JP2011166595A - 無線中継基地局、通信システムおよび無線中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転送先の無線基地局を動的に適切に選択することができる無線中継基地局を得ること。
【解決手段】コアネットワークに接続する無線基地局と移動局との間の通信を中継する無線中継基地局であって、自装置と同一のＴＡに属する無線基地局を示すＴＡ情報を取得して保持する位置登録情報管理部２３と、無線基地局からの受信レベルを測定し、無線基地局ごとの受信レベルを無線品質情報として保持する受信レベル取得部２２と、ＴＡ情報に含まれる無線基地局から、無線品質情報に基づいて通信の中継先の候補となる候補基地局を選択する候補基地局管理部２６と、候補基地局との間に制御情報の転送用経路を構築し、移動局から接続要求を受信した場合に転送用経路を用いて接続要求に対応する中継を開始する呼制御部２７と、を備えることを特徴とする無線中継基地局。
【選択図】図２

Description

本発明は、周辺の他の無線基地局と移動局との通信を中継する無線中継基地局に関する。

移動体通信システムでは、移動局は周辺の複数セルに関して受信レベルの測定を実施し、測定結果のなかから受信レベルの最も高いセルを選択する。たとえば、下記特許文献１では、ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）移動通信システムにおいて、移動局が受信レベルの測定結果に応じて受信レベルテーブルを生成し、最大の受信レベルに対応する基地局セルとの通信が有効な場合は該セルを在圏セルとする方法が開示されている。そして、この方法では、該セルの通信が無効な場合は、受信レベルテーブルを参照し順次受信レベルの大きい順に通信の有効性を判断し、通信の有効な最も受信レベルの大きいセルを在圏セルとして決定する。

また、下記特許文献２に記載の技術では、不特定のユーザがアクセスできるマクロセルと特定のユーザしかアクセスできないクローズドセルが混在する環境で、ユーザ端末が在圏セルおよび隣接セルからの信号に対して所定の間隔でセルサーチを実施する。その結果、ユーザ端末は、現在マクロセルに在圏し、サーチ結果に含まれるクローズドセルへのアクセスが許可され、かつクローズドセルからの信号の品質が在圏セルからの品質よりも高いという条件を満たす場合に、クローズドセルを在圏セルとして選択する。

一方、移動体通信システムの高度化に伴い、実効的なセル半径が減少すると考えられる。たとえば、従来半径Ａをカバーしていた無線基地局は、世代の更新により、半径Ｂ（Ｂ＜Ａ）のエリアが実効的なサービスエリアになる。半径Ａ内ではあるが半径Ｂ外となる領域は、不感地または高速通信ができないエリアとなる。複数の無線基地局において、同様の現象（世代の更新等）が発生すると、このような不感地または高速通信ができないエリアが増える。

上記のような問題を解決するために、カバレッジ拡大およびエリアエッジでのスループット向上を目的として、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）のＬＴＥ（Long Term Evolution）−Advancedでは、ユーザ端末と既存の無線基地局との間の通信を中継する無線中継基地局の設置が議論されている（下記非特許文献１参照）。このような無線中継基地局は、セル半径の減少によって発生した不感地やエリアエッジに設置された場合、複数の既存無線基地局からの信号が受信できる可能性がある。したがって、無線中継基地局は、自局の設置時にあらかじめ決められた１台の無線基地局を転送先（中継対象）の無線基地局とする、または周辺の既存無線基地局のなかから最も受信レベルの高い無線基地局を転送先として選択する等の方法がとられている。

特開平１０−０４２３４１号公報 特開２００９−４９６６１号公報

３ＧＰＰ Ｒ３−０９１４４７，"ＬＴＥ−Ａ ＲＡＮ３ Ｂａｓｅｌｉｎｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ"，Ｍａｙ ２００９

しかしながら、上記従来の無線中継基地局では、転送先の無線基地局を固定的に設定した場合、設定した無線基地局で通信輻輳や通信障害が発生すると、無線中継基地局の通信エリアもその影響を受ける、という課題があった。

また、上記従来の無線中継基地局では、受信レベルの高い無線基地局を転送先として選択する場合、受信レベル以外の無線基地局の状況（通信規制情報やＴＡ（Tracking Area：トラッキングエリア）等）を考慮せずに選択する。そのため、たとえば選択した無線基地局を変更する場合、変更先の無線基地局と変更元の無線基地局のＴＡが異なる場合、位置登録をしなおす必要がある。このように、受信レベルの高い無線基地局を転送先として選択する方法では、適切な無線基地局を選択できない可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、転送先の無線基地局を動的に適切に選択することができる無線中継基地局、通信システムおよび無線中継方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直接または他の局を経由してコアネットワークに接続する無線基地局と、移動局と、の間の通信を中継する無線中継基地局であって、前記無線基地局経由で、前記コアネットワークから自装置と同一のＴＡに属する無線基地局を示す情報であるＴＡ情報を取得し、前記ＴＡ情報を保持するＴＡ情報取得手段と、前記無線基地局から受信した信号に基づいて、前記無線基地局の無線品質を測定し、前記無線基地局ごとの前記無線品質を無線品質情報として保持する無線品質取得手段と、前記ＴＡ情報に含まれる無線基地局のうちから、前記無線品質情報に基づいて、前記通信の中継先の候補となる候補基地局を選択する候補基地局管理手段と、前記候補基地局との間に制御情報の転送用経路を構築し、前記移動局から接続要求を受信した場合に、前記転送用経路を用いて前記接続要求に対応する中継を開始する呼制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、周辺の無線基地局との間の受信レベルが高く、かつＴＡが同一の無線基地局を転送先候補リストとして保持し、転送先候補リストのうちから、呼接続要求ごとに転送先候補リストに含まれる無線基地局の無線品質情報に基づいて最適なＤｅＮＢを選択するようにした。そのため、転送先の無線基地局を動的に適切に選択することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。 図２は、ＲＮの機能構成例を示す図である。 図３は、ＲＮの制御情報転送パス設定手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、受信品質情報の一例を示す図である。 図５は、ＴＡ情報の一例を示す図である。 図６は、基地局属性情報の一例を示す図である。 図７は、転送先候補リストの一例を示す図である。 図８は、ユーザ情報の一例を示す図である。 図９は、候補局無線品質情報の一例を示す図である。 図１０は、通信規制情報の一例を示す図である。 図１１は、ＵＥから接続要求があった場合のＲＮの接続処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、無線品質情報を更新した後の無線品質情報の一例を示す図である。 図１３は、無線品質情報に基づいて更新された転送先候補リストの一例を示す図である。 図１４は、パスの再設定手順の一例を示すチャート図である。 図１５は、更新された後のＴＡ情報の一例を示す図である。 図１６は、ＴＡ情報に基づいて更新されて転送先候補リストの一例を示す図である。 図１７は、実施の形態４の報知情報の送信の一例を示す図である。 図１８は、周辺情報管理部が保持する負荷情報の一例を示す図である。 図１９は、重み情報の一例を示す図である。 図２０は、実施の形態５の無線中継方法を説明するための図である。 図２１は、高負荷状態が解消された場合の動作の一例を示す図である。 図２２は、実施の形態６の無線中継方法を説明するための図である。 図２３は、実施の形態７の通信システムの構成例を示す図である。 図２４は、実施の形態７の転送先候補リストの一例を示す図である。 図２５は、ＲＮからＤｅＮＢへのハンドオーバ手順の一例を示すチャート図である。 図２６は、実施の形態８の通信システムの構成例を示す図である。 図２７は、実施の形態８の受信品質情報の一例を示す図である。 図２８は、実施の形態８のＴＡ情報の一例を示す図である。 図２９は、実施の形態８の基地局属性情報の一例を示す図である。 図３０は、実施の形態８の転送先候補リストの一例を示す図である。 図３１は、実施の形態８のユーザ情報の一例を示す図である。 図３２は、実施の形態８の候補無線品質情報の一例を示す図である。 図３３は、実施の形態８の通信規制情報の一例を示す図である。

