JP2011109593A - 無線通信システム、移動中継局、移動局及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局が通信相手を移動中継局から基地局に切替えた場合であっても適正なセルを迅速に選択すること。
【解決手段】移動体内の移動局と基地局との間の無線通信を中継する移動中継局が、所定の時間内の基地局の選択数に基づいて決定された自局の移動状態情報を移動体内の移動局に通知し、移動局が、無線通信相手側装置を移動中継局から基地局に切替える場合に、移動中継局から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、移動中継局、移動局及び無線通信方法に関する。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のセルラー型無線通信方式を採用した無線通信システムでは、移動局は、各セルを形成する基地局のうち、自局との間の通信品質がより良好な基地局を選択する。例えば、移動局は、通信品質を評価するための所定の評価式を用いて基地局の選択処理を行う。

また、移動局は、自局の移動状態（「モビリティステート」とも称する）を所定の記憶部に保持しており、このモビリティステートに応じて評価式を補正する。モビリティステートは、移動局の移動速度に関する指標であり、所定の時間内に選択された基地局数に基づいて決定することができる。具体的には、モビリティステートは、所定の時間内に選択された基地局数に応じて、少ない順に、低速移動を示すNormal-mobility、中速移動を示すMedium-mobility及び高速移動を示すHigh-mobilityの３段階で決定することができる。

図１２は、移動局によるモビリティステートの決定手法の一例を説明するための図である。同図の上段に示す移動局Ｘは、通信中又は待ちうけ中において、所定時間ΔＴ内に２つの基地局ａ及びｂを通信相手先として選択し、中段に示す移動局Ｙは、所定時間ΔＴ内に３つの基地局ａ，ｂ及びｃを選択し、下段に示す移動局Ｚは、所定時間ΔＴ内に４つの基地局ａ，ｂ，ｃ及びｄを選択している。ここで、所定の時間内に選択された基地局数が２つ以下の場合をNormal-mobility、３つの場合をMedium-mobility、４つ以上の場合をHigh-mobilityとする。その場合には、図１２の移動局ＸのモビリティステートはNormal-mobilityとなり、移動局ＹのモビリティステートはMedium-mobilityとなり、移動局ＺのモビリティステートはHigh-mobilityとなる。

そして、移動局は、自局のモビリティステートに応じて、セルの通信品質を評価するための評価式を補正し、補正した評価式を用いて、最終的に基地局の選択処理を行う。例えば、移動局のモビリティステートが高速移動を示すHigh-mobilityである場合には、移動局は、自局が在圏するセルよりもそのセルに隣接するセルの通信品質が良好となるように評価式を補正することで、隣接セルを形成する基地局を迅速に選択できるようにする。

ここで、次世代のＬＴＥであるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ等では、基地局と移動局との間の無線通信を中継する無線中継局を備えた無線通信システムが種々検討されている。特に、バスや電車等の移動体（transportation）に配設（搭載）される移動中継局であって、基地局と、当該移動体の移動に伴って移動する移動局との間の無線通信を中継する移動中継局（「モバイルルータ」とすることもできる）が注目されている。

かかる移動中継局は、移動局と同様にNormal-mobility、Medium-mobility又はHigh-mobilityのいずれかのモビリティステートを有し、このモビリティステートに応じて基地局の選択を行うことになる。なお、この場合の移動局の通信先は基本的に、移動中継局となるので、移動局のモビリティステートは常にNormal-mobilityとなる。

特開２００６−２４５８２４号公報 特開２００６−２２２７２６号公報

しかしながら、上記モバイルルータを含む従来の無線通信システムでは、移動中継局に 異常が発生した場合に、移動局のセル選択が遅延するという問題がある。かかる問題点について図１３を用いてさらに詳細に説明する。図１３は、移動中継局を含む従来の無線通信システムの問題点を説明するための図である。

同図に示すように、モバイルルータのモビリティステートは、移動体が低速で移動する初期状態ではNormal-mobilityとなっている。その後、移動体の移動速度の増加に伴って、モバイルルータが所定の時間内に４つの基地局を選択すれば、該モバイルルータのモビリティステートは高速移動を示すHigh-mobilityとなる。

これに対して、移動体に搭載される等して移動体の移動に伴って移動する移動局は、移動体が低速又は高速のいずれの移動速度で移動したとしても、移動中継局との間の無線通信品質が最も良好であるため、当該移動中継局を通信先として選択し続けるため、そのモビリティステートが低速移動を示すNormal-mobilityのままとなる。

このように、移動体の移動速度が高速である場合には、移動中継局のモビリティステートがHigh-mobilityとなり、移動局のモビリティステートがNormal-mobilityとなる。移動体が高速移動している状況下で、移動中継局に異常が発生した場合には、もはや移動中継局を通信先として選択できなくなる。そこで、移動局は、通信相手を移動中継局から基地局に切替える。しかし、基地局への切替を１回行ったとしても、モビリティステートはHigh-mobility状態には切り替わらない。よって、移動局は、モビリティステートが変換するまでは、Normal-mobility状態で基地局選択を行うこととなる。その結果、移動局によるセルの選択処理が遅延し、最悪の場合、移動局と基地局との間の無線通信が断絶してしまう。

そこで、１つの側面では、移動局が通信相手を移動中継局から基地局に切替えた場合であっても適正なセルを迅速に選択することができる無線通信システム、移動中継局、移動局及び無線通信方法を提供することを目的とする。

第１の案では、移動体に配設された移動中継局が、基地局と、前記移動体の移動に伴って移動する移動局との間の無線通信を中継する無線通信システムであって、 前記移動中継局は、 所定の時間内の基地局の選択数に基づいて決定された自局の移動状態情報を前記移動局に通知する通知手段を備え、 前記移動局は、 無線通信相手側装置を前記移動中継局から前記基地局に切り替えることを条件に、前記移動中継局から通知された前記移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う基地局選択処理手段を備えた。

移動局が通信相手を移動中継局から基地局に切替えた場合であっても適正なセルを迅速に選択することができる。

図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図２は、実施例１に係る無線通信システムによる無線通信処理の一例を説明するための図である。 図３は、実施例２に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図４は、移動状態情報の構成例を示す図である。 図５は、実施例２に係る無線通信システムによる処理手順を示すシーケンス図である。 図６は、実施例３に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図７は、実施例３に係る無線通信システムによる処理手順を示すシーケンス図である。 図８は、実施例４に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図９は、実施例４に係る無線通信システムによる処理手順を示すシーケンス図である。 図１０は、実施例５に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図１１は、実施例５に係る無線通信システムによる処理手順を示すシーケンス図である。 図１２は、移動局におけるモビリティステートの決定手法の一例について説明するための図である。 図１３は、従来の無線通信システムの問題点を説明するための図である。

以下に、本願の開示する無線通信システム、移動中継局、移動局及び無線通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、本願に開示する無線通信システム、移動中継局、移動局及び無線通信方法をＬＴＥ（Long Term Evolution）に適用する例について説明する。しかし、本願に開示する無線通信システム、移動中継局、移動局及び無線通信方法は、その仕組みからも明らかなように、移動中継局を導入した、ＬＴＥ以外のセルラ方式を採用した移動無線通信システムにも適用することができる。

まず、実施例１に係る無線通信システムの構成を説明する。図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、実施例１に係る無線通信システム１０は、移動中継局１１と、移動局１２とを有する。

移動中継局１１は、電車やバス等の移動体（transportation）１３に配設（搭載）される移動中継局であって、基地局１４−１〜１４−ｎと移動体１３の移動に伴って移動する移動局（例えば、移動体に搭乗するユーザによって携帯される移動局）１２との間の無線通信を中継する移動中継局であり、通知部１１ａを有する。移動中継局は、モバイルルータとすることもできる。通知部１１ａは、所定の時間内の基地局１４−１〜１４―ｎの選択数に基づいて決定された自局の移動状態（モビリティステート）を示す情報である移動状態情報を移動体１３の移動に伴って移動する移動局１２に通知する。

