(57)【要約】【課題】コアネットワーク装置にかかる負荷を軽減する。【解決手段】通信装置は、通信部、記憶部、通信制御部、同期処理部を備える。通信部は、基地局およびコアネットワーク装置との間でメッセージを送受信する。記憶部は、基地局を介した端末の通信を制御する制御メッセージに対する、コアネットワーク装置での処理に使用される情報と同種の情報を記憶する。通信制御部は、記憶部中の情報を用い、コアネットワーク装置の代替として、制御メッセージを処理すると共に、制御メッセージの処理結果を用いて端末の通信を制御する。同期処理部は、記憶部に保持する情報を、コアネットワーク中の装置と同期させる処理を行う。【選択図】図２
2017184135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局およびコアネットワーク装置との間でメッセージを送受信する通信部と、
前記基地局を介した端末の通信を制御する制御メッセージに対する、前記コアネットワーク装置での処理に使用される情報と同種の情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部中の情報を用い、前記コアネットワーク装置の代替として、前記制御メッセージを処理すると共に、前記制御メッセージの処理結果を用いて前記端末の通信を制御する通信制御部と、
前記記憶部に保持する情報を、前記コアネットワーク中の装置と同期させる処理を行う同期処理部
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記基地局を介して通信を行う端末の移動パターンと前記基地局が形成するセルの配置を用いて、前記基地局を介して通信を行う端末をグループに分類する分類処理部
をさらに備え、
前記同期処理部は、前記グループの各々について、当該グループに設定された所定の期間の間、当該グループに属する端末の通信に使用される制御メッセージの処理結果を蓄積し、当該所定の期間が経過すると、蓄積された処理結果をまとめて前記コアネットワーク装置に通知する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記基地局は複数のセルを形成し、
前記同期処理部は、前記グループの各々について、当該グループに属する端末の移動パターンから予測される当該端末の前記複数のセルの間での移動頻度が低いほど、当該グループに適用する前記所定の期間を長くする
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信制御部は、
前記コアネットワーク装置との間の通信速度が所定の閾値を下回ると、コアネットワークを経由する通信を中断することを決定し、
前記端末と他の端末の間の通信の開始を要求する通信要求メッセージを受信すると、前記他の端末が前記通信装置に接続されている基地局が形成するセル中に位置している場合に、前記端末から前記他の端末への通信を開始させ、
前記通信装置に接続されている基地局が形成するセル中に前記他の端末が位置していない場合、前記端末と前記他の端末への通信を確立させない
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信制御部は、
前記端末から通信先との通話を要求されると、
前記通信先から送信された制御メッセージを処理する他の通信装置を、前記記憶部中の情報を用いて特定し、
前記他の通信装置との間の回線接続処理を行うとともに、前記他の通信装置に前記通信先の呼び出しを要求することにより、前記端末と前記通信先の間の通話を確立させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信を制御する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ（Long Term Evolution）−ａｄｖａｎｃｅｄなどの移動通信では、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）での規定に従って、基地局とコアネットワーク中の装置が通信を行っている。
【０００３】
図１は、呼制御の例を説明するシーケンス図である。図１は、ＵＥ（User Equipment）１０が通信先１と通信を開始する際に行われる処理の例を表している。ステップＳ１において、ｅＮＢ（Evolved Node B）／ＣＢＢＵ（Centralized Base Band Unit）２が送信した報知情報がＵＥ１０で受信されたとする。すると、ＵＥ１０とｅＮＢ／ＣＢＢＵ２の間で、ＲＲＣ（Radio Resource Control）を用いて無線コネクションが確立される（ステップＳ２）。ステップＳ３では、ＵＥ１０とＨＳＳ（Home Subscriber Entity）６（ＭＭＥ５経由）の間の通信により、ＵＥ１０の認証処理と位置登録処理が行われる。さらに、ＵＥ１０は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）５に通信先１との通信を開始するためのサービス要求を送信する（ステップＳ４）。ＭＭＥ５は、Ｓ／Ｐ−ＧＷ（Serving and Packet Data Networks Gateway）８に対して、通信先１までの通信路の設定要求を行う（ステップＳ５）。Ｓ／Ｐ−ＧＷ８での処理により通信路が確保されると、確保された通信路を用いて、ＵＥ１０と通信先１の間での通信が開始される（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６での通信は音声通信であってもデータ通信であってもよい。
【０００４】
今後、第５世代（５Ｇ）通信システムの導入などにより、通信量の増大や設置されるセル数の増大が予想される。このため、基地局とコアネットワーク中の装置の間の通信量も増大することが予測される。通信量の増大に備えるために、コアネットワーク中の装置への負荷を低減しようとする試みもなされてきている。
【０００５】
例えば、移動端末を特徴に応じてグループに分類し、各移動端末が分類されたグループに応じて、基地局の無線リソースが均等に使用されるように移動端末の接続先の基地局を変更する方法が提案されている（例えば特許文献１）。また、モビリティ関連シグナリングによる負荷を低減させるために、移動端末をグループ化し、グループごとに位置更新を実行することによって、シグナリングオーバーヘッドを低減する方法も提案されている（例えば、特許文献２）。移動端末からの呼処理の要求を処理する呼処理サーバを、状態に応じて複数の呼処理サーバから決定し、決定した呼処理ノードで呼処理が行われるネットワークも提案されている（特許文献３など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１５２９１号公報
【特許文献２】特表２００９−５３８５８３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／１６４９１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コアネットワーク装置への負荷を低減しようとする試みがなされてきているものの、背景技術として述べた方法では、ＵＥの認証や位置登録、通信経路の設定などの処理はコアネットワーク装置で行われる。このため、通信を行おうとするＵＥが増えるほどコアネットワーク装置への負荷は大きくなり、コアネットワーク装置に対する負荷の低減は十分ではない。
【０００８】
本発明は、１つの側面では、コアネットワーク装置にかかる負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ある１つの実施形態にかかる通信装置は、通信部、記憶部、通信制御部、同期処理部を備える。通信部は、基地局およびコアネットワーク装置との間でメッセージを送受信する。記憶部は、前記基地局を介した端末の通信を制御する制御メッセージに対する、前記コアネットワーク装置での処理に使用される情報と同種の情報を記憶する。通信制御部は、前記記憶部中の情報を用い、前記コアネットワーク装置の代替として、前記制御メッセージを処理すると共に、前記制御メッセージの処理結果を用いて前記端末の通信を制御する。同期処理部は、前記記憶部に保持する情報を、前記コアネットワーク中の装置と同期させる処理を行う。
【発明の効果】
【００１０】
コアネットワーク装置にかかる負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】呼制御の例を説明するシーケンス図である。
【図２】実施形態にかかる通信方法の例を説明するシーケンス図である。
【図３】呼処理サーバの構成の例を説明する図である。
【図４】仮想ＣＮ装置の機能ブロック図の例である。
【図５】呼処理サーバのハードウェア構成の例を説明する図である。
【図６】システムの例を説明する図である。
【図７】システム中の装置の接続例を説明する図である。
【図８】通信処理の例を説明するシーケンス図である。
【図９】ハンドオーバ処理の例を説明するシーケンス図である。
【図１０】端末の分類方法の例を説明する図である。
【図１１】グループ情報の例を説明する図である。
【図１２】仮想ＣＮ装置で行われる処理の例を説明するフローチャートである。
【図１３】更新情報の通知処理の例を説明するフローチャートである。
【図１４】通信システムの例を説明する図である。
【図１５】Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードでの通信処理の例を説明するシーケンス図である。
