(57)【要約】【課題】ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した高速無線アクセスシステムについて、移動局が基地局のカバレッジ範囲を越えて移動することによってハンドオーバする際に、基地局−中継局間のＱｏＳを考慮して、移動局ＭＳが接続すべき中継局を選択する中継局選択方法等を提供する。【解決手段】ネットワーク制御管理装置は、基地局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定する。次に、真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する。そして、真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局を接続させるように制御する。【選択図】図３
2008054160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した基地局と、該基地局と通信する複数の中継局と、該中継局と通信する移動局とを有するシステムについて、基地局に接続されたネットワーク制御管理装置における中継局選択方法であって、
前記ネットワーク制御管理装置は、移動局が所望ＱｏＳで基地局と通信する際に、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、前記所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定する第１のステップと、
第１のステップで真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、前記所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する第２のステップと、
第２のステップで真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局又は子中継局が接続するように制御する第３のステップと
を有することを特徴とする中継局選択方法。
【請求項２】
移動局の前記所望ＱｏＳは、所望トラヒックレートであり、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースは、基地局又は親中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第１のトラヒック無線リソースは、移動局の前記所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合であり、
中継局の利用可能無線リソースは、中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第２のトラヒック無線リソースは、移動局の前記所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合である
ことを特徴とする請求項１に記載の中継局選択方法。
【請求項３】
前記ネットワーク制御管理装置は、移動局が、基地局のカバレッジ範囲を越えるハンドオーバの際に、第１から第３のステップを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の中継局選択方法。
【請求項４】
前記所望トラヒックレートは、移動局が基地局へ送信するDSA(Dynamic Service Addition)/DSC(Dynamic Service Change)/DSD(Dynamic Service Deletion)に含まれており、
前記変調速度は、中継局又は移動局が基地局へ登録する際のREG-REQ(Registration Request)に、又は、中継局又は移動局が周辺状況のスキャン結果を基地局へ通知する際のSCN-REP(Scanning Result Report)に含まれており、
前記ネットワーク制御管理装置は、前記所望トラヒックレート及び前記変調速度を、基地局から受信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の中継局選択方法。
【請求項５】
ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した基地局と、該基地局と通信する複数の中継局と、該中継局と通信する移動局とを有するシステムにあって、基地局に接続されたネットワーク制御管理装置において、
基地局から、局間のネットワーク状態情報を受信するネットワーク状態受信手段と、
前記ネットワーク状態情報を管理する管理手段と、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定し、真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、移動局の前記所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する判定手段と、
真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局又は子中継局が接続するように制御するネットワーク制御手段と
を有することを特徴とするネットワーク制御管理装置。
【請求項６】
移動局の前記所望ＱｏＳは、所望トラヒックレートであり、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースは、基地局又は親中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第１のトラヒック無線リソースは、移動局の前記所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合であり、
中継局の利用可能無線リソースは、中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第２のトラヒック無線リソースは、移動局の前記所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合である
ことを特徴とする請求項５に記載のネットワーク制御管理装置。
【請求項７】
基地局から、移動局のハンドオーバ要求を受信し、前記判定手段へその旨を通知するハンドオーバ要求受信手段を更に有し、
前記ネットワーク制御手段は、前記判定手段によって決定された中継局の識別情報を含むハンドオーバ応答を、基地局へ送信することを特徴とする請求項５又は６に記載のネットワーク制御管理装置。
【請求項８】
前記所望トラヒックレートは、移動局が基地局へ送信するDSA(Dynamic Service Addition)/DSC(Dynamic Service Change)/DSD(Dynamic Service Deletion)に含まれており、
