JP7714840B2 - 伝送システム、切替制御装置、切替制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、伝送システム、切替制御装置、切替制御方法及びプログラムに関する。

モバイルネットワーク（ＮＷ）において端末は、アンテナ局及び基地局を介して、インターネットなどの上位ＮＷと接続される。端末の通信中に基地局が過負荷になった場合、モバイルＮＷは、負荷が少ない他の基地局へ端末の接続先を切替えることにより負荷を分散する。このような負荷分散を行う場合、端末は、接続中の基地局と使用可能なリソースを共有している他の基地局の中から、切替可能な基地局を提示する。

図３７は、従来のモバイルＮＷシステムの負荷分散を示す図である。図３７に示す例においては、基地局は、分散局と集約局とに分離されている。端末９９１ａ、９９１ｂは、アンテナ局９９２－１及び分散局９９３－１を介して集約局９９４－１と接続される。端末９９１ｃは、アンテナ局９９２－２及び分散局９９３－２を介して集約局９９４－２と接続される。集約局９９４－１に帯域逼迫や過負荷が生じた場合、端末９９１ｂは、集約局９９４－１と使用リソースを共有する集約局９９４－２を接続可能な基地局として提示する。端末９９１ｂの接続先を集約局９９４－２に変更することにより、負荷が少なく、接続可能な集約局９９４－２への負荷分散が可能である。

また近年、基地局仮想化により集約局を仮想化し、負荷に応じて接続先の仮想化集約局を変更することも提案されている。図３８は、仮想化技術を用いたモバイルＮＷシステムの負荷分散を示す図である。図３８に示すモバイルＮＷシステムは、図３７に示す集約局９９４－１、９９４－２に代えて、仮想化集約局９９５－１、９９５－２を備える。仮想化集約局９９５－１は、基地局コントローラ９９６－１と、集約局９９７－１－１、９９７－１－２とを有する。仮想化集約局９９５－２は、基地局コントローラ９９６－２と、集約局９９７－２とを有する。端末９９１ａ及び端末９９１ｂは、アンテナ局９９２－１及び分散局９９３－１を介して、集約局９９７－１－１と接続されている。基地局の帯域逼迫や過負荷に起因して、端末９９１ｂが接続先を集約局９９７－１－２又は集約局９９７－２に変更する場合がある。

図３９は、従来のモバイルＮＷシステムにおける集約局切替処理のシーケンス図である。モバイルＮＷシステムは、ステップＳ９０１～ステップＳ９１４の処理によって集約局を切替える。

P. Szilagyi, et al., "Enhanced Mobility Load Balancing Optimisation in LTE," 2012 IEEE 23rd International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications - (PIMRC), p.997-1003, 2012. "3GPP TS38.401," 2021

ミリ波などのカバレッジエリアが狭い広帯域通信が増加する中で、今後は、端末が接続可能な基地局を見つけることが難しくなると考えられる。例えば、図３７において、端末９９１ｂは、接続先の集約局９９４－１の負荷を起因として、集約局９９４－２へハンドオーバ（ＨＯ）する。この場合、端末９９１ｂは、アンテナ局９９２－２及び分散局９９３－２を介して集約局９９４－２へ接続するように接続を切替える。しかし、アンテナ局９９２－２の配下では端末９９１ｂの電波強度が低いことがある。すると、伝送できるトラフィック量が少なくなる、パケットロスが発生するなどの問題が生じるために、低遅延通信の実現が難しくなる。加えて、アンテナ局までを含めて基地局切替を行う場合、端末９９１ｂに切替先へのハンドオーバを指示する必要があるため、切替のシーケンスに多くの時間を要する。

また、図３８に示すモバイルＮＷシステムにおいて、基地局の帯域逼迫や過負荷により、端末９９１ｂがハンドオーバ（ＨＯ）を行うことがある。集約局９９７－１－１から集約局９９７－１－２への切替のように同じハードウェア（ＨＷ）内での集約局変更であれば、分散局９９３－１より下位はハンドオーバ前と同じ接続のままでよい。これは、集約局９９７－１－１の制御信号と集約局９９７－１－２の制御信号との両方を基地局コントローラ９９６－１が処理するためである。

一方、基地局コントローラが異なる集約局間での負荷分散の場合、切替前後で制御信号の伝送先が異なる。そのため、集約局だけでなく、端末が無線通信するアンテナ局も切替えなければならない。例えば、端末９９１ｂは、アンテナ局９９２－１及び分散局９９３－１を介した集約局９９７－１－１への接続を、アンテナ局９９２－２及び分散局９９３－２を介した集約局９９７－２への接続に切替える。しかし、上記と同様に、アンテナ局９９２－２の配下では端末９９１ｂの電波強度が低いことがある。このような場合、伝送できるトラフィック量が少なくなる。さらには、パケットロスの発生により再送が行われるために、トラフィックの送信完了までに時間を要する。これらのことから、低遅延通信（有線区間５ｍｓ等）の実現が困難となり得る。

また、図３９に示すように、従来の集約局切り替えの場合、ベアラのデータ転送情報を交換できるように、基地局コントローラ（ｇＮＢ－ＣＵ－ＣＰ）と切替元の集約局（Ｓｏｕｒｃｅ ｇＮＢ－ＣＵ－ＵＰ）との間で、ステップＳ９０５及びステップＳ９０６によってベアラ変更手続きを行ってから、基地局コントローラ（ｇＮＢ－ＣＵ－ＣＰ）と切替先の集約局（Ｔａｒｇｅｔ ｇＮＢ－ＣＵ－ＵＰ）との間で、ステップＳ９０７及びステップＳ９０８によってベアラ変更を行う。また、モバイルＮＷシステムは、集約局より下位の切替手順を行ってから、ステップＳ９１０によって、集約局と上位の光パスの切替を行う。そのため、切替開始から、切替完了まで時間を長く要する。

上記事情に鑑み、本発明は、信号処理の負荷分散によって発生する遅延を低減することができる伝送システム、切替制御装置、切替制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の一態様の伝送システムは、複数の階層に階層化された通信網を構成し、受信した信号を一つ上の階層に転送する複数の伝送装置と、複数の前記階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置から送信された信号を、前記所定の階層よりも一つ上の階層の伝送装置である複数の第二伝送装置のうち、前記第一伝送装置の接続先の第二伝送装置に転送する転送装置と、前記第一伝送装置の接続先の前記第二伝送装置を切替える切替制御装置と、を備え、前記切替制御装置は、最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、前記第一伝送装置それぞれが所定期間に前記所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算するトラフィック量計算部と、前記第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する必要帯域計算部と、予測された前記処理能力に基づいて前記第二伝送装置において輻輳が発生するか否かを判断する判断部と、輻輳が発生すると判断された前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置のうち少なくとも一部の前記第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された前記第二伝送装置へ切替えると決定する切替決定部と、前記切替決定部の決定に基づいて、接続先を切替えると決定された前記第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置へ転送するよう前記転送装置に指示する切替指示部と、を備える。

本発明の一態様の切替制御装置は、複数の階層に階層化された通信網を構成し、受信した信号を一つ上の階層に転送する複数の伝送装置のうち最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、複数の前記階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置それぞれが所定期間に前記所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算するトラフィック量計算部と、前記第一伝送装置の一つ上の階層の伝送装置である第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する必要帯域計算部と、予測された前記処理能力に基づいて前記第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断する判断部と、輻輳が発生すると判断された前記第二伝送装置を接続先としている第一伝送装置のうち少なくとも一部の前記第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された第二伝送装置へ切替えると決定する切替決定部と、前記第一伝送装置から送信された信号を、複数の第二伝送装置のうち前記第一伝送装置の接続先の前記第二伝送装置に転送する転送装置に、前記切替決定部の決定に基づいて、接続先を切替えると決定された前記第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置へ転送するよう指示する切替指示部と、を備える。

本発明の一態様の切替制御方法は、複数の階層に階層化された通信網を構成し、受信した信号を一つ上の階層に転送する複数の伝送装置のうち最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、複数の前記階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置それぞれが所定期間に前記所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算するトラフィック量計算ステップと、前記第一伝送装置の一つ上の階層の伝送装置である第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する必要帯域計算ステップと、予測された前記処理能力に基づいて前記第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断する判断ステップと、輻輳が発生すると判断された前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置のうち少なくとも一部の前記第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された第二伝送装置へ切替えると決定する切替決定ステップと、前記第一伝送装置から送信された信号を、複数の第二伝送装置のうち前記第一伝送装置の接続先の前記第二伝送装置に転送する転送装置に、前記切替決定ステップにおける決定に基づいて、接続先を切替えると決定された前記第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置へ転送するよう指示する切替指示ステップと、を有する。

本発明の一態様のプログラムは、コンピュータを、上述のいずれかの切替制御装置として機能させる。

本発明により、信号処理の負荷分散によって発生する遅延を低減することが可能となる。

本発明の実施形態によるモバイルＮＷシステムの構成例を示す図である。 第１の実施形態によるモバイルＮＷシステムの構成例を示す図である。 同実施形態による分散局の機能ブロック図である。 同実施形態による集約局の機能ブロック図である。 同実施形態による切替制御装置の機能ブロック図である。 同実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 同実施形態による切替制御装置の帯域計算処理を示すフロー図である。 同実施形態による将来トラフィック量予測部のトラフィック量予測モデル作成処理を示すフロー図である。 同実施形態による将来トラフィック量予測部の将来トラフィック量予測処理を示すフロー図である。 同実施形態による判断部の輻輳判断処理を示すフロー図である。 同実施形態による切替制御装置の経路切替制御処理を示すフロー図である。 第２の実施形態による切替制御装置の機能ブロック図である。 同実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 同実施形態による切替制御装置の帯域計算処理を示すフロー図である。 第３の実施形態による切替制御装置の機能ブロック図である。 同実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 同実施形態による切替制御装置の帯域計算処理を示すフロー図である。 同実施形態による必要帯域予測部の必要帯域予測処理を示すフロー図である。 同実施形態による必要帯域予測部の時系列データ作成処理を示すフロー図である。 同実施形態による必要帯域予測部の必要帯域予測モデル作成処理を示すフロー図である。 同実施形態による必要帯域予測部の必要帯域予測処理を示すフロー図である。 第４の実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 同実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 同実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 第５の実施形態によるモバイルＮＷシステムの構成例を示す図である。 第６の実施形態によるモバイルＮＷシステムの構成例を示す図である。 第７の実施形態によるモバイルＮＷシステムの構成例を示す図である。 同実施形態によるアンテナ局と端末との間の無線信号のスロットの一部を示す図である。 同実施形態による切替制御装置の機能ブロック図である。 同実施形態によるモバイルＮＷシステムのシーケンス図である。 同実施形態による切替制御装置の帯域計算処理を示すフロー図である。 同実施形態による将来トラフィック量予測部のトラフィック量予測モデル作成処理を示すフロー図である。 同実施形態による将来トラフィック量予測部の将来トラフィック量予測処理を示すフロー図である。 同実施形態による判断部の輻輳判断処理を示すフロー図である。 同実施形態による切替制御装置の経路切替制御処理を示すフロー図である。 第１～第７の実施形態による切替制御装置のハードウェア構成を示す図である。 従来のモバイルＮＷシステムの負荷分散を示す図である。 従来のモバイルＮＷシステムの負荷分散を示す図である。 従来のＣＵ切り替えのシーケンスを示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明を省略する。

図１は、実施形態によるモバイルＮＷシステム１０の構成を示す図である。モバイルＮＷシステム１０、伝送システムの一例である。モバイルＮＷシステム１０は、例えば、第５世代移動通信システム（以下「５Ｇ」という。）である。モバイルＮＷシステム１０は、端末１１と、アンテナ局１２と、分散局１３と、集約局１４と、転送装置１５と、切替制御装置１６とを有する。アンテナ局１２と、分散局１３と、集約局１４とは、階層化された伝送装置の一例である。モバイルＮＷシステム１０は、上位ＮＷ２０と接続される。Ｍ台（Ｍは１以上の整数）の分散局１３をそれぞれ、分散局１３－１～１３－Ｍと記載する。分散局１３－ｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の配下のＫ_ｍ台（Ｋ_ｍは１以上の整数）のアンテナ局１２をアンテナ局１２－ｍと記載する。また、Ｎ台（Ｎは２以上の整数）の集約局１４をそれぞれ、集約局１４－１～１４－Ｎと記載する。端末１１から上位ＮＷ２０への方向を上りと記載し、上位ＮＷ２０から端末１１への方向を下りと記載する。

端末１１は、例えば、５ＧのＵＥ（User Equipment）である。端末１１は、分散局１３から割り当てられた無線リソースを用いて、アンテナ局１２と無線信号を送受信する。割り当てられる無線リソースには、無線信号の送信及び受信のそれぞれが許可される時間区間の開始タイミング及び終了タイミングが含まれる。開始タイミング及び終了タイミングは、例えば、無線フレームにおけるデータ送受信のスケジューリング単位であるスロットにより表される。割り当てられる無線リソースには、符号化率及び変調方式がさらに含まれ得る。

アンテナ局１２は、例えば、５ＧのＲＵ（Radio Unit）である。アンテナ局１２は、端末１１から無線信号により上りデータを受信する。アンテナ局１２－ｍは、受信した上りデータを上り信号に設定し、有線インタフェースにより上り信号を分散局１３－ｍに送信する。また、アンテナ局１２－ｍは、分散局１３－ｍから有線インタフェースにより下り信号を受信する。アンテナ局１２は、受信した下り信号に設定されている端末１１宛ての下りデータを、無線信号により端末１１に送信する。

分散局１３は、例えば、５ＧのＤＵ（Distributed unit）である。分散局１３－ｍは、Ｋ_ｍ台のアンテナ局１２－ｍそれぞれから上り信号を受信する。分散局１３－ｍが受信する上り信号は、アンテナ局１２－ｍが配下の端末１１から受信した上りデータを含む。分散局１３は、上りデータを集約した上り信号を生成し、生成された上り信号を自局の接続先の集約局１４に送信する。また、分散局１３は、自局の接続先の集約局１４から、配下の端末１１宛ての下りデータが設定された下り信号を受信する。分散局１３－ｍは、受信した下り信号を、各アンテナ局１２－ｍから送信する無線信号に対応した下り信号に変換する。分散局１３－ｍは、変換された下り信号を、その下り信号に対応するアンテナ局１２－ｍに送信する。

集約局１４は、例えば、５ＧのＣＵ（Central unit）である。集約局１４は、配下の分散局１３から受信した上り信号を集約して上位ＮＷ２０に転送する。また、集約局１４は、上位ＮＷ２０から端末１１宛ての下りデータが設定された下り信号を受信し、受信した下り信号を宛先の端末１１と接続されている分散局１３に転送する。

転送装置１５は、分散局１３、集約局１４及び切替制御装置１６と接続される。転送装置１５は、分散局１３から受信した上り信号を、転送経路に従って宛先の集約局１４に転送する。また、転送装置１５は、集約局１４から受信した下り信号を、転送経路に従って宛先の分散局１３に転送する。転送装置１５における信号の転送経路は、切替制御装置１６から指示される。

切替制御装置１６は、分散局１３と、集約局１４と、転送装置１５とに接続される。切替制御装置１６は、５Ｇの基地局コントローラの機能を有する。さらに、切替制御装置１６は、分散局１３と集約局１４と間の接続の切替を制御する機能を有する。切替制御装置１６は、集約局１４における輻輳状況又は負荷の状況に従って、基地局負荷を分散するように分散局１３の接続先の集約局１４を切替える。具体的には、切替制御装置１６は、切替前の接続先（以下、「切替元」と記載）の集約局１４に分散局１３との接続の解放を指示し、切替後の接続先（以下、「切替先」）の集約局１４にその分散局１３との接続を指示する。さらに、切替制御装置１６は、接続先切替後の経路により信号転送を行うよう、転送装置１５に転送経路の切替を指示する。以下では、分散局の接続先の集約局を変更することを「経路切替」と記載する。

上記のように、モバイルＮＷシステム１０においては、分散局１３と集約局１４との間に転送装置１５及び切替制御装置１６とが配備される。切替制御装置１６は、転送装置１５に接続している各集約局１４の信号処理能力の情報と、集約局１４に接続される各分散局１３にこれから発生するトラフィック量の情報を得る。なお、本実施形態のモバイルＮＷシステム１０は、上りのトラフィックに基づいて経路切替を行うため、トラフィックは、上り信号のトラフィックを意味するものとする。

切替制御装置１６は、集約局１４の信号処理能力の情報として、最大の処理可能帯域の情報を予め受信する。最大の処理可能帯域は、集約局１４の最大バッファ量などで表される。さらに、切替制御装置１６は、各分散局１３から上り信号の次の送信期間におけるトラフィック量を取得可能な情報を受信する。以下では、上り信号の送信期間を、単に「送信期間」と記載する。切替制御装置１６は、受信したこれらの情報に基づいて、次の又はその次の送信期間において集約局１４に帯域逼迫又は処理の過負荷が発生すると予測した場合に、経路切替によるロードバランサ（負荷分散）を行う。切替制御装置１６は、いずれの集約局１４にも帯域逼迫及び過負荷が発生しないように、分散局１３の接続切替先の集約局１４を決定する。切替制御装置１６は、この決定に従って、帯域逼迫又は処理の過負荷が発生すると予測される送信期間より前に経路切替を行う。

集約局１４が仮想化されている場合、切替制御装置１６は、集約局１４から最大処理可能帯域の情報を受信する代わりに、図示しないリソース割当装置から、集約局１４に割り当てられているリソースの情報を受信する。リソースの情報は、例えば、ＣＰＵのコア数を示す。切替制御装置１６は、コア数の情報を基に、集約局１４の最大の処理可能帯域の情報を得る。処理可能帯域は、例えば、リソースブロック数で表すこともできる。リソースブロックは、端末１１へ無線リソースを割り当てる単位である。

切替制御装置１６は、経路切替を行う場合、集約局１４と分散局１３との間の接続を変更してから、転送装置１５の転送経路の切替を行う。これにより、全ての集約局１４における帯域逼迫や処理の過負荷に対応し、かつ、常に逼迫の起こりにくい低遅延な切替が可能になる。

モバイルＮＷシステム１０は、分散局１３と集約局１４との間の接続を切替えるが、端末１１が接続先のアンテナ局１２を変更するハンドオーバを行う必要がない。そのため、輻輳を回避しながら、低遅延通信が実現可能である。さらには、大容量・低遅延通信や様々なサービスにモバイルＮＷシステム１０を活用する中で、高効率な集約局リソースの利用が可能になる。

