JP5780295B2

JP5780295B2 - 無線通信方法

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Publication number: JP5780295B2
Application number: JP2013510743A
Authority: JP
Inventors: 哲生富田; 正則橋本; 文木村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: JPWO2012143981A1; US9072024B2; US20140051450A1; WO2012143981A1

Description

本発明は、無線通信の制御を行う通信システムに関する。

無線通信の制御を行う通信システムは、交換機に接続されたネットワーク網とネットワーク網に接続された複数の基地局を有する。１つの基地局は複数の移動機との通信を行う。

１つの基地局により移動機との通信が保証される領域をセルという。セルは移動機が移動すると予測される領域をすべてカバーするのが望ましい。しかしながら、地理的な条件や通信データ量などの条件により、基地局だけではカバーできない領域が発生する。

基地局だけでカバーできない領域を補うため、中継局が用いられる。中継局は基地局に接続される。中継局によりカバーされる領域に存在する移動機は、中継局、基地局、およびネットワーク網を経由して交換機にアクセスする。中継局、基地局などのネットワーク接続ポイントにある装置は、ノードと呼ばれる。

通信条件が時間的に変化する無線通信では、移動機側から電波の測定値を送り、受信側は測定値に基づいて通信環境を確認しながらデータ通信を行っている。移動機と交換機との間にノードが複数存在し、中継地点間の通信距離が長い場合、移動機と交換機との間の信号伝播遅延時間が大きくなる。信号伝播遅延時間が大きくなると、測定値に対する通信環境の確認処理が遅くなる。確認処理の遅れは、レイテンシの低下の原因となる。

レイテンシの低下を防ぐため、ノード間で独立した通信プロトコルを用いてデータ通信を行う技術がある。ノード間で独立した通信プロトコルを用いることにより、データ通信の区間がそれぞれ短くなる。データ通信の区間を短くすることにより、測定値に対する通信環境の確認処理を速くすることができる。

１つの中継局がカバーするセルにある移動機が、他の基地局がカバーするセルに移動する場合、移動機と交換機とのデータ通信が途切れないようにするため、通信システムにおいてハンドオーバー処理が発生する。特許文献１および特許文献２には、基地局間のハンドオーバー処理に関する技術が開示されている。

特開２０１０−１８３６４５号公報特開２０１０−１５７９０８号公報

中継局を有する通信システムにおいてハンドオーバー処理を行う場合、処理のタイミングによっては、基地局および中継局に滞留データが発生する場合がある。滞留データとは、ハンドオーバー処理における切り替え元のノードにおいて、ノード内のバッファに送信されずに残っているデータを言う。滞留データを破棄して再度送信元からデータを再送信すると、再送信処理による装置の処理負荷が発生する。滞留データをハンドオーバー先に転送し、その後通信を再開することにより、再送信処理による処理負荷を軽減することが出来る。中継局を有する通信システムの場合、移動機の移動先のセルを構成するのが基地局か中継局かで、最適な滞留データの転送先、転送タイミング、データ形式の変換処理などが異なってくる。

本技術では、移動機の移動先のセルを構成するノードの環境に応じて、最適な残留データの転送が可能な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、無線通信システムは、交換機と、交換機に有線接続された第１基地局と、該第１基地局と無線通信する第１中継局と、該第１中継局と無線通信する移動機とを有する無線通信システムであって、該移動機は、該移動機と無線通信する少なくとも１つのノードから受信する信号強度の測定結果を該第１中継局に送信し、該第１中継局は該測定結果に基づいてハンドオーバー先のノードを選択し、該移動機のハンドオーバー先が該交換機に有線接続された第２基地局である場合に、該第１中継局は、該第１基地局に滞留した第１滞留データを受信し、該第１中継局に滞留する第２滞留データと共に該第２基地局に転送することを特徴とする。

実施形態によれば、移動機の移動先のセルを構成するノードの環境に応じて、最適な残留データの転送が可能な無線通信システムを提供することが出来る。

本実施例にかかる無線通信システム１のブロック図である。各ノード間のデータの流れを示すブロック図である。各ノード間のプロトコル構成の違いを示すブロック図である。基地局の詳細ブロック図である。中継局の詳細ブロック図である。ハンドオーバー元の中継局のハンドオーバー処理実行判断フローチャート図である。無線通信システム１の一部である無線通信システム１ａのブロック図である。無線通信システム１ａにおいてハンドオーバー処理が発生した場合の各ノードでのデータ処理の概略図である。Ａは下り滞留データのシーケンス番号の変化を示す。Ｂは上り滞留データのシーケンス番号を示す。移動機が中継局から基地局へハンドオーバーする場合の無線通信システム１ａのシーケンス図である。図１０のシーケンス図における、ハンドオーバー元の中継局の処理フローチャート図である。無線通信システム１の一部である無線通信システム１ｂのブロック図である。Ａは交換機から移動機へデータを送信中にハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。Ｂは移動機から交換機へデータを送信中にハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。Ａは下り滞留データのシーケンス番号の変化を示す。Ｂは上り滞留データのシーケンス番号を示す。移動機が中継局から中継局へハンドオーバーする場合の無線通信システム１ｂのシーケンス図である。図１５のシーケンス図における、ハンドオーバー元の中継局の処理フローチャート図である。無線通信システム１ｂにおける、各ノードでのデータ処理の概略図である。無線通信システム１ｂにおいて図１７のデータ転送処理をする場合の第一のシーケンス図である。図１８のシーケンス図における、ハンドオーバー先の基地局の処理フローチャート図である。無線通信システム１ｂにおいて図１７のデータ転送処理をする場合の第二のシーケンス図である。無線通信システム１ｂにおいて図１７のデータ転送処理をする場合の第三のシーケンス図である。図２１の第三のシーケンス図における、ハンドオーバー先の基地局の処理フローチャート図である。

以下、本実施の形態について説明する。なお、各実施形態における構成の組み合わせも本発明の実施形態に含まれる。

図１は本実施例に係る無線通信システム１のブロック図である。無線通信システム１は交換機２と複数の移動機６とのデータ通信を実行する。無線通信システム１は交換機２、ネットワーク網３、基地局４、７、８、中継局５、９、複数の移動機６を有する。

交換機２は、多対多の電気通信において、発信者の要求に応じて信号伝送路の切り替えを行う。交換機２は電気通信網を構成する複数の交換機の１つである。複数の交換機は、コアネットワークと呼ばれる移動通信ネットワークの基幹部分を形成する。

ネットワーク網３は、交換機２と基地局４、７、８とを有線で接続するネットワーク接続網である。

基地局４、７、８は移動機や中継局が通信を行う際に、移動機や中継局と無線信号の送受信を行う。基地局４、７、８は適切な間隔で分散して設置される。基地局４、７、８は通常複数の中継局または移動機と同時に無線信号の送受信を行う。基地局４、７、８は中継局や移動機と通信を開始する際のチャネルの設定や、ハンドオーバー時におけるチャネルの切り替えを行う。各基地局が中継局または移動機と通信可能な領域をセルという。

中継局５は基地局４および移動機６と無線信号の送受信を行う。中継局９は基地局８および移動機６と無線信号の送受信を行う。中継局５、９は基地局４、８によるセル領域で十分にカバーできない領域を補助的に補う。中継局５、９は基地局４、８と通信を行う移動機としての機能と、移動機６と通信を行う基地局としての機能との２つの機能を有する。本実施例において、中継局５、９は基地局４、８と移動機６との通信を中継する。本実施例において中継局５、９は、基地局４、８がカバーするセル内に常に存在する。

移動機６は交換機２を介して他の移動機と通信を行う移動端末である。移動機６は現在のセルから他のセルへ移動可能である。中継局５と無線通信している移動機６が中継局９または基地局７により構成されるセル範囲に移動した場合、中継局５は必要に応じてハンドオーバー処理を実行する。

ハンドオーバー処理の発生時において、基地局４および中継局５に滞留した滞留データをハンドオーバー先の基地局または中継局に転送する。ハンドオーバー先のセルを構成するのが基地局か中継局かにより、最適な滞留データの手順が異なる。中継局５は、ハンドオーバー先の装置構成に応じて最適な滞留データ転送処理を選択し、実行する。

図２は各ノード間のデータの流れを示すブロック図である。交換機２は中継局５および基地局４を介して移動機６と制御信号およびユーザーデータの送受信を行う。制御信号はＣ−ｐｌａｎｅ（Ｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｅ）プロトコル階層で取り扱われ、ユーザーデータはＵ−ｐｌａｎｅ（Ｕｓｅｒｐｌａｎｅ）プロトコル階層で取り扱われる。基地局４は基地局処理部２０、交換機ゲートウェイ２５、中継ゲートウェイ２６を有する。中継局５は基地局処理部４０、移動機処理部５３を有する。

