JP7182672B2 - 基地局装置、端末装置、及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信ネットワークにおける接続制御技術に関する。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）において、基地局装置と遠方の端末との間の通信を可能とするための中継通信技術が議論されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。この中継通信技術では、基地局装置（ドナーノード）と中継装置（中継ノード）との間で確立されるバックホール回線と、端末装置が基地局装置等に接続するためのアクセス回線で利用可能な周波数帯域とが共通でありうる（非特許文献２参照）。また、基地局装置と中継装置との間の接続の確立は、従来の端末装置が基地局装置に接続する手順と同様に実行される（非特許文献１参照）。

３ＧＰＰ ＴＲ ３６．８０６、Ｖ９．０．０、２０１０年３月 ３ＧＰＰ ＴＲ ３６．８２６、Ｖ１１．０．０、２０１２年９月

バックホール回線とアクセス回線に共通の周波数帯域が用いられる場合、基地局装置が中継装置との間でバックホール回線を確立する際又は確立後に、意図せず、端末装置が基地局装置に接続を試行することがありうる。すなわち、基地局装置は、中継装置が起動／再起動した際にバックホール回線を確立できるように、同期信号や報知信号を一定周期で送信するが、バックホール回線とアクセス回線とで接続手順が共通のため、端末装置が、この同期信号や報知信号に基づいて基地局装置にアクセスを試行しうる。基地局装置は、端末装置との接続を確立することもできるが、このような端末装置によるアクセス試行が不必要に行われると、バックホール回線において十分な通信速度を得られなくなりうる。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、基地局装置と中継装置との間のバックホール回線に対する端末装置による不必要なアクセスの試行がなされることを防ぐ技術を提供する。

本発明の一態様による基地局装置は、中継装置とのバックホール回線のために無線リンクを設定し、前記バックホール回線のために無線リソースを用いる第１の期間と、前記バックホール回線のために無線リソースを用いない第２の期間とを設け、前記第２の期間における端末装置からの前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を許可する。

また、本発明の一態様による端末装置は、中継装置とのバックホール回線のために無線リンクを設定した基地局装置によって設けられた前記バックホール回線のために無線リソースを用いる第１の期間と前記バックホール回線のために無線リソースを用いない第２の期間とのうち、前記第２の期間において、前記基地局装置へのアクセス回線の接続要求を行うように構成される。

本発明によれば、基地局装置と中継装置との間のバックホール回線に対する端末装置による不必要なアクセスの試行がなされることを防ぐことができる。

中継伝送を伴う無線通信システムの構成例を示す図である。 装置のハードウェア構成例を示す図である。 基地局装置の機能構成例を示す図である。 端末装置の機能構成例を示す図である。 処理の流れの第１の例を示す図である。 処理の流れの第２の例を示す図である。 処理の流れの第３の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（システム構成）
図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、中継伝送を伴って構成され、一例において、基地局装置１０１、中継装置１０２、端末装置１０３及び１０４を含んで構成される。なお、図１では、１つの基地局装置１０１、１つの中継装置１０２、及び２つの端末装置１０３及び１０４が記載されているが、多数の基地局装置、中継装置、及び端末装置が存在しうる。また、図１では、１つの中継装置１０２によって１ホップの中継経路が形成されているが、複数の中継装置によってマルチホップの中継経路が形成されてもよい。さらに、図１では、１つの中継装置１０２によって１つの中継経路が形成されているが、複数の中継装置によって複数の中継経路が形成されてもよい。また、例えば、中継装置１０２が複数の中継装置に接続することによって、中継装置１０２において分岐する中継経路が形成されてもよい。すなわち、中継経路のトポロジについては特に限定されず、どのような構成が用いられてもよい。なお、本無線通信システムでは、第５世代のＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）規格に従って通信が行われるものとするが、ＬＴＥ等の第５世代以前の規格や現時点で策定されていない将来の規格に従って通信が行われる場合にも以下の議論を適用することができる。

基地局装置１０１は、１つ以上のビーム１２１及び１２２を形成可能であり、その内の少なくともいずれか（図１の場合ではビーム１２１）を用いて、中継装置１０２との間でバックホール回線のための無線リンク１１１を確立する。そして、中継装置１０２は、基地局装置１０１が実行する通信（例えば端末装置１０３と基地局装置１０１との間の通信）を中継する。中継装置１０２は、一例において移動しない固定局であるものとするが、場合によっては移動局であってもよい。ただし、本実施形態において、基地局装置１０１と中継装置１０２との間の無線リンクは十分に良好な無線品質を確保することができるものとし、この基地局装置１０１と中継装置１０２との間の無線リンクをバックホール回線（バックホールリンク）と呼ぶ。

