴とする請求項７に記載の移動管理制御方法。
【請求項９】
前記自局の負荷状態が前記第１負荷閾値より高く、かつ、前記他の基地局の負荷状態が前記第２負荷閾値以下の時に、前記移動局の移動管理機能を前記他の基地局へ移転することを特徴とする請求項７に記載の移動管理制御方法。
【請求項１０】
前記判定は大きさが異なる少なくとも２つの負荷閾値を用いて行われ、
各基地局は、自局の負荷状態が第１負荷閾値より高くなると他局からの委託要求を拒否し、前記第１負荷閾値以下になると他局からの委託あるいは移転の要求を拒否できない、さらに、自局の負荷状態が前記第１負荷閾値以下で第２負荷閾値より高い場合には他局に対して当該他局からの委託あるいは移転の要求を抑制するためのメッセージを発信することを特徴とする請求項１−６のいずれか１項に記載の移動管理制御方法。
【請求項１１】
複数の基地局と少なくとも１つの移動局とを有する移動体通信システムの移動管理制御装置であって、
少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする移動管理制御装置。
【請求項１２】
複数の基地局と少なくとも１つの移動局とを有する移動体通信システムの中央制御局であって、
各基地局の負荷状態の通知を受信する受信手段と、
少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする中央制御局。
【請求項１３】
複数の基地局と少なくとも１つの移動局とを有する移動体通信システムの基地局において、
移動局の移動管理手段と、
自局の負荷状態を検出する負荷検出手段と、
前記自局の負荷状態に応じて前記移動局の位置を管理する移動管理機能を他の基地局へ移すか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする移動体通信システムの基地局。
【請求項１４】
自局外の移動管理手段との間で負荷状態の通知を行うための負荷状態通信手段をさらに有し、
前記判定手段は、自局以外の他の基地局の負荷状態も考慮して前記移動局の位置を管理する移動管理機能を他の基地局へ移すか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１５】
前記判定手段は、ある移動局から位置管理要求を受信すると、前記自局の負荷状態および他局の負荷状態に応じて、当該移動局の位置を管理する位置管理機能を前記他の基地局へ委託するか否かを判定することを特徴とする請求項１３または１４に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項１６】
前記判定手段は、さらに、ある移動局の移動管理を行っているときに、前記自局の負荷状態および前記他局の負荷状態に応じて、当該移動局の移動管理を前記他局へ移転するか否かを判定することを特徴とする請求項１５に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項１７】
前記自局の負荷状態は位置管理資源の使用率であることを特徴とする請求項１３−１６のいずれか１項に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項１８】
少なくとも１つの移動管理区域に属し、移動局は移動管理区域毎に移動管理されることを特徴とする請求項１３−１７のいずれか１項に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項１９】
前記判定手段は、大きさが異なる少なくとも２つの負荷閾値を有し、自局の負荷状態が第１負荷閾値より高くなると第１メッセージを、第２負荷閾値以下になると第２メッセージを、それぞれ発信することを特徴とする請求項１３−１８のいずれかに記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項２０】
前記自局の負荷状態が前記第１負荷閾値より高く、かつ、前記他の基地局の負荷状態が前記第２負荷閾値以下の時に、前記移動局から位置管理要求された位置管理機能を前記前記他の基地局へ委託することを特徴とする請求項１９に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項２１】
前記自局の負荷状態が前記第１負荷閾値より高く、かつ、前記他の基地局の負荷状態が前記第２負荷閾値以下の時に、前記移動局の移動管理機能を前記他の基地局へ移転することを特徴とする請求項１９に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項２２】
前記判定手段は、大きさが異なる少なくとも２つの負荷閾値を有し、自局の負荷状態が第１負荷閾値より高くなると他局からの委託要求を拒否し、前記第１負荷閾値以下になると他局からの委託あるいは移転の要求を拒否できない、さらに、自局の負荷状態が前記第１負荷閾値以下で第２負荷閾値より高い場合には他局に対して当該他局からの委託あるいは移転の要求を抑制するためのメッセージを発信することを特徴とする請求項１３−１８のいずれか１項に記載の移動体通信システムの基地局。
【請求項２３】
複数の基地局と少なくとも１つの移動局とを有する移動体通信システムにおいて、
各基地局は自局の負荷状態を監視する手段を有し、
少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて、前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２４】
前記１つの基地局は他の基地局の負荷状態を受信する手段を有し、
前記判定手段は前記１つの基地局の負荷状態と前記他の基地局の負荷状態とに応じて前記移動管理機能を移すか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項２３に記載の移動体通信システム。
【請求項２５】
前記１つの基地局は、前記移動局が位置管理要求を行った基地局であることを特徴とする請求項２３または２４に記載の移動体通信システム。
【請求項２６】
前記１つの基地局は、前記移動局の位置の管理を開始した後に、自局の負荷状態および他局の負荷状態に応じて、当該移動局の移動管理を前記他の基地局へ移転するか否かを判定することを特徴とする請求項１９−２１のいずれか１項に記載の移動体通信システム。
【請求項２７】
前記複数の基地局は複数の移動管理区域に分割され、前記移動局は移動管理区域毎に移動管理され、
１つの移動管理区域内の複数の基地局の中で１つの移動局の移動管理機能を有する基地局と通信を行うゲートウエイと、
前記１つの移動管理区域内における少なくとも１つの移動局の移動管理機能を有する基地局の負荷状態に応じて、前記移動管理機能を他の基地局へ移すか否かを判定する移動管理制御手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項２３−２６のいずれか１項に記載の移動体通信システム。
【請求項２８】
前記移動管理制御手段は前記複数の基地局の各々に設けられていることを特徴とする請求項２７に記載の移動体通信システム。
【請求項２９】
前記１つの移動管理区域内の複数の基地局にはそれぞれ所定数の移動管理区域内での前記移動局の位置管理に用いる仮固有番号が割り当てられ、前記移動管理主体となる基地局は前記１つの移動局に１つの仮固有番号を割り当てることを特徴とする請求項２８に記載の移動体通信システム。
【請求項３０】
前記１つの移動管理区域内において、前記移動管理主体が前記他の基地局に移された場合、新たに移動管理主体となった前記他の基地局は前記１つの移動局に新たに１つの仮固有番号を割り当てることを特徴とする請求項２９に記載の移動体通信システム。
【請求項３１】
少なくとも２以上の基地局と１つの移動局からなる移動体通信システムにおいて、
