WO2010146661A1

WO2010146661A1 - 無線通信システム

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Publication number: WO2010146661A1
Application number: PCT/JP2009/060942
Authority: WO
Inventors: 田島　喜晴; 田中　良紀; 義博河▲崎▼; 好明太田; 政世清水; 勝正杉山
Original assignee: 富士通株式会社
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2010-12-23
Also published as: US8724589B2; JPWO2010146661A1; JP5126419B2; US20120069735A1; EP2445258A1; EP2445258A4

Abstract

　無線通信量を削減して、通信品質の向上を図る。　無線通信システム（１）は、中継局（１０）、第１の無線基地局（２０）、第２の無線基地局（３０）、ゲートウェイ装置（４０）及び移動局（２）を備える。ゲートウェイ装置（４０）は第１の無線基地局（２０）と第２の無線基地局（３０）と有線で接続し、第１の無線基地局（２０）と第２の無線基地局（３０）とは有線で接続する。中継局（１０）は、第１の無線基地局（２０）と無線で接続し、第１の無線基地局（２０）を経由して、中継通信を行う。中継局（１０）の配下の移動局（２）が、第２の無線基地局（３０）へハンドオーバを実行する場合、第１の無線基地局（２０）は、移動局（２）に送信が未完了のデータを、自局で折り返してハンドオーバ先の第２の無線基地局（３０）へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う。

Description

無線通信システム

　本発明は、無線通信システムに関する。無線通信システムとして、例えば、移動通信システムが含まれる。

　携帯電話などの移動通信システムは、基地局が送受信可能な範囲からなるエリア（セル）を複数組み合わせて広いエリアをカバーし、移動局の移動に伴って基地局を切り替えながら通信を継続する、セルラー方式が主流となっている。

　現在はCDMA（Code Division Multiple Access）方式による第３世代移動通信方式がサービスを開始しており、より高速な通信を可能とする、次世代移動通信方式の検討が盛んに検討されている。

　一方、3GPP（3rd Generation Partnership Project）においては、LTE（Long Term Evolution）が、さらにその発展版であるLTE－advancedと呼ばれる高速無線サービスが検討されている。LTE－advancedでは、高スループット化や不感地帯での特性改善手法として、中継局（リレー）の導入が予定されている。

　中継局の構成としては、移動局からその存在が認識できないようにする構成も可能であるが、3GPPにおいては、通常の無線基地局と同等に動作する構成が主に検討されている。この場合、中継局の上位に位置する基地局は、中継局から見るとルータのように、単なる接続点として振る舞うことになる。

　従来技術としては、中継局が配置された無線通信システムにおいて、シグナリング量を削減し、移動局の送信回数を軽減する技術が提案されている（特許文献１）。

特開２００９－８１５１３号公報（段落番号〔００３５〕～〔００４７〕、第１図、第２図）

　LTE及びLTE－advanced共に、各基地局は、ハンドオーバや干渉制御のために、互いに通信を行う場合がある。基地局間の通信インタフェースは、X2インタフェースとして規定されている。

　図９は基地局間インタフェースを示す図である。無線ネットワーク５ａは、基地局ｅＮＢ０～ｅＮＢ４を含む。LTEのX2インタフェースでは、基地局間は有線で接続されることになる。図の場合、基地局ｅＮＢ０は、有線伝送路Ｘ２－１～Ｘ２－４を介して、基地局ｅＮＢ１～ｅＮＢ４とそれぞれ接続している。

　なお、簡単のため、基地局ｅＮＢ０から基地局ｅＮＢ１～ｅＮＢ４へのインタフェースのみを示しているが、実際には各基地局が他の基地局へそれぞれ接続されるので、メッシュ状の結線となる。

　基地局ｅＮＢ０が他の基地局と通信を行う場合、X2インタフェースにより有線を用いて通信を行う。例えば、基地局ｅＮＢ０が基地局ｅＮＢ１と通信を行うのであれば有線伝送路Ｘ２－１を用い、基地局ｅＮＢ２と通信を行うのであれば有線伝送路Ｘ２－２を用いることになる。

　このように、X2インタフェースによる基地局間の通信は、通常は有線で行われるが、上述のような、基地局と同等に動作する中継局が存在する場合には、中継局と上位基地局との間は無線で接続するため、X2インタフェースの一部の区間に無線が含まれることになる。

　図１０は中継局が存在する基地局間インタフェースを示す図である。無線ネットワーク５ｂは、基地局ｅＮＢ０～ｅＮＢ４、中継局ＲＮ及び移動局ＵＥを含む。
　中継局ＲＮは、通常の基地局と同等の動作を行う。また、中継局ＲＮには、上位基地局が存在し（ここでは基地局ｅＮＢ０とする。なお、上位基地局はDonorとも呼ばれる）、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０とは、無線伝搬路Ｘ２－５で接続する。中継局ＲＮの配下には、移動局ＵＥが存在している。