以下に、本発明にかかる無線中継基地局、通信システムおよび無線中継方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、コアネットワークとの接続インタフェースをもち、自身と通信エリア（通信可能なエリア）内に位置する局に対して無線アクセスを提供する無線基地局であるＤｅＮＢ（Donor eNodeB）１−１〜１−５と、無線中継基地局（ＲＮ：:Relay Node）２−１，２−２と、移動可能なユーザ端末である移動局（ＵＥ：User Equipment）３と、で構成される。無線中継基地局２−１，２−２は、ＤｅＮＢ（Donor eNodeB）１−１〜１−５のいずれか、または自局以外の無線中継基地局２−１，２−２を経由することによりコアネットワークと接続し、移動局３および自局以外の無線中継基地局２−１，２−２に対して、無線アクセスを提供する。なお、図１の構成は一例であり、通信システムを構成するＤｅＮＢ、ＲＮおよびＵＥの数は、それぞれ何局としてもよい。また、ＤｅＮＢ、ＲＮおよびＵＥの配置はこれに限らずどのような配置でもよい。

図１中の円は、それぞれ円の中心に存在するＤｅＮＢ１−１〜１−５、ＲＮ２−１，２−２のそれぞれの通信エリアを示している。円が重なる部分は、その円の中心に存在するＤｅＮＢ１−１〜１−５、ＲＮ２−１，２−２が、相互に直接無線通信ができることを意味する。図１の例では、ＲＮ２−１は、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２、ＤｅＮＢ１−４およびＲＮ２−２と直接無線通信が可能であり、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２、ＤｅＮＢ１−４を経由してコアネットワークへ接続することができる。また、ＲＮ２−１は、ＲＮ２−２を経由して通信を行う場合は、さらにＲＮ２−２が無線通信可能なＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−３、ＤｅＮＢ１−４、ＤｅＮＢ１−５のいずれかを経由してコアネットワークへ接続することができる。

図２は、ＲＮ２−１の機能構成例を示す図である。ＲＮ２−２の構成もＲＮ２−１の構成と同様である。図２に示すように、ＲＮ２−１は、ＤｅＮＢ、他のＲＮやＵＥと通信するための所定の送信処理および所定の受信処理を行う送受信部２１と、周辺の無線基地局（他のＲＮも含む）からの受信レベルを想定する受信レベル（無線品質）取得部２２、ＲＮとしての位置登録処理を行う位置登録情報管理部２３と、周辺の無線基地局がＤｅＮＢであるかＲＮであるかといった無線基地局の属性を管理する基地局属性管理部２４と、周辺の無線基地局の現在の状況を取得する周辺情報管理部２５と、ＲＮとしての転送先候補を抽出する候補基地局管理部２６と、ＵＥおよび周辺の無線基地局との無線アクセスを制御する呼制御部２７と、で構成される。

つぎに、本実施の形態のＲＮ２−１の動作を説明する。図３は、ＲＮ２−１の制御情報転送パス設定手順の一例を示すフローチャートである。ＲＮ２−１の受信レベル取得部２２は、起動時および周期的に周辺の無線基地局（ＤｅＮＢおよびＲＮ）から受信する無線信号の受信レベルを測定し、測定結果に基づいて無線品質情報を作成し、保持する（ステップＳ１１）。受信レベルの測定に用いる無線信号は、どのような信号でもよくたとえば、報知信号等を用いる。なお、各無線信号（各メッセージ）の送受信時には、送受信部２１を経由するが、以降の説明では記載を省略する。

図４は、受信品質情報の一例を示す図である。図４に示すように、ＲＮ２−１の受信レベル取得部２２は、測定結果に基づいて無線基地局と受信レベルとの対応表を無線品質情報として作成する。なお、測定した受信レベルが所定の閾値以上となる無線基地局を有効な周辺基地局として識別し、受信レベルが所定の閾値未満の無線基地局は、有効な周辺基地局から除外する。

図４の例では、ＲＮ２−１では、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２、ＲＮ２−２、ＤｅＮＢ１−４、ＤｅＮＢ１−５の５つの無線基地局が検出され、受信レベル測定の結果、ＤｅＮＢ１−５の受信レベルが所定のしきい値（たとえば、５０とする）未満となり有効な周辺基地局から除外されたとする。

ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、受信レベル取得部２２が作成した無線品質情報に基づいて、最も受信レベルの高い無線基地局を選択する（ステップＳ１２）。図４の例では、ＤｅＮＢ１−１が選択される。候補基地局管理部２６は、位置登録情報管理部２３に対して、選択した無線基地局（この場合はＤｅＮＢ１−１）に接続して自身のコアネットワークへの位置登録を実施するよう指示し、位置登録情報管理部２３は、指示に基づいて位置登録を行う（ステップＳ１３）。位置登録の実施方法は、従来のＲＮの位置登録と同様である。

位置登録情報管理部２３は、コアネットワークから位置登録の応答を受信し、その応答から、選択した無線基地局（ＤｅＮＢ１−１）と同一のＴＡ（トラッキングエリア）を有する無線基地局が記載されたＴＡ情報を取得し、保持する（ステップＳ１４）。すなわち、位置登録情報管理部２３は、ＴＡ情報取得手段としての機能を有する。ＴＡはＲＡ（ルーティングエリア）とも呼ばれるエリアで、無線基地局ごとに自身のＴＡが決められており、無線基地局に接続するＲＮ、ＵＥは同一ＴＡの無線基地局間を移動した際は、再度の位置登録が不要となるエリアを示す。コアネットワークでは、無線基地局ごとのＴＡを管理しており、ＲＮ２−１の位置登録への応答時に、経由した無線基地局のＴＡと同一のＴＡを有する無線基地局が記載されたＴＡ情報として通知することとする。

図５は、ＴＡ情報の一例を示す図である。ＴＡ情報には、選択した無線基地局自体も含むこととする。図５の例では、ＤｅＮＢ１−１と同一のＴＡの無線基地局としてＤｅＮＢ１−２およびＲＮ２−２が通知された様子を示している。

つぎに、ＲＮ２−１の基地局属性管理部２４は、位置登録の応答または周辺の無線基地局から受信した報知情報に基づいて、図５のＴＡ情報に含まれる無線基地局が、直接コアネットワークへ接続することが可能な無線基地局（すなわちＤｅＮＢ）なのか、他の無線基地局を経由してコアネットワークへ接続する無線基地局（すなわち無線中継基地局：ＲＮ）なのかを判別し、判別結果に基づいて基地局属性情報を作成し、保持する（ステップＳ１５）。

図６は、基地局属性情報の一例を示す図である。図６の例では、直接コアネットワークへ接続することが可能な無線基地局の形態を「直接」とし、他の無線基地局を経由することでコアネットワークへ接続する無線基地局の形態を「中継」として識別している。図６の例では、ＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２が直接コアネットワークへ接続することが可能な無線基地局であり、ＲＮ２−２は他の無線基地局を経由することでコアネットワークへ接続することが可能な無線基地局である。

ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、無線品質情報のうち所定のしきい値以上の有効な周辺基地局のうち、ＴＡ情報に含まれない無線基地局を除外した無線基地局を抽出し、抽出した無線基地局から、基地局属性候補リストに基づいて他の無線基地局を中継しなければコアネットワークに到達できない無線基地局を除外することによって、転送先候補リストを作成する（ステップＳ１６）。図７は、転送先候補リストの一例を示す図である。図７は、無線品質情報、ＴＡ情報および基地局属性情報が図４〜図６で示した例である場合に対応しており、転送先候補リストには、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２の２つの無線基地局が含まれる。

ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、転送先候補リストに含まれる無線基地局との間に制御情報転送用のパスを構築する。図７の例では、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２との間にそれぞれ制御情報転送用のパスを構築する（ステップＳ１７）。

つぎに、ＲＮ２−１の通信エリア内に位置するＵＥ３がＲＮ２−１に対して通信を開始する場合の動作について説明する。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、自身を経由して各ＤｅＮＢと通信中のＵＥの数をユーザ情報として管理している。図８は、ユーザ情報の一例を示す図である。図８に示した例では、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２と通信を行っているＵＥが１つずつである。

また、ＲＮ２−１の受信レベル取得部２２は、無線品質情報と転送先候補リストに基づいて、転送先候補リストに含まれる無線基地局との間の無線品質情報を候補局無線品質情報として抽出して保持しておく。図９は、候補局無線品質情報の一例を示す図である。

また、ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、転送先候補リストに含まれる無線基地局で発動されている通信規制を通信規制情報として管理する。図１０は、通信規制情報の一例を示す図である。図１０の例では、ＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２の両方とも通信規制が無いとする。なお、通信規制が行われているか否かの情報と、通信規制が行われている場合の通信規制の指標（通信規制率等）は、たとえば、各無線基地局からの報知情報等に基づいて無線基地局ごとに判定して通信規制情報として管理することとする。

図１１は、ＵＥ３から接続要求があった場合のＲＮ２−１の接続処理手順の一例を示すフローチャートである。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、送受信部２１を経由してＵＥ３から送信された接続要求メッセージを受信する（ステップＳ２１）と、自装置がＵＥ３からの接続要求を受け入れることができるかを判定する（ステップＳ２２）。この判定は、ＲＮ２−１の利用可能な無線リソース容量、ＲＮ２−１の負荷状態等に応じて実施する。

ＵＥ３からの接続要求を受け入れ可の場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、ＲＮ２−１の呼制御部２７は、候補基地局管理部２６に対してＵＥ３からの接続要求を収容するのに最適なＤｅＮＢを問い合わせる。候補基地局管理部２６は、最適なＤｅＮＢを選択し、選択したＤｅＮＢを呼制御部２７に通知する（ステップＳ２３）。具体的には、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、転送先候補リスト、ユーザ情報、候補無線品質情報および通信規制情報を参照し、転送先候補リストに含まれる無線基地局ごとに評価値を算出する。そして、評価値がトータルで最も高いＤｅＮＢをＵＥ３からの接続要求を収容するのに最適なＤｅＮＢとして選択する。評価値は、ユーザ情報についてはユーザ数が少ないほど高く設定し、無線品質情報については無線品質が良いほど評価値を高く設定し、また通信規制が無いほど評価値を高く設定する。

たとえば、転送先候補リストに図７のようにＤｅＮＢ１−１とＤｅＮＢ１−２が記録されており、図８に示したようにユーザ情報としてＤｅＮＢ１−１とＲＮ２−１の間、ＤｅＮＢ１−２とＲＮ２−１との間の両方ともにＵＥを１台ずつ収容していたとする。また、図９に示したように候補無線品質情報としては、ＤｅＮＢ１−１の無線品質情報の方がＤｅＮＢ１−２より良好で、図１０に示したように通信規制情報としては、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２ともに通信規制がなかったとする。この結果、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、ＤｅＮＢ１−１が最も評価値が高いと判断して、ＤｅＮＢ１−１を最適な基地局として選択し、呼制御部２７にＤｅＮＢ１−１を通知する。

ＲＮ２−１の呼制御部２７は、ＵＥ３からの接続要求を候補基地局管理部２６から通知されたＤｅＮＢ（たとえばＤｅＮＢ１−１）に収容するために、上述の制御情報転送パス設定手順で構築した制御情報転送用のパスを用いてＵＥ３との通信に使用する無線リソースを確保する（ステップＳ２４）。呼制御部２７は、ＵＥ３との通信に使用する無線リソースを確保するが確保できた場合は、ＵＥ３に対して使用可能な無線リソース情報（たとえば、使用周波数等）を含む接続応答メッセージを送信し（ステップＳ２５）、処理を終了する。また、ステップＳ２２で、ＵＥ３からの接続要求を受け入れ不可の場合（ステップＳ２２ Ｎｏ）、その旨をＵＥ３に通知し（ステップＳ２６）、処理を終了する。

上記の処理により、ＲＮ２−１は、ＵＥ３の通信をＤｅＮＢ１−１経由で中継することができる。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、ＵＥ３とＤｅＮＢ１−１との間の中継を開始し、ユーザ情報のＤｅＮＢ１−１と接続するユーザ数を１増加させた値に変更する。

なお、以上の例では、ユーザ情報、無線品質情報（候補局無線品質情報）および通信規制情報に基づいた評価値を求め、最も評価値が高い無線基地局を選択したが、評価値を求める際、たとえばユーザ情報に含まれるユーザ数が一定数以上である無線基地局や通信規制情報に含まれる通信規制率が一定値以上である無線基地局は評価値を算出する対象から除外し、選択されないように制御してもよい。また、周辺の無線基地局の全てに通信規制が無いことがわかっている場合や、または周辺の無線基地局の全てに通信規制があるとわかっている場合等については、通信規制情報を保持せず、通信規制情報を評価値の算出の際に考慮しないようにしてもよい。また、ユーザ情報についても評価値の算出の際に考慮しないようにしてもよい。

なお、基地局属性情報については、周辺にＤｅＮＢしか存在しない場合等、ホップ数の条件を考慮しなくてもよい場合には、保持しないようにしてもよい。この場合、転送先候補リストの作成時には、基地局属性情報は考慮せず、無線品質情報とＴＡ情報に基づいて転送先候補リストを作成する。

上述の処理により生成された転送先候補リストには、ＲＮ２−１にとって周辺の無線基地局との間の受信レベルが高く、かつＲＮ２−１同時に複数のＴＡに所属することがなく、かつコアネットワークへの接続に他の無線中継基地局を経由しないという３つの条件を満たす無線基地局が含まれる。ＲＮ２−１が、このような条件を満たす無線基地局を転送先候補としているため、ＲＮ２−１と接続するＵＥ３の通信データはこのような条件を満たす無線基地局を経由して転送されるため、無線品質の良い経路により転送される。また、ＲＮ２−１は、同時に複数のＴＡに所属することがないため、転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢと接続する際に、位置登録をしなおす必要がない。またコアネットワークまでのホップ数（転送回数）も抑えることができる。

以上のように、本実施の形態では、ＲＮ２−１が、周辺の無線基地局との間の受信レベルが高く、かつＲＮ２−１が同時に複数のＴＡに所属することがなく、かつコアネットワークへの接続に他の無線中継基地局を経由しない（転送回数の少ない）ＤｅＮＢを転送先候補リストとして保持し、転送先候補リストのうちから、呼接続要求ごとにユーザ情報、無線品質情報（候補局無線品質情報）および通信規制情報に基づいて最適なＤｅＮＢを選択するようにした。そのため、転送先の無線基地局を動的に適切に選択することができる。

実施の形態２．
つぎに、本発明にかかる実施の形態２の無線中継方法について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態のＲＮ２−１の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１の構成と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

実施の形態１と同様に、ＲＮ２−１の受信レベル取得部２２は、周期的に周辺の無線基地局の受信レベルを測定しその結果を無線品質情報として保持する。測定の結果、周辺の無線基地局の受信レベルが、前回測定した結果から変化して、無線品質情報の値が更新されることがある。図１２は、図４で示した無線品質情報を更新した後の無線品質情報の一例を示す図である。

図４に示した無線品質情報では、ＤｅＮＢ１−２からの受信レベルが所定のしきい値（５０とする）以上であったが、図１２に示した無線品質情報では、ＤｅＮＢ１−２からの受信レベルが所定のしきい値未満となる。このような場合、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、更新後の無線品質情報に基づいて、実施の形態１と同様の手順により、転送先候補リストを再度作成し、転送先候補リストを再作成した転送先候補リストに更新する。図１３は、図１２に示した無線品質情報に基づいて更新された転送先候補リストの一例を示す図である。

また、転送先候補リストを更新した結果、転送先候補リストから削除された無線基地局が存在する場合、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、当該無線基地局（図１２の場合はＤｅＮＢ１−２）との間の制御情報転送用のパスを解放する。また、転送先候補リストとして追加された無線基地局が存在する場合、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、当該無線基地局との間に制御情報転送用のパスを設定する。

この際、ＲＮ２−１が、上述の処理により転送先候補リストから削除された無線基地局とＵＥ３との間の通信を中継している（転送先候補リストから削除された無線基地局がＵＥ３を収容している）場合がある。このような場合の動作について説明する。

ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、ＤｅＮＢ１−２を転送先候補リストから削除することを検出すると、呼制御部２７にその旨通知する。呼制御部２７は、ユーザ情報に基づいて、転送先候補リストから削除される無線基地局（以下、削除対象ＤｅＮＢという）がＵＥを収容しているか否かを判定し、削除対象ＤｅＮＢがＵＥを収容している場合には、当該ＵＥの収容先を削除対象ＤｅＮＢから転送先候補リストに含まれる他のＤｅＮＢ（以下、変更先ＤｅＮＢという）へ変更するようをパスの再設定を行う。図１２の例の場合は、ＤｅＮＢ１−２がＵＥ（ＵＥ３−１とする）を収容していた場合、ＵＥ３−１の収容先をＤｅＮＢ１−１に変更するようパスの再設定を行う。