【図１６】仮想ＣＮ装置の処理の例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図２は、実施形態にかかる通信方法の例を説明するシーケンス図である。実施形態にかかる通信システムには、コアネットワーク装置の処理を代行する通信装置が備えられている。以下、コアネットワーク装置の処理を代行する通信装置を「仮想ＣＮ装置」と記載することがある。仮想ＣＮ装置１２０には、仮想ＣＮ装置１２０が接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成しているセル中のＵＥ１０での通信の制御の際に、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８の各々の処理を代行する仮想マシンが含まれている。すなわち、仮想ＣＮ装置１２０は、コアネットワーク装置の処理を代行する仮想的なコアネットワーク装置であり、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２から送信されたメッセージを終端する。なお、仮想ＣＮ装置１２０は、コアネットワーク中のＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などの装置と定期的に通信を行うことにより、これらの装置との間で保持している情報の同期処理を行う。図２では、ＵＥ１０が通信先１と通信を開始する場合を例として説明する。
【００１３】
ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２は、一定の周期で報知情報を送信している。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２から送信された報知情報がＵＥ１０で受信されたとする（ステップＳ１１）。一方、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２は、仮想ＣＮ装置１２０との間でも適宜通信を行っている（ステップＳ１２）。
【００１４】
ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２から送信された報知情報を受信したＵＥ１０は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２に対してＲＲＣプロトコルを用いた無線コネクションの確立を要求する。ＵＥ１０とｅＮＢ／ＣＢＢＵ２の間で無線コネクションが確立されると、ＵＥ１０は、ＨＳＳ６（ＭＭＥ５経由）に対する認証要求、位置登録要求、ＭＭＥ５宛てのサービス要求などを、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２に送信する（ステップＳ１３）。なお、図２では、無線コネクション確立、認証要求、位置登録要求、サービス要求などを１つの矢印で示しているが、これらの要求メッセージは個別のメッセージで送信されてもよく、また、複数のメッセージがまとめられた状態で送信されてもよい。ＵＥ１０からの要求メッセージを受信すると、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２は、ＵＥ１０から送信された要求を仮想ＣＮ装置１２０に転送する（ステップＳ１４）。
【００１５】
仮想ＣＮ装置１２０は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２から転送された要求を処理する。すなわち、ＨＳＳ６の処理を代行する仮想マシンが、ＵＥ１０の認証処理と、ＵＥ１０の位置登録処理を行う。また、ＭＭＥ５の処理を代行する仮想マシンは、コアネットワーク装置との同期処理により取得した情報を用いて、通信先１までの通信経路の確立を行う。ここで、通信先１が他の仮想ＣＮ装置１２０に接続されている場合、ＭＭＥ５の処理を代行する仮想マシンは、他の仮想ＣＮ装置１２０に通信処理の設定を要求する。
【００１６】
仮想ＣＮ装置１２０での認証や通信路の設定が成功すると、ＵＥ１０は、仮想ＣＮ装置１２０によって設定された通信路を用いて、通信先１との間で通信を開始する（ステップＳ１５）。すなわち、仮想ＣＮ装置１２０がＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８の処理を代行することにより、ＵＥ１０から送信された要求が、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８で処理されることなく、ＵＥ１０と通信先１の間での通信処理が開始される。
【００１７】
その後、仮想ＣＮ装置１２０は、ＵＥ１０の通信を確立させるための処理により得られた情報を、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８の各々に通知する（ステップＳ１６〜Ｓ１８）。さらに、仮想ＣＮ装置１２０は、システム中の他の仮想ＣＮ装置１２０（図示せず）によって行われた通信処理により、新たにＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８の各々に通知された情報を取得し、自装置が保持している情報を更新する。
【００１８】
このように、実施形態にかかる通信方法では、ＵＥ１０が通信を開始するためにコアネットワーク中の装置で処理される制御情報が仮想ＣＮ装置１２０において処理される。さらに、仮想ＣＮ装置１２０は、処理によって得られた情報を、コアネットワーク中の装置に通知する。このため、コアネットワーク装置で行われる処理による負荷が、コアネットワーク装置と仮想ＣＮ装置１２０との間で分散されることになる。従って、コアネットワーク装置での処理負荷が軽減される。
【００１９】
さらに、仮想ＣＮ装置１２０が、複数のＵＥ１０に対する通信の確立で得られた結果をまとめて、コアネットワーク中の装置に対する通知処理を行うこともできる。この場合、コアネットワーク中の装置の処理負荷は、さらに軽減される。
【００２０】
＜装置構成＞
図３は、呼処理サーバ２０の構成の例を説明する図である。仮想ＣＮ装置１２０は、例えば、１つ以上の呼処理サーバ２０での処理により生成される仮想マシンとすることができる。図３では、説明を分かりやすくするために、１台の呼処理サーバ２０によって、仮想ＣＮ装置１２０が実現される場合を例として呼処理サーバ２０の構成例を説明する。
【００２１】
呼処理サーバ２０は、ハードウェア２１、インタフェース２８（２８ａ〜２８ｃ）、呼処理管理情報ＤＢ３１、加入者管理情報ＤＢ３２を有する。ハードウェア２１上でハイパーバイザ２２が動作する。管理ＯＳ２３１、ゲストＯＳ２４１、ゲストＯＳ２５１、ゲストＯＳ２６１の各々は、ハイパーバイザ２２上で動作する。仮想化管理アプリ２３は、管理ＯＳ２３１上で動作する。さらに、仮想化ＭＭＥアプリ２４がゲストＯＳ２４１上で動作し、仮想化ＨＳＳアプリ２５がゲストＯＳ２５１上で動作する。さらに、仮想化Ｓ／Ｐ−ＧＷアプリ２６がゲストＯＳ２６１上で動作する。
【００２２】
インタフェース２８ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２と呼処理サーバ２０との間の通信を中継する。インタフェース２８ｂは、ＧＫ（Gate Keeper）やＧＷ（Gate Way）との通信に使用される。なお、ＧＫは、制御信号用のインタフェース変換機能であり、ＧＷはデータ用のインタフェース変換機能である。インタフェース２８ｃは、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８等と呼処理サーバ２０との通信に使用される。
【００２３】
仮想化ＭＭＥアプリ２４は、呼処理サーバ２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介して通信しているＵＥ１０に対して、仮想的なＭＭＥ５を提供する。仮想化ＨＳＳアプリ２５は、呼処理サーバ２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介して通信しているＵＥ１０に対して、仮想的なＨＳＳ６を提供する。仮想化Ｓ／Ｐ−ＧＷアプリ２６は、呼処理サーバ２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介して通信しているＵＥ１０に対して、仮想的なＳ／Ｐ−ＧＷ８を提供する。仮想化管理アプリ２３は、仮想化ＭＭＥアプリ２４、仮想化ＨＳＳアプリ２５、仮想化Ｓ／Ｐ−ＧＷアプリ２６での処理で得られた情報を、コアネットワーク中のＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などに通知する。さらに、仮想化管理アプリ２３は、コアネットワーク中のＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８から得られた情報を、呼処理管理情報ＤＢ３１や加入者管理情報ＤＢ３２に格納する。以下、加入者管理情報ＤＢ３２には、加入者情報が記録されているとする。一方、呼処理管理情報ＤＢ３１には、位置登録情報が含まれる。さらに、呼処理管理情報ＤＢ３１には、仮想化ＭＭＥアプリ２４、仮想化ＨＳＳアプリ２５、仮想化Ｓ／Ｐ−ＧＷアプリ２６によって行われた処理結果も格納される。
【００２４】
なお、図３は呼処理サーバ２０の一例に過ぎず、実装に応じて変更され得る。例えば、呼処理サーバ２０が備えるインタフェース２８の数やハイパーバイザ２２上で動作するゲストＯＳやアプリケーションの数や種類は実装に応じて変更され得る。
【００２５】
図４は、仮想ＣＮ装置１２０の機能ブロック図の例である。仮想ＣＮ装置１２０は、１つ以上の呼処理サーバ２０によって実現される。また、仮想ＣＮ装置１２０は、複数の仮想マシンで実現されても良い。仮想ＣＮ装置１２０は、通信部４０、制御部５０、記憶部３０を有する装置として表すことができる。通信部４０は、送信部４１と受信部４２を有する。送信部４１は送信処理を行い、受信部４２は受信処理を行う。送信部４１と受信部４２は、インタフェース２８（２８ａ〜２８ｃ）により実現される。
