WO2019230044A1 - 中継伝送路を含んだハンドオーバが実行される無線通信システムにおける基地局装置、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

中継伝送路を含んだハンドオーバが実行される無線通信システムにおける基地局装置、その制御方法、及びプログラム Download PDF

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WO2019230044A1
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WO
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base station
terminal device
handover
communication path
station apparatus
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PCT/JP2019/002837
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English (en)
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海蘭 彭
大関　武雄
恭宏 末柄
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Kddi株式会社
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    • H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W36/36—Reselection control by user or terminal equipment
    • H04W36/362—Conditional handover

Definitions

  • the present invention relates to a base station apparatus, a control method thereof, and a program, and more specifically, to a control technique when a handover including a relay transmission path is executed.
  • Non-patent Document a method in which a terminal device is connected directly to a relay device that relays communication with the base station without being directly connected to the base station connected to the core network has been studied. 1).
  • the present invention provides a handover procedure suitable for a cellular communication system using a relay transmission path.
  • a base station apparatus is a base station apparatus that provides communication to a terminal apparatus via a relay apparatus or directly, and when the terminal apparatus performs handover, the base station apparatus and the core Selection means for selecting a communication path to and from the network; and notification means for notifying each of the devices constituting the communication path selected by the selection means about the handover of the terminal device. Then, based on the notification, a connection between the terminal device and the core network is established by the communication path selected by the selection unit.
  • handover processing of a terminal device can be appropriately completed in a cellular communication system using a relay transmission path.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to this embodiment.
  • the wireless communication system is, for example, an LTE (Long Term Evolution) system or a fifth-generation or later cellular communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to this embodiment.
  • the wireless communication system is, for example, an LTE (Long Term Evolution) system or a fifth-generation or later cellular communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to this embodiment.
  • the wireless communication system is, for example, an LTE (Long Term Evolution) system or a fifth-generation or later cellular communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • the present invention is not limited to this, and the following discussion can be applied to an arbitrary wireless communication system having the same configuration and switching the communication path for the terminal device to perform communication.
  • the wireless communication system includes a relay device (gNB1 and gNB2 in FIG. 1).
  • the relay device is connected to other relay devices and base station devices, and relays communication of terminal devices.
  • the connection between the relay device and another relay device or base station device may be a wired connection or a wireless connection.
  • gNB1 and gNB2 can be recognized as relay devices from terminal devices (that is, other relay destination devices can be recognized as connection destination base station devices), but other base station devices that do not perform relay operations. May be recognized as the same base station apparatus.
  • the terminal device is described as being connected to the relay device, but may be connected to a base station device that is directly connected to a core network such as gNB3 or gNB4 and does not operate as a relay device.
  • gNB3 and gNB4 are base station devices directly connected to the core network, and gNB1 and gNB2 are relay devices not directly connected to the core network in that respect.
  • the base station apparatus directly connected to such a core network may have a relay function.
  • gNB3 has a relay function that relays communication between gNB4 and a terminal device, and a function that communicates directly with the core network, and gNB4 also has a similar function.
  • gNB1 and gNB2 can also be classified as base station apparatuses, but in the present embodiment, these may be referred to as relay apparatuses unless particularly necessary.
  • the terminal device connects to gNB4 using gNB1 as a relay device.
  • gNB4 is a base station apparatus directly connected to the core network as described above, and has, for example, a mobility management function.
  • a base station device having such a mobility management function is a serving base station for the terminal device. That is, the terminal device is directly connected to gNB1, but when gNB1 does not have the mobility management function, the serving base station for this terminal device is gNB4 having the mobility management function.
  • the terminal device may be directly connected to the gNB 4 according to, for example, the radio field intensity. That is, the relay communication path is not necessarily used.
  • the terminal device moves from a state connected to gNB1, moves into an area where gNB2 is deployed, and is handed over to gNB2.
  • the relay communication path from the terminal device to the core network is, for example, (1) gNB2 ⁇ gNB4 ⁇ core network, (2) gNB2 ⁇ gNB3 ⁇ core network, and (3) gNB2 ⁇ gNB3 ⁇ gNB4 ⁇ core network. It can be either. Which of these communication paths is selected can be selected so that, for example, a base station apparatus capable of handling a service requested by a terminal apparatus becomes a serving base station.
  • the communication path (1) or (3) can be selected so that the serving base station becomes gNB4.
  • a communication path may be selected according to the load on each base station device or relay device. That is, a communication path including a high load base station apparatus or relay apparatus may not be selected. As described above, in a system using relay communication, it is important to select a communication path to be used at the time of handover and to appropriately set the communication path.
  • the serving base station (gNB4) before the handover acquires the measurement result of the radio quality in the terminal device via gNB1, and the terminal device should execute the handover according to the measurement result. It is determined whether or not.
  • the serving base station transmits, for example, information identifying a base station device or a relay device that can provide a wireless communication service within a range in which the terminal device may move to the terminal device, and the wireless communication from those devices. Have the radio quality of the signal measured. That is, the serving base station notifies the terminal device of information specifying a device that is a handover destination candidate as a device to be measured.
  • the serving base station determines a handover destination device. For example, gNB4 selects gNB2 as a handover destination. In addition, the serving base station determines a communication path between the handover destination apparatus and the core network. For example, the gNB 4 selects one of the communication paths (1) to (3) described above based on a predetermined criterion such as a service requested by the terminal device and a load on each device. Then, the serving base station requests a handover to each device (for example, gNB2 and gNB3) included in the determined communication path, and switches the communication path in response to the reception of the request. As a result, an appropriate communication path is set as the terminal device moves, and the terminal device can continue communication in the system including the relay device.
  • a handover destination device For example, gNB4 selects gNB2 as a handover destination.
  • the serving base station determines a communication path between the handover destination apparatus and the core network. For example, the gNB 4 selects one of the communication paths (1)
  • the serving base station can provide information on a base station apparatus or relay apparatus that is a candidate for a handover destination so that the terminal apparatus can autonomously execute a handover.
  • the terminal device can autonomously start the handover procedure using the provided information, for example, in response to the radio quality being lower than a predetermined value.
  • the handover destination gNB 2 can determine the communication path to the core network.
  • the gNB 2 stores information on one or more communication path candidates between the own device and the core network, and from among the candidates, a predetermined service such as a service requested by the terminal device and a load on each device is determined.
  • One communication path is selected based on the criteria. Then, gNB2 requests handover to each device (for example, gNB3 and gNB4) included in the selected communication path, and switches the communication path in response to reception of the request. Also by this, an appropriate communication path is set with the movement of the terminal device, and the terminal device can continue communication in the system including the relay device.
  • the serving base station selects a base station apparatus or relay apparatus that is a candidate for a handover destination in advance according to the service requested by the terminal apparatus, and transmits information on the selected apparatus to the terminal apparatus. It can be. For example, when gNB3 can provide a service requested by a terminal device, but gNB4 cannot provide the service, information on a relay device or the like that does not have a communication path connected to gNB3 May not be notified.
  • a relay apparatus that does not have a mobility management function establishes a connection with the terminal apparatus by autonomous handover by the terminal apparatus
  • the terminal apparatus connects to another base station apparatus that has a mobility management function by handover. May be notified.
  • a base station apparatus having a mobility management function can determine a communication path suitable for the terminal apparatus and transmit a handover request to each apparatus included in the communication path.
  • the relay device may have information on a default route when notifying that a terminal device has been handed over to a base station device having a mobility management function. That is, when the terminal device has handed over, the relay device directly transfers information to the base station device having a predetermined mobility management function or to other base station device that transfers information to the base station device.
  • the handover may be instructed by designating a handover destination capable of executing.
  • base station apparatus (relay apparatus) that performs the above operation and an example of a flow of processing to be executed will be described.
  • base station apparatuses both referred to as “base station apparatuses” unless it is necessary to distinguish them.
  • FIG. 2 shows a hardware configuration example of the base station apparatus.