前記変調速度は、中継局又は移動局が基地局へ登録する際のREG-REQ(Registration Request)に、又は、中継局又は移動局が周辺状況のスキャン結果を基地局へ通知する際のSCN-REP(Scanning Result Report)に含まれており、
前記ネットワーク制御管理装置は、前記所望トラヒックレート及び前記変調速度を、基地局から受信することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の中継局選択方法。
【請求項９】
ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した基地局と、該基地局と通信する複数の中継局と、該中継局と通信する移動局とを有するシステムにあって、基地局に接続されたネットワーク制御管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
基地局から、局間のネットワーク状態情報を受信するネットワーク状態受信手段と、
前記ネットワーク状態情報を管理する管理手段と、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定し、真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、移動局の前記所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する判定手段と、
真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局又は子中継局が接続するように制御するネットワーク制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするネットワーク制御管理装置用のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した中継局選択方法、ネットワーク制御管理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１６は、ＢＷＡ(Broadband Wireless Access)サービスを提供可能な高速無線アクセスシステムの標準規格である。現在、ＩＥＥＥ８０２．１６標準化会合では、データを中継することによってカバレッジ範囲を拡大するＭＭＲ(Mobile Multihop Relay)技術に関し、メディアアクセス制御(Medium Access Control)及び物理層を規定するための検討が開始されている。このＭＭＲ技術によれば、基地局ＢＳ(Base Station)は、その基地局ＢＳ圏内の固定局ＳＳ(Subscriber Station)又は移動局ＭＳ(Mobile Subscriber Station)と通信をすると共に、基地局ＢＳ圏内の中継局ＲＳ(Relay Station)を介して、基地局ＢＳ圏外の固定局ＳＳ又は移動局ＭＳとも通信をすることができる。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１６の高速無線アクセスシステムは、基本的に、固定局ＳＳ向けＢＷＡサービスの提供を目的とした標準規格である（例えば非特許文献１参照、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４）。ここでは、ＰＭＰ(Point-to-Multipoint)及びＭｅｓｈの２つのネットワークトポロジが規定されている。ＰＭＰは、一般的なセルラシステムと同様、基本的に「ＢＳ：ＳＳ＝１：多」でネットワークを構成する。一方、Ｍｅｓｈは、固定局ＳＳ同士をマルチホップでネットワークを構成する。
【０００４】
非特許文献１によれば、カバレッジ範囲の拡大を目的とする中継機能については全く考慮されていない。電力増幅の中継を行う場合、中継局ＲＳは、中継局ＲＳ−固定局ＳＳ間の通信状態によって決定された、所望Burst Profile（変調方式やコードレートの情報）を単に増幅して転送する。従って、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ間の通信状態が考慮されず、結果的に基地局ＢＳ−中継局ＲＳ−固定局ＳＳ間の整合が取れない。
【０００５】
また、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４標準規格のＭｅｓｈトポロジを用いてカバレッジ範囲拡大を図ることはできる。しかし、Ｍｅｓｈはオプション扱いであって、フレーム構成についてＰＭＰと互換性が無い。また、ＰＭＰと比較して、フレームのオーバヘッドが多く、スループットに影響する。複信方式は、ＴＤＤ(Time Division Duplex)しかサポートしていない。
【０００６】
更に、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４を、移動局ＭＳ向けＢＷＡサービス提供を目的として修正した高速無線システムの標準規格もある（例えば非特許文献２参照、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５）。変調方式としては、シングルキャリア、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式が採用されている。ネットワークトポロジとしては、ＰＭＰのみが規定されている。
【０００７】
図１は、従来技術におけるシステム構成図である。
【０００８】
移動局ＭＳは、移動しながら、接続すべき基地局ＢＳを切り替える（ハンドオーバ）ことができる。図１によれば、対象となる移動局ＭＳ３は、３つの基地局ＢＳのカバレッジ範囲が重畳する位置に存在する。このとき、移動局ＭＳ３は、所望ＱｏＳ(Quality of Service)を満足する基地局ＢＳにハンドオーバすべきである。所望ＱｏＳとしては、例えば所望トラヒックレートがある。
【０００９】
基地局ＢＳを選択する判定要素として、基地局ＢＳの利用可能無線リソースＡＲＲ(Available radio resource)を用いることができる。利用可能無線リソースＡＲＲは、フレーム当たりの平均利用可能サブチャネル及びシンボルのリソースの割合をいう。全ての基地局ＢＳのＡＲＲは、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳ(Network Control Management System)４によって管理される。ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳ４は、移動局ＭＳがハンドオーバする際に、所望ＱｏＳを満足するような利用可能無線リソースＡＲＲを有する基地局ＢＳに接続するように制御する。
【００１０】
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004、IEEEStandard for Local and metropolitan area networks, Part 16 : Air Interface forFixed Broadband Wireless Access Systems