【００２６】
制御部５０は、通信制御部６０とデータ管理部７０を有する。通信制御部６０は、仮想ＭＭＥ６１、仮想ＨＳＳ６２、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３を有する。データ管理部７０は、分類処理部７１と同期処理部７２を有する。仮想ＭＭＥ６１は仮想化ＭＭＥアプリ２４により実現され、仮想ＨＳＳ６２は仮想化ＨＳＳアプリ２５により実現される。さらに、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３は仮想化Ｓ／Ｐ−ＧＷアプリ２６により実現される。データ管理部７０は、仮想化管理アプリ２３により実現される。なお、分類処理部７１はオプションであり、複数のＵＥ１０の通信に関する情報を一括してコアネットワーク中の装置に通知しない場合、仮想ＣＮ装置１２０は、分類処理部７１を備えなくてもよい。
【００２７】
記憶部３０は、呼処理管理情報ＤＢ３１、加入者管理情報ＤＢ３２を格納し、さらに、オプションとしてグループ情報３３を格納する。グループ情報３３は、複数のＵＥ１０の通信に関する情報を一括してコアネットワーク中の装置に通知する場合に、まとめて情報を送信する対象となる複数のＵＥ１０のグループを表す情報である。
【００２８】
仮想ＭＭＥ６１は、仮想ＣＮ装置１２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成しているセルに位置するＵＥ１０の通信に際して、ＭＭＥ５の処理を代行する。すなわち、仮想ＭＭＥ６１は、ネットワーク制御に使用される情報（Ｃ−ｐｌａｎｅの情報）を処理し、通信に使用されるベアラの設定やハンドオーバに関する処理などを行う。仮想ＨＳＳ６２は、仮想ＣＮ装置１２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成しているセルに位置するＵＥ１０の通信に際して、ＨＳＳ６の処理を代行する。すなわち、仮想ＨＳＳ６２は、ホーム加入者サーバの代理として、認証処理、位置登録、サービス制御などを行う。仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３は、仮想ＣＮ装置１２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成しているセルに位置するＵＥ１０の通信に際して、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８の処理を代行する。すなわち、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３は、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）としてＵＥ１０から送信されたデータなどのユーザデータ（Ｕ−ｐｌａｎｅのデータ）を処理する。さらに、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３は、Ｐ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）として、外部ネットワークとの接続処理を行う。
【００２９】
同期処理部７２は、通信制御部６０で得られた処理結果を適宜、コアネットワーク中の装置に通知するとともに、コアネットワーク中の装置から得られた情報を呼処理管理情報ＤＢ３１や加入者管理情報ＤＢ３２に格納する。分類処理部７１は、複数のＵＥ１０の通信に関する情報を一括してコアネットワーク中の装置に通知する場合に、まとめて情報を送信する対象となる複数のＵＥ１０のグループを生成し、得られた結果をグループ情報３３に格納する。
【００３０】
なお、仮想ＣＮ装置１２０が複数のサーバによって実現される場合、例えば、仮想ＭＭＥ６１、仮想ＨＳＳ６２、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３などが互いに異なるサーバで実現されても良い。
【００３１】
図５は、呼処理サーバ２０のハードウェア構成の例を説明する図である。呼処理サーバ２０は、プロセッサ１０１、メモリ１０２、ネットワーク接続装置１０３、バス１０４を備える。プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む任意の処理回路である。メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）とＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。プロセッサ１０１は、メモリ１０２をワークエリアとして、プログラムを実行することができる。なお、メモリ１０２は、プロセッサ１０１で処理されるプログラムやプロセッサ１０１での処理対象のデータなども格納する。バス１０４は、プロセッサ１０１、メモリ１０２、ネットワーク接続装置１０３を、互いにデータの入出力が可能になるように接続する。ネットワーク接続装置１０３は、ネットワークとの接続処理や他の装置との通信に使用される。
【００３２】
プロセッサ１０１は、制御部５０として動作する。メモリ１０２は、記憶部３０として動作する。ネットワーク接続装置１０３とプロセッサ１０１は、インタフェース２８ａ〜２８ｃとして動作し、通信部４０を実現する。
【００３３】
＜第１の実施形態＞
以下の説明では、説明を分かりやすくするために、仮想ＣＮ装置１２０を論理的な１台の装置として記載し、接続等についても、論理的な接続を記載するが、仮想ＣＮ装置１２０は、１台以上の任意の呼処理サーバ２０によって実現され得る。
【００３４】
図６は、システムの例を説明する図である。図６の例では、システム中に、ｅＮＢ  ＲＥ（Radio Equipment）３、ｅＮＢ  ＣＢＢＵ４、仮想ＣＮ装置１２０、実ＣＮ装置（コアネットワーク装置）１６が含まれており、ＵＥ１０は、これらの装置を介してネットワーク１２中の装置と通信できる。実ＣＮ装置１６には、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などの複数の装置が含まれている。また、実ＣＮ装置１６は、呼処理の管理や加入者管理情報を記録したデータベース１７に、適宜、アクセスする。なお、図６では、実ＣＮ装置１６のうちの一つの装置にデータベース１７が格納されている場合を例として図示しているが、データベース１７は、実ＣＮ装置１６のいずれもがアクセス可能な任意の数の装置に分けて格納されていても良い。
【００３５】
実ＣＮ装置１６の詳細については、図７を参照しながら説明する。なお、図６では、ｅＮＢ  ＲＥ３とｅＮＢ  ＣＢＢＵ４を別個に図示しているが、他の図面では、ｅＮＢ  ＲＥ３とｅＮＢ  ＣＢＢＵ４を合わせてｅＮＢ／ＣＢＢＵ２として図示することがある。
【００３６】
ＵＥ１０は、ｅＮＢ  ＲＥ３との間で接続を確立する。ｅＮＢ  ＲＥ３は、ＵＥ１０から受信した信号をｅＮＢ  ＣＢＢＵ４に出力する。ｅＮＢ  ＣＢＢＵ４は、ｅＮＢ  ＲＥ３から受信した信号を仮想ＣＮ装置１２０に中継する。仮想ＣＮ装置１２０中の同期処理部７２は、定期的に、実ＣＮ装置１６と情報を同期し、得られた情報を記憶部３０に記憶している。そこで、仮想ＣＮ装置１２０中の仮想ＭＭＥ６１、仮想ＨＳＳ６２、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３が記憶部３０中の情報を用いた処理を行うことにより、ＵＥ１０とＵＥ１０の通信先との間の通信が確立され、記憶部３０中の情報も通信の確立に伴って更新される。同期処理部７２は、適宜、記憶部３０中の情報の更新結果を実ＣＮ装置１６に通知する。従って、図６に示すように、ｅＮＢ  ＣＢＢＵ４で４８のセルが制御される場合、仮想ＣＮ装置１２０は、ｅＮＢ  ＣＢＢＵ４が制御する４８のセルのいずれかに位置するＵＥ１０に対して、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８の処理を提供する。
【００３７】
図６では説明を簡単にするために、仮想ＣＮ装置１２０に１つのｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が接続されている場合を図示しているが、１台の仮想ＣＮ装置１２０に接続されるｅＮＢ／ＣＢＢＵ２の数は任意である。複数のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が仮想ＣＮ装置１２０に接続されている場合、仮想ＣＮ装置１２０は、接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２のいずれかによって生成されたセル中のＵＥ１０に対して、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などの機能を提供する。
【００３８】
図７は、システム中の装置の接続例を説明する図である。図７では、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８を、Ｓ−ＧＷ７とＰ−ＧＷ９に分けて示している。図７に示すシステムでは、さらに、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、ＰＣＲＦ（Policy Charging Rule Function）１１、ＩＭＳ（IP Multimedia Service）１４、ＳＭＳＣ（Short Message Service Centre）１５がコアネットワークに含まれる。なお、図６では、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ−ＧＷ７、Ｐ−ＧＷ９、ＰＣＲＦ１１、ＩＭＳ１４、ＳＭＳＣ１５をまとめて、実ＣＮ装置１６として示している。
