JP2017060024A - 基地局装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】端末装置による周辺の基地局装置の測定結果を取得できる確率を向上させる基地局装置を提供する。【解決手段】無線通信が可能な範囲内に在圏している端末装置と無線を介して接続し、通信を行う通信部と、前記端末装置に対して、前記端末装置が接続可能な基地局装置を探索し、前記探索により取得した基地局情報を送信するよう要求する探索要求処理を行う処理部を有し、前記処理部は、前記端末装置の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記端末装置が前記基地局情報の探索を行うことが可能な第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う。【選択図】図8
Description
本発明は、基地局装置に関する。
通信システムに関する技術としてHetNet(Heterogeneous Network)が注目されている。HetNetとは、例えば、端末装置が無線を介して接続し、通信を行うことが可能な範囲(以下、サービスエリアと呼ぶ)の異なる複数の基地局装置を、階層的に構成したネットワークである。
HetNetでは、サービスエリアの広い基地局装置のサービスエリア内に、サービスエリアの狭い基地局装置が複数存在する。サービスエリアの狭い基地局装置は、電波の出力が弱いため、周囲の建物や天候の影響を受けやすい。そのため、同じ場所であっても、電波が届いたり届かなかったりする場合がある。また、サービスエリアの狭い基地局装置は、少ない基地局数で効率的に無線通信を行うために、例えば、イベント会場や駅などのトラヒックが多い場所に設置されることがある。そのため、サービスエリアの狭い基地局装置は、一時的に設置されたり、トラヒックの低い時間帯では電源を落として機能を停止したりする場合がある。
このように、HetNetにおいては、同じ場所であっても通信可能な基地局装置は随時変化するため、端末装置がハンドオーバで移動する基地局装置の選択が困難な場合がある。
そこで、LTE(Long Term Evolution)通信においては、HetNetにおけるハンドオーバの性能改善のため、ANR(Automatic Neighbor Relation)機能が導入されている。ANR機能とは、端末装置がその周辺の基地局装置を測定した結果に基づき、基地局装置が現在隣接している他の基地局装置を隣接基地局情報として管理する機能である。基地局装置は、この隣接基地局情報に基づいてハンドオーバの移動先を選択することで、ハンドオーバの成功率が上昇する。
ANR機能に関する技術としては、以下の特許文献1〜4に記載されている。
しかし、端末装置の状態によっては、周辺の基地局装置の測定ができないことがある。また、端末装置の状態によっては、基地局装置から周辺の基地局装置の測定をする要求する要求メッセージを受信できないことがある。このような場合、基地局装置は、端末装置から周辺の基地局装置を測定した結果を取得することができず、隣接基地局情報を最新の状態に更新することができない。
また、基地局装置は、周辺の基地局装置を測定した結果を取得できなかった場合、例えば、取得できるまで要求メッセージを繰り返し送信する。この場合、周辺の基地局装置を測定した結果を取得できるまで、複数回の要求メッセージを送信することとなり、無駄な通信が発生する。
そこで、一開示は、端末装置による周辺の基地局装置の測定結果を取得できる確率を向上させる基地局装置を提供することにある。
無線通信が可能な範囲内に在圏している端末装置と無線を介して接続し、通信を行う通信部と、前記端末装置に対して、前記端末装置が接続可能な基地局装置を探索し、前記探索により取得した基地局情報を送信するよう要求する探索要求処理を行う処理部を有し、前記処理部は、前記端末装置の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記端末装置が前記基地局情報の探索を行うことが可能な第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う。
一開示は、端末装置による周辺の基地局装置の測定結果を取得できる確率を向上させる基地局装置を提供する。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
<通信システムの構成例>
図1は第1の実施の形態における通信システム10の構成例を表す図である。通信システム10は、端末装置100、基地局装置200−1〜3、基地局制御装置300、及びネットワーク400を有する。
図1は第1の実施の形態における通信システム10の構成例を表す図である。通信システム10は、端末装置100、基地局装置200−1〜3、基地局制御装置300、及びネットワーク400を有する。
通信システム10は、端末装置100が、ネットワーク400や他の端末装置と通信を行うシステムである。端末装置100がネットワーク400と通信を行う場合、基地局装置200がネットワーク400と端末装置100の間で送受信するパケットを中継する。端末装置100は、接続した基地局装置200を介して、ネットワーク400とパケットの送受信を行うことで通信を実現する。
また、端末装置100は、例えば、移動による電波の劣化や、通信中の基地局装置のトラヒック上昇による通信速度の低下などが発生すると、通信する基地局装置を移動するハンドオーバを行う。このとき、基地局制御装置300は、ハンドオーバ先の基地局装置のリソースなどの情報から、端末装置100のハンドオーバによる移動を許可するかどうかを判定する。また、基地局制御装置300は、配下の基地局装置200−1〜3以外の基地局装置からハンドオーバで移動してきた端末装置の認証を行う。
また、通信システム10は、HetNetである。基地局装置200−1〜3は、それぞれサービスエリア201−1〜3を形成する。サービスエリアとは、端末装置100が基地局装置200と、無線を介して接続し、通信が可能である範囲である。図1の例では、サービスエリア201−1,2は、サービスエリア201−3と比べて狭い範囲のサービスエリアとなっている。図1の通信システム10は、狭い範囲のサービスエリア201−1,2が、広い範囲のサービスエリア201−3に含まれており、サービスエリアの異なる基地局装置200−1〜3が階層的に配置されている。
HetNetの通信システム10に設置される基地局装置200は、ANR機能を有する。ANR機能とは、例えば、基地局装置200の周辺にどのような他の基地局装置が存在するかという基地局情報を管理し、基地局情報に基づいて端末装置のハンドオーバ先を選択する機能である。例えば、図1における基地局装置200−1は、周辺に基地局装置200−2及び3が存在するという基地局情報を管理する。基地局装置200は、在圏している端末装置100から基地局情報の探索結果を受信し、受信した探索結果を基地局情報として内部メモリに記憶する。端末装置100が基地局情報を探索することで、実際に端末装置が通信することができる基地局装置の情報を取得することができる。基地局装置200は、例えば、定期的に基地局情報を更新する。