一方、移動局１２は、移動中継局１１が配設された移動体１３の搭乗者により所有される通信装置であり、例えば、携帯端末装置である。移動局１２は、基地局選択処理部１２ａを有する。基地局選択処理部１２ａは、無線通信相手側装置を移動中継局１１から基地局１４−１〜１４−ｎに切替えることを条件に、移動中継局１１から通知された移動状態情報に基づいて基地局１４−１〜１４−ｎの選択処理を行う。

次に、実施例１に係る無線通信システム１０による無線通信処理を一例を挙げて説明する。図２は、実施例１に係る無線通信システム１０による無線通信処理の一例を説明するための図である。

図２の例では、移動中継局１１が基地局１４−１が形成するセルを選択している初期の段階で、移動中継局１１のモビリティステートは、低速移動を示すNormal-mobilityである。すなわち、高速移動の検出はまだなされていない。このとき、移動中継局１１の通知部１１ａは、モビリティステートとしてNormal-mobilityを示す移動状態情報を移動体１３の移動に伴って移動する移動局１２に通知する。

続いて、基地局１４−１〜１４−３が形成するセルを経由して基地局１４−４が形成するセルに移動中継局１１が移動すると、所定時間内において選択される基地局の数（通信先基地局として選択される基地局の数）が増大するため、移動中継局１１のモビリティステートは、低速移動を示すNormal-mobilityから高速移動を示すHigh-mobilityとなる。このとき、移動中継局１１の通知部１１ａは、モビリティステートとしてHigh-mobilityを示す移動状態情報を移動体１３の移動に伴って移動する移動局１２に通知する。

続いて、基地局１４−４が形成するセルに移動した移動中継局１１に異常が発生すると、移動局１２は、無線通信相手側装置を移動中継局１１から例えば、基地局１４−４（移動中継局１１に異常が発生する直前に通信していた基地局である場合もある)に切替える。そして、無線通信相手側装置を基地局１４−４に切替えることを条件に、移動局１２の基地局選択処理部１２ａは、移動中継局１１から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う。図２の例では、移動局１２は、移動中継局１１から通知された移動状態情報で示される移動中継局１１のモビリティステートであるHigh-mobilityに基づいて、通信相手先とする基地局の切り替えがより実行されやすくなる処理を行う。例えば、low-mobilityの場合に、在圏基地局から隣接基地局への切り替えを実行する第１のアルゴリズムを、high-mobilityの場合に、在圏基地局から隣接基地局への切り替えを実行する第２のアルゴリズムに切り替える。第２のアルゴリズムは、第１のアルゴリズムに対して、隣接基地局への切り替えが生じやすくなるアルゴリズムである。例えば、在圏基地局との間の通信品質に対して隣接する基地局との間の通信品質が所定のオフセット値を超えると基地局の切替が生ずることとしている場合、第１のアルゴリズムに対して第２のアルゴリズムではより小さいオフセットを適用する。もちろん、オフセットを変えずに第１アルゴリズムに対して、第２アルゴリズムでは、隣接する基地局との間の通信品質に所定値を加算してもよい。移動中継局１１から基地局への通信先の切替を行うことを条件とするため、基地局１４−４への切替後も、更に他の基地局１４−５等を選択する際にHigh-mobilityに基づいて、通信相手先とする基地局の切替を行ってもよい。なお、移動中継局１１から基地局への通信先の切替を行うことを条件とするが、移動中継局１１から基地局１４−４への最初の切り替の際には、low-mobilityに基づいて選択を行い、その後の選択についてhigh-mobilityを選択することもできる。

上述したように、実施例１に係る無線通信システム１０は、移動局１２の通信相手を移動中継局１１から基地局へ切替えることを条件に、移動中継局１１から通知されるモビリティステートを用いて基地局の選択処理を行う。このため、無線通信システム１０では、移動局１２が移動中継局１１の移動に応じて変化するモビリティステートを用いて次の接続先を選択することができる。この結果、無線通信システム１０では、移動局１２が通信相手を移動中継局１１から基地局に切替えた場合であっても、移動局１２による迅速なセルの選択を実現することができる。

次に、実施例２に係る無線通信システムを説明する。実施例２に係る無線通信システムは、省電力モード（Idle mode）に設定された移動局の通信相手を移動中継局から基地局へ切替える場合に、移動中継局から通知されるモビリティステートを用いて基地局の選択処理を行う。

［実施例２に係る無線通信システムの構成］
次に、実施例２に係る無線通信システムの構成を説明する。図３は、実施例２に係る無線通信システム３０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、実施例２に係る無線通信システム３０は、移動中継局（モバイルルータとすることもできる）３１と、移動局３２とを有する。なお、図３に示す移動局３２は、ＬＴＥで規定される省電力モード（Idle mode）に設定されているものとする。

モバイルルータ３１は、電車やバス等の移動体に配設され、自局のセル内の移動局３２と基地局との間でやり取りされる報知情報等の各種情報を中継する。モバイルルータ３１は、無線部４０と、セル選択部４１と、ＭＳ（Mobility State）決定部４２と、ＭＳ記憶部４３と、通知部４４とを有する。無線部４０は、移動局３２や基地局との間で無線リンクを構築し、構築した無線リンクを通じて各種データを送受信する。

セル選択部４１は、モバイルルータ３１が在圏するセルを形成する基地局の選択処理を行う。具体的には、セル選択部４１は、ＭＳ記憶部４３に格納されたモビリティステートに応じて、セルの通信品質を評価するための所定の評価式に含まれるパラメータを補正し、パラメータの補正された評価式を用いて、基地局の選択処理を行う。

ＭＳ決定部４２は、セル選択部４１により選択される所定時間当たりのセル数、すなわち、所定時間内の基地局の選択数に基づいてモバイルルータ３１のモビリティステートを決定し、決定したモビリティステートをＭＳ記憶部４３に格納する。例えば、ＭＳ決定部４２は、所定時間内の基地局の選択数の少ない順に、モバイルルータ３１のモビリティステートをNormal-mobility、Medium-mobility、High-mobilityの３段階で決定する。Low、highの２段階に分類したり、４段階以上に分類することもできる。

また、ＭＳ決定部４２は、セル選択部４１により選択されたセルを形成する基地局の識別子と当該基地局への接続時間との組合せを取得してモビリティステートとともにＭＳ記憶部４３に格納する。具体的には、ＭＳ決定部４２は、セル選択部４１により新たなセルが選択されるたびに、選択されたセルを形成する新たな基地局の識別子と当該基地局への接続時間との組合せを取得してモビリティステートとともにＭＳ記憶部４３に格納する。また、ＭＳ決定部４２は、当該基地局へ接続している限り、適時、接続時間を取得し、ＭＳ記憶部４３の接続時間を更新する。なお、以下では、セル選択部４１により選択されたセルを形成する基地局の識別子と当該基地局への接続時間との組合せを「セル選択履歴」と呼ぶこととする。

ＭＳ記憶部４３は、モビリティステートやセル選択履歴を記憶する。具体的には、ＭＳ記憶部４３は、ＭＳ決定部４２によって決定された最新のモビリティステートを記憶する。例えば、ＭＳ決定部４２は、モビリティステートを既にNormal-mobilityと決定した後、セル選択部４１により選択される所定時間当たりのセル数が増加すると、モビリティステートをHigh-mobilityと新たに決定してＭＳ記憶部４３に格納する。また、ＭＳ記憶部４３は、ＭＳ決定部４２によって取得された複数のセル選択履歴を累積した状態で記憶する。

