JP2016208112A - 通信システム及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局間ハンドオーバの実行に利用可能なコネクションを確立可能とする。【課題手段】制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを隣接基地局との間で実行可能な小型基地局であって、隣接小型基地局の配下の端末が隣接小型基地局から小型基地局へ移動する第１のハンドオーバが実行されるときに隣接基地局から制御装置へ送信されるハンドオーバメッセージ及び制御装置から基地局へ送信されるハンドオーバメッセージを用いて転送された隣接基地局のアドレスを記憶する記憶装置と、所定の接続条件が満たされる場合に記憶装置に記憶された隣接基地局のアドレスを用いて第２ハンドオーバに利用可能なコネクションの接続要求を隣接基地局へ送信し隣接基地局とコネクションを確立する処理を行う制御装置とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、通信システム及び基地局に関する。

移動通信サービスを提供する通信システムの規格の一つにLong Term Evolution（ＬＴ
Ｅ）がある。ＬＴＥに係るネットワークは、コアネットワークと無線ネットワークとを含む。無線ネットワークは、コアネットワークに直接に接続された無線基地局（“ｅＮＢ”と表記される。以下「基地局」とも表記）によって形成される。

基地局は、コアネットワークを形成する基地局の制御装置（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）とＳ１インタフェースと呼ばれるインタフェースを介して接続される。また、基地局間は、Ｘ２インタフェースと呼ばれるインタフェースを介して接続される。或る基地局の配下の端末が或る基地局に隣接する基地局（隣接基地局）の生成するセル（隣接セル）にハンドオーバする方法には、二つの方法がある。一つは、基地局の制御装置であるＭＭＥを介して行われるハンドオーバであり、Ｓ１ハンドオーバと呼ばれる。もう一つは、基地局間で直接に行われる（ＭＭＥを介しない）ハンドオーバであり、Ｘ２ハンドオーバと呼ばれる。

近年、スマートフォンの普及などによってトラフィック量が急激に増大している。トラフィック量の需要に応じた通信容量を確保するため、既存の基地局より送信電力の小さい小型の基地局を設置することが考えられている。小型の基地局は、フェムト基地局と呼ばれ、フェムト基地局の形成するセルは、フェムトセルと呼ばれる。フェムトセルのセル半径は、既存の基地局が形成するセルよりも小さい。このため、既存の基地局は、マクロ基地局と呼ばれ、マクロ基地局の形成するセルは、マクロセルと呼ばれる。フェムトセルは、個人宅、オフィス、店舗などに局地的に配置され、アクセスネットワークを介してコアネットワークに接続される。フェムト基地局は、“Home eNB”とも呼ばれる。

マクロ基地局が設置される場合には、事前に設置位置の環境が調査され、隣接セルの情報がマクロ基地局のシステムデータとして登録される。フェムト基地局の設置においても、例えば、Configuration Management（ＣＭ）データと呼ばれるネットワークの構成情報に詳細な隣接セルの情報を加えることが可能である。

しかし、フェムト基地局は可搬性を有し、フェムト基地局の周辺のネットワーク環境は設置位置に応じて変動する。このため、フェムト基地局には、ＣＭデータとして必要最小限の情報が静的に設定され、未設定の情報は隣接セルや無線端末（User Equipment (ＵＥ)と呼ばれる。以下、「端末」とも表記する）から収集される。

特開２００９−０４４３３６号公報 特表２０１２−５３１８６５号公報

3GPP TS 36.331 v12.4.1 (2014-12), 6.3.1

しかしながら、隣接セルや端末から得られる隣接セルの情報には、隣接基地局のアドレスのような、隣接基地局とのコネクションの確立に使用される情報が含まれていなかった。また、フェムト基地局に静的に設定されるＣＭデータにも、コネクションの確立に使用される情報は含まれていなかった。このため、フェムト基地局は、実質的にＸ２ハンドオーバを行うことができなかった。

本発明の一態様は、基地局間ハンドオーバの実行に利用可能なコネクションを確立可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを隣接基地局との間で実行可能な基地局である。基地局は、前記隣接基地局の配下の端末が前記隣接基地局から前記基地局へ移動する前記第１のハンドオーバが実行されるときに前記隣接基地局から前記制御装置へ送信されるハンドオーバメッセージ及び前記制御装置から前記基地局へ送信されるハンドオーバメッセージを用いて転送された前記隣接基地局のアドレスを記憶する記憶装置と、所定の接続条件が満たされる場合に前記記憶装置に記憶された前記隣接基地局のアドレスを用いて前記第２ハンドオーバに利用可能なコネクションの接続要求を前記隣接基地局へ送信し前記隣接基地局と前記コネクションを確立する処理を行う制御装置とを含む。

本発明の一態様によれば、基地局間ハンドオーバの実行に利用可能な接続を確立することができる。

図１は、実施形態に係る通信システム（ネットワークシステム）の構成例を示す。 図２は、フェムト基地局のハードウェア構成例を示す。 図３は、フェムト基地局が有する機能の説明図である。 図４は、Ｘ２接続情報の管理テーブル及び自局情報の例を示す図である。 図５は、通信システムにおける動作例１の説明図である。 図６は、動作例１のフェーズ１に係る処理例を示すフローチャートである。 図７は、フェーズ１における管理テーブルの登録内容を示す。 図８は、動作例１のフェーズ２の説明図である。 図９Ａは、動作例１のフェーズ２の説明図である。 図９Ｂは、図９Ａに示したHandover Requiredメッセージに含まれるUE History Information のデータ構造例を示す図である。 図９Ｃは、図９Ａに示したHandover Requestメッセージを受信した基地局によって更新された管理テーブルの内容（隣接Femto情報（隣接基地局情報））の例を示す。 図１０は、フェーズ２に係る処理例を示すフローチャートである。 図１１は、Ｘ２接続の手順を示すシーケンス図である。 図１２は、Ｘ２切断処理を示すシーケンス図である。 図１３は、Ｘ２ハンドオーバの手順の例を示すシーケンス図である。 図１４は、動作例２における処理例を示すフローチャートである。 図１５は、動作例３の処理例を示すフローチャートである。 図１６は、動作例３の処理例を示すフローチャートである。 図１７は、動作例４の説明図であり、基地局が現在の設置位置の近傍に移動したケースを示す。 図１８は、動作例４の説明図であり、基地局が現在の設置位置から遠方に移動したケースを示す。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、実施形態の構成に限定されない。