バックホール回線は、端末装置が基地局装置との間で確立するアクセス回線と同様の手順で確立される。すなわち、中継装置１０２は、基地局装置１０１によって送信された同期信号によって同期を確立し、報知信号によって様々な情報を取得した上で、基地局装置１０１との間で無線リソース制御（ＲＲＣ）接続の確立等の処理を実行して通信を開始する。このとき、基地局装置１０１は、例えば中継装置１０２が固定されている場合などでは無線通信環境が安定するため、バックホール回線を確立するための同期信号や報知信号の送信周期を、アクセス回線の確立のための送信周期よりも長くしうる。ただし、これらの同期信号や報知信号が送信されなくなるわけではないため、例えば端末装置１０４が、この同期信号と報知信号に基づいてアクセス回線の確立を試行することが想定されうる。バックホール回線は、一般に、多数の端末装置と基地局装置１０１との間の通信を中継する際に用いられるため、通信容量を十分に大きく確保することが必要であることが多い。しかしながら、バックホール回線と共にアクセス回線が確立されてしまうと、通信容量の一部がアクセス回線に割かれてしまうため、バックホール回線の通信容量の確保が容易でなくなってしまう。また、基地局装置１０１は、端末装置からのアクセス回線の確立を試行する信号に対して、無線リンクの確立を拒否することもできる。しかしながら、その拒否のための無線又は演算リソース等の浪費や、端末装置からの信号がバックホール回線に干渉することなどが想定されうるため、端末装置からのこのようなアクセス回線の確立の試行が不必要に行われないようにすることが肝要となる。

本実施形態の基地局装置１０１は、バックホール回線を確立する際又は確立した後に、アクセス回線の確立の試行が不必要に行われないように、バックホール回線のために無線リソースを用いていることを示す情報を含んだ報知信号を送信する。例えば、報知信号の中に（例えば１ビットの）所定のフィールドが確保され、そのフィールドにおけるビット（ビット列）が、その報知信号を送信している基地局装置が無線リソースをバックホール回線のために使用しているか否かを示すように構成される。なお、ここでは、「バックホール回線のために無線リソースを用いているか否かを示す情報」を含んだ報知信号が送信されると説明するが、この情報は、端末装置による接続の確立の要求を制限するか否かを示す任意の情報でありうる。この情報は、一例において、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）におけるＭａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ（ＭＩＢ）によって報知されうる。これによれば、同期を確立した端末装置が、基地局装置と接続することなく、その基地局装置においてバックホール回線のために無線リソースが使用されているか否かを認識することができる。なお、この情報は、物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）におけるＳｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ（ＳＩＢ）によって報知されてもよい。

端末装置１０４は、このような報知信号を受信すると、その報知信号の送信元の基地局装置が、その報知信号が送信される無線リソースをバックホール回線のために用いているか否かを認識する。そして、端末装置１０４は、例えば、無線リソースがバックホール回線として使用されている場合、その無線リソースを用いるアクセス回線の確立の試行を行わないことを、すなわち、報知信号の送信元の基地局装置に接続を要求しないことを決定する。一方、端末装置１０４は、例えば、無線リソースがバックホール回線として使用されていない場合に、報知信号の送信元の基地局装置に接続を要求することを決定する。このように、端末装置１０４は、バックホール回線に使用されている無線リソースでのアクセス回線の確立を試行しなくなるため、バックホール回線の通信容量の確保が容易になる。

なお、基地局装置１０１は、上述の通り複数のビーム１２１及び１２２を形成して、それぞれ別個の無線リンクを提供可能である場合、その複数のビームのそれぞれについて、上述のような情報を含んだ報知信号を送信してもよい。例えば、図１の例では、ビーム１２１についてはバックホール回線を確立しているが、ビーム１２２ではバックホール回線を確立していない。この場合、基地局装置１０１は、ビーム１２１ではバックホール回線のために無線リソースを用いていることを示す情報を含めた報知信号を送信し、ビーム１２２ではバックホール回線のために無線リソースを用いていないことを示す情報を含めた報知信号を送信する。この場合、端末装置１０４は、これらのビームのうちの少なくともいずれかを介して報知信号を受信し、その報知信号に基づいて基地局装置１０１に接続を要求するか否かを判定する。例えば、端末装置１０４は、ビーム１２１及び１２２の両方の報知信号を受信できた場合、ビーム１２１ではバックホール回線のために無線リソースが使用されているため、ビーム１２１を介しての接続の確立を基地局装置１０１に対して要求しないと判定する。一方、端末装置１０４は、ビーム１２２ではバックホール回線のために無線リソースが使用されていないため、ビーム１２２を介して基地局装置１０１に対して接続の確立を要求することができる。

また、基地局装置１０１は、自装置の位置から所定の範囲内の他の基地局装置が、バックホール回線のために無線リソースを用いているか否かを示す情報をさらに送信してもよい。ここで、所定の範囲は、基地局装置１０１からの報知信号を受信できる端末装置が接続可能な基地局装置が分布する範囲として定められうる。一例において、基地局装置１０１が送信した信号の受信可能距離の２倍の長さを半径とする、基地局装置１０１を中心とした円の範囲を所定の範囲としうる。なお、この情報も、ＭＩＢやＳＩＢ等によって送信されうる。端末装置１０４は、この情報を受信すると、この情報に基づいて接続を要求する基地局装置を決定しうる。すなわち、端末装置１０４は、バックホール回線のために無線リソースを用いていない基地局装置（又はその基地局装置が無線リンクを提供可能なビーム）を選択して、その基地局装置に対して接続の確立を要求しうる。これにより、端末装置がバックホール回線のために使用されている無線リソースでのアクセス回線の確立を試行することを回避することができる。

なお、端末装置１０４は、上述の報知信号によって、無線リソースがバックホール回線のために用いられていることが示されている基地局装置又はビームを、一定期間、無線品質測定の対象から外しうる。これによれば、端末装置１０４は、一定期間にわたってバックホール回線に無線リソースを利用している基地局装置又はビームを測定しなくなるため、接続の確立を要求することもなくなる。