図１４は、パスの再設定手順の一例を示すチャート図である。なお、図１４では、図１２および図１３の例に対応し、削除対象ＤｅＮＢをＤｅＮＢ１−２とし、変更先ＤｅＮＢをＤｅＮＢ１−１として例を示している。パスの再設定手順として、具体的には、たとえば、ＲＮ２−１の呼制御部２７は、ＵＥ３−１の収容を要求するパス再設定要求メッセージを変更先ＤｅＮＢへ送信し（ステップＳ３１）、変更先ＤｅＮＢはパス再設定要求メッセージに対する応答であるパス再設定応答メッセージによってＵＥ３−１の収容を受け入れることをＲＮ２−１へ通知する（ステップＳ３２）。また変更先ＤｅＮＢは、削除対象ＤｅＮＢへパス再設定要求メッセージを送信することによりパスの切り替えを要求し（ステップＳ３３）、削除対象ＤｅＮＢは、そのメッセージに対する応答であるパス再設定応答メッセージによってパスの切り替え完了を通知する（ステップＳ３４）。

また、転送先候補リストを更新した結果、転送先候補として追加された無線基地局が存在する場合、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、追加された無線基地局との間に制御情報転送用のパスを設定する。

このようにして、ＲＮ２−１と削除対象ＤｅＮＢとの間の通信経路は、ＲＮ２−１と変更先ＤｅＮＢとの間の通信経路に切り替えられる。最後に、削除対象ＤｅＮＢはＲＮ２−１との間でＵＥ３−１のために確保していた無線リソースを解放する（ステップＳ３５）。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、無線品質情報の更新に伴い、転送先候補リストを更新し、転送先候補リストからＵＥを収容中のＤｅＮＢが削除される場合には、収容先を切替えるようにした。そのため、最新の無線品質に基づいて、最適なＤｅＮＢを選択することができ、かつ転送先候補リストからＵＥを収容中のＤｅＮＢが削除されるにも、ＵＥの通信を継続することができる。

実施の形態３．
つぎに、本発明にかかる実施の形態３の無線中継方法について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態のＲＮ２−１の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１の構成と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

ＲＮ２−１の位置登録情報管理部２３は、あらかじめ決められた一定時間ごとにコアネットワークに対して位置登録を実施する。ＲＮ２−１は、コアネットワークから受信する位置登録に対する応答に基づいてＴＡ情報を取得する。この際、前回取得したＴＡ情報とあらたに取得したＴＡ情報が異なる場合には保持しているＴＡ情報をあらたな情報に更新する。

図１５は、図５の状態から更新された後のＴＡ情報の一例を示す図である。図５では、ＤｅＮＢ１−１、ＤｅＮＢ１−２およびＲＮ２−２が、ＴＡ情報に含まれているが、図１５では、これに対してＤｅＮＢ１−４が追加されている。位置登録情報管理部２３は、ＴＡ情報が前回のＴＡ情報から変化した場合には、候補基地局管理部２６へその旨を通知し、候補基地局管理部２６は、新たなＴＡ情報に基づいて実施の形態１と同様の手順により、転送先候補リストを再度作成する（更新する）。図１６は、図１５のＴＡ情報に基づいて更新されて転送先候補リストの一例を示す図である。

また、転送先候補リストを更新した結果、転送先候補として追加された無線基地局が存在する場合、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、実施の形態２と同様に追加された無線基地局との間に制御情報転送用のパスを設定する。転送先候補として削除された無線基地局が存在する場合、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、実施の形態２と同様に、その無線基地局との間に制御情報転送用のパスを削除する。また、転送先候補リストから削除された無線基地局がＵＥを収容している場合は、実施の形態２と同様の手順によりパスを再設定し、そのＵＥを他の無線基地局へ収容するようにする。

以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。なお、実施の形態２で述べた動作を行う場合に、さらに本実施の形態の動作を実施するようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、ＴＡ情報が更新された場合に、更新後のＴＡ情報に基づいて転送先候補リストを更新し、更新された転送先候補リストに基づいて制御情報転送用のパスの設定または削除を行うようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、ＴＡ情報の更新に適応して転送先を選択することができる。

実施の形態４．
つぎに、本発明にかかる実施の形態４の無線中継方法について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態のＲＮ２−１の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１の構成と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

図１７は、本発明にかかる実施の形態４の報知情報の送信の一例を示す図である。図１７に示すように、本実施の形態のＤｅＮＢ１−１は、定期的または必要に応じて報知情報３１を送信し、本実施の形態のＤｅＮＢ１−２は、定期的または必要に応じて報知情報３２を送信している。ＤｅＮＢ１−１は、自装置が使用可能な無線リソース容量の残量に応じて負荷状態を判断している。

ＤｅＮＢ１−１では、自装置と接続するＵＥ数が少ない場合には、無線リソース容量の残量が多くなり低負荷となり、また自装置と接続するＵＥ数が多い場合や多量の通信を行うＵＥと接続している場合は無線リソースの残量が多くなり高負荷となる。ＤｅＮＢ１−１は、自装置が無線リソース容量の残量が少なくなった場合（たとえば無線リソース容量の残量が所定のしきい値未満になった場合）、報知情報３１に自装置が高負荷な状態であることを示す情報を付加して送信する。ＤｅＮＢ１−２も、ＤｅＮＢ１−１と同様に、自装置が無線リソース容量の残量が少なくなった場合、報知情報３２に高負荷な状態であることを示す情報を付加して送信する。また、他のＤｅＮＢ（たとえば、図１の構成の場合はＤｅＮＢ１−３〜ＤｅＮＢ１−５）も同様に、高負荷となった場合は、報知情報に高負荷な状態であることを示す情報を付加して送信する。

ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢごとにそのＤｅＮＢが低負荷であるか高負荷であるかを示す負荷情報を保持する。図１８は、周辺情報管理部２５が保持する負荷情報の一例を示す図である。ここでは、一例として負荷情報として、報知情報に高負荷な状態であることを示す情報が含まれているＤｅＮＢについては高負荷とし、報知情報に高負荷な状態であることを示す情報が含まれていないＤｅＮＢについては低負荷としている。これに限らず、たとえば、高負荷なＤｅＮＢだけを識別して保持するようにしてもよい。

ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、転送先候補リストの作成時点では、その時点までに受信した報知情報に基づいて、負荷情報を生成して保持する。そして、周辺情報管理部２５は、周辺のＤｅＮＢから受信した報知情報に基づいて転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢが高負荷であることを検出すると、保持している負荷情報を更新する。たとえば、周辺情報管理部２５は、転送候補リストの作成時点ではＤｅＮＢ１−１が低負荷であった場合に、その後のＤｅＮＢ１−１からの報知情報３１に基づいてＤｅＮＢ１−１が高負荷であることを検出すると、ＤｅＮＢ１−１の負荷情報を高負荷に更新する。

つぎに、ＲＮ２−１の通信エリア内に位置するＵＥ３が、ＲＮ２−１に対して通信を開始する場合の動作を説明する。本実施の形態では、ＵＥ３が、ＲＮ２−１に対して通信を開始するためにＵＥ３から接続要求メッセージを送信した場合の動作は、図１１で説明した実施の形態１の動作と、ステップＳ２１、ステップＳ２２およびステップＳ２４〜ステップＳ２６については同様である。

本実施の形態では、ステップＳ２２で接続要求受け入れ可を判断した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）の、ステップＳ２３に相当する処理、すなわちＵＥ３を収容するＤｅＮＢの選択方法が実施の形態１と異なる。本実施の形態では、ステップＳ２２で接続要求受け入れ可を判断した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、呼制御部２７は、ＵＥ３を収容するＤｅＮＢを候補基地局管理部２６へ問い合わせ、候補基地局管理部２６は、転送先候補リスト、ユーザ情報、無線品質情報、通信規制情報および負荷情報を参照し、転送先候補リストに含まれる無線基地局ごとに評価値を算出する。そして、評価値がトータルで最も高いＤｅＮＢをＵＥ３からの接続要求を収容するのに最適なＤｅＮＢとして選択する。ＵＥ３を収容するＤｅＮＢを選択した後の動作は、実施の形態１のステップＳ２４以降と同様である。

また、本実施の形態では、候補基地局管理部２６は、評価値を項目（情報）ごとにあらかじめ重み（項目間の優先度）を定めておき、重み情報として保持しているとする。図１９は、重み情報の一例を示す図である。図１９の場合は、転送先候補リスト、ユーザ情報、無線品質情報および通信規制情報については、重みを“１”とし、負荷情報については重みを“２”としている。すなわち、負荷情報が他の項目に比べ優先度が高いことを意味している。図１９は、重み情報の一例であり、各項目の重みはこれに限らずどのような値を定めてもよい。