基地局４において基地局処理部２０は、中継局５を移動機とみなした場合の、基地局としての処理を行う。交換機ゲートウェイ２５、中継ゲートウェイ２６は、交換機向けの信号形式と中継局または移動機向けの信号形式との変換処理を行う。中継局５において、基地局処理部４０は移動機６に対する基地局としての処理を行う。移動機処理部５３は基地局４に対する移動機としての処理を行う。

プロトコル８０ａ、８０ｂは、中継局がない場合の交換機と基地局との間のデータ通信に用いられる交換機プロトコルを示す。プロトコル８１ａ、８１ｂは、中継局がない場合の基地局と移動機との間のデータ通信に用いられる無線通信用プロトコルを示す。中継局５は移動機６と基地局４との間の通信を中継するため、基地局としての機能と移動機としての機能の両方を有する。

交換機ゲートウェイ２５は、中継局５が存在する場合に、移動機６に対し、基地局４が交換機２の代理と見せるための機能を有するゲートウェイである。中継ゲートウェイ２６は、基地局４と交換機２とのデータ通信を中継する。

中継局５と基地局４との間のプロトコルは、無線プロトコル８１ａ、８１ｂ上に交換機プロトコル８０ａ、８０ｂが搭載された形式の連結プロトコルとなる。交換機ゲートウェイ２５および中継ゲートウェイ２６は、連結プロトコルを交換機プロトコル８０ａ、８０ｂに変換する。また交換機ゲートウェイ２５および中継ゲートウェイ２６は、交換機プロトコル８０ａ、８０ｂを連結プロトコルに変換する。

以上の構成により無線通信システム１は、中継局がない場合のプロトコル形式を中継局が有る場合のプロトコル形式と共通化することにより、無線通信システムの構成の自由度を高めることが出来る。

図３は各ノード間のプロトコル構成の違いを示すブロック図である。本実施例における通信方式はＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）である。ＬＴＥ方式は、ユーザーデータを取り扱うＵ−ｐｌａｎｅプロトコル階層と、制御信号を取り扱うＣ−ｐｌａｎｅプロトコル階層を有する。図３はＵ−ｐｌａｎｅでのプロトコル階層について説明するものである。Ｃ−ｐｌａｎｅでのプロトコル階層の説明は省略する。

交換機２のプロトコルはＵｓｅｒＤａｔａ６０、ＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ−Ｕ６１、Ｅｔｈｅｒ６２を有する。ＵｓｅｒＤａｔａ６０は移動機６と交換機２との間で送受信されるユーザーデータである。ＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ−Ｕ６１はそれぞれ、交換機プロトコルを表す。ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）はＩｎｔｅｒｎｅｔ通信プロトコルである。ＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）はデータ送信相手へのデータ到達を確認しない通信プロトコルである。ＧＴＰ−Ｕ（ＧＰＲＳＴｕｎｎｅｌｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒＵｓｅｒＰｌａｎｅ）はユーザーデータ転送用のプロトコルである。ＧＰＲＳ（ＧｅｎｅｒａｌＰａｃｋｅｔＲａｄｉｏＳｅｒｖｉｃｅ）はパケット単位でのデータ伝送技術の一つである。ＧＴＰ−Ｕは滞留データを他のノードへ転送するためのトンネリング・プロトコルである。Ｅｔｈｅｒ６２はプロトコル通信を行う物理ネットワークがＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）であることを示す。

基地局４は交換機２との通信に用いるプロトコルである交換機プロトコル６７と、中継局５との無線通信に用いる連結プロトコル６８との変換処理を行う。基地局４における交換機プロトコル６７は、交換機２におけるプロトコルと同一構成であるため、その説明を省略する。

基地局４における連結プロトコル６８は、交換機プロトコルに無線通信用プロトコルを搭載した構造となっている。連結プロトコル６８は、ＵｓｅｒＤａｔａ６０、ＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ−Ｕ６１、ＵｓｅｒＤａｔａ６０、ＰＤＣＰ６３、ＲＬＣ６４、ＭＡＣ６５、無線６６を有する。ＰＤＣＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）６３はＵｓｅｒＤａｔａ６０の秘匿およびヘッダ圧縮などを行う無線プロトコルである。ＰＤＣＰ６３は中継局５との通信におけるシーケンス番号を有する。ＲＬＣ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ）６４はデータの再送制御をおこなうためのプロトコルである。ＭＡＣ（ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）６５は論理チャネルとトランスポート・チャネルとのマッピングを行うプロトコルである。無線６６はプロトコル伝送を行う物理ネットワークが無線通信であることを示す。

中継局５は基地局４との連結プロトコル６９と移動機６との無線通信用プロトコル７０との変換処理を行う。連結プロトコル６９は基地局４に送信される上りデータである。無線通信用プロトコル７０は移動機６に送信される下りデータである。連結プロトコル６９は基地局４の連結プロトコル６８と同一構成なので、その説明を省略する。

中継局５における無線通信用プロトコル７０は、ＵｓｅｒＤａｔａ６０、ＰＤＣＰ６３、ＲＬＣ６４、ＭＡＣ６５、無線６６を有する。無線通信用プロトコル７０は、基地局４向けの連結プロトコル６９に対し、交換機プロトコルであるＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ−Ｕ６１を取り除いた構成となっている。無線通信用プロトコル７０のＰＤＣＰ６３におけるシーケンス番号は、連結プロトコル６９におけるシーケンス番号と独立した値を有する。それぞれの通信区間でシーケンス番号を独立させることにより、それぞれの通信区間で独立したデータ通信を行うことが出来る。

移動機６における無線通信用プロトコルは、中継局５における無線通信用プロトコル７０と同一構成なので、その説明を省略する。

以上の通りノード間ごとに異なるプロトコル形式を用い、各パケットデータを独立したシーケンス番号で管理することにより、各ノードからの要求信号に対し、短い応答速度で応答信号を返信することが出来る。

図４は基地局４の詳細ブロック図である。基地局７も基地局４と同様の構成を有するため、基地局４についてのみ説明し、基地局７の説明を省略する。

基地局４は基地局処理部２０、交換機ゲートウェイ２５、中継ゲートウェイ２６、交換インターフェース部２７、呼制御部３０、装置制御部３１を有する。基地局処理部２０は中継局５が仮想的に移動機として動作する場合の、基地局としての処理を行う。基地局処理部２０は無線インターフェース部２１、変復調部２２、無線プロトコル処理部２３、交換プロトコル処理部２４、転送制御部２８、記憶部２９を有する。

無線インターフェース部２１は中継局または移動機との間でアンテナを介して無線信号を送受信する。変復調部２２は中継局または移動機との間の通信データの変調および復調処理を行う。無線プロトコル処理部２３は中継局または移動機との間の無線通信用プロトコルの終端を行う。交換プロトコル処理部２４は交換機２との間の交換機プロトコルの終端を行う。プロトコルの終端処理とは、プロトコルの変換、シーケンス番号の割り当てなどである。

交換機ゲートウェイ２５、中継ゲートウェイ２６は、交換機向けの信号形式と中継局または移動機向けの信号形式との変換処理を行う。交換機向けの信号形式は、交換機プロトコル形式である。中継局または移動機向けの信号形式は、交換機プロトコルが無線通信用プロトコルに搭載された形式である。

交換機ゲートウェイ２５は、移動機に対して基地局を交換機の代理に見せる機能を有する。この機能により移動機は、中継局を代理の基地局に、基地局を代理の交換機にみなして通信を行う。実際の交換機は基地局の上位に存在するため、中継ゲートウェイ２６は代理の交換機である基地局４と実際の交換機２との中継処理を行う。

交換インターフェース部２７は交換機２との間で伝送路を介して信号を送受信する。呼制御部３０は呼制御信号に応じて呼接続状態を管理する。呼制御信号はデータ転送用のパス設定および解放、ハンドオーバー要求、リソース解放指示などのシーケンス中のトリガとなる信号である。呼制御部３０は他のノードへ呼制御信号を送信すると共に、他のノードから呼制御信号を受信する。呼制御部３０は受信するハンドオーバー要求信号の種別に応じて、最適なハンドオーバー処理を実行する。

装置制御部３１は基地局４内部の監視制御をおこなう。装置制御部３１は呼制御部３０からの指示に応じて、転送制御部２８、交換機ゲートウェイ２５、中継ゲートウェイ２６、交換インターフェース部２７に対してデータ転送用のパス設定および解放の設定をする。

転送制御部２８は装置制御部３１からの指示に応じてデータ転送を実行する。記憶部２９は設定されたデータ転送用のパスがから送信されたデータを格納する。記憶部２９は例えばＦＩＦＯ（ＦｉｒｓｔＩｎＦｉｒｓｔＯｕｔ）などのバッファであってもよい。

