JP2011155400A

JP2011155400A - 無線中継局及び制御方法

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Publication number: JP2011155400A
Application number: JP2010014696A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kitachi; 三浩北地
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: JP5564274B2

Abstract

【課題】適切な負荷分散を図ることで無線端末のスループットを改善できるを提供する。
【解決手段】リレーノード２００は、無線端末３００Ｅ〜３００Ｇと行う通信の負荷である中継局負荷が、無線基地局１００Ａの負荷に応じて定められる負荷許容量を超える場合に、端末ハンドオーバの許可を要求するハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信し、端末ハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示を受信した場合に、ハンドオーバ指示を無線端末３００Ｅ〜３００Ｇの少なくとも１つに送信する。
【選択図】図７

Description

本発明は、中継伝送を実現する無線中継局及び制御方法に関する。

現在運用されている第３世代及び第３．５世代無線通信システムよりも高速な通信を実現する次世代の無線通信システムとして、無線通信システムの標準化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)で標準化されているＬＴＥ(Long Term Evolution)がある。ＬＴＥを高度化したLTE Advancedでは、リレーノードと呼ばれる無線中継局を用いた中継伝送の採用が予定されている（例えば、非特許文献１参照）。

無線中継局は、無線基地局（マクロ基地局）に無線リンクを介して接続可能な小出力の中継基地局である。無線中継局に接続する無線端末は、無線中継局を介して無線基地局との通信を行う。無線基地局のセル端やカバレッジホールなどに無線中継局を設置し、無線端末が無線中継局を介して無線基地局と間接的に通信することで、当該無線端末が無線基地局と直接的に通信するよりも良好な条件で通信を行うことができる。

3GPP TR 36.814 V0.4.1、 9章 "Relaying functionality"、 2009年2月

無線中継局は、無線基地局（又は他の無線中継局）と無線端末との通信を中継するため、無線端末と無線基地局との間の通信容量は、無線基地局と無線中継局との間の通信容量に依存する。このため、無線中継局の接続先の負荷が高い場合（例えば、無線基地局が取り扱うトラフィックが多い場合など）においては、無線中継局の接続先と無線中継局との間の通信容量が少なくなり、無線中継局と無線端末との間の通信容量も少なくなる。

したがって、無線中継局に接続する無線端末は、無線中継局の接続先の負荷が高い場合には、無線中継局との間の無線品質が良好であってもスループットが低下してしまう問題がある。

そこで、本発明は、適切な負荷分散を図ることで無線端末のスループットを改善できる無線中継局及び制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無線基地局（無線基地局１００Ａ）又は他の無線中継局を接続先として通信を行う第１通信部（第１通信部２１０）と、少なくとも１つの無線端末（例えば無線端末３００Ｅ〜３００Ｇ）との通信を行う第２通信部（第２通信部２２０）と、前記第１通信部の接続先と前記無線端末との間で送受信されるデータを中継する中継部（中継部２３０）と、前記第１通信部及び前記第２通信部を制御する制御部（制御部２４０）とを有し、前記制御部は、前記第２通信部が前記無線端末と行う通信の負荷である中継局負荷が、前記第１通信部の接続先の負荷に応じて定められる負荷許容量を超える場合、又は前記中継局負荷が前記負荷許容量を超えると予測される場合に、前記無線端末が接続先を切り替える端末ハンドオーバを実行するためのハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御するハンドオーバ要求部（ハンドオーバ要求部２４２）と、前記端末ハンドオーバを許可又は指示する旨の応答メッセージを前記第１通信部が受信した場合に、前記受信した応答メッセージに対応する端末ハンドオーバ指示を前記無線端末に送信するように前記第２通信部を制御するハンドオーバ指示部（ハンドオーバ指示部２４４）とを備える無線中継局（リレーノード２００）であることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記ハンドオーバ要求部は、前記無線端末毎の負荷である端末負荷を示す端末負荷情報を前記ハンドオーバ要求に含めて送信するように前記第１通信部を制御することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記ハンドオーバ要求部は、前記無線端末の新たな接続先の候補である端末ハンドオーバ候補に宛てて前記ハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記制御部は、前記無線端末の新たな接続先の候補である端末ハンドオーバ候補の負荷を通知する負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように前記第１通信部を制御する通知要求部（通知要求部２４５）と、前記第１通信部が受信する前記負荷通知に基づいて前記無線端末の新たな接続先を決定する接続先決定部（ハンドオーバ先決定部２４６）とをさらに備え、前記ハンドオーバ要求部は、前記接続先決定部が決定した前記新たな接続先に宛てて前記ハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記接続先決定部は、前記負荷通知に基づいて、前記端末ハンドオーバ候補の中から負荷が最も小さい又は負荷が所定量よりも小さい端末ハンドオーバ候補を前記新たな接続先として決定することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記第１通信部は、受信する無線信号の受信品質を測定し、前記接続先決定部は、前記負荷通知及び前記無線品質に基づいて、前記無線端末の新たな接続先を決定することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記制御部は、前記無線端末の新たな接続先の候補である端末ハンドオーバ候補の負荷を通知する負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように前記第１通信部を制御する通知要求部（通知要求部２４５）と、前記第１通信部が受信する前記負荷通知に基づいて前記端末ハンドオーバを実行するか否かを決定するハンドオーバ決定部（ハンドオーバ決定部２４９）とをさらに備え、前記ハンドオーバ要求部は、前記中継局負荷が前記負荷許容量を超える場合、又は前記中継局負荷が前記負荷許容量を超えると予測される場合であって、且つ前記端末ハンドオーバを実行すると決定されたときに、前記ハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記ハンドオーバ決定部は、前記負荷通知と前記中継局負荷とから、前記端末ハンドオーバ候補への前記端末ハンドオーバを行った場合の前記端末ハンドオーバ候補の負荷を算出し、前記算出した負荷に基づいて、前記端末ハンドオーバを実行するか否かを決定することを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第１〜第８の何れかの特徴に係り、前記制御部は、前記中継局負荷と前記無線端末毎の負荷である端末負荷とに基づいて、前記中継局負荷が前記負荷許容量以下に維持されるように前記端末ハンドオーバを実行させる無線端末を少なくとも１つ決定する端末決定部（端末決定部２４８）をさらに備えることを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、本発明の第９の特徴に係り、前記第２通信部は、前記無線端末のバッテリ残量を示すバッテリ通知を前記無線端末毎に受信し、前記端末決定部は、前記第２通信部が受信した前記バッテリ通知に基づいて、バッテリ残量が多い無線端末を優先して前記端末ハンドオーバを実行させる無線端末として決定することを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、無線基地局又は他の無線中継局を接続先として通信を行う第１通信部と、少なくとも１つの無線端末との通信を行う第２通信部と、前記第１通信部の接続先と前記無線端末との間で送受信されるデータを中継する中継部とを有する無線中継局の制御方法であって、前記第２通信部が前記無線端末と行う通信の負荷である中継局負荷が、前記第１通信部の接続先の負荷に応じて定められる負荷許容量を超える場合、又は前記中継局負荷が前記負荷許容量を超えると予測される場合に、前記無線端末が接続先を切り替える端末ハンドオーバを実行するためのハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御するステップと、前記端末ハンドオーバを許可又は指示する旨の応答メッセージを前記第１通信部が受信した場合に、前記受信した応答メッセージに対応する端末ハンドオーバ指示を前記無線端末に送信するように前記第２通信部を制御するステップとを含むことを要旨とする。

