(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基地局、第二基地局および移動局と通信可能な中継局において、
前記第一基地局と前記移動局との間の通信を中継する中継部と、
前記中継部による通信の負荷量を監視する通信負荷監視部と、
前記第二基地局の負荷情報を受信する受信部と、
前記通信負荷監視部による監視結果と、前記受信部によって受信された負荷情報と、に基づいて前記中継部による前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合の前記第二基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする中継局。
【請求項２】
前記受信部は、複数の前記第二基地局の各負荷情報を受信し、
前記切替部は、前記受信部によって受信された各負荷情報に基づいて前記第二基地局から切替先の基地局を選択し、選択した基地局に前記通信先を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の中継局。
【請求項３】
第一基地局と、第二基地局と、中継局と、前記中継局の中継により前記第一基地局および前記第二基地局と通信を行うことが可能な移動局と、を有する通信システムであって、
前記第二基地局は、自局の負荷情報を前記中継局へ送信し、
前記中継局は、前記中継局の中継による通信の負荷量の監視結果と、前記第二基地局によって送信された負荷情報と、に基づいて、前記第一基地局と通信を行う前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合の前記第二基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする通信システム。
【請求項４】
中継局の中継により第一基地局と移動局との間で通信を行い、
前記中継局の周辺の第二基地局の負荷情報を前記第二基地局から前記中継局へ送信し、
前記中継局の中継による通信の負荷量の監視結果と、送信された負荷情報と、に基づいて前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合の前記第二基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする通信方法。
【請求項５】
中継局の中継により移動局との間で通信を行う通信部と、
前記中継局の周辺の他の基地局の負荷情報を受信する受信部と、
前記中継局の中継による通信の負荷量の監視結果と、前記受信部によって受信された負荷情報と、に基づいて前記移動局の通信先を自局から前記他の基地局に切り替えた場合の前記他の基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項６】
第一基地局と、第二基地局と、中継局と、前記中継局の中継により前記第一基地局および前記第二基地局と通信を行うことが可能な移動局と、を有する通信システムであって、
前記第二基地局は、自局の負荷情報を前記第一基地局へ送信し、
前記第一基地局は、前記中継局の中継による通信の負荷量の監視結果と、前記第二基地局によって送信された負荷情報と、に基づいて、自局と通信を行う前記移動局の通信先を自局から前記第二基地局に切り替えた場合の前記第二基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
中継局の中継により第一基地局と移動局との間で通信を行い、
前記中継局の周辺の第二基地局の負荷情報を前記第二基地局から前記第一基地局へ送信し、
前記中継局の中継による通信の負荷量の監視結果と、送信された負荷情報と、に基づいて前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合の前記第二基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信を行う中継局、基地局、移動局、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で検討されている中継局（ＲＮ：Ｒｅｌａｙ  Ｎｏｄｅ）は、特定の基地局（ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ−ＮｏｄｅＢ）と常時接続されている（たとえば、下記非特許文献１，２参照。）。したがって、特定の基地局に負荷が集中してしまう可能性があり、負荷が基地局の処理能力を超えると基地局が輻輳状態に陥る。
【０００３】
これに対する現状の基地局による輻輳制御としては、ＲＲＭ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）の機能によるデータトラフィックのスループット低減、別基地局へのハンドオーバ、音声コーデックの変更、低優先度の呼の切断などがある（たとえば、下記非特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＲ３６．９１２  ９．０．０  ９章  “Ｒｅｌａｙｉｎｇ”
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＴＲ３６．８０６  “Ｒｅｌａｙ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｅ−ＵＴＲＡ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）”
【非特許文献３】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３００  ９．０．０  １６章  “Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ａｓｐｅｃｔｓ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の輻輳制御では、サービスの品質が低下したり、サービスを受けることができなかったりすることがある。これに対して、中継局が接続する基地局を切り替えることも考えられるが、通信先の基地局が輻輳状態になったときに切替先の基地局を適切に選択することは困難であった。たとえば、基地局を切り替えた場合に、切替先の基地局も輻輳状態であったり、切り替えたことによって切替先の基地局が輻輳状態となることも有り得る。この場合は、たとえば再度の基地局の切り替えを行うことになり、遅延が生じて通信品質が劣化するという問題がある。
【０００６】
開示の中継局、基地局、移動局、通信システムおよび通信方法は、上述した問題点を解消するものであり、通信品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、第一基地局、第二基地局および移動局と通信可能な中継局において、前記第一基地局と前記移動局との間の通信を中継する中継部と、前記第二基地局の負荷情報を受信する受信部と、前記受信部によって受信された負荷情報に基づいて前記中継部による前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替える切替部と、を備えることを要件とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示の中継局、基地局、移動局、通信システムおよび通信方法によれば、通信品質を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１−１】実施の形態１にかかる通信システムを示すブロック図（その１）である。
【図１−２】実施の形態１にかかる通信システムを示すブロック図（その２）である。
【図２】図１−１，図１−２に示した通信システムの具体例を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる基地局の具体例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる中継局の具体例を示すブロック図である。
【図５】第一基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】第二基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】中継局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１にかかる通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。
【図９−１】図８に示したフェーズＰ１の具体例１を示すシーケンス図である。
【図９−２】図９−１に示した動作における信号の送受信を示す図である。
【図１０−１】図８に示したフェーズＰ１の具体例２を示すシーケンス図である。
【図１０−２】図１０−１に示した動作における信号の送受信を示す図である。
【図１１】図８に示したフェーズＰ２の具体例を示すシーケンス図である。
【図１２】図８に示したフェーズＰ３の具体例を示すシーケンス図である。
【図１３】図８に示したフェーズＰ４の具体例１を示すシーケンス図である。
【図１４】図８に示したフェーズＰ４の具体例２を示すシーケンス図である。
【図１５】図１４に示したフェーズＰ４の変形例を示すシーケンス図である。
【図１６】実施の形態１にかかる通信システムによる輻輳回避率の向上を示す図である。
【図１７−１】実施の形態２にかかる通信システムを示すブロック図（その１）である。
【図１７−２】実施の形態２にかかる通信システムを示すブロック図（その２）である。
【図１８】実施の形態２にかかる基地局の具体例を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態２にかかる中継局の具体例を示すブロック図である。
【図２０】第一基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２１】中継局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２２−１】図８に示したフェーズＰ１の具体例を示すシーケンス図である。
【図２２−２】図２２−１に示した動作における信号の送受信を示す図である。
【図２３】図８に示したフェーズＰ２の具体例を示すシーケンス図である。
【図２４】実施の形態２にかかるフェーズＰ４の変形例を示すシーケンス図である。
【図２５】中継局の構成例１を示す図である。
【図２６】図２５に示した構成例におけるハンドオーバを示す図である。
【図２７】中継局の構成例２を示す図である。
【図２８】図２７に示した構成例におけるハンドオーバを示す図である。
【図２９】ハンドオーバの動作例を示す図（その１）である。
【図３０】ハンドオーバの動作例を示す図（その２）である。
【図３１】ハンドオーバにかかる中継局の動作の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図３２】ハンドオーバにかかる中継局の動作の一例を示すフローチャート（その２）である。
【図３３】ハンドオーバにかかる中継局の動作の一例を示すフローチャート（その３）である。
【図３４】中継局によって管理されるテーブルの一例を示す図である。
【図３５】中継局によって管理されるバッファの一例を示す図である。
【図３６】基地局から移動局へ送信されるメッセージの一例を示す図である。
【図３７】移動局から基地局へ送信されるメッセージの一例を示す図である。
【図３８】通信システムにかかるハンドオーバの動作の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この中継局、基地局、移動局、通信システムおよび通信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。この中継局、基地局、移動局、通信システムおよび通信方法は、通信中の第一基地局とは異なる第二基地局の負荷情報を予め収集しておき、第一基地局が輻輳状態になった場合などに負荷情報に基づいて切替先の第二基地局を選択することで通信品質を向上させる。
【００１１】
（実施の形態１）
図１−１および図１−２は、実施の形態１にかかる通信システムを示すブロック図である。図１−１に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１００は、第一基地局１１０と、第二基地局１２０と、中継局１３０と、移動局１４０と、を含んでいる。通信システム１００においては、中継局１３０の中継により、第一基地局１１０または第二基地局１２０と移動局１４０との間で通信を行う。また、通信システム１００においては、移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替える。
