WO2020017507A1 - 中継伝送路を含んだ無線通信システムにおいてハンドオーバ処理を実行する中継装置、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

中継伝送路を含んだ無線通信システムにおいてハンドオーバ処理を実行する中継装置、その制御方法、及びプログラム Download PDF

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WO2020017507A1
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WO
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communication path
information
base station
communication
relay device
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PCT/JP2019/027951
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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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    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/34—Reselection control
    • H04W36/36—Reselection control by user or terminal equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W36/083—Reselecting an access point wherein at least one of the access points is a moving node
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies

Definitions

  • the present invention relates to a relay device, a control method thereof, and a program, and more specifically, to a control technique when a handover including a relay transmission line is executed.
  • a large number of terminal devices connect to and communicate with a core network via base station devices (or relay devices) present around each other.
  • base station devices or relay devices
  • a handover process for establishing a connection with a base station device (or relay device) in which an adjacent cell is deployed Execute
  • the connection can be maintained even when the terminal device moves.
  • the present invention provides a technique for reducing the signaling load related to handover when the terminal devices move at the same time as the moving object moves.
  • a relay device is capable of wirelessly communicating with a base station device connected to a core network using a communication path via another device, and is configured to communicate with the base station device by one or more A relay device for relaying communication with a terminal device, wherein candidate information regarding a candidate for a communication route to be switched from the first communication route being used is used as a serving base station in the first communication route.
  • First acquiring means for acquiring from the operating base station apparatus, second acquiring means for acquiring terminal information relating to communication performed by the one or more terminal apparatuses, and a communication path from the first communication path Determining means for determining whether or not to perform switching, and, based on the terminal information, determining that switching of the communication path from the first communication path is performed after receiving the candidate information. , The first Having an execution unit for executing the switching from Shin path to the second communication path included in the candidate.
  • the present invention it is possible to reduce the signaling load related to handover when the terminal devices move at the same time as the moving object moves.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the relay device.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the relay device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the flow of processing executed in the system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the flow of processing executed in the system.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to the present 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 the present 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 the present 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 any wireless communication system having a similar configuration.
  • This wireless communication system is a cellular wireless communication system in which a terminal device can communicate by connecting to a relay device that relays communication with a base station without directly connecting to a base station connected to a core network. is there.
  • a base station device gNB4 and gNB5 in FIG. 1 that is directly connected to the core network and can function as a serving base station, and a terminal device and a serving base station that are not directly connected to the core network.
  • a base station device gNB1 to gNB3 in FIG. 1 that functions as a relay device that relays communication between the devices.
  • the relay device is configured to be able to communicate with the core network via a communication path via a serving base station or another relay device.
  • a base station device that can operate as a serving base station may function as a relay device.
  • the serving base station is, for example, a base station device having a mobility management function, and may be, for example, a base station device closest to a core network on a communication path.
  • the base station device directly connected to the core network on the communication path used by the terminal device and performing mobility management of the terminal device becomes a serving base station device for the terminal device.
  • one communication path may include a plurality of base station apparatuses operable as a serving base station (directly connected to the core network), and even in that case, one base station closest to the core network in the communication path The device operates as a serving base station.
  • another base station device that can operate as a serving base station functions as a relay device and does not operate as a serving base station.
  • these other base station devices that can operate as serving base stations can naturally operate as serving base stations in other communication paths. That is, one base station apparatus can operate as a relay apparatus on a certain communication path, and can operate as a serving base station on another communication path.
  • a case where one or more terminal devices are moved by a vehicle such as a train or a bus or another moving body in such a cellular wireless communication system will be considered.
  • a terminal device moves with the movement of a moving body such as a vehicle
  • the terminal device in communication repeatedly executes a handover process with a surrounding base station device, so that the connection of the terminal devices is established. Will be maintained.
  • the size of a cell (coverage range) in which each base station device or the relay device can be deployed is increased by increasing the frequency in order to secure a wide usable frequency band or by beamforming covering a narrow range. Therefore, it is assumed that the frequency at which such handover is performed becomes higher.
  • a relay device (“gNB0” in the example of FIG. 1) is attached to a moving body (a vehicle in the example of FIG. 1) that can carry one or more terminal devices.
  • the communication of the terminal device can be maintained by the relay device performing the handover process without the one or more terminal devices individually performing the handover process.
  • the relay device provided in the mobile unit executes a handover process for switching the connection destination base station device or the relay device. In this manner, by performing the handover process by one relay device, it may not be necessary for a large number of terminal devices to execute the handover process.
  • the service requested by the terminal device connected to the relay device may not be able to be continued. For example, this is because the serving base station on the communication path after the handover may not support the service requested by the terminal device.
  • the terminal device's request for the delay amount and the throughput cannot be satisfied. In such a case, the terminal device may not be able to receive sufficient service due to the handover of the relay device. .
  • the relay device obtains candidate information for each of the candidates for the switching destination of the communication path due to the handover, and terminal information regarding the communication performed by the terminal device connected to the own device, and obtains them.
  • the communication path of the switching destination is selected based on this information.
  • the candidate information includes, for example, information on a service that can be provided by the serving base station on the communication path of each candidate.
  • the terminal information includes, for example, information on a service requested by each terminal device. Accordingly, the relay device can select, for example, a communication path including a serving base station that can provide a service requested by a terminal device connected to the relay device. This can prevent the terminal device from becoming unable to continue the requested service due to the handover of the relay device.
  • the candidate information may include, for example, at least one of a load, a delay amount, and a throughput in a communication path of each candidate.
  • the relay apparatus can select a handover destination communication path based on the load information, such as selecting a communication path with a low load. Further, the relay device can select a communication path that satisfies the allowable delay amount and execute handover based on the information on the load and the information on the allowable delay amount in the terminal device connected to the relay device. Also, based on the throughput information and the predicted value of the amount of data transmitted and received by the terminal device connected to the own device and the throughput required by the terminal device, it is possible to obtain sufficient throughput when the predicted value is large. A handover can be executed by selecting a possible communication path.
  • the relay device can determine the communication path of the handover destination regardless of the information of the throughput.
  • the permissible delay amount of the terminal device and the predicted value of the amount of data to be transmitted / received may be obtained from information on the service requested by the terminal device, and may be a value specified by the service. May be acquired from the terminal device.
  • the relay device establishes a connection with the terminal device (the base station device or another relay device directly connected to the relay device) on the communication path selected in this way, for example, according to a conventional random access procedure.
  • the relay device transmits the information of the selected communication path to the terminal device.
  • the terminal device can perform processing for establishing the communication path selected by the relay device.
  • the relay device can notify the information of the connected terminal device to the terminal device thereof. Accordingly, the serving base station on the switched communication path recognizes that the terminal apparatus has moved (along with the relay apparatus) in response to the switching of the communication path between the relay apparatus and the core network. It is possible to appropriately manage the movement of the terminal device.
  • the relay device may notify information on a requested service of the connected terminal device to a terminal device on the communication path after switching.
  • the terminal device can select the communication path of the switching destination based on the information when the terminal device itself performs handover.
  • the relay device selects a communication path that can satisfy the shortest required delay amount and the sum of the required throughput based on, for example, the required delay amount and the required throughput of the terminal device connected to the relay device.
  • a communication path may not be included in the candidates.
  • the relay device for example, among the terminal devices connected to the own device, a communication path that can satisfy a request related to communication of a predetermined number or a predetermined ratio of some terminal devices as a candidate for connection switching destination Is also good. In this case, depending on the selected communication path, a terminal device that does not satisfy the request may occur.
  • the relay device performs communication that can satisfy the request to some terminal devices that cannot satisfy the request by using a communication path different from the communication path selected by the relay device.
  • an individual signal (message) for performing a handover from the own device to another device may be transmitted.
  • the terminal device that individually receives the signal hands over from the relay device to another base station device (or relay device) in the surrounding area.
