JP5799962B2

JP5799962B2 - 移動通信システム、中継局モビリティ管理装置、中継局モビリティ制御方法、及びプログラム

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Publication number: JP5799962B2
Application number: JP2012555576A
Authority: JP
Inventors: 洋明網中
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Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2015-10-28
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Description

本発明は、基地局と該基地局に帰属する中継局で構成されるシステムにおいて、中継局が帰属先の基地局を変更する際のベアラ経路変更を含む中継局モビリティ制御方法に関する。

3GPP(3rd Generation Partnership Project)のLTE-Advanced (Long Term Evolution Advanced)では、中継局（以下RN：Relay node）の導入が検討されている（非特許文献1〜3を参照）。RNは、セル端にいる移動局(以下UE：User Equipment)の通信速度の高速化や、基地局(以下eNB：Evolved Node B)のセル範囲拡大等を目的とした技術の１つである。3GPPで検討されているRNのアーキテクチャーの詳細が非特許文献2に記載されている。

以下では、非特許文献2に記載されているRNのアーキテクチャーに基づくRNシステムの概要について図1及び2を用いて説明する。図1は、3GPPのRN使用時のネットワーク構成例を示す図である。基地局(eNB)91は、移動体通信事業者のコアネットワーク(以下CN) 4に帰属している。コアネットワーク(CN) 4は、UE用のMobility Management Entity(以下UE MME) 5並びにUE用のServing Gateway/Packet Data Network Gateway(以下UE S/P-GW) 6、及びRN用のMME（以下RN MME）97を含む。UE S/P-GW 6は、UE用のS-GW及びUE用のP-GWに対する総称である。

UE用のS-GW及びP-GWは、ユーザデータ（ユーザデータパケット）のルーティング機能及びフォワーディング機能を有する。このうち、UE用のS-GWは、基地局(eNB) 91及び移動局（UE）3が属する無線アクセスネットワークとコアネットワーク4との間でユーザプレーンを接続する。また、UE用のP-GWは、外部ネットワーク（PDN：Packet Data Network）とコアネットワーク4を接続するゲートウェイとして動作する。さらに、中継局（RN）92が導入される場合、UE S/P-GW 6は、中継局（RN）92に帰属している移動局（UE）3に関するユーザデータ（ユーザパケット）を後述するRN S/P-GW 98との間に設けられた論理パス（トンネル）にマッピングし、これをRN S/P-GW 98を介して中継局（RN）92に送信する。

UE MME 5は、移動局(UE) 3のモビリティ管理及びセッション管理（ベアラ管理）を担うノードである。UE MME 5は、基地局(eNB)91及びUE用のS-GWと制御プレーンを接続しており、UE 3のアタッチ、UE 3のハンドオーバ、並びにUE S/P-GW 6とUE 3の間でのユーザデータの転送に用いられるベアラ（EPS（Evolved Packet System）ベアラ）の設定・変更・開放に関する制御信号を基地局(eNB)91及びUE用のS-GWとの間で送受信する。

RN MME 97は、中継局（RN）92のアタッチ、ベアラ管理を行う。

無線アクセスネットワーク（RAN）9は、基地局(eNB) 91、中継局（RN）92、及び移動局（UE）3を含む。基地局(eNB) 91は、基地局（eNB）セル１0を生成し、移動局(UE) 3とコアネットワーク(CN) 4との間でトラフィックを中継する。また、中継局(RN) 92は、バックホールリンク(図中のBL1)によって基地局(eNB) 91に帰属し、バックホールリンク(BL1)を介してコアネットワーク(CN)4に帰属する。移動局(UE) 3は、アクセスリンク(図中のAL1)によって基地局(eNB) 91または中継局(RN) 92に帰属する。中継局(RN) 92は、中継局（RN）セル 20を生成し、移動局(UE) 3とコアネットワーク(CN) 4との間でトラフィックを中継する。バックホールリンクおよびアクセスリンクに関しては後述する。

図2は、中継局(RN) 92及び中継局(RN) 92に帰属する移動局(UE) 3が図1のネットワークに接続した際のベアラマッピングについて示す図である。図2に示すように、RN用のS-GW及びRN用のP-GWの機能は、基地局(eNB) 91の論理機能の一部であること（基地局(eNB)91に配置されること）が想定されている。ただし、これは論理的な機能配置を意味しているに過ぎず、基地局(eNB)91と、RN用のS-GW及びRN用のP-GWの機能は、必ずしも同一ハードウェアの格納されている必要はない。以下では、RN用のS-GW及びRN用のP-GWを合わせてRN S/P-GW 98と呼ぶ。

RN MME 97及びRN S/P-GW 98は、中継局（RN）92の導入に伴って導入されるネットワーク要素である。RN S/P-GW 98は、UE S/P-GW 6との間に論理パス（トンネル）を確立し、中継局（RN）92に帰属する移動局（UE）3に関するユーザデータを、基地局(eNB) 91を介して中継局（RN）92に転送する。

中継局(RN) 92が基地局(eNB) 91に帰属した場合、基地局(eNB) 91と中継局(RN) 92の間でRN 92用の制御無線ベアラ(SRB：Signaling Radio Bearer)及びデータ無線ベアラ(DRB：Data Radio Bearer)が設定される。RN 92用の制御無線ベアラは、RN MME 97と基地局(eNB) 91の間に設定される制御プロトコル(S1 MME)に基地局(eNB) 91においてマッピングされる。つまり、中継局(RN) 92の制御プレーン（i.e. S1シグナリングコネクション）に関して、中継局(RN) 92はあたかもUEとして取り扱われる。一方、RN 92用のデータ無線ベアラは、RN用のS-GWと基地局(eNB) 91の間に設定されたデータベアラ(S1ベアラ)にマッピングされ、最終的にRN用のP-GWで終端される。ただし、上述したように、RN S/P-GW 98の機能は基地局(eNB)91に配置されることが想定されているから、RN用のデータベアラは、実質的に基地局(eNB) 91内で終端される。

また、移動局(UE) 3が中継局(RN) 92に帰属した場合、移動局(UE) 3と中継局(RN) 92の間でUE 3用の制御無線ベアラ(SRB：Signaling Radio Bearer)及びデータ無線ベアラ(DRB：Data Radio Bearer)が設定される。UE 3用の制御無線ベアラは、中継局(RN) 92においてRN 92用のデータ無線ベアラにマッピングされ、RN S/P-GW 98を経由した後にUE MME 5で終端される。UE 3用のデータ無線ベアラは、中継局(RN) 92においてRN 92用のデータ無線ベアラにマッピングされ、RN S/P-GW 98を経由した後に、UE用のS-GWを通り、最終的にUE用のP-GWで終端される。言い換えると、UE MME 5とUE 3との間で転送される制御パケット、及びUE S/P-GW 6とUE 3との間で転送されるユーザデータパケットは共に、RN 92とRN S/P-GW 98との間に設けられるRN 92用のデータベアラ（RN 92とeNB 91の間のデータ無線ベアラ、及びeNB 91とRN S/P-GW 98の間のGTPトンネル）を用いて転送される。

なお、3GPP Release 10では、中継局(RN) 92が移動局(UE) 3のトラフィックの中継を行う間（言い換えるとRNセル 20を運用中である間）は、中継局(RN) 92がいずれか１つの基地局(eNB) 91を固定的な帰属先とし、他の基地局(eNB)に接続先を切り替えないことを前提としている。これに対して、非特許文献3は、電車及びバス等の公共交通機関にRNが搭載され、RNが移動するシナリオ（Mobile RN）について言及している。しかしながら、非特許文献3は、Mobile RNの実現のためにはS1インタフェースに関して更に検討が必要であることに言及するのみであり、具体的な実現形態については開示していない。

本明細書では、RNの帰属を許容する機能を有するeNBを「Donor eNB（以下DeNB）」と呼ぶ。なお、本明細書では、RNとの接続に関わるDeNB固有の事象を述べる場合に限り、通常のeNBと区別するために「DeNB」の用語を用いる。さらに、本明細書では、DeNBに帰属するUEを「eNB-UE」と呼び、RNに帰属するUEを「RN-UE」と呼ぶ。本明細書では、eNB-UE及びRN-UEの共通の事象について述べる場合は、単に「UE」と記述する。また、3GPPに関する議論では、将来的にマルチホップRNをサポートする要求が出ている。マルチホップRNとは、DeNBに帰属するRNに更にRNをカスケード接続できる技術のことである。本明細書では、マルチホップに関して述べる場合、DeNBの下位層に無線インタフェースで帰属されるRNを「上位RN」と呼び、上位RNの下位層に無線インタフェースで帰属されるRNを「下位RN」呼んで区別することとする。

