WO2023026681A1 - 中継装置、制御方法、プログラム、及び通信システム - Google Patents

中継装置、制御方法、プログラム、及び通信システム Download PDF

Info

Publication number
WO2023026681A1
WO2023026681A1 PCT/JP2022/025720 JP2022025720W WO2023026681A1 WO 2023026681 A1 WO2023026681 A1 WO 2023026681A1 JP 2022025720 W JP2022025720 W JP 2022025720W WO 2023026681 A1 WO2023026681 A1 WO 2023026681A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
relay device
relay
message
iab
iab node
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/025720
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩二 中禮
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Publication of WO2023026681A1 publication Critical patent/WO2023026681A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/26Cell enhancers or enhancement, e.g. for tunnels, building shadow
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/18Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on predicted events
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00Connection management
    • H04W76/10Connection setup
    • H04W76/19Connection re-establishment
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/06Transport layer protocols, e.g. TCP [Transport Control Protocol] over wireless
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/24Reselection being triggered by specific parameters
    • H04W36/249Reselection being triggered by specific parameters according to timing information

Definitions

  • the present invention relates to route setting control technology in relay transmission.
  • IAB Integrated Access and Backhaul
  • 3GPP registered trademark
  • IAB node relays communication between a terminal connected to the relay device or another relay device further connected to the relay device and a base station (IAB donor).
  • IAB donor base station
  • radio link failures may occur between IAB donors and IAB nodes or between IAB nodes due to node failures or changes in the radio environment.
  • the normally operating IAB node can continue communication by searching for another IAB node and performing reconnection processing.
  • such reconnection processing takes time, and a period during which the IAB node cannot communicate occurs. And if such a period becomes long, the efficiency of the system as a whole deteriorates.
  • the present invention provides a technique for improving the efficiency of connection destination change processing in a relay system.
  • a relay device is a relay device that functions as an IAB node that relays communication between an IAB (Integrated Access and Backhaul) donor and a UE (User Equipment).
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration example of an IAB node.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of an IAB node.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a BAP PDU.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the flow of processing for an IAB node to stop backhaul communication.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the flow of processing for an IAB node to change a parent node.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of processing performed in a wireless communication network.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication network according to this embodiment.
  • This wireless communication network is configured based on IAB (Integrated Access and Backhaul) defined by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP).
  • relay devices IAB nodes 121 to 125
  • base stations IAB donors 111 to 112
  • terminals 141 IAB donors 111 to 112
  • FIG. 1 Note that the arrangement/configuration of the communication devices (IAB donors 111-112, IAB nodes 121-125, UE 141) in FIG. 1 is an example, and the following discussion can be applied to other arrangements/configurations.
  • Those communication devices are communication devices in fifth generation (5G) access networks, also called New Radio (NR) access networks, and IAB donors 111-112 and IAB nodes 121-125 may also be called gNBs. Note that the following discussion can also be applied to configurations in which networks of other generations are used.
  • 5G fifth generation
  • NR New Radio
  • the IAB donors 111-112 control the relay communication by the IAB nodes 121-122 directly connected to their own devices and other IAB nodes 123-125 connected downstream of the IAB nodes.
  • IAB donors 111 - 112 are connected to core network 101 .
  • IAB donors 111-112 may be said to provide connectivity to core network 101 for IAB nodes 121-125.
  • communications between the IAB donors 111-112 and IAB nodes 121-125 and the core network 101 are referred to as backhaul communications.
  • the node closer to the core network 101 is called a parent node
  • the node farther from the core network 101 is called a child node. called a node.
  • IAB donor 111 is the parent node of IAB node 121 and IAB node 121 is the child node of IAB donor 111 .
  • IAB node 122 is also a child node of IAB donor 112 and a parent node of IAB node 123 .
  • IAB node 122 is a child node of IAB node 122 and a parent node of IAB node 124 .
  • FIG. 1 shows a configuration in which one child node is connected to one parent node, two or more child nodes may be connected to one parent node.
  • the IAB donors 111-112 operate as radio base stations in the cellular communication system.
  • IAB nodes 121-125 relay communications for IAB donors 111-112.
  • terminals for example, the terminal 141 connected to the IAB nodes 121-125 can perform wireless communication under the control of the IAB donors 111-112. That is, the IAB nodes 121 to 125 also operate as base stations when viewed from the terminals.
  • terminal 141 exists within the range of cell 131 served by IAB node 125, for example, and connects to core network 101 via IAB nodes 122-125 and IAB donor 112. shows an example.
  • each node (IAB donor and IAB node) is wirelessly connected, so a radio link failure (RLF) may occur in response to changes in the wireless environment or failure of a node. be.
  • RLF radio link failure
  • This RLF is called Backhaul Radio Link Failure (BH RLF).
  • BH RLF Backhaul Radio Link Failure
  • the IAB node detects the BH RLF, it notifies the child node that the BH RLF has occurred. For example, if a failure occurs in the IAB node 122 and wireless communication becomes impossible, the IAB node 123 detects the wireless failure and notifies the IAB node 124 of the BH RLF.
  • the IAB node when the IAB node receives the BH RLF from the parent node, and if there is a child node in its own device, it notifies the child node of the BH RLF. For example, when the IAB node 124 receives the BH RLF, it transmits the BH RLF to the IAB node 125 . When each IAB node receives the BH RLF, it can continue backhaul communication by selecting one device from surrounding IAB nodes or IAB donors and performing reconnection processing.
  • the IAB node 124 is assumed to be a mobile communication device such as a device that can move in the air, such as a drone, or a vehicle such as a relay vehicle. For example, in the event of a disaster, by moving such a communication device to an area where communication services cannot be provided by only operable communication devices and operating it as an IAB node, it is possible to provide communication services in that area. Become. In one example, it is assumed that IAB node 124 starts operating in the wireless communication network while IAB node 125 participates in the wireless communication network with IAB node 123 as the parent node.
  • the IAB node 124 is assumed to be connected to the IAB node 123 as a child node of the IAB node 123 by observing, for example, signals sent from surrounding IAB donors or IAB nodes. It is also assumed that the IAB node 125 has switched the parent node from the IAB node 123 to the IAB node 124 . For example, IAB node 125 may switch the parent node to IAB node 124 when the communication quality of the signal from IAB node 124 is better than the communication quality, such as radio field strength, of the signal from IAB node 123 . Moreover, even if the IAB donor 112 instructs the IAB node 125 to switch the parent node to the IAB node 124 based on the frequency band (frequency usage rate) used by the IAB node 123 and the processing load. good.
  • the frequency band frequency usage rate
  • the IAB node 124 withdraws from the wireless communication network after a certain period of time has elapsed since joining the wireless communication network. That is, it is assumed that the IAB node 124 has decided in advance to stop functioning as an IAB node. In this case, when the IAB node 124 withdraws from the wireless communication network after the lapse of a certain period of time, RLF occurs in the same way as when the IAB node 124 fails. On the other hand, it is expected that the communication of the IAB node 124 will be interrupted, and it is not efficient to perform the same procedure as when conventional RLF occurs in response to this.
  • the IAB node 124 transmits to the IAB node 125, which is a child node, a relay stop notice message indicating that communication as the IAB node is scheduled to be stopped.
  • the IAB node 125 recognizes that communication with the IAB node 124 is scheduled to be interrupted, for example, identifies the IAB node or IAB donor to be reconnected in advance, and You can connect to the specified connection destination immediately after the occurrence.
  • the connection destination immediately after or before the scheduled RLF occurs, the period during which the connection is disconnected can be shortened.
  • the IAB node 124 may, for example, decide to stop communication based on the state of its own device and transmit a message announcing the stop to the IAB node 125 .
  • the IAB node 124 may determine the time to stop communication based on the remaining battery level of its own device, and transmit a relay stop notice message accordingly.
  • FIG. 2 shows an example of the hardware configuration of the IAB node.
  • the IAB node includes, for example, a control unit 201, a storage unit 202, a wireless communication unit 203, an antenna control unit 204, and an antenna 205.
  • the configuration of FIG. 2 is an example, and configurations not shown in FIG. 2 may be included in the IAB node, or at least part of the configuration shown in FIG. 2 may be replaced with another configuration or omitted. may Also, a plurality of configurations, of which only one is shown in FIG. 2, may be prepared.