通知部４４は、モバイルルータ３１のモビリティステートを示す情報である移動状態情報を移動局３２に通知する。具体的には、通知部４４は、ＭＳ決定部４２によりＭＳ記憶部４３に格納されたモバイルルータ３１のモビリティステートとセル選択履歴とを読み出しこれらを組み合わせることで移動状態情報を作成し、作成した移動状態情報を移動局３２へ通知する。また、通知部４４は、移動局３２がモバイルルータ３１の無線を受信している期間に、ブロードキャストにより移動状態情報を間欠的に移動局３２へ通知する。

図４は、移動状態情報の構成例を示す図である。同図に示すように、移動状態情報は、モバイルルータ３１のモビリティステート６１と、セル選択履歴６２−１〜６２−ｎとを組み合わせて作成される。モバイルルータ３１のモビリティステート６１は、ＭＳ決定部４２によって決定された最新のモビリティステートである。セル選択履歴６２−１〜６２−ｎは、ＭＳ決定部４２によって取得されたセル選択履歴を累積した履歴である。

なお、セル選択部４１、ＭＳ決定部４２、通知部４４は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array)などの集積回路とすることもできる。また、ＭＳ記憶部４３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ (flash memory)などの半導体メモリ素子とすることもできる。

移動局３２は、基地局との間で無線通信を直接行ったり、移動体に配設されたモバイルルータ３１を経由して基地局との間で報知情報等の各種情報の送受信を行う装置であり、例えば、携帯端末装置である。移動局３２は、無線部７０と、受信部７１と、ＭＳ決定部７２と、ＭＳ記憶部７３と、異常検知部７４と、切替部７５と、基地局選択処理部７６と、パラメータ記憶部７７とを有する。無線部７０は、モバイルルータ３１や基地局との間で無線リンクを構築し、構築した無線リンクを通じて各種データを送受信する。受信部７１は、モバイルルータ３１から通知されるモバイルルータ３１の移動状態情報を受信し、受信した移動状態情報をＭＳ決定部７２へ通知する。

ＭＳ決定部７２は、基地局選択処理部７６により選択される所定時間当たりのセル数に応じて移動局３２のモビリティステートを決定し、決定したモビリティステートを後述のＭＳ記憶部７３に格納する。例えば、基地局選択処理部７６によってモバイルルータ３１のセルが選択されている場合には、選択される所定時間当たりのセル数が１であるため、移動局３２のモビリティステートを低速移動を示すNormal-mobilityと決定してＭＳ記憶部７３に格納する。

また、ＭＳ決定部７２は、異常検知部７４によりモバイルルータ３１の異常が検知されると、移動状態情報で示すモバイルルータ３１のモビリティステートを移動局３２のモビリティステートとして決定してＭＳ記憶部７３に格納する。例えば、ＭＳ記憶部７３に既に格納された移動局３２のモビリティステートがNormal-mobilityであり、モバイルルータ３１の移動状態情報で示すモビリティステートがHigh-mobilityである場合に、ＭＳ決定部７２は、High-mobilityをＭＳ記憶部７３に格納する。

また、ＭＳ決定部７２は、異常検知部７４によりモバイルルータ３１の異常が検知されると、受信部７１からの移動状態情報で示すセル選択履歴からモバイルルータ３１により選択された所定時間当たりのセル数を取得する。そして、ＭＳ決定部７２は、取得した所定時間当たりのセル数に応じて移動局３２のモビリティステートを継続的に更新する。例えば、上述の例で、モビリティステートとしてHigh-mobilityがＭＳ記憶部７３に格納された後、ＭＳ決定部７２は、移動状態情報で示すセル選択履歴からモバイルルータ３１により選択された所定時間当たりのセル数を取得する。そして、ＭＳ決定部７２は、取得した所定時間当たりのセル数に応じてHigh-mobilityであるモビリティステートを更新する。なお、その後、ＭＳ決定部７２は、基地局選択処理部７６により選択される所定時間当たりのセル数に応じて移動局３２のモビリティステートを更新する。

異常検知部７４は、モバイルルータ３１の異常を検知する。具体的には、異常検知部７４は、モバイルルータ３１から定期的に送信される後述のセル選択評価式のパラメータを受信する。そして、異常検知部７４は、受信したセル選択評価式のパラメータの変化量が所定の閾値以上となった場合に、モバイルルータ３１に過負荷が掛かったことを異常として検知する。例えば、セル選択評価式のパラメータのうちヒステリシスやオフセットの減少量が所定の閾値以上となった場合に、異常検知部７４は、モバイルルータ３１の過負荷を検知する。なお、セル選択評価式のパラメータのうちヒステリシスやオフセットが減少することは、通信相手を基地局に切替えるようにモバイルルータ３１が移動局３２に対して促していることを示している。また、異常検知部７４は、モバイルルータ３１の異常を検知すると、その旨をＭＳ決定部７２及び切替部７５へ通知する。

切替部７５は、異常検知部７４によりモバイルルータ３１の異常が検知されると、移動局３２の無線通信相手側装置をモバイルルータ３１から基地局へ切替える。例えば、切替部７５は、異常検知部７４によりモバイルルータ３１の異常が検知されると、モバイルルータ３１が接続していた基地局のセルを強制的に選択するように基地局選択処理部７６に指示することで、移動局３２の通信相手を当該基地局へ切替える。もちろん、強制的に当該基地局に切り替えるのではなく、他の基地局に切り替えることも許容してもよい。

基地局選択処理部７６は、切替部７５によって無線通信相手がモバイルルータ３１から基地局へ切替えることを条件に、モバイルルータ３１から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う。当該選択処理は、モバイルルータ３１から基地局へ切り替える際に適用することもできるが、当該切替後から適用することもできる。なお、基地局選択処理部７６は、パラメータ補正部７８と、セル選択部７９とを有することができる。

パラメータ補正部７８は、ＭＳ記憶部７３に格納された移動状態情報で示されるモバイルルータ３１のモビリティステートに応じて、セル選択評価式に含まれるパラメータを補正する。ここで、セル選択評価式は、省電力モード（Idle mode）の移動局３２においてセルの通信品質を評価するために一般に用いられる評価式であり、例えば、次式（１）及び（２）で表される。

Ｒｓ＝Ｑｍｅａｓ，ｓ＋Ｑｈｙｓｔ ・・・（１）
Ｒｎ＝Ｑｍｅａｓ，ｎ−Ｑｏｆｆｓｅｔ ・・・（２）
ただし、
Ｒｓ：在圏セルのセルランキング基準
Ｒｎ：隣接セルのセルランキング基準
Ｑｍｅａｓ，ｓ：在圏セルでの送信電波の電波強度
Ｑｍｅａｓ，ｎ：隣接セルでの送信電波の電波強度
Ｑｈｙｓｔ：ヒステリシス
Ｑｏｆｆｓｅｔ：オフセット

具体的には、パラメータ補正部７８は、モビリティステートに対応して予め定められた補正係数をセル選択評価式に含まれるヒステリシスやオフセット等のパラメータに乗算することで、セル選択評価式に含まれるパラメータを補正する。例えば、モビリティステートが低速移動を示すNormal-mobilityである場合には、パラメータ補正部７８は、特に補正を行わない。一方、モビリティステートが高速移動を示すHigh-mobilityである場合には、パラメータ補正部７８は、在圏セルよりも隣接セルのセルランキング基準を大きくするための補正係数をヒステリシスに乗算する。そして、パラメータ補正部７８は、補正後のパラメータをパラメータ記憶部７７に格納する。

セル選択部７９は、パラメータ補正部７８による補正後のパラメータをパラメータ記憶部７７から読出し、補正後のパラメータを含むセル選択評価式を用いて、基地局の選択処理を行う。具体的には、セル選択部７９は、補正後のパラメータを含むセル選択評価式を用いて、移動局３２が在圏するセルである在圏セルと在圏セルに隣接するセルである隣接セルとのセルランキング基準を算出する。続いて、セル選択部７９は、算出した在圏セルのセルランキング基準と隣接セルのセルランキング基準とを比較し、所定の期間、セルランキング基準が大きいセルを形成する基地局を選択する。

