JP4985875B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

図１７は基地局間インタフェースを示す図である。無線ネットワーク５ａは、基地局ｅＮＢ０〜ｅＮＢ４を含む。LTEのX2インタフェースでは、基地局間は有線で接続されることになる。図の場合、基地局ｅＮＢ０は、有線伝送路Ｘ２−１〜Ｘ２−４を介して、基地局ｅＮＢ１〜ｅＮＢ４とそれぞれ接続している。

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

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

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

図１８は中継局が存在する基地局間インタフェースを示す図である。無線ネットワーク５ｂは、基地局ｅＮＢ０〜ｅＮＢ４、中継局ＲＮ及び移動局ＵＥを含む。
中継局ＲＮは、通常の基地局と同等の動作を行う。また、中継局ＲＮには、上位基地局が存在し（基地局ｅＮＢ０を上位基地局とする。なお、上位基地局はDonorとも呼ばれる）、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０とは、無線伝搬路Ｘ２−５で接続する。中継局ＲＮの配下には、移動局ＵＥが存在している。

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

図１９はハンドオーバのシーケンスを示す図である。中継局ＲＮが他基地局と通信を行う際の一例として、ハンドオーバのシーケンスを示している。なお、無線ネットワーク５ｂにおける、中継局ＲＮの配下の移動局ＵＥがハンドオーバを実行するものとし、ハンドオーバ先候補に基地局ｅＮＢ１、ｅＮＢ２があるとする。

〔Ｓ１０１〕移動局ＵＥは、ハンドオーバを実行する際、移動に伴い周辺の基地局から送信される電波の受信レベルを測定し、測定結果をMeasurement Reportと呼ばれるシグナリングに含ませて、中継局ＲＮへ送信する。

〔Ｓ１０２〕中継局ＲＮは、受信レベルの測定報告を受信すると、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局ｅＮＢ１、ｅＮＢ２があることを認識する。中継局ＲＮは、HO Request（ハンドオーバ要求シグナリング）を、最初に基地局ｅＮＢ１に対して送信するものとする。HO Requestは、上位基地局ｅＮＢ０を経由して、基地局ｅＮＢ１へ送信される。

〔Ｓ１０３〕基地局ｅＮＢ１は、HO Requestを受信すると、自局の輻輳状態等からハンドオーバ可能か否かを判断し、ハンドオーバ可能であればHO OK（ハンドオーバ許可シグナリング）を返信し、ハンドオーバ不可能であればHO Fail（ハンドオーバ禁止シグナリング）を返信する。ここでは、ハンドオーバ不可であるとし、HO Failを中継局ＲＮへ返信する。HO Failは、上位基地局ｅＮＢ０を経由して、中継局ＲＮへ送信される。

〔Ｓ１０４〕中継局ＲＮは、基地局ｅＮＢ１からのHO Failを受信すると、別候補の基地局ｅＮＢ２に対して、HO Requestを送信する。HO Requestは、上位基地局ｅＮＢ０を経由して、基地局ｅＮＢ２へ送信される。

〔Ｓ１０５〕基地局ｅＮＢ２は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバ可否を判断する。ハンドオーバが可能であるとすると、HO OKを中継局ＲＮへ返信する。HO OKは、上位基地局ｅＮＢ０を経由して、中継局ＲＮへ送信される。

〔Ｓ１０６〕中継局ＲＮは、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局ｅＮＢ２を決定し、その旨をHO command（ハンドオーバ命令）により、移動局ＵＥへ通知する。そして、移動局ＵＥでは、HO commandの内容から基地局ｅＮＢ２がハンドオーバ先基地局であると認識して、基地局ｅＮＢ２へ向けてハンドオーバを実行する。

ここで、中継局ＲＮが他基地局と通信を行う場合には、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０との間の無線伝搬路Ｘ２−５を介して無線通信が行われるが、他局からの干渉や他局へ与える干渉等を考慮すると、無線伝搬路Ｘ２−５上の無線シグナリング量は少なくすることが望ましい。すなわち、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０間における無線シグナリング量、または無線シグナリングのやりとりの回数は少ない方が望ましい。

しかし、上記で示したようなハンドオーバ・シーケンスのように、無線シグナリング量を何ら考慮せずにハンドオーバを実施すると、中継局ＲＮと上位基地局ｅＮＢ０間において、ハンドオーバ先の基地局が決定するまで、頻繁に無線シグナリングがやりとりされることになる。