  • the control unit 201 includes one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit).
  • the processor may be a processor other than CPU or MPU, such as FPGA (field programmable gate array), DSP (digital signal processor), or ASIC (application specific integrated circuit).
  • the control unit 201 controls the entire apparatus by executing a control program stored in the storage unit 202, for example.
  • the storage unit 202 includes one or more memories such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory).
  • the storage unit 202 may also include a mass storage device such as a hard disk drive or solid state drive.
  • the storage unit 202 stores, for example, a control program executed by the control unit 201, information on the cell and adjacent cells configured by the own device, information on terminals currently connected to the own device, and various types of information such as IAB routing information. Various operations to be described later can be performed by the control unit 201 executing a control program stored in the storage unit 202 .
  • the wireless communication unit 203 performs wireless communication according to cellular communication standards such as Long Term Evolution (LTE) and 5G, which conform to the 3GPP standards. Wireless communication section 203 may be configured to be able to perform wireless communication according to future cellular communication standards and non-cellular standards.
  • Antenna control section 204 outputs a radio signal for radio communication by radio communication section 203, and controls antenna 205 to receive a radio signal from the outside as an input.
  • the antenna control unit 204 controls the antenna 205 so as to receive a signal with a beam having a wide beam width when searching for an IAB donor or an IAB node that is a parent node candidate, for example.
  • the antenna control unit 204 controls the antenna 205 so as to form a beam with a narrow beam width toward that device.
  • Antenna 205 can be, for example, an antenna having characteristics that enable communication in both the frequency band used for backhaul communication, such as the 28 GHz band, and the frequency band used for communication with terminals.
  • the antenna 205 may be an antenna array in which a plurality of antenna elements are arranged in an array.
  • each function described below can be realized, for example, by the control unit 201 executing a program stored in the storage unit 202 . Also, some or all of the functions described below may be implemented by dedicated hardware. Note that part or all of the functions described below may be replaced with other functional configurations or omitted.
  • the functions of the IAB node include, for example, a transmission unit 301, a reception unit 302, a connection control unit 303, a notification information generation unit 304, a time information unit 305, a parent node change determination unit 306, a backhaul PDU generation unit 307, and It has a backhaul PDU receiver 308 .
  • the transmission section 301 transmits various signals (including frames and information) to other communication devices via the wireless communication section 203 .
  • the receiving unit 302 receives various signals from other communication devices via the wireless communication unit 203 .
  • the connection control unit 303 executes connection control with other communication devices through communication using the transmission unit 301 and the reception unit 302 .
  • the connection control unit 303 uses the transmission unit 301 and the reception unit 302 to transmit and receive radio resource control (RRC) messages, thereby executing processing related to connection and disconnection with other communication devices.
  • RRC radio resource control
  • the broadcast information generator 304 generates broadcast information including system information about cells provided by the IAB node itself. This notification information is periodically transmitted by the transmission unit 301 . By receiving this notification information, other communication devices (other IAB nodes and terminals) can recognize that an IAB node exists in the vicinity of their own device and perform connection processing to the IAB node. .
  • the time information unit 305 acquires time information via the network and executes timer processing until a predetermined time.
  • the parent node change determination unit 306 determines whether to change the parent node in backhaul communication.
  • the parent node is a node that exists on the core network side of the device itself in the communication path for backhaul communication and is directly connected to the device itself.
  • the parent node change determination unit 306 detects deterioration in radio quality in the link between its own device and the parent node, or detects BH RLF in that link or a link on the upstream side (core network side), etc. , you may decide to change the parent node.
  • the parent node change decision unit 306 may also change the parent node based on specific instructions from the IAB donor indicating that the parent node should be changed.
  • the backhaul PDU generation unit 307 generates PDUs (Protocol Data Units) that are exchanged with communication devices (IAB donors and other IAB nodes) in backhaul communication.
  • This PDU is a PDU based on BAP (Backhaul Adaptation Protocol) and is also called BAP PDU. Data transfer and control message notification for backhaul communication are performed using this BAP PDU, and the BAP PDU is transmitted by the transmission unit 301 to other communication devices.
  • the backhaul PDU reception unit 308 receives BAP PDUs from other communication devices via the reception unit 302, analyzes the received BAP PDUs, and acquires the information contained therein.
  • a configuration example of a BAP PDU is shown in FIG. As shown in FIG.
  • the BAP PDU is composed of, for example, a D/C field 401, a PDU type field 402, a Reserved field 403, and an option field 404.
  • the D/C field 401 is a 1-bit field, and indicates that the BAP PDU is a control message when the value is set to "0", and when the value is set to "1" Indicates that the BAP PDU is data.
  • the PDU type field 402 consists of 4 bits and indicates the type of control message. For example, if the value is set to "0011", it indicates that this control message is BH RLF.
  • a Reserved field 403 is a reserved area that is not used.
  • An option field 404 is a field for storing additional information. The fields after the second octet of the BAP PDU are used as the option field 404.
  • the backhaul PDU generation unit 307 when the IAB node decides to stop backhaul communication prior to that stop, the backhaul PDU generation unit 307 generates a BAP PDU that announces the stop of relaying.
  • the BAP PDU that gives notice of this relay stop is hereinafter referred to as a relay stop notice message. Since the relay stop notice message is a control message, the D/C field 401 is set to "0" and the PDU type field 402 is set to a value indicating the relay stop notice message.
  • the value indicating this relay stop notice message can be, for example, "0100", but other values may be used as long as they do not overlap with other PDU type values.
  • the option field 404 can store, as additional information, information indicating the parent node to which the IAB node that is the transmission source of this relay stop notice message is connected. Note that this is just an example, and a relay stop notice message containing other appropriate information may be formed.
  • the IAB node may store the scheduled time to stop backhaul communication in the option field 404 as additional information.
  • FIG. 5 shows an example of the flow of processing for the IAB node 124 to stop backhaul communication.
  • This process is started, for example, when the IAB node 124 participates in a wireless communication network that performs backhaul communication. Also, this process can be repeatedly executed at regular time intervals, for example.
  • this processing is not limited to the IAB node 124, and any communication that can participate in the wireless communication network as shown in FIG. It can be executed in an apparatus.
  • the IAB node 124 determines whether or not there is a plan to stop backhaul communication within a predetermined time from the current time (S501).
  • the IAB node 124 for example, in the time information unit 305, measures the elapsed time after joining the wireless communication network as shown in FIG. determine whether or not That is, the IAB node 124, for example, is set to operate only for a certain period of time (for example, 2 hours), and by determining whether the period of time obtained by subtracting a certain amount of time from the certain period of time has elapsed, the backhaul communication is stopped. It can be determined whether or not a predetermined time has passed.
  • the IAB node 124 advances the process to S502 at the timing determined to stop the backhaul communication within the predetermined time (YES in S501).
  • the IAB node 124 may reject the connection request when a new connection request is received from another IAB node or terminal after determining to stop the backhaul communication within a predetermined time.
  • the IAB node 124 may set, for example, a second predetermined time period for determining whether or not to reject a new connection request, separately from the first predetermined time period used in the determination of S501. .
  • the IAB node 124 after it is determined in S501 to stop the backhaul communication within the first predetermined time, until the time until the backhaul communication is stopped reaches the second predetermined time, A new connection request may be accepted. Also, for example, before the IAB node 124 determines in S501 to stop the backhaul communication within the first predetermined time, the time until the backhaul communication is stopped reaches the second predetermined time. Acceptance of new connection requests may be stopped.
  • the IAB node 124 determines whether or not it is a predetermined time before stopping the backhaul communication based on the elapsed time after joining the wireless communication network. is not limited to For example, the IAB node 124 is set in advance by a network operator or the like to stop backhaul communication, and by determining whether the time until that time is less than or equal to a predetermined time, the backhaul communication is stopped. It can be determined whether or not a predetermined time has passed. IAB node 124 can also be configured to estimate the length of time that backhaul communication can be performed based on, for example, the remaining battery power available for communication. In this case, the IAB node 124 may determine to stop the backhaul communication within the predetermined time when the time length is equal to or less than the above-described predetermined time.
  • the IAB node 124 generates a relay stop notice message in the backhaul PDU generation unit 307 when the backhaul communication is stopped within a predetermined time (S502).