　中継局ＲＮが、他基地局として基地局ｅＮＢ１～ｅＮＢ４と通信を行うときは、上位基地局ｅＮＢ０を経由することになるので、有線通信だけでなく無線通信も含まれる。例えば、中継局ＲＮが基地局ｅＮＢ１と通信を行う際には、無線伝搬路Ｘ２－５及び有線伝送路Ｘ２－１が使用される。

　一方、X2インタフェースは、制御情報の伝送の他に、ハンドオーバ時のユーザデータの転送（Forwarding）にも用いられる。ユーザデータ（以下、単にデータと表記）の転送とは、ハンドオーバ元の基地局で移動局に送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局に転送することである。

　このような転送制御をすることで、ハンドオーバ完了時に移動先基地局から転送されたデータを移動局に送信することが可能となり、ハンドオーバに伴うデータの損失を防ぐことができる。

　ここで、移動元基地局が中継局であるとすると、データは上位基地局を介して中継局に伝送されるが、ハンドオーバに伴うデータ転送の際には、このデータは再び上位基地局に送り返され、そこからハンドオーバ先の基地局に転送される経路を経ることになる。

　したがって、上述のような中継局がある場合のハンドオーバでは、上位基地局から中継局へ向かう無線通信と、中継局から上位基地局へ向かう無線通信とを行ってデータ転送を実行することになるので、無線伝搬路の効率的な使用という観点から望ましくない。

　図１１は無線ネットワーク上のハンドオーバの様子を示す図である。無線ネットワーク５ｃは、上位基地局ｅＮＢ０、基地局ｅＮＢ１、ゲートウェイ装置ＧＷ、中継局ＲＮ及び移動局ＵＥを含む。上位基地局ｅＮＢ０と基地局ｅＮＢ１とゲートウェイ装置ＧＷは、互いに有線伝送路で接続する。また、上位基地局ｅＮＢ０と中継局ＲＮは、無線伝搬路で接続し、中継局ＲＮの配下に移動局ＵＥが存在している。

　なお、図中の太矢印線は、移動局ＵＥが中継局ＲＮから基地局ｅＮＢ１へハンドオーバする際に、ゲートウェイ装置ＧＷから出力されたデータの転送経路を示している。
　図１２はハンドオーバのシーケンスを示す図である。無線ネットワーク５ｃ上で移動局ＵＥが中継局ＲＮから基地局ｅＮＢ１へハンドオーバする場合のシーケンスを示している。なお、太矢印線はデータ、細矢印線は制御情報を表す。

　〔Ｓ１０１〕ゲートウェイ装置ＧＷは、移動局ＵＥへ向けてデータを送信する。データは、上位基地局ｅＮＢ０へ向けて送信され、上位基地局ｅＮＢ０で受信処理及び送信処理が行われて中継局ＲＮへ送信される。その後、中継局ＲＮで受信処理及び送信処理が行われて移動局ＵＥへ送信される。

　〔Ｓ１０２〕移動局ＵＥは、ハンドオーバ実行時、周辺基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、受信レベル測定情報をMeasurement Reportに含ませて中継局ＲＮへ送信する。

　〔Ｓ１０３〕中継局ＲＮは、Measurement Reportを受信すると、移動局ＵＥがハンドオーバを実行しようとしていることを認識し、受信レベル測定情報にもとづいて、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局ｅＮＢ１があることを認識する。

　中継局ＲＮは、HO Request（ハンドオーバ要求シグナリング）を、基地局ｅＮＢ１に対して送信する。HO Requestは、上位基地局ｅＮＢ０を経由して、基地局ｅＮＢ１へ送信される。

　〔Ｓ１０４〕基地局ｅＮＢ１は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断する。ここではハンドオーバ可能であるとしてHO OK（ハンドオーバ許可シグナリング）を返信する。HO OKは、上位基地局ｅＮＢ０を経由して、中継局ＲＮへ送信される。

　〔Ｓ１０５〕中継局ＲＮは、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局ｅＮＢ１を決定し、その結果をHO Command（ハンドオーバ命令）により、移動局ＵＥへ通知する。
　〔Ｓ１０６〕中継局ＲＮは、移動局ＵＥにHO Commandによりハンドオーバを指示した後、ゲートウェイ装置ＧＷから伝送された、移動局ＵＥにまだ送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局ｅＮＢ１へ転送する。データは、上位基地局ｅＮＢ０で受信処理及び送信処理が行われて、基地局ｅＮＢ１へ送信される。

　〔Ｓ１０７〕移動局ＵＥでは、HO Commandの内容から基地局ｅＮＢ１がハンドオーバ可能であると認識して、基地局ｅＮＢ１へ向けてハンドオーバを実行し、HO Complete（ハンドオーバ完了シグナリング）を基地局ｅＮＢ１へ送信する。