  • the base station apparatus has a hardware configuration as shown in FIG. 2, and includes, for example, a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, an external storage device 204, and a communication circuit 205.
  • the CPU 201 executes a program that realizes each function of the base station apparatus as described above, which is recorded in any of the ROM 202, the RAM 203, and the external storage device 204.
  • the base station apparatus communicates with other apparatuses by controlling the communication circuit 205 using the CPU 201, for example.
  • the communication circuit 205 can communicate with other base station apparatuses and other network nodes through, for example, a wired line, and can form one or more (plural) beams to and from the terminal apparatus.
  • Wireless communication In the configuration of FIG. 2, the base station apparatus is schematically illustrated as having one communication circuit 205, but is not limited thereto, and may have a plurality of communication circuits.
  • the base station device may include a first communication circuit for wired communication with another base station device and a second communication circuit for wireless communication with the terminal device.
  • the base station apparatus may include dedicated hardware that executes each function, or may execute other parts with a computer that executes a part of the hardware and operates the program. All functions may be executed by a computer and a program.
  • FIG. 3 shows a functional configuration example of the base station apparatus.
  • the base station apparatus includes a communication unit 301, a route information holding unit 302, a route selection unit 303, and a handover notification unit 304 as an example of the functional configuration.
  • the base station apparatus may include a handover necessity determination unit 305 and a handover instruction unit 306 as a configuration in the case where the base station apparatus instructs a handover to the terminal device, for example.
  • the base station device may include a candidate base station notification unit 307 as a configuration when the terminal device autonomously performs handover, for example.
  • the base station apparatus may be configured to include any one of the handover necessity determination unit 305, the handover instruction unit 306, and the candidate base station notification unit 307, or may be configured to include both.
  • a control device that does not have any of these and performs only control related to a communication path may be configured as shown in FIG. 3. Good. That is, a network node having a communication unit 301, a route information holding unit 302, a route selection unit 303, and a handover notification unit 304 may be prepared separately from the base station apparatus. May be configured to execute a process of determining a communication path by receiving a notification of being received from a base station apparatus or a relay apparatus.
  • the communication unit 301 executes wired / wireless communication with another base station device (relay device) and wireless communication with a connected terminal device.
  • the route information holding unit 302 holds, for example, information on communication routes that can be used between each relay device and the core network.
  • the path information holding unit 302 has three communication paths for gNB2: (1) gNB2 ⁇ gNB4 ⁇ core network, (2) gNB2 ⁇ gNB3 ⁇ core network, and (3) gNB2 ⁇ gNB3 ⁇ gNB4 ⁇ core network.
  • a base station device and a relay device that can be connected to the terminal device can only hold information on a communication path from the own device to the core network.
  • the route information holding unit 302 of gNB2 can hold only the information on the above three communication routes.
  • the path information holding unit 302 holds the above-described path information related to the base station apparatus or relay apparatus with which the terminal apparatus may be handed over.
  • gNB4 exists as a handover destination candidate of the terminal device connected to gNB2
  • gNB4 has (1) gNB1 ⁇ gNB4 ⁇ core network and (2) gNB1 ⁇ 4 ⁇ Information on two communication paths of gNB3 ⁇ core network can be held.
  • gNB2 exists as a handover destination candidate of the terminal device connected to gNB1, gNB4 can hold the above-described three communication path information as communication path information regarding gNB2.
  • the route selection unit 303 selects a communication route to be used for the terminal device that performs the handover from the route information held by the route information holding unit 302. For example, the route selection unit 303 selects a communication route such that the base station device corresponding to the service requested by the terminal device becomes the serving base station of the terminal device. The service requested by the terminal device can be notified from the terminal device to the serving base station when the terminal device is connected to the network, for example. For example, when gNB4 corresponds to a service requested by a terminal device but not gNB3, the route selection unit 303 uses a communication route in which gNB4 serves as a serving base station (for example, a communication route in which gNB4 is directly connected to the core network).
  • the route selection unit 303 sets a communication route with the gNB3 as a serving base station when the gNB3 and the gNB4 are both compatible with the service requested by the terminal device and the load of the gNB4 is high. It may be selected as a communication path for the device. Further, for example, when gNB4 is selected as a serving base station, the route selection unit 303 has a communication capacity such as a communication route between gNB3 and gNB4 being a wired communication route, and the use of radio resources in gNB4.
  • the route selection unit 303 may select a communication route that minimizes the delay when the allowable delay time of the service requested by the terminal device is within a predetermined time. Note that the above-described criteria and processing for route selection are merely examples, and communication routes can be appropriately selected according to arbitrary criteria.
  • the handover request unit 304 requests the base station device and the relay device included in the communication route selected by the route selection unit 303 to change the communication route accompanying the handover of the terminal device.
  • the handover request unit 304 may transmit a request signal to all the base station devices and relay devices included in the communication route selected by the route selection unit 303.
  • the request signal may be transmitted only to a device included in a part different from the communication path. For example, from a communication path consisting of (base station apparatus A, relay apparatus B, relay apparatus C, relay apparatus D) to a communication path consisting of (base station apparatus A, relay apparatus B, relay apparatus C, relay apparatus E)
  • a handover request may be transmitted only to the relay device C and the relay device E.
  • a request does not need to be transmitted to a device related to a route of a part that is not changed. This is because it is clear that such a device is permitted to establish a communication path before handover even if such a request is not transmitted.
  • the apparatus that has received the handover request determines and controls whether or not to accept the handover request. If the request is accepted, an ACK (acknowledgement) is returned, and if the request is not accepted, NACK (negative Reply).
  • NACK negative Reply
  • the handover request unit 304 receives a NACK, the handover request unit 304 notifies the route selection unit 303 of that.
  • the route selection unit 303 receives notification that NACK has been received, the route selection unit 303 reselects the communication route. Then, the handover request unit 304 transmits a handover request to the base station device and the relay device included in the reselected communication path. In this way, a communication path after handover is established.
  • the handover necessity determination unit 305 acquires information on the radio quality regarding the radio signal from the surrounding base station apparatus (relay apparatus) measured by the terminal apparatus, and determines whether or not the terminal apparatus should perform handover. Make a decision.
  • the handover instruction unit 306 transmits a handover instruction to the terminal device when the handover request determination unit 305 determines that the terminal device should execute handover.
  • the processing of the handover necessity determination unit 305 and the handover instruction unit 306 is a general handover necessity determination process and will not be described in detail.
  • the handover instruction unit 306 includes, in the handover instruction signal, information specifying the base station apparatus (relay apparatus) to which the terminal apparatus should be directly connected after the handover, but the base station apparatus (relay apparatus) to be directly connected ) As well as information on the communication path after the handover may be included.
  • the information on the communication path can be, for example, information on the base station apparatus and the relay apparatus included in the communication path, but may be other information such as information on the serving base station.
  • the handover instruction signal may be, for example, an RRC Connection Reconfiguration message, but may be another message.
  • the candidate base station notification unit 307 provides the terminal device with information related to the base station device (relay device) that is a handover candidate. This information is information that enables the terminal device to autonomously determine a handover destination and execute connection switching processing. For example, the candidate base station notification unit 307 identifies a communication path including a serving base station that can support a service requested by the terminal apparatus, and connects directly to the terminal apparatus on the communication path (relay relay). Device) information is notified to the terminal device. As a result, the terminal device can avoid handover to a base station device that cannot support the service requested by the terminal device or a relay device that can only connect to such a base station device.
  • gNB4 serves as a serving base station from a state where it is connected to the terminal device via gNB1 (relay device), and the processing when the terminal device moves and the terminal device is handed over to gNB2 An example of the flow will be described.
  • FIG. 4 and 5 show an example of the flow of processing when the gNB 4 (serving base station) instructs the terminal device to execute handover.
  • FIG. 4 shows an example in which the communication path after handover includes a path connecting gNB2 and gNB4, and the serving base station is not changed.
  • FIG. 5 shows the communication path after handover. An example is shown in which a path connecting gNB2 and gNB3 is established and the serving base station is switched to gNB3.