  • the relay stop notice message is, for example, a BAP PDU with the D/C field 401 set to "0" and the PDU type field 402 set to "0100" as described above.
  • the backhaul PDU generation unit 307 of the IAB node 124 sets information indicating the parent node to which the device is currently connected to the option field 404 of the relay stop notice message generated in S502 (S503).
  • Information indicating the parent node can be, for example, the gNB ID included in the broadcast information transmitted from the parent node.
  • the IAB node 124 stores information indicating the IAB node 123 in the option field 404 of the relay stop notice message. Then, the IAB node 124 uses the transmission unit 301 to transmit the generated relay stop notice message to the child node (S504). Here, the IAB node 124 sends a relay stop notice message to the IAB node 125 . Then, the IAB node 124 stops the backhaul communication when the scheduled time for stopping the backhaul communication is reached based on the passage of time measured by the time information unit 305 (S505).
  • the IAB node 124 stops the backhaul communication after transmitting the relay stop notice message to the child node.
  • the child node can recognize that the wireless link with the IAB node 124 will be disconnected after a predetermined time, and the child node (IAB node 125) can, for example, connect to the parent node of the IAB node 124 can be measured and the connection destination can be changed.
  • the relay stop notice message is sent by BAP PDU, but the relay stop notice message may be output as notification information without specifying the destination.
  • This process is started, for example, when the IAB node 125 receives a BAP PDU indicating BH RLF or a relay stop notice message.
  • the IAB node 125 may receive another control message in which the D/C field 401 is set to "0". 6 can be configured not to perform the process.
  • this processing can be executed not only by the IAB node 125 but also by any communication device that participates in the wireless communication network as shown in FIG. 1 and can operate as an IAB node.
  • the IAB node 125 determines whether the BAP PDU received during communication indicates BH RLF (S601). When the IAB node 125 receives a BAP PDU indicating BH RLF (YES in S601), it recognizes that RLF has occurred upstream from its own device. For example, when RLF is detected in the IAB node 124 due to a failure in the IAB node 123, a BAP PDU indicating BH RLF is received. In this case, the IAB node 125 determines whether there is a child node connected to its own device (S602).
  • the IAB node 125 If the child node exists (YES in S602), the IAB node 125 generates and transmits a BH RLF message to the child node (S603), and if the child node does not exist (NO in S602) does not do that. After that, the IAB node 125 selects one of the IAB nodes or IAB donors existing in the vicinity as parent node candidates, and performs the connection process (S604). The IAB node 125 can recognize surrounding IAB nodes or IAB donors based on receivable broadcast information, for example.
  • the received strength of the incoming radio wave is a predetermined value or more or the strongest, or the number of hops to the core network is small. to select the device to connect to.
  • the IAB node 125 then changes the parent node to the device connected in S604 (S605) and continues backhaul communication.
  • the IAB node 125 If the received BAP PDU is a relay stop notice message (NO in S601), the IAB node 125 includes information (eg gNB ID) of the parent node of the source of the message (IAB node 124) in the message. (S606). Then, if such information is not included (NO in S606), the IAB node 125 shifts the process to S604, selects IAB nodes or IAB donors existing in the vicinity as candidates for parent nodes, and selects one of them. A device is selected and connection processing is performed (S604). The IAB node 125 then changes the parent node to the device connected in S604 (S605) and continues backhaul communication.
  • information eg gNB ID
  • the IAB node 125 shifts the process to S604, selects IAB nodes or IAB donors existing in the vicinity as candidates for parent nodes, and selects one of them.
  • a device is selected and connection processing is performed (S604).
  • the IAB node 125 searches for parent node candidates and switches the parent node in response to receiving the message. Also, if the IAB node 125 contains the information (gNB ID) of the parent node of the IAB node 124 (YES in S606), the IAB node 125 determines whether or not it is possible to connect to the node indicated by the information (S607 ). For example, IAB node 125 can determine whether it is connectable to the node by determining whether the received strength of the signal transmitted from the parent node of IAB node 124 is equal to or greater than a predetermined level. .
  • the IAB node 125 determines that it can connect to the node (YES in S607), it connects to the node (S608), changes the parent node to the device connected in S608 (S605), and backs up. Continue hall communication.
  • the IAB node 125 does not relay the message when the relay stop notice message is received, and only the IAB node 125 connects. can change direction. This eliminates the need to change the connection in devices on the downstream side (the side away from the core network 101) from the IAB node 125, so that the time for disconnection in each node can be shortened. Also, when the IAB node 125 is able to connect to the parent node of the IAB node 124, there is no change in the IAB donor 112 to which it is connected. Gone. Therefore, it is possible to reduce the processing load such as route resetting.
  • the IAB node 125 assumes that the change of the parent node will be completed by the scheduled time.
  • the parent node change process can be executed. Note that this is merely an example, and for example, the search for another communication device to be the parent node after the change may be completed by the scheduled time. In this case, when the scheduled time comes, the parent node can be changed to the previously searched communication device. Alternatively, the IAB node 125 may complete the change of the connection destination by the scheduled time, and when the scheduled time comes, the relay route setting process for changing the parent node may be performed. .
  • the IAB node 125 may only search for candidates for the parent node and determine the connection destination without immediately switching the parent node when receiving the relay stop notice message. Then, the IAB node 125 may execute connection processing to a predetermined connection destination node, for example, when detecting an RLF caused by the stoppage of the IAB node 124 . This also makes it possible to shorten the period during which backhaul communication is interrupted compared to searching for a connection destination candidate after RLF occurs.
  • FIG. 7 shows the flow of processing when the IAB node 124 is scheduled to stop relaying in advance due to movement, etc., and transmits the relay stop notice message to the IAB node 125, and the IAB node 125 switches the parent node.
  • the IAB donor 112 shows an example of Initially, the IAB donor 112, the IAB node 122, the IAB node 123, the IAB node 124, and the IAB node 125 are connected in that order, and backhaul communication is performed between these nodes.
  • the IAB node 124 determines whether or not there is a plan to stop backhaul communication within a predetermined time (S701). Note that this determination process can also be executed in each IAB node and IAB donor. However, in a device that does not stop when there is no schedule for maintenance, for example, it can be configured not to perform this determination process unless information such as the schedule for maintenance is input.
  • the IAB node 124 determines that the backhaul communication is scheduled to be stopped within a predetermined time, it transmits a relay stop notice message to the child node (IAB node 125) (S702).
  • the IAB node 125 When the IAB node 125 receives the relay stop notice message, for example, based on the information of the parent node (IAB node 123) of the IAB node 124 in the relay stop notice message, the IAB node 125 determines whether communication with the IAB node 123 is possible. . Also, if the relay stop notice message does not contain the information of the parent node of the IAB node 124, the IAB node 125 can set up a relay route to the core network, and the surrounding IAB nodes or IAB donors can be explored. Here, as a result of any of these processes, the IAB node 125 determines to connect to the IAB node 123, and executes the connection process (S703).
  • the IAB node 125 establishes downlink synchronization based on the synchronization signal transmitted from the IAB node 123, and further executes random access processing to establish uplink synchronization (S704). Furthermore, the IAB node 125 establishes a connection in the radio resource control (RRC) layer with the IAB node 123 (S705).
  • RRC radio resource control
  • the IAB node 125 After establishing a connection with the IAB node 123, the IAB node 125 then updates the relay route information with the IAB donor 112.
  • the IAB donor 112 updates the relay route information with the IAB node 125 by this setting process (S706). For example, the IAB donor 112 changes the relay path to the IAB node 125 from the relay path via the IAB node 122, the IAB node 123, and the IAB node 124 to the relay path via only the IAB node 122 and the IAB node 123.
  • the IAB node 125 switches backhaul communication with the IAB node 124 as the parent node to backhaul communication with the IAB node 123 as the parent node without going through the IAB node 124 (S707).
  • the IAB node 124 stops backhaul communication after a predetermined period of time has passed (S708).
  • the child node of the IAB node 125 changes the connection destination and resets the relay route before the scheduled time. Therefore, it is possible to greatly shorten the time for backhaul communication to be interrupted, compared to the case where the connection destination is switched after RLF occurs due to the IAB node 124 actually stopping the relay. Also, the relay stop notice message is sent only to the child nodes directly connected to the IAB node whose relay is to be stopped, and only the child nodes are connected downstream from the child nodes by changing the connection destination. Other IAB nodes may be prevented from changing their connection destinations. According to this, it is possible to change the relay route while suppressing the load associated with changing the connection destination. In addition, by connecting the IAB node to the parent node of the IAB node whose relay is to be stopped, processing such as BAP address setting can be omitted, thereby reducing the processing load.