【００３９】
図７の実線は、仮想ＣＮ装置１２０が使用される場合に使用される接続を例示している。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２は、ＵＥ１０から受信した全ての信号を仮想ＣＮ装置１２０に中継する。仮想ＣＮ装置１２０は、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ−ＧＷ７の各々と接続されており、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２から受信した信号の種類に応じて、処理後の情報を通知する。ＭＭＥ５は、仮想ＣＮ装置１２０の他に、ＨＳＳ６、Ｓ−ＧＷ７、ＳＭＳＣ１５にも接続されている。ＨＳＳ６は、仮想ＣＮ装置１２０の他に、ＳＭＳＣ１５、ＭＭＥ５に接続されている。Ｓ−ＧＷ７は、仮想ＣＮ装置１２０の他に、ＭＭＥ５、Ｐ−ＧＷ９、ＰＣＲＦ１１に接続されている。Ｐ−ＧＷ９、ＰＣＲＦ１１、ＩＭＳ１４は、相互に接続されている。
【００４０】
図７の点線は、仮想ＣＮ装置１２０を介した処理が行われない場合に、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２がＵＥ１０から受信した信号の処理に使用される接続の例を示している。仮想ＣＮ装置１２０が使用されない場合は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２は、ＵＥ１０から受信した信号を、ＭＭＥ５やＳ−ＧＷ７に送信する。従って、システム中に仮想ＣＮ装置１２０が含まれていない場合は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２で受信された信号は、ＭＭＥ５やＳ−ＧＷ７など、コアネットワーク中の装置で処理される。一方、実施形態にかかるシステムでは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２で受信された信号が仮想ＣＮ装置１２０で処理され、処理結果が、適宜、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ−ＧＷ７に通知されるので、コアネットワーク中の装置の処理負荷が軽減される。
【００４１】
なお、図７の例では、図を見やすくするために、１つの仮想ＣＮ装置１２０についての接続を示しているが、システム中には、個々のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２に１台の仮想ＣＮ装置１２０が接続され得る。このため、複数の仮想ＣＮ装置１２０同士での処理により、通信経路の確立が行われる。
【００４２】
図８は、通信処理の例を説明するシーケンス図である。図８では、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａによって形成されているセル中に位置するＵＥ１０ａが、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂによって形成されているセル中に位置するＵＥ１０ｂと通信を行う場合に行われる処理を例とする。
【００４３】
図８において、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは仮想ＣＮ装置１２０ａに接続されており、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂは仮想ＣＮ装置１２０ｂに接続されている。以下の説明では、動作を行っている装置を特定しやすくするために、符号の後に特定しようとする仮想ＣＮ装置１２０に割り当てられたアルファベットを記載することがある。例えば、仮想ＭＭＥ６１ａは、仮想ＣＮ装置１２０ａに含まれている仮想ＭＭＥ６１であり、仮想ＭＭＥ６１ｂは、仮想ＣＮ装置１２０ｂ中の仮想ＭＭＥ６１である。
【００４４】
ＵＥ１０ａがｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａによって形成されているセル中に移動してくると、ＵＥ１０ａとｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａの間で無線コネクションが確立される（ステップＳ２１）。次に、ＵＥ１０ａは、サービス要求を送信したとする。ＵＥ１０ａから送信されたサービス要求は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａを介して、仮想ＣＮ装置１２０ａに転送される（ステップＳ２２）。仮想ＭＭＥ６１ａは、サービス要求中の情報と、加入者管理情報ＤＢ３２ａ中の情報を用いて、ＵＥ１０ａの端末認証を行い、暗号化種別を決定する。仮想ＭＭＥ６１ａは、端末認証の結果と暗号化種別指定を、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａに送信する（ステップＳ２３）。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、仮想ＣＮ装置１２０ａから送信された情報をＵＥ１０ａに転送するので、ＵＥ１０ａは、端末認証の結果と通信に使用する暗号化の種別を取得する。
【００４５】
すると、ＵＥ１０ａは、ＵＥ１０ｂとの通信を行うための呼設定要求を送信する（ステップＳ２４）。呼設定要求には、接続先であるＵＥ１０ｂに割り当てられた電話番号やＱｏＳ（Quality of Service）を指定する情報が含まれている。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ＵＥ１０ａから送信された呼設定要求を、仮想ＣＮ装置１２０ａに中継する。仮想ＣＮ装置１２０ａ中の仮想ＭＭＥ６１ａは、呼設定要求を取得する。
【００４６】
仮想ＭＭＥ６１ａは、呼設定要求を取得すると、仮想ＨＳＳ６２ａに対して、着信情報の問い合わせを出力する（ステップＳ２５）。仮想ＨＳＳ６２ａは、呼処理管理情報ＤＢ３１ａを用いて、ＵＥ１０ｂが接続中のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２に接続されている仮想ＣＮ装置１２０を特定する。図８の例では、仮想ＨＳＳ６２ａは、ＵＥ１０ｂが接続中のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２の接続先として、仮想ＣＮ装置１２０ｂを特定したとする。この場合、ＵＥ１０ｂの通信は仮想ＣＮ装置１２０ｂで処理される。仮想ＨＳＳ６２ａは、仮想ＣＮ装置１２０ｂに着信情報問い合わせを送信する（ステップＳ２６）。仮想ＭＭＥ６１ｂは、ＵＥ１０ｂのローミング番号を含む情報を、着信情報問い合わせに対する応答として生成する。このとき、仮想ＭＭＥ６１ｂは、適宜、呼処理管理情報ＤＢ３１ｂにアクセスできる。仮想ＭＭＥ６１ｂは、生成した応答を、仮想ＣＮ装置１２０ａに送信する（ステップＳ２７）。
【００４７】
仮想ＣＮ装置１２０ａ中の仮想ＨＳＳ６２ａは、仮想ＣＮ装置１２０ｂから送信された応答を取得すると、得られた情報を、ステップＳ２５で入力された着信情報問い合わせに対する応答として、仮想ＭＭＥ６１ａに出力する（ステップＳ２８）。
【００４８】
仮想ＭＭＥ６１ａは、ローミング番号を含む回線接続のための情報を、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３ａに出力する（ステップＳ２９）。仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３ａは、回線接続のための情報を仮想ＣＮ装置１２０ｂに向けて送信する（ステップＳ３０）。仮想ＣＮ装置１２０ｂ中の仮想ＭＭＥ６１ｂは、回線接続のための情報を取得する。仮想ＭＭＥ６１ｂは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂを介して、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂが形成する基地局中のＵＥ１０ｂに向けてページングを送信する（ステップＳ３１）。
【００４９】
ＵＥ１０ｂは、ページングにより自装置が呼び出されていると判定すると、応答を送信する（ステップＳ３２）。ＵＥ１０ｂからの応答は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂを介して仮想ＣＮ装置１２０ｂに送信される。仮想ＣＮ装置１２０ｂ中の仮想ＭＭＥ６１ｂは、応答を取得する。仮想ＭＭＥ６１ｂは、端末認証と暗号化種別指定を、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂを介してＵＥ１０ｂに送信する（ステップＳ３３）。さらに、仮想ＭＭＥ６１は、ＵＥ１０ｂに対して、呼設定に使用する情報を送信する（ステップＳ３４）。ＵＥ１０ｂは、仮想ＭＭＥ６１ｂから受信した情報を用いて、通信を開始する。このため、ＵＥ１０ｂとＵＥ１０ａとの間での通話が開始される（ステップＳ３５）。
【００５０】
