JP2022096445A - 通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線リンク障害発生から通信の再開を迅速に行うための技術を提供する。【解決手段】ユーザ機器と基地局との間のリンクを中継するノードとして機能する通信装置は、該ユーザ機器が該通信装置を介して第１の基地局とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されている状態で、該ユーザ機器が該通信装置を介して接続する基地局を、該第１の基地局から第２の基地局へ切り替えるか否かを決定し、該ユーザ機器が接続する基地局を該第２の基地局へ切り替えることが決定された場合に、該ユーザ機器に対して、該第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを送信する。【選択図】 図４

Description

本発明は、無線通信技術に関する。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、バックホール（Backhaul）用の通信技術としてＩＡＢ（Integrated Access and Backhaul）の規格化が進んでいる。ＩＡＢ技術は、基地局とユーザ機器（ＵＥ（User Equipment）との間のアクセス通信に用いられる２８ＧＨｚ帯等のミリ波無線通信を、バックホール通信として同時に利用する技術である（特許文献１）。ＩＡＢ技術を用いたバックホール通信においては、ＩＡＢノードと呼ばれる中継機器が、基地局であるＩＡＢドナーからの通信をミリ波通信により中継する。ＩＡＢ技術を用いることで、従来の光ファイバーなどによる有線通信と比較して、低コストでエリアのカバレッジを広げることができる。

ＩＡＢ技術を用いた場合、バックホール通信において無線リンク障害（ＢＨ ＲＬＦ（Backhaul Radio Link Failure））が発生し、ＩＡＢノード間の接続が切れることで通信が中断する場合がある。ＢＨ ＲＬＦが発生した場合、ＩＡＢノードは、接続可能な他のＩＡＢノードへ接続を切り替え、バックホール通信を再確立することで通信を復旧することができる。また、ＢＨ ＲＬＦの発生以外の場合でも、ＩＡＢノード間の通信品質の劣化などの影響によって、既に確立しているルートの変更が必要となるケースが発生しうる。特許文献２には、スペクトラムのより効率的な利用を可能にする、ユーザ機器による一方の基地局から他方の基地局へのハンドオーバー手順について開示されている。

特表２０１９－５３４６２５号公報 特表２０１７－５２６２８１号公報

ＩＡＢノードは、接続するＩＡＢノードを切り替える際に、切り替え前に接続を確立していたＩＡＢドナー（旧ＩＡＢドナー）とは異なるＩＡＢドナー（新ＩＡＢドナー）と接続を確立中のＩＡＢノードへ接続する場合がある。その場合、ＩＡＢノードは、旧ＩＡＢドナーと接続していた動作中のＤＵ（Distributed Unit）を停止し、新ＩＡＢドナーとの接続用に新たにＤＵを起動する。新たに起動したＤＵは新ＩＡＢドナーとの接続を確立し、通信を復旧する。

一方で、当該ＩＡＢノードに接続していたＵＥにおいては、ＩＡＢノードのＤＵが停止されたことによるＩＡＢノードとの接続停止を検出後、ＲＬＦ検出タイマを開始する。ＵＥは、ＲＬＦ検出タイマ満了後にＲＲＣ（Radio Resource Control）状態をＲＲＣ＿ＩＤＬＥに遷移し、ＩＡＢノードへの再接続処理を開始してＩＡＢノードとの接続を再確立する。

ここで、ＩＡＢノードにおいて新ＩＡＢドナーとの接続が確立する前に、ＵＥにおいてＲＬＦ検出タイマが満了した場合を考える。この場合、ＵＥは基地局のサーチを開始するが、ＩＡＢノード側は新ＩＡＢドナーとの通信が可能な状態になっておらず基地局機能を再開していないために、ＵＥはＩＡＢノードを発見することができない。このため、ＵＥは、ＩＡＢノードではない、発見できた基地局に接続を試みたり、接続可能な基地局に接続してしまったりする。このような場合、ＩＡＢノードが新ＩＡＢドナーと接続を確立し基地局機能を再開しても、ＵＥがＩＡＢノードへ再接続するまでに時間がかかり得るという課題があった。すなわち、ＩＡＢノードが接続するＩＡＢドナーの切り替えを完了した場合にＵＥが速やかにデータ通信を再開できず、ユーザの使い勝手が低下するという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、無線リンク障害発生から通信の再開を迅速に行うための技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の通信装置は以下の構成を有する。すなわち、ユーザ機器と基地局との間のリンクを中継するノードとして機能する通信装置であって、前記ユーザ機器が前記通信装置を介して第１の基地局とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されている状態で、前記ユーザ機器が前記通信装置を介して接続する基地局を、前記第１の基地局から第２の基地局へ切り替えるか否かを決定する決定手段と、前記決定手段により前記ユーザ機器が接続する基地局を前記第２の基地局へ切り替えることが決定された場合に、前記ユーザ機器に対して、前記第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを送信する要求手段と、を有する。

本発明によれば、無線リンク障害発生から通信の再開を迅速に行うための技術が提供される。

通信装置のハードウェア構成例を表すブロック図である。 通信装置の機能構成例を表すブロック図である。 通信システムの構成例を示す。 第一の実施形態によるＩＡＢノードにより実行される処理を示すフローチャートである。 ハンドオーバー要求を受信したＵＥにより実行される処理を示すフローチャートである。 ＲＲＣ接続解放要求を受信したＵＥにより実行される処理を示すフローチャートである。 第一実施形態における通信シーケンスである。 第二の実施形態によるＩＡＢノードにより実行される処理を示すフローチャートである。 第二実施形態における通信シーケンスである。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