たとえば、転送先候補リストには、図７に示したようにＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２が含まれており、図８に示したようにユーザ情報としてＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２はいずれもＵＥを１台ずつ収容しているとする。また、図９に示したようにＤｅＮＢ１−１の無線品質情報の方がＤｅＮＢ１−２より良好であり、図１０に示したように通信規制情報では、ＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２はいずれも通信規制が無いとする。そして、図１８に示すように、ＤｅＮＢ１−１が高負荷であり、ＤｅＮＢ１−２が低負荷であったとする。なお、負荷情報については、低負荷のＤｅＮＢの方が高負荷のＤｅＮＢより評価値が高くなるよう評価値を設定する。

以上の条件の場合には、通信規制情報およびユーザ情報では、ＤｅＮＢ１−１とＤｅＮＢ１−２の評価値の差はなく、無線品質情報ではＤｅＮＢ１−１の方が、評価値が高く、負荷情報では、ＤｅＮＢ１−２の方が、評価値が高くなる。候補基地局管理部２６は、この場合、重み情報に基づいて、負荷情報の方が無線品質情報より優先度が高い（重みが大きい）ことを認識し、最終的にＤｅＮＢ１−２を選択し、選択したＤｅＮＢ１−２を呼制御部２７へ通知する。

つぎに、ＤｅＮＢ１−１が高負荷状態であった場合に、ＤｅＮＢ１−１と接続するＵＥの数が変化し、ＤｅＮＢ１−１の高負荷状態が解消されたとする。ＤｅＮＢ１−１は、自装置が使用可能な無線リソース容量の残量が増えた（所定のしきい値以上となった）ことを検出すると、送信する報知情報３１に自装置の高負荷な状態が解消されたことを示す情報を付加して送信する。ＤｅＮＢ１−２も同様に、高負荷な状態が解消された場合には報知情報３２にその旨を示す情報を付加して送信する。

ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、受信した報知情報に基づいて、転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢの負荷状態が変化したことを検出すると、その報知情報に基づいて負荷情報を更新する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態の動作に加え、実施の形態２または実施の形態３で述べた動作を行なうようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、ユーザ情報、無線品質情報、通信規制情報および負荷情報について、重み情報を保持するようにしたが、実施の形態１〜実施の形態３で述べたような負荷情報を用いない場合に、ユーザ情報、無線品質情報および通信規制情報についての重みを定めて重み情報として保持し、重み情報に基づいてＤｅＮＢの選択を行なうようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、ＤｅＮＢ１−１，１−２が、自装置の負荷の状態を示す情報を報知情報に付加して送信し、ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、報知情報に基づいて転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢの負荷の状態を負荷情報として保持し、ＵＥ３から接続要求があった場合、ユーザ情報、無線品質情報、通信規制情報および負荷情報に基づいて、ＵＥ３を収容するＤｅＮＢを選択するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、特定のＤｅＮＢに負荷が集中することを避け、ＤｅＮＢの負荷を平滑化することができる。

また、ＵＥ３を収容するＤｅＮＢを選択する際に用いる評価値を算出する際に、各項目に重みを設定しておくことにより、項目間の優先度を設定することができる。また、ＤｅＮＢは、高負荷状態から低負荷状態に移行した場合には、高負荷な状態が解消された場合には報知情報にその旨を示す情報を付加して送信し、ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、報知情報に基づいて負荷情報を更新する。そのため、最新のＤｅＮＢの負荷状態に基づいて、ＵＥ３を収容する適切なＤｅＮＢを選択することができる。

実施の形態５．
図２０は、本発明にかかる実施の形態５の無線中継方法を説明するための図である。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態のＲＮ２−１の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１の構成と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

本実施の形態では、実施の形態１で述べた制御情報転送パス設定手順により転送先候補リストに含まれる制御情報転送用のパスを構築する。本実施の形態では、制御情報転送用のパスを構築すると、ＲＮ２−１（およびＲＮ２−２）の呼制御部２７は、周辺情報管理部２５を経由して、転送先候補リストに含まれる各ＤｅＮＢに対して、リソース残量監視登録メッセージを送信する（ステップＳ４１）。リソース残量監視登録メッセージは、ＤｅＮＢに対して、そのＤｅＮＢのリソース残量の監視結果の送信対象としての登録を要求するメッセージである。図２０の例では、ＲＮ２−１は、ＤｅＮＢ１−１およびＤｅＢＮ１−２に対してリソース残量監視登録メッセージを送信し、ＲＮ２−２はＤｅＮＢ１−１に対してリソース残量監視登録メッセージを送信している。

ＤｅＮＢ（図２０の例では、ＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２）は、実施の形態４と同様に自装置が使用可能な無線リソース容量の残量に応じて自装置の負荷状態を判断している。そして、ＤｅＮＢは、使用可能な無線リソースの残量が少なくなった場合（たとえば、無線リソースの残量が所定のしきい値未満となった場合）は、リソース残量監視登録メッセージを受信したＲＮのうちの一部またはすべてのＲＮに対してリソース残量低下メッセージを送信する（ステップＳ４２）。

ＤｅＮＢが、リソース残量監視登録メッセージを受信したＲＮのうちの一部に送信する場合の送信対象のＲＮの選択方法は、たとえば、リソース残量監視登録メッセージを受信したＲＮのうち、自装置がそのＲＮを経由して接続するＵＥ数が多いＲＮから順に選択する。この場合、ＤｅＮＢは、たとえば、自装置の負荷状態を複数のレベルで判別し、レベルに応じてリソース残量低下メッセージを通知するＲＮの数を決定する。たとえば、無線リソースの残量が多い順に、レベル＃１，レベル＃２，…とする場合、レベル＃１の場合には、最もＵＥ数が多いＲＮのみにリソース残量低下メッセージを送信し、レベル＃２の場合には、さらに次にＵＥ数が多いＲＮのみにリソース残量低下メッセージを送信する、等のように、無線リソースの残量が少なくなるにつれて、順次リソース残量低下メッセージを通知するＲＮの数を増やしていく。

以下、ＲＮ２−１がＤｅＮＢ１−１からリソース残量低下メッセージを受信した場合を例に動作を説明する。ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、リソース残量低下メッセージを受信すると、リソース残量低下メッセージの送信元であり転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢ１−１が高負荷であると判断し、保持している負荷情報を更新する。なお、負荷情報の形式について、実施の形態４と同様である。

ＲＮ２−１の通信エリア内に位置するＵＥ３がＲＮ２−１に対して通信を開始した場合の動作は、実施の形態４と同様である。

ＤｅＮＢ１−１が高負荷状態であった場合に、ＤｅＮＢ１−１と接続するＵＥの数が変化し、ＤｅＮＢ１−１の高負荷状態が解消されたとする。図２１は、高負荷状態が解消された場合の動作の一例を示す図である。ＤｅＮＢ１−１は、自装置が使用可能な無線リソース容量の残量が増えた（所定のしきい値以上となった）ことを検出すると、先にリソース残量低下メッセージを通知したＲＮ（たとえばＲＮ２−１）に対してリソース残量復旧メッセージを送信する（ステップＳ５１）。このとき、ＤｅＮＢ１−１は、先にリソース残量低下メッセージを送信したすべてのＲＮに対して一度にリソース残量復旧メッセージを送信する必要はなく、自装置の負荷状態のレベルに応じて、リソース残量復旧メッセージを通知するＲＮを決定する方法としてもよい。ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、受信したリソース残量復旧メッセージについて転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢ１−１の負荷状態が変化したことを検出すると、負荷情報を低負荷に更新する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

このように、ＤｅＮＢは、リソース残量監視登録メッセージを受信したＲＮに対して、自装置の負荷情報を通知し、ＲＮは、その通知に基づいて、負荷情報を更新するようにした。そのため、またＲＮはその情報はその情報を受信することで、高負荷のＤｅＮＢに対する接続要求が集中することを避けることができる。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、特定のＤｅＮＢに負荷が集中することを避け、ＤｅＮＢの負荷を平滑化することができる。また、最新のＤｅＮＢの負荷状態に基づいて、ＵＥ３を収容する適切なＤｅＮＢを選択することができる。

また、実施の形態４では、ＤｅＮＢが報知情報を用いて負荷情報を通知していたため、報知情報を送信したＤｅＮＢの通信エリア内のすべてのＲＮが同一の動作を行っていたが、本実施の形態では、一部のＲＮに対して負荷情報を通知することができるため、ＲＮごとに異なる動作を行なうよう制御することができる。

実施の形態６．
図２２は、本発明にかかる実施の形態６の無線中継方法を説明するための図である。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態のＲＮ２−１の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１の構成と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