前記移動体通信システムは、少なくとも１つの基地局の負荷状態を監視する手段と、少なくとも前記負荷状態に応じて前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定する手段を有し、
送受信されるデータがない状態で、当該移動局の移動管理機能を有する基地局が変更されると、位置管理のために有する仮固有番号を、変更前の基地局から割り当てられたものから、変更後の基地局から割り当てられるものに変更することを特徴とする移動局。
【請求項３２】
移動体通信システムにおける移動管理制御をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記コンピュータの負荷状態を検出するステップと、
前記負荷状態に応じて、少なくとも１つの移動局の位置を管理する移動管理機能を１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定するステップと、
を有することを特徴とするプログラム。
【請求項３３】
少なくとも１つの他の基地局の負荷状態を受信し、
前記判定するステップは、前記自局の負荷状態と前記他の基地局の負荷状態に応じて実行されることを特徴とする請求項３２に記載のプログラム。
【請求項３４】
前記１つの基地局は、前記移動局が位置管理要求を行った基地局であることを特徴とする請求項３２に記載のプログラム。
【請求項３５】
前記移動局の位置を管理する移動管理を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項３２または３３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体通信システムに係り、特に移動体通信システムにおける移動管理を制御する方法および装置ならびにそれを用いた基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な移動体通信網には移動局の位置を管理する移動管理（ＭＭ：Mobility Management）という機能があり、通信をしていない非活性状態であっても移動局の位置を追跡し、呼び出すことが可能である。移動局の位置追跡は複数のセルからなる区域を単位として実行され、この区域を位置管理区域あるいはトラッキングエリア（Tracking Area、以下、適宜「ＴＡ」と略記する。）という。移動局はエリア登録されたトラッキングエリア内で仮固有番号(temporary identity)が割り当てられ位置管理が行われるが、別のトラッキングエリアに移動すると、その新たなトラッキングエリアで割り当てられた仮固有番号を用いて位置管理が行われる（非特許文献１の第２９〜３３ページ参照）。
【０００３】
図１は従来の移動体通信システムの概略的構成図である。ここでは煩雑さを避けるために、３つの基地局（ＢＴＳ）１〜３のセル４〜６によりトラッキングエリア７が構成され、基地局８のセル９によりトラッキングエリア１０が構成されているものとする。これら基地局１〜３、８はそれぞれ伝送路Ｘｕｂ１〜Ｘｕｂ４を通してルータ１１に接続されることで相互に通信可能であり、さらに基地局制御局１２およびゲートウエイ１３に接続される。
【０００４】
このような従来のシステムにおいて、移動管理エンティティＭＭＥ(Mobility Management Entity）はゲートウエイ１３あるいは基地局制御局１２などの中央制御装置に存在し、移動局への仮固有番号の割り当てなどの位置管理を行っている。たとえば、図１に示すように、移動局１４がトラッキングエリア１０からトラッキングエリア７に移動してくると、基地局１の報知信号により移動局１４は新たなトラッキングエリア７に移動したことを知る。これにより移動局１４は当該基地局１に対してエリア更新要求を送信し、トラッキングエリア７での位置管理が行われるようにゲートウエイ１３により仮固有番号が割り当てられる。その際、ゲートウエイ１３が行う移動局１４の移動管理は、最初にエリア更新要求を行った基地局１を通して行われる。この際、この基地局１は移動局１４の移動管理において移動局１４とゲートウエイ１３とを接続する基地局（以下「主基地局」あるいは「主ＢＴＳ」と記す。）としてゲートウエイ１３に登録される。
【０００５】
たとえば、インターネット１５からゲートウエイ１３に移動局１４宛のパケットが到着すると、ゲートウエイ１３は、移動局１４の主基地局１へ移動局１４がどこにいるかを問い合わせる。これに応じて、主基地局１は当該移動局１４が何処にいるかをトラッキングエリア７の全ての基地局へ問い合わせる。これによって移動局１４がどの基地局の配下にいるかが分かり、その基地局へゲートウエイ１３は移動局１４宛のパケットを転送することができる。
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TR 23.882 V0.10.0 (2006-01) テクニカルレポート pp. 29-33
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来のシステムでは移動管理エンティティＭＭＥがゲートウエイＧＷあるいは基地局制御局ＢＳＣなどの中央制御局に存在しているが、同じ移動管理機能を複数の基地局にそれぞれ装備することも可能である。一般に、移動管理機能などの管理機能を中央制御局から末端の基地局へ移行する流れがある。
【０００８】
しかしながら、各基地局が移動管理機能を備えた移動管理システムでは、移動管理処理の負荷が基地局間で不均等になり、特にトラッキングエリアの境界付近に位置する基地局では当該トラッキングエリアに新たに入ってくる端末の位置管理要求を受け付けるために、他の基地局に比べて負荷が大きくなるという問題がある。
【０００９】
図２は分散型の移動管理システムにおいて過負荷状態が発生する一例を示す模式図である。トラッキングエリアＴＡ内の各基地局に移動管理機能が設けられ、基地局ＢＴＳ１がトラッキングエリアＴＡのエッジに位置する基地局であるとする。この基地局ＢＴＳ１に対して、たとえば電車などに運ばれて多数の移動局がトラッキングエリアＴＡに流入してきた場合、基地局ＢＴＳ１は、これら多数の移動局の新規エリア更新要求を処理しなければならない。この場合、次のような２つの問題が生じうる。
【００１０】
（１）まず、境界にある基地局ＢＴＳ１で各移動局に割り当てる仮固有番号が枯渇する問題である。通常、トラッキングエリアＴＡに割り当てられる移動局識別用の仮固有番号の個数は決められており、この所定数の仮固有番号がトラッキングエリア内の基地局に均等にあるいは各基地局の状況に応じて割り振られている。したがって、基地局ＢＴＳ１に割り当てられた移動局識別用の仮固有番号の個数は有限であり、一度に多数の移動局が新規エリア更新を要求すると、割り当てるべき仮固有番号が枯渇する可能性が高くなる。もし仮固有番号が割り当てられなかった場合、その移動局はこのトラッキングエリアＴＡで識別することができず、位置管理を行うことができなくなる。当然、ゲートウエイＧＷに当該移動局宛のパケットが到着しても当該移動局へ転送することができない。
【００１１】
（２）第２に、境界にある基地局ＢＴＳ１の処理量が増大して新たな位置管理要求を処理できなくなる問題である。上述したように基地局ＢＴＳ１は多くの移動局の主基地局となっており、位置管理のための制御信号をゲートウエイＧＷとの間で送受信しなければならない。このために時間の経過に伴って基地局ＢＴＳ１の処理量は増大する傾向にあり、基地局ＢＴＳ１の処理能力の限界になると、新たなエリア更新要求に対応できなくなる。また、基地局ＢＴＳ１の処理量が増大すると、基地局ＢＴＳ１とルータとを接続する伝送路Ｘｕｂ１の使用率も上昇して容量の上限に近づくこともあり得る。これらの結果として、上述したような移動局の位置把握ができなくなり当該移動局への通信が断絶してしまう事態に発生する可能性が高くなる。
【００１２】