すると、無線伝搬路Ｘ２−５の無線シグナリング量が増加して、他局からの干渉や他局へ与える干渉のレベルが上昇し、通信品質の劣化を招くといった問題があった。また、無線通信の場合は、無線回線の確立などの処理に要する遅延が大きいので、頻繁に無線通信を行うと処理遅延が増大するといった問題もある。

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

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

ここで、中継局は、第２の無線基地局との通信の代行を第１の無線基地局に依頼し、依頼された第１の無線基地局は、中継局の代わりに第２の無線基地局と通信を行い、通信結果を中継局に送信する。

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

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

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システム１は、中継局１０、上位基地局（第１の無線基地局）２０、基地局（第２の無線基地局）３１、３２及び移動局２を備える。上位基地局２０は、基地局３１、３２と有線で接続する。また、中継局１０は、上位基地局２０と無線で接続し、上位基地局２０を経由して、基地局３１、３２と通信を行う。

ここで、中継局１０は、基地局３１、３２との通信を行う場合、基地局３１、３２との通信の代行を上位基地局２０に依頼する。通信代行を依頼された上位基地局２０は、中継局１０の代わりに基地局３１、３２と通信を行い、通信結果を中継局１０に送信する。なお、基地局３１、３２と通信を行う場合、通信代行を上位基地局２０に依頼してもよいし、依頼せずに通常の通信を行うことも可能である。

次に無線通信システム１における中継局１０及び上位基地局２０の構成及び動作について詳しく説明する。図２は中継局の構成例を示す図である。なお、制御情報の処理に関する機能を示して、データ送受信などの機能の記載は省略する。

中継局１０は、通信制御部１１とプロキシ（Proxy）依頼部１２を備える。通信制御部１１は、移動局２から送信された制御情報を受信すると、上位基地局２０への代行依頼を行うものか否かを判断する。代行依頼を行う情報は、プロキシ依頼部１２へ送信し、その他の制御情報は所定の通信制御を行って、移動局２または上位基地局２０へ送信する。また、通信制御部１１は、プロキシ依頼部１２または上位基地局２０から送信された制御情報を受信すると、所定の通信制御を行い移動局２へ送信する。

プロキシ依頼部１２は、代行依頼の制御情報を受信すると、その情報の内容を含めた代行要求を生成して、上位基地局２０へ送信する。また、上位基地局２０から送信された、代行要求の応答情報である代行応答を受信すると通信制御部１１へ送信する。

図３は上位基地局２０の構成例を示す図である。なお、制御情報の処理に関する機能を示し、データ送受信などの機能の記載は省略する。上位基地局２０は、通信制御部２１とプロキシ制御部２２を備える。

中継局１０から送信された制御情報が代行要求の場合は、プロキシ制御部２２へ送信され、その他の制御情報については通信制御部２１へ送信される。通信制御部２１は、代行要求以外の制御情報に対して所定の通信制御を行って、移動局２または他基地局へ送信する。また、通信制御部２１は、他基地局（基地局３１、３２等が位置するネットワーク）から送信された制御情報を受信すると、所定の通信制御を行い中継局１０へ送信する。

プロキシ制御部２２は、中継局１０から送信された代行要求を受信すると、他基地局との間で代行処理を行い、他基地局から送信された結果を代行応答として中継局１０に送信する。

図４は通信シーケンスを示す図である。中継局１０が基地局３１、３２と通信を行う場合に、その通信処理の代行を上位基地局２０に依頼し、通信代行の処理結果を中継局１０に送信するまでのシーケンスを示している。

〔Ｓ１〕中継局１０は、基地局３１、３２と通信を行う場合、Proxy Request（代行要求シグナリング）を上位基地局２０へ送信し、基地局３１、３２との通信の代行を上位基地局２０に要求する。

〔Ｓ２〕上位基地局２０は、Proxy Requestを受信すると、Proxy Requestの内容から基地局３１、３２と通信を行うことを認識する。まず、基地局３１に対して、Request（リクエストシグナリング）を送信する。

〔Ｓ３〕基地局３１は、Requestを受信すると、所定の処理を行い、その結果をResponse（応答シグナリング）によって上位基地局２０へ通知する。
〔Ｓ４〕上位基地局２０は、基地局３２に対して、Requestを送信する。

〔Ｓ５〕基地局３２は、Requestを受信すると、所定の処理を行い、その結果をResponseによって上位基地局２０へ通知する。
〔Ｓ６〕上位基地局２０は、基地局３１、３２から送信されたResponseを受信すると、Responseの内容をProxy Response（代行応答シグナリング）に含めて、中継局１０へ送信する。