実施形態では、次のような通信システムについて説明する。通信システムは、夫々フェムト基地局である第１基地局と第２基地局とを含む。端末が第１基地局から第２基地局へ移動するＳ１ハンドオーバが実施される場合に、ハンドオーバ元の基地局（ソース基地局)である第１基地局は、第１基地局のＩＰアドレスをハンドオーバメッセージに載せてＭ
ＭＥへ送信する。ＩＰアドレスは、例えばUE History Informationに載せられる。ＭＭＥは、ＩＰアドレスを含んだハンドオーバメッセージをハンドオーバ先の基地局(ターゲッ
ト基地局)である第２基地局へ送信する。ターゲット基地局は、ＭＭＥから受信されるハ
ンドオーバメッセージに含まれる第１基地局のＩＰアドレスと隣接セルの識別子（例えば、Global ENB ID）とを管理テーブルに記憶する。

第２基地局は、管理テーブルを用いて、所定期間内における第１基地局と第２基地局との間のハンドオーバ（「ＨＯ」とも表記）の発生回数（ハンドオーバの頻度（ＨＯ頻度））及びReference Signal Received Power（ＲＳＲＰ）の計測を行い、計測の結果を管理
テーブルに記憶する。ＲＳＲＰは、基地局８から送信される参照信号（Reference Signal）の受信レベル（受信強度）を示す値である。第２基地局は、ＨＯ頻度とＲＳＲＰとの少なくとも一方が閾値を超過する（所定範囲に達する）ときに第１基地局のＩＰアドレスを用いてＸ２ハンドオーバに利用可能な第１基地局とのコネクション（“Ｘ２接続”と呼ぶ）を確立する。Ｘ２接続を用いて第１基地局と第２基地局とはＸ２ハンドオーバを実行することができる。また、所定期間における頻度及びＲＳＲＰの少なくとも一方、又は双方が閾値を下回った場合には、コネクション（Ｘ２接続）を切断する。

＜ネットワーク構成＞
図１は、実施形態に係る通信システムの構成例を示す。図１の例において、ネットワークは、コアネットワーク１とコアネットワーク１に接続された無線ネットワーク２とを含む。コアネットワーク１は、ＭＭＥ３と、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）４と、パケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）５を含んでいる。ＭＭＥ３，Ｓ−ＧＷ４及びＰ−ＧＷ５は、キャリア網６によって接続されている。

ＭＭＥ３は、ネットワーク制御を扱うＣプレーンのアクセスゲートウェイであり、シーケンス制御及びハンドオーバ制御，端末の待受時の位置管理（端末の位置登録），基地局に対する着信時の呼び出し（ページング），端末の認証（ＮＡＳ（Non Access Stratum））などを行う。Ｓ−ＧＷ４は、ユーザデータ（ユーザパケット）を扱うゲートウェイであり、ＬＴＥのユーザデータをＰ−ＧＷ５へ転送する。Ｐ−ＧＷ５は、ユーザパケットをインターネットやイントラネットのような外部ネットワークに接続するためのゲートウェイである。ＭＭＥ３は、基地局の「制御装置」の一例である。

無線ネットワーク２は、キャリア網６に接続されたマクロ基地局７と、フェムト基地局（Home eNB）である基地局８とを含む。図１の例では、基地局８として、基地局８Ａと基地局８Ｂとがアクセス網９及びセキュリティゲートウェイ（ＳｅＧＷ）１０を介してキャリア網６に接続されている。以下の説明において、フェムト基地局を区別せずに指す場合には「基地局８」又は「フェムト基地局８」との表記を用いる。

各基地局８はＳ１インタフェースを介してＭＭＥ３と接続されている。また、各基地局８とＳ−ＧＷ４との間には、ユーザパケットを転送するためのパス（ベアラ）が確立され
る。基地局８の配下の端末（ＵＥ）１１は、基地局８との間で確立した無線ベアラを用いてユーザパケットを送受信することができる。

基地局８は、マクロ基地局７が形成するセル（マクロセル）より小さいセル半径を有するセル（フェムトセル）を形成する。基地局８Ａのセルと基地局８Ｂのセルとはセル間で端末１１がハンドオーバ可能な隣接セルをなす。基地局８は、可搬性を有する。

なお、基地局８（フェムト基地局）は、セル半径がマクロセルより小さいセルを形成し、且つ可搬性を有する基地局（スモール基地局又は小型基地局と呼ぶ）の一例である。スモール基地局の概念は、フェムト基地局，ピコセルを形成するピコ基地局，フェムトセルより大きくマクロセルより小さいセル半径のセルを形成するスモール基地局を含む。

＜フェムト基地局の構成＞
図２は、フェムト基地局のハードウェア構成例を示す。図２において、基地局８は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１３と、ＣＰＵ１３に接続された主記憶装置１４，補
助記憶装置１５，回線インタフェース（回線ＩＦ）１６，及びRadio Frequency（ＲＦ回
路）１７とを含む。ＲＦ回路１７には、アンテナ１８が接続されている。

主記憶装置１４は、ＣＰＵの作業領域，プログラムの実行領域，データのバッファ領域として使用される。主記憶装置１４は、例えば、Random Access Memory（ＲＡＭ）或いはＲＡＭとRead Only Memory（ＲＯＭ）との組み合わせによって形成される。

補助記憶装置１５は、ＣＰＵ１３によって実行されるプログラムや、プログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。補助記憶装置１５は、少なくとも１つの不揮発性記憶媒体で形成される。不揮発性記憶媒体として、フラッシュメモリ，ハードディスク，Solid State Drive（ＳＳＤ），Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ）から少なくとも１つを選択することができる。

回線ＩＦ１６は、例えば、Local Area Network（ＬＡＮ）カードやネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を用いて形成される。回線ＩＦ１６は、アクセス網９と接続される物理回線を収容する。物理回線上にＳ１回線及びＸ２回線が設けられる。回線ＩＦ１６を用いてＭＭＥ３や隣接基地局との間でメッセージの送受信が行われる。