図８に示すように、ＵＥ１０ａとＵＥ１０ｂの間の通話の確立のためにコアネットワーク中の装置で行われる処理は、仮想ＣＮ装置１２０ａと仮想ＣＮ装置１２０ｂによって代行される。その後、仮想ＣＮ装置１２０ａ中の同期処理部７２ａは、コアネットワーク中のＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などに、ＵＥ１０ａとＵＥ１０ｂの間の通話の確立によって更新した情報を通知する。同様に、同期処理部７２ｂも、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などに、ＵＥ１０ａとＵＥ１０ｂの間の通話の確立によって更新した情報を通知する。さらに、同期処理部７２ａと同期処理部７２ｂのいずれも、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などが保持する最新の情報を取得して、呼処理管理情報ＤＢ３１や加入者管理情報ＤＢ３２中の情報をコアネットワーク中の装置が保持する情報と同期させる。このため、コアネットワーク中の装置の処理負担が軽減される。また、コアネットワーク中の装置が保持する情報と各仮想ＣＮ装置１２０が処理に使用する情報が同期されているので、以後の処理においても、コアネットワーク中の装置の処理が各仮想ＣＮ装置１２０で代行される。
【００５１】
図９は、ハンドオーバ処理の例を説明するシーケンス図である。図９では、ＵＥ１０ａが、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａによって形成されているセルからｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃによって形成されているセルに向けて移動する際に行われるハンドオーバ処理の例を説明する。なお、図９の例では、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａとｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃの両方が仮想ＣＮ装置１２０ａに接続している場合を例として説明する。
【００５２】
ＵＥ１０ａは、受信電力を測定し、測定結果をｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａに通知する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ＵＥ１０ａから通知された測定結果を用いて、ＵＥ１０ａがｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａからｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃにハンドオーバすることを決定する。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃに対して、ＵＥ１０ａがｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａからｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃにハンドオーバすることを通知するハンドオーバ通知を送信する（ステップＳ４３）。このとき、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ハンドオーバ先のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃで設定する１つ以上のＥ−ＲＡＢ（Evolved Packet System Radio Access Bearer）を通知する。なお、Ｅ−ＲＡＢの通知の際、ＱｏＳ情報なども、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａから２ｃに通知される。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａに対して、ハンドオーバ通知への応答を送信する（ステップＳ４４）。
【００５３】
ハンドオーバ通知に対する応答を受信すると、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ハンドオーバ指示をＵＥ１０ａに送信する（ステップＳ４５）。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃに対して、ＵＥ１０ａについてのＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）シーケンス番号状態情報を送信することにより、ＵＥ１０ａでのデータの受信状態を通知する（ステップＳ４６）。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、さらに、ＵＥ１０ａ宛てのパケットのうち、ＵＥ１０ａに到達していないパケット（未送信パケット）をｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃに転送する（ステップＳ４７）。
【００５４】
ＵＥ１０ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃによって形成されているセル中に移動すると、ハンドオーバ確認メッセージをｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃに送信する（ステップＳ４８）。この後、ＵＥ１０ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃを介して、通信先にパケットを送信する。
【００５５】
一方、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃは、パス切り替え要求を仮想ＣＮ装置１２０ａに送信する（ステップＳ４９）。仮想ＣＮ装置１２０ａ中の仮想ＭＭＥ６１ａは、パス切り替え要求を取得すると、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３ａにＵ−Ｐｌａｎｅ更新要求を出力する（ステップＳ５０）。このとき、仮想ＭＭＥ６１ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃのＩＰアドレスとＴＥＩＤ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｅｎｄｐｏｉｎｔ  ＩＤ）も、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３ａに通知する。仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３ａは、更新処理を行うことにより、呼処理管理情報ＤＢ３１ａを更新する。さらに、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３ａは、Ｕ−Ｐｌａｎｅ更新応答を仮想ＭＭＥ６１ａに通知する（ステップＳ５１）。これらの処理の後で、ＵＥ１０ａは、通信先からのパケットを、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃを介して受信するようになる。
【００５６】
仮想ＭＭＥ６１ａは、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃ宛てのパス切り替え要求確認メッセージを生成し、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃに送信する（ステップＳ５２）。ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｃは、パス切り替え要求確認メッセージを受信すると、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａに、リソース解放メッセージを送信することにより、ハンドオーバの成功を通知する（ステップＳ５３）。リソース解放メッセージを受信すると、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａは、ＵＥ１０ａの通信のために使用していたリソースを解放する（ステップＳ５４）。その後、仮想ＣＮ装置１２０ａ中の同期処理部７２ａは、コアネットワーク中のＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などに、ＵＥ１０ａとＵＥ１０ｂの間の通話の確立によって更新した情報を通知する。
【００５７】
図９を参照しながら説明したように、ＵＥ１０ａのハンドオーバの際にも、コアネットワーク中の装置で行われる処理は、仮想ＣＮ装置１２０によって代行される。このため、コアネットワーク中の装置の処理負担が軽減される。なお、図９では、仮想ＣＮ装置１２０ａに接続された２台のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２間でのハンドオーバを例として説明したが、これは一例に過ぎない。例えば、ハンドオーバ元のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２とハンドオーバ先の仮想ＣＮ装置１２０が異なっていても良い。この場合においても、実ＣＮ装置１６の処理が仮想ＣＮ装置１２０で代行される。
【００５８】
このように、複数の仮想ＣＮ装置１２０で実ＣＮ装置１６の処理が代行されると、実ＣＮ装置１６の処理負荷が軽減される。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、コアネットワーク中の装置にかかる負荷をさらに軽減するために複数のＵＥ１０に関するＣ−ｐｌａｎｅの情報を、まとめてコアネットワーク中の装置に通知する場合の例を説明する。なお、仮想ＣＮ装置１２０によるコアネットワーク装置での処理の代行は、第２の実施形態でも第１の実施形態と同様に行われる。
【００６０】