<基地局情報の定期取得>
基地局情報の取得方法として、基地局情報を定期的に取得する定期取得方法がある。定期取得方法においては、基地局装置がインターバルタイマを発行し、インターバルタイマが満了したときに、探索要求を端末装置に送信する方式である。
基地局情報の取得方法として、基地局情報を定期的に取得する定期取得方法がある。定期取得方法においては、基地局装置がインターバルタイマを発行し、インターバルタイマが満了したときに、探索要求を端末装置に送信する方式である。
図2は、定期取得方法により基地局情報を取得するシーケンスの例を示す図である。以下、図2を用いて、定期取得方法について説明する。
端末装置100と基地局装置200の接続が確立している接続確立状態において、基地局装置200の発行している定期取得タイマが満了する(S11)。接続確立状態とは、端末装置100と基地局装置200が通信を行うためのネゴシエーションが完了しており、通信を行うことが可能な状態である。また、定期取得タイマは、上述したインターバルタイマであり、例えば、1時間のタイマである。
基地局装置200は、定期取得タイマが満了すると、端末装置100に基地局情報を探索するよう要求する探索要求を送信する(S12)。なお、端末装置100と基地局装置200の接続が確立していない場合、端末装置100と通信を行えない状態であるため、探索要求を送信できない。従って、基地局装置200は探索結果を受信できず、基地局情報の更新に失敗する。
端末装置100は、探索要求を受信すると、探索要求受付を基地局装置200に送信する(S13)。端末装置100は、探索要求受付を送信すると、基地局情報の探索を行う(S14)。基地局情報の探索は、例えば、基地局装置が特定の周波数で報知している情報を、端末装置100が取得する。端末装置100は、基地局情報の探索を終了すると、探索結果を基地局装置200に送信する(S15)。基地局装置200は、探索結果を受信すると、内部メモリに記憶している基地局情報を更新する(S16)。このように、定期取得方法では、定期取得タイマに従い探索要求を送信している。
一方、図3は、定期取得方法における基地局情報の取得に失敗するシーケンスの例を示す図である。図3を用いて、定期取得方法における基地局情報の取得に失敗する場合について説明する。
基地局装置200の定期取得タイマが満了してから、端末装置100が基地局装置200に探索要求受付を送信するまでの処理(S11〜S13)は図2と同様である。しかし、図2のシーケンスでは、端末装置100は、探索要求を受信しても基地局情報の探索を行うことができない。端末装置100は、例えば、基地局情報の探索を行うことができないほど端末装置100に負荷がかかっている状態では、基地局情報の探索を行うことができないことがある。図2は、端末装置100が探索要求を受信したとき、何らかの理由で端末装置100が基地局情報の探索を行うことができない状態である場合のシーケンスである。この場合、端末装置100は基地局情報の探索ができないため、探索結果を基地局装置200に送信することができない。すると、基地局装置200は、探索結果の受信を待つために発行した探索結果受信待ちタイマが満了し、処理を終了する。
このように、基地局装置200の定期取得タイマ満了し、端末装置100に探索要求を送信したタイミングが、端末装置100が基地局情報の探索が行えない状態であるとき、基地局装置は探索結果を受信できず、基地局情報を更新に失敗する。
また、基地局装置200は探索結果の受信に成功するまで、端末装置100に探索要求を再送する場合がある。しかしこの方法では、偶然に端末装置100が基地局情報の探索が可能な状態になるまで探索要求の再送を繰り返すこととなり、無駄な通信が発生する。
[第1の実施の形態]
最初に第1の実施の形態について説明する。
最初に第1の実施の形態について説明する。
第1の実施の形態では、まず端末装置100の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、取得した稼働情報から端末装置100が基地局情報の探索を行うことが可能な状態(以下、探索可能状態と呼ぶ)かどうかを判定する。基地局装置200は、端末装置100が基地局情報の探索を行うことが可能であると判定したとき、端末装置100に探索要求を送信する。第1の実施の形態における、通信システム10の各装置のハードウェア構成について、以下に説明する。
<各装置の構成例>
以下に、各装置の構成例について説明する。
以下に、各装置の構成例について説明する。
<1.基地局装置の構成例>
図4は、基地局装置200の構成例を示す図である。
図4は、基地局装置200の構成例を示す図である。
基地局装置200は、CPU(Central Processing Unit)210、ストレージ220、メモリ230、RF回路240、及びNIC(Network Interface Card)250を有する。基地局装置200は、例えば、LTE通信におけるeNB(evolved Node B)やHeNB(Home evolved Node B)である。
ストレージ220は、プログラムやデータを記憶する補助記憶装置である。ストレージ220は、通信制御プログラム221、及び稼働状態監視プログラム223を記憶する。
メモリ230は、ストレージ220に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ230、プログラムがデータを記憶する領域としても使用され、基地局情報テーブル231を記憶する。基地局情報テーブル231は、基地局情報を記憶するテーブルであり、端末装置100から探索結果を受信したときに更新する。
図5は、基地局情報テーブル231の例を示す図である。基地局情報テーブル231は基地局情報を記憶しており、基地局情報とは、周辺の基地局装置の識別子である。基地局装置の識別子は、例えば、Cell−IDであり、4byteの数値で表現される。図5は、基地局装置200−1の基地局情報テーブル231の例である。基地局装置200−1は、基地局情報として、基地局装置200−2の識別子(ID1)及び基地局装置200−3の識別子(ID2)を記憶する。
RF回路240は、端末装置100と無線を介して通信を行う回路である。RF回路240は、通信部の処理を実現する。RF回路240は、アンテナ241を有し、アンテナ241を介して無線信号を送受信する。
NIC250は、基地局制御装置300と通信を行う装置である。NIC250と基地局制御装置は、例えば、ネットワークケーブルなどの有線で接続する。
CPU210は、ストレージ220に記憶されているプログラムを、メモリ230にロードし、ロードしたプログラムを実行し、処理部の機能を実現するプロセッサである。
CPU210は、通信制御プログラム221を実行することで通信制御処理を実現する。
通信制御処理は、端末装置100が行っている従来の無線通信を制御する処理である。通信制御処理では、端末装置100から送信される接続要求を受信すると、端末装置100に接続応答を送信し、端末装置100との接続処理を行う。接続処理は、端末装置100と基地局装置200の間で、以降の通信で使用する周波数帯域などの情報を交換する処理である。また、通信制御処理では、端末装置100が送受信するパケットを中継する。