以下に詳細な実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態では、分散局は、５Ｇの下りリンク制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）を用いて、切替制御装置にトラフィック量を通知する。ＤＣＩは、端末が上りデータを送信するために必要なスケジューリング情報、データ変調、チャネル符号化率などを含む。スケジューリング情報は、リソースブロックにより表される。リソースブロックは、チャネルと、そのチャネルを用いた送信開始タイミング及び送信終了タイミングにより表される。送信開始タイミング及び送信終了タイミングは、例えば、５Ｇにおけるデータの送受信のスケジュール単位であるスロットにより表される。この場合、送信終了タイミングは、送信開始タイミングからの経過時間に相当するスロットの数により表されてもよい。

図２は、第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００の構成を示す図である。モバイルＮＷシステム１００は、端末１１と、アンテナ局１２０と、分散局１３０と、集約局１４０と、転送装置１５０と、切替制御装置１６０と、リソース管理装置１７０とを有する。アンテナ局１２０と、分散局１３０と、集約局１４０と、転送装置１５０と、切替制御装置１６０とはそれぞれ、図１のアンテナ局１２と、分散局１３と、集約局１４と、転送装置１５と、切替制御装置１６とに相当する。アンテナ局１２０、分散局１３０、集約局１４０、転送装置１５０、切替制御装置１６０及びリソース管理装置１７０は、モバイルＮＷを構成する。集約局１４０は、転送装置２００を介してコアネットワーク２０１及びインターネット２０２と接続される。転送装置２００、コアネットワーク２０１及びインターネット２０２は、図１の上位ＮＷ２０に相当する。

Ｍ台（Ｍは１以上の整数）の分散局１３０をそれぞれ、分散局１３０－１～１３０－Ｍと記載する。分散局１３０－ｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の配下のＫ_ｍ台（Ｋ_ｍは１以上の整数）のアンテナ局１２０をアンテナ局１２０－ｍと記載する。また、Ｎ台（Ｎは２以上の整数）の集約局１４０をそれぞれ、集約局１４０－１～１４０－Ｎと記載する。図２は、Ｍ＝４、かつ、Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３、Ｋ_４、Ｎ＝２の例である。

集約局１４０－１～１４０－Ｎの一部は、転送装置１５０ａ及び切替制御装置１６０ａと接続されてもよい。転送装置１５０ａ及び切替制御装置１６０ａは、転送装置１５０及び切替制御装置１６０と同じ機能を有する。転送装置１５０ａ及び切替制御装置１６０ａは、図２に図示していない分散局１３０及び集約局１４０と接続される。リソース管理装置１７０は、集約局１４０のリソースを管理する。

端末１１、アンテナ局１２０、分散局１３０及び集約局１４０はそれぞれ、５ＧのＵＥ、ＲＵ、ＤＵ及びＣＵの機能を有する。端末１１は、アンテナ局１２０、分散局１３０、転送装置１５０、集約局１４０、転送装置２００及びコアネットワーク２０１を介して、インターネット２０２と接続される。本実施形態において、アンテナ局１２０と分散局１３０間のベアラ信号、分散局１３０と集約局１４０間のベアラ信号、及び、集約局１４０と転送装置２００間の信号は光信号である。ベアラ信号は、端末１１が送信又は受信するユーザデータが設定される信号である。コアネットワーク２０１は、例えば、光ネットワークである。

転送装置１５０は、分散局１３０から受信した上り信号を、宛先の集約局１４０に転送し、集約局１４０から受信した下り信号を、宛先の分散局１３０に転送する。分散局１３０と集約局１４０間のベアラ信号が光信号の場合、転送装置１５０は、光ＧＷ（ゲートウェイ）である。光ＧＷは、複数の第一ポート（図示せず）及び複数の第二ポート（図示せず）を有する。第一ポートは、分散局１３０との間の伝送路と接続され、第二ポートは、集約局１４０との間の伝送路と接続される。光ＧＷは、いずれかの第一ポートから入力した所定の波長の光信号を予め設定された経路に応じていずれかの第二ポートへ出力し、いずれかの第二ポートから入力した所定の波長の光信号を予め設定された経路に応じていずれかの第一ポートへ出力する。各第一ポート及び各第二ポートに対応する波長と、第一ポート及び第二ポート間の経路とは、切替制御装置１６０からの指示に従って設定される。

切替制御装置１６０は、分散局１３０からＤＣＩ情報を受信する。切替制御装置１６０は、ＤＣＩ情報に基づいて、次の送信期間に各集約局１４０へ送信される合計のトラフィック量を予測する。なお、集約局１４０が、切替制御装置１６０に次の送信期間における合計トラフィック量の情報を送信してもよい。さらに、切替制御装置１６０は、集約局１４０から現時点でバッファリングしているバッファ量の情報と、ベアラ情報を受信する。ベアラ情報は、集約局１４０が接続している分散局１３０を示す。集約局１４０のリソース量が固定の場合、切替制御装置１６０は、予め集約局１４０のＣＰＵのコア数から計算した集約局１４０の最大処理可能帯域の情報を記憶している。集約局１４０のリソース量が変化する場合、リソース管理装置１７０は、集約局１４０に割り当てられているリソース量を示す集約局リソース情報を、定期的に又はリソース量が変化した場合に切替制御装置１６０に送信する。切替制御装置１６０は、集約局１４０のリソース量を用いて現在の最大処理可能帯域を算出する。

切替制御装置１６０は、集約局１４０－ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）のトラフィックの逼迫具合又は処理の過負荷状態を、集約局１４０－ｎに送信される予測の合計トラフィック量と、集約局１４０－ｎの現在のバッファ量及び最大処理可能帯域とを用いて判断する。すなわち、切替制御装置１６０は、集約局１４０－ｎに送信される予測の合計トラフィック量を用いて、集約局１４０－ｎの必要帯域を算出する。必要帯域は、上りトラフィックの処理のために必要な帯域である。換言すれば、必要帯域は、需要トラフィック量を表す。切替制御装置１６０は、必要帯域と現在のバッファ量との合計が、最大処理可能帯域よりも所定以上大きい場合は、帯域が逼迫する、又は、処理が過負荷状態になるために、輻輳が発生すると判断する。なお、帯域の逼迫はトラフィックの増加により発生し、処理の過負荷状態は集約局１４０のリソースの不足、すなわち、最大処理可能帯域の不足により発生する。切替制御装置１６０は、集約局１４０－ｎにおいて輻輳が発生すると判断した場合、集約局１４０－ｎが接続先の少なくとも一部の分散局１３０のトラフィックを、輻輳の発生が予測されていない他の集約局１４０にロードバランスする。

分散局１３０が、接続先の集約局１４０を切替える際に、端末１１に対して接続の設定及び削除を行うと、端末接続に時間がかかってしまい、低遅延制御が困難になる。そこで、集約局１４０は端末１１との接続情報を持ち続ける。また、同様に、集約局１４０も基地局の接続情報を持つ。

転送装置２００は、集約局１４０との間の伝送路から入力した上り信号をコアネットワーク２０１に出力し、コアネットワーク２０１から入力した下り信号を宛先の集約局１４０との間の伝送路に出力する。集約局１４０と転送装置２００間の信号は光信号である場合、転送装置２００は、光ＧＷ又は光ＳＷ（スイッチ）である。

なお、アンテナ局１２０と分散局１３０間のベアラ信号、分散局１３０と集約局１４０間のベアラ信号、及び、集約局１４０と転送装置２００間の信号の一部又は全てが光信号でなくてもよい。例えば、分散局１３０と集約局１４０間のベアラ信号が電気信号の場合、転送装置１５０は、レイヤ２スイッチや、ルータである。同様に、集約局１４０と転送装置２００間の信号が電気信号の場合、転送装置２００は、ルータである。

図３は、分散局１３０の構成例を示す機能ブロック図である。図３では本実施形態に関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。分散局１３０は、ユーザデータ送受信部１３１と、通信部１３２と、制御部１３３とを有する。ユーザデータ送受信部１３１は、Ｕ－Ｐｌａｎｅのベアラ信号を送受信する。ユーザデータ送受信部１３１は、第一分離部１３１１と、第一光電気変換部１３１２と、上り信号生成部１３１３と、第一電気光変換部１３１４と、第二分離部１３１５と、第二光電気変換部１３１６と、下り信号生成部１３１７と、第二電気光変換部１３１８とを有する。

第一分離部１３１１は、波長により上り信号と下り信号とを分離する。第一分離部１３１１は、アンテナ局１２０との間の伝送路から入力した上り信号を第一光電気変換部１３１２に出力し、第二電気光変換部１３１８から入力した下り信号をアンテナ局１２０との間の伝送路に出力する。第一光電気変換部１３１２は、上り信号を光信号から電気信号に変換する。上り信号生成部１３１３は、電気信号に変換された上り信号にプロトコル処理やヘッダの付け替えなどを行うことにより、上りデータが設定された集約局１４０宛ての上り信号を生成する。第一電気光変換部１３１４は、集約局１４０宛ての上り信号を電気信号から光信号に変換して出力する。

第二分離部１３１５は、波長により上り信号と下り信号とを分離する。第二分離部１３１５は、第一電気光変換部１３１４が生成した上り信号を転送装置１５０との間の伝送路に出力し、転送装置１５０との間の伝送路から入力した下り信号を第二光電気変換部１３１６に出力する。第二光電気変換部１３１６は、第二分離部１３１５から入力された下り信号を光信号から電気信号に変換する。下り信号生成部１３１７は、電気信号に変換された下り信号にプロトコル処理やヘッダの付け替えなどを行うことにより、受信した下り信号から取得した下りデータが設定された各アンテナ局１２０宛ての下り信号を生成する。第二電気光変換部１３１８は、下り信号生成部１３１７が生成した各アンテナ局１２０宛ての下り信号を、電気信号から光信号に変換した後、第一分離部１３１１に出力する。

通信部１３２は、アンテナ局１２０、集約局１４０、切替制御装置１６０などの他の装置と制御信号を送受信する。制御信号には、Ｃ－ｐｌａｎｅの制御信号も含まれる。制御部１３３は、通信部１３２を介して送受信した制御信号に従い、分散局１３０全体の制御を行う。例えば、制御部１３３は、受信した制御信号に従って、接続先の集約局１４０を切り替える。また、制御部１３３は、端末１１とモバイルＮＷシステム１００との間の下位レイヤの接続を管理する。制御部１３３は、分散局１３０の下位のアンテナ局１２０に接続している端末１１や、分散局１３０の接続先の集約局１４０に応じて、ユーザデータ送受信部１３１におけるプロトコル処理やヘッダの付け替え処理などを制御する。制御部１３３は、制御信号を光信号により送信してもよい。制御信号を上りの光信号により送信する場合、上り信号生成部１３１３は、制御部１３３が出力した制御信号を上り信号に設定する。制御信号を下りの光信号により送信する場合、下り信号生成部１３１７は、制御部１３３が出力した制御信号を上り信号に設定する。制御信号は、ベアラ信号を送信する光信号に重畳されてもよく、ベアラ信号とは異なる光信号により送信されてもよい。例えば、制御部１３３は、端末１１に対する制御信号を、下り信号に設定する。この制御信号により、制御部１３３は、端末１１に割り当てるリソースを示すＤＣＩを送信する。

図４は、集約局１４０の構成例を示す機能ブロック図である。図４では本実施形態に関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。集約局１４０は、ユーザデータ送受信部１４１と、通信部１４２と、制御部１４３とを有する。ユーザデータ送受信部１４１は、Ｕ－Ｐｌａｎｅのベアラ信号を送受信する。ユーザデータ送受信部１４１は、第一分離部１４１１と、第一光電気変換部１４１２と、バッファ１４１３と、上り信号生成部１４１４と、第一電気光変換部１４１５と、第二分離部１４１６と、第二光電気変換部１４１７と、下り信号生成部１４１８と、第二電気光変換部１４１９とを有する。

第一分離部１４１１は、波長により上り信号と下り信号とを分離する。第一分離部１４１１は、転送装置１５０との間の伝送路から入力した上り信号を第一光電気変換部１４１２に出力し、第二電気光変換部１４１９から入力した下り信号を転送装置１５０との間の伝送路に出力する。第一光電気変換部１４１２は、上り信号を光信号から電気信号に変換する。バッファ１４１３は、第一光電気変換部１４１２が電気信号に変換した上り信号を一時的に記憶する。上り信号生成部１４１４は、バッファ１４１３から上り信号を読み出し、プロトコル処理やヘッダの付け替えなどを行うことにより、上位ＮＷ宛ての上り信号を生成する。第一電気光変換部１４１５は、上り信号生成部１４１４が生成した上り信号を電気信号から光信号に変換して第二分離部１４１６に出力する。

第二分離部１４１６は、波長により上り信号と下り信号とを分離する。第二分離部１４１６は、第一電気光変換部１４１５から入力した上り信号を転送装置２００との間の伝送路に送信し、転送装置２００との間の伝送路から受信した下り信号を第二光電気変換部１４１７に出力する。第二光電気変換部１４１７は、第二分離部１４１６から入力した下り信号を光信号から電気信号に変換する。下り信号生成部１４１８は、電気信号に変換された下り信号にプロトコル処理やヘッダの付け替えなどを行うことにより、受信した下り信号から取得した下りデータが設定された各分散局１３０宛ての下り信号を生成する。第二電気光変換部１４１９は、下り信号生成部１４１８が生成した各分散局１３０宛ての下り信号を、電気信号から光信号に変換した後、第一分離部１４１１に出力する。

通信部１４２は、分散局１３０、他の集約局１４０、切替制御装置１６０、転送装置２００などの他の装置と制御信号を送受信する。制御信号には、Ｃ－ｐｌａｎｅの制御信号も含まれる。制御部１４３は、通信部１４２を介して送受信した制御信号に従い、集約局１４０全体の制御を行う。例えば、制御部１４３は、受信した制御信号に従って、接続先の分散局１３０を切り替える。また、制御部１４３は、制御信号に応じてユーザデータ送受信部１４１が送信する上り信号の宛先及び下り信号の宛先を制御する。制御部１４３は、バッファ１４１３の最大処理可能帯域と現在のバッファ量とを制御信号により、切替制御装置１６０に通知する。なお、上り信号生成部１４１４の後段にバッファが設けられる場合、制御部１４３は、上り信号生成部１４１４の後段のバッファの最大処理可能帯域と現在のバッファ量とを切替制御装置１６０に通知してもよい。制御部１４３は、制御信号を光信号により送信してもよい。制御信号を上りの光信号により送信する場合、上り信号生成部１４１４は、制御部１４３が出力した制御信号を上り信号に設定する。制御信号を下りの光信号により送信する場合、下り信号生成部１４１８は、制御部１４３が出力した制御信号を上り信号に設定する。制御信号は、ベアラ信号を送信する光信号に重畳されてもよく、ベアラ信号とは異なる光信号により送信されてもよい。

図５は、切替制御装置１６０の構成を示すブロック図である。切替制御装置１６０は、トラフィック量計算部１６１と、将来トラフィック量予測部１６２と、必要帯域計算部１６３と、判断部１６４と、切替決定部１６５と、切替指示部１６６と、記憶部１６７とを備える。

トラフィック量計算部１６１は、各分散局１３０から受信したＤＣＩ情報を用いて、各分散局１３０の次送信期間の予測トラフィック量を計算する。ＤＣＩ情報は、端末１１に送信されたＤＣＩでもよく、ＤＣＩに設定されているデータのうち次送信期間の上りのトラフィック量の算出に用いられる一部のデータでもよい。次送信期間の予測トラフィック量は、現在の上り信号の送信期間の次の送信期間において、分散局１３０が集約局１４０に送信することが予測されるトラフィック量である。トラフィック量計算部１６１は、端末１１に送信された次送信期間についてのＤＣＩ情報を用いて、次送信期間の予測トラフィック量を算出する。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０の将来トラフィック量を予測する。将来トラフィック量は、次送信期間の次の送信期間における予測のトラフィック量である。

必要帯域計算部１６３は、集約局１４０からベアラ情報を受信する。ベアラ情報は、集約局１４０が接続している配下の分散局１３０の情報を含む。必要帯域計算部１６３は、各分散局１３０の予測トラフィック量とベアラ情報とを用いて、各集約局１４０の必要帯域を計算する。モバイルＮＷシステム１００における経路切替が次送信期間までに終了すると予想される場合、必要帯域の計算に使用される予測トラフィック量は、トラフィック量計算部１６１が算出した次送信期間の予測トラフィック量である。経路切替が次送信期間までに終了しないと予想される場合、必要帯域の計算に使用される予測トラフィック量は、将来トラフィック量予測部１６２が算出した将来トラフィック量である。

判断部１６４は、必要帯域計算部１６３が計算した集約局１４０の必要帯域と、集約局１４０から受信したバッファ量及び最大処理可能帯域の情報とを用いて、各集約局１４０の輻輳量を計算する。なお、判断部１６４は、リソース管理装置１７０から受信した集約局リソース情報に基づいて最大処理可能帯域を算出してもよい。輻輳量として、バッファに保存されることが予想されるデータ量を用いることができる。具体的には、輻輳量は、必要帯域と現在のバッファ量との合計から、最大処理可能帯域を減算して算出される。判断部１６４は、輻輳量が閾値を超える場合は輻輳が予測されると判断する。

切替決定部１６５は、判断部１６４が輻輳を予測した場合、各集約局１４０の必要帯域及び輻輳量と、各分散局１３０の予測トラフィック量とに基づいて、全ての集約局１４０における輻輳量が所定以下となるように、接続先を切替える分散局１３０と、その切替先の集約局１４０とを決定する。

切替指示部１６６は、輻輳が予測された送信期間の開始までに、接続先を切替える対象となった分散局１３０からの上り信号が、切替先の集約局１４０へ転送されるように、各装置へ経路切替を指示する。記憶部１６７は、各部の処理に用いられる各種データを記憶する。

図６は、モバイルＮＷシステム１００の経路切替手順を示すシーケンス図である。集約局１４０－１及び１４０－２それぞれの制御部１４３は、自局が接続している分散局１３０を示すベアラ情報と、自局における最大の処理可能帯域を示す最大処理可能帯域情報とを切替制御装置１６０に通知する（ステップＳ１００１、Ｓ１００２）。なお、リソース管理装置１７０が、集約局１４０－１及び１４０－２のベアラ情報を切替制御装置１６０に送信してもよい。また、集約局１４０が仮想化されている場合、集約局１４０が最大処理可能帯域情報を送信する代わりに、リソース管理装置１７０が各集約局１４０の集約局リソース情報を送信する。