［第一の実施形態］
（通信システムの構成）
図３に、本実施形態における通信システムの構成例を示す。ノード３０１、３０２、３０３、３０４、３０５はＩＡＢ（Integrated Access and Backhaul）ノードとして動作する無線基地局、ノード３１１、３１２はＩＡＢドナーとして動作する無線基地局である。ＩＡＢノードは、５Ｇ（5th Generation）移動通信システムにおけるＵＥへのＮＲ（New Radio）アクセスリンクと、親ノードまたは子ノードへのＮＲバックホールリンクをサポートすることが可能である。

ＵＥ（User Equipment（ユーザ機器））３０７は、ＩＡＢノード３０５によりカバー（管理）されるセルエリア３０６内に位置し、ＩＡＢノード３０５と接続することが可能である。本実施形態において、バックホールネットワークの経路（アダプテーション層ルート）はＩＡＢドナーが管理する。例えば図３においては、ＩＡＢドナー３１１は、ＵＥ３０７までのＩＡＢノード３０１、３０３、３０５から構成されるルートＡ ３０８を管理する。また、ＩＡＢドナー３１２は、ＵＥ３０７までのＩＡＢノード３０２、３０４、３０５から構成されるルートＢ ３０９を管理する。

また、ルート上の各ノードにおいてルーティング情報を含むルーティングテーブルが設定されており、当該ルーティングテーブルはＩＡＢドナーにより設定される。なお、ルーティング情報には、宛先アドレス、パケットが転送されるネクストホップノード、ＢＨ（Backhaul）リンク、またはＢＨ ＲＬＣ（Radio Link Control）チャネル、コストの測定基準が含まれうる。図３では、各ルートにおいて１つのＩＡＢノードはＩＡＢドナーに接続され、ＩＡＢドナーはＣＮ（Core Network）３１０に接続される。

図３において、ＩＡＢドナー３１１配下のＩＡＢノード３０５とＩＡＢノード３０３間においてＢＨ ＲＬＦ（Backhaul Radio Link Failure）が発生した場合、ＩＡＢノード３０５は、接続するＩＡＢノード（親ノード）の移行が必要となる。ＩＡＢノード３０５は、近隣セルのＩＡＢノード３０４を検知して新規バックホールリンクを設定し、新規のルートＢ ３０９（ＩＡＢドナー３１２～ＩＡＢノード３０２～ＩＡＢノード３０４～ＩＡＢノード３０５）を確立する。このとき、ＩＡＢノード３０５とルート確立するＩＡＢドナーは、ＩＡＢドナー３１１からＩＡＢドナー３１２に切り替わる。そのため、ＩＡＢノード３０５とＩＡＢノード３０５に接続しているＵＥ３０７を含む全ＵＥ、さらに、ＩＡＢノード３０５の下流にＩＡＢノードが接続されている場合は該下流ＩＡＢノードとそのノードに接続する全ＵＥは、ハンドオーバー処理が必要となる。

ハンドオーバーするためには、ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢドナー（ＩＡＢドナー３１１）と接続していた動作中のＤＵ（Distributed Unit）を停止し、新ＩＡＢドナー（ＩＡＢドナー３１２）との接続用に新たにＤＵを起動する。ＩＡＢノード３０５と各ＩＡＢドナーとの制御は以下の通りである。ＩＡＢドナー３１１とＩＡＢノード３０５は、他のＩＡＢノードを中継して、Ｆ１－ＣアソシエーションとＦ１－Ｕトンネルで接続しているが、ＢＨ ＲＬＦにより新規ルート確立した場合、ＩＡＢドナー３１２とＩＡＢノード３０５は、新規Ｆ１－ＣアソシエーションとＦ１－Ｕトンネルで接続することになる。この処理により、ＩＡＢノード３０５のＤＵの接続先がＩＡＢドナー３１１からＩＡＢドナー３１２に更新される。ＩＡＢドナー３１２は、新規ルートの確立によりルーティング情報を更新するため、各ＩＡＢノードのＩＰアドレスが更新される。

（通信装置の構成）
図１は、本実施形態における通信装置（ＵＥ（ユーザ機器）、ＩＡＢノード）のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。図１において、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶される制御プログラムを実行することにより通信装置全体を制御する。記憶部１０２は、制御部１０１が実行する制御プログラムと、セル情報（基地局情報）や接続端末情報、ＩＡＢのルーティング情報等の各種情報を記憶する。後述する各種動作は、記憶部１０２に記憶された制御プログラムを制御部１０１が実行することにより行われうる。無線通信部１０３は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規格に準拠するＬＴＥ（Long Term Evolution）、５Ｇ等のセルラー網通信を行うための制御を行う。なお、無線通信部１０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に準拠する通信を行うための制御を行うように構成されてもよい。アンテナ制御部１０４は、無線通信部１０３による無線通信のためのアンテナ１０５を制御する。アンテナ１０５は、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）通信等を実現するために複数本備えてもよい。

