JP5647418B2 - 無線通信システム、無線基地局及びハンドオーバ制御方法 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局及びハンドオーバ制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、中継伝送が適用される無線通信システム、無線基地局及びハンドオーバ制御方法に関する。
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は3GPP Release 8として技術仕様が定まり、現在はRelease 8の機能拡張版であるRelease 9、及び、ＬＴＥを高度化したLTE Advancedの検討が行われている。LTE Advancedでは、リレーノードと呼ばれる固定若しくは移動可能な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）に無線により接続する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。電車やバスなどの輸送機器に無線中継局を搭載し、当該輸送機器内に存在する無線端末が無線中継局に接続することで、無線基地局に接続するよりも良い条件で通信を行うことができる。
また、無線端末は、現在接続中の無線基地局よりも無線品質の良好な無線基地局に接続先を切り替えるハンドオーバを実行する。無線端末は、無線基地局間のハンドオーバだけでなく、無線基地局から無線中継局へのハンドオーバを行うことができる。この場合、無線端末は、現在接続中の無線基地局よりも無線品質の良好な無線中継局へのハンドオーバを行う。
3GPP TR 36.814 V0.4.1、 9章 "Relaying functionality"、 2009年2月
ところで、輸送機器に搭載された無線中継局が送信する無線信号は、輸送機器外にも到達する。このため、従来の方法では、当該輸送機器外において無線基地局に接続している無線端末であっても、無線中継局から受信する無線信号の無線品質が良好であれば、無線中継局が無線端末のハンドオーバ先の候補になる。
輸送機器外の無線端末が、当該輸送機器に設置された無線中継局へのハンドオーバを行った場合、無線中継局が形成する通信エリアは狭いことから、無線端末又は無線中継局が移動すると、無線端末は無線中継局から無線基地局へのハンドオーバを行う必要がある。
このように、無線基地局から無線中継局へのハンドオーバを行って直ぐに無線中継局から無線基地局へのハンドオーバを行う必要が生じ得るため、無線基地局から無線中継局へのハンドオーバは結果的に無駄になることが多い。従来の方法では、このような無駄なハンドオーバによって処理負荷及び通信遅延が発生する問題があった。
そこで、本発明は、無線中継局が用いられる場合において、無駄なハンドオーバによる処理負荷及び通信遅延の発生を防止できる無線通信システム、無線基地局及びハンドオーバ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、本発明の無線通信システムの特徴は、無線基地局（無線基地局１００Ａ、無線基地局１００Ｂ、無線基地局１００Ｃ又は無線基地局１００Ｄ）に無線端末（無線端末２００Ａ、無線端末２００Ｂ、無線端末２００Ｃ又は無線端末２００Ｄ）及び無線中継局（リレーノード３００Ａ、リレーノード３００Ｂ、リレーノード３００Ｃ、又はリレーノード３００Ｄ）が接続しており、前記無線端末及び前記無線中継局の少なくとも一方が移動可能である無線通信システムであって、前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部（ハンドオーバ制御部１２４）を備え、前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御することを要旨とする。
このような特徴によれば、無線端末と無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、無線基地局から無線中継局へのハンドオーバが制御される。これにより、無線端末と無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されるケースでは無線基地局から無線中継局へのハンドオーバを許容するといった制御や、無線端末と無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されないケースでは無線基地局から無線中継局へのハンドオーバを禁止するといった制御が可能になる。したがって、無線中継局が用いられる場合において、無駄なハンドオーバによる処理負荷及び通信遅延の発生を防止できる。
上記の特徴において、前記ハンドオーバ制御部は、前記所定の条件が満たされた場合に、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを前記無線端末に実行させるよう制御してもよい。
上記の特徴において、前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高く、且つ、前記所定の条件が満たされた場合に、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを前記無線端末に実行させるよう制御してもよい。
上記の特徴において、前記ハンドオーバ制御部は、前記所定の条件が満たされていない場合に、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを前記無線端末に実行させないよう制御してもよい。
上記の特徴において、前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高くても、前記所定の条件が満たされていない場合には、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを実行させないよう制御してもよい。
上記の特徴において、前記所定の条件とは、所定時間に渡る前記相対距離の変化量を示す第１の値が閾値以下であるという条件であってもよい。
上記の特徴において、第１の時刻における前記無線端末の位置を示す第１の端末位置情報と、前記第１の時刻から前記所定時間経過後の第２の時刻における前記無線端末の位置を示す第２の端末位置情報と、前記第１の時刻における前記無線中継局の位置を示す第１の中継局位置情報と、前記第２の時刻における前記無線中継局の位置を示す第２の中継局位置情報とを取得する取得部（例えば情報取得部１２１）と、前記第１の端末位置情報及び前記第１の中継局位置情報に基づく第１の相対距離と、前記第２の端末位置情報及び前記第２の中継局位置情報に基づく第２の相対距離とを算出し、前記算出した第１の相対距離及び第２の相対距離の差を示す値を前記第１の値として算出する第１の算出部（例えば相対距離算出部１２３）とをさらに備えてもよい。
上記の特徴において、前記第１の端末位置情報及び前記第２の端末位置情報に基づいて前記所定時間に渡る前記無線端末の移動距離を示す第２の値を算出し、前記第１の中継局位置情報及び前記第２の中継局位置情報に基づいて前記所定時間に渡る前記無線中継局の移動距離を示す第３の値を算出する第２の算出部（例えば移動距離算出部１２２）をさらに備え、前記第１の算出部は、前記第２の値又は前記第３の値の少なくとも一方がゼロよりも大きい場合に、前記第１の値を算出してもよい。
上記の特徴において、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが、前記無線端末が前記無線中継局に接続可能な状態にある第１の時刻から前記所定時間経過後の第２の時刻における前記無線端末の位置を示す端末位置情報と、前記第２の時刻における前記無線中継局の位置を示す中継局位置情報とを取得する取得部（例えば情報取得部５２１）と、前記第１の時刻における前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離をゼロとみなして、前記端末位置情報が示す位置と前記中継局位置情報が示す位置との間の相対距離を前記第１の値として算出する第１の算出部（例えば相対距離算出部５２３）とをさらに備えてもよい。
上記の特徴において、前記第１の時刻における前記無線中継局の位置を示す第１の中継局位置情報及び前記第２の時刻における前記無線中継局の位置を示す第２の中継局位置情報に基づいて、前記所定時間に渡る前記無線中継局の移動距離を示す値を算出する第２の算出部（例えば移動距離算出部５２２）をさらに備え、前記第１の算出部は、前記第２の算出部によって算出された前記値がゼロよりも大きい場合に、前記第１の値を算出してもよい。
上記の特徴において、前記取得部及び前記第１の算出部は、前記無線基地局又は前記無線基地局の上位装置（例えば移動管理装置５００）に設けられてもよい。
上記の特徴において、前記無線端末は、前記無線端末の位置を測定する第１の位置測定部（位置測定部２３２）を有し、前記無線中継局は、前記無線中継局の位置を測定する第２の位置測定部（位置測定部３４１）を有し、前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高い場合に、位置測定結果の情報の送信を要求する位置情報要求を前記無線端末及び前記無線中継局に送信してもよい。
上記の特徴において、前記無線中継局は、前記無線端末のユーザが乗ることのできる輸送機器（輸送機器Ｔ）に搭載され、前記無線中継局又は前記輸送機器は、所定の通信方式に準拠した通信を行う第１の通信部（近距離無線通信部３６０又は非接触ＩＣカード通信部４００）を有し、前記無線端末は、前記所定の通信方式に準拠した通信を行う第２の通信部（近距離無線通信部２６０又は非接触ＩＣカード部２７０）を有し、前記所定の条件とは、前記第１の通信部と前記第２の通信部との接続が確立されたという条件であってもよい。
上記の特徴において、前記所定の通信方式は、前記輸送機器内でのみ通信可能な程度の通信距離を有する通信方式であってもよい。
上記の特徴において、前記所定の通信方式は、近距離無線通信方式又は非接触ＩＣカード通信方式であってもよい。
本発明の無線基地局の特徴は、少なくとも一方が移動可能である無線端末（無線端末２００Ａ、無線端末２００Ｂ又は無線端末２００Ｃ）及び無線中継局（リレーノード３００Ａ、リレーノード３００Ｂ又はリレーノード３００Ｃ）が接続する無線基地局（無線基地局１００Ａ、無線基地局１００Ｂ又は無線基地局１００Ｃ）であって、前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部（ハンドオーバ制御部１２４）を備え、前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御することを要旨とする。
本発明のハンドオーバ制御方法の特徴は、無線基地局に無線端末及び無線中継局が接続しており、前記無線端末及び前記無線中継局の少なくとも一方が移動可能である無線通信システムにおいて、前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御方法であって、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御するステップを含むことを要旨とする。
本発明によれば、無線中継局が用いられる場合において、無駄なハンドオーバによる処理負荷及び通信遅延の発生を防止できる無線通信システム、無線基地局及びハンドオーバ制御方法を提供できる。