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005、IEEEStandard for Local and metropolitan area networks, Part 16 : Air Interface forFixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2:Physical andMedium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation inLicensed Bands and Corrigendum 1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、基地局ＢＳの利用可能無線リソースＡＲＲを管理するものであって、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用したシステムに中継局ＲＳを配置した場合に、移動局における中継局ＲＳの選択制御については明らかではない。基地局ＢＳの利用可能無線リソースＡＲＲに余裕があっても、その配下に接続された中継局ＲＳのいずれか１つに移動局のトラヒックが集中することによって、移動局の所望ＱｏＳが満足されない場合も生じる。
【００１２】
そこで、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した高速無線アクセスシステムについて、移動局ＭＳが基地局ＢＳのカバレッジ範囲を越えて移動することによってハンドオーバする際に、中継回線（基地局ＢＳ−中継局ＲＳ間）のＱｏＳを考慮して、移動局ＭＳが接続すべきアクセス回線（中継局ＲＳ）を選択する中継局選択方法、ネットワーク制御管理装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した基地局と、該基地局と通信する複数の中継局と、該中継局と通信する移動局とを有するシステムについて、基地局に接続されたネットワーク制御管理装置における中継局選択方法であって、
ネットワーク制御管理装置は、移動局が所望ＱｏＳで基地局と通信する際に、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定する第１のステップと、
第１のステップで真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する第２のステップと、
第２のステップで真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局又は子中継局が接続するように制御する第３のステップと
を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の中継局選択方法における他の実施形態によれば、
移動局の所望ＱｏＳは、所望トラヒックレートであり、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースは、基地局又は親中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第１のトラヒック無線リソースは、移動局の所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合であり、
中継局の利用可能無線リソースは、中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第２のトラヒック無線リソースは、移動局の所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合であることも好ましい。
【００１５】
本発明の中継局選択方法における他の実施形態によれば、
ネットワーク制御管理装置は、移動局が、基地局のカバレッジ範囲を越えるハンドオーバの際に、第１から第３のステップを実行することも好ましい。
【００１６】
本発明の中継局選択方法における他の実施形態によれば、
所望トラヒックレートは、移動局が基地局へ送信するDSA(Dynamic Service Addition)/DSC(Dynamic Service Change)/DSD(Dynamic Service Deletion)に含まれており、
変調速度は、中継局又は移動局が基地局へ登録する際のREG-REQ(Registration Request)に、又は、中継局又は移動局が周辺状況のスキャン結果を基地局へ通知する際のSCN-REP(Scanning Result Report)に含まれており、
ネットワーク制御管理装置は、所望トラヒックレート及び変調速度を、基地局から受信することも好ましい。
【００１７】
本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した基地局と、該基地局と通信する複数の中継局と、該中継局と通信する移動局とを有するシステムにあって、基地局に接続されたネットワーク制御管理装置において、
基地局から、局間のネットワーク状態情報を受信するネットワーク状態受信手段と、
ネットワーク状態情報を管理する管理手段と、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定し、真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する判定手段と、
真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局又は子中継局が接続するように制御するネットワーク制御手段と
を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明のネットワーク制御管理装置における他の実施形態によれば、
移動局の所望ＱｏＳは、所望トラヒックレートであり、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースは、基地局又は親中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第１のトラヒック無線リソースは、移動局の所望トラヒックレートと、基地局又は親中継局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合であり、
中継局の利用可能無線リソースは、中継局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合であり、
第２のトラヒック無線リソースは、移動局の所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりのトラヒックシンボル数の割合であることも好ましい。
【００１９】