さらに、CPU210は、稼働状態監視プログラム223を実行することで稼働状態監視処理を実現する。第1の実施の形態における基地局装置200は、従来の処理に加え、稼働状態監視処理を行う。
稼働状態監視処理は、端末装置100の稼働状態を監視し、端末装置100が探索可能状態になったことを検出し、探索要求を送信する処理である。稼働状態監視処理では、基地局装置200は、端末装置100の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、取得した稼働情報から端末装置100が探索可能状態であるかどうかを判定する。基地局装置200は、端末装置100が探索可能状態であると判定すると、端末装置100に探索要求を送信する。また、基地局装置200は、端末装置100が探索可能状態でないと判定すると、端末装置100が探索可能状態であると判定するまで稼働情報の取得を繰り返す。端末装置100の稼働状態とは、例えば、端末装置100の単位時間あたりの通信量(以下、通信速度と呼ぶ)である。基地局装置200は、例えば、端末装置100の通信速度が基準値より小さくなった場合、端末装置100が探索可能状態であると判定する。基準値は、例えば、端末装置100が探索可能状態を維持できる程度にCPU110の負荷が軽い通信速度である。
このように、稼働状態監視処理を行うことで、端末装置100が探索可能状態のときに探索要求を送信することができ、探索結果を受信できる確率、すなわち基地局情報を更新できる確率が向上する。
<端末装置の構成例>
図6は、端末装置100の構成例を示す図である。
図6は、端末装置100の構成例を示す図である。
端末装置100は、CPU110、ストレージ120、メモリ130、及びRF回路140を有する。端末装置100は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの通信機器である。
ストレージ120は、プログラムやデータを記憶する補助記憶装置である。ストレージ120は、通信制御プログラム121及び基地局探索プログラム122を記憶する。
メモリ130は、ストレージ120に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ130、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。
RF回路140は、基地局装置200と無線を介して通信を行う回路である。RF回路140は、アンテナ141を有し、アンテナ141を介して無線信号を送受信する。
CPU110は、ストレージ120に記憶されているプログラムを、メモリ130にロードし、ロードしたプログラムを実行するプロセッサである。
CPU110は、通信制御プログラム121を実行することで通信制御処理を実現し、基地局探索プログラム122を実行することで基地局探索処理を実現する。
通信制御処理は、端末装置100が行う従来の無線通信を制御する処理である。通信制御処理では、端末装置100は、例えば、アプリケーションからの要求やユーザの操作によって、通信を開始する。端末装置100は、通信を開始するとき、通信可能な基地局装置200に対して接続要求を送信する。端末装置100は、接続要求に対する接続応答を受信し、接続処理が完了すると、パケットの送受信を開始する。
基地局探索処理は、端末装置100が基地局情報の探索を行い、探索結果を基地局装置200に送信する処理である。端末装置100は、基地局装置200から探索要求を受信したときに、探索可能状態であれば基地局探索処理を行う。端末装置100は、例えば、基地局装置が所定の周波数で報知している報知情報を取得することで基地局情報を探索する。
基地局装置の報知情報には、基地局装置を一意に示す基地局装置の識別子が含まれる。また、端末装置100がある基地局装置の報知情報を取得できるということは、報知情報を送信した基地局装置のサービスエリアに端末装置100が在圏しているということである。すなわち、端末装置100が探索している基地局情報は、例えば、端末装置100が接続可能な基地局装置の識別子を含む情報である。
<基地局制御装置の構成例>
図7は、基地局制御装置300の構成例を示す図である。
図7は、基地局制御装置300の構成例を示す図である。
基地局制御装置300は、CPU310、ストレージ320、メモリ330、及びNIC350−1〜nを有する。基地局制御装置300は、例えば、MME(Mobility Management Entity)である。
ストレージ320は、プログラムやデータを記憶する補助記憶装置である。ストレージ320は、基地局制御プログラム321を記憶する。
メモリ330は、ストレージ320に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ330、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。
NIC350-1〜nは、基地局装置200及びネットワーク400と通信を行う装置である。NIC350と基地局制御装置は、例えば、ネットワークケーブルなど有線で接続する。
CPU310は、ストレージ320に記憶されているプログラムを、メモリ330にロードし、ロードしたプログラムを実行するプロセッサである。
CPU310は、基地局制御プログラム321を実行することで基地局制御処理を実現する。
基地局制御処理とは、基地局制御装置300に接続する基地局装置200のサービスエリアに在圏する端末装置100の移動管理や、端末装置100の認証処理を行う処理である。基地局制御装置300は、基地局装置200から端末装置100が送信したハンドオーバ要求を受信する。基地局制御装置300は、端末装置100の送信したハンドオーバ要求に対して、ハンドオーバを認めるかどうかを判定し、ハンドオーバの許可又は不許可を基地局装置200に送信する。基地局制御装置300は、ハンドオーバを認めるかどうかを、例えば、移動先の基地局装置のリソースの状態や、ハンドオーバ要求もとの端末装置100の認証結果により判定する。
<基地局情報更新処理>
図8は、第1の実施の形態における基地局情報更新処理のシーケンスの例を示す図である。図8を用いて、基地局情報を更新する処理について説明する。
図8は、第1の実施の形態における基地局情報更新処理のシーケンスの例を示す図である。図8を用いて、基地局情報を更新する処理について説明する。
基地局装置200は、稼働状態監視処理を行う。基地局装置200は、稼働状態監視処理において、端末装置100の稼働情報を取得する(S31)。端末装置100の稼働情報とは、端末装置の稼働状態の変化を示す情報であり、例えば、端末装置の通信速度や、端末装置100と基地局装置200の接続状態などが含まれる。基地局装置200は、取得した稼働情報から、端末装置100が探索可能状態かどうかを判定する(S32)。端末装置100は、例えば、通信速度が大きいためにCPU110の負荷が高い場合、基地局情報を取得するための探索を行うことができない。そこで、基地局装置200は、例えば、基地局装置200の通信速度が基準値以下の場合、端末装置100のCPU110にかかる負荷が低く、端末装置100は探索可能状態であると判定する。