図３は従来の移動管理方法における移動局の通信断絶過程の一例を示すシーケンス図である。移動局１４は、まず、トラッキングエリア１０の基地局８のトラッキングエリア情報を受信し（時点Ｔ１)、それに対してエリア更新要求を行い（時点Ｔ２）、基地局８はゲートウエイ１３に対して主基地局更新要求を行い（時点Ｔ３）、その更新確認応答があると（時点Ｔ４）、移動局１４に対してトラッキングエリア更新の確認応答を送信する（時点Ｔ５）。このようにしてトラッキングエリア１０に登録された移動局１４がトラッキングエリア７の境界にある基地局１のセル４へ移動してきた場合を考える。
【００１３】
移動局１４がセル４へ移動して来たとき、基地局１の移動局識別用の仮固有番号が無くなっていたり、あるいは処理量が上限にまで達していたりすると（位置管理資源の不足）、移動局１４は、まず、トラッキングエリア７の基地局１のトラッキングエリア情報を受信し（時点Ｔ９)、それに対してエリア更新要求を行う（時点Ｔ１０）。しかしながら基地局１は移動局１４のエリア更新要求を受け付けることができず、ＴＡ更新ＮＡＣＫ応答を返してくる（時点Ｔ１１）。したがって、移動局１４はセル４に入っているにも拘わらず、トラッキングエリア１０の基地局８にエリア登録されたままである。この状態で、ゲートウエイ１３に当該移動局１４宛のパケットが到着すると（時点Ｔ７）、ゲートウエイ１３は移動局１４の主基地局である基地局８に移動局１４の所在を問い合わせる（位置探索、時点Ｔ８）。しかしながら、移動局１４は既にトラッキングエリア１０にいないので基地局８は移動局１４を発見することができない。ある所定時間が経過しても宛先である移動局１４が見つからないと、基地局８は位置探索要求に対するＮＡＣＫ応答をゲートウエイ１３へ返し（時点Ｔ１１）、ゲートウエイ１３は移動局１４宛のパケットを廃棄する。
【００１４】
このように、トラッキングエリアの一部の基地局に大きな処理負荷がかかることは、移動局の位置把握を不可能にし移動局への通信を断絶させてしまう大きな要因である。また境界に位置する基地局と境界に位置しない他の基地局との間で負荷の不均一が存在すると、割り当てられた有限の仮固有番号が足りない基地局と余る基地局とが存在することとなり、全体として仮固有番号を効率的に利用することができなくなる。
【００１５】
なお、基地局に割り当てられた移動局識別用の仮固有番号や基地局の処理能力は、伝送路などと同様に、複数の移動局の移動管理および通信のための共有資源と考えることができる。そこで、以下、移動局識別用の仮固有番号および基地局の処理能力を「位置管理資源」と呼び、これらの使用率を適宜「位置管理資源使用率」あるいは「負荷」と呼ぶことにする。
【００１６】
本発明は上述の課題を解決しようとするものであり、その目的は移動体通信網における一部基地局への負荷の偏りを解消する移動管理制御方法および装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、移動体通信網における網共有資源の活用度を向上させて通信が断絶する移動局の数を減らすことができる移動体通信システム、その移動管理方法およびシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による移動体通信システムの移動管理制御方法では、各基地局は自局の負荷状態を監視し、少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて、前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定することを特徴とする。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、各基地局は、自局の負荷状態を監視し、ある移動局から位置管理要求を受信すると、前記自局の負荷状態に応じて当該移動局の位置管理要求に関する移動管理機能を前記他局へ委託するか否かを判定することを特徴とする。さらに、各基地局は、ある移動局の移動管理を開始した後に、前記自局の負荷状態に応じて当該移動局の移動管理を前記他局へ移転するか否かを判定することも可能である。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、複数の基地局の各々には移動局の移動管理機能が設けられ、各基地局は自局の負荷状態を検出し、前記複数の基地局からそれぞれの負荷状態を収集し、少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて、少なくとも１つの移動局に関する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定することを特徴とする。
【００２１】
本発明による移動体通信システムの基地局は、移動局の移動管理手段と、自局の負荷状態を検出する負荷検出手段と、前記自局の負荷状態に応じて前記移動局の位置を管理する移動管理機能を他の基地局へ移すか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする。
【００２２】
更に、本発明による移動体通信システムは、複数の基地局と少なくとも１つの移動局とを有し、各基地局は自局の負荷状態を監視する手段を有し、少なくとも１つの基地局の負荷状態に応じて、前記移動局の位置を管理する移動管理機能を前記１つの基地局から他の基地局へ移すか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上述したように、本発明によれば、基地局の負荷状態に応じて移動局に関する移動管理を他の基地局へ移すか否かを判定するので、負荷状態の不均一が生じたときにそれを解消するように移動管理の他の基地局へ移すことができる。たとえば、自局の負荷状態と他局の負荷状態との間に不均一が検出されると、自局と他局との間で負荷の差を減少させる方向に移動管理を移すことができる。
【００２４】
さらに、基地局間で移動管理負荷の不均等が改善されることで通信線路の利用率の不均等を低減することができ、多くの新規の移動局の受付が可能となり、エリア内の網容量を最大化することができる。特に、複数の基地局が複数の移動管理区域（トラッキングエリア）に分割され、移動管理区域毎に移動局の移動管理が行われる移動体通信システムでは、移動管理区域の境界にある基地局に新規エリア登録要求や位置管理処理が集中する傾向にあり、この負荷の偏りを有効に解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図４は本発明の一実施形態による移動体通信システムの概略的構成図である。ここでは煩雑さを避けるために、Ｎ個の基地局ＢＴＳ1〜ＢＴＳNがトラッキングエリアＴＡ１を構成し、基地局ＢＴＳ1が境界にある基地局であるとする。また、後述するように、移動管理制御により、移動局に対する主基地局（主ＢＴＳ）として機能が基地局ＢＴＳ1から他の基地局ＢＴＳi（２≦ｉ≦Ｎ）へ移転するものとする。基地局ＢＴＳ1〜ＢＴＳNは、ネットワーク２１を通して相互に通信可能であり、さらに基地局制御局（MMBSC：Mobility Management Base Station Controller）２２およびゲートウエイ２０と通信可能である。
【００２６】
本発明による移動体通信システムでは、移動管理エンティティＭＭＥ(Mobility Management Entity）が基地局ＢＴＳ1〜ＢＴＳNのそれぞれに存在し、後述するように、移動局への仮固有番号の割り当てや主基地局の移転／委託などを含む移動管理を行う。
【００２７】
図４に示す移動局２３は基地局ＢＴＳ2のセル内に現在位置しているが、もともとはトラッキングエリアＴＡ２からＴＡ１に移動してきて基地局ＢＴＳ1に対してエリア更新要求を行い、基地局ＢＴＳ1によって当該移動局２３の移動管理情報（ＭＭＣ）が生成され、トラッキングエリアＴＡ１での仮固有番号ＴＡＴＩ(Tracking Area Temporal Identity)が割り当てられたものとする。したがって、この場合、トラッキングエリアＴＡ１における移動局２３の位置管理主体である主基地局（以下、適宜、MMSBTS(Mobility Management Serving Base Station）と記す。）は基地局ＢＴＳ1であり、ゲートウエイ２０との間の仲介基地局となる。これに対して、現在位置している基地局ＢＴＳ2は移動局２３のキャンプ基地局（以下、適宜、MMCBTS(Mobility Management Camped Base Station)と記す。）であり、移動局により選択される。