また、本明細書では、DeNBとRN間および上位RNと下位RN間の無線インタフェースを「バックホールリンク」と呼ぶ。一方、eNBとeNB-UE間、RNとRN-UE間の無線インタフェースを「アクセスリンク」と呼ぶ。

3GPP TR36.912 v9.2.0 (2010-03), "Feasibility study for Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)" 3GPP TR36.806 v9.0.0 (2010-03), "Relay architectures for E-UTRA (LTE-Advanced)" 3GPP寄書 R1-082975 "Application Scenarios for LTE-Advanced Relay"、2008年8月

本願の発明者は、現在の3GPPで規定されているRNアーキテクチャーにおいて、非特許文献3で提示されているようなMobile RN、又はバックホールリンクの無線品質の変化に応じて帰属するDeNBを切り替えるRNを導入した場合のベアラ制御方法について詳細検討を行った。上述のように、RN用のデータベアラは、DeNBの論理機能の一部であるRN S/P-GWで終端されている。したがって、RNが帰属先のDeNBを切り替える場合、RN S/P-GWも切り替える必要がある。RN S/P-GW の切り替えによってRN用データベアラの終端ポイントが変わってしまうと、RN用のデータベアラが開放されてしまう。RN用のデータベアラが開放された場合、該RN用のデータベアラにマッピングされているRN-UE用の制御ベアラ及びデータベアラも開放されることになり、結果として、RN-UEの通信が途絶えてしまう問題が発生する。

本発明は、上述した問題点を考慮してなされたものであって、RNセル運用中におけるRN-UEの通信を途絶えさせることのないDeNBの切り替えの実現に寄与する移動通信システム、中継局モビリティ管理装置、中継局モビリティ制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、移動通信システムを含む。当該移動通信システムは、第１及び第２の基地局、中継局、第１及び第２のデータ転送部、並びに中継局モビリティ管理部を含む。前記中継局は、前記第１及び第２の基地局に帰属することができ、前記第１又は第２の基地局と移動局との間で無線中継を行う。前記第１のデータ転送部は、前記中継局を経由して前記移動局との間に設けられる移動局データベアラを終端し、前記移動局へ前記移動局データベアラを用いてユーザデータを転送する。前記第２のデータ転送部は、前記中継局との間に設けられる中継局データベアラを終端し、前記移動局データベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記第１のデータ転送部と前記中継局との間で前記ユーザデータを転送する。前記中継局モビリティ管理部は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送部を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更する。

本発明の第２の態様は、無線通信ネットワークの制御を行う中継局モビリティ管理装置を含む。前記無線通信ネットワークは、第１及び第２の基地局、並びに前記第１及び第２の基地局に帰属することができ、前記第１又は第２の基地局と移動局との間で無線中継を行う中継局を含む。さらに前記無線通信ネットワークは、前記中継局を経由して前記移動局との間に設けられる移動局データベアラを終端し、前記移動局へ前記移動局データベアラを用いてユーザデータを転送する第１のデータ転送部を含む。さらに前記無線通信ネットワークは、前記中継局との間に設けられる中継局データベアラを終端し、前記移動局データベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記第１のデータ転送部と前記中継局との間で前記ユーザデータを転送する第２のデータ転送部を含む。前記中継局モビリティ管理装置は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送部を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更するよう構成されている。

本発明の第３の態様は、上述の本発明の第２の態様に係る中継局モビリティ管理装置によって行われる中継局モビリティ制御方法を含む。すなわち、当該方法は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送部を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更することを含む。

本発明の第４の態様は、上述の本発明の第３の態様に係る方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。

上述した本発明の各態様によれば、RNセル運用中におけるRN-UEの通信を途絶えさせることのないDeNBの切り替えの実現に寄与する移動通信システム、中継局モビリティ管理装置、中継局モビリティ制御方法、及びプログラムを提供できる。

背景技術に係る、RNを含む3GPPの移動通信システムの構成例を示すブロック図である。背景技術に係るRNおよびRN-UEのベアラ割り当てを示す図である。発明の実施の形態1における移動通信システムの構成例の構成を示すブロック図である。発明の実施の形態1における基地局の構成例を示すブロック図である。発明の実施の形態1における中継局の構成例を示すブロック図である。発明の実施の形態1における移動局の構成例を示すブロック図である。発明の実施の形態1におけるUE MMEの構成例を示すブロック図である。発明の実施の形態1におけるUE S/P-GWの構成例を示すブロック図である。発明の実施の形態1におけるDeNB切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態1における中継局の動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態1におけるSource DeNBの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態1におけるTarget DeNBの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態1におけるRN MMEの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態2における移動通信システムの構成例の構成を示すブロック図である。発明の実施の形態2におけるDeNB切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態2におけるSource DeNBの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態2におけるRN S/P-GWの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態3におけるDeNB切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態3における中継局の動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態3におけるTarget DeNBの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態3におけるRN MMEの動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態4におけるDeNB切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態4における中継局の動作例を示すフローチャート図である。発明の実施の形態4におけるTarget DeNBの動作例を示すフローチャート図である。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜実施の形態1＞
図3は、本実施の形態にかかる移動通信システムの構成例を示すブロック図である。なお、以下の説明では、本実施の形態にかかる移動通信システムは、FDD（Frequency division Duplex）−OFDMA、より具体的にはLTE方式を基にしたLTE-Advanced方式の移動通信システムであるとして説明を行う。図3において、基地局 1は、移動体通信事業者のコアネットワーク4に帰属しており、移動局 3とコアネットワーク 4との間でトラフィックを中継する。基地局 1は、中継局 2の帰属を許容する基地局であり、同時に移動局3の帰属の帰属を受け付けることも可能である。コアネットワーク 4は、UE MME 5、UE S/P-GW 6、及びRN MME 7を含む。

さらに、本実施の形態では、RN S/P-GW 8の機能が基地局（eNB）1に配置される。本実施の形態では、RN 2が帰属するDeNBをソース基地局（DeNB 1-1）からターゲット基地局（DeNB 1-2）に切り替える際に、ソース基地局（DeNB 1-1）に配置されたRN S/P-GW 8がモビリティアンカーポイントとして動作する。このような構成及び動作によれば、基地局（DeNB）1間で中継局（RN）2が移動しても、RN 2用のデータベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更しなくてもよいため、RN 2用のデータベアラ、並びにRN-UE 3用の制御ベアラ及びデータベアラを開放することなく、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えることが可能となる。なお、ソース基地局とターゲット基地局は、X2インタフェース等の基地局間インタフェースを用いて接続されることも可能である。

なお、図3の例では、ターゲット基地局（DeNB 1-2）にもRN S/P-GW 8が配置されている。しかしながら、RN 2用のデータベアラはソース基地局（DeNB 1-1）にて終端されるため、ターゲット基地局（DeNB 1-2）はRN S/P-GW 8の機能の一部または全てを有していなくてもよい。具体的には、ターゲット基地局（DeNB 1-2）は、RN用のS-GW機能を有し、RN用のP-GW機能を有さないケースなどが挙げられる。

以下では、本実施の形態にかかる移動通信システムの構成及び動作について詳細に説明する。図4は、第1の実施形態における基地局1の構成例を示すブロック図である。図4において、無線通信部11は、送信データ処理部12から供給される物理チャネルの送信シンボル列に対して、リソースエレメントへのマッピング、OFDM信号生成（IDFT：Inverse Discrete Fourier Transform）、周波数変換、信号増幅等の各処理を行ってダウンリンク信号を生成する。生成されたダウンリンク信号はアンテナから無線送信される。また、無線通信部11は、移動局3または中継局2から送信されるアップリンク信号を受信し、受信シンボル列を復元する。