パラメータ記憶部７７は、パラメータ補正部７８により補正されたパラメータを記憶する記憶部である。具体的には、パラメータ記憶部７７は、パラメータ補正部７８により補正されたセル選択評価式のパラメータであるヒステリシスやオフセット等を記憶する。

なお、受信部７１、ＭＳ決定部７２、異常検知部７４、切替部７５、基地局選択処理部７６は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路である。また、ＭＳ記憶部７３、パラメータ記憶部７７は、例えば、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子である。

［実施例２に係る無線通信システムによる処理手順］
次に、実施例２に係る無線通信システム３０による処理手順を説明する。図５は、実施例２に係る無線通信システム３０による処理手順を示すシーケンス図である。なお、図５では、図２に示した移動局１２に対応する移動局３２が、移動中継局１１に対応するモバイルルータ３１→基地局１４−４→基地局１４−５の順に通信相手を切替えるまでの処理手順を説明する。また、モバイルルータ３１は、基地局１４−４のセルに接続しているものとする。さらに、基地局１４−４のセルに接続したモバイルルータ３１のモビリティステートは、High-mobilityであり、当該モバイルルータ３１のセルに接続した移動局３２のモビリティステートは、Normal-mobilityであるものとする。

図５に示すように、移動局３２は、通信相手であるモバイルルータ３１からブロードキャスト用の信号を間欠的に受信する（ステップＳ１１）。そして、モバイルルータ３１の通知部４４は、モバイルルータ３１のモビリティステート（ここでは、High-mobility）とセル選択履歴を含む移動状態情報をブロードキャストにより移動局３２に通知する（ステップＳ１２）。このとき、移動局３２の受信部７１は、モバイルルータ３１から受信した移動状態情報をＭＳ決定部７２へ通知する。

その後、モバイルルータ３１は、自身に過負荷が掛かると（ステップＳ１３）、通信相手を基地局１４−４へ切替えることを移動局３２に促すために、セル選択評価式のパラメータを変更し、変更したパラメータを移動局３２に送信する（ステップＳ１４）。なお、セル選択評価式のパラメータの変更としては、基地局１４−４のセルのセルランキング基準がモバイルルータ３１のセルのセルランキング基準よりも大きくなるように、例えば、ヒステリシスやオフセットの減少等が実行される。

一方、移動局３２の異常検知部７４は、モバイルルータ３１から受信したセル選択評価式のパラメータの変化量が所定の閾値以上となったため、モバイルルータ３１の異常を検知する（ステップＳ１５）。例えば、セル選択評価式のパラメータのうちヒステリシスやオフセットの減少量が所定の閾値以上となったとき、異常検知部７４は、モバイルルータ３１の過負荷を異常として検知する。

続いて、切替部７５は、異常検知部７４からモバイルルータ３１の異常が検知された旨を通知されると、移動局３２の通信相手をモバイルルータ３１から基地局１４−４へ切替える（ステップＳ１６）。この結果、移動局３２は、新たな通信相手である基地局１４−４からブロードキャスト用の信号を間欠的に受信する（ステップＳ１７）。

一方、ＭＳ決定部７２は、異常検知部７４からモバイルルータ３１の異常が検知された旨を通知されると、ステップＳ１２で通知された移動状態情報で示すモビリティステートを移動局３２のモビリティステートとして決定する（ステップＳ１８）。ここでは、移動状態情報で示されるモバイルルータ３１のモビリティステートであるHigh-mobilityが、移動局３２のモビリティステートとして決定される。これにより、移動局３２のモビリティステートが、低速移動を示すNormal-mobilityから高速移動を示すHigh-mobilityに変更される。

なお、ステップＳ１８の処理にて、ＭＳ決定部７２は、ステップＳ１２で通知された移動状態情報で示すセル選択履歴からモバイルルータ３１により選択された所定時間当たりのセル数を取得する。そして、ＭＳ決定部７２は、取得した所定時間当たりのセル数に応じて移動局３２のモビリティステートを継続的に更新する。

続いて、基地局選択処理部７６のパラメータ補正部７８は、ＭＳ決定部７２により移動局３２のモビリティステートとして決定されたモバイルルータ３１のモビリティステートに応じて、セル選択評価式に含まれるパラメータを補正する（ステップＳ１９）。ここでは、移動局３２のモビリティステートがHigh-mobilityであるので、パラメータ補正部７８は、通信相手である基地局１４−４のセルよりも隣接する基地局１４−５のセルのセルランキング基準を大きくするための補正係数をヒステリシスに乗算する。

そして、基地局選択処理部７６のセル選択部７９は、補正後のパラメータを含むセル選択評価式を用いて、移動局３２が在圏する基地局１４−４のセルのセルランキング基準を算出する（ステップＳ２０）。同様に、基地局選択処理部７６のセル選択部７９は、補正後のパラメータを含むセル選択評価式を用いて、基地局１４−４のセルに隣接する基地局１４−５のセルのセルランキング基準を算出する（ステップＳ２１）。

その後、セル選択部７９は、基地局１４−４のセルのセルランキング基準と基地局１４−５のセルのセルランキング基準とを比較し、所定の期間、セルランキング基準が大きかった基地局１４−５のセルを選択する（ステップＳ２２）。この結果、移動局３２は、新たな通信相手である基地局１４−５からブロードキャスト用の信号を間欠的に受信する（ステップＳ２３）。

［実施例２の効果］
上述したように、実施例２に係る無線通信システム３０は、移動局３２の通信相手をモバイルルータ３１から基地局へ切替える場合に、モバイルルータ３１から通知されるモビリティステートを用いて基地局の選択処理を行う。このため、実施例２によれば、移動局３２がモバイルルータ３１と同一のモビリティステートを用いて次の接続先を選択することができる。この結果、実施例２によれば、移動局３２が通信相手をモバイルルータ３１から基地局に切替えが生ずる場合であっても、移動局３２による迅速なセルの選択を実現することができる。

また、移動局３２が、モバイルルータ３１の異常として過負荷を検知した場合に、通信相手をモバイルルータ３１から基地局へ強制的に切替える場合には、モバイルルータ３１に過負荷が発生したことに起因して移動局３２が通信相手をモバイルルータ３１から基地局に切替えても、移動局３２による迅速なセルの選択を実現することができる。ひいては、通信品質の改善や通信断の防止にもつながる。

その上、無線通信システム３０では、移動局３２が、モバイルルータ３１から通知された移動状態情報で示されるモビリティステートに応じて、省電力モード（Idle mode）のセル選択評価式に含まれるパラメータを補正する。そして、移動局３２が、パラメータの補正されたセル選択評価式を用いて、基地局により形成されるセルから接続先のセルを選択する。このため、実施例２によれば、ＬＴＥで規定される省電力モード（Idle mode）時の移動局３２が通信相手をモバイルルータ３１から基地局に切替えても、移動局３２による迅速なセルの選択を実現することができる。

上記実施例２では、省電力モード（Idle mode）時の移動局３２が、モバイルルータ３１から通知されたモビリティステートに応じて、セル選択評価式に含まれるパラメータを補正し、補正したセル選択評価式を用いて接続先のセルを選択する例を示した。しかし、非省電力モード（active mode）時の移動局が、モバイルルータから通知されたモビリティステートに応じて、測定結果報告評価式に含まれるパラメータを補正し、補正した測定結果報告評価式を用いて接続先のセルを選択するようにしてもよい。そこで、実施例３では、非省電力モード時の移動局が、モバイルルータから通知されたモビリティステートに応じて、測定結果報告評価式に含まれるパラメータを補正し、補正した測定結果報告評価式を用いて接続先のセルを選択する例について説明する。