【００２８】
移動局２３とトラッキングエリアＴＡ１の基地局ＢＴＳ1との対応はゲートウエイ２０に登録される。なお、ゲートウエイ２０は固有番号ＰＩ(Permanent Identity)によって各移動局を識別する。
【００２９】
移動局２３とゲートウエイ２０との間の制御信号は主基地局である基地局ＢＴＳ1を経由して行われる。たとえば、ゲートウエイ２０に移動局２３宛のパケットが到着すると、ゲートウエイ２０は移動局２３の主基地局である基地局ＢＴＳ1に移動局２３の所在を問い合わせ、基地局ＢＴＳ1はトラッキングエリアＴＡ１内の他の全ての基地局ＢＴＳ2〜ＢＴＳNに対して移動局２３の所在を問い合わせる。ここでは基地局ＢＴＳ2が肯定の応答を返してくるので、基地局ＢＴＳ2のＩＤをゲートウエイ２０へ通知し、これによって移動局２３宛のデータはネットワーク２１および基地局ＢＴＳ2を通して移動局２３へ到達する。逆に、移動局２３がゲートウエイ２０を通してインターネットへデータを送信する場合には、移動局２３の呼設定要求がキャンプ基地局ＢＴＳ2から主基地局ＢＴＳ1を通してゲートウエイ２０へ転送され、移動局２３とゲートウエイ２０との間で接続が確立すると、移動局２３からのデータが基地局ＢＴＳ2を通してゲートウエイ２０へ転送される。
【００３０】
なお、移動局２３が現在属しているキャンプ基地局を主基地局へ定期的に通知し、主基地局が移動局の場所を常に把握することも可能である。この場合には、ゲートウエイ２０からの所在の問い合わせに対して即座に応答することができる。
【００３１】
各基地局には、基地局間の負荷調整に必要な基本的パラメータが予め設定されている。後述するように、このパラメータに従って各基地局は自局の負荷状態、あるいは自局および他の基地局の負荷状態、をモニタし、自局の負荷と他の基地局の負荷とができるだけ均一になるように負荷調整を行う。たとえば多数の移動局の主基地局となって最も負荷が高くなるであろう境界基地局ＢＴＳ1から他の基地局ＢＴＳiへ移動局の移動管理情報を移転したり、あるいは、基地局ＢＴＳ1が所定の負荷を超えた場合には、新たに入ってきた移動局ＭＳの新規エリア登録要求の対応を他の基地局へ委託したりすることで、各基地局の負荷調整を行う。このような負荷調整を行うために、他の基地局との負荷情報のやり取りの他に、他の基地局との間で移動管理情報の委託／移転、それらの受入／拒否を判定するための基準を予め設定しておく。次に、これら負荷調整のために送受信される情報要素について説明する。
【００３２】
（ａ）移動管理パラメータＭＭＰ
基地局制御局２２は、各基地局が移動管理を行うために必要なパラメータＭＭＰ(Mobility Management Parameters)を有しており、システムを初期化するときに各基地局へ転送する。各基地局は、ＭＭＰのパラメータに従って内部パラメータを設定する。これらパラメータは、後述する基地局間の負荷調整に必要な基本的パラメータを含んでいる。一例としてＭＭＰには次のパラメータが含まれる。
【００３３】
・BTS_ID：基地局の固有ＩＤ
・TA_ID：基地局が属しているトラッキングエリアＴＡの固有ＩＤ
・TATI_total＝[TATI(1),…,TATI(M)]：移動局識別用の仮固有番号（移動局識別用の仮固有番号の総数Ｎtotal＝Ｍ）
・NBTS_ID＝[BTS_ID(1),…,BTS_ID(L)]：負荷情報を交換する周辺基地局ＩＤ
・負荷調整用の閾値。
【００３４】
負荷調整用の閾値は、たとえば次に列挙したように、委託に関する閾値、移転に関する閾値および／または報告に関する閾値を含むことができる。
【００３５】
・SR_T：委託要求閾値
・PR_T：委託拒否閾値
・HLCR_T：高負荷登録移転閾値
・LLCR_T：低負荷登録移転閾値
・HLR_T：高負荷報告閾値／委託規制閾値
・LLR_T：低負荷報告閾値／委託受入閾値。
【００３６】
（ｂ）移動管理コンテキストＭＭＣ
移動管理機能を有する各基地局は、移動局の移動管理情報として移動管理コンテキストＭＭＣ(Mobility Management Context)を生成して保存する。移動局の当該トラッキングエリアＴＡでの主基地局（ＭＭＳＢＴＳ）が特定されている。一例としてＭＭＣには次の情報が含まれる。
【００３７】
・MMSBTS_ID：移動局の主基地局（ＭＭＳＢＴＳ）のＩＤ
・MS_ID：当該移動局のＩＤ（ＰＩ、ＴＡＴＩ）。
【００３８】
（ｃ）移動管理負荷情報ＭＭＬＩ
移動管理負荷情報ＭＭＬＩは、周辺基地局との間で負荷調整を行うために基地局間でやり取りされる情報要素である。一例としてＭＭＬＩには次の情報が含まれる。
【００３９】
・Sender BTS_ID：ＭＭＬＩを送信した基地局のＩＤ
・TA_ID：ＭＭＬＩを送信した基地局のトラッキングエリアのＩＤ
・Timestamp：このMMLIが生成された時間
・LOAD_STATE：基地局の現在の負荷状態（たとえば高(HIGH)／中(MIDDLE)／低(LOW)）。
【００４０】
基地局の負荷状態あるいは位置管理資源使用率は、複数のレベルで表示すればよいが、負荷の種類別に示すこともできる。たとえば、各基地局に設定された移動局識別用の仮固有番号の総数Ｎtotalに対する割当済みの個数Ｎuseの割合（Ｎuse／Ｎtotal）や基地局のＣＰＵ使用率（％）を基地局の負荷状態あるいは位置管理資源使用率として用いることができる。あるいはＮuse／ＮtotalおよびＣＰＵ使用率を組み合わせて１つの負荷状態を表してもよい。いずれにしても、基地局間の負荷調整が適切に実行されるように各基地局の負荷状態を示す指標であることが望ましい。
【００４１】
１．基地局
図５は本発明の一実施形態による基地局の概略的構成を示すブロック図である。基地局ＢＴＳは自己のセル内に位置する移動局と無線通信を行うための無線システム１０１を有する。ベースバンド処理部１０２および制御部１０３はユーザデータおよび制御信号の処理をそれぞれ実行し、通信処理部１０４はユーザデータおよび制御信号をネットワーク２１を通してゲートウエイ２０あるいは基地局制御局２２との間で送受信することができる。
【００４２】
制御部１０３は移動管理エンティティＭＭＥ(Mobility Management Entity）を含み、初期設定時に上述した移動管理パラメータＭＭＰを基地局制御局２２から受信すると、必要なパラメータを設定して移動管理機能が実行可能となり、さらに負荷調整用の判定部１０６に負荷調整用閾値を設定する。負荷調整用閾値の詳細は後述するが、ここでは、一例として、委託に関する閾値SR_TおよびPR_Tと、移転に関する閾値HLCR_TおよびLLCR_Tと、報告に関する閾値HLR_TおよびLLR_Tとが設定されている。委託／移転に関する閾値としてSR_T、PR_T、HLR_TおよびLLR_Tを設定することもできる。また、制御部１０３は、ネットワーク２１を通して負荷情報を交換するように設定された各周辺基地局（NBTS_ID）から移動管理負荷情報ＭＭＬＩを受信し、そのLOAD_STATEからそれぞれの負荷状態を取り出して判定部１０６へ出力する。
【００４３】
自局の負荷状態は負荷検出部１０５により検出される。上述したように移動局識別用の仮固有番号の使用率Ｎuse／Ｎtotalや基地局のＣＰＵ使用率を負荷として利用可能である。制御部１０３は、この自局の負荷状態を移動管理負荷情報ＭＭＬＩのLOAD_STATEに格納し、この移動管理負荷情報ＭＭＬＩが通信処理部１０４から各周辺基地局（NBTS_ID）へ送信される。移動管理負荷情報ＭＭＬＩの送信は、定期的でもよいが、後述するように所定の条件を満たしたタイミングで送信する方がネットワーク２１の負荷を増大させないためにも望ましい。