基地局装置200は、端末装置100が探索可能状態ではないと判定すると(S32のNo)、あらたに端末装置の稼働情報を取得し(S31)、端末装置100が探索可能状態かどうかを判定する(S32)。このように、基地局装置200は、端末装置100が探索可能状態であると判定するまで、端末装置100の稼働情報の取得、及び端末装置100が探索可能状態かどうかの判定を繰り返す。
基地局装置200は、端末装置100が探索可能状態であると判定すると(S32のYes)、端末装置100に探索要求を送信する(S33)。探索要求は、例えば、LTEの通信システムにおいては、CGI(Cell Global ID)の探索要求を、RRC Connection Reconfigurationを用いて送信する。
端末装置100は、探索要求を受信すると、基地局探索処理を行う。端末装置100は、基地局探索処理において、探索要求受付を基地局装置200に送信し(S34)、基地局情報の探索を行う(S35)。探索要求受付は、例えば、LTEの通信システムにおいては、RRC Connection Reconfiguration Completeである。
端末装置100は、基地局情報の探索に成功すると、基地局装置200に基地局情報を含む探索結果を送信する(S36)。探索結果は、例えば、LTEの通信システムにおいては、CGIの情報を含んだ、Measurement Reportである。基地局装置200は、探索結果を受信すると、内部の基地局情報テーブル231の基地局情報を更新する(S16)。
このように、第1の実施の形態では、端末装置100が探索可能状態であることを検出し、探索要求を送信する。基地局装置200は、端末装置100が探索可能状態であると判定してから探索要求を送信するため、探索要求を受信した端末装置100は基地局情報の探索が可能な状態である確率が高い。従って、基地局装置200は端末装置100から探索結果を受信できる確率が高くなる。すなわち、基地局装置200は、基地局情報を更新する確実性が向上し、探索結果を繰り返し送信するという無駄な通信を抑制することができる。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について説明する。
次に、第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態では、基地局装置200の稼働状態監視処理における、端末装置100が探索可能状態であるかどうかの判定の例を示す。
<基地局情報の探索が可能な状態>
図9は、時間経過における端末装置100の通信速度の変位の例を示す図である。図9を用いて、端末装置100の探索可能状態について説明する。
図9は、時間経過における端末装置100の通信速度の変位の例を示す図である。図9を用いて、端末装置100の探索可能状態について説明する。
図9では、ユーザ操作やアプリケーションからの要求によってユーザデータの送受信を開始するとき、基地局装置200との接続を確立し、要求されたユーザデータの送受信を行い、ユーザデータの送受信終了後に切断するまでを示している。以下では、図9の各時間において、基地局装置200が、端末装置100が探索可能状態であると判断するか否かについて説明する。
時間T0〜T1の期間は、端末装置100は基地局装置200と接続を確立していない未接続状態であり、通信を行っていない。未接続状態においては、通信速度は0bps(bits per second)である。この期間は、端末装置100と基地局装置200は未接続であり、探索要求を送信することができないため、端末装置100は探索可能状態ではないと判定する。
時間T1〜T2の期間は、端末装置100がユーザデータを送受信する準備のため、基地局装置200と接続を確立し、ユーザデータの送受信による通信を行う前の通信準備期間である。通信準備期間は、端末装置100と基地局装置200の接続は確立しているが、通信速度VLは基準値L1以下である状態である。基準値L1は、例えば、基準値L1以下の通信速度であれば、端末装置100のCPU110にかかる負荷が小さく、端末装置100が基地局情報を探索できるであろうと推測した通信速度である。通信準備期間は、端末装置100と接続が確立しており、端末装置100の通信速度も基準値以下であるため、端末装置100は探索可能状態であると判定する。
時間T2〜T3の期間は、端末装置100と基地局装置200の接続は確立しており、ユーザデータの送受信による通信を行っている期間である。ユーザデータの送受信による通信は通信量が多いため、この期間の端末装置100の通信速度VHは基準値L1よりも大きい。この期間は、端末装置100のCPU110の負荷が大きく、端末装置100は探索可能状態ではないと判定する。
時間T3〜T4の期間は、端末装置100のユーザデータの送受信による通信が終了してから、切断処理を行うまで待機している切断待機期間である。切断待機期間は、端末装置100と基地局装置200との接続は確立しているが、通信速度VLは基準値L1以下である状態である。切断待機期間は、端末装置100と接続が確立しており、端末装置100の通信速度も基準値以下であるため、端末装置100は探索可能状態であると判定する。
時間T4以降の期間は、端末装置100が基地局装置200を切断した後の期間である。この期間は、端末装置100と基地局装置200は未接続であり、探索要求を送信できないため、端末装置100は探索可能状態ではないと判定する。
以下、基地局装置200が、端末装置100が通信準備期間であることを示す状態(以下、通信準備状態と呼ぶ)、及び端末装置100が切断待機状態であることを示す状態(以下、切断準備状態と呼ぶ)を検出し、基地局情報を更新する処理について説明する。
図10は、第2の実施の形態における基地局装置200が基地局情報を更新する処理のフローチャートである。以下においては、図10のフローチャート及び図11、図12のシーケンスを用いて説明する。
<1.通信準備状態の検出>
図11は、基地局装置200が、通信準備状態を検出するシーケンスの例を示す図である。
図11は、基地局装置200が、通信準備状態を検出するシーケンスの例を示す図である。
基地局装置200は、端末装置100と接続が確立しているかどうかを確認する(S103)。端末装置100と接続が確立している場合の処理(S103のYes)については、後述する。
基地局装置200は、端末装置100と接続が確立していない場合(S103のNo)、端末装置100から接続要求を受信したかどうかを確認する(S105)。端末装置100と接続が確立していないということは、端末装置100はユーザデータの送受信中ではないということである。よって、次に端末装置100が探索可能状態に遷移するのは、あらたにユーザデータの送受信を開始するときの通信準備状態である。そこで、基地局装置200は、端末装置が接続準備状態になるときに受信するメッセージである接続要求を待ち受ける。接続要求は、例えば、LTEの通信システムにおけるAttach Requestである。