［実施例３に係る無線通信システムの構成］
まず、実施例３に係る無線通信システムの構成を説明する。図６は、実施例３に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図６に示すように、実施例３に係る無線通信システム１３０は、モバイルルータ１３１と、移動局１３２とを有する。なお、図６に示す移動局１３２は、ＬＴＥで規定される非省電力モード（active mode）に設定されているものとする。

実施例３におけるモバイルルータ１３１は、無線部４０と、セル選択部４１と、ＭＳ決定部４２と、ＭＳ記憶部４３と、通知部１４４と、ハンドオーバ（ＨＯ：Handover）処理部１４５とを有する。なお、以下では、モバイルルータ１３１については、図３に示した構成部位と同様の機能を有する構成部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

ＨＯ処理部１４５は、移動局１３２との間でハンドオーバ処理を実行するために必要な各種の処理を行う。具体的には、ＨＯ処理部１４５は、後述する測定結果評価式の左辺及び右辺を算出することを指示するための測定制御メッセージ（Measurement Reports Message）を移動局１３２に対して送信する。また、ＨＯ処理部１４５は、移動局１３２に対して所定のセルへハンドオーバする旨を指示するためのＨＯ制御メッセージ（Handover Command Message）を作成する。

通知部１４４は、モバイルルータ１３１のモビリティステートを示す情報である移動状態情報を移動局１３２に通知する。具体的には、通知部１４４は、ＭＳ決定部４２によりＭＳ記憶部４３に格納されたモバイルルータ１３１のモビリティステートとセル選択履歴とを読み出してこれらを組み合わせることで移動状態情報を作成する。続いて、通知部１４４は、ＨＯ処理部１４５により作成されたＨＯ制御メッセージを取得し、取得したＨＯ制御メッセージに対して移動状態情報を付加し、移動状態情報を付加したＨＯ制御メッセージを移動局１３２に通知する。また、通知部１４４は、 移動状態情報を付加したＨＯ制御メッセージを移動局１３２へ通知する。

なお、通知部１４４、ＨＯ処理部１４５は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array)などの集積回路とすることもできる。

実施例３における移動局１３２は、無線部７０と、受信部１７１と、ＭＳ決定部７２と、ＭＳ記憶部７３と、異常検知部１７４と、切替部７５と、基地局選択処理部１７６と、パラメータ記憶部１７７と、ＨＯ処理部１７８とを有する。なお、以下では、移動局１３２については、図３に示した構成部位と同様の機能を有する構成部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

ＨＯ処理部１７８は、モバイルルータ１３１や基地局との間でハンドオーバ処理を実行するために必要な各種の処理を行う。具体的には、ＨＯ処理部１７８は、モバイルルータ１３１や基地局から測定制御メッセージを受信し、受信した測定制御メッセージを基地局選択処理部１７６の測定結果報告部１８１へ通知する。また、ＨＯ処理部１７８は、モバイルルータ１３１や基地局からＨＯ制御メッセージを受信し、受信したＨＯ制御メッセージを基地局選択処理部１７６の後述するセル選択部１８２へ通知する。また、ＨＯ処理部１７８は、モバイルルータ１３１から受信したＨＯ制御メッセージにモバイルルータ１３１の移動状態情報が付加されている場合には、付加されたモバイルルータ１３１の移動状態情報を受信部１７１へ通知する。

受信部１７１は、モバイルルータ１３１から通知されるモバイルルータ１３１の移動状態情報をＨＯ処理部１７８から受信し、受信したモバイルルータ１３１の移動状態情報をＭＳ決定部７２へ通知する。

異常検知部１７４は、モバイルルータ１３１の異常を検知する。具体的には、異常検知部１７４は、ＨＯ処理部１７８から基地局選択処理部１７６へ通知される、移動状態情報を含むＨＯ制御メッセージを検出した場合に、モバイルルータ１３１に過負荷が掛かったことを異常として検知する。また、異常検知部１７４は、モバイルルータ１３１の異常を検知すると、その旨をＭＳ決定部７２及び切替部７５へ通知する。

基地局選択処理部１７６は、切替部７５によって無線通信相手がモバイルルータ１３１から基地局へ切替えられる場合に、モバイルルータ１３１から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う。具体的には、基地局選択処理部１７６は、パラメータ補正部１８０と、測定結果報告部１８１と、セル選択部１８２とを有する。

パラメータ補正部１８０は、ＭＳ記憶部７３に格納された移動状態情報で示されるモバイルルータ１３１のモビリティステートに応じて、測定結果報告評価式に含まれるパラメータを補正する。ここで、測定結果報告評価式は、非省電力モード（active mode）の移動局１３２においてセルの通信品質を評価するために一般に用いられる評価式であり、例えば、次式（３）及び（４）で表される。

報告開始条件：Ｍｎ＋Ｏｆｎ＋Ｏｃｎ−Ｈｙｓ＞Ｍｓ＋Ｏｆｓ＋Ｏｃｓ＋Ｏｆｆ
・・・（３）
報告終了条件：Ｍｎ＋Ｏｆｎ＋Ｏｃｎ＋Ｈｙｓ＜Ｍｓ＋Ｏｆｓ＋Ｏｃｓ＋Ｏｆｆ
・・・（４）
ただし、
Ｍｓ：在圏セルでの送信電波の電波強度
Ｍｎ：隣接セルでの送信電波の電波強度
Ｏｆｓ：在圏セルの周波数に対応するオフセット
Ｏｆｎ：隣接セルの周波数に対応するオフセット
Ｏｃｓ：在圏セルに対応するオフセット
Ｏｃｎ：隣接セルに対応するオフセット
Ｈｙｓ：測定結果報告評価式の全体に対応して設定されるヒステリシス
Ｏｆｆ：測定結果報告評価式の全体に対応して設定されるオフセット

測定結果報告部１８１は、測定結果報告評価式の左辺と右辺を比較し、所定の期間(トリガー期間)、報告開始条件を満たした場合に、在圏セルと隣接セルでの送信電波の電波強度を測定結果として測定結果報告メッセージを用いて在圏セルの基地局へ報告する。以降、継続的に報告し、測定結果報告部１８１は、測定結果報告評価式の左辺と右辺を比較し、所定の期間(トリガー期間)、報告終了条件を満たした場合に、報告を止める。トリガー期間は、測定結果報告評価式に含まれるパラメータである。

パラメータ補正部１８０は、モビリティステートに対応して予め定められた補正係数を測定結果報告評価式に含まれるトリガー期間に乗算することで、測定結果報告評価式に含まれるパラメータを補正する。例えば、モビリティステートが低速移動を示すNormal-mobilityである場合には、特に補正を行わない。一方、モビリティステートが高速移動を示すHigh-mobilityである場合には、パラメータ補正部１８０は、トリガー期間が短くなるように補正係数をトリガー期間に乗算する。そして、パラメータ補正部１８０は、補正後のパラメータをパラメータ記憶部１７７に格納する。

測定結果報告部１８１は、パラメータ補正部１８０による補正後のパラメータをパラメータ記憶部１７７から読出し、補正後のパラメータを含む測定結果報告評価式を用いて、報告開始条件を満たすか否かを判定する。そして、測定結果報告部１８１は、報告開始条件を満たす場合に、測定結果を在圏セルの基地局へ報告する。

具体的には、測定結果報告部１８１は、モバイルルータ１３１や基地局からの測定制御メッセージを受信すると、測定結果報告評価式の左辺及び右辺を算出する。続いて、測定結果報告部１８１は、測定結果報告評価式の左辺と右辺を比較し、補正した所定の期間、報告開始条件を満たした場合に、在圏セルと隣接セルでの送信電波の電波強度を測定結果として測定結果報告メッセージを用いて在圏セルの基地局へ報告する。

セル選択部１８２は、ＨＯ処理部１７８からＨＯ制御メッセージを受信すると、ＨＯ制御メッセージで指示されるハンドオーバ対象のセルを形成する基地局を選択処理する。また、セル選択部１８２は、選択した基地局との間で正常に通信が可能な状態となると、当該基地局に対してＨＯ確認メッセージ（Handover Confirm Message）を送信し、当該基地局との間で接続を確立する。