【００４４】
負荷調整用の判定部１０６は、自局の負荷状態と周辺基地局の負荷状態とを入力し、設定された負荷調整用の閾値と比較することで、主基地局の委託／移転要求あるいは周辺基地局からの要求の受入／拒否などの判定を行う。
【００４５】
なお、制御部１０３、通信処理部１０４、負荷検出部１０５および負荷調整用の判定部１０６の機能はプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより実現することも可能である。以下、負荷調整用閾値の説明および負荷調整動作について詳細に説明する。
【００４６】
２．負荷調整
２．１）委託要求／拒否
図６は基地局の負荷に対する委託要求および委託要求拒否に関する閾値の設定を示す図である。委託要求閾値SR_Tは、周辺基地局へ新規エリア登録要求の委託を行うことできるか否かを判定するための基準である。負荷（位置管理資源使用率）が高くなると、新規エリア登録を受け付けることが困難となるので、処理が困難になる前に周辺基地局へ新規エリア登録を委託することが望ましい。
【００４７】
ここでは、自局の負荷が委託要求閾値SR_Tを超えると、新規エリア登録があった場合にその処理の委託要求を周辺基地局へ送出することができる。自局の負荷が委託要求閾値SR_T以下であれば委託要求は行わない。このように委託要求に一定の基準を設けることで、ネットワーク２１に負荷をかけることなく基地局間の負荷調整を促進することができる。
【００４８】
また、委託拒否閾値PR_Tは、周辺基地局から新規エリア登録要求の委託要求を拒否できる否かを判定するための基準である。負荷（位置管理資源使用率）が高くなると、新規エリア登録を受け付けることが困難となるので、ある程度負荷が高くなると、他からの委託要求を拒否するのが望ましい。ここでは、自局の負荷が委託拒否閾値PR_Tを超えると、周辺基地局から新規エリア登録の委託要求があっても、その委託要求を拒否する信号を返すことができる。
【００４９】
これに対して、自局の負荷が委託拒否閾値PR_T以下であれば、周辺基地局からの新規エリア登録の委託要求を拒否できない。これによって、周辺基地局が上述した委託要求をする程に負荷が高く自局の負荷が低い場合に、この委託要求を受け入れることの負荷を調整することができる。例えば、委託拒否閾値PR_Tは委託要求閾値SR_Tよりも低い負荷に設定することで、自局の負荷が委託要求閾値SR_Tを超えた基地局が委託要求を送出し、周辺基地局で委託拒否閾値PR_T以下の基地局が存在すれば、高負荷の基地局は新規エリア登録を当該周辺基地局へ委託することが可能になるからである。こうして基地局間の負荷調整を促進することができる。
【００５０】
なお、委託要求がすべての周辺基地局から拒否された場合（即ち、すべての周辺基地局も負荷が高い場合）には、当該基地局は、新規エリア登録要求を行った移動局のＭＭＣを生成し、ゲートウエイ２０に対して自己を当該移動局の主基地局として登録する。
【００５１】
２．２）移転要求
図７は基地局の負荷に対する移転要求に関する閾値の設定を示す図である。移転要求には、自局が主基地局となっている移動局の移動管理コンテキストを周辺基地局へ移転（位置管理を周辺基地局へ移転）する要求（ＰＵＳＨ要求）と、周辺基地局が主基地局となっている移動局の移動管理コンテキストを自局に移転（位置管理を周辺基地局から自局へ移転）する要求（ＰＵＬＬ要求）とがある。
【００５２】
高負荷登録移転閾値HLCR_Tは、周辺基地局へＰＵＳＨ要求を行うことできるか否かを判定するための基準である。負荷（位置管理資源使用率）が高くなると、新規エリア登録を受け付けることが困難となるだけでなく処理の遅延も生じるので、処理困難となる前に現在自局で保持している移動局の主基地局としての責任を周辺基地局へ移転することが望ましい。ここでは、自局の負荷が高負荷登録移転閾値HLCR_Tを超えると、自局が主基地局となっている移動局を１つあるいは複数個選択し、周辺基地局へ移転するＰＵＳＨ要求を周辺基地局へ送出することができる。主基地局でなくなるだけで、既に述べたように位置管理のための処理量を低減させることができ、負荷を軽くすることができる。自局の負荷が高負荷登録移転閾値HLCR_T以下であれば、ＰＵＳＨ要求は行わない。
【００５３】
低負荷登録移転閾値LLCR_Tは、周辺基地局へＰＵＬＬ要求を行うことできるか否かを判定するための基準である。負荷（位置管理資源使用率）がある程度低くなると、負荷を基地局間で均一化するために、周辺基地局で負荷が高くなっているものがあれば、その主基地局の位置管理を移転することが望ましい。ここでは、自局の負荷が低負荷登録移転閾値LLCR_T以下になるとＰＵＬＬ要求を行うことでき、自局の負荷が低負荷登録移転閾値LLCR_Tを超えるとＰＵＬＬ要求は行わない。
【００５４】
低負荷登録移転閾値LLCR_Tは高負荷登録移転閾値HLCR_Tよりも低い負荷に設定されるのが望ましい。自局の負荷が高負荷登録移転閾値HLCR_Tを超えた基地局がＰＵＳＨ要求を送出し、周辺基地局で低負荷登録移転閾値LLCR_T以下の基地局が存在すれば、高負荷の基地局は位置管理責任を当該周辺基地局へ移転することが容易になるからである。こうして基地局間の負荷調整を促進することができる。
【００５５】
なお、ＰＵＳＨ要求を行っても、どの周辺基地局からもＰＵＬＬ要求がなされなかった場合（即ち、すべての周辺基地局も負荷が高い場合）には、当該基地局は主基地局としての地位を保持する。
【００５６】
２．３）高負荷／低負荷報告
図８（ａ）は基地局の負荷に対する高負荷／低負荷報告に関する閾値の設定を示す図であり、（ｂ）は高負荷／低負荷報告を行うタイミングを説明するための図である。
【００５７】
図８（ａ）において、高負荷報告閾値HLR_Tは、移動管理負荷情報ＭＭＬＩのLOAD_STATEを"HIGH"に設定して周辺基地局へ送信できるか否かを判定するための基準である。負荷（位置管理資源使用率）が高くなると、新規エリア登録要求を受け付けることが困難となるだけでなく、周辺基地局から主基地局の位置管理を受け入れることも困難となる。そこで、新規エリア登録要求が発生した場合にはそれを周辺基地局へ委託したり、あるいは現在自局で保持している移動局の主基地局の位置管理を周辺基地局へ移転したりすることが望ましい。
【００５８】
ここでは、自局の負荷が高負荷報告閾値HLR_Tを超えると、基地局は移動管理負荷情報ＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"HIGH"）を周辺基地局へ送信することができる。ＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"HIGH"）を受信した周辺基地局は、当該ＭＭＬＩの送信元である基地局が高負荷状態にあると判断し、この基地局に対しては委託要求あるいは移転要求を行わない。
【００５９】
自局の負荷が低負荷報告閾値LLR_T以下になると、基地局は移動管理負荷情報ＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）を周辺基地局へ送信することができる。ＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）を受信した周辺基地局は、当該ＭＭＬＩの送信元である基地局が低負荷状態にあると判断し、必要があれば、この基地局に対して委託要求あるいは移転要求を行うことができる。ある基地局が複数の周辺基地局からＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）を受信した場合には、到達時間が遅い（近い）順にＭＭＬＩの送信元の基地局を委託あるいは移転の要求先として決定すればよい。
【００６０】