図２は、本実施形態における通信装置（ＵＥ（ユーザ機器）、ＩＡＢノード）の機能構成の一例を表すブロック図である。図２（ａ）はＩＡＢノードの機能構成例を示す。図２（ａ）において、送受信部２０１は、通信相手装置との間で、無線通信部１０３、アンテナ制御部１０４、アンテナ１０５（図１）を介してメッセージ（フレーム／パケット）を送受信する。また、送受信部２０１は、メッセージの生成処理（送信時）や解析処理（受信時）を行ってもよい。接続制御部２０２は、通信相手装置との接続制御を行う。接続制御部２０２は、例えば、送受信部２０１を介して、通信相手装置との間で接続の確立・解放の要求を行うことができる。ＲＬＦ検出部２０３は、通信相手装置との間で発生する物理層の無線障害を検出（検知）する。切替決定部２０４は、通信ルートの変更に起因する、接続するＩＡＢドナーの切り替えを決定する。測定部２０５は、通信相手装置からの受信信号の強度および／または品質（ＲＳＳＩ（受信信号強度（Received Signal Strength Indicator/Indication）、ＲＳＲＱ（参照信号受信品質（Reference Signal Received Quality）、ＲＳＲＰ（参照信号受信電力（Reference Signal Received Power）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）等）を測定（導出）し、測定レポートを作成する。

図２（ｂ）はＵＥの機能構成例を示す。図２（ｂ）において、送受信部２１１は、通信相手装置との間で、無線通信部１０３、アンテナ制御部１０４、アンテナ１０５（図１）を介してメッセージ（フレーム／パケット）を送受信する。また、送受信部２１１は、メッセージの生成処理（送信時）や解析処理（受信時）を行ってもよい。接続制御部２１２は、通信相手装置との接続制御を行う。接続制御部２１２は、例えば、送受信部２１１を介して、通信相手装置との間で接続の確立・解放の要求を行うことができる。状態制御部２１３は、ＵＥの状態遷移を含む、状態の制御を行う。

（ＩＡＢノードの処理)
続いて、ＩＡＢドナー切り替え有無に伴うＩＡＢノードの処理について説明する。図４は、本実施形態によるＩＡＢノードにより実行される処理を示すフローチャートである。ここでは、図３のような通信システムにおけるＩＡＢノード３０５により実行される処理として説明する。また、ＩＡＢノード３０５は、ＵＥ３０７とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されているものとする。

ＩＡＢノード３０５のＲＬＦ検出部２０３が、ＩＡＢノード３０３との間でＢＨ ＲＬＦを検出した場合、接続制御部２０２は、接続するＩＡＢノード（親ノード）を変更する。ここでは、ＩＡＢノード３０５の接続制御部２０２は、新たな親ノード（移行先ＩＡＢノード）であるＩＡＢノード３０４との間で同期確立、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）処理を実施して、接続する。その後、ＩＡＢノード３０５の送受信部２０１は、ＩＡＢノード３０４からセル情報を取得する（Ｓ４０１）。例えば、ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢノード３０４から送信される報知信号に含まれる物理セル識別子(ＰＣＩ（Physical Cell Indicator）を取得する（なお、以下の説明においてＰＣＩをセル識別子と称し得る）。そして、ＩＡＢノード３０５の切替決定部２０４は、ＩＡＢノード３０３から既に取得していたセル情報としてのＰＣＩと比較する。当該比較により、ＩＡＢノード３０５の切替決定部２０４は、親ノードの変更前後で、親ノードが接続するＩＡＢドナーが切り替わるか（ルート／セルが異なるか）を判定する。すなわち、移行先ＩＡＢノードは移行前と異なるＩＡＢドナー配下であるかを判定する。

例えばＰＣＩが一致し、移行先ＩＡＢノードは移行前と同じＩＡＢドナー配下であると決定された場合（Ｓ４０２でＮｏ）、接続制御部２０２は、ＩＡＢドナーの切り替えはないと判断し、処理を終了する。一方、例えばＰＣＩが一致せず、移行先ＩＡＢノードは移行前と異なるＩＡＢドナー配下と決定された場合（Ｓ４０２でＹｅｓ）、処理はＳ４０３へ進む。

Ｓ４０３では、ＩＡＢノード３０５の送受信部２０１は、移行先ＩＡＢノードであるＩＡＢノード３０４から新ＩＡＢドナーであるＩＡＢドナー３１２までの段数（中継数）の情報を、ＩＡＢノード３０４から取得する。すなわち、ＩＡＢノード３０５の送受信部２０１は、ＩＡＢノード３０５から接続するＩＡＢドナー（新ＩＡＢドナー）の間で中継するノードの段数の情報を取得する。なお、当該段数の情報は、ＩＡＢノード３０４から提供されてもよいし、ＩＡＢノード３０４等のノードから提供された情報に基づいてＩＡＢノード３０５が導出してもよい。そして、ＩＡＢノード３０５の接続制御部２０２は、当該段数が規定値以上かどうか判断する（Ｓ４０３）。