各分散局１３０の制御部１３３は、上り信号のスケジューリング結果として端末１１に送信したＤＣＩの情報を、切替制御装置１６０に送信する（ステップＳ１００３）。分散局１３０は、ＤＣＩを端末１１に送信する都度、切替制御装置１６０にＤＣＩ情報を通知する。ＤＣＩ情報の通知頻度はＴＴＩ（Transmission Time Interval）に相当するが、５ＧにおいてＴＴＩは可変とすることができる。一方、集約局１４０－１及び１４０－２それぞれの制御部１４３は、自局のバッファ量を示すバッファ情報を切替制御装置１６０に通知する（ステップＳ１００４、Ｓ１００５）。

切替制御装置１６０は、受信したＤＣＩ情報に基づいて、各分散局１３０における予測トラフィック量を算出する。切替制御装置１６０は、集約局１４０ごとに、集約局１４０と接続されている分散局１３０の予測トラフィック量を合計することにより、各集約局１４０の必要帯域を算出する（ステップＳ１００６）。

切替制御装置１６０は、各集約局１４０の最大処理可能帯域及び現在のバッファ量と、ステップＳ１００６において算出した各集約局１４０の必要帯域とに基づいて、各集約局１４０の輻輳量を算出する。切替制御装置１６０は、輻輳量を用いて各集約局１４０の帯域不足の有無を推定する（ステップＳ１００７）。切替制御装置１６０は、集約局１４０－１の帯域が不足すると推定する。

切替制御装置１６０は、帯域不足ではないと推定された集約局１４０－２をオフロード先として選択する。切替制御装置１６０は、集約局１４０－１と接続している一部又は全ての分散局１３０のうち、接続先を集約局１４０－２に変更する分散局１３０を選択する。選択された分散局１３０を、切替対象分散局１３０と記載する。切替制御装置１６０は、切替対象分散局１３０のトラフィックをオフロードするため、オフロード先（切替先）の集約局１４０－２に経路追加指示を送信し（ステップＳ１００８）、オフロード元（切替元）の集約局１４０－１に経路削除指示を通知する（ステップＳ１００９）。経路追加指示は、オフロード先の集約局１４０－２の空き帯域を、切替対象分散局１３０からのトラフィックを受信するために使用するよう指示する。経路削除指示は、オフロード元の集約局１４０－１の過負荷帯域から、切替対象分散局１３０からのトラフィックを受信するための帯域を削除するよう指示する。経路追加指示及び経路削除指示には、ベアラ変更指示のBEARER CONTEXT MODIFICATION REQUESTが用いられる。経路追加指示及び経路削除指示を行う際、切替制御装置１６０は、アンテナ局１２０と分散局１３０との間のF1 UE contextを常に確立された状態にしておく。

集約局１４０－２の制御部１４３は、経路追加指示に従って、切替対象分散局１３０からのトラフィックを受信するための帯域を第一分離部１４１１に追加すると、ベアラ応答を切替対象分散局１３０、切替制御装置１６０、及び、集約局１４０－１に送信する（ステップＳ１０１０、ステップＳ１０１１、ステップＳ１０１２）。一方、集約局１４０－１の制御部１４３は、経路削除指示に従って、切替対象分散局１３０からのトラフィックを受信するための帯域を第一分離部１４１１から削除すると、ベアラ応答を切替制御装置１６０、及び、集約局１４０－２に送信する（ステップＳ１０１３、ステップＳ１０１４）。ベアラ応答には、BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSEが用いられる。

集約局１４０－２は、集約局１４０－１からのベアラ応答の受信を契機に、コアネットワーク２０１に、信号転送経路の切替指示を送信する（ステップＳ１０１５）。コアネットワーク２０１は、集約局１４０－２から受信した切替指示に従って、信号転送経路の切替を行う。コアネットワーク２０１は、切替対象分散局１３０の配下の端末１１からの上りデータが設定された上り信号の転送元を集約局１４０－１から集約局１４０－２に変更する転送経路の切替を行う。また、コアネットワーク２０１は、切替対象分散局１３０の配下の端末１１への下りデータが設定された下り信号の転送先を集約局１４０－２に変更する転送経路の切替を行う。コアネットワーク２０１は、集約局１４０－２に切替完了通知を送信する（ステップＳ１０１６）。

切替制御装置１６０は、集約局１４０－１からのベアラ応答情報の受信を契機に、転送装置１５０に転送経路の切替指示を送信する（ステップＳ１０１７）。この切替指示は、切替対象分散局１３０との間の伝送路が接続される第一ポートから入力した光信号を、集約局１４０－２との間の伝送路が接続される第二ポートへ出力するよう転送経路を変更する指示である。転送装置１５０は、受信した切替指示に従って転送経路を切替える（ステップＳ１０１８）。切替後、転送装置１５０は、切替対象分散局１３０が出力した上り信号のトラフィックを集約局１４０－２に出力する（ステップＳ１０１９）。

上記のように、本実施形態では、切替制御装置１６０から、集約局１４０に経路追加指示としてのベアラ変更指示及び経路削除指示としてのベアラ変更指示を送信する（ステップＳ１００８、ステップＳ１００９）。ベアラ変更指示を受信した集約局１４０は、指示に従ってベアラの設定変更を行う。切替先の集約局１４０は、さらに、上位装置へ光パスの切替指示を送信する（ステップＳ１０１５）。切替先の集約局１４０は、この切替指示を、切替元の集約局１４０からベアラの設定変更が完了したことを通知するベアラ応答（ステップＳ１０１４）を受信して直ちに送信する。これにより、End to Endで見たときの切替時間の短縮を図ることができる。さらに、分散局１３０と集約局１４０の間の経路切替の処理中に、上位装置における切り替えが完了する可能性もある。

また、上記の手順では、切替元の集約局１４０が経路削除指示（ステップＳ１００９）に従ってベアラ変更手続を行うと同時に、切替先の集約局１４０が経路追加指示（ステップＳ１００８）に従ってベアラ設定手続を行う。そして、切替元の集約局１４０から切替先の集約局１４０へベアラの応答情報（ステップＳ１０１４）を送信し、切替先の集約局１４０から切替元の集約局１４０へベアラの応答情報を送信する（ステップＳ１０１２）。これにより、ベアラのデータ転送情報の交換も可能かつ、図３９に示す従来の切替と比較して高速な切替が可能になる。

また、切替制御装置１６０は、切替先の集約局１４０及び切替元の集約局１４０それぞれのベアラ応答を受信してから、転送装置１５０に切替指示を送信する（ステップＳ１０１７）。これにより、データ転送情報の受け取りが完了していないといった問題も生じない。

また、切替先の集約局１４０から分散局１３０にもベアラ応答を送信することで（ステップＳ１０１０）、分散局１３０と集約局１４０間の設定も迅速に変更可能である。なお、分散局１３０は、近隣の集約局１４０との接続情報（F1 UE context）を、切替元の集約局１４０への接続時に事前に取得済みであることを前提とする。

続いて、図７～図１１を用いて切替制御装置１６０の処理を説明する。

図７は、切替制御装置１６０の帯域計算処理を示すフロー図である。分散局１３０の制御部１３３は、時刻ｔ（ｉ－１）において、次送信期間のＤＣＩ（ｉ）を端末１１に通知し、さらに、ＤＣＩ（ｉ）を設定したＤＣＩ情報を切替制御装置１６０に通知する（ｉは整数）。ＤＣＩ（ｉ）は、時刻ｔ（ｉ）から時刻ｔ（ｉ＋１）の送信期間Ｕ（ｉ）において端末１１に割り当てる無線リソースと、端末１１が使用する符号化率及び変調方式とを示すＤＣＩである。

切替制御装置１６０は、時刻ｔ（ｉ－１）において、分散局１３０からＤＣＩ（ｉ）が設定されたＤＣＩ情報を受信する。トラフィック量計算部１６１は、ＤＣＩ（ｉ）に含まれる情報に基づいて、各分散局１３０における送信期間Ｕ（ｉ）における分散局１３０の予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）を算出する（ステップＳ１１０１）。さらに、トラフィック量計算部１６１は、時刻ｔ（ｉ）と時刻ｔ（ｉ＋１）との差分から割当時間間隔Ｔ（ｉ）を算出する（ステップＳ１１０２）。あるいは、トラフィック量計算部１６１は、分散局１３０から割当時間間隔Ｔ（ｉ）を受信してもよい。トラフィック量計算部１６１は、各分散局１３０の予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）と割当時間間隔Ｔ（ｉ）を記憶部１６７に記憶する。

必要帯域計算部１６３は、集約局１４０又はリソース管理装置１７０からベアラ情報を受信し、記憶部１６７に記憶している。必要帯域計算部１６３は、ベアラ情報を記憶部１６７から読み出す（ステップＳ１１０３）。トラフィック量計算部１６１は、将来トラフィック量の予測が必要か否か判断する（ステップＳ１１０４）。将来トラフィック量は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）の予測トラフィック量である。モバイルＮＷシステム１００において切替制御装置１６０が経路切替を指示してから切替を完了するまでに要する時間を切替時間Ｔｃ（例えば、２ｍｓｅｃ）とする。切替時間Ｔｃが割当時間間隔Ｔ（ｉ）以下の場合（Ｔｃ≦Ｔ（ｉ））、時刻ｔ（ｉ）までに経路切替を完了可能である。そのため、トラフィック量計算部１６１は、将来トラフィック量の予測が不要と判断する（ステップＳ１１０４：ＮＯ）。

必要帯域計算部１６３は、ベアラ情報に基づいて、各集約局１４０の配下の分散局１３０を特定する（ステップＳ１１０５）。必要帯域計算部１６３は、集約局１４０ごとに、配下の各分散局１３０の予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）を合計して、送信期間Ｕ（ｉ）における集約局必要帯域ＣＵ（ｉ）を算出する（ステップＳ１１０６）。必要帯域計算部１６３は、各集約局１４０の集約局必要帯域ＣＵ（ｉ）を記憶部１６７に記憶し、判断部１６４を起動する（ステップＳ１１０７）。

一方、将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ１１０４の処理と並行してトラフィック量予測モデルを作成する（ステップＳ１１０８）。トラフィック量予測モデルは、時系列の送信期間のトラフィック量を入力データとし、それら入力データの次の送信期間のトラフィック量を予測するモデルである。トラフィック量予測モデルの作成の詳細は、図８を用いて後述する。

ステップＳ１１０４において、トラフィック量計算部１６１は、切替時間Ｔｃが割当時間間隔Ｔ（ｉ）よりも長い場合（Ｔｃ＞Ｔ（ｉ））、将来トラフィック量の予測が必要と判断する（ステップＳ１１０４：ＹＥＳ）。これは、時刻ｔ（ｉ）までに経路切替を完了できないと予測されるためである。トラフィック量計算部１６１は、将来トラフィック量予測部１６２に将来トラフィック量の予測を指示する。

将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ１１０８において作成されたトラフィック量予測モデルを用いて、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）を予測する（ステップＳ１１０９）。予測の処理の詳細は、図９を用いて後述する。

必要帯域計算部１６３は、集約局１４０ごとに、配下の分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）を合計して、送信期間Ｕ（ｉ＋１）における集約局必要帯域ＣＵ（ｉ＋１）を算出する。必要帯域計算部１６３は、各集約局１４０の集約局必要帯域ＣＵ（ｉ＋１）を記憶部１６７に記憶し、判断部１６４を起動する（ステップＳ１１０７）。

図８は、将来トラフィック量予測部１６２のトラフィック量予測モデル作成処理を示すフロー図である。図８は、図７のステップＳ１１０８における詳細な処理を示す。

記憶部１６７は、予め処理対象のＫ個の時間区間Ｔ＿１、Ｔ＿２、…、Ｔ＿ｋ－１、Ｔ＿ｒｅｑを記憶している。時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｋ－１は、端末１１にリソースブロックを割り当てる際に使用可能なＴＴＩである。例えば、Ｔ＿１～Ｔ＿ｋ－１は、１２５ｕｓ、２５０ｕｓ、５００ｕｓ、１ｍｓである。割当時間間隔Ｔ（ｉ）は、時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｋ－１のいずれかと同じ値である。時間区間Ｔ＿ｒｅｑは、アプリケーションなどで要求される値である。時間区間Ｔ＿ｒｅｑは、Ｔ＿１～Ｔ＿ｋ－１よりも大きな値である。将来トラフィック量予測部１６２は、時間区間Ｔ＿ｒｅｑの値を端末１１又は上位ＮＷに接続される装置などの他の装置から受信し、記憶部１６７に記憶してもよい。将来トラフィック量予測部１６２は、時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｒｅｑの中から未選択の一つを選択し、Ｔ＿ｘに設定する（ステップＳ１２０１）。

将来トラフィック量予測部１６２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が時間区間Ｔ＿ｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２０２）。将来トラフィック量予測部１６２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が時間区間Ｔ＿ｘ以上であると判断した場合（ステップＳ１２０２：ＹＥＳ）、分散局１３０の予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）を、時間区間Ｔ＿ｘごとの予測トラフィック量に変換する（ステップＳ１２０３）。つまり、将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ）～時刻ｔ（ｉ＋１）の間に、時間区間Ｔ＿ｘごとに、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）×（時間区間Ｔ＿ｘ／割当時間間隔Ｔ（ｉ））の予測トラフィック量ＤＵ＿Ｔ＿ｘが発生すると計算する。

例えば、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が２５０ｕｓであり、時間区間Ｔ＿ｘが１２５ｕｓであるとする。将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ）から時刻ｔ（ｉ）＋１２５ｕｓの間、及び、時刻ｔ（ｉ）＋１２５ｕｓから時刻ｔ（ｉ＋１）の間のそれぞれに、ＤＵ＿１２５ｕｓ＝ＤＵ（ｉ）／２のトラフィック量が発生すると予測する。また、時間区間Ｔ＿ｘが２５０ｕｓの場合、将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ）から時刻ｔ（ｉ＋１）の間に、ＤＵ＿２５０ｕｓ＝ＤＵ（ｉ）のトラフィック量が発生すると予測する。

将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、時間区間Ｔ＿ｘについて過去に算出した時系列の予測トラフィック量に、ステップＳ１２０３において算出した予測トラフィック量を追加して記憶部１６７に記憶する（ステップＳ１２０４）。将来トラフィック量予測部１６２は、記憶部１６７に記憶されている時間区間Ｔ＿ｘの分散局１３０の時系列の予測トラフィック量を用いて、時間区間Ｔ＿ｘのトラフィック量予測モデルを学習する（ステップＳ１２０５）。

例えば、時間区間Ｔ＿ｘの分散局１３０の時系列の予測トラフィック量を時刻が新しい順にＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）、ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）、ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－２）、…、ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（１）とする（Ｐは２以上の整数）。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（ｐ）を正解の出力データとし、ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（ｐ－１）～ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（ｐ－ｑ）を入力データとする学習データを、ｐの値をＰから順に１ずつ減算しながら生成する（ｑは１以上の整数）。将来トラフィック量予測部１６２は、生成したこれらの学習データを用いて、入力データと出力データの対応を表わすトラフィック量予測モデルを学習する。なお、将来トラフィック量予測部１６２は、全ての分散局１３０の学習データを用いて一つのトラフィック量予測モデルを学習してもよく、分散局１３０－ｍの学習データを用いて分散局１３０－ｍのトラフィック量予測モデルを学習してもよい。

一方、ステップＳ１２０２において、将来トラフィック量予測部１６２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が時間区間Ｔ＿ｘより小さいと判断した場合（ステップＳ１２０２：ＮＯ）、ステップＳ１２０６の処理を行う。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０－ｍの予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）を将来トラフィック量予測部１６２又は記憶部１６７内の分散局１３０－ｍ及び時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録する（ステップＳ１２０６）。将来トラフィック量予測部１６２は、各分散局１３０及び時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が記録されたか否かを判断する（ステップＳ１２０７）。

例えば、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が２５０ｕｓであり、時間区間Ｔ＿ｘが５００ｕｓであるとする。将来トラフィック量予測部１６２は、Ｔ＿ｘ／Ｔ（ｉ）＝２個分の予測トラフィック量が５００ｕｓに対応したバッファに記録されたかを判断する。また、時間区間Ｔ＿ｘがＴ＿ｒｅｑの５ｍｓであるとする。将来トラフィック量予測部１６２は、Ｔ＿ｒｅｑ／Ｔ（ｉ）＝５０００／２５０＝２０個分の予測トラフィック量が５ｍｓに対応したバッファに記録されたかを判断する。将来トラフィック量予測部１６２は、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されていないと判断した場合（ステップＳ１２０７：ＮＯ）、ステップＳ１２０８からの処理を行う。

将来トラフィック量予測部１６２は、各分散局１３０について、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されたと判断した場合（ステップＳ１２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０４の処理を行う。すなわち、将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ－Ｔ＿ｘ／Ｔ（ｉ）＋１）から予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）までを時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファから読み出して合計し、ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）とする。

例えば、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が２５０ｕｓであり、時間区間Ｔ＿ｘが５００ｕｓであるとする。将来トラフィック量予測部１６２は、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ－１）と予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）を合計し、ＤＵ＿５００ｕｓ（Ｐ）を算出する。また、時間区間Ｔ＿ｘがＴ＿ｒｅｑの５ｍｓであるとする。将来トラフィック量予測部１６２は、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ－１９）から予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）までを合計し、ＤＵ＿５ｍｓ（Ｐ）を算出する。

記憶部１６７には、時間区間Ｔ＿ｘについて過去に算出された各分散局１３０の時系列の予測トラフィック量ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（１）～ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）が記憶されている。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、これらの予測トラフィック量ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（１）～ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）に、新たに算出した予測トラフィック量ＤＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）を追加して記憶部１６７に記憶する（ステップＳ１２０４）。将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ１２０５の処理を行い、時間区間Ｔ＿ｘの時系列の予測トラフィック量を用いてトラフィック量予測モデルを学習する。

将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ１２０５の処理の後、又は、ステップＳ１２０７においてＮＯと判断した場合、処理対象のＫ個の時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｒｅｑを全て選択したか否かを判断する（ステップＳ１２０８）。将来トラフィック量予測部１６２は、未選択の時間区間がある場合には（ステップＳ１２０８：ＮＯ）、ステップＳ１２０１に戻って、新たに選択した時間区間をＴ＿ｘに設定する。

そして、将来トラフィック量予測部１６２は、処理対象のＫ個の時間区間を全て選択したと判断した場合（ステップＳ１２０８：ＹＥＳ）、Ｋ個の時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｒｅｑそれぞれに対応したトラフィック量予測モデルと、そのトラフィック量予測モデルに入力データを入力してから出力データが出力されるまでの時間である予測時間を記憶部１６７に記憶する（ステップＳ１２０９）。