なお、自局の負荷が低負荷報告閾値LLR_Tを超えているが高負荷報告閾値HLR_T以下である場合には、基地局は移動管理負荷情報ＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"MIDDLE"）を周辺基地局へ送信するものとする。
【００６１】
また、移動管理負荷情報ＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"HIGH"）を周辺基地局へ送信しても、どの周辺基地局からもＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）を受信しなかった場合（即ち、すべての周辺基地局も負荷が高い場合）には、当該基地局は新規エリア登録要求を受け入れ、あるいは主基地局としての責任を保持する。
【００６２】
移動管理負荷情報ＭＭＬＩは定期的に送信されてもよいが、図８（ｂ）に示すように低負荷報告閾値LLR_Tおよび高負荷報告閾値HLR_Tを横切るタイミングで送信させることで転送量を低減させることもできる。すなわち、基地局は現在の負荷が高負荷報告閾値HLR_Tを超える時期に周辺基地局へＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"HIGH"）を転送する。また、現在の高負荷が高負荷報告閾値HLR_Tを下回った時期に周辺基地局へＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"MIDDLE"）を転送する。現在の負荷が低負荷報告閾値LLR_Tより低くなる時期に周辺基地局へＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）を転送する。現在の低負荷が低負荷報告閾値LLR_Tを超える時期に周辺基地局へＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"MIDDLE"）を転送する。
【００６３】
２．４）委託／移転に関する閾値設定例
基地局に設定する負荷調整用の閾値は、次のような方針で決定されるのが一般的である。すなわち、１）自局の負荷が非常に低いときには、他の基地局とのバランス上、他の基地局からの委託／移転要求を歓迎する。２）その低負荷状態から負荷が上昇すると、他からの委託／移転要求を歓迎はしないが拒否もしない。３）さらに上昇すると、他からの委託／移転要求を停止するように要求するが、もし委託／移転要求があれば拒否はしない。４）さらに上昇すると、他からの委託／移転要求を拒否する。そして５）自局の負荷が非常に高くなると、他の基地局へ委託／移転要求を出す。次に、このような方針の下で負荷調整用の閾値を設定した一例を説明する。
【００６４】
図９は基地局の負荷に対する委託要求／拒否／停止／歓迎に関する閾値の設定を示す図である。ただし、この場合の「委託」は「移転」を含むものとし、委託に関する制御パラメータＳＲ＿Ｔと移転に関する制御パラメータＨＬＣＲ＿Ｔとが同一、同様にＰＲ＿ＴとＬＬＣＲ＿Ｔとが同一である場合を一例として説明する。
【００６５】
まず、委託要求閾値SR_Tは、周辺基地局へ委託要求を行うことできるか否かを判定するための基準である。負荷（位置管理資源使用率）が委託要求閾値SR_Tより高くなると、周辺基地局に対して委託要求を行うことができる。委託要求閾値SR_T以下で委託拒否閾値PR_Tより高い負荷状態では、周辺基地局へ委託要求を行うことはできないが、周辺基地局からの委託要求を拒否することはできる。委託拒否閾値PR_T以下で委託規制閾値HLR_Tより高い負荷状態では、周辺基地局からの委託要求を拒否することはできないが、周辺基地局に対して委託要求の停止を通知することができる。委託規制閾値HLR_T以下で委託受入閾値LLR_Tより高い負荷状態では、周辺基地局に対して委託要求の停止を通知することはできないが、周辺基地局からの委託要求を歓迎はしない。委託受入閾値LLR_T以下の負荷状態では、周辺基地局からの委託要求を歓迎する。他からの委託要求の歓迎とは、たとえば自局が低負荷で委託要求受入可能である旨を周辺基地局へ通知することをいう。
【００６６】
次に、図５に示す基地局の判定部１０６に上記委託要求閾値SR_T、委託拒否閾値PR_T、委託規制閾値HLR_Tおよび委託受入閾値LLR_Tを設定した場合の基地局の負荷調整動作を詳細に説明する。
【００６７】
図１０は本実施形態による基地局の負荷調整用判定動作を示すフローチャートである。まず、基地局の制御部１０３は、基地局制御局２２により設定された移動管理パラメータＭＭＰのNBTS_ID＝[BTS_ID(1),…,BTS_ID(L)]から、同じトラッキングエリア内の負荷情報を交換できる周辺基地局を把握する（ステップＳ２０１）。続いて、制御部１０３は、負荷検出部１０５により測定された自局の現在の負荷Ｌを判定部１０６へ転送する（ステップＳ２０２）。
【００６８】
判定部１０６は、まず現在の負荷Ｌと委託要求閾値SR_Tとを比較し（ステップＳ２０３）、Ｌ＞SR_Tであれば（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、制御部１０３は、周辺基地局の中から委託先の基地局を選択し（ステップＳ２０４）、さらに現時点で自局が主基地局となっている場合にはその中から委託すべき移動局を選択して委託先の周辺基地局へ委託要求を送信する（ステップＳ２０５）。委託すべき移動局としては、たとえば非活性状態であって送受信すべきデータのない移動局が選択される。
【００６９】
現在の負荷Ｌが委託要求閾値SR_T以下であれば（ステップＳ２０３のＮＯ）、判定部１０６は現在の負荷Ｌと委託拒否閾値PR_Tとを比較する（ステップＳ２０６）。Ｌ＞PR_Tであれば（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、制御部１０３は周辺基地局から委託要求があってもそれを拒否する（ステップＳ２０７）。これに対して、現在の負荷Ｌが委託拒否閾値PR_T以下であれば（ステップＳ２０６のＮＯ）、制御部１０３は周辺基地局から委託要求があればそれを受け付ける（ステップＳ２０８）。
【００７０】
さらに判定部１０６は、現在の負荷Ｌと委託規制閾値HLR_Tとを比較し（ステップＳ２０９）、Ｌ＞HLR_Tであれば（ステップＳ２０９のＹＥＳ）、制御部１０３は、自局への委託要求の停止を周辺基地局へ通知する（ステップＳ２１０）。現在の負荷Ｌが委託規制閾値HLR_T以下であれば（ステップＳ２０９のＮＯ）、さらに判定部１０６は、現在の負荷Ｌと委託受入閾値LLR_Tとを比較し（ステップＳ２１１）、Ｌ＞LLR_Tであれば（ステップＳ２１１のＹＥＳ）現状を維持し、現在の負荷Ｌが委託受入閾値LLR_T以下であれば（ステップＳ２１１のＮＯ）、制御部１０３は自局への委託要求が可能である旨を周辺基地局へ通知する（ステップＳ２１２）。
【００７１】
上述したように、各基地局に委託要求閾値SR_T、委託拒否閾値PR_T、委託規制閾値HLR_Tおよび委託受入閾値LLR_Tを設定することで、負荷が大きくなれば委託要求により負荷を低減させ、負荷が小さくなれば、負荷レベルに応じて他からの委託要求を拒否したりあるいは停止要求したり、さらに負荷が小さい場合には積極的に他から委託要求を催促したりすることで、周辺基地局との間の負荷の不均一を精度よく調整することができる。
【００７２】
３．移動局
本発明による移動体通信システムにおける移動局は、例えば携帯電話や携帯情報端末などの通信機能を有する携帯通信端末であり、トラッキングエリア内で電源を入れた場合あるいは他のトラッキングエリアから境界を越えて入ってきた場合に、最寄りの基地局ＢＴＳに対してエリア更新要求を行い、その基地局ＢＴＳによって当該トラッキングエリアでの仮固有番号ＴＡＴＩが割り当てられる。移動局には、図４に示すように仮固有番号ＴＡＴＩおよび永久固有番号ＰＩを格納するメモリ手段と通信制御およびデータ処理を行うための制御手段あるいはマイクロプロセッサとが備わっている。