基地局装置１０１は、例えば、無線リソースをアクセス回線として用いることが許容される条件をさらに送信してもよい。この条件も、一例において、ＭＩＢやＳＩＢ等によって送信されうる。端末装置１０４は、通知された条件を満たす場合には、無線リソースがバックホール回線に使用されている場合であっても、接続の確立を要求しうる。ここで、条件は、一例において、送信データ量又は要求されるデータ通信の速度が所定値以下であることと、緊急呼であることとの少なくともいずれかを含みうる。これによれば、バックホール回線の通信容量が大幅に低下しない条件や、緊急呼等の至急の通信が必要な場合には、基地局装置は、バックホール回線のために無線リソースが使用されていても、端末装置との接続を確立させることができる。なお、端末装置は、受信した全ての報知信号において無線リソースがバックホール回線のために使用されていることが示されている場合、すなわち、バックホール回線に使用されていない無線リソースが周囲に存在しない場合には、無線リソースをバックホール回線に使用している基地局装置（又はビーム）に接続してもよい。この場合、端末装置は、無線リソースをバックホール回線に使用していない基地局装置（又はビーム）が周囲に存在していないことを示す情報と共に、接続の確立要求信号を送信するようにしてもよい。なお、基地局装置は、このような端末装置に対しては、バックホール回線の通信容量が大幅に低下しない程度の無線リソースを割りててもよい。

基地局装置１０１は、バックホール回線のために用いられている無線リソースの使用量（例えば一定期間内での累計使用量）が所定量を超える場合に、バックホール回線のために無線リソースを用いていることを示す情報を含んだ報知信号を送信してもよい。すなわち、基地局装置１０１は、バックホール回線のために無線リソースを用いているとしても、その使用量が所定量以下である場合には、バックホール回線のために無線リソースを用いていないことを示す情報を含んだ報知信号を送信しうる。これによれば、基地局装置は、バックホール回線のために使用されている無線リソースの量が少なく、通信容量に余裕がある場合には、端末装置による接続の確立要求を許容することができる。なお、基地局装置１０１は、バックホール回線による無線リソースの使用量を周期的に集計して、報知信号の情報を周期的に更新してもよい。

また、基地局装置１０１は、バックホール回線のために用いられている無線リソースの使用量に応じた長さの期間において、バックホール回線のために無線リソースを用いていることを示す情報を含んだ報知信号を送信してもよい。基地局装置１０１は、例えば、バックホール回線のために用いられている無線リソースの使用量が３０％である場合、全期間中の３０＋α％（α≧０）の期間において、バックホール回線のために無線リソースを用いていることを示す第１の情報を含んだ報知信号を送信しうる。一方、基地局装置１０１は、この場合に、残りの７０－α％の期間においては、バックホール回線のために無線リソースを用いていないことを示す第２の情報を含んだ報知信号を送信しうる。これによれば、端末装置１０４は、第２の情報を含んだ報知信号を受信した場合に、基地局装置１０１に対して接続を要求することができる。すなわち、この手法によっても、基地局装置は、バックホール回線のために使用されている無線リソースの量が少なく、通信容量に余裕がある場合には、端末装置による接続の確立要求を許容することができる。

以下では、上述の処理を実行する基地局装置及び端末装置の構成例と実行される処理の流れについて説明する。なお、上述の基地局装置は、中継装置と置き換えられてもよい。例えば、中継装置は、自装置が形成する無線リンクについて、上述の情報を含んだ報知信号を送信しうる。すなわち、２つ以上の中継装置を含んで通信リンクが確立される場合に、別の中継装置と接続する中継装置が、これらの中継装置間で確立されるバックホール回線に関して、上述の情報を報知信号に含めて送信するようにしうる。すなわち、本実施形態及び添付の特許請求の範囲に係る中継装置は、上述の基地局装置として取り扱うことができる。

（ハードウェア構成）
図２に、基地局装置１０１及び端末装置１０４のハードウェア構成例を示す。基地局装置１０１及び端末装置１０４は、一例において、図２に示すようなハードウェア構成を有し、例えば、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部記憶装置２０４、及び通信回路２０５を有する。基地局装置１０１及び端末装置１０４では、例えばＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及び外部記憶装置２０４のいずれかに記録された、上述のような基地局装置１０１及び端末装置１０４の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ２０１により実行される。

そして、基地局装置１０１及び端末装置１０４は、例えばＣＰＵ２０１により通信回路２０５を制御して、他の装置と通信を行う。なお、基地局装置１０１の通信回路２０５は、例えば、有線回線を通じて、他の基地局装置や他のネットワークノード（例えば、外部の処理装置１３１）と通信を行うことができる。また、基地局装置１０１の通信回路２０５は、１つ以上（複数）のビームを形成して中継装置１０２や端末装置１０４との間で無線通信することが可能でありうる。また、この場合、端末装置１０４の通信回路２０５は、基地局装置１０１の通信回路２０５によって形成されたビームのうちの少なくともいずれかや中継装置１０２（場合によっては中継装置１０２が形成したビーム）を介して、基地局装置１０１と接続可能に構成され、この接続を通じて基地局装置１０１と通信することができるように構成される。なお、図２の構成において、基地局装置１０１及び端末装置１０４は、１つの通信回路２０５を有するような概略図を示しているが、これに限られず、複数の通信回路を有してもよい。例えば、基地局装置１０１は、他の基地局装置１０１との有線通信のための第１の通信回路と、中継装置１０２や端末装置１０４との無線通信のための第２の通信回路とを有しうる。また、端末装置１０４は、例えばＮＲ用の第１の通信回路と、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）用の第１の通信回路とを有してもよい。また、端末装置１０４は、例えば無線ＬＡＮ等のセルラ以外の規格に関する無線通信回路を有してもよいし、さらに、例えばＵＳＢ接続等による有線接続時に用いられる有線通信回路を有してもよい。