  • the terminal device transmits, for example, a handover request message to the serving base station, and the serving base station responds to the request with information on the base station device or another relay device to which the terminal device should handover. Notify the terminal device.
  • the terminal device can continue to receive the requested service.
  • the serving base station notifies the information of the base station apparatus and the terminal apparatus which are candidates for the handover destination in advance to all the terminal apparatuses connected to the relay apparatus, and the terminal apparatus issues a handover instruction. May be autonomously executed without receiving an instruction from the serving base station.
  • the relay device When the terminal device is handed over from the relay device to another device, the relay device does not include the information of the terminal device in the information to be notified to the terminal device described above. That is, the relay device does not notify the information of the terminal device that has handed over from the own device to another device to the terminal device in the communication path of the switching destination.
  • the relay device autonomously performs a handover and switches the communication path without controlling the serving base station, but under the control of the serving base station and other network nodes.
  • Handover may be performed.
  • the relay device notifies, for example, the terminal information described above to a node that performs handover control such as a serving base station, and the node determines a communication path to be switched to, and based on the determination, the relay device Handover may be performed. That is, any processing may be performed as long as the connection switching destination of the relay device is determined based on the above-described communication path candidate information and terminal information or information equivalent thereto.
  • FIG. 2 illustrates a hardware configuration example of the relay device.
  • the relay device has a hardware configuration as shown in FIG. 2 in one example, 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 for realizing each function of the relay device as described above, which is recorded in any one of the ROM 202, the RAM 203, and the external storage device 204, for example.
  • the relay device controls the communication circuit 205 by, for example, the CPU 201 to communicate with another device.
  • the communication circuit 205 of the relay device can communicate with another base station device or a relay device via a wired line, for example.
  • the communication circuit 205 of the relay apparatus may be capable of forming one or more (plural) beams and performing wireless communication with the terminal apparatus.
  • the relay device is schematically illustrated as having one communication circuit 205, but is not limited thereto and may have a plurality of communication circuits.
  • the relay device may include a first communication circuit for wireless communication with another base station device or a relay device, and a second communication circuit for wireless communication with a terminal device.
  • the relay device may include dedicated hardware for executing each function, or may execute a part by hardware and execute another part by a computer that operates a program. Further, all functions may be executed by a computer and a program.
  • FIG. 3 shows a functional configuration example of the relay device.
  • the relay device includes, for example, a communication unit 301, a candidate information acquisition unit 302, a terminal information acquisition unit 303, a trigger determination unit 304, a peripheral information acquisition unit 305, a handover execution unit 306, and a handover instruction unit 307.
  • the communication unit 301 establishes a wireless connection with a surrounding base station device or another relay device, and communicates with the core network using a communication path set including the connected base station device or another relay device. Communication can be performed. Further, the communication unit 301 can establish a wireless connection with the terminal device and execute wireless communication with the terminal device, and the communication between the terminal device and the core network can be performed. Relays the communication of the section. In addition, the communication unit 301 can receive a radio signal from a base station device or a relay device that is not connected, and acquire identification information (for example, PCI) of a cell included in the radio signal.
  • identification information for example, PCI
  • the candidate information acquiring unit 302 acquires candidate information on a communication path of a candidate for a switching destination from the currently used communication path from the serving base station (via another relay device as necessary).
  • the candidate information obtaining unit 302 can obtain, for example, from a serving base station that is connected using a communication path that is currently being used, candidate information regarding all communication paths that can be switching destinations from that communication path.
  • the candidate information acquisition unit 302 may acquire candidate information on the communication path of the switching destination extracted by the serving base station in accordance with the information on the service requested by the terminal device connected to the own device.
  • the candidate information acquisition unit 302 specifies, for example, a base station device or another relay device to which the own device is directly connected, which is the terminal of each communication route, from the information of the communication route candidates.
  • the information of the base station device or another relay device may be, for example, a connection between the identification information (for example, NCGI) of a cell formed by the base station device or another relay device and a connection between the base station device or another relay device. It may include information used in the procedure (eg, beam information, routing information, frequency information, etc.).
  • the candidate information may include these pieces of information, or these pieces of information may be obtained separately from the candidate information.
  • the terminal information acquisition unit 303 acquires terminal information relating to communication performed by a terminal device connected to the own device.
  • the terminal information includes, for example, information of a service requested by each terminal device. Further, the terminal information may include an allowable delay amount of each terminal device, information on a required throughput, a predicted value of a data amount to be transmitted / received, and the like. Note that the terminal information acquisition unit 303 may derive such information from service information. For example, when the service is a voice call, a short allowable delay amount and a small expected transmission / reception data amount can be derived. When the service is video streaming, a short allowable delay amount and a large expected transmission / reception data amount are derived.
  • a long allowable delay amount can be derived for downloading data stored in the server.
  • the terminal information acquisition unit 303 can also acquire arbitrary information regarding communication performed by the terminal device, which can be a criterion for determining a connection switching destination.
  • the trigger determination unit 304 determines a trigger for starting the handover, such as the fact that the delay amount has become larger than the predetermined value and the amount of resources allocated from the serving base station is equal to or smaller than the predetermined amount. If the surrounding base station device or other relay device is a fixed station, and it is known that the moving object on which the own device is mounted moves on a fixed track such as a train, the trigger determination is performed. The unit 304 may determine that the handover should be started without measuring the quality of the radio signal or the like in response to the own device reaching the predetermined position. Note that the trigger determination unit 304 can determine an arbitrary trigger for the own device to start handover.
  • the peripheral information acquisition unit 305 observes a radio signal from a base station apparatus or another relay apparatus that is not connected and exists around the apparatus, and monitors those apparatuses. To obtain the identification information (PCI).
  • the peripheral information acquisition unit 305 can also measure the radio quality such as the reception power of a radio signal from a surrounding base station device or another relay device. Then, the peripheral information acquisition unit 305 determines that the identification information of the peripheral base station device or another relay device corresponds to the identification information of the terminal device of the communication path in the candidate information acquired by the candidate information acquisition unit 302. Is determined.
  • the peripheral information acquisition unit 305 Is determined as the target of the handover. Further, the peripheral information acquisition unit 305 determines a communication path having the base station apparatus or another relay apparatus determined as a target of the handover as a terminal apparatus as a communication path after switching. If there are a plurality of such communication path candidates, the peripheral information acquisition unit 305 determines, from among the plurality of communication paths, the communication path or the radio quality that has the best radio quality of the radio signal from the terminal device. May be determined as the communication path to be switched to. Further, when there are a plurality of communication paths having good wireless quality of the wireless signal from the terminal device, the peripheral information acquisition unit 305 determines, for example, the communication path having the smallest number of hops as the communication path after switching. Can.
  • the peripheral information acquisition unit 305 determines the information and the terminal device connected to its own device.
  • the communication path of the candidate may be limited.
  • the communication path that cannot satisfy the request is not considered as a candidate for the switching destination, and the identification information of the terminal device in the communication path that can satisfy the request is the identification information of the peripheral base station device or another relay device. It can be determined whether the information corresponds to the information. According to this, it is possible to prevent switching to a communication path that does not satisfy the request as a whole path, although the radio quality of the radio signal from the terminal device is good.
  • the peripheral information acquisition unit 305 is a communication path in which the number of terminal devices that can satisfy the request among the connected terminal devices is the largest, and the radio quality of the radio signal from the terminal device is a predetermined value. Can be selected as the communication path of the switching destination. Further, the peripheral information acquisition unit 305 limits the candidate communication routes to communication routes in which the number of terminal devices that can satisfy the request among the connected terminal devices is equal to or greater than a predetermined number or a predetermined ratio. You may. According to this, the relay device can select a communication path that satisfies most of the requirements of the terminal device connected to the relay device, and can stably supply the communication service to the terminal device. .