基地局４がハンドオーバー元の基地局である場合、記憶部２９は設定されたデータ転送用のパスによりハンドオーバー先の基地局へ転送する滞留データを有している。装置制御部３１は装置各部におけるデータ転送用のパス設定が完了した後、転送制御部２８に対し滞留データの転送を指示する。転送制御部２８は記憶部２９から読みだした滞留データをデータ転送用パスに送信する。転送制御部２８は滞留データをすべて転送した後、ＥｎｄＭａｒｋｅｒを送信する。転送制御部２８は滞留データの転送完了を装置制御部３１に通知する。装置制御部３１は滞留データの転送完了を呼制御部３０に通知する。

基地局４がハンドオーバー先の基地局である場合、記憶部２９は設定されたデータ転送用のパスにより、ハンドオーバー元の中継局から送信された滞留データを記憶する。装置制御部３１は装置各部におけるデータ転送用のパス設定が完了した後、転送制御部２８に対し、受信する滞留データの格納を指示する。転送制御部２８はデータ転送用パスにより受信した滞留データを記憶部２９に書き込む。転送制御部２８はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると、受信完了を装置制御部３１に通知する。装置制御部３１は滞留データの受信完了を呼制御部３０に通知する。呼制御部３０は装置制御部３１からの通知およびハンドオーバー先の基地局からの転送完了通知を受信した場合、移動機６および基地局４との新規データの通信を開始する。

以上の構成により基地局４は、移動機に対しては交換機の代理として機能すると共に、実際の交換機に対しては基地局として機能することができる。また、ハンドオーバー処理発生時においてハンドオーバー元の基地局と転送用のパスを確立すると共に、ハンドオーバー元の基地局に滞留した滞留データを受信し格納することができる。

図５は中継局５の詳細ブロック図である。中継局５は基地局４と通信を行う移動機としての機能と、移動機６と通信を行う基地局としての機能との２つの機能を有する。中継局９も中継局５と同様の構成を有するため、中継局５についてのみ説明し、中継局９の説明を省略する。

中継局５は基地局処理部４０、移動機処理部５３、呼制御部５１、装置制御部５２を有する。基地局処理部４０は移動機６に対する基地局として機能する。移動機処理部５３は基地局４に対する移動機として機能する。基地局処理部４０は無線インターフェース部４１、変復調部４２、無線プロトコル処理部４３、交換プロトコル処理部４４、転送制御部４８、記憶部４９を有する。移動機処理部５３は無線プロトコル処理部４５、変復調部４６、無線インターフェース部４７、記憶部５０を有する。

無線インターフェース部４１は移動機との間で無線信号を送受信する。変復調部４２は移動機６から受信したデータを復調すると共に、移動機６へ送信するデータを変調する。無線プロトコル処理部４３は受信した無線通信用プロトコルの終端を行う。交換プロトコル処理部４４は受信した交換機プロトコルの終端を行う。

呼制御部５１は呼制御信号に応じて呼接続状態を管理する。呼制御信号はデータ転送用のパス設定および解放、ハンドオーバー応答、リソース解放指示などのシーケンス中のトリガとなる信号である。呼制御信号は他のノードから送信される。呼制御部５１は呼制御信号を他のノードから受信すると、装置制御部５２に対しデータ転送用のパス設定および解放を指示する。また呼制御部５１は、他のノードに対し呼制御信号を送信する。呼制御部５１は受信するハンドオーバー要求信号の種別に応じて、最適なハンドオーバー処理を実行する。

装置制御部５２は中継局５内部の監視制御をおこなう。装置制御部５２は呼制御部５１からの指示に応じて、交換プロトコル処理部４４、無線プロトコル処理部４３、４５、変復調部４２、４６、無線インターフェース部４１、４７、転送制御部４８に対してデータ転送用のパス設定および解放の設定をする。転送制御部４８は装置制御部５２からの指示に応じてデータ転送処理を実行する。

記憶部４９は移動機６に対し送信するデータを格納する。記憶部５０は基地局４に対し送信するデータを格納する。記憶部４９、５０は例えばＦＩＦＯ（ＦｉｒｓｔＩｎＦｉｒｓｔＯｕｔ）である。

中継局５がハンドオーバー元の中継局である場合、ハンドオーバー処理発生時において、記憶部４９、５０はハンドオーバー先の中継局へ転送すべき滞留データを有する。装置制御部５２は装置各部におけるデータ転送用のパス設定が完了した後、転送制御部４８に対し滞留データの転送を指示する。転送制御部４８は記憶部４９、５０から読みだした滞留データをデータ転送用パスに送信する。転送制御部４８は滞留データをすべて転送した後、ＥｎｄＭａｒｋｅｒを送信する。転送制御部４８は滞留データの転送完了を装置制御部５２に通知する。装置制御部５２は滞留データの転送完了を呼制御部５１に通知する。

中継局５がハンドオーバー先の中継局である場合、記憶部４９、５０は設定されたデータ転送用のパスにより、ハンドオーバー元の中継局から送信された滞留データを格納する。装置制御部５２は装置各部におけるデータ転送用のパス設定が完了した後、転送制御部４８に対し受信する滞留データの格納を指示する。転送制御部４８はデータ転送用パスにより受信した滞留データを記憶部４９、５０に書き込む。転送制御部４８はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると、受信完了を装置制御部５２に通知する。装置制御部５２は滞留データの受信完了を呼制御部５１に通知する。呼制御部５１は装置制御部５２からの通知およびハンドオーバー先の基地局からの転送完了通知を受信した場合、装置制御部５２に対しデータ転送用パスの解放を指示する。装置制御部５２は呼制御部５１からの指示に応じて、交換プロトコル処理部４４、無線プロトコル処理部４３、４５、変復調部４２、４６、無線インターフェース部４１、４７、転送制御部４８に対してデータ転送用のパスを解放させる。データ転送用パスの解放後、中継局５は移動機６および基地局４との新規データの通信を開始する。

以上の構成により中継局５は、実際の移動機に対しては基地局として機能すると共に、実際の基地局に対しては移動機として機能することができる。また、ハンドオーバー処理発生時においてハンドオーバー先の中継局と転送用のパスを確立して滞留データを転送すると共に、ハンドオーバー元の中継局に滞留した滞留データを受信し格納することができる。

図６はハンドオーバー元の中継局のハンドオーバー処理実行判断フローチャート図である。ハンドオーバー元の中継局５において、呼制御部５１は移動機６からの受信電波の強度の測定結果に基づいて、ハンドオーバー処理の実行を開始する。

呼制御部５１は近隣セルのセル番号および各セル番号に対応するセルをカバーする基地局または中継局の構成情報を有する。呼制御部５１はセル番号に基づいて構成情報を参照することにより、そのセル番号に対応するセルが基地局によるものか中継局によるものかを判別することが出来る。呼制御部５１は移動機６から定期的に送信される測定結果を受信する。測定結果には、隣接する各セル番号をカバーする基地局または中継局からの受信電波の強度に関する情報が含まれる。

呼制御部５１は移動機６から電波強度の測定結果を受信すると、測定値とあらかじめ設定した閾値とを比較する（Ｓ１８０）。閾値は他のセル領域へハンドオーバーすべきか否かを判断するための値である。閾値は呼制御部５１に記憶してもよい。

呼制御部５１は、測定値が閾値以上であれば（Ｓ１８１：ＮＯ）、ハンドオーバー処理を行わずそのまま移動機との通信を継続する。呼制御部５１は測定値が閾値よりも小さい場合（Ｓ１８１：ＹＥＳ）、移動機６から受信した他のセルからの受信電波強度の測定値に基づいて、ハンドオーバー先のセルを決定する（Ｓ１８２）。

呼制御部５１は、決定したセルのセル番号に基づいて構成情報を参照し、ハンドオーバー先のセルを構成するのが基地局なのか中継局なのかを判別する。呼制御部５１は判別したハンドオーバー先の構成に基づいて、ハンドオーバー処理の手順を決定する（Ｓ１８３）。

呼制御部５１は決定したハンドオーバー処理の手順に従い、ハンドオーバーの要求信号をハンドオーバー先の基地局および中継局に送信する（Ｓ１８４）。

図７は無線通信システム１の一部である無線通信システム１ａのブロック図である。無線通信システム１ａは交換機２、ネットワーク網３、基地局４、７、中継局５、複数の移動機６を有する。図７において、図１と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する
本実施例では、中継局５により形成されるセル範囲に属する移動機６が、基地局７により形成されるセル範囲に移動した場合のハンドオーバー処理について説明する。