なお、基地局装置１０１及び端末装置１０４は、各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。

（機能構成）
図３に、基地局装置１０１の機能構成例を示す。基地局装置１０１は、一例として、通信部３０１、ＢＨ回線使用判定部３０２、報知信号生成部３０３、他基地局情報取得部３０４、及び条件記憶部３０５を有する。なお、この機能構成例は一例であり、基地局装置１０１は一般的な基地局装置としての他の機能を有することができ、また、図３の機能の一部または場合によっては全部が基地局装置１０１に備えられていなくてもよい。

通信部３０１は、中継装置１０２や、場合によっては端末装置１０３～１０４との間で無線通信を行う。通信部３０１は、例えば第５世代の通信規格であるＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）規格や、ＬＴＥ等のそれ以前の世代の通信規格に従って、無線通信を行うことができる。なお、通信部３０１は、例えば複数のアンテナ素子を含んだアンテナアレイを用いて可変指向性の１つ以上のビームを形成することが可能でありうるが、これに限られない。例えば、通信部３０１は、オムニアンテナを用いてビームを形成しないでもよいし、例えばパラボラアンテナ等の固定的な指向方向のアンテナを用いて通信を行ってもよい。場合によっては、通信部３０１は、パラボラアンテナを用いて中継装置１０２と接続し、オムニアンテナやアンテナアレイを用いて周囲の端末装置と接続するようにしてもよい。このような場合であっても、パラボラアンテナから放射されたビームで送信される信号を端末装置１０４が受信してしまう可能性があるため、本実施形態で説明される処理が実行されうる。

ＢＨ回線使用判定部３０２は、基地局装置１０１が、無線リソースをバックホール回線のために使用しているかを判定する。ＢＨ回線使用判定部３０２は、一例において、通信部３０１が、中継装置１０２との間でバックホール回線を確立したことに応じて、無線リソースがバックホール回線のために使用されていると判定する。また、ＢＨ回線使用判定部３０２は、通信部３０１が、形成した複数のビームのうちの第１のビームにおいて中継装置１０２との間でバックホール回線を確立したことに応じて、第１のビームについて、無線リソースがバックホール回線のために使用されていると判定する。なお、この場合、ＢＨ回線使用判定部３０２は、上述の複数のビームのうち第１のビームと異なる第２のビームについては、他の中継装置との間でバックホール回線が確立されていない限り、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないと判定しうる。また、ＢＨ回線使用判定部３０２は、確立されたバックホール回線において実際の無線リソースの使用量を監視し、その使用量が所定量を超える場合に、無線リソースがバックホール回線のために使用されていると判定しうる。この場合、ＢＨ回線使用判定部３０２は、その使用量が所定量以下である場合に、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないと判定してもよいし、使用量が上述の所定量よりさらに小さい第２の所定量以下である場合に、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないと判定してもよい。なお、第２の所定量が用いられる場合、使用量が所定量以下で第２の所定量を超える場合に、ＢＨ回線使用判定部３０２は、使用量に応じた長さの期間において、無線リソースがバックホール回線のために使用されていると決定するような処理を行ってもよい。なお、使用量に応じた長さとは、使用可能な無線リソースの量と実際の使用量との比と、例えば比例するなどの正の相関を有する長さでありうる。この場合、ＢＨ回線使用判定部３０２は、使用量に応じた長さの期間において、無線リソースがバックホール回線のために使用されているとする判定結果を出力し、それ以外の機関では、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないとする判定結果を出力しうる。また、ＢＨ回線使用判定部３０２は、使用量が所定量を超える場合や第２の所定量以下である場合であっても、使用量に応じた長さの期間において、無線リソースがバックホール回線のために使用されていると決定するような処理を行ってもよい。すなわち、ＢＨ回線使用判定部３０２は、使用量が上述の所定量を超える場合には、全期間において無線リソースがバックホール回線のために使用されていると決定するようにしてもよいし、所定量のような上限を設けずに、使用量に応じた長さの期間において無線リソースがバックホール回線のために使用されていると決定してもよい。同様に、ＢＨ回線使用判定部３０２は、使用量が第２の所定量以下である場合に全期間において無線リソースがバックホール回線のために使用されていないと決定してもよいし、第２の所定量のような下限を設けなくてもよい。