  • the peripheral information acquisition unit 305 performs observation of radio signals from a base station device or another relay device that is not connected and is in the vicinity before the trigger determination unit 304 detects a handover start trigger. Acquisition of identification information of the device and measurement of the received power may be performed. For example, the peripheral information acquisition unit 305 periodically observes a radio signal from a surrounding base station device or another relay device and holds the result, and the trigger determination unit 304 triggers the handover start. May be detected, a handover target may be determined based on the held information.
  • the peripheral information acquisition unit 305 compares the identification information of the terminal device in the route information acquired by the candidate information acquisition unit 302 with the identification information of the terminal device. Only the result for the corresponding device may be stored. According to this, the peripheral information acquisition unit 305 does not perform the process of extracting the candidate information of the communication route that can be the switching destination from the held information after the trigger determination unit 304 detects the handover start trigger. Get better. As a result, it is possible to reduce the time required for the processing after the detection of the handover start trigger.
  • the handover execution unit 306 executes the handover to the target device of the handover determined by the peripheral information acquisition unit 305 without passing through the serving base station.
  • the handover execution unit 306 executes a random access procedure with, for example, a target base station device.
  • the handover execution unit 306 can transmit information on the communication path of the selected switching destination. Thereby, the information of the communication path to be used is notified to the network side, and an appropriate communication path determined by the peripheral information acquisition unit 305 is set according to the notification.
  • the handover execution unit 306 can transmit the context information of the terminal device connected to the own device to the target device.
  • the context information may include, for example, information that associates identification information of a terminal device with an identifier of a service requested by the terminal device.
  • This information is information in which identification information of a terminal device and an identifier of a service are sequentially described, such as “terminal ID1: service ID1: terminal ID2: service ID2, terminal ID3: service ID1,...”. sell.
  • the information includes, for each service identifier, a list of identification information of the terminal device requesting the service, such as “service ID1: terminal ID1; terminal ID3: service ID2: terminal ID2”. It may be.
  • NSSAI Network ⁇ Slice ⁇ Selection ⁇ Assistance ⁇ Information
  • S-NSSAI Single-NSSAI
  • SST Session / Service @ Type
  • SD Service @ Differentiation
  • the above-mentioned service identifier may be, for example, the entire S-NSSAI or the information of the information such as the SST part. It may be a part.
  • the handover instructing unit 307 generates a signal for individually executing a handover for a terminal device that cannot satisfy a request for a service or the like on the communication path after the handover performed by the handover executing unit 306, Transmit via 301.
  • a terminal device that cannot satisfy a request for a service or the like can be quickly handed over from its own device to another base station device or a relay device.
  • FIGS. 4 and 5 show an example where the communication path after the handover includes a path connecting gNB2 and gNB4 and the serving base station is not changed.
  • FIG. 5 shows that the communication path after the handover is gNB2 and gNB2. An example is shown in which the path becomes a path connecting the gNB3 and the serving base station is switched to the gNB3.
  • gNB0 obtains terminal information regarding communication performed by each terminal device from the terminal devices connected to the gNB0 (S401).
  • the terminal information may be obtained from the terminal device, or may be obtained from, for example, a network node (AMF). That is, the gNB0 can acquire, from the AMF, information on the requested service (for example, S-NSSAI) notified when the terminal device registers with the AMF.
  • AMF network node
  • gNB0 obtains candidate information indicating a candidate of a communication path to be switched to when the own apparatus performs a handover from a communication path currently in use via gNB1 from gNB4, which is a serving base station (S404). .
  • the acquisition of the candidate information may be performed by a broadcast signal from the serving base station or another relay device that relays communication with the serving base station, or may be performed by dedicated signaling such as RRC signaling. You may.
  • the route information suitable for the terminal device connected to the gNB0 is notified, such as when notifying the route information about the communication route that can support the service requested by the terminal device connected to the gNB0, the individual signaling is performed. Is used. Since the various information such as the candidate information has been described above, the detailed description will not be repeated here.
  • the gNB 4 may obtain information such as a load, a delay amount, and a throughput for each communication path candidate by monitoring each path (S402), and transmit the information to the gNB 0 together with the candidate information. Further, the gNB 4 obtains information of a service requested by the terminal device connected to the gNB 0 from, for example, a relay device or an AMF for notification of candidate information, and satisfies the request for the service based on the information. A communication path that can be used may be specified, and information of the specified communication path may be notified to gNB0.
  • the gNB 4 may limit communication paths to be notified to the gNB 0 based on information such as a load, a delay amount, and a throughput of each communication path (S403). That is, the gNB4 may notify the gNB0 of only the candidate information on the communication path to which the service requested by the terminal device connected to the gNB0 can be applied.
  • the gNB0 performs a handover in response to, for example, detecting a trigger such as a deterioration in radio quality of a radio signal transmitted from the directly connected gNB1 during communication on a communication path via the gNB1 and the gNB4. Is determined (S405). Further, when gNB0 determines that the handover is to be performed, the gNB0 determines to which base station apparatus (another relay apparatus) to perform the handover (S406).
  • a trigger such as a deterioration in radio quality of a radio signal transmitted from the directly connected gNB1 during communication on a communication path via the gNB1 and the gNB4. Is determined (S405). Further, when gNB0 determines that the handover is to be performed, the gNB0 determines to which base station apparatus (another relay apparatus) to perform the handover (S406).
  • gNB0 measures the radio quality of a radio signal from a surrounding gNB (base station device or another relay device) defined as an end in the communication path indicated by the candidate information acquired in S404, and For example, when the quality is sufficiently higher than the radio quality of the radio signal from the currently connected gNB1, it is determined to perform a handover to a surrounding gNB.
  • gNB0 has selected gNB2 as the handover destination.
  • gNB0 selects a communication route from the gNB that is the connection switching destination determined in S406 to the core network based on the terminal information acquired in S401 and the candidate information acquired in S404 (S407).
  • gNB0 selects one communication path according to the communication quality required by the terminal device connected to the gNB0.
  • a communication path that has a low load and can obtain a high throughput is selected.
  • a communication path with a small delay or a small number of hops is selected regardless of the load or throughput.
  • gNB0 determines whether the serving base station in each communication path can provide the service requested by the terminal device connected to the own device, and according to the load and the delay described above, A part of the communication path may be specified, and the handover destination may be determined from the devices at the end of the specified communication path.
  • a communication path through which gNB2 and gNB4 directly communicate is selected.
  • $ GNB0 establishes a connection with gNB2 determined as the handover destination using the random access procedure after selecting the switching destination gNB and the communication path (S408).
  • the gNB0 notifies the information of the communication route selected in S407 to the gNB2 of the handover destination.
  • the gNB2 When gNB2 is connected to gNB0, the gNB2 notifies the base station device and the other relay devices included in the communication route notified in S408 that the handover has been performed, and switches the communication route (S409). .
  • the communication path used by gNB0 is switched, and accordingly, the communication paths used by the terminal devices connected to gNB0 are simultaneously switched.
  • GNB2 may notify gNB0 that the handover has failed if the switching of the communication path is rejected by the base station device or another relay device included in the selected communication path.
  • the gNB 2 may autonomously select another communication path and switch the communication path. In this case, gNB2 can notify gNB0 of the information on the set communication path.
  • GNB0 performs only the handover execution determination, and the selection of the switching destination gNB and the selection of the communication path may be performed by another network node. That is, a network node different from gNB0 acquires, for example, candidate information relating to a service that can be supported by each communication path and a state such as a load of each communication path, and terminal information relating to communication performed by a terminal device connected to gNB0, The communication path to be used by gNB0 may be determined based on these pieces of information. Then, this network node can instruct gNB0 to switch the connection destination to, for example, the terminal device on the determined communication path. That is, in the above processing example, gNB0 autonomously executes the handover, but this handover may be performed under the initiative of the network.
  • gNB0 transmits a signal indicating that handover should be performed from the own device to another base station device or another relay device to a terminal device that cannot continue the requested service depending on the communication path selected in S407. It can be transmitted (S410).
  • the terminal device receiving this instruction measures a radio signal from a surrounding base station device or another relay device in order to perform communication on a communication path capable of executing a service requested by the terminal device, and measures the measurement result. (S411).
  • the example in FIG. 4 illustrates an example in which one terminal device performs a handover from gNB0 to gNB3, as in FIG.
  • this handover process may be performed by the terminal device autonomously determining a connection switching destination, or may be performed in a network-led format in which the network side specifies a connection switching destination. Since the handover process may be performed in any order, detailed description will be omitted.
  • gNB0 is described as executing a handover instruction to an individual terminal device after a random access procedure with gNB2, but this is not a limitation. That is, since gNB0 can specify a terminal device that cannot satisfy the request on the communication path after the selection of the communication path in S407, at any timing after the selection, for example, in parallel with the processing of S408 Alternatively, before that, the process of S410 can be executed.
  • the processing in FIG. 5 is basically the same as that in FIG. 4 except that the serving base station is switched, so that gNB2 is handed over to gNB5 serving as the serving base station on the communication path selected by gNB0.
  • the gNB 5 notifies the gNB 4 that is the serving base station before the handover (S501).
  • the gNB2 may notify the gNB4.
  • the gNB 4 transfers the data stored in the buffer and addressed to the terminal device connected to the gNB 0 to the gNB 5 serving as the serving base station after the handover (S502), and the state of the sequence number related to the communication being executed. Is notified (S503).
  • the gNB 5 may execute processing such as transmitting a message (UE ⁇ Context ⁇ Release) for discarding the UE information to the gNB 4, but this is the same as the conventional handover. Therefore, a detailed description is omitted.
  • a message UE ⁇ Context ⁇ Release
  • a technique for reducing the signaling load related to handover when the users move at the same time as the moving object moves More specifically, a relay device provided in a mobile body and wirelessly connected to another base station device or another relay device maintains connection with one or more terminal devices connected to the relay device. On the other hand, since the own device performs a handover on a wireless connection established with another base station device or another relay device, it is not necessary for each terminal device to individually perform a handover process. At this time, the relay device obtains information on communication performed by the connected terminal device and determines a handover destination based on the information, thereby satisfying the request for communication of the connected terminal device even after the handover. be able to.

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Abstract

コアネットワークと接続する基地局装置との間で他の装置を介した通信経路を用いて無線で通信可能であると共に、その基地局装置と１つ以上の端末装置との間の通信を中継する中継装置が提供される。中継装置は、使用している第１の通信経路からの切替先の通信経路の候補に関する候補情報を、その第１の通信経路におけるサービング基地局として動作する基地局装置から取得し、接続中の１つ以上の端末装置が行う通信に関する端末情報を取得し、第１の通信経路からの通信経路の切替を行うか否かを判定し、候補情報を取得した後に第１の通信経路からの通信経路の切替を行うと判定されたことに応じて、端末情報に基づいて、第１の通信経路から候補に含まれる第２の通信経路への切り替えを実行する。

Description

中継伝送路を含んだ無線通信システムにおいてハンドオーバ処理を実行する中継装置、その制御方法、及びプログラム
　本発明は、中継装置、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。
　セルラ通信システムでは、多数の端末装置がそれぞれ周囲に存在する基地局装置（又は中継装置）を介してコアネットワークと接続し、通信を行う。端末装置は、接続中の基地局装置（又は中継装置）が展開しているセルを超えて移動する場合、隣接するセルを展開する基地局装置（又は中継装置）との接続を確立するハンドオーバ処理を実行する。これにより、端末装置が移動しても接続を維持することができる。
　電車等の移動体の移動に伴って多数のユーザ（端末装置）が一斉に移動する場合、それらの多数の端末装置が一斉にハンドオーバ処理を実行することが想定される。この場合、短時間に大量のシグナリングリソースが要求され、他の通信を圧迫することが想定される。
　本発明は、移動体の移動に伴って端末装置が一斉に移動する場合のハンドオーバに関するシグナリング負担を軽減する技術を提供する。
　本発明の一態様による中継装置は、コアネットワークと接続する基地局装置との間で他の装置を介した通信経路を用いて無線で通信可能であると共に、前記基地局装置と１つ以上の端末装置との間の通信を中継する中継装置であって、使用している第１の通信経路からの切替先の通信経路の候補に関する候補情報を、当該第１の通信経路におけるサービング基地局として動作する前記基地局装置から、取得する第１の取得手段と、前記１つ以上の端末装置が行う通信に関する端末情報を取得する第２の取得手段と、前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うか否かを判定する判定手段と、前記候補情報を受信した後に前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うと判定されたことに応じて、前記端末情報に基づいて、前記第１の通信経路から前記候補に含まれる第２の通信経路への切り替えを実行する実行手段と、を有する。
　本発明によれば、移動体の移動に伴って端末装置が一斉に移動する場合のハンドオーバに関するシグナリング負担を軽減することができる。
　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。
図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、中継装置の構成例を示す図である。 図３は、中継装置の機能構成例を示す図である。 図４は、システムで実行される処理の流れの例を示す図である。 図５は、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、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち２つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　（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、同様の構成を有する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、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ことによって通信可能となるセルラ無線通信システムである。ネットワーク内には、コアネットワークと直接接続し、サービング基地局として機能することができる基地局装置（図１ではｇＮＢ４、ｇＮＢ５）と、コアネットワークと直接接続せず、端末装置とサービング基地局との間の通信を中継する中継装置として機能する基地局装置（図１ではｇＮＢ１～ｇＮＢ３）とが存在する。中継装置は、サービング基地局又は他の中継装置を介した通信経路によりコアネットワークと通信可能なように構成される。なお、サービング基地局として動作可能な基地局装置が、中継装置として機能してもよい。サービング基地局は、例えばモビリティ管理機能を有する基地局装置であり、また、例えば通信経路において最もコアネットワークと近い基地局装置でありうる。すなわち、端末装置が使用する通信経路においてコアネットワークと直接接続し、その端末装置のモビリティ管理を行う基地局装置が、その端末装置にとってのサービング基地局装置となる。なお、１つの通信経路がサービング基地局として動作可能な（コアネットワークと直接接続している）基地局装置を複数含んでもよく、その場合でも、その通信経路において最もコアネットワークと近い１つの基地局装置がサービング基地局として動作する。この場合、その通信経路においては、サービング基地局として動作可能な他の基地局装置は中継装置として機能し、サービング基地局としては動作しない。ただし、これらのサービング基地局として動作可能な他の基地局装置は、他の通信経路においては当然にサービング基地局として動作しうる。すなわち、１つの基地局装置が、ある通信経路においては中継装置として動作しながら、別の通信経路においてはサービング基地局として動作しうる。
　本実施形態では、このようなセルラ無線通信システムにおいて、１つ以上の端末装置が、電車やバス等の車両又は別の移動体によって移動する場合について検討する。従来、車両等の移動体の移動に伴って端末装置が移動する場合、通信中の端末装置が周囲の基地局装置との間でハンドオーバ処理を繰り返し実行することによって、それらの端末装置の接続が維持される。一方、近年、利用可能な周波数帯域を広く確保するための高周波数化や狭い範囲をカバーするビームフォーミング等により、各基地局装置または中継装置が展開可能なセルの大きさ（カバレッジ範囲）の大きさが縮小する傾向にあり、このようなハンドオーバが行われる頻度がより高くなることが想定される。また、このために、端末装置と基地局装置（中継装置）との間のハンドオーバのためのシグナリングが行われる回数も増えることが予想される。特に、移動体の移動に伴って移動する端末装置の数が多いと、エリア端の特定の地域において、その移動体が通過する一定の時間帯に急激にシグナリングのために多くのリソースが消費されることとなる。そして、このようなシグナリングオーバーヘッドにより、システム全体の周波数利用効率の低下や他の通信の速度低下が生じ、場合によっては通信ができない状況の発生等の不都合が生じうる。
　このため、本実施形態では、図１に示すように、１つ以上の端末装置が運搬されうる移動体（図１の例では車両）に、中継装置（図１の例では「ｇＮＢ０」）を設ける。これによれば、１つ以上の端末装置が個別にハンドオーバ処理を実行せずに、中継装置がハンドオーバ処理を実行することにより、端末装置の通信を維持することができる。一方、移動体に設けられた中継装置は、接続先の基地局装置または中継装置を切り替えるハンドオーバ処理を実行する。このように、１つの中継装置がハンドオーバ処理を実行することによって、多数の端末装置がハンドオーバ処理を実行する必要がなくなりうる。
　一方、中継装置のハンドオーバ先によっては、その中継装置に接続している端末装置が要求するサービスを継続できなくなることがありうる。例えば、ハンドオーバ後の通信経路におけるサービング基地局が、端末装置が要求するサービスに対応していない場合がありうるからである。また、通信経路によっては、遅延量やスループットへの端末装置の要求を満足できない場合が想定され、そのような場合に、中継装置のハンドオーバによって、端末装置が十分なサービスを受けることができなくなりうる。
　このため、本実施形態に係る中継装置は、ハンドオーバによる通信経路の切替先の候補のそれぞれについての候補情報と、自装置に接続している端末装置が行う通信に関する端末情報とを取得し、それらの情報に基づいて切替先の通信経路を選択する。候補情報は、例えば、各候補の通信経路におけるサービング基地局が提供可能なサービスの情報を含む。また、端末情報は、例えば、各端末装置が要求するサービスの情報を含む。これにより、中継装置は、例えば、自装置に接続している端末装置によって要求されるサービスを提供可能なサービング基地局が含まれる通信経路を選択することができる。これにより、端末装置が、中継装置のハンドオーバにより要求するサービスを継続することができなくなることを防ぐことができる。
　なお、候補情報は、例えば、各候補の通信経路における負荷、遅延量、スループットの少なくともいずれか情報を含みうる。中継装置は、この負荷の情報に基づいて、例えば負荷の低い状態の通信経路を選択するなど、ハンドオーバ先の通信経路を選択することができる。また、中継装置は、負荷の情報と、自装置に接続される端末装置における許容遅延量の情報とに基づいて、その許容遅延量を満足する通信経路を選択してハンドオーバを実行しうる。また、スループットの情報と自装置に接続される端末装置が送受信するデータ量の予測値やその端末装置によって要求されるスループットに基づいて、その予測値が大きい場合には十分なスループットを得ることができる通信経路を選択してハンドオーバを実行しうる。一方、中継装置は、自装置に接続されている端末装置が少量のデータを送受信するだけの場合などには、スループットの情報によらずに、ハンドオーバ先の通信経路を決定しうる。なお、端末装置の許容遅延量や送受信するデータ量の予測値（要求されるスループット）は、端末装置が要求するサービスの情報から、そのサービスによって規定される値を取得してもよいし、これらの情報を端末装置から取得してもよい。
　中継装置は、このようにして選択した通信経路の末端の装置（中継装置と直接接続する基地局装置または他の中継装置）との間の接続を、例えば従来のランダムアクセス手順に従って確立する。また、中継装置は、このときに、選択した通信経路の情報をその末端の装置へ送信する。これにより、その末端の装置は、中継装置によって選択された通信経路を確立するための処理を行うことができる。なお、中継装置は、接続中の端末装置の情報をその末端の装置へ通知しうる。これによって、切替後の通信経路におけるサービング基地局が、中継装置とコアネットワークとの間の通信経路が切り替えられたことに応じて、端末装置が（中継装置と共に）移動したことを認識し、各端末装置の移動を適切に管理することができる。また、中継装置は、接続中の端末装置の要求サービスの情報等を切替後の通信経路における末端の装置へ通知してもよい。末端の装置は、このような要求サービスの情報を取得することによって、この末端の装置自身がハンドオーバする際に、その情報に基づいて切替先の通信経路を選択することができる。
　なお、中継装置は、例えば、自装置に接続中の端末装置の要求遅延量や要求スループットに基づいて、最も短い要求遅延量や要求スループットの合算値を満足することができるような通信経路を選択しうるが、そのような通信経路が候補に含まれない場合がある。また、中継装置は、例えば、自装置に接続中の端末装置のうち、所定数又は所定割合の一部の端末装置の通信に関する要求を満たすことができる通信経路を、接続の切替先の候補としてもよい。この場合、選択された通信経路によっては、要求が満たされない端末装置が発生しうる。これに対して、中継装置は、その要求を満たすことができない一部の端末装置に対して、中継装置が選択する通信経路と異なる通信経路を用いて、その要求を満たすことができる通信を行わせるために、自装置から他の装置へのハンドオーバを行わせる個別の信号（メッセージ）を送信してもよい。
　この場合、その信号を個別に受信した端末装置は、中継装置から他の周囲の基地局装置（又は中継装置）にハンドオーバする。この場合、端末装置は、例えばサービング基地局に対してハンドオーバ要求メッセージを送信し、サービング基地局は、その要求に応じてその端末装置がハンドオーバすべき基地局装置または他の中継装置の情報をその端末装置へ通知する。これにより、その端末装置は、要求するサービスを受け続けることが可能となる。なお、サービング基地局は、中継装置に接続されている端末装置の全てに対して、予め、ハンドオーバ先の候補となる基地局装置及び端末装置の情報を通知しておき、端末装置は、ハンドオーバ指示を中継装置から受信したことに応じて、サービング基地局の指示によらずに自律的にハンドオーバを実行してもよい。なお、端末装置を中継装置から他の装置へハンドオーバさせた場合、中継装置は、上述の末端の装置へ通知する情報に、その端末装置の情報を含めないようにする。すなわち、中継装置は、自装置から他の装置へハンドオーバした端末装置の情報については、切替先の通信経路における末端の装置へ通知しないようにする。
　なお、上述の例では、中継装置が、サービング基地局の制御によらずに自律的にハンドオーバを行って通信経路を切り替える場合について説明したが、サービング基地局や他のネットワークノードの制御の下でハンドオーバを実行するようにしてもよい。この場合、中継装置は、例えば、上述の端末情報をサービング基地局等のハンドオーバ制御を行うノードへ通知し、そのノードが、切替先の通信経路を決定して、その決定に基づいて中継装置にハンドオーバを実行させるようにしてもよい。すなわち、中継装置の接続の切替先が、上述の通信経路の候補情報及び端末情報またはそれらと同等の情報に基づいて決定される限り、どのような処理が行われてもよい。
　以下では、このような中継装置の構成と、システム内で実行される処理の流れの例について説明する。
　（ハードウェア構成）
　図２に、中継装置のハードウェア構成例を示す。中継装置は、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。中継装置では、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、上述のような中継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、中継装置は、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、中継装置の通信回路２０５は、例えば、有線回線を通じて、他の基地局装置や中継装置と通信を行うことができる。また、中継装置の通信回路２０５は、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可能でありうる。なお、図２の構成において、中継装置は、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、中継装置は、他の基地局装置や中継装置との無線通信のための第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、中継装置は、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、中継装置の機能構成例を示す。中継装置は、例えば、通信部３０１、候補情報取得部３０２、端末情報取得部３０３、トリガ判定部３０４、周辺情報取得部３０５、ハンドオーバ実行部３０６、及びハンドオーバ指示部３０７を有する。
　通信部３０１は、周囲の基地局装置または他の中継装置と無線接続を確立し、接続中の基地局装置または他の中継装置を含んで設定される通信経路を用いてコアネットワークとの間での通信を行うことができる。さらに、通信部３０１は、端末装置との間で無線接続を確立し、端末装置との間の無線通信を実行することができ、これらの通信により、端末装置とコアネットワークとの間の一部の区間の通信の中継を行う。また、通信部３０１は、接続していない基地局装置または中継装置からの無線信号を受信して、その無線信号に含まれるセルの識別情報（例えばＰＣＩ）等を取得することができる。
　候補情報取得部３０２は、現在使用中の通信経路からの切替先の候補の通信経路に関する候補情報を、サービング基地局から（必要に応じて他の中継装置を介して）取得する。候補情報取得部３０２は、例えば、現在使用中の通信経路を用いて接続中のサービング基地局から、その通信経路からの切替先となりうる全ての通信経路に関する候補情報を取得しうる。また、候補情報取得部３０２は、自装置に接続中の端末装置が要求するサービスの情報に応じてサービング基地局が抽出した切替先の通信経路に関する候補情報を取得してもよい。なお、候補情報取得部３０２は、例えば、通信経路の候補の情報から、それぞれの通信経路の末端であり、自装置が直接接続すべき基地局装置または他の中継装置を特定し、その基地局装置または他の中継装置の情報を取得する。なお、基地局装置または他の中継装置の情報は、例えば、その基地局装置または他の中継装置が形成するセルの識別情報（例えばＮＣＧＩ）と、その基地局装置または他の中継装置との接続手順で用いられる情報（例えばビーム情報、ルーティング情報、周波数情報等）を含みうる。候補情報がこれらの情報を含んでもよいし、候補情報とは別個にこれらの情報が取得されてもよい。
　端末情報取得部３０３は、自装置に接続中の端末装置が行う通信に関する端末情報を取得する。端末情報は、例えば、各端末装置が要求するサービスの情報を含む。また、端末情報は、各端末装置の許容遅延量、要求スループットの情報、送受信されるデータ量の予測値等を含んでもよい。なお、端末情報取得部３０３は、サービスの情報からこれらの情報を導出してもよい。例えば、サービスが音声通話である場合、短い許容遅延量と小さい予想送受信データ量が導出されうる。また、サービスが映像ストリーミングである場合、短い許容遅延量と大きい予想送受信データ量が導出される。また、サーバに保存されているデータのダウンロード等では、長い許容遅延量が導出されうる。なお、端末情報取得部３０３は、これら以外にも、接続の切替先の判断基準となりうる、端末装置が行う通信に関する任意の情報を取得しうる。
　トリガ判定部３０４は、例えば、自装置が直接接続している基地局装置または他の中継装置からの無線信号の品質が所定レベルを下回ったことや、サービング基地局の負荷が所定値を超えたこと等に応じて遅延量が所定値より大きくなったこと、サービング基地局から割り当てられるリソース量が所定量以下であること等の、端末装置がハンドオーバを開始するためのトリガを判定する。なお、周囲の基地局装置や他の中継装置が固定局であり、また、自装置が搭載されている移動体が電車等の一定の軌道上を動くことが分かっている場合には、トリガ判定部３０４は、自装置が所定の位置に到達したことに応じて、無線信号の品質の測定等を行わずに、ハンドオーバを開始すべきと判定してもよい。なお、トリガ判定部３０４は、自装置がハンドオーバを開始するための任意のトリガを判定しうる。
　周辺情報取得部３０５は、例えばトリガ判定部３０４がハンドオーバの開始のトリガを検出した場合に、周囲に存在する接続中でない基地局装置または他の中継装置からの無線信号を観測し、それらの装置の識別情報（ＰＣＩ）を取得する。なお、周辺情報取得部３０５は、併せて、周囲の基地局装置または他の中継装置からの無線信号の受信電力等の無線品質を測定しうる。そして、周辺情報取得部３０５は、周辺の基地局装置または他の中継装置の識別情報に、候補情報取得部３０２が取得した候補情報における通信経路の末端の装置の識別情報と対応するものが存在するかを判定する。周辺情報取得部３０５は、末端の装置の識別情報が周囲の基地局装置または他の中継装置の識別情報と対応する通信経路に関する候補情報を候補情報取得部３０２が取得していた場合、その周囲の基地局装置または他の中継装置をハンドオーバのターゲットとして決定する。さらに、周辺情報取得部３０５は、そのハンドオーバのターゲットとして決定された基地局装置または他の中継装置を末端の装置とする通信経路を、切替後の通信経路として決定する。なお、そのような通信経路の候補が複数存在する場合、周辺情報取得部３０５は、それらの複数の通信経路のうち、末端の装置からの無線信号の無線品質が最も良好な通信経路又は無線品質が所定の基準を超える通信経路を、切替先の通信経路として決定しうる。また、周辺情報取得部３０５は、このような末端の装置からの無線信号の無線品質が良好な通信経路が複数存在する場合、例えばホップ数が最も少ない通信経路を、切替後の通信経路として決定しうる。
　また、周辺情報取得部３０５は、候補情報と共に、その負荷情報、遅延量の情報、スループットの情報等の追加の情報を取得していた場合、その情報と、自装置に接続している端末装置が実行しているサービス等の要求に応じて、候補の通信経路を限定してもよい。この場合、要求を満たすことができない通信経路は切替先の候補として考慮されず、要求を満たすことができる通信経路における末端の装置の識別情報が、周辺の基地局装置または他の中継装置の識別情報に対応するか否かが判定されうる。これによれば、末端の装置からの無線信号の無線品質が良好であるものの、経路全体として要求を満たすことができない通信経路への切り替えが行われてしまうことを防ぐことができる。また、周辺情報取得部３０５は、接続中の端末装置のうち、その要求を満足することができる端末装置の数が最も多い通信経路であって、末端の装置からの無線信号の無線品質が所定の基準を満たす通信経路を、切替先の通信経路として選択しうる。また、周辺情報取得部３０５は、接続中の端末装置のうち、その要求を満足することができる端末装置の数が所定数以上又は所定割合以上となる通信経路に、候補の通信経路を限定してもよい。これによれば、中継装置は、自装置に接続している端末装置の要求の多くが満たされる通信経路を選択することができ、端末装置に対して通信サービスを安定的に供給することができる。
　また、周辺情報取得部３０５は、トリガ判定部３０４がハンドオーバの開始のトリガを検出する前の段階で、周囲に存在する接続中でない基地局装置または他の中継装置からの無線信号の観測とそれらの装置の識別情報の取得や受信電力の測定を行ってもよい。例えば、周辺情報取得部３０５は、周期的に、周囲の基地局装置または他の中継装置からの無線信号の観測等を行ってその結果を保持しておき、トリガ判定部３０４がハンドオーバ開始のトリガを検出した場合に、その保持していた情報に基づいて、ハンドオーバのターゲットを決定してもよい。また、周辺情報取得部３０５は、事前に周囲の基地局装置または他の中継装置からの無線信号の観測等を行う場合、候補情報取得部３０２が取得した経路情報における末端の装置の識別情報と対応する装置に関する結果のみを保持しておくようにしてもよい。これによれば、周辺情報取得部３０５は、トリガ判定部３０４がハンドオーバ開始のトリガを検出した後に、保持している情報の中から切替先となりうる通信経路の候補情報を抽出する処理を行わなくてよくなる。これにより、ハンドオーバ開始のトリガが検出されてからの処理に要する時間を短縮することができる。
　ハンドオーバ実行部３０６は、周辺情報取得部３０５が決定したハンドオーバのターゲットの装置へのハンドオーバを、サービング基地局を介さずに実行する。ハンドオーバ実行部３０６は、例えば、ターゲットの基地局装置との間でランダムアクセス手順を実行する。ハンドオーバ実行部３０６は、このときに、選択した切替先の通信経路の情報を送信しうる。これにより、ネットワーク側に、使用される通信経路の情報が通知され、その通知に従って、周辺情報取得部３０５が決定した適切な通信経路が設定される。
　また、ハンドオーバ実行部３０６は、ターゲットの装置に対して、自装置に接続中の端末装置のコンテキスト情報を送信しうる。なお、コンテキスト情報は、例えば、端末装置の識別情報と、その端末装置が要求するサービスの識別子とを関連付ける情報を含みうる。この情報は、例えば、「端末ＩＤ１：サービスＩＤ１：端末ＩＤ２：サービスＩＤ２、端末ＩＤ３：サービスＩＤ１、…」などのように、端末装置の識別情報とサービスの識別子とが順に記述される情報でありうる。また、この情報は、例えば、「サービスＩＤ１：端末ＩＤ１；端末ＩＤ３：サービスＩＤ２：端末ＩＤ２」などのように、サービス識別子ごとに、そのサービスを要求する端末装置の識別情報の一覧を含んだ情報であってもよい。また、サービスを特定する情報は、例えば、Network Slice Selection Assistance Information（ＮＳＳＡＩ）である。ＮＳＳＡＩは、１つ以上のＳｉｎｇｌｅ－ＮＳＳＡＩ（Ｓ－ＮＳＳＡＩ）を含む。また、Ｓ－ＮＳＳＡＩは、ＳＳＴ（Slice/Service Type）及びＳＤ（Service Differentiation）を含み、上述のサービス識別子は、例えば、Ｓ－ＮＳＳＡＩの全体であってもよいし、ＳＳＴの部分等の情報の一部であってもよい。
　ハンドオーバ指示部３０７は、ハンドオーバ実行部３０６によってハンドオーバした後の通信経路において、サービス等の要求を満たすことができなくなる端末装置に対して、個別にハンドオーバを実行させるための信号を生成し、通信部３０１を介して送信する。これにより、サービス等の要求を満たすことができなくなる端末装置を、自装置から他の基地局装置または中継装置に迅速にハンドオーバさせることができる。
　（処理の流れ）
　続いて、無線通信ネットワークで実行される処理の流れの例について、図４及び図５を用いて説明する。なお、図４及び図５においては、複数の端末装置（ＵＥ）が接続中のｇＮＢ０が、ｇＮＢ１及びｇＮＢ４を介する通信経路を用いてコアネットワークと接続しているものとする。なお、このとき、サービング基地局はｇＮＢ４である。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。
　本処理では、まず、ｇＮＢ０は、自装置に接続中の端末装置から、各端末装置が行う通信に関する端末情報を取得する（Ｓ４０１）。なお、端末情報は、端末装置から取得されてもよいし、例えば、ネットワークノード（ＡＭＦ）から取得してもよい。すなわち、ｇＮＢ０は、端末装置がＡＭＦに登録する際に通知した要求サービスの情報（例えばＳ－ＮＳＳＡＩ）を、ＡＭＦから取得しうる。
　また、ｇＮＢ０は、サービング基地局であるｇＮＢ４から、ｇＮＢ１を介して、自装置が現在使用中の通信経路からハンドオーバをする場合の切替先の通信経路の候補を示す候補情報を取得する（Ｓ４０４）。この候補情報の取得は、一例において、サービング基地局又はそのサービング基地局との通信を中継する他の中継装置からの、ブロードキャスト信号によって行われてもよいし、ＲＲＣシグナリング等の個別シグナリングによって行われてもよい。なお、ｇＮＢ０に接続中の端末装置が要求するサービスに対応可能な通信経路についての経路情報を通知する場合等、ｇＮＢ０に接続中の端末装置に適した経路情報が通知される場合は、個別シグナリングが用いられる。なお、候補情報等の各種情報については上述しているため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
　なお、ｇＮＢ４は、各通信経路の候補について、負荷、遅延量、スループット等の情報を、各経路を監視することによって取得し（Ｓ４０２）、その情報を候補情報と共にｇＮＢ０へ送信してもよい。また、ｇＮＢ４は、候補情報の通知のために、例えば中継装置やＡＭＦから、ｇＮＢ０に接続中の端末装置が要求するサービスの情報を取得して、その情報に基づいて、そのサービスの要求を満たすことができる通信経路を特定して、その特定した通信経路の情報をｇＮＢ０へ通知してもよい。また、ｇＮＢ４は、各通信経路の負荷、遅延量、スループット等の情報に基づいて、ｇＮＢ０に通知する通信経路を限定してもよい（Ｓ４０３）。すなわち、ｇＮＢ４は、ｇＮＢ０に接続中の端末装置が要求するサービスを適用可能な通信経路についての候補情報のみを、ｇＮＢ０に通知してもよい。
　ｇＮＢ０は、例えばｇＮＢ１及びｇＮＢ４を介した通信経路での通信中に、直接接続しているｇＮＢ１から送信された無線信号の無線品質が劣化したこと等の契機が検出されたことに応じて、ハンドオーバを実行するか否かの判定を行う（Ｓ４０５）。また、ｇＮＢ０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（他の中継装置）にハンドオーバするかを決定する（Ｓ４０６）。一例において、ｇＮＢ０は、Ｓ４０４で取得した候補情報で示される通信経路における末端として規定されている周囲のｇＮＢ（基地局装置または他の中継装置）からの無線信号の無線品質を測定し、その無線品質が現在接続中のｇＮＢ１からの無線信号の無線品質より十分に高い場合などに、その周囲のｇＮＢへのハンドオーバを実行すると決定する。ここでは、ｇＮＢ０は、ハンドオーバ先としてｇＮＢ２を選択したものとする。そして、ｇＮＢ０は、Ｓ４０６で決定した接続の切替先のｇＮＢからコアネットワークまでの通信経路を、Ｓ４０１で取得した端末情報及びＳ４０４で取得した候補情報に基づいて選択する（Ｓ４０７）。例えば、ｇＮＢ０は、自装置に接続されている端末装置が要求する通信品質に応じて通信経路を１つ選択する。一例において、それらの端末装置によって送受信されるデータ量が多い場合は、負荷が低く、高いスループットを得ることが可能な通信経路が選択される。また、送受信されるデータ量が少ないが、低遅延が要求される場合には、負荷やスループットによらず、遅延量が少ない又はホップ数が少ない通信経路が選択される。なお、これらは一例であり、ｇＮＢ０は、様々な基準で通信経路の選択を行いうる。また、ハンドオーバ先の装置の選択と通信経路の選択とが同時に行われてもよい。例えば、ｇＮＢ０は、各通信経路におけるサービング基地局が、自装置に接続中の端末装置が要求するサービスを提供できるか否かを判定することによって、また、上述の負荷や遅延等に応じて、一部の通信経路を特定し、その特定された通信経路の末端の装置の中からハンドオーバ先を決定してもよい。ここでは、ｇＮＢ２とｇＮＢ４とが直接通信する通信経路が選択されたものとする。
　ｇＮＢ０は、切替先ｇＮＢと通信経路の選択の後に、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（Ｓ４０８）。なお、ｇＮＢ０は、このときに、Ｓ４０７で選択した通信経路の情報を、ハンドオーバ先のｇＮＢ２へ通知する。ｇＮＢ２は、ｇＮＢ０と接続すると、Ｓ４０８で通知された通信経路に含まれる基地局装置及び他の中継装置に対して、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（Ｓ４０９）。これにより、ｇＮＢ０が使用する通信経路が切り替えられ、それに伴って、ｇＮＢ０に接続している端末装置が使用する通信経路が一斉に切り替えられる。
　なお、ｇＮＢ２は、選択された通信経路に含まれる基地局装置又は他の中継装置から、通信経路の切り替えを拒否された場合には、ハンドオーバが失敗したことをｇＮＢ０に通知してもよい。また、通信経路の切り替えを拒否された場合、ｇＮＢ２が自律的に他の通信経路を選択して、通信経路の切り替えを行ってもよい。この場合、ｇＮＢ２は、ｇＮＢ０に対して、設定した通信経路の情報を通知しうる。
　なお、ｇＮＢ０は、ハンドオーバ実行判定のみを行い、切替先ｇＮＢの選択や通信経路の選択は、他のネットワークノードによって行われてもよい。すなわち、ｇＮＢ０と異なるネットワークノードが、例えば各通信経路で対応可能なサービスや各通信経路の負荷等の状態に関する候補情報と、ｇＮＢ０に接続中の端末装置が行う通信に関する端末情報とを取得し、これらの情報に基づいて、ｇＮＢ０が使用すべき通信経路を決定してもよい。そして、このネットワークノードは、例えば決定した通信経路における末端の装置に接続先を切り替えるようにｇＮＢ０に指示しうる。すなわち、上述の処理例ではｇＮＢ０が自律的にハンドオーバを実行しているが、ネットワーク主導でこのハンドオーバが行われてもよい。
　なお、ｇＮＢ０は、Ｓ４０７で選択した通信経路によっては要求するサービスを継続することができない端末装置に対して、自装置から他の基地局装置または他の中継装置へハンドオーバすべきことを示す信号を送信しうる（Ｓ４１０）。この指示を受けた端末装置は、自装置が要求するサービスを実行可能な通信経路での通信を行うために、周囲の基地局装置または他の中継装置からの無線信号を測定し、その測定結果に基づいてハンドオーバ処理を実行する（Ｓ４１１）。図４の例では、図１のように、１つの端末装置が、ｇＮＢ０からｇＮＢ３にハンドオーバした場合の例を示している。なお、このハンドオーバ処理は、端末装置が自律的に接続の切替先を決定することによって行われてもよいし、ネットワーク側が接続の切替先を指定するネットワーク主導の形式で行われてもよい。ここでのハンドオーバ処理は、どのような手順で行われてもよいため、詳細な説明については省略する。なお、図４の例では、ｇＮＢ０が、個別の端末装置へのハンドオーバ指示を、ｇＮＢ２とのランダムアクセス手順の後に実行しているように記載しているが、これに限られない。すなわち、ｇＮＢ０は、Ｓ４０７の通信経路の選択の後に、その通信経路では要求を満たせない端末装置を特定することができるため、この選択の後の任意のタイミングで、例えばＳ４０８の処理と並行して又はその前に、Ｓ４１０の処理を実行することができる。
　図５の処理は、基本的な流れは図４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、ｇＮＢ０が選択した通信経路においてサービング基地局となるｇＮＢ５にハンドオーバが行われたことを通知した際に、ｇＮＢ５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（Ｓ５０１）。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、ハンドオーバ後のサービング基地局となるｇＮＢ５へ、バッファに蓄積されたｇＮＢ０に接続中の端末装置宛のデータを転送し（Ｓ５０２）、また、実行中の通信に関するシーケンス番号の状態を通知する（Ｓ５０３）。なお、ｇＮＢ５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。
　以上の手順によれば、移動体の移動に伴ってユーザが一斉に移動する場合のハンドオーバに関するシグナリング負担を軽減する技術を提供する。より具体的には、移動体に備えられ、他の基地局装置または他の中継装置と無線接続している中継装置が、その中継装置に接続中の１つ以上の端末装置との接続を維持しながら、自装置が他の基地局装置または他の中継装置と確立している無線接続をハンドオーバすることによって、各端末装置が個別にハンドオーバ処理をする必要がなくなる。このときに、中継装置は、接続中の端末装置が行う通信に関する情報を取得して、その情報に基づいてハンドオーバ先を決定することで、接続中の端末装置の通信に対する要求をハンドオーバ後も満たすことができる。なお、ハンドオーバによって要求を満たすことができなくなる一部の端末装置について、自装置から他の装置へのハンドオーバを指示する場合、その一部の端末装置の個別のハンドオーバのためのシグナリングが発生しうるが、中継装置との接続を維持する他の端末装置についてはこのようなシグナリングが発生しないため、システム全体におけるシグナリングオーバーヘッドを削減することができる。
　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７月１８日提出の日本国特許出願特願２０１８－１３４８９９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 (9)

  1. 　コアネットワークと接続する基地局装置との間で他の装置を介した通信経路を用いて無線で通信可能であると共に、前記基地局装置と１つ以上の端末装置との間の通信を中継する中継装置であって、
    　使用している第１の通信経路からの切替先の通信経路の候補に関する候補情報を、当該第１の通信経路におけるサービング基地局として動作する前記基地局装置から、取得する第１の取得手段と、
    　前記１つ以上の端末装置が行う通信に関する端末情報を取得する第２の取得手段と、
    　前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うか否かを判定する判定手段と、
    　前記候補情報を取得した後に前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うと判定されたことに応じて、前記端末情報に基づいて、前記第１の通信経路から前記候補に含まれる第２の通信経路への切り替えを実行する実行手段と、
    　を有する中継装置。
  2. 　前記候補情報は、前記候補のそれぞれにおけるサービング基地局が提供することができるサービスの情報を含み、
    　前記端末情報は、前記１つ以上の端末装置がそれぞれ要求するサービスの情報を含む、
    　請求項１に記載の中継装置。
  3. 　前記候補情報は、前記候補のそれぞれにおける、負荷と遅延量とスループットとの少なくともいずれかに関する情報を含む、
    　請求項１又は２に記載の中継装置。
  4. 　前記実行手段が前記第２の通信経路への切り替えを実行した場合に、当該第２の通信経路に含まれると共に前記中継装置と直接接続する装置へ、前記１つ以上の端末装置に関する情報を通知する通知手段をさらに有する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の中継装置。
  5. 　前記１つ以上の端末装置に含まれる一部の端末装置の要求を満たすことができない場合、前記通知手段は、当該一部の端末装置についての情報の通知を行わない、
    　請求項４に記載の中継装置。
  6. 　前記通知手段によって通知される情報は、サービスの識別子と当該サービスを要求する前記端末装置の識別情報とを関連付ける情報を含む、
    　請求項４又は５に記載の中継装置。
  7. 　前記第２の通信経路を介した通信では、前記１つ以上の端末装置に含まれる一部の端末装置の要求を満たすことができない場合、当該一部の端末装置を前記中継装置からハンドオーバさせるための信号を送信する送信手段をさらに有する、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の中継装置。
  8. 　コアネットワークと接続する基地局装置との間で他の装置を介した通信経路を用いて無線で通信可能であると共に、前記基地局装置と１つ以上の端末装置との間の通信を中継する中継装置の制御方法であって、
    　使用している第１の通信経路からの切替先の通信経路の候補に関する候補情報を、当該第１の通信経路におけるサービング基地局として動作する前記基地局装置から、取得することと、
    　前記１つ以上の端末装置が行う通信に関する端末情報を取得することと、
    　前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うか否かを判定することと、
    　前記候補情報を取得した後に前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うと判定されたことに応じて、前記端末情報に基づいて、前記第１の通信経路から前記候補に含まれる第２の通信経路への切り替えを実行することと、
    　を有する制御方法。
  9. 　コアネットワークと接続する基地局装置との間で他の装置を介した通信経路を用いて無線で通信可能であると共に、前記基地局装置と１つ以上の端末装置との間の通信を中継する中継装置に備えられたコンピュータに、
    　使用している第１の通信経路からの切替先の通信経路の候補に関する候補情報を、当該第１の通信経路におけるサービング基地局として動作する前記基地局装置から、取得させ、
    　前記１つ以上の端末装置が行う通信に関する端末情報を取得させ、
    　前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うか否かを判定させ、
    　前記候補情報を取得した後に前記第１の通信経路からの通信経路の切替を行うと判定されたことに応じて、前記端末情報に基づいて、前記第１の通信経路から前記候補に含まれる第２の通信経路への切り替えを実行させる、
    　プログラム。
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