  • the processing when there is an IAB node whose relay is scheduled to be stopped for the IAB-based relay communication path has been described. It can be performed. That is, in a general relay transmission system including two or more relay devices, when the first relay device is scheduled to stop relaying, the network side (base station side) and the opposite side (terminal side) A relay stop warning message may be sent to the second relay device connected to the network. Thereby, as described above, the second relay device can change the connection destination before the relay is actually stopped in the first relay device. Therefore, the period during which the relay route is interrupted can be shortened compared to the case where the second relay device searches for and changes the connection destination after the first relay device stops relaying. can.
  • the present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC

Abstract

IAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーとUE(User Equipment)との間の通信を中継するIABノードとして機能する中継装置は、IABノードとしての中継を停止する前に、そのIABノードに接続されている第1の他のIABノードを宛先とする、中継の停止に関するメッセージを送信する。ここで、中継の停止に関するメッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なる。

Description

中継装置、制御方法、プログラム、及び通信システム
 本発明は、中継伝送における経路設定制御技術に関する。
 第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP(登録商標))において、無線アクセス回線を用いてバックホール回線を形成する、IAB(Integrated Access and Backhaul)が規格化されている(特許文献1参照)。IABでは、中継装置(IABノード)が、その中継装置に接続された端末や、その中継装置にさらに接続された他の中継装置と、基地局(IABドナー)との間の通信を中継する。IABを用いることにより、従来の光ファイバーなどによる有線通信と比較して、低コストでカバレッジエリアを拡張することができる。
特表2019-534625号公報
 IABでは、ノードの故障や無線環境の変化等によって、IABドナーとIABノードとの間やIABノード間で無線リンク障害(RLF)が発生することがある。このような場合、正常に稼働しているIABノードは他のIABノードを探索して再接続処理を行うことにより、通信を継続することができる。一方で、そのような再接続処理には時間がかかり、IABノードが通信を行うことができない期間が発生する。そして、このような期間が長期化すると、システム全体としての効率が劣化してしまう。
 本発明は、中継システムにおける接続先変更処理の効率化技術を提供する。
 本発明の一態様による中継装置は、IAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーとUE(User Equipment)との間の通信を中継するIABノードとして機能する中継装置であって、前記IABノードとしての中継を停止する前に、前記IABノードに接続されている第1の他のIABノードを宛先とする、中継の停止に関するメッセージを送信する送信手段を有し、前記中継の停止に関するメッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なる。
 本発明によれば、中継システムにおける接続先の変更を効率的に行うことができる。
 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、無線通信ネットワークの構成例を示す図である。 図2は、IABノードのハードウェア構成例を示す図である。 図3は、IABノードの機能構成例を示す図である。 図4は、BAP PDUの構成例を示す図である。 図5は、IABノードがバックホール通信を停止する処理の流れの例を示す図である。 図6は、IABノードが親ノードを変更する処理の流れの例を示す図である。 図7は、無線通信ネットワークで行われる処理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はない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
 (ネットワーク構成)
 図1を用いて、本実施形態における無線通信ネットワークの構成例を示す。本無線通信ネットワークは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)で規定されているIAB(Integrated Access and Backhaul)に基づいて構成される。本無線通信ネットワークは、中継装置(IABノード121~125)が基地局(IABドナー111~112)と端末141との間の通信を中継する。なお、図1における、通信装置(IABドナー111~112、IABノード121~125、UE141)の配置/構成は一例であり、他の配置/構成において、以下の議論を適用可能である。また、それらの通信装置は、NR(New Radio)アクセスネットワークとも呼ばれる第5世代(5G)アクセスネットワークにおける通信装置であり、IABドナー111~112およびIABノード121~125は、gNBとも呼ばれうる。なお、他の世代のネットワークが用いられる構成に対しても、以下の議論を適用可能である。
 IABドナー111~112は、自装置と直接接続するIABノード121~122や、そのIABノードの下流に接続された別のIABノード123~125による中継通信の制御を行う。IABドナー111~112は、コアネットワーク101に接続される。IABドナー111~112は、IABノード121~125に対してコアネットワーク101への接続を提供すると言うことができる。本実施形態では、IABドナー111~112およびIABノード121~125とコアネットワーク101との間の通信をバックホール通信と呼ぶ。また、本実施形態では、中継によって形成される通信経路において直接接続されている2つのノードのうち、コアネットワーク101に近い側のノードを親ノードと呼び、コアネットワーク101から遠い側のノードを子ノードと呼ぶ。例えば、IABドナー111はIABノード121の親ノードであり、IABノード121は、IABドナー111の子ノードである。また、IABノード122は、IABドナー112の子ノードであり、IABノード123の親ノードでもある。同様に、IABノード122は、IABノード122の子ノードであり、IABノード124の親ノードでもある。なお、図1の例では、1つの親ノードに対して1つの子ノードが接続する構成を示しているが、1つの親ノードに対して2つ以上の子ノードが接続してもよい。
 IABドナー111~112は、セルラ通信システムにおける無線基地局として動作する。IABノード121~125は、IABドナー111~112の通信を中継する。これにより、IABノード121~125に接続した端末(例えば端末141)は、IABドナー111~112による制御の下で無線通信を行うことができる。すなわち、IABノード121~125も、端末から見て基地局として動作することとなる。なお、図1では、端末141は、例えば、IABノード125がサービスを提供するセル131の範囲内に存在し、IABノード122~125およびIABドナー112を介して、コアネットワーク101に接続する場合の例を示している。
 このような無線通信ネットワークでは、各ノード(IABドナー及びIABノード)が無線で接続されるため、無線環境の変化やノードの機能停止などに応じて、無線リンク障害(RLF)が発生することがある。このRLFは、Backhaul Radio Link Failure(BH RLF)と呼ばれる。IABノードは、BH RLFを検出すると、子ノードへBH RLFが発生したことを通知する。例えば、IABノード122において故障が発生し、無線通信を行うことができなくなった場合、IABノード123が無線障害を検出し、IABノード124へBH RLFを通知する。また、IABノードは、親ノードからBH RLFを受信すると、自装置に子ノードが存在する場合は、その子ノードへBH RLFを通知する。例えば、IABノード124は、BH RLFを受信すると、IABノード125へBH RLFを送信する。各IABノードは、BH RLFを受信すると、周囲のIABノード又はIABドナーから、1つの装置を選択して再接続処理を実行することにより、バックホール通信を継続しうる。
 ここで、IABノード124は、例えばドローンのような空中を移動可能な装置や、中継車のような車両など、移動可能な通信装置であるものとする。例えば災害発生時などに稼働可能な通信装置だけでは通信サービスを提供できないエリアにこのような通信装置を移動させて、IABノードとして稼働させることにより、そのエリアにおいて通信サービスを提供することが可能となる。一例において、IABノード125がIABノード123を親ノードとして無線通信ネットワークに参加している状態において、IABノード124が本無線通信ネットワークにおいて稼働を開始したものとする。本実施形態では、IABノード124は、例えば周囲のIABドナー又はIABノードから送出された信号を観測して、IABノード123の子ノードとして、IABノード123に接続したものとする。また、IABノード125は、親ノードを、IABノード123からIABノード124へ切り替えたものとする。例えば、IABノード125は、IABノード123からの信号の電波強度などの通信品質よりIABノード124からの信号の通信品質が良好である場合に、親ノードをIABノード124へ切り替えうる。また、IABドナー112が、IABノード123によって使用されている周波数帯域(周波数使用率)や処理負荷に基づいて、IABノード125に対して、親ノードをIABノード124へ切り替えるように指示してもよい。