【００７３】
移動局は、周期的あるいは非周期的に周辺のセルの受信感度を確認し、最も受信感度が良いセルの基地局に接続して、その基地局をキャンプ基地局（MMCBTS）として設定する。移動局はキャンプ基地局（MMCBTS）からの放送情報を読み、現在のキャンプ基地局MMCBTSが属しているトラッキングエリアを確認する。
【００７４】
キャンプ基地局MMCBTSのトラッキングエリアが以前に位置登録されているトラッキングエリアと異なっている場合には、移動局はキャンプ基地局MMCBTSにＴＡ更新要求（TA UPDATE REQUEST）を送信し、その基地局からＴＡ更新応答（TA UPDATE ACK）を受信すると、当該トラッキングエリアでの主基地局MMSBTSを設定する。
【００７５】
周期的あるいは非周期的に移動局は現在のキャンプ基地局MMCBTSから主基地局更新（MMSBTS UPDATE）の有無をチェックする。万一、主基地局更新（MMSBTS UPDATE）が受信されると、移動局は主基地局更新（MMSBTS UPDATE）メッセージに含まれる新しい主基地局MMSBTSの情報を設定する。
【００７６】
たとえば、図４に示すように移動局２３がトラッキングエリアＴＡ１内で移動している間に、境界基地局ＢＴＳ1の負荷が上昇し、その移転要求の対象として当該移動局２３が選択される場合がある。その場合には、上述したように移動局２３の主基地局が他の基地局へ移転される。主基地局が変更されると、移動局２３は新たな主基地局の情報を設定するが、その際、移動局２３の仮固有番号ＴＡＴＩは新たな主基地局により割り当てられるために、同じトラッキングエリアＴＡ１内であっても変更される。
【００７７】
ただし、同一トラッキングエリアＴＡ内での仮固有番号の変更は、当該移動局２３が非活性状態で位置管理が行われている場合である。
【００７８】
４．ゲートウエイＧＷ
ゲートウエイ２０は、基地局から主基地局更新要求（MMSBTS UPDATE REQUEST）を受信した場合、対象となった移動局に対する主基地局（MMSBTS）情報を内部的に変更する。以後、ゲートウエイ２０は当該基地局に主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK）を送信し、自身の内部変更の完了を知らせる。この移動局に対して別の主基地局が以前に存在していた場合には、この旧主基地局である基地局に対して主基地局開放要求（MMSBTS RELEASE REQUEST）を送信する。
【００７９】
既に述べたように、ゲートウエイ２０が移動局にデータパケットを伝達する場合には、自身が保管している当該移動局の主基地局（MMSBTS）情報を参照し、その主基地局となっている基地局に当該移動局の位置を問い合わせ、当該移動局が接続している基地局へ当該移動局宛のデータパケットを転送する。
【００８０】
５．第２実施形態
第１実施形態では各基地局において上述した負荷調整のための判定動作が行われたが、本発明はこれに限定されるものではなく、判定動作をネットワーク２１に接続された中央制御局で行うことも可能である。たとえば、中央制御局は、各基地局で測定された負荷情報を受信して収集する手段と、上述した負荷調整の項で説明した判定を基地局毎に行う判定手段と、これら判定結果を各基地局へ通知する手段とを有する。判定動作は同一であるから説明は省略するが、このような構成であっても第１実施形態と同様の効果を得ることができると共に、基地局の負荷を軽減することができる。
【実施例１】
【００８１】
図１１は本発明の第１実施例による移動管理制御方法を示すシーケンス図であり、図１２（ａ）〜（ｈ）はこのシーケンスで用いられる信号に含まれる情報を模式的に示す図である。この第１実施例では、主基地局となっている基地局の周辺基地局に負荷低下が生じた基地局が存在する場合、高負荷状態になった当該基地局がある移動局の移動管理コンテキストＭＭＣを移転することで主基地局としての位置管理を当該周辺基地局へ移転する。
【００８２】
まず、あるトラッキングエリア内で移動局２３がたとえば電源オンすることで初期化される（時点Ｔ１）。そして移動局２３は最も受信感度の良好な基地局ＢＴＳ１からの放送信号により、以前に位置登録されているトラッキングエリアと異なっていることを確認したとする。この場合、移動局２３は基地局２４にＴＡ更新要求（TA UPDATE REQUEST、図１２（ａ）参照）を送信する（時点Ｔ２）。
【００８３】
ＴＡ更新要求（TA UPDATE REQUEST）を受信すると、基地局２４は移動局２３の移動管理コンテキストＭＭＣを生成し、ゲートウエイ２０へ主基地局更新要求（MMSBTS UPDATE REQUEST、図１２（ｂ）参照)を送信する（時点Ｔ３）。これに対して、ゲートウエイ２０は、内部のデータベースを更新し、基地局ＢＴＳ１へ主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK、図１２（ｃ）参照）を返して、主基地局の更新完了を知らせる（時点Ｔ４）。以後、ゲートウエイ２０は移動局２３宛のデータパケットが到着すると、当該主基地局である基地局２４へ常に位置確認を行う。主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK）を受信した基地局２４は、移動局２３へＴＡ更新応答（TA UPDATE ACK、図１２（ｄ）参照）を送信し（時点Ｔ５）、ＴＡ更新シーケンスを終了する。
【００８４】
この状態において、基地局２４と互いに選定された周辺基地局である基地局２５の負荷が低下したとする。例えば、管理中の複数の移動局が他のトラッキングエリアへ移動したことなどによって、基地局２５の負荷が低負荷報告閾値LLR_T以下に低下したとする。この場合、上述したように、基地局２５はＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）を基地局２４を含む周辺基地局へ送信する（時点Ｔ７）。
【００８５】
この時点で、基地局２４の負荷が高負荷報告閾値HLR_T以上であったとする。したがって、基地局２４は基地局２５へ主基地局移転要求（MMSBTS RELOC REQUEST、図１２（ｅ）参照）を送信する（時点Ｔ８）。基地局２５は、この主基地局移転要求（MMSBTS RELOC REQUEST）に対して、当該移動局２３の移動管理コンテキストＭＭＣを生成し、主基地局更新（MMSBTS UPDATE、図１２（ｇ）参照）を移動局２３へ送信する（時点Ｔ９）。移動局２３は、基地局２５から受信した主基地局更新（MMSBTS UPDATE）に応じて、新しい主基地局MMSBTSとして基地局２５の情報を設定し、主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK、図１２（ｈ）参照）を基地局２５へ返す（時点Ｔ１０）。
【００８６】
これを受けて、基地局２５はゲートウエイ２０へ主基地局更新要求（MMSBTS UPDATE REQUEST、図１２（ｂ）参照)を送信する（時点Ｔ１１）。これに対して、ゲートウエイ２０は、基地局２５を移動局２３の新たな主基地局としてデータベースを更新し、基地局２５へ主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK、図１２（ｃ）参照）を返して、主基地局の更新完了を知らせる（時点Ｔ１２）。主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK）を受信した基地局２５は、基地局２４へ主基地局移転要求応答（MMSBTS RELOC ACK、図１２（ｆ）参照）を返す（時点Ｔ１３）。
【００８７】
このようにして基地局２４から基地局２５への移動管理負荷が移動し、これによって２つの基地局間の負荷の不均等が是正される。また、基地局２４の伝送路と基地局２５の伝送路との不均等な活用度も平準化される。