報知信号生成部３０３は、無線リソースがバックホール回線のために使用されているか否かを示すフィールドの値を、ＢＨ回線使用判定部３０２の判定結果を用いて設定して、報知信号を生成する。報知信号生成部３０３は、例えば、無線リソースがバックホール回線のために使用されているとの判定結果に応じて、このフィールドの値を「１」とし、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないとの判定結果に応じて、このフィールドの値を「０」とする。なお、この逆であってもよく、例えば、このフィールドの値が「０」の場合に、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないことが示されてもよい。報知信号生成部３０３は、通信部３０１において複数のビームが形成される場合、そのビームごとに別個の報知信号を生成し、ビームごとに無線リソースがバックホール回線のために使用されているか否かのフィールドを設定しうる。また、報知信号生成部３０３は、後述の他基地局情報取得部３０４が取得した、他の基地局装置（及びその基地局装置によって形成されたビーム）において無線リソースがバックホール回線のために使用されているか否かの情報を報知信号に含めてもよい。この場合、報知信号生成部３０３は、無線リソースがバックホール回線のために使用されていない他の基地局装置／ビームの情報のみを報知信号に含めてもよいし、無線リソースがバックホール回線のために使用されている他の基地局装置／ビームの情報のみを報知信号に含めてもよい。また、報知信号生成部３０３は、後述の条件記憶部３０５が記憶している、バックホール回線のために使用されている無線リソースに端末装置が接続要求することが許容される条件を、報知信号に含めてもよい。

他基地局情報取得部３０４は、基地局装置１０１の位置から所定の範囲内の他の基地局装置において、無線リソースがバックホール回線のために用いられているか否かの情報を取得する。例えば、他基地局情報取得部３０４は、有線又は無線通信により、Ｘ２又はＸｎインタフェースを用いて、他の基地局装置から、その基地局装置（又はその基地局装置が形成するビーム）において無線リソースをバックホール回線のために用いているか否かの情報を受信する。また、他基地局情報取得部３０４は、例えば、無線リソースをバックホール回線のために用いている基地局装置の識別情報とビームの識別情報との少なくともいずれかを取得しうる。なお、基地局装置１０１自身も、他の基地局装置に対して、自装置が無線リソースをバックホール回線のために用いているか否かの情報又は自装置の識別情報を送信しうる。なお、基地局装置１０１は、複数のビームを形成している場合、無線リソースをバックホール回線のために用いているビームの識別情報を送信しうる。なお、所定の範囲は、例えば基地局装置１０１を中心とした、基地局装置１０１が送信した信号の受信可能距離の２倍の長さを半径とする円の範囲でありうる。また、所定の範囲は、例えば、無線リソースをバックホール回線のために使用しているビームで基地局装置１０１が送信した信号を受信可能な位置から、一般的な基地局装置が信号を送信する際に使用可能な電力によって定まる所定の距離だけ離れた位置までの範囲として定められてもよい。また、所定の範囲は、基地局装置１０１（又は形成されたビーム）と隣接関係があるセルとして登録されているセルの範囲であってもよい。この場合、他基地局情報取得部３０４は、隣接セルリストに登録されているセルに対応する基地局装置の一部または全部から、上述の情報を取得しうる。

他基地局情報取得部３０４は、所定の範囲内に存在する他の基地局装置に対して情報を要求することによって、上述の情報を取得してもよいし、要求を行わずに、他の基地局装置から定期的に送信されてくる情報を受信してもよい。この他の基地局装置に関する情報は、報知信号生成部３０３に入力され、報知信号生成部３０３は、この情報に基づいて報知信号を生成しうる。このとき、報知信号生成部３０３は、基地局装置１０１から離れた位置に存在する他の基地局装置についての情報として大まかな情報を送信し、基地局装置１０１に近い位置に存在する他の基地局装置についての情報として詳細な情報を送信するように報知信号を生成してもよい。例えば、基地局装置１０１に近い位置に存在する他の基地局装置についての情報は、それらの基地局装置が形成するビームのそれぞれについての情報が報知信号に含められうる。一方、遠方の基地局装置については、複数のビームのうちいずれか１つでもバックホール回線のために無線リソースを使用している場合、その基地局装置において無線リソースがバックホール回線のために使用されていることを示す情報が報知信号に含められうる。このように、基地局装置１０１からの距離に応じて、送信される情報が異なっていてもよい。なお、他の基地局装置の情報は必須ではなく、他基地局情報取得部３０４は省略されてもよい。

条件記憶部３０５は、無線リソースがバックホール回線のために使用されている場合に、その無線リソースをアクセス回線として用いることが許容される条件を記憶する。この条件は、例えば、送信データ量又は要求されるデータ通信の速度が所定値以下であることと、緊急呼であることとの少なくともいずれかを含みうる。すなわち、バックホール回線の通信容量を圧迫しない程度の通信であるか、緊急に接続が確立される必要があることが条件として含まれうる。なお、条件は、例えば基地局装置１０１を管理する通信事業者によって適宜設定されてもよく、データ量／通信速度や緊急呼であるか否か以外の条件が設定されてもよい。報知信号生成部３０３は、必要に応じて条件記憶部３０５に記憶された条件を参照し、その条件の情報を含めた報知信号を生成しうる。なお、例えば緊急呼などの特定の条件が、全ての通信事業者に共通で設けられる場合には、その共通の条件については報知信号に含められなくてもよい。このような条件については事前に端末装置に設定しておくことが可能だからである。なお、基地局装置１０１は、上述の条件を用いずに、バックホール回線のために利用されている無線リソースへの接続要求を全て拒否してもよく、この場合には条件記憶部３０５は省略されうる。