 本実施形態では、IABノード124が、無線通信ネットワークに参加してから一定時間だけ経過した後に、その無線通信ネットワークから離脱するものとする。すなわち、予めIABノード124がIABノードとしての機能を停止することが決定されているものとする。この場合、その一定時間経過後に、IABノード124が無線通信ネットワークから離脱することによって、IABノード124が故障した場合と同様にRLFが発生することとなる。一方で、IABノード124の通信が途絶するのは予定されているものであり、これに対して従来のRLFが発生した場合と同様の手順を行うのは効率的でない。このため、本実施形態では、IABノード124が、子ノードであるIABノード125に対して、IABノードとしての通信を停止する予定があることを示す中継停止予告メッセージを送信するようにする。これにより、IABノード125は、IABノード124との間の通信の途絶が予定されていることを認識し、例えば事前に再接続先のIABノード又はIABドナーを特定して、RLFの発生前又は発生直後に特定した接続先に接続することができる。これにより、予定されているRLFが発生した直後又はその発生前に接続先を変更することなどにより、接続が切断された状態となる期間を短縮することができる。なお、IABノード124は、例えば、自装置の状態に基づいて通信の停止を決定し、その停止を予告するメッセージをIABノード125へ送信してもよい。例えば、IABノード124は、自装置のバッテリ残量に基づいて、通信を停止する時刻を決定し、それに応じた中継停止予告メッセージを送信するようにしてもよい。
 (装置構成)
 本実施形態にかかるIABノードの構成について説明する。なお、IABドナーも、ここで説明するようなIABノードの構成と同様のハードウェア構成と機能構成を有しうる。IABノードは、ハードウェア構成例を図2に示す。IABノードは、例えば、制御部201、記憶部202、無線通信部203、アンテナ制御部204、及びアンテナ205を含んで構成される。なお、図2の構成は一例であり、図2に示されていない構成がIABノードに含まれてもよいし、図2に示す構成の少なくとも一部が他の構成によって置き換えられ、又は省略されてもよい。また、図2に1つだけ示された構成が複数用意されてもよい。
 制御部201は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、プロセッサは、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、ASIC(特定用途向け集積回路)などのCPUやMPU以外のプロセッサであってもよい。制御部201は、例えば、記憶部202に記憶された制御プログラムを実行することにより、装置全体を制御する。記憶部202は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などの1つ以上のメモリを含んで構成される。また、記憶部202は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどの大容量記憶装置を含んで構成されてもよい。記憶部202は、例えば、制御部201が実行する制御プログラム、自装置が構成するセルや隣接セルの情報、自装置に接続中の端末の情報、IABのルーティング情報などの各種情報を記憶する。後述する各種動作は、記憶部202に記憶された制御プログラムを制御部201が実行することにより行われうる。
 無線通信部203は、3GPP規格に準拠するロングタームエボリューション(LTE)や5G等のセルラ通信規格に従って無線通信を行う。なお、無線通信部203は、将来のセルラ通信規格や、非セルラ規格に従う無線通信を実行可能に構成されてもよい。アンテナ制御部204は、無線通信部203による無線通信のための無線信号を出力し、また、外部からの無線信号を入力として受け付けるために、アンテナ205を制御する。アンテナ制御部204は、例えば、親ノードの候補となるIABドナー又はIABノードを探索する際にはビーム幅の広いビームで信号を受信するようにアンテナ205を制御する。また、アンテナ制御部204は、例えば、接続先の装置を決定した場合に、その装置に向けてビーム幅の狭いビームを構成するようにアンテナ205を制御する。アンテナ205は、例えば、28GHz帯などのバックホール通信に使用される周波数帯域と、端末との通信に使用される周波数帯域との両方での通信を可能とする特性を有するアンテナでありうる。なお、アンテナ205は、複数のアンテナ素子をアレイ状に配置したアンテナアレイであってもよい。
 続いて、図3を用いて、IABノードの機能構成例について説明する。なお、以下で説明する各機能は、例えば、制御部201が記憶部202に記憶されたプログラムを実行することによって実現されうる。また、以下で説明する機能の一部又は全部が専用のハードウェアによって実装されてもよい。なお、以下で説明した機能の一部または全部が、他の機能構成によって置き換えられ、又は省略されてもよい。IABノードは、その機能として、例えば、送信部301、受信部302、接続制御部303、報知情報生成部304、時間情報部305、親ノード変更決定部306、バックホールPDU生成部307、及び、バックホールPDU受信部308を有する。
 送信部301は、無線通信部203を介して、他の通信装置へ各種信号(フレームや情報を含む)を送信する。受信部302は、無線通信部203を介して、他の通信装置から各種信号を受信する。接続制御部303は、送信部301と受信部302とを用いた通信により、他の通信装置との接続制御を実行する。接続制御部303は、例えば、送信部301と受信部302を用いて、無線リソース制御(RRC)メッセージを送受信することにより、他の通信装置との接続および切断に関する処理を実行する。報知情報生成部304は、IABノード自身が提供するセルに関するシステム情報などを含んだ報知情報を生成する。この報知情報は、送信部301によって定期的に送信される。他の通信装置(他のIABノードや端末)は、この報知情報を受信することで、IABノードが自装置の周囲に存在することを認識し、そのIABノードへの接続処理を行うことができる。
 時間情報部305は、ネットワークを介した時刻情報の取得や所定時刻までのタイマ処理を実行する。親ノード変更決定部306は、バックホール通信における親ノードを変更するか否かを決定する。親ノードは、上述の通り、バックホール通信のための通信経路において、自装置よりコアネットワーク側に存在し、かつ、自装置が直接接続しているノードである。親ノード変更決定部306は、自装置と親ノードとの間のリンクにおいて無線品質の低下を検出した場合や、そのリンクやさらに上流側(コアネットワーク側)のリンクにおけるBH RLFを検出した場合等に、親ノードを変更すると決定しうる。また、親ノード変更決定部306は、IABドナーから親ノードを変更すべきことを示す特定の指示に基づいて、親ノードを変更してもよい。
 バックホールPDU生成部307は、バックホール通信における通信装置(IABドナーや他のIABノード)との間で送受信されるPDU(Protocol Data Unit)を生成する。なお、このPDUは、BAP(Backhaul Adaptation Protocol)に基づくPDUであり、BAP PDUとも呼ばれる。バックホール通信のためのデータ転送や制御メッセージの通知はこのBAP PDUを利用して行われ、BAP PDUは送信部301によって他の通信装置へ送信される。バックホールPDU受信部308は、他の通信装置から受信部302を介してBAP PDUを受信し、その受信したBAP PDUを解析して含まれている情報を取得する。BAP PDUの構成例を図4に示す。図4のように、BAP PDUは、例えば、D/Cフィールド401、PDUタイプフィールド402、Reservedフィールド403、及びオプションフィールド404を含んで構成される。D/Cフィールド401は1ビットのフィールドであり、値が「0」に設定されている場合にそのBAP PDUが制御メッセージであることを示し、値が「1」に設定されている場合にはそのBAP PDUがデータであることを示す。PDUタイプフィールド402は4ビットで構成され、制御メッセージのタイプを示す。例えば、値が「0011」に設定されている場合には、この制御メッセージがBH RLFであることが示される。Reservedフィールド403は、使用されない予約領域である。オプションフィールド404は、付加情報を格納するフィールドである。BAP PDUの2オクテット目以降のフィールドが、オプションフィールド404として使用される。
 本実施形態では、IABノードがバックホール通信を停止することをその停止に先立って決定した際に、バックホールPDU生成部307によって、中継停止を予告するBAP PDUを生成する。この中継停止を予告するBAP PDUを、以下では、中継停止予告メッセージと呼ぶ。中継停止予告メッセージは、制御メッセージであるため、D/Cフィールド401が「0」に設定され、PDUタイプフィールド402が、中継停止予告メッセージを示す値に設定される。この中継停止予告メッセージを示す値は、例えば「0100」でありうるが、他のPDUタイプの値と重複しない値であれば、他の値であってもよい。本実施形態では、例えば、付加情報としてこの中継停止予告メッセージの送信元のIABノードが接続している親ノードを示す情報が、オプションフィールド404に格納されうる。なお、これは一例であり、他の適切な情報を含んだ中継停止予告メッセージが形成されてもよい。例えば、IABノードは、バックホール通信を停止する予定時刻を、付加情報として、オプションフィールド404に格納してもよい。
 (処理の流れ)
 続いて、IABノードによって実行される処理の流れの例について説明する。なお、一例において、以下で説明する各処理は、制御部201が、記憶部202に記憶されたプログラムを実行することによって実現されうる。また、以下で説明する各処理の一部または全部が専用のハードウェアによって行われてもよい。