ＲＦ回路は、ＣＰＵ１３で生成されるベースバンド信号をＲＦ信号（電波）に変換してアンテナ１８から放射する。また、アンテナ１８で受信されるＲＦ信号（電波）は、ＲＦ回路１７でベースバンド信号に変換され、ＣＰＵ１３に入力される。

ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されたプログラムを主記憶装置１４にロードして実行する。これによって、ＣＰＵ１３は、様々な処理を行う。ＣＰＵ１３で行われる処理の少なくとも一部は、Digital Signal Processor（ＤＳＰ）で行われるようにしても良い。或いは、処理の少なくとも一部が、Field Programmable Gate Arrayのようなプログ
ラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ），集積回路（ＩＣ，ＬＳＩ，Application Specific
Integrated Circuit（ＡＳＩＣ））のような半導体デバイスによって行われるようにし
ても良い。ＣＰＵ１３は、「プロセッサ」，「（第１及び第２の）制御装置」又は「コントローラ」の一例である。主記憶装置１４及び補助記憶装置１５の夫々は、「記憶装置」又は「メモリ」の一例である。

図３は、フェムト基地局が有する機能の説明図である。フェムト基地局８は、プログラム実行により、ＲＲＣプロトコル変換部２１，Ｓ１ＡＰプロトコル変換部２２，Ｘ２ＡＰプロトコル変換部２３，報知情報処理部２４，セル制御部２５，呼処理制御部２６及び局
間接続／リソース管理部２７を含む装置として動作する。

ＲＲＣプロトコル変換部２１（以下、「プロトコル変換部２１」と表記）は、ＲＲＣ（Radio Resource Control：無線リソース制御）プロトコルのエンコード及びデコードを行う。ＲＲＣ層は、報知情報，ページング，ＲＲＣ接続（端末との無線リンク接続），無線ベアラ管理，モビリティなど、端末の制御を司る。

Ｓ１ＡＰプロトコル変換部２２（以下、「プロトコル変換部２２」と表記）は、基地局とＭＭＥ３との通信に使用されるプロトコルであるＳ１ＡＰ（S1 Application Protocol
）のエンコード及びデコードを行う。Ｘ２ＡＰプロトコル変換部２３（以下、「プロトコル変換部２３」と表記）は、基地局同士の通信に使用されるプロトコルであるＸ２ＡＰ（S1 Application Protocol）のエンコード及びデコードを行う。

報知情報処理部２４は、報知情報（基地局に係るシステム情報）をセルに送信（報知）するための処理を行う。セル制御部２５は、セルの設定及び管理を司る。呼処理制御部２６は、ユーザ（端末）単位での呼処理を行う。局間接続／リソース管理部２７は、局間のリンク設定及び管理を行う。

実施形態に係るデータ管理及び処理は、局間接続／リソース管理部２７（以下、「管理部２７」と表記）にて行われる。管理部２７は、プロトコル変換部２１〜２２での処理で得られた情報(Measurement ReportやHandover Requestに含まれる情報)を取得する。また、管理部２７は、呼処理制御部２６で保持されている隣接セル情報を取得する。管理部２７は、Ｘ２接続情報の管理テーブルの生成及びＸ２接続処理を実行する。

＜Ｘ２接続情報管理テーブル＞
図４は、Ｘ２接続情報の管理テーブル３０及び自局情報３１の例を示す図である。管理テーブル３０及び自局情報３１は、例えば、主記憶装置１４及び補助記憶装置１５の少なくとも一方に記憶される。

管理テーブル３０は、基地局８（隣接基地局）の識別子である（Global ENB ID）と基
地局８のＩＰアドレスとを関連づけて記憶する。Measurement ReportやHandover Requestのような基地局８が受信するメッセージでは、基地局８（隣接基地局）は、Global ENB IDによって特定される。このため、ＩＰアドレスがどの基地局８のＩＰアドレスかを識別
するためには、Global ENB IDとの紐づけが好適である。なお、Global ENB IDは、公衆携帯電話網番号であるPublic Land Mobile Network Number（ＰＬＭＮ）とセル識別子であ
るCell Global Identify（ＣＧＩ）の組み合わせである。以下の説明において、隣接基地局のことを指して「隣接セル」と表記することもある。

管理テーブル３０は、さらに、所定期間における隣接基地局とのハンドオーバ（ＨＯ）回数（ＨＯの頻度）を記憶する。ハンドオーバには、隣接基地局から自局へ端末１１が移動するインバンドハンドオーバと、自局から隣接基地局へ端末１１が移動するアウトバンドハンドオーバとがある。管理テーブル３０は、インバンドハンドオーバの回数とアウトバンドハンドオーバの回数との双方を隣接セル毎に記憶する。さらに、管理テーブル３０は、隣接セル毎のＲＳＲＰ値を記憶する。ＲＳＲＰ値として、例えば、所定期間におけるＲＳＲＰの移動平均が使用される。但し、移動平均以外の値が使用されても良い。さらに、管理テーブル３０は、各隣接基地局についてＸ２接続中か否かを示す値（Ｘ２接続判定値）を記憶することができる。図４の例では、Ｘ２接続判定値“１”はＸ２接続状態を意味し、Ｘ２接続判定値“０”は、Ｘ２接続が行われていない（未接続状態）を意味する。

自局情報３１として、基地局８自身のGlobal ENB IDとＩＰアドレスとが関連づけて記
憶される。自局情報３１は基地局８に静的に設定される。これに対し、管理テーブル３０に登録される情報は、基地局８で受信される情報に基づき作成される。

＜動作例＞
図５は、通信システムにおける動作例１の説明図である。図５には、複数のフェムト基地局である基地局８ａ〜８ｅ（Femto1〜Femto5）が図示されている。基地局８ｂ〜８ｅは、基地局８ａのセルの隣接セルを形成する。

＜フェーズ１＞
基地局８ａの電源がオンにされると、基地局８ａはセルを形成する。セル内に入った端末（ＵＥ）１１は、ＲＲＣコネクション（無線リンク）の確立手順を行い、基地局８ａに無線接続する。すると、基地局８ａは、各端末１１へ測定報告メッセージ（Measurement Report）の送信を要求する送信要求メッセージ（rrcConnectionReconfiguraiton）を送信する。

送信要求メッセージを受信した各端末１１は、基地局８ａへMeasurement Reportを送信する。図６は、動作例１のフェーズ１に係る処理例を示すフローチャートである。図６の処理は、ＣＰＵ１３（管理部２７）によってなされる。

基地局８ａは、Measurement Reportを受信する（０１）。すると、基地局８ａは、例えば補助記憶装置１５に管理テーブル３０が記憶されているか否かを判定する（０２）。管理テーブル３０が記憶されていなければ、基地局８ａは、主記憶装置１４上で管理テーブル３０を作成し、補助記憶装置１５に記憶する（０６）。Measurement Reportは、各隣接基地局のGlobal ENB IDとＲＳＲＰとを含んでいる。基地局８ａは、管理テーブル３０の
空きエントリにMeasurement Reportに含まれた各隣接基地局のGlobal ENB IDとＲＳＲＰ
とを登録する。Measurement Reportが複数の隣接基地局の情報を含んでいる場合、各隣接基地局のエントリが管理テーブル３０に登録される。なお、管理テーブル３０は、Ｘ２接続判定値が更新される毎に補助記憶装置１５へ保存（バックアップ）される。

０２の処理において管理テーブル３０が存在する場合には（０２，Ｙｅｓ）、管理テーブル３０がMeasurement Report中の情報を用いて更新される（０３）。このとき、Measurement Report中のGlobal ENB ID（隣接基地局）に対応するエントリが管理テーブル３０
に登録されていなければ、当該Global ENB IDを含む新たなエントリが登録され、ＲＳＲ
Ｐ値が更新される。対応するGlobal ENB IDのエントリが管理テーブル３０に既に存在す
る場合には、当該エントリのＲＳＲＰ値が更新される。

０４の処理では、基地局８ａは、更新されたＲＳＲＰ値が、Ｘ２接続可否判定用の上限閾値（ＴＨＵ）を超過するか否かを判定する。このとき、ＲＳＲＰ値が閾値を超過しない場合には（０４，Ｎｏ）、何も行われない。これに対し、ＲＳＲＰ値が閾値を超過する場合（０４，Ｙｅｓ）には、当該エントリのGlobal ENB IDで特定される隣接基地局とのＸ
２接続が開始される（０５）。なお、０４の判定処理は、上限閾値以上か否かの判定であっても良い。

Measurement Reportは、基地局８のＩＰアドレスを含んでいない。このため、管理テーブル３０が新規に作成された時点で登録されるエントリには、ＩＰアドレスが登録されない。従って、図７に例示するように、管理テーブル３０には、各端末１１からのMeasurement Reportで報告された隣接基地局（基地局８ｂ〜８ｅ）のエントリには、Global ENB ID(PLMN+CGI)とＲＳＲＰ値が登録される。しかし、ＩＰアドレスは未登録の状態である。
また、Ｘ２接続判定値として“０”が設定される。

＜フェーズ２＞
図８，図９Ａ，図９Ｂ及び図９Ｃは、動作例１のフェーズ２の説明図である。図８に示すように、基地局８ａの隣接基地局である基地局８ｂの配下の端末１１（端末１１ａとする）が基地局８ｂから基地局８ａに移動する場合を仮定する。この場合、端末１１ａは、基地局８ｂにMeasurement Reportを送信する（図９Ａ＜１＞）。このMeasurement Reportにおいて、基地局８ｂからの電波の受信レベル（受信強度）が低下する一方で、基地局８ａからの電波の受信レベル（受信強度）が上昇したことが基地局８ｂに報告される。基地局８ｂのGlobal ENB ID は、一例として、“PLMN=33f008”及び“CID=4f0002”であり、
ＩＰアドレスは、一例として、“10.34.100.2”である。

基地局８ｂは、ソース基地局となり、端末１１ａをターゲット基地局（基地局８ａ）にハンドオーバさせるため、次のような手順でＳ１ハンドオーバが実行される。基地局８ｂは、ＭＭＥ３へハンドオーバの要求メッセージ（HandoverRequired）を送信する（図９Ａ＜２＞）。ＭＭＥ３は、HandoverRequiredに含まれた情報を含むハンドオーバの要求メッセージ（HandoverRequest）を基地局８ａに送信する（図９Ａ＜３＞）。HandoverRequestは基地局８ａで受信される。基地局８ａは、ハンドオーバに向けた所定の処理を行い、応答メッセージ（Handover Request Acknowledge）をＭＭＥ３に送信する（図９Ａ＜４＞）。ＭＭＥ３は、基地局８ｂに応答メッセージ（Handover command）を送信する（図９Ａ＜５＞）。このような手順を経て端末１１ａが基地局８ａに移動する。

メッセージ“HandoverRequired”は、UE history informationと呼ばれるフィールドを有している（図９Ｂ参照）。基地局８ｂは、UE history informationに格納されるオプションの情報として、自局のＩＰアドレスを含める（図９Ｂ，“eNB IP Address”参照）。ＭＭＥ３は、基地局８ｂから受信されたUE history informationを含んだHandoverRequestを基地局８ａに送信する。

HandoverRequestを受信した基地局８ａは、HandoverRequestのUE History InformationにＩＰアドレスが設定されていた場合には、当該ＩＰアドレスを管理テーブル３０に登録する。UE History Informationは、基地局８ｂのGlobal ENB IDを含んでいる。このため
、基地局８ａは、Global ENB IDに基づいて管理テーブル３０中の基地局８ｂに対応する
エントリを検索し、検索されたエントリに基地局８ｂのＩＰアドレスを登録する（図９Ｃ参照）。このとき、基地局８ａは、基地局８ｂに対応するエントリに関してインバンドハンドオーバ（ＩＨＯ）の回数をカウントアップ（１加算）する。なお、当該エントリについては、基地局８ａから基地局８ｂへのアウトバンドハンドオーバ（ＯＨＯ）が実行された場合にも、ＯＨＯ回数が１加算される。