段数が規定値以上の場合（Ｓ４０３でＹｅｓ）、接続制御部２０２は、送受信部２０１を介して、ＵＥ３０７に対して、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージを送信する（Ｓ４０４）。なお、当該ハンドオーバー要求メッセージは、ＩＡＢノード３０５の制御下でＩＡＢノード３０５に接続される１以上のノード／ＵＥが存在する場合、当該１以上のノード／ＵＥに対して送信され得る。例えば、当該ハンドオーバー要求メッセージは、ＩＡＢノード３０５に接続しているＵＥ３０７を含む全ＵＥ、および、ＩＡＢノード３０５の下流にＩＡＢノードが接続されている場合は該下流ＩＡＢノードとそのノードに接続する全ＵＥに対して送信され得る。また、当該ハンドオーバー要求メッセージは、３ＧＰＰ仕様で規格化されているＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（再構成）メッセージを使用して送信されてもよいし、独自に生成したハンドオーバー要求メッセージを使用してもよい。

一方、段数が規定値より小さい場合（Ｓ４０３でＮｏ）、接続制御部２０２は、送受信部２０１を介して、ＵＥ３０７に対して、ＲＲＣ接続の解放要求メッセージを送信する（Ｓ４０５）。なお、当該解放要求メッセージは、ＩＡＢノード３０５の制御下でＩＡＢノード３０５に接続される１以上のノード／ＵＥが存在する場合、当該１以上のノード／ＵＥに対して送信され得る。例えば、当該解放要求メッセージは、ＩＡＢノード３０５に接続しているＵＥ３０７を含む全ＵＥ、および、ＩＡＢノード３０５の下流にＩＡＢノードが接続されている場合は該下流ＩＡＢノードとそのノードに接続する全ＵＥに対して送信され得る。また、当該解放要求メッセージは、３ＧＰＰ仕様で規格化されているＲＲＣ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを使用して送信されてもよいし、独自に生成した解放要求メッセージを使用してもよい。また、当該解放要求メッセージには、優先接続する周波数のリストを付加してもよい。これにより、解放後のＵＥは、周波数リストで設定された周波数を優先して接続することができる。また、ＩＡＢノード３０５の接続制御部２０２は、ＵＥ３０７等にＲＲＣ接続の解放要求メッセージを送信した後後に新ＩＡＢドナー（図３の例ではＩＡＢドナー３１２）との接続を確立した場合に、送受信部２０１を介して新ＩＡＢドナーとの接続が確立されたことを、下位レイヤでＵＥ３０７に通知してもよい。

なお、Ｓ４０３の処理を省略し、Ｓ４０２でＹｅｓの場合に、Ｓ４０４またはＳ４０５に進むように構成されてもよい。また、Ｓ４０５の条件を、ハンドオーバー実施判定のための他の条件に代えてもよい。

セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージと、ＲＲＣ接続の解放要求メッセージを受信したＵＥ３０７の処理については、それぞれ図５と図６を用いて後述する。

（ＵＥの処理）
次に、ＩＡＢドナー切り替え時のＵＥの処理について説明する。ここでは、図３のような通信システムにおけるＵＥ３０７により実行される処理として説明する。また、ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５とＲＲＣ接続されているものとする。

なお、以下の説明において、ＩＡＢノード３０５において、旧ＩＡＢドナーとの接続用のＤＵを旧ＤＵと称し、新ＩＡＢドナーとの接続用ＤＵを新ＤＵと称する。また、ＵＥは、コンテキスト情報を再利用して、待ち受け状態であるＲＲＣ＿ＩＤＬＥ（アイドル）状態からＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ（接続）状態に遷移する（基地局とＲＲＣ接続する）ことが可能とする。

図５は、ＵＥ３０７が、ＩＡＢドナー切り替え時にハンドオーバー要求メッセージを受信した場合に実行される処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＩＡＢノード３０５により、図４のＳ４０４において送信されたハンドオーバー要求メッセージをＵＥ３０７が受信することによって、開始されうる。

ＵＥ３０７の送受信部２１１は、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージを受信すると、当該メッセージを受信したことを示すメッセージ（ハンドオーバー要求受領メッセージ）を、ＩＡＢノード３０５の旧ＤＵへ送信する（Ｓ５０１）。次に、ＵＥ３０７の接続制御部２１２は、アクセスしていたＩＡＢノード３０５の旧ＤＵとのＲＲＣ接続を解放する（Ｓ５０２）。送受信部２１１が受信したハンドオーバー要求メッセージには、セル識別子が含まれるため、ＵＥ３０７の接続制御部２１２は、速やかにＩＡＢノード３０５の新ＤＵを選択する（Ｓ５０３）。続いて、接続制御部２１２は、当該新ＤＵとの間で、同期確立し、ＲＡＣＨ処理を実施する（Ｓ５０４）。

図６は、ＵＥ３０７が、ＩＡＢドナー切り替え時にハンドオーバー要求メッセージを受信した場合に実行される処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＩＡＢノード３０５により、図４のＳ４０４において送信されたハンドオーバー要求メッセージをＵＥ３０７が受信することによって、開始されうる。

図６は、ＵＥ３０７が、ＩＡＢドナー切り替え時にＲＲＣ接続の解放要求メッセージを受信した場合に実行される処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＩＡＢノード３０５により、図４のＳ４０４において送信されたＲＲＣ接続の解放要求メッセージをＵＥ３０７が受信することによって、開始されうる。

ＵＥ３０７の送受信部２１１が、ＩＡＢノード３０５からＲＲＣ接続の開放要求メッセージを受信すると、接続制御部２１２は、アクセスしていたＩＡＢノード３０５の旧ＤＵとのＲＲＣ接続を解放する（Ｓ６０１）。ＲＲＣ接続を解放した後、ＵＥ３０７の状態制御部２１３は、ＵＥ３０７の状態を、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態からＩＤＬＥ待ち受け状態であるＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に遷移させる(Ｓ６０２)。ＵＥは待ち受け状態のため、例えば、基地局（本例ではＩＡＢノード）からの受信電力が一定の基準値を満たすまでは待ち受け状態を維持する。図８を用いて後述するが、ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態にある間、ＩＡＢノード３０５は、ＤＵセットアップ手順により、新ＩＡＢドナーであるＩＡＢドナー３１２とＦ１－Ｃ接続を開始する（図７のＦ７０５）。当該接続が確立されると、ＩＡＢノード３０５の新ＤＵは、ＩＡＢドナー３１２と接続完了となるため、ＵＥ３０７とアクセス可能な状態となる。

ＩＡＢノード３０５の新ＤＵがＩＡＢドナー３１２と接続完了後、ＵＥ３０７の接続制御部２１２は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態のため、無線部の問題発生なく、速やかにＩＡＢノード３０５の新ＤＵを検出（発見）し、選択する（Ｓ６０３）。この後、ＵＥ３０７の接続制御部２１２は、ＩＡＢノード３０５の新ＤＵとの間で、同期確立し、ＲＡＣＨ処理を実施する（Ｓ６０４）。なお、ＵＥ３０７の送受信部２１１が、ＩＡＢノード３０５から、新ＩＡＢドナー（図３の例ではＩＡＢドナー３１２）との接続を確立した通知を受信した場合に、ＵＥ３０７は、Ｓ５０３、Ｓ５０４の処理を行うようにしてもよい。

（通信システムにおける通信シーケンス）
図７は、本実施形態における通信シーケンス図である。ＵＥ３０７はルートＡにおいてＲＲＣ接続されているものとする。ＵＥ３０７は、ルートＡを介して、ＩＡＢドナー３１１とデータ通信をする（Ｄ７０１、Ｄ７０２）。ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢノード３０３との間で物理層の無線障害を検知すると、タイマを起動する。タイマの起動後、タイマ時間（所定時間）内に障害復旧しない場合は、ＩＡＢノード３０５は、ＢＨ ＲＬＦを検出し、宣言する（Ｆ７０１）。

ＩＡＢノード３０５はバックホールの無線障害により接続先の親ノードを失うが、同期確立、ＲＡＣＨ処理を実施して、新たな親ノードとしてのＩＡＢノード３０４に接続する（Ｆ７０２）。当該同期確立、ＲＡＣＨ処理は、通常のＵＥがセルサーチで接続先セルを探し出して接続を行う手順と同様である。

ＩＡＢノード３０５は新ＩＡＢドナーであるＩＡＢドナー３１２との間で、ＲＲＣ接続の再確立（ＲＲＣ－Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ―Ｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）を開始する（Ｆ７０３）。これにより、ＩＡＢドナー３１２は、ＩＡＢノード３０２、ＩＡＢノード３０４を介してＩＡＢノード３０５との新しいルートＢを確立する（Ｆ７０４）。続いてＩＡＢノード３０５は、ＤＵセットアップ手順により、ＩＡＢドナー３１２とＦ１－Ｃ接続を開始する（Ｆ７０５）。この結果、ＩＡＢノード３０５の新ＤＵは、ＩＡＢドナー３１２と接続完了となるため、ＵＥ３０７とアクセス可能な状態となる。また、ここまでの処理において、ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢノード３０４からＩＡＢドナー３１２までの段数の情報を取得し、当該段数は規定値以上であるものとする（図４のＳ４０３でＹｅｓ）。

ＩＡＢノード３０５は、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージを、ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを使用してＵＥ３０７に送信する（Ｆ７０６）。セル識別子は、ＣｅｌｌＧｒｏｕｐＣｏｎｆｉｇ要素に含まれ得る。ＵＥ３０７は、ハンドオーバー要求受領メッセージを、ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（再構成完了）メッセージを使用してＩＡＢノード３０５に送信する（Ｆ７０７）。ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５の旧ＤＵとのアクセス（ＲＲＣ接続）解放処理を実行する（Ｆ７０８）。

続いて、ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢドナー３１１との接続による旧ＤＵ処理を停止し（Ｆ７０９）、ＩＡＢドナー３１２との接続による新ＤＵ処理を開始する（Ｆ７１０）。このとき、ＩＡＢノード３０５は、新ＤＵ処理を開始したことをＵＥ３０７に通知してもよい。ＵＥ３０７は、ハンドオーバー要求メッセージに含まれるセル識別子の情報により、ＩＡＢノード３０５の新ＤＵを検出（発見）し、選択する（Ｆ７１１）。この後、ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５との間で同期確立し、ＲＡＣＨ処理を実施する（Ｆ７１２）。その後、ＵＥ３０７は、ＩＡＢドナー３１２との間でＲＲＣ接続の再確立処理を実行する（Ｆ７１３）。ＲＲＣ接続再確立の処理が完了すれば、ＵＥ３０７は、ＩＡＢドナー３１２とのデータ通信を再開できる（Ｄ７０３、Ｄ７０４）。