 図5は、IABノード124がバックホール通信を停止する処理の流れの例を示している。本処理は、例えば、IABノード124がバックホール通信を行う無線通信ネットワークへ参加した際に開始される。また、本処理は、例えば一定時間間隔で繰り返し実行されうる。また、本処理は、IABノード124のみならず、図1のような無線通信ネットワークに参加してIABノードとして動作可能であり、かつ、バックホール通信を停止するような動作を行いうる任意の通信装置において実行されうる。
 図5の処理において、IABノード124は、現在時刻から所定時間内にバックホール通信を停止する予定があるか否かを判定する(S501)。IABノード124は、例えば、時間情報部305において、図1のような無線通信ネットワークへ参加してからの経過時間を計測し、バックホール通信を停止する所定時間前(例えば5分前)になったか否かを判定する。すなわち、IABノード124は、例えば、一定時間(例えば2時間)だけ稼働するように設定され、その一定時間から所定時間を減じた時間だけ経過したかを判定することにより、バックホール通信を停止する所定時間前になったか否かを判定しうる。そして、IABノード124は、所定時間内にバックホール通信を停止すると判定されたタイミング(S501でYES)において、処理をS502へ進める。なお、IABノード124は、所定時間内にバックホール通信を停止すると判定した後に、他のIABノードや端末から新規に接続を要求された場合に、その接続要求を拒否してもよい。また、IABノード124は、例えば、S501の判定で用いる第1の所定時間とは別個に、新規の接続要求を拒否するか否かを決定するための第2の所定時間を設定してもよい。すなわち、例えば、IABノード124は、S501で第1の所定時間内にバックホール通信を停止すると判定された後に、バックホール通信を停止するまでの時間が第2の所定時間に到達するまでは、新規の接続要求を受け付けてもよい。また、例えば、IABノード124は、S501で第1の所定時間内にバックホール通信を停止すると判定される前に、バックホール通信を停止するまでの時間が第2の所定時間に到達したことによって新規の接続要求の受け付けを停止してもよい。
 なお、上述の例では、所定時間の例として5分を挙げているが、これ以外の値が用いられてもよい。また、上述の例では、IABノード124は、無線通信ネットワークへの参加後の経過時間に基づいて、バックホール通信を停止する所定時間前になったか否かを判定する例について説明したが、これに限られない。例えば、IABノード124は、事前にネットワーク事業者等によってバックホール通信を停止する時刻が設定され、その時刻までの時間が所定時間以下であるか否かを判定することにより、バックホール通信を停止する所定時間前になったか否かを判定しうる。また、IABノード124は、例えば、通信のために使用可能なバッテリの残量などに基づいてバックホール通信を実行可能な時間長を推定するように構成されうる。この場合、IABノード124は、その時間長が上述の所定時間以下となった場合に、所定時間内にバックホール通信を停止すると判定してもよい。
 IABノード124は、バックホール通信の停止まで所定時間以内となった場合に、バックホールPDU生成部307において中継停止予告メッセージを生成する(S502)。中継停止予告メッセージは、例えば、上述のように、D/Cフィールド401が「0」に設定され、PDUタイプフィールド402が「0100」に設定された、BAP PDUである。そして、IABノード124は、バックホールPDU生成部307において、S502で生成した中継停止予告メッセージのオプションフィールド404へ、自装置が現在接続中の親ノードを示す情報を設定する(S503)。親ノードを示す情報は、例えば、親ノードから送信された報知情報に含まれるgNB IDでありうる。ここでは、IABノード124は、IABノード123を示す情報を中継停止予告メッセージのオプションフィールド404に格納する。そして、IABノード124は、送信部301によって、生成した中継停止予告メッセージを子ノードへ送信する(S504)。ここでは、IABノード124は、IABノード125へ中継停止予告メッセージが送信される。そして、IABノード124は、時間情報部305において計測していた時間経過に基づいて、バックホール通信を停止する予定時間に達したことに応じて、バックホール通信を停止する(S505)。
 このように、IABノード124は、子ノードへ中継停止予告メッセージを送信してから、バックホール通信を停止する。これによれば、IABノード124との無線リンクが所定時間後に切断されることを子ノードが認識可能となり、子ノード(IABノード125)が、例えば、IABノード124の親ノードとの接続のための測定や接続先の変更を実行可能となる。なお、上述の例では、BAP PDUによって中継停止予告メッセージが送信される例を示したが、報知情報として、宛先を特定せずに中継停止予告メッセージが出力されてもよい。
 続いて、図6を用いて、IABノード125が、親ノードを変更する処理の流れの例について説明する。本処理は、例えば、IABノード125が、BH RLFを示すBAP PDU又は中継停止予告メッセージを受信した場合に開始される。なお、IABノード125は、D/Cフィールド401が「0」に設定された他の制御メッセージを受信することがありうるが、その場合には、そのメッセージの種類に応じた処理を行い、図6の処理を実行しないように構成されうる。また、本処理は、IABノード125のみならず、図1のような無線通信ネットワークに参加してIABノードとして動作可能な任意の通信装置において実行されうる。
 本処理において、IABノード125は、通信を実行中に受信したBAP PDUがBH RLFを示すか否かを判定する(S601)。IABノード125は、BH RLFを示すBAP PDUを受信した場合(S601でYES)、自装置より上流側においてRLFが発生したことを認識する。例えば、IABノード123において故障が発生したことにより、IABノード124においてRLFが検出された場合などに、BH RLFを示すBAP PDUが受信される。この場合、IABノード125は、自装置へ接続している子ノードが存在するかを判定する(S602)。そして、IABノード125は、子ノードが存在する場合(S602でYES)に、子ノードに対してBH RLFメッセージを生成して送信し(S603)、子ノードが存在しない場合(S602でNO)にはその処理を行わない。その後、IABノード125は、周囲に存在するIABノード又はIABドナーを親ノードの候補として、その中から1つの装置を選択して接続処理を行う(S604)。IABノード125は、例えば、受信可能な報知情報に基づいて、周囲に存在するIABノード又はIABドナーを認識することができる。IABノード125は、周囲に複数のIABノード又はIABドナーが存在する場合は、到来する電波の受信強度が所定値以上もしくは最も強い、又は、コアネットワークまでのホップ数が少ない、などの所定の基準に基づいて、接続先の装置を選択する。そして、IABノード125は、親ノードをS604において接続した装置に変更して(S605)、バックホール通信を継続する。
 IABノード125は、受信したBAP PDUが中継停止予告メッセージであった場合(S601でNO)、そのメッセージに、メッセージの送信元(IABノード124)の親ノードの情報(例えばgNB ID)が含まれているかを判定する(S606)。そして、IABノード125は、そのような情報が含まれていない場合(S606でNO)、処理をS604に移し、周囲に存在するIABノード又はIABドナーを親ノードの候補として、その中から1つの装置を選択して接続処理を行う(S604)。そして、IABノード125は、親ノードをS604において接続した装置に変更して(S605)、バックホール通信を継続する。すなわち、IABノード125は、gNB IDが中継停止予告メッセージに含まれていない場合には、そのメッセージの受信に応じて、親ノードの候補を探索して親ノードの切り替えを実行する。また、IABノード125は、IABノード124の親ノードの情報(gNB ID)が含まれていた場合(S606でYES)、その情報で示されるノードに接続可能であるか否かを判定する(S607)。例えば、IABノード125は、IABノード124の親ノードから送信された信号の受信強度が所定レベル以上であるか否かを判定することにより、そのノードに接続可能であるか否かを判定しうる。そして、IABノード125は、そのノードに接続可能であると判定した場合(S607でYES)、そのノードに接続し(S608)、親ノードをS608において接続した装置に変更して(S605)、バックホール通信を継続する。
 図6に示すように、IABノード125は、子ノードが接続されている場合であっても、中継停止予告メッセージが受信された際には、そのメッセージの中継を行わずに自装置のみが接続先を変更しうる。これによれば、IABノード125から下流側(コアネットワーク101から離れる側)の装置における接続の変更を行うことがなくなるため、各ノードにおいて接続が切断される時間を短期化することができる。また、IABノード125が、IABノード124の親ノードに接続することができた場合、接続先のIABドナー112に変更がないこととなるため、BAPアドレスの再設定などの処理が行われる必要がなくなる。このため、経路の再設定などの処理負荷を低減することができる。
 なお、中継停止予告メッセージに、IABノード124がバックホール通信を停止する予定時刻の情報が含まれていた場合、IABノード125は、その予定時刻までに、親ノードの変更が完了しているように、親ノード変更処理を実行しうる。なお、これは一例に過ぎず、例えば、予定時刻までに、変更後の親ノードとされるべき他の通信装置の探索が完了しているだけでもよい。この場合、予定時刻となったことに応じて、事前に探索されていた通信装置へ親ノードが変更されるようにしうる。また、IABノード125が予定時刻までに接続先の変更まで完了しておき、予定時刻となったことに応じて、親ノードの変更のための中継経路の設定処理が行われるようにしてもよい。
 中継停止予告メッセージが送信されたケースでは、S605の時点においてIABノード124は停止しておらず、上流でのRLFも発生していないことが想定される。このため、IABノード125は、IABノード124の中継停止によってRLFが発生することが予定されている場合に、そのRLFが実際に発生する前に親ノードを変更して、バックホール通信の途絶を抑制することができる。なお、IABノード125は、中継停止予告メッセージを受信した場合にすぐに親ノードの切り替え処理を行わず、親ノードの候補の探索および接続先の決定のみを行ってもよい。そして、IABノード125は、例えば、IABノード124の停止によるRLFを検出した場合に、事前に決定した接続先のノードへの接続処理を実行するようにしてもよい。これによっても、RLFが発生してから接続先の候補を探索する場合と比して、バックホール通信が途絶する期間を短縮することができる。