図８は無線通信システム１ａにおいてハンドオーバー処理が発生した場合の各ノードでのデータ処理の概略図である。図８のＡは交換機２からデータを受信中に中継局５でハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。図８のＢは交換機２へデータを送信中に中継局５でハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。図８において図１と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。

図８のＡにおいて、中継局５は交換機２から移動機６へ下りデータ送信中に、中継局５から基地局７へのハンドオーバー処理をおこなう。移動機６がデータ受信中にハンドオーバーが発生した場合、基地局４および中継局５にデータが滞留する。データの滞留は無線区間で発生する。基地局４に滞留しているデータのプロトコルと中継局５に滞留しているデータのプロトコルは異なる。滞留データ転送時のプロトコル変換処理を回避するため、基地局４の滞留データは中継局５へ転送後、中継局５の滞留データと共に基地局７へ転送される。

中継局５と基地局７は、ハンドオーバー処理前においてどこまでのデータを送受信しているか、ハンドオーバー処理後にどこから新規のデータかをデータに付されたシーケンス番号によって互いに通知し合う。シーケンス番号は各ノード間で独立に管理される。このため、異なるノード間のデータのシーケンス番号を比較しても、データの前後関係が正確でない場合がある。よって、ハンドオーバー処理発生時において、基地局間の滞留データ転送、中継局間の滞留データ転送、およびハンドオーバー処理後に交換機２から新規に受信するデータの受信のタイミング調整が必要となる。

図８のＡを用い、下りデータ送信時のハンドオーバー処理の概略を説明する。ハンドオーバー処理が発生すると、基地局４は中継局５に対し滞留データの転送を開始する（Ｓ１）。滞留データの転送処理が終了した後、基地局４は転送完了を中継局５へ通知する。基地局４からの通知を受けた中継局５は、基地局７に対し滞留データの転送を開始する（Ｓ２）。滞留データの転送処理が終了した後、中継局５は転送完了を基地局７へ通知する。

転送完了通知を受信した基地局７は、交換機２および移動機６へデータ転送完了を通知する。基地局７からデータ転送完了通知を受けた交換機２は、移動機６との通信を再開する。交換機２は下りデータを基地局７へ送信する（Ｓ３）。基地局７に送信された下りデータは、基地局７の記憶部に一時記憶されている下り滞留データを押し出す。基地局７から押し出された上り滞留データは、移動機６に送信される（Ｓ４）。この結果、移動機６は、基地局７の下り滞留データ、交換機２から送信された下りデータの順にデータを受信する。

以上の通り、基地局４および中継局５に滞留したデータの転送処理を制御することにより、ハンドオーバー処理後の移動機６へのデータ送信を最適化することができる。

図８のＢにおいて、中継局５は移動機６から交換機２へ上りデータ送信中に、中継局５から基地局７へのハンドオーバー処理をおこなう。移動機６から上りデータを送信中にハンドオーバーが発生した場合、中継局５に上りデータが滞留する。

上り滞留データは基地局４向けにシーケンス番号を変換しているため、そのまま基地局７に転送すると、転送後に移動機６から受信するデータのシーケンス番号と番号の順序が入れ替わる可能性がある。順序の入れ替わりを回避するため、中継局５は基地局４向けの上り滞留データのプロトコルおよびシーケンス番号を、移動機６から受信した時のプロトコルおよびシーケンス番号に変換する（Ｓ５）。

プロトコルおよびシーケンス番号の変換後、中継局５は基地局７に対し上り滞留データの転送を開始する（Ｓ６）。なお、基地局４は有線で交換機２と接続されているため、ハンドオーバー処理による基地局４での上りデータの滞留は発生しないものとする。

滞留データの転送処理完了後、中継局５は基地局７へ転送完了を通知する。中継局５から転送完了通知を受けた基地局７は、データ転送完了を交換機２および移動機６へ通知する。

基地局７からデータ転送完了通知を受けた移動機６は、交換機２との通信を再開する。移動機６は上りデータを基地局７へ送信する（Ｓ７）。基地局７はデータを受信すると、基地局７の記憶部に一時記憶された古い上り滞留データから順に交換機２へ送信する（Ｓ８）。この結果、交換機２は、基地局７の上り滞留データ、移動機６から送信された上りデータの順にデータを受信する。

以上の通り、基地局４および中継局５に滞留したデータの転送処理を制御することにより、ハンドオーバー処理後の交換機２へのデータ送信を最適化することができる。

図９は滞留データのデータ転送におけるシーケンス番号の変化を示すものである。図９のＡは下り滞留データのシーケンス番号の変化を示す。図９のＢは上り滞留データのシーケンス番号を示す。

図９のＡにおいて、基地局４にはシーケンス番号ＳＮ＝１０、１１、１２の下り滞留データが存在している。中継局５にはシーケンス番号ＳＮ＝９８、９９、１００の下り滞留データが存在している。基地局４の下り滞留データは、中継局５に送信されると、シーケンス番号がふり直される（Ｓ５０）。新しいシーケンス番号は、中継局５に滞留しているデータの後に続くように、ＳＮ＝１０１、１０２、１０３となる。

中継局５は、ＳＮ＝９８〜１０３のデータを基地局７に転送する（Ｓ５１）。基地局４の下り滞留データをいったん中継局５に送信し、シーケンス番号をそろえてから基地局７に転送することにより、基地局４および中継局５に別個に滞留したデータの前後関係を維持したまま、基地局７に転送することが出来る。

図９のＢにおいて、中継局５に滞留する上り滞留データのシーケンス番号はＳＮ＝９８、９９、１００である。このシーケンス番号は中継局５において、基地局４に送信するため、移動機６から受信した時と異なる番号に変換されたものである。

一方、移動機６から未送信のデータのシーケンス番号はＳＮ＝１３、１４、１５である。よって中継局５のデータをそのまま基地局７に転送すると、中継局５の上り滞留データのシーケンス番号が、移動機６から未送信のデータのシーケンス番号よりも大きくなる。このため、中継局５の上り滞留データと移動機６から未送信のデータとの順序が逆転する。

データの逆転を防止するため中継局５は、移動機６から未送信のデータのシーケンス番号に基づいて、上り滞留データを基地局７に転送する前にシーケンス番号をＳＮ＝１０、１１、１２にふり直す。中継局５はシーケンス番号をふり直した上り滞留データを基地局７に転送する（Ｓ５２）。

上り滞留データを基地局７に転送した後、移動機６は基地局７へデータを送信開始する（Ｓ５３）。これにより移動機６は、ハンドオーバー前のデータ順序を維持したまま、交換機２に対しデータ送信を再開することが出来る。

図１０は移動機６が中継局５から基地局７へハンドオーバーする場合の無線通信システム１ａのシーケンス図である。

移動機６は受信信号電力の測定値を中継局５に定期的に送信する（Ｓ１０）。中継局５はハンドオーバー処理を行うか否かを判定する判定処理を実行する（Ｓ１９０）。判定の結果ハンドオーバーが必要と判断した場合、中継局５はハンドオーバー先のノード構成に応じて、ハンドオーバー処理を開始するためのハンドオーバー（ＨＯ）要求信号を出力する（Ｓ１１）。中継局５からハンドオーバー要求信号を受信した基地局４は、ハンドオーバー処理を開始すると共に、ハンドオーバー要求信号を基地局７に送信する。

基地局７はハンドオーバー要求信号を受信すると、中継局５に滞留した滞留データを基地局７に転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１２）。基地局７はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、基地局４にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ１３）。

基地局４はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データ転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１４）。基地局４はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、中継局５にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ１５）。

中継局５はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データを転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１６）。中継局５はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、移動機６の接続先を基地局７に切り替えるための無線チャネル再設定要求信号を移動機６に送信する（Ｓ１７）。

基地局４はハンドオーバー応答信号を送信後、下り滞留データを中継局５に送信する（Ｓ１９）。中継局５は基地局４から受信した下り滞留データのフォーマットおよびシーケンス番号を中継局５の下り滞留データに応じて変換する。また中継局５は、上り滞留データのシーケンス番号を移動機６の未送信データのシーケンス番号に基づいて変換する（Ｓ２０）。

中継局５は無線チャネル再設定要求信号を送信後、中継局５に滞留する滞留データの最後のパケットデータのシーケンス番号を基地局７に通知する（Ｓ２１）。シーケンス番号を受信した基地局７は、中継局５から受信する滞留データの転送監視処理を開始する。

中継局５はシーケンス番号を基地局７に通知した後、中継局５の滞留データを基地局７に転送開始する（Ｓ２２）。滞留データを全て転送後、中継局５は滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを基地局７に送信する（Ｓ２３）。基地局７はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信することにより、中継局５から転送される滞留データの転送完了を検出する。