この場合、仮想ＣＮ装置１２０中の分類処理部７１は、その仮想ＣＮ装置１２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２で形成されているセルに位置するＵＥ１０を、そのＵＥ１０の移動パターンに応じて、グループに分類する。なお、グループへの分類の際には、ビッグデータが使用されてもよい。
【００６１】
図１０は、端末の分類方法の例を説明する図である。図１０では、電話番号０ｘ０ｘｘｘｘｘｘｘｘ１、移動機番号ｘｘｘｘｘｘｘｘが割り当てられたＵＥ１０（ＵＥ１０ｘ）についての移動パターンの解析結果である。図１０に示す例では、ＵＥ１０の移動パターンは、以下の４つのグループに分類される。
グループａ：ＵＥ１０の移動が無いか、同一セル内で移動している
グループｂ：ＵＥ１０が隣接セル間で移動
グループｃ：一定のルートに則したセル間移動
グループｄ：規則性なく移動
ここで、グループｄには、グループ管理の対象外のＵＥ１０（グループ管理なし）も分類される。グループｃは、ＵＥ１０のユーザが通勤通学等で移動する場合に使用される可能性が高いグループである。
【００６２】
分類処理部７１は、ＵＥ１０ｘの位置情報の移動パターンを曜日ごとに解析し、各曜日について、ＵＥ１０ｘがどのグループに属するかを判定する。図１０の例では、月曜日から金曜日までは、ＵＥ１０ｘは一定のルートに即したセル間で移動しているため、分類処理部７１は、ＵＥ１０ｘをグループｃに分類している。一方、日曜日は、セル間での移動が観測されていないので、ＵＥ１０ｘはグループａに分類される。土曜日について、ＵＥ１０ｘが隣接セル間で移動していることから、分類処理部７１はＵＥ１０ｘをグループｂに分類する。
【００６３】
同期処理部７２は、セル間での移動が頻繁に行われないＵＥ１０については、コアネットワーク側の装置にＣ−ｐｌａｎｅの情報を通知する時間間隔を比較的長くすることにより、コアネットワーク中の装置の処理負荷を軽減する。一方、頻繁に移動するＵＥ１０のグループについては、仮想ＣＮ装置１２０での制御処理後の情報が使用されるまでの時間が短い可能性が高いため、同期処理部７２は、比較的短い間隔で、Ｃ−ｐｌａｎｅの情報をコアネットワーク中の装置に通知する。図１０の例では、同期処理部７２は、グループａに分類された１台以上のＵＥ１０の情報を、１０分ごとにまとめてコアネットワーク中の装置に通知する。同様に、同期処理部７２は、グループｂに分類された１台以上のＵＥ１０の情報は６分ごと、グループｃに分類された１台以上のＵＥ１０の情報は３分ごとにまとめてコアネットワーク中の装置に通知する。一方、グループｄに分類されたＵＥ１０の情報については、ＵＥ１０が移動する頻度を予測することが困難であるため、同期処理部７２は、個々のＵＥ１０について、Ｃ−ｐｌａｎｅの情報が変動するたびに、コアネットワーク中の装置に通知する対象とする。
【００６４】
図１１は、グループ情報３３の例を説明する図である。グループ情報３３には、仮想ＣＮ装置１２０に接続されているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介して通信しているＵＥ１０の各々について、図１０を参照しながら説明した処理により得られた分類結果が記録される。グループ情報３３には、各ＵＥ１０の電話番号や移動機番号に対応付けて、各曜日にそのＵＥ１０がいずれのグループに分類されているかが記録される。例えば、電話番号０ｘ０ｘｘｘｘｘｘｘｘ２、移動機番号ｘｘｘｘｘｘｘｙが割り当てられたＵＥ１０（ＵＥ１０ｙ）は、日曜日から土曜日までの全ての曜日でグループａに分類されている。電話番号０ｘ０ｘｘｘｘｘｘｘｘ３、移動機番号ｘｘｘｘｘｘｘｚが割り当てられたＵＥ１０（ＵＥ１０ｚ）は、月曜日から金曜日はグループｃ、土曜日はグループｄ、日曜日はグループｂに分類されている。さらに、電話番号０ｘ０ｘｘｘｘｘｘｘｘ４、移動機番号ｘｘｘｘｘｘｘｗが割り当てられたＵＥ１０（ＵＥ１０ｗ）は、月曜日から金曜日はグループｄ、土曜日と日曜日はグループａに分類されている。
【００６５】
ＵＥ１０ｘ、ＵＥ１０ｙ、ＵＥ１０ｚ、ＵＥ１０ｗのそれぞれが図１１にグループに沿って移動しているとする。この場合、同期処理部７２は、日曜日には、ＵＥ１０ｘ、ＵＥ１０ｙ、ＵＥ１０ｗの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報を、グループａの情報としてまとめて記憶している。同期処理部７２は、グループａの通信の制御情報としてまとめた情報を、１０分おきにコアネットワーク中のＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などに通知する。一方、同期処理部７２は、日曜日にはＵＥ１０ｚの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報をグループｂの情報としてまとめておき、まとめた情報を６分おきにコアネットワーク中の装置に通知する。
【００６６】
月曜日から金曜日において、同期処理部７２は、ＵＥ１０ｘとＵＥ１０ｚの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報をグループｃの情報としてまとめる。同期処理部７２は、グループｃのＵＥ１０の通信についてまとめた情報を、３分おきにコアネットワーク装置に通知する。一方、ＵＥ１０ｙでの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報について、同期処理部７２はグループａの情報としてまとめておき、得られた情報を１０分おきにコアネットワーク装置に通知する。ＵＥ１０ｗでの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報については、同期処理部７２は、更新後すぐにコアネットワーク装置に通知する。
【００６７】
土曜日において、同期処理部７２は、ＵＥ１０ｙとＵＥ１０ｗの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報を、グループａの情報としてまとめる。同期処理部７２は、グループａのＵＥ１０の通信についてまとめた情報を、１０分おきにコアネットワーク中の装置に通知する。一方、ＵＥ１０ｘでの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報について、同期処理部７２は、グループｂの情報としてまとめておき、まとめた情報を、６分ごとにコアネットワーク装置に通知する。土曜日にＵＥ１０ｚでの通信に使用されるＣ−ｐｌａｎｅの情報については、同期処理部７２は、更新後すぐにコアネットワーク装置に通知する。
【００６８】
図１１を用いて、各ＵＥ１０が分類されたグループの分類の条件通りの移動をしている場合に行われる処理について説明したが、ＵＥ１０が分類されたグループの分類の条件と異なる移動を行っている場合もありうる。同期処理部７２は、一日のうちの所定の時刻に、各ＵＥ１０のグループをグループ情報３３に記録されている情報通りであると仮定する。その後、同期処理部７２は、分類されたグループと異なる移動を行っているＵＥ１０を検出すると、検出したＵＥ１０については、その日に適用するグループをグループｄに変更する。すなわち、同期処理部７２は、予測とは異なる移動パターンを示しているＵＥ１０については、グループｄとして扱うことにより、データが遅滞なくコアネットワーク装置に通知されるようにする。このため、例えば、同期処理部７２は、ＵＥ１０ｙが月曜日に異なるセルに移動したことを特定すると、その日のＵＥ１０ｙについての情報の同期処理では、ＵＥ１０ｙがグループｄのＵＥ１０であるものとして扱う。
【００６９】
なお、翌日の所定の時刻には、同期処理部７２は再度グループ情報３３を読み込み、各ＵＥ１０がグループ情報３３に沿った動作をすると仮定して処理を再開する。このため、例えば、ＵＥ１０ｙが月曜日に異なるセルに移動したとしても、翌日の火曜日のグループ情報３３の読み込み時刻においては、同期処理部７２は、ＵＥ１０ｙが火曜日にグループａの装置として動作するものと仮定する。
【００７０】
図１０と図１１を参照しながら説明した処理は一例に過ぎない。例えば、Ｃ−ｐｌａｎｅの処理による情報をコアネットワークに通知する時間間隔は、実装に応じて任意に変更され得る。なお、この場合でも、グループに属する端末の移動パターンから予測されるセルの間での移動頻度が低いほど、そのグループでのＣ−ｐｌａｎｅの処理による情報をコアネットワークに通知する時間間隔は長くなる。Ｃ−ｐｌａｎｅの処理による情報をコアネットワークに通知する時間間隔だけでなく、グループの分け方も実装に応じて変更され得る。
【００７１】
図１２は、仮想ＣＮ装置１２０で行われる処理の例を説明するフローチャートである。図１２は、ＵＥ１０の通信に対する処理から、処理結果をまとめて通知するための記憶処理までを説明する。
【００７２】
受信部４２は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介してＵＥ１０からの信号を受信する（ステップＳ６１）。仮想ＣＮ装置１２０は、仮想ＣＮ装置１２０中の仮想ＭＭＥ６１、仮想ＨＳＳ６２、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３により、通信制御を行う（ステップＳ６２）。同期処理部７２は、処理対象の通信を行っているＵＥ１０は、データをまとめて通知する対象であるかを判定する（ステップＳ６３）。処理対象の通信を行っているＵＥ１０は、データをまとめて通知する対象である場合、同期処理部７２は、ＵＥ１０の属するグループの未送信データに、通信制御で得られた処理結果を追加する（ステップＳ６３でＹｅｓ、ステップＳ６４）。一方、処理対象の通信を行っているＵＥ１０は、データをまとめて通知する対象でない場合、同期処理部７２は、得られた処理結果をコアネットワーク中の装置に通知する（ステップＳ６３でＮｏ、ステップＳ６５）。