基地局装置200は、接続要求を受信していない場合(S105のNo)、接続要求を受信するまで待ち受ける。基地局装置200は、接続要求(S106)を受信すると(S105のYes)、接続処理を行う(S107)。基地局装置200は、接続確立状態(ST3)を検出することで、端末装置100が通信準備状態になったことを検出する(S300)。
接続確立状態(T3)の検出方法は、端末装置100と基地局装置200との接続処理において送受信するメッセージのうち、接続処理が完了したことを示すメッセージを送信または受信することで検出する。接続処理が完了したことを示すメッセージとは、例えば、LTEの通信システムにおいて端末装置100が送信するRRC Connection Reconfiguration Completeである。または、接続処理が完了したことを示すメッセージとは、例えば、LTEの通信システムにおいて基地局装置200が送信するRRC Connection Reconfigurationである。
基地局装置200は、接続処理が終了すると、端末装置100が通信準備状態であるみなし(S300)、探索要求を端末装置100に送信する(S33)。
基地局装置200が探索要求を送信してから、基地局情報を更新するまでの処理は、第1の実施の形態で示した図8のシーケンスのS33、S34、及びS14〜S16の処理と同様である。
通信準備状態の検出においては、端末装置100との接続が確立した直後は、端末装置100がユーザデータの送受信をまだ開始していないとみなし、端末装置100は探索可能状態であると判定する。こうすることで、端末装置100がユーザデータの送受信を開始する前のCPU負荷が小さい状態で、検索要求を送信することができ、基地局情報を更新できる確率が向上する。
<2.切断待機状態の検出>
図12は、基地局装置200が、切断待機状態を検出するシーケンスの例を示す図である。 基地局装置200は、端末装置100と接続が確立している場合(S103のYes)、ユーザデータの送受信が終了しているかどうかを確認する(S104)。端末装置100と接続が確立しているのに基地局情報の更新に失敗しているということは、端末装置100がユーザデータ送受信中(ST1)であるから、探索ができなかったと推測できる。そこで、基地局装置200は、ユーザデータの送受信が終了したこと(ST2)を検出することで、端末装置100が切断待機状態になったことを検出することができる(S200)。
図12は、基地局装置200が、切断待機状態を検出するシーケンスの例を示す図である。 基地局装置200は、端末装置100と接続が確立している場合(S103のYes)、ユーザデータの送受信が終了しているかどうかを確認する(S104)。端末装置100と接続が確立しているのに基地局情報の更新に失敗しているということは、端末装置100がユーザデータ送受信中(ST1)であるから、探索ができなかったと推測できる。そこで、基地局装置200は、ユーザデータの送受信が終了したこと(ST2)を検出することで、端末装置100が切断待機状態になったことを検出することができる(S200)。
ユーザデータの送受信が終了したこと(ST2)の検出方法は、例えば、端末装置100の通信速度が基準値以下になってから所定の時間が経過したことで検出する。所定の時間の経過を条件としているのは、ユーザデータの送受信中の期間に発生する短期間の通信速度の低下を誤って切断待機状態として検出しないためである。ユーザデータの送受信中の通信速度の低下は、極めて短期間である場合が多く、すぐに高い通信速度に戻ってしまうため、探索要求を受信したタイミングでは端末装置100は基地局情報の探索をすることができない可能性が高い。
基地局装置200は、ユーザデータの送受信が終了したことを検出すると(S104のYes)、端末装置100が切断待機状態であるとみなし(S200)、探索要求を端末装置100に送信する(S33)。
基地局装置200が探索要求を送信してから、基地局情報を更新するまでの処理は、第1の実施の形態で示した図8のシーケンスのS33、S34、及びS14〜S16の処理と同様である。
このように切断待機状態を検出することで、端末装置100がユーザデータの送受信を終了し、切断してしまう前に探索要求を送信することができ、基地局情報を更新できる確率が向上する。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態について説明する。
次に、第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態は、基地局装置200が強制的に端末装置100の通信速度を基準値以下に制限し、制限によって端末装置100が探索可能状態になったことを検出する。
<基地局情報の探索が可能な状態>
図13は、時間経過における端末装置100の通信速度の変位の例を示す図である。図13を用いて、第2の実施の形態において説明した通信準備状態と切断待機状態以外の探索可能状態について説明する。
図13は、時間経過における端末装置100の通信速度の変位の例を示す図である。図13を用いて、第2の実施の形態において説明した通信準備状態と切断待機状態以外の探索可能状態について説明する。
第3の実施の形態では、第2の実施の形態における探索可能状態以外に、強制的に通信速度を制限することにより発生する通信制限期間において端末装置100は基地局情報の探索が可能である。端末装置100が通信制限期間である状態を通信制限状態と呼ぶ。
端末装置100が基準値以上の通信速度で通信しているときに探索要求を送信しても、端末装置100は基地局情報の探索が行えず、基地局装置200は基地局情報の更新に失敗する。そこで基地局装置200は、端末装置100が切断待機状態(時間T3〜T4)に遷移するまで端末装置100の稼働状態を監視する。しかし、基地局装置200は、端末装置100が切断待機状態に遷移する時間T3まで、基地局情報の更新をすることができない。例えば、端末装置100のユーザが、長時間の動画データなどを送受信している場合、基地局情報の更新を行えない時間が長くなる場合がある。そこで、第3の実施の形態では、長時間基地局情報の更新が行えないことを回避するため、強制的に通信制限状態を発生させ、基地局情報の更新を行う。
図13における時間T1〜T4については、第2の実施の形態において説明した図9と同様である。以下、時間T5〜T9の期間について説明する。
時間T5は、基地局装置200が端末装置100の通信速度が基準値以下になるように制限を開始した時間である。制限された端末装置100の通信速度は、時間T6において基準値以下となる。そして時間T7において、基地局装置200が制限しようとした通信速度まで低下する。
時間T8は、基地局装置200が端末装置100の通信速度の制限を解除した時間である。制限を解除された端末装置100の通信速度は、徐々に上昇し、時間T9で制限前の通信速度に達する。