移動機６はハンドオーバー元の中継局５から無線チャネルの再設定要求信号を受信すると、ハンドオーバー先の基地局７と通信するための再設定処理を実行する（Ｓ１８）。移動機６は再設定処理が完了すると、基地局７へ再設定処理が完了したことを示す再設定完了通知信号を送信する（Ｓ２４）。

移動機６から無線チャネル再設定要求信号を受信すると基地局７は、移動機６から交換機２までのデータ伝送経路をデータ転送用パスから通常のデータ伝送パスに切り替える切り替え要求信号を交換機２に送信する（Ｓ２５）。交換機２はデータ伝送経路をデータ転送用パスから通常のデータ伝送パスに切り替えたことを示す切り替え応答信号を基地局７に送信する（Ｓ２６）。

リソース解放指示信号を移動機６から受信した基地局７は、交換機２および移動機６との通信を再開する（Ｓ３２）。基地局７は移動機６から上りデータを受信すると、まず格納した上り滞留データを交換機２へ送信し、その後移動機６から受信した上りデータを交換機２へ送信する。

また基地局７は、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ２７）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、基地局７はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を基地局４に送信する（Ｓ２８）。

リソース解放指示信号を受信した基地局４は、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ２９）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、基地局４はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を中継局５に送信する（Ｓ３０）。中継局５はリソース解放指示信号を受信すると、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ３１）。

以上の通り無線通信システム１ａは、ハンドオーバー元の中継局５および基地局４に滞留したデータをハンドオーバー先の基地局７に転送完了後、交換機２と移動機６との通信を再開する。これにより無線通信システム１ａは、データの並べ替えを発生させることなく、移動機の通信先である基地局および中継局の切り替えを行うことが出来る。

また、各ノードでデータ転送用パスおよびチャネルの解放処理をした後に他のノードにリソース解放指示信号を送信することにより、滞留データの転送処理後不要となったパスおよびチャネルを解放することが出来る。

図１１は図１０のシーケンス図における、ハンドオーバー元の中継局５の処理フローチャート図である。図１１のフローチャートにおいて、シーケンス図と同一処理には同一の符号を付す。図１１のフローチャートを用いて、中継局５における処理をさらに詳細に説明する。

中継局５は滞留データ転送用のパス設定が完了後（Ｓ１６）、基地局４から送信される滞留データの格納を開始する（Ｓ１９）。中継局５は滞留データの受信が完了すると（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ハンドオーバー処理前に移動機６から受信済みのデータの最終シーケンス番号ＳＮ１を参照する（Ｓ４２）。移動機６から受信済みのデータの最終シーケンス番号ＳＮ１は、再送プロトコルであるＲＬＣプロトコルに状態変数の形で記録されている。

中継局５は、記憶部５０に滞留しているデータの最終シーケンス番号ＳＮ２を参照する（Ｓ４３）。滞留データの最終シーケンス番号ＳＮ２は、ＲＬＣプロトコルにおける状態変数である。中継局５はＳＮ１とＳＮ２との差分を計算する（Ｓ４４）。

中継局５は、記憶部５０から上り滞留データを読み出す（Ｓ４５）。中継局５は、読み出した上り滞留データから、交換機プロトコルであるＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ−Ｕを除去する（Ｓ４６）。中継局５は、交換機プロトコル除去後の残留データに対し、先程計算したＳＮ１とＳＮ２の差分に基づいてシーケンス番号を付け替える（Ｓ４７）。以上の処理により、中継局５の上り滞留データは、移動機６から受信した際のデータ形式となる。

中継局５は滞留データを基地局７へ転送する（Ｓ２２）。中継局５は滞留データの転送が完了すると（Ｓ４９：ＹＥＳ）、ＥｎｄＭａｒｋｅｒを送信する（Ｓ２３）。中継局５は、滞留データの転送完了後、不要となったデータ転送用のパスを解放する（Ｓ３１）。

以上の通り中継局５は、ハンドオーバー元の基地局４および中継局５の両方に滞留したデータのプロトコルおよびシーケンス番号を変換し、ハンドオーバー先の基地局７へ転送することが出来る。

図１２は無線通信システム１の一部である無線通信システム１ｂのブロック図である。無線通信システム１ｂは交換機２、ネットワーク網３、基地局４、８、中継局５、９、複数の移動機６を有する。図１２において、図１と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する
本実施例では、中継局５により形成されるセル範囲に属する移動機６が、中継局９により形成されるセル範囲に移動した場合のハンドオーバー処理について説明する。

図１３は図１２の無線通信システム１ｂにおいてハンドオーバー処理が発生した場合の、各ノードでのデータ処理の概略図である。図１３のＡは交換機２から移動機６へデータを送信中にハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。図１３のＢは移動機６から交換機２へデータを送信中にハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。図１３において図１と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。

図１３のＡにおいて、中継局５は交換機２から移動機６へ下りデータを送信中に、中継局５から中継局９へのハンドオーバー処理をおこなう。下りデータ送信中にハンドオーバーが発生した場合、基地局４および中継局５にデータが滞留する。データの滞留は無線区間で発生する。基地局４に滞留しているデータのプロトコルと中継局５に滞留しているデータのプロトコルは異なる。滞留データ転送時のプロトコル変換処理を回避するため、基地局４の滞留データは中継局５に転送後、中継局５の滞留データと共に中継局９に転送される。

中継局５と中継局９は、ハンドオーバー処理前においてどこまでのデータを送受信しているか、ハンドオーバー処理後にどこから新規のデータかをデータに付されたシーケンス番号によって互いに通知し合う。シーケンス番号は各ノード間で独立に管理される。このため、異なるノード間のデータのシーケンス番号を比較しても、データの前後関係を把握することはできない。よって、ハンドオーバー処理発生時において、基地局間の滞留データ転送、中継局間の滞留データ転送、およびハンドオーバー処理後に交換機２から新規に受信するデータの受信のタイミング調整が必要となる。

図１３のＡを用い、下りデータ送信時のハンドオーバー処理の概略を説明する。ハンドオーバー処理が発生すると、基地局４は中継局５に対し下り滞留データの転送を開始する（Ｓ６１）。下り滞留データの転送処理が終了した後、基地局４は転送完了を中継局５へ通知する。基地局４から通知を受けた中継局５は、中継局９に対し滞留データの転送を開始する（Ｓ６２）。滞留データの転送処理が終了した後、中継局５は転送完了を中継局９へ通知する。

転送完了通知を受信した中継局９は、交換機２および移動機６へデータ転送完了を通知する。中継局９からデータ転送完了通知を受けた交換機２は、移動機６への送信を再開する。交換機２は下りデータを基地局８へ送信する。基地局８は受信した下りデータを中継局９へ送信する（Ｓ６３）。中継局９は下りデータを受信すると、中継局９の記憶部に記憶された古い下り滞留データから順に移動機６へ送信する（Ｓ６４）。この結果、移動機６は、中継局９の下り滞留データ、交換機２から送信された下りデータの順にデータを受信する。

図１３のＢにおいて、中継局５は交換機２へのデータ送信中に中継局５から中継局９へハンドオーバー処理をおこなう。移動機６から上りデータを送信中にハンドオーバーが発生した場合、中継局５に上りデータが滞留する。

図１３のＢを用い、上りデータ送信時のハンドオーバー処理の概略を説明する。ハンドオーバー処理が発生すると、中継局５は中継局９に対し上り滞留データの転送を開始する（Ｓ６６）。なお、基地局４は有線で交換機２と接続されているため、ハンドオーバー処理に伴う上りデータの滞留は発生しないものとする。

上り滞留データの転送処理完了後、中継局５は中継局９へ転送完了を通知する。中継局５から転送完了通知を受けた中継局９は、データ転送完了を交換機２および移動機６へ通知する。

中継局９からデータ転送完了通知を受けた移動機６は、交換機２への送信を再開する。移動機６は上りデータを中継局９へ送信する（Ｓ６７）。中継局９は上りデータを受信すると、中継局９の記憶部にある上り滞留データを古い順に基地局８へ送信する（Ｓ６８）。基地局８は受信した上り滞留データを交換機２へ送信する。この結果、交換機２は、中継局９の上り滞留データ、移動機６から送信された上りデータの順にデータを受信する。

図１４は滞留データのデータ転送におけるシーケンス番号の変化を示すものである。図１４のＡは下り滞留データのシーケンス番号の変化を示す。図１４のＢは上り滞留データのシーケンス番号を示す。