本実施の形態の動作は、実施の形態５で送信したリソース残量監視登録メッセージの送信頻度を削減する。本実施の形態では、ＲＮ２−１は、転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢが１つしかない場合、リソース残量監視登録メッセージを送信しない。これは、ＲＮにとって転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢが１つしか存在しない場合、実施の形態５で述べたようにリソース残量低下メッセージを受信しても、転送先を変更することがないためである。

たとえば、図２２に示した構成例で、ＲＮ２−１では、転送先候補リストにＤｅＮＢ１−１とＤｅＮＢ１−２の２つが含まれ、ＲＮ２−２では、転送先候補リストにＤｅＮＢ１−１の１つしか含まれていないとする。この場合、ＲＮ２−１の呼制御部２７は、周辺情報管理部２５を経由して、ＤｅＮＢ１−１およびＤｅＮＢ１−２にリソース残量監視登録メッセージを送信する（ステップＳ６１）。一方、ＲＮ２−２では、転送先候補リストにＤｅＮＢ１−１の１つしか含まれていないため、リソース残量監視登録メッセージを送信しない。ＲＮ２−２が、リソース残量監視登録メッセージを送信しないため、ＤｅＮＢ１−１は、ＲＮ２−２に対してリソース残量低下メッセージを送信しない。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態５と同様である。

このように、本実施の形態では、ＲＮは、転送先候補リストに含まれるＤｅＮＢが１つしかない場合、リソース残量監視登録メッセージを送信しないようにした。そのため、実施の形態５と同様の効果を得つつ、ＲＮとＤｅＮＢ間の制御メッセージを削減することができる。

実施の形態７．
図２３は、本発明にかかる実施の形態７の通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は、ＲＮ２−１の通信エリアがセクタ４−１〜４−３に分割されている点が以外は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態のＲＮ２−１の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１の構成と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

本実施の形態では、ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、転送先候補リストをセクタ４−１〜４−３と対応付けて保持する。図２４は、本実施の形態の転送先候補リストの一例を示す図である。図２４の例では、セクタ４−１はＤｅＮＢ１−１に、セクタ４−２はＤｅＮＢ１−２に対応付けられている。これはＲＮ２−１のセクタ４−１の方向にＤｅＮＢ１−１が存在し、ＲＮ２−１のセクタ４−２の方向にＤｅＮＢ１−２が存在することを意味している。候補基地局管理部２６は、転送先候補リストのＤｅＮＢとセクタ４−１〜４−３との対応付けを、受信レベル取得部２２が取得した無線品質に基づいて実施する。たとえば、受信レベル取得部２２は、セクタごとにＤｅＮＢからの信号に基づいて無線品質情報を取得し、あるＤｅＮＢについて無線品質情報が最もよくなるセクタとそのＤｅＮＢとを対応付ける。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、ＴＡ情報と無線品質情報に基づいて転送先候補リストを作成し、さらに転送先候補リストに無線基地局ごとに対応するセクタを格納する。本実施の形態の制御情報転送パス設定手順は、上記のように転送先候補リストをセクタ４−１〜４−３と対応付けて保持する以外は、実施の形態１の制御情報転送パス設定手順と同様である。

つぎに、ＲＮ２−１の通信エリア内のセクタ４−１内に位置するＵＥ３がＲＮ２−１に対して通信を開始した場合の動作について説明する。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、ＵＥ３から接続要求メッセージを受信すると、実施の形態１のステップＳ２１、ステップＳ２２と同様の処理を行う。ステップＳ２２で接続要求受け入れ可を判断した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、呼制御部２７は、ＵＥ３を収容するＤｅＮＢを候補基地局管理部２６へ問い合わせるが、この際、ＵＥ３からの接続要求を受信したセクタをあわせて候補基地局管理部２６を通知する。候補基地局管理部２６は、転送先候補リストに基づいて、ＵＥ３が位置するセクタに最も近い方向に位置するＤｅＮＢを選択し、呼制御部７へ転送先候補として通知する。たとえば、転送先候補リストには、図２４に示した情報が格納されている場合、候補基地局管理部２６は、セクタ４−１に最も近い方向に位置するＤｅＮＢ１−１を選択する。

なお、転送先候補リストに、ＵＥ３が存在するセクタと同一のセクタに対応するＤｅＮＢが無い場合は、候補基地局管理部２６は、ＵＥ３が存在するセクタに最も近いセクタに対応するＤｅＮＢを選択する。

呼制御部２７は、ＵＥ３を収容するための最適なＤｅＮＢを候補基地局管理部２６から通知されると、実施の形態１のステップＳ２４以降の動作を実施する。ステップＳ２６の動作も実施の形態１と同様である。

なお、以上の説明では、候補基地局管理部２６が、ＵＥ３を選択するための最適なＤｅＮＢを選択する際の評価項目として転送先候補リストに含まれるセクタとＤｅＮＢとの対応のみを用いることとしたが、実施の形態１〜実施の形態６で述べたように、さらにユーザ情報、無線品質情報、通信規制情報、負荷情報等とあわせて評価値を算出し、トータルで最も評価の高い無線基地局を選択するようにしてもよい。

つぎに、ＵＥ３がＲＮ２−１を経由した通信中に、図２３の点線の矢印で示した方向、すなわちＲＮ２−１から遠ざかる方向に移動したとする。この場合、ＵＥ３は、ＲＮ２−１を経由した通信から、ＤｅＮＢ１−１との直接通信に変更する、すなわちＲＮ２−１からＤｅＮＢ１−１へハンドオーバした方が良い場合がある。このようなハンドオーバを行なう場合の動作を以下に説明する。

図２５は、ＲＮ２−１からＤｅＮＢ１−１へのハンドオーバ手順の一例を示すチャート図である。まず、ＵＥ３は、周辺の無線基地局から受信した信号に基づいて無線基地局ごとの品質測定を実施し、測定結果を品質測定結果メッセージとしてＲＮ２−１へ通知する（ステップＳ７１）。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、受信した品質測定結果メッセージに基づいて、ＵＥ３では自装置よりもＤｅＮＢ１−１の受信レベルの方が良好なことを検出すると、ＵＥ３をＤｅＮＢ１−１へハンドオーバさせることを決定する。そして、ＲＮ２−１の呼制御部２７は、ＵＥ３のハンドオーバを要求するハンドオーバ要求メッセージをハンドオーバ先のＤｅＮＢ１−１へ送信する（ステップＳ７２）。

ＤｅＮＢ１−１は、ＵＥ３を収容可能な場合には、ハンドオーバ応答メッセージによりその旨を通知する（ステップＳ７３）。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、ハンドオーバ応答メッセージを受信すると、ＤｅＮＢ１−１へのハンドオーバの実施を指示するハンドオーバ指示メッセージをＵＥ３へ送信する（ステップＳ７４）。ＵＥ３は、ハンドオーバ指示メッセージに基づいて、通信先の無線基地局をＲＮ２−１からＤｅＮＢ１−１へ切り替え、切り替えが完了すると、ハンドオーバ完了を通知するハンドオーバ完了メッセージをＤｅＮＢ１−１へ送信する（ステップＳ７５）。以上でハンドオーバが完了する。

上記のハンドオーバ手順で、ＲＮ２−１が、ＵＥ３との最初の通信時に転送先としてセクタ４−１に近いＤｅＮＢ１−１を選択していたことにより、ハンドオーバ時の制御手順をＲＮ２−１とＤｅＮＢ１−１との間で実施でき、他のＤｅＮＢとの制御情報の交換やパス再設定を実施する必要がなく、制御手順を簡略化することができる。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、転送先候補リストを最も近いセクタとＤｅＮＢとを対応付けて保持し、候補基地局管理部２６は、ＵＥ３を収容するための最適なＤｅＮＢを選択する際に、ＵＥ３が位置するセクタに近いＤｅＮＢを優先して選択するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、ハンドオーバ時の制御手順を簡略化することができる。

実施の形態８．
図２６は、本発明にかかる通信システムの実施の形態８の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、ＤｅＮＢ１−１〜ＤｅＮＢ１−３と、ＲＮ２−１〜２−４と、で構成される。ＤｅＮＢ１−１〜ＤｅＮＢ１−３は、配置が異なるが実施の形態１のＤｅＮＢ１−１〜１−５と同様であり、コアネットワークと接続する。また、本実施の形態のＲＮ２−１〜２−４の構成は、実施の形態１のＲＮ２−１と同様である。以下、実施の形態１と異なる点について説明する。

ＲＮ２−１は、実施の形態１と同様の制御情報転送パス設定手順を実施するが、基地局属性情報および転送先候補リストの作成方法が実施の形態１と異なる。以下、図２６に示した構成の場合のＲＮ２−１の動作について、実施の形態１と異なる部分について説明する。図２７は、ＲＮ２−１が保持する本実施の形態の受信品質情報の一例を示す図である。図２７に示すように、ここでは、受信レベルが所定のしきい値以上となる無線基地局としてＤｅＮＢ１−１、ＲＮ２−４およびＲＮ２−２が検出されている。

図２８は、ＲＮ２−１が保持する本実施の形態のＴＡ情報の一例を示す図である。図２８に示すように、ＲＮ２−１と同一のＴＡの無線基地局として、ＤｅＮＢ１−１、ＲＮ２−２およびＲＮ２−４が格納されている。

図２９は、ＲＮ２−１が保持する本実施の形態の基地局属性情報の一例を示す図である。図２９に示した基地局属性情報では、実施の形態１では、基地局属性情報として直接コアネットワークに接続可能なのか他の無線基地局を経由してコアネットワークに接続するのかの別を格納したが、本実施の形態では、基地局属性管理部２４は、無線基地局ごとのコアネットワークまでのホップ数を基地局属性情報として記録する。基地局属性管理部２４は、無線基地局ごとのコアネットワークまでのホップ数は、たとえば、無線基地局からの報知情報等により取得する。

図２９のような基地局属性情報の場合、ＲＮ２−１は、ＤｅＮＢ１−１を経由すると１ホップでコアネットワークへ接続する（すなわち、ＤｅＮＢ１−１は直接コアネットワークへ接続可能な無線基地局である）。また、ＲＮ２−１は、ＲＮ２−２を経由すると３ホップで、ＲＮ２−４を経由すると２ホップで、それぞれコアネットワークに到達できる。

ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、無線品質情報のうち所定のしきい値（たとえば５０以上）を満たす無線基地局を選択し、選択した無線基地局からＴＡ情報に含まれない無線基地局を除外して転送先候補リストを作成する。図３０は、本実施の形態の転送先候補リストの一例を示す図である。各情報が図２７〜図２９で示した情報であり、所定のしきい値を５０とすると、転送先候補リストには、図３０に示すようにＤｅＮＢ１−１、ＲＮ２−２およびＲＮ２−４の３つの無線基地局が含まれることになる。実施の形態１と異なり、本実施の形態では、直接コアネットワークへ接続可能な無線基地局であることを転送先候補リスト作成の条件としていないため、ＲＮ２−２、ＲＮ２−４も転送先候補リストに含まれている。ＲＮ２−１の候補基地局管理部２６は、転送先候補リストに含まれる無線基地局との間に制御情報転送用のパスをそれぞれ構築する。

つぎに、ＲＮ２−１の通信エリア内に位置するＵＥ３がＲＮ２−１に対して通信を開始する場合の動作を説明する。ＲＮ２−１の呼制御部２７は、実施の形態１と同様に、転送先リストに含まれる無線基地局ごとに、その無線基地局と、自装置を経由して通信中のユーザ数をユーザ情報として管理する。図３１は、本実施の形態のユーザ情報の一例を示す図である。

また、ＲＮ２−１の受信レベル取得部２２は、実施の形態１と同様に、転送先リストに含まれる無線基地局ごとに無線品質情報を候補無線品質情報として保持する。図３２は、本実施の形態の候補無線品質情報の一例を示す図である。

また、ＲＮ２−１の周辺情報管理部２５は、実施の形態１と同様に、転送先候補リストに含まれる無線基地局ごとに、発動されている通信規制を通信規制情報として管理する。図３３は、本実施の形態の通信規制情報の一例を示す図である。

ＲＮ２−１の通信エリア内に位置するＵＥ３がＲＮ２−１に対して通信を開始する場合の本実施の形態の動作は、図１１で説明した実施の形態１の動作と、ステップＳ２１、ステップＳ２２およびステップＳ２４〜ステップＳ２６については同様である。

本実施の形態では、ステップＳ２２で接続要求受け入れ可を判断した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）の、ステップＳ２３に相当する処理、すなわちＵＥ３を収容するＤｅＮＢの選択方法が実施の形態１と異なる。本実施の形態では、ステップＳ２２で接続要求受け入れ可を判断した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、呼制御部２７は、ＵＥ３を収容する最適な無線基地局を候補基地局管理部２６に問い合わせる。候補基地局管理部２６は、転送先候補リスト、ユーザ情報、候補無線品質情報、通信規制情報および基地局属性情報に基づいて、転送先候補リストに含まれる無線基地局ごとに評価値を算出し、評価値が最も高い無線基地局を、ＵＥ３を収容するのに最適な無線基地局として選択し、呼制御部２７へ通知する。この際、ユーザ情報については、ユーザ数が少ないほど評価値が高く、候補無線品質情報については無線品質が高いほど評価値が高く、通信規制情報については無効なほど評価値が高く、またコアネットワークまでのホップ数が少ないほど評価値を高く設定する。

たとえば、各情報が、図２７〜図３３に示したような情報であったとすると、転送先候補リストにはＤｅＮＢ１−１、ＲＮ２−２およびＲＮ２−４が記録されている。図３２に示した候補無線品質情報に基づくと、ＲＮ２−４の無線品質情報が最も良好である。また図３１のユーザ情報に基づくと、ＤｅＮＢ１−１およびＲＮ２−２については、ＲＮ２−１を経由してＵＥを５台ずつ収容しており、ＲＮ２−４はＲＮ２−１を経由してＵＥを収容していない。また、図３３の通信規制情報に基づくと、ＤｅＮＢ１−１、ＲＮ２−２およびＲＮ２−４ともに通信規制がない。また、図２９の基地局属性情報に基づくと、ＤｅＮＢ１−１がホップ数“１”、ＲＮ２−２がホップ数“３”（ＲＮ２−２、ＲＮ２−３、ＤｅＮＢ１−２を経由）、ＲＮ２−４がホップ数“２”（ＲＮ２−４、ＤｅＮＢ１−３を経由）である。

以上の結果から、候補無線品質情報とユーザ情報の２項目についてＲＮ２−４の評価値が最も高い。基地局属性情報についてはＤｅＮＢ１−１の方が、評価値が高いが、ＤｅＮＢ１−１の方が、評価値が高いのは１項目である。したがって、候補基地局管理部２６は、２項目で評価値が高いＲＮ２−４を選択する。なお、実施の形態４で述べたように各項目に重みをつけて評価値を求めるようにしてもよい。

呼制御部２７が、候補基地局管理部２６からＵＥ３を収容するのに最適な無線基地局を取得した以降の処理については、実施の形態１と同様であり、その無線基地局に対してすでに構築済みの制御情報用の転送パスを用いてＵＥ３用のリソースを確保して、接続応答メッセージをＵＥ３に送信する。

以上の手順により生成された転送先候補リストは、ＲＮ２−１にとって、受信レベルが高く、同時に複数のＴＡに所属することがなく、また直接または他の無線中継基地局を経由（マルチホップ）してコアネットワークへ接続可能、という３つの条件を満たす無線基地局が含まれる。

なお、本実施の形態では、実施の形態１の動作について、基地局情報を本実施の形態の基地局属性情報に変更し、ＵＥ３を収容するのに最適な無線基地局を選択するようにしたが、これに限らず、実施の形態２〜実施の形態７で、基地局情報を本実施の形態の基地局属性情報に変更して、本実施の形態と同様のホップ数を考慮してＵＥ３を収容するのに最適な無線基地局を選択するようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、基地局属性情報として、無線基地局ごとのコアネットワークまでのホップ数を保持し、ＵＥ３を収容するのに最適な無線基地局を選択する際に、ホップ数を考慮して選択するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、実施の形態１では除外していた他のＲＮ経由の通信経路も選択できるようになり、実施の形態１に比べ状況に応じてさらに適切な無線基地局を転送先として選択できる。

以上のように、本発明にかかる無線中継基地局および無線中継方法は、周辺の他の無線基地局と移動局との通信を中継する無線中継基地局に有用であり、特に、複数の無線基地局と接続可能な無線中継基地局に適している。

１−１〜１−５ ＤｅＮＢ
２−１〜２−４ ＲＮ
３ ＵＥ
４−１〜４−３ セクタ
２１ 送受信部
２２ 受信レベル取得部
２３ 位置登録情報管理部
２４ 基地局属性管理部
２５ 周辺情報管理部
２６ 候補基地局管理部
２７ 呼制御部
３１，３２ 報知情報