【実施例２】
【００８８】
図１３は本発明の第２実施例による移動管理制御方法を示すシーケンス図であり、図１４（ａ）および（ｂ）はこのシーケンスで用いられる信号に含まれる情報を模式的に示す図である。この第２実施例では、ある基地局の高負荷状態となっているときに新規エリア更新要求が発生し、その更新処理を負荷低下が生じた周辺基地局へ委託する。
【００８９】
基地局２４、２５および２６とは互いに選定された周辺基地局であり、既に説明したようにＭＭＬＩを交換しているものとする。そして、例えば管理中の複数の移動局が他のトラッキングエリアへ移動したことなどによって、先ず基地局２６の負荷が低負荷報告閾値LLR_T以下に低下し、続いて基地局２５の負荷も低負荷報告閾値LLR_T以下に低下したとする。この場合、上述したように、基地局２５および２６はＭＭＬＩ（LOAD_STATE＝"LOW"）をそれぞれ相次いで基地局２４を含む周辺基地局へ送信する（時点Ｔ１，Ｔ２）。さらに、基地局２４の負荷が高負荷報告閾値HLR_T以上であったとする。
【００９０】
この状態で、基地局２４のセル内で移動局２３がたとえば電源オンにより初期化され、基地局２４からの放送信号により、以前に位置登録されているトラッキングエリアと異なっていることを確認したとする。この場合、移動局２３は基地局２４にＴＡ更新要求（TA UPDATE REQUEST、図１２（ａ）参照）を送信する（時点Ｔ３）。
【００９１】
ところが基地局２４は高負荷報告閾値HLR_T以上の高負荷状態であるために、移動局２３の新規エリア更新要求を周辺基地局へ委託する必要がある。現時点では、周辺基地局２５および２６が低負荷のＭＭＬＩを送信しているが、基地局２５の方が最新であるから、基地局２４は基地局２５へ主基地局委託要求（MMSBTS ALLOC REQUEST、図１４（ａ）参照）を送信する（時点Ｔ４）。基地局２５は、この主基地局委託要求（MMSBTS ALLOC REQUEST）に対して、当該移動局２３の移動管理コンテキストＭＭＣを生成し、主基地局委託要求応答（MMSBTS ALLOC ACK、図１４（ｂ）参照）を基地局２４へ返す（時点Ｔ５）。
【００９２】
続いて、基地局２５は、ゲートウエイ２０へ主基地局更新要求（MMSBTS UPDATE REQUEST、図１２（ｂ）参照)を送信する（時点Ｔ６）。これに対して、ゲートウエイ２０は、内部のデータベースを更新し、基地局２５へ主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK、図１２（ｃ）参照）を返して、主基地局の更新完了を知らせる（時点Ｔ７）。以後、ゲートウエイ２０は移動局２３宛のデータパケットが到着すると、当該主基地局である基地局２５へ常に移動局２３の位置確認を行う。主基地局更新応答（MMSBTS UPDATE ACK）を受信した基地局２５は、移動局２３へＴＡ更新応答（TA UPDATE ACK、図１２（ｄ）参照）を送信する（時点Ｔ８）。移動局２３は、ＴＡ更新応答（TA UPDATE ACK）から新しい主基地局の情報を登録する。
【００９３】
このようにして基地局２４から基地局２５へ新規エリア更新要求が委託され、これによって２つの基地局間の負荷の不均等が是正される。また、基地局２４の伝送路と基地局２５の伝送路との不均等な活用度も平準化される。この場合、移動管理要求自体が委託されるために、移動管理主体の移転を回避することができ、不必要な制御信号の送受信を削減できる。
【実施例３】
【００９４】
図１５は本発明の第３実施例による移動管理方法を示すシーケンス図である。この第３実施例では、図１３に示す第２実施例により基地局２５が移動局２３の主基地局になり、移動局２３は同一トラッキングエリア内を移動して、現在、基地局２６のセル内に存在しているものとする。
【００９５】
この状態でゲートウエイ２０に移動局２３宛のデータパケットが到着すると、ゲートウエイ２０は、移動局２３の主基地局２５に対して移動局２３の位置探索要求を行う（時点Ｔ１）。これに応じて、主基地局２５は当該移動局２３が何処にいるかを当該トラッキングエリアＴＡの全ての基地局へ問い合わせる（時点Ｔ２）。この場合、移動局２３は基地局２６のセルにいるので（時点Ｔ３，Ｔ４）、基地局２６が位置探索応答を主基地局２５へ返す（時点Ｔ５）。主基地局２５はゲートウエイ２０へ移動局２３が基地局２６のセルに存在することを報告する（時点Ｔ６）。これによって、ゲートウエイ２０は、基地局２６に対して呼設定要求を行い（時点Ｔ７）、移動局２３との間で接続が確立すると（時点Ｔ８、Ｔ９）、移動局２３宛のデータパケットを基地局２６を通して移動局２３へ転送する（時点Ｔ１０）。
【００９６】
データ転送が終了した後で、主基地局２５の負荷がたとえば高負荷登録移転閾値HLCR_Tを超えるほどに上昇した場合には（時点Ｔ１１）、図１１に示す第１実施例と同様に主基地局としての位置管理責任を周辺基地局へ移転する処理３０を実行することで負荷の調整を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は移動管理機能を有する移動体通信システム、たとえば携帯電話システム、無線によるブロードバンド通信システムなどに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来の移動体通信システムの概略的構成図である。
【図２】分散型の移動管理システムにおいて過負荷状態が発生する一例を示す模式図である。
【図３】従来の移動管理方法における移動局の通信断絶過程の一例を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の一実施形態による移動体通信システムの概略的構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による基地局の概略的構成を示すブロック図である。
【図６】基地局の負荷に対する委託要求および委託要求拒否に関する閾値の設定を示す図である。
【図７】基地局の負荷に対する移転要求に関する閾値の設定を示す図である。
【図８】（ａ）は基地局の負荷に対する高負荷／低負荷報告に関する閾値の設定を示す図であり、（ｂ）は高負荷／低負荷報告を行うタイミングを説明するための図である。
【図９】基地局の負荷に対する委託要求／拒否／停止／歓迎に関する閾値の設定を示す図である。
【図１０】本実施形態による基地局の負荷調整用判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施例による移動管理制御方法を示すシーケンス図である。
【図１２】（ａ）〜（ｈ）はこのシーケンスで用いられる信号に含まれる情報を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の第２実施例による移動管理制御方法を示すシーケンス図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）はこのシーケンスで用いられる信号に含まれる情報を模式的に示す図である。
【図１５】本発明の第３実施例による移動管理方法を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００９９】
２０  ゲートウエイ
２１  ネットワーク
２２  基地局管理局
２３  移動局
２４−２６  基地局
１０１  無線システム
１０２  ベースバンド処理部
１０３  制御部
１０４  通信処理部
１０５  負荷検出部
１０６  負荷調整判定部
【図１】
0004692760.tif 000002
【図２】
0004692760.tif 000003
【図３】
0004692760.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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