その後、ＩＡＢドナー３１１は、ＩＡＢノード３０５とＩＡＢドナー３１１との間の無線バックホール上で、ＩＡＢノード３０３、ＩＡＢノード３０１を介して古いアダプテーション層ルートのルートＡを解放する。さらに、ＩＡＢドナー３１１は、無線バックホール上の旧ルート上のフロントホール間のフォワーディングエントリを解放する（Ｆ７１４）。

このように本実施形態によれば、ＩＡＢノード３０５はＢＨ ＲＬＦを検出すると、新たなルートにおける接続（新ＩＡＢドナーとの接続）を確立し、次いで、ＵＥ３０７に対して、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージを送信し、ＤＵ処理を停止する。一方、ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５のＤＵとのアクセス解放処理を行い、その後、受信したハンドオーバー要求メッセージに含まれていたセル識別子に基づいて、速やかにＩＡＢノード３０５との接続を開始することができる。結果として、従来方式と比較して、ＢＨ ＲＬＦ発生後に、ＵＥ３０７はより早くＩＡＢノードと接続し、データ通信を再開することが可能となる。

［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態について説明する。本実施形態における通信システムの構成、各通信装置の構成は、第一の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（ＩＡＢノードの処理）
ＩＡＢドナー切り替え有無に伴うＩＡＢノードの処理について説明する。図８は、本実施形態によるＩＡＢノードにより実行される処理を示すフローチャートである。ここでは、図３のような通信システムにおけるＩＡＢノード３０５により実行される処理として説明する。

ＩＡＢノード３０５の測定部２０５は、受信信号の強度および／または品質（ＲＳＳＩ等）を測定する。続いて、ＩＡＢノード３０５の送受信部２０１は、当該測定の情報（測定情報）を含む測定レポートメッセージを、接続するＩＡＢノード（親ノード）であるＩＡＢノード３０３に送信する（Ｓ８０１）。送信された測定レポートは、ＩＡＢドナー３１１によって、ＩＡＢドナー３１１からＩＡＢドナー３１２へのハンドオーバーを行うか否かの判定に用いられる。ＩＡＢドナー３１１は、当該測定レポートに基づいてハンドオーバーを行うと判定した場合、ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージ（ＲＲＣ再構成メッセージ）を、ＩＡＢノード３０３を介してＩＡＢノード３０５へ送信する。これらの処理については図９を用いて後述する。

ＩＡＢノード３０５の切替決定部２０４は、送受信部２０１を介してＩＡＢノード３０３からＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを受信することにより、ＩＡＢドナーの切り替えを認識した場合（Ｓ８０２でＹｅｓ）、ＩＡＢドナーの切り替えを決定し、処理はＳ８０３へ進む。Ｓ８０３では、ＩＡＢノード３０５は、新ＩＡＢドナーとの接続完了後に、ＵＥ３０７に対して、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージを送信する。なお、当該ハンドオーバー要求メッセージは、ＩＡＢノード３０５に接続しているＵＥ３０７を含む全ＵＥ、および、ＩＡＢノード３０５の下流にＩＡＢノードが接続されている場合は該下流ＩＡＢノードとそのノードに接続する全ＵＥに対して送信され得る。また、当該ハンドオーバー要求メッセージは、３ＧＰＰ仕様で規格化されているＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを使用して送信されてもよいし、独自に生成したハンドオーバー要求メッセージを使用してもよい。

一方、ＩＡＢノード３０５は、ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージを所定時間内に受信しなかったこと等により、ＩＡＢドナーの切り替えを認識しなかった場合（Ｓ８０２でＮｏ）、処理を終了する。

（ＵＥの処理）
ＩＡＢドナー切り替え時のＵＥの処理については、第一の実施形態で説明した図５に示す処理と同様のため、説明を省略する。

（通信システムにおける通信シーケンス）
図９は、本実施形態における通信シーケンス図である。ＵＥ３０７はルートＡにおいてＲＲＣ接続されているものとする。ＵＥ３０７は、ルートＡを介して、ＩＡＢドナー３１１とデータ通信をする（Ｄ９０１、Ｄ９０２）。ＩＡＢノード３０５は、ＲＳＳＩといった測定情報を含む測定レポートメッセージを、ＩＡＢノード３０３に送信する（Ｆ９０１）。測定レポートメッセージの送信は、所定のタイミングで、または定期的に行われてもよいし、ＩＡＢノード３０３からの要求に応じて行われてもよい。続いて、ＩＡＢノード３０３は、受信した測定レポートメッセージを、ＲＲＣ転送メッセージでＩＡＢドナー３１１に伝達する（Ｆ９０２）。

ＩＡＢドナー３１１は、ＩＡＢノード３０５から受信した測定レポートを基に、リンク障害の発生有無等を確認し、ＩＡＢノード３０３からＩＡＢノード３０４へのハンドオーバーを行うかを判定する。ハンドオーバーを行うことを決定した場合、ＩＡＢドナー３１１は、Ｘｎハンドオーバー要求メッセージをＩＡＢドナー３１２に送信し、ハンドオーバー準備を開始する。また、ハンドオーバーの準備は、すべてのアクセスＵＥとＩＡＢノードに対して行われる（Ｆ９０３）。ＩＡＢドナー３１２は、ターゲットのＩＡＢノード３０４にＵＥコンテキストセットアップ（設定）要求メッセージを送信し、ＭＴ（Mobile Termination（ＩＡＢノード上の一つの機能））コンテキストを作成し、１つ以上のベアラを設定する（Ｆ９０４）。ＩＡＢノード３０４は、ＵＥコンテキストセットアップ応答メッセージでＩＡＢドナー３１２に応答する（Ｆ９０５）。ＩＡＢドナー３１２は、ＩＡＢドナー３１１に対してＸｎハンドオーバー要求応答メッセージで応答する（Ｆ９０６）。

ＩＡＢドナー３１１は、ＵＥコンテキスト変更要求メッセージをＩＡＢノード３０３に送信する。このメッセージにはＩＡＢノード３０５のＭＴ用に生成されたＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎメッセージが含まれる（Ｆ９０７）。ＩＡＢノード３０３は、受信したＲＲＣ ＲｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎメッセージをＩＡＢノード３０５に転送する。

ＩＡＢノード３０５は、受信したＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎメッセージにより、別のＩＡＢドナーへの切り替えを認識（決定）する（Ｆ９０８）。また、ＩＡＢドナー３１１は、ＳＮステータス転送メッセージをＩＡＢドナー３１２に送信する（Ｆ９０９）。

ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢノード３０４を検出し、同期確立し、ＲＡＣＨ処理を実施する（Ｆ９１０）。続いて、ＩＡＢノード３０５は、ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎ ＣｏｍｐｌｅｔｅメッセージをＩＡＢノード３０４に送信する（Ｆ９１１）。ＩＡＢノード３０４のＤＵは、ＵＬ ＲＲＣ転送を介してＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎ ＣｏｍｐｌｅｔｅメッセージをＩＡＢドナー３１２に転送する（Ｆ９１２）。ＩＡＢドナー３１２は。ＣＮ３１０とＩＡＢノード３０５のためのパススイッチ手順を実行する（Ｆ９１３）。パススイッチ手順の完了後、ＩＡＢドナー３１２は、コンテキストリリース（解放）要求メッセージをＩＡＢドナー３１１に送信する（Ｆ９１４）。

ＩＡＢドナー３１２は、ターゲットＩＡＢノード３０４を介して移行するＩＡＢノード３０５との間の無線バックホール上に新しいアダプテーション層ルートを設定する。この結果、新規ルートＢが確立する（Ｆ９１５）。ＩＡＢノード３０５上のＤＵは、ＩＡＢドナー３１２への新しいＦ１＊－Ｃ接続を開始する（Ｆ９１６）。この結果、ＤＵのサービスが再開されるため、ＩＡＢノード３０５の新ＤＵは、ＵＥ３０７とアクセス可能な状態となる。また、ここまでの処理において、ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢノード３０４からＩＡＢドナー３１２までの段数の情報を取得し、当該段数は規定値以上であるものとする（図４のＳ４０３でＹｅｓ）。

ＩＡＢノード３０５は、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージとして、ＲＲＣ ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージをＵＥ３０７に送信する（Ｆ９１７）。セル識別子は、ＣｅｌｌＧｒｏｕｐＣｏｎｆｉｇ要素に含まれ得る。ＵＥ３０７は、ハンドオーバー要求受領メッセージとして、ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ＣｏｍｐｌｅｔｅメッセージをＩＡＢノード３０５に送信する（Ｆ９１８）。ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５の旧ＤＵとのアクセス（ＲＲＣ接続）解放処理を実行する（Ｆ９１９）。

続いて、ＩＡＢノード３０５は、ＩＡＢドナー３１１との接続による旧ＤＵ処理を停止し（Ｆ９２０）、ＩＡＢドナー３１２との接続による新ＤＵ処理を開始する（Ｆ９２１）。ＵＥ３０７は、ハンドオーバー要求メッセージに含まれるセル識別子の情報により、ＩＡＢノード３０５の新ＤＵを選択する（Ｆ９２２）。この後、ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５との間で同期確立し、ＲＡＣＨ処理を実施する（Ｆ９２３）。その後、ＵＥ３０７は、ＲＲＣ接続の再確立処理を実施する（Ｆ９２４）。ＩＡＢドナー３１２は、ＣＮ３１０を用いてＵＥ３０７のパススイッチを実行する（Ｆ９２５）。この後、ＵＥ３０７は、ＩＡＢドナー３１２とのデータ通信を再開できる（Ｄ９０３、Ｄ９０４）。Ｆ９２６の処理は、図７のＦ７１４と同様のため、説明を省略する。

このように本実施形態によれば、ＩＡＢノード３０５による測定情報に基づきＩＡＢドナーを切り替えることが決定されると、ＩＡＢノード３０５は、新たなＩＡＢドナーとの接続を確立すｒ。次いで、ＩＡＢノード３０５は、ＵＥ３０７に対して、セル識別子を含むハンドオーバー要求メッセージを送信し、ＤＵ処理を停止する。一方、ＵＥ３０７は、ＩＡＢノード３０５のＤＵとのアクセス解放処理を行い、その後、受信したハンドオーバー要求メッセージに含まれていたセル識別子に基づいて、速やかにＩＡＢノード３０５との接続を開始することができる。結果として、無線状態の変化に応じて、ＵＥ３０７はより早くＩＡＢノードと接続し、データ通信を再開することが可能となる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

３１０ ＣＮ（コアネットワーク）、３１１～１１２ ＩＡＢドナー、３０１～３０５ ＩＡＢノード、３０６ セルエリア、３０７ ＵＥ

Claims (13)

