JP7388430B2 - 基地局装置、端末装置、無線通信システム及び接続変更方法 - Google Patents

基地局装置、端末装置、無線通信システム及び接続変更方法 Download PDF

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Description

本発明は、基地局装置、端末装置、無線通信システム及び接続変更方法に関する。
現在のネットワークにおいては、モバイル端末（スマートフォンやフィーチャーホン）のトラフィックがネットワークのリソースの大半を占めている。また、モバイル端末が使用するトラフィックは、今後も拡大していく傾向にある。
一方で、ＩｏＴ（Internet of Things）サービス（例えば、交通システム、スマートメータ、装置等の監視システム）の展開に合わせて、多様な要求条件を持つサービスに対応することが求められている。そのため、第５世代移動体通信（５Ｇまたは、ＮＲ（New Radio））の通信規格では、第４世代移動体通信（４Ｇ）の標準技術（例えば、非特許文献１～１１）に加えて、さらなる高データ信号レート化、大容量化、低遅延化を実現する技術が求められている。なお、第５世代通信規格については、３ＧＰＰの作業部会（例えば、ＴＳＧ－ＲＡＮ ＷＧ１、ＴＳＧ－ＲＡＮ ＷＧ２等）で技術検討が進められており、２０１７年の末に標準規格書の初版が出されている（非特許文献１２～３８）。
上述したように、多種多様なサービスに対応するために、５Ｇでは、ｅＭＢＢ（Enhanced Mobile BroadBand）、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＴＣ（Machine Type Communications）、及びＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable and Low Latency Communication）に分類される多くのユースケースのサポートを想定している。
また、５Ｇでは、基地局装置と端末装置の間の通信を他の基地局装置が中継することが検討されている。この中継においては、コアネットワークと端末装置との間に配置された複数の基地局装置が無線接続し、基地局装置間の無線通信によって中継が実行される。このような５Ｇにおける中継は、ＩＡＢ（Integrated Access and Backhaul）とも呼ばれ、マルチホップの中継が許容される。すなわち、コアネットワークに接続する基地局装置であるＩＡＢドナーは、他の基地局装置である複数のＩＡＢノードを経由して、端末装置と通信することができる（非特許文献３９）。
3GPP TS 36.133 V15.5.0（2018-12） 3GPP TS 36.211 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.212 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.213 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.300 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.321 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.322 V15.1.0（2018-07） 3GPP TS 36.323 V15.2.0（2018-12） 3GPP TS 36.331 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.413 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 36.423 V15.4.0（2018-06） 3GPP TS 36.425 V15.0.0（2018-06） 3GPP TS 37.340 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.201 V15.0.0（2017-12） 3GPP TS 38.202 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.211 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.212 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.213 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.214 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.215 