このように、中継局１０が基地局３１、３２と通信を行う場合には、中継局１０は、通信処理の代行を上位基地局２０に依頼し、上位基地局２０は、中継局１０の代わりに基地局３１、３２と通信を行って、通信処理の結果を中継局１０へ送信する構成とした。これにより、中継局１０と上位基地局２０間の無線通信量を削減することが可能になる。

次に無線通信システム１において、中継局１０が上位基地局２０に通信処理を依頼して代行させる場合について具体的な通信制御を挙げて以降説明する。最初に中継局１０の配下の移動局２がハンドオーバを実行する際に、中継局１０がハンドオーバ先基地局の選定を上位基地局２０に依頼する制御について説明する。

図５は中継局の構成例を示す図である。なお、上位基地局２０の構成は図３と同じである。中継局１０ａは、通信制御部１１−１とプロキシ依頼部１２を備える。また、通信制御部１１−１は、ハンドオーバ処理部１１ａを含む。

通信制御部１１−１は、移動局２から送信された、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを行うことを認識する。ハンドオーバ処理部１１ａは、プロキシ依頼部１２に対して、移動局２のＩＤ、移動局２の設定情報などとともに、Measurement Reportに含まれている受信レベル測定情報（移動局２が周辺の基地局から送信される電波の受信レベルを測定した情報）を渡す。プロキシ依頼部１２では、上位基地局２０に代行要求するためのProxy Requestを生成して上位基地局２０へ送信する。

一方、図３の上位基地局２０では、中継局１０ａからの制御情報が通常の情報かProxy Requestかを判断し、Proxy Requestの場合はプロキシ制御部２２へ送信され、その他の制御情報は通信制御部２１へ送信される。プロキシ制御部２２は、Proxy Requestを受信した場合は、ハンドオーバ先の選定を中継局１０ａに代行して行い、決定したハンドオーバ先の情報をProxy Responseとして中継局１０ａに送信する。

図６は通信シーケンスを示す図である。中継局１０ａの配下の移動局２がハンドオーバを実行する際に、中継局１０ａがハンドオーバ先基地局の選定を上位基地局２０に依頼するシーケンスを示している。

〔Ｓ１１〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、Measurement Reportを中継局１０ａへ送信する。
〔Ｓ１２〕中継局１０ａは、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識する。中継局１０ａは、Proxy Requestを生成して上位基地局２０に送信し、上位基地局２０対してハンドオーバ処理の代行依頼を行う。

なお、Proxy Requestには、移動局２の状態情報が含まれる。状態情報としては、移動局ＩＤ、伝送レートなど移動局２の状態に関する情報（コンテキスト）及び移動局２から送信されたMeasurement Reportに含まれている受信レベル測定情報などが該当する。

〔Ｓ１３〕上位基地局２０は、Proxy Requestを受信すると、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３１、３２があることを認識する。上位基地局２０は、HO Requestを、最初に基地局３１に対して送信するものとする。

〔Ｓ１４〕基地局３１は、HO Requestを受信すると、自局の輻輳状態等からハンドオーバ不可能と判断したものとし、HO Failを返信する。
〔Ｓ１５〕上位基地局２０は、基地局３１に対するHO Failを受信すると、別候補の基地局３２に対して、HO Requestを送信する。

〔Ｓ１６〕基地局３２は、HO Requestを受信し、ハンドオーバ可能と判断したものとして、HO OKを上位基地局２０へ返信する。
〔Ｓ１７〕上位基地局２０は、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３２を決定し、その結果をProxy Responseによって中継局１０ａへ通知する。

〔Ｓ１８〕中継局１０ａは、Proxy Responseを受信すると、ハンドオーバ先基地局が基地局３２と認識し、その旨をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
ここで、従来では、図１９に示したように、中継局とハンドオーバ先候補との間で、ハンドオーバ先基地局が決定するまで無線シグナリングが頻繁にやりとりされていた。これに対し、上述のハンドオーバ代行制御では、中継局１０ａは、移動局２のハンドオーバの実行時、移動先基地局の選定を上位基地局２０に依頼し、その結果を上位基地局２０から受け取って移動局２へ通知する構成とした。

これにより、中継局１０ａと上位基地局２０との間の無線シグナリングは、Proxy RequestとProxy Responseになるので、中継局１０ａと上位基地局２０間の無線通信量を削減することが可能になる。

なお、移動局２からのMeasurement Reportに１つの基地局の受信レベル測定情報しか含まれなかった場合など、ハンドオーバ先候補との無線シグナリングのやりとりの回数が少ないと見込まれる場合には、代行制御を行わないと判断することもできる。中継局１０ａが上位基地局２０へのハンドオーバ処理の代行依頼を不要と判断した場合には、中継局１０ａは、通常の図１９で示したようなハンドオーバ処理を実行してもよい。

次に受信レベル測定情報などの移動局２に関する状態情報を、あらかじめ中継局に送信しておいて、ハンドオーバを実行する場合の制御について説明する。
図７は上位基地局の構成例を示す図である。なお、中継局の構成は図５と同じである。上位基地局２０ａは、通信制御部２１とプロキシ制御部２２−１を備える。また、プロキシ制御部２２−１は、状態情報保持部２２ａを含む。

図５の中継局１０ａは、移動局２からのMeasurement Reportを受信すると、Measurement Reportに含まれる受信レベル測定情報を抽出する。プロキシ依頼部１２は、受信レベル測定情報をProxy Requestに含めて上位基地局２０ａに通知する。

一方、上位基地局２０ａは、中継局１０ａから送信されたProxy Requestを受信すると、プロキシ制御部２２−１は、受信レベル測定情報を抽出し、状態情報保持部２２ａ内に保持する。そして、受信レベル測定情報にもとづいて、ハンドオーバ先の選定を中継局１０ａに代行して行い、決定したハンドオーバ先の情報をProxy Responseとして中継局１０ａに送信する。

図８は通信シーケンスを示す図である。移動局２で測定された受信レベル測定情報を、あらかじめ中継局１０ａに送信しておいて、ハンドオーバを実行する場合のシーケンスを示している。

〔Ｓ２１ａ〕移動局２は、Measurement Reportにより、受信レベル測定情報を中継局１０ａへ送信する。
〔Ｓ２１ｂ〕中継局１０ａは、Measurement Reportを受信すると、上位基地局２０ａへ送信し、上位基地局２０ａは、Measurement Reportに含まれる受信レベル測定情報を抽出し保持する。

〔Ｓ２２ａ〕移動局２は、移動を続けており、あらたな移動先で基地局の受信レベルを測定する。そして、新しい受信レベル測定情報をMeasurement Reportにより、中継局１０ａへ再び送信する。

〔Ｓ２２ｂ〕中継局１０ａは、Measurement Reportを受信すると、上位基地局２０ａへ送信し、上位基地局２０ａは、Measurement Reportに含まれる受信レベル測定情報を抽出して保持し、受信レベル測定情報の更新を図る。

〔Ｓ２３〕中継局１０ａは、Proxy Requestを上位基地局２０ａに送信して、上位基地局２０ａに対してハンドオーバ処理の代行依頼を行う。なお、このProxy Requestには、受信レベル測定情報は含まれないので、上述したステップＳ１２のProxy Requestの情報量と比べて少ない情報量になっている。

〔Ｓ２４〕上位基地局２０ａは、既にMeasurement Reportによって通知された受信レベル測定情報から受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に基地局３１、３２があることを認識している。上位基地局２０ａは、Proxy Requestを受信すると、移動局２がハンドオーバを行うことを認識し、HO Requestを基地局３１に送信する。

〔Ｓ２５〕基地局３１は、HO Requestを受信すると、自局の輻輳状態等からハンドオーバ不可能と判断し、HO Failを返信する。
〔Ｓ２６〕上位基地局２０ａは、基地局３１に対するHO Failを受信すると、別候補の基地局３２に対して、HO Requestを送信する。

〔Ｓ２７〕基地局３２は、HO Requestを受信すると、ハンドオーバが可能と判断し、HO OKを上位基地局２０ａへ返信する。
〔Ｓ２８〕上位基地局２０ａは、HO OKの内容からハンドオーバ先として基地局３２を決定し、その結果をProxy Responseによって中継局１０ａへ通知する。

〔Ｓ２９〕中継局１０ａは、Proxy Responseを受信すると、ハンドオーバ先基地局が基地局３２と認識し、その旨をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
このように、中継局１０ａは、配下の移動局２からのMeasurement Reportによって通知される受信レベル測定情報を、あらかじめ上位基地局２０ａに通知し、上位基地局２０ａは通知された情報を保持しておく。

そして、移動局２のハンドオーバの実行時には、上位基地局２０ａに対してハンドオーバの代行をProxy Requestにより依頼する。このときのProxy Requestには、受信レベル測定情報は含まれないので、無線通信量をより削減することができ、さらに中継局１０ａから上位基地局２０ａへの代行依頼を短時間で行うことができるので、ハンドオーバに伴う処理遅延を低減することが可能になる。