本発明の第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。 本発明の第１実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るリレーノード（無線中継局）の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るハンドオーバ制御動作を説明するための図である（その１）。 本発明の第１実施形態に係るハンドオーバ制御動作を説明するための図である（その２）。 本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの詳細動作例を示す動作シーケンス図である。 本発明の第２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。 本発明の第２実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るリレーノード（無線中継局）の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの詳細動作例を示す動作シーケンス図である。 本発明の第２実施形態の変更例に係る無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態の変更例に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の変更例に係る無線通信システムの詳細動作例を示す動作シーケンス図である。 本発明の第３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。 本発明の第３実施形態に係る移動管理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作１を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作２を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの詳細動作例を示す動作シーケンス図である。
以下において、本発明の第１実施形態、第２実施形態、第３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。
［第１実施形態］
第１実施形態においては、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）第１実施形態の作用・効果の順に説明する。
（１）無線通信システムの構成
まず、第１実施形態に係る無線通信システムの構成について、（１．１）無線通信システムの全体構成、（１．２）無線通信システムの詳細構成の順に説明する。
（１．１）無線通信システムの全体構成
図１は、第１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、無線基地局１００Ａ、無線端末２００Ａ、及びリレーノード３００Ａ（無線中継局）を有する。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に基づいて構成されている。
無線基地局１００Ａは、例えば半径が数百ｍ程度のセルを形成するマクロ基地局である。無線基地局１００Ａが形成するセルとは、無線基地局１００Ａに接続可能な通信エリアである。図１の例では、無線基地局１００Ａは、ビルＢに設置されており、移動不能である。
無線基地局１００Ａは、図示を省略するバックホールネットワークに接続されている。バックホールネットワークは有線通信網であり、無線基地局１００Ａはバックホールネットワークを介して他の無線基地局との基地局間通信を行うことができる。
無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａは、無線基地局１００Ａが形成するセル内に位置している。無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａは、無線基地局１００Ａに無線により接続している。
無線端末２００Ａは、ユーザＵが所持しており、ユーザＵの移動に伴って移動する。無線端末２００Ａは、携帯電話端末であってもよく、カード型の通信端末であってもよい。無線端末２００Ａは、無線基地局１００Ａに接続し、無線基地局１００Ａと直接的な無線通信を行う。無線端末２００Ａは、接続先の切り替え動作であるハンドオーバを実行する。無線端末２００Ａは、一の無線基地局から他の無線基地局へのハンドオーバだけでなく、一の無線基地局から一のリレーノードへのハンドオーバも実行できる。
無線端末２００Ａは、ＧＰＳ（Global Positioning System）など、自身の位置情報を取得できるシステム（以下、測位システム）を具備している。第１実施形態では、無線端末２００Ａは、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機２２０（図２参照）を有する。
無線端末２００Ａは、受信する無線信号の無線品質の測定を行う。無線品質としては、周期的に送信され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。無線端末２００Ａは、接続先の無線基地局１００Ａから受信する無線信号の無線品質だけでなく、受信可能な無線信号の無線品質を測定する。
無線端末２００Ａは、定期的に無線品質を測定する。あるいは、無線端末２００Ａは、接続先の無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルが所定レベルを下回った場合等に無線品質を測定してもよい。
無線端末２００Ａが受信する無線信号には、当該無線信号の送信元を識別する識別子（セルＩＤ）が含まれている。無線端末２００Ａは、無線品質の測定結果をセルＩＤと共に無線基地局１００Ａに報告する。このような報告は、ＬＴＥにおいて測定報告（Measurement Report）と称される。
リレーノード３００Ａは、輸送機器Ｔに設置されており、輸送機器Ｔの移動に伴って移動する。図１では、輸送機器Ｔとしてバスを例示している。リレーノード３００Ａは、無線基地局１００Ａに無線により接続し、無線のバックホールを持つ小出力の中継基地局である。無線端末２００Ａがリレーノード３００Ａに接続した場合、リレーノード３００Ａは、無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの通信を中継する。すなわち、無線端末２００Ａは、リレーノード３００Ａに接続した場合には、リレーノード３００Ａを介して無線基地局１００Ａと間接的に通信する。
リレーノード３００Ａは、測位システムを具備している。第１実施形態では、リレーノード３００Ａは、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機３３０（図３参照）を有している。
無線基地局１００Ａは、無線基地局１００Ａに接続する無線端末２００Ａについてのハンドオーバの決定権を持っている。無線端末２００Ａは、ハンドオーバの指示を無線基地局１００Ａから受信した場合には、無線基地局１００Ａによって指定されたハンドオーバ先へのハンドオーバを実行する。
具体的には、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａから受信した測定報告に基づいて無線端末２００Ａの無線状態を把握し、他の無線基地局へのハンドオーバの必要性がある場合には、ハンドオーバ先の候補となる無線基地局に対し、バックホールネットワークを介してハンドオーバリクエストを送信する。そして、無線基地局１００Ａは、ハンドオーバ先候補の無線基地局からの応答を受信し、ハンドオーバ先候補の無線基地局が無線端末２００Ａを受け入れ可能であれば、無線端末２００Ａに対してハンドオーバ指示を送信する。無線端末２００Ａは、無線基地局１００Ａとの接続を切断後、ハンドオーバ先の無線基地局に接続することでハンドオーバを完了する。このような手順の詳細については、例えば、3GPP TS 36.300:“Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description”: Figure 10.1.2.1.1-1 Intra-MME/Serving Gateway HOを参照されたい。
また、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａから受信した測定報告に基づいて無線端末２００Ａの無線状態を把握し、リレーノード３００Ａへのハンドオーバの必要性がある場合には、ハンドオーバ先の候補となるリレーノード３００Ａに対し、ハンドオーバリクエストを送信する。そして、無線基地局１００Ａは、ハンドオーバ先候補のリレーノード３００Ａからの応答を受信し、ハンドオーバ先候補のリレーノード３００Ａが無線端末２００Ａを受け入れ可能であれば、無線端末２００Ａにハンドオーバ指示を送信する。無線端末２００Ａは、無線基地局１００Ａとの接続を切断後、ハンドオーバ先のリレーノード３００Ａに接続することでハンドオーバを完了する。
輸送機器Ｔに搭載されたリレーノード３００Ａが送信する無線信号は、輸送機器Ｔ外にも到達する。このため、当該輸送機器Ｔ外において無線基地局１００Ａに接続している無線端末２００Ａは、リレーノード３００Ａから受信する無線信号の無線品質のレベルが所定レベル以上であれば、リレーノード３００Ａが無線端末２００Ａのハンドオーバ先の候補になる。
具体的には、リレーノード３００Ａから無線端末２００Ａが受信する無線信号の無線品質のレベルが、無線基地局１００Ａから無線端末２００Ａが受信する無線信号の無線品質のレベル以上であれば、リレーノード３００Ａが無線端末２００Ａのハンドオーバ先の候補になる。
無線端末２００Ａが、輸送機器Ｔに設置されたリレーノード３００Ａへのハンドオーバを行った場合、リレーノード３００Ａが形成する通信エリアは狭いことから、無線端末２００Ａ又はリレーノード３００Ａが移動すると、無線端末２００Ａはリレーノード３００Ａから無線基地局１００Ａへのハンドオーバを行う必要がある。
図１の例では、信号待ちにより停止している輸送機器Ｔの周辺に無線端末２００Ａが位置しており、無線端末２００Ａが無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを行った場合において、輸送機器Ｔが移動を再開すると、無線端末２００Ａはリレーノード３００Ａから無線基地局１００Ａへのハンドオーバを行う必要がある。結果として、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバは無駄になる。
一方で、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在し、輸送機器Ｔの移動に伴って移動する場合、無線端末２００Ａは、リレーノード３００Ａに接続することで、無線基地局１００Ａに接続するよりも良い条件で無線基地局１００Ａとの通信を行うことができる。具体的には、リレーノード３００Ａは無線端末２００Ａよりも高度な無線通信機能を有するため、無線基地局１００Ａと良好な通信を行うことができる。また、無線端末２００Ａは、小さな送信電力での無線通信が可能であるため、バッテリの消費を抑制できる。
そこで、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを制御する。所定の条件が満たされた場合には、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在するとみなすことができる。また、所定の条件が満たされていない場合には、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ外に存在するとみなすことができる。
第１実施形態では、所定の条件とは、所定時間に渡る無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の相対距離の変化量を示す値（第１の値）が閾値以下であるという条件である。ハンドオーバを制御する方法の詳細については後述する。
（１．２）無線通信システムの詳細構成
次に、（１．２．１）無線端末の構成、（１．２．２）リレーノードの構成、（１．２．３）無線基地局の構成について説明する。
（１．２．１）無線端末の構成
図２は、無線端末２００Ａの構成を示すブロック図である。図２に示すように、無線端末２００Ａは、アンテナ部２０１、アンテナ部２０２、送受信部２１０、ＧＰＳ受信機２２０、制御部２３０、記憶部２４０、及びバッテリ２５０を有する。