　〔Ｓ１０８〕基地局ｅＮＢ１は、HO Completeを受信すると、ゲートウェイ装置ＧＷに対して、データの送信先切替シグナリングであるPath SWを送信する。
　〔Ｓ１０９〕ゲートウェイ装置ＧＷは、Path SWを受信すると、データの送信先を上位基地局ｅＮＢ０から基地局ｅＮＢ１に切り替えて、基地局ｅＮＢ１に向けてデータを送信する。送信先切り替え後のデータは、基地局ｅＮＢ１を経由して移動局ＵＥへ送信される。

　ここで、上記で示したようなハンドオーバ・シーケンスでは、ステップＳ１０６のように、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０間で無線データが伝送されることになる。すると、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０間の無線伝搬路の無線通信量が増加して、他局からの干渉や他局へ与える干渉のレベルが上昇し、通信品質の劣化を招くといった問題があった。また、無線通信の場合は、無線回線の確立などの処理に要する遅延が大きいので、頻繁に無線通信を行うと処理遅延が増大するといった問題もある。

　なお、上記では、ハンドオーバを例にして説明したが、その他の通信制御であっても同様の問題が生じえる。
　本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、中継局と基地局との間の無線通信量を削減して、通信品質の向上を図った無線通信システムを提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、無線通信システムが提供される。無線通信システムは、第１の無線基地局と、第２の無線基地局と、前記１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して中継通信を行う中継局とを備える。

　ここで、中継局の配下の移動局が、第２の無線基地局へハンドオーバを実行する場合、第１の無線基地局は、移動局に送信が未完了のデータを、自局で折り返してハンドオーバ先の第２の無線基地局へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う。

　中継局と基地局との間の無線通信量を削減して、通信品質の向上を図ることが可能になる。
　本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

無線通信システムの構成例を示す図である。中継局の構成例を示す図である。上位基地局の構成例を示す図である。通信シーケンスを示す図である。通信シーケンスを示す図である。通信シーケンスを示す図である。通信シーケンスを示す図である。通信シーケンスを示す図である。基地局間インタフェースを示す図である。中継局が存在する基地局間インタフェースを示す図である。無線ネットワーク上のハンドオーバの様子を示す図である。ハンドオーバのシーケンスを示す図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システム１は、中継局１０、上位基地局（第１の無線基地局）２０、基地局（第２の無線基地局）３０、ゲートウェイ装置４０及び移動局２を備える。ゲートウェイ装置４０は、基幹ネットワーク内に存在しており、上位基地局２０と基地局３０と有線で接続する。また、上位基地局２０と基地局３０は、有線で接続する。さらに、中継局１０は、上位基地局２０と無線で接続し、上位基地局２０を経由して、中継通信を行う。

　中継局１０の配下の移動局２が、基地局３０へハンドオーバを実行する場合、上位基地局２０は、移動局２に送信が未完了のデータを、自局で折り返してハンドオーバ先の基地局３０へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う。

　ここで、図１１と比較すると、図１１では、移動局ＵＥが、基地局ｅＮＢ１へハンドオーバを実行する場合、移動局ＵＥに送信が完了していないデータは、中継局ＲＮで折り返されてから上位基地局ｅＮＢ０を経由して基地局ｅＮＢ１へ送信されている。

　これに対し、無線通信システム１では、上位基地局２０で折り返して基地局３０へデータを送信する。これにより、無線通信システム１では、中継局１０と上位基地局２０との間の無線通信量を削減することが可能になる。

　次に無線通信システム１における中継局１０及び上位基地局２０の構成及び動作について詳しく説明する。図２は中継局１０の構成例を示す図である。中継局１０は、通信制御部１１を備える。通信制御部１１は、データ処理部１１ａと制御情報処理部１１ｂを含む。また、制御情報処理部１１ｂは、ハンドオーバ処理部１１ｂ－１を含む。

　通信制御部１１は、移動局２または上位基地局２０との通信制御を行う。データ処理部１１ａは、データの送受信処理を行い、制御情報処理部１１ｂは、制御情報の送受信処理を行う。

　ハンドオーバ処理部１１ｂ－１は、配下の移動局２がハンドオーバを行う場合にハンドオーバを行うためのシグナリングを生成する。また、後述の仮想的なハンドオーバに関するシグナリングの送受信処理も行う。

　図３は上位基地局２０の構成例を示す図である。上位基地局２０は、通信制御部２１を備える。通信制御部２１は、データ処理部２１ａ、制御情報処理部２１ｂ及びルータ２１ｃ（経路切替部に該当）を含む。また、制御情報処理部２１ｂは、ハンドオーバ処理部２１ｂ－１を含む。