  • the terminal apparatus measures the radio quality of the radio signal for the surrounding cells, for example, in response to the radio quality of the radio signal from the currently connected gNB1 being deteriorated, and the measurement result is expressed as gNB1.
  • the serving base station gNB4 S401.
  • the cell to be measured by the terminal device is notified from the gNB4 to the terminal device via gNB1, for example, and the terminal device performs a measurement report on the cell designated by the gNB4.
  • the gNB 4 determines whether or not the terminal apparatus should execute handover based on the measurement report (S402), and determines the handover destination gNB when it is determined that the handover is necessary. (S403).
  • the gNB 4 determines a communication path from the core network (or serving base station) to the handover destination gNB (S404).
  • the communication path is determined based on the service requested by the terminal apparatus, the load state of the base station apparatus, and the like.
  • gNB4 transmits a handover request to gNB2 (S405).
  • the handover request includes communication path information.
  • the communication path information includes at least information of adjacent base station apparatuses or relay apparatuses in the communication path. That is, the handover request transmitted to gNB2 includes at least information on gNB4.
  • each relay device By transmitting this information to each device included in the communication path, each relay device recognizes from which device the signal from the terminal device is received and to which device the received signal should be transmitted. Is possible.
  • the gNB 2 receives the handover request, the gNB 2 performs an Admission Control for determining whether to accept the request (S406).
  • the gNB 2 determines to accept the request, the gNB 2 transmits an affirmative response to the gNB 4 (S407).
  • the gNB 4 In response to receiving an acknowledgment from the device included in the communication path determined in S404, the gNB 4 transmits a message instructing handover to the terminal device (S408).
  • This message includes at least information on the gNB of the handover destination (in this case, gNB2).
  • the terminal apparatus In response to receiving this handover instruction message, the terminal apparatus establishes a connection with the designated gNB2 using a random access procedure (S409), and transmits a message indicating handover completion to gNB2. Then, the handover process ends (S410).
  • FIG. 5 the basic processing is the same. However, in the example of FIG. 5, since the serving base station is switched, the process for this point is different from the case of FIG.
  • the processing of S401 to S404 is the same as in the case of FIG.
  • gNB2 as the handover destination is gNB2 as in the case of FIG. 4, but it is assumed that the serving base station is switched to gNB3, and a route for connecting gNB2 to gNB3 is selected as a communication route.
  • gNB4 which is the serving base station before the handover, transmits a handover request to gNB2 and gNB3 (S501).
  • the example of FIG. 5 shows an example in which a handover request is transmitted in parallel to gNB2 and gNB3.
  • gNB4 transmits a handover request to gNB3, and gNB2 receives a handover request from gNB3.
  • a request for handover may be transmitted.
  • the gNB 4 may transmit a handover request to the gNB 2, and the handover request may be transmitted from the gNB 2 to the gNB 3.
  • gNB2 and gNB3 execute Admission Control (S502), and when accepting the request for handover, sends an acknowledgment to gNB4 (S503).
  • This acknowledgment may also be sent from gNB2 to gNB3, for example, and gNB3 may send an acknowledgment by gNB2 and an acknowledgment by gNB3 to gNB4.
  • an acknowledgment may be transmitted from gNB3 to gNB2, and the acknowledgment may be transferred from gNB2 to gNB4.
  • the gNB 4 transmits a handover instruction to the terminal device in response to receiving the acknowledgment from the gNB 2 and gNB 3 (S407).
  • the serving base station switches to gNB3, gNB4 performs transfer of data held in the buffer and transfer of the sequence number state (S504, S505). Since this process is the same as the conventional handover process, a detailed description thereof is omitted.
  • the terminal device establishes a connection with the designated gNB2 using a random access procedure (S409), transmits a message indicating handover completion to gNB2, and ends the handover process (S410).
  • the handover process of the terminal device in the wireless communication system using the relay transmission path can be appropriately completed.
  • the conventional handover method is followed in many parts, it is not necessary to make major modifications to the system.
  • the serving base station appropriately selects a communication path according to the handover destination, for example, a situation in which a service requested by the terminal device cannot be provided occurs, or an overloaded base station device or relay device communicates. It can be prevented from being included in the route.
  • FIG. 6 shows an example in which the communication path after the handover includes a path connecting gNB2 and gNB4, and the serving base station is not changed.
  • FIG. 7 shows the communication path after the handover. An example is shown in which a path connecting gNB2 and gNB3 is established and the serving base station is switched to gNB3.
  • gNB4 which is a serving base station generates information on neighboring cells to be notified to the terminal device of the service providing destination (S601), and transmits the generated information to the terminal device (S602).
  • This neighboring cell information is information for allowing the terminal device to autonomously execute handover.
  • the identification information may be, for example, an NR Cell Global ID (NCGI) of a base station apparatus that provides the cell.
  • NCGI is a global ID of a cell determined by a combination of Public Land Mobile Network ID (PLMN ID) and NR Cell Identity (NCI).
  • the connection procedure is, for example, a random access procedure, and information used in the connection procedure includes, for example, beam information formed by the candidate base station apparatus, routing information (Tracking (Area ID (TAI)), frequency information, and the like. sell.
  • gNB4 specifies a communication path in which a base station apparatus that can provide a service requested by a terminal apparatus is a serving base station, and a base station apparatus (relay apparatus) that is directly connected to the terminal apparatus in the communication path. Can be generated. That is, gNB4 does not generate cell information generated by a base station device or a relay device that is included only in a communication path in which a base station device that cannot provide a service requested by a terminal device becomes a serving base station. It can be done.
  • S601 and S602 can be executed when the terminal device connects gNB4 as a serving base station.
  • each base station device and relay device hold information on one or more communication path candidates when the own device is directly connected to the terminal device (S603).
  • gNB2 holds information on three communication paths: (1) gNB2 ⁇ gNB4 ⁇ core network, (2) gNB2 ⁇ gNB3 ⁇ core network, and (3) gNB2 ⁇ gNB3 ⁇ gNB4 ⁇ core network.
  • FIG. 6 for simplicity of explanation, only gNB2 is described to execute the process of holding this information. However, all of the base station devices and relay devices to which the terminal device can be directly connected are described. Such information can be held.
  • the terminal device determines whether or not to execute the handover autonomously, for example, in response to the deterioration of the radio quality of the radio signal from the currently connected gNB 1 (S604). Further, when it is determined that handover is to be performed, the terminal apparatus determines which base station apparatus (relay apparatus) to perform handover (S605). In one example, the terminal apparatus measures the radio quality of radio signals from surrounding base station apparatuses and relay apparatuses, and the radio quality of the adjacent cell specified by the information acquired in S602 is the radio quality of the currently connected cell. It decides to perform a handover to the neighboring cell, such as when it is sufficiently higher. Here, it is assumed that the terminal device has selected gNB2 as the handover destination. Thereafter, the terminal device establishes a connection with gNB2 determined as the handover destination using a random access procedure (S606).
  • S606 random access procedure
  • the gNB 2 selects one communication path used for communication of the terminal device from the communication routes held in S603 (S607).
  • gNB2 is one that can correspond to the service requested by the gNB, which serves as the serving base station in the communication path, from among a plurality of communication paths when the own apparatus is directly connected to the terminal apparatus. You can choose.
  • gNB2 has a load (for example, a usage rate of communication resources and calculation resources) of a device constituting the communication path exceeding a predetermined value among a plurality of communication paths when the own device is directly connected to the terminal device. No communication path can be selected.
  • the gNB 2 may select a communication path in which the load (for example, the usage rate of the radio resource) in the communication section constituting the communication path does not exceed a predetermined value.
  • gNB2 may select the communication path to be used in light of other criteria. The gNB 2 notifies the base station apparatus and the relay apparatus included in the selected communication path that the handover initiated by the terminal apparatus has been performed, and performs switching of the communication path. Note that when the switching of the communication path is rejected by the base station apparatus or the relay apparatus included in the selected communication path, the gNB 2 can select another communication path and transmit the same message.