送受信部２１０は、無線周波数帯の信号（すなわち無線信号）を処理する無線部２１１と、ベースバンド帯の信号を処理するベースバンド部２１２とを有する。送受信部２１０は、アンテナ部２０１を介して、無線基地局１００Ａ又はリレーノード３００Ａとの間で無線信号の送受信を行う。
ＧＰＳ受信機２２０は、アンテナ部２０２を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信する。制御部２３０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線端末２００Ａが具備する各種の機能を制御する。記憶部２４０は、例えばメモリを用いて構成され、無線端末２００Ａの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。バッテリ２５０は、無線端末２００Ａの各ブロックに供給される電力を蓄える。
制御部２３０は、無線品質測定部２３１、位置測定部２３２、及びハンドオーバ実行部２３３を有する。
無線品質測定部２３１は、送受信部２１０が受信する無線信号の無線品質を定期的又は不定期に測定する。送受信部２１０は、無線品質測定部２３１による測定結果の報告を無線基地局１００Ａに送信する。上述したように、無線品質はＲＳＳＩ又はＣＩＮＲ等であるが、ＲＳＳＩ又はＣＩＮＲ等の値をそのまま送信する場合に限らず、ＲＳＳＩ又はＣＩＮＲ等のインデックスを測定結果の報告として無線基地局１００Ａに送信してもよい。
位置測定部２３２は、ＧＰＳ受信機２２０が受信した信号に基づいて、無線端末２００Ａの位置を測定する。位置測定部２３２は、第１の位置測定部に相当する。送受信部２１０は、位置測定部２３２による位置測定結果の報告を無線基地局１００Ａに送信する。
ハンドオーバ実行部２３３は、ハンドオーバの指示を送受信部２１０が受信した場合、ハンドオーバの指示により指定されたハンドオーバ先へのハンドオーバを実行する。
（１．２．２）リレーノードの構成
図３は、リレーノード３００Ａ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３００Ａは、アンテナ部３０１、アンテナ部３０２、アンテナ部３０３、送受信部３１０、送受信部３２０、ＧＰＳ受信機３３０、制御部３４０、及び記憶部３５０を有する。
送受信部３１０は、無線信号を処理する無線部３１１と、ベースバンド帯の信号を処理するベースバンド部３１２とを有する。送受信部３１０は、アンテナ部３０１を介して、無線基地局１００Ａとの間で無線信号の送受信を行う。
送受信部３２０は、無線信号を処理する無線部３２１と、ベースバンド帯の信号を処理するベースバンド部３２２とを有する。送受信部３２０は、アンテナ部３０２を介して、無線端末２００Ａとの間で無線信号の送受信を行う。ＧＰＳ受信機３３０は、アンテナ部３０３を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信する。制御部３４０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、リレーノード３００Ａが具備する各種の機能を制御する。記憶部３５０は、例えばメモリを用いて構成され、リレーノード３００Ａの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
制御部３４０は、位置測定部３４１を有する。位置測定部３４１は、ＧＰＳ受信機３３０が受信した信号に基づいて、リレーノード３００Ａの位置を測定する。位置測定部２３２は、第２の位置測定部に相当する。送受信部３１０は、位置測定部３４１による位置測定結果の報告を無線基地局１００Ａに送信する。
（１．２．３）無線基地局の構成
図４は、無線基地局１００Ａの構成を示すブロック図である。図４に示すように、無線基地局１００Ａは、アンテナ部１０１、送受信部１１０、制御部１２０、バックホール通信部１３０、及び記憶部１４０を有する。
送受信部１１０は、無線信号を処理する無線部１１１と、ベースバンド帯の信号を処理するベースバンド部１２２とを有する。送受信部１１０は、アンテナ部１０１を介して、無線端末２００Ａ又はリレーノード３００Ａとの間で無線信号の送受信を行う。
制御部１２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線基地局１００Ａが具備する各種の機能を制御する。バックホール通信部１３０は、バックホールネットワークを介して他の無線基地局との通信を行う。記憶部１４０は、例えばメモリを用いて構成され、無線基地局１００Ａの制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
制御部１２０は、情報取得部１２１、移動距離算出部１２２、相対距離算出部１２３、及びハンドオーバ制御部１２４を有する。
情報取得部１２１は、送受信部１１０が無線端末２００Ａから受信する位置測定結果の報告に基づいて無線端末２００Ａの位置情報（端末位置情報）を取得する。また、情報取得部１２１は、送受信部１１０がリレーノード３００Ａから受信する位置測定結果の報告に基づいてリレーノード３００Ａの位置情報（中継局位置情報）を取得する。
移動距離算出部１２２は、所定時間に渡る無線端末２００Ａの移動距離を示す値（第２の値）と、所定時間に渡るリレーノード３００Ａの移動距離を示す値（第３の値）とを算出する。移動距離算出部１２２は、第２の算出部に相当する。移動距離算出部１２２による移動距離算出動作の詳細については後述する。
相対距離算出部１２３は、情報取得部１２１が取得する端末位置情報及び中継局位置情報に基づいて、所定時間に渡る無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の相対距離の変化量を示す値（第１の値）を算出する。相対距離算出部１２３は、第１の算出部に相当する。相対距離算出部１２３による相対距離算出動作の詳細については後述する。
ハンドオーバ制御部１２４は、ハンドオーバに関する制御を行う。例えばハンドオーバ制御部１２４は、ハンドオーバ先の決定やハンドオーバに関するメッセージの生成を行う。
ハンドオーバ制御部１２４は、相対距離算出部１２３によって算出された相対距離の変化量を示す値が閾値以下である場合に、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを指示するメッセージを生成する。送受信部１１０は、当該メッセージを無線端末２００Ａに送信する。ハンドオーバ制御部１２４によるハンドオーバ制御動作の詳細については後述する。
（２）無線通信システムの動作
次に、（２．１）ハンドオーバ制御動作、（２．２）無線通信システムの詳細動作例について説明する。
（２．１）ハンドオーバ制御動作
図５及び図６は、ハンドオーバ制御動作を説明するための図である。
まず、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高い状態におけるタイミング０（図６参照）において、情報取得部１２１は、図５に示すように、リレーノード３００Ａの位置情報A(X1,Y1,Z1)と、無線端末２００Ａの位置情報B(X2,Y2,Z2)とを取得する。ここでは位置情報がＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で定義されているが、Ｚ座標（垂直方向）は必ずしも位置情報に含まれていなくてもよい。
タイミング０から所定時間経過後であって、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高い状態におけるタイミングｔ（図６参照）において、情報取得部１２１は、図５に示すように、リレーノード３００Ａの位置情報A’(X1’,Y1’,Z1’)と、無線端末２００Ａの位置情報B’(X2’,Y2’,Z2’)とを取得する。
移動距離算出部１２２は、図５に記載の計算式を用いて、A, A’間の距離をリレーノード３００Ａの移動距離(MDA)として算出し、B, B’間の距離を無線端末２００Ａの移動距離(MDB)として算出する。
リレーノード３００Ａの移動距離(MDA)又は無線端末２００Ａの移動距離(MDB)の少なくとも一方がゼロよりも大きい場合、相対距離算出部１２３は、図５に記載の計算式に従って、A, B間の相対距離１(RD1)を算出し、A’, B’間の相対距離２(RD2)を算出する。さらに、相対距離算出部１２３は、相対距離１(RD1)と相対距離２(RD2)との差分（例えば|RD1 - RD2|）を算出する。このようにして算出される相対距離の差分は、所定時間（０〜ｔの期間）に渡る無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の相対距離の変化量を示す第１の値に相当する。
相対距離１(RD1)と相対距離２(RD2)との差分が閾値以下である場合、ハンドオーバ制御部１２４は、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバの指示を生成し、当該指示を送受信部１１０から無線端末２００Ａに送信させる。これにより、無線端末２００Ａは、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを実行する。
一方、リレーノード３００Ａの移動距離(MDA)又は無線端末２００Ａの移動距離(MDB)の両方がゼロである場合、情報取得部１２１は、図６に示すように、タイミングｔからさらに所定時間経過後であって、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高い状態におけるタイミング２ｔにおいて、リレーノード３００Ａの位置情報A”(X1”,Y1”,Z1”)と、無線端末２００Ａの位置情報B”(X2”,Y2”,Z2”)とを取得する。
移動距離算出部１２２は、A, A”間の距離をリレーノード３００Ａの移動距離(MDA’)として算出し、B, B”間の距離を無線端末２００Ａの移動距離(MDB’)として算出する。リレーノード３００Ａの移動距離(MDA’)又は無線端末２００Ａの移動距離(MDB’)の少なくとも一方がゼロよりも大きい場合、相対距離算出部１２３は、A, B間の相対距離１(RD1)を算出し、A”, B”間の相対距離２(RD2’)を算出する。さらに、相対距離算出部１２３は、相対距離１(RD1)と相対距離２(RD2’)との差分（例えば|RD1 - RD2’|）を算出する。当該差分が閾値以下である場合、ハンドオーバ制御部１２４は、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバの指示を生成し、当該指示を送受信部１１０から無線端末２００Ａに送信させる。
このように、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高く、且つ、相対距離の変化量（差分）の値が閾値以下である場合に、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを無線端末２００Ａに実行させるよう制御する。
また、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高くても、相対距離の変化量（差分）の値が閾値よりも大きい場合には、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを無線端末２００Ａに実行させないよう制御する。
このようなハンドオーバ制御を行うことで、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在する場合にはリレーノード３００Ａへのハンドオーバを実行させ、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在しない場合にはリレーノード３００Ａへのハンドオーバを実行させないようにすることができる。