上記した動作例において、基地局８ｂは「第１基地局」の一例であり、基地局８ａは、「第２基地局」の一例である。Handover Required及びHandover Requestのそれぞれは、
「ハンドオーバメッセージ」の一例である。

図１０は、フェーズ２に係る処理例を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、基地局８のＣＰＵ１３（管理部２７）によって実行される。基地局８（図８及び図９Ａの例では基地局８ａ及び８ｂ）は、Handover Requiredを送信、又は、隣接基地局からHandover Requestを受信した場合に（１１）、管理テーブル３０の隣接基地局（Global ENB IDで特定）に係るエントリ中のＨＯ回数をカウントアップする。カウントアッブはハンドオーバが発生する度に実施される。

基地局８は、ハンドオーバ頻度(インバンドハンドオーバ回数+アウトバンドハンドオーバ回数)を計算する（１３）。判定閾値として上限閾値(ＴＨＵＣ：例えば、１００回)と
下限閾値(ＴＨＤＣ：例えば、５０回)とが設けられる。上限閾値及び下限閾値の値は適宜
設定可能である。また、１つの閾値が設けられることもあり得る。ハンドオーバ頻度の上限閾値及び下限閾値は、予め補助記憶装置１５に記憶されている。

１３の処理において、ハンドオーバ頻度（ハンドオーバの発生回数）がＴＨＵを超過するか否か（ＴＨＵを超える値（所定値）に達したか否か）を基地局８は判定する。ハンドオーバ頻度がＴＨＵを超過する場合には（１３，Ｙｅｓ）、Ｘ２接続要と判定される。基地局８は、Ｘ２接続要と判定した隣接基地局のエントリに登録されているＸ２接続判定値を参照し、Ｘ２接続状態か否かを判定する（１４）。Ｘ２接続判定値が“１（接続中）”であれば、処理が１６に進み、Ｘ２接続判定値が“０（未接続）”であれば、処理が１５へ進む。

１５の処理では、Ｘ２接続が実行される。図１１は、Ｘ２接続の手順を示すシーケンス図である。基地局８ａ及び８ｂは、トランスポート層プロトコルとして、Stream Control
Transmission Protocol（ＳＣＴＰ）をサポートしている。基地局８ａ及び８ｂは、ＳＣＴＰにおけるいわゆる４ウェイハンドシェイクと呼ばれるメッセージ交換を行い、ＳＣＴＰのコネクション（セッション）を確立する（図１１＜１＞〜＜４＞）。

基地局８ａは、ＳＣＴＰメッセージの宛先ＩＰアドレスとして、管理テーブル３０に記憶された基地局８ｂのＩＰアドレスを設定し、送信元ＩＰアドレスとして、自局情報３１に含まれた基地局８ａのアドレスを設定する。４ウェイハンドシェイク手順で基地局８ａから基地局８ｂに送信されるＳＣＴＰのＩＮＩＴメッセージは、「コネクションの接続要求」の一例である。

ＳＣＴＰコネクションの確立後、基地局８ａは、Ｘ２ＡＰに則った設定要求メッセージ（X2 Setup Request）を基地局８ｂに送信する（図１１＜５＞）。基地局８ｂは、X2 Setup Requestに基づきＸ２インタフェース（Ｘ２回線）に係る設定を行う。設定が終了すると、基地局８ｂは、応答メッセージ（X2 Setup Response）を基地局８ａに送信する（図
１１＜６＞）。このようにして、Ｘ２接続（基地局間のＸ２ＡＰ層での接続）が行われる。

図１０に戻って、基地局８は、ハンドオーバ回数として、所定期間(例えば、１時間)のハンドオーバ頻度(ＩＨＯ回数＋ＯＨＯ回数)を計数し管理テーブル３０で保持する。所定期間が経過すると（１６，Ｙｅｓ）、基地局８は、ハンドオーバ頻度が下限閾値（ＴＨＤＣ）を下回るか否かを判定する。所定期間の長さは適宜設定可能である。

ハンドオーバ頻度が下限閾値（ＴＨＤＣ）を下回る場合には（１７，Ｙｅｓ）、処理が１８に進み、そうでない場合には（１７，Ｎｏ）には、処理が２０に進む。１８の処理では、基地局８は、Ｘ２接続判定値を参照し、Ｘ２接続状態であるか否かを判定する。このとき、Ｘ２接続状態（“１”）でなければ（１８，Ｎｏ）、処理が２０に進む。これに対し、Ｘ２接続状態（“１”）であれば（１８，Ｙｅｓ）、処理が１９に進む。

１９の処理では、基地局８は、Ｘ２切断処理を行う。図１２は、Ｘ２切断処理を示すシーケンス図である。基地局８ａは、ＳＣＴＰコネクションの切断メッセージ（Shutdown）を基地局８ｂに送信する。これにより、ＳＣＴＰコネクションが切断され、Ｘ２接続が切断状態になる。

図１０に戻って、２０の処理では、基地局８は、ハンドオーバ頻度をリフレッシュ（リセット）し、計数を再び開始する。その後、処理が１１に戻る。Ｘ２接続状態では、Ｓ１ハンドオーバは実施されず、Ｘ２ハンドオーバが実施される。なお、実施形態では、ＩＨＯ回数とＯＨＯ回数との和が閾値判定に用いられているが、いずれか一方が閾値判定に用
いられるようにすることもあり得る。この場合、ＩＨＯとＯＨＯとの夫々について異なる閾値が用意されても良い。

以上説明したように、図１０の処理では、ハンドオーバ頻度が上限閾値を超過する場合に所定の接続条件が満たされたと判定され、Ｘ２接続状態でなければ、接続要求（ＩＮＩＴメッセージ）を送信してＸ２接続が行われる。

＜Ｘ２ハンドオーバ＞
図１３は、Ｘ２ハンドオーバの手順の例を示すシーケンス図である。図１３において、基地局８ａの配下の端末１１（ＵＥ）は、基地局８ａのＲＳＲＰが低下し且つ基地局８ｂのＲＳＲＰが上昇すると、Measurement Reportを基地局８ａに送信する（図１３＜１＞）。すると、基地局８ａ（ソース基地局）は、Ｘ２ＡＰ層のハンドオーバ要求メッセージ（X2AP: Handover Request）を基地局８ｂ（ターゲット基地局）へ送信する（図１３＜２＞）。