続いて、端末装置１０４の機能構成例について図４を用いて説明する。端末装置１０４は、一例において、通信部４０１、接続可否判定部４０２、及び接続先決定部４０３を有する。なお、この機能構成例は一例であり、端末装置１０４は一般的な端末装置としての他の機能を有することができ、また、図４の機能の一部または場合によっては全部が端末装置１０４に備えられていなくてもよい。なお、端末装置１０３も同様の機能構成を有することができる。

通信部４０１は、基地局装置１０１や中継装置１０２と無線通信を行う。通信部３０１は、例えば第５世代の通信規格であるＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）規格や、ＬＴＥ等のそれ以前の世代の通信規格に従って、無線通信を行うことができる。

接続可否判定部４０２は、通信部４０１を介して受信した報知信号を解析し、その報知信号が送信された無線リソースが、バックホール回線のために使用されているかを判定する。接続可否判定部４０２は、例えば、報知信号内の特定のフィールドを確認し、そのフィールドに「０」と「１」とのいずれのビットが設定されているかによって、この判定を行いうる。なお、接続可否判定部４０２は、基地局装置１０１が複数のビームで報知信号を受信しており、それらの報知信号の少なくとも一部を受信した場合には、ビームごとに、無線リソースがバックホール回線のために使用されているかの判定を行う。そして、接続可否判定部４０２は、例えば、無線リソースがバックホール回線のために使用されている基地局装置又はビームに対してはアクセス回線の確立を要求しないようにする。

また、接続可否判定部４０２は、報知信号にアクセス回線の確立の要求が許容される条件が記述されている場合、その条件の情報を取得して保存する。そして、接続可否判定部４０２は、端末装置１０４がネットワークへの接続を試行する際に、その接続により実行される通信が取得した条件を満たすか否かを判定する。そして、接続可否判定部４０２は、無線リソースがバックホール回線のために使用されている基地局装置又はビームについて、端末装置１０４が実行する通信が条件を満たさない場合に、その基地局装置又はビームに対してはアクセス回線の確立を要求しないようにしうる。一方、接続可否判定部４０２は、無線リソースがバックホール回線のために使用されている基地局装置又はビームについて、端末装置１０４が実行する通信が条件を満たす場合は、その基地局装置又はビームへのアクセス回線の確立を要求が許容されると判定する。ここで、条件は、上述のように、例えばデータ量や通信速度、緊急呼であること等を含みうる。

なお、接続可否判定部４０２は、一例において、アクセス回線の確立を要求しないようにする基地局装置又はビームを、一定期間、無線品質の測定対象から外しうる。無線品質の測定対象から外された基地局装置又はビームについては、端末装置１０４が接続を要求することがなくなるからである。

接続先決定部４０３は、基地局装置１０１（又は基地局装置１０１が形成したビーム）から受信した報知信号に他の基地局装置において無線リソースがバックホール回線のために使用されているか否かの情報がある場合、その情報を取得して保存する。そして、接続先決定部４０３は、その取得した他の基地局装置の情報に基づいて、アクセス回線の確立を要求する対象（接続先）の基地局装置又はビームを決定する。接続先決定部４０３は、例えば、無線リソースがバックホール回線のために使用されている他の基地局装置又はその基地局装置によって形成されたビームについては、アクセス回線の確立を要求しないようにしうる。すなわち、接続先決定部４０３は、無線リソースをバックホール回線のために使用していない基地局装置又はビームの中から、例えば無線品質に基づいて、接続先を決定しうる。これによれば、端末装置１０４が、周囲の基地局装置またはそれらの基地局装置によって形成されるビームのうち、バックホール回線のために使用されていないものを選択して、その選択した対象に対してアクセス回線の確立を要求することができる。

なお、端末装置１０４は、周囲に接続可能な基地局装置や中継装置が他にない場合には、無線リソースがバックホール回線のために使用されている基地局装置に対して接続を要求してもよい。この場合、端末装置１０４は、例えば、接続要求信号内に、周囲に接続可能な装置が存在しないことを示す情報を含めて送信しうる。基地局装置１０１は、このような情報が含められている端末装置１０４については、接続を許容しうる。ただし、基地局装置１０１は、バックホール回線を優先してもよく、バックホール回線で使用されない無線リソースを用いて端末装置１０４に対して通信サービスを提供するようにしてもよい。

（処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る無線通信システムで実行される処理の流れのいくつかの例について説明する。なお、以下の例では、報知信号において、無線リソースをバックホール回線のために使用されているか否かを示す１ビットの「ＢＨ使用」フィールドが用意されるものとし、この値が「１」であることが無線リソースをバックホール回線のために使用されていることを示すものとする。

図５は、無線通信システムで実行される処理の流れの第１の例を示している。本処理では、基地局装置１０１は、中継装置１０２との間でバックホール回線を確立している（Ｓ５０１）。この場合、基地局装置１０１は、「ＢＨ使用」フィールドが「１」に設定された報知信号を周期的に送信する（Ｓ５０２）。この報知信号は、基地局装置１０１から送信された信号を受信可能な通信装置（例えば、中継装置１０２及び端末装置１０４）の一部または全部によって受信される。なお、基地局装置１０１は、複数のビームを形成している場合、その複数のビームのそれぞれにおいて、別個に、無線リソースをバックホール回線のために使用しているか否かが特定される報知信号を送信しうる。また、基地局装置１０１は、バックホール回線の確立のための処理を開始した時点から、「ＢＨ使用」フィールドを「１」に設定してもよいし、その処理が終了してバックホール回線が確立されてから、「ＢＨ使用」フィールドを「１」に設定してもよい。端末装置１０４は、報知信号を受信すると、「ＢＨ使用」フィールドに設定されている値を抽出する。そして、この場合、「１」が設定されているため、端末装置１０４は、この報知信号の送信元（すなわち基地局装置１０１）において、無線リソースがバックホール回線のために使用されていることを特定することができる。そして、端末装置１０４は、この特定結果に基づいて、この基地局装置１０１には、接続要求をしないと判定する（Ｓ５０３）。

その後、基地局装置１０１は、中継装置１０２との間で確立されていたバックホール回線を切断したものとする（Ｓ５０４）。基地局装置１０１は、このバックホール回線の切断に応じて、報知信号中の「ＢＨ使用」フィールドを「０」に設定する。なお、基地局装置１０１は、バックホール回線の切断処理を開始した時点で、「ＢＨ使用」フィールドを「０」に設定してもよい。基地局装置１０１は、この「ＢＨ使用」フィールドが「０」に設定された報知信号を送信する（Ｓ５０５）。端末装置１０４は、この報知信号を受信すると、「ＢＨ使用」フィールドに設定されている値を抽出する。そして、この場合、「０」が設定されているため、端末装置１０４は、この報知信号の送信元（すなわち基地局装置１０１）において、無線リソースがバックホール回線のために使用されていないことを特定することができる。端末装置１０４は、この特定結果に基づいて、この基地局装置１０１には、アクセス回線の確立を要求することが許容されると判断する（Ｓ５０６）。そして、端末装置１０４は、必要に応じて、無線リソースがバックホール回線のために使用されていない基地局装置１０１に対して接続を要求することができる（Ｓ５０７）。

なお、基地局装置１０１は、中継装置１０２との間のバックホール回線を確立した状態を維持しながら、「ＢＨ使用」フィールドを「０」に設定した報知信号を送信してもよい。例えば、基地局装置１０１は、確立されているバックホール回線において実際に実行された通信量を監視し、その通信量が所定量より少ない場合には、「ＢＨ使用」フィールドを「０」に設定しうる。また、基地局装置１０１は、通信量に応じた時間比率で、「ＢＨ使用」フィールドを「０」に設定する期間と、「１」に設定する期間とを設けてもよい。すなわち、基地局装置１０１は、一定の期間のうち、端末装置からの接続要求を受け付ける期間と受け付けない期間とを、バックホール回線で実際に行われた通信の量に応じて設定しうる。この場合、端末装置１０４は、アクセス回線を確立すべき期間において受信した報知信号の「ＢＨ使用」フィールドの値に応じて、接続先を基地局装置１０１とするか他の基地局装置または中継装置とするかを決定しうる。このような手法によれば、基地局装置１０１におけるバックホール回線の使用率に応じて、適切な量の端末装置のアクセスが許容され、不必要に多くの端末装置からのアクセスが生じないようにすることができる。

このように、端末装置１０４は、基地局装置１０１が送信した報知信号の所定のフィールドを監視することにより、基地局装置１０１が無線リソースをバックホール回線のために使用しているかを認識することができる。そして、端末装置１０４は、基地局装置１０１が無線リソースをバックホール回線のために使用している間は接続を要求しないため、バックホール回線の通信容量がアクセス回線の確立によって減少することを防ぐことができる。また、端末装置１０４が接続要求を行わなくなるため、基地局装置１０１における処理負担を低減することもできる。

続いて、図６を用いて、無線通信システムで実行される処理の流れの第２の例について説明する。本例では、報知信号において、無線リソースがバックホール回線のために使用されているかの情報に加え、接続要求が許容される条件が通知される。なお、例えば、事前に複数の条件が定義され、その複数の条件のいずれを満たせば接続要求が許容されるかの情報が報知信号に含められうる。例えば、報知信号において３ビットの条件指定フィールドを用意し、１ビット目において、通信されるデータ量が所定値以下であることが条件である場合に「１」が設定され、２ビット目において、要求される通信速度が所定値以下であることが条件である場合に「１」が設定され、３ビット目において、緊急呼であることが条件である場合に「１」が設定されるようにしてもよい。この場合、「０」が設定されることによって、その「０」が設定されたビットに対応する条件が満たされたとしても、接続要求が許容されないことを示しうる。例えば、このフィールドが「０１１」に設定されることによって、データ量が少ない場合であっても接続要求が許容されることはないが、通信速度が所定以下である場合と緊急呼である場合に、接続要求が許容されることが示される。なお、データ量や通信速度に関する所定値は事前に定められた固定値であってもよいし、報知信号内の別のフィールドにおいて指定されていてもよい。例えば、上述の３ビットのフィールドの後に、所定数ビットのデータ量又は通信速度を示すフィールドが設けられてもよい。なお、この場合、データ量や通信速度が条件として用いられない場合に、データ量又は通信速度を示すフィールドは省略されてもよい。