本発明によれば、適切な負荷分散を図ることで無線端末のスループットを改善できる無線中継局及び制御方法を提供できる。

第１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。リレーハンドオーバを説明するための図である。第１実施形態に係るリレーノードの構成を示すブロック図である。第１実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。端末ハンドオーバを説明するための図である。第２実施形態に係るリレーノードの構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。第３実施形態に係るリレーノードの構成を示すブロック図である。第３実施形態に係る無線通信システムの全体動作を示すシーケンス図である。第４実施形態に係るリレーノードの構成を示すブロック図である。第４実施形態に係る無線通信システムの全体動作を示すシーケンス図である。図１１のステップＳ４０４の詳細を示すフローチャートである。図１１のステップＳ４０９の詳細を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の無線中継局に相当するリレーノード、及び当該リレーノードを含む無線通信システムの第１実施形態〜第４実施形態及びその他の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）第１実施形態
第１実施形態においては、（１．１）無線通信システムの構成、（１．２）リレーノードの構成、（１．３）無線通信システムの動作、（１．４）第１実施形態の効果について説明する。

（１．１）無線通信システムの構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の構成を示す図である。無線通信システム１は、例えば、第４世代（４Ｇ）携帯電話システムとして位置づけられているLTE-Advancedに基づく構成を有する。

無線通信システム１は、セルＣ１を形成する無線基地局１００Ａと、セルＣ２を形成する無線基地局１００Ｂとを有する。セルＣ１は、無線基地局１００Ａに接続可能な通信エリアであり、セルＣ２は、無線基地局１００Ｂに接続可能な通信エリアである。無線基地局１００Ａ及び１００Ｂは、例えば、半径が数百ｍ程度のセルＣ１及びＣ２をそれぞれ形成するマクロ基地局である。

セルＣ１及びＣ２は一部が重複した状態で互いに隣接しており、以下においては、無線基地局１００Ｂを適宜「リレーノード２００の隣接基地局」と称する。なお、図１では２つの無線基地局を例示しているが、当該２つの無線基地局に隣接して、さらに他の無線基地局が設置されていてもよい。

無線基地局１００Ａ及び無線基地局１００Ｂは、有線通信網であるバックホールネットワーク（不図示）を介して接続されており、直接的に基地局間通信を行うことができる。ＬＴＥにおいて、このような基地局間通信インタフェースは、Ｘ２インタフェースと称される。

無線基地局１００Ａには無線端末３００Ａ〜３００Ｄとリレーノード２００とが無線リンクを介して接続している。無線端末３００Ａ〜３００Ｄは、無線基地局１００Ａと直接的に通信する。本実施形態における無線端末は、移動可能に構成されている。リレーノード２００は、セルＣ１の端部であって、セルＣ２の近傍に設置されている。

リレーノード２００には、無線端末３００Ｅ〜３００Ｇが無線リンクを介して接続している。リレーノード２００は、無線端末３００Ｅ〜３００Ｇと無線基地局１００Ａとの通信を中継する無線中継局である。本実施形態では、リレーノード２００は固定型のタイプであるものとする。

無線端末３００Ｅ〜３００Ｇは、リレーノード２００を介して無線基地局１００Ａと間接的に通信を行う。このような中継伝送により、無線端末３００Ｅ〜３００Ｇは、セルＣ１の外側においても無線基地局１００Ａとの通信が可能である。以下においては、リレーノード２００に接続する無線端末３００Ｅ〜３００Ｇを適宜「リレーノード２００配下の無線端末」と称する。

無線基地局１００Ｂには無線端末３００Ｈ及び３００Ｉが無線リンクを介して接続している。無線端末３００Ｈ及び３００Ｉは、無線基地局１００Ｂと直接的に通信する。以下においては、無線基地局１００Ａ，１００Ｂを区別しないときは単に「無線基地局１００」と称し、無線端末３００Ａ〜３００Ｉを区別しないときは単に「無線端末３００」と称する。

図１の例では、無線基地局１００Ａと直接的又は間接的に通信する無線端末は７つであり、無線基地局１００Ｂと通信する無線端末は２つである。このため、無線基地局１００Ａは無線基地局１００Ｂと比較して負荷が高い状態にある。

無線基地局１００Ａの負荷が高い場合（例えば、無線基地局１００Ａが取り扱うトラフィックが多い場合など）においては、リレーノード２００に割り当てられる無線リソースが少なくなるため、無線基地局１００Ａとリレーノード２００との間の通信容量が少なくなり、リレーノード２００と無線端末３００Ｅ〜３００Ｇとの間の通信容量も少なくなる。このため、無線端末３００Ｅ〜３００Ｇのスループットが低くなる。

第１実施形態においては、無線基地局１００Ａの負荷が高い場合には、図２に示すように、リレーノード２００が無線基地局１００Ａから隣接基地局（無線基地局１００Ｂ）へ接続先を切り替えるハンドオーバ（以下、リレーハンドオーバ）を実行することで、無線端末３００Ｅ〜３００Ｇのスループットが低くなることを回避する。

（１．２）リレーノードの構成
次に、第１実施形態に係るリレーノード２００の構成について説明する。図３は、第１実施形態に係るリレーノード２００の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、リレーノード２００は、第１通信部２１０、第２通信部２２０、中継部２３０、制御部２４０、及び記憶部２５０を有する。

第１通信部２１０は、ＲＦ回路やＢＢ回路等を用いて構成され、無線基地局１００との間で無線信号の送受信を行う。第１通信部２１０は、送信データを符号化及び変調して送信信号に変換し、送信信号を増幅及びアップコンバートして無線信号に変換し、アンテナ２１１から送出する。第１通信部２１０は、アンテナ２１１が受信した無線信号を増幅及びダウンコンバートして受信信号に変換し、受信信号を復調及び復号して受信データに変換する。

また、第１通信部２１０は、第１通信部２１０が受信する無線信号の無線品質を測定する。無線品質とは、例えば無線基地局１００が周期的に送信している参照信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ）、又は当該参照信号の搬送波対干渉雑音比（ＣＩＮＲ）等である。

第２通信部２２０は、ＲＦ回路やＢＢ回路等を用いて構成され、無線端末３００との間で無線信号の送受信を行う。第２通信部２２０は、送信データを符号化及び変調して送信信号に変換し、送信信号を増幅及びアップコンバートして無線信号に変換し、アンテナ２２１から送出する。第２通信部２２０は、アンテナ２２１が受信した無線信号を増幅及びダウンコンバートして受信信号に変換し、受信信号を復調及び復号して受信データに変換する。

中継部２３０は、第１通信部２１０と第２通信部２２０との間でデータを中継する。具体的には、中継部２３０は、第１通信部２１０からの受信データを第２通信部２２０に送信データとして中継し、第２通信部２２０からの受信データを第１通信部２１０に送信データとして中継する。

制御部２４０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、リレーノード２００が具備する各種の機能を制御する。記憶部２５０は、例えばメモリを用いて構成され、リレーノード２００の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。

制御部２４０は、第１通信部２１０、第２通信部２２０及び中継部２３０のそれぞれを制御する。制御部２４０は、負荷算出部２４１、ハンドオーバ要求部２４２、及びハンドオーバ制御部２４３を有する。

負荷算出部２４１は、第２通信部２２０がリレーノード２００配下の無線端末３００と行う通信の負荷であるリレーノード負荷を定期的に算出する。ここでリレーノード負荷とは、例えば、第２通信部２２０における無線リソース（リソースブロック）の必要量、又は第２通信部２２０が送受信すべきデータ量（トラフィック量）である。リレーノード負荷は、リレーノード２００の配下の無線端末の全体的な負荷であり、上りリンクにおける負荷であるか下りリンクにおける負荷であるかを問わない。

また、負荷算出部２４１は、第１通信部２１０が無線基地局１００Ａと行う通信の負荷である基地局負荷を定期的に算出する。基地局負荷とは、例えば、第１通信部２１０における無線リソース（リソースブロック）の使用可能量、又は第１通信部２１０が送受信可能なデータ量（トラフィック量）である。基地局負荷は、無線基地局１００Ａの負荷の状態に依存するものであり、上りリンクにおける負荷であるか下りリンクにおける負荷であるかを問わない。