送信データ処理部12は、通信部14から取得した移動局3または中継局2向けデータを移動局ごとかつベアラごとに設定されたバッファに保存し、誤り訂正符号化、レートマッチング、インタリービング等を行なってトランスポートチャネルを生成する。さらに、送信データ処理部12は、トランスポートチャネルのデータ系列に制御情報を付加して無線フレームを生成する。さらにまた、送信データ処理部12は、無線フレームのデータ系列に対するスクランブル、変調シンボルマッピングを行って物理チャネル毎の送信シンボル列を生成する。

受信データ処理部13は、無線通信部11から供給される受信シンボル列から論理チャネル毎の受信データを復元する。得られた受信データに含まれるユーザトラフィックデータと一部の制御データは、通信部14を経由してコアネットワーク4に転送される。

中継局制御部15は、移動局3および中継局2に送信するデータに関する送信タイミングや無線リソース割当およびバックホールリンクに関する情報を制御する。

図5は、第1の実施形態における中継局2の構成例を示すブロック図である。中継局2は、特別な記述がない限り基地局1と同等の機能を持つ。図5において、下位無線リンク通信部21は、移動局から送信されたアップリンク信号をアンテナを介して受信する。受信データ処理部23は、基地局1の受信データ部13と同等の機能を持ち、得られた受信データは、上位無線リンク通信部24を経由して基地局１に送信される。

送信データ処理部22は、基地局1の送信データ処理部12と同様の機能を持ち、上位無線リンク通信部24から取得した移動局3に向けて送信される送信データから送信シンボル列を生成する。無線通信部21は、シンボル列からダウンリンク信号を生成し、これを移動局3に送信する。

ベアラ制御部25は、基地局1またはコアネットワーク4から上位無線リンク通信部24および送信データ処理部22を介して通知されたベアラに関する設定情報を制御する。

図6は、第1の実施形態における移動局3の構成例を示すブロック図である。無線通信部31は、アンテナを介してダウンリンク信号を受信する。受信データ処理部32は受信されたダウンリンク信号から復元した受信データをバッファ部35に送る。バッファ部35に格納された受信データは読み出され、その目的に応じて利用される。また、送信データ制御部33、送信データ処理部34、及び無線通信部31は、バッファ部35に格納された送信データを用いてアップリンク信号を生成し、基地局1または中継局2に向けて送信する。

図7は、第1の実施形態におけるUE MME 5の構成の一例を示すブロック図である。UE MME 5は、基地局1およびUE S/P-GW 6との通信を行うための通信部51、送信データ処理部52、受信データ制御部53、ベアラ情報管理部54を含んでいる。受信データ処理部53は、基地局1およびUE S/P-GW 6からのデータを受信する。そして、受信データ処理部53は、受信データがベアラ設定要求である場合、ベアラ設定要求をベアラ情報管理部54に転送する。ベアラ情報管理部54は、ベアラの設定を要求された場合、ベアラ設定情報を生成し、送信データ処理部52および通信部51を経由して基地局 1およびUE S/P-GW 6へ送信する。なお、RN MME 7についても、通信相手がUE S/P-GW 6からRN S/P-GW 8に代わる点を除いて、UE MME 5と同様の構成とすればよい。

図8は、第1の実施形態における UE S/P-GW 6の構成の一例を示すブロック図である。UE S/P-GW 6は、基地局1との通信を行うための下位装置通信部61、送信データ処理部62、受信データ制御部63、UE MME5及びPacket Data Network(PDN)との通信を行うための上位装置通信部64、並びにベアラ制御部65を含んでいる。受信データ処理部63は、基地局1から送信されるデータを受信する。ベアラ制御部65は、UE MME 5から通知されるベアラ設定情報を保持し、送信データ処理部62は、ベアラ設定情報に基づいてベアラを設定する。

RN S/P-GW 8についても、通信相手がUE MME 5からRN MME7に代わる点を除いて、UE S/P-GW 6と同様の構成とすればよい。なお、RN S/P-GW 8が基地局1に配置されるため、物理的な実装形態においては、基地局1の通信部14、RN S/P-GW 8の下位装置通信部61（他の基地局1と通信する場合）、及びRN S/P-GW 8の上位装置通信部64は、共通の通信インタフェースであってもよい。また、RN S/P-GW 8が、自身が配置された基地局１との間で通信する場合、下位装置通信部61は、装置内の内部インタフェースであるため省略されてもよい。

続いて以下では、中継局（RN）2が基地局（eNB）1-1から基地局（eNB）1-2に帰属先を切り替える際のRN用ベアラの制御手順の具体例について図9〜13を参照して説明する。図9は、RN2が帰属するDeNBを切り替える際のRN 2用データベアラの経路変更手順の一例を示すシーケンス図である。図9は、基地局1、中継局2、移動局3およびコアネットワーク4の相互作用を示している。図9中の「RN S/P-GW 8」、「UE S/P-GW 6」および「RN MME 7」はコアネットワーク4に対応し、「Source DeNB 1-1」は基地局1-1に対応し、「Target DeNB 1-2」は基地局1-2に対応し、「RN 2」は中継局2に対応し、「RN-UE 3」は移動局3に対応する。

ステップS101は、RN-UE 3とUE S/P-GW 6の間に設定されたデータベアラを通してデータ通信が行われていることを示している。例えば、RN-UE 3から送信されるアップリンク方向のユーザデータは、RN-UE 3、RN 2、Source DeNB 1-1、及びRN S/P-GW 8を順に経由し、最終的にUE S/P-GW 6に到達する。ステップS102において、RN 2は、帰属するDeNBを切り替える準備として、周辺セルの無線状態を測定する。RN 2は、その測定結果を含む周辺セル測定情報をSource DeNB 1-1に通知する（ステップS103）。周辺セル測定情報を受け取ったSource DeNB 1-1は、測定情報に基づいて決定したTarget DeNB 1-2に対してDeNB切り替え要求を通知する（ステップS104）。

Target DeNB 1-2は、DeNBの切り替えを許容する場合、Target DeNB 1-2のセル情報等を含むDeNB切り替え応答をSource DeNB 1-1に返信する（ステップS105）。Source DeNB 1-1は、受信したTarget DeNB 1-2のセル情報等をRN 2に通知するため、DeNB切り替え指示をRN 2に送信する(ステップS106)。その後、RN 2は、Source DeNB 1-1から指示されたTarget DeNB 1-2との間でバックホールリンク接続の処理を行うことによって、帰属するDeNBを切り替える（ステップS107）。RN 2がTarget DeNB 1-2に帰属した場合、Target DeNB 1-2とRN 2の間でRN 2用のデータ無線ベアラ(DRB：Data Radio Bearer)が設定される。

DeNBの切り替え完了後、Target DeNB 1-2は、RN MME 7に対してベアラ経路切り替え要求を送信する（ステップS108）。RN MME 7は、ベアラ経路切り替え要求をRN S/P-GW 8が配置されているSource DeNB 1-2に通知する（ステップS109）。Source DeNB 1-1に配置されたRN S/P-GW 8は、RN 2用データベアラの経路をSource DeNB 1-1及びTarget DeNB 1-2を経由するように切り替えるとともに、ベアラ経路切り替え応答をRN MME 7に返信する（ステップS110）。RN MME 7は、ベアラ経路切り替え応答をTarget DeNB 1-2に通知する（ステップS111）。以上のステップS104〜S111の手順によって、RN 2の帰属先の変更にともなうRN 2用ベアラ設定の更新処理が完了する。ステップS111の後では、例えば、RN-UE 3から送信されるアップリンク方向のユーザデータは、RN-UE 3、RN 2、Target DeNB 1-2、Source DeNB 1-1（RN S/P-GW 8）を経由し、最終的にUE S/P-GW 6に到達する（ステップS112）。

なお、上述したように、RN 2の制御プレーン（i.e. S1シグナリングコネクション）に関して、RN 2はあたかもUEとして取り扱われる。すなわち、RN2がTarget DeNB 1-2に帰属すると、Target DeNB 1-2とRN 2の間でRN 2用の制御無線ベアラ(SRB：Signaling Radio Bearer)が設定される。さらに、このSRBは、Target DeNB 1-2において、RN MME 7とTarget DeNB 1-2の間に設定される制御プロトコル(S1 MME)に対応付けされる。SRBとS1 MMEとの対応付けをマッピングまたはトンネリングと呼ぶこともある。これにより、RN 2のセッション管理及びモビリティ管理のためにRN 2とRN MME 7との間でやりとりされる制御信号（NAS（Non-Access Stratum）信号）は、Source DeNB 1-2を経由せずに、RN MME 7とTarget DeNB 1-2の間でやりとりされる。