なお、将来トラフィック量予測部１６２は、Ｋ個の時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｒｅｑそれぞれについてステップＳ１２０２～ステップＳ１２０７の処理を、並行して実行してもよい。

図９は、将来トラフィック量予測部１６２の将来トラフィック量予測処理を示すフロー図である。図９は、図７のステップＳ１１０９における詳細な処理を示す。将来トラフィック量予測部１６２は、ベアラ情報に基づいて、各集約局１４０に接続している分散局１３０を特定する（ステップＳ１３０１）。将来トラフィック量予測部１６２は、次送信期間Ｕ（ｉ）が終了する時刻ｔ（ｉ＋１）までに将来トラフィック量の予測が可能か否かを判断する（ステップＳ１３０２）。具体的には、将来トラフィック量予測部１６２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）と切替時間Ｔｃとの和が、割当時間間隔Ｔ（ｉ）のトラフィック量予測モデルの予測時間よりも長いか否かを判断する。

将来トラフィック量予測部１６２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）＋切替時間Ｔｃが予測時間よりも長い場合（Ｔ（ｉ）＋Ｔｃ＞予測時間）、次送信期間Ｕ（ｉ）の終了までに将来トラフィック量の予測が可能と判断する（ステップＳ１３０２：ＹＥＳ）。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）について作成されたトラフィック量予測モデルに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の最も新しいものからｐ個の時系列の予測トラフィック量ＤＵ（Ｐ）～ＤＵ（Ｐ－ｐ＋１）を入力する。将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ１３０３）。なお、ｔ（ｉ＋２）＝ｔ（ｉ＋１）＋Ｔ（ｉ）である。将来トラフィック量予測部１６２は、算出した各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）を記憶部１６７に書き込む。

将来トラフィック量予測部１６２は、予測時間が割当時間Ｔ（ｉ）＋切替時間Ｔｃ以上の場合（Ｔ（ｉ）＋Ｔｃ≦予測時間）、次送信期間Ｕ（ｉ）の終了までに将来トラフィック量の予測が不可と判断する（ステップＳ１３０２：ＮＯ）。将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ＋１）からサービス要求遅延を満たす時間区間Ｔ＿ｒｅｑ（例えば、５ｍｓ）先までの予測を行う。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の時系列の予測トラフィック量を新しいものから順にＴ＿ｒｅｑ／Ｔ（ｉ）個ずつ合計して、時間区間Ｔ＿ｒｅｑの時系列の予測トラフィック量を算出する。将来トラフィック量予測部１６２は、分散局１３０ごとに、時間区間Ｔ＿ｒｅｑについて作成されたトラフィック量予測モデルに、時間区間Ｔ＿ｒｅｑの最も新しいものからｑ個の時系列の予測トラフィック量を入力する。これにより、将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ１３０４）。なお、ｔ（ｉ＋２）＝ｔ（ｉ＋１）＋Ｔ＿ｒｅｑである。将来トラフィック量予測部１６２は、算出した各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ＋１）を記憶部１６７に書き込む。

必要帯域計算部１６３は、集約局１４０ごとに、配下の各分散局１３０についてステップＳ１３０３で算出された将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）又はステップＳ１３０４で算出された将来トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ＋１）を合計して、送信期間Ｕ（ｉ＋１）における集約局必要帯域ＣＵ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ１３０５）。図７のステップＳ１１０７において、必要帯域計算部１６３は、各集約局１４０の集約局必要帯域ＣＵ（ｉ＋１）を記憶部１６７に記憶する。

なお、トラフィック量計算部１６１は、分散局１３０の予測のトラフィック量を算出できない場合、以下の（１）～（３）のいずれかの処理により推定する。

（１）トラフィック量計算部１６１は、分散局１３０から集約局１４０に送信されたＤＣＩを取得し、取得したＤＣＩを分散局１３０から受信したＤＣＩ情報の代わりに用いて予測トラフィック量を算出する。

（２）集約局１４０の配下の一部の分散局１３０の予測トラフィック量を算出できた場合、算出できた分散局１３０の予測トラフィック量の平均を、予測トラフィック量を算出できなかった分散局１３０の予測トラフィック量とする。

（３）トラフィック量計算部１６１は、過去に（１）によって算出した予測のトラフィックをトラフィック量予測モデルに入力して、予測トラフィック量を推定する。

図１０は、判断部１６４の輻輳判断処理を示すフロー図である。判断部１６４は、各集約局１４０の処理可能帯域を取得する（ステップＳ１４０１）。判断部１６４は、予め集約局１４０の最大処理可能帯域の情報を受信していた場合、その最大処理可能帯域を記憶部１６７から読み出して、処理可能帯域Ｘ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅとする。判断部１６４は、リソース管理装置１７０から集約局リソース情報を受信して記憶部１６７に記憶していた場合、その集約局リソース情報から集約局１４０の割り当てリソースの情報を読み出す。割り当てリソースは、集約局１４０のコア数、コアの占有率、又は、周波数方向のリソースブロックである。ＣＰＵのコア数が多いほど、ＣＰＵの占有率が高いほど、あるいは、周波数方向のリソースブロックが多いほど、処理可能帯域は増加する。判断部１６４は、予め記憶していた割り当てリソース量と処理可能帯域との関係に基づいて、読み出した割り当てリソース量から集約局１４０の処理可能帯域Ｘ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅを算出する。

判断部１６４は、集約局１４０から取得して記憶部１６７に記憶していたバッファ量Ｘ＿ｂｕｆｆｅｒの情報を読み出す。また、判断部１６４は、必要帯域計算部１６３が図７のステップＳ１１０７において記憶部１６７に記憶した集約局１４０の集約局必要帯域ＣＵ（ｉ）又はＣＵ（ｉ＋１）を読み出して、必要帯域Ｘ＿ｔｒａｆｆｉｃとする。判断部１６４は、集約局１４０ごとに、以下の式（１）により輻輳量Ｘ＿ｂｕｆを算出する（ステップＳ１４０２）。

Ｘ＿ｂｕｆ＝Ｘ＿ｔｒａｆｆｉｃ＋Ｘ＿ｂｕｆｆｅｒ－Ｘ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅ …（１）

判断部１６４は、各集約局１４０の輻輳量Ｘ＿ｂｕｆの算出を並列に行ってもよく、逐次行ってもよい。判断部１６４は、いずれかの集約局１４０の輻輳量Ｘ＿ｂｕｆが閾値ＴＨ１を超えているか否かを判断する（ステップＳ１４０３）。

例えば、バッファにデータがたまっていない状態を、輻輳なしと判断する場合、ＴＨ１＝０とする。あるいは、許容遅延を満たす輻輳量をＴＨ１としてもよい。許容遅延を満たす輻輳量Ｘ＿ｔｏｌ＿ｂｕｆは、以下の式（２）のように算出される。

Ｘ＿ｔｏｌ＿ｂｕｆ＝Ｘ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅ／Ｔ１×Ｔ２ …（２）

Ｔ１は、切替制御装置１６０がＤＣＩ情報を受信してから、分散局１３０が実際の上りトラフィックを送信するまでの時間である。Ｔ１として、切替時間Ｔｃを用いてもよい。Ｔ２は、許容遅延から、伝送遅延や処理遅延及び切替遅延を減算した許容輻輳遅延である。

判断部１６４は、全ての切替制御装置１６０の輻輳量Ｘ＿ｂｕｆが閾値ＴＨ１以下である場合、輻輳が発生しないと判断し、処理を終了する（ステップＳ１４０３：ＮＯ）。すなわち、切替制御装置１６０は、経路切替を実行しない。一方、判断部１６４は、いずれかの切替制御装置１６０の輻輳量Ｘ＿ｂｕｆが閾値ＴＨ１を超えている場合、輻輳が発生すると判断する（ステップＳ１４０３：ＹＥＳ）。判断部１６４は、経路切替処理の開始を切替決定部１６５に指示する（ステップＳ１４０４）。

図１１は、切替制御装置１６０の経路切替制御処理を示すフロー図である。切替決定部１６５は、図１０のステップＳ１４０４において判断部１６４から経路切替の実行が切替制御装置された場合、図１１の処理を開始する。

切替決定部１６５は、記憶部１６７に記憶されているオフロード情報を初期化する（ステップＳ１５０１）。切替決定部１６５は、集約局１４０と、その集約局１４０の輻輳量、配下の分散局１３０、及び、配下の分散局１３０の予測トラフィック量とを対応づけた負荷情報を生成する。切替決定部１６５は、輻輳量の順に負荷情報を並べて記憶部１６７に書き込む（ステップＳ１５０２）。予測トラフィック量は、ステップＳ１１０６において集約局必要帯域ＣＵ（ｉ）を算出したときに用いられた予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）、ステップＳ１３０３において算出された予測トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）、又は、ステップＳ１３０４において算出された予測トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ）である。

切替決定部１６５は、閾値ＴＨ２を超える輻輳量が設定されている負荷情報があるか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。閾値ＴＨ２は、０でもよく、図１０のステップＳ１４０３において閾値ＴＨ１として用いられた輻輳量Ｘ＿ｔｏｌ＿ｂｕｆ以下の正の値でもよい。

切替決定部１６５は、閾値ＴＨ２を超える輻輳量があると判断した場合（ステップＳ１５０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０４の処理を実行する。すなわち、切替決定部１６５は、負荷情報を参照して、最も輻輳量が大きい集約局１４０－ｎ１（ｎ１は１以上Ｎ以下のいずれかの整数）と、最も輻輳量が小さい集約局１４０－ｎ２（ｎ２は１以上Ｎ以下のいずれかの整数、ｎ１≠ｎ２）とを特定する。切替決定部１６５は、集約局１４０－ｎ１の配下の分散局１３０のうち、最も予測トラフィックが多い分散局１３０を切替対象分散局１３０として選択する。切替決定部１６５は、切替対象分散局１３０を、集約局１４０－ｎ１の配下から、集約局１４０－ｎ２の配下に変更する（ステップＳ１５０４）。

切替決定部１６５は、集約局１４０－ｎ１を示す切替元集約局情報と、集約局１４０－ｎ２を示す切替先集約局情報と、切替対象分散局１３０を示す切替対象分散局情報とを対応づけてオフロード情報に設定する（ステップＳ１５０５）。切替決定部１６５は、ステップＳ１５０２からの処理を繰り返す。ステップＳ１５０２において、切替決定部１６５は、集約局１４０－ｎ１の負荷情報から、切替対象分散局１３０及び切替対象分散局１３０の予測トラフィック量を削除する。切替決定部１６５は、集約局１４０－ｎ１の負荷情報に設定されている輻輳度を、切替対象分散局１３０の予測トラフィック量を減算した値に更新する。さらに、切替決定部１６５は、集約局１４０－ｎ２の負荷情報に、切替対象分散局１３０及び切替対象分散局１３０の予測トラフィック量を追加する。切替決定部１６５は、集約局１４０－ｎ２の負荷情報に設定されている輻輳度を、切替対象分散局１３０の予測トラフィック量を加算した値に更新する。切替決定部１６５は、各集約局１４０負荷情報を輻輳度に従って並べ替える。

そして、切替決定部１６５は、いずれの負荷情報にも閾値ＴＨ２を超える輻輳量がないと判断した場合（ステップＳ１５０３：ＮＯ）、オフロード情報の生成を終了し、切替指示部１６６に切替開始を指示する（ステップＳ１５０６）。

切替指示部１６６は、オフロード情報から切替元集約局情報と、切替先集約局情報と、切替対象分散局情報とを読み出す。切替指示部１６６は、切替先集約局情報が示す集約局１４０に、切替対象分散局情報が示す分散局１３０のトラフィックを追加するための経路追加指示を送信する（ステップＳ１５０７、図６のステップＳ１００８）。さらに、切替指示部１６６は、切替元集約局情報が示す集約局１４０に、切替対象分散局情報が示す分散局１３０のトラフィックを削除するための経路削除指示を送信する（ステップＳ１５０８、図６のステップＳ１００９）。切替指示部１６６は、経路追加指示に対するベアラ応答と、経路削除指示に対するベアラ応答を受信する（ステップＳ１５０９、図６のステップＳ１０１１～ステップＳ１０１２）。切替指示部１６６は、転送装置１５０に転送経路の切替指示を送信する（ステップＳ１５１０、図６のステップＳ１０１７）。

なお、上記において、判断部１６４は、輻輳の発生の有無の判断に帯域を用いていたが、集約局１４０のユーザデータ送受信部１４１が出力する上り信号のビットレートを用いてもよい。ビットレートは、トラフィック量／必要帯域により算出される。必要帯域計算部１６３は、ビットレートが１を超える場合は輻輳が発生すると判断し、１以下の場合は輻輳が発生しないと判断する。

また、切替制御装置１６０は、次送信期間までに経路切替が完了できるか否かを判断しなくてもよい。この場合、切替制御装置１６０は、将来トラフィック量予測部１６２を有さなくてもよい。切替制御装置１６０は、図７のステップＳ１１０４、ステップＳ１１０８及びステップＳ１１０９の処理と、図８及び図９の処理とを実行しない。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、切替制御装置は、集約局から必要帯域を取得する。第２の実施形態を、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

第２の実施形態のモバイルＮＷシステムの構成は、図２に示す第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と同様である。ただし、モバイルＮＷシステム１００は、図５に示す切替制御装置１６０に代えて、図１２に示す切替制御装置１６０ａを備える。

図１２は、切替制御装置１６０ａの構成を示すブロック図である。図１２に示す切替制御装置１６０ａが、図５に示す第１の実施形態の切替制御装置１６０と異なる点は、必要帯域計算部１６３を有していない点である。判断部１６４は、各集約局１４０から必要帯域を示す必要帯域情報を受信する。

図１３は、本実施形態のモバイルＮＷシステム１００の経路切替手順を示すシーケンス図である。図１３に示す経路切替手順が、図６に示す第１の実施形態の経路切替手順と異なる点は、モバイルＮＷシステム１００が、ステップＳ１００４～Ｓ１００６の処理に代えて、ステップＳ２００１及びステップＳ２００２の処理を行う点である。すなわち、集約局１４０－１、１４０－２のそれぞれは、バッファ情報に加えて、自局の必要帯域を示す必要帯域情報を切替制御装置１６０ａに送信する（ステップＳ２００１、ステップＳ２００２）。

続いて、切替制御装置１６０ａの処理を説明する。図１４は、切替制御装置１６０ａの帯域計算処理を示すフロー図である。切替制御装置１６０ａは、図７の処理に代えて、図１４に示す処理を行う。図１４において、図７に示す第１の実施形態による帯域計算処理と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

切替制御装置１６０ａのトラフィック量計算部１６１は、図７のステップＳ１１０１～ステップＳ１１０２と同様の処理を行って、各分散局１３０の予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）と割当時間間隔Ｔ（ｉ）を得る。トラフィック量計算部１６１は、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）と割当時間間隔Ｔ（ｉ）を記憶部１６７に記憶する。トラフィック量計算部１６１は、将来トラフィック量の予測が不要と判断した場合に（ステップＳ１１０４：ＮＯ）、判断部１６４の輻輳判断処理を起動する（ステップＳ２１０１）。

一方、将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ１１０４の処理と並行してトラフィック量予測モデルを作成する（ステップＳ１１０８）。トラフィック量計算部１６１が、将来トラフィック量の予測が必要と判断した場合（ステップＳ１１０４：ＹＥＳ）、将来トラフィック量予測部１６２は、将来トラフィック量予測処理を行う（ステップＳ２１０２）。ステップＳ２１０２において、将来トラフィック量予測部１６２は、図９に示すステップＳ１３０１～ステップＳ１３０４の処理を行う。

ステップＳ２１０２の処理の後、将来トラフィック量予測部１６２は、判断部１６４の輻輳判断処理を起動する（ステップＳ２１０１）。この場合、判断部１６４に受け渡される各分散局１３０の予測トラフィック量は、将来トラフィック量予測部１６２が図９のステップＳ１３０３において算出した各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）又はステップＳ１３０４において算出した各分散局１３０の将来トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ＋１）である。

切替制御装置１６０ａの判断部１６４は、図１０に示す第１の実施形態の輻輳判断処理と同様の処理を行う。ただし、判断部１６４は、ステップＳ１４０２において、判断部１６４は各集約局１４０から受信して記憶部１６７に記憶していた必要帯域情報が示す集約局必要帯域を必要帯域Ｘ＿ｔｒａｆｆｉｃとして読み出す。判断部１６４は、図１４のステップＳ１１０４において将来トラフィック量の予測が不要と判断されたため、将来トラフィック量予測部１６２が図９に示す処理を行わなかった場合は、送信期間Ｕ（ｉ）における集約局必要帯域ＣＵ（ｉ）を読み出す。一方、判断部１６４は、将来トラフィック量予測部１６２が図９のステップＳ１３０３の処理を行った場合には、時刻ｔ（ｉ＋１）から割当時間間隔Ｔ（ｉ）が経過するまでの送信期間Ｕ（ｉ＋１）における集約局必要帯域ＣＵ（ｉ＋１）を読み出し、将来トラフィック量予測部１６２が図９のステップＳ１３０４の処理を行った場合には、時刻ｔ（ｉ＋１）から時間区間Ｔ＿ｒｅｑが経過するまでの送信期間Ｕ（ｉ＋１）における集約局必要帯域ＣＵ（ｉ＋１）を読み出す。

切替制御装置１６０ａの切替決定部１６５及び切替指示部１６６は、図１１に示す第１の実施形態の経路切替指示処理と同様の処理を行う。なおステップＳ１５０２において切替決定部１６５が負荷情報に書き込む分散局１３０の予測トラフィック量は、図１４のステップＳ１１０４において将来トラフィック量の予測が不要と判断された場合は、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）であり、必要と判断された場合は、将来トラフィック量ＤＵ（ｉ＋１）又は将来トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ＋１）である。

なお、切替制御装置１６０ａは、第１の実施形態の必要帯域計算部１６３を備えてもよい。一部の集約局１４０が必要帯域情報を送信できない場合、切替制御装置１６０ａは、その集約局１４０の必要帯域を第１の実施形態と同様に算出する。

切替制御装置１６０ａは、図１３のステップＳ２００１及びＳ２００２において受信した必要帯域情報と、図１３のステップＳ１００３において受信したＤＣＩ情報を用いてトラフィック量計算部１６１が計算した分散局１３０の予測のトラフィック量とに基づく帯域不足の推定～転送経路切替までの処理（図１３のステップＳ１００８～ステップＳ１０１８）がトラフィック送信までに完了する場合、次送信期間までに経路切替が完了できるか否かを判断しなくてもよい。この場合、切替制御装置１６０ａは、将来トラフィック量予測部１６２を有さなくてもよい。切替制御装置１６０ａは、図１４のステップＳ１１０４、ステップＳ１１０８及びステップＳ２１０２の処理を実行しない。