基地局８ｂは、Handover Requestに基づく処理を行い、応答メッセージ（X2AP: Handover Request Acknowledge）を基地局８ａに送信する（図１３＜３＞）。すると、基地局８ａは、端末１１に、無線リンクの変更（基地局８ｂとの無線接続）を要求するメッセージ（Connection Reconfiguration）を送信する（図１３＜４＞）。続いて、基地局８ａは、シーケンス番号（ＳＮ）状態を基地局８ｂに知らせる（図１３＜５＞）。

その後、端末１１と基地局８ｂとの間で無線接続が完了すると、完了メッセージ（Connection Reconfiguration Complete）が基地局８ｂに送信される（図１３＜６＞）。する
と、基地局８ｂは、ＭＭＥ３に対し、基地局８ａとＳ−ＧＷ４との間で設定されていたパス（ベアラ）を基地局８ｂとＳ−ＧＷ４とのパスに切り替えることを要求するＳ１ＡＰ層のメッセージ（S1AP: Path Switch Request）を送信する（図１３＜７＞）。

ＭＭＥ３は、メッセージに従ってＳ−ＧＷ４の動作を制御し、パス（ベアラ）の張り替えを行う。張り替えが完了すると、ＭＭＥ３は、基地局８ｂに対し、完了メッセージ（Path Switch Request Acknowledge）を送信する（図１３＜８＞）。基地局８ｂは、Ｘ２ハ
ンドオーバの完了を示すメッセージ（UE Context Release）を基地局８ａに送信する（図１３＜９＞）。基地局８ａは、端末１１に係るコンテキスト情報を開放し、Ｘ２ハンドオーバを終了する。このようにして、基地局８ａと基地局８ｂとは、Ｘ２接続を用いてＸ２ハンドオーバを実行することができる。

＜動作例２＞
管理テーブル３０は、隣接セル（隣接基地局）のＲＳＲＰを管理する。基地局８は、端末１１が通信状態である場合には、例えば定期的にrrcConnectionReconfiguraitonを送信し、端末１１からのMeasurement Reportによる情報取得を実施する。また、基地局８は、ハンドオーバ発生時におけるMeasurement Reportでも情報を得ることができる。基地局８は、得られたＲＳＲＰの情報を用いて、ＲＳＲＰの移動平均値を計算し、管理テーブル３０のＲＳＲＰ値を更新する。

図１４は、動作例２における処理例を示すフローチャートである。図１４の処理は、基地局８のＣＰＵ１３（管理部２７）によって実行される。図１４の例では、各隣接基地局のＩＰアドレスが管理テーブル３０に登録されていると仮定する。

２１の処理で、基地局８は、Measurement Reportを受信すると、Measurement Reportで特定される隣接基地局のエントリを管理テーブル３０から検索し、ＲＳＲＰ値の移動平均を計算し、ＲＳＲＰ値を更新する（２２）。

続いて、基地局８は、更新されたＲＳＲＰ値が所定の上限閾値（ＴＨＵＲ：例えば、−７０ｄＢ)を超過するか否かを判定する。ＲＳＲＰ値が上限閾値を超過する場合には（２
３，Ｙｅｓ）、処理が２４に進み、そうでない場合には（２３，Ｎｏ）、処理が２６に進む。なお、ＲＳＲＰの判定用の上限閾値及び下限閾値（ＴＨＤＲ：切断用の閾値）は、予め補助記憶装置１５に記憶されている。上限閾値と下限閾値として同じ値を使用することがあり得る。

２４において、基地局８は、Ｘ２接続状態か否かを判定し、Ｘ２接続状態であれば（２４，Ｙｅｓ）、処理を２１に戻す。これに対し、Ｘ２接続状態でなければ（２４，Ｎｏ）、基地局８は、２５の処理にて、隣接基地局とＸ２接続を行う（図１１参照）。その後、処理が２１に戻る。

処理が２６に進んだ場合には、基地局８は、ＲＳＲＰ値が所定の下限閾値（ＴＨＤＲ：例えば−１００ｄＢ)を下回るか否かを判定する。ＲＳＲＰ値が下限閾値以上であれば（
２６，Ｎｏ）、処理が２１に戻る。これに対し、ＲＳＲＰ値が下限閾値を下回る場合には（２６，Ｙｅｓ）、基地局８は、Ｘ２接続状態であるか否かを判定する（２７）。このとき、Ｘ２接続状態であれば（２７，Ｙｅｓ）、基地局８は、Ｘ２接続の切断処理を行う（図１２参照）。これに対し、Ｘ２接続状態でなければ（２７，Ｎｏ）、処理が２１に戻る。このように、Ｘ２接続及び切断がＲＳＲＰ値に基づいて行われるようにすることができる。

以上説明したように、図１４の処理では、ＲＳＲＰ値が上限閾値を超過する場合に所定の接続条件が満たされたと判定され、Ｘ２接続状態でなければ、接続要求（ＩＮＩＴメッセージ）を送信してＸ２接続が行われる。

＜動作例３＞
図１５及び図１６は、動作例３の処理例を示すフローチャートである。動作例３では、Ｘ２接続の要否判定にＨＯ頻度及びＲＳＲＰ値の双方が用いられる。図１５及び図１６の処理は、基地局８のＣＰＵ１３（管理部２７）によって実行される。

４１の処理において、基地局８は、Measurement Reportを受信，Handover Requestを受信，又はHandover Requiredを送信した場合に、Measurement Reportの受信か否かを判定
する。Measurement Reportの受信であれば、基地局８は、対応するエントリを管理テーブル３０から検索し、検索されたエントリに係るＲＳＲＰの移動平均を計算し（４３）、当該エントリに登録する（４４）。

基地局８は、エントリのＲＳＲＰ値がＲＳＲＰ値の上限閾値（ＴＨＵＲ）を超過し（４５，Ｙｅｓ）、且つＨＯ頻度がＨＯ頻度の上限閾値（ＴＨＵＣ）を超過する場合（４６，Ｙｅｓ）には、Ｘ２接続状態か否かを判定する（４７）。このとき、Ｘ２接続状態であれば（４７，Ｙｅｓ）、処理が４１に戻る。これに対し、Ｘ２接続状態でなければ（４７，Ｎｏ）、Ｘ２接続が実行される（４８）。