端末装置100の通信速度の制限によって、端末装置100の通信速度が基準値以下になる時間T6から、通信速度の制限を解除するまでの時間T8までが、通信制限期間である。基地局装置200は、通信制限期間に端末装置100に探索要求を送信することで、探索結果を取得する確率が情報する。
<基地局装置の構成例>
図14は、第3の実施の形態における基地局装置200の構成例を示す図である。
図14は、第3の実施の形態における基地局装置200の構成例を示す図である。
基地局装置200のストレージ220は、通信制御プログラム221、稼働状態監視プログラム223に加え、さらに通信速度制限プログラム224を記憶する。
CPU210は、通信速度制限プログラム224を実行することで通信速度制限処理を実現する。
通信速度制限処理は、端末装置100を強制的に通信制限状態に遷移させ、通信制限状態になったことを検出すると、端末装置100に探索要求を送信する処理である。
通信速度制限処理において、基地局装置200は、端末装置100の通信速度を基準値以下になるように制限する。基地局装置200は、例えば、LTEの通信システムにおいて、端末装置100に対してRB(Resource Block)を少なくすることで、通信速度を低くする。RBは、例えば、通信に使用できる周波数の帯域幅と時間単位により区分けされた無線のリソースである。
基地局装置200は、端末装置100が通信制限状態に遷移したことを検出すると、端末装置100に探索要求を送信する。そして、基地局装置200は端末装置100から探索結果を受信すると、基地局情報を更新する。
さらに、基地局装置200は、基地局情報の更新を終了すると、端末装置100の通信速度の制限を解除し、端末装置100が制限前の通信速度で通信できるようにする。
<通信速度制限処理>
図15は、通信速度制限処理を含む基地局装置200のフローチャートの例を示す図である。また、図16は、通信速度制限処理のシーケンスの例を示す図である。以下に、図16のシーケンスの処理を、図15のフローチャートを用いて説明する。なお、図15のフローチャートのS400及びS401以外の処理は、第2の実施の形態における図10に示す処理と同様である。
図15は、通信速度制限処理を含む基地局装置200のフローチャートの例を示す図である。また、図16は、通信速度制限処理のシーケンスの例を示す図である。以下に、図16のシーケンスの処理を、図15のフローチャートを用いて説明する。なお、図15のフローチャートのS400及びS401以外の処理は、第2の実施の形態における図10に示す処理と同様である。
基地局装置200は、端末装置100が切断待機状態に遷移するのを待っている。しかし、端末装置100は基準値以上の通信速度でユーザデータの送受信を行っている状態である(ST10)。この状態において、データ通信終了待ちタイマが満了する(S400)。データ通信終了待ちタイマは、端末装置100が切断待機待ちに遷移するのを待つタイマで、例えば、端末装置100の通信速度が基準値以上になったタイミングで発行する。また、データ通信終了待ちタイマは、例えば、端末装置100と接続が確立していることを確認しときに発行してもよい。
基地局装置200は、データ通信終了待ちタイマが満了すると、端末装置100の通信速度を制限する(S401)。通信速度の制限は、例えば、端末装置100が使用できる無線のリソースを減少させることで行う。その後、基地局装置200は、端末装置100の通信速度の監視を行う。
通信速度を制限された端末装置100は、通信速度が基準値以下に低下する(ST11)。基地局装置200は、端末装置100の通信速度が基準値以下になったこと検出することで、端末装置100が通信制限状態に遷移したことを検出する(S402)。基地局装置200は、通信制限状態を検出すると、端末装置100に探索要求を送信する(S33)。基地局装置200が探索要求を送信してから、基地局情報を更新するまでの処理は、第1の実施の形態で示した図8のシーケンスのS33、S34、及びS14〜S16の処理と同様である。
基地局情報を更新した基地局装置200は、端末装置100に対する通信速度の制限を解除する(S403)。通信速度の制限を解除された端末装置100は、再び通信速度の制限前の通信速度に戻り、ユーザデータの送受信を行う(ST12)。
第3の実施の形態では、強制的に端末装置100の通信速度が基準値以下である探索可能状態を発生させている。端末装置100が切断待機状態や通信準備状態に長時間遷移しない場合、端末装置100を強制的に探索可能状態にすることで、基地局情報の更新を長時間行えないことを回避できる。
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施の形態について説明する。
次に、第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態では、稼働状態監視処理にて、切断待機状態及び通信準備状態を一定時間検出できないとき、端末装置100を強制的に通信制限状態に遷移させ、探索要求を送信する。
<基地局情報取得処理>
図17は、第4の実施の形態における基地局装置200が基地局情報取得処理のフローチャートの例を示す図である。
図17は、第4の実施の形態における基地局装置200が基地局情報取得処理のフローチャートの例を示す図である。
基地局装置200は、何かイベントが発生すると(S500)、イベントの種別によって処理を分岐する(S501)。
基地局装置200は、端末装置が切断待機状態又は通信準備状態になったことを検出すると(S501の切断待機状態又は通信準備状態検出)、基地局情報更新タイマを停止する(S503)。切断待機状態及び通信準備状態の検出方法については、第2の実施の形態と同様である。
基地局情報更新タイマは、基地局装置200が基地局情報を更新したときに発行するタイマである。基地局情報更新タイマは、基地局情報の更新が基地局情報更新タイマのタイマ値の時間以上行われないことを防止することを目的とする。そのため、基地局装置200は、切断待機状態や通信準備状態を検出すると、以降の処理で探索要求を送信し基地局情報を更新するため、基地局情報更新タイマをこの検出タイミングで停止する(S503)。
以降、基地局装置200が探索要求を送信してから、基地局情報を更新するまでの処理は、第1の実施の形態と同様である。
一方、基地局装置200は、基地局情報更新タイマ発行中に、切断待機状態及び通信準備状態の検出ができず、基地局情報の更新を行わなかったとき、基地局情報更新タイマが満了する(S501の基地局情報更新タイマ満了)。基地局装置200は、通信中の端末装置が存在するかどうかを確認し(S502)、通信中の端末装置があれば(S502のYes)、端末装置の通信速度を制限する(S401)。通信速度を制限する処理については、第3の実施の形態の通信速度制限処理と同様である。また、基地局装置200が探索要求を送信してから、基地局情報を更新するまでの処理は、第1の実施の形態と同様である。
そして、基地局装置200は、基地局情報の更新が終了すると(S16)、基地局情報更新タイマを発行して(S504)、処理を終了する。
第4の実施の形態では、基地局情報更新タイマを設けることで、基地局情報が更新されない時間が、最長でも基地局情報更新タイマのタイマ値となり、基地局情報の更新頻度を上昇させることができる。
[第5の実施の形態]
次に、第5の実施の形態について説明する。
次に、第5の実施の形態について説明する。
第5の実施の形態では、定期取得処理を行う、定期取得処理での基地局情報の更新に失敗したときに、稼働状態監視処理を行う。
<基地局装置の構成例>
図18は、第5の実施の形態における基地局装置200の構成例を示す図である。
図18は、第5の実施の形態における基地局装置200の構成例を示す図である。
基地局装置200のストレージ220は、通信制御プログラム221、稼働状態監視プログラム223、通信速度制限プログラム224に加え、さらに定期取得プログラム222を記憶する。
CPU210は、ロードしたプログラムを実行することで、処理部及び定期処理部の機能を実現する。
CPU210は、定期取得プログラム222を実行することで定期取得処理を実現する。
定期取得処理は、定期的に基地局情報を取得する処理であり、定期取得方法を実現する処理である。定期取得処理では、基地局装置200は、基地局情報を定期取得するための定期取得タイマを起動する。基地局装置200は、定期取得タイマが満了すると、端末装置100に対して探索要求を送信する。基地局装置200は、端末装置100から探索結果を受信すると、基地局情報テーブル231の基地局情報を更新する。
<基地局情報取得処理>
図19は、第5の実施の形態における基地局装置200が基地局情報取得処理のフローチャートの例を示す図である。図19におけるS600〜S603以外の処理は、第3の実施の形態と同様である。
図19は、第5の実施の形態における基地局装置200が基地局情報取得処理のフローチャートの例を示す図である。図19におけるS600〜S603以外の処理は、第3の実施の形態と同様である。
基地局装置200は、定期取得タイマが満了すると(S600)、定期取得処理を行う(S601)。基地局装置200は、定期取得処理において、端末装置100の稼働状態を判定せずに、端末装置100に対して探索要求を送信する。
基地局装置200は、定期取得処理によって基地局情報の更新に成功すると(S602のYes)、定期取得タイマを発行し(S603)、処理を終了する。
基地局装置200は、定期取得処理によって基地局情報の更新に失敗すると(S602のNo)、稼働状態監視処理を行う。その後、基地局情報を更新すると(S16)、定期取得タイマを発行し(S603)、処理を終了する。
このように、第5の実施の形態では、定期取得処理による基地局情報の更新に失敗したときに稼働状態監視処理を行っている。基地局装置200に在圏する端末装置の数が増加するに伴い、全部の端末装置が基地局情報を探索できない状態である可能性は低くなり、少なくとも1台の端末装置から探索結果を受信できる可能性が高くなる。すなわち、在圏する端末装置が多数ある状況では、状態監視処理を行わなくても、基地局情報を更新できる確率が高い。よって、定期取得処理に失敗したときだけ稼働状態監視処理を行うことで、無駄な通信が発生することを軽減しつつ、基地局情報の更新確立を向上させることができる。
以上まとめると、付記のようになる。
(付記1)
無線通信が可能な範囲内に在圏している端末装置と無線を介して接続し、通信を行う通信部と、
前記端末装置に対して、前記端末装置が接続可能な基地局装置を探索し、前記探索により取得した基地局情報を送信するよう要求する探索要求処理を行う処理部を有し、
前記処理部は、前記端末装置の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記端末装置が前記基地局情報の探索を行うことが可能な第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う
基地局装置。
無線通信が可能な範囲内に在圏している端末装置と無線を介して接続し、通信を行う通信部と、
前記端末装置に対して、前記端末装置が接続可能な基地局装置を探索し、前記探索により取得した基地局情報を送信するよう要求する探索要求処理を行う処理部を有し、
前記処理部は、前記端末装置の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記端末装置が前記基地局情報の探索を行うことが可能な第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う
基地局装置。
(付記2)
前記第1の状態は、前記端末装置の通信速度が基準値以下の第2の状態を含む
付記1記載の基地局装置。
前記第1の状態は、前記端末装置の通信速度が基準値以下の第2の状態を含む
付記1記載の基地局装置。
(付記3)
前記第2の状態は、前記端末装置が前記基地局装置と接続を確立してから、前記基準値を超える通信速度で通信を開始するまでの通信準備期間を含む
付記2記載の基地局装置。
前記第2の状態は、前記端末装置が前記基地局装置と接続を確立してから、前記基準値を超える通信速度で通信を開始するまでの通信準備期間を含む
付記2記載の基地局装置。
(付記4)
前記通信準備期間は、前記端末装置と前記基地局装置との接続が確立したことを示すメッセージを前記端末装置から受信した後、又は前記端末装置に送信した後の期間を含む
付記3記載の基地局装置。
前記通信準備期間は、前記端末装置と前記基地局装置との接続が確立したことを示すメッセージを前記端末装置から受信した後、又は前記端末装置に送信した後の期間を含む
付記3記載の基地局装置。
(付記5)
前記第2の状態は、前記端末装置が前記基準値を超える通信速度での通信を終了してから、前記基地局装置と確立している接続を切断するまでの切断待機期間を含む
付記2記載の基地局装置。
前記第2の状態は、前記端末装置が前記基準値を超える通信速度での通信を終了してから、前記基地局装置と確立している接続を切断するまでの切断待機期間を含む
付記2記載の基地局装置。
(付記6)
前記切断待機期間は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になってから第1時間を経過した後の期間を含む
付記5記載の基地局装置。
前記切断待機期間は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になってから第1時間を経過した後の期間を含む
付記5記載の基地局装置。
(付記7)
前記第2の状態は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になるように制限されている通信制限期間を含む
付記2記載の基地局装置。
前記第2の状態は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になるように制限されている通信制限期間を含む
付記2記載の基地局装置。
(付記8)
前記通信制限期間は、前記処理部が前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になるように制限し、前記制限に応じて前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になった後の期間を含む
付記7記載の基地局装置。
前記通信制限期間は、前記処理部が前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になるように制限し、前記制限に応じて前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になった後の期間を含む
付記7記載の基地局装置。
(付記9)
前記端末装置が前記基地局装置と接続を確立してから、前記基準値を超える通信速度で通信を開始するまでの通信準備期間、及び前記端末装置が前記基準値を超える通信速度での通信を終了してから、前記基地局装置と確立している接続を切断するまでの切断待機期間が、第2時間の間発生しない場合、前記処理部は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下のなるよう制限し、前記制限に応じて前記端末装置を第2の状態にする
付記2記載の基地局装置。
前記端末装置が前記基地局装置と接続を確立してから、前記基準値を超える通信速度で通信を開始するまでの通信準備期間、及び前記端末装置が前記基準値を超える通信速度での通信を終了してから、前記基地局装置と確立している接続を切断するまでの切断待機期間が、第2時間の間発生しない場合、前記処理部は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下のなるよう制限し、前記制限に応じて前記端末装置を第2の状態にする
付記2記載の基地局装置。
(付記10)
さらに、前記第1の状態であることを判定することなく定期的に前記探索要求を送信する定期取得処理を行う定期取得部を有し、
前記処理部は、前記定期取得処理で送信する前記探索要求に対して前記探索結果を受信できない場合、前記稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う
付記1記載の基地局装置。
さらに、前記第1の状態であることを判定することなく定期的に前記探索要求を送信する定期取得処理を行う定期取得部を有し、
前記処理部は、前記定期取得処理で送信する前記探索要求に対して前記探索結果を受信できない場合、前記稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う
付記1記載の基地局装置。
(付記11)
前記基地局情報は、前記端末装置が接続可能な基地局装置の識別子である
付記1記載の基地局装置。
前記基地局情報は、前記端末装置が接続可能な基地局装置の識別子である
付記1記載の基地局装置。
10…通信システム 100…端末装置
110…CPU 120…ストレージ
121…通信制御プログラム 122…基地局探索プログラム
130…メモリ 140…RF回路
141…アンテナ 200…基地局装置
210…CPU 220…ストレージ
221…通信制御プログラム 222…定期取得プログラム
223…稼働状態監視プログラム 224…通信速度制限プログラム
230…メモリ 231…基地局情報テーブル
240…RF回路 241…アンテナ
250…NIC 300…基地局制御装置
310…CPU 320…ストレージ
321…基地局制御プログラム 330…メモリ
350…NIC 400…ネットワーク
110…CPU 120…ストレージ
121…通信制御プログラム 122…基地局探索プログラム
130…メモリ 140…RF回路
141…アンテナ 200…基地局装置
210…CPU 220…ストレージ
221…通信制御プログラム 222…定期取得プログラム
223…稼働状態監視プログラム 224…通信速度制限プログラム
230…メモリ 231…基地局情報テーブル
240…RF回路 241…アンテナ
250…NIC 300…基地局制御装置
310…CPU 320…ストレージ
321…基地局制御プログラム 330…メモリ
350…NIC 400…ネットワーク
Claims (10)
- 無線通信が可能な範囲内に在圏している端末装置と無線を介して接続し、通信を行う通信部と、
前記端末装置に対して、前記端末装置が接続可能な基地局装置を探索し、前記探索により取得した基地局情報を送信するよう要求する探索要求処理を行う処理部を有し、
前記処理部は、前記端末装置の稼働状態の変化を示す稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記端末装置が前記基地局情報の探索を行うことが可能な第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う
基地局装置。 - 前記第1の状態は、前記端末装置の通信速度が基準値以下の第2の状態を含む
請求項1記載の基地局装置。 - 前記第2の状態は、前記端末装置が前記基地局装置と接続を確立してから、前記基準値を超える通信速度で通信を開始するまでの通信準備期間を含む
請求項2記載の基地局装置。 - 前記通信準備期間は、前記端末装置と前記基地局装置との接続が確立したことを示すメッセージを前記端末装置から受信した後、又は前記端末装置に送信した後の期間を含む
請求項3記載の基地局装置。 - 前記第2の状態は、前記端末装置が前記基準値を超える通信速度での通信を終了してから、前記基地局装置と確立している接続を切断するまでの切断待機期間を含む
請求項2記載の基地局装置。 - 前記切断待機期間は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になってから第1時間を経過した後の期間を含む
請求項5記載の基地局装置。 - 前記第2の状態は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になるように制限されている通信制限期間を含む
請求項2記載の基地局装置。 - 前記通信制限期間は、前記処理部が前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になるように制限し、前記制限に応じて前記端末装置の通信速度が前記基準値以下になった後の期間を含む
請求項7記載の基地局装置。 - 前記端末装置が前記基地局装置と接続を確立してから、前記基準値を超える通信速度で通信を開始するまでの通信準備期間、及び前記端末装置が前記基準値を超える通信速度での通信を終了してから、前記基地局装置と確立している接続を切断するまでの切断待機期間が、第2時間の間発生しない場合、前記処理部は、前記端末装置の通信速度が前記基準値以下のなるよう制限し、前記制限に応じて前記端末装置を第2の状態にする
請求項2記載の基地局装置。 - さらに、前記第1の状態であることを判定することなく定期的に前記探索要求を送信する定期取得処理を行う定期取得部を有し、
前記処理部は、前記定期取得処理で送信する前記探索要求に対して前記探索結果を受信できない場合、前記稼働情報を取得し、前記取得した稼働情報から前記第1の状態であると判定したとき、前記探索要求処理を行う
請求項1記載の基地局装置。
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