切替制御装置が、集約局１４０に接続する分散局１３０の予測トラフィック量の一部を算出できない場合、第１の実施形態では、集約局１４０の要求帯域を把握することができない。そこで、本実施形態では、集約局１４０が要求帯域を切替制御装置１６０ａに通知する。切替制御装置１６０ａの切替決定部１６５は、図１１のステップＳ１５０４の処理を行う際には、予測トラフィック量又は将来トラフィック量が算出された分散局１３０から切替対象を選択する。

［第３の実施形態］
本実施形態において、切替制御装置は、集約局から分散局１３０から現在の上り信号の帯域を示す帯域情報を受信する。切替制御装置は、時系列の帯域情報を用いて集約局の必要帯域を予測する。第３の実施形態を、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

第３の実施形態のモバイルＮＷシステムの構成は、図２に示す第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と同様である。ただし、モバイルＮＷシステム１００は、図５に示す切替制御装置１６０に代えて、図１５に示す切替制御装置１６０ｂを備える。

図１５は、切替制御装置１６０ｂの構成を示すブロック図である。図１５に示す切替制御装置１６０ｂが、図５に示す第１の実施形態の切替制御装置１６０と異なる点は、必要帯域計算部１６３に代えて、必要帯域予測部１６８を有する点である。必要帯域予測部１６８は、各集約局１４０から帯域情報を受信する。帯域情報は、現在の割当時間間隔と、現在の割当時間間隔における上りトラフィックの帯域を示す。割当時間間隔は、例えば、スロットにより表されるが、開始時刻と終了時刻とにより表されてもよい。必要帯域予測部１６８は、帯域情報を用いて各集約局１４０の必要帯域を予測する。

図１６は、本実施形態のモバイルＮＷシステム１００の経路切替手順を示すシーケンス図である。図１６に示す経路切替手順が、図６に示す第１の実施形態の経路切替手順と異なる点は、モバイルＮＷシステム１００が、ステップＳ１００４～ステップＳ１００６の処理に代えて、ステップＳ３００１～ステップＳ３００３の処理を行う点である。すなわち、集約局１４０－１、１４０－２の制御部１４３は、端末１１へのリソースの割当時間間隔ごとに、バッファ情報に加えて、自局の帯域情報を切替制御装置１６０ｂに送信する（ステップＳ３００１、ステップＳ３００２）。帯域情報は、現在の割当時間間隔と、その割当時間間隔における自局の上りトラフィックの帯域とを示す。切替制御装置１６０ｂは、集約局１４０－１から受信した帯域情報に基づいて集約局１４０－１の必要帯域を予測し、集約局１４０－２から受信した帯域情報に基づいて集約局１４０－２の必要帯域を予測する（ステップＳ３００３）。

続いて、切替制御装置１６０ｂの処理を説明する。図１７は、切替制御装置１６０ｂの帯域計算処理を示すフロー図である。切替制御装置１６０ｂは、図７の処理に代えて、図１７に示す処理を行う。図１７において、図７に示す第１の実施形態による帯域計算処理と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

切替制御装置１６０ｂのトラフィック量計算部１６１は、図７のステップＳ１１０１～ステップＳ１１０２と同様の処理を行って、各分散局１３０の予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）と割当時間間隔Ｔ（ｉ）を得る。トラフィック量計算部１６１は、予測トラフィック量ＤＵ（ｉ）と割当時間間隔Ｔ（ｉ）を記憶部１６７に記憶する。

トラフィック量計算部１６１は、将来トラフィック量の予測が不要と判断した場合（ステップＳ１１０４：ＮＯ）、必要帯域予測部１６８に必要帯域の予測を指示する。必要帯域予測部１６８は、後述する図１８の処理を行って、各集約局１４０の割当時間間隔Ｔ（ｉ）における必要帯域を予測する（ステップＳ３１０１）。必要帯域予測部１６８は、各集約局１４０の予測の必要帯域を記憶部１６７に記憶し、判断部１６４を起動する（ステップＳ３１０２）。

一方、将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ１１０４の処理と並行してトラフィック量予測モデルを作成する（ステップＳ１１０８）。トラフィック量計算部１６１が、将来トラフィック量の予測が必要と判断した場合（ステップＳ１１０４：ＹＥＳ）、将来トラフィック量予測部１６２は、将来トラフィック量予測処理を行う（ステップＳ２１０１）。将来トラフィック量予測部１６２は、ステップＳ２１０１において、図９に示すステップＳ１３０１～ステップＳ１３０４の処理を行う。

必要帯域予測部１６８は、将来トラフィック量予測部１６２の指示を受け、ｔ（ｉ＋１）から割当時間間隔Ｔ（ｉ）が経過するまでの送信期間Ｕ（ｉ＋１）、又は、ｔ（ｉ＋１）から時間区間Ｔ＿ｒｅｑが経過するまでの送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各集約局１４０の必要帯域を予測する（ステップＳ３１０１）。必要帯域予測部１６８は、各集約局１４０の予測の必要帯域を記憶部１６７に記憶し、判断部１６４を起動する（ステップＳ３１０２）。

図１８は、必要帯域予測部１６８の必要帯域予測処理を示すフロー図である。図１８は、図１７のステップＳ３１０１の詳細な処理を示す。必要帯域予測部１６８は、各集約局１４０の時系列の上りトラフィックの帯域を示す時系列データを作成する（ステップＳ３２０１）。時系列データの作成の詳細は、図１９を用いて後述する。必要帯域予測部１６８は、時系列データを用いて、必要帯域予測モデルを作成する（ステップＳ３２０２）。必要帯域予測モデルの作成は、図２０を用いて後述する。必要帯域予測部１６８は、ステップＳ３２０２で生成された必要帯域予測モデルを用いて、各集約局１４０の必要帯域を予測する（ステップＳ３２０３）。必要帯域予測部１６８は、各集約局１４０の予測の必要帯域を記憶部１６７に記憶し、判断部１６４を起動する（ステップＳ３２０４）。

図１９は、必要帯域予測部１６８の時系列データ作成処理を示すフロー図である。図１９は、図１８におけるステップＳ３２０１の詳細な処理を示す。必要帯域予測部１６８は、集約局１４０ごとに、図１９に示す処理を行う。必要帯域予測部１６８は、集約局１４０から帯域情報を受信して、記憶部１６７に書き込んでいる。

必要帯域予測部１６８は、記憶部１６７に記憶されているＫ個の時間区間Ｔ＿１、Ｔ＿２、…、Ｔ＿ｋ－１、Ｔ＿ｒｅｑの中から未選択の一つを選択し、Ｔ＿ｘに設定する（ステップＳ３３０１）。必要帯域予測部１６８は、新たに受信した帯域情報を記憶部１６７から読み出す。必要帯域予測部１６８は、読み出した帯域情報から割当時間間隔Ｔ（ｉ－１）と、帯域Ｂ（ｉ－１）を読み出す。帯域Ｂ（ｉ－１）は、時刻ｔ（ｉ－１）から時刻ｔ（ｉ）までの上りトラフィックの帯域である。割当時間間隔Ｔ（ｉ－１）＝時刻ｔ（ｉ）－時刻ｔ（ｉ－１）である。必要帯域予測部１６８は、割当時間間隔Ｔ（ｉ－１）が時間区間Ｔ＿ｘ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３３０２）。

必要帯域予測部１６８は、割当時間間隔Ｔ（ｉ－１）が時間区間Ｔ＿ｘ以下であると判断した場合、帯域Ｂ（ｉ－１）を、時間区間Ｔ＿ｘごとの帯域に変換する（ステップＳ３３０３）。つまり、必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｘごとの帯域を、帯域Ｂ（ｉ－１）×（時間区間Ｔ＿ｘ／割当時間間隔Ｔ（ｉ－１））と計算する。

例えば、割当時間間隔Ｔ（ｉ－１）が２５０ｕｓであり、時間区間Ｔ＿ｘが１２５ｕｓであるとする。必要帯域予測部１６８は、時刻ｔ（ｉ－１）から時刻ｔ（ｉ－１）＋１２５ｕｓの間、及び、時刻ｔ（ｉ－１）＋１２５ｕｓから時刻ｔ（ｉ）の間のそれぞれの帯域は、帯域Ｂ（ｉ－１）／２であると算出する。また、時間区間Ｔ＿ｘが２５０ｕｓの場合、必要帯域予測部１６８は、時刻ｔ（ｉ－１）から時刻ｔ（ｉ）の間の帯域は、帯域Ｂ（ｉ－１）とする。

必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｘについて過去に取得した時系列の帯域に、ステップＳ３３０３において算出した帯域を追加して記憶部１６７に記憶する（ステップＳ３３０４）。

一方、ステップＳ３３０２において、必要帯域予測部１６８は、割当時間間隔Ｔ（ｉ－１）が時間区間Ｔ＿ｘより小さいと判断した場合、帯域Ｂ（ｉ－１）を必要帯域予測部１６８又は記憶部１６７内のバッファに記録する（ステップＳ３３０５）。必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｘ分の帯域が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されたかを判断する（ステップＳ３３０６）。

例えば、計測時間Ｔ（ｉ－１）が２５０ｕｓであり、時間区間Ｔ＿ｘが５００ｕｓであるとする。必要帯域予測部１６８は、Ｔ＿ｘ／Ｔ（ｉ－１）＝２個分の計測帯域が２５０ｕｓに対応したバッファに記録されたかを判断する。また、時間区間Ｔ＿ｘがＴ＿ｒｅｑの５ｍｓであるとする。必要帯域予測部１６８は、Ｔ＿ｒｅｑ／Ｔ（ｉ－１）＝５０００／２５０＝２０個分の計測帯域が５ｍｓに対応したバッファに記録されたかを判断する。必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｘ分の帯域が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されていないと判断した場合（ステップＳ３３０６：ＮＯ）、ステップＳ３３０７の処理を行う。

必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量がＴ＿ｘに対応したバッファに記録されたと判断した場合（ステップＳ３３０６：ＹＥＳ）、ステップＳ３３０４の処理を行う。すなわち、必要帯域予測部１６８は、Ｔ＿ｘに対応したバッファから（Ｔ＿ｘ／Ｔ（ｉ－１））個の帯域を読み出して合計する。必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｘについて過去に取得した時系列の帯域に、算出した合計の帯域を追加して記憶部１６７に記憶する。

必要帯域予測部１６８は、ステップＳ３３０４の処理の後、又は、ステップＳ３３０６においてＮＯと判断した場合、処理対象のＫ個の全ての時間区間を選択したか否かを判断する（ステップＳ３３０７）。必要帯域予測部１６８は、未選択の時間区間がある場合には（ステップＳ３３０７：ＮＯ）、ステップＳ３３０１に戻って、新たに選択した時間区間をＴ＿ｘに設定する。そして、必要帯域予測部１６８は、処理対象のＫ個の時間区間全て選択したと判断した場合（ステップＳ３３０７：ＹＥＳ）、図１９の処理を終了する。

なお、必要帯域予測部１６８は、Ｋ個の時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｒｅｑそれぞれについてステップＳ３３０２～ステップＳ３３０６の処理を、並行して実行してもよい。

図２０は、必要帯域予測部１６８の必要帯域予測モデル作成処理を示すフロー図である。図２０は、図１８におけるステップＳ３２０２の詳細な処理を示す。

必要帯域予測部１６８は、記憶部１６７に記憶されているＫ個の時間区間Ｔ＿１～、Ｔ＿２、…、Ｔ＿ｋ－１、Ｔ＿ｒｅｑの中から未選択の一つを選択し、Ｔ＿ｘに設定する（ステップＳ３４０１）。必要帯域予測部１６８は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）と一致する時間区間と、Ｔ＿ｒｅｑを優先して選択する。

必要帯域予測部１６８は、記憶部１６７に記憶されているＴ＿ｘの時系列の帯域を用いて、必要帯域予測モデルを学習する（ステップＳ３４０２）。例えば、時間区間Ｔ＿ｘの時系列の帯域を時刻が新しい順にＢ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－２）、…、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（１）とする（Ｐは２以上の整数）。必要帯域予測部１６８は、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（ｐ）を正解の出力データ、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（ｐ－１）～Ｂ＿Ｔ＿ｘ（ｐ－ｑ）を入力データとする学習データを、ｐの値をＰから順に１ずつ減算しながら生成する（ｑは１以上の整数）。必要帯域予測部１６８は、これらの学習データを用いて、入力データと出力データの対応を表わす必要帯域予測モデルを学習する。なお、必要帯域予測部１６８は、全ての集約局１４０の学習データを用いて一つの必要帯域予測モデルを学習してもよく、集約局１４０－ｎの学習データを用いて集約局１４０－ｎの必要帯域予測モデルを学習してもよい。

必要帯域予測部１６８は、処理対象のＫ個の時間区間を全て選択したか否かを判断する（ステップＳ３４０３）。必要帯域予測部１６８は、未選択の時間区間がある場合には（ステップＳ３４０３：ＮＯ）、ステップＳ３４０１に戻って、新たに選択した時間区間をＴ＿ｘに設定する。そして、必要帯域予測部１６８は、処理対象のＫ個の時間区間全て選択したと判断した場合（ステップＳ３４０３：ＹＥＳ）、Ｋ個の時間区間それぞれに対応した必要帯域予測モデルと、その必要帯域予測モデルに入力データを入力してから出力データが出力されるまでの時間である予測時間を記憶部１６７に記憶する（ステップＳ３４０４）。

図２１は、必要帯域予測部１６８の必要帯域予測処理を示すフロー図である。図２０は、図１８におけるステップＳ３２０３の詳細な処理を示す。必要帯域予測部１６８は、図２０の必要帯域予測モデル作成処理において作成された必要帯域予測モデルを用いて、時刻ｔ（ｉ）～時刻ｔ（ｉ＋１）の送信期間Ｕ（ｉ）における各分散局１３０の必要帯域を予測する（ステップＳ３５０１）。具体的には、必要帯域予測部１６８は、集約局１４０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）について作成された必要帯域予測モデルに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の最も新しいものからｐ個の時系列の帯域Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）～Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－ｐ＋１）を入力する。Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）は、時刻ｔ（ｉ）－Ｔ（ｉ）から時刻ｔ（ｉ）の送信期間Ｕ（ｉ－１）における集約局１４０の帯域である。これにより、必要帯域予測部１６８は、時刻ｔ（ｉ）から時刻ｔ（ｉ＋１）の次送信期間Ｕ（ｉ）における集約局１４０の必要帯域Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ＋１）を算出する。

必要帯域予測部１６８は、将来必要帯域の予測が必要か否か判断する（ステップＳ３５０２）。将来必要帯域は、時刻ｔ（ｉ＋１）以降の必要帯域である。必要帯域予測部１６８は、切替時間Ｔｃ（例えば、２ｍｓｅｃ）が割当時間間隔Ｔ（ｉ）以下の場合（Ｔｃ＜Ｔ（ｉ））、将来必要帯域の予測が不要と判断し、図２１の処理を終了する（ステップＳ３５０２：ＮＯ）。

必要帯域予測部１６８は、切替時間Ｔｃが割当時間間隔Ｔ（ｉ）よりも長い場合（Ｔｃ＞Ｔ（ｉ））、将来必要帯域の予測が必要と判断する（ステップＳ３５０２：ＹＥＳ）。必要帯域予測部１６８は、次送信期間Ｕ（ｉ）が終了する時刻ｔ（ｉ＋１）までに将来必要帯域の予測が可能か否かを判断する（ステップＳ３５０３）。具体的には、必要帯域予測部１６８は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）と切替時間Ｔｃとの和が、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の必要帯域予測モデルの予測時間よりも長いか否かを判断する。

必要帯域予測部１６８は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）＋切替時間Ｔｃが予測時間よりも長い場合（Ｔ（ｉ）＋Ｔｃ＞予測時間）、次送信期間Ｕ（ｉ）の終了までに必要帯域の予測が可能と判断する（ステップＳ３５０３：ＹＥＳ）。必要帯域予測部１６８は、集約局１４０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）について作成された必要帯域予測モデルに、ｐ個の時系列の帯域Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ＋１）～Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－ｐ＋２）を入力する。これにより、必要帯域予測部１６８は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における集約局１４０の将来必要帯域を算出する（ステップＳ３５０４）。なお、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ＋１）は、ステップＳ３５０１において算出された集約局１４０の帯域である。必要帯域予測部１６８は、ステップＳ３５０４において算出した将来必要帯域を、図１７のステップＳ３１０２において集約局１４０の予測の必要帯域として記憶部１６７に記憶する。

必要帯域予測部１６８は、予測時間が割当時間Ｔ（ｉ）＋切替時間Ｔｃ以上の場合（Ｔ（ｉ）＋Ｔｃ≦予測時間）、次送信期間Ｕ（ｉ）の終了までに必要帯域の予測が不可と判断する（ステップＳ３５０３：ＮＯ）。必要帯域予測部１６８は、時刻ｔ（ｉ＋１）からサービス要求遅延を満たす時間区間Ｔ＿ｒｅｑ（例えば、５ｍｓ）先までの予測を行う。必要帯域予測部１６８は、集約局１４０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の時系列の帯域Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ＋１）、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）、Ｂ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）、…を、新しいものから順にＴ＿ｒｅｑ／Ｔ（ｉ）個ずつ合計して、時間区間Ｔ＿ｒｅｑの時系列の帯域を算出する。必要帯域予測部１６８は、時間区間Ｔ＿ｒｅｑについて作成された必要帯域予測モデルに、時間区間Ｔ＿ｒｅｑの最も新しいものからｑ個の時系列の帯域を、入力する。これにより、必要帯域予測部１６８は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各集約局１４０の将来必要帯域を算出する（ステップＳ３５０５）。なお、ｔ（ｉ＋２）＝ｔ（ｉ＋１）＋Ｔ＿ｒｅｑである。必要帯域予測部１６８は、ステップＳ３５０５において算出した将来必要帯域を、図１７のステップＳ３１０２において集約局１４０の予測の必要帯域として記憶部１６７に記憶する。

［第４の実施形態］
第４の実施形態のモバイルＮＷシステム１００は、上述した実施形態において分散局１３０から切替制御装置１６０へ送信する情報、及び、集約局１４０から切替制御装置１６０へ送信する情報を、転送装置１５０を介して切替制御装置１６０に送信する。第４の実施形態を、上述した第１～第３の実施形態との差分を中心に説明する。第４の実施形態のモバイルＮＷシステムの構成は、図２に示す第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と同様である。