Claims (20)

1. 直接または他の局を経由してコアネットワークに接続する無線基地局と、移動局と、の間の通信を中継する無線中継基地局であって、
   前記無線基地局経由で、前記コアネットワークから自装置と同一のＴＡに属する無線基地局を示す情報であるＴＡ情報を取得し、前記ＴＡ情報を保持するＴＡ情報取得手段と、
   前記無線基地局から受信した信号に基づいて、前記無線基地局の無線品質を測定し、前記無線基地局ごとの前記無線品質を無線品質情報として保持する無線品質取得手段と、
   前記ＴＡ情報に含まれる無線基地局のうちから、前記無線品質情報に基づいて、前記通信の中継先の候補となる候補基地局を選択する候補基地局管理手段と、
   前記候補基地局との間に制御情報の転送用経路を構築し、前記移動局から接続要求を受信した場合に、前記転送用経路を用いて前記接続要求に対応する中継を開始する呼制御手段と、
   を備えることを特徴とする無線中継基地局。
2. 前記無線基地局ごとに、その無線基地局から前記コアネットワークまでの経路上の他の局の数を示す属性情報を取得し、前記無線基地局ごとに前記属性情報を基地局属性情報として保持する基地局属性管理手段、
   をさらに備え、
   前記候補基地局管理手段は、さらに前記基地局属性情報に基づいて、前記候補基地局を選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線中継基地局。
3. 前記属性情報を、前記無線基地局から前記コアネットワークまでの経路上に他の局が無いか否かを識別する情報とする、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線中継基地局。
4. 前記属性情報を、前記無線基地局から前記コアネットワークまでの経路上の他の局の数、とする、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線中継基地局。
5. 前記呼制御手段は、前記移動局から接続要求を受信するごとに、その接続要求に対応する通信に用いる最適な無線基地局である最適無線基地局の選択を前記候補基地局管理手段へ指示し、
   前記候補基地局管理手段は、前記候補基地局が複数存在する場合に、前記呼制御手段からの指示を受けると、前記無線品質情報に基づいて、前記候補基地局として選択された無線基地局ごとの評価値を算出し、前記評価値に基づいて前記候補基地局のうちから前記最適無線基地局を選択し、選択した前記最適無線基地局を呼制御手段へ通知し、
   前記呼制御手段は、前記候補基地局管理手段から通知された前記最適無線基地局に対して構築された前記転送用経路を用いて、受信した接続要求に対応する通信を行う、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線中継基地局。
6. 前記呼制御手段は、前記候補基地局ごとの、その候補基地局を用いて自装置を経由して通信を行っている前記移動局の数を、ユーザ情報として保持し、
   前記候補基地局管理手段は、さらに前記ユーザ情報に基づいて前記評価値を算出する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線中継基地局。
7. 前記呼制御手段は、前記候補基地局から、その候補基地局の通信規制に関する情報を取得し、前記候補基地局ごとの通信規制に関する情報を、通信規制情報として保持し、
   前記候補基地局管理手段は、さらに前記通信規制情報に基づいて前記評価値を算出する、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の無線中継基地局。
8. 前記無線基地局からその無線基地局の負荷状態を取得し、前記無線基地局ごとの前記負荷状態を負荷情報として保持する周辺情報手段、
   をさらに備え、
   前記候補基地局管理手段は、さらに前記負荷情報に基づいて前記評価値を算出する、
   ことを特徴とする請求項５、６または７に記載の無線中継基地局。
9. 前記無線基地局は、報知情報に自装置の負荷状態を格納して送信することとし、
   前記周辺情報手段は、前記無線基地局から送信された前記報知情報に基づいて、その無線基地局の負荷状態を取得する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の無線中継基地局。
10. 前記呼制御手段は、前記無線基地局へ、その無線基地局の負荷情報の通知を要求するリソース残量監視登録要求を送信し、
    前記無線基地局は、前記リソース残量監視登録要求の送信元のうち１つ以上に、自身の無線リソース残量が所定のしきい値未満になった場合にリソース低下通知を送信し、また、前記リソース低下通知を送信後、自身の無線リソース残量が所定のしきい値以上となった場合に、リソース復活通知を送信し、
    前記周辺情報手段は、前記無線基地局から送信された前記リソース低下通知および前記リソース復活通知に基づいてその無線基地局の負荷状態を取得する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の無線中継基地局。
11. 前記呼制御手段は、前記候補基地局が１つの場合は、前記リソース残量監視登録要求を送信しない、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線中継基地局。
12. 前記無線中継局の通信エリアが複数のセクタに分割されているとし、
    前記候補基地局管理手段は、また、さらに前記対応に基づいて前記評価値を算出する、
    ことを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１つに記載の無線中継基地局。
13. 前記候補基地局管理手段は、前記評価値を算出する際に用いる各情報の優先度を定めておき、前記優先度に基づいて各情報に重み付けをして前記評価値を求める、
    ことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか１つに記載の無線中継基地局。
14. 前記無線中継局の通信エリアが複数のセクタに分割されているとし、
    前記呼制御手段は、前記移動局から接続要求を受信するごとに、その接続要求に対応する通信に用いる最適な無線基地局である最適無線基地局の選択を前記候補基地局管理手段へ指示し、
    前記候補基地局管理手段は、前記転送先候補として選択された無線基地局と、その無線基地局に最も近い前記セクタと、の対応を保持し、前記呼制御手段からの指示を受けると、前記対応に基づいて、前記候補基地局として選択された無線基地局ごとの評価値を算出し、前記評価値に基づいて前記候補基地局のうちから前記最適無線基地局を選択し、選択した前記最適無線基地局を呼制御手段へ通知し、
    前記呼制御手段は、前記候補基地局管理手段から通知された前記最適無線基地局に対して構築された前記転送用経路を用いて、受信した接続要求に対応する通信を行う、
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線中継基地局。
15. 前記無線品質取得手段は、周期的に、前記無線品質を測定し、測定結果に基づいて前記無線品質情報を更新し、
    前記候補基地局管理手段は、更新された前記無線品質情報に基づいて、前記候補基地局を更新する、
    ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の無線中継基地局。
16. 前記ＴＡ情報取得手段は、周期的に、前記ＴＡ情報を取得することにより前記ＴＡ情報を更新し、
    前記候補基地局管理手段は、更新された前記ＴＡ情報に基づいて、前記候補基地局を更新する、
    ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の無線中継基地局。
17. 前記呼制御手段は、前記候補基地局にあらたな無線基地局が追加された場合には、追加された無線基地局との間に制御情報の転送用経路を構築し、また前記候補基地局から削除された無線基地局がある場合には、削除された無線基地局との間に制御情報の転送用経路を削除する、
    ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の無線中継基地局。
18. 前記候補基地局管理手段は、前記削除された無線基地局と、自装置を経由して通信中の前記移動局が存在する場合は、前記候補基地局のうちの前記削除された無線基地局以外の無線基地局のうち、その移動局に対応する最適無線基地局を再選択し、
    前記呼制御手段は、その移動局に対応する中継経路を、再選択された最適無線基地局を経由する経路へ切替える、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の無線中継基地局。
19. 直接または他の局を経由してコアネットワークに接続する無線基地局と、
    移動局と、
    前記無線基地局と、前記移動局と、の間の通信を中継する請求項１〜１８のいずれか１つに記載の無線中継基地局と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
20. 直接または他の局を経由してコアネットワークに接続する無線基地局と、移動局と、の間の通信を中継する無線中継基地局における無線中継方法であって、
    前記無線基地局経由で、前記コアネットワークから自装置と同一のＴＡに属する無線基地局を示す情報であるＴＡ情報を取得し、前記ＴＡ情報を保持するＴＡ情報取得ステップと、
    前記無線基地局から受信した信号に基づいて、前記無線基地局の無線品質を測定し、前記無線基地局ごとの前記無線品質を無線品質情報として保持する無線品質取得ステップと、
    前記ＴＡ情報に含まれる無線基地局のうちから、前記無線品質情報に基づいて、前記通信の中継先の候補となる候補基地局を選択する候補基地局管理ステップと、
    前記候補基地局との間に制御情報の転送用経路を構築し、前記移動局から接続要求を受信した場合に、前記転送用経路を用いて前記接続要求に対応する通信を行う呼制御ステップと、
    を含むことを特徴とする無線中継方法。

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