図10は、RN 2が帰属するDeNBを切り替える際のRN 2の動作例を示すフローチャートである。図10の手順は、RN 2が帰属するDeNBを切り替えるために、周辺セルをサーチすることで開始される（ステップS201）。

周辺セルを測定できた場合（ステップS201でYes）、RN 2は、測定結果に基づく周辺セル測定情報をSource DeNBに通知し（ステップS202）、ステップS203に移行する。周辺セルを測定できない場合（ステップS201でNo）、RN 2は、再度ステップS201に戻る。ステップS203では、RN 2は、Source DeNB 1-1からDeNB切り替え指示を受信したか否かを判断する。RN 2がDeNB切り替え指示を受信した場合（ステップS203でYes）、RN 2は、DeNB切り替え指示に含まれるTarget DeNB 1-2のセル情報等に基づいて、Target DeNB 1-2に帰属し（ステップS204）、動作を終了する。RN 2がDeNB切り替え指示を受信しない場合（ステップS203でNo）、RN 2は、再度DeNB切り替え指示の受信を待つステップS203に戻る。

図11は、RN 2が帰属するDeNBを切り替える際のSource DeNB 1-1（RN S/P-GW 8を含む）の動作例を示すフローチャートである。ステップS301では、Source DeNB 1-1は、RN 2から周辺セル測定情報を受信したか否かを判断する。周辺セル測定情報を受信した場合（ステップS301でYes）、Source DeNB 1-1は、測定情報に基づいて決定したTarget DeNB 1-2に対してDeNB切り替え要求を通知し（ステップS302）、応答を待つステップS303に移行する。周辺セル測定情報を受信しない場合（ステップS301でNo）、Source DeNB 1-1は、再度、周辺セル測定情報を受信したか否かを判断するステップS301に戻る。Source DeNB 1-1がTarget DeNB 1-2からDeNB切り替え応答を受信した場合（ステップS303でYes）、Source DeNB 1-1は、DeNB切り替え指示をRN 2へ通知し（ステップS304）、動作を終了する。Source DeNB 1-1がDeNB切り替え応答を受信しない場合（ステップS303でNo）、Source DeNB 1-1は、再度DeNB切り替え応答の受信を待つステップS303に戻る。

Target DeNB 1-2からDeNB切り替え応答を受信した場合（ステップS303でYes）、Source DeNB 1-1は、DeNB切り替え指示をRN 2へ通知し（ステップS304）、RN MME 7からベアラ経路切り替え要求を受信したか否かを判断するステップS705に移行する。ステップS305では、Source DeNB 1-1は、RN MME 7からベアラ経路切り替え要求を受信したか否かを判断する。ベアラ経路切り替え要求を受信した場合（ステップS305でYes）、Source DeNB 1-1（具体的にはSource DeNB 1-1に配置されたRN S/P-GW 8）は、ベアラ経路切り替え要求に含まれるベアラ経路情報に基づいてRN 2用データベアラの経路を更新し（ステップS306）、ベアラ切り替え応答をRN MME 7へ通知し（ステップS307）、動作を終了する。ベアラ経路切り替え要求を受信しない場合（ステップS305でNo）、Source DeNB 1-1は、再度ベアラ経路切り替え要求の受信を待つステップS305に戻る。なお、ステップS306におけるRN 2用データベアラの経路の更新では、Source DeNB 1-1は、RN 2に関するパケットを転送するための第２のGTPトンネルをTarget DeNB 1-2との間に設定するとともに、Source DeNB 1-1とRN S/P-GW 8との間に設定済みの第１のGTPトンネルと第２のGTPトンネルとの間でRN 2に関するパケットを中継するよう設定すればよい。第２のGTPトンネルは、X2インタフェース等の基地局間インタフェースを用いて接続されてもよいし、コアネットワークを経由してもよい。また、ステップS306におけるRN 2用データベアラの経路の更新では、Source DeNB 1-1に配置されたRN S/P-GW 8は、RN 2に関するパケットを転送するための第２のGTPトンネルをTarget DeNB 1-2との間に設定し、第１のGTPトンネルから第２のGTPトンネルにパケット転送経路を切り替えてもよい。

図12は、RN 2が帰属するDeNBを切り替える際のTarget DeNB 1-2の動作例を示すフローチャートである。ステップS401では、Target DeNB 1-2は、Source DeNB 1-1からDeNB切り替え要求を受信したか否かを判断する。DeNB切り替え要求を受信した場合（ステップS401でYes）、Target DeNB 1-2は、RN 2の帰属先切り替えを受け入れるか否かを判断し、Source DeNB 1-1に対してDeNB切り替え応答を送信し（ステップS402）、RN 2からの帰属処理を待つステップS403に移行する。DeNB切り替え要求を受信しない場合（ステップS401でNo）、Target DeNB 1-2は、再度、DeNB切り替え要求を受信したか否かを判断するステップS401に戻る。

RN 2がSource DeNB 1-1からTarget DeNB 1-2へ帰属の切り替えを完了した場合（ステップS403でYes）、Target DeNB 1-2は、ベアラ経路切り替え要求をRN MME 7に通知し（ステップS404）、RN MME 7からベアラ経路切り替え応答を待つステップS405に移行する。RN 2によるSource DeNB 1-1からTarget DeNB 1-2へ帰属の切り替えが完了しない場合（ステップS403でNo）、Target DeNB 1-2は、再度RN 2による帰属の切り替えの完了を待つステップS403に戻る。RN MME 7からベアラ経路切り替え応答を受信した場合（ステップS405でYes）、Target DeNB 1-2は、RN用データベアラの経路を変更し（ステップS406）、動作を終了する。RN MME 7からベアラ経路切り替え応答を受信しない場合（ステップS405でNo）、Target DeNB 1-2は、再度RN MME 7からベアラ経路切り替え応答の受信を待つステップS405に戻る。なお、ステップS406におけるRN 2用データベアラの経路の変更では、RN 2用データベアラがTarget DeNB 1-2及びSource DeNB 1-1を経由するように、パケット転送設定を行う。すなわち、Target DeNB 1-2は、RN 2に関するパケットを転送するための上述の第２のGTPトンネルをSource DeNB 1-1（又はSource DeNB 1-1に配置されたRN S/P-GW 8）との間に設定し、RN 2とTarget DeNB 1-2の間に設定済みのデータ無線ベアラ(DRB：Signaling Radio Bearer)と第２のGTPトンネルとの間でRN 2に関するパケットを中継するよう設定すればよい。

図13は、RN 2が帰属するDeNBを切り替える際のRN MME 7によるRN用ベアラ経路切り替え動作の一例を示すフローチャートである。ステップS501では、RN MME 7は、Target DeNB 1-2からベアラ経路切り替え要求を受信したか否かを判断する。ベアラ経路切り替え要求を受信した場合（ステップS501でYes）、RN MME 7は、ベアラ経路情報を更新し（ステップS502）、ベアラ経路情報を含むベアラ経路切り替え要求をRN S/P-GW 8へ送信し（ステップS503）、RN S/P-GW 8からベアラ経路切り替え応答を待つステップS504に移行する。RN S/P-GW 8からベアラ経路切り替え応答を受信した場合（ステップS504でYes）、RN MME 7は、ベアラ切り替え応答をTarget DeNB 1-2へ通知し（ステップS505）、動作を終了する。ベアラ経路切り替え応答を受信しない場合（ステップS504でNo）、RN MME 7は、再度ベアラ経路切り替え応答の受信を待つステップS504に戻る。

移動局 3の動作は、一般的な動作と差異がないため、ここでは説明を省略する。

RNが導入されたことにより、RN用のデータベアラを終端するRN S/P GWが必要となった。上述したように、本実施の形態では、ソース基地局（DeNB 1-1）に配置されたRN S/P-GW 8がモビリティアンカーポイントとして動作する。このような構成及び動作によれば、基地局（DeNB）1間で中継局（RN）2が移動しても、RN 2用のデータベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更しなくてもよいため、RN 2用のデータベアラ、並びにRN-UE 3用の制御ベアラ及びデータベアラを開放することなく、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えることが可能となる。

なお、本実施の形態では、RN S/P-GW 8が基地局（DeNB）1に配置される場合に、当該RN S/P-GW 8をモビリティアンカーポイントとする例を示した。しかしながら、RN S/P-GW 8をモビリティアンカーポイントとする思想は、以下の実施の形態２で述べるようにRN S/P-GW 8がコアネットワーク4に配置される場合にも適用できる。具体的には、コアネットワーク4に２つのRN S/P-GW 8が配置されており、ソース基地局（DeNB）1-1とターゲット基地局（DeNB）1-2がそれぞれ異なるRN S/P-GW 8に接続する場合に適用するとよい。この場合、RN 2がターゲット基地局（DeNB）に帰属した後に、ソース基地局（DeNB）1-1が接続しているRN S/P-GW 8をモビリティアンカーポイントとすればよい。

＜実施の形態2＞
図14は、本実施の形態にかかる移動通信システムの構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、背景技術で述べたRN S/P-GW 8の機能が基地局（DeNB）1ではなくコアネットワーク4に配置される。つまり、ソース基地局（DeNB 1-1）とターゲット基地局（DeNB 1-2）の間での基地局間制御インタフェース（i.e. X2インタフェース）を用いたDeNBの切り替え処理と、ターゲット基地局（DeNB 1-2）とRN MME 7の間でのインタフェース（i.e. S1インタフェース）を用いたパス（ベアラ経路）切り替え処理によって、基地局（DeNB）1間での中継局（RN）2の移動を実現できる。このような構成及び動作によれば、基地局（DeNB）1間で中継局（RN）2が移動しても、RN 2用のデータベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更しなくてもよいため、RN 2用のデータベアラ、並びにRN-UE 3用の制御ベアラ及びデータベアラを開放することなく、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えることが可能となる。

以下では、本実施の形態にかかる移動通信システムの構成及び動作について詳細に説明する。図15は、実施の形態2におけるRN 2が帰属するDeNB切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。ステップS101〜ステップS108は、実施の形態1で説明した図9と同様なので説明を省略し、差分のみを説明する。

RN 2が帰属するDeNBの切り替えを完了した後のステップS108において、Target DeNB 1-2は、ベアラ経路切り替え要求をRN MME 7に対して送信する。RN MME 7は、ベアラ経路切り替え要求（Target DeNB 1-2のIPアドレス、TEID（Tunnel Endpoint Identifier）等を含む）をRN S/P-GW 8に通知する（ステップS609）。RN S/P-GW 8は、RN 2用データベアラの経路をSource DeNB 1-1経由からTarget DeNB 1-2経由に切り替える処理を行い、当該処理が完了した後にベアラ経路切り替え応答をRN MME 7に返信する（ステップS610）。RN MME 7は、ベアラ経路切り替え応答をTarget DeNB 1-2に通知する（ステップS111）。図15のステップS104〜S111の手順によって、RN 2の帰属先の変更にともなうRN 2用データベアラの経路設定の更新処理が完了する。ステップS111の後では、例えば、RN-UE 3から送信されるアップリンク方向のユーザデータは、RN-UE 3、RN 2、Target DeNB 1-2、RN S/P-GW 8を経由し、最終的にUE S/P-GW 6に到達する（ステップS612）。

なお、上述したように、RN 2の制御プレーン（i.e. S1シグナリングコネクション）に関して、RN 2はあたかもUEとして取り扱われる。すなわち、RN2がTarget DeNB 1-2に帰属すると、Target DeNB 1-2とRN 2の間でRN 2用の制御無線ベアラ(SRB：Signaling Radio Bearer)が設定される。さらに、このSRBは、Target DeNB 1-2において、RN MME 7とTarget DeNB 1-2の間に設定される制御プロトコル(S1 MME)に対応付けされる。SRBとS1 MMEとの対応付けをマッピングまたはトンネリングと呼ぶこともある。これにより、RN 2のセッション管理及びモビリティ管理のためにRN 2とRN MME 7との間でやりとりされる制御信号（NAS（Non-Access Stratum）信号）は、Source DeNB 1-2を経由せずに、RN MME 7とTarget DeNB 1-2の間でやりとりされる。また、装置の設定により、RN 2からTarget DeNB 1-2へ直接ユーザデータを送ることができない場合は、RN 2からSource DeNB 1-2を経由してTarget DeNB 1-2へ送ることとしてもよい。

図16は、実施の形態2において、RN 2が帰属するDeNBを切り替える際のSource DeNB 1-1の動作例を示すフローチャートである。ただし、図16のステップS301〜ステップS304は、実施の形態1で説明した図11と同じなので説明を省略する。

図17は、RN 2が帰属するDeNBを切り替える際のRN S/P-GW 8によるRNベアラ経路切り替え動作の一例を示すフローチャートである。ステップS701では、RN S/P-GW 8は、RN MME 7からベアラ経路切り替え要求を受信したか否かを判断する。ベアラ経路切り替え要求を受信した場合（ステップS701でYes）、RN S/P-GW 8は、ベアラ経路切り替え要求に含まれるベアラ経路情報に基づいてRN 2用のデータベアラ経路を更新し（ステップS702）、ベアラ切り替え応答をRN MME 7へ通知し（ステップS703）、動作を終了する。ベアラ経路切り替え要求を受信しない場合（ステップS701でNo）、RN S/P-GW 8は、再度ベアラ経路切り替え要求の受信を待つステップS701に戻る。なお、ステップS702におけるRN 2用データベアラの経路の更新では、RN S/P-GW 8は、RN 2に関するパケットを転送するための第２のGTPトンネルをTarget DeNB 1-2との間に設定し、Source DeNB 1-1との間に設定済みの第１のGTPトンネルから第２のGTPトンネルにパケット転送経路を切り替えてればよい。

本実施の形態におけるRN 2、Target DeNB 1-2、及びRN MME 7の動作は、実施の形態1で説明した図10、12、及び13と同様とすればよいのでここでは説明を省略する。ただし、Target DeNB 1-2は、RN 2用データベアラの経路を変更する際に（図12のステップS406）、Target DeNB 1-2は、RN 2に関するパケットを転送するためのGTPトンネルをRN S/P-GW 8との間に設定するとともに、RN 2とTarget DeNB 1-2の間に設定済みのデータ無線ベアラ(DRB：Signaling Radio Bearer)と当該GTPトンネルとの間でRN 2に関するパケットを中継するよう設定すればよい。

上述したように、本実施の形態では、RN S/P-GW 8の機能が基地局（eNB）1ではなくコアネットワーク4に配置される。これにより、RN 2が帰属するDeNBを切り替えた前後において、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8は変更されない。そのため、RN 2用のデータベアラ、並びにRN-UE 3用の制御ベアラ及びデータベアラを開放することなく、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えることが可能となる。

＜実施の形態3＞
本実施の形態では、上述の実施の形態1に示した手法に従ってRN 2が帰属するDeNBを切り替えた後に、所定の条件が満たされたことに応じてRN S/P-GW 8を切り替える例を示す。具体的には、Target DeNB 1-2が所定の条件を満たすことを判定したことに応じてRN S/P-GW 8を切り替える例を示す。本実施の形態にかかる移動通信システムの構成例は、実施の形態1で説明した図3と同様とすればよい。

図18は、実施の形態3におけるRN S/P-GW切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。なお、図18のシーケンス図は、実施の形態1に関する図4に示したシーケンス図のステップS112以降に、RN S/P-GW 8の切り替えのためのステップS813〜S819を追加したものである。

ステップS813において、Target DeNB 1-2は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8の変更を決定する。具体的には、RN 2用ベアラが経由するDeNB数が大きくなるにつれて、データ遅延時間が大きくなる。このため、データ遅延時間が許容量を超えて大きくなる場合には、RN 2用ベアラ経路の再構成を行うことが好ましい。したがって、Target DeNB 1-2は、RN 2用ベアラが経由するDeNB数が所定値以上になった場合に、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8の変更を決定するとよい。Target DeNB 1-2は、RN MME 7に対しベアラ終端ポイント変更要求を送信する（ステップS814）。RN MME 7は、RN 2用ベアラの設定情報を含むベアラ終端ポイント変更要求をRN 2に通知する（ステップS815）。ここで、ベアラ終端ポイント変更要求に含まれるRN 2用ベアラの設定情報は、RN 2用ベアラの終端点をTarget DeNB 1-2に配置されたRN S/P-GW 8に変更するために、Target DeNB 1-2に配置されたRN S/P-GW 8のIPアドレス及びエンドポイント識別子（TEID）などを含む。

RN 2は、RN MME 7から受信したベアラ設定情報に基づいて、RN 2用のベアラ設定を変更し（ステップS816）、ベアラ終端ポイント変更応答をRN MME 7に通知する（ステップS817）。RN MME 7は、ベアラ終端ポイント変更応答をTarget DeNB 1-2に通知する（ステップS818）。RN 2用のベアラを終端するRN S/P-GW 8が変更されたステップS818以降では、例えば、RN-UE 3から送信されるアップリンク方向のユーザデータは、RN-UE 3、RN 2、Target DeNB 1-2を経由し、Source DeNB 1-1を経由することなく、最終的にUE S/P-GW 6に到達する（ステップS819）。

図19は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更する際のRN 2の動作例を示すフローチャートである。RN 2がRN MME 7からベアラ終端ポイント変更要求を受信することで動作が開始する（ステップS901）。ベアラ終端ポイント変更要求を受信できた場合（ステップS901でYes）、RN 2は、ベアラ終端ポイント変更要求に含まれるベアラ設定情報に基づいてRN 2用ベアラの設定（EPSベアラのコンテキスト）を更新する（ステップS902）。RN 2は、ベアラ終端ポイント変更応答をRN MME 7に送信し（ステップS903）、動作を終了する。ベアラ終端ポイント変更要求を受信できない場合（ステップS901でNo）、RN 2は、再度ステップS901に戻る。

図20は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更する際のTarget DeNB 1-2の動作例を示すフローチャートである。ステップS1001では、Target DeNB 1-2は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更する条件を満足するか否かを判断する。RN S/P-GW 8を変更する条件を満足する場合、例えばRN 2用ベアラが経由するDeNB数が所定値以上である場合（ステップS1001でYes）、Target DeNB 1-2は、ベアラ終端ポイント変更要求をRN MME 7に送信し（ステップS1002）、RN MME 7からの応答を待つステップS1003に移行する。RN S/P-GW 8を変更する条件を満足しない場合（ステップS1001でNo）、Target DeNB 1-2は、RN S/P-GW 8を変更する条件を満足するか否かを判断するステップS1001に戻る。ステップS1003においてTarget DeNB 1-2がRN MME 7からベアラ終端ポイント変更応答を受信した場合（ステップS1003でYes）、Target DeNB 1-2は、RN 2用ベアラの設定（EPSベアラのコンテキスト）を更新し（ステップS1004）、動作を終了する。RN MME 7からベアラ終端ポイント変更応答を受信しない場合（ステップS1003でNo）、Target DeNB 1-2は、再度RN MME 7からのベアラ終端ポイント変更応答の受信を待つステップS1003に戻る。

図21は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更する際のRN MME 7の動作例を示すフローチャートである。ステップS1101では、RN MME 7は、Target DeNB 1-2からベアラ終端ポイント変更要求を受信したか否かを判断する。ベアラ終端ポイント変更要求を受信した場合（ステップS1101でYes）、RN MME 7は、RN 2用ベアラに関するベアラ設定を更新し（ステップS1102）、更新のRN 2用ベアラに関するベアラ設定情報を含むベアラ終端変更要求をRN 2へ送信し（ステップS1103）、RN 2からベアラ終端ポイント変更応答を待つステップS1104に移行する。RN 2からベアラ終端変更応答を受信した場合（ステップS1104でYes）、RN MME 7は、ベアラ終端ポイント変更応答をTarget DeNB 1-2へ通知し（ステップS1105）、動作を終了する。ベアラ終端ポイント変更応答を受信しない場合（ステップS1104でNo）、RN MME 7は、再度ベアラ終端ポイント変更応答の受信を待つステップS1104に戻る。

本実施の形態におけるSource DeNB 1-1の動作は、実施の形態1と同様なのでここでは説明を省略する。移動局3の動作は、一般的な動作と差異がないため、ここでは説明を省略する。

なお、RN S/P-GW 8を切り替える所定の条件は、RN 2のバックホールリンクの無線品質、RN 2に接続しているRN-UE 3の数、又はRN 2の移動速度に基づくものであってもよい。

本実施の形態では、実施の形態1及び2と同様に、基地局（DeNB）1間で中継局（RN）2が移動しても、RN 2用のデータベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更しなくてもよいため、RN 2用のデータベアラ、並びにRN-UE 3用の制御ベアラ及びデータベアラを開放することなく、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えることが可能となる。さらに、本実施の形態では、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えた後に、所定の条件を満足する場合にRN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を切り替える。例えば、上述の具体例に示したように、RN 2用ベアラが経由するDeNB数が所定値以上であるとの条件を満たした場合に、RN 2用ベアラの終端点をSource DeNB 1-1に配置されたRN S/P-GW 8からTarget DeNB 1-2に配置されたRN S/P-GW 8に変更する。このため、本実施の形態は、RN-UE 3の通信品質への影響を抑えたRN S/P-GW 8の切り替えが可能となる。

なお、上述の本実施の形態の具体例（図18〜21）は、図3に示したようなRN S/P-GW 8が基地局1に配置される構成に基づいて説明した。しかしながら、本実施の形態は、図14に示したようなRN S/P-GW 8がコアネットワーク4に配置される構成に適用してもよい。具体的には、本実施の形態は、コアネットワーク4に配置された第一のRN S/P-GWと接続する基地局1に帰属している中継局 2が、コアネットワーク4に配置された第二のRN S/P-GW と接続する基地局に帰属先を切り替える場合に適用してもよい。この場合、第一のRN S/P-GWをモビリティアンカーポイントとし、第一のRN S/P-GWをRN 2用ベアラの終端点としたままで中継局 2の接続先DeNBの切り替えを行えばよい。そして、その後に所定の条件を満たした場合に、RN 2用ベアラの終端点を第二のRN S/P-GWに切り替えるとよい。

＜実施の形態４＞
本実施の形態では、上述した実施の形態3と同様に、上述の実施の形態1に示した手法に従ってRN 2が帰属するDeNBを切り替えた後に、所定の条件が満たされたことに応じてRN S/P-GW 8を切り替える例を示す。ただし、本実施の形態では、RN 2が所定の条件を満たすことを判定したことに応じてRN S/P-GW 8を切り替える例を示す。本実施の形態にかかる移動通信システムの構成例は、実施の形態1で説明した図3と同様とすればよい。

図22は、実施の形態4におけるRN S/P-GW切り替え手順の一例を示すシーケンス図である。なお、図22のシーケンス図は、実施の形態1に関する図4に示したシーケンス図のステップS112以降に、RN S/P-GW 8の切り替えのためのステップS1213〜S1219を追加したものである。

ステップS1213において、RN 2は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8の変更を決定する。RN 2は、RN MME 7に対しベアラ終端ポイント変更要求を送信する（ステップS1214）。RN MME 7は、変更後のRN 2用ベアラの設定情報を含むベアラ終端ポイント変更要求をTarget DeNB 1-2に通知する（ステップS1215）。Target DeNB 1-2は、受信したベアラ設定情報に基づいて、RN 2用のベアラ設定を変更し（ステップS1216）、ベアラ終端ポイント変更応答をRN MME 7に通知する（ステップS1217）。RN MME 7は、ベアラ終端ポイント変更応答をRN 2に通知する（ステップS1218）。RN 2用のベアラを終端するRN S/P-GW 8が変更されたステップS1218以降では、例えば、RN-UE 3から送信されるアップリンク方向のユーザデータは、RN-UE 3、RN 2、Target DeNB 1-2を経由し、Source DeNB 1-1を経由することなく、最終的にUE S/P-GW 6に到達する（ステップS1219）。

図23は、実施の形態4において、RN2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更する際のRN 2の動作例を示すフローチャートである。ステップS1301では、RN 2は、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GWを変更する条件を満足するか否かを判断する。RN S/P-GW 8を変更する条件を満足する場合、例えばRN 2用ベアラが経由するDeNB数が所定値以上である場合（ステップS1301でYes）、RN 2は、ベアラ終端ポイント変更要求をRN MME 7に送信し（ステップS1302）、RN MME 7からの応答を待つステップS1303に移行する。RN S/P-GW 8を変更する条件を満足しない場合（ステップS1301でNo）、RN 2は、RN S/P-GW 8を変更する条件を満足するか否かを判断するステップS1301に戻る。ステップS1303においてRN 2がRN MME 7からベアラ終端ポイント変更応答を受信した場合（ステップS1303でYes）、RN 2は、RN 2用ベアラの設定（EPSベアラのコンテキスト）を更新し（ステップS1304）、動作を終了する。RN MME 7からベアラ終端ポイント変更応答を受信しない場合（ステップS1303でNo）、RN 2は、再度RN MME 7からベアラ終端変更応答の受信を待つステップS1303に戻る。

図24は、実施の形態4において、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更する際のTarget DeNB 1-2の動作例を示すフローチャートである。Target DeNB 1-2がRN MME 7からベアラ終端ポイント変更要求を受信することで動作が開始する（ステップS1401）。ベアラ終端ポイント変更要求を受信できた場合（ステップS1401でYes）、Target DeNB 1-2は、ベアラ終端ポイント変更要求に含まれるベアラ設定情報に基づいてRN 2用ベアラの設定を更新する（ステップS1402）。Target DeNB 1-2は、ベアラ終端ポイント変更応答をRN MME 7に送信し（ステップS1403）、動作を終了する。ベアラ終端ポイント変更要求を受信できない場合（ステップS1401でNo）、Target DeNB 1-2は、再度ステップS1401に戻る。

本実施の形態におけるSource DeNB 1-1の動作は、実施の形態1と同様なのでここでは説明を省略する。RN MME 7の動作は、実施の形態3と同様なのでここでは省略する。移動局3の動作は、一般的な動作と差異がないため、ここでは説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態1及び2と同様に、基地局（DeNB）1間で中継局（RN）2が移動しても、RN 2用のデータベアラを終端するRN S/P-GW 8を変更しなくてもよいため、RN 2用のデータベアラ、並びにRN-UE 3用の制御ベアラ及びデータベアラを開放することなく、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えることが可能となる。さらに、本実施の形態では、RN-UE 3の通信を継続したままDeNBを切り替えた後に、所定の条件を満足する場合にRN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を切り替える。このため、本実施の形態は、RN-UE 3の通信品質への影響を抑えたRN S/P-GW 8の切り替えが可能となる。

なお、上述の本実施の形態の具体例（図22〜24）は、図3に示したようなRN S/P-GW 8が基地局1に配置される構成に基づいて説明した。しかしながら、実施の形態3に関して述べたのと同様に、本実施の形態は、図14に示したようなRN S/P-GW 8がコアネットワーク4に配置される構成に適用してもよい。

＜その他の実施の形態＞
上述した発明の実施の形態3及び4では、RN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8を切り替える所定の条件の具体例としてRN 2用ベアラが経由するDeNB数を挙げたが、RN 2のバックホールリンクの無線品質、RN 2に接続するRN-UE 3の数、又はRN 2の移動速度等をRN S/P-GW 8を切り替える所定の条件に用いてもよい。

具体的には、RN 2のバックホールリンクの無線品質を用いる場合、無線品質が所定レベル以上である場合にRN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8の切り替えを行うとよい。RN 2用ベアラの張り替え（終端ポイント（RN S/P-GW 8）の変更）を行っている間、RN 2はコアネットワーク4との間でデータ通信を行うことができない。そのため、RN-UE 3のデータをコアネットワーク4に送信することができず、遅延の増大またはRN-UE 3の通信断を招く恐れがある。バックホールリンクの無線品質が高い場合、RN 2はエラー率（再送率）が低くかつ高いデータレートで通信できるため、RN 2用ベアラの張り替えに要する時間を短くすることが可能となる。よって、バックホールリンクの無線品質が相対的に高い場合にRN 2用ベアラを張り替えることで、RN-UE 3のデータ通信の遅延増加または通信断の時間を抑えることができる。

また、RN 2に接続するRN-UE 3の数を用いる場合、RN-UE 3の数が所定数以下である場合にRN S/P-GW 8の切り替えを行うとよい。RN 2が転送すべき総データ量は、RN-UE 3数に依存すると考えられる。そのため、RN-UE 3が少ない場合にRN 2用ベアラ張り替え（終端ポイント（RN S/P-GW 8）の変更）を行うことで、RN 2が有するアップリンク送信データを格納するためのバッファが溢れる前にベアラ張り替えが完了できる可能性が高くなる。このため、RN-UE 3の数が相対的に少ない場合にRN 2用ベアラを張り替えることで、データロス量を抑えることができる。

また、RN 2の移動速度を用いる場合、RN 2の移動速度が所定値以下である場合にRN S/P-GW8の切り替えを行うとよい。RN 2の移動速度が高速である場合、高速フェージングによりバックホールリンクの無線品質が劣化し、データレートが下がる。一方、RN 2の移動速度が低速である場合、フェージングの影響が小さくなり、バックホールリンクの無線品質及びデータレートの向上が期待できる。そのため、RN 2の移動速度が相対的に低速である場合にRN 2用ベアラの張り替え（終端ポイント（RN S/P-GW 8）の変更）を行うことで、RN 2用ベアラ張替えに要する時間を短くすることが可能できる。よって、RN-UE 3のデータ通信の遅延増加または通信断の時間を抑えることができる。

上述した発明の実施の形態1〜4では、LTE方式のRNをサポートするネットワークに本発明を適用する場合について説明した。しかしながら、本発明の適用先は、LTE方式のRNをサポートする基地局に限定されるものではない。つまり、基地局に無線・固定回線を問わず接続する中継局を有し、かつ基地局で転送されたデータが中継局で終端される場合であれば、本発明は適用可能である。

上述した発明の実施の形態1〜4で述べたRN 2が帰属するDeNB切り替え手順、及びRN 2用ベアラを終端するRN S/P-GW 8の変更手順に関して、Source DeNB 1-2、Target DeNB 1-2、RN 2、RN MME 7、RN 及びRN S/P-GW 8の処理は、いずれもASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（Digital Signal Processor）等の半導体処理装置を用いて実現してもよい。また、これらの処理は、マイクロプロセッサ等のコンピュータにプログラムを実行させることによって実現してもよい。具体的には、図10〜13、16、17、19〜21、23〜24のうち少なくとも１つに示したアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含むプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

また、発明の実施の形態1〜4は、適宜組み合わせることも可能である。さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１１年２月３日に出願された日本出願特願２０１１−０２１９３２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１基地局
２中継局
３移動局
４コアネットワーク
５ UE MME
６ UE S/P-GW
７ RN MME
８ RN S/P-GW
９無線アクセスネットワーク
１１無線通信部
１２送信データ処理部
１３受信データ処理部
１４通信部
１５中継局制御部
２１下位無線リンク通信部
２２送信データ処理部
２３受信データ処理部
２４上位無線リンク通信部
２５バックホールリンク制御部
３１無線通信部
３２受信データ処理部
３３送信データ制御部
３４送信データ処理部
３５バッファ部
５１通信部
５２送信データ処理部
５３受信データ制御部
５４ベアラ情報管理部
６１下位装置通信部
６２送信データ処理部
６３受信データ制御部
６４上位装置通信部
６５ベアラ制御部