　通信制御部２１は、移動局２との通信制御または他基地局やゲートウェイ装置４０との通信制御を行う。データ処理部２１ａは、データの送受信処理を行い、制御情報処理部２１ｂは、制御情報の送受信処理を行う。

　制御情報処理部２１ｂは、ゲートウェイ装置４０から送信されたデータが、自局宛か移動局宛かを判定し、ルータ２１ｃの経路を切り替える。自局宛ならばデータ処理部２１ａへ出力する方向に切り替え、移動局宛ならば中継局１０へ出力する方向に切り替える。ルータ２１ｃは、制御情報処理部２１ｂの切り替え指示にもとづき、データの出力方向を切り替える。

　データ処理部２１ａは、制御情報処理部２１ｂの指示にもとづき、所定の基地局に対して、データを転送する。なお、図では転送先が基地局３０としているが、転送先に複数の基地局がある場合には、複数の基地局と接続し、所望の基地局につながるポートからデータを転送する。ハンドオーバ処理部２１ｂ－１は、後述の仮想的なハンドオーバに関するシグナリングの送受信処理を行う。

　図４は通信シーケンスを示す図である。ハンドオーバ元の中継局１０で移動局２に送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局３０に転送するデータ転送を上位基地局２０で行う場合のシーケンスを示している。なお、以降に示すシーケンス図では、太矢印線はデータ、細矢印線は制御情報を表すものとする。

　〔Ｓ１〕ゲートウェイ装置４０は、移動局２へ向けてデータを送信する。データは、上位基地局２０へ向けて送信され、上位基地局２０で受信処理及び送信処理が行われて中継局１０へ送信される。その後、中継局１０で受信処理及び送信処理が行われて移動局２へ送信される。

　〔Ｓ２〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、周辺基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、受信レベル測定情報をMeasurement Reportに含ませて中継局１０へ送信する。

　〔Ｓ３〕中継局１０は、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識し、受信レベル測定情報にもとづいて、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３０があることを認識する。中継局１０は、HO Requestを、基地局３０に対して送信する。HO Requestは、上位基地局２０を経由して、基地局３０へ送信される。

　〔Ｓ４〕基地局３０は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断し、ハンドオーバ可能であるとしてHO OKを返信する。HO OKは、上位基地局２０を経由して、中継局１０へ送信される。

　〔Ｓ５〕中継局１０は、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３０を決定し、その結果をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
　〔Ｓ６〕上位基地局２０は、ゲートウェイ装置４０から伝送された、まだ移動局２に送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局３０へ転送する。

　〔Ｓ７〕移動局２では、HO Commandの内容から基地局３０がハンドオーバ可能であると認識して、基地局３０へ向けてハンドオーバを実行し、HO Completeを基地局３０へ送信する。

　〔Ｓ８〕基地局３０は、HO Completeを受信すると、ゲートウェイ装置４０に対して、データの送信先切替シグナリングであるPath SWを送信する。
　〔Ｓ９〕ゲートウェイ装置４０は、Path SWを受信すると、データの送信先を上位基地局２０から基地局３０に切り替えて、移動局２向けのデータを基地局３０へ送信する。データは、基地局３０で受信処理及び送信処理が行われて、移動局２へ送信される。

　上記で説明したように、中継局１０は、移動局２が基地局３０へハンドオーバを実行する旨を認識すると、基地局３０へハンドオーバを指示する。このとき、上位基地局２０は、ステップＳ６のように、ゲートウェイ装置４０から移動局２に向けてのデータを、自局で折り返して基地局３０へ転送するように、データ転送経路の切り替えを行う構成とした。このようにすることで、中継局１０と上位基地局２０間の無線データの無線通信量を削減することが可能になる。

　次にデータ転送の経路切り替えを行う場合に、中継局１０と上位基地局２０との間で、仮想的なハンドオーバに関するハンドオーバシグナリング通信を行って、経路切り替えを行う場合について説明する。

　図５は通信シーケンスを示す図である。
　〔Ｓ１０〕ゲートウェイ装置４０は、移動局２へ向けてデータを送信する。データは、上位基地局２０へ向けて送信され、上位基地局２０で受信処理及び送信処理が行われて中継局１０へ送信される。その後、中継局１０で受信処理及び送信処理が行われて移動局２へ送信される。

　〔Ｓ１１〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、周辺基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、受信レベル測定情報をMeasurement Reportに含ませて中継局１０へ送信する。

　〔Ｓ１２〕中継局１０は、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識し、受信レベル測定情報にもとづいて、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３０があることを認識する。中継局１０は、HO Requestを、基地局３０に対して送信する。HO Requestは、上位基地局２０を経由して、基地局３０へ送信される。

　〔Ｓ１３〕基地局３０は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断し、ハンドオーバ可能であるとしてHO OKを返信する。HO OKは、上位基地局２０を経由して、中継局１０へ送信される。

　〔Ｓ１４〕中継局１０は、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３０を決定し、その結果をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
　〔Ｓ１５〕中継局１０は、移動局２にHO Commandによりハンドオーバを指示した後、データ転送の経路を切り替えるために、上位基地局２０に対して仮想的なハンドオーバを要求し、Virtual HO Requestを上位基地局２０に送信する。Virtual HO Requestを受信した上位基地局２０は、仮想的なハンドオーバの応答シグナリングとしてVirtual HO Responseを中継局１０に返信する（図では、Virtual HO Responseとして、許可シグナリングであるVirtual HO OKを返信している）。

　ここで、中継局１０と上位基地局２０との間で、Virtual HO RequestとVirtual HO Responseとをやりとりして、中継局１０から上位基地局２０へハンドオーバするためのハンドオーバシグナリング通信が行われている。

　中継局１０は、移動局２のハンドオーバを認識すると、ハンドオーバ先の基地局３０に対して移動局２のハンドオーバを要求する。この場合、中継局１０と上位基地局２０との間で、上記のようなハンドオーバシグナリング通信を実施することで、中継局１０から上位基地局２０へのハンドオーバと、上位基地局２０から基地局３０へのハンドオーバとの２度のハンドオーバが実行されることになり、これにより、中継局１０から基地局３０へのハンドオーバを実現させている。

　このように、ネットワーク側で複数の段階を踏んでハンドオーバを行うことを、ここでは仮想的なハンドオーバと呼んでいる。仮想的なハンドオーバは移動局２には知らされず、ネットワーク内でのみ実行される。

　したがって、ネットワーク側では、中継局１０から上位基地局２０へ、さらに上位基地局２０から基地局３０へと２度のハンドオーバを実行することになるが、移動局２に対しては、中継局１０から基地局３０への１度のハンドオーバのみを実行するだけである。

　〔Ｓ１６〕上位基地局２０は、ゲートウェイ装置４０から伝送された、移動局２にまだ送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局３０へ転送する。
　〔Ｓ１７〕移動局２は、HO Commandの内容から基地局３０がハンドオーバ可能であると認識して、基地局３０へ向けてハンドオーバを実行し、HO Completeを基地局３０へ送信する。

　〔Ｓ１８〕基地局３０は、HO Completeを受信すると、ゲートウェイ装置４０に対して、データの送信先切替シグナリングであるPath SWを送信する。
　〔Ｓ１９〕ゲートウェイ装置４０は、Path SWを受信すると、データの送信先を上位基地局２０から基地局３０に切り替えて、移動局２向けのデータを基地局３０へ送信する。データは、基地局３０で受信処理及び送信処理が行われて、移動局２へ送信される。

　このように、中継局１０から移動局２に対して、基地局３０へのハンドオーバを指示した後に、データ転送の切り替えのために、中継局１０から上位基地局２０に対して、仮想的なハンドオーバを要求する。

　そして、中継局１０と上位基地局２０間で仮想的なハンドオーバを実施することを契機に、上位基地局２０は、データ転送経路の切り替えを行って、上位基地局２０から基地局３０へデータを転送する構成とした。

　このような制御を行うことで、データの転送経路の切り替えを効率よく行うことができ、中継局１０と上位基地局２０間の無線データの無線通信量を削減し、干渉や処理遅延の増加を抑えることが可能になる。

　なお、3GPP仕様においては、ネットワークから移動局までの通信路の切り替えは、通常はハンドオーバによって行われるので、上記のように仮想的なハンドオーバを行うことを契機にして、データ転送経路の切り替えを行う制御は、3GPPシステムとの親和性が高い。また、ネットワーク側の経路を切り替えるだけなので、移動局２は、通常通りハンドオーバを行うため、移動局２には特別な手順の追加や変更は不要である。

　次に中継局１０と上位基地局２０との間で仮想的なハンドオーバを実行する際に、上記では中継局１０から仮想的なハンドオーバを要求したが、上位基地局２０から仮想的なハンドオーバを要求することで、データ転送の経路切り替えを行う場合について説明する。

　図６は通信シーケンスを示す図である。
　〔Ｓ２０〕ゲートウェイ装置４０は、移動局２へ向けてデータを送信する。データは、上位基地局２０へ向けて送信され、上位基地局２０で受信処理及び送信処理が行われて中継局１０へ送信される。その後、中継局１０で受信処理及び送信処理が行われて移動局２へ送信される。

　〔Ｓ２１〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、周辺基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、受信レベル測定情報をMeasurement Reportに含ませて中継局１０へ送信する。

　〔Ｓ２２〕中継局１０は、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識し、受信レベル測定情報にもとづいて、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３０があることを認識する。中継局１０は、HO Requestを、基地局３０に対して送信する。HO Requestは、上位基地局２０を経由して、基地局３０へ送信される。

　〔Ｓ２３〕基地局３０は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断し、ハンドオーバ可能であるとしてHO OKを返信する。HO OKは、上位基地局２０を経由して、中継局１０へ送信される。

　〔Ｓ２４〕中継局１０は、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３０を決定し、その結果をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
　〔Ｓ２５〕上位基地局２０は、データ転送の経路を切り替えるために、中継局１０に対して仮想的なハンドオーバを要求し、Virtual HO Requestを中継局１０に送信する。Virtual HO Requestを受信した中継局１０は、仮想的なハンドオーバの許可シグナリングとしてVirtual HO OKを上位基地局２０に送信する。

　〔Ｓ２６〕上位基地局２０は、ゲートウェイ装置４０から伝送された、まだ移動局２に送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局３０へ転送する。
　〔Ｓ２７〕移動局２は、HO Commandの内容から基地局３０がハンドオーバ可能であると認識して、基地局３０へ向けてハンドオーバを実行し、HO Completeを基地局３０へ送信する。

　〔Ｓ２８〕基地局３０は、HO Completeを受信すると、ゲートウェイ装置４０に対して、データの送信先切替シグナリングであるPath SWを送信する。
　〔Ｓ２９〕ゲートウェイ装置４０は、Path SWを受信すると、データの送信先を上位基地局２０から基地局３０に切り替えて、移動局２向けのデータを基地局３０へ送信する。データは、基地局３０で受信処理及び送信処理が行われて、移動局２へ送信される。

　このように、上記のシーケンスでは、経路切り替えのための仮想的なハンドオーバを、上位基地局２０から行うものである。すなわち、上位基地局２０は中継局１０でのハンドオーバの実行を知ると、経路切り替えのための仮想的なハンドオーバを中継局１０に要求する。

　上位基地局２０が中継局１０でのハンドオーバの実行を知る方法としては、例えばステップＳ２２における、中継局１０から基地局３０へのハンドオーバ要求シグナリングや、ステップＳ２３における、基地局３０から中継局１０へのハンドオーバ許可シグナリング等を検出する方法がある（中継局１０と基地局３０間のシグナリングは、上位基地局２０を経由するので、上位基地局２０で検出可能である）。

　次にデータ転送の経路切り替えを行う場合において、中継局１０におけるハンドオーバの実行を認識し、中継局１０と基地局３０の間で通信される、ハンドオーバに関するシグナリングを検出することを契機にして、経路切り替えを行う場合について説明する。

　図７は通信シーケンスを示す図である。ハンドオーバに関するシグナリングとして、中継局１０から送信されるハンドオーバ要求シグナリングを検出し、そのシグナリング検出を契機にして、経路切り替えを行うシーケンスを示している。

　〔Ｓ３０〕ゲートウェイ装置４０は、移動局２へ向けてデータを送信する。データは、上位基地局２０へ向けて送信され、上位基地局２０で受信処理及び送信処理が行われて中継局１０へ送信される。その後、中継局１０で受信処理及び送信処理が行われて移動局２へ送信される。

　〔Ｓ３１〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、周辺基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、受信レベル測定情報をMeasurement Reportに含ませて中継局１０へ送信する。

　〔Ｓ３２〕中継局１０は、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識し、受信レベル測定情報にもとづいて、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３０があることを認識する。中継局１０は、HO Requestを、基地局３０に対して送信する。HO Requestは、上位基地局２０を経由して、基地局３０へ送信される。

　〔Ｓ３３〕基地局３０は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断し、ハンドオーバ可能であるとしてHO OKを返信する。HO OKは、上位基地局２０を経由して、中継局１０へ送信される。

　〔Ｓ３４〕上位基地局２０は、ステップＳ３２における中継局１０から送信されたハンドオーバ要求シグナリングを検出し、中継局１０でのハンドオーバの実行を認識する。
　〔Ｓ３５〕上位基地局２０は、ゲートウェイ装置４０から伝送された、移動局２にまだ送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局３０へ転送する。

　〔Ｓ３６〕中継局１０は、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３０を決定し、その結果をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
　〔Ｓ３７〕移動局２では、HO Commandの内容から基地局３０がハンドオーバ可能であると認識して、基地局３０へ向けてハンドオーバを実行し、HO Completeを基地局３０へ送信する。

　〔Ｓ３８〕基地局３０は、HO Completeを受信すると、ゲートウェイ装置４０に対して、データの送信先切替シグナリングであるPath SWを送信する。
　〔Ｓ３９〕ゲートウェイ装置４０は、Path SWを受信すると、データの送信先を上位基地局２０から基地局３０に切り替えて、移動局２向けのデータを基地局３０へ送信する。データは、基地局３０で受信処理及び送信処理が行われて、移動局２へ送信される。

　このように、上位基地局２０は、中継局１０から送信されるハンドオーバ要求シグナリングを検出して（ハンドオーバ要求シグナリングは、上位基地局２０を経由するので、上位基地局２０で検出可能）、データ転送経路の切り替え制御を行う構成とした。

　このような制御により、データの転送経路の切り替えを効率よく行うことができ、中継局１０と上位基地局２０間の無線データの無線通信量を削減し、干渉や処理遅延の増加を抑えることが可能になる。

　なお、ハンドオーバ要求シグナリングを検出して、データ転送経路の切り替え制御を行うことは、仮想的なハンドオーバを行って経路切り替えを行う場合と比べて、中継局１０と上位基地局２０間とのシグナリング量をより削減することができる。また、仮想的なハンドオーバのような明示的なシグナリングを伴わないので、処理遅延がより削減されることになり、処理遅延の点でも有効である。

　なお、上記では、中継局１０から基地局３０へ送信されるハンドオーバ要求シグナリングを検出して、データ転送経路の切り替え制御を行うとしたが、基地局３０から中継局１０へ送信されるハンドオーバ許可シグナリングを検出することで、データ転送経路の切り替え制御を行ってもよい。

　次に移動局２がハンドオーバに失敗した場合に、切り替えられたデータ転送経路を元の経路に復帰する場合について説明する。
　図８は通信シーケンスを示す図である。

　〔Ｓ４０〕ゲートウェイ装置４０は、移動局２へ向けてデータを送信する。データは、上位基地局２０へ向けて送信され、上位基地局２０で受信処理及び送信処理が行われて中継局１０へ送信される。その後、中継局１０で受信処理及び送信処理が行われて移動局２へ送信される。

　〔Ｓ４１〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、周辺基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、受信レベル測定情報をMeasurement Reportに含ませて中継局１０へ送信する。

　〔Ｓ４２〕中継局１０は、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識し、受信レベル測定情報にもとづいて、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３０があることを認識する。中継局１０は、HO Requestを、基地局３０に対して送信する。HO Requestは、上位基地局２０を経由して、基地局３０へ送信される。

　〔Ｓ４３〕基地局３０は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断し、ハンドオーバ可能であるとしてHO OKを返信する。HO OKは、上位基地局２０を経由して、中継局１０へ送信される。

　〔Ｓ４４〕中継局１０は、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３０を決定し、その結果をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
　〔Ｓ４５〕上位基地局２０は、ゲートウェイ装置４０から伝送された、移動局２にまだ送信が完了していないデータを、ハンドオーバ先の基地局３０へ転送する。

　〔Ｓ４６〕移動局２は、ハンドオーバに失敗し、HO Failureを中継局１０へ送信する。
　〔Ｓ４７〕中継局１０は、HO Failureを受信したとき、すでにデータ転送経路が切り替えられていることを知ると、上位基地局２０に対して、データ転送経路の復帰を要求する。この場合、復帰要求シグナリングとして、HO Revert Requestを送信する。

　〔Ｓ４８〕上位基地局２０は、データ転送経路をハンドオーバ前の経路に復帰し、中継局１０に対して、復帰応答シグナリングとしてHO Revert OKを送信する。
　〔Ｓ４９〕上位基地局２０は、ゲートウェイ装置４０から送信される移動局２向けのデータを、再び中継局１０へ送信する。データは、中継局１０で受信処理及び送信処理が行われて、移動局２へ送信される。

　ここで、移動局２がハンドオーバに失敗した場合は、通常は元の基地局へ復帰するが、データ転送の経路が切り替えられてしまっていると、移動局２へデータを送信することができなくなる。そこで、上記のように、データ転送経路の切り替え後に、移動局２がハンドオーバに失敗したときには、切り替えられたデータ転送経路をハンドオーバ前の元の経路に復帰させることにより、通信を維持させる。

　このような制御を行うことで、移動局２がハンドオーバに失敗し、データ転送の経路が切り替えられている場合であっても、移動局２に対して、何ら支障を与えることなく通信を維持することが可能になる。

　以上説明したように、無線通信システム１において、中継局１０の配下の移動局２が、基地局３０へハンドオーバを実行する場合、上位基地局２０は、移動局２に送信が完了していないデータを、自局で折り返してハンドオーバ先の基地局３０へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う構成とした。

　これにより、中継局１０の配下の移動局２がハンドオーバする際のデータ転送を、無線を介さずに実行することができるので、中継局１０と上位基地局２０との間の無線通信量を削減することができる。したがって、他局からの干渉や、他局へ与える干渉を削減し、処理遅延も削減することができるので、通信品質の向上を図ることが可能になる。

　上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

　１　無線通信システム
　２　移動局
　１０　中継局
　２０　上位基地局（第１の無線基地局）
　３０　基地局（第２の無線基地局）
　４０　ゲートウェイ装置

Claims

　第１の無線基地局と、
　第２の無線基地局と、
　前記１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して中継通信を行う中継局とを備え、
　前記中継局の配下の移動局が、前記第２の無線基地局へハンドオーバを実行する場合、
　前記第１の無線基地局は、前記移動局に送信が未完了のデータを、自局で折り返してハンドオーバ先の前記第２の無線基地局へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う、
　ことを特徴とする無線通信システム。
　前記中継局が前記移動局に対して、前記第２の無線基地局への前記ハンドオーバの指示をした後に、
　前記中継局と前記第１の無線基地局との間で、前記中継局から前記第１の無線基地局へのハンドオーバを実行するためのシグナリング通信であるハンドオーバシグナリング通信を行い、
　前記第１の無線基地局は、前記ハンドオーバシグナリング通信の後に、前記データ転送経路の切り替えを行うことを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
　前記第１の無線基地局は、前記中継局で前記ハンドオーバが行われる際に、前記中継局と前記第２の無線基地局との間で通信される、前記ハンドオーバに関するシグナリングを検出することで、前記データ転送経路の切り替えを行うことを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
　前記データ転送経路が、前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局へ切り替えられた後に、前記移動局の前記ハンドオーバが失敗した場合、
　前記中継局は、前記第１の無線基地局に対して、前記データ転送経路の復帰を要求する復帰要求シグナリングを送信し、
　前記第１の無線基地局は、前記復帰要求シグナリングを受信すると、前記データ転送経路をハンドオーバ前の元の前記データ転送経路に復帰することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
　無線基地局と無線で接続し、前記無線基地局を経由して中継通信を行う中継局において、
　制御情報の処理を行う制御情報処理部と、
　配下の移動局がハンドオーバを実行する際のハンドオーバ処理を行うハンドオーバ処理部とを備え、
　前記ハンドオーバ処理部は、前記移動局に対してハンドオーバ先基地局への前記ハンドオーバを指示した後に、前記無線基地局に対して、自局から前記無線基地局へのハンドオーバを実行するためのシグナリング通信であるハンドオーバシグナリング通信を行う、
　ことを特徴とする中継局。
　前記移動局が前記ハンドオーバ先基地局へ前記ハンドオーバを実行する場合であって、前記無線基地局が、前記移動局に送信が未完了のデータを折り返して前記ハンドオーバ先基地局へ転送して、データ転送経路の切り替えを行った際に、前記移動局の前記ハンドオーバが失敗した場合、
　前記制御情報処理部は、前記無線基地局に対して、前記データ転送経路の復帰を要求する復帰要求シグナリングを送信することを特徴とする請求の範囲第５項記載の中継局。
　中継局と無線で接続し、自局を経由して、前記中継局と周辺無線基地局との間で通信が行われる無線基地局において、
　制御情報の処理を行う制御情報処理部と、
　前記中継局の配下の移動局に向けたデータの転送経路を切り替える経路切替部とを備え、
　前記移動局がハンドオーバ先基地局へハンドオーバを実行する場合、
　前記経路切替部は、前記移動局に送信が未完了のデータを、前記自局で折り返して前記ハンドオーバ先基地局へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う、
　ことを特徴とする無線基地局。
　前記制御情報処理部は、前記中継局から前記移動局に対して、前記ハンドオーバが指示された後に、前記中継局に対して、前記中継局から前記自局へのハンドオーバを実行するためのシグナリング通信であるハンドオーバシグナリング通信を行い、
　前記経路切替部は、前記ハンドオーバシグナリング通信の後に、前記データ転送経路の切り替えを行うことを特徴とする請求の範囲第７項記載の無線基地局。
　前記制御情報処理部は、前記中継局で前記ハンドオーバが行われる際に、前記中継局と前記ハンドオーバ先基地局との間で通信される、前記ハンドオーバに関するシグナリングを検出し、
　前記経路切替部は、前記シグナリングの検出にもとづき、前記データ転送経路の切り替えを行うことを特徴とする請求の範囲第７項記載の無線基地局。
　前記データ転送経路が、前記自局から前記ハンドオーバ先基地局へ切り替えられた後に、前記移動局の前記ハンドオーバが失敗した場合、
　前記制御情報処理部は、前記中継局から送信された、前記データ転送経路の復帰を要求する復帰要求シグナリングを受信し、
　前記経路切替部は、前記データ転送経路をハンドオーバ前の元の前記データ転送経路に復帰することを特徴とする請求の範囲第７項記載の無線基地局。
　無線通信方法において、
　第１の無線基地局と、第２の無線基地局と、前記１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して中継通信を行う中継局とを有し、
　前記中継局の配下の移動局が、前記第２の無線基地局へハンドオーバする場合、
　前記第１の無線基地局は、前記移動局に送信が未完了のデータを、自局で折り返してハンドオーバ先の前記第２の無線基地局へ転送して、データ転送経路の切り替えを行う、
　ことを特徴とする無線通信方法。