図２２は、第４の実施形態のモバイルＮＷシステム１００の経路切替手順を示すシーケンス図である。図２１に示す経路切替手順が、図６に示す第１の実施形態の経路切替手順と異なる点は、モバイルＮＷシステム１００が、ステップＳ１００１～ステップＳ１００５の処理に代えて、ステップＳ４００１～ステップＳ４０１０の処理を行う点である。

すなわち、集約局１４０－１の制御部１４３は、ベアラ情報及び最大処理可能帯域情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４００１）。転送装置１５０は、集約局１４０－１からベアラ情報及び最大処理可能帯域情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０に出力する（ステップＳ４００２）。同様に、集約局１４０－２の制御部１４３は、ベアラ情報及び最大処理可能帯域情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４００３）。転送装置１５０は、集約局１４０－２からベアラ情報及び最大処理可能帯域情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０に送信する（ステップＳ４００４）。

各分散局１３０は、ＤＣＩ情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４００５）。転送装置１５０は、分散局１３０からＤＣＩ情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０に送信する（ステップＳ４００６）。集約局１４０－１の制御部１４３は、バッファ情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４００７）。転送装置１５０は、集約局１４０－１からバッファ情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０に送信する（ステップＳ４００８）。同様に、集約局１４０－２の制御部１４３は、バッファ情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４００９）。転送装置１５０は、集約局１４０－２からバッファ情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０に送信する（ステップＳ４０１０）。

図２３は、モバイルＮＷシステム１００が、必要帯域実施形態の切替制御装置１６０ａを備える場合の経路切替手順を示すシーケンス図である。モバイルＮＷシステム１００は、図２２に示すステップＳ４００７～ステップＳ１００６の処理に代えて以下の処理を行う。すなわち、集約局１４０－１は、バッファ情報及び必要帯域情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４０１１）。転送装置１５０は、集約局１４０－１からバッファ情報及び必要帯域情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０ａに送信する（ステップＳ４０１２）。同様に、集約局１４０－２は、バッファ情報及び必要帯域情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４０１３）。転送装置１５０は、集約局１４０－２からバッファ情報及び必要帯域情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０ａに送信する（ステップＳ４０１４）。

図２４は、モバイルＮＷシステム１００が、第３の実施形態の切替制御装置１６０ｂを備える場合の経路切替手順を示すシーケンス図である。モバイルＮＷシステム１００は、図２２に示すステップＳ４００７～ステップＳ１００６の処理に代えて以下の処理を行う。すなわち、集約局１４０－１は、バッファ情報及び帯域情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４０２１）。転送装置１５０は、集約局１４０－１からバッファ情報及び帯域情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０ｂに送信する（ステップＳ４０２２）。同様に、集約局１４０－２は、バッファ情報及び帯域情報が設定された光信号を転送装置１５０に送信する（ステップＳ４０２３）。転送装置１５０は、集約局１４０－２からバッファ情報及び帯域情報が設定された光信号を受信し、受信した光信号を切替制御装置１６０ｂに送信する（ステップＳ４０２４）。切替制御装置１６０ｂは、図１６のステップＳ３００３の処理を行って、各集約局１４０の必要帯域を予測する。

［第５の実施形態］
第５の実施形態では、上述した実施形態において分散局及び集約局のそれぞれから切替制御装置に送信された情報を、無線制御情報取得装置が取得する。本実施形態を、上述した実施形態との差分を中心に説明する。

図２５は、本実施形態のモバイルＮＷシステム１０１の構成例を示す図である。図２５に示すモバイルＮＷシステム１０１が、図２に示す第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と異なる点は、切替制御装置１６０に代えて、無線制御情報取得装置１８１及び切替制御装置１８２を備える点である。

モバイルＮＷシステム１０１は、ステップＳ１００１～ステップＳ１００５の処理に代えて以下の処理を行う点を除いて、図６に示す第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と同様に動作する。すなわち、各分散局１３０は、ＤＣＩ情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。また、各集約局１４０は、ベアラ情報、最大処理可能帯域情報、及び、バッファ情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。また、リソース管理装置１７０は、集約局リソース情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。無線制御情報取得装置１８１は、各分散局１３０から受信したＤＣＩ情報と、各集約局１４０から受信したベアラ情報、最大処理可能帯域情報、及び、バッファ情報と、リソース管理装置１７０から受信した集約局リソース情報とを集約し、切替制御装置１８２に通知する。切替制御装置１８２は、無線制御情報取得装置１８１から受信した情報を用いて、第１の実施形態の切替制御装置１６０と同様の処理を行う。

あるいは、モバイルＮＷシステム１０１は、ステップＳ１００１～ステップＳ２００２の処理に代えて以下の処理を行う点を除いて、図１３に示す第２の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と同様に動作する。すなわち、各分散局１３０は、ＤＣＩ情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。また、各集約局１４０は、ベアラ情報、最大処理可能帯域情報、バッファ情報及び必要帯域情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。また、リソース管理装置１７０は、集約局リソース情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。無線制御情報取得装置１８１は、各分散局１３０から受信したＤＣＩ情報と、各集約局１４０から受信したベアラ情報、最大処理可能帯域情報、バッファ情報及び必要帯域情報と、リソース管理装置１７０から受信した集約局リソース情報とを集約し、切替制御装置１８２に通知する。切替制御装置１８２は、無線制御情報取得装置１８１から受信した情報を用いて、第２の実施形態の切替制御装置１６０ａと同様の処理を行う。

またあるいは、モバイルＮＷシステム１０１は、ステップＳ１００１～ステップＳ２００２の処理に代えて以下の処理を行う点を除いて、図１６に示す第３の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と同様に動作する。すなわち、各分散局１３０は、ＤＣＩ情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。また、各集約局１４０は、ベアラ情報、最大処理可能帯域情報、バッファ情報及び帯域情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。また、リソース管理装置１７０は、集約局リソース情報を無線制御情報取得装置１８１に送信する。無線制御情報取得装置１８１は、各分散局１３０から受信したＤＣＩ情報と、各集約局１４０から受信したベアラ情報、最大処理可能帯域情報、バッファ情報及び帯域情報と、リソース管理装置１７０から受信した集約局リソース情報とを集約し、切替制御装置１８２に通知する。切替制御装置１８２は、無線制御情報取得装置１８１から受信した情報を用いて、第３の実施形態の切替制御装置１６０ｂと同様の処理を行う。

［第６の実施形態］
第６の実施形態では、統合制御装置が、複数の切替制御装置を制御する。本実施形態を、上述した実施形態との差分を中心に説明する。

図２６は、本実施形態のモバイルＮＷシステム１０２の構成例を示す図である。図２６に示すモバイルＮＷシステム１０２が、図２に示す第１の実施形態のモバイルＮＷシステム１００と異なる点は、切替制御装置１６０に代えて、統合制御装置１９１及び切替制御装置１９２を備える点である。統合制御装置１９１は、１台以上の切替制御装置１９２と接続される。統合制御装置１９１は、切替指示部１６６の機能を除いて、上述した切替制御装置１６０、１６０ａ、又は、１６０ｂと同様の機能を有する。

分散局１３０、集約局１４０及びリソース管理装置１７０は、上述した実施形態において切替制御装置１６０、１６０ａ、又は、１６０ｂに通知していた各種情報を、統合制御装置１９１に通知する。統合制御装置１９１は、切替制御装置１９２ごとに、切替指示部１６６が実行する処理を除いて、上述した切替制御装置１６０、１６０ａ、又は、１６０ｂと同様の処理を行う。統合制御装置１９１は、切替決定部１６５と同様に生成したオフロード情報を、切替制御装置１９２に通知する。切替制御装置１９２は、統合制御装置１９１から受信したオフロード情報を用いて切替指示部１６６と同様の処理を行う。

［第７の実施形態］
上述した実施形態では、モバイルＮＷシステムのミッドホール（ＭＨ）に転送装置及び切替制御装置を設けている。第７の実施形態では、モバイルＮＷシステムのフロントホール（ＦＨ）に転送装置及び切替制御装置を設ける。

図２７は、第７の実施形態のモバイルＮＷシステム３００の構成を示す図である。モバイルＮＷシステム３００は、端末１１と、アンテナ局３１０と、基地局３２０と、転送装置３３０と、切替制御装置３４０と、リソース管理装置３５０とを有する。アンテナ局３１０、基地局３２０、転送装置３３０及び切替制御装置３４０は、モバイルＮＷを構成する。基地局３２０は、後述する図３０に示す分散局３２３及び集約局３２５である。基地局３２０は、転送装置２００を介してコアネットワーク２０１及びインターネット２０２と接続される。以下では、Ｊ台のアンテナ局３１０をそれぞれアンテナ局３１０－１～３１０－Ｊと記載し、Ｍ台（Ｍは２以上の整数）の基地局３２０をそれぞれ、基地局３２０－１～３２０－Ｍと記載する。図２７は、Ｊ＝４、Ｍ＝２の例である。本実施形態において、アンテナ局３１０と基地局３２０間のベアラ信号、及び、基地局３２０と転送装置２００間の信号は光信号である。転送装置３３０は、光ＧＷである。転送装置３３０の第一ポート（図示せず）は、アンテナ局３１０との間の伝送路と接続され、第二ポート（図示せず）は、分散局３２３との間の伝送路と接続される。

モバイルＮＷシステム３００が、分散局３２３の帯域逼迫や処理の過負荷に応じてアンテナ局３１０と分散局３２３との間の切り替えを行う際には、切替制御装置３４０の上位においてスケジューリングが行われる。そこで、アンテナ局３１０は、データを切替先の分散局３２３及び切替元の分散局３２３の両方に送信することが考えられる。この際に、アンテナ局３１０は、切替元の分散局３２３には上りデータを設定したＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）を送信し、切替先の分散局３２３には次のスケジューリングを決定するために使用する回線品質信号や、端末の要求量（ＭＡＣ層Ｃ－Ｐｌａｎｅ）の情報を送信する。

図２８は、アンテナ局３１０と端末１１との間の無線信号のスロットの一部を示す図である。５Ｇでは、端末がスケジューリング要求（ＳＲ：Scheduling Request）を送信し、分散局がＤＣＩを返送して端末に上りの無線リソースを割り当てる手順がある。５Ｇの別の手順では、予め端末に上りデータを送信するための物理チャネルであるＰＵＳＣＨを割り当てておく。端末は、上りデータが発生した場合、スケジューリング要求を送信せずに、ＰＵＳＣＨにより上りデータを送信する。ＰＵＳＣＨよりも前に送信される下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）には、ＰＵＳＣＨの周波数リソースと時間リソースの割り当てが設定される。

本実施形態では、上述した実施形態のＤＣＩに代えてＢＳＲ（Buffer Status Report）及びＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を用い、上述した実施形態のベアラ情報に代えてF1 UE context情報を用い、集約局１４０の帯域に代えてＤＣＩを用い、分散局１３０に代えてアンテナ局３１０を用い、集約局１４０に代えて分散局３２３を用いることを除いて、上述した実施形態と同様に動作する。ＢＳＲは、端末１１における上りデータのバッファ量を示す。ＣＱＩは、端末１１が測定した受信品質を示す。

分散局３２３の構成は、図３に示す分散局１３０と同様の構成である。ただし、第一分離部１４１１は、転送装置３３０との間の伝送路と接続され、第二分離部１４１６は、集約局３２５との間の伝送路と接続される。

図２９は、切替制御装置３４０の構成を示すブロック図である。切替制御装置３４０は、トラフィック量計算部３４１と、将来トラフィック量予測部３４２と、必要帯域計算部３４３と、判断部３４４と、切替決定部３４５と、切替指示部３４６と、記憶部３４７とを備える。

トラフィック量計算部３４１は、各アンテナ局３１０から取得したＢＳＲ及びＣＱＩを用いて各端末１１の次送信期間の予測トラフィック量を計算する。トラフィック量計算部３４１は、アンテナ局３１０ごとに配下の端末１１の予測トラフィック量を合計して、次送信期間にける予測トラフィック量を計算する。将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０の将来トラフィック量を予測する。

必要帯域計算部３４３は、分散局３２３からF1 UE context情報を受信する。F1 UE context情報は、分散局３２３が接続している配下のアンテナ局３１０の情報を含む。必要帯域計算部３４３は、各アンテナ局３１０の予測トラフィック量と、F1 UE context情報などの接続情報とを用いて、各分散局３２３の必要帯域を計算する。モバイルＮＷシステム３００における経路切替が次送信期間までに終了すると予想される場合、必要帯域の計算に使用される予測トラフィック量は、トラフィック量計算部３４１が算出した次送信期間の予測トラフィック量である。経路切替が次送信期間までに終了しないと予想される場合、必要帯域の計算に使用される予測トラフィック量は、将来トラフィック量予測部３４２が算出した将来トラフィック量である。

判断部３４４は、分散局３２３の配下のアンテナ局３１０の予測のトラフィック量を合計して、各分散局３２３の必要帯域を計算する。判断部３４４は、分散局３２３から受信したＤＣＩに基づいて、分散局３２３の必要帯域を計算してもよい。さらに、判断部３４４は、リソース管理装置３５０から受信した分散局リソース情報が示す各分散局３２３の割り当てリソースに基づいて、分散局３２３の処理可能帯域の情報を取得する。判断部３４４は、必要帯域計算部３４３が計算した分散局３２３の必要帯域及び処理可能帯域を用いて、各分散局３２３の輻輳量を計算する。輻輳量は、分散局３２３の必要帯域から、処理可能帯域を減算して算出される。判断部３４４は、輻輳量が所定条件を超える場合は輻輳が予測されると判断する。

切替決定部３４５は、判断部３４４が輻輳を予測した場合、各分散局３２３の必要帯域及び輻輳量と、各アンテナ局３１０の予測トラフィック量とに基づいて、全ての分散局３２３における輻輳量が所定以下となるように、接続先を切替えるアンテナ局３１０と、その切替先の分散局３２３とを決定する。切替指示部３４６は、接続先を切替える対象となったアンテナ局３１０からの上り信号が、切替先の分散局３２３へ転送されるように転送経路の切替を各装置に指示する。記憶部３４７は、各部の処理に用いられるデータを記憶する。

図３０は、モバイルＮＷシステム３００の経路切替手順を示すシーケンス図である。同図において、２台の分散局３２３を、分散局３２３－１、３２３－２と記載している。また、アンテナ局３１０から分散局３２３－１への光信号は、波長λ１を用いている。

リソース管理装置３５０は、分散局リソース情報を切替制御装置３４０に送信する（ステップＳ５００１）。分散局リソース情報は、分散局３２３－１及び分散局３２３－２に割り当てられたリソースを示す。リソース管理装置３５０は、分散局３２３への割り当てリソースが変化した場合、変化があるたびに分散局リソース情報を切替制御装置３４０に送信する。切替制御装置３４０は、分散局３２３ごとに最大処理可能帯域を、分散局３２３－２に割り当てられたリソースから算出する。

各アンテナ局３１０は、端末１１から受信したＢＳＲ及びＣＱＩを切替制御装置３４０に送信する（ステップＳ５００２）。分散局３２３－１及び３２３－２はそれぞれ、自局が接続しているアンテナ局３１０を示すF1 UE context情報と、配下の端末１１に送信したＤＣＩとを切替制御装置３４０に通知する（ステップＳ５００３、ステップＳ５００４）。ＢＳＲ及びＣＱＩの送信頻度と、ＤＣＩの送信頻度とは、ＴＴＩに相当する。

切替制御装置３４０は、受信したＢＳＲ及びＣＱＩに基づいて、各アンテナ局３１０における予測トラフィック量を算出する。切替制御装置３４０は、分散局３２３ごとに、分散局３２３と接続されているアンテナ局３１０の予測トラフィック量を合計することにより、各分散局３２３の必要帯域を算出する（ステップＳ５００５）。あるいは、切替制御装置３４０は、ＤＣＩに基づいて、各分散局３２３の必要帯域を算出する。

切替制御装置３４０は、分散局リソース情報に基づいて各分散局３２３の処理可能帯域を算出する。切替制御装置３４０は、各分散局３２３の処理可能帯域と、ステップＳ５００５において算出した各分散局３２３の必要帯域とに基づいて、各分散局３２３の輻輳量を算出する。切替制御装置３４０は、算出した輻輳量を用いて分散局３２３－１の帯域不足を推定する（ステップＳ５００６）。

切替制御装置３４０は、帯域が不足しないと推定された分散局３２３－２をオフロード先として選択する。切替制御装置３４０は、分散局３２３－１と接続している一部又は全てのアンテナ局３１０のうち、接続先を分散局３２３－２に変更するアンテナ局３１０を選択する。選択されたアンテナ局３１０を、切替対象アンテナ局３１０と記載する。切替制御装置３４０は、オフロード先の分散局３２３－２にリンクアップ要求を送信する（ステップＳ５００７）。リンクアップ要求は、オフロード先の分散局３２３－２に、切替対象アンテナ局３１０からの波長λ２の光信号を用いたトラフィックを受信するためのリンクの確立を要求する。このリンクアップ要求には、RRCreconfig追加指示が用いられる。

オフロード先の分散局３２３－２は、リンクアップ要求に従って、切替対象アンテナ局３１０からの波長λ２の光信号を用いたトラフィックを受信するためリンクを確立すると、切替対象アンテナ局３１０、切替制御装置３４０及び分散局３２３－１に波長λ２のリンクアップ許可を送信する（ステップＳ５００８、ステップＳ５００９、ステップＳ５０１０）。リンクアップ許可は、RRCreconfig追加完了通知である。

一方で、分散局３２３－２は、ステップＳ５００７におけるリンクアップ要求の受信を契機に、分散局３２３－２の接続先の集約局３２５に経路追加指示を送信する（ステップＳ５０１１）。集約局３２５は、経路追加指示に従って、分散局３２３－２との間のリンクを確立し、さらに、コアネットワーク２０１への経路を追加する。集約局３２５は、経路追加完了を分散局３２３－２に返送する（ステップＳ５０１２）。

切替制御装置３４０は、分散局３２３－２から受信したリンクアップ許可に設定されているRRCreconfig情報に基づいて、経路追加指示を転送装置３３０に送信する（ステップＳ５０１３）。この経路追加指示は、切替対象アンテナ局３１０との間の伝送路が接続される第一ポートから入力した波長λ２の光信号を、分散局３２３－２との間の伝送路が接続される第二ポートへ出力する経路を追加する指示である。転送装置３３０は、受信した経路追加指示に従って転送経路を追加する（ステップＳ５０１４）。