図１４のＡにおいて、基地局４にはシーケンス番号ＳＮ＝１０、１１、１２の下り滞留データが存在している。中継局５にはシーケンス番号ＳＮ＝９８、９９、１００の下り滞留データが存在している。基地局４の下り滞留データは、中継局５に送信されると、シーケンス番号がふり直される（Ｓ７０）。新しいシーケンス番号は、中継局５に滞留しているデータの後に続くように、ＳＮ＝１０１、１０２、１０３となる。

中継局５は、ＳＮ＝９８〜１０３のデータを中継局９に転送する（Ｓ７１）。基地局４の下り滞留データをいったん中継局５に送信し、シーケンス番号をそろえてから中継局９に転送することにより、基地局４および中継局５に別個に滞留したデータの前後関係を維持したまま、中継局９に転送することが出来る。

図１４のＢにおいて、中継局５に滞留する上り滞留データのシーケンス番号はＳＮ＝９８、９９、１００である。このシーケンス番号は中継局５において、基地局４に送信するため、移動機６から受信した時と異なる番号に変換されたものである。

一方、移動機６から未送信のデータのシーケンス番号はＳＮ＝１３、１４、１５である。よって中継局５のデータをそのまま中継局９に転送すると、本実施例のように、中継局５の上り滞留データのシーケンス番号が、移動機６から未送信のデータのシーケンス番号よりも大きくなる場合がある。この結果、中継局５の上り滞留データと移動機６から未送信のデータとの順序が逆転する。

データの逆転を防止するため中継局５は、移動機６から未送信のデータのシーケンス番号に基づいて、上り滞留データを中継局９に転送する前にシーケンス番号をＳＮ＝１０、１１、１２にふり直す。中継局５はシーケンス番号をふり直した上り滞留データを中継局９に転送する（Ｓ７２）。

上り滞留データを中継局９に転送した後、移動機６は中継局９へデータを送信開始する（Ｓ７３）。これにより移動機６は、ハンドオーバー前のデータ順序を維持したまま、交換機２に対しデータ送信を再開することが出来る。

図１５は移動機６が中継局５から中継局９へハンドオーバーする場合の無線通信システム１ｂのシーケンス図である。

移動機６は受信信号電力の測定値を中継局５に定期的に送信する（Ｓ８０）。中継局５はハンドオーバー（ＨＯ）処理を行うか否かを判定する判定処理を実行する（Ｓ１９０）。判定の結果ハンドオーバーが必要と判断した場合、中継局５はハンドオーバー先のノード構成に応じて、ハンドオーバー処理を開始するためのハンドオーバー（ＨＯ）要求信号を出力する（Ｓ８１）。中継局５からハンドオーバー要求信号を受信した基地局４は、ハンドオーバー処理を開始すると共に、ハンドオーバー要求信号を基地局８に送信する。基地局４からハンドオーバー要求信号を受信した基地局８は、ハンドオーバー処理を開始すると共に、ハンドオーバー要求信号を中継局９に送信する。

中継局９はハンドオーバー要求信号を受信すると、中継局５に滞留した滞留データを中継局９に転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ８２）。中継局９はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、基地局８にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ８３）。

基地局８はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データ転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ８４）。基地局８はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、基地局４にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ８５）。

基地局４はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データ転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ８６）。基地局４はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、中継局５にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ８７）。

中継局５はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データを転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ８８）。中継局５はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、移動機６の接続先を中継局９に切り替えるための無線チャネル再設定要求信号を移動機６に送信する（Ｓ１０３）。

基地局４はハンドオーバー応答信号を送信後、下り滞留データを中継局５に送信する（Ｓ８９）。中継局５は基地局４から受信した下り滞留データのフォーマットおよびシーケンス番号を中継局５の下り滞留データに応じて変換する。また中継局５は、上り滞留データのシーケンス番号を移動機６の未送信データのシーケンス番号に基づいて変換する（Ｓ９０）。

中継局５は無線チャネル再設定要求信号を送信後、中継局５に滞留する滞留データの最後のパケットデータのシーケンス番号を中継局９に通知する（Ｓ９１）。シーケンス番号を受信した中継局９は中継局５から受信する滞留データの転送監視処理を開始する。

中継局５はシーケンス番号を中継局９に通知した後、中継局５の滞留データを中継局９に転送開始する（Ｓ９２）。滞留データを全て転送後、中継局５は滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを中継局９に送信する（Ｓ９３）。中継局９はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信することにより、中継局５から転送される滞留データの転送完了を検出する。

移動機６はハンドオーバー元の中継局５から無線チャネルの再設定要求信号を受信すると、ハンドオーバー先の中継局９と通信するための再設定処理を実行する（Ｓ１０４）。移動機６は再設定処理が完了すると、中継局９へ再設定処理が完了したことを示す再設定完了通知信号を送信する（Ｓ９４）。

移動機６から無線チャネル再設定要求信号を受信すると中継局９は、移動機６から交換機２までのデータ伝送経路をデータ転送用パスから通常のデータ伝送パスに切り替える切り替え要求信号を交換機２に送信する（Ｓ９５）。交換機２はデータ伝送経路をデータ転送用パスから通常のデータ伝送パスに切り替えたことを示す切り替え応答信号を中継局９に送信する（Ｓ９６）。

リソース解放指示信号を移動機６から受信した中継局９は、交換機２および移動機６との通信を再開する（Ｓ９７）。中継局９は移動機６から上りデータを受信すると、まず格納した上り滞留データを交換機２へ送信し、その後移動機６から受信した上りデータを交換機２へ送信する。

また中継局９は、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ９８）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、中継局９はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を基地局８に送信する（Ｓ９９）。

リソース解放指示信号を受信した基地局８は、交換機２および移動機６との通信を再開するとともに（Ｓ１０５）、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１０６）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、基地局８はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を基地局４に送信する（Ｓ１０７）。

リソース解放指示信号を受信した基地局４は、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１００）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、基地局４はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を中継局５に送信する（Ｓ１０１）。中継局５はリソース解放指示信号を受信すると、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１０２）。

以上の通り無線通信システム１ｂは、ハンドオーバー元の中継局５および基地局４に滞留したデータをハンドオーバー先の中継局９に転送完了後、交換機２と移動機６との通信を再開する。これにより無線通信システム１ｂは、データの並べ替えを発生させることなく、基地局および中継局の切り替えを行うことが出来る。

図１６は図１５のシーケンス図における、ハンドオーバー元の中継局５の処理フローチャート図である。図１６のフローチャートにおいて、シーケンス図と同一処理には同一の符号を付す。図１６のフローチャートを用いて、中継局５における処理をさらに詳細に説明する。

中継局５は滞留データ転送用のパス設定が完了後（Ｓ８８）、基地局４から送信される滞留データの格納を開始する（Ｓ８９）。中継局５は滞留データの受信が完了すると（Ｓ８９：ＹＥＳ）、ハンドオーバー処理前に移動機６から受信済みのデータの最終シーケンス番号ＳＮ１を参照する（Ｓ１９２）。移動機６から受信済みのデータの最終シーケンス番号ＳＮ１は、再送プロトコルであるＲＬＣプロトコルに状態変数の形で記録されている。

中継局５は、記憶部５０に滞留しているデータの最終シーケンス番号ＳＮ２を参照する（Ｓ１９３）。滞留データの最終シーケンス番号ＳＮ２は、ＲＬＣプロトコルにおける状態変数である。中継局５はＳＮ１とＳＮ２との差分を計算する（Ｓ１９４）。

中継局５は、記憶部５０から上り滞留データを読み出す（Ｓ１９５）。中継局５は、読み出した上り滞留データから、交換機プロトコルであるＩＰ／ＵＤＰ／ＧＴＰ−Ｕを除去する（Ｓ１９６）。中継局５は、交換機プロトコル除去後の残留データに対し、先程計算したＳＮ１とＳＮ２の差分に基づいてシーケンス番号を付け替える（Ｓ１９７）。以上の処理により、中継局５の上り滞留データは、移動機６から受信した際のデータ形式となる。

中継局５は滞留データを中継局９へ転送する（Ｓ９２）。中継局５は全ての滞留データの転送が完了するまで（Ｓ１９９：ＮＯ）、転送処理を継続する（Ｓ１９５〜Ｓ９２）。中継局５は滞留データの転送が完了すると（Ｓ１９９：ＹＥＳ）、ＥｎｄＭａｒｋｅｒを送信する（Ｓ９３）。中継局５は、滞留データの転送完了後、不要となったデータ転送用のパスを解放する（Ｓ１０２）。

以上の通り中継局５は、ハンドオーバー元の基地局４および中継局５の両方に滞留したデータのプロトコルおよびシーケンス番号を変換し、ハンドオーバー先の基地局８へ転送することが出来る。