  • the processing in FIG. 7 is the same as that in FIG. 6 except that the serving base station is switched, so that the gNB 2 notifies the gNB 3 included in the selected communication path that the terminal device initiated handover has been performed. In doing so, the gNB 3 notifies the gNB 4 that is the serving base station before the handover. In addition, gNB2 may perform notification to this gNB4. As a result, the gNB 4 notifies the data addressed to the terminal device stored in the buffer and the state of the sequence number to the gNB 3 serving as the serving base station after the handover (S504, S505). In addition, gNB3 can perform the process of transmitting a message (UE Context Release) for discarding UE information to gNB4 after receiving these notifications, which is the same as the conventional handover. Therefore, detailed description is omitted.
  • UE Context Release UE Context Release
  • gNB2 directly connected to the terminal device selects a communication path
  • gNB2 operates as a serving base station that a handover has occurred.
  • the base station apparatus for example, gNB3 having the capability may be notified, and the base station apparatus may select the communication path.
  • the handover process of the terminal device in the wireless communication system using the relay transmission path can be appropriately completed.
  • the terminal device autonomously executes the handover, it is possible to shorten the time from the deterioration of the radio quality to the completion of the handover.
  • the serving base station removes a base station device or a relay device in a communication path in which a service requested by the terminal device cannot be provided in advance from a handover destination candidate, thereby providing a service due to the serving base station after the handover. It can be prevented that it cannot be continued.
  • the base station device or the relay device selects a communication route in consideration of the devices included in each communication route and the load state of the section in the communication route. It is possible to prevent an overloaded base station device or relay device from being included in the communication path.

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Abstract

中継装置を介して又は直接、端末装置に対して通信を提供する基地局装置は、端末装置がハンドオーバを行う場合に、その端末装置とコアネットワークとの間の通信経路を選択し、選択された通信経路を構成する装置のそれぞれに対して、端末装置のハンドオーバに関する通知を行う。その通知に基づいて、端末装置とコアネットワークとの間の接続が、選択された通信経路によって確立される。

Description

中継伝送路を含んだハンドオーバが実行される無線通信システムにおける基地局装置、その制御方法、及びプログラム
　本発明は、基地局装置、その制御方法、及びプログラムに関するものであり、具体的には、中継伝送路を含んだハンドオーバが実行される際の制御技術に関する。
　近年、セルラ通信システムにおいて、端末装置が、コアネットワークと接続される基地局と直接接続せずに、その基地局との通信を中継する中継装置に接続する方式が検討されている（非特許文献１参照）。
３ＧＰＰ　ＴＲ　３６．８０６、Ｖ９．０．０、２０１０年３月
　中継装置による中継伝送路を用いたシステムにおいても端末装置のモビリティ管理は重要であるが、このようなシステムにおいては、端末装置におけるハンドオーバ処理をどのように実行すべきかが明らかでない。特に、端末装置が、ある中継装置から他の中継装置へと接続先を切り替える場合、中継経路が適切に設定されないと、通信速度の低下や場合によっては通信ができなくなる等の不都合が生じうる。
　本発明は、中継伝送路を用いたセルラ通信システムに適したハンドオーバ手順を提供する。
　本発明の一態様による基地局装置は、中継装置を介して又は直接、端末装置に対して通信を提供する基地局装置であって、前記端末装置がハンドオーバを行う場合に、当該端末装置とコアネットワークとの間の通信経路を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された前記通信経路を構成する装置のそれぞれに対して、前記端末装置の前記ハンドオーバに関する通知を行う通知手段と、を有し、前記通知に基づいて、前記端末装置と前記コアネットワークとの間の接続が前記選択手段によって選択された前記通信経路によって確立される、ことを特徴とする。
　本発明によれば、中継伝送路を用いたセルラ通信システムにおいて適切に端末装置のハンドオーバ処理を完遂させることができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
無線通信システムの構成例を示す図である。 基地局装置の装置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。 システムで実行される処理の流れの例を示す図である。 システムで実行される処理の流れの例を示す図である。 システムで実行される処理の流れの例を示す図である。 システムで実行される処理の流れの例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　（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、一例において、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）システムや、第５世代以降のセルラ通信システムである。ただし、これに限られず、同様の構成を有し、端末装置が通信を実行するための通信経路の切り替えを行う任意の無線通信システムに、以下の議論を適用することができる。