なお、上記では、移動局２に関する状態情報を受信レベル測定情報とし、受信レベル測定情報をあらかじめMeasurement Reportにより通知するとしたが、受信レベル測定情報の他にも移動局ＩＤや伝送レートなどの情報もMeasurement Reportに含ませてあらかじめ通知しておいてもよい。これにより、Proxy Requestの情報量をさらに削減することが可能になる。

次に移動先候補に中継局が含まれる場合、ハンドオーバ要求の送信を、その中継局の上位基地局に代行させる制御について説明する。
図９は無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システム１ａは、上位基地局（第１の無線基地局）２０−１、基地局（第２の無線基地局）３３、中継局１０−１、１０−２及び移動局２を含む。上位基地局２０−１と基地局３３は無線で接続し、上位基地局２０−１と中継局１０−１、１０−２は無線で接続する。また、基地局３３の配下に移動局２が存在する。

このようなシステム構成において、基地局３３は、移動局２からのMeasurement Reportにもとづいて、移動局２のハンドオーバを認識すると、ハンドオーバ先基地局の選定を行う。ここでは、ハンドオーバ先候補に中継局１０−１、１０−２があるとし、中継局１０−１、１０−２の上位基地局２０−１に対して代行依頼を行う。

図１０は通信シーケンスを示す図である。移動先候補に中継局１０−１、１０−２が含まれる場合に、ハンドオーバ要求の送信を、中継局１０−１、１０−２の上位基地局２０−１に代行させる場合のシーケンスを示している。

〔Ｓ３１〕移動局２は、ハンドオーバ実行時、Measurement Reportにより受信レベル測定情報を基地局３３へ送信する。
〔Ｓ３２〕基地局３３は、Measurement Reportを受信すると、移動局２がハンドオーバを実行しようとしていることを認識する。基地局３３は、Proxy Requestを生成して上位基地局２０−１に送信し、上位基地局２０−１に対してハンドオーバ処理の代行依頼を行う。

〔Ｓ３３〕上位基地局２０−１は、Proxy Requestを受信すると、Proxy Requestに含まれる受信レベル測定情報にもとづき、受信レベルの良好なハンドオーバ先候補に中継局１０−１、１０−２があることを認識する。上位基地局２０−１は、HO Requestを、最初に中継局１０−１に対して送信するものとする。

〔Ｓ３４〕中継局１０−１は、HO Requestを受信すると、自局の輻輳状態等からハンドオーバ不可能と判断したものとし、HO Failを上位基地局２０−１に返信する。
〔Ｓ３５〕上位基地局２０−１は、中継局１０−１に対するHO Failを受信すると、別候補の中継局１０−２に対して、HO Requestを送信する。

〔Ｓ３６〕中継局１０−２は、HO Requestを受信し、ハンドオーバ可能と判断したものとして、HO OKを上位基地局２０−１へ返信する。
〔Ｓ３７〕上位基地局２０−１は、HO OKの内容からハンドオーバ先として中継局１０−２を決定し、その結果をProxy Responseによって基地局３３へ通知する。

〔Ｓ３８〕基地局３３は、Proxy Responseを受信すると、ハンドオーバ先基地局が中継局１０−２と認識し、その旨をHO Commandにより、移動局２へ通知する。
以上説明したような、無線通信システム１ａにより、基地局３３と上位基地局２０−１間の無線通信量を削減することが可能になる。

次に中継局で測定した干渉量の他局への報告及び他局からの干渉量の報告受信を上位基地局に代行させる制御について説明する。各基地局では、干渉制御を行うために互いに干渉状況を報告しており、中継局も自局の干渉量を他局へ報告し、また他局からの干渉量の報告を受信することになる。

したがって、干渉量についてもハンドオーバと同様に、上位基地局を経由しての無線による送受信となるので、干渉量の送受信に関する通信制御においても、上位基地局に代行させて、中継局と上位基地局間との無線通信量の削減を図るものである。

図１１は中継局の構成例を示し、図１２は上位基地局の構成例を示す図である。中継局１０ｂは、通信制御部１１−２、プロキシ依頼部１２を備える、通信制御部１１−２は干渉量情報処理部１１ｂを含む。上位基地局２０ｂは、通信制御部２１とプロキシ制御部２２−２を備える。プロキシ制御部２２−２は、干渉量情報処理部２２ｂを含む。

中継局１０ｂの干渉量情報処理部１１ｂは、自局の干渉量を測定して保持し、干渉量情報をプロキシ依頼部１２に渡す。プロキシ依頼部１２は、干渉量情報をProxy Requestに含ませて上位基地局２０ｂに通知する。通知を受けた上位基地局２０ｂは、プロキシ制御部２２−２内の干渉量情報処理部２２ｂにおいて、中継局１０ｂからの干渉量情報を周辺基地局へ代行して通知する。また、周辺基地局からの干渉量情報を干渉量情報処理部２２ｂにて集計し、集計結果をプロキシ制御部２２−２から中継局１０ｂに送信する。

図１３は通信シーケンスを示す図である。中継局１０ｂの干渉量の他局への報告及び他局からの干渉量の報告受信を上位基地局２０ｂに代行させるシーケンスを示している。
〔Ｓ４１〕中継局１０ｂは、他局への干渉量情報の報告及び他局からの干渉量情報の報告受信のための代行要求をするために、Proxy Requestを上位基地局２０ｂに送信する。なお、Proxy Requestには、中継局１０ｂで測定した干渉量情報（中継局側干渉量情報）が含まれている。

〔Ｓ４２〕上位基地局２０ｂは、Proxy Requestを受信し、基地局３１に対して、Report Requestを送信して、基地局３１で測定された干渉量情報（基地局側干渉量情報）の報告を要求する。また、Report Requestには、中継局１０ｂの干渉量情報を含めることで、基地局３１に中継局１０ｂの干渉量情報を通知する。

〔Ｓ４３〕基地局３１は、Report Requestを受信すると、自局の干渉量情報をInterference Reportに含めて上位基地局２０ｂに返信する。
〔Ｓ４４〕上位基地局２０ｂは、基地局３２に対して、Report Requestを送信して、基地局３２で測定された干渉量情報の報告を要求する。また、Report Requestには、中継局１０ｂの干渉量情報を含めることで、基地局３２に中継局１０ｂの干渉量情報を通知する。

〔Ｓ４５〕基地局３２は、Report Requestを受信すると、自局の干渉量情報をInterference Reportに含めて上位基地局２０ｂに返信する。
〔Ｓ４６〕上位基地局２０ｂは、基地局３１、３２の干渉量情報をProxy Responseによって中継局１０ｂに通知する。

このように、中継局１０ｂで測定した干渉量情報の各基地局への報告、または各基地局で測定された干渉量情報の収集を上位基地局２０ｂに依頼する構成とした。これにより、中継局１０ｂと上位基地局２０ｂとの間の無線通信量を削減することが可能になる。

なお、干渉量情報の報告は、あらかじめ設定された条件を満たした場合に行われるもの、または定期的に報告されるものもある。これらについては、上位基地局２０ｂは、他基地局からの干渉量情報を保持しておき、中継局１０ｂからの代行要求があったら保持していた情報を中継局１０ｂに通知する。

次に複数の基地局が協調して移動局にデータ送信を行う際に、データ送信に関するスケジューリング情報の基地局への通知を、上位基地局に代行させる制御について説明する。
LTE−advancedにおいては、CoMP（Coordinated Multiple Point transmission and reception）と呼ばれる、各基地局が協調して、移動局に対してデータ送信を行う制御の導入が検討されている。

CoMPでは、中心となる基地局がデータ送信のためのスケジューリングを行い、他の基地局は、このスケジューリング情報にしたがって送信を行う。中心となる基地局が中継局である場合は、中継局から各基地局へ上位基地局を介してスケジューリング情報を送信すると、無線通信量が増加することになる。したがって、上位基地局にスケジューリング情報の通知を代行させて、中継局と上位基地局間との無線通信量の削減を図るものである。

図１４は中継局の構成例を示す図であり、図１５は上位基地局の構成例を示す図である。中継局１０ｃは、通信制御部１１−３、プロキシ依頼部１２を備える、通信制御部１１−３はスケジューリング情報処理部１１ｃを含む。上位基地局２０ｃは、通信制御部２１−３とプロキシ制御部２２を備える、通信制御部２１−３は、スケジューリング情報処理部２１ｃを含む。

中継局１０ｃのスケジューリング情報処理部１１ｃは、スケジューリングを実行し、スケジューリング情報をプロキシ依頼部１２に渡す。プロキシ依頼部１２は、Proxy Requestにスケジューリング情報を含ませて、上位基地局２０ｃに通知する。

上位基地局２０ｃのプロキシ制御部２２は、Proxy Requestを受信し、Proxy Requestからスケジューリング情報を抽出して通信制御部２１−３内のスケジューリング情報処理部２１ｃへ送信する。また、プロキシ制御部２２は、スケジューリング情報を基地局３１、３２へ送信する。通信制御部２１−３内のスケジューリング情報処理部２１ｃは、スケジューリング情報を自局に設定する。

図１６は通信シーケンスを示す図である。中継局１０ｃが配下の移動局２に対してCoMPを実行する場合のシーケンスを示している。
〔Ｓ５１〕中継局１０ｃは、移動局２に対するCoMPによるデータ送信のためのスケジューリングを行って、データ送信タイミングを含めたスケジューリング情報を生成する。そして、スケジューリング情報の基地局３１、３２への通知の代行をProxy Requestにより上位基地局２０ｃに依頼する。Proxy Requestには、スケジューリング情報が含まれている。

〔Ｓ５２〕上位基地局２０ｃは、Proxy Requestを受信すると、スケジューリング情報を抽出し、スケジューリング情報を基地局３１、３２へそれぞれ通知する。
〔Ｓ５３〕スケジューリング情報にしたがって、中継局１０ｃ、上位基地局２０ｃ及び基地局３１、３２から、移動局２に対してデータ送信が行われる。

このように、移動局２に対して、CoMPによるデータ送信を行う際に、データ送信に関するスケジューリング情報の基地局への通知を、上位基地局２０ｃに代行させる構成とした。これにより、中継局１０ｃと上位基地局２０ｃ間の無線通信量を削減することが可能となる。

以上説明したように、無線通信システム１において、中継局１０は、基地局３１、３２との通信の代行を上位基地局２０に依頼し、依頼された上位基地局２０は、中継局１０の代わりに基地局３１、３２と通信を行い、通信結果を中継局１０に送信する構成とした。

これにより、中継局１０と上位基地局２０との間の無線通信量が削減されるので、他局からの干渉や、他局へ与える干渉が削減し、処理遅延も削減することができ、通信品質の向上を図ることが可能になる。

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

１ 無線通信システム
２ 移動局
１０ 中継局
２０ 上位基地局（第１の無線基地局）
３１、３２ 基地局（第２の無線基地局）

Claims (17)

1. 第１の無線基地局と、
   第２の無線基地局と、
   前記第１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して、前記第２の無線基地局と通信を行う中継局とを備え、
   前記中継局は、前記第２の無線基地局との通信の代行を前記第１の無線基地局に依頼し、
   依頼された前記第１の無線基地局は、前記中継局の代わりに前記第２の無線基地局と通信を行い、通信結果を前記中継局に送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記中継局の配下の移動局がハンドオーバを行う場合、
   前記中継局は、複数の前記第２の無線基地局の中から、ハンドオーバ先基地局の選定を前記第１の無線基地局に依頼し、
   依頼された前記第１の無線基地局は、前記ハンドオーバ先基地局の選定を行って選定結果を前記中継局に通知することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
3. 前記中継局は、前記移動局の状態情報をあらかじめ前記第１の無線基地局に通知しておき、前記第１の無線基地局は、前記ハンドオーバ先基地局の選定を依頼された際には、既に通知された前記状態情報を利用して前記ハンドオーバ先基地局の選定を行うことを特徴とする請求の範囲第２項記載の無線通信システム。
4. 前記中継局は、自局が測定した干渉量である中継局側干渉量情報を前記第２の無線基地局へ報告し、前記第２の無線基地局で測定された干渉量である基地局側干渉量情報を受信する場合、
   前記中継局は、前記中継局側干渉量情報の前記第２の無線基地局への報告と、前記基地局側干渉量情報の収集とを前記第１の無線基地局に依頼し、
   依頼された前記第１の無線基地局は、前記中継局側干渉量情報を前記第２の無線基地局へ報告し、前記第２の無線基地局から前記基地局側干渉量情報の収集を行って、収集結果を前記中継局に通知することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
5. 移動局に対して、周辺の無線基地局が協調してデータ送信を行う際に、前記データ送信のためのスケジューリングを前記中継局が行う場合、
   前記中継局は、前記スケジューリングを行ってスケジューリング情報を生成し、前記スケジューリング情報の前記第２の無線基地局への通知を、前記第１の無線基地局に依頼し、
   依頼された前記第１の無線基地局は、前記スケジューリング情報を前記第２の無線基地局に通知することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線通信システム。
6. 第１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して、第２の無線基地局と通信を行う中継局において、
   通信制御を行う通信制御部と、
   前記第２の無線基地局との通信制御の代行を前記第１の無線基地局に依頼する代行依頼部と、
   を有することを特徴とする中継局。
7. 配下の移動局がハンドオーバを行う場合、前記代行依頼部は、複数の前記第２の無線基地局の中から、ハンドオーバ先基地局の選定を前記第１の無線基地局に依頼し、前記第１の無線基地局で選定された前記ハンドオーバ先基地局を、前記第１の無線基地局から取得することを特徴とする請求の範囲第６項記載の中継局。
8. 前記ハンドオーバ先基地局の選定を前記第１の無線基地局に依頼する際には、前記通信制御部は、前記移動局の状態情報をあらかじめ前記第１の無線基地局に通知しておくことを特徴とする請求の範囲第７項記載の中継局。
9. 前記通信制御部によって測定された干渉量である中継局側干渉量情報を前記第２の無線基地局へ報告し、前記第２の無線基地局で測定された干渉量である基地局側干渉量情報を受信する場合、
   前記代行依頼部は、前記中継局側干渉量情報の前記第２の無線基地局への報告と、前記第２の無線基地局からの前記基地局側干渉量情報の収集とを前記第１の無線基地局に依頼し、前記第２の無線基地局で収集された前記基地局側干渉量情報を、前記第１の無線基地局から取得することを特徴とする請求の範囲第６項記載の中継局。
10. 移動局に対して、周辺の無線基地局が協調してデータ送信を行う際に、前記データ送信のためのスケジューリングを行う場合、
    前記通信制御部は、前記スケジューリングを行ってスケジューリング情報を生成し、前記代行依頼部は、前記スケジューリング情報の前記第２の無線基地局への通知を、前記第１の無線基地局に依頼することを特徴とする請求の範囲第６項記載の中継局。
11. 中継局と無線で接続し、自局を経由して、前記中継局と周辺無線基地局との間で通信が行われる無線基地局において、
    通信制御を行う通信制御部と、
    前記中継局が前記周辺無線基地局との通信の代行を依頼した場合には、前記中継局の代わりに前記周辺無線基地局と通信制御を行い、通信結果を前記中継局に送信する代行制御部と、
    を有することを特徴とする無線基地局。
12. 前記中継局の配下の移動局がハンドオーバを行う場合、前記代行制御部は、前記中継局から依頼されたハンドオーバ先基地局の選定を行い、選定結果を前記中継局に通知することを特徴とする請求の範囲第１１項記載の無線基地局。
13. 前記中継局で測定された干渉量である中継局側干渉量情報を前記周辺無線基地局へ通知する場合、前記代行制御部は、前記中継局からの依頼により、前記中継局側干渉量情報を前記周辺無線基地局へ通知し、
    前記中継局へ前記周辺無線基地局で測定された干渉量である基地局側干渉量情報を送信する場合、前記代行制御部は、前記中継局からの依頼により、前記基地局側干渉量情報の収集を行って、収集結果を前記中継局に通知することを特徴とする請求の範囲第１１項記載の無線基地局。
14. 移動局に対して、前記周辺無線基地局が協調してデータ送信を行う際に、前記データ送信のためのスケジューリングを前記中継局が行う場合、
    前記代行制御部は、前記中継局から、前記周辺無線基地局へのスケジューリング情報の通知の代行依頼を受けると、前記周辺無線基地局に対して前記スケジューリング情報を送信することを特徴とする請求の範囲第１１項記載の無線基地局。
15. 無線通信方法において、
    第１の無線基地局と、第２の無線基地局と、前記１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して、前記第２の無線基地局と通信を行う中継局とを有し、
    前記中継局は、前記第２の無線基地局との通信の代行を前記第１の無線基地局に依頼し、
    依頼された前記第１の無線基地局は、前記中継局を代行して前記第２の無線基地局と通信を行い、通信結果を前記中継局に送信する、
    ことを特徴とする無線通信方法。
16. 第１の無線基地局と、
    前記第１の無線基地局と無線で接続する第２の無線基地局と、
    前記第１の無線基地局と無線で接続し、前記第１の無線基地局を経由して、前記第２の無線基地局と通信を行う中継局とを備え、
    前記第２の無線基地局は、前記中継局との通信の代行を前記第１の無線基地局に依頼し、
    依頼された前記第１の無線基地局は、前記第２の無線基地局の代わりに前記中継局と通信を行い、通信結果を前記第２の無線基地局に送信する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
17. 前記第２の無線基地局の配下の移動局が前記中継局へハンドオーバを行う場合、
    前記第２の無線基地局は、複数の前記中継局の中から、ハンドオーバ先中継局の選定を前記第１の無線基地局に依頼し、
    依頼された前記第１の無線基地局は、前記ハンドオーバ先中継局の選定を行って、選定結果を前記第２の無線基地局に通知することを特徴とする請求の範囲第１６項記載の無線通信システム。

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