また、無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａのそれぞれの移動距離がゼロである場合には、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在するか否かの判定が難しいため、無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａの少なくとも一方の移動距離がゼロよりも大きくなったときに相対距離の変化量（差分）の値を算出することで、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在するか否かの判定の精度を向上させている。
（２．２）無線通信システムの詳細動作例
図７は、無線通信システム１の詳細動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ１０１において、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａにおける無線品質の測定を制御するためのメッセージであるMeasurement Controlを無線端末２００Ａに送信する。
ステップＳ１０２において、無線基地局１００Ａは、通信の制御に使用する制御データ以外のデータであるパケットデータを無線端末２００Ａと送受信する。パケットデータの送受信はステップＳ１０２以降においても継続される。
ステップＳ１０３において、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａにおける無線品質の測定結果の報告に使用される無線リソースを無線端末２００Ａに割り当て、割り当て結果を示すメッセージであるUL allocationを無線端末２００Ａに送信する。
ステップＳ１０４において、無線端末２００Ａは、ステップＳ１０１で無線基地局１００Ａから受信したMeasurement Controlに従い、受信する無線信号の無線品質を測定し、測定結果を示すメッセージである測定報告を無線基地局１００Ａに送信する。
ステップＳ１０５において、無線基地局１００Ａは、ステップＳ１０４で無線端末２００Ａから受信した測定報告に基づいて、無線端末２００Ａにハンドオーバを行わせる必要があるか否かを判断する。無線基地局１００Ａは、無線基地局１００Ａに対応する無線品質と、他のノード（他の無線基地局又はリレーノード３００Ａ）に対応する無線品質とを比較し、他のノードに対応する無線品質の方が無線基地局１００Ａに対応する無線品質よりも良好である場合には、無線端末２００Ａにハンドオーバを行わせる必要があると判断する。
ステップＳ１０６において、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａのハンドオーバ先の候補であるハンドオーバターゲットがリレーノード３００Ａであるか否かを判断する。無線基地局１００Ａは、例えば、測定報告に含まれるセルＩＤに基づいて、ハンドオーバターゲットがリレーノード３００Ａであるか否かを判断する。ハンドオーバターゲットがリレーノード３００Ａである場合、以降の処理に進む。
ステップＳ１０７において、無線基地局１００Ａは、位置測定結果の情報の送信を要求する位置情報要求を無線端末２００Ａに送信する。ステップＳ１０８において、無線基地局１００Ａは、位置測定結果の情報の送信を要求する位置情報要求をリレーノード３００Ａに送信する。
無線端末２００Ａは、ステップＳ１０７で位置情報要求を無線基地局１００Ａから受信すると、ステップＳ１０９において、位置測定を行うとともに、位置測定結果を示す位置情報報告を無線基地局１００Ａに送信する。
リレーノード３００Ａは、ステップＳ１０８で位置情報要求を無線基地局１００Ａから受信すると、ステップＳ１１０において、位置測定を行うとともに、位置測定結果を示す位置情報報告を無線基地局１００Ａに送信する。
ステップＳ１１１において、無線基地局１００Ａは、ステップＳ１０９で無線端末２００Ａから受信した位置情報報告に基づいて、無線端末２００Ａの位置情報を記憶する。無線基地局１００Ａは、ステップＳ１１０でリレーノード３００Ａから受信した位置情報報告に基づいて、リレーノード３００Ａの位置情報を記憶する。
ステップＳ１１２において、無線基地局１００Ａは、一定時間を計時する。一定時間の経過後、ステップＳ１１３において、無線基地局１００Ａは、Measurement Controlを無線端末２００Ａに送信する。
ステップＳ１１４において、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａにおける無線品質の測定結果の報告に使用される無線リソースを無線端末２００Ａに割り当て、UL allocationを無線端末２００Ａに送信する。
ステップＳ１１５において、無線端末２００Ａは、ステップＳ１１４で無線基地局１００Ａから受信したMeasurement Controlに従い、受信する無線信号の無線品質を測定し、測定報告を無線基地局１００Ａに送信する。
ステップＳ１１６において、無線基地局１００Ａは、ステップＳ１１５で無線端末２００Ａから受信した測定報告に基づいて、無線端末２００Ａにハンドオーバを行わせる必要があるか否かを判断する。無線基地局１００Ａは、無線基地局１００Ａに対応する無線品質と、リレーノード３００Ａに対応する無線品質とを比較し、リレーノード３００Ａに対応する無線品質の方が無線基地局１００Ａに対応する無線品質よりも良好である場合には、リレーノード３００Ａへのハンドオーバを無線端末２００Ａに行わせる必要があると判断する。リレーノード３００Ａへのハンドオーバを無線端末２００Ａに行わせる必要があると判断される場合、以降の処理に進む。
ステップＳ１１７において、無線基地局１００Ａは、位置情報要求を無線端末２００Ａに送信する。ステップＳ１１８において、無線基地局１００Ａは、位置情報要求をリレーノード３００Ａに送信する。
無線端末２００Ａは、ステップＳ１１７で位置情報要求を無線基地局１００Ａから受信すると、ステップＳ１１９において、改めて位置測定を行うとともに、位置測定結果を示す位置情報報告を無線基地局１００Ａに送信する。
リレーノード３００Ａは、ステップＳ１１８で位置情報要求を無線基地局１００Ａから受信すると、ステップＳ１２０において、改めて位置測定を行うとともに、位置測定結果を示す位置情報報告を無線基地局１００Ａに送信する。
ここで、無線基地局１００Ａが無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａから位置情報報告を受信してから、無線基地局１００Ａからの位置情報再要求により、無線基地局１００Ａが無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａから改めて受信するまでの時間を所定時間とする。
ステップＳ１２１において、無線基地局１００Ａは、無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａそれぞれの移動距離を算出する。無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａの両移動距離が０である場合、処理がステップＳ１１２に戻る。ただし、無線基地局１００Ａがこの処理を繰り返すことが出来る回数は限られているものとし、この回数を所定回数とする（図６参照）。無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａの少なくとも一方の移動距離が０よりも大きい場合、処理がステップＳ１２２に進む。
ステップＳ１２２において、無線基地局１００Ａは、ステップＳ１１１で保持しておいた無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａの位置情報より相対距離１を算出し、ステップＳ１１９及びＳ１２０で受信した位置情報報告に基づいて相対距離２を算出する。そして、無線基地局１００Ａは、相対距離１と相対距離２との差分を算出する。
ステップＳ１２２において相対距離１と相対距離２との差分が閾値以下である場合、ステップＳ１２４において、無線基地局１００Ａは、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを決定し、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバの指示を無線端末２００Ａに送信する。一方、ステップＳ１２２において相対距離１と相対距離２との差分が閾値よりも大きい場合、無線基地局１００Ａは、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを取り止める。
（３）第１実施形態の作用・効果
以上説明したように、無線基地局１００Ａのハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高く、且つ、相対距離の変化量（差分）の値が閾値以下である場合に、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを無線端末２００Ａに実行させるよう制御する。
また、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高くても、相対距離の変化量（差分）の値が閾値よりも大きい場合には、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバを無線端末２００Ａに実行させないよう制御する。
このようなハンドオーバ制御を行うことで、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在する場合にはリレーノード３００Ａへのハンドオーバを実行させ、無線端末２００Ａが輸送機器Ｔ内に存在しない場合にはリレーノード３００Ａへのハンドオーバを実行させないようにすることができる。したがって、第１実施形態によれば、無駄なハンドオーバによる処理負荷及び通信遅延の発生を防止できる。
特に、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバは、無線基地局間でのハンドオーバと比較してオーバーヘッドが大きくなる。第１実施形態によれば、無線基地局１００Ａからリレーノード３００Ａへのハンドオーバが行われる確率を低減できるため、オーバーヘッドを抑制できる。
また、無線端末２００Ａ及び無線基地局１００Ａの両方の移動距離がゼロである場合には相対距離の変化量（差分）の値を算出せずに、無線端末２００Ａ及び無線基地局１００Ａの少なくとも一方の移動距離がゼロよりも大きくなったときに相対距離の変化量（差分）の値を算出することで、判定精度を向上させることができる。
また、リレーノード３００Ａが無線端末のハンドオーバに関わる処理を行うケースにおいては、リレーノード３００Ａと無線基地局１００Ａ間のコントロールメッセージやハンドオーバ対象の無線端末のパケット転送などにより無線区間におけるトラフィック負荷が増大する。第１実施形態のように、無線基地局１００Ａが無線端末のハンドオーバに関わる処理を行うことにより、トラフィック負荷の増大を回避できる。
第１実施形態では、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベルよりも高い場合に、位置情報要求を無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａに送信する。すなわち、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ａとリレーノード３００Ａとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ａと無線基地局１００Ａとの間の無線品質のレベル以下である場合には、位置情報要求を無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａに送信しない。