【００７３】
図１３は、更新情報の通知処理の例を説明するフローチャートである。図１３は、ＵＥ１０の情報がまとめて送信されるケースでの処理の例を説明している。以下の説明では、定数Ｎは情報がまとめて送信されるグループの総数を表す定数であり、変数ｎは、処理対象となったグループの数を計数する際に使用される変数である。
【００７４】
同期処理部７２は、変数ｎを１に設定する（ステップＳ７１）。同期処理部７２は、データをまとめて通知するｎ番目のグループの送信時刻になっているかを判定する（ステップＳ７２）。ｎ番目のグループの送信時刻になっている場合、同期処理部７２は、ｎ番目のグループに属するＵＥ１０についての未送信のデータをコアネットワーク装置に通知する（ステップＳ７２でＹｅｓ、ステップＳ７３）。同期処理部７２の処理後か、ｎ番目のグループの送信時刻になっていない場合（ステップＳ７２でＮｏ）は、ステップＳ７４以降の処理が行われる。同期処理部７２は、変数ｎが定数Ｎ以上であるかを判定する（ステップＳ７４）。変数ｎが定数Ｎ以上である場合、ステップＳ７１以降の処理が繰り返される（ステップＳ７４でＹｅｓ）。一方、変数ｎが定数Ｎ未満である場合、同期処理部７２は、変数ｎを１つインクリメントする（ステップＳ７４でＮｏ、ステップＳ７５）。同期処理部７２は、その後、ステップＳ７２以降の処理を繰り返す。
【００７５】
このように、第２の実施形態では、複数のＵＥ１０に関するＣ−ｐｌａｎｅの情報がまとめてコアネットワーク中の装置に通知されるので、コアネットワーク中の装置にかかる負荷がさらに軽減される。また、ＵＥ１０の情報の更新タイミングはＵＥ１０の移動パターンによって決定されているので、コアネットワーク中の装置との同期のタイミングの遅延により、ＵＥ１０の通信が失敗する恐れのない範囲で、データがまとめられている。
【００７６】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、仮想ＣＮ装置１２０がコアネットワーク側の装置や他の仮想ＣＮ装置１２０との間において、通信速度が所定値以下になった場合や、通信が切断された場合に、仮想ＣＮ装置１２０の配下での通信処理を行う場合について説明する。以下、ある仮想ＣＮ装置１２０の配下に限定して通信を中継する場合のモードをＳｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードと記載することがある。
【００７７】
図１４は、通信システムの例を説明する図である。図１４の例でも、図６と同様にシステム中に、ｅＮＢ  ＲＥ３、ｅＮＢ  ＣＢＢＵ４、仮想ＣＮ装置１２０、実ＣＮ装置１６が含まれており、ＵＥ１０は、これらの装置を介してネットワーク１２中の装置と通信できる。実ＣＮ装置１６には、ＭＭＥ５、ＨＳＳ６、Ｓ／Ｐ−ＧＷ８などの複数の装置が含まれている。ただし、図１４では、仮想ＣＮ装置１２０と実ＣＮ装置１６のいずれか１つ以上の装置との間の通信速度が所定値以下であるか、通信経路中に障害が発生しているとする。通信速度が所定値以下であるか、通信経路中に障害が発生している接続を、図１４では、一点鎖線で示している。すなわち、一点鎖線で示す経路での輻輳や障害により、コアネットワークを介したＵＥ１０の通信の制御に支障が発生する場合、仮想ＣＮ装置１２０は、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードに切り替える。
【００７８】
このため、仮想ＣＮ装置１２０中の同期処理部７２は、実ＣＮ装置１６との間での情報の同期を中断する。一方、通信制御部６０は、仮想ＣＮ装置１２０中で保持している情報を用いて接続可能な通信を接続する。
【００７９】
図１５は、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードでの通信処理の例を説明するシーケンス図である。以下、ＵＥ１０ｂとＵＥ１０ａが同じｅＮＢ／ＣＢＢＵ２の形成するセル中に位置しているとする。この状態で、ＵＥ１０ｂが、ＵＥ１０ａとの間の通信を要求する場合を例として説明する。
【００８０】
仮想ＭＭＥ６１は、コアネットワーク中の装置との間の通信状況の悪化を検出すると、コアネットワーク経由での通信を切断する設定（Ａｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモード）に変更する（ステップＳ８１）。仮想ＭＭＥ６１は、コアネットワーク中の装置との間の通信状況の悪化を同期処理部７２に通知する。すると、同期処理部７２は、コアネットワーク装置への更新情報の通知を停止する（ステップＳ８２）。
【００８１】
その後、ＵＥ１０ｂがｅＮＢ／ＣＢＢＵ２との間で通信を確立したとする（ステップＳ８３）。ステップＳ８４〜Ｓ８７の処理は、図８を参照しながら説明したステップＳ２２〜Ｓ２５の処理と同様である。ただし、ステップＳ８６では、接続先として、ＵＥ１０ａの電話番号などが含まれている呼設定要求が送信される。
【００８２】
仮想ＨＳＳ６２は、着信情報問い合わせで着信先に指定されているＵＥ１０ａの情報を用いて、配下のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２で形成されるセルに位置するＵＥ１０との通信が要求されたと判定する（ステップＳ８８）。そこで、仮想ＨＳＳ６２は、仮想ＭＭＥ６１に対して、着信情報問い合わせに対する応答を出力する（ステップＳ８９）。仮想ＭＭＥ６１は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介して、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成する基地局中のＵＥ１０ａに向けてページングを送信する（ステップＳ９０）。
【００８３】
ＵＥ１０ａは、ページングにより自装置が呼び出されていると判定すると、応答を送信する（ステップＳ９１）。ＵＥ１０ａからの応答は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介して仮想ＣＮ装置１２０ａに送信される。仮想ＣＮ装置１２０ａ中の仮想ＭＭＥ６１は、受信部４２経由で応答を取得する。仮想ＭＭＥ６１は、端末認証と暗号化種別指定を、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介してＵＥ１０ａに送信する（ステップＳ９２）。さらに、仮想ＭＭＥ６１は、ＵＥ１０に対して、呼設定に使用する情報を送信する（ステップＳ９３）。ＵＥ１０ａは、仮想ＭＭＥ６１から受信した情報を用いて、通信を開始する。このため、ＵＥ１０ｂとＵＥ１０ａとの間での通話が開始される（ステップＳ９４）。
【００８４】
図１６は、仮想ＣＮ装置１２０の処理の例を説明するフローチャートである。仮想ＭＭＥ６１は、通信状況に応じて、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードを有効にするか、無効にするかの設定を切り替える（ステップＳ１０１）。受信部４２は、ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介してＵＥ１０からの信号を受信する（ステップＳ１０２）。コアネットワーク経由の通信を行うモードでない場合、仮想ＨＳＳ６２は、通信先は、配下のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成するセルに位置しているかを、呼処理管理情報ＤＢ３１を用いて判定する（ステップＳ１０３でＮｏ、ステップＳ１０４）。通信先が配下のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成するセルに位置している場合、仮想ＣＮ装置１２０は、仮想ＣＮ装置１２０中の仮想ＭＭＥ６１、仮想ＨＳＳ６２、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３により、通信制御を行う（ステップＳ１０４でＹｅｓ、ステップＳ１０５）。通信先が配下のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が形成するセルに位置していない場合、仮想ＣＮ装置１２０は、通信を中断させる（ステップＳ１０４でＮｏ、ステップＳ１０６）。
【００８５】
一方、コアネットワーク経由の通信を行うモードである場合、仮想ＣＮ装置１２０は、仮想ＣＮ装置１２０中の仮想ＭＭＥ６１、仮想ＨＳＳ６２、仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３により、通信制御を行う（ステップＳ１０３でＹｅｓ、ステップＳ１０７）。その後、同期処理部７２は、通信制御による更新情報を、コアネットワーク装置に通知する（ステップＳ１０８）。
【００８６】
このように、システム中の一部で障害や極度の輻輳などが発生した場合でも、仮想ＣＮ装置１２０は、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードで動作することにより、配下のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２に接続しているＵＥ１０同士の通信を確立できる。このため、災害や停電などが発生した場合であっても、１つのｅＮＢ／ＣＢＢＵ２内での通信は担保される。
【００８７】