 続いて、図7を用いて、図1に示す無線通信ネットワークにおいて実行される処理の流れの例について説明する。図7は、IABノード124が移動などによって中継を停止することが事前に予定されており、その中継停止予告メッセージをIABノード125へ送信し、IABノード125が親ノードを切り替える場合の処理の流れの例を示している。初期的に、IABドナー112、IABノード122、IABノード123、IABノード124、IABノード125の順に接続され、これらのノード間でバックホール通信が行われているものとする。
 本処理では、IABノード124が、所定の時間内にバックホール通信を停止する予定があるか否かを判定する(S701)。なお、この判定処理は、各IABノードおよびIABドナーにおいても実行されうる。ただし、例えばメンテナンスなどの予定がない場合には停止することのない装置においては、そのメンテナンスの予定などの情報が入力されない限り、この判定処理を行わないように構成されうる。IABノード124は、所定の時間内にバックホール通信を停止する予定があると判断すると、中継停止予告メッセージを子ノード(IABノード125)へ送信する(S702)。
 IABノード125は、中継停止予告メッセージを受信すると、例えば、中継停止予告メッセージにおいて、IABノード124の親ノード(IABノード123)の情報に基づいて、IABノード123と通信可能であるかを判定する。また、IABノード125は、中継停止予告メッセージにIABノード124の親ノードの情報が含まれていない場合には、コアネットワークへの中継経路を設定可能であると共に周囲に存在するIABノード又はIABドナーを探索しうる。ここでは、これらのいずれかの処理の結果、IABノード125が、IABノード123と接続すると決定し、接続処理を実行するものとする(S703)。IABノード125は、IABノード123から送信された同期信号に基づいて下りリンクの同期を確立し、さらに、ランダムアクセス処理を実行して上りリンクの同期の確立などを実行する(S704)。さらに、IABノード125は、IABノード123との間で、無線リソース制御(RRC)層における接続を確立する(S705)。
 IABノード125は、IABノード123との接続を確立すると、続いて、IABドナー112との間で中継経路情報の更新処理を行う。IABドナー112は、この設定処理により、IABノード125との間の中継経路の情報を更新する(S706)。例えば、IABドナー112は、IABノード125までの中継経路を、IABノード122、IABノード123、及び、IABノード124を経由する中継経路から、IABノード122、及びIABノード123のみを経由する中継経路に変更する。その後、IABノード125は、IABノード124を親ノードとしていたバックホール通信を、IABノード124を介さず、IABノード123を親ノードとするバックホール通信へと切り替える(S707)。一方で、IABノード124は、所定時間が経過した後に、バックホール通信を停止する(S708)。
 本実施形態によれば、IABノード124が中継を停止する予定に基づいて、その予定時刻より前にIABノード125の子ノードが接続先を変更して中継経路の再設定を行うこととなる。このため、IABノード124が実際に中継を停止したことによるRLFが発生してから接続先を切り替える場合と比して、バックホール通信が途絶する時間を大幅に短縮することが可能となる。また、中継停止予告メッセージが、中継を停止するIABノードに直接接続している子ノードにのみ送信され、その子ノードのみが接続先の変更を行うことにより、その子ノードより下流側に接続されている他のIABノードが接続先を変更しないようにしうる。これによれば、接続先の変更に関する負荷を抑制しながら、中継経路を変更することができる。また、IABノードが、中継を停止するIABノードの親ノードに接続することにより、BAPアドレスの設定などの処理を省略することができるため、処理負荷を低減することができる。
 なお、上述の実施形態では、IABに基づく中継通信路に関して中継を停止することが予定されているIABノードが存在する場合の処理について説明したが、IABに基づかない中継伝送システムにおいて、同様の処理を行うことができる。すなわち、2つ以上の中継装置を含んだ一般的な中継伝送システムにおいて、第1の中継装置が、中継を停止する予定がある場合に、ネットワーク側(基地局側)と反対側(端末側)に接続された第2の中継装置へ中継停止予告メッセージを送信しうる。これにより、上述のように、第1の中継装置において中継が実際に停止される前に、第2の中継装置が接続先を変更することができる。このため、第1の中継装置が中継を停止してから第2の中継装置が接続先を探索して変更する処理が行われる場合と比して中継経路が途絶する期間を短期化することができる。
 (その他の実施例)
 本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
 発明は上記実施形態に制限されるものではなく、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、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
 本願は、2021年8月24日提出の日本国特許出願特願2021-136657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 (23)

  1.  IAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーとUE(User Equipment)との間の通信を中継するIABノードとして機能する中継装置であって、
     前記IABノードとしての中継を停止する前に、前記IABノードに接続されている第1の他のIABノードを宛先とする、中継の停止に関するメッセージを送信する送信手段を有し、
     前記中継の停止に関するメッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なる、中継装置。
  2.  ネットワークと端末との間の通信を中継する中継経路に含まれる中継装置であって、
     前記中継装置が中継を停止する前に、前記中継経路において前記中継装置と前記端末との間の無線通信を中継する第1中継経路上に設けられた前記中継装置と接続されている第1の他の中継装置へ、中継の停止に関するメッセージを送信する送信手段を有し、
     前記中継経路において前記中継装置と前記ネットワークとの間の無線通信を中継する第2中継経路上に設けられ、前記中継装置と接続されている第2の他の中継装置には、前記メッセージは送信されず、前記メッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なる、中継装置。
  3.  前記中継の停止に関するメッセージは中継の停止を予告するメッセージである、請求項1または2に記載の中継装置。
  4.  前記送信手段は、前記第2の他の中継装置の情報を前記メッセージに含めて送信する、請求項2に記載の中継装置。
  5.  前記送信手段は、前記中継を停止する予定時刻を示す情報を前記メッセージに含めて送信する、請求項3又は4に記載の中継装置。
  6.  前記送信手段が前記メッセージを送信した後に通信装置または他の中継装置からの接続要求を受信した場合に、当該接続要求を受け付けないように制御する手段をさらに有する、請求項3から5のいずれか1項に記載の中継装置。
  7.  前記中継装置は、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)で規定されているIAB(Integrated Access and Backhaul)に基づいて中継を行うIABノードである、請求項3から6のいずれか1項に記載の中継装置。
  8.  前記送信手段は、前記メッセージとして、Protocol Data Unit(PDU)タイプフィールドに中継停止の予告を示す値が設定されたBackhaul Adaptation Protocol(BAP) PDUを送信する、請求項7に記載の中継装置。
  9.  ネットワークと端末との間の通信を中継する中継経路に含まれる中継装置であって、
     前記中継経路において前記中継装置と前記ネットワークとの間の無線通信を中継する第1中継経路上に設けられている第1の他の中継装置であって、前記中継装置と接続されている前記第1の他の中継装置から、中継の停止に関するメッセージを受信する受信手段と、
     前記メッセージを受信したことに基づいて、前記第1の他の中継装置が中継を停止する前に、前記ネットワークと接続可能な第2の他の中継装置との接続のための処理を実行する接続手段と、
     を有する中継装置。
  10.  前記接続手段は、前記第1の他の中継装置が中継を停止する前に、接続先を前記第1の他の中継装置から前記第2の他の中継装置へ切り替える、請求項9に記載の中継装置。
  11.  前記接続手段は、前記第1の他の中継装置が中継を停止する前に、前記第2の他の中継装置を探索しておき、前記第1の他の中継装置が中継を停止したことに応じて、接続先を前記第1の他の中継装置から前記第2の他の中継装置へ切り替える、請求項9に記載の中継装置。
  12.  前記中継装置は、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)で規定されているIAB(Integrated Access and Backhaul)に基づいて中継を行うIABノードである、請求項9から11のいずれか1項に記載の中継装置。
  13.  前記第1の他の中継装置から、Backhaul Radio Link Failure(BH RLF)を受信した場合に、前記BH RLFを通知するメッセージを、前記中継経路において前記中継装置と前記端末との間の無線通信を中継する第2中継経路上に設けられている第3の他の中継装置であって、前記中継装置と接続されている前記第3の他の中継装置へ送信する送信手段をさらに有する、請求項12に記載の中継装置。
  14.  前記中継装置は、前記メッセージが受信された場合においては、前記第3の他の中継装置に対する当該メッセージの送信を行わない、請求項13に記載の中継装置。
  15.  接続先の候補を示す情報が前記メッセージに含まれている場合、前記接続手段は、前記情報に基づいて接続対象となる前記第2の他の通信装置を決定し、当該決定した第2の他の中継装置との接続のための処理を実行する、請求項9から14のいずれか1項に記載の中継装置。
  16.  前記接続先の候補を示す情報が前記メッセージに含まれていない場合、前記接続手段は、他の通信装置から送信された信号の受信強度に基づいて当該他の通信装置の中から前記第2の他の通信装置を選択する、請求項15に記載の中継装置。