これにより、ハンドオーバを行う必要があるときにのみ位置情報報告を無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａに送信させることができる。したがって、無線端末２００Ａ及びリレーノード３００Ａが位置情報報告を定期的に送信する場合と比較して、オーバヘッドを低減できる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線端末の構成、（３）リレーノードの構成、（４）無線通信システムの詳細動作例、（５）第２実施形態の作用・効果について説明する。
第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
（１）無線通信システムの構成
図８は、第２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。
図８に示すように、リレーノード３００Ｂは、無線端末２００Ｂのユーザが乗ることのできる輸送機器Ｔに搭載されている。輸送機器Ｔは、第１実施形態で例示したバスに限らず、電車等であってもよい。
図８では、無線端末２００Ｂが輸送機器Ｔ内に存在するケースを例示している。無線基地局１００Ｂは、第１実施形態と同様に、移動不能なマクロ基地局である。無線端末２００Ｂは、無線基地局１００Ｂに接続している。
第２実施形態に係る無線端末２００Ｂ及びリレーノード３００Ｂは、ＧＰＳ等の測位システムを有していない。
無線端末２００Ｂ及びリレーノード３００Ｂそれぞれは、ＬＴＥとは異なる通信方式に準拠した通信を行う通信部を有する。当該通信方式は、輸送機器Ｔ内でのみ通信可能な程度の通信距離を有する近距離無線通信方式である。近距離無線通信方式の例としては、ブルートゥース、ZigBee、UWB（Ultra Wide Band）等が挙げられる。
無線基地局１００Ｂは、無線端末２００Ｂとリレーノード３００Ｂとの間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、無線基地局１００Ｂからリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを制御する。第２実施形態では、所定の条件とは、無線端末２００Ｂ及びリレーノード３００Ｂにおいて、近距離無線通信方式による接続（いわゆる通信コネクション）が確立されたという条件である。ハンドオーバを制御する方法の詳細については後述する。
（２）無線端末の構成
図９は、無線端末２００Ｂの構成を示すブロック図である。図９に示すように、無線端末２００Ｂは、近距離無線通信部２６０を有している点において、第１実施形態に係る無線端末２００Ａとは異なる。近距離無線通信部２６０は、アンテナ部２０６を介して近距離無線通信方式に準拠した無線通信を行う。近距離無線通信部２６０は、第２の通信部に相当する。制御部２３０は、近距離無線通信部２６０による無線通信を制御する近距離無線通信制御部２３４を有する。
（３）リレーノードの構成
図１０は、リレーノード３００Ｂの構成を示すブロック図である。図１０に示すように、リレーノード３００Ｂは、近距離無線通信部３６０を有している点において第１実施形態のリレーノード３００Ａとは異なる。近距離無線通信部３６０は、アンテナ部３０６を介して近距離無線通信方式に準拠した無線通信を行う。近距離無線通信部３６０は、第１の通信部に相当する。制御部３４０は、近距離無線通信部３６０による無線通信を制御する近距離無線通信制御部３４１を有する。
（４）無線通信システムの詳細動作例
図１１は、第２実施形態に係る無線通信システムの詳細動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ２０１において、無線基地局１００Ｂは、無線端末２００Ｂにおける無線品質の測定を制御するためのメッセージであるMeasurement Controlを無線端末２００Ｂに送信する。
ステップＳ２０２において、無線基地局１００Ｂは、通信の制御に使用する制御データ以外のデータであるパケットデータ（いわゆるユーザデータ）を無線端末２００Ｂと送受信する。パケットデータの送受信はステップＳ２０２以降においても継続される。
ステップＳ２０３において、無線端末２００Ｂの近距離無線通信制御部２３４は、近距離無線通信部２６０を用いて、リレーノード３００Ｂとの間に近距離無線通信方式による接続を確立させる。例えば、リレーノード３００Ｂの近距離無線通信エリア内に無線端末２００Ｂが移動した場合、無線端末２００Ｂの近距離無線通信制御部２３４は、近距離無線通信方式をサポートする機器が周辺に存在することを検出し、近距離無線通信方式による接続を自動で確立させる。
ステップＳ２０４において、無線端末２００Ｂは、リレーノード３００Ｂとの間に近距離無線通信方式による接続を確立させたことを示すメッセージであるコネクション確立通知を無線基地局１００Ｂに送信する。
ステップＳ２０５において、無線端末２００Ｂにおける無線品質の測定結果の報告に使用される無線リソースを無線端末２００Ａに割り当て、割り当て結果を示すメッセージであるUL allocationを無線端末２００Ｂに送信する。
ステップＳ２０６において、無線端末２００Ｂは、ステップＳ２０１で無線基地局１００Ｂから受信したMeasurement Controlに従い、受信する無線信号の無線品質を測定し、測定した結果を示すメッセージである測定報告を無線基地局１００Ｂに送信する。
ステップＳ２０７において、無線基地局１００Ｂは、無線端末２００Ｂにハンドオーバを行わせる否かを決定する。無線基地局１００Ｂは、無線端末２００Ｂとリレーノード３００Ｂとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ｂと無線基地局１００Ｂとの間の無線品質のレベルよりも高く、且つ、無線端末２００Ｂとリレーノード３００Ｂとの間に近距離無線通信方式による接続が確立されている場合に、無線基地局１００Ｂからリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを無線端末２００Ｂに実行させると決定する。無線基地局１００Ｂからリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを無線端末２００Ｂに実行させると決定した場合、無線基地局１００Ｂは、ハンドオーバの指示を生成し、生成したハンドオーバの指示を無線端末２００Ｂに送信する。
（５）第２実施形態の作用・効果
以上説明したように、第２実施形態によれば、無線基地局１００Ｂのハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｂとリレーノード３００Ｂとの間に近距離無線通信方式による接続が確立されているか否かに基づいて、無線基地局１００Ｂからリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを制御する。
具体的には、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｂとリレーノード３００Ｂとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ｂと無線基地局１００Ｂとの間の無線品質のレベルよりも高い場合であっても、無線端末２００Ｂとリレーノード３００Ｂとの間に近距離無線通信方式による接続が確立されていない場合には、無線基地局１００Ｂからリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを無線端末２００Ｂに実行させないよう制御する。
このようなハンドオーバ制御を行うことで、無線端末２００Ｂが輸送機器Ｔ内に存在する場合にはリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを実行させ、無線端末２００Ｂが輸送機器Ｔ内に存在しない場合にはリレーノード３００Ｂへのハンドオーバを実行させないようにすることができる。
したがって、第２実施形態によれば、無駄なハンドオーバによる処理負荷及び通信遅延の発生を防止できる。さらに、第２実施形態では、第１実施形態のような測位システムを有していない無線端末２００Ｂ及びリレーノード３００Ｂに対しても適用可能である。
［第２実施形態の変更例］
次に、第２実施形態の変更例について説明する。本変更例は、第２実施形態における近距離無線通信方式を非接触ＩＣカード通信方式に変更したものである。非接触ＩＣカード通信方式の通信可能距離は非常に短く、例えば１０ｃｍ程度である。
図１２は、第２実施形態の変更例に係る無線通信システムの構成を示す図である。図１２に示すように、輸送機器Ｔは、非接触ＩＣカード通信部４００を有している。非接触ＩＣカード通信部４００は、カードリーダ／ライタ機能を有しており、輸送機器Ｔの入り口又は出口等の周辺において、例えば運賃の精算に用いられる。輸送機器Ｔに設けられた非接触ＩＣカード通信部４００は、第１の通信部に相当する。
無線基地局１００Ｃのハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｃとリレーノード３００Ｃとの間に、非接触ＩＣカード通信方式による接続（いわゆる通信コネクション）が確立されたか否かに基づいて、無線基地局１００Ｃからリレーノード３００Ｃへのハンドオーバを制御する。
図１３は、無線端末２００Ｃの構成を示すブロック図である。図１３に示すように、無線端末２００Ｃは、非接触ＩＣカード部２７０を有している点において、第２実施形態に係る無線端末２００Ｂとは異なる。非接触ＩＣカード部２７０は、非接触ＩＣカード通信方式に準拠した無線通信を行う。非接触ＩＣカード部２７０は、第２の通信部に相当する。制御部２３０は、非接触ＩＣカード通信方式による無線通信を制御する非接触ＩＣカード通信制御部２３５を有する。
次に、本変更例に係る無線通信システムの詳細動作例について説明する。ただし、上述した第２実施形態と異なる動作について説明し、重複する説明を省略する。図１４は、本変更例に係る無線通信システムの詳細動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ３０１及びＳ３０２の処理は、上述した第２実施形態と同様である。
ステップＳ３０３において、無線端末２００Ｃの非接触ＩＣカード通信制御部２３５は、非接触ＩＣカード部２７０を用いて、非接触ＩＣカード通信部４００との間に非接触ＩＣカード通信方式による接続を確立させる。例えば、非接触ＩＣカード通信部４００の非接触ＩＣカード通信エリア内に無線端末２００Ｃが移動した場合、無線端末２００Ｃの非接触ＩＣカード通信制御部２３５は、非接触ＩＣカード通信方式をサポートする機器が周辺に存在することを検出し、非接触ＩＣカード通信方式による接続を自動で確立させる。
ステップＳ３０４において、無線端末２００Ｃの非接触ＩＣカード通信制御部２３５は、非接触ＩＣカード通信部４００との間に非接触ＩＣカード通信方式による接続を確立させたことを示すメッセージであるコネクション確立通知を無線基地局１００Ｃに送信する。
ステップＳ３０５及びＳ３０６の処理は、上述した第２実施形態と同様である。
ステップＳ３０７において、無線基地局１００Ｃのハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｃにハンドオーバを行わせる否かを決定する。ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｃとリレーノード３００Ｃとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ｃと無線基地局１００Ｃとの間の無線品質のレベルよりも高く、且つ、無線端末２００Ｃと非接触ＩＣカード通信部４００との間に非接触ＩＣカード通信方式による接続が確立されている場合に、無線基地局１００Ｃからリレーノード３００Ｃへのハンドオーバを無線端末２００Ｃに実行させると決定する。
無線基地局１００Ｃからリレーノード３００Ｃへのハンドオーバを無線端末２００Ｃに実行させると決定した場合、無線基地局１００Ｃは、無線基地局１００Ｃからリレーノード３００Ｃへのハンドオーバの指示を生成し、生成したハンドオーバの指示を無線端末２００Ｃに送信する。