一方、ＲＳＲＰ値が上限閾値を超えない場合には（４５，Ｎｏ）、処理が４９に進み、ＨＯ頻度が上限閾値を超えない場合には（４６，Ｎｏ）、処理が４１に戻る。４９〜５１の処理は、図１５に示した２６〜２８の処理と同じであるので説明を省略する。４９及び５０でＮｏの判定がなされた場合、及び５１の処理が終了すると、処理が５２へ進む。５２〜５６の処理は、図１０に示した１６〜２０の処理と同じであるので説明を省略する。なお、５２にてＮｏの判定がなされた場合、５６の処理が終了した場合には、処理が４１に戻る。

＜動作例４＞
上述したように、基地局８は可搬性を有し、必要に応じて設置位置が変更される。図１７は、動作例４の説明図であり、基地局８ａが現在の設置位置の近傍に移動したケースを示す。移動によって、基地局８ｄ及び基地局８ｅのセルが基地局８ａのセルと隣接しなくなり、基地局８ｄ及び基地局８ｅの夫々と基地局８ａとの間でハンドオーバが実施できなくなっている。

基地局８ａの移動に際し、基地局８ａの電源がオフにされても、管理テーブル３０は補助記憶装置１５（不揮発性記憶媒体）で保存されているので、管理テーブル３０の登録内容は維持される。

移動後に基地局８ａの電源がオンにされ、端末１１が基地局８ａに接続して通信状態を維持していると仮定する。この場合、基地局８ａは端末１１に送信要求メッセージを送ってMeasurement Report送信を促し、Measurement Reportを各端末１１から受信する。基地局８ａの移動によって、各端末１１のMeasurement Reportから基地局８ｂ及び８ｃの情報が得られ、基地局８ｄ及び８ｅの情報は得られない状態となる。

基地局８ａは補助記憶装置１５に保存されている移動前の管理テーブル３０を主記憶装置１４に展開し、各端末１１からのMeasurement Reportから得られるGlobal ENB IDが管
理テーブル３０に登録されているか否かを判定する。このとき、基地局８ｂ及び８ｃのエントリが登録されていることから、基地局８ａは、基地局８ｂ及び８ｃのエントリの使用の継続を決定し、これらの基地局８ｂ及び８ｃに関してＲＳＲＰ値を用いた閾値判定を行う。このとき、ＲＳＲＰ値が閾値を超過する場合には、Ｘ２接続を行う。これに対し、基地局８ａは、各端末１１からのMeasurement ReportからGlobal ENB IDが得られなかった
基地局８ｄ及び８ｅのエントリを管理テーブル３０から削除する。

図１８は、動作例４の説明図であり、基地局８ａが現在位置から遠方に移動したケースを示す。図１８の例では、基地局８ａの隣接基地局は、基地局８ｂ〜８ｅから基地局８ｆ及び８ｇに変更されている。移動後に基地局８ａの電源がオンにされ、端末１１が基地局８ａに接続して通信状態を維持していると仮定する。この場合、基地局８ａは端末１１に送信要求メッセージを送ってMeasurement Reportを各端末１１から受信する。これにより、基地局８ａは、移動前の隣接基地局８ｂ〜８ｅの情報は得られない代わりに基地局８ｆ及び８ｇの情報を得る状態となる。

この場合、管理テーブル３０の登録内容の確認（チェック）において、各端末１１のMeasurement Reportから得られたGlobal ENB IDに対応するエントリはないと判定される。
そこで、基地局８ａ（ＣＰＵ１３）は、管理テーブル３０のリフレッシュ（全エントリ削除）を実行し、今回得られた隣接基地局の情報で管理テーブル３０を新たに作成する。基地局８ｆ及び８ｇの情報としては、Measurement Reportから得られたGlobal ENB IDとＲ
ＳＲＰしかない。このため、基地局８ａは、基地局８ｆ及び基地局８ｇの夫々とのハンドオーバ契機でＩＰアドレスを時点でＸ２接続の要否を判定し、判定結果に応じてＸ２接続を実施する。

＜実施形態の効果＞
実施形態によれば、基地局の設置位置の環境、及び経時に伴う環境変化に応じて隣接基地局とのＸ２接続の要否を判定し、好適な隣接基地局とのＸ２接続状態を構築することができる。Ｘ２接続のために使用されるＩＰアドレスは、Ｓ１ハンドオーバ用のメッセージを用いてソース基地局からターゲット基地局へ伝達されるので、ＩＰアドレス伝達用のメッセージやプロトコルを新たに設けることを回避できる。すなわち、開発規模及び開発工
数を低減できる。

また、ＩＰアドレスは、基地局間で伝達されるUE history informationのオプション情報として含められる。UE history informationは、基地局の識別子であるGlobal ENB ID
を含んでいるので、管理テーブル３０の検索及びＩＰアドレスの登録が容易となる。

また、基地局８の移動後も、移動前の隣接基地局からの情報が得られる場合には、当該隣接基地局に係るエントリの使用継続を決定する。これによって、当該隣接基地局については、移動後におけるハンドオーバ契機を待たずして、Ｘ２接続の要否判定を実行することができる。また、移動後に情報が端末１１から得られなくなる基地局８に係るエントリが管理テーブル３０から削除されることで、管理テーブル３０の登録内容を基地局８の周辺環境に合致する内容にすることができる。以上説明した実施形態の構成は、適宜組み合わせることができる。

１・・・コアネットワーク
２・・・無線ネットワーク
３・・・ＭＭＥ
４・・・Ｓ−ＧＷ
５・・・Ｐ−ＧＷ
８・・・フェムト基地局
１１・・・無線端末
１３・・・ＣＰＵ
１４・・・主記憶装置
１５・・・補助記憶装置
１６・・・回線インタフェース
１７・・・ＲＦ回路
１８・・・アンテナ
２７・・・局間接続／リソース管理部
３０・・・Ｘ２接続情報の管理テーブル