【００１２】
＜第一基地局について＞
第一基地局１１０は中継局１３０の周辺に位置する基地局である。第一基地局１１０は、中継局１３０の中継により移動局１４０との間で通信を行う。
【００１３】
＜第二基地局について＞
第二基地局１２０は中継局１３０の周辺に位置する基地局である。第二基地局１２０は、中継局１３０の中継により移動局１４０との間で通信を行う。具体的には、第二基地局１２０は、送信部１２１と、通信部１２２と、を備えている。
【００１４】
送信部１２１は、中継局１３０へ第二基地局１２０の負荷情報を送信する。通信部１２２は、送信部１２１によって送信された負荷情報に基づいて中継局１３０が移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替えた場合に、中継局１３０の中継による移動局１４０との間の通信を開始する。
【００１５】
負荷情報は、具体的には、第二基地局１２０の処理における負荷量の余裕（以下、余裕負荷量と称する）を示す情報である。たとえば、負荷情報は、中継局１３０の処理における負荷量および所定の閾値を示す情報である。または、負荷情報は、第二基地局１２０の処理における負荷量と所定の閾値との差分を示す情報であってもよい。負荷量は、たとえばデータ転送量（たとえばパケット転送量）である。
【００１６】
＜中継局について＞
中継局１３０は、移動局１４０と第一基地局１１０との間の通信や、移動局１４０と第二基地局１２０との間の通信を中継する。また、中継局１３０は、第二基地局１２０によって送信された負荷情報に基づいて、移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替える。具体的には、中継局１３０は、中継部１３１と、受信部１３２と、切替部１３３と、を備えている。
【００１７】
中継部１３１は、第一基地局１１０と移動局１４０との間の通信を中継する。具体的には、中継部１３１は、移動局１４０からのＵＬ（Ｕｐ  Ｌｉｎｋ）データを受信し、受信したＵＬデータを第一基地局１１０へ送信する。また、中継部１３１は、第一基地局１１０からのＤＬ（Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ）データを受信し、受信したＤＬデータを移動局１４０へ送信する。また、中継部１３１は、切替部１３３の切り替えにより、第二基地局１２０と移動局１４０との間の通信を中継する。
【００１８】
受信部１３２は、中継局１３０（自局）周辺の第二基地局１２０の負荷情報を受信する。たとえば、受信部１３２は、第二基地局１２０から無線配信された第二基地局１２０の負荷情報を、周辺で使用されている無線チャネルをスキャンすることによって受信する。または、受信部１３２は、第一基地局１１０を経由して第二基地局１２０の負荷情報を受信する。この場合は、第一基地局１１０は、第二基地局１２０から有線通信などにより第二基地局１２０の負荷情報を受信し、受信した負荷情報を中継局１３０へ無線送信する。受信部１３２は、受信した負荷情報を切替部１３３へ出力する。
【００１９】
切替部１３３は、図１−２に示すように、受信部１３２から出力された負荷情報に基づいて、移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替える。たとえば、切替部１３３は、第一基地局１１０が輻輳状態であることを示す輻輳通知信号を受信した場合に移動局１４０の通信先の切り替えを行う。または、切替部１３３は、第一基地局１１０がセル禁止状態（ｃｅｌｌ  ｂａｒｒｉｎｇ）になったことを示すセル禁止通知信号を受信した場合に移動局１４０の通信先の切り替えを行うようにしてもよい。
【００２０】
また、切替部１３３は、たとえば、受信部１３２から出力された負荷情報が示す負荷に基づいて、移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０へ切り替えるか否かを判断する。具体的には、切替部１３３は、負荷情報が示す第二基地局１２０の余裕負荷量が閾値以上である場合に切り替えを行う。
【００２１】
または、第二基地局１２０が複数存在し、受信部１３２が複数の第二基地局１２０の各負荷情報を受信するようにしてもよい。切替部１３３は、受信部１３２によって受信された各負荷情報に基づいて複数の第二基地局１２０の中から切替先の基地局を選択し、選択した基地局に移動局１４０の通信先を切り替える。
【００２２】
＜移動局について＞
移動局１４０は、第二基地局１２０の負荷情報に基づいて中継局１３０が移動局１４０（自局）の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替えた場合に、中継局１３０の中継により第二基地局１２０との間で通信を継続する。これにより、移動局１４０は、通信中の第一基地局１１０が輻輳状態やセル禁止状態などになった場合に通信を中断することなく第二基地局１２０へ切り替えることができる。
【００２３】
＜通信システムについて＞
図２は、図１−１，図１−２に示した通信システムの具体例を示す図である。図２に示す通信システム２００は、基地局２１１〜２１３（ｅＮＢ）と、中継局２１４（ＲＮ）と、移動局２３１〜２４０（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と、を含んでいる。基地局２１１〜２１３は、中継局２１４の周辺に位置しており、中継局２１４との間で無線通信が可能である。
【００２４】
セル２２１〜２２４は、それぞれ基地局２１１〜２１３および中継局２１４のセルである。基地局２１１〜２１３は、ルータ２０１を介して互いに接続されている。また、基地局２１１〜２１３は、ルータ２０１を介してコア網２０２に接続されている。基地局２１１〜２１３とルータ２０１との間は、たとえば有線によって接続されている。
【００２５】
中継局２１４は、セル２２４に位置する移動局２３９，２４０と基地局２１１との間の通信を中継している。この場合は、中継局２１４、基地局２１１および移動局２３９，２４０は、それぞれ図１−１，図１−２に示した中継局１３０、第一基地局１１０および移動局１４０に対応する。また、基地局２１２，２１３は、図１−１，図１−２に示した第二基地局１２０に対応する。以下、基地局２１１と移動局２３９との間の通信について主に説明するが、基地局２１１と移動局２４０との間の通信についても同様である。
【００２６】
基地局２１２，２１３のそれぞれは、自局の負荷情報を周期的に中継局２１４へ送信する。中継局２１４は、基地局２１１と移動局２３９との間の通信を中継している間に、基地局２１２，２１３からの各負荷情報を受信し、受信した各負荷情報を記憶しておく。そして、中継局２１４は、基地局２１１が輻輳状態になると、記憶しておいた各負荷情報に基づいて基地局２１２，２１３の中から切替先の基地局を選択し、選択した基地局へ移動局２３９の通信先を切り替える。
【００２７】
たとえば、中継局２１４は、切替先の基地局として基地局２１２を選択すると、移動局２３９の通信先を基地局２１１から基地局２１２へ切り替える切替処理を行う。これにより、基地局２１１と移動局２３９との間の通信が切断され、基地局２１２と移動局２３９との間で通信が中継局２１４の中継により継続される。
【００２８】
ここでは、基地局２１１が輻輳状態になったときに移動局２３９の通信先を切り替える場合について説明した。ただし、移動局２３９の通信先を切り替えるタイミングは、基地局２１１が輻輳状態になったときに限らず、たとえば基地局２１１がセル禁止状態（ｃｅｌｌ  ｂａｒｒｉｎｇ）になったときなどであってもよい。
【００２９】
また、ここでは、中継局２１４が「Ｌ３  ｒｅｌａｙｉｎｇ」方式（たとえば、上記非特許文献２参照）であり、移動局２３９，２４０が中継局２１４をｅＮＢと認識する場合について説明する。この場合は、移動局２３９，２４０は、通信先が基地局２１１から基地局２１２へ切り替わったことを認識しない。
【００３０】
＜基地局の具体例について＞
図３は、実施の形態１にかかる基地局の具体例を示すブロック図である。図３においては、基地局２１１〜２１３のそれぞれが、第一基地局１１０と第二基地局１２０の両方の機能を備える場合について説明する。図３に示すように、基地局２１１〜２１３のそれぞれは、物理層受信処理部３０１と、データリンク層受信処理部３０２と、データ中継部３０３と、データリンク層送信処理部３０４と、物理層送信処理部３０５と、自局負荷監視部３０６と、自局負荷報知部３０７と、輻輳判断部３０８と、を備えている。
【００３１】
物理層受信処理部３０１は、中継局２１４（ＲＮ）から送信された信号を受信し、受信した信号の物理層の受信処理を行う。たとえば、物理層受信処理部３０１は、中継局２１４から送信された、移動局２３９からのＵＬデータの受信処理を行う。物理層受信処理部３０１は、受信処理を行った信号をデータリンク層受信処理部３０２へ出力する。データリンク層受信処理部３０２は、物理層受信処理部３０１から出力された信号のデータリンク層の受信処理を行い、受信処理を行った信号をデータ中継部３０３へ出力する。
【００３２】
データ中継部３０３は、コア網２０２と移動局２３９との間の通信の中継処理を行う。たとえば、データリンク層受信処理部３０２は、データリンク層受信処理部３０２から出力された、移動局２３９からのＵＬデータをルータ２０１へ転送する。ルータ２０１へ転送されたＵＬデータは、ルータ２０１によってコア網２０２へ転送される。また、データ中継部３０３は、コア網２０２からルータ２０１を経由して転送された移動局２３９へのＤＬデータをデータリンク層送信処理部３０４へ出力する。
【００３３】
データリンク層送信処理部３０４は、中継局２１４へ送信する信号のデータリンク層の送信処理を行い、送信処理を行った信号を物理層送信処理部３０５へ出力する。たとえば、データリンク層送信処理部３０４は、データ中継部３０３から出力された、移動局２３９へのＤＬデータの送信処理を行う。また、データリンク層送信処理部３０４は、自局負荷報知部３０７から出力された負荷情報の送信処理を行う。
【００３４】
また、データリンク層送信処理部３０４は、輻輳判断部３０８から出力された輻輳通知信号または輻輳通知信号の送信処理を行う。物理層送信処理部３０５は、データリンク層送信処理部３０４から出力された信号の物理層の送信処理を行い、送信処理を行った信号を中継局２１４（ＲＮ）へ送信する。
【００３５】
自局負荷監視部３０６は、データ中継部３０３による通信の負荷量を監視する。自局負荷監視部３０６が監視する負荷量は、たとえばデータ中継部３０３におけるデータ転送量である。自局負荷監視部３０６は、監視により得た負荷量を自局負荷報知部３０７および輻輳判断部３０８へ通知する。
【００３６】
自局負荷報知部３０７は、自局負荷監視部３０６から通知された負荷量を示す情報と、所定の閾値を示す情報と、を含む負荷情報をデータリンク層送信処理部３０４へ出力する。自局負荷報知部３０７からデータリンク層送信処理部３０４へ出力された負荷情報は中継局２１４へ送信される。たとえば、負荷情報は、物理層送信処理部３０５によって周辺に無線配信される。または、負荷情報は、物理層送信処理部３０５によって中継局２１４が通信中の基地局へ転送され、中継局２１４が通信中の基地局から中継局２１４へ無線送信するようにしてもよい。
【００３７】
輻輳判断部３０８は、自局負荷監視部３０６から通知された負荷量に基づいて、自局が輻輳状態であるか否かを判断する。たとえば、輻輳判断部３０８は、自局負荷監視部３０６から通知された負荷量と所定の閾値を比較する。そして、輻輳判断部３０８は、負荷量が閾値を超えない場合は輻輳状態でないと判断し、負荷量が閾値を超えた場合は輻輳状態であると判断する。輻輳判断部３０８は、自局が輻輳状態であると判断すると、自局が輻輳状態であることを示す輻輳通知信号をデータリンク層送信処理部３０４へ出力する。輻輳判断部３０８からデータリンク層送信処理部３０４へ出力された輻輳通知信号は、自局が通信中の中継局２１４へ送信される。
【００３８】
また、輻輳判断部３０８は、自局がセル禁止状態になると、自局がセル禁止状態であることを示すセル禁止通知信号をデータリンク層送信処理部３０４へ出力する。輻輳判断部３０８からデータリンク層送信処理部３０４へ出力されたセル禁止通知信号は、自局が通信中の中継局２１４へ送信される。
【００３９】
＜中継局の具体例について＞
図４は、実施の形態１にかかる中継局の具体例を示すブロック図である。図４に示すように、中継局２１４は、物理層受信処理部４０１と、データリンク層受信処理部４０２と、データリンク層送信処理部４０３と、物理層送信処理部４０４と、ＲＳＳＩ計測部４０５と、基地局負荷監視部４０６と、記憶部４０７と、通信負荷監視部４０８と、基地局選択処理部４０９と、を備えている。
【００４０】
物理層受信処理部４０１は、移動局２３９，２４０（ＵＥ）や基地局２１１〜２１３（ｅＮＢ）から送信された信号を受信し、受信した信号の物理層の受信処理を行う。たとえば、物理層受信処理部４０１は、基地局２１２，２１３から送信された各負荷情報の受信処理を行う。また、物理層受信処理部４０１は、移動局２３９，２４０からのＵＬデータの受信処理を行う。物理層受信処理部４０１は、受信処理を行った信号をデータリンク層受信処理部４０２およびＲＳＳＩ計測部４０５へ出力する。
【００４１】
データリンク層受信処理部４０２は、物理層受信処理部４０１から出力された信号のデータリンク層の受信処理を行い、受信処理を行った信号を基地局負荷監視部４０６およびデータリンク層送信処理部４０３へ出力する。また、データリンク層受信処理部４０２は、受信処理を行った信号に含まれる輻輳通知信号またはセル禁止通知信号を取得し、取得した輻輳通知信号またはセル禁止通知信号を基地局選択処理部４０９へ出力する。
【００４２】
データリンク層送信処理部４０３は、基地局２１１〜２１３や移動局２３９，２４０へ送信する信号のデータリンク層の送信処理を行い、送信処理を行った信号を物理層送信処理部４０４へ出力する。物理層送信処理部４０４は、データリンク層送信処理部４０３から出力された信号の物理層の送信処理を行い、送信処理を行った信号を移動局２３９，２４０（ＵＥ）や基地局２１１〜２１３（ｅＮＢ）へ送信する。
【００４３】
ＲＳＳＩ計測部４０５は、物理層受信処理部４０１から出力された信号に基づくＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度）を計測する。たとえば、ＲＳＳＩ計測部４０５は、基地局２１１〜２１３からの信号に基づく各ＲＳＳＩを計測する。ＲＳＳＩ計測部４０５は、計測したＲＳＳＩを記憶部４０７へ出力する。
【００４４】
基地局負荷監視部４０６は、データリンク層受信処理部４０２から出力された信号を監視し、信号に含まれる基地局２１２，２１３からの負荷情報を取得する。基地局負荷監視部４０６は、取得した負荷情報を記憶部４０７へ出力する。記憶部４０７は、ＲＳＳＩ計測部４０５から出力されたＲＳＳＩを記憶する。また、記憶部４０７は、基地局負荷監視部４０６から出力された負荷情報を記憶する。
【００４５】
通信負荷監視部４０８は、データリンク層受信処理部４０２およびデータリンク層送信処理部４０３の中継による通信の負荷量を監視する。具体的には、通信負荷監視部４０８は、データリンク層受信処理部４０２からデータリンク層送信処理部４０３へのデータ転送量を監視する。通信負荷監視部４０８は、監視により得られた負荷量を基地局選択処理部４０９へ通知する。
【００４６】
基地局選択処理部４０９は、データリンク層受信処理部４０２から輻輳通知信号またはセル禁止通知信号が出力されると、切替先の基地局を選択する。基地局選択処理部４０９による切替先の基地局の選択については後述する。基地局選択処理部４０９は、選択した基地局を示す基地局情報をデータリンク層送信処理部４０３へ出力する。データリンク層送信処理部４０３へ出力された基地局情報は、物理層送信処理部４０４によって基地局２１１へ送信される。
【００４７】
基地局２１１へ基地局情報が送信されると、基地局情報が示す基地局への切り替えを指示する切替指示信号が基地局２１１から送信される。これに対して、データリンク層受信処理部４０２およびデータリンク層送信処理部４０３は、移動局２３９の通信先を基地局情報が示す基地局へ切り替える。
【００４８】
これにより、基地局２１１が輻輳状態となった場合に、移動局２３９の通信先を基地局２１２または基地局２１３に切り替えることができる。このとき、移動局２３９の通信先は、基地局２１２，２１３の各負荷情報に基づいて選択することができる。このため、切替先の基地局を、基地局２１２，２１３の各余裕負荷量に応じて選択することができる。
【００４９】
このように、切替先の基地局を示す基地局情報を基地局２１１へ送信する送信部（データリンク層送信処理部４０３および物理層送信処理部４０４）を備え、送信された基地局情報に基づく基地局２１１の制御によって移動局２３９の通信先を切り替える。これにより、移動局２３９の切替先を、基地局２１１において選択された基地局に切り替えることができる。
【００５０】
＜切替先の基地局の選択について＞
基地局選択処理部４０９は、記憶部４０７に記憶された負荷情報に基づいて切替先の基地局を選択する。たとえば、基地局選択処理部４０９は、負荷情報に基づいて、基地局２１２，２１３のうちの余裕負荷量が最も大きい基地局を選択する。
【００５１】
または、基地局選択処理部４０９は、記憶部４０７に記憶された負荷情報と、通信負荷監視部４０８から通知される負荷量と、に基づいて切替先の基地局を選択してもよい。たとえば、負荷情報には負荷量と所定の閾値が含まれているとする。基地局選択処理部４０９は、負荷情報が示す負荷量と、通信負荷監視部４０８から通知される負荷量と、の合計を算出する。そして、基地局選択処理部４０９は、算出した負荷量の合計を、負荷情報が示す閾値と比較し、基地局２１２，２１３のうちの負荷量の合計が閾値以下である基地局に移動局２３９の通信先を切り替える。
【００５２】
このように、通信負荷監視部４０８による監視結果および負荷情報に基づいて、移動局２３９の通信先を基地局２１２，２１３に切り替えた場合の基地局２１２，２１３における負荷量を算出し、算出結果に基づいて移動局２３９の通信先を切り替える。これにより、移動局２３９の通信先を切り替えても、切替先の基地局において輻輳状態とならないようにすることができる。
【００５３】
または、基地局選択処理部４０９は、基地局２１２，２１３のうちの負荷量の合計が閾値以下である基地局のうちの、記憶部４０７に記憶されたＲＳＳＩが最も大きい基地局を切替先の基地局として選択してもよい。このように、基地局２１２，２１３のＲＳＳＩ、通信負荷監視部４０８による監視結果および負荷情報に基づいて移動局２３９の通信先を切り替える。これにより、移動局２３９の通信先を切り替えても、切替先の基地局において輻輳状態とならないようにするとともに、ＲＳＳＩが大きい基地局に移動局２３９の通信先を切り替えて通信品質を向上させることができる。
【００５４】
＜第一基地局の動作について＞
図５は、第一基地局の動作の一例を示すフローチャートである。図５において、中継局２１４による切替前に移動局２３９との通信を行う基地局２１１（第一基地局）の動作について説明する。基地局２１１は、たとえば以下の各ステップを行う。まず、基地局２１１は、自局（データ中継部３０３）の負荷量を監視する（ステップＳ５０１）。
【００５５】
つぎに、基地局２１１は、ステップＳ５０１によって監視された負荷量が閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ５０２）。負荷量が閾値を超えていない場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）はステップＳ５０１へ戻る。負荷量が閾値を超えている場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）は、基地局２１１は、中継局２１４へ輻輳通知信号を送信する（ステップＳ５０３）。
【００５６】
つぎに、基地局２１１は、ステップＳ５０３によって送信された輻輳通知信号に対する確認信号および基地局情報を中継局２１４から受信したか否かを判断し（ステップＳ５０４）、受信するまで待つ（ステップＳ５０４：Ｎｏのループ）。確認信号および基地局情報を受信すると（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、基地局２１１は、基地局情報が示す切替先の基地局に対して受け入れ要求信号を送信する（ステップＳ５０５）。
【００５７】
つぎに、基地局２１１は、ステップＳ５０５によって送信された受け入れ要求信号に対する確認信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ５０６）、受信するまで待つ（ステップＳ５０６：Ｎｏのループ）。受け入れ確認信号を受信すると（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、基地局２１１は、切替指示信号を中継局２１４へ送信し（ステップＳ５０７）、一連の動作を終了する。
【００５８】
中継局２１４は、基地局２１１から切替指示信号を受信すると、移動局２３９の通信先を基地局２１１から基地局２１２または基地局２１３に切り替える。これにより、基地局２１１が輻輳状態となった場合に、移動局２３９の通信先を基地局２１１から基地局２１２または基地局２１３に切り替えることができる。
【００５９】
また、ステップＳ５０６の後に、基地局２１１は、中継局２１４を示す中継局情報と、移動局２３９を示す移動局情報と、を基地局２１２へ送信してもよい。これにより、基地局２１２は、基地局２１１から受信した中継局情報および移動局情報に基づいて、中継局２１４の中継による移動局２３９との通信を開始することができる。
【００６０】
ここでは、ステップＳ５０１〜Ｓ５０３において基地局２１１が輻輳状態になった場合に基地局２１１が中継局２１４へ輻輳通知信号を送信する動作について説明した。これに対して、ステップＳ５０１〜Ｓ５０３に代えて、基地局２１１がセル禁止状態になった場合に基地局２１１が中継局２１４へセル禁止通知信号を送信する動作としてもよい。
【００６１】
＜第二基地局の動作について＞
図６は、第二基地局の動作の一例を示すフローチャートである。図６において、中継局２１４による切替後に移動局２３９との通信を行う基地局２１２（第二基地局）の動作について説明する。ここでは基地局２１２の動作について説明するが、基地局２１３の動作についても同様である。基地局２１２は、たとえば以下の各ステップを行う。まず、基地局２１２は、自局の（データ中継部３０３）の負荷量を監視する（ステップＳ６０１）。
【００６２】
つぎに、基地局２１２は、ステップＳ６０１によって監視された負荷量を示す負荷情報を中継局２１４へ送信する（ステップＳ６０２）。つぎに、基地局２１２は、受け入れ要求信号を基地局２１１から受信したか否かを判断し（ステップＳ６０３）、受信するまで待つ（ステップＳ６０３：Ｎｏのループ）。受け入れ要求信号を受信すると（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、基地局２１２は、受け入れ要求信号に対する確認信号を基地局２１１へ送信する（ステップＳ６０４）。
【００６３】
つぎに、基地局２１２は、基地局２１１からの移動局情報を受信したか否かを判断し（ステップＳ６０５）、移動局情報を受信するまで待つ（ステップＳ６０５：Ｎｏのループ）。移動局情報を受信すると（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、基地局２１２は、受信した移動局情報が示す移動局との通信を中継局２１４の中継により開始し（ステップＳ６０６）、一連の動作を終了する。これにより、基地局２１２は、基地局２１２の負荷情報を周期的に中継局２１４へ送信することができる。また、基地局２１２は、基地局２１１から移動局２３９の受け入れ要求信号を受信した場合に、移動局２３９との通信を中継局２１４の中継により開始することができる。
【００６４】
＜中継局の動作について＞
図７は、中継局の動作の一例を示すフローチャートである。中継局２１４は、たとえば以下の各ステップを行う。まず、中継局２１４は、基地局２１２，２１３からの負荷情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ７０１）。負荷情報を受信した場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）は、中継局２１４は、受信した負荷情報を記憶し（ステップＳ７０２）、ステップＳ７０３へ移行する。
【００６５】
ステップＳ７０１において、負荷情報を受信していない場合（ステップＳ７０１：Ｎｏ）は、中継局２１４は、基地局２１１からの輻輳通知信号（またはセル禁止通知信号）を受信したか否かを判断する（ステップＳ７０３）。輻輳通知信号を受信していない場合（ステップＳ７０３：Ｎｏ）はステップＳ７０１へ戻る。輻輳通知信号を受信した場合（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）は、中継局２１４は、ステップＳ７０２によって記憶された負荷情報に基づいて基地局２１２，２１３の中から切替先の基地局を選択する（ステップＳ７０４）。