以上説明したように、本変更例によれば、無線基地局１００Ｃのハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｃとリレーノード３００Ｃとの間に非接触ＩＣカード通信方式による接続が確立されているか否かに基づいて、無線基地局１００Ｃからリレーノード３００Ｃへのハンドオーバを制御する。
具体的には、ハンドオーバ制御部１２４は、無線端末２００Ｃとリレーノード３００Ｃとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ｃと無線基地局１００Ｃとの間の無線品質のレベルよりも高い場合であっても、無線端末２００Ｃとリレーノード３００Ｃとの間に非接触ＩＣカード通信方式による接続が確立されていない場合には、無線基地局１００Ｃからリレーノード３００Ｃへのハンドオーバを無線端末２００Ｃに実行させないよう制御する。このようなハンドオーバ制御を行うことで、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態について説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）第３実施形態の作用・効果の順に説明する。
第３実施形態においては、第１実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
（１）無線通信システムの構成
図１５は、第３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。図１５に示すように、第３実施形態に係る無線通信システム１は、第１実施形態と同様にLTE-Advancedに基づいて構成されており、無線基地局１００Ｄ、無線端末２００Ｄ、リレーノード３００Ｄ（無線中継局）、及びコアネットワーク７００を有する。
第３実施形態においては、コアネットワーク７００は、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００ＤのそれぞれがＧＰＳなど自身の位置情報を取得するためのシステムを有していない場合でも、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの位置情報を取得できるように構成されている。
具体的には、コアネットワーク７００は、無線基地局１００Ｄの上位装置である移動管理装置５００と、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの位置情報を管理する位置情報サーバ６００とを有する。LTEにおいて移動管理装置５００は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）と称され、位置情報サーバ６００はＥ−ＳＭＬＣ（e-Serving Mobile Location Center）と称される。
位置情報サーバ６００は、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれが複数の無線基地局から受信する無線信号の到達時間差や、当該無線信号に含まれる基地局ＩＤ等を収集して、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの位置情報を生成及び管理する。位置情報サーバ６００（Ｅ−ＳＭＬＣ）の詳細については、3GPP TS 36.305: “Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Stage 2 functional specification of User Equipment (UE) positioning in E-UTRAN”を参照されたい。
また、第３実施形態では、第１実施形態において無線基地局１００Ａが実行していた移動距離及び相対距離のそれぞれの算出処理を移動管理装置５００が実行する。その他のシステム構成については、第１実施形態と同様である。
図１６は、移動管理装置５００の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、移動管理装置５００は、送受信部５１０、制御部５２０、及び記憶部５３０を有する。
送受信部５１０は、バックホールネットワークに接続されており、バックホールネットワークを介して無線基地局１００Ａ及び位置情報サーバ６００との有線通信を行う。送受信部５１０は、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの位置情報を位置情報サーバ６００から受信する。制御部５２０は、例えばＣＰＵを用いて構成され、移動管理装置５００が具備する各種の機能を制御する。記憶部５３０は、例えばメモリを用いて構成され、移動管理装置５００の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
制御部５２０は、情報取得部５２１、移動距離算出部５２２、相対距離算出部５２３、及びハンドオーバ判断部５２４を有する。
情報取得部５２１は、送受信部５１０が位置情報サーバ６００から受信する位置情報を取得する。移動距離算出部５２２は、所定時間に渡る無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの移動距離を示す値を算出する。ただし、第３実施形態においては、移動距離算出部５２２は、リレーノード３００Ｄの移動距離のみを算出し、無線端末２００Ｄの移動距離の算出を省略してもよい。
第３実施形態において移動距離算出部５２２は、第２の算出部に相当する。移動距離算出部５２２による移動距離算出動作の詳細については後述する。
相対距離算出部５２３は、情報取得部５２１が取得する位置情報に基づいて、所定時間に渡る無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄの間の相対距離の変化量を示す値（第１の値）を算出する。相対距離算出部５２３は、第１の算出部に相当する。相対距離算出部５２３による相対距離算出動作の詳細については後述する。
ハンドオーバ判断部５２４は、ハンドオーバに関する判断（estimation）を行う。具体的には、ハンドオーバ判断部５２４は、リレーノード３００Ｄへの無線端末２００Ｄのハンドオーバを許容するか否かを判断する。
（２）無線通信システムの動作
次に、第３実施形態に係る無線通信システム１の動作について、（２．１）ハンドオーバ制御動作、（２．２）無線通信システムの詳細動作例の順に説明する。
（２．１）ハンドオーバ制御動作
以下において、移動管理装置５００が実行するハンドオーバ制御動作１及び２について説明する。ここでは、第１実施形態で説明したハンドオーバ制御動作との相違点を主として説明する。
（２．１．１）ハンドオーバ制御動作１
図１７は、第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作１を説明するための図である。
まず、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の無線品質のレベルが、無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄに接続可能な状態にある第１の時刻において、情報取得部５２１は、リレーノード３００Ｄの位置情報A(X1,Y1,Z1)を取得する。無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄに接続可能な状態とは、例えば、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ｄと無線基地局１００Ｄとの間の無線品質のレベルよりも良好な状態を意味する。
第１の時刻から所定時間経過後の第２の時刻において、情報取得部５２１は、リレーノード３００Ｄの位置情報A’(X1’,Y1’,Z1’)と、無線端末２００Ｄの位置情報B(X2,Y2,Z2)とを取得する。
移動距離算出部５２２は、図１７に記載の計算式を用いて、A, A’間の距離をリレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)として算出する。
リレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)がゼロよりも大きい場合、相対距離算出部５２３は、図１７に記載の計算式を用いて、第２の時刻におけるA’, B間の相対距離(RD)を算出する。ここで、第１の時刻における無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離をゼロとみなしている点が第１実施形態とは異なる。すなわち、リレーノード３００Ｄの送信電力は小さいため、無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄに接続可能な状態にある場合には無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄの近傍に位置すると推定できる。よって、第１の時刻における無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離はゼロとみなすことができる。
相対距離算出部５２３によって算出されるA’, B間の相対距離(RD)は、所定時間（第１の時刻〜第２の時刻）に渡る無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離の変化量を示す第１の値に相当する。
A’, B間の相対距離(RD)が閾値以下である場合、ハンドオーバ判断部５２４は、無線端末２００Ｄによる無線基地局１００Ｄからリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを許容（肯定）すると判断し、その旨の判断結果（ハンドオーバＡｃｋ）を送受信部５１０から無線基地局１００Ｄに送信させる。閾値は、図１７においてリレーノード３００Ｄを中心とした円に示すように、リレーノード３００Ｄから所定距離（例えば輸送機器Ｔ内の範囲）と対応する値である。無線基地局１００Ｄのハンドオーバ制御部１２４は、ハンドオーバＡｃｋを受信すると、リレーノード３００Ｄへのハンドオーバを無線端末２００Ｄに指示する。
なお、リレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)がゼロである場合、情報取得部５２１は、第２の時刻からさらに所定時間経過後の第３の時刻において、リレーノード３００Ｄの位置情報A”(X1”,Y1”,Z1”)を取得する。このように、情報取得部５２１は、リレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)がゼロである場合には、リレーノード３００Ｄの位置情報の取得を所定回数だけ繰り返す。
このようなハンドオーバ制御を行うことで、第１実施形態と同様に、無線端末２００Ｄが輸送機器Ｔ内に存在する場合にはリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを実行させ、無線端末２００Ｄが輸送機器Ｔ内に存在しない場合にはリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを実行させないようにすることができる。
（２．１．２）ハンドオーバ制御動作２
図１８は、第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作２を説明するための図である。
まず、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の無線品質のレベルが、無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄに接続可能な状態にある第１の時刻において、情報取得部５２１は、リレーノード３００Ｄの位置情報A(X1,Y1,Z1)を取得する。無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄに接続可能な状態とは、例えば、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の無線品質のレベルが無線端末２００Ｄと無線基地局１００Ｄとの間の無線品質のレベルよりも良好な状態を意味する。