Claims (13)

1. 制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを実行可能な第１基地局及び第２基地局とを含み、
   前記第１基地局は、前記第１基地局の配下の端末が前記第１基地局から前記第２基地局へ移動する前記第１のハンドオーバが実行されるときに前記第１基地局のアドレスを含んだハンドオーバメッセージを前記制御装置へ送信する処理と、前記第２基地局から受信される接続要求に応じて前記第２のハンドオーバに利用可能なコネクションを前記第２基地局との間で確立する処理と、を実行する第１の制御装置を含み、
   前記第２基地局は、前記制御装置から受信されるハンドオーバメッセージ中の前記第１基地局のアドレスを記憶する記憶装置と、所定の接続条件が満たされる場合に前記記憶装置に記憶された前記第１基地局のアドレスを用いて前記第１基地局へ前記接続要求を送信し前記第１基地局と前記コネクションを確立する処理と、を実行する第２の制御装置を含む
   通信システム。
2. 制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを隣接基地局との間で実行可能な基地局であって、
   前記隣接基地局の配下の端末が前記隣接基地局から前記基地局へ移動する前記第１のハンドオーバが実行されるときに前記隣接基地局から前記制御装置へ送信されるハンドオーバメッセージ及び前記制御装置から前記基地局へ送信されるハンドオーバメッセージを用いて転送された前記隣接基地局のアドレスを記憶する記憶装置と、
   所定の接続条件が満たされる場合に前記記憶装置に記憶された前記隣接基地局のアドレスを用いて前記第２ハンドオーバに利用可能なコネクションの接続要求を前記隣接基地局へ送信し前記隣接基地局と前記コネクションを確立する処理を行う制御装置と
   を含む基地局。
3. 前記制御装置は、前記コネクションが確立されていない状態において所定期間における前記隣接基地局と前記基地局との間の前記第１ハンドオーバの発生回数が所定値に達している場合に前記接続要求を送信する
   請求項２に記載の基地局。
4. 前記制御装置は、前記コネクションが確立されていない状態において前記隣接基地局の配下の端末における前記基地局からの電波の受信レベルが閾値を超過する場合に前記接続要求を送信する
   請求項２に記載の基地局。
5. 前記制御装置は、前記コネクションが確立されていない状態において所定期間における前記隣接基地局と前記基地局との間の前記第１ハンドオーバの発生回数が所定値に達し、且つ前記隣接基地局の配下の端末における前記基地局からの電波の受信レベルが閾値を超過する場合に前記接続要求を送信する
   請求項２に記載の基地局。
6. 前記制御装置は、前記コネクションの確立状態において所定の切断条件が満たされたときに前記コネクションの切断処理を行う
   請求項２から５のいずれか１項に記載の基地局。
7. 前記制御装置は、前記コネクションの確立状態において所定期間における前記隣接基地局と前記基地局との間のハンドオーバの発生回数が切断用の閾値を下回る場合に前記切断処理を行う
   請求項６に記載の基地局。
8. 前記制御装置は、前記コネクションの確立状態において前記隣接基地局の配下の端末における前記基地局からの電波の受信レベルが切断用の閾値を下回る場合に前記切断処理を行う
   請求項６に記載の基地局。
9. 前記制御装置は、前記コネクションの確立状態において所定期間における前記隣接基地局と前記基地局との間のハンドオーバの発生回数が切断用の閾値を下回り、且つ前記隣接基地局の配下の端末における前記基地局からの電波の受信レベルが切断用の閾値を下回る場合に前記切断処理を行う
   請求項６に記載の基地局。
10. 前記記憶装置は、前記隣接基地局のアドレスと、前記隣接基地局の識別子と、前記接続条件が満たされるか否かの判定に使用される値とを関連づけて記憶し、
    前記制御装置は、前記基地局の移動後に端末から前記隣接基地局の識別子が受信される場合に前記隣接基地局の識別子と関連づけて記憶された値を用いて前記接続条件が満たされるか否かの判定を行う
    請求項２に記載の基地局。
11. 制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを隣接基地局との間で実行可能な基地局であって、
    前記基地局の配下の端末が前記基地局から前記隣接基地局へ移動する前記第１のハンドオーバが実行されるときに前記基地局のアドレスを含むハンドオーバメッセージを前記制御装置へ送信する処理と、所定の接続条件が満たされる場合に、前記隣接基地局が前記制御装置から受信したハンドオーバメッセージに含まれていた前記基地局のアドレスを用いて送信する接続要求に応じて前記第２ハンドオーバに利用可能なコネクションを前記隣接基地局との間で確立する処理を行う制御装置
    を含む基地局。
12. 制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを隣接基地局との間で実行可能な基地局のコネクション確立方法であって、
    前記基地局が、
    前記隣接基地局の配下の端末が前記隣接基地局から前記基地局へ移動する前記第１のハンドオーバが実行されるときに前記隣接基地局から前記制御装置へ送信されるハンドオーバメッセージ及び前記制御装置から前記基地局へ送信されるハンドオーバメッセージを用いて転送された前記隣接基地局のアドレスを記憶し、
    所定の接続条件が満たされる場合に前記記憶装置に記憶された前記隣接基地局のアドレスを用いて前記第２ハンドオーバに利用可能なコネクションの接続要求を前記隣接基地局へ送信し前記隣接基地局と前記コネクションを確立する
    ことを含む基地局のコネクション確立方法。
13. 制御装置を介して行われる第１のハンドオーバと基地局間で行われる第２のハンドオーバとを隣接基地局との間で実行可能な基地局のコネクション確立方法であって、
    前記基地局が、
    前記基地局の配下の端末が前記基地局から前記隣接基地局へ移動する前記第１のハンドオーバが実行されるときに前記基地局のアドレスを含むハンドオーバメッセージを前記制御装置へ送信し、
    所定の接続条件が満たされる場合に、前記隣接基地局が前記制御装置から受信したハンドオーバメッセージに含まれていた前記基地局のアドレスを用いて送信する接続要求に応
    じて前記第２ハンドオーバに利用可能なコネクションを前記隣接基地局との間で確立することを含む基地局のコネクション確立方法。