【００６６】
つぎに、中継局２１４は、ステップＳ７０３において受信した輻輳通知信号（またはセル禁止通知信号）に対する確認信号と、ステップＳ７０４によって選択された基地局を示す基地局情報と、を基地局２１１へ送信する（ステップＳ７０５）。つぎに、中継局２１４は、基地局２１１からの切替指示信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ７０６）、受信するまで待つ（ステップＳ７０６：Ｎｏのループ）。
【００６７】
ステップＳ７０６において切替指示信号を受信すると（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、中継局２１４は、ステップＳ７０４によって選択された基地局へ移動局２３９の通信先を切り替える切替処理を行い（ステップＳ７０７）、一連の動作を終了する。これにより、中継局２１４は、通信中の基地局２１１とは異なる基地局２１２，２１３の各負荷情報を収集しておき、基地局２１１が輻輳状態になった場合に移動局２３９の通信先を基地局２１２または基地局２１３に切り替えることができる。
【００６８】
＜通信システムの動作について＞
図８は、実施の形態１にかかる通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。図８において、符号８０１〜８０９は、通信システム２００の各通信装置の間の通信を示している。図２に示した通信システム２００の動作は、たとえば以下のようなフェーズＰ１〜Ｐ４に分けられる。ここでは、符号８０１〜８０３に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１１との間で通信が行われるとともに、基地局２１１がコア網２０２との間で通信を行っているとする。
【００６９】
まず、中継局２１４および基地局２１２，２１３において、基地局２１２，２１３（各ｅＮＢ）の負荷情報およびＲＳＳＩの収集が行われる（フェーズＰ１）。フェーズＰ１は、たとえばフェーズＰ２以降も継続して繰り返し実行される。ただし、たとえば基地局２１１がセル禁止状態になった場合は、基地局２１１はフェーズＰ１を行わなくてもよい。
【００７０】
つぎに、中継局２１４および基地局２１１において、切替先の基地局（ｅＮＢ）の選択が行われる（フェーズＰ２）。ここでは、基地局２１２，２１３の中から切替先の基地局として基地局２１２が選択されたとする。
【００７１】
つぎに、中継局２１４、基地局２１１，２１２およびコア網２０２において、移動局２３９（ＵＥ）の通信先の基地局（ｅＮＢ）の切り替えが行われる（フェーズＰ３）。これにより、符号８０４〜８０６に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１２との間で通信が行われるとともに、基地局２１２がコア網２０２との間で通信を行う状態になる。
【００７２】
また、フェーズＰ３の後に基地局２１１の輻輳状態が解消された場合は、中継局２１４、基地局２１１，２１２およびコア網２０２において、移動局２３９（ＵＥ）の通信先の基地局（ｅＮＢ）の切り戻しが行われる（フェーズＰ４）。これにより、符号８０７〜８０９に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１１との間で通信が行われるとともに、基地局２１１がコア網２０２との間で通信を行う状態に戻る。また、フェーズＰ４は、基地局２１１の輻輳状態が解消された場合に限らず、基地局２１１のセル禁止状態が解消された場合であってもよい。
【００７３】
図９−１は、図８に示したフェーズＰ１の具体例１を示すシーケンス図である。図９−１において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、中継局２１４が、基地局２１２，２１３からの無線信号に基づいて基地局２１２，２１３（各ｅＮＢ）のＲＳＳＩを計測する（ステップＳ９０１）。
【００７４】
つぎに、基地局２１２が、基地局２１２の負荷情報を無線配信し、基地局２１２からの負荷情報を中継局２１４が受信する（ステップＳ９０２）。また、基地局２１３が、基地局２１３の負荷情報を無線配信し、基地局２１３からの負荷情報を中継局２１４が受信する（ステップＳ９０３）。中継局２１４は、ステップＳ９０２，Ｓ９０３によって受信した負荷情報を記憶する。以上の動作を周期的に行うことで、中継局２１４において、基地局２１２，２１３の負荷情報およびＲＳＳＩの収集を行うことができる。
【００７５】
図９−２は、図９−１に示した動作における信号の送受信を示す図である。図９−２の符号９０１，９０２に示すように、基地局２１２，２１３は負荷情報を無線配信する。中継局２１４は、周辺で使用されている無線チャネルをすべてスキャンすることで、無線リンクを確立していない基地局２１２，２１３の各負荷情報を受信することができる。
【００７６】
図１０−１は、図８に示したフェーズＰ１の具体例２を示すシーケンス図である。図１０−１において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、中継局２１４が、基地局２１２，２１３からの信号に基づいて基地局２１２，２１３（各ｅＮＢ）のＲＳＳＩを計測する（ステップＳ１００１）。
【００７７】
つぎに、基地局２１２が、ルータ２０１を介して基地局２１２の負荷情報を基地局２１１へ送信し（ステップＳ１００２）、基地局２１２からの負荷情報を基地局２１１が中継局２１４へ転送する（ステップＳ１００３）。また、基地局２１３が、ルータ２０１を介して基地局２１３の負荷情報を基地局２１１へ送信し（ステップＳ１００４）、基地局２１３からの負荷情報を基地局２１１が中継局２１４へ転送する（ステップＳ１００５）。中継局２１４は、基地局２１１から送信された各負荷情報を記憶する。以上の動作を周期的に行うことで、中継局２１４において、基地局２１２，２１３の負荷情報およびＲＳＳＩの収集を行うことができる。
【００７８】
図１０−２は、図１０−１に示した動作における信号の送受信を示す図である。図１０−２の符号１００１，１００２に示すように、基地局２１２，２１３は、基地局２１１を経由して負荷情報を中継局２１４へ送信する。中継局２１４との無線リンクを確立している基地局２１１を経由して負荷情報を送信することで、中継局２１４との無線リンクを確立していない基地局２１２，２１３の負荷情報を中継局２１４へ送信することができる。
【００７９】
図１１は、図８に示したフェーズＰ２の具体例を示すシーケンス図である。図１１において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。フェーズＰ１において、基地局２１１は、自局が輻輳状態になったと判断すると、中継局２１４へ輻輳通知信号を送信する（ステップＳ１１０１）。
【００８０】
つぎに、中継局２１４が、フェーズＰ１において負荷情報およびＲＳＳＩを収集しておいた基地局２１２，２１３の中から切替先の基地局を選択する（ステップＳ１１０２）。つぎに、中継局２１４が、ステップＳ１１０２によって選択された基地局を示す基地局情報を基地局２１１へ送信する（ステップＳ１１０３）。これにより、基地局２１１が輻輳状態になった場合に、中継局２１４において切替先の基地局を選択し、選択された基地局を基地局２１１へ通知することができる。
【００８１】
ここでは、ステップＳ１１０１において、基地局２１１が輻輳状態になって中継局２１４へ輻輳通知信号を送信する場合について説明した。これに対して、ステップＳ１１０１において、基地局２１１は、自局がセル禁止状態になったと判断すると、中継局２１４へセル禁止通知信号を送信する。この場合もステップＳ１１０２〜Ｓ１１０３において同様の動作が行われる。
【００８２】
図１２は、図８に示したフェーズＰ３の具体例を示すシーケンス図である。図１２において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。基地局２１１は、フェーズＰ２によって中継局２１４から基地局情報を受信すると、受信した基地局情報が示す基地局（ここでは基地局２１２）へ移動局２３９の受け入れ要求信号を送信する（ステップＳ１２０１）。基地局２１１から送信された受け入れ要求信号は、ルータ２０１を経由して基地局２１２へ送信される。
【００８３】
つぎに、基地局２１２が、ステップＳ１２０１によって送信された受け入れ要求信号に対する確認信号を、ルータ２０１を経由して基地局２１１へ送信する（ステップＳ１２０２）。つぎに、基地局２１１が、基地局２１２への通信先の切り替えを指示する切替指示信号を中継局２１４へ送信する（ステップＳ１２０３）。
【００８４】
これにより、符号８０４〜８０６に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１２との間で通信が行われるとともに、基地局２１２がコア網２０２との間で通信を行う状態になる。
【００８５】
図１３は、図８に示したフェーズＰ４の具体例１を示すシーケンス図である。図１３において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、フェーズＰ３の後に、基地局２１１が自局の輻輳状態の解消を検知したとする（ステップＳ１３０１）。たとえば、基地局２１１は、監視により得られた自局の負荷量が閾値以下になると、自装置の輻輳状態が解消したと判断する。つぎに、基地局２１１が、移動局２３９の通信先を自局へ切り替えることを要求する切替要求信号を、ルータ２０１を経由して基地局２１２へ送信する（ステップＳ１３０２）。
【００８６】
つぎに、基地局２１２が、基地局２１１への通信先の切り替えを指示する切替指示信号を中継局２１４へ送信する（ステップＳ１３０３）。これにより、符号８０７〜８０９に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１１との間で通信が行われるとともに、基地局２１１がコア網２０２との間で通信を行う状態に切り戻される。基地局２１１は、基地局２１２への切替前に通信を行っていた基地局であるため、移動局２３９との間の通信品質が良好である可能性が高い。したがって、移動局２３９の通信先を基地局２１２から基地局２１１に切り戻すことで、通信品質を向上させることができる。
【００８７】
図１４は、図８に示したフェーズＰ４の具体例２を示すシーケンス図である。図１４において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、中継局２１４が、基地局２１１からの負荷情報に基づいて基地局２１１の輻輳状態の解消を検知したとする（ステップＳ１４０１）。つぎに、中継局２１４が、移動局２３９の通信先を基地局２１１へ切り替えることを要求する切替要求信号を基地局２１２へ送信する（ステップＳ１４０２）。
【００８８】
つぎに、基地局２１２が、移動局２３９の受け入れ要求信号を基地局２１１へ送信する（ステップＳ１４０３）。つぎに、基地局２１１が、ステップＳ１４０３によって送信された受け入れ要求信号に対する確認信号を基地局２１２へ送信する（ステップＳ１４０４）。つぎに、基地局２１２が、基地局２１１への通信先の切り替えを指示する切替指示信号を中継局２１４へ送信する（ステップＳ１４０５）。
【００８９】
これにより、符号８０７〜８０９に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１１との間で通信が行われるとともに、基地局２１１がコア網２０２との間で通信を行う状態に切り戻すことができる。これにより、図１３に示した例と同様に、通信品質を向上させることができる。
【００９０】
図１５は、図１４に示したフェーズＰ４の変形例を示すシーケンス図である。図１５において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、図１５において、符号１５０１〜１５０３は、通信システム２００の各通信装置の間の通信を示している。まず、中継局２１４が、移動局２３９の最適な通信先が基地局２１２から基地局２１３に変化したことを検知したとする（ステップＳ１５０１）。たとえば、中継局２１４は、基地局２１２，２１３からの負荷情報に基づいて、基地局２１２よりも基地局２１３の方が余裕負荷量が大きくなったと判断したとする。
【００９１】
つぎに、中継局２１４が、移動局２３９の通信先を基地局２１３へ切り替えることを要求する切替要求信号を基地局２１２へ送信する（ステップＳ１５０２）。つぎに、基地局２１２が、基地局２１３へ移動局２３９の受け入れ要求信号を送信する（ステップＳ１５０３）。つぎに、基地局２１３が、ステップＳ１５０３によって送信された受け入れ要求信号に対する確認信号を基地局２１２へ送信する（ステップＳ１５０４）。
【００９２】
つぎに、基地局２１２が、基地局２１３への通信先の切り替えを指示する切替指示信号を中継局２１４へ送信する（ステップＳ１５０５）。これにより、符号１５０１〜１５０３に示すように、中継局２１４の中継により移動局２３９と基地局２１３との間が行われるとともに、基地局２１３がコア網２０２との間で通信を行う状態になる。このように、基地局２１２よりも基地局２１３の方が余裕負荷量が大きくなった場合に、移動局２３９の通信先を基地局２１２から基地局２１３に切り替えてもよい。
【００９３】
＜輻輳回避率の向上について＞
図１６は、実施の形態１にかかる通信システムによる輻輳回避率の向上を示す図である。図１６に示す通信システム１６００は、基地局１６１１〜１６１６（ｅＮＢ）および中継局１６２０（ＲＮ）を含んでいる。基地局１６１１〜１６１６のそれぞれは、中継局１６２０を囲んで中継局１６２０の周辺に位置している。通信システム１６００を実施の形態１にかかる通信システム１００（図１参照）に適用する場合について説明する。たとえば、基地局１６１１〜１６１６を第一基地局１１０または第二基地局１２０に適用し、中継局１６２０を中継局１３０に適用する。
【００９４】
基地局１６１１〜１６１６のそれぞれが処理可能な負荷量をｌｅとし、０＜＝ｌｅ＜＝１（ｌｅ＝０，０．１，…，１）とする。そして、負荷量ｌｅが１を超えると輻輳状態であるとする。また、中継局１６２０が処理可能な負荷量をｌｒとし、０＜＝ｌｒ＜＝０．５（ｌｒ＝０，０．１，…，０．５）とする。そして、負荷量ｌｒが０．５を超えると輻輳状態であるとする。
【００９５】
基地局１６１１〜１６１６のいずれかの負荷量ｌｅに中継局１６２０の負荷量ｌｒが加わった場合の負荷量ｌｅ＋ｌｒは、０＜＝ｌｅ＋ｌｒ＜＝１．５（ｌｅ＋ｌｒ＝０，０．１，…，１．５）となる。この場合は、負荷量ｌｅ＋ｌｒが１．５を超えると輻輳状態である。負荷量ｌｅ＋ｌｒが０，０．１，…，１．５となる確率が一様であるとすると、基地局１６１１〜１６１６のいずれかが輻輳状態となる確率は２２／１１＊６＝０．３１８（３１．８％）となる。したがって、基地局１６１１〜１６１６のすべてが輻輳状態となることを回避する確率は１−０．３１８＝０．６８２（６８．２％）となる。
【００９６】
これに対して、通信システム１６００によれば、中継局１６２０によって基地局１６１１〜１６１６の切り替えが可能であるため、基地局１６１１〜１６１６のいずれかが輻輳状態となる確率は０．３１８＾６＝０．００１０３（０．１０３％）となる。したがって、基地局１６１１〜１６１６のすべてが輻輳状態となることを回避する確率は１−０．００１０３＝０．９９９（９９．９％）となる。このように、通信システム１６００を通信システム１００に適用することにより、基地局１６１１〜１６１６のすべてが輻輳状態となることを回避する確率（輻輳回避率）を向上させることができる。
【００９７】
このように、実施の形態１にかかる通信システム１００においては、移動局１４０と通信中の第一基地局１１０とは異なる第二基地局１２０の負荷情報を中継局１３０において予め収集しておく。そして、第一基地局１１０が輻輳状態になった場合などに、中継局１３０が負荷情報に基づいて切替先の第二基地局１２０を選択することで適切な基地局への切り替えを行うことができる。
【００９８】
たとえば、切替先の基地局も輻輳状態となることを回避することができる。このため、通信品質を向上させることができる。また、移動局１４０において中継局１３０の他にハンドオーバ可能な中継局や基地局がなくても、中継局１３０が接続する基地局を第一基地局１１０から第二基地局１２０へ切り替えることで通信品質を向上させることができる。
【００９９】
（実施の形態２）
上述した実施の形態１においては、切替先の基地局を中継局１３０が選択する構成について説明したが、実施の形態２においては、切替先の基地局を第一基地局１１０が選択する構成について説明する。
【０１００】
図１７−１および図１７−２は、実施の形態２にかかる通信システムを示すブロック図である。図１７−１および図１７−２において、図１−１および図１−２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
＜第一基地局について＞
図１７−１に示すように、実施の形態２にかかる第一基地局１１０は、通信部１７１１と、受信部１７１２と、切替部１７１３と、を備えている。通信部１７１１は、中継局１３０の中継により移動局１４０との間で通信を行う。受信部１７１２は、中継局１３０の周辺の第二基地局１２０の負荷情報を受信する。たとえば、受信部１７１２は、第二基地局１２０の負荷情報を第二基地局１２０から有線通信などにより受信する。受信部１７１２は、受信した負荷情報を切替部１７１３へ出力する。
【０１０２】
切替部１７１３は、図１７−２に示すように、受信部１７１２から出力された負荷情報に基づいて移動局１４０の通信先を第一基地局１１０（自局）から第二基地局１２０に切り替える。たとえば、切替部１７１３は、第一基地局１１０が輻輳状態となった場合に移動局１４０の通信先の切り替えを行う。または、切替部１７１３は、第一基地局１１０がセル禁止状態になった場合に移動局１４０の通信先の切り替えを行うようにしてもよい。
【０１０３】
また、切替部１７１３は、たとえば、受信部１７１２から出力された負荷情報が示す余裕負荷量に基づいて、移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０へ切り替えるか否かを判断する。具体的には、切替部１７１３は、負荷情報が示す余裕負荷量が閾値以上である場合に第二基地局１２０への通信先の切り替えを行う。
【０１０４】
または、第二基地局１２０が複数存在し、受信部１７１２が複数の第二基地局１２０の各負荷情報を受信するようにしてもよい。受信部１７１２は、受信部１７１２によって受信された各負荷情報に基づいて複数の第二基地局１２０の中から切替先の基地局を選択し、選択した基地局に移動局１４０の通信先を切り替える。
【０１０５】
＜第二基地局について＞
第二基地局１２０の送信部１２１は、第二基地局１２０の負荷情報を第一基地局１１０へ送信する。通信部１２２は、送信部１２１によって送信された負荷情報に基づいて第一基地局１１０が移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替えた場合に、中継局１３０の中継による移動局１４０との間の通信を開始する。
【０１０６】
＜中継局について＞
中継局１３０は、中継部１３１を備えている。実施の形態２においては、図１−１に示した受信部１３２および切替部１３３は省いた構成としてもよい。中継部１３１は、第一基地局１１０の制御に従って、移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０へ切り替える。
【０１０７】
＜移動局について＞
移動局１４０は、中継局１３０の周辺の第二基地局１２０の負荷情報に基づいて第一基地局１１０が移動局１４０の通信先を第一基地局１１０から第二基地局１２０に切り替えた場合に、中継局１３０の中継により第二基地局１２０との間で通信を継続する。
【０１０８】
＜通信システムについて＞
図１７−１，図１７−２に示した通信システム１００には、たとえば図２に示した通信システム２００を適用することができる。図２に示した通信システム２００において、基地局２１２，２１３のそれぞれは、自局の負荷情報を周期的に基地局２１１へ送信する。基地局２１１は、中継局２１４の中継により移動局２３９との間で通信している間に、基地局２１２，２１３からの各負荷情報を受信し、受信した各負荷情報を記憶しておく。
【０１０９】
そして、基地局２１１は、基地局２１１が輻輳状態またはセル禁止状態になると、記憶しておいた各負荷情報に基づいて基地局２１２，２１３の中から切替先の基地局を選択し、選択した基地局へ移動局２３９の通信先を切り替える。
【０１１０】
＜基地局の具体例について＞
図１８は、実施の形態２にかかる基地局の具体例を示すブロック図である。図１８において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、基地局２１１〜２１３のそれぞれは、図３に示した構成に加えて、記憶部１８０１と、基地局選択処理部１８０２と、を備えている。
【０１１１】
物理層受信処理部３０１は、中継局２１４から送信されたＲＳＳＩの受信処理を行う。中継局２１４から送信されたＲＳＳＩは、たとえば中継局２１４における基地局２１２，２１３からのＲＳＳＩである。また、物理層受信処理部３０１は、中継局２１４から送信された、中継局２１４の中継による通信の負荷量を示す通信負荷情報の受信処理を行う。また、物理層受信処理部３０１は、基地局２１２，２１３から送信された基地局２１２，２１３の各負荷情報の受信処理を行う。
【０１１２】
データリンク層受信処理部３０２は、物理層受信処理部３０１から出力された信号に含まれる負荷情報、通信負荷情報およびＲＳＳＩを記憶部１８０１へ出力する。輻輳判断部３０８は、自局が輻輳状態であると判断すると、自局が輻輳状態であることを示す輻輳通知信号を基地局選択処理部１８０２へ出力する。また、輻輳判断部３０８は、自局がセル禁止状態になった場合にセル禁止通知信号を基地局選択処理部１８０２へ出力する。記憶部１８０１は、データリンク層受信処理部３０２から出力された負荷情報、通信負荷情報およびＲＳＳＩを記憶する。
【０１１３】
基地局選択処理部１８０２は、図４に示した基地局選択処理部４０９と同様の構成である。基地局選択処理部１８０２は、輻輳判断部３０８から輻輳通知信号またはセル禁止通知信号が出力されると、切替先の基地局を選択する。基地局選択処理部１８０２による切替先の基地局の選択については後述する。
【０１１４】
基地局選択処理部１８０２は、移動局２３９の通信先が選択した基地局になるように、移動局２３９の受け入れ要求信号と、選択した基地局への切替指示信号と、を出力する。基地局選択処理部１８０２から出力された受け入れ要求信号は、基地局選択処理部１８０２によって選択された基地局へ、データ中継部３０３によってルータ２０１を介して送信される（矢印は不図示）。基地局選択処理部１８０２から出力された受け入れ要求信号は、物理層送信処理部３０５によって中継局２１４へ送信される。
【０１１５】
これにより、基地局２１１が輻輳状態となった場合に、移動局２３９の通信先を基地局２１２または基地局２１３に切り替えることができる。このとき、移動局２３９の通信先は、基地局２１２，２１３の各負荷情報に基づいて選択することができる。このため、切替先の基地局を、基地局２１２，２１３の各余裕負荷量に応じて選択することができる。
【０１１６】
＜切替先の基地局の選択について＞
基地局選択処理部１８０２は、記憶部１８０１に記憶された負荷情報に基づいて切替先の基地局を選択する。たとえば、基地局選択処理部４０９は、負荷情報に基づいて、基地局２１２，２１３のうちの余裕負荷量が最も大きい基地局を選択する。
【０１１７】
または、基地局選択処理部１８０２は、記憶部１８０１に記憶された負荷情報および通信負荷情報に基づいて切替先の基地局を選択してもよい。たとえば、負荷情報には負荷量と所定の閾値が含まれているとする。基地局選択処理部１８０２は、負荷情報が示す負荷量と、通信負荷情報が示す負荷量と、の合計を算出する。そして、基地局選択処理部１８０２は、算出した負荷量の合計を負荷情報が示す閾値と比較し、基地局２１２，２１３のうちの負荷量の合計が閾値以下である基地局を選択する。
【０１１８】
このように、中継局２１４からの通信負荷情報と、基地局２１２，２１３からの負荷情報と、に基づいて、移動局２３９の通信先を基地局２１２，２１３に切り替えた場合の基地局２１２，２１３における負荷量を算出する。そして、算出結果に基づいて移動局２３９の通信先を切り替える。これにより、移動局２３９の通信先を切り替えても、切替先の基地局において輻輳状態とならないようにすることができる。
【０１１９】
または、基地局選択処理部１８０２は、基地局２１２，２１３のうちの負荷量の合計が閾値以下である基地局のうちの、記憶部１８０１に記憶されたＲＳＳＩが最も大きい基地局を切替先の基地局として選択してもよい。これにより、移動局２３９の通信先を切り替えても、切替先の基地局において輻輳状態とならないようにするとともに、ＲＳＳＩが大きい基地局に移動局２３９の通信先を切り替え、通信品質を向上させることができる。
【０１２０】
＜中継局の具体例について＞
図１９は、実施の形態２にかかる中継局の具体例を示すブロック図である。図１９において、図４に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１９に示すように、中継局２１４は、物理層受信処理部４０１と、データリンク層受信処理部４０２と、データリンク層送信処理部４０３と、物理層送信処理部４０４と、ＲＳＳＩ計測部４０５と、通信負荷監視部４０８と、を備えている。
【０１２１】
また、実施の形態２においては、図４に示した基地局負荷監視部４０６、記憶部４０７および基地局選択処理部４０９は省いた構成にしてもよい。ＲＳＳＩ計測部４０５は、計測したＲＳＳＩをデータリンク層送信処理部４０３へ出力する。ＲＳＳＩ計測部４０５からデータリンク層送信処理部４０３へ出力されたＲＳＳＩは、物理層送信処理部４０４によって基地局２１１へ送信される。
【０１２２】
通信負荷監視部４０８は、監視により得られた負荷量を示す通信負荷情報をデータリンク層送信処理部４０３へ出力する。通信負荷監視部４０８からデータリンク層送信処理部４０３へ出力された通信負荷情報は、物理層送信処理部４０４によって基地局２１１へ送信される。これにより、基地局２１２，２１３の各ＲＳＳＩと、中継局２１４の中継による通信の負荷量を示す通信負荷情報と、を基地局２１１へ送信することができる。
【０１２３】
＜第一基地局の動作について＞
図２０は、第一基地局の動作の一例を示すフローチャートである。図２０において、中継局２１４による切替前に移動局２３９との通信を行う基地局２１１（第一基地局）の動作について説明する。基地局２１１は、たとえば以下の各ステップを行う。まず、基地局２１１は、基地局２１２，２１３からの負荷情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ２００１）。負荷情報を受信した場合（ステップＳ２００１：Ｙｅｓ）は、受信した負荷情報を記憶し（ステップＳ２００２）、ステップＳ２００３へ移行する。
【０１２４】
ステップＳ２００１において負荷情報を受信していない場合（ステップＳ２００１：Ｎｏ）は、自局（データ中継部３０３）の負荷量を監視する（ステップＳ２００３）。つぎに、基地局２１１は、ステップＳ２００３によって監視された負荷量が閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ２００４）。負荷量が閾値を超えていない場合（ステップＳ２００４：Ｎｏ）はステップＳ２００１へ戻る。
【０１２５】
ステップＳ２００４において負荷量が閾値を超えている場合（ステップＳ２００４：Ｙｅｓ）は、基地局２１１は、ステップＳ２００２によって記憶された負荷情報に基づいて切替先の基地局を選択する（ステップＳ２００５）。つぎに、基地局２１１は、ステップＳ２００５によって選択された基地局に対して受け入れ要求信号を送信する（ステップＳ２００６）。つぎに、基地局２１１は、ステップＳ２００６によって送信された受け入れ要求信号に対する確認信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ２００７）、受信するまで待つ（ステップＳ２００７：Ｎｏのループ）。
【０１２６】
ステップＳ２００７において受け入れ確認信号を受信すると（ステップＳ２００７：Ｙｅｓ）、基地局２１１は、切替指示信号を中継局２１４へ送信し（ステップＳ２００８）、一連の動作を終了する。中継局２１４は、基地局２１１から切替指示信号を受信すると、移動局２３９の通信先を基地局２１１から基地局２１２または基地局２１３に切り替える。これにより、基地局２１１が輻輳状態となった場合に、移動局２３９の通信先を基地局２１１から基地局２１２または基地局２１３に切り替えることができる。
【０１２７】
＜第二基地局の動作について＞
中継局２１４による切替後に移動局２３９との通信を行う基地局２１２（第二基地局）の動作については、図６に示した動作と同様であるため説明を省略する。
【０１２８】
＜中継局の動作について＞
図２１は、中継局の動作の一例を示すフローチャートである。中継局２１４は、たとえば以下の各ステップを行う。まず、中継局２１４は、自局の中継による通信の負荷量を監視する（ステップＳ２１０１）。つぎに、中継局２１４は、ステップＳ２１０１によって得られた負荷量を示す通信負荷情報を基地局２１１へ送信する（ステップＳ２１０２）。
【０１２９】
つぎに、中継局２１４は、基地局２１１からの切替指示信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ２１０３）、受信するまで待つ（ステップＳ２１０３：Ｎｏのループ）。切替指示信号を受信すると（ステップＳ２１０３：Ｙｅｓ）、中継局２１４は、受信した切替指示信号が示す切替先の基地局へ移動局２３９の通信先を切り替える切替処理を行い（ステップＳ２１０４）、一連の動作を終了する。
【０１３０】
＜通信システムの動作について＞
実施の形態２にかかる通信システム２００の動作は、たとえば図８に示したフェーズＰ１〜Ｐ４に分けられる。
【０１３１】
図２２−１は、図８に示したフェーズＰ１の具体例を示すシーケンス図である。図２２−１において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、中継局２１４が、基地局２１２，２１３からの無線信号に基づいて基地局２１２，２１３（各ｅＮＢ）のＲＳＳＩを計測する（ステップＳ２２０１）。
【０１３２】
また、基地局２１２が、基地局２１２の負荷情報を基地局２１１へ送信する（ステップＳ２２０２）。また、基地局２１３が、基地局２１３の負荷情報を基地局２１１へ送信する（ステップＳ２２０３）。基地局２１１は、ステップＳ２２０２，Ｓ２２０３によって受信した負荷情報を記憶する。
【０１３３】
つぎに、中継局２１４は、ステップＳ２２０１によって測定されたＲＳＳＩを基地局２１１へ送信する（ステップＳ２２０４）。基地局２１１は、ステップＳ２２０４によって受信したＲＳＳＩを記憶する。以上の動作を周期的に行うことで、基地局２１１において、基地局２１２，２１３の負荷情報およびＲＳＳＩの収集を行うことができる。さらに、中継局２１４から通信負荷情報を基地局２１１へ送信し、基地局２１１が通信負荷情報を記憶するようにしてもよい。
【０１３４】
図２２−２は、図２２−１に示した動作における信号の送受信を示す図である。図２２−２の符号２２０１，２２０２に示すように、基地局２１２，２１３は、ルータ２０１を経由して負荷情報を基地局２１１へ送信する。また、符号２２０３に示すように、中継局２１４は、基地局２１１との間で確立した無線リンクによって、基地局２１２，２１３のＲＳＳＩを基地局２１１へ送信する。
【０１３５】
図２３は、図８に示したフェーズＰ２の具体例を示すシーケンス図である。図２３において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。フェーズＰ１において、基地局２１１は、自局が輻輳状態になったと判断すると、フェーズＰ１において収集しておいた負荷情報およびＲＳＳＩに基づいて切替先の基地局を選択する（ステップＳ２３０１）。このように、実施の形態２においては、基地局２１１が切替先の基地局を選択することができる。このため、基地局２１１と中継局２１４との間の通信量を低減することができる。
【０１３６】
実施の形態２にかかるフェーズＰ３の具体例は、図１２に示した例と同様であるため説明を省略する。また、実施の形態２にかかるフェーズＰ４の具体例は、図１３に示した例と同様であるため説明を省略する。
【０１３７】
図２４は、実施の形態２にかかるフェーズＰ４の変形例を示すシーケンス図である。図２４において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、基地局２１１が、移動局２３９の最適な通信先が基地局２１２から基地局２１３に変化したことを検知したとする（ステップＳ２４０１）。たとえば、基地局２１１は、基地局２１２，２１３からの負荷情報に基づいて、基地局２１２よりも基地局２１３の方が余裕負荷量が大きくなったと判断したとする。
【０１３８】
つぎに、基地局２１１が、移動局２３９の通信先を基地局２１３へ切り替えることを要求する切替要求信号を基地局２１２へ送信する（ステップＳ２４０２）。図２４に示すステップＳ２４０３〜Ｓ２４０５は、図１５に示したステップＳ１５０３〜Ｓ１５０５と同様であるため説明を省略する。このように、基地局２１２よりも基地局２１３の方が余裕負荷量が大きくなった場合に、移動局２３９の通信先を基地局２１２から基地局２１３に切り替えてもよい。
【０１３９】
＜輻輳回避率の向上について＞
実施の形態２にかかる通信システム１００による輻輳回避率については、実施の形態２にかかる通信システム１００（図１６参照）と同様であるため説明を省略する。
【０１４０】
このように、実施の形態２にかかる通信システム１００においては、移動局１４０と通信中の第一基地局１１０とは異なる第二基地局１２０の負荷情報を第一基地局１１０において予め収集しておく。そして、第一基地局１１０が輻輳状態になった場合などに、第一基地局１１０が負荷情報に基づいて切替先の第二基地局１２０を選択することで適切な基地局への切り替えを行うことができる。このため、通信品質を向上させることができる。
【０１４１】
（移動局のハンドオーバについて）
つぎに、上述した実施の形態１，２において、移動局２３９，２４０の通信先が基地局２１１から基地局２１２へ切り替わる際の移動局２３９，２４０の動作について説明する。まず、上述したように、中継局２１４が「Ｌ３  ｒｅｌａｙｉｎｇ」方式であり、移動局２３９，２４０が中継局２１４をｅＮＢと認識する場合について説明する。
【０１４２】
図２５は、中継局の構成例１を示す図である。図２５に示すように、中継局２１４（ＲＮ  ｔｙｐｅ１）は、移動局２３９，２４０に対してはｅＮＢとして動作するとともに、基地局２１１〜２１３に対してはＵＥとして動作することで中継を行う。したがって、移動局２３９，２４０は中継局２１４をｅＮＢと認識する。この場合は、移動局２３９，２４０の基地局２１１から基地局２１２へのハンドオーバは中継局２１４によって行う。
【０１４３】
図２６は、図２５に示した構成例におけるハンドオーバを示す図である。図２６に示すように、中継局２１４が「Ｌ３  ｒｅｌａｙｉｎｇ」方式である場合は、中継局２１４と基地局２１１，２１２との間で切り替えを行う。この場合は、移動局２３９，２４０は、通信先が基地局２１１から基地局２１２に切り替わる際の動作は行わなくてもよい。
【０１４４】
つぎに、中継局２１４が「Ｌ２  ｒｅｌａｙｉｎｇ」方式であり、移動局２３９，２４０は基地局２１１と直接接続しているように認識する場合について説明する。
【０１４５】
図２７は、中継局の構成例２を示す図である。図２７に示すように、基地局２１１，２１２および移動局２３９，２４０は、中継局２１４（ＲＮ  ｔｙｐｅ２）をＲＮとして認識する。移動局２３９，２４０は、中継局２１４を経由して基地局２１１，２１２と通信するための処理を行う。この場合は、移動局２３９，２４０の基地局２１１から基地局２１２へのハンドオーバは基地局２１１によって行う。
【０１４６】
図２８は、図２７に示した構成例におけるハンドオーバを示す図である。図２８に示すように、中継局２１４が「Ｌ２  ｒｅｌａｙｉｎｇ」方式である場合は、中継局２１４と基地局２１１，２１２との間で切り替えを行うとともに、移動局２３９，２４０は、中継局２１４を経由して基地局２１１から基地局２１２への切り替えを行う。
【０１４７】
図２９は、ハンドオーバの動作例を示す図（その１）である。図２９に示すように、移動局２３９，２４０の通信先を基地局２１１から基地局２１２に切り替える場合に、基地局２１１は、集約メッセージ２９１０を中継局２１４へ送信する。集約メッセージ２９１０は、移動局２３９に対するハンドオーバのメッセージ２９１１と、移動局２４０に対するハンドオーバのメッセージ２９１２と、を集約したメッセージである。
【０１４８】
中継局２１４は、基地局２１１から受信した集約メッセージ２９１０をメッセージ２９１１とメッセージ２９１２に分離する。そして、中継局２１４は、メッセージ２９１１を移動局２３９へ送信するとともに、メッセージ２９１２を移動局２４０へ送信する。また、中継局２１４は、集約メッセージ２９１０をメッセージ２９１１とメッセージ２９１２に分離したことを示す分離情報を一時的に記憶しておく。
【０１４９】
図３０は、ハンドオーバの動作例を示す図（その２）である。図３０に示すように、移動局２３９は、中継局２１４からメッセージ２９１１を受信すると、基地局２１２に対してハンドオーバを要求するメッセージ３０１１を中継局２１４へ送信する。また、移動局２４０は、中継局２１４からメッセージ２９１２を受信すると、基地局２１２に対してハンドオーバを要求するメッセージ３０１２を中継局２１４へ送信する。
【０１５０】
中継局２１４は、記憶しておいた分離情報に基づいて、移動局２３９，２４０からメッセージ３０１１，３０１２を受信するまで待つ。そして、中継局２１４は、メッセージ３０１１，３０１２を受信すると、受信したメッセージ３０１１，３０１２を集約した集約メッセージ３０１０を基地局２１２へ送信する。
【０１５１】
基地局２１２は、中継局２１４から受信した集約メッセージ３０１０からメッセージ３０１１，３０１２を取得し、取得したメッセージ３０１１，３０１２に基づいて移動局２３９，２４０との間の通信を開始する。これにより、移動局２３９，２４０の通信先を基地局２１１から基地局２１２へ切り替えるハンドオーバを行うことができる。
【０１５２】
図３１は、ハンドオーバにかかる中継局の動作の一例を示すフローチャート（その１）である。図３１に示すように、まず、中継局２１４は、基地局（たとえば基地局２１１）からのメッセージを受信したか否かを判断し（ステップＳ３１０１）、受信するまで待つ（ステップＳ３１０１：Ｎｏのループ）。基地局からのメッセージを受信すると（ステップＳ３１０１：Ｙｅｓ）、中継局２１４は、ステップＳ３１０１において受信されたメッセージが集約メッセージか否かを判断する（ステップＳ３１０２）。
【０１５３】
ステップＳ３１０２において、受信されたメッセージが集約メッセージでない場合（ステップＳ３１０２：Ｎｏ）はステップＳ３１０６へ移行する。受信されたメッセージが集約メッセージである場合（ステップＳ３１０２：Ｙｅｓ）は、中継局２１４は、受信された集約メッセージを移動局ごとのメッセージに分離する（ステップＳ３１０３）。つぎに、中継局２１４は、ステップＳ３１０３によって分離された各メッセージの情報をグループｘとして自局のテーブルに保存する（ステップＳ３１０４）。テーブルに保存する各メッセージの情報は、たとえば各メッセージのシーケンス番号や宛先である。
【０１５４】
つぎに、中継局２１４は、ステップＳ３１０４によって保存されたグループｘに対応するタイマを起動する（ステップＳ３１０５）。つぎに、中継局２１４は、メッセージの宛先の移動局へメッセージを送信し（ステップＳ３１０６）、一連の動作を終了する。ステップＳ３１０６によって送信されるメッセージは、ステップＳ３１０１において受信されたメッセージが集約メッセージでない場合は受信されたメッセージであり、集約メッセージである場合はステップＳ３１０３において分離された各メッセージである。
【０１５５】
図３２は、ハンドオーバにかかる中継局の動作の一例を示すフローチャート（その２）である。図３２に示すように、まず、中継局２１４は、移動局（たとえば移動局２３９，２４０）からのメッセージを受信したか否かを判断し（ステップＳ３２０１）、受信するまで待つ（ステップＳ３２０１：Ｎｏのループ）。移動局からのメッセージを受信すると（ステップＳ３２０１：Ｙｅｓ）、中継局２１４は、受信したメッセージに対応するメッセージがテーブルに含まれているか否かを判断する（ステップＳ３２０２）。
【０１５６】
受信したメッセージに対応するメッセージは、たとえば、受信したメッセージとシーケンス番号が同じメッセージや、受信したメッセージの送信元を宛先とするメッセージである。ステップＳ３２０２において、対応するメッセージがテーブルに含まれていない場合（ステップＳ３２０２：Ｎｏ）は、ステップＳ３２０７へ移行する。
【０１５７】
ステップＳ３２０２において、対応するメッセージがテーブルに含まれている場合（ステップＳ３２０２：Ｙｅｓ）は、中継局２１４は、対応するメッセージをテーブルから削除する（ステップＳ３２０３）。また、中継局２１４は、受信したメッセージを自局のバッファに保存する（ステップＳ３２０４）。
【０１５８】
つぎに、中継局２１４は、グループｘの各メッセージに対応するすべてのメッセージが自局のバッファに保存されているか否かを判断する（ステップＳ３２０５）。グループｘの各メッセージに対応するすべてのメッセージがバッファに保存されていない場合（ステップＳ３２０５：Ｎｏ）は、一連の動作を終了する。グループｘの各メッセージに対応するすべてのメッセージがバッファに保存されている場合（ステップＳ３２０５：Ｙｅｓ）は、中継局２１４は、すべてのメッセージを集約する（ステップＳ３２０６）。
【０１５９】
つぎに、中継局２１４は、メッセージを宛先の基地局（たとえば基地局２１２）へ送信し（ステップＳ３２０７）、一連の動作を終了する。ステップＳ３２０７によって送信されるメッセージは、受信したメッセージに対応するメッセージがテーブルになかった場合は受信したメッセージであり、テーブルにあった場合はステップＳ３２０６によって集約された集約メッセージである。
【０１６０】
図３３は、ハンドオーバにかかる中継局の動作の一例を示すフローチャート（その３）である。図３３においては、図３１のステップＳ３１０５によってグループｘに対応するタイマが起動された場合に中継局２１４が行う動作について説明する。まず、中継局２１４は、図３１のステップＳ３１０５によって起動されたタイマが満了したか否かを判断し（ステップＳ３３０１）、タイマが満了するまで待つ（ステップＳ３３０１：Ｎｏのループ）。タイマが満了すると（ステップＳ３３０１：Ｙｅｓ）、中継局２１４は、グループｘをテーブルから削除する（ステップＳ３３０２）。
【０１６１】
また、中継局２１４は、グループｘの各メッセージに対応するメッセージが自局のバッファに保存されているか否かを判断する（ステップＳ３３０３）。対応するメッセージがバッファに保存されていない場合（ステップＳ３３０３：Ｎｏ）は、一連の動作を終了する。対応するメッセージがバッファに保存されている場合（ステップＳ３３０３：Ｙｅｓ）は、バッファに保存されているメッセージを集約して基地局（たとえば基地局２１２）へ送信し（ステップＳ３３０４）、一連の動作を終了する。
【０１６２】
図３４は、中継局によって管理されるテーブルの一例を示す図である。中継局２１４のメモリには、たとえば図３４に示すテーブル３４００が記憶されている。中継局２１４は、基地局２１１からの集約メッセージを分離すると、分離した各メッセージのシーケンス番号（ｓｅｑ  ｘｘｘ）および宛先（ｄｅｓｔ  ｘｘｘ）をグループｘとしてテーブル３４００に追加する。
【０１６３】
図３５は、中継局によって管理されるバッファの一例を示す図である。中継局２１４は、たとえば図３５に示すバッファ３５００を備えている。中継局２１４は、対応するメッセージがテーブル３４００に含まれるメッセージを移動局から受信すると、受信したメッセージをバッファ３５００に追加する。そして、中継局２１４は、テーブル３４００のグループｘに含まれる各メッセージに対応するメッセージのすべてがバッファ３５００に追加されると、バッファ３５００内の各メッセージを集約して基地局２１２へ送信する。
【０１６４】
図３６は、基地局から移動局へ送信されるメッセージの一例を示す図である。図３６において、図２９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、ここでは、移動局２３９，２４０を含むｎ個の移動局がハンドオーバを行うとする。図３６に示すように、基地局２１１から中継局２１４へ送信される集約メッセージ２９１０は、ｎ個の移動局に対する個別要素１〜ｎと、ｎ個の移動局に対する共通要素と、を含んでいる。ここで、個別要素１，２は、それぞれ移動局２３９，２４０に対する個別要素であるとする。
【０１６５】
中継局２１４は、集約メッセージ２９１０から個別要素１〜ｎおよび共通要素を取得し、個別要素１〜ｎのそれぞれに共通要素を負荷することで集約メッセージ２９１０を分離する。中継局２１４は、移動局２３９に対するメッセージ２９１１（個別要素１＋共通要素）を移動局２３９へ送信するとともに、移動局２４０に対するメッセージ２９１２（個別要素２＋共通要素）を移動局２４０へ送信する。
【０１６６】
図３７は、移動局から基地局へ送信されるメッセージの一例を示す図である。図３７において、図３０に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、ここでは、移動局２３９，２４０を含むｎ個の移動局がハンドオーバを行うとする。図３７に示すように、移動局２３９から中継局２１４へ送信されるメッセージ３０１１は、移動局２３９に対する個別要素１と、ｎ個の移動局に対する共通要素と、を含んでいる。また、移動局２４０から中継局２１４へ送信されるメッセージ３０１２は、移動局２４０に対する個別要素２と、ｎ個の移動局に対する共通要素と、を含んでいる。
【０１６７】
中継局２１４は、メッセージ３０１１，３０１２，…に個別に含まれる個別要素１〜ｎと、メッセージ３０１１，３０１２，…に共通して含まれる共通要素と、を含む集約メッセージ３０１０を生成することで、メッセージ３０１１，３０１２，…を集約する。中継局２１４は、生成した集約メッセージ３０１０（個別要素１〜ｎ＋共通要素）を基地局２１２へ送信する。
【０１６８】
図３８は、通信システムにかかるハンドオーバの動作の一例を示すシーケンス図である。まず、基地局２１１が、自局の輻輳状態を検知したとする（ステップＳ３８０１）。つぎに、基地局２１１が、基地局２１２に対して一括ハンドオーバ要求を送信する（ステップＳ３８０２）。つぎに、基地局２１２が、一括ハンドオーバ要求に対する一括ハンドオーバ確認応答を基地局２１１へ送信する（ステップＳ３８０３）。
【０１６９】
つぎに、基地局２１１が、移動局２３９，２４０へのハンドオーバの各メッセージを集約した集約メッセージ２９１０を中継局２１４へ送信する（ステップＳ３８０４）。つぎに、中継局２１４が、ステップＳ３８０４によって送信された集約メッセージ２９１０から分離した、移動局２３９に対するハンドオーバのメッセージ２９１１を移動局２３９へ送信する（ステップＳ３８０５）。
【０１７０】
また、中継局２１４が、ステップＳ３８０４によって送信された集約メッセージ２９１０から分離した、移動局２４０に対するハンドオーバのメッセージ２９１２を移動局２４０へ送信する（ステップＳ３８０６）。中継局２１４は、ステップＳ３８０５，Ｓ３８０６によってハンドオーバのメッセージを送信した移動局２３９，２４０を一時記憶しておくとともに、移動局２３９，２４０についてタイマを設定する。
【０１７１】
また、基地局２１１が、集約メッセージ２９１０を送信した中継局２１４を示す中継局情報と、集約メッセージ２９１０の宛先の移動局２３９，２４０を示す移動局情報と、を基地局２１２へ送信する（ステップＳ３８０７）。
【０１７２】
つぎに、移動局２３９が、ステップＳ３８０５によって送信されたメッセージ２９１１に対して、ハンドオーバを完了したことを通知するメッセージ３０１１を中継局２１４へ送信する（ステップＳ３８０８）。また、移動局２４０が、ステップＳ３８０６によって送信されたメッセージ２９１２に対して、ハンドオーバを完了したことを通知するメッセージ３０１２を中継局２１４へ送信する（ステップＳ３８０９）。
【０１７３】
ここでは、中継局２１４によって設定されたタイマが満了する前に、移動局２３９，２４０から中継局２１４へメッセージ３０１１，３０１２が送信されたとする。つぎに、中継局２１４が、ステップＳ３８０８，Ｓ３８０９によって送信された各メッセージを集約した集約メッセージ３０１０を基地局２１２へ送信する（ステップＳ３８１０）。これにより、移動局２３９，２４０の通信先を一括して基地局２１１から基地局２１２へ切り替えるハンドオーバを行うことができる。
【０１７４】
このように、移動局２３９，２４０が基地局２１１から基地局２１２へのハンドオーバを行う場合に、基地局２１１は、移動局２３９，２４０に対するハンドオーバのメッセージ２９１１，２９１２を集約した集約メッセージ２９１０を中継局２１４へ送信する。
【０１７５】
中継局２１４は、基地局２１１によって送信された集約メッセージ２９１０を分離したメッセージ２９１１，２９１２を移動局２３９，２４０へ送信する。また、中継局２１４は、移動局２３９，２４０へ送信したメッセージ２９１１，２９１２に対して移動局２３９，２４０から送信されたメッセージ３０１１，３０１２を受信する。
【０１７６】
そして、中継局２１４は、受信したメッセージ３０１１，３０１２を集約した集約メッセージ３０１０を基地局２１２へ送信する。これにより、移動局２３９，２４０を含む多くの移動局の通信先を基地局２１１から基地局２１２へ切り替える場合においても、基地局２１１と中継局２１４との間の通信量と、中継局２１４と基地局２１２との間の通信量と、を抑えることができる。
【０１７７】
以上説明したように、中継局、基地局、移動局、通信システムおよび通信方法によれば、通信中の第一基地局とは異なる第二基地局の負荷情報を予め収集しておくことができる。そして、第一基地局が輻輳状態になった場合などに負荷情報に基づいて切替先の第二基地局を選択することで通信品質を向上させることができる。
【０１７８】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１７９】
（付記１）第一基地局、第二基地局および移動局と通信可能な中継局において、
前記第一基地局と前記移動局との間の通信を中継する中継部と、
前記第二基地局の負荷情報を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された負荷情報に基づいて前記中継部による前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする中継局。
【０１８０】
（付記２）前記受信部は、複数の前記第二基地局の各負荷情報を受信し、
前記切替部は、前記受信部によって受信された各負荷情報に基づいて前記第二基地局から切替先の基地局を選択し、選択した基地局に前記通信先を切り替えることを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８１】
（付記３）前記中継部による通信の負荷量を監視する通信負荷監視部を備え、
前記切替部は、前記通信負荷監視部による監視結果と前記負荷情報に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８２】
（付記４）前記切替部は、前記監視結果と前記負荷情報に基づいて、前記通信先を前記第二基地局へ切り替えた場合の前記第二基地局の負荷量を算出し、算出結果に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする付記３に記載の中継局。
【０１８３】
（付記５）前記第二基地局からの受信信号電力を計測する電力計測部を備え、
前記切替部は、前記電力計測部によって計測された受信信号電力、前記監視結果および前記負荷情報に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする付記３に記載の中継局。
【０１８４】
（付記６）前記受信部は、前記第二基地局から無線配信される前記負荷情報を受信することを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８５】
（付記７）前記受信部は、前記第二基地局から前記第一基地局を経由して前記負荷情報を受信することを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８６】
（付記８）前記切替部は、前記第一基地局が輻輳状態であることを示す輻輳通知信号を受信した場合に前記通信先を切り替えることを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８７】
（付記９）前記切替部は、前記第一基地局がセル禁止状態であることを示すセル禁止通知信号を受信した場合に前記通信先を切り替えることを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８８】
（付記１０）前記受信部は、前記負荷情報を周期的に受信することを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１８９】
（付記１１）前記負荷情報は、前記第二基地局の処理における負荷量の余裕を示す情報であることを特徴とする付記１に記載の中継局。
【０１９０】
（付記１２）前記第二基地局を示す基地局情報を前記第一基地局へ送信する送信部を備え、
前記切替部は、前記送信部によって送信された基地局情報に基づく前記第一基地局の制御によって前記通信先を切り替えることを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の中継局。
【０１９１】
（付記１３）他の基地局と移動局との間の通信を中継する中継局と通信可能な基地局において、
前記中継局へ自局の負荷情報を送信する送信部と、
前記送信部によって送信された負荷情報に基づいて前記中継局が前記移動局の通信先を前記他の基地局から自局に切り替えた場合に、前記中継局の中継による前記移動局との間の通信を開始する通信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【０１９２】
（付記１４）前記送信部は、前記負荷情報を無線配信することを特徴とする付記１３に記載の基地局。
【０１９３】
（付記１５）前記送信部は、前記負荷情報を前記他の基地局を経由して送信することを特徴とする付記１３に記載の基地局。
【０１９４】
（付記１６）前記送信部は、前記負荷情報を周期的に送信することを特徴とする付記１３に記載の基地局。
【０１９５】
（付記１７）中継局の中継により第一基地局および第二基地局と通信を行うことが可能な移動局において、
前記中継局の中継により前記第一基地局との間で通信を行っている際に、前記中継局の周辺の第二基地局の負荷情報に基づいて前記中継局が自局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合、前記中継局の中継により前記第二基地局との間で前記通信を継続することを特徴とする移動局。
【０１９６】
（付記１８）第一基地局と、第二基地局と、中継局と、前記中継局の中継により前記第一基地局および前記第二基地局と通信を行うことが可能な移動局と、を有する通信システムであって、
前記第二基地局は、自局の負荷情報を前記中継局へ送信し、
前記中継局は、前記第二基地局によって送信された負荷情報に基づいて、前記第一基地局と通信を行う前記移動局の通信先を、前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えることを特徴とする通信システム。
【０１９７】
（付記１９）前記移動局が前記第一基地局から前記第二基地局へのハンドオーバを行う場合に、
前記第一基地局は、複数の前記移動局に対するハンドオーバの各メッセージを集約した集約メッセージを前記中継局へ送信し、
前記中継局は、前記第一基地局によって送信された集約メッセージを分離した各メッセージを前記移動局へ送信するとともに、前記移動局へ送信した各メッセージに対して前記移動局から送信された各メッセージを集約した集約メッセージを前記第二基地局へ送信することを特徴とする付記１８に記載の通信システム。
【０１９８】
（付記２０）中継局の中継により第一基地局と移動局との間で通信を行い、
前記中継局の周辺の第二基地局の負荷情報を前記第二基地局から前記中継局へ送信し、
送信された負荷情報に基づいて前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えることを特徴とする通信方法。
【０１９９】
（付記２１）中継局の中継により移動局との間で通信を行う通信部と、
前記中継局の周辺の他の基地局の負荷情報を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された負荷情報に基づいて前記移動局の通信先を自局から前記他の基地局に切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【０２００】
（付記２２）前記中継局による通信の負荷量を示す通信負荷情報を受信する第二受信部を備え、
前記切替部は、前記第二受信部によって受信された通信負荷情報が示す負荷量と前記負荷情報に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする付記２１に記載の基地局。
【０２０１】
（付記２３）前記中継局における前記他の基地局からの受信信号電力を示す情報を受信する第三受信部を備え、
前記切替部は、前記第三受信部によって受信された情報が示す受信信号電力、前記通信負荷情報および前記負荷情報に基づいて前記通信先を切り替えることを特徴とする付記２２に記載の基地局。
【０２０２】
（付記２４）第一基地局、第二基地局および移動局と通信可能な中継局において、
前記第一基地局と前記移動局との間の通信を中継する中継部と、
前記第二基地局の負荷情報に基づいて前記第一基地局が前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合に、前記第二基地局と前記移動局との間の通信の中継を開始することを特徴とする中継局。
【０２０３】
（付記２５）中継局の中継により第一基地局および第二基地局と通信を行うことが可能な移動局において、
前記中継局の中継により前記第一基地局との間で通信を行っている際に、前記中継局の周辺の第二基地局の負荷情報に基づいて前記第一基地局が自局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えた場合、前記中継局の中継により前記第二基地局との間で前記通信を継続することを特徴とする移動局。
【０２０４】
（付記２６）第一基地局と、第二基地局と、中継局と、前記中継局の中継により前記第一基地局および前記第二基地局と通信を行うことが可能な移動局と、を有する通信システムであって、
前記第二基地局は、自局の負荷情報を前記第一基地局へ送信し、
前記第一基地局は、前記第二基地局によって送信された負荷情報に基づいて、自局と通信を行う前記移動局の通信先を、自局から前記第二基地局に切り替えることを特徴とする通信システム。
【０２０５】
（付記２７）中継局の中継により第一基地局と移動局との間で通信を行い、
前記中継局の周辺の第二基地局の負荷情報を前記第二基地局から前記第一基地局へ送信し、
送信された負荷情報に基づいて前記移動局の通信先を前記第一基地局から前記第二基地局に切り替えることを特徴とする通信方法。
【符号の説明】
【０２０６】
１００，２００，１６００  通信システム
２０１  ルータ
２１１〜２１３，１６１１〜１６１６  基地局
２２１〜２２４  セル
２９１０，３０１０  集約メッセージ
２９１１，２９１２，３０１１，３０１２  メッセージ
【図１−１】
0005522251.tif 000002
【図１−２】
0005522251.tif 000003
【図２】
0005522251.tif 000004
【図３】
0005522251.tif 000005
【図４】
0005522251.tif 000006
【図５】
0005522251.tif 000007
【図６】
0005522251.tif 000008
【図７】
0005522251.tif 000009
【図８】
0005522251.tif 000010
【図９−１】
0005522251.tif 000011
【図９−２】
0005522251.tif 000012
【図１０−１】
0005522251.tif 000013
【図１０−２】
0005522251.tif 000014
【図１１】
0005522251.tif 000015
【図１２】
0005522251.tif 000016
【図１３】
0005522251.tif 000017
【図１４】
0005522251.tif 000018
【図１５】
0005522251.tif 000019
【図１６】
0005522251.tif 000020
【図１７−１】
0005522251.tif 000021
【図１７−２】
0005522251.tif 000022
【図１８】
0005522251.tif 000023
【図１９】
0005522251.tif 000024
【図２０】
0005522251.tif 000025
【図２１】
0005522251.tif 000026
【図２２−１】
0005522251.tif 000027
【図２２−２】
0005522251.tif 000028
【図２３】
0005522251.tif 000029
【図２４】
0005522251.tif 000030
【図２５】
0005522251.tif 000031
【図２６】
0005522251.tif 000032
【図２７】
0005522251.tif 000033
【図２８】
0005522251.tif 000034
【図２９】
0005522251.tif 000035
【図３０】
0005522251.tif 000036
【図３１】
0005522251.tif 000037
【図３２】
0005522251.tif 000038
【図３３】
0005522251.tif 000039
【図３４】
0005522251.tif 000040
【図３５】
0005522251.tif 000041
【図３６】
0005522251.tif 000042
【図３７】
0005522251.tif 000043
【図３８】
0005522251.tif 000044