　本無線通信システムは、中継装置（図１におけるｇＮＢ１及びｇＮＢ２）を含んで構成される。中継装置は、他の中継装置や基地局装置と接続し、端末装置の通信を中継する。なお、中継装置と他の中継装置や基地局装置との間の接続は、有線接続であってもよいし無線接続であってもよい。なお、ｇＮＢ１やｇＮＢ２は、端末装置から、中継装置として認識されうる（すなわち、中継先の他の装置が接続先の基地局装置として認識されうる）が、中継動作を行わない他の基地局装置と同様の基地局装置として認識されてもよい。また、以下の説明では、端末装置は、中継装置に接続するものとして説明するが、ｇＮＢ３やｇＮＢ４などのコアネットワークと直接接続され、中継装置として動作しない基地局装置と接続してもよい。なお、ここでの「コアネットワークと直接接続」とは、端末装置が接続可能な中継装置を含まない通信経路を介してコアネットワークと接続することを指す。すなわち、図１においては、ｇＮＢ３及びｇＮＢ４は、コアネットワークと直接接続している基地局装置であり、ｇＮＢ１及びｇＮＢ２は、その点でコアネットワークと直接接続されていない中継装置である。また、このようなコアネットワークと直接接続する基地局装置は、中継機能を有してもよい。例えば、ｇＮＢ３はｇＮＢ４と端末装置との間の通信を中継する中継機能と、コアネットワークと直接通信する機能とを有し、また、ｇＮＢ４も同様の機能を有する。なお、ｇＮＢ１及びｇＮＢ２も基地局装置として分類されうるが、本実施形態では、特に必要な場合を除いて、これらのことを中継装置と呼ぶ場合がある。
　本実施形態では、端末装置は、ｇＮＢ１を中継装置として、ｇＮＢ４と接続する。ここで、ｇＮＢ４は、上述のようにコアネットワークと直接接続されている基地局装置であり、例えばモビリティ管理機能を有する。一例において、このようなモビリティ管理機能を有する基地局装置が、端末装置にとってのサービング基地局となる。すなわち、端末装置は、ｇＮＢ１と直接接続するが、ｇＮＢ１がモビリティ管理機能を有しない場合、この端末装置にとってのサービング基地局はモビリティ管理機能を有するｇＮＢ４となる。なお、端末装置は、例えば電波強度等に応じてｇＮＢ４と直接接続してもよい。すなわち、中継通信経路は必ずしも用いられなくてもよい。
　本実施形態では、図１に示すように、端末装置は、ｇＮＢ１に接続した状態から移動して、ｇＮＢ２が展開するエリア内に移動し、ｇＮＢ２にハンドオーバするものとする。このとき、端末装置からコアネットワークまでの中継通信経路は、例えば、（１）ｇＮＢ２→ｇＮＢ４→コアネットワーク、（２）ｇＮＢ２→ｇＮＢ３→コアネットワーク、及び（３）ｇＮＢ２→ｇＮＢ３→ｇＮＢ４→コアネットワークのいずれかとなりうる。これらの通信経路のいずれを選択するかは、例えば、端末装置が要求するサービスに対応可能な基地局装置がサービング基地局となるように選択されうる。例えば、端末装置が要求するサービスにｇＮＢ３が対応していない場合は、サービング基地局がｇＮＢ４となるように、（１）又は（３）の通信経路が選択されうる。また、例えば、各基地局装置や中継装置における負荷に応じて、通信経路が選択されてもよい。すなわち、負荷の高い基地局装置や中継装置が含まれる通信経路については選択されないようにしてもよい。このように、中継通信を用いるシステムにおいては、ハンドオーバ時に、どのような通信経路を使用するかを選択し、通信経路を適切に設定することが重要となる。
　このため、一例において、ハンドオーバ前のサービング基地局（ｇＮＢ４）が、ｇＮＢ１を介して、端末装置における無線品質の測定結果を取得して、その測定結果に応じて、その端末装置がハンドオーバを実行すべきか否かを判定する。なお、サービング基地局は、例えば、端末装置が移動する可能性のある範囲において無線通信サービスを提供可能な基地局装置又は中継装置を特定する情報を端末装置に送信し、それらの装置からの無線信号の無線品質を測定させる。すなわち、サービング基地局は、端末装置に対して、ハンドオーバ先候補となる装置を測定対象の装置として指定する情報を通知する。そして、サービング基地局は、端末装置からの測定結果の情報を取得すると、ハンドオーバ先の装置を決定する。例えば、ｇＮＢ４は、ハンドオーバ先としてｇＮＢ２を選択する。また、サービング基地局は、このハンドオーバ先の装置とコアネットワークとの間の通信経路を決定する。例えば、ｇＮＢ４は、上述の（１）～（３）の通信経路のうちのいずれかを、端末装置が要求するサービスや各装置の負荷等の所定の基準に基づいて選択する。そして、サービング基地局は、決定した通信経路に含まれる各装置（例えばｇＮＢ２やｇＮＢ３）に対して、ハンドオーバを要求して、その要求が受け付けられたことに応じて通信経路の切り替えを行う。これによって、端末装置の移動に伴い、適切な通信経路が設定され、中継装置を含んだシステムにおいて端末装置が通信を継続することが可能となる。
　また、別の一例において、サービング基地局（ｇＮＢ４）は、端末装置が自律的にハンドオーバを実行することができるように、ハンドオーバ先の候補となる基地局装置又は中継装置に関する情報を提供しうる。この場合、端末装置は、例えば無線品質が所定値を下回ったことに応じて、提供された情報を用いて自律的にハンドオーバ手順を開始しうる。この場合、サービング基地局による指示によらずに端末装置がハンドオーバ処理を開始するため、例えばハンドオーバ先のｇＮＢ２が、コアネットワークまでの通信経路を決定しうる。ｇＮＢ２は、例えば、自装置からコアネットワークまでの間の１つ以上の通信経路の候補の情報を保持しておき、その候補の中から、端末装置が要求するサービスや各装置の負荷等の所定の基準に基づいて１つの通信経路を選択する。そして、ｇＮＢ２は、選択された通信経路に含まれる各装置（例えばｇＮＢ３やｇＮＢ４）に対して、ハンドオーバを要求して、その要求が受け付けられたことに応じて通信経路の切り替えを行う。これによっても、端末装置の移動に伴い、適切な通信経路が設定され、中継装置を含んだシステムにおいて端末装置が通信を継続することが可能となる。なお、この場合、サービング基地局は、ハンドオーバ先の候補となる基地局装置又は中継装置を、端末装置が要求するサービスに応じて予め選択し、選択された装置の情報を端末装置へ送信するようにしうる。例えば、ｇＮＢ３が端末装置によって要求されるサービスを提供可能である一方で、ｇＮＢ４はそのサービスを提供することができない場合、ｇＮＢ３に接続する通信経路を有しない中継装置等の情報については、端末装置に通知されなくてもよい。
　また、モビリティ管理機能を有しない中継装置は、端末装置による自律的なハンドオーバによって端末装置との接続を確立した際に、モビリティ管理機能を有する他の基地局装置へ、ハンドオーバによって端末装置が接続してきたことを通知してもよい。この場合、モビリティ管理機能を有する基地局装置が、その端末装置に適した通信経路を決定して、その通信経路に含まれる各装置に対してハンドオーバの要求を送信しうる。なお、中継装置は、モビリティ管理機能を有する基地局装置へ端末装置がハンドオーバしてきたことを通知する際のデフォルトルートの情報を有していてもよい。すなわち、中継装置は、端末装置がハンドオーバしてきた場合、事前に定められたモビリティ管理機能を有する基地局装置に、直接又はその基地局装置へ情報を転送する他の中継装置に、例えば端末装置の情報を含んだ通知を送信するようにする。これにより、中継装置が通信経路の情報を保持していなくても、端末装置に適した通信経路を選択して設定することが可能となる。なお、モビリティ管理機能を有する基地局装置は、その通知の送信元の中継装置に接続した場合には端末装置が要求するサービスを実行することができないと判定した場合、端末装置に対してそのサービスを実行可能なハンドオーバ先を指定してハンドオーバを指示してもよい。
　以下では、以上のような動作を実行する基地局装置（中継装置）の構成例と、実行される処理の流れの例について説明する。なお、以下では、基地局装置と中継装置を、区別する必要がない限り、共に「基地局装置」と呼ぶ。
　（ハードウェア構成）
　図２に、基地局装置のハードウェア構成例を示す。基地局装置は、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、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と通信を行うことができ、また、１つ以上（複数）のビームを形成して端末装置との間で無線通信することができる。なお、図２の構成において、基地局装置は、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、基地局装置は、他の基地局装置との有線通信のための第１の通信回路と、端末装置との無線通信のための第２の通信回路とを有しうる。