以上の説明では説明を簡単にするために、仮想ＣＮ装置１２０に１つのｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が接続されている場合を例として説明したが、１台の仮想ＣＮ装置１２０には、複数のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が接続されていても良い。１台の仮想ＣＮ装置１２０に複数のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が接続されている場合、仮想ＣＮ装置１２０は、自装置に接続しているいずれかのｅＮＢ／ＣＢＢＵ２を介したＵＥ１０同士の通信を制御する。このため、例えば、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅモードで動作している仮想ＣＮ装置１２０は、自装置の配下のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ａに接続しているＵＥ１０ｄとｅＮＢ／ＣＢＢＵ２ｂに接続しているＵＥ１０ｃの通信を確立できる。
【００８８】
＜その他＞
なお、実施形態は上記に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
【００８９】
加入者管理情報ＤＢ３２には、仮想ＣＮ装置１２０に接続しているｅＮＢ／ＣＢＢＵ２に接続中のＵＥ１０の情報以外を含めないことにより、仮想ＣＮ装置１２０を実現する呼処理サーバ２０中で使用されるメモリ容量を小さくしても良い。例えば、仮想ＣＮ装置１２０に１台のｅＮＢ／ＣＢＢＵ２が接続されているとする。この場合、同期処理部７２は、仮想ＣＮ装置１２０に接続されているＣＢＢＵによって制御される４８セルのいずれかに位置するＵＥ１０の情報を同期させれば良い。すると、加入者管理情報ＤＢ３２には、最大加入者１４４，０００分の情報が記録される。
【００９０】
ｅＮＢ／ＣＢＢＵ２と仮想ＣＮ装置１２０の間のインタフェースは、ＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄなどでのＳ１インタフェースと同等である。仮想ＭＭＥ６１と仮想ＨＳＳ６２の間のインタフェースは、ＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄなどでのＳ６ａインタフェースと同等である。仮想ＭＭＥ６１と仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ６３の間のインタフェースは、ＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄなどでのＳ５インタフェースと同等である。
【００９１】
第２の実施形態において、グループ分けの際に、ＵＥ１０の移動パターンと共にＱｏＳクラスを併用しても良い。この場合、移動パターンが同じ場合、ＱｏＳが高いＵＥ１０のグループほど、コアネットワーク装置との間の同期の周期が短く設定される。
【００９２】
以上の説明で図示したテーブルやデータベースは一例であり、これらに含まれる情報要素は実装に応じて任意に変更され得る。また、実装に応じて、データベースの数も変動する。さらに、グループ情報３３が加入者管理情報ＤＢ３２や呼処理管理情報ＤＢ３１に統合されるなどの変更が行われても良い。
【００９３】
第３の実施形態において、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅでの動作が開始される契機も実装に応じて変更され得る。例えば、停電による非常電源への切り替え、他のノードとの間のリンクの切断、コアネットワークからの規制発動によってＳｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅでの動作が開始されても良い。さらに、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅでの動作は、コアネットワークでの輻輳の回復、停電の回復、通信規制の解除などをトリガとして、終了される。Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅでの動作を開始する契機や、Ｓｔａｎｄ  Ａｌｏｎｅでの動作の終了の契機は、いずれも、仮想ＭＭＥ６１で検出される。
【００９４】
上述の第１〜第３の実施形態を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
基地局およびコアネットワーク装置との間でメッセージを送受信する通信部と、
前記基地局を介した端末の通信を制御する制御メッセージに対する、前記コアネットワーク装置での処理に使用される情報と同種の情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部中の情報を用い、前記コアネットワーク装置の代替として、前記制御メッセージを処理すると共に、前記制御メッセージの処理結果を用いて前記端末の通信を制御する通信制御部と、
前記記憶部に保持する情報を、前記コアネットワーク中の装置と同期させる処理を行う同期処理部
を備えることを特徴とする通信装置。
（付記２）
前記基地局を介して通信を行う端末の移動パターンと前記基地局が形成するセルの配置を用いて、前記基地局を介して通信を行う端末をグループに分類する分類処理部
をさらに備え、
前記同期処理部は、前記グループの各々について、当該グループに設定された所定の期間の間、当該グループに属する端末の通信に使用される制御メッセージの処理結果を蓄積し、当該所定の期間が経過すると、蓄積された処理結果をまとめて前記コアネットワーク装置に通知する
ことを特徴とする付記１に記載の通信装置。
（付記３）
前記基地局は複数のセルを形成し、
前記同期処理部は、前記グループの各々について、当該グループに属する端末の移動パターンから予測される当該端末の前記複数のセルの間での移動頻度が低いほど、当該グループに適用する前記所定の期間を長くする
ことを特徴とする付記２に記載の通信装置。
（付記４）
前記通信制御部は、
前記コアネットワーク装置との間の通信速度が所定の閾値を下回ると、コアネットワークを経由する通信を中断することを決定し、
前記端末と他の端末との間の通信の開始を要求する通信要求メッセージを受信すると、前記通信装置に接続されている基地局が形成するセル中に前記他の端末が位置している場合に、前記端末から前記他の端末への通信を開始させ、
前記通信装置に接続されている基地局が形成するセル中に前記他の端末が位置していない場合、前記端末と前記他の端末への通信を確立させない
ことを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記５）
前記通信制御部は、
前記端末から通信先との通話を要求されると、
前記通信先から送信された制御メッセージを処理する他の通信装置を、前記記憶部中の情報を用いて特定し、
前記他の通信装置との間の回線接続処理を行うとともに、前記他の通信装置に前記通信先の呼び出しを要求することにより、前記端末と前記通信先の間の通話を確立させる
ことを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記６）
前記通信部は、前記通信装置に接続している第１の基地局を介して通信している移動端末が前記第１の基地局から第２の基地局にハンドオーバする際に、前記第２の基地局から、前記移動端末宛てのデータの転送に使用するパスの切り替え要求を受信し、
前記通信制御部は、前記切り替え要求に応じて、前記移動端末宛てのデータの転送に使用するパスを切り替える
ことを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記７）
前記通信制御部は、
前記基地局に接続している端末の各々について、当該端末での通信に使用されるベアラの設定を行う第１の仮想マシンと、
前記基地局に接続している端末の認証と位置登録を行う第２の仮想マシンと、
前記基地局に接続している端末の各々について、当該端末での通信で送受信されるユーザデータを処理する第3の仮想マシン
を備えることを特徴とする付記１〜６のいずれか１項に記載の通信装置。
【符号の説明】
【００９５】
１  通信先
２  ｅＮＢ／ＣＢＢＵ
３  ｅＮＢ  ＲＥ
４  ｅＮＢ  ＣＢＢＵ
５  ＭＭＥ
６  ＨＳＳ
７  Ｓ−ＧＷ
８  Ｓ／Ｐ−ＧＷ
９  Ｐ−ＧＷ
１０  ＵＥ
１１  ＰＣＲＦ
１２  ネットワーク
１４  ＩＭＳ
１５  ＳＭＳＣ
２０  呼処理サーバ
２１  ハードウェア
２２  ハイパーバイザ
２３  仮想化管理アプリ
２４  仮想化ＭＭＥアプリ
２５  仮想化ＨＳＳアプリ
２６  仮想化Ｓ／Ｐ−ＧＷアプリ
２８  インタフェース
３０  記憶部
３１  呼処理管理情報ＤＢ
３２  加入者管理情報ＤＢ
３３  グループ情報
４０  通信部
４１  送信部
４２  受信部
５０  制御部
６０  通信制御部
６１  仮想ＭＭＥ
６２  仮想ＨＳＳ
６３  仮想Ｓ／Ｐ−ＧＷ
７０  データ管理部
７１  分類処理部
７２  同期処理部
１０１  プロセッサ
１０２  メモリ
１０３  ネットワーク接続装置
１０４  バス
１２０  仮想ＣＮ装置
２３１  管理ＯＳ
２４１、２５１、２６１  ゲストＯＳ
【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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【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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【図１６】
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