図６では、図５と同様に、基地局装置１０１と中継装置１０２との間にバックホール回線が確立されている（Ｓ５０１）。この場合に、基地局装置１０１は、上述の「ＢＨ使用」フィールドを「１」に設定し、かつ、接続要求が許容される条件の情報を含んだ報知信号を送信する（Ｓ６０１）。端末装置１０４は、この報知信号を受信すると、まず、「ＢＨ使用」フィールドを確認し、このフィールドの値が「０」である場合には接続要求が許容されると判断する。一方、図６の場合は、「ＢＨ使用」フィールドの値は「１」に設定されているため、端末装置１０４は、続いて、接続要求が許容される条件の情報を取得する。そして、端末装置１０４は、アクセス回線の確立を要求する際に、この取得した条件を満たしているか否かを判定し（Ｓ６０２）、条件を満たす場合には基地局装置１０１に対して接続を要求することができる。なお、端末装置１０４は、条件を満たさない場合には、基地局装置１０１に対してこのような接続要求を行わず、例えば別の基地局装置や中継装置に対して、接続要求を行うようにする。これにより、バックホール回線の通信容量に大きく影響しない場合や緊急呼などの限定的な条件を満たす端末装置１０４については接続を許容することとなり、バックホール回線の品質を維持しながら、端末装置に必要な通信サービスを提供することができる。

続いて、図７を用いて、無線通信システムで実行される処理の流れの第３の例について説明する。本例では、基地局装置１０１は、自装置のみならず、周囲の他の基地局装置（場合によっては中継装置）において、無線リソースをバックホール回線のために使用しているか否かを示す情報を、報知信号に含めて送信する（Ｓ７０１）。端末装置１０４は、この情報に基づいて、接続先の基地局装置または中継装置を決定する（Ｓ７０２）。例えば、端末装置１０４は、周囲の基地局装置または中継装置のうち、無線リソースをバックホール回線のために使用していない装置であって、かつ、無線品質が所定値以上の装置を、接続先として決定しうる。このとき、端末装置１０４は、例えば、無線リソースをバックホール回線のために使用している装置について無線品質の測定対象から外すことによって、接続要求が許容されないビーム等についての不必要な測定を行うことがなくなるため、消費電力や処理負荷を低減することができる。

以上のように、基地局装置１０１が、無線リソースをバックホール回線のために使用しているか否かを、報知信号によって送信することで、端末装置１０４が不必要に基地局装置１０１に接続要求を行うことがなくなる。したがって、バックホール回線の通信容量及び通信品質を高く保つことが可能となる。なお、「無線リソースをバックホール回線のために使用しているか否か」は、「端末装置１０４による接続要求を許容するか否か」と読み替えてもよく、接続要求を許容するか否かを決定する要因は必ずしもバックホール回線での使用の有無でなくてもよい。すなわち、端末装置１０４による不必要な接続要求を回避する必要があるあらゆる状況において、上述の構成や処理を適用することができる。

Claims (14)

1. 基地局装置であって、
   中継装置とのバックホール回線のために無線リンクを設定し、
   前記バックホール回線のために無線リソースを用いる第１の期間と、前記バックホール回線のために無線リソースを用いない第２の期間とを設け、
   前記第２の期間における端末装置からの前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を許可する、
   ように構成される基地局装置。
2. 前記第１の期間における端末装置からの前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を許可しない、請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記基地局装置は、前記第１の期間と前記第２の期間に関する情報を含む報知信号を送信するように構成される、請求項１又は２に記載の基地局装置。
4. 無線リソースをアクセス回線として用いることが許容される条件を送信するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局装置。
5. 中継装置とのバックホール回線のために無線リンクを設定した基地局装置によって設けられた前記バックホール回線のために無線リソースが用いられる第１の期間と前記バックホール回線のために無線リソースが用いられない第２の期間のうち、前記第２の期間において、前記基地局装置へのアクセス回線の接続要求を行うように構成される、端末装置。
6. 前記第１の期間において、前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を行わない、請求項５に記載の端末装置。
7. 前記第１の期間は、前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求が前記基地局装置によって許可されない期間である、請求項５又は６に記載の端末装置。
8. 前記基地局装置から、前記バックホール回線のために無線リソースを用いているか否かを示す情報を含む報知信号を受信し、
   前記情報に基づいて前記基地局装置に対する接続を要求するか否かを決定する、
   請求項５から７のいずれか１項に記載の端末装置。
9. アクセス回線として無線リソースを用いるための条件を受信し、
   条件を満たすか否かに基づいて前記基地局装置への接続を要求するか否かを決定する、
   請求項５から８のいずれか１項に記載の端末装置。
10. 基地局装置によって実行される制御方法であって、
    中継装置とのバックホール回線のために無線リンクを設定することと、
    前記バックホール回線のために無線リソースを用いる第１の期間と、前記バックホール回線のために無線リソースを用いない第２の期間とを設けることと、
    前記第２の期間における端末装置からの前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を許可することと、
    を含む制御方法。
11. 前記第１の期間における端末装置からの前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を許可しない、ことを含む請求項１０に記載の制御方法。
12. 端末装置によって実行される制御方法であって、
    中継装置とのバックホール回線のために無線リンクを設定した基地局装置によって設けられた前記バックホール回線のために無線リソースが用いられる第１の期間と前記バックホール回線のために無線リソースが用いられない第２の期間のうち、前記第２の期間において、前記基地局装置へのアクセス回線の接続要求を行うことを含む、制御方法。
13. 前記第１の期間において前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求を行わない、請求項１２に記載の制御方法。
14. 前記第１の期間は、前記基地局装置に対するアクセス回線への接続要求が前記基地局装置によって許可されない期間である、請求項１２又は１３に記載の制御方法。

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