　なお、基地局装置は、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、基地局装置の機能構成例を示す。基地局装置は、その機能構成の一例として、通信部３０１、経路情報保持部３０２、経路選択部３０３、ハンドオーバ通知部３０４を有する。また、基地局装置は、例えば、基地局装置が端末装置に対してハンドオーバを指示する場合の構成として、ハンドオーバ要否判定部３０５及びハンドオーバ指示部３０６を有しうる。また、基地局装置は、例えば、端末装置が自律的にハンドオーバを行う場合の構成として、候補基地局通知部３０７を有しうる。基地局装置は、ハンドオーバ要否判定部３０５及びハンドオーバ指示部３０６と候補基地局通知部３０７とのいずれか一方を有するように構成されてもよいし、両方を有するように構成されてもよい。また、これらのいずれをも有さずに、通信経路に関する制御のみを行うような制御装置が図３のように構成されてもよく、この場合、基地局装置としての機能を有しなくてもよい。すなわち、基地局装置とは別個に、通信部３０１、経路情報保持部３０２、経路選択部３０３、ハンドオーバ通知部３０４を有するようなネットワークノードが用意されてもよく、このネットワークノードは、ハンドオーバが行われることの通知を基地局装置や中継装置から受け取って、通信経路を決定する処理を実行するように構成されてもよい。
　通信部３０１は、他の基地局装置（中継装置）との間での有線／無線通信や、接続中の端末装置との間での無線通信を実行する。
　経路情報保持部３０２は、例えば、各中継装置とコアネットワークとの間で利用可能な通信経路の情報を保持する。例えば、経路情報保持部３０２は、ｇＮＢ２について、（１）ｇＮＢ２→ｇＮＢ４→コアネットワーク、（２）ｇＮＢ２→ｇＮＢ３→コアネットワーク、及び（３）ｇＮＢ２→ｇＮＢ３→ｇＮＢ４→コアネットワークの３つの通信経路の情報を保持する。なお、例えば端末装置が自律的にハンドオーバを実行する場合は、端末装置と接続可能な基地局装置及び中継装置は、自装置からコアネットワークまでの間の通信経路の情報のみを保持しうる。例えば、ｇＮＢ２の経路情報保持部３０２は、上述の３つの通信経路の情報のみを保持しうる。一方、基地局装置が端末装置に対してハンドオーバを指示する場合、経路情報保持部３０２は、端末装置がハンドオーバする可能性のある基地局装置又は中継装置に関する上述のような経路情報を保持する。例えば、ｇＮＢ４は、ｇＮＢ２に接続している端末装置のハンドオーバ先の候補としてｇＮＢ１が存在するため、ｇＮＢ１に関する通信経路の情報として、（１）ｇＮＢ１→ｇＮＢ４→コアネットワーク、（２）ｇＮＢ１→４→ｇＮＢ３→コアネットワークの２つの通信経路の情報を保持しうる。また、ｇＮＢ４は、ｇＮＢ１に接続している端末装置のハンドオーバ先の候補としてｇＮＢ２が存在するため、ｇＮＢ２に関する通信経路の情報として、上述の３つの通信経路の情報を保持しうる。
　経路選択部３０３は、経路情報保持部３０２が保持している経路情報のうち、ハンドオーバを実行する端末装置に対して使用する通信経路を選択する。例えば、経路選択部３０３は、端末装置が要求するサービスに対応している基地局装置がその端末装置のサービング基地局となるような、通信経路を選択する。なお、端末装置が要求するサービスは、例えば端末装置がネットワークに接続する際に端末装置からサービング基地局へ通知されうる。例えば端末装置が要求するサービスにｇＮＢ４が対応しているがｇＮＢ３は対応していない場合、経路選択部３０３は、ｇＮＢ４がサービング基地局となる通信経路（例えばｇＮＢ４がコアネットワークに直接接続する通信経路）を、その端末装置用の通信経路として選択しうる。また、経路選択部３０３は、端末装置が要求するサービスにｇＮＢ３及びｇＮＢ４が共に対応可能である場合であってｇＮＢ４の負荷が高い場合などに、ｇＮＢ３をサービング基地局とする通信経路を、その端末装置用の通信経路として選択してもよい。また、経路選択部３０３は、例えば、ｇＮＢ４をサービング基地局として選択した際に、ｇＮＢ３とｇＮＢ４との間の通信経路が有線通信経路であるなど通信容量に余裕があり、ｇＮＢ４における無線リソースの使用率が所定レベル以上である場合に、ｇＮＢ４に無線接続する中継装置を経由する通信経路を選択せず、ｇＮＢ３を介してｇＮＢ４に到達する通信経路を選択するようにしうる。また、経路選択部３０３は、端末装置が要求するサービスの許容遅延時間が所定時間以内である場合などには、遅延が最小となる通信経路を選択するようにしてもよい。なお、上述の経路選択の基準及び処理は一例であり、任意の基準に従って適宜通信経路の選択が行われうる。
　ハンドオーバ要求部３０４は、経路選択部３０３によって選択された通信経路に含まれる基地局装置及び中継装置に対して、端末装置のハンドオーバに伴う通信経路変更を要求する。ハンドオーバ要求部３０４は、例えば、経路選択部３０３によって選択された通信経路に含まれるすべての基地局装置及び中継装置に対して要求信号を送信してもよいし、その通信経路のうち、ハンドオーバ前の通信経路と異なる部分に含まれる装置に対してのみ要求信号を送信してもよい。例えば、（基地局装置Ａ、中継装置Ｂ、中継装置Ｃ、中継装置Ｄ）からなる通信経路から、（基地局装置Ａ、中継装置Ｂ、中継装置Ｃ、中継装置Ｅ）からなる通信経路への切り替えが行われる場合、中継装置Ｃ及び中継装置Ｅに対してのみ、ハンドオーバの要求が送信されてもよい。すなわち、変更されない部分の経路に関する装置に対しては、要求が送信されなくてもよい。このような装置については、このような要求が送信されなくても、ハンドオーバ前から通信経路の確立が認容されていることが明らかだからである。ハンドオーバの要求を受信した装置は、そのハンドオーバの要求を受け付けるか否かの判定及び制御を行い、要求を受け付ける場合にはＡＣＫ（肯定応答）を返信し、要求を受け付けない場合にはＮＡＣＫ（否定応答）を返信する。ハンドオーバ要求部３０４は、ＮＡＣＫを受信した場合、そのことを経路選択部３０３に通知する。経路選択部３０３は、ＮＡＣＫの受信があったことの通知を受け取ると、通信経路の再選択を行う。そして、ハンドオーバ要求部３０４は、再選択された通信経路に含まれる基地局装置及び中継装置に対してハンドオーバの要求を送信する。このようにして、ハンドオーバ後の通信経路が確立される。
　ハンドオーバ要否判定部３０５は、一例において、端末装置が測定した周囲の基地局装置（中継装置）からの無線信号に関する無線品質の情報を取得し、その端末装置がハンドオーバを実行すべきか否かの判定を行う。ハンドオーバ指示部３０６は、端末装置がハンドオーバを実行すべきとハンドオーバ要求判定部３０５が判定した場合に、その端末装置に対してハンドオーバ指示を送信する。ハンドオーバ要否判定部３０５及びハンドオーバ指示部３０６の処理については、一般的なハンドオーバ要否判定処理であるため、詳細には説明しない。ただし、ハンドオーバ指示部３０６は、一例において、ハンドオーバ指示信号に、ハンドオーバ後に端末装置が直接接続すべき基地局装置（中継装置）を指定する情報を含めるが、直接接続すべき基地局装置（中継装置）のみならず、ハンドオーバ後の通信経路に関する情報を含めてもよい。なお、通信経路に関する情報は、例えば、通信経路に含まれる基地局装置及び中継装置の情報でありうるが、サービング基地局の情報など、これ以外の情報であってもよい。なお、ハンドオーバ指示信号は、例えばＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージでありうるが、他のメッセージであってもよい。
　候補基地局通知部３０７は、端末装置に対して、ハンドオーバ候補となる基地局装置（中継装置）に関する情報を提供する。この情報は、端末装置が自律的にハンドオーバ先を決定して、接続の切り替え処理を実行することを可能とする情報である。候補基地局通知部３０７は、例えば、端末装置が要求するサービスに対応可能なサービング基地局を含んだ通信経路を特定し、その通信経路において端末装置と直接接続することとなる基地局装置（中継装置）の情報を、その端末装置に通知する。これにより、端末装置は、自装置が要求するサービスに対応できない基地局装置やそのような基地局装置にしか接続できない中継装置にハンドオーバしてしまうことを回避することができる。
　なお、上述の構成は一例に過ぎず、上述の構成の一部が省略されてもよいし、後述のような処理を実行可能である限りにおいて、全ての構成が他の構成と置き換えられてもよい。
　（処理の流れ）
　続いて、上述のような基地局装置（中継装置）を含んだ無線通信システムで実行される処理の流れの例について説明する。なお、以下の例では、ｇＮＢ４が、サービング基地局として、ｇＮＢ１（中継装置）を介して端末装置と接続している状態から、端末装置が移動し、端末装置がｇＮＢ２へハンドオーバする際の処理の流れの例について説明する。
　図４及び図５は、ｇＮＢ４（サービング基地局）が、端末装置に対してハンドオーバの実行を指示する場合の処理の流れの例を示している。なお、図４は、ハンドオーバ後の通信経路がｇＮＢ２とｇＮＢ４とを接続する経路を含む場合であってサービング基地局が変更されない場合の例を示しており、図５は、ハンドオーバ後の通信経路がｇＮＢ２とｇＮＢ３とを接続する経路となり、サービング基地局がｇＮＢ３に切り替えられる場合の例を示している。
　まず、端末装置（ＵＥ）は、例えば現在接続中のｇＮＢ１からの無線信号の無線品質が劣化したことに応じて、周囲のセルについての無線信号の無線品質を測定し、その測定結果を、ｇＮＢ１を介して、サービング基地局であるｇＮＢ４へ報告する（Ｓ４０１）。なお、端末装置が測定する対象のセルは、例えばｇＮＢ４からｇＮＢ１を介して端末装置に通知され、端末装置はｇＮＢ４から指定されたセルについての測定報告を行う。ｇＮＢ４は、測定報告を受信すると、その測定報告に基づいて、端末装置がハンドオーバを実行すべきか否かを判定し（Ｓ４０２）、ハンドオーバが必要であると判定した場合に、ハンドオーバ先のｇＮＢを決定する（Ｓ４０３）。そして、ｇＮＢ４は、コアネットワーク（又はサービング基地局）からハンドオーバ先のｇＮＢまでの通信経路を決定する（Ｓ４０４）。通信経路は、一例として上述のようにして、端末装置が要求するサービスや基地局装置の負荷の状態等に基づいて決定される。図４の例では、ハンドオーバ先のｇＮＢ２からサービング基地局のｇＮＢ４に接続される通信経路が選択されたものとする。この場合、ｇＮＢ４は、ｇＮＢ２に対してハンドオーバ要求を送信する（Ｓ４０５）。このとき、ハンドオーバ要求には通信経路の情報を含む。なお、通信経路の情報は、少なくとも通信経路における隣接する基地局装置又は中継装置の情報を含む。すなわち、ｇＮＢ２に対して送信されるハンドオーバ要求には、ｇＮＢ４の情報が少なくとも含まれる。この情報が通信経路に含まれる各装置に対して送信されることにより、各中継装置は、端末装置からの信号がどの装置から受信され、受信した信号をどの装置に送信すべきかを認識することが可能となる。ｇＮＢ２は、ハンドオーバ要求を受信すると、その要求を受け付けるか否かの判定のためのＡｄｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌを行い（Ｓ４０６）、要求を受け付けることを決定した場合に、ｇＮＢ４へ肯定応答を送信する（Ｓ４０７）。ｇＮＢ４は、Ｓ４０４で決定した通信経路に含まれる装置から肯定応答を受信したことに応じて、端末装置に対して、ハンドオーバを指示するメッセージを送信する（Ｓ４０８）。このメッセージには、少なくともハンドオーバ先のｇＮＢ（この場合はｇＮＢ２）の情報が含まれる。端末装置は、このハンドオーバを指示するメッセージを受信したことに応じて、指定されたｇＮＢ２との間でランダムアクセス手順を用いて接続を確立し（Ｓ４０９）、ハンドオーバ完了を示すメッセージをｇＮＢ２へ送信してハンドオーバ処理を終了する（Ｓ４１０）。
　図５においても、基本的な処理は同様である。ただし、図５の例では、サービング基地局が切り替わるため、その点についての処理が図４の場合と異なる。Ｓ４０１～Ｓ４０４の処理は図４の場合と同様である。ここでは、ハンドオーバ先のｇＮＢはｇＮＢ２で図４の場合と同様であるが、サービング基地局をｇＮＢ３へと切り替え、通信経路としてｇＮＢ２がｇＮＢ３へ接続する経路が選択されたものとする。この場合、ハンドオーバ前のサービング基地局であるｇＮＢ４は、ｇＮＢ２及びｇＮＢ３に対してハンドオーバの要求を送信する（Ｓ５０１）。なお、図５の例では、ｇＮＢ２及びｇＮＢ３に対して並行してハンドオーバの要求が送信される例を示しているが、例えば、ｇＮＢ４は、ｇＮＢ３へハンドオーバの要求を送信し、ｇＮＢ２へはｇＮＢ３からハンドオーバの要求が送信されてもよい。また、ｇＮＢ４は、ｇＮＢ２へハンドオーバの要求を送信し、ｇＮＢ３へはｇＮＢ２からハンドオーバの要求が送信されてもよい。その後、ｇＮＢ２及びｇＮＢ３はＡｄｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌを実行し（Ｓ５０２）、ハンドオーバの要求を容認する場合に、肯定応答をｇＮＢ４へ送信する（Ｓ５０３）。この肯定応答も、例えばｇＮＢ２からｇＮＢ３へ送信され、ｇＮＢ３から、ｇＮＢ２による肯定応答とｇＮＢ３による肯定応答とをｇＮＢ４へ送信するようにしうる。同様に、ｇＮＢ３からｇＮＢ２へ肯定応答を送信し、ｇＮＢ２からｇＮＢ４へ、その肯定応答が転送されてもよい。ｇＮＢ４は、ｇＮＢ２及びｇＮＢ３からの肯定応答を受信したことに応じて、端末装置へハンドオーバ指示を送信する（Ｓ４０７）。また、ｇＮＢ４は、サービング基地局がｇＮＢ３へ切り替わるため、バッファに保持されているデータの転送と、シーケンス番号の状態の転送とを行う（Ｓ５０４、Ｓ５０５）。なお、この処理は従来のハンドオーバ処理と同様であるため、詳細については説明を省略する。その後、端末装置は、指定されたｇＮＢ２との間でランダムアクセス手順を用いて接続を確立し（Ｓ４０９）、ハンドオーバ完了を示すメッセージをｇＮＢ２へ送信してハンドオーバ処理を終了する（Ｓ４１０）。
　以上の手順によれば、中継伝送路を用いた無線通信システムにおける端末装置のハンドオーバ処理を適切に完遂することができる。このとき、多くの部分で従来のハンドオーバ手法を踏襲しているため、システムの大幅な改修を行う必要がない。また、サービング基地局がハンドオーバ先に応じて適切に通信経路を選択するため、例えば、端末装置が要求するサービスを提供できない状況が発生することや、過負荷状態の基地局装置や中継装置が通信経路に含まれてしまうこと等を防ぐことができる。
　次に、図６及び図７を用いて、端末装置が自律的にハンドオーバを実行する場合の処理の流れの例について説明する。なお、図６は、ハンドオーバ後の通信経路がｇＮＢ２とｇＮＢ４とを接続する経路を含む場合であってサービング基地局が変更されない場合の例を示しており、図７は、ハンドオーバ後の通信経路がｇＮＢ２とｇＮＢ３とを接続する経路となり、サービング基地局がｇＮＢ３に切り替えられる場合の例を示している。
　まず、サービング基地局であるｇＮＢ４は、サービスの提供先の端末装置に対して通知すべき隣接セルの情報を生成し（Ｓ６０１）、端末装置へ生成した情報を送信する（Ｓ６０２）。この隣接セルの情報は、端末装置が自律的にハンドオーバを実行することができるようにするための情報であり、例えばそのセルの識別情報と、そのセルを提供する基地局装置（中継装置）との接続手順で用いられる情報とを含みうる。なお、識別情報は、例えば、そのセルを提供する基地局装置のNR Cell Global ID（ＮＣＧＩ）でありうる。ＮＣＧＩは、Public Land Mobile Network ID（ＰＬＭＮ　ＩＤ）とNR Cell Identity（ＮＣＩ）との組み合わせによって定まるセルのグローバルＩＤである。また、接続手順は例えばランダムアクセス手順であり、接続手順で用いられる情報は、一例において、候補基地局装置によって形成されるビーム情報、ルーティング情報（Tracking Area ID（ＴＡＩ））、周波数情報等を含みうる。なお、ｇＮＢ４は、例えば、端末装置が要求するサービスを提供可能な基地局装置がサービング基地局となる通信経路を特定し、その通信経路において端末装置と直接接続する基地局装置（中継装置）についての情報を生成しうる。すなわち、ｇＮＢ４は、端末装置が要求するサービスを提供することができない基地局装置がサービング基地局となるような通信経路のみに含まれる基地局装置や中継装置が生成するセルの情報については生成しないようにしうる。これにより、端末装置がハンドオーバした結果、端末装置が要求するサービスを継続できなくなることを防ぐことができる。なお、Ｓ６０１及びＳ６０２の処理は、端末装置がｇＮＢ４をサービング基地局として接続した際に実行されうる。
　一方、各基地局装置及び中継装置は、自装置が端末装置と直接接続する場合の１つ以上の通信経路の候補の情報を保持しておく（Ｓ６０３）。例えば、ｇＮＢ２は、（１）ｇＮＢ２→ｇＮＢ４→コアネットワーク、（２）ｇＮＢ２→ｇＮＢ３→コアネットワーク、及び（３）ｇＮＢ２→ｇＮＢ３→ｇＮＢ４→コアネットワークという３つの通信経路の情報を保持しておく。なお、図６では、説明を簡単にするために、ｇＮＢ２のみがこの情報を保持する処理を実行するように記載しているが、端末装置が直接接続されうる基地局装置及び中継装置のすべてがこのような情報を保持しうる。