第１の時刻から所定時間経過後の第２の時刻において、情報取得部５２１は、リレーノード３００Ｄの位置情報A’(X1’,Y1’,Z1’)と、無線端末２００Ｄの位置情報B(X2,Y2,Z2)とを取得する。
移動距離算出部５２２は、図１８に記載の計算式を用いて、A, A’間の距離をリレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)として算出し、A, B間の距離を無線端末２００Ｄの移動距離(MDB)として算出する。ここで、第１の時刻における無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離をゼロとみなし、第１の時刻における無線端末２００Ｄの位置をリレーノード３００Ｄの位置と等しいものとする点が第１実施形態とは異なる。すなわち、リレーノード３００Ｄの送信電力は小さいため、無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄに接続可能な状態にある場合には無線端末２００Ｄがリレーノード３００Ｄの近傍に位置すると推定できる。よって、第１の時刻における無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離はゼロとみなすことができる。
リレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)又は無線端末２００Ｄの移動距離(MDB)の少なくとも一方がゼロよりも大きい場合、相対距離算出部５２３は、図１８に記載の計算式を用いて、第２の時刻におけるA’, B間の相対距離(RD)を算出する。第１の時刻における無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離をゼロとみなしているため、相対距離算出部５２３によって算出されるA’, B間の相対距離(RD)は、所定時間（第１の時刻〜第２の時刻）に渡る無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離の変化量を示す第１の値に相当する。
A’, B間の相対距離(RD)が閾値以下である場合、ハンドオーバ判断部５２４は、無線端末２００Ｄによる無線基地局１００Ｄからリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを許容（肯定）すると判断し、その旨の判断結果（ハンドオーバＡｃｋ）を送受信部５１０から無線基地局１００Ｄに送信させる。閾値は、図１８においてリレーノード３００Ｄを中心とした円に示すように、リレーノード３００Ｄから所定距離（例えば輸送機器Ｔ内の範囲）と対応する値である。無線基地局１００Ｄのハンドオーバ制御部１２４は、ハンドオーバＡｃｋを受信すると、リレーノード３００Ｄへのハンドオーバを無線端末２００Ｄに指示する。
なお、リレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)及び無線端末２００Ｄの移動距離(MDB)がゼロである場合、情報取得部５２１は、第２の時刻からさらに所定時間経過後の第３の時刻において、リレーノード３００Ｄの位置情報A”(X1”,Y1”,Z1”)及び無線端末２００Ｄの位置情報B’(X2’,Y2’,Z2’)を取得する。このように、情報取得部５２１は、リレーノード３００Ｄの移動距離(MDA)及び無線端末２００Ｄの移動距離(MDB)がゼロである場合には、リレーノード３００Ｄ及び無線端末２００Ｄの位置情報の取得を所定回数だけ繰り返す。
このようなハンドオーバ制御を行うことで、第１実施形態と同様に、無線端末２００Ｄが輸送機器Ｔ内に存在する場合にはリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを実行させ、無線端末２００Ｄが輸送機器Ｔ内に存在しない場合にはリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを実行させないようにすることができる。
（２．２）無線通信システムの詳細動作例
図１９は、第３実施形態に係る無線通信システム１の詳細動作例を示す動作シーケンス図である。
ステップＳ４０１において、無線基地局１００Ｄは、無線端末２００Ｄにおける無線品質の測定を制御するためのメッセージであるMeasurement Controlを無線端末２００Ｄに送信する。
ステップＳ４０２において、無線基地局１００Ｄは、パケットデータを無線端末２００Ｄと送受信する。ステップＳ４０３において、無線基地局１００Ｄは、パケットデータをリレーノード３００Ｄと送受信する。
ステップＳ４０４において、無線基地局１００Ｄは、必要に応じて、無線端末２００Ｄが測定結果を無線基地局１００Ｄに通知できるようにリソースの割り当てを行い、無線品質の測定結果の報告を要求する測定要求を無線端末２００Ｄに送信する。
ステップＳ４０５において、無線端末２００Ｄは無線基地局１００Ｄからの測定要求に従い、無線基地局１００Ｄに測定結果を通知する。無線端末２００Ｄは自身の無線状態を定期的に、または特定のイベント（接続する無線基地局１００Ｄとの間の無線品質が所定値を下回った等）が起こる度に、無線基地局１００Ｄに通知を行う。
ステップＳ４０６において、無線基地局１００Ｄは、無線端末２００Ｄのハンドオーバの必要性があると判断し、ステップＳ４０７においてリレーノード３００Ｄへハンドオーバ要求メッセージを送信する。なお、無線基地局１００Ｄでハンドオーバ対象がリレーノード３００Ｄと判断できる場合には、リレーノード３００Ｄへのハンドオーバ要求メッセージの送信をせずに、ハンドオーバの判断（estimation）を要求する判断要求メッセージを移動管理装置５００へ送信しても構わない。
ステップＳ４０７ａにおいて、リレーノード３００Ｄは、無線基地局１００Ｄからのハンドオーバ要求メッセージが届くと、コアネットワーク７００にハンドオーバを判断してもらうため、移動管理装置５００に判断要求メッセージを送信する。リレーノード３００Ｄがコアネットワーク７００と接続する時は必ず無線基地局１００Ｄを介すため、無線基地局１００Ｄは移動管理装置５００への判断要求メッセージが送信されたことを確認できる。
ステップＳ４０８において、無線基地局１００Ｄは、移動管理装置５００への判断要求メッセージが無線基地局１００Ｄを通過するときに、ハンドオーバに関連するタイマーを止める。無線基地局１００Ｄは、所定時間後において、無線端末２００Ｄに無線品質の測定要求を可能にするための処理（ステップＳ４２２，Ｓ４２３で後述）を行う。
ステップＳ４０９において、移動管理装置５００は、判断要求メッセージを受信する。ステップＳ４１０において、移動管理装置５００は、位置情報サーバ６００へリレーノード３００Ｄの位置情報を要求する位置情報要求メッセージを送信する。
ステップＳ４１１及びＳ４１２において、位置情報サーバ６００は、位置情報要求メッセージに応じて、リレーノード３００Ｄの位置情報を測定する。ステップＳ４１３において、位置情報サーバ６００は、位置情報の測定結果を移動管理装置５００に送信する。
ステップＳ４１４において、移動管理装置５００は、リレーノード３００Ｄの位置情報を保持する。ステップＳ４１５において、移動管理装置５００は、所定のインターバルの経過を待つ。ステップＳ４１６において、移動管理装置５００は、リレーノード３００Ｄ及び無線端末２００Ｄのそれぞれの位置情報を要求する位置情報要求メッセージを位置情報サーバ６００に送信する。
ステップＳ４１７〜Ｓ４１９において、位置情報要求メッセージを受信した位置情報サーバ６００は、リレーノード３００Ｄ及び無線端末２００Ｄのそれぞれの位置情報を測定する。ステップＳ４２０において、位置情報サーバ６００は、位置情報の測定結果を移動管理装置５００に送信する。
なお、初めに位置情報サーバ６００から移動管理装置５００に位置情報の通知(ステップＳ４１３)が届いてから、次に位置情報の通知(ステップＳ４２０)が届くまでの時間を所定時間とする。
ステップＳ４２１において、移動管理装置５００は、上述したハンドオーバ制御動作１又は２に従って移動距離の算出を行う。ハンドオーバ制御動作１については、リレーノード３００Ｄの移動距離が０である場合に、ステップＳ４１４に処理が戻り、ステップＳ４１４〜Ｓ４２０が繰り返される。ハンドオーバ制御動作２については、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの移動距離が０である場合に、ステップＳ４１４に処理が戻り、ステップＳ４１４〜Ｓ４２０が繰り返される。ただし、移動管理装置５００がこの処理を繰り返すことが出来る回数は限られているものとし、この回数を所定回数とする。
所定回数経過後、または位置情報の再通知後、ハンドオーバ制御動作１については、移動管理装置５００は、リレーノード３００Ｄの移動距離が０でないと判断した場合に、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの位置情報から相対距離を算出する。ハンドオーバ制御動作２については、移動管理装置５００は、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの移動距離が０でない場合に、無線端末２００Ｄ及びリレーノード３００Ｄのそれぞれの位置情報から相対距離を算出する。
移動管理装置５００は、算出された相対距離が閾値以下である場合には、無線端末２００Ｄによる無線基地局１００Ｄからリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを許容（肯定）すると判断し、算出された相対距離が閾値以上であると判断した場合には、無線端末２００Ｄによる無線基地局１００Ｄからリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを拒否（否定）すると判断する。
ステップＳ４２１において、移動管理装置５００は、判断結果の情報を無線基地局１００Ｄに送信する。
一方、ステップＳ４２２において、無線基地局１００Ｄは、無線端末２００Ｄが無線品質の測定結果を無線基地局１００Ｄに通知できるようにリソースの割り当てを行う。ステップＳ４２３において、無線端末２００Ｄは、無線基地局１００Ｄからの指示に従い、無線基地局１００Ｄに無線品質の測定結果を通知する。測定結果には、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の無線品質の情報が含まれる。
ステップＳ４２５において、無線基地局１００Ｄは、ステップＳ４２４で移動管理装置５００から受信した判断結果の情報と、ステップＳ４２３で無線端末２００Ｄから受信した測定結果とに基づいて、無線端末２００Ｄによる無線基地局１００Ｄからリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを実行させるか否かを決定する。ここで、無線基地局１００Ｄは、移動管理装置５００によるハンドオーバの判断結果が許可（肯定）であり、且つ、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の無線品質が良好である場合に、無線端末２００Ｄによる無線基地局１００Ｄからリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを実行させると決定する。ハンドオーバを実行させると決定した場合には、リレーノード３００Ｄによる受け入れ可否を確認し、その後にリレーノード３００Ｄへのハンドオーバの指示を無線端末２００Ｄに送信する。
（３）第３実施形態の作用・効果
以上説明したように、第３実施形態によれば、ハンドオーバターゲットがリレーノード３００Ｄであった場合、無線端末２００Ｄとリレーノード３００Ｄとの間の相対距離は無いもの（ゼロ）とみなすことで、ハンドオーバ要求がなされた時点での無線端末２００Ｄの位置情報を測定する手法が省けるため、ハンドオーバに関わる計算を削減できる。