1. ユーザ機器と基地局との間のリンクを中継するノードとして機能する通信装置であって、
   前記ユーザ機器が前記通信装置を介して第１の基地局とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されている状態で、前記ユーザ機器が前記通信装置を介して接続する基地局を、前記第１の基地局から第２の基地局へ切り替えるか否かを決定する決定手段と、
   前記決定手段により前記ユーザ機器が接続する基地局を前記第２の基地局へ切り替えることが決定された場合に、前記ユーザ機器に対して、前記第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを送信する要求手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記第１の基地局と前記通信装置との間の第１のリンクにおけるノードとして機能する第１の他の通信装置と、前記通信装置との間で無線リンク障害（ＲＬＦ）を検出する検出手段と、
   前記検出手段により前記ＲＬＦが検出された場合に、前記第１のリンクと異なる第２のリンクにおけるノードとして機能する第２の他の通信装置との接続を確立する接続制御手段と、
   前記第２の他の通信装置との接続を確立した後に、前記第２の他の通信装置から、前記第２の他の通信装置が接続される基地局に対するセル識別子の情報を取得する取得手段とを更に有し、
   前記取得手段により取得された前記セル識別子の情報が、前記第２の基地局に対するセル識別子である場合、前記決定手段は、前記ユーザ機器と基地局との接続を第２の基地局へ切り替えることを決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通信装置と前記第１の基地局との間のリンクにおいて測定された受信信号の強度および／または品質を示す測定レポートを作成する測定手段と、
   前記測定レポートを前記第１の基地局へ送信する送信手段と、
   前記測定レポートを送信することに応答して、前記第１の基地局から再構成メッセージを受信する受信手段と、を更に有し、
   前記決定手段は、前記再構成メッセージにより、前記ユーザ機器と接続する基地局を前記第２の基地局へ切り替えることが認識された場合に、前記ユーザ機器と基地局との接続を第２の基地局へ切り替えることを決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 前記要求手段は、ＲＲＣ再構成メッセージを使用して、前記ハンドオーバーの要求メッセージを送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記ハンドオーバーの要求メッセージにおいて、前記第２の基地局に対するセル識別子は、ＣｅｌｌＧｒｏｕｐＣｏｎｆｉｇ要素に含まれることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記通信装置から前記第２の基地局の間で中継するノードの段数が規定値以上の場合に、前記要求手段は、前記ユーザ機器に対して、前記第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを送信することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記通信装置の制御下で前記通信装置に接続される複数の他の通信装置が存在する場合、前記要求手段は、当該複数の他の通信装置に対して、前記ハンドオーバーの要求メッセージを送信することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記段数が前記規定値より小さい場合に、前記要求手段は、前記ユーザ機器に対して、前記通信装置とのＲＲＣ接続の解放要求メッセージを送信することを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
9. 前記通信装置の制御下で前記通信装置に接続される複数の他の通信装置が存在する場合、前記要求手段は、当該複数の他の通信装置に対して、前記ＲＲＣ接続の解放要求メッセージを送信することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
10. 他の通信装置を介して基地局と接続する通信装置であって、
    第１の基地局と接続されている前記他の通信装置とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されているＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤの状態で、前記第１の基地局から第２の基地局へ接続を変更することを決定した前記他の通信装置から、前記第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを受信する受信手段と、
    前記受信手段により前記要求メッセージを受信した場合に、前記他の通信装置とのＲＲＣ接続を解放する解放手段と、
    前記他の通信装置とのＲＲＣ接続が解放されたことに応じて、前記通信装置の状態をＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤの状態から、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥの状態に遷移させる状態遷移手段と、
    前記ＲＲＣ＿ＩＤＬＥの状態で、前記セル識別子に基づいて前記他の通信装置を検出し接続を開始する接続制御手段と、
    を有することを特徴とする通信装置。
11. ユーザ機器と基地局との間のリンクを中継するノードとして機能する通信装置の制御方法であって、
    前記ユーザ機器が前記通信装置を介して第１の基地局とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されている状態で、前記ユーザ機器が前記通信装置を介して接続する基地局を、前記第１の基地局から第２の基地局へ切り替えるか否かを決定する決定工程と、
    前記決定工程において前記ユーザ機器が接続する基地局を前記第２の基地局へ切り替えることが決定された場合に、前記ユーザ機器に対して、前記第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを送信する要求工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
12. 他の通信装置を介して基地局と接続する通信装置の制御方法であって、
    第１の基地局と接続されている前記他の通信装置とＲＲＣ（Radio Resource Control）接続されているＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤの状態で、前記第１の基地局から第２の基地局へ接続を変更することを決定した前記他の通信装置から、前記第２の基地局に対するセル識別子の情報を含むハンドオーバーの要求メッセージを受信する受信工程と、
    前記受信工程において前記要求メッセージを受信した場合に、前記他の通信装置とのＲＲＣ接続を解放する解放工程と、
    前記他の通信装置とのＲＲＣ接続が解放されたことに応じて、前記通信装置の状態をＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤの状態から、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥの状態に遷移させる状態遷移工程と、
    前記ＲＲＣ＿ＩＤＬＥの状態で、前記セル識別子に基づいて前記他の通信装置を検出し接続を開始する接続制御工程と、
    を有することを特徴とする通信装置。
13. コンピュータを、請求項１から１０のいずれか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。
    
    

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