Claims

第１及び第２の基地局と、
前記第１及び第２の基地局に帰属することができ、前記第１又は第２の基地局と移動局との間で無線中継を行う中継局と、
前記中継局を経由して前記移動局との間に設けられる移動局データベアラを終端し、前記移動局へ前記移動局データベアラを用いてユーザデータを転送する第１のデータ転送手段と、
前記中継局との間に設けられる中継局データベアラを終端し、前記移動局データベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記第１のデータ転送手段と前記中継局との間で前記ユーザデータを転送する第２のデータ転送手段と、
前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送手段を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更する中継局モビリティ管理手段と、
を備える、移動通信システム。
前記中継局モビリティ管理手段は、前記中継局の帰属先の切り替えに際して、前記中継局データベアラの経由ポイントを前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えることで、前記中継局データベアラを経路変更する、請求項１に記載の移動通信システム。
前記第２のデータ転送手段は、前記第１の基地局に配置される、請求項１に記載の移動通信システム。
前記中継局モビリティ管理手段は、前記中継局の帰属先の切り替えに際して、前記中継局データベアラの経由ポイントに前記第１及び第２の基地局を含めることで、前記中継局データベアラを経路変更する、請求項３に記載の移動通信システム。
前記中継局モビリティ管理手段は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わった後に、前記第１の基地局を経由することなく前記第２の基地局に制御データを送る、請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動通信システム。
前記第２のデータ転送手段は、前記移動局のモビリティ管理のために移動局モビリティ管理手段と前記中継局の間に設けられる移動局制御ベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記移動局モビリティ管理手段と前記中継局との間で制御データを転送する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動通信システム。
前記中継局データベアラを終端可能な第３のデータ転送手段をさらに備え、
前記中継局モビリティ管理手段は、前記中継局の帰属先の切り替えに伴って前記中継局データベアラの経路変更が行なわれた後に、所定の条件が満足されることに応じて、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更することをさらに行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載の移動通信システム。
前記第３のデータ転送手段は、前記第３のデータ転送手段で終端される前記中継局データベアラに前記移動局制御ベアラをマッピングすることによって、前記移動局モビリティ管理手段と前記中継局との間で前記制御データを転送する、請求項６を引用する請求項７に記載の移動通信システム。
前記所定の条件は、前記中継局に接続中の移動局数に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理手段は、前記移動局数が所定の基準を下回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項７又は８に記載の移動通信システム。
前記所定の条件は、前記中継局データベアラが経由する基地局数に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理手段は、前記基地局数が所定の基準を上回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項７又は８に記載の移動通信システム。
前記所定の条件は、前記中継局の移動速度に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理手段は、前記移動速度が所定の基準を下回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項７又は８に記載の移動通信システム。
前記所定の条件は、前記中継局と前記第１の基地局との間の無線通信品質に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理手段は、前記無線通信品質が所定の基準を上回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項７又は８に記載の移動通信システム。
前記第１又は第２の基地局は、前記所定の条件が満たされるか否かを判定し、前記中継局データベアラの終端ポイントの変更を前記中継局モビリティ管理手段に対して要求する、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の移動通信システム。
前記中継局は、前記所定の条件が満たされるか否かを判定し、前記中継局データベアラの終端ポイントの変更を前記中継局モビリティ管理手段に対して要求する、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の移動通信システム。
無線通信ネットワークの制御を行う中継局モビリティ管理装置であって、
前記無線通信ネットワークは、
第１及び第２の基地局、並びに前記第１及び第２の基地局に帰属することができ、前記第１又は第２の基地局と移動局との間で無線中継を行う中継局と、
前記中継局を経由して前記移動局との間に設けられる移動局データベアラを終端し、前記移動局へ前記移動局データベアラを用いてユーザデータを転送する第１のデータ転送手段と、
前記中継局との間に設けられる中継局データベアラを終端し、前記移動局データベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記第１のデータ転送手段と前記中継局との間で前記ユーザデータを転送する第２のデータ転送手段とを含み、
前記中継局モビリティ管理装置は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送手段を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更する中継局モビリティ管理装置。
前記経路変更することは、前記中継局の帰属先の切り替えに際して、前記中継局データベアラの経由ポイントを前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えることで、前記中継局データベアラを経路変更することを含む、請求項１５に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記第２のデータ転送手段は、前記第１の基地局に配置され、
前記経路変更することは、前記中継局の帰属先の切り替えに際して、前記中継局データベアラの経由ポイントに前記第１及び第２の基地局を含めることで、前記中継局データベアラを経路変更することを含む、請求項１５に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記中継局モビリティ管理装置は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わった後に、前記第１の基地局を経由することなく前記第２の基地局に制御データを送る、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記無線通信ネットワークは、前記中継局データベアラを終端可能な第３のデータ転送手段をさらに含み、
前記中継局モビリティ管理装置は、前記中継局の帰属先の切り替えに伴って前記中継局データベアラの経路変更が行なわれた後に、所定の条件が満足されることに応じて、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更することをさらに行う、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記所定の条件は、前記中継局に接続中の移動局数に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理装置は、前記移動局数が所定の基準を下回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項１９に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記所定の条件は、前記中継局データベアラが経由する基地局数に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理装置は、前記基地局数が所定の基準を上回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項１９に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記所定の条件は、前記中継局の移動速度に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理装置は、前記移動速度が所定の基準を下回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項１９に記載の中継局モビリティ管理装置。
前記所定の条件は、前記中継局と前記第１の基地局との間の無線通信品質に関する条件を含み、
前記中継局モビリティ管理装置は、前記無線通信品質が所定の基準を上回ることを条件として、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更する、請求項１９に記載の中継局モビリティ管理装置。
請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の中継局モビリティ管理装置と結合して使用され、前記所定の条件が満たされるか否かを判定し、前記中継局データベアラの終端ポイントの変更を前記中継局モビリティ管理装置に対して要求するよう構成された中継局装置。
無線通信ネットワークの制御を行う中継局モビリティ管理装置による中継局モビリティ制御方法であって、
前記無線通信ネットワークは、
第１及び第２の基地局、並びに前記第１及び第２の基地局に帰属することができ、前記第１又は第２の基地局と移動局との間で無線中継を行う中継局と、
前記中継局を経由して前記移動局との間に設けられる移動局データベアラを終端し、前記移動局へ前記移動局データベアラを用いてユーザデータを転送する第１のデータ転送手段と、
前記中継局との間に設けられる中継局データベアラを終端し、前記移動局データベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記第１のデータ転送手段と前記中継局との間で前記ユーザデータを転送する第２のデータ転送手段とを含み、
前記中継局モビリティ制御方法は、前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送手段を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更することを備える。
前記経路変更することは、前記中継局の帰属先の切り替えに際して、前記中継局データベアラの経由ポイントを前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替えることで、前記中継局データベアラを経路変更することを含む、請求項２５に記載の方法。
前記第２のデータ転送手段は、前記第１の基地局に配置され、
前記経路変更することは、前記中継局の帰属先の切り替えに際して、前記中継局データベアラの経由ポイントに前記第１及び第２の基地局を含めることで、前記中継局データベアラを経路変更することを含む、請求項２５に記載の方法。
前記無線通信ネットワークは、前記中継局データベアラを終端可能な第３のデータ転送手段をさらに含み、
前記中継局の帰属先の切り替えに伴って前記中継局データベアラの経路変更が行なわれた後に、所定の条件が満足されることに応じて、前記中継局データベアラの終端ポイントを前記第２のデータ転送手段から前記第３のデータ転送手段に変更することをさらに備える、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の方法。
無線通信ネットワークの制御を行う中継局モビリティ管理装置による中継局モビリティ制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記無線通信ネットワークは、
第１及び第２の基地局、並びに前記第１及び第２の基地局に帰属することができ、前記第１又は第２の基地局と移動局との間で無線中継を行う中継局と、
前記中継局を経由して前記移動局との間に設けられる移動局データベアラを終端し、前記移動局へ前記移動局データベアラを用いてユーザデータを転送する第１のデータ転送手段と、
前記中継局との間に設けられる中継局データベアラを終端し、前記移動局データベアラを前記中継局データベアラに対応付けることによって、前記第１のデータ転送手段と前記中継局との間で前記ユーザデータを転送する第２のデータ転送手段とを備え、
前記中継局モビリティ制御方法は、
前記中継局の帰属先が前記第１の基地局から前記第２の基地局に切り替わる場合に、前記中継局及び前記第２のデータ転送手段を終端ポイントとする前記中継局データベアラが前記第２の基地局を経由するように経路変更することを備える。