第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作１によれば、リレーノード３００Ｄが移動していた場合、リレーノード３００Ｄにおける所定時間経過後の位置におけるリレーノード３００Ｄと無線端末２００Ｄとの間の相対距離に基づいてリレーノード３００Ｄへのハンドオーバを制御することで、無線端末２００Ｄの移動距離を算出する処理が削減できる。
第３実施形態によれば、位置情報の測定をコアネットワーク７００（具体的には、位置情報サーバ６００）で行うことにより、ＧＰＳなど無線端末２００Ｄ単体で位置情報が測定できるシステムを有していないケースにも適用できるとともに、無線端末２００Ｄ―無線基地局１００Ｄ―コアネットワーク７００間の制御信号が削減でき、トラフィックの負荷が低減できる。
［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。
上述した実施形態では、LTE-Advancedに基づく無線通信システムを例示したが、LTE-Advancedに限らず、無線中継局が用いられる無線通信システムであれば、本発明を適用可能である。例えば、ハンドオーバの決定権を無線端末が持つ無線通信システムも存在する。そのような無線通信システムにおいては、無線基地局１００Ａ、無線基地局１００Ｂ、無線基地局１００Ｃに設けられていたハンドオーバ制御部１２４を無線端末側（すなわち無線端末２００Ａ、無線端末２００Ｂ、無線端末２００Ｃ）に設けてもよい。
上述した第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態それぞれは、個別に実施する場合に限らず、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。
例えば、第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作１，２のそれぞれは、第１実施形態のシステム構成に適用可能である。すなわち、第１実施形態に係る無線基地局１００Ａの情報取得部１２１、移動距離算出部１２２及び相対距離算出部１２３が、第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作１，２のそれぞれを実行してもよい。第３実施形態に係るハンドオーバ制御動作１，２のそれぞれは、第１実施形態に係るハンドオーバ制御動作と比較して位置情報の取得を省略できるため、端末−基地局間のトラフィックの負荷が低減できる。
同様に、第１実施形態で説明したハンドオーバ制御動作は、第３実施形態のシステム構成に適用可能である。すなわち、第３実施形態に係る移動管理装置５００の情報取得部５２１、移動距離算出部５２２及び相対距離算出部５２３が、第１実施形態で説明したハンドオーバ制御動作を実行してもよい。
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、１００Ａ〜１００Ｄ…無線基地局、１０１…アンテナ部、１１０…送受信部、１１１…無線部、１２０…制御部、１２１…情報取得部、１２２…ベースバンド部、１２２…移動距離算出部、１２３…相対距離算出部、１２４…ハンドオーバ制御部、１３０…バックホール通信部、１４０…記憶部、２００Ａ〜２００Ｄ…無線端末、２０１，２０２，２０６，３０１，３０２，３０３，３０６…アンテナ部、２１０…送受信部、２１１…無線部、２１２…ベースバンド部、２２０…ＧＰＳ受信機、２３０…制御部、２３１…無線品質測定部、２３２…位置測定部、２３３…ハンドオーバ実行部、２３４…近距離無線通信制御部、２３５…非接触ＩＣカード通信制御部、２４０…記憶部、２５０…バッテリ、２６０…近距離無線通信部、２７０…非接触ＩＣカード部、３００Ａ〜３００Ｄ…リレーノード、３１０…送受信部、３１１…無線部、３１２…ベースバンド部、３２０…送受信部、３２１…無線部、３２２…ベースバンド部、３３０…ＧＰＳ受信機、３４０…制御部、３４１…位置測定部、３４１…近距離無線通信制御部、３５０…記憶部、３６０…近距離無線通信部、４００…非接触ＩＣカード通信部、５００…位置管理装置、６００…位置情報サーバ

Claims (14)

  1. 無線基地局に無線端末及び無線中継局が接続しており、前記無線端末及び前記無線中継局の少なくとも一方が移動可能である無線通信システムであって、
    前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部を備え、
    前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御し、
    前記所定の条件とは、所定時間に渡る前記相対距離の変化量を示す第１の値が閾値以下であるという条件である無線通信システム。
  2. 前記ハンドオーバ制御部は、前記所定の条件が満たされた場合に、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを前記無線端末に実行させるよう制御する請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高く、且つ、前記所定の条件が満たされた場合に、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを前記無線端末に実行させるよう制御する請求項１又は２に記載の無線通信システム。
  4. 前記ハンドオーバ制御部は、前記所定の条件が満たされていない場合に、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを前記無線端末に実行させないよう制御する請求項１〜３の何れか一項に記載の無線通信システム。
  5. 前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高くても、前記所定の条件が満たされていない場合には、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを実行させないよう制御する請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信システム。
  6. 第１の時刻における前記無線端末の位置を示す第１の端末位置情報と、前記第１の時刻から前記所定時間経過後の第２の時刻における前記無線端末の位置を示す第２の端末位置情報と、前記第１の時刻における前記無線中継局の位置を示す第１の中継局位置情報と、前記第２の時刻における前記無線中継局の位置を示す第２の中継局位置情報とを取得する取得部と、
    前記第１の端末位置情報及び前記第１の中継局位置情報に基づく第１の相対距離と、前記第２の端末位置情報及び前記第２の中継局位置情報に基づく第２の相対距離とを算出し、前記算出した第１の相対距離及び第２の相対距離の差を示す値を前記第１の値として算出する第１の算出部と
    をさらに備える請求項１に記載の無線通信システム。
  7. 前記第１の端末位置情報及び前記第２の端末位置情報に基づいて前記所定時間に渡る前記無線端末の移動距離を示す第２の値を算出し、前記第１の中継局位置情報及び前記第２の中継局位置情報に基づいて前記所定時間に渡る前記無線中継局の移動距離を示す第３の値を算出する第２の算出部をさらに備え、
    前記第１の算出部は、前記第２の値又は前記第３の値の少なくとも一方がゼロよりも大きい場合に、前記第１の値を算出する請求項６に記載の無線通信システム。
  8. 前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが、前記無線端末が前記無線中継局に接続可能な状態にある第１の時刻から前記所定時間経過後の第２の時刻における前記無線端末の位置を示す端末位置情報と、前記第２の時刻における前記無線中継局の位置を示す中継局位置情報とを取得する取得部と、
    前記第１の時刻における前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離をゼロとみなして、前記端末位置情報が示す位置と前記中継局位置情報が示す位置との間の相対距離を前記第１の値として算出する第１の算出部と
    をさらに備える請求項１に記載の無線通信システム。
  9. 前記第１の時刻における前記無線中継局の位置を示す第１の中継局位置情報及び前記第２の時刻における前記無線中継局の位置を示す第２の中継局位置情報に基づいて、前記所定時間に渡る前記無線中継局の移動距離を示す値を算出する第２の算出部をさらに備え、
    前記第１の算出部は、前記第２の算出部によって算出された前記値がゼロよりも大きい場合に、前記第１の値を算出する請求項８に記載の無線通信システム。
  10. 前記取得部及び前記第１の算出部は、前記無線基地局又は前記無線基地局の上位装置に設けられる請求項６〜９の何れか一項に記載の無線通信システム。
  11. 無線基地局に無線端末及び無線中継局が接続しており、前記無線端末及び前記無線中継局の少なくとも一方が移動可能である無線通信システムであって、
    前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部を備え、
    前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御し、
    前記無線端末は、前記無線端末の位置を測定する第１の位置測定部を有し、
    前記無線中継局は、前記無線中継局の位置を測定する第２の位置測定部を有し、
    前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高い場合に、位置測定結果の情報の送信を要求する位置情報要求を前記無線端末及び前記無線中継局に送信する無線通信システム。
  12. 少なくとも一方が移動可能である無線端末及び無線中継局が接続する無線基地局であって、
    前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部を備え、
    前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御し、
    前記所定の条件とは、所定時間に渡る前記相対距離の変化量を示す第１の値が閾値以下であるという条件である無線基地局。
  13. 少なくとも一方が移動可能である無線端末及び無線中継局が接続する無線基地局であって、
    前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部を備え、
    前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御し、
    前記ハンドオーバ制御部は、前記無線端末と前記無線中継局との間の無線品質のレベルが所定レベルよりも高い場合に、位置測定結果の情報の送信を要求する位置情報要求を前記無線端末及び前記無線中継局に送信する無線基地局。
  14. 無線基地局に無線端末及び無線中継局が接続しており、前記無線端末及び前記無線中継局の少なくとも一方が移動可能である無線通信システムにおいて、前記無線端末が接続先を切り替える動作であるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御方法であって、
    前記無線端末と前記無線中継局との間の相対距離の変化が無い又は小さい状態が維持されることを示す所定の条件が満たされたか否かに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継局への前記ハンドオーバを制御するステップを含み、
    前記所定の条件とは、所定時間に渡る前記相対距離の変化量を示す第１の値が閾値以下であるという条件であるハンドオーバ制御方法。
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