リレーノード負荷が基地局負荷と比較して相対的に高い状態である場合には、リレーノード２００配下の無線端末３００のスループットは頭打ちになる。そこで、本実施形態では、リレーノード負荷が、基地局負荷に応じて定まる負荷許容量よりも高い場合に、ハンドオーバ要求部２４２は、リレーハンドオーバを実行するためのリレーハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。負荷許容量は、基地局負荷の値そのものであってもよく、基地局負荷の値よりも若干小さい値でもよい。

また、ハンドオーバ要求部２４２は、リレーノード負荷を示すリレーノード負荷情報をリレーハンドオーバ要求に含めて送信するように第１通信部２１０を制御する。これにより、リレーハンドオーバ要求の送信先は、受信したリレーハンドオーバ要求に基づいて、必要とされる負荷を把握可能になる。

なお、リレーハンドオーバ要求の送信先の指定方法には、次の２つの方法がある。

第１の送信先指定方法では、ハンドオーバ要求部２４２は、第１通信部２１０のハンドオーバ候補であるリレーハンドオーバ候補に宛ててリレーハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。リレーハンドオーバ候補とは、予め定められた無線基地局であってもよく、第１通信部２１０が測定した無線品質が良好な無線基地局（ただし、無線基地局１００Ａを除く）であってもよい。第１の送信先指定方法の場合、ハンドオーバ要求部２４２は、リレーハンドオーバ候補を識別する識別情報（DeNB PCID）をリレーハンドオーバ要求に含める。無線基地局１００Ａは、リレーハンドオーバ要求を受信すると、リレーハンドオーバ要求に含まれる識別情報によって識別される無線基地局へリレーハンドオーバ要求を転送する。

第２の送信先指定方法は、特定の無線基地局を指定するのではなく、無線基地局１００Ａの任意の隣接基地局を指定する方法である。この場合、リレーハンドオーバ要求を受信する無線基地局１００Ａが、リレーハンドオーバ要求の転送先を決めることになる。第２の送信先指定方法の場合、ハンドオーバ要求部２４２は、第１通信部２１０が測定した無線品質の情報をリレーハンドオーバ要求に含める。無線基地局１００Ａは、リレーハンドオーバ要求を受信すると、リレーハンドオーバ要求に含まれる無線品質の情報から、リレーノード２００にとって無線品質の良好な無線基地局を特定し、特定した無線基地局へリレーハンドオーバ要求を転送する。

ハンドオーバ制御部２４３は、リレーハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示を無線基地局１００Ａから第１通信部２１０が受信した場合に、リレーハンドオーバを実行するように第１通信部２１０を制御する。例えば、ハンドオーバ指示には、新たな接続先（以下、ハンドオーバ先）との通信に使用される情報（ハンドオーバ先の識別情報やチャネル情報等）が含まれている。

第１通信部２１０は、ハンドオーバ制御部２４３の制御により、無線基地局１００Ａとの通信を終了し、ハンドオーバ先との通信を開始する。第１通信部２１０がハンドオーバ先との通信を行う際には、中継部２３０は、ハンドオーバ先とリレーノード２００配下の無線端末３００との間で送受信されるデータを中継する。

（１．３）無線通信システムの動作
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１の動作について説明する。図４は、第１実施形態に係る無線通信システム１の動作を示すシーケンス図である。ここでは、リレーノード２００が無線基地局１００Ａから無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバを行う一例について説明する。

ステップＳ２０１において、リレーノード２００の第１通信部２１０は、無線基地局１００Ａを接続先としており、無線基地局１００Ａとの通信を行う。

ステップＳ２０２において、リレーノード２００の第２通信部２２０は、リレーノード２００配下の無線端末３００の接続先であり、リレーノード２００配下の無線端末３００との通信を行う。

ステップＳ２０３において、リレーノード２００のハンドオーバ要求部２４２は、リレーノード負荷と負荷許容量とを比較する。リレーノード負荷が負荷許容量を超えた場合には、ステップＳ２０４においてリレーノード２００のハンドオーバ要求部２４２は、リレーハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信するように第１通信部２１０を制御する。第１通信部２１０から送信されたリレーハンドオーバ要求は、無線リンクを介して無線基地局１００Ａにより受信される。

ステップＳ２０５において、無線基地局１００Ａは、上述した第１の送信先指定方法又は第２の送信先指定方法に従って、リレーハンドオーバ要求を無線基地局１００Ｂに送信する。無線基地局１００Ｂは、Ｘ２インタフェースを介してリレーハンドオーバ要求を受信する。

ステップＳ２０６において、無線基地局１００Ｂは、受信したリレーハンドオーバ要求に基づいて、リレーノード２００を受け入れるか否かを判定する。例えば無線基地局１００Ｂは、無線基地局１００Ｂの負荷に、リレーハンドオーバ要求から把握されるリレーノード負荷を足した結果が、予め定められた閾値以下である場合には、リレーノード２００を受け入れると判定する。

リレーノード２００を受け入れると判定した場合（ステップＳ２０７；ＹＥＳ）、ステップＳ２０８において無線基地局１００Ｂは、リレーハンドオーバを指示する旨のハンドオーバコマンドを無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００ＡはＸ２インタフェースを介してハンドオーバコマンドを受信する。

ステップＳ２０９において、無線基地局１００Ａは、リレーハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示をリレーノード２００に送信する。リレーノード２００の第１通信部２１０は、無線リンクを介してハンドオーバ指示を受信する。

ステップＳ２１０において、リレーノード２００のハンドオーバ制御部２４３は、無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバを実行するように第１通信部２１０を制御する。

ステップＳ２１１において、リレーノード２００の第１通信部２１０は、無線基地局１００Ｂを新たな接続先（ハンドオーバ先）として、無線基地局１００Ｂとの通信を行う。

（１．４）第１実施形態の効果
以上説明したように、第１実施形態によれば、リレーノード２００は、リレーノード負荷が負荷許容量を超える場合に、リレーハンドオーバを実行するためのリレーハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信する。

リレーハンドオーバが無線基地局１００Ｂに受け入れられる場合には、リレーノード２００は、ハンドオーバ指示に応じて無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバを実行する。そして、リレーノード２００は、ハンドオーバ先の無線基地局１００Ｂと、リレーノード２００配下の無線端末３００との間で送受信されるデータを中継する。

これにより、リレーノード２００が、無線基地局１００Ａよりも負荷の小さい無線基地局１００Ｂへのハンドオーバを行うことができるため、ハンドオーバ後において、リレーノード２００配下の無線端末３００の通信容量を増やすことができ、リレーノード２００配下の無線端末３００のスループットを改善できる。

また、無線基地局１００Ａは、リレーノード２００配下の無線端末３００による負荷が削減されるため、無線基地局１００Ａと直接的に通信する無線端末３００Ａ〜３００Ｄのスループットも改善される。

本実施形態では、リレーノード２００は、リレーハンドオーバ候補に宛ててリレーハンドオーバ要求を送信する。このため、リレーハンドオーバ要求をリレーハンドオーバ候補まで伝達することができ、リレーハンドオーバ候補による受け入れ判断を仰ぐことができる。

本実施形態では、リレーノード２００は、リレーノード負荷を示すリレーノード負荷情報をリレーハンドオーバ要求に含めて送信する。これにより、リレーハンドオーバ候補がリレーノード負荷を考慮して受け入れ判断を行うことができ、リレーハンドオーバ後におけるハンドオーバ先の負荷が高くなり過ぎることを防止できる。

なお、リレーノード２００には複数の無線端末３００が接続し得るため、リレーハンドオーバは無線基地局１００Ａの負荷の削減効果が大きい。また、リレーノード２００は、セル端やカバレッジホールへの設置が前提とされており、高度な無線通信機能を持つため、ハンドオーバ後においても良好な通信を実現できる可能性が高い。

（２）第２実施形態
次に、第２実施形態について、（２．１）リレーノードの構成、（２．２）無線通信システムの動作、（２．３）第２実施形態の効果の順に説明する。ただし、第１実施形態と異なる点を説明し、重複する説明は省略する。

第２実施形態においては、図５に示すように、リレーノード２００配下の無線端末３００が無線基地局１００Ａから無線基地局１００Ａの隣接基地局（無線基地局１００Ｂ等）へ接続先を切り替える端末ハンドオーバに関して主に説明する。

（２．１）リレーノードの構成
図６は、第２実施形態に係るリレーノード２００の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、第２実施形態に係るリレーノード２００は、制御部２４０の構成が第１実施形態と異なる。また、第２通信部２２０は、リレーノード２００配下の無線端末３００のそれぞれが測定する無線品質の測定結果を示す測定結果通知を受信する。

制御部２４０は、負荷算出部２４１、ハンドオーバ要求部２４２及びハンドオーバ指示部２４４を有する。

負荷算出部２４１は、第１実施形態で説明した機能に加えて、リレーノード２００配下の無線端末３００毎の負荷である端末負荷を算出する機能を有する。端末負荷とは、リレーノード２００配下の無線端末３００のそれぞれと、第２通信部２２０との通信の個別の負荷である。

本実施形態では、ハンドオーバ要求部２４２は、リレーノード負荷が負荷許容量よりも高い場合に、リレーノード２００配下の無線端末３００の少なくとも１つが端末ハンドオーバを実行するための端末ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信するように、第１通信部２１０を制御する。

端末ハンドオーバを実行する無線端末の数は、リレーノード負荷に応じて定めてもよい。例えば、リレーノード負荷が負荷許容量よりも低くなる最小限の無線端末に端末ハンドオーバを実行させることができる。そのような方法については、第４実施形態で説明する。

また、ハンドオーバ要求部２４２は、端末ハンドオーバを実行させる無線端末に対応する端末負荷を示す端末負荷情報を端末ハンドオーバ要求に含めて送信するように第１通信部２１０を制御する。

なお、端末ハンドオーバ要求の送信先の指定方法には、第１実施形態と同様に、次の２つの方法がある。

第１の送信先指定方法では、ハンドオーバ要求部２４２は、リレーノード２００配下の無線端末３００のハンドオーバ候補である端末ハンドオーバ候補に宛てて端末ハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。端末ハンドオーバ候補とは、予め定められた無線基地局であってもよく、第２通信部２２０が受信する測定結果通知が示す無線品質が良好な無線基地局（ただし無線基地局１００Ａを除く）であってもよい。第１の送信先指定方法の場合、ハンドオーバ要求部２４２は、端末ハンドオーバ候補を識別する識別情報（DeNB PCID）を端末ハンドオーバ要求に含める。無線基地局１００Ａは、端末ハンドオーバ要求を受信すると、端末ハンドオーバ要求に含まれる識別情報によって識別される無線基地局へ端末ハンドオーバ要求を転送する。

第２の送信先指定方法は、特定の無線基地局を指定するのではなく、無線基地局１００Ａの任意の隣接基地局を指定する方法である。この場合、端末ハンドオーバ要求を受信する無線基地局１００Ａが、端末ハンドオーバ要求の転送先を決めることになる。第２の送信先指定方法の場合、ハンドオーバ要求部２４２は、第２通信部２２０が受信する測定結果通知が示す無線品質の情報を端末ハンドオーバ要求に含める。無線基地局１００Ａは、端末ハンドオーバ要求を受信すると、端末ハンドオーバ要求に含まれる無線品質の情報から、リレーノード２００配下の無線端末３００にとって無線品質の良好な無線基地局を特定し、特定した無線基地局へ端末ハンドオーバ要求を転送する。

ハンドオーバ指示部２４４は、端末ハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示を無線基地局１００Ａから第１通信部２１０が受信した場合に、受信したハンドオーバ指示に対応する端末ハンドオーバ指示をリレーノード２００配下の無線端末３００に送信するように第２通信部２２０を制御する。例えば、ハンドオーバ指示には、ハンドオーバ先との通信に使用される情報（ハンドオーバ先の識別情報やチャネル情報等）が含まれている。

端末ハンドオーバ指示を受信した無線端末３００は、リレーノード２００との通信を終了し、ハンドオーバ先との通信を開始する。

（２．２）無線通信システムの動作
次に、第２実施形態に係る無線通信システム１の動作について説明する。図７は、第２実施形態に係る無線通信システム１の動作を示すシーケンス図である。ここでは、リレーノード２００配下の無線端末３００Ｅがリレーノード２００から無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバを行う一例について説明する（図５参照）。

ステップＳ２０１及びステップＳ２０２は第１実施形態と同様である。

ステップＳ２０３において、リレーノード２００のハンドオーバ要求部２４２は、リレーノード負荷と負荷許容量とを比較する。リレーノード負荷が負荷許容量を超えた場合には、ステップＳ２０４においてリレーノード２００のハンドオーバ要求部２４２は、無線端末３００Ｅの負荷情報を含む端末ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信するように第１通信部２１０を制御する。第１通信部２１０から送信された端末ハンドオーバ要求は、無線リンクを介して無線基地局１００Ａにより受信される。

ステップＳ２０５において、無線基地局１００Ａは、上述した第１の送信先指定方法又は第２の送信先指定方法に従って、端末ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ｂに送信する。無線基地局１００Ｂは、Ｘ２インタフェースを介して端末ハンドオーバ要求を受信する。

ステップＳ２０６において、無線基地局１００Ｂは、受信した端末ハンドオーバ要求に基づいて、無線端末３００Ｅを受け入れるか否かを判定する。例えば無線基地局１００Ｂは、無線基地局１００Ｂの負荷に、端末ハンドオーバ要求から把握される無線端末３００Ｅの負荷を足した結果が、予め定められた閾値以下である場合には、リレーノード２００を受け入れると判定する。

無線端末３００Ｅを受け入れると判定した場合（ステップＳ２０７；ＹＥＳ）、ステップＳ２０８において無線基地局１００Ｂは、端末ハンドオーバを指示する旨のハンドオーバコマンドを無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００ＡはＸ２インタフェースを介してハンドオーバコマンドを受信する。

ステップＳ２０９において、無線基地局１００Ａは、端末ハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示をリレーノード２００に送信する。リレーノード２００の第１通信部２１０は、無線リンクを介してハンドオーバ指示を受信する。

ステップＳ２１０において、リレーノード２００のハンドオーバ制御部２４３は、受信したハンドオーバ指示に対応する端末ハンドオーバ指示を無線端末３００Ｅに送信するように第２通信部２２０を制御する。無線端末３００Ｅは、無線リンクを介してハンドオーバ指示を受信し、ハンドオーバ指示に従って端末ハンドオーバを行う（ステップＳ２１１）。

ステップＳ２１２において、無線端末３００Ｅは、無線基地局１００Ｂを新たな接続先（ハンドオーバ先）として、無線基地局１００Ｂとの通信を行う。

（２．３）第２実施形態の効果
以上説明したように、第２実施形態によれば、リレーノード２００は、リレーノード負荷が負荷許容量を超える場合に、端末ハンドオーバを実行するための端末ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００Ａは、端末ハンドオーバ要求を受信して無線基地局１００Ｂに送信する。

端末ハンドオーバが無線基地局１００Ｂに受け入れられる場合には、リレーノード２００は、端末ハンドオーバを指示するハンドオーバ指示を受信し、ハンドオーバ指示をリレーノード２００配下の無線端末３００に送信する。ハンドオーバ指示を受信した無線端末３００は端末ハンドオーバを実行する。

これにより、リレーノード２００配下の無線端末３００が負荷の小さい無線基地局１００Ｂへのハンドオーバを行うことができるため、端末ハンドオーバ後において当該無線端末３００の通信容量を増やすことができ、スループットを改善できる。

本実施形態では、リレーノード２００は、端末ハンドオーバ候補に宛てて端末ハンドオーバ要求を送信する。このため、端末ハンドオーバ要求を端末ハンドオーバ候補まで伝達することができ、端末ハンドオーバ候補による受け入れ判断を仰ぐことができる。

本実施形態では、リレーノード２００は、無線端末３００毎の負荷を示す端末負荷情報を端末ハンドオーバ要求に含めて送信する。これにより、端末ハンドオーバ候補が端末負荷を考慮して受け入れ判断を行うことができ、端末ハンドオーバ後におけるハンドオーバ先の負荷が高くなり過ぎることを防止できる。

（３）第３実施形態
次に、第３実施形態について、（３．１）リレーノードの構成、（３．２）無線通信システムの動作、（３．３）第３実施形態の効果の順に説明する。ただし、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点を説明し、重複する説明は省略する。

（３．１）リレーノードの構成
図８は、第３実施形態に係るリレーノード２００の構成を示すブロック図である。

図８に示すように、第３実施形態に係るリレーノード２００は、制御部２４０の構成が第１実施形態及び第２実施形態と異なる。

制御部２４０は、負荷算出部２４１、通知要求部２４５、ハンドオーバ決定部２４９、ハンドオーバ先決定部２４６、ハンドオーバ要求部２４２、ハンドオーバ制御部２４３及びハンドオーバ指示部２４４を有する。

負荷算出部２４１は第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能を有する。

通知要求部２４５は、端末ハンドオーバ候補及びリレーハンドオーバ候補のそれぞれの負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。負荷通知要求には、上述した第１の送信先指定方法が適用されるものとする。

ハンドオーバ決定部２４９は、第１通信部２１０が受信する負荷通知に基づいて、端末ハンドオーバ又はリレーハンドオーバを実行するか否かを決定する。例えば、ハンドオーバ先決定部２４６は、端末ハンドオーバ候補及びリレーハンドオーバ候補のそれぞれの負荷が所定量より高い場合には、端末ハンドオーバ又はリレーハンドオーバの何れもを実行しないと決定する。

ハンドオーバ先決定部２４６は、第１通信部２１０が受信する負荷通知に基づいてハンドオーバ先を決定する。例えば、ハンドオーバ先決定部２４６は、負荷通知に基づいて、端末ハンドオーバ候補及びリレーハンドオーバ候補の中から負荷が最も小さい又は負荷が所定量よりも小さいものをハンドオーバ先として決定する。

ハンドオーバ要求部２４２は、リレーノード負荷が負荷許容量を超える場合であって、且つ端末ハンドオーバ又はリレーハンドオーバを実行すると決定されたときに、ハンドオーバ要求を送信する。ハンドオーバ要求部２４２は、ハンドオーバ先決定部２４６が決定したハンドオーバ先に宛ててハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。具体的には、ハンドオーバ要求部２４２は、決定したハンドオーバ先を識別する識別情報をハンドオーバ要求に含める。

ハンドオーバ制御部２４３は、リレーハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示を第１通信部２１０が受信した場合に、リレーハンドオーバを実行するように第１通信部２１０を制御する。

ハンドオーバ指示部２４４は、端末ハンドオーバを指示する旨のハンドオーバ指示を第１通信部２１０が受信した場合に、端末ハンドオーバ指示をリレーノード２００配下の無線端末３００に送信するように第２通信部２２０を制御する。

その他の構成については、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

（３．２）無線通信システムの動作
図９は、第３実施形態に係る無線通信システム１の全体動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ３０１及びＳ３０２は上述した実施形態と同様である。

リレーノード負荷が負荷許容量を超えた場合（ステップＳ３０３；ＹＥＳ）、ステップＳ３０４においてリレーノード２００の通知要求部２４５は、端末ハンドオーバ候補及びリレーハンドオーバ候補のそれぞれの負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。第１通信部２１０は、負荷通知要求を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００Ａは無線リンクを介して負荷通知要求を受信する。

ステップＳ３０５において、無線基地局１００Ａは、受信した負荷通知要求に含まれる識別情報に基づいて、負荷通知要求を無線基地局１００Ｂに送信する。無線基地局１００ＢはＸ２インタフェースを介して負荷通知要求を受信する。

ステップＳ３０６において、無線基地局１００Ｂは、無線基地局１００Ｂの負荷を通知する負荷通知を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００ＡはＸ２インタフェースを介して負荷通知を受信する。

ステップＳ３０７において、無線基地局１００Ａは、負荷通知をリレーノード２００に送信する。リレーノード２００の第１通信部２１０は無線リンクを介して負荷通知を受信する。

ステップＳ３０８において、リレーノード２００のハンドオーバ決定部２４９、ハンドオーバ先決定部２４６は、端末ハンドオーバ候補及びリレーハンドオーバ候補のそれぞれのの中からハンドオーバ先を決定する。ここでは、無線基地局１００Ｂがハンドオーバ先として決定されたものとする。

ステップＳ３０９において、リレーノード２００のハンドオーバ要求部２４２は、決定されたハンドオーバ先に宛ててハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。第１通信部２１０は、ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００Ａは無線リンクを介してハンドオーバ要求を受信する。

ステップＳ３１０において、無線基地局１００Ａは、受信したハンドオーバ要求に含まれる、ハンドオーバ先の識別情報に基づいて、ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ｂに送信する。無線基地局１００ＢはＸ２インタフェースを介してハンドオーバ要求を受信する。

ステップＳ３１１において、無線基地局１００Ｂは、ハンドオーバを受け付ける旨のハンドオーバコマンドを無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００ＡはＸ２インタフェースを介してハンドオーバコマンドを受信する。

ステップＳ３１２において、無線基地局１００Ａは、ハンドオーバ指示をリレーノード２００に送信する。リレーノード２００の第１通信部２１０は無線リンクを介してハンドオーバ指示を受信する。

リレーノード２００の第１通信部２１０が受信したハンドオーバ指示がリレーノード２００に対するハンドオーバ指示である場合（ステップＳ３１３；ＹＥＳ）、ステップＳ３１４においてリレーノード２００のハンドオーバ制御部２４３は、ハンドオーバ指示に従って、無線基地局１００Ａから無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバを行うように第１通信部２１０を制御する。

第１通信部２１０が受信したハンドオーバ指示がリレーノード２００配下の無線端末３００に対するハンドオーバ指示である場合（ステップＳ３１３；ＮＯ）、ステップＳ３１５においてリレーノード２００のハンドオーバ指示部２４４は、該当する無線端末に対してハンドオーバ指示を送信するように第２通信部２２０を制御する。第２通信部２２０はハンドオーバ指示を送信する。ハンドオーバ指示を受信した、リレーノード２００配下の無線端末３００は、無線基地局１００Ａから無線基地局１００Ｂへの端末ハンドオーバを実行する。

なお、本動作シーケンスにおいては、ステップＳ３０３のＹＥＳでリレーノード２００が負荷通知要求を送信しているが、負荷通知要求の送信を定期的に行うとしてもよい。この場合、予めハンドオーバ候補の負荷状況を把握しておくことができ、ハンドオーバに係る処理を早期に完了させることができる。

（３．３）第３実施形態の効果
以上説明したように、リレーノード２００は、第１通信部２１０が受信する負荷通知に基づいてハンドオーバ先を決定し、決定したハンドオーバ先に宛ててハンドオーバ要求を送信する。これにより、ハンドオーバ候補の負荷を考慮してハンドオーバ先を決定することで、適切なハンドオーバ先を決定可能になる。

本実施形態では、リレーノード２００は、ハンドオーバ候補の中から負荷が最も小さい又は負荷が所定量よりも小さいハンドオーバ候補をハンドオーバ先として決定する。これにより、ハンドオーバ後におけるハンドオーバ先の負荷が高くなり過ぎることを防止できる。

本実施形態では、リレーノード２００は、第１通信部２１０が受信する負荷通知に基づいてハンドオーバを実行するか否かを決定する。これにより、全てのハンドオーバ候補の負荷が高い状態においては当該ハンドオーバ候補へのハンドオーバを中止することができる。

（４）第４実施形態
次に、第４実施形態について、（４．１）リレーノードの構成、（４．２）無線通信システムの動作、（４．３）第４実施形態の効果の順に説明する。ただし、第１実施形態〜第３実施形態と異なる点を説明し、重複する説明は省略する。

（４．１）リレーノードの構成
図１０は、第４実施形態に係るリレーノード２００の構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、第４実施形態に係るリレーノード２００は、制御部２４０の構成が第１実施形態〜第３実施形態と異なる。制御部２４０は、負荷算出部２４１、ハンドオーバ候補決定部２４７、通知要求部２４５、ハンドオーバ決定部２４９、端末決定部２４８、ハンドオーバ要求部２４２、ハンドオーバ制御部２４３、及びハンドオーバ指示部２４４を有する。ここでは、第３実施形態と異なる点について簡単に説明する。

ハンドオーバ決定部２４９は、負荷通知とリレーノード負荷とから、リレーハンドオーバ候補へのリレーハンドオーバを行った場合のリレーハンドオーバ候補の負荷を算出し、算出した負荷に基づいて、リレーハンドオーバを実行するか否かを決定する。ハンドオーバ要求部２４２は、リレーハンドオーバを実行すると決定された場合に、リレーハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。

端末決定部２４８は、リレーハンドオーバを実行しないと決定された場合に、リレーノード負荷と無線端末毎の負荷である端末負荷とに基づいて、リレーノード負荷が負荷許容量以下に維持されるように端末ハンドオーバを実行させる無線端末を少なくとも１つ決定する。

（４．２）無線通信システムの動作
次に、第４実施形態に係る無線通信システム１の動作について、（４．２．１）全体動作、（４．２．２）ハンドオーバ候補決定処理、（４．２．３）ハンドオーバ先決定処理の順で説明する。

（４．２．１）全体動作
図１１は、第４実施形態に係る無線通信システム１の全体動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ４０１〜Ｓ４０３は上述した実施形態と同様である。

ステップＳ４０４において、リレーノード２００のハンドオーバ候補決定部２４７は、ハンドオーバ候補を決定する。ここで、無線基地局１００Ｂがハンドオーバ候補として決定されたものとする。ステップＳ４０４の詳細については後述する。

ステップＳ４０５において、リレーノード２００の通知要求部２４５は、ハンドオーバ候補の負荷を通知する負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。第１通信部２１０は、負荷通知要求を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００Ａは無線リンクを介して負荷通知要求を受信する。

ステップＳ４０６において、無線基地局１００Ａは、受信した負荷通知要求に含まれる識別情報に基づいて、負荷通知要求を無線基地局１００Ｂに送信する。無線基地局１００ＢはＸ２インタフェースを介して負荷通知要求を受信する。

ステップＳ４０７において、無線基地局１００Ｂは、無線基地局１００Ｂの負荷を通知する負荷通知を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００ＡはＸ２インタフェースを介して負荷通知を受信する。

ステップＳ４０８において、無線基地局１００Ａは、負荷通知をリレーノード２００に送信する。リレーノード２００の第１通信部２１０は無線リンクを介して負荷通知を受信する。

ステップＳ４０９において、リレーノード２００のハンドオーバ決定部２４９、ハンドオーバ先決定部２４６及び端末決定部２４８は、リレーノード２００及びリレーノード２００配下の無線端末３００の中から、ハンドオーバさせるノード（無線端末又はリレーノード）とハンドオーバ先とを決定する。ここでは、無線基地局１００Ｂがハンドオーバ先として決定されたものとする。ステップＳ４０９の詳細については後述する。

ステップＳ４１０において、リレーノード２００のハンドオーバ要求部２４２は、決定されたハンドオーバ先に宛ててハンドオーバ要求を送信するように第１通信部２１０を制御する。第１通信部２１０は、ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００Ａは無線リンクを介してハンドオーバ要求を受信する。

ステップＳ４１１において、無線基地局１００Ａは、受信したハンドオーバ要求に含まれる、ハンドオーバ先の識別情報に基づいて、ハンドオーバ要求を無線基地局１００Ｂに送信する。無線基地局１００ＢはＸ２インタフェースを介してハンドオーバ要求を受信する。

ステップＳ４１２において、無線基地局１００Ｂは、ハンドオーバを受け付ける旨のハンドオーバコマンドを無線基地局１００Ａに送信する。無線基地局１００ＡはＸ２インタフェースを介してハンドオーバコマンドを受信する。

ステップＳ４１３において、無線基地局１００Ａは、ハンドオーバ指示をリレーノード２００に送信する。リレーノード２００の第１通信部２１０は無線リンクを介してハンドオーバ指示を受信する。

リレーノード２００の第１通信部２１０が受信したハンドオーバ指示がリレーノード２００に対するハンドオーバ指示である場合（ステップＳ４１４；ＹＥＳ）、ステップＳ４１５においてリレーノード２００のハンドオーバ制御部２４３は、ハンドオーバ指示に従って、無線基地局１００Ａから無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバを行うように第１通信部２１０を制御する。

第１通信部２１０が受信したハンドオーバ指示がリレーノード２００配下の無線端末３００に対するハンドオーバ指示である場合（ステップＳ４１４；ＮＯ）、ステップＳ４１６においてリレーノード２００のハンドオーバ指示部２４４は、該当する無線端末に対してハンドオーバ指示を送信するように第２通信部２２０を制御する。第２通信部２２０はハンドオーバ指示を送信する。ハンドオーバ指示を受信した、リレーノード２００配下の無線端末３００は、無線基地局１００Ａから無線基地局１００Ｂへの端末ハンドオーバを実行する。

（４．２．２）ハンドオーバ候補決定処理
次に、ハンドオーバ候補決定処理、すなわち図１１のステップＳ４０４の詳細について説明する。図１２は、図１１のステップＳ４０４の詳細を示すフローチャートである。

リレーノード２００の第１通信部２１０は、受信する無線信号の無線品質を測定し、測定結果をハンドオーバ候補決定部２４７に通知している。ステップＳ５０１においてハンドオーバ候補決定部２４７は、無線基地局１００Ａ以外の無線基地局のうち無線品質が最も良好なものをハンドオーバ候補の第１候補（リレーハンドオーバ候補）として決定する。ただし、無線基地局１００Ａ以外の無線基地局について無線品質が測定できない場合、又は測定できても所定の品質以下である場合には、第１候補は無しとする。

リレーノード２００の第２通信部２２０は、リレーノード２００配下の無線端末３００が受信する無線信号の無線品質の測定結果を示す測定結果通知を定期的にリレーノード２００配下の無線端末３００から受信している。ステップＳ５０２においてハンドオーバ候補決定部２４７は、第２通信部２２０が受信した測定結果通知に基づいて、リレーノード２００配下の無線端末３００のそれぞれのハンドオーバ候補を決定する。具体的には、リレーノード２００配下の無線端末３００のそれぞれについて最も無線品質の良い無線基地局をハンドオーバ候補とする。無線基地局についての無線品質が測定できない場合、又は測定できても所定の品質以下である場合には、その無線端末に対するハンドオーバ候補は無しとする。

ステップＳ５０３において、ハンドオーバ候補決定部２４７は、ステップＳ５０２で列挙されたハンドオーバ候補に対して無線品質が良い順に第２候補、第３候補、・・・第Ｎ候補として優先順位を付ける。

ステップＳ５０１〜ステップＳ５０３の処理により、第１候補〜第Ｎ候補が決定される。

（４．２．３）ハンドオーバ先決定処理
次に、ハンドオーバ先決定処理、すなわち図１１のステップＳ４０９の詳細について説明する。図１３は、ステップＳ４０９の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ６０１において、負荷算出部２４１は、リレーノード２００配下の無線端末３００のそれぞれの負荷（端末負荷）を算出する。

ステップＳ６０２において、負荷算出部２４１及びハンドオーバ決定部２４９は、ステップＳ４０８で受信した負荷通知に対応する第１候補の負荷とリレーノード負荷とに基づき、リレーノード２００が第１候補へハンドオーバを実行した場合の第１候補の負荷を算出する。

ステップＳ６０３において、ハンドオーバ決定部２４９は、ステップＳ６０２で算出されたハンドオーバ先の負荷に基づいて、第１候補にリレーノード２００がハンドオーバ可能か否かを判定する。例えば、ハンドオーバ決定部２４９は、第１候補の負荷が所定値以下である場合にはハンドオーバ可能とし、それ以外の場合にはハンドオーバ不可とする。

第１候補にハンドオーバ可能と判定された場合、ハンドオーバ先決定部２４６は、第１候補をリレーノード２００のハンドオーバ先として決定する。第１候補にハンドオーバ不可と判定された場合、リレーノード２００のハンドオーバは諦め、ステップＳ６０４以降においてリレーノード２００配下の無線端末３００毎のハンドオーバの判定を行う。

ステップＳ６０５において、候補を示すｎを２とする。

ステップＳ６０６において負荷算出部２４１及びハンドオーバ決定部２４９は、第ｎ候補（ここでは第２候補）に対応する無線端末の端末負荷と、ステップＳ４０８で受信した負荷通知に対応する第ｎ候補の負荷とに基づいて、第ｎ候補に対応する無線端末が第ｎ候補にハンドオーバした場合の第ｎ候補の負荷を算出する。

ステップＳ６０６において、ハンドオーバ決定部２４９は、ステップＳ６５６で算出された第ｎ候補の負荷に基づいて、第ｎ候補に対応する無線端末が第ｎ候補にハンドオーバ可能か否かを判定する。例えば、ハンドオーバ制御部１３２は、算出された第ｎ候補の負荷が所定値以下である場合にはハンドオーバ可能とし、それ以外の場合にはハンドオーバ不可とする。第ｎ候補にハンドオーバ可能と判定された場合、ハンドオーバ先決定部２４６は、第ｎ候補を当該無線端末のハンドオーバ先として決定する。

ステップＳ６０７において端末決定部２４８は、当該無線端末がハンドオーバ先（第ｎ候補）にハンドオーバすることによって、リレーノード２００のリレーノード負荷が所定値以下となるか否かを判定する。リレーノード負荷が所定値以下となる場合、端末決定部２４８は当該無線端末をハンドオーバさせるノードとして決定し、ハンドオーバ先決定部２４６は第ｎ候補をハンドオーバ先として決定し、処理を終える。

一方、第ｎ候補にハンドオーバ不可と判定された場合、ハンドオーバ決定部２４９は、ステップＳ６０８においてn = n + 1とし、次の候補についての判定処理に進む。

ステップＳ６０９において、全ての候補について処理が完了したか否かを判定し、処理が完了していない候補がある場合には処理がステップＳ６０５に戻る。

全ての候補について処理が完了した場合（ステップＳ６０９；ＮＯ）であって、それまでの処理でハンドオーバ先が決定されているときには、端末決定部２４８は、決定されているハンドオーバ先に対応する無線端末をハンドオーバさせるノードとして決定する。全ての候補について処理が完了した場合（ステップＳ６０９；ＮＯ）であって、それまでの処理でハンドオーバ先が決定されていないときには、ハンドオーバ先無しとして処理を終える。

なお、ステップＳ６０７のＹＥＳとなって処理を終えた場合はリレーノード２００の負荷が所定値以下となっているが、ステップＳ６０７のＮＯとなって処理を終えた場合はリレーノード２００の負荷は所定値以下となっていない。リレーノード２００配下の無線端末３００を端末ハンドオーバ候補へハンドオーバさせ、リレーノード２００の負荷を下げた状態であればリレーノード２００をリレーハンドオーバ候補にハンドオーバさせることが可能となる場合にはこのようにしても良い。

（４．３）第４実施形態の効果
以上説明したように第４実施形態によれば、リレーノード２００は、リレーハンドオーバ後のリレーハンドオーバ候補の負荷を事前に算出し、算出した負荷が許容される程度の負荷であればリレーハンドオーバを実行させ、リレーハンドオーバ後の負荷が許容できない程度の負荷であればリレーハンドオーバを実行させないようにすることができる。

リレーハンドオーバはハンドオーバ先での負荷を急増させてしまうことに繋がる。従って、リレーノード２００は、無線基地局１００Ｂの負荷が高いような状況下では、無線基地局１００Ｂへのリレーハンドオーバではなく、代わりにリレーノード２００配下の無線端末３００毎の端末ハンドオーバを実行させる。

その際、リレーノード２００は、リレーノード負荷が所定値以下になるように、リレーノード２００配下の無線端末３００の中から少なくとも１つの無線端末をハンドオーバさせる。これにより、端末ハンドオーバ後におけるリレーノード２００の負荷とハンドオーバ先の負荷とのバランスが最適になるように、ハンドオーバさせる無線端末を決定できる。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。例えば、第１実施形態〜第４実施形態及びその他の実施形態のそれぞれは、相互に組み合わせて実施しても構わない。

以下においては、上述した各実施形態の変更例について説明する。

（５．１）変更例１
上述した各実施形態では、ステップＳ１０３，Ｓ２０３，Ｓ３０３，Ｓ４０３において、リレーノード負荷が負荷許容量を超えるか否かの判定を行っていた。しかしながら、このような判定に限らず、次のような判定を行ってもよい。

例えば、リレーノード負荷が急激に増加するような場合には、リレーノード負荷が負荷許容量を超える前の段階であっても、リレーノード負荷が負荷許容量を超えると予測して、ハンドオーバ要求や負荷通知要求等の処理へ移行してもよい。例えば、単位時間当たりのリレーノード負荷の増加量が所定の増加量を超える場合に、リレーノード負荷が負荷許容量を超えると予測できる。このような方法により、上述した実施形態に係るハンドオーバ処理をより早期に開始できる。

あるいは、リレーノード負荷が負荷許容量を超えると予測する方法として、次のような方法も採用できる。リレーノード２００が第１通信部２１０から受信したデータは、第２通信部２２０から送信される前に送信バッファとしての記憶部２５０に一旦記憶されるが、第２通信部２２０が使用可能な無線リソースが少なく、第２通信部２２０が送受信可能なデータ量が少ない場合には、送信バッファとしての記憶部２５０にデータが蓄積されることになる。このため、送信バッファのデータ蓄積量が所定量を超えたといった予測基準により、リレーノード負荷が負荷許容量を超えると予測してもよい。

（５．２）変更例２
上述した第２実施形態〜第４実施形態では、リレーノード２００配下の無線端末３００それぞれの負荷及び無線品質を考慮して端末ハンドオーバに係る処理を行っていたが、リレーノード２００配下の無線端末３００それぞれのバッテリ残量をさらに考慮して端末ハンドオーバに係る処理を行ってもよい。

具体的には、第２通信部２２０は、リレーノード２００配下の無線端末３００のバッテリ残量を示すバッテリ通知を無線端末毎に受信する。端末決定部２４８は、第２通信部２２０が受信したバッテリ通知に基づいて、バッテリ残量が多い無線端末を優先して端末ハンドオーバを実行させる無線端末として決定する。

例えば、端末決定部２４８は、図１２のステップＳ５０３において、バッテリ残量を元にハンドオーバ候補の優先付けを行っても良い。バッテリ残量の少ない無線端末３００は無線基地局１００Ａよりも近くにあるリレーノード２００に接続している方が送信電力が小さくて済むため、バッテリ残量の少ない無線端末３００のバッテリセービングにつなげることができる。

（５．３）変更例３
上述した実施形態では、リレーノード２００が固定型のタイプであるものと説明したが、移動可能に構成されていてもよい。また、上述した実施形態では、リレーノード２００の無線品質を考慮してリレーノード２００のハンドオーバ候補又はハンドオーバ先を決定していたが、固定型のリレーノード２００についてはハンドオーバ候補又はハンドオーバ先を予め決定しておいてもよい。

（５．４）変更例４
上述した各実施形態では、リレーノード２００及びリレーノード２００配下の無線端末３００が隣接基地局（無線基地局１００Ｂ）へのハンドオーバを行うケースを例示したが、リレーノード２００及びリレーノード２００配下の無線端末３００のハンドオーバ先は無線基地局に限らず、リレーノードであってもよい。リレーノード２００が他のリレーノードへのハンドオーバを行う場合、リレーノード２００の第１通信部２１０は当該他のリレーノードを接続先として当該他のリレーノードとの通信を行う。

（５．５）変更例５
上述した各実施形態では、リレーノード２００が無線基地局１００Ａからハンドオーバ指示を受信するケースを例示したが、このような強制力の強いハンドオーバ指示に代えて、ハンドオーバを許可する旨のメッセージとしてもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１…無線通信システム、１００，１００Ａ，１００Ｂ…無線基地局、１３２…ハンドオーバ制御部、２００…リレーノード、２１０…第１通信部、２１１…アンテナ、２２０…第２通信部、２２１…アンテナ、２３０…中継部、２４０…制御部、２４１…負荷算出部、２４２…ハンドオーバ要求部、２４３…ハンドオーバ制御部、２４４…ハンドオーバ指示部、２４５…通知要求部、２４６…ハンドオーバ先決定部、２４７…ハンドオーバ候補決定部、２４８…端末決定部、２４９…ハンドオーバ決定部、２５０…記憶部、３００，３００Ａ〜３００Ｉ…無線端末

Claims

無線基地局又は他の無線中継局を接続先として通信を行う第１通信部と、少なくとも１つの無線端末との通信を行う第２通信部と、前記第１通信部の接続先と前記無線端末との間で送受信されるデータを中継する中継部と、前記第１通信部及び前記第２通信部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記第２通信部が前記無線端末と行う通信の負荷である中継局負荷が、前記第１通信部の接続先の負荷に応じて定められる負荷許容量を超える場合、又は前記中継局負荷が前記負荷許容量を超えると予測される場合に、前記無線端末が接続先を切り替える端末ハンドオーバを実行するためのハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御するハンドオーバ要求部と、
前記端末ハンドオーバを許可又は指示する旨の応答メッセージを前記第１通信部が受信した場合に、前記受信した応答メッセージに対応する端末ハンドオーバ指示を前記無線端末に送信するように前記第２通信部を制御するハンドオーバ指示部と
を備える無線中継局。
前記ハンドオーバ要求部は、前記無線端末毎の負荷である端末負荷を示す端末負荷情報を前記ハンドオーバ要求に含めて送信するように前記第１通信部を制御する請求項１に記載の無線中継局。
前記ハンドオーバ要求部は、前記無線端末の新たな接続先の候補である端末ハンドオーバ候補に宛てて前記ハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御する請求項１又は２に記載の無線中継局。
前記制御部は、
前記無線端末の新たな接続先の候補である端末ハンドオーバ候補の負荷を通知する負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように前記第１通信部を制御する通知要求部と、
前記第１通信部が受信する前記負荷通知に基づいて前記無線端末の新たな接続先を決定する接続先決定部と
をさらに備え、
前記ハンドオーバ要求部は、前記接続先決定部が決定した前記新たな接続先に宛てて前記ハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御する請求項１又は２に記載の無線中継局。
前記接続先決定部は、前記負荷通知に基づいて、前記端末ハンドオーバ候補の中から負荷が最も小さい又は負荷が所定量よりも小さい端末ハンドオーバ候補を前記新たな接続先として決定する請求項４に記載の無線中継局。
前記第１通信部は、受信する無線信号の受信品質を測定し、
前記接続先決定部は、前記負荷通知及び前記無線品質に基づいて、前記無線端末の新たな接続先を決定する請求項４に記載の無線中継局。
前記制御部は、
前記無線端末の新たな接続先の候補である端末ハンドオーバ候補の負荷を通知する負荷通知を要求するための負荷通知要求を送信するように前記第１通信部を制御する通知要求部と、
前記第１通信部が受信する前記負荷通知に基づいて前記端末ハンドオーバを実行するか否かを決定するハンドオーバ決定部と
をさらに備え、
前記ハンドオーバ要求部は、前記中継局負荷が前記負荷許容量を超える場合、又は前記中継局負荷が前記負荷許容量を超えると予測される場合であって、且つ前記端末ハンドオーバを実行すると決定されたときに、前記ハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御する請求項１に記載の無線中継局。
前記ハンドオーバ決定部は、
前記負荷通知と前記中継局負荷とから、前記端末ハンドオーバ候補への前記端末ハンドオーバを行った場合の前記端末ハンドオーバ候補の負荷を算出し、
前記算出した負荷に基づいて、前記端末ハンドオーバを実行するか否かを決定する請求項７に記載の無線中継局。
前記制御部は、前記中継局負荷と前記無線端末毎の負荷である端末負荷とに基づいて、前記中継局負荷が前記負荷許容量以下に維持されるように前記端末ハンドオーバを実行させる無線端末を少なくとも１つ決定する端末決定部をさらに備える請求項１〜８の何れか一項に記載の無線中継局。
前記第２通信部は、前記無線端末のバッテリ残量を示すバッテリ通知を前記無線端末毎に受信し、
前記端末決定部は、前記第２通信部が受信した前記バッテリ通知に基づいて、バッテリ残量が多い無線端末を優先して前記端末ハンドオーバを実行させる無線端末として決定する請求項９に記載の無線中継局。
無線基地局又は他の無線中継局を接続先として通信を行う第１通信部と、少なくとも１つの無線端末との通信を行う第２通信部と、前記第１通信部の接続先と前記無線端末との間で送受信されるデータを中継する中継部とを有する無線中継局の制御方法であって、
前記第２通信部が前記無線端末と行う通信の負荷である中継局負荷が、前記第１通信部の接続先の負荷に応じて定められる負荷許容量を超える場合、又は前記中継局負荷が前記負荷許容量を超えると予測される場合に、前記無線端末が接続先を切り替える端末ハンドオーバを実行するためのハンドオーバ要求を送信するように前記第１通信部を制御するステップと、
前記端末ハンドオーバを許可又は指示する旨の応答メッセージを前記第１通信部が受信した場合に、前記受信した応答メッセージに対応する端末ハンドオーバ指示を前記無線端末に送信するように前記第２通信部を制御するステップと
を含む制御方法。