切替対象アンテナ局３１０は、波長λ１の光信号を用いたデータトラフィックと、波長λ２の光信号を用いた制御信号とを送信する（ステップＳ５０１５、ステップＳ５０１６）。データトラフィックは、Ｕ－Ｐｌａｎｅの信号であり、制御信号はＣ－Ｐｌａｎｅの信号である。転送装置３３０は、データトラフィックを分散局３２３－１に転送し、制御信号を分散局３２３－２に転送する。

切替制御装置３４０は、分散局３２３－１に経路削除要求を送信する（ステップＳ５０１７）。この経路削除要求は、分散局３２３－１と、切替対象アンテナ局３１０との間の経路の削除を要求する。分散局３２３－１は、受信した経路削除要求に従って切替対象アンテナ局３１０との間の経路を削除する。分散局３２３－１は、経路削除完了をアンテナ局３１０及び切替制御装置３４０に送信する（ステップＳ５０１８、ステップＳ５０１９）。

分散局３２３－１は、さらに、ステップＳ５０１７において切替制御装置３４０が送信した経路削除要求の受信を契機に、集約局３２５に切替対象アンテナ局３１０からの経路削除指示を送信する（ステップＳ５０２０）。分散局３２３－１の接続先の集約局３２５は、経路削除指示に従って分散局３２３－１との間の経路を削除する。集約局３２５は、経路削除完了を分散局３２３－１に返送する（ステップＳ５０２１）。

一方で、切替制御装置３４０は、分散局３２３－１からの経路削除完了の受信を契機に、転送装置３３０に経路削除指示を送信する（ステップＳ５０２２）。この経路削除指示は、切替対象アンテナ局３１０との間の伝送路が接続される第一ポートから入力した光信号を、分散局３２３－１との間の伝送路が接続される第二ポートへ出力する経路を削除する指示である。転送装置３３０は、受信した経路削除指示に従って分散局３２３－１への経路を削除する（ステップＳ５０２３）。

切替対象アンテナ局３１０は、波長λ２の光信号を用いたデータトラフィック及び制御信号を送信する（ステップＳ５０２４、ステップＳ５０２５）。転送装置３３０は、データトラフィック及び制御信号を分散局３２３－２に転送する。上記では、データトラフィック及び制御信号が同じ波長の光信号を用いる場合を説明したが、異なる波長を用いてもよい。

続いて、図３１～図３５を用いて切替制御装置３４０の処理を説明する。

図３１は、切替制御装置３４０の帯域計算処理を示すフロー図である。各アンテナ局３１０は、端末１１から受信したＢＳＲ及びＣＱＩを切替制御装置３４０へ送信する。トラフィック量計算部３４１は、受信したＢＳＲ及びＣＱＩに基づいて、時刻ｔ（ｉ）からｔ（ｉ＋１）の次送信期間Ｕ（ｉ）における各アンテナ局３１０の予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）を算出する（ステップＳ５１０１）。さらに、トラフィック量計算部３４１は、時刻ｔ（ｉ）と時刻ｔ（ｉ＋１）の差分から割当時間間隔Ｔ（ｉ）を算出する（ステップＳ５１０２）。トラフィック量計算部３４１は、各アンテナ局３１０予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）と割当時間間隔Ｔ（ｉ）を記憶部３４７に記憶する。

必要帯域計算部３４３は、分散局３２３からF1 UE context情報を受信し、記憶部３４７に記憶している。必要帯域計算部３４３は、F1 UE context情報を記憶部３４７から読み出す（ステップＳ５１０３）。トラフィック量計算部３４１は、将来トラフィック量の予測が必要か否か判断する（ステップＳ５１０４）。モバイルＮＷシステム３００において切替制御装置３４０が経路切替を指示してから切替を完了するまでに要する時間を切替時間Ｔｄとする。切替時間Ｔｄは、図３０のステップＳ５００７からステップＳ５０２３までの処理である。切替時間Ｔｄが割当時間間隔Ｔ（ｉ）以下の場合（Ｔｄ≦Ｔ（ｉ））、トラフィック量計算部３４１は、将来トラフィック量の予測が不要と判断する（ステップＳ５１０４：ＮＯ）。

必要帯域計算部３４３は、F1 UE context情報から、各分散局３２３に接続しているアンテナ局３１０を特定する（ステップＳ５１０５）。必要帯域計算部３４３は、分散局３２３ごとに、配下の各アンテナ局３１０の予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）を合計して、送信期間Ｕ（ｉ）における分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ）を算出する（ステップＳ５１０６）。必要帯域計算部３４３は、各分散局３２３の分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ）を記憶部３４７に記憶し、判断部３４４を起動する（ステップＳ５１０７）。

一方、将来トラフィック量予測部３４２は、ステップＳ５１０４の処理と並行してトラフィック量予測モデルを作成する（ステップＳ５１０８）。トラフィック量予測モデルの作成の詳細は、図３２を用いて後述する。

ステップＳ５１０４において、トラフィック量計算部３４１は、切替時間Ｔｄが割当時間間隔Ｔ（ｉ）よりも長い場合（Ｔｄ＞Ｔ（ｉ））、将来トラフィック量の予測が必要と判断する（ステップＳ５１０４：ＹＥＳ）。トラフィック量計算部３４１は、将来トラフィック量予測部３４２に将来トラフィック量の予測を指示する。

将来トラフィック量予測部３４２は、ステップＳ５１０８において作成されたトラフィック量予測モデルを用いて、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各アンテナ局３１０の将来トラフィック量ＲＵ（ｉ＋１）を予測する（ステップＳ５１０９）。予測の処理の詳細は、図３３を用いて後述する。

必要帯域計算部３４３は、分散局３２３ごとに、配下のアンテナ局３１０の将来トラフィック量ＲＵ（ｉ＋１）を合計して、送信期間Ｕ（ｉ＋１）における分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ＋１）を算出する。必要帯域計算部３４３は、各分散局３２３の分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ＋１）を記憶部３４７に記憶し、判断部３４４を起動する（ステップＳ５１０７）。

なお、必要帯域計算部３４３は、ステップＳ５１０５～ステップＳ５１０６の処理に代えて、分散局３２３から受信したＤＣＩを用いて分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ）を算出してもよい。この場合、切替制御装置３４０は、図３１のステップＳ５１０４、ステップＳ５０１８及びステップＳ５１０８の処理と、後述する図３２及び図３３の処理とを実行しない。

図３２は、将来トラフィック量予測部３４２のトラフィック量予測モデル作成処理を示すフロー図である。図３２は、図３１のステップＳ５１０８における詳細な処理を示す。図３２において、図８に示す第１の実施形態のトラフィック量予測モデル作成処理と同一の処理には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

記憶部３４７は、予め処理対象のＫ個の時間区間Ｔ＿１、Ｔ＿２、…、Ｔ＿ｋ－１、Ｔ＿ｒｅｑを記憶している。将来トラフィック量予測部３４２は、時間区間Ｔ＿１～Ｔ＿ｒｅｑの中から未選択の一つを選択し、Ｔ＿ｘに設定する（ステップＳ１２０１）。将来トラフィック量予測部３４２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が時間区間Ｔ＿ｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２０２）。

将来トラフィック量予測部３４２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が時間区間Ｔ＿ｘ以上であると判断した場合（ステップＳ１２０２：ＹＥＳ）、アンテナ局３１０の予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）を、図８のステップＳ１２０３と同様の処理により、時間区間Ｔ＿ｘごとの予測トラフィック量に変換する（ステップＳ５２０３）。つまり、将来トラフィック量予測部３４２は、時刻ｔ（ｉ）～時刻ｔ（ｉ＋１）の間に、時間区間Ｔ＿ｘごとに、予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）×（時間区間Ｔ＿ｘ／割当時間間隔Ｔ（ｉ））の予測トラフィック量ＲＵ＿Ｔ＿ｘが発生すると計算する。

将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０ごとに、時間区間Ｔ＿ｘについて過去に算出した時系列の予測トラフィック量に、ステップＳ５２０３において算出した予測トラフィック量を追加して記憶部３４７に記憶する（ステップＳ５２０４）。将来トラフィック量予測部３４２は、図８のステップＳ１２０５と同様の処理により、記憶部３４７に記憶されている時間区間Ｔ＿ｘのアンテナ局３１０の時系列の予測トラフィック量を用いて、時間区間Ｔ＿ｘのトラフィック量予測モデルを学習する（ステップＳ５２０５）。

例えば、時間区間Ｔ＿ｘのアンテナ局３１０の時系列の予測トラフィック量を時刻が新しい順にＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）、ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）、ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－２）、…、ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（１）とする（Ｐは２以上の整数）。将来トラフィック量予測部３４２は、ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（ｐ）を正解の出力データとし、ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（ｐ－１）～ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（ｐ－ｑ）を入力データとする学習データを、ｐの値をＰから順に１ずつ減算しながら生成する（ｑは１以上の整数）。将来トラフィック量予測部３４２は、生成したこれらの学習データを用いて、入力データと出力データの対応を表わすトラフィック量予測モデルを学習する。

一方、ステップＳ１２０２において、将来トラフィック量予測部３４２は、割当時間間隔Ｔ（ｉ）が時間区間Ｔ＿ｘより小さいと判断した場合（ステップＳ１２０２：ＮＯ）、ステップＳ５２０６の処理を行う。将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０－ｊ（ｊは１以上Ｊ以下の整数）の予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）を将来トラフィック量予測部３４２又は記憶部３４７内のアンテナ局３１０－ｊ及び時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録する（ステップＳ５２０６）。将来トラフィック量予測部３４２は、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されたかを判断する（ステップＳ５２０７）。将来トラフィック量予測部３４２は、各アンテナ局３１０及びに対応したバッファに、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が記録されたかを否かを判断する（ステップＳ５２０７）。

将来トラフィック量予測部１６２は、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されていないと判断した場合（ステップＳ５２０７：ＮＯ）、ステップＳ１２０８からの処理を行う。将来トラフィック量予測部３４２は、各アンテナ局３１０について、時間区間Ｔ＿ｘ分の予測トラフィック量が時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファに記録されたと判断した場合（ステップＳ５２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ５２０４の処理を行う。すなわち、将来トラフィック量予測部３４２は、予測トラフィック量ＲＵ（ｉ－Ｔ＿ｘ／Ｔ（ｉ）＋１）から予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）までを時間区間Ｔ＿ｘに対応したバッファから読み出して合計し、ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）とする。

記憶部３４７には、時間区間Ｔ＿ｘについて過去に算出された時系列の予測トラフィック量ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（１）～ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）が記憶されている。将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０ごとに、これらの予測トラフィック量ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（１）～ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ－１）に、新たに算出した予測トラフィック量ＲＵ＿Ｔ＿ｘ（Ｐ）を追加して記憶部３４７に記憶する（ステップＳ５２０４）。将来トラフィック量予測部３４２は、ステップＳ５２０５の処理を行い、時間区間Ｔ＿ｘの時系列の予測トラフィック量を用いてトラフィック量予測モデルを学習する。

将来トラフィック量予測部３４２は、ステップＳ５２０５の処理の後、又は、ステップＳ５２０７においてＮＯと判断した場合、処理対象のＫ個の時間区間を全て選択したか否かを判断する（ステップＳ１２０８）。将来トラフィック量予測部３４２は、未選択の時間区間がある場合には（ステップＳ５２０８：ＮＯ）、ステップＳ１２０１からの処理を繰り返す。そして、将来トラフィック量予測部３４２は、Ｋ個の時間区間全て選択したと判断した場合（ステップＳ１２０８：ＹＥＳ）、Ｋ個の時間区間それぞれに対応したトラフィック量予測モデルと、そのトラフィック量予測モデルの予測時間を記憶部３４７に記憶する（ステップＳ５２０９）。

なお、将来トラフィック量予測部３４２は、Ｋ個の時間区間それぞれについてステップＳ１２０２～ステップＳ５２０７の処理を、並行して実行してもよい。

図３３は、将来トラフィック量予測部３４２の将来トラフィック量予測処理を示すフロー図である。図３３は、図３１のステップＳ５１０９における詳細な処理を示す。将来トラフィック量予測部３４２は、F1 UE context情報に基づいて、各分散局３２３に接続しているアンテナ局３１０を特定する（ステップＳ５３０１）。将来トラフィック量予測部３４２は、図９のステップＳ１３０２と同様の処理により、次送信期間Ｕ（ｉ）が終了する時刻ｔ（ｉ＋１）までに将来トラフィック量の予測が可能か否かを判断する（ステップＳ５３０２）。

将来トラフィック量予測部３４２は、次送信期間Ｕ（ｉ）の終了までに将来トラフィック量の予測が可能と判断した場合（ステップＳ５３０２：ＹＥＳ）、ステップＳ５３０３の処理を行う。将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）について作成されたトラフィック量予測モデルに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の最も新しいものからｐ個の時系列の予測トラフィック量ＲＵ（Ｐ）～ＲＵ（Ｐ－ｐ＋１）を入力する。将来トラフィック量予測部３４２は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各アンテナ局３１０の将来トラフィック量ＲＵ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ５３０３）。なお、ｔ（ｉ＋２）＝ｔ（ｉ＋１）＋Ｔ（ｉ）である。将来トラフィック量予測部３４２は、算出した各アンテナ局３１０の将来トラフィック量ＲＵ（ｉ＋１）を記憶部３６７に書き込む。

将来トラフィック量予測部３４２は、次送信期間Ｕ（ｉ）の終了までに将来トラフィック量の予測が不可と判断した場合（ステップＳ５３０２：ＮＯ）、ステップＳ５３０４の処理を行う。将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０ごとに、割当時間間隔Ｔ（ｉ）の時系列の予測トラフィック量を新しいものから順にＴ＿ｒｅｑ／Ｔ（ｉ）個ずつ合計して、時間区間Ｔ＿ｒｅｑ（例えば、５ｍｓ）の時系列の予測トラフィック量を算出する。将来トラフィック量予測部３４２は、アンテナ局３１０ごとに、時間区間Ｔ＿ｒｅｑについて作成されたトラフィック量予測モデルに、時間区間Ｔ＿ｒｅｑの最も新しいものからｑ個の時系列の予測トラフィック量を入力する。これにより、将来トラフィック量予測部１６２は、時刻ｔ（ｉ＋１）から時刻ｔ（ｉ＋２）の送信期間Ｕ（ｉ＋１）における各アンテナ局３１０の将来トラフィック量ＲＵｒｅｑ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ５３０４）。なお、ｔ（ｉ＋２）＝ｔ（ｉ＋１）＋Ｔ＿ｒｅｑである。将来トラフィック量予測部３４２は、算出した各アンテナ局３１０の将来トラフィック量ＤＵｒｅｑ（ｉ＋１）を記憶部３４７に書き込む。

必要帯域計算部３４３は、分散局３２３ごとに、配下の各アンテナ局３１０についてステップＳ５３０３で算出された将来トラフィック量ＲＵ（ｉ＋１）又はステップＳ５３０４で算出された将来トラフィック量ＲＵｒｅｑ（ｉ＋１）を合計して、送信期間Ｕ（ｉ＋１）における分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ５３０５）。図３１のステップＳ５１０７において、将来トラフィック量予測部３４２は、各分散局３２３の分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ＋１）を記憶部３４７に記憶する。

図３４は、判断部３４４の輻輳判断処理を示すフロー図である。判断部３４４は、各分散局３２３の処理可能帯域を取得する（ステップＳ５４０１）。具体的には、判断部３４４は、リソース管理装置３５０から受信した分散局リソース情報から、分散局３２３の割り当てリソースの情報を取得する。割り当てリソースは、分散局３２３のコア数、コアの占有率、又は、周波数方向のリソースブロックである。判断部３４４は、予め記憶していた割り当てリソース量と処理可能帯域との関係に基づいて、分散局リソース情報が示す割り当てリソース量から処理可能帯域Ｙ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅを算出する。

判断部３４４は、将来トラフィック量予測部３４２が図３１のステップＳ５１０７において記憶部３６７に記憶した分散局３２３の分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ）又はＤＵｒ（ｉ＋１）を読み出して、必要帯域Ｙ＿ｔｒａｆｆｉｃとする。判断部３４４は、分散局３２３ごとに、以下の式（３）により輻輳量Ｙ＿ｂｕｆを算出する（ステップＳ５４０２）。

Ｙ＿ｂｕｆ＝Ｙ＿ｔｒａｆｆｉｃ－Ｙ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅ …（３）

判断部３４４は、各分散局３２３の輻輳量Ｙ＿ｂｕｆの算出を並列に行ってもよく、逐次行ってもよい。判断部３４４は、いずれかの分散局３２３の輻輳量Ｙ＿ｂｕｆが閾値ＴＨ３（ＴＨ３≧０）を超えているか否かを判断する（ステップＳ５４０３）。判断部３４４は、輻輳量Ｙ＿ｂｕｆが閾値ＴＨ３以下である場合、輻輳が発生しないと判断し、処理を終了する（ステップＳ５４０３：ＮＯ）。すなわち、切替制御装置３４０は、経路切替を実行しない。一方、判断部３４４は、輻輳量Ｙ＿ｂｕｆが閾値ＴＨ３を超えている場合、輻輳が発生すると判断し（ステップＳ５４０３：ＹＥＳ）、経路切替の実行を切替決定部３４５に指示する（ステップＳ５４０４）。

図３５は、切替制御装置３４０の経路切替制御処理を示すフロー図である。切替決定部３４５は、図３４のステップＳ５４０４において判断部３４４から経路切替の実行が切替制御装置された場合、図３５の処理を開始する。

切替決定部３４５は、記憶部３４７に記憶されているオフロード情報を初期化する（ステップＳ５５０１）。切替決定部３４５は、分散局３２３と、その分散局３２３の輻輳量、配下のアンテナ局３１０、及び、配下のアンテナ局３１０の予測トラフィック量とを対応づけた負荷情報を生成する。切替決定部３４５は、輻輳量の順に負荷情報を並べて記憶部３４７に書き込む（ステップＳ５５０２）。予測トラフィック量は、ステップＳ５１０６において分散局必要帯域ＤＵｒ（ｉ）を算出したときに用いられた予測トラフィック量ＲＵ（ｉ）、ステップＳ５３０３において算出された予測トラフィック量ＲＵ（ｉ＋１）、又は、ステップＳ５３０４において算出された予測トラフィック量ＲＵｒｅｑ（ｉ＋１）である。