　その後、端末装置は、例えば現在接続中のｇＮＢ１からの無線信号の無線品質が劣化したことに応じて、自律的にハンドオーバを実行するか否かの判定を行う（Ｓ６０４）。また、端末装置は、ハンドオーバを実行すると判定した場合に、いずれの基地局装置（中継装置）にハンドオーバするかを決定する（Ｓ６０５）。一例において、端末装置は、周囲の基地局装置及び中継装置からの無線信号の無線品質を測定し、Ｓ６０２で取得した情報で指定された隣接セルの無線品質が、現在接続中のセルの無線品質より十分に高い場合などに、その隣接セルへのハンドオーバを実行することを決定する。ここでは、端末装置は、ハンドオーバ先としてｇＮＢ２を選択したものとする。その後、端末装置は、ハンドオーバ先として決定したｇＮＢ２との接続を、ランダムアクセス手順を用いて確立する（Ｓ６０６）。
　ｇＮＢ２は、端末装置と接続したことに応じて、Ｓ６０３で保持していた通信経路の中から、その端末装置の通信で用いる１つの通信経路を選択する（Ｓ６０７）。例えば、ｇＮＢ２は、自装置が端末装置と直接接続する場合の複数の通信経路の中から、その通信経路においてサービング基地局となるｇＮＢが、端末装置が要求するサービスに対応することができるものを選択しうる。また、ｇＮＢ２は、自装置が端末装置と直接接続する場合の複数の通信経路の中から、通信経路を構成する装置の負荷（例えば通信リソースや演算リソースの使用率）がいずれも所定値を超えない通信経路を選択しうる。また、ｇＮＢ２は、通信経路を構成する通信区間の負荷（例えば無線リソースの使用率）がいずれも所定値を超えない通信経路を選択してもよい。また、ｇＮＢ２は、その他の基準に照らして、使用する通信経路を選択してもよい。ｇＮＢ２は、選択した通信経路に含まれる基地局装置及び中継装置に対して、端末装置主導のハンドオーバが行われたことを通知し、通信経路の切り替えを実行する。なお、ｇＮＢ２は、選択した通信経路に含まれる基地局装置又は中継装置から、通信経路の切り替えを拒否された場合には、他の通信経路を選択して、同様のメッセージを送信しうる。
　図７の処理は、基本的な流れは図６と同様であるが、サービング基地局が切り替わるため、ｇＮＢ２が端末装置主導のハンドオーバが行われたことを選択された通信経路に含まれるｇＮＢ３に通知した際に、ｇＮＢ３は、そのことをハンドオーバ前のサービング基地局であるｇＮＢ４へ通知する。なお、このｇＮＢ４への通知をｇＮＢ２が行ってもよい。これにより、ｇＮＢ４は、バッファに蓄積された端末装置宛のデータやシーケンス番号の状態を、ハンドオーバ後のサービング基地局となるｇＮＢ３へ通知する（Ｓ５０４、Ｓ５０５）。なお、ｇＮＢ３は、これらの通知を受信した後に、ＵＥの情報を破棄させるためのメッセージ（ＵＥ　Ｃｏｎｔｅｘｔ　Ｒｅｌｅａｓｅ）をｇＮＢ４へ送信する等の処理を実行しうるが、これは従来のハンドオーバと同様であるため、詳細な説明については省略する。
　なお、上述の説明では、端末装置が直接接続した中継装置（ｇＮＢ２）が通信経路を選択する場合の例を示しているが、ｇＮＢ２は、例えば、ハンドオーバがあったことをサービング基地局として動作する能力を有する基地局装置（例えばｇＮＢ３）へ通知し、その基地局装置が通信経路を選択するようにしてもよい。
　以上の手順によれば、中継伝送路を用いた無線通信システムにおける端末装置のハンドオーバ処理を適切に完遂することができる。このとき、端末装置が自律的にハンドオーバを実行するため、無線品質が劣化してからハンドオーバが完了するまでの時間を短縮することができる。また、サービング基地局が、事前に、端末装置が要求するサービスを提供できない通信経路における基地局装置や中継装置をハンドオーバ先の候補から除くことにより、ハンドオーバ後のサービング基地局に起因してサービスを継続できなくなることを防ぐことができる。また、端末装置が自律的にハンドオーバを実行した際に、基地局装置又は中継装置が、各通信経路に含まれる装置や通信経路中の区間の負荷状態を考慮して通信経路を選択することにより、過負荷状態の基地局装置や中継装置が通信経路に含まれてしまうこと等を防ぐことができる。
　以上、本実施形態に係る代表的な構成及び処理の流れについて説明したが、これらは一例にすぎず、請求の範囲に記載された範囲での、本明細書に記載された実施形態に対する様々な変形及び変更も、本発明の権利範囲内に当然に含まれるものである。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１８年６月１日提出の日本国特許出願特願２０１８－１０５９７２を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (10)

  1. 　中継装置を介して又は直接、端末装置に対して通信を提供する基地局装置であって、
    　前記端末装置がハンドオーバを行う場合に、当該端末装置とコアネットワークとの間の通信経路を選択する選択手段と、
    　前記選択手段によって選択された前記通信経路を構成する装置のそれぞれに対して、前記端末装置の前記ハンドオーバに関する通知を行う通知手段と、
    　を有し、
    　前記通知に基づいて、前記端末装置と前記コアネットワークとの間の接続が前記選択手段によって選択された前記通信経路によって確立される、
    　ことを特徴とする基地局装置。
  2. 　前記選択手段によって選択された前記通信経路において前記端末装置と直接接続される装置を示す情報を少なくとも含んだメッセージを前記端末装置へ送信する送信手段をさらに有する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  3. 　前記端末装置における無線品質の測定結果に基づいて、前記端末装置がハンドオーバをすべきか否かを判定する判定手段をさらに有し、
    　前記端末装置がハンドオーバをすべきと判定された場合に、前記選択手段が前記通信経路の選択を行う、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
  4. 　前記基地局装置は、ハンドオーバが行われる前の前記端末装置に対するサービング基地局である、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局装置。
  5. 　前記端末装置がハンドオーバした場合に当該端末装置と直接接続される装置と前記コアネットワークとの間の候補通信経路を保持する保持手段をさらに有する、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
  6. 　前記端末装置からハンドオーバを行うことが通知されたことに応じて、前記選択手段が前記通信経路の選択を行う、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  7. 　前記基地局装置は、ハンドオーバが行われた後の前記通信経路において前記端末装置と直接接続される装置である、
    　ことを特徴とする請求項１又は６に記載の基地局装置。
  8. 　前記基地局装置と前記コアネットワークとの間の候補通信経路を保持する保持手段をさらに有する、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の基地局装置。
  9. 　中継装置を介して又は直接、端末装置に対して通信を提供する基地局装置によって実行される制御方法であって、
    　前記端末装置がハンドオーバを行う場合に、当該端末装置とコアネットワークとの間の通信経路を選択する選択工程と、
    　前記選択工程において選択された前記通信経路を構成する装置のそれぞれに対して、前記端末装置の前記ハンドオーバに関する通知を行う通知工程と、
    　を含み、
    　前記通知に基づいて、前記端末装置と前記コアネットワークとの間の接続が前記選択工程において選択された前記通信経路によって確立される、
    　ことを特徴とする制御方法。
  10. 　中継装置を介して又は直接、端末装置に対して通信を提供する基地局装置が有するコンピュータに、
    　前記端末装置がハンドオーバを行う場合に、当該端末装置とコアネットワークとの間の通信経路を選択させ、
    　選択された前記通信経路を構成する装置のそれぞれに対して、前記端末装置の前記ハンドオーバに関する通知を行わせる、
    　ためのプログラムであって、
    　前記通知に基づいて、前記端末装置と前記コアネットワークとの間の接続が選択された前記通信経路によって確立される、
    　ことを特徴とするプログラム。
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