図１７は無線通信システム１ｂにおける、各ノードでのデータ処理の概略図である。図１３とノード構成は同じであるが、図１３ではハンドオーバー元で滞留データを１つにまとめてからハンドオーバー先に転送するのに対し、本実施例ではハンドオーバー元の基地局、中継局に滞留したデータをそれぞれ、ハンドオーバー先の基地局、中継局に転送する。滞留データをそれぞれ別個に転送することにより、滞留データを１つにまとめる場合に必要なプロトコル変換処理を無くすことが出来る。

図１７のＡは交換機２から移動機６へデータを送信中にハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。図１７のＢは移動機６から交換機２へデータを送信中にハンドオーバー処理が発生した場合の概略図である。図１７において図１と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。

図１７のＡにおいて、移動機６は交換機２からのデータ受信中に中継局５から中継局９へハンドオーバー処理をおこなう。交換機２から下りデータを送信中にハンドオーバーが発生した場合、基地局４および中継局５に下りデータが滞留する。データの滞留は無線区間で発生する。基地局４および中継局５に滞留した下りデータを下り滞留データと呼ぶ。基地局４に滞留している下りデータのプロトコルと中継局５に滞留している下りデータのプロトコルは異なる。データ転送におけるプロトコル変換処理を回避するため、基地局４の下り滞留データは基地局８に転送され、中継局５の下り滞留データは中継局９に転送される。

図１７のＡを用い、下りデータ送信時のハンドオーバー処理の概略を説明する。ハンドオーバー処理が発生すると、中継局５は中継局９に対し下り滞留データの転送を開始する（Ｓ１１１）。中継局５が下り滞留データの転送を開始後、基地局４は下り滞留データの転送を開始する（Ｓ１１２）。中継局５が先に転送処理を開始するのは、中継局と基地局の間が無線区間であるため、中継局間のデータ転送のほうが基地局間のデータ転送よりも時間がかかる可能性が高いためである。

滞留データの転送処理完了後、中継局５は転送完了を基地局８へ通知する。中継局５から転送完了通知を受け、かつ、基地局４から基地局８への下り滞留データ転送が完了している場合、基地局８は切り替え要求を交換機２および移動機６へ通知する。

基地局８から切り替え要求通知を受けた交換機２は、移動機６との通信を再開する。交換機２は下りデータを基地局８へ送信する（Ｓ１１３）。基地局８に送信された下りデータは、基地局８の記憶部にある下り滞留データを押し出す（Ｓ１１４）。基地局８から押し出された下り滞留データは、中継局９の記憶部にある下り滞留データを押し出す（Ｓ１１５）。この結果、移動機６は、中継局９の下り滞留データ、基地局８の下り滞留データ、交換機２から送信された下りデータの順にデータを受信する。

図１７のＢにおいて、移動機６は交換機２へのデータ送信中に中継局５から中継局９へハンドオーバー処理をおこなう。移動機６から上りデータを送信中にハンドオーバーが発生した場合、基地局４および中継局５に上りデータが滞留する。基地局４に滞留している上りデータのプロトコルと中継局５に滞留している上りデータのプロトコルは異なる。プロトコル変換処理を回避するため、基地局４の上り滞留データは基地局８に転送され、中継局５の上り滞留データは中継局９に転送される。

図１７のＢを用い、上りデータ送信時のハンドオーバー処理の概略を説明する。ハンドオーバー処理が発生すると、中継局５は中継局９に対し上り滞留データの転送を開始する（Ｓ１１６）。なお、基地局４は有線で交換機２と接続されているため、ハンドオーバー処理による上りデータの滞留は発生しないものとする。

滞留データの転送処理完了後、中継局５は基地局８へ通知する。中継局５から転送完了通知を受けた基地局８は、切り替え要求を交換機２および移動機６へ通知する。

基地局８から切り替え要求通知を受けた移動機６は、交換機２との通信を再開する。移動機６は上りデータを中継局９へ送信する（Ｓ１１７）。中継局９に送信された上りデータは、中継局９の記憶部にある上り滞留データを押し出す（Ｓ１１８）。中継局９から押し出された上り滞留データは、基地局８を経由して交換機２に送信される（Ｓ１１９）。この結果、交換機２は、中継局９の上り滞留データ、移動機６から送信された上りデータの順にデータを受信する。

図１８は無線通信システム１ｂにおいて図１７のデータ転送処理をする場合の第一のシーケンス図である。

移動機６は受信信号電力の測定値を中継局５に定期的に送信する（Ｓ１２０）。中継局５はハンドオーバー（ＨＯ）処理を行うか否かを判定する判定処理を実行する（Ｓ１９０）。判定の結果ハンドオーバーが必要と判断した場合、中継局５はハンドオーバー先のノード構成に応じて、ハンドオーバー処理を開始するためのハンドオーバー（ＨＯ）要求信号を出力する（Ｓ１２１）。中継局５からハンドオーバー要求信号を受信した基地局４は、ハンドオーバー処理を開始すると共に、ハンドオーバー要求信号を基地局８に送信する。基地局４からハンドオーバー要求信号を受信した基地局８は、ハンドオーバー処理を開始すると共に、ハンドオーバー要求信号を中継局９に送信する。

中継局９はハンドオーバー要求信号を受信すると、中継局５に滞留した滞留データを中継局９に転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１２２）。中継局９はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、基地局８にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ１２３）。

基地局８はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データ転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１２４）。基地局８はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、基地局４にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ１２５）。

基地局４はハンドオーバー応答信号を受信すると、滞留データを転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１２６）。基地局４はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、中継局５にハンドオーバー応答信号を送信する（Ｓ１２７）。

基地局４はハンドオーバー応答信号を送信すると共に、基地局４に滞留する滞留データの最後のパケットデータのシーケンス番号（ＳＮ）を基地局８に通知する（Ｓ１２９）。シーケンス番号を受信した基地局８は基地局４から受信する滞留データの転送監視処理を開始する（Ｓ１３１）。

中継局５はハンドオーバー応答信号を受信すると、中継局５に滞留した滞留データを中継局９に転送するためのデータ転送用パスおよびチャネルを設定する（Ｓ１２８）。中継局５はデータ転送用パスおよびチャネルの設定が完了すると、移動機６の接続先を中継局９に切り替えるための無線チャネル再設定要求信号を移動機６に送信する（Ｓ１３０）。

中継局５は無線チャネル再設定要求信号を送信後、中継局５に滞留する滞留データの最後のパケットデータのシーケンス番号を中継局９に通知する（Ｓ１３２）。シーケンス番号を受信した中継局９は中継局５から受信する滞留データの転送監視処理を開始する（Ｓ１３３）。

中継局５はシーケンス番号を中継局９に通知した後、中継局５の滞留データを中継局９に転送開始する（Ｓ１３４）。滞留データを全て転送後、中継局５は滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを基地局８および中継局９に送信する（Ｓ１３５）。

中継局９はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信することにより、中継局５から転送される滞留データの転送完了を検出する（Ｓ１３６）。中継局９は基地局４から基地局８への滞留データの転送処理が完了するまで待機する。

基地局４は滞留データを基地局８に転送開始する（Ｓ１３８）。滞留データを全て転送後、基地局４は滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを基地局８に送信する（Ｓ１３９）。

基地局８は基地局４の滞留データを受信完了後、基地局４からＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信する。基地局８は中継局５および基地局４の両方からＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると、全ての滞留データの転送が完了したことを示す転送完了通知信号を中継局９に送信する（Ｓ１４０）。

移動機６はハンドオーバー元の中継局５から無線チャネルの再設定要求信号を受信すると、ハンドオーバー先の中継局９と通信するための再設定処理を実行する（Ｓ１３７）。移動機６は再設定処理が完了すると、再設定処理が完了したことを示す再設定完了通知信号を中継局９へ送信する（Ｓ１４１）。

基地局８から転送完了通知信号を受信すると共に、移動機６から無線チャネル再設定要求信号を受信すると、中継局９は交換機２までのデータ伝送経路をデータ転送用パスから通常のデータ伝送パスに切り替える切り替え要求信号を基地局８および交換機２に送信する（Ｓ１４２）。交換機２および基地局８はデータ伝送経路をデータ転送用パスから通常のデータ伝送パスに切り替えたことを示す切り替え応答信号を中継局９に送信する（Ｓ１４３）。

リソース解放指示信号を受信した中継局９は、交換機２および移動機６との通信を再開する（Ｓ１４４）。中継局９は移動機６から上りデータを受信すると、まず格納した上り滞留データを基地局８へ送信し、その後移動機６から受信した上りデータを基地局８へ送信する。また中継局９は、基地局８から下りデータを受信すると、まず格納した下り滞留データを移動機６へ送信し、その後基地局８から受信した下りデータを移動機６へ送信する。