パラメータ記憶部１７７は、パラメータ補正部１８０により補正されたパラメータを記憶する記憶部である。具体的には、パラメータ記憶部１７７は、パラメータ補正部１８０により補正された測定結果報告評価式のパラメータであるトリガー期間や、ヒステリシスやオフセット等を記憶する。

なお、受信部１７１、異常検知部１７４、基地局選択処理部１７６は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路とすることもできる。また、パラメータ記憶部１７７は、例えば、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子とすることもできる。

［実施例３に係る無線通信システムによる処理手順］
次に、実施例３に係る無線通信システム１３０による処理手順を説明する。図７は、実施例３に係る無線通信システム１３０による処理手順を示すシーケンス図である。なお、図７では、図２に示した移動局１２に対応する移動局１３２が、移動中継局１１に対応するモバイルルータ１３１→基地局１４−４→基地局１４−５の順に通信相手を切替えるまでの処理手順を説明する。また、モバイルルータ１３１は、基地局１４−４のセルに接続しているものとする。さらに、基地局１４−４のセルに接続したモバイルルータ１３１のモビリティステートは、High-mobilityであり、当該モバイルルータ１３１のセルに接続した移動局１３２のモビリティステートは、Normal-mobilityであるものとする。

図７に示すように、移動局１３２は、通信相手であるモバイルルータ１３１との間で接続を確立している（ステップＳ３１）。そして、モバイルルータ１３１のＨＯ処理部１４５は、測定制御メッセージを移動局１３２に対して送信する（ステップＳ３２）。そして、移動局１３２における基地局選択処理部１７６の測定結果報告部１８１は、測定結果報告評価式における報告開始条件が満たされたので、測定結果を測定結果報告メッセージを用いてモバイルルータ１３１へ報告する（ステップＳ３３）。

その後、モバイルルータ１３１に過負荷が掛かると（ステップＳ３４）、モバイルルータ１３１のＨＯ処理部１７８が、移動局１３２に対して基地局１４−４のセルへハンドオーバする旨を指示するＨＯ制御メッセージを作成する（ステップＳ３５）。続いて、通知部１４４は、モバイルルータ３１のモビリティステート（ここでは、High-mobility）とセル選択履歴を含む移動状態情報を作成する。そして、通知部１４４は、ＨＯ処理部１４５により作成されたＨＯ制御メッセージを取得し、取得したＨＯ制御メッセージに対して移動状態情報を付加して移動局１３２に通知する（ステップＳ３６）。

一方、移動局１３２の異常検知部１７４は、ＨＯ処理部１７８から基地局選択処理部１７６へ通知される、移動状態情報を含むＨＯ制御メッセージを検出したため、モバイルルータ１３１に過負荷が掛かったことを異常として検知する（ステップＳ３７）。

続いて、切替部７５は、異常検知部１７４からモバイルルータ１３１の異常が検知された旨を通知されると、移動局１３２の通信相手をモバイルルータ１３１から基地局１４−４へ切替える（ステップＳ３８）。そして、切替部７５は、基地局１４−４との間で正常に通信が可能な状態となると、基地局１４−４に対してＨＯ確認メッセージを送信し（ステップＳ３９）、基地局１４−４との間で接続を確立する（ステップＳ４０）。

一方、ＭＳ決定部７２は、異常検知部１７４からモバイルルータ１３１の異常が検知された旨を通知されると、ステップＳ３６で通知された移動状態情報で示されるモビリティステートを移動局１３２のモビリティステートとして決定する（ステップＳ４１）。ここでは、移動状態情報で示されるモバイルルータ１３１のモビリティステートであるHigh-mobilityが、移動局１３２のモビリティステートとして決定される。これにより、移動局１３２のモビリティステートが、Normal-mobilityからHigh-mobilityに変更される。

なお、ステップＳ４１の処理にて、ＭＳ決定部７２は、ステップＳ４１で通知された移動状態情報で示すセル選択履歴からモバイルルータ１３１により選択される所定時間当たりのセル数を取得する。そして、ＭＳ決定部７２は、取得した所定時間当たりのセル数に応じて移動局１３２のモビリティステートを継続的に更新する。

続いて、移動局１３２が基地局１４−４からの測定制御メッセージを受信すると（ステップＳ４２）、基地局選択処理部１７６の測定結果報告部１８１は、基地局１４−４が形成する在圏セルでの送信電波の電波強度を測定する（ステップＳ４３）。また、基地局選択処理部１７６の測定結果報告部１８１は、基地局１４−５が形成する隣接セルでの送信電波の電波強度を測定する（ステップＳ４４）。

基地局選択処理部１７６のパラメータ補正部１８０は、ＭＳ決定部７２により移動局１３２のモビリティステートとして決定されたモバイルルータ１３１のモビリティステートに応じて、測定結果報告評価式に含まれるパラメータを補正する（ステップＳ４５）。続いて、測定結果報告部１８１は、測定結果報告評価式の左辺及び右辺を算出する（ステップＳ４６）。続いて、測定結果報告部１８１は、測定結果報告評価式の左辺と右辺とを比較し、所定の期間、報告開始条件を満たしたため、ステップＳ４３及び４４での測定結果を測定結果報告メッセージを用いて基地局１４−４へ報告する（ステップＳ４７）。

そして、測定結果報告メッセージを受け取った基地局１４−４は、測定結果を基に基地局１４−５のセルへハンドオーバする旨をＨＯ制御メッセージを用いて移動局１３２へ指示する（ステップＳ４８）。続いて、移動局１３２における基地局選択処理部１７６のセル選択部１８２は、ＨＯ制御メッセージで指示される基地局１４−５のセルを選択する（ステップＳ４９）。続いて、基地局選択処理部１７６のセル選択部１８２は、基地局１４−５との間で正常に通信が可能な状態となると、基地局１４−５に対してＨＯ確認メッセージを送信し（ステップＳ５０）、基地局１４−５との間で接続を確立する（ステップＳ５１）。

［実施例３の効果］
上述したように、実施例３に係る無線通信システム１３０では、移動局１３２が、モバイルルータ１３１から通知された移動状態情報で示すモビリティステートに応じて、非省電力モード（active mode）の測定結果報告評価式に含まれるパラメータを補正する。そして、移動局１３２が、パラメータの補正された測定結果報告評価式を用いて接続先のセルを選択する。このため、実施例３によれば、ＬＴＥで規定される非省電力モード（active mode）時の移動局１３２が通信相手をモバイルルータ１３１から基地局に切替えても、移動局１３２による迅速なセルの選択を実現することができる。

上記実施例２では、モバイルルータ３１から受信したセル選択評価式のパラメータの変化量が所定の閾値以上となった場合に、移動局が、モバイルルータ３１の過負荷を異常として検知し、通信相手をモバイルルータ３１から基地局に切替える例を示した。しかし、通信相手をモバイルルータから基地局へ切替える旨の指示をモバイルルータから直接受信した場合に、移動局が、通信相手をモバイルルータから基地局に切替えるようにしてもよい。そこで、実施例４では、通信相手をモバイルルータから基地局へ切替える旨の指示をモバイルルータから受信した場合に、移動局が、通信相手をモバイルルータから基地局に切替える例について説明する。

［実施例４に係る無線通信システムの構成］
まず、実施例４に係る無線通信システムの構成を説明する。図８は、実施例４に係る無線通信システム２３０の構成を示すブロック図である。図８に示すように、実施例４に係る無線通信システム２３０は、モバイルルータ２３１と、移動局２３２とを有する。なお、図８に示す移動局２３２は、ＬＴＥで規定される省電力モード（idle mode）に設定されているものとする。