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.300 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.321 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.322 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.323 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.331 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.401 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.410 V15.2.0（2018-12） 3GPP TS 38.413 V15.2.0（2018-12） 3GPP TS 38.420 V15.2.0（2018-12） 3GPP TS 38.423 V15.2.0（2018-12） 3GPP TS 38.470 V15.4.0（2018-12） 3GPP TS 38.473 V15.4.1（2019-01） 3GPP TR 38.801 V14.0.0（2017-03） 3GPP TR 38.802 V14.2.0（2017-09） 3GPP TR 38.803 V14.2.0（2017-09） 3GPP TR 38.804 V14.0.0（2017-03） 3GPP TR 38.900 V15.0.0（2018-06） 3GPP TR 38.912 V15.0.0（2018-06） 3GPP TR 38.913 V15.0.0（2018-06）
ところで、ＩＡＢドナーとなる基地局装置は、無線制御装置であるＣＵ（Central Unit）と無線装置であるＤＵ（Distributed Unit）とに機能分離され、ＩＡＢノードとなる基地局装置は、無線のバックホール回線を終端するＭＴ（Mobile Termination）とＤＵとに機能分離されることがある。このとき、中継局となるＩＡＢノードは、最上位ノードであるＩＡＢドナーのＣＵと同じＰＣＩ（Physical Cell ID）及びグローバルＲＡＮノードＩＤ（Global RAN Node ID）を有する。つまり、複数の基地局装置が１つのセルを形成する同一の基地局装置として識別される。
このため、最上位のＩＡＢドナーが変更される場合には、下位のＩＡＢノード及び端末装置において無線リンク障害（Radio Link Failure：ＲＬＦ）が発生するという問題がある。具体的に、例えば図１に示すように、最上位のＩＡＢドナー＃１の配下にＩＡＢノード＃１～＃３及び端末装置ＵＥ＃１～＃３が接続されている場合を考える。この場合、ＩＡＢノード＃１～＃３は、ＩＡＢドナー＃１のＣＵと同じＰＣＩ及びグローバルＲＡＮノードＩＤを有し、ＩＡＢドナー＃１及びＩＡＢノード＃１～＃３が同一の基地局装置として識別される。
ＩＡＢドナー＃１及びＩＡＢノード＃１～＃３は互いに無線接続されているため、無線回線の状態が変化すると、装置の接続関係を変更するトポロジーアダプテーションが実行される。すなわち、例えば基地局装置間の無線回線の状態が劣化した場合には、基地局装置間の接続関係を変更するハンドオーバが実行される。したがって、例えばＩＡＢドナー＃１とＩＡＢノード＃１の間の無線回線の状態が劣化した場合には、例えばＩＡＢノード＃１がＩＡＢドナー＃１からＩＡＢドナー＃２へハンドオーバする。
このとき、ＩＡＢノード＃１は、最上位ノードであるＩＡＢドナー＃１及びＩＡＢドナー＃２に直接接続するため、最上位ノードの変更に伴うＰＣＩ及びグローバルＲＡＮノードＩＤの変更に追従する。一方、ＩＡＢノード＃１より下位のＩＡＢノード＃２、＃３及びＵＥ＃１～＃３は、ＰＣＩ及びグローバルＲＡＮノードＩＤの急な変更に追従することができず、ＲＬＦの発生を検知する。結果として、ＩＡＢノード＃１より下位の通信装置による接続が維持されず、通信を継続することが困難になる。
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、トポロジーアダプテーション発生時にも通信を継続することができる基地局装置、端末装置、無線通信システム及び接続変更方法を提供することを目的とする。
本願が開示する基地局装置は、１つの態様において、互いに無線接続して中継ネットワークを形成し自装置に接続する複数のノードそれぞれを他の基地局装置へ接続させるか否かを判定する制御部と、前記制御部によって第１のノードを前記他の基地局装置へ接続させると判定された場合に、前記他の基地局装置に関する情報を含む接続情報を生成する生成部と、前記生成部によって生成された接続情報を、前記中継ネットワークにおいて前記第１のノードの下位に接続する第２のノード、並びに前記第１のノード若しくは前記第２のノードと無線通信する端末装置へ前記第１のノード経由で送信する送信部とを有する。
本願が開示する基地局装置、端末装置、無線通信システム及び接続変更方法の１つの態様によれば、トポロジーアダプテーション発生時にも通信を継続することができるという効果を奏する。
図１は、通信装置の接続関係の一例を示す図である。 図２は、一実施の形態に係る無線通信システムの例を示す図である。 図３は、一実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。 図４は、一実施の形態に係る基地局装置の動作を示すフロー図である。 図５は、一実施の形態に係る他の基地局装置の構成を示すブロック図である。 図６は、一実施の形態に係る端末装置の構成を示すブロック図である。 図７は、一実施の形態に係る接続変更方法を示すシーケンス図である。 図８は、一実施の形態に係る基地局装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
以下、本願が開示する基地局装置、端末装置、無線通信システム及び接続変更方法の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
図２は、一実施の形態に係る無線通信システムの例を示す図である。この無線通信システムにおいては、コアネットワークに基地局装置１００ａ、１００ｂが有線接続している。コアネットワークに直接接続される基地局装置１００ａ、１００ｂは、中継ネットワークの最上位の通信装置であり「ＩＡＢドナー」とも呼ばれる。基地局装置１００ａには、基地局装置２００ａが無線接続し、基地局装置２００ａには、基地局装置２００ｂが無線接続する。
基地局装置２００ａ、２００ｂは、ＩＡＢドナーである基地局装置１００ａからの通信を中継する通信装置であり「ＩＡＢノード」とも呼ばれる。これらの基地局装置２００ａ、２００ｂは、互いに無線接続して中継ネットワークを形成し、ＩＡＢドナーに接続する。また、基地局装置２００ａは、端末装置３００ａと無線通信し、基地局装置２００ｂは、端末装置３００ｂと無線通信する。
以下の説明では、基地局装置１００ａ、１００ｂと同じＩＡＢドナーとなる基地局装置を「基地局装置１００」といい、基地局装置２００ａ、２００ｂと同じＩＡＢノードとなる基地局装置を「基地局装置２００」ということがある。同様に、端末装置３００ａ、３００ｂを「端末装置３００」ということがある。また、中継ネットワークを形成する基地局装置１００、２００及び端末装置３００などの通信装置において、コアネットワークに近い通信装置が上位の通信装置であり、コアネットワークから遠い通信装置が下位の通信装置であるものとする。
図２においては、基地局装置２００ａが基地局装置１００ａに無線接続されているが、無線回線の状態が変化し、例えば基地局装置２００ａと基地局装置１００ａの間の無線回線よりも基地局装置２００ａと基地局装置１００ｂの間の無線回線の品質が良好となった場合には、トポロジーアダプテーションが実行される。すなわち、例えば基地局装置２００ａと接続するＩＡＢドナーを基地局装置１００ａから基地局装置１００ｂへ変更するハンドオーバが実行される。
図３は、ＩＡＢドナーである基地局装置１００の構成を示すブロック図である。図３に示す基地局装置１００は、ＣＵ機能部１１０及びＤＵ機能部１２０を有する。図３においては、基地局装置１００がＣＵ機能部１１０及びＤＵ機能部１２０を１つずつ有するものとしたが、基地局装置１００は、複数のＣＵ機能部１１０又は複数のＤＵ機能部１２０を有していても良い。また、ＣＵ機能部１１０とＤＵ機能部１２０の対応関係は、１対１、１対多、多対１及び多対多のいずれであっても良い。
ＣＵ機能部１１０は、基地局装置１００による無線通信を制御する無線制御部である。具体的には、ＣＵ機能部１１０は、有線インタフェース部（以下「有線Ｉ／Ｆ部」と略記する）１１１、制御信号処理部１１２、ユーザ信号処理部１１３、ＩＡＢ制御部１１４及びＩＡＢ情報生成部１１５を有する。
有線Ｉ／Ｆ部１１１は、コアネットワークに有線接続し、端末装置３００宛ての信号をコアネットワークから受信する。また、有線Ｉ／Ｆ部１１１は、端末装置３００から送信された信号をコアネットワークへ送信する。有線Ｉ／Ｆ部１１１は、コアネットワーク以外にも、他の基地局装置のＣＵ機能部と有線接続していても良い。
制御信号処理部１１２は、制御信号の処理をするコントロールプレーンの処理部である。制御信号処理部１１２は、例えば基地局装置間や基地局装置と端末装置の間の無線品質の測定に関する設定をしたり、基地局装置間や基地局装置と端末装置の間の信号送受信に関するスケジューリングをしたりする。また、制御信号処理部１１２は、ＩＡＢ情報生成部１１５によって生成されるＩＡＢ情報を、ＤＵ機能部１２０を介して、基地局装置１００の下位の通信装置（基地局装置２００及び端末装置３００）へ送信する。すなわち、制御信号処理部１１２は、ＩＡＢノードがハンドオーバする際に、ＩＡＢ情報を下位の通信装置へ送信する。
このとき、制御信号処理部１１２は、まずハンドオーバするＩＡＢノードの下位の通信装置へＩＡＢ情報を送信し、所定時間が経過した後、ハンドオーバするＩＡＢノードへＩＡＢ情報を送信する。すなわち、例えば図２に示した基地局装置１００ａの制御信号処理部１１２は、基地局装置２００ａがハンドオーバする際に、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂへＩＡＢ情報を送信し、所定時間が経過した後に、基地局装置２００ａへＩＡＢ情報を送信する。ただし、ＩＡＢ情報が基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂへ送信される場合も、基地局装置２００ａは、ＩＡＢ情報を中継する。制御信号処理部１１２は、ＩＡＢ情報を例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤのメッセージとして送信する。
ユーザ信号処理部１１３は、ユーザ信号の処理をするユーザプレーンの処理部である。ユーザ信号処理部１１３は、端末装置３００宛ての信号を、ＤＵ機能部１２０を介して、端末装置３００へ送信する。また、ユーザ信号処理部１１３は、端末装置３００から送信されＤＵ機能部１２０によって受信された信号を有線Ｉ／Ｆ部１１１へ出力する。
ＩＡＢ制御部１１４は、ＩＡＢにおける接続関係を制御する。具体的には、ＩＡＢ制御部１１４は、基地局装置間や基地局装置と端末装置の間の無線品質の測定結果に基づいて、下位のＩＡＢノード及び端末装置３００の接続関係を決定する。また、ＩＡＢ制御部１１４は、下位のＩＡＢノードにおける無線品質が劣化し、このＩＡＢノードを他のＩＡＢドナーへ接続させるハンドオーバが必要と判断した場合には、ハンドオーバ要求を生成する。そして、ＩＡＢ制御部１１４は、制御信号処理部１１２及び有線Ｉ／Ｆ部１１１を介して、ハンドオーバ要求を他のＩＡＢドナーへ送信する。
ＩＡＢ情報生成部１１５は、ＩＡＢ制御部１１４によってＩＡＢノードのハンドオーバが必要と判断された場合、ハンドオーバするＩＡＢノードとこのＩＡＢノードの下位の通信装置（基地局装置２００及び端末装置３００）とに対するＩＡＢ情報を生成する。具体的には、ＩＡＢ情報生成部１１５は、ＩＡＢ制御部１１４から送信されたハンドオーバ要求に対する応答に基づいて、ハンドオーバ先の新たなＩＡＢドナーの識別情報と、新たなＩＡＢドナーの配下で使用される無線リソース情報と、ハンドオーバ実行までの時間を示す待機時間情報と、新たなＩＡＢドナーの配下におけるトポロジーに関するＩＡＢ接続情報とを含む通信装置ごとのＩＡＢ情報を生成する。ＩＡＢ接続情報には、例えば通信装置ごとの通信経路を識別する通信経路識別情報と、各通信経路上に配置されるＩＡＢノードの識別情報と、通信装置ごとのＩＡＢドナーまでのホップ数となどが含まれる。
ＤＵ機能部１２０は、基地局装置１００による無線通信を実行する無線部である。具体的には、ＤＵ機能部１２０は、無線処理部１２１及び無線送受信部１２２を有する。
無線処理部１２１は、制御信号処理部１１２によって処理される制御信号及びユーザ信号処理部１１３によって処理されるユーザ信号に対して、所定の無線処理を施す。
無線送受信部１２２は、無線処理部１２１によって無線処理が施された制御信号及びユーザ信号をアンテナから送信する。また、無線送受信部１２２は、下位のＩＡＢノード又は端末装置３００から送信された信号をアンテナを介して受信する。
次いで、上記のように構成された基地局装置１００の動作について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。
基地局装置１００に対しては、下位のＩＡＢノード及び端末装置３００から無線品質の測定結果が報告される。そこで、ＩＡＢ制御部１１４によって、無線品質の測定結果に基づいて、下位のＩＡＢノードのハンドオーバが必要か否かが判定される（ステップＳ１０１）。すなわち、下位のＩＡＢノードにおける無線品質が所定基準よりも劣化しているか否かが判定される。ＩＡＢ制御部１１４によって下位のＩＡＢノードのハンドオーバが不要と判定される場合には（ステップＳ１０１Ｎｏ）、次回の無線品質測定結果の報告が待機される。
一方、ＩＡＢ制御部１１４によって下位のＩＡＢノードのハンドオーバが必要と判定される場合には（ステップＳ１０１Ｙｅｓ）、ハンドオーバを要求するハンドオーバ要求が生成され、有線Ｉ／Ｆ部１１１を介して他のＩＡＢドナーへ送信される（ステップＳ１０２）。ハンドオーバ要求の送信先のＩＡＢドナーは、ハンドオーバ対象となっているＩＡＢノードから報告される無線品質の測定結果に基づいて決定されれば良い。すなわち、ＩＡＢノードは、自ノードと周辺のＩＡＢドナー及びＩＡＢノードとの間の無線品質を測定しているため、ＩＡＢ制御部１１４は、測定結果が良好なＩＡＢドナーをハンドオーバ先に決定するか、又は測定結果が良好なＩＡＢノードが接続する最上位のＩＡＢドナーをハンドオーバ先に決定する。
ＩＡＢ制御部１１４によってハンドオーバ要求が送信されると、ハンドオーバ先のＩＡＢドナーからハンドオーバ要求に対する応答が受信される。この応答には、ＩＡＢノードのハンドオーバを許可するか否かを示す情報と、ハンドオーバ先のＩＡＢドナーの識別情報とが含まれる。また、ＩＡＢノードがハンドオーバした場合の新たなトポロジーに関する情報が応答に含まれていても良い。ＩＡＢノードのハンドオーバが許可された場合には、ハンドオーバ要求に対する応答に基づいて、ＩＡＢ情報生成部１１５によってＩＡＢ情報が生成される（ステップＳ１０３）。
具体的には、ハンドオーバ対象のＩＡＢノードと、このＩＡＢノードの下位にあるＩＡＢノード及び端末装置３００とのそれぞれに対して、ハンドオーバ先の新たなＩＡＢドナーに関する情報を通知するＩＡＢ情報が生成される。ＩＡＢ情報は、それぞれの通信装置（基地局装置２００及び端末装置３００）に対して個別に生成され、ハンドオーバ先の新たなＩＡＢドナーの識別情報と、新たなＩＡＢドナーの配下で使用される無線リソース情報と、ハンドオーバ実行までの時間を示す待機時間情報と、新たなＩＡＢドナーの配下におけるトポロジーに関するＩＡＢ接続情報とを含む。
ＩＡＢ情報が生成されると、制御信号処理部１１２によって、ＩＡＢ情報が送信される。ここでは、まずハンドオーバするＩＡＢノードの下位にあるＩＡＢノード及び端末装置３００に対して、ＩＡＢ情報がＤＵ機能部１２０を介して送信される（ステップＳ１０４）。つまり、この時点では、ハンドオーバするＩＡＢノードに対してはＩＡＢ情報が送信されない。例えば図２に示した例では、基地局装置２００ａがハンドオーバする際に、基地局装置２００ａに対してはＩＡＢ情報が送信されず、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂに対してＩＡＢ情報が送信される。このとき、例えば基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａに対するＩＡＢ情報は、基地局装置２００ａによって中継される。同様に、例えば端末装置３００ｂに対するＩＡＢ情報は、基地局装置２００ａ、２００ｂによって中継される。
そして、制御信号処理部１１２によって所定時間が待機され（ステップＳ１０５）、所定時間が経過すると（ステップＳ１０５Ｙｅｓ）、ハンドオーバするＩＡＢノードに対して、ＩＡＢ情報がＤＵ機能部１２０を介して送信される（ステップＳ１０６）。ここで待機される所定時間は、ＩＡＢ情報に含まれる待機時間情報が示す時間に対応する。したがって、ハンドオーバするＩＡＢノードの下位にあるＩＡＢノード及び端末装置３００による待機が終了する際に、ハンドオーバするＩＡＢノードへＩＡＢ情報が送信され、このＩＡＢノードによるハンドオーバが実行される。これにより、ＩＡＢノードがハンドオーバするタイミングで、下位のＩＡＢノード及び端末装置３００は、待機を終了して新たなＩＡＢドナーへ接続する。結果として、ハンドオーバするＩＡＢノードと、このＩＡＢノードの下位にあるＩＡＢノード及び端末装置３００とが新たなＩＡＢドナーへ接続し、無線リンク障害が発生することがない。換言すれば、トポロジーアダプテーション発生時にも通信を継続することができる。
図５は、ＩＡＢノードである基地局装置２００の構成を示すブロック図である。図５に示す基地局装置２００は、ＭＴ機能部２１０及びＤＵ機能部２２０を有する。
ＭＴ機能部２１０は、基地局装置間の無線のバックホール回線を終端する。具体的には、ＭＴ機能部２１０は、無線インタフェース部（以下「無線Ｉ／Ｆ部」と略記する）２１１、信号判別部２１２、制御信号処理部２１３及びＩＡＢ制御部２１４を有する。
無線Ｉ／Ｆ部２１１は、ＩＡＢドナー又は上位のＩＡＢノードに無線接続し、端末装置３００宛ての信号をＩＡＢドナー又は上位のＩＡＢノードから受信する。また、無線Ｉ／Ｆ部２１１は、端末装置３００から送信された信号をＩＡＢドナー又は上位のＩＡＢノードへ送信する。
信号判別部２１２は、無線Ｉ／Ｆ部２１１によって受信された信号を判別し、自装置宛てのＩＡＢ情報を取得する。また、信号判別部２１２は、下位のＩＡＢノード又は端末装置３００宛ての信号をＤＵ機能部２２０へ転送する。すなわち、信号判別部２１２は、下位のＩＡＢノード又は端末装置３００宛ての信号を中継する。中継される信号には、下位のＩＡＢノード又は端末装置３００宛てのＩＡＢ情報及びユーザ信号などが含まれる。さらに、信号判別部２１２は、下位のＩＡＢノード又は端末装置３００から送信されＤＵ機能部２２０によって受信された信号を、無線Ｉ／Ｆ部２１１を介してＩＡＢドナー又は上位のＩＡＢノードへ送信する。
制御信号処理部２１３は、制御信号の処理をするコントロールプレーンの処理部である。制御信号処理部２１３は、例えば基地局装置間や基地局装置と端末装置の間の無線品質の測定に関する設定をする。また、制御信号処理部２１３は、自装置宛てのＩＡＢ情報をＩＡＢ制御部２１４へ出力する。
ＩＡＢ制御部２１４は、ＩＡＢにおける接続関係を制御する。具体的には、ＩＡＢ制御部２１４は、上位及び下位のＩＡＢノードを管理し、ＩＡＢドナーとの通信経路を記憶する。また、ＩＡＢ制御部２１４は、ＩＡＢ情報が制御信号処理部２１３から出力された場合には、ＩＡＢ情報に従って、接続するＩＡＢドナーを変更する。すなわち、基地局装置２００がハンドオーバするＩＡＢノードである場合には、ＩＡＢ制御部２１４は、ＩＡＢ情報に従って新たなＩＡＢドナーに接続する。このとき、ＩＡＢ制御部２１４は、新たなドナーの下位のＩＡＢノードを介して新たなＩＡＢドナーに接続しても良い。一方、基地局装置２００がハンドオーバするＩＡＢノードの下位のＩＡＢノードである場合には、ＩＡＢ制御部２１４は、ＩＡＢ情報に従って所定時間待機した後、ハンドオーバしたＩＡＢノードを介して新たなＩＡＢドナーに接続する。つまり、ＩＡＢ制御部２１４は、自装置又は上位のＩＡＢノードがハンドオーバする場合に、ハンドオーバ先の新たなＩＡＢドナーのＣＵに接続する。
ＤＵ機能部２２０は、基地局装置２００による無線通信を実行する無線部である。具体的には、ＤＵ機能部２２０は、無線処理部２２１及び無線送受信部２２２を有する。
無線処理部２２１は、信号判別部２１２によって判別される制御信号及びユーザ信号に対して、所定の無線処理を施す。
無線送受信部２２２は、無線処理部２２１によって無線処理が施された制御信号及びユーザ信号をアンテナから送信する。また、無線送受信部２２２は、下位のＩＡＢノード又は端末装置３００から送信された信号をアンテナを介して受信する。
図６は、端末装置３００の構成を示すブロック図である。図６に示す端末装置３００は、無線通信部３１０、プロセッサ３２０及びメモリ３３０を有する。
無線通信部３１０は、基地局装置１００又は基地局装置２００との間で無線通信を実行する。無線通信部３１０は、基地局装置１００又は基地局装置２００から受信した信号をプロセッサ３２０へ出力し、プロセッサ３２０から出力される信号を基地局装置１００又は基地局装置２００へ送信する。
プロセッサ３２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備え、端末装置３００の全体を統括制御する。具体的には、プロセッサ３２０は、制御信号処理部３２１、接続制御部３２２及びユーザ信号処理部３２３を有する。
制御信号処理部３２１は、制御信号の処理をするコントロールプレーンの処理部である。制御信号処理部３２１は、例えば自装置と基地局装置の間の無線品質の測定に関する設定をしたり、ユーザ信号の復調及び復号に使用される制御情報を取得したりする。また、制御信号処理部３２１は、自装置宛てのＩＡＢ情報を接続制御部３２２へ出力する。
接続制御部３２２は、ＩＡＢドナーとの通信経路を記憶する。また、接続制御部３２２は、通信経路上の上位のＩＡＢノードがハンドオーバする際に、自装置宛てのＩＡＢ情報に従って、接続するＩＡＢドナーを変更する。すなわち、接続制御部３２２は、ＩＡＢ情報に従って所定時間待機した後、ハンドオーバしたＩＡＢノードを介して新たなＩＡＢドナーに接続する。つまり、接続制御部３２２は、上位のＩＡＢノードがハンドオーバする場合に、ハンドオーバ先の新たなＩＡＢドナーのＣＵに接続する。
ユーザ信号処理部３２３は、ユーザ信号の処理をするユーザプレーンの処理部である。ユーザ信号処理部３２３は、無線通信部３１０によって受信された自装置宛ての信号を、制御情報を用いて復調及び復号する。また、ユーザ信号処理部３２３は、ＩＡＢドナー宛てのユーザ信号を無線通信部３１０を介して送信する。
メモリ３３０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、プロセッサ３２０によって処理が実行される際に、種々の情報を記憶する。
次に、上記の基地局装置１００、基地局装置２００及び端末装置３００を有する無線通信システムにおける接続変更方法について、図７に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図７は、図２に示した基地局装置２００ａが基地局装置１００ａから基地局装置１００ｂへハンドオーバする際の接続変更方法を示す。
ＩＡＢドナーである基地局装置１００ａは、無線品質の測定結果の報告を受け、基地局装置２００ａのハンドオーバが必要であると判定した場合には、ハンドオーバ先の新たなＩＡＢドナーである基地局装置１００ｂへハンドオーバ要求を送信する（ステップＳ２０１）。ハンドオーバ要求を受信した基地局装置１００ｂは、基地局装置２００ａがハンドオーバする場合の新たなトポロジーを決定し、ハンドオーバを許可する旨とともに新たなトポロジーに関する情報を含む応答を基地局装置１００ａへ送信する（ステップＳ２０２）。
ハンドオーバ要求に対する応答を受信した基地局装置１００ａは、ハンドオーバ対象の基地局装置２００ａの下位にある通信装置宛てのＩＡＢ情報を生成する。具体的には、ハンドオーバ先の基地局装置１００ｂの識別情報と、基地局装置１００ｂの配下で使用される無線リソース情報と、ハンドオーバ実行までの時間を示す待機時間情報と、基地局装置１００ｂの配下におけるトポロジーに関するＩＡＢ接続情報とを含むＩＡＢ情報が通信装置ごとに生成される。そして、基地局装置１００ａは、生成したＩＡＢ情報をそれぞれの通信装置へ送信する（ステップＳ２０３）。すなわち、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂに対して、ＩＡＢ情報が送信される。このとき、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａに対するＩＡＢ情報は、基地局装置２００ａによって中継される。また、端末装置３００ｂに対するＩＡＢ情報は、基地局装置２００ａ、２００ｂによって中継される。
基地局装置１００ａは、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂへＩＡＢ情報を送信した後、所定時間が経過すると、ハンドオーバ対象の基地局装置２００ａへＩＡＢ情報を送信する（ステップＳ２０４）。これにより、基地局装置２００ａは、ハンドオーバを実行し、基地局装置１００ｂに対して通信経路の再設定が完了したことを報告する（ステップＳ２０５）。
一方、ＩＡＢ情報を受信した基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂは、ＩＡＢ情報に従って、待機時間が経過した後に、接続するＩＡＢドナーのＣＵを変更する（ステップＳ２０６）。すなわち、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂは、新たなＩＡＢドナーである基地局装置１００ｂのＣＵに接続する。そして、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａ、３００ｂは、基地局装置１００ｂに対して通信経路の再設定が完了したことを報告する（ステップＳ２０７）。このとき、基地局装置２００ｂ及び端末装置３００ａからの報告は、ハンドオーバ実行済みの基地局装置２００ａによって中継される。また、端末装置３００ｂからの報告は、基地局装置２００ｂとハンドオーバ実行済みの基地局装置２００ａとによって中継される。
このように、基地局装置２００ａがハンドオーバする際には、ハンドオーバ元のＩＡＢドナーである基地局装置１００ａから基地局装置２００ａの下位の通信装置へＩＡＢ情報が送信され、その後、基地局装置２００ａへＩＡＢ情報が送信される。このため、基地局装置２００ａの下位の通信装置は、基地局装置２００ａのハンドオーバに伴って、接続するＣＵを新たなＩＡＢドナーである基地局装置１００ｂのＣＵに切り替えることができる。結果として、基地局装置２００ａがハンドオーバしても、基地局装置２００ａの下位の通信装置において無線リンク障害（ＲＬＦ）が発生することがなく、通信を継続することができる。
以上のように、本実施の形態によれば、ＩＡＢノードが他のＩＡＢドナーに接続するハンドオーバが実行される際に、ＩＡＢノードの下位にあるＩＡＢノード及び端末装置へＩＡＢ情報が送信され、その後にＩＡＢノードのハンドオーバが実行される。このため、ハンドオーバ対象のＩＡＢノードの下位にあるＩＡＢノード及び端末装置はあらかじめ接続するＩＡＢドナーを切り替えることができ、ハンドオーバ対象のＩＡＢノードがハンドオーバしても、下位のＩＡＢノード及び端末装置において無線リンク障害が発生することがない。換言すれば、トポロジーアダプテーション発生時にも通信を継続することができる
なお、上記一実施の形態に係る基地局装置１００、２００は、異なる機能を有するものとしたが、同じハードウェア構成を有していても良い。図８は、基地局装置１００、２００と同じハードウェア構成を有する基地局装置４００を示すブロック図である。基地局装置４００は、有線Ｉ／Ｆ部４１０、プロセッサ４２０、メモリ４３０及び無線通信部４４０を有する。
有線Ｉ／Ｆ部４１０は、コアネットワークや他の基地局装置と有線接続するインタフェースである。ＩＡＢでは、基地局装置間が無線接続されるが、ＩＡＢドナーとコアネットワークは有線接続され、ＩＡＢドナー間が有線接続されても良い。また、ＩＡＢノードと他の基地局装置とが有線接続されても良い。
プロセッサ４２０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、基地局装置４００の全体を統括制御する。メモリ４３０は、例えばＲＡＭ又はＲＯＭなどを備え、プロセッサ４２０によって処理が実行される際に、種々の情報を記憶する。プロセッサ４２０及びメモリ４３０は、基地局装置１００のＣＵ機能部１１０及び基地局装置２００のＭＴ機能部２１０として機能する。
無線通信部４４０は、送信信号及び受信信号に対する無線処理を施し、アンテナを介して送受信する。無線通信部４４０は、基地局装置１００、２００のＤＵ機能部１２０、２２０として機能する。
１１０ ＣＵ機能部
１１１ 有線Ｉ／Ｆ部
１１２、２１３、３２１ 制御信号処理部
１１３、３２３ ユーザ信号処理部
１１４、２１４ ＩＡＢ制御部
１１５ ＩＡＢ情報生成部
１２０、２２０ ＤＵ機能部
１２１、２２１ 無線処理部
１２２、２２２ 無線送受信部
２１０ ＭＴ機能部
２１１ 無線Ｉ／Ｆ部
２１２ 信号判別部
３１０ 無線通信部
３２０ プロセッサ
３２２ 接続制御部
３３０ メモリ

Claims (5)

  1. 互いに無線接続して中継ネットワークを形成し自装置に接続する複数のノードそれぞれを他の基地局装置へ接続させるか否かを判定する制御部と、
    前記制御部によって第１のノードを前記他の基地局装置へ接続させると判定された場合に、前記他の基地局装置に関する情報を含む接続情報を生成する生成部と、
    前記生成部によって生成された接続情報を、前記中継ネットワークにおいて前記第１のノードの下位に接続する第２のノード、並びに前記第１のノード若しくは前記第２のノードと無線通信する端末装置へ前記第１のノード経由で送信し、送信してから前記第１のノードが前記他の基地局装置へ接続を切り替えるまでの待機時間の経過後に、前記第１のノードに前記接続情報を送信する送信部と
    を有することを特徴とする基地局装置。
  2. 前記生成部は、
    前記他の基地局装置の識別情報、前記他の基地局装置の配下で使用される無線リソース情報、及び前記第１のノードが前記他の基地局装置へ接続するまでの前記待機時間を示す待機時間情報を含む接続情報を生成することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  3. 前記生成部は、
    前記他の基地局装置の配下における接続関係に関するトポロジー情報をさらに含む接続情報を生成することを特徴とする請求項２記載の基地局装置。
  4. 中継ネットワークの最上位に配置されるドナー基地局装置と、互いに無線接続して前記中継ネットワークを形成し前記ドナー基地局装置に接続する複数のノード基地局装置とを有する無線通信システムであって、
    前記ドナー基地局装置は、
    前記複数のノード基地局装置それぞれを他のドナー基地局装置へ接続させるか否かを判定する制御部と、
    前記制御部によって第１のノード基地局装置を前記他のドナー基地局装置へ接続させると判定された場合に、前記他のドナー基地局装置に関する情報を含む接続情報を生成する生成部と、
    前記生成部によって生成された接続情報を、前記中継ネットワークにおいて前記第１のノード基地局装置の下位に接続する第２のノード基地局装置、並びに前記第１のノード基地局装置若しくは前記第２のノード基地局装置と無線通信する端末装置へ前記第１のノード基地局装置経由で送信し、送信してから前記第１のノード基地局装置が前記他のドナー基地局装置へ接続を切り替えるまでの待機時間の経過後に、前記第１のノード基地局装置に前記接続情報を送信する送信部と
    を有することを特徴とする無線通信システム。
  5. 互いに無線接続して中継ネットワークを形成する複数のノードが接続する基地局装置によって実行される接続変更方法であって、
    前記複数のノードそれぞれを他の基地局装置へ接続させるか否かを判定し、
    第１のノードを前記他の基地局装置へ接続させると判定した場合に、前記他の基地局装置に関する情報を含む接続情報を生成し、
    生成された接続情報を、前記中継ネットワークにおいて前記第１のノードの下位に接続する第２のノード、並びに前記第１のノード若しくは前記第２のノードと無線通信する端末装置へ前記第１のノード経由で送信し、送信してから前記第１のノードが前記他の基地局装置へ接続を切り替えるまでの待機時間の経過後に、前記第１のノードに前記接続情報を送信する
    処理を有することを特徴とする接続変更方法。
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