また中継局９は、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１４５）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、中継局９はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を基地局８に送信する（Ｓ１４６）。

リソース解放指示信号を受信した基地局８は、交換機２および移動機６との通信を再開する（Ｓ１４７）。基地局８は交換機２から下りデータを受信すると、まず格納した下り滞留データを中継局９へ送信し、その後交換機２から受信した下りデータを中継局９へ送信する。また基地局８は、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１４８）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、基地局８はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を基地局４に送信する（Ｓ１４９）。

基地局４はリソース解放指示信号を受信すると、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１５０）。データ転送用パスおよびチャネルの解放後、基地局４はデータ転送用パスおよびチャネルの解放を指示するリソース解放指示信号を中継局５に送信する（Ｓ１５１）。

中継局５はリソース解放指示信号を受信すると、データ転送用パスおよびチャネルを解放する（Ｓ１５２）。以上の通り無線通信システム１ｂは本実施例において、ハンドオーバー元の中継局５および基地局４に滞留したデータをハンドオーバー先の中継局９および基地局８に転送完了後、交換機２と移動機６との通信を再開する。これにより無線通信システム１ｂは、データの並べ替えを発生させることなく、基地局および中継局の切り替えを行うことが出来る。

図１９は図１８のシーケンス図における、ハンドオーバー先の基地局８の処理フローチャート図である。図１９のフローチャートにおいて、第一のシーケンス図と同一処理には同一の符号を付す。図１９のフローチャートを用いて、基地局８における処理をさらに詳細に説明する。

基地局８は滞留データ転送用のパス設定が完了後（Ｓ１２４）、基地局４から転送される滞留データの格納を開始する（Ｓ１３８）。基地局８はハンドオーバー元の基地局である基地局４から滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒが送信されるのを待つ（Ｓ１３９）。基地局８はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると（Ｓ１３９：ＹＥＳ）、ハンドオーバー先の中継局９へ転送完了通知信号を送信する（Ｓ１４０）。また基地局８は、ハンドオーバー元の中継局である中継局５から滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒが送信されるのを待つ（Ｓ１３５）。

基地局８はハンドオーバー元の基地局４および中継局５の両方からＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると（Ｓ１５３：ＹＥＳ）、交換機２および移動機６との通信を再開する（Ｓ１４７）。また基地局８は、不要となったデータ転送用のパスを解放する（Ｓ１４８）。

以上の通り基地局８はハンドオーバー元の基地局４および中継局５の両方からＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信することにより、基地局４および中継局５の滞留データの転送完了を監視することが出来る。

図２０は無線通信システム１ｂにおいて図１７のデータ転送処理をする場合の第二のシーケンス図である。第二のシーケンス図において、図１８の第一のシーケンス図と同一の処理ステップには同一符号を付し、その説明を省略する。

中継局５から中継局９への滞留データの転送において、基地局８はデータの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを中継局５から受信すると（Ｓ１６０）、中継局９への転送を保留する（Ｓ１６１）。基地局８はＥｎｄＭａｒｋｅｒの受信により、中継局５から中継局９への滞留データの転送完了を検出する。

基地局８は基地局４から転送される滞留データを格納し（Ｓ１３８）、転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると（Ｓ１３９）、中継局５から受信し保留していたＥｎｄＭａｒｋｅｒを中継局９へ送信する（Ｓ１６２）。

以上の通り第二のシーケンス図における処理は、基地局４から基地局８へ転送されるＥｎｄＭａｒｋｅｒをトリガにして中継局５から受信して基地局８に保持したＥｎｄＭａｒｋｅｒを転送する。これにより中継局９は、中継局５および基地局４における滞留データの転送がすべて完了したことを認識することが出来る。

図２１は無線通信システム１ｂにおいて図１７のデータ転送処理をする場合の第三のシーケンス図である。第三のシーケンス図において、図１８の第一のシーケンス図と同一の処理ステップには同一符号を付し、その説明を省略する。

中継局５から中継局９への滞留データの転送において、中継局９はデータの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを中継局５から受信すると（Ｓ１７０）、転送完了通知信号を基地局８へ送信する（Ｓ１７１）。また基地局４から基地局８への滞留データの転送において、基地局８はデータの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒを基地局４から受信すると（Ｓ１３９）、転送完了通知信号を中継局９へ送信する（Ｓ１７２）。

以上の通り第三のシーケンス図における処理は、中継局間の滞留データ転送完了通知を受信した基地局８が、基地局間の滞留データ転送が完了次第、中継局９にデータ転送完了通知をする。これにより中継局９は、中継局５および基地局４における滞留データの転送がすべて完了したことを認識することが出来る。

図２２は図２１の第三のシーケンス図における、ハンドオーバー先の基地局８の処理フローチャート図である。図２２のフローチャートにおいて、図２１の第三のシーケンス図と同一処理には同一の符号を付す。図２２のフローチャートを用いて、基地局８における処理をさらに詳細に説明する。

基地局８は滞留データ転送用のパス設定が完了後（Ｓ１２４）、基地局４から転送される滞留データの格納を開始する（Ｓ１３８）。基地局８はハンドオーバー元の基地局である基地局４から滞留データの転送完了を示すＥｎｄＭａｒｋｅｒが送信されるのを待つ（Ｓ１３９）。基地局８はＥｎｄＭａｒｋｅｒを受信すると（Ｓ１３９：ＹＥＳ）、ハンドオーバー先の中継局９へ転送完了通知信号を送信する（Ｓ１７２）。また基地局８は、ハンドオーバー元の中継局である中継局５から滞留データの転送完了を示す転送完了通知信号が送信されるのを待つ（Ｓ１７１）。

基地局８は基地局４からのＥｎｄＭａｒｋｅｒの受信、および中継局９からの転送完了通知信号の受信の両方の受信が完了すると（Ｓ１７３：ＹＥＳ）、交換機２および移動機６との通信を再開する（Ｓ１４７）。また基地局８は、不要となったデータ転送用のパスを解放する（Ｓ１４８）。

以上の通り基地局８は基地局４から送信されるＥｎｄＭａｒｋｅｒ、および中継局９から送信される転送完了通知信号の両方を受信することにより、基地局４および中継局５の滞留データの転送完了を監視することが出来る。

１、１ａ、１ｂ無線通信システム
２交換機
３ネットワーク網
４、７、８基地局
５、９中継局
６移動機
２０基地局処理部
２１無線インターフェース部
２２変復調部
２３無線プロトコル処理部
２４交換プロトコル処理部
２５交換機ゲートウェイ
２６中継ゲートウェイ
２７交換インターフェース部
２８転送制御部
２９記憶部
３０呼制御部
３１装置制御部
４０基地局処理部
４１、４７無線インターフェース部
４２、４６変復調部
４３、４５無線プロトコル処理部
４４交換プロトコル処理部
４８転送制御部
４９、５０記憶部
５１呼制御部
５２装置制御部
５３移動機処理部

Claims

交換機に有線接続された第１基地局、及び移動機と無線通信を行う第１中継局を含む無線通信システムを用いた無線通信方法であって、
第１シーケンス番号を有する第１データを前記第１基地局から前記第１中継局へ転送する工程と、
前記第１シーケンス番号を第２シーケンス番号に変更して前記第１データに付して前記第１中継局に格納する工程と、
ハンドオーバー先となる第１ノードを決定する工程と、
前記第１ノードが、前記交換機に有線接続された第２基地局である場合は、第３シーケンス番号が付された第２データを前記第１基地局から前記第１中継局へ転送し、前記第３シーケンス番号を、前記第２シーケンス番号に連続する第４シーケンス番号に変更し、前記第２シーケンス番号が付された前記第１データと、前記第４シーケンス番号が付された前記第２データとを、前記第２基地局へ転送する工程と
を有することを特徴とする無線通信方法。
前記第１ノードが、前記交換機に有線接続された前記第２基地局と、前記第２基地局と無線通信を行う第２中継器を含む場合は、前記第３シーケンス番号が付された前記第２データを前記第１基地局から前記第１中継局へ転送し、前記第３シーケンス番号を前記第２シーケンス番号に連続する前記第４シーケンス番号に変更し、前記第２シーケンス番号が付された前記第１データと、前記第４シーケンス番号が付された前記第２データを、前記第２中継局へ転送する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
第５シーケンス番号が付された第３データを前記移動機から前記第１中継局へ転送する工程と、
前記第５シーケンス番号を第６シーケンス番号に変更して前記第３データに付して前記第１中継局に格納する工程と、
ハンドオーバー先となる第２ノードを決定する工程と、
前記第６シーケンス番号を前記第５シーケンス番号に戻し、前記第３データに付して前記第１中継局から前記第２ノードへ転送する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。