切替決定部３４５は、閾値ＴＨ４（ＴＨ４≧０）を超える輻輳量が設定されている負荷情報があるか否かを判断する（ステップＳ５５０３）。閾値ＴＨ４は、図３４のステップＳ５４０３において用いられた閾値ＴＨ３と同じでもよい。切替決定部３４５は、閾値ＴＨ４を超える輻輳量があると判断した場合（ステップＳ５５０３：ＹＥＳ）、ステップＳ５５０４の処理を実行する。すなわち、切替決定部３４５は、負荷情報を参照して、最も輻輳量が大きい分散局３２３－ｎ１（ｍ１は１以上Ｍ以下のいずれかの整数）と、最も輻輳量が小さい分散局３２３－ｎ２（ｍ２は１以上Ｍ以下のいずれかの整数、ｍ１≠ｍ２）とを特定する。切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ１の配下のアンテナ局３１０のうち、最も予測トラフィックが多いアンテナ局３１０を切替対象アンテナ局３１０として選択する。切替決定部３４５は、切替対象アンテナ局３１０を、分散局３２３－ｎ１の配下から、分散局３２３－ｎ２の配下に変更する（ステップＳ５５０４）。

切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ１を示す切替元分散局情報と、分散局３２３－ｎ２を示す切替先分散局情報と、切替対象アンテナ局３１０を示す切替対象アンテナ局情報とを対応づけてオフロード情報に設定する（ステップＳ５５０５）。切替決定部３４５は、ステップＳ５５０２からの処理を繰り返す。ステップＳ５５０２において、切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ１の負荷情報から、切替対象アンテナ局３１０及び切替対象アンテナ局３１０の予測トラフィック量を削除する。切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ１の負荷情報に設定されている輻輳度を、切替対象アンテナ局３１０の予測トラフィック量を減算した値に更新する。さらに、切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ２の負荷情報に、切替対象アンテナ局３１０及び切替対象アンテナ局３１０の予測トラフィック量を追加する。切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ２の負荷情報に設定されている輻輳度を、切替対象アンテナ局３１０の予測トラフィック量を加算した場合の値に更新する。切替決定部３４５は、分散局３２３－ｎ１の負荷情報及び分散局３２３－ｎ２の更新後の負荷情報を輻輳度に従って並べ替える。

そして、切替決定部３４５は、閾値ＴＨ４を超える輻輳量がないと判断した場合（ステップＳ５５０４：ＮＯ）、オフロード情報の生成を終了し、切替指示部３４６に切替開始を指示する（ステップＳ５５０６）。

切替指示部３４６は、オフロード情報から切替元分散局情報と、切替先分散局情報と、切替対象アンテナ局情報を読み出す。切替指示部３４６は、切替先分散局情報が示す分散局３２３に、切替対象アンテナ局３１０からのトラフィックを受信するためのリンクの確立を要求するリンクアップ要求を送信する（ステップＳ５５０７、図３０のステップＳ５００７）。切替指示部３４６は、切替先の分散局３２３からリンクアップ要求に対応する応答として、リンクアップ許可を受信する（ステップＳ５５０８、図３０のステップＳ５００９）。切替指示部３４６は転送装置３３０に、切替対象アンテナ局３１０から切替先の分散局３２３への経路追加指示を送信する（ステップＳ５５０９、図３０のステップＳ５０１３）。

切替指示部３４６は、切替元の分散局３２３に、切替対象アンテナ局３１０との経路を削除するための経路削除要求を送信する（ステップＳ５５１０、図３０のステップＳ５０１７）。切替指示部３４６は、切替元の分散局３２３から、経路削除要求に対する応答として経路削除完了を受信する（ステップＳ５５１１、図３０のステップＳ５０１８）。切替制御装置３４０は、転送装置３３０に切替対象アンテナ局３１０と切替元の分散局３２３との間の転送経路を削除するための経路削除指示を送信する（ステップＳ５５１２、図３０のステップＳ５０２２）。

切替制御装置１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０のハードウェア構成例を説明する。図３６は、切替制御装置１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０のハードウェア構成例を示す装置構成図である。切替制御装置１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０は、プロセッサ７１と、記憶部７２と、通信インタフェース７３と、ユーザインタフェース７４とを備える。

プロセッサ７１は、演算や制御を行う中央演算装置である。プロセッサ７１は、例えば、ＣＰＵである。プロセッサ７１は、記憶部７２からプログラムを読み出して実行する。切替制御装置１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０の機能の一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。記憶部７２は、さらに、プロセッサ７１が各種プログラムを実行する際のワークエリアなどを有する。通信インタフェース７３は、他装置と通信可能に接続するものである。ユーザインタフェース７４は、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、タブレット等）、ボタン、タッチパネル等の入力装置や、ディスプレイなどの表示装置である。ユーザインタフェース７４により、人為的な操作が入力される。例えば、ユーザインタフェース７４により、上限の階層の情報及び下限の階層の情報が入力される。

切替制御装置１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０のそれぞれを、ネットワークに接続される複数のコンピュータ装置により実現してもよい。この場合、切替制御装置１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０の各機能部を、これら複数のコンピュータ装置のいずれにより実現するかは任意とすることができる。また、同一の機能部を複数のコンピュータ装置により実現してもよい。

上述した実施形態によれば、伝送システムは、複数の伝送装置と、転送装置と、切替制御装置とを備える。伝送システムは、例えば、実施形態のモバイルＮＷシステム１０、１００、１０１、１０２、３００である。複数の伝送装置は、複数の階層に階層化された通信網を構成する。各伝送装置は、受信した信号を一つ上の階層に転送する。伝送装置は、例えば、アンテナ局１２、１２０、３１０、分散局１３、１３０、３２３、集約局１４、１４０、３２５である。通信網は、例えば、モバイルＮＷである。転送装置は、複数の階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置から送信された信号を、所定の階層よりも一つ上の階層の伝送装置である複数の第二伝送装置のうち、第一伝送装置の接続先の第二伝送装置に転送する。転送装置は、例えば、実施形態の転送装置１５、１５０、３３０である。切替制御装置は、第一伝送装置の接続先の第二伝送装置を切替える。切替制御装置は、例えば、実施形態の切替制御装置１６、１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０である。

切替制御装置は、トラフィック量計算部と、必要帯域計算部と、判断部と、切替決定部と、切替指示部とを有する。トラフィック量計算部は、最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、第一伝送装置それぞれが所定期間に所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算する。必要帯域計算部は、第二伝送装置ごとに、第二伝送装置を接続先としている第一伝送装置におけるトラフィック量に基づいて、第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する。判断部は、予測された処理能力に基づいて第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断する。切替決定部は、輻輳が発生すると判断された第二伝送装置を接続先としている第一伝送装置のうち少なくとも一部の第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された第二伝送装置へ切替えると決定する。このとき、切替決定部は、第一伝送装置のトラフィック量に基づいて、いずれの第二伝送装置においても輻輳が発生しないように、第一伝送装置の接続先を切替える。切替指示部は、切替決定部の決定に基づいて、接続先を切替えると決定された第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、切替対象伝送装置の切替後の接続先の第二伝送装置へ転送するよう転送装置に指示する。

切替指示部は、切替対象伝送装置の切替後の接続先の第二伝送装置である切替先第二伝送装置へ切替対象伝送装置からの信号の受信指示を送信する処理と、切替対象伝送装置の切替前の接続先の第二伝送装置である切替元第二伝送装置へ切替対象伝送装置からの信号の受信停止指示を送信する処理とを行う。例えば、受信指示は、実施形態のステップＳ１００８において送信される経路追加指示であり、受信停止時は、実施形態のステップＳ１００９において送信される経路削除指示である。切替先第二伝送装置は、受信指示に基づいて切替対象伝送装置からの信号の受信を可能とした場合に、切替対象伝送装置、切替制御装置、及び、切替元第二伝送装置に受信指示応答を送信する。例えば、受信指示応答は、実施形態のステップＳ１０１０～ステップＳ１０１２において送信されるベアラ応答である。切替元第二伝送装置は、受信停止指示に基づいて切替対象伝送装置からの信号の受信を停止とした場合に、切替制御装置、及び、切替先第二伝送装置に受信停止応答を送信する。例えば、受信停止応答は、実施形態のステップＳ１０１３、ステップＳ１０１４において送信されるベアラ応答である。切替先第二伝送装置は、切替指示部が送信した切替対象伝送装置からの信号の受信指示に加えて、切替元第二伝送装置から受信停止応答を受信した場合に、伝送システムの上位のネットワークへ接続の切り替えを指示する。切替制御装置の切替指示部は、受信停止応答を受信した場合に、切替対象伝送装置から送信された信号を切替先第二伝送装置へ転送するよう前記転送装置へ指示する。

複数の伝送装置は、端末から受信した無線信号を有線の信号に変換し、変換された信号を送信するアンテナ局と、配下の１以上のアンテナ局から信号を受信し、受信した信号を集約して転送する１以上の分散局と、配下の１以上の分散局から信号を受信し、受信した信号を上位ネットワークに転送する集約局とを含んでもよい。第一伝送装置は、分散局であり、第二伝送装置は、集約局である。あるいは、第一伝送装置は、アンテナ局であり、第二伝送装置は、分散局である。

第一伝送装置は、光信号により第二伝送装置に信号を送信してもよい。また、端末に無線リソースが割り当てる度にその無線リソースの割り当てが切替制御装置に通知されてもよい。

判断部は、第二伝送装置が有する処理能力と、第二伝送装置における処理量と、第二伝送装置について予測された処理能力とを用いて、第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断してもよい。第二伝送装置における処理量は、例えば、第二伝送装置にバッファされている信号の帯域である。

判断部は、第二伝送装置に割り当てられたリソースの量に基づいて第二伝送装置が有する処理能力を算出してもよい。

切替制御装置は、将来トラフィック量計算部をさらに備えてもよい。将来トラフィック量計算部は、所定期間のトラフィック量に基づいて、その次の期間における第一伝送装置のトラフィック量である将来トラフィック量を計算する。必要帯域計算部は、第二伝送装置ごとに、第二伝送装置を接続先としている第一伝送装置における将来トラフィック量に基づいて、第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０ モバイルＮＷシステム
１１ 端末
１２－１、１２－２ アンテナ局
１３－１、１３－２ 分散局
１４－１、１４－２ 集約局
１５ 転送装置
１６ 切替制御装置
２０ 上位ＮＷ
７１ プロセッサ
７２ 記憶部
７３ 通信インタフェース
７４ ユーザインタフェース
１００、１０１、１０２、３００ モバイルＮＷシステム
１２０、１２０－１～１２０－４、３１０、３１０－１～３１０－４ アンテナ局
１３０、１３０－１～１３０－４、３２３－１、３２３－２ 分散局
１３１ ユーザデータ送受信部
１３２ 通信部
１３３ 制御部
１４０、１４０－１、１４０－２、３２５ 集約局
１４１ ユーザデータ送受信部
１４２ 通信部
１４３ 制御部
１５０、１５０ａ、３３０ 転送装置
１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、３４０ 切替制御装置
１６１、３４１ トラフィック量計算部
１６２、３４２ 将来トラフィック量予測部
１６３、３４３ 必要帯域計算部
１６４、３４４ 判断部
１６５、３４５ 切替決定部
１６６、３４６ 切替指示部
１６７、３４７ 記憶部
１６８ 必要帯域予測部
１７０、３５０ リソース管理装置
１８１ 無線制御情報取得装置
１８２ 切替制御装置
１９１ 統合制御装置
１９２ 切替制御装置
２００ 転送装置
２０１ コアネットワーク
２０２ インターネット
３２０－１、３２０－２ 基地局
１３１１、１４１１ 第一分離部
１３１２、１４１２ 第一光電気変換部
１３１３、１４１４ 信号生成部
１３１４、１４１５ 第一電気光変換部
１３１５、１４１６ 第二分離部
１３１６、１４１７ 第二光電気変換部
１３１７、１４１８ 信号生成部
１３１８、１４１９ 第二電気光変換部
１４１３ バッファ

Claims (12)

1. 複数の階層に階層化された通信網を構成し、受信した信号を、転送装置を介して一つ上の階層に転送する複数の伝送装置と、
   複数の前記階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置から送信された信号を、前記所定の階層よりも一つ上の階層の伝送装置である複数の第二伝送装置のうち、前記第一伝送装置の接続先の第二伝送装置に転送する前記転送装置と、
   前記第一伝送装置の接続先の前記第二伝送装置を切替える切替制御装置と、を備え、
   前記切替制御装置は、
   最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、前記第一伝送装置それぞれが所定期間に前記所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算するトラフィック量計算部と、
   前記第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する必要帯域計算部と、
   予測された前記処理能力に基づいて前記第二伝送装置において輻輳が発生するか否かを判断する判断部と、
   輻輳が発生すると判断された前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置のうち少なくとも一部の前記第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された前記第二伝送装置へ切替えると決定する切替決定部と、
   前記切替決定部の決定に基づいて、接続先を切替えると決定された前記第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置へ転送するよう前記転送装置に指示する切替指示部と、を備える、
   伝送システム。
2. 前記切替指示部は、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置である切替先第二伝送装置へ前記切替対象伝送装置からの信号の受信指示を送信する処理と、前記切替対象伝送装置の切替前の接続先の前記第二伝送装置である切替元第二伝送装置へ前記切替対象伝送装置からの信号の受信停止指示を送信する処理とを行い、
   前記切替先第二伝送装置は、前記受信指示に基づいて前記切替対象伝送装置からの信号の受信を可能とした場合に前記切替対象伝送装置、前記切替制御装置、及び、前記切替元第二伝送装置に受信指示応答を送信し、
   前記切替元第二伝送装置は、前記受信停止指示に基づいて前記切替対象伝送装置からの信号の受信を停止とした場合に前記切替制御装置、及び、前記切替先第二伝送装置に受信停止応答を送信し、
   前記切替先第二伝送装置は、前記受信指示に加えて前記切替元第二伝送装置から前記受信停止応答を受信した場合に、前記伝送システムの上位のネットワークへ接続の切り替えを指示し、
   前記切替指示部は、前記受信停止応答を受信した場合に、前記切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替先第二伝送装置へ転送するよう前記転送装置へ指示する、
   請求項１に記載の伝送システム。
3. 複数の階層に階層化された通信網を構成し、受信した信号を、転送装置を介して一つ上の階層に転送する複数の伝送装置のうち最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、複数の前記階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置それぞれが所定期間に前記所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算するトラフィック量計算部と、
   前記第一伝送装置の一つ上の階層の伝送装置である第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する必要帯域計算部と、
   予測された前記処理能力に基づいて前記第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断する判断部と、
   輻輳が発生すると判断された前記第二伝送装置を接続先としている第一伝送装置のうち少なくとも一部の前記第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された第二伝送装置へ切替えると決定する切替決定部と、
   前記第一伝送装置から送信された信号を、複数の第二伝送装置のうち前記第一伝送装置の接続先の前記第二伝送装置に転送する前記転送装置に、前記切替決定部の決定に基づいて、接続先を切替えると決定された前記第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置へ転送するよう指示する切替指示部と、
   を備える切替制御装置。
4. 複数の前記伝送装置は、
   前記端末から受信した無線信号を有線の信号に変換し、変換された前記信号を送信するアンテナ局と、
   配下の１以上の前記アンテナ局から前記信号を受信し、受信した前記信号を集約して転送する分散局と、
   配下の１以上の前記分散局から前記信号を受信し、受信した前記信号を上位ネットワークに転送する集約局とを含み、
   前記第一伝送装置は、前記分散局であり、
   前記第二伝送装置は、前記集約局である、
   請求項３に記載の切替制御装置。
5. 複数の前記伝送装置は、
   前記端末から受信した無線信号を有線の信号に変換し、変換された前記信号を送信する複数のアンテナ局と、
   配下の１以上の前記アンテナ局から前記信号を受信し、受信した前記信号を集約して転送する複数の分散局と、
   配下の１以上の前記分散局から前記信号を受信し、受信した前記信号を上位ネットワークに転送する集約局とを含み、
   前記第一伝送装置は、前記アンテナ局であり、
   前記第二伝送装置は、前記分散局である、
   請求項３に記載の切替制御装置。
6. 前記第一伝送装置は、光信号により前記信号を送信する、
   請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の切替制御装置。
7. 前記端末への無線リソースの割り当ては、前記端末に前記無線リソースが割り当てる度に前記切替制御装置に通知される、
   請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の切替制御装置。
8. 前記判断部は、前記第二伝送装置が有する処理能力と、前記第二伝送装置における処理量と、前記第二伝送装置について予測された前記処理能力とを用いて、前記第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断する、
   請求項４に記載の切替制御装置。
9. 前記判断部は、前記第二伝送装置に割り当てられたリソースの量に基づいて前記第二伝送装置が有する前記処理能力を算出する、
   請求項８に記載の切替制御装置。
10. 前記所定期間の前記トラフィック量に基づいて、前記所定期間の次の期間における前記第一伝送装置のトラフィック量である将来トラフィック量を計算する将来トラフィック量計算部をさらに備え、
    前記必要帯域計算部は、前記第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記将来トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する、
    請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の切替制御装置。
11. 複数の階層に階層化された通信網を構成し、受信した信号を、転送装置を介して一つ上の階層に転送する複数の伝送装置のうち最下層の伝送装置に無線により信号を送信する端末への無線リソースの割り当てに基づいて、複数の前記階層のうち所定の階層の伝送装置である第一伝送装置それぞれが所定期間に前記所定の階層よりも下層の伝送装置を介して受信する信号のトラフィック量を計算するトラフィック量計算ステップと、
    前記第一伝送装置の一つ上の階層の伝送装置である第二伝送装置ごとに、前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置における前記トラフィック量に基づいて、前記第二伝送装置において必要と予測される処理能力を計算する必要帯域計算ステップと、
    予測された前記処理能力に基づいて前記第二伝送装置に輻輳が発生するか否かを判断する判断ステップと、
    輻輳が発生すると判断された前記第二伝送装置を接続先としている前記第一伝送装置のうち少なくとも一部の前記第一伝送装置の接続先を、輻輳が発生しないと判断された第二伝送装置へ切替えると決定する切替決定ステップと、
    前記第一伝送装置から送信された信号を、複数の第二伝送装置のうち前記第一伝送装置の接続先の前記第二伝送装置に転送する前記転送装置に、前記切替決定ステップにおける決定に基づいて、接続先を切替えると決定された前記第一伝送装置である切替対象伝送装置から送信された信号を、前記切替対象伝送装置の切替後の接続先の前記第二伝送装置へ転送するよう指示する切替指示ステップと、
    を有する切替制御方法。
12. コンピュータを、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の切替制御装置として機能させるためのプログラム。