  17.  前記第1の他の中継装置が中継を停止する予定時刻を示す情報が前記メッセージに含まれる場合、前記接続手段は、当該予定時刻までに前記処理を完了させる、請求項9から16のいずれか1項に記載の中継装置。
  18.  前記中継の停止に関するメッセージは中継の停止を予告するメッセージである、ことを特徴とする請求項9から17のいずれか1項に記載の中継装置。
  19.  IAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーとUE(User Equipment)との間の通信を中継するIABノードとして機能する装置によって実行される制御方法であって、
     前記IABノードとしての中継処理を停止する前に、前記IABノードに接続されている第1の他のIABノードを宛先とする、中継の停止に関するメッセージを送信することを含み、
     前記中継の停止に関するメッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なる、制御方法。
  20.  ネットワークと端末との間の通信を中継する中継経路に含まれる中継装置によって実行される制御方法であって、
     前記中継を停止する前に、前記中継経路において前記中継装置と前記端末との間の無線通信を中継する第1中継経路上に設けられた前記中継装置と接続されている第1の他の中継装置へ、中継の停止に関するメッセージを送信することを含み、
     前記中継経路において前記中継装置と前記ネットワークとの間の無線通信を中継する第2中継経路上に設けられ、前記中継装置と接続されている第2の他の中継装置には、前記メッセージは送信されず、前記メッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なる、制御方法。
  21.  ネットワークと端末との間の通信を中継する中継経路に含まれる中継装置によって実行される制御方法であって、
     前記中継経路において前記中継装置と前記ネットワークとの間の無線通信を中継する第1中継経路上に設けられている第1の他の中継装置であって、前記中継装置と接続されている前記第1の他の中継装置から、中継の停止に関するメッセージを受信することと、
     前記メッセージを受信したことに基づいて、前記第1の他の中継装置が中継を停止する前に、前記ネットワークと接続可能な第2の他の中継装置との接続のための処理を実行することと、
     を含む制御方法。
  22.  コンピュータを請求項1から18のいずれか1項に記載の中継装置として機能させるためのプログラム。
  23.  ネットワークと接続可能なIAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーと、当該IABドナーに対して接続されたIABノードでありUE(User Equipment)と前記IABドナーとの間の通信を中継するIABノードと、を少なくとも含む通信システムであって、
     前記IABドナーは、中継処理を停止する前に前記IABノードを宛先とする、中継の停止に関するメッセージを送信する送信手段を有し、
     前記IABノードは、前記メッセージを受信したことに基づいて、前記IABドナーが中継を停止する前に、前記ネットワークと接続可能な他のIABドナーと接続を行うための処理を実行する接続手段を有し、
     前記中継の停止に関するメッセージは、BH RLF(Backhaul Radio Link Failure)を通知するメッセージとは異なることを特徴とする通信システム。
PCT/JP2022/025720 2021-08-24 2022-06-28 中継装置、制御方法、プログラム、及び通信システム WO2023026681A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-136657 2021-08-24
JP2021136657A JP2023031140A (ja) 2021-08-24 2021-08-24 中継装置、制御方法、およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023026681A1 true WO2023026681A1 (ja) 2023-03-02

Family

ID=85322757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/025720 WO2023026681A1 (ja) 2021-08-24 2022-06-28 中継装置、制御方法、プログラム、及び通信システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2023031140A (ja)
WO (1) WO2023026681A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010086979A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 富士通株式会社 無線通信システム
WO2020202340A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 本田技研工業株式会社 中継装置、プログラム、通信システム、及び管理方法
WO2021024821A1 (ja) * 2019-08-08 2021-02-11 京セラ株式会社 通信制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010086979A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 富士通株式会社 無線通信システム
WO2020202340A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 本田技研工業株式会社 中継装置、プログラム、通信システム、及び管理方法
WO2021024821A1 (ja) * 2019-08-08 2021-02-11 京セラ株式会社 通信制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023031140A (ja) 2023-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3925173B1 (en) A central unit (cu), a distributed unit (du) and methods therein for forwarding of data in an integrated access backhaul (iab) network
US20220053588A1 (en) Systems, devices, and methods for connection reestablishment via alternative routes in integrated access and backhaul due to radio link failures
USRE47613E1 (en) System and method for primary point handovers
US20220110179A1 (en) Systems, Devices, and Methods for Handling Radio Link Monitoring and Radio Link Failures in Wireless Relay Networks
US9179376B2 (en) Relay node handover method, base station, and communication system
CN103229557B (zh) 中继基站、移动终端
EP2919520A1 (en) Radio communication system and communication control method
KR20100059800A (ko) 셀룰러 시스템에서의 향상된 이웃 정보 갱신
US20120264430A1 (en) Method for communication of base station, relay station and terminal
CN112470508A (zh) 处置无线电链路失败的方法及设备
CN111757362A (zh) 一种链路状态的通知,链路的处理方法及装置
US20230039422A1 (en) Infrastructure equipment, central unit nodes and methods
CN110301160B (zh) 连接设立方法、用户设备、公共中央控制节点和通信系统
CN111727633B (zh) 用于进行中继通信的蜂窝通信网络的基站装置、终端装置以及它们的控制方法
US20160157182A1 (en) Base station, communication system, and communication control method
WO2023026681A1 (ja) 中継装置、制御方法、プログラム、及び通信システム
US20210400560A1 (en) Method and apparatus for reporting link assistant information and transmitting data
EP4224902A1 (en) Communication control method
JP2019169781A (ja) 中継通信における通信経路の管理を行う制御装置、制御方法、及びプログラム
CN106162931B (zh) 数据传输方法和装置
WO2023079969A1 (ja) Iabドナー、制御方法、プログラム、及び、制御装置
US20230337085A1 (en) Communication apparatus, control method of communication apparatus, and computer-readable storage medium
WO2024070805A1 (ja) 通信装置、制御方法及びプログラム
WO2023105587A1 (ja) 通信システム、移動端末装置及びプログラム
WO2021029291A1 (ja) 経路指定された信号を転送する中継装置、制御方法、及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22860974

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE