JPWO2013080541A1 - 無線通信システム、無線通信方法、無線端末装置および無線中継装置 - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおいて、無線中継装置の処理遅延を考慮して通信品質判定用のタイマ値を設定する。本発明に係る無線通信システムは、基地局装置３０と無線端末装置１０と複数の無線中継装置２０とを備え、基地局装置３０は、自装置が無線中継装置でないことを示す情報を中継段数の値として報知し、無線中継装置２０は、基地局装置３０または他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置２０の中継段数の値として報知し、無線端末装置１０は、要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置２０から受信した中継段数の値に基づいて算出する。

Description

関連出願へのクロスリファレンス

本出願は、日本国特許出願２０１１−２５９３０７号（２０１１年１１月２８日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本発明は、無線通信システム、無線通信方法、無線端末装置および無線中継装置に関するものである。

無線端末装置が基地局装置と通信するためには、基地局装置からの無線電波が届く範囲（サービスエリア）に無線端末装置が位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地には障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。また、屋外に設置された基地局装置からは、電波が届かない領域（例えば、建物の内部や地下）が多く存在する。特に、ＩＥＥＥ標準規格802.16eを基に規格化されたＷｉＭＡＸ（登録商標）（WiMAX：Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の高速無線通信方式においては、２．５ＧＨｚ以上の周波数帯が使用されるが、このような高周波数帯の電波は直進性が強く障害物を回りこむ性質が弱いため、障害物の影響を強く受ける。このような電波が届かない領域をカバーするためには、基地局装置と無線端末装置との間の無線電波を中継する無線中継装置（レピータ）が必要となる。

無線中継装置は一般的にセル半径が小さいため、無線電波が届きにくい領域が広い場合は、無線電波が届きにくい領域の全てを１台の無線中継装置で担当することは困難である。このような場合は、複数の無線中継装置をカスケード無線接続する構成にすることによりサービスエリアを広げることができる。複数の装置をカスケード無線接続する構成は、例えば、特許文献１において、通信親局に複数の通信子局をカスケード無線接続する構成が開示されている。

一方、電源オン時など無線端末装置が通信を開始する際は、無線端末装置は無線通信システムにネットワークエントリする必要がある。ネットワークエントリの際には、無線端末装置はネットワークに対して様々なパラメータを要求する要求メッセージを送信し、ネットワーク側はこれに対して応答メッセージを送信する。これらの処理が全て正常に終了してネットワークエントリが完了すると、無線端末装置は通信可能となる。

ネットワークエントリにおける、無線端末装置からの要求メッセージの送信、および、これに対するネットワーク側の応答メッセージの送信の処理において、無線端末装置と基地局装置との間の通信品質が低い場合などは、無線端末装置は、要求メッセージに対する応答メッセージを受信できない場合がある。無線端末装置は、通常、通信品質を監視するためのタイマ機能を有し、所定のタイマ値の満了前に送信した要求メッセージに対する応答メッセージを受信できない場合は、要求メッセージを再送するか、または、通信品質が低いと判定して通信を切断し別の基地局装置をサーチするなどの処理を実行する。

特開平１０−２１０１０８号公報

複数の無線中継装置をカスケード無線接続して配置している場合、ネットワークエントリの際における、無線端末装置からの要求メッセージの送信と、それに対するネットワーク側の応答メッセージの送信は、複数の無線中継装置を介して行われる。例えば、無線端末装置の要求メッセージは、複数の無線中継装置を介して基地局装置に送信され、基地局装置からデータ伝送やリソース管理の機能を有するアクセスサービスネットワークゲートウェイ（ＡＳＮＧＷ：Access Service Network Gateway）に送信される（以下、アクセスサービスネットワークゲートウェイについては「ＡＳＮＧＷ」と略記する）。そして、ＡＳＮＧＷが送信する応答メッセージは、基地局装置と複数の無線中継装置とを介して無線端末装置に送信される。

しかしながら、各無線中継装置において要求メッセージや応答メッセージを受信してから送信するまでの間には、これらの処理をするための処理時間を要する。したがって、このように、複数の無線中継装置がカスケード無線接続している場合など、多数の装置を介して無線端末装置の要求メッセージに対する応答メッセージが送信される場合、それぞれの装置における処理に起因する遅延が蓄積する。そのため、無線端末装置が要求メッセージを送信してから、それに対する応答メッセージを受信するまでの時間が長くなる。

従来技術では、無線中継装置が介在することを前提とせずに上述の所定のタイマ値が設定されている。そのため、一般的にタイマ値は小さい値であり、各装置間の通信品質に問題がなくても、無線中継装置による遅延の蓄積に起因して、所定のタイマ値の満了前に送信した要求メッセージに対する応答メッセージを受信できないことが起こり得る。

この場合、無線端末装置は、各装置間の通信品質に問題がないにも関わらず、パラメータの要求メッセージを再送したり、通信を切断して他の基地局装置のサーチを開始したりしてしまうという問題がある。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、無線端末装置と基地局装置との間に無線中継装置が配置される構成の無線通信システムにおいて、無線中継装置の処理遅延を考慮して通信品質判定用のタイマ値を設定することができる無線通信システム、無線通信方法、無線端末装置および無線中継装置を提供することにある。

上記目的を達成する第１の観点に係る無線通信システムの発明は、
基地局装置と、無線端末装置と、当該基地局装置と当該無線端末装置との間にカスケード無線接続される少なくとも１つの無線中継装置とを備える無線通信システムにおいて、
前記基地局装置は、自装置が前記無線中継装置でないことを示す情報を中継段数の値として報知し、
前記無線中継装置は、
無線接続される上位装置が前記基地局装置である場合には、前記基地局装置から受信した前記中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知するとともに、
前記無線接続される上位装置が他の無線中継装置である場合には、当該他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知し、
前記無線端末装置は、ネットワークエントリの際にネットワークにパラメータを要求する要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置から受信した中継段数の値に基づいて算出する
ことを特徴とする。

第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信システムであって、
前記無線端末装置は、前記所定のタイマ値を、以下の等式
所定のタイマ値＝基本タイマ値
＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
×中継段数の値×２
で算出することを特徴とする。

第３の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信システムであって、さらに、
プロトコルを別のプロトコルでカプセル化して通信するトンネル経由で前記無線中継装置と通信する無線中継装置用アクセスサービスネットワークゲートウェイと、
前記トンネル経由の通信においてカプセル化されたプロトコルをもとのプロトコルに変換する無線中継装置用トンネル終端装置とを備えることを特徴とする。

第４の観点に係る発明は、第３の観点に係る無線通信システムであって、
前記無線端末装置は、前記所定のタイマ値を、以下の等式
所定のタイマ値＝基本タイマ値
＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
×中継段数の値×２
＋（トンネル変換用の処理遅延）
で算出することを特徴とする。

上述したように本発明の解決手段をシステムとして説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、本発明を方法として実現させた第５の観点に係る無線通信方法の発明は、
基地局装置と、無線端末装置と、当該基地局装置と当該無線端末装置との間にカスケード無線接続される少なくとも１つの無線中継装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法において、
前記基地局装置が、自装置が前記無線中継装置でないことを示す情報を中継段数の値として報知するステップと、
前記無線中継装置が、無線接続される上位装置が前記基地局装置である場合は、前記基地局装置から受信した前記中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知するステップと、
前記無線中継装置が、前記無線接続される上位装置が他の無線中継装置である場合は、当該他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知するステップと、
前記無線端末装置が、ネットワークエントリの際にネットワークにパラメータを要求する要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置から受信した中継段数の値に基づいて算出するステップと
を含むことを特徴とする。

第６の観点に係る発明は、第５の観点に係る無線通信方法であって、
前記算出するステップは、前記所定のタイマ値を、以下の等式
所定のタイマ値＝基本タイマ値
＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
×中継段数の値×２
で算出することを特徴とする。

また、本発明を装置として実現させた第７の観点に係る無線端末装置の発明は、
無線中継装置と無線通信を行う通信部と、
ネットワークエントリの際にネットワークにパラメータを要求する要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を算出する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置から前記通信部を介して受信した中継段数の値に基づいて算出する
ことを特徴とする。

第８の観点に係る発明は、第７の観点に係る無線端末装置であって、
前記制御部は、前記所定のタイマ値を、以下の等式
所定のタイマ値＝基本タイマ値
＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
×中継段数の値×２
で算出することを特徴とする。

また、本発明を装置として実現させた第９の観点に係る無線中継装置の発明は、
基地局装置または他の無線中継装置と無線通信を行う基地局装置側通信部と、
無線端末装置または他の無線中継装置と無線通信を行う端末側通信部と、
無線接続される上位装置が前記基地局装置である場合は、前記基地局装置から前記基地局装置側通信部を介して受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として、前記端末側通信部を介して報知するとともに、
前記無線接続される上位装置が他の無線中継装置である場合は、当該他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として、前記端末側通信部を介して報知する制御部とを備える。

本発明によれば、無線端末装置と基地局装置との間に無線中継装置が配置される構成の無線通信システムにおいて、無線中継装置の処理遅延を考慮して通信品質判定用のタイマ値を設定することができる無線通信システム、無線通信方法、無線端末装置および無線中継装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係る無線端末装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおけるネットワークエントリの様子を簡略化して示したシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける無線端末装置の要求メッセージに対する応答メッセージの様子を示すシーケンス図である。

以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。無線通信システムは、無線端末装置１０、無線中継装置２０−１および２０−２、基地局装置３０、ならびに、ＡＳＮＧＷ４０から構成されている。ここで、無線中継装置２０−１および２０−２は同種の装置であり、以後、区別をせずに総称する場合は無線中継装置２０と記載する。

無線端末装置１０は、無線中継装置２０−１との間でデータを送受信する。無線端末装置１０は、電源オン時などネットワークエントリの必要がある場合、ネットワークエントリの処理手続において、様々なパラメータを要求する要求メッセージをネットワーク側に送信する。無線端末装置１０は、要求メッセージに対するＡＳＮＧＷ４０からの応答メッセージを無線中継装置２０−１から受信する。無線端末装置１０の機能の詳細については図２の説明において詳述する。

無線中継装置２０−１は、無線端末装置１０と無線中継装置２０−２との間で送受信されるデータを中継する。無線中継装置２０−２は、無線中継装置２０−１と基地局装置３０との間で送受信されるデータを中継する。このように、図１に示す例においては、無線端末装置１０と基地局装置３０との間に、無線中継装置２０−１および２０−２がカスケード無線接続されて配置されている。無線中継装置２０の機能の詳細については図３の説明において詳述する。

基地局装置３０は、無線中継装置２０−２と無線通信を行い、ＡＳＮＧＷ４０と有線通信を行う。基地局装置３０は、ダウンリンクについては、ＡＳＮＧＷ４０からダウンリンクデータを受信し、ベースバンド信号処理および無線信号へのアップコンバートをしてから、無線中継装置２０−２に送信する。基地局装置３０は、アップリンクについては、無線中継装置２０−２から無線信号を受信し、ベースバンド周波数へのダウンコンバートおよびベースバンド信号処理をしてから、アップリンクデータをＡＳＮＧＷ４０に出力する。

基地局装置３０は、ネットワークエントリにおいて、下りパラメータや上りパラメータを定期的に報知する。図１の例においては、無線中継装置２０−２が、基地局装置３０が報知する下りパラメータや上りパラメータを受信する。基地局装置３０は、無線中継装置２０ではなく基地局装置３０が下りパラメータや上りパラメータを報知していることを示す。そのため、中継段数の値として、例えば、中継段数の値＝０を報知する。また、基地局装置３０は、中継段数の値を無線中継装置２０−２に通知する方法として、中継段数の値を報知するのではなく、無線端末装置１０からの最初の要求メッセージに対する応答メッセージの中に、中継段数の値の情報を含めてもよい。

ＡＳＮＧＷ４０は、無線端末装置１０の認証、無線リソース管理およびハンドオーバなどの処理を行う。また、ＡＳＮＧＷ４０は、無線端末装置１０の要求メッセージを基地局装置３０から受信し、当該要求メッセージへの応答メッセージを基地局装置３０に出力する。

なお、図１においては、無線端末装置１０と基地局装置３０との間に２台の無線中継装置２０−１および２０−２がカスケード無線接続される構成を示したが、これはあくまで一例であり、本発明は無線中継装置２０の台数を２台に限るものではない。無線中継装置２０の台数が少なくとも１台以上であれば、本発明は適用可能である。

図２は、本発明の一実施形態に係る無線端末装置の概略構成を示す機能ブロック図である。無線端末装置１０は、通信部１２０、制御部１４０および記憶部１６０を備える。

通信部１２０は、アンテナを介して無線中継装置２０−１とデータを送受信する。通信部１２０は、無線中継装置２０−１からダウンリンクデータを無線信号として受信する。通信部１２０は、無線中継装置２０−１へアップリンクデータを無線信号として送信する。ネットワークエントリの処理中においては、ダウンリンクデータに、ＡＳＮＧＷ４０からの応答メッセージが含まれる場合がある。また、ネットワークエントリの処理中においては、アップリンクデータに、ＡＳＮＧＷ４０への要求メッセージを含める場合がある。

制御部１４０は、通信部１２０をはじめとして無線端末装置１０の全体を制御する。制御部１４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。

制御部１４０は、ネットワークエントリの際に、無線中継装置２０−１から受信するダウンリンクデータに含まれる中継段数の値を抽出する。ここで抽出される中継段数の値とは、基地局装置３０から無線中継装置２０−１までの間に何段の無線中継装置２０がカスケード無線接続されているかを示す情報である。例えば図１に示す無線通信システムの例においては、基地局装置３０から無線中継装置２０−１までの間に無線中継装置２０−２および２０−１の２台がカスケード無線接続されているので、制御部１４０は、ダウンリンクデータから中継段数の値＝２を抽出する。

制御部１４０は、無線端末装置１０がＡＳＮＧＷ４０に要求メッセージを送信してから、無線端末装置１０がＡＳＮＧＷ４０から当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでの時間を監視する。

制御部１４０は、要求メッセージを送信すると同時に所定のタイマ値を設定し、当該タイマ値の満了前に応答メッセージを受信できなかった場合は、要求メッセージを再送するか、または、通信品質が低いと判定して通信を切断し別の基地局装置をサーチするなどの処理を実行する。

制御部１４０は、抽出した中継段数の値に基づいてタイマ値を算出する。中継段数の値が１段増える毎に、無線端末装置１０が要求メッセージを送信してから受信メッセージを受信するまでに要する時間が、無線中継装置２０における転送処理および装置間の伝搬遅延分だけ増える。そのため、制御部１４０は、その増分を考慮した延長タイマ値を以下の数式により算出する。
延長タイマ値＝基本タイマ値
＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
×中継段数の値×２
ここで、基本タイマ値とは、無線端末装置１０と基地局装置３０との間に無線中継装置２０が存在しない前提で設定されたタイマ値である。また、延長タイマ値を算出する数式の最後で２が掛けられているのは、往復の分を考慮したものである。

記憶部１６０は、下りチャネルや上りチャネルの各種パラメータを記憶する。記憶部１６０が記憶する各種パラメータは、通信断後の最初のサーチにおいて、初期設定のパラメータとして用いることができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。無線中継装置２０は、ドナーノード２１０とサービスノード２２０とを備える。

まず、ドナーノード２１０の機能ブロックについて説明する。ドナーノード２１０は、基地局装置側通信部２１２と基地局装置側制御部２１４とを備える。

基地局装置側通信部２１２は、アンテナを介して無線接続される上位装置とデータを送受信する。ダウンリンクデータについては、基地局装置側通信部２１２は、無線接続される上位装置からダウンリンクデータを無線信号として受信する。基地局装置側通信部２１２は、無線信号をダウンコンバートしてベースバンド信号に変換し端末側通信部２２２に出力する。ネットワークエントリの処理中においては、ダウンリンクデータに、ＡＳＮＧＷ４０からの応答メッセージが含まれる場合がある。

ここで上位装置とは、ある装置からみて相対的にＡＳＮＧＷ４０側にある装置をいい、下位装置とは、ある装置から見て相対的に無線端末装置１０側にある装置をいう。また、無線接続される上位装置とは直接通信を行っている上位装置をいい、例えば、無線中継装置２０−２にとっては、基地局装置３０が無線接続される上位装置である。また、無線接続される下位装置とは直接通信を行っている下位装置をいい、例えば、無線中継装置２０−２にとっては、無線中継装置２０−１が無線接続される下位装置である。

また、アップリンクデータについては、基地局装置側通信部２１２は、端末側通信部２２２からアップリンクデータをベースバンド信号として受け取る。基地局装置側通信部２１２は、ベースバンド信号をアップコンバートして無線信号に変換し基地局装置３０または他の無線中継装置へ送信する。ネットワークエントリの処理中においては、アップリンクデータに、無線端末装置１０からの要求メッセージが含まれる場合がある。

基地局装置側制御部２１４は、基地局装置側通信部２１２をはじめとしてドナーノード２１０の全体を制御する。基地局装置側制御部２１４は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。

基地局装置側制御部２１４は、基地局装置側通信部２１２を介して無線接続される上位装置から中継段数の値を受信する。基地局装置側制御部２１４は、当該中継段数の値を端末側制御部２２４に出力する。

続いて、サービスノード２２０の機能ブロックについて説明する。サービスノード２２０は、端末側通信部２２２と端末側制御部２２４とを備える。

端末側通信部２２２は、アンテナを介して無線接続される下位装置とデータを送受信する。

端末側通信部２２２は、ダウンリンクデータについては、基地局装置側通信部２１２からダウンリンクデータをベースバンド信号として受け取り、アップコンバートして無線信号に変換して無線接続される下位装置に送信する。ネットワークエントリの処理中においては、ダウンリンクデータに、ＡＳＮＧＷ４０からの応答メッセージが含まれる場合がある。

端末側通信部２２２は、アップリンクデータについては、無線接続される下位装置からアップリンクデータを無線信号として受信し、ダウンコンバートしてベースバンド信号に変換して基地局装置側通信部２１２に出力する。ネットワークエントリの処理中においては、アップリンクデータに、無線端末装置１０からの要求メッセージが含まれる場合がある。

端末側制御部２２４は、端末側通信部２２２をはじめとしてサービスノード２２０の全体を制御する。端末側制御部２２４は、ＣＰＵ等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ）によって構成したりすることもできる。なお、本実施形態においては、ドナーノード２１０が基地局装置側制御部２１４を備え、サービスノード２２０が端末側制御部２２４を備えるというように、ドナーノード２１０およびサービスノード２２０の各々が制御部を備える構成として説明したが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、ドナーノード２１０とサービスノード２２０とを１つの制御部で制御する構成とすることもできる。

端末側制御部２２４は、基地局装置側制御部２１４から無線接続される上位装置の中継段数の値を受け取り、報知用の中継段数の値を算出する。例えば、端末側制御部２２４は、
（報知用の中継段数の値）＝（無線接続される上位装置の中継段数の値）
＋１
との数式を用いて算出する。

端末側制御部２２４は、算出した報知用の中継段数の値を端末側通信部２２２を介して、無線接続される下位装置に送信する。

なお、報知用の中継段数の値は端末側制御部２２４が算出するものとして説明したが、この算出は基地局装置側制御部２１４が行ってもよい。この場合は、端末側制御部２２４は、算出済みの報知用の中継段数の値を基地局装置側制御部２１４から受け取る。

なお、本発明に係る無線通信システムは、無線中継装置２０に対しては、無線中継装置２０用のＡＳＮＧＷ（以下「無線中継装置用ＡＳＮＧＷ」と称する）を設け、無線中継装置２０と無線中継装置用ＡＳＮＧＷとは、トンネル経由で通信させることもできる。ここで、トンネル経由で通信するとは、あるプロトコルを別のプロトコル（例えば、ＩＰプロトコル）でカプセル化して送ることである。カプセル化して送付されたデータは、トンネル終端装置でもとのプロトコルに変換される。こうすることで、トンネル終端装置との間がＩＰプロトコルの通信により直結しているようにみえる。この際、無線中継装置２０用のトンネル終端装置（以下「無線中継装置用トンネル終端装置」と称する）は、ユーザデータ用のトンネル終端装置とは別に設ける。

無線中継装置用トンネル終端装置の宛先（ＩＰアドレス）は、無線中継装置２０のネットワークエントリの際に、ＡＳＮＧＷ４０が指示する。ネットワークエントリの際、上位装置は、無線接続要求を受信した下位装置が無線中継装置２０であるか無線端末装置１０であるかを判定する。上位装置は、例えば、ＭＡＣアドレス、または、ネットワークエントリの際に最初に受信する要求メッセージから、下位装置が無線中継装置２０であるか無線端末装置１０であるかを判定することができる。上位装置は、無線接続要求を受信した下位装置が無線中継装置２０である場合、無線中継装置２０用のトンネルを無線中継装置２０と無線中継装置用トンネル終端装置との間に設ける。

トンネル経由の通信を行う場合、無線中継装置２０および無線中継装置用ＡＳＮＧＷにおいて、トンネル変換用の処理遅延が発生するため、無線端末装置１０の制御部１４０は、延長タイマ値を以下の数式により算出する。
延長タイマ値＝基本タイマ値
＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
×中継段数の値×２
＋（トンネル変換用の処理遅延）

図４に、無線端末装置１０、無線中継装置２０−１および２０−２、ならびに基地局装置３０のネットワークエントリのシーケンスにおける様子を示す。なお、図４は、ネットワークエントリのシーケンスを簡略化して示したものであり、全ての処理を示しているわけではない。

無線中継装置２０−２は、電源オンとした初期動作時などに、通信対象となる周囲の基地局装置などの存在を探索するためスキャンを開始する（図４の１０１）。

基地局装置３０は、定期的にパラメータを報知している。基地局装置３０は、報知するパラメータに中継段数の値を含めて報知する。基地局装置３０は、中継段数の値＝０とする（図４の１０２）。

無線中継装置２０−２は、基地局装置３０が送信する下り信号を補足すると、基地局装置３０と同期を確立し、基地局装置３０が報知するパラメータを取得する。無線中継装置２０−２は、当該パラメータから中継段数の値を抽出し、当該中継段数の値に基づいて無線中継装置２０−２が下位装置に報知する中継段数の値を算出する。具体的には、例えば、無線中継装置２０−２は、基地局装置３０から受信した中継段数の値である０に１を足して１とする（図４の１０３）。

無線中継装置２０−１は、電源オンとした初期動作時などに、通信対象となる周囲の基地局装置などの存在を探索するためスキャンを開始する（図４の１０４）。

無線中継装置２０−２は、定期的にパラメータを報知している。無線中継装置２０−２は、報知するパラメータに中継段数の値を含めて報知する。無線中継装置２０−２は、図４の１０３において算出した中継段数の値、すなわち１を報知する（図４の１０５）。

無線中継装置２０−１は、無線中継装置２０−２が送信する下り信号を補足すると、無線中継装置２０−２と同期を確立し、無線中継装置２０−２が報知するパラメータを取得する。無線中継装置２０−１は、当該パラメータから中継段数の値を抽出し、当該中継段数の値に基づいて無線中継装置２０−１が下位装置に報知する中継段数の値を算出する。具体的には、例えば、無線中継装置２０−１は、無線中継装置２０−２から受信した中継段数の値である１に１を足して２とする（図４の１０６）。

無線端末装置１０は、電源オンとした初期動作時などに、通信対象となる周囲の基地局装置などの存在を探索するためスキャンを開始する（図４の１０７）。

無線中継装置２０−１は、定期的にパラメータを報知している。無線中継装置２０−１は、報知するパラメータに中継段数の値を含めて報知する。無線中継装置２０−１は、図４の１０６において算出した中継段数の値、すなわち２を報知する（図４の１０８）。

無線端末装置１０は、無線中継装置２０−１が送信する下り信号を補足すると、無線中継装置２０−１と同期を確立し、無線中継装置２０−１が報知するパラメータを取得する。無線端末装置１０は、当該パラメータから中継段数の値を抽出し、当該中継段数の値に基づいて上位装置側タイマ値を設定する（図４の１０９）。

図５に、無線端末装置１０の要求メッセージが無線中継装置２０−１および２０−２、ならびに、基地局装置３０を介してＡＳＮＧＷ４０に到達し、当該要求メッセージに対するＡＳＮＧＷ４０の応答メッセージを、基地局装置３０、ならびに、無線中継装置２０−２および２０−１を介して無線端末装置１０が受信するシーケンスを示す。

無線端末装置１０は、無線接続される上位装置である無線中継装置２０−１に要求メッセージＡを送信する（図５の２０１）。

無線中継装置２０−１は、無線端末装置１０から要求メッセージＡを受信すると、無線接続される上位装置である無線中継装置２０−２に要求メッセージＡを送信する（図５の２０２）。この際、無線中継装置２０−１において、要求メッセージＡを受信してから要求メッセージＡを送信するまでの間に遅延Ｔｄ１が発生する。

無線中継装置２０−２は、無線中継装置２０−１から要求メッセージＡを受信すると、無線接続される上位装置である基地局装置３０に要求メッセージＡを送信する（図５の２０３）。この際、無線中継装置２０−２において、要求メッセージＡを受信してから要求メッセージＡを送信するまでの間に遅延Ｔｄ２が発生する。

基地局装置３０は、無線中継装置２０−２から要求メッセージＡを受信すると、無線接続される上位装置であるＡＳＮＧＷ４０に要求メッセージＡを送信する（図５の２０４）。この際、基地局装置３０において、要求メッセージＡを受信してから要求メッセージＡを送信するまでの間に遅延Ｔｄ３が発生する。

ＡＳＮＧＷ４０は、基地局装置３０から要求メッセージＡを受信すると、要求メッセージＡに対する応答メッセージＡを基地局装置３０に送信する（図５の２０５）。この際、ＡＳＮＧＷ４０において、要求メッセージＡを受信してから応答メッセージＡを送信するまでの間に遅延Ｔｄ４が発生する。

基地局装置３０は、ＡＳＮＧＷ４０から応答メッセージＡを受信すると、無線接続される下位装置である無線中継装置２０−２に応答メッセージＡを送信する（図５の２０６）。この際、基地局装置３０において、応答メッセージＡの受信から送信までの間に遅延Ｔｄ５が発生する。

無線中継装置２０−２は、基地局装置３０から応答メッセージＡを受信すると、無線接続される下位装置である無線中継装置２０−１に応答メッセージＡを送信する（図５の２０７）。この際、無線中継装置２０−２において、応答メッセージＡの受信から送信までの間に遅延Ｔｄ６が発生する。

無線中継装置２０−１は、無線中継装置２０−２から応答メッセージＡを受信すると、無線接続される下位装置である無線端末装置１０に応答メッセージＡを送信する（図５の２０８）。この際、無線中継装置２０−１において、応答メッセージＡの受信から送信までの間に遅延Ｔｄ７が発生する。

このように、無線端末装置１０が要求メッセージＡを送信してから、応答メッセージＡを受信するまでの間に、各装置による転送処理時間として、Ｔｄ１＋Ｔｄ２＋Ｔｄ３＋Ｔｄ４＋Ｔｄ５＋Ｔｄ６＋Ｔｄ７が生じる。従来技術において考慮されていた転送処理時間は、このうち、基地局装置３０とＡＳＮＧＷ４０の処理時間であるＴｄ３＋Ｔｄ４＋Ｔｄ５の分だけであるが、本願は、無線中継装置２０の処理時間であるＴｄ１＋Ｔｄ２＋Ｔｄ６＋Ｔｄ７も考慮し、この分を延長して延長タイマ値を設定している。

このように、本実施形態によれば、無線端末装置と基地局装置との間に無線中継装置が配置される構成の無線通信システムにおいて、無線中継装置の処理遅延を考慮して通信品質判定用のタイマ値を設定することができる無線通信システム、無線通信方法、無線端末装置および無線中継装置を提供することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

また、上述の実施形態においては、無線端末装置１０が要求メッセージをＡＳＮＧＷ４０に送信し、これに対する応答メッセージをＡＳＮＧＷ４０から受信する場合を例に挙げて説明したが、無線端末装置１０以外の装置が要求メッセージをＡＳＮＧＷ４０以外の装置に送信する場合についても、本発明は適用可能である。この場合、無線端末装置１０以外の装置は、無線中継装置２０の段数を考慮して延長タイマ値を算出する。また、ＡＳＮＧＷ４０が無線端末装置１０に要求メッセージを送信する場合の、ＡＳＮＧＷ４０における延長タイマ値については、無線端末装置１０が算出した延長タイマ値をＡＳＮＧＷ４０が無線端末装置１０から受信する構成としてもよい。

１０ 無線端末装置
２０ 無線中継装置
３０ 基地局装置
４０ アクセスサービスネットワークゲートウェイ（ＡＳＮＧＷ）
１２０ 通信部
１４０ 制御部
１６０ 記憶部
２１０ ドナーノード
２１２ 基地局装置側通信部
２１４ 基地局装置側制御部
２２０ サービスノード
２２２ 端末側通信部
２２４ 端末側制御部

Claims (9)

1. 基地局装置と、無線端末装置と、当該基地局装置と当該無線端末装置との間にカスケード無線接続される少なくとも１つの無線中継装置とを備える無線通信システムにおいて、
   前記基地局装置は、自装置が前記無線中継装置でないことを示す情報を中継段数の値として報知し、
   前記無線中継装置は、
   無線接続される上位装置が前記基地局装置である場合には、前記基地局装置から受信した前記中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知するとともに、
   前記無線接続される上位装置が他の無線中継装置である場合には、当該他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知し、
   前記無線端末装置は、ネットワークエントリの際にネットワークにパラメータを要求する要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置から受信した中継段数の値に基づいて算出する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   前記無線端末装置は、前記所定のタイマ値を、以下の等式
   所定のタイマ値＝基本タイマ値
   ＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
   ×中継段数の値×２
   で算出することを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムであって、さらに、
   プロトコルを別のプロトコルでカプセル化して通信するトンネル経由で前記無線中継装置と通信する無線中継装置用アクセスサービスネットワークゲートウェイと、
   前記トンネル経由の通信においてカプセル化されたプロトコルをもとのプロトコルに変換する無線中継装置用トンネル終端装置とを備えることを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項３に記載の無線通信システムであって、
   前記無線端末装置は、前記所定のタイマ値を、以下の等式
   所定のタイマ値＝基本タイマ値
   ＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
   ×中継段数の値×２
   ＋（トンネル変換用の処理遅延）
   で算出することを特徴とする無線通信システム。
5. 基地局装置と、無線端末装置と、当該基地局装置と当該無線端末装置との間にカスケード無線接続される少なくとも１つの無線中継装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法において、
   前記基地局装置が、自装置が前記無線中継装置でないことを示す情報を中継段数の値として報知するステップと、
   前記無線中継装置が、無線接続される上位装置が前記基地局装置である場合には、前記基地局装置から受信した前記中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知するステップと、
   前記無線中継装置が、前記無線接続される上位装置が他の無線中継装置である場合には、当該他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として報知するステップと、
   前記無線端末装置が、ネットワークエントリの際にネットワークにパラメータを要求する要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置から受信した中継段数の値に基づいて算出するステップと
   を含むことを特徴とする無線通信方法。
6. 請求項５に記載の無線通信方法であって、
   前記算出するステップは、前記所定のタイマ値を、以下の等式
   所定のタイマ値＝基本タイマ値
   ＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
   ×中継段数の値×２
   で算出することを特徴とする無線通信方法。
7. 無線中継装置と無線通信を行う通信部と、
   ネットワークエントリの際にネットワークにパラメータを要求する要求メッセージを送信してから当該要求メッセージに対する応答メッセージを受信するまでにかかる時間から通信品質を判定するために用いる所定のタイマ値を算出する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記所定のタイマ値を、無線接続される上位装置である無線中継装置から前記通信部を介して受信した中継段数の値に基づいて算出する
   ことを特徴とする無線端末装置。
8. 請求項７に記載の無線端末装置であって、
   前記制御部は、前記所定のタイマ値を、以下の等式
   所定のタイマ値＝基本タイマ値
   ＋（無線中継装置内部の転送処理時間＋装置間の伝搬遅延）
   ×中継段数の値×２
   で算出することを特徴とする無線端末装置。
9. 基地局装置または他の無線中継装置と無線通信を行う基地局装置側通信部と、
   無線端末装置または他の無線中継装置と無線通信を行う端末側通信部と、
   無線接続される上位装置が前記基地局装置である場合には、前記基地局装置から前記基地局装置側通信部を介して受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として、前記端末側通信部を介して報知するとともに、前記無線接続される上位装置が他の無線中継装置である場合には、当該他の無線中継装置から受信した中継段数の値に１を足して当該無線中継装置の中継段数の値として、前記端末側通信部を介して報知する制御部と
   を備える無線中継装置。

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