実施例４におけるモバイルルータ２３１は、無線部４０と、セル選択部４１と、ＭＳ決定部４２と、ＭＳ記憶部４３と、通知部４４と、負荷分散指示部２４５とを有する。なお、以下では、モバイルルータ２３１については、図３に示した構成部位と同様の機能を有する構成部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

負荷分散指示部２４５は、モバイルルータ２３１に掛かる通信の負荷を監視し、モバイルルータ２３１に過負荷が掛かった場合に、通信相手をモバイルルータ２３１から基地局へ切替えるように指示するための負荷分散メッセージを移動局２３２に対して送信する。なお、負荷分散指示部２４５は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路とすることもできる。

実施例４における移動局２３２は、無線部７０と、受信部７１と、ＭＳ決定部７２と、ＭＳ記憶部７３と、異常検知部２７４と、切替部７５と、基地局選択処理部７６と、パラメータ記憶部７７とを有する。なお、以下では、移動局２３２については、図３に示した構成部位と同様の機能を有する構成部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

異常検知部２７４は、モバイルルータ２３１の異常を検知する。具体的には、異常検知部２７４は、モバイルルータ２３１から負荷分散メッセージを受け取った場合に、モバイルルータ２３１に過負荷が掛かったことを異常として検知する。また、異常検知部２７４は、モバイルルータ２３１の異常を検知すると、その旨をＭＳ決定部７２及び切替部７５へ通知する。なお、異常検知部２７４は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路とすることもできる。

［実施例４に係る無線通信システムの処理手順］
次に、実施例４に係る無線通信システム２３０による処理手順を説明する。図９は、実施例４に係る無線通信システム２３０による処理手順を示すシーケンス図である。なお、図９では、図２に示した移動局１２に対応する移動局２３２が、移動中継局１１に対応するモバイルルータ２３１→基地局１４−４→基地局１４−５の順に通信相手を切替えるまでの処理手順を説明する。また、モバイルルータ２３１は、基地局１４−４のセルに接続しているものとする。さらに、基地局１４−４のセルに接続したモバイルルータ２３１のモビリティステートは、High-mobilityであり、当該モバイルルータ２３１のセルに接続した移動局２３２のモビリティステートは、Normal-mobilityであるものとする。また、ここでは、図５で既に説明した処理手順と同様の処理手順（ステップＳ６１〜Ｓ６３、Ｓ６６〜Ｓ７３）については、その詳細な説明を省略する。

図９に示すように、移動局２３２は、モバイルルータ２３１からブロードキャスト用の信号を間欠的に受信し、モバイルルータ２３１の通知部４４は、移動状態情報をブロードキャストにより移動局２３２に通知する（ステップＳ６１及び６２）。

その後、モバイルルータ２３１に過負荷が掛かると（ステップＳ６３）、負荷分散指示部２４５が、通信相手をモバイルルータ２３１から基地局１４−４へ切替えるように指示する負荷分散メッセージを移動局２３２に送信する（ステップＳ６４）。

一方、移動局２３２の異常検知部２７４は、モバイルルータ２３１からの負荷分散メッセージを受け取ると、モバイルルータ２３１に過負荷が掛かったことを異常として検知する（ステップＳ６５）。

続いて、切替部７５は、異常検知部２７４からモバイルルータ２３１の異常が検知された旨を通知されると、移動局２３２の通信相手を基地局１４−４へ切替える（ステップＳ６６）。以降、移動局２３２は、モバイルルータ２３１から通知された移動状態情報に基づいて基地局１４−５の選択処理を行う（ステップＳ６７〜Ｓ７３）。

［実施例４の効果］
上述したように、実施例４に係る無線通信システム２３０では、移動局２３２が、モバイルルータ２３１からの負荷分散メッセージを受信した場合に、モバイルルータ２３１の過負荷を異常として検知し、通信相手を基地局へ切替える。このため、実施例４によれば、モバイルルータ２３１の過負荷を迅速に検知することができ、その結果、モバイルルータ２３１の過負荷に起因して移動局２３２が通信相手を基地局へ切替えても、移動局２３２による迅速なセルの選択を実現することができる。

上記実施例２では、移動局が、モバイルルータの異常として過負荷を検知した場合に、通信相手をモバイルルータから基地局へ切替える例を説明した。しかし、移動局が、モバイルルータの異常として故障を検知した場合に、通信相手をモバイルルータから基地局へ切替えるようにしてもよい。そこで、実施例５では、移動局が、モバイルルータの異常として故障を検知した場合に、通信相手をモバイルルータから基地局へ切替える例について説明する。

［実施例５に係る無線通信システムの構成］
まず、実施例５に係る無線通信システムの構成を説明する。図１０は、実施例５に係る無線通信システム３３０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、実施例５に係る無線通信システム３３０は、モバイルルータ３３１と、移動局３３２とを有する。なお、図１０に示す移動局３３２は、ＬＴＥで規定される省電力モード（idle mode）に設定されているものとする。

実施例５におけるモバイルルータ３３１は、無線部４０と、セル選択部４１と、ＭＳ決定部４２と、ＭＳ記憶部４３と、通知部４４と、基準電波送信部３４５とを有する。なお、以下では、モバイルルータ３３１については、図３に示した構成部位と同様の機能を有する構成部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

基準電波送信部３４５は、モバイルルータ３３１と移動局３３２との間の無線通信の品質を判断するための既知の電波である基準電波を移動局３３２に対して定期的に送信する。なお、基準電波送信部３４５は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路とすることもできる。

実施例５における移動局３３２は、無線部７０と、受信部７１と、ＭＳ決定部７２と、ＭＳ記憶部７３と、異常検知部３７４と、切替部７５と、基地局選択処理部７６と、パラメータ記憶部７７とを有する。なお、以下では、移動局３３２については、図３に示した構成部位と同様の機能を有する構成部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

異常検知部３７４は、モバイルルータ３３１の異常を検知する。具体的には、異常検知部３７４は、モバイルルータ３３１から定期的に送信される基準電波の電波強度を測定し、測定した基準電波の電波強度が所定の閾値よりも低くなった場合に、モバイルルータ３３１に故障が発生したことを異常として検知する。また、異常検知部３７４は、モバイルルータ３３１の異常を検知すると、その旨をＭＳ決定部７２及び切替部７５へ通知する。なお、異常検知部３７４は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路とすることもできる。

［実施例５に係る無線通信システムの処理手順］
次に、実施例５に係る無線通信システム３３０による処理手順を説明する。図１１は、実施例５に係る無線通信システム３３０による処理手順を示すシーケンス図である。なお、図１１では、図２に示した移動局１２に対応する移動局３３２が、移動中継局１１に対応するモバイルルータ３３１→基地局１４−４→基地局１４−５の順に通信相手を切替えるまでの処理手順を説明する。また、モバイルルータ３３１は、基地局１４−４のセルに接続しているものとする。さらに、基地局１４−４のセルに接続したモバイルルータ３３１のモビリティステートは、High-mobilityであり、当該モバイルルータ３３１のセルに接続した移動局３３２のモビリティステートは、Normal-mobilityであるものとする。また、ここでは、図５で既に説明した処理手順と同様の処理手順（ステップＳ７１〜Ｓ７２、Ｓ７７〜Ｓ８４）については、その詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、移動局３３２は、モバイルルータ３３１からブロードキャスト用の信号を間欠的に受信し、モバイルルータ３３１の通知部４４は、移動状態情報をブロードキャストにより移動局３３２に通知する（ステップＳ７１及び７２）。また、モバイルルータ３３１の基準電波送信部３４５は、基準電波を移動局３３２に対して定期的に送信する（ステップＳ７３）。

その後、モバイルルータ３３１に故障が発生すると（ステップＳ７４）、基準電波送信部３４５により定期的に送信される基準電波の電波強度が低下する（ステップＳ７５）。一方、移動局３３２の異常検知部３７４は、モバイルルータ３３１から定期的に送信される基準電波の電波強度が所定の閾値よりも低くなったため、モバイルルータ３３１に故障が発生したことを異常として検知する（ステップＳ７６）。

続いて、切替部７５は、異常検知部３７４からモバイルルータ３３１の異常が検知された旨を通知されると、移動局３３２の通信相手を基地局１４−４へ切替える（ステップＳ７７）。以降、移動局３３２は、モバイルルータ３３１から通知された移動状態情報に基づいて基地局１４−５の選択処理を行う（ステップＳ７８〜Ｓ８４）。

［実施例５の効果］
上述したように、実施例５に係る無線通信システム３３０では、移動局３３２が、モバイルルータ３３１の異常として故障を検知した場合に、通信相手をモバイルルータ３３１から基地局へ強制的に切替える。このため、実施例５によれば、モバイルルータ３３１に故障が発生したことに起因して移動局３３２が通信相手をモバイルルータ３３１から基地局に切替えても、移動局３３２による迅速なセルの選択を実現することができる。ひいては、通信品質の改善や通信断の防止にもつながる。

ところで、上記実施例１〜５において説明した無線通信システム１０、３０、１３０、２３０、３３０は、上述した実施例１〜５以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。そこで、実施例６では、上記無線通信システムに含まれる他の実施例を説明する。

上記実施例１〜５では、セルの通信品質を評価するための評価式としてセル選択評価式や測定結果報告評価式を用いた。しかしながら、上述したセル選択評価式や測定結果報告評価式はあくまでも一例であり、モバイルステートを用いてセル選択を行う移動局に適用可能な評価式であれば、他の如何なる評価式を用いてもよい。

また、上記実施例１〜５では、移動中継局（モバイルルータ）の異常として、モバイルルータに過負荷が掛かったことやモバイルルータに故障が発生したことを、パラメータの変化量や基準電波の電波強度を閾値判定することで検知する手法を説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限られるものではない。モバイルルータの異常として他の事象がある場合には、当該他の事象を引き起こす要因を判定することで異常を検知して移動局の通信相手を基地局に切替えるようにしてもよい。例えば、移動中継局の経時劣化がモバイルルータの異常として想定される場合には、移動中継局の使用年数を判定することで異常を検知して移動局の通信相手を基地局に切替えるようにしてもよい。

また、上記実施例４では、省電力モード中の移動局が、負荷分散メッセージをモバイルルータから受信した場合に、モバイルルータの過負荷を異常として検知する例を示した。しかしながら、非省電力モード中の移動局が、負荷分散メッセージをモバイルルータから受信した場合に、モバイルルータの過負荷を異常として検知するようにしてもよい。

また、上記実施例５では、省電力モード中の移動局が、モバイルルータから受信した基準電波の電波強度を閾値判定することで、モバイルルータの故障を異常として検知する例を示した。しかしながら、非省電力モード中の移動局が、モバイルルータから受信した基準電波の電波強度を閾値判定することで、モバイルルータの故障を異常として検知するようにしてもよい。

なお、上述した実施例では、モビリティーステートを利用してハンドオーバに供することしたが、移動中継局配下の移動局が、モビリティステート判定において、Normal-mobilityと判定してしまい、高速移動中であってもHigh-mobilityを検出することができないという問題を、移動中継局から、移動中継局が検出した自身のモビリティステートを配下の移動局に通知することで、移動中継局と同様に高速に移動する移動局が、移動中継局からの情報により、移動速度がHigh-mobilityであることを検出することで解決することができるため、そのことだけでも従来技術に対して有利な効果を奏するものである。検出したモビリティステートは、無線通信制御の一種であるハンドオーバの際に適用するパラメータ以外にも、基地局との通信パラメータの決定制御等に使用することができる。例えば、高速移動中であれば、MIMO通信として利用するアンテナ数を減らす又はMIMO通信を行わないように制御したり、低速移動中よりロバストな通信形態を採用する等といった無線通信制御を行うことができる。

１０、３０、１３０、２３０、３３０ 無線通信システム
１１、３１、１３１、２３１、３３１ 移動中継局（モバイルルータ等）
１１ａ、４４、１４４ 通知部
１２、３２、１３２、２３２、３３２ 移動局
１２ａ、７６、１７６ 基地局選択処理部
７４、１７４、２７４、３７４ 異常検知部
７５ 切替部
７８、１８０ パラメータ補正部
７９、１８２ セル選択部
１８１ 測定結果報告部
２４５ 負荷分散指示部
３４５ 基準電波送信部

Claims (9)

1. 移動体に配設された移動中継局が前記移動体の移動に伴って移動する移動局と基地局との間の無線通信を中継する無線通信システムであって、
   所定の時間内の基地局の選択数に基づいて決定された自局の移動状態情報を前記移動中継局から前記移動局に通知する通知手段と、
   前記移動局によって無線通信相手側装置が前記移動中継局から前記基地局に切り替えられることを条件に、前記移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う基地局選択処理手段と
   を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記移動局は、
   前記移動中継局の異常を検知する検知手段と、
   前記検知手段によって前記移動中継局の異常が検知された場合に、無線通信相手側装置を前記移動中継局から前記基地局に切替える切替手段とをさらに備え、
   前記基地局選択処理手段は、前記切替手段によって無線通信相手側装置が前記移動中継局から前記基地局に切替えられる場合に、前記移動中継局から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記基地局選択処理手段は、前記移動中継局から通知された移動状態情報に応じて、セルの通信品質を評価するための所定の評価式に含まれるパラメータを補正し、パラメータの補正された前記所定の評価式を用いて、基地局の選択処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記検知手段は、セルの通信品質を評価するための所定の評価式に含まれるパラメータを前記移動中継局から受信し、受信した前記パラメータの変化量が所定の閾値以上となった場合に、前記移動中継局に過負荷が掛かったことを前記異常として検知することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
5. 前記移動中継局は、自局と前記移動局との間の無線通信の通信品質を判断するための既知の電波である基準電波を前記移動局に送信する基準電波送信部をさらに備え、
   前記検知手段は、前記移動中継局から送信される基準電波の電波強度を測定し、測定した基準電波の電波強度が所定の閾値よりも低くなった場合に、前記移動中継局に故障が発生したことを前記異常として検知することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
6. 移動体に配設され、前記移動体内の移動局と基地局との間の無線通信を中継する移動中継局であって、
   無線通信相手側装置を前記移動中継局から前記基地局へ切替える場合に、移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う前記移動体内の移動局に対して、所定の時間内の基地局の選択 数に基づいて決定された自局の移動状態情報を通知する通知手段を備えたことを特徴とする移動中継局。
7. 移動体に配設された移動中継局によって基地局との間の無線通信を中継される移動局であって、
   無線通信相手側装置を前記移動中継局から前記基地局に切替える場合に、前記移動中継局から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う基地局選択処理手段を備えたことを特徴とする移動局。
8. 移動体に配設された移動中継局が前記移動体内の移動局と基地局との間の無線通信を中継する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
   前記移動中継局が、
   所定の時間内の基地局の選択数に基づいて決定された自局の移動状態情報を前記移動体内の移動局に通知する移動状態情報通知工程を含み、
   前記移動局が、
   無線通信相手側装置を前記移動中継局から前記基地局に切り替える場合に、前記移動中継局から通知された移動状態情報に基づいて基地局の選択処理を行う基地局選択処理工程を含んだことを特徴とする無線通信方法。
9. 移動体に配設された移動中継局が前記移動体の移動に伴って移動する移動局と基地局との間の無線通信を中継する無線通信システムであって、
   前記移動中継局は、
   所定の時間内の基地局の選択数に基づいて決定された自局の移動状態情報を前記移動局に通知する通知手段を備え、
   前記移動局は、
   通知された該移動状態情報を用いて無線通信制御を行う通信手段を備えた、
   ことを特徴とする無線通信システム。

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