本発明のネットワーク制御管理装置における他の実施形態によれば、
基地局から、移動局のハンドオーバ要求を受信し、判定手段へその旨を通知するハンドオーバ要求受信手段を更に有し、
ネットワーク制御手段は、判定手段によって決定された中継局の識別情報を含むハンドオーバ応答を、基地局へ送信することも好ましい。
【００２０】
本発明のネットワーク制御管理装置における他の実施形態によれば、
所望トラヒックレートは、移動局が基地局へ送信するDSA/DSC/DSDに含まれており、
変調速度は、中継局又は移動局が基地局へ登録する際のREG-REQに、又は、中継局又は移動局が周辺状況のスキャン結果を基地局へ通知する際のSCN-REPに含まれており、
ネットワーク制御管理装置は、所望トラヒックレート及び変調速度を、基地局から受信することも好ましい。
【００２１】
本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した基地局と、該基地局と通信する複数の中継局と、該中継局と通信する移動局とを有するシステムにあって、基地局に接続されたネットワーク制御管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
基地局から、局間のネットワーク状態情報を受信するネットワーク状態受信手段と、
ネットワーク状態情報を管理する管理手段と、
基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定し、真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、移動局の所望ＱｏＳから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する判定手段と、
真と判定された中継局のいずれか１つに、移動局又は子中継局が接続するように制御するネットワーク制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の中継局選択方法、ネットワーク制御管理装置及びプログラムによれば、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した高速無線アクセスシステムについて、移動局ＭＳが基地局ＢＳのカバレッジ範囲を越えて移動することによってハンドオーバする際に、中継回線（基地局ＢＳ−中継局ＲＳ間）のＱｏＳを考慮して、移動局ＭＳが接続すべきアクセス回線（中継局ＲＳ）を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本発明におけるシステム構成図である。
【００２５】
図２によれば、図１と比較して、１つの基地局ＢＳの配下に、２つの中継局ＲＳ１及びＲＳ２が存在している。基地局ＢＳは、移動局ＭＳ０−１及びＭＳ０−２と、中継局ＲＳ１及びＲＳ２と、直接的に通信可能である。中継局ＲＳ１は、移動局ＭＳ１−１及びＭＳ１−２と通信可能であって、移動局ＭＳ１−１及びＭＳ１−２は、中継局ＲＳ１を介して、基地局ＢＳと通信可能となる。また、中継局ＲＳ２は、移動局ＭＳ２−１及びＭＳ２−２と通信可能であって、移動局ＭＳ２−１及びＭＳ２−２は、中継局ＲＳ２を介して、基地局ＢＳと通信可能となる。更に、基地局ＢＳには、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳが接続されている。
【００２６】
対象となる移動局ＭＳは、図２に表されたように、基地局ＢＳのカバレッジ範囲を越える方向へ移動しているとする。また、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ１のカバレッジ範囲と、中継局ＲＳ２のカバレッジ範囲とが重畳する位置に存在している。この場合、移動局ＭＳは、基地局ＢＳのカバレッジ範囲を越える前に、無線リンクの接続先を基地局ＢＳから中継局ＲＳ１又はＲＳ２へ切り替える（ハンドオーバ）ことによって、基地局ＢＳとの通信を継続することができる。
【００２７】
このとき、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ１に接続すべきか又は中継局ＲＳ２に接続すべきかが問題となる。本発明によれば、移動局ＭＳの所望ＱｏＳを満足する中継局ＲＳに接続するように制御する。尚、図２について、当該中継局から見て、基地局が親中継局であってもよいし、移動局が子中継局であってもよい。即ち、本発明は、複数の中継局を介した複数ホップにも対応する。
【００２８】
図３は、図２のシステム構成におけるトラヒックレートを表した説明図である。
【００２９】
図３によれば、移動局ＭＳは、基地局ＢＳと通信するために、２つの経路を有する。
（経路１）基地局ＢＳ＜−＞中継局ＲＳ１＜−＞移動局ＭＳ
（経路２）基地局ＢＳ＜−＞中継局ＲＳ２＜−＞移動局ＭＳ
【００３０】
本発明によれば、基地局ＢＳからのホップ順に、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを局間の経路に確保できるか否かを判定する。最初に、基地局ＢＳに最も近い第１ホップのリンクについて、移動局ＭＳの所望トラヒックを確保できる経路を選択し、次に、第２ホップのリンクについて、経路を選択する。
【００３１】
尚、以下では、ＯＦＤＭ方式をベースとするために、移動局ＭＳの所望ＱｏＳは、所望トラヒックレートとして説明する。但し、トラヒックレートに限られず、遅延又はジッタを考慮することもできる。
【００３２】
最初に、基地局ＢＳの利用可能無線リソースａ[%]は、基地局と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、基地局−中継局間の変調速度とから算出される、単位時間当たりの空きシンボル数の割合である。尚、以下では、「単位時間当たり」の一例として、「１フレーム当たりの割合」を算出している。基地局ＢＳの利用可能無線リソースａ[%]は、以下の式によって表される。
【数１】
2008054160.tif 000003
Ｘ01[bits/frame]：移動局ＭＳ０−１の所望トラヒックレート
Ｘ02[bits/frame]：移動局ＭＳ０−２の所望トラヒックレート
Ｘ11[bits/frame]：移動局ＭＳ１−１の所望トラヒックレート
Ｘ12[bits/frame]：移動局ＭＳ１−２の所望トラヒックレート
Ｘ21[bits/frame]：移動局ＭＳ２−１の所望トラヒックレート
Ｘ22[bits/frame]：移動局ＭＳ２−２の所望トラヒックレート
Ｒ01[bits/symbol]：基地局ＢＳ−移動局ＭＳ０−１間の変調速度
Ｒ02[bits/symbol]：基地局ＢＳ−移動局ＭＳ０−２間の変調速度
ＲA[bits/symbol]：基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間の変調速度
ＲB[bits/symbol]：基地局ＢＳ−中継局ＲＳ２間の変調速度
【００３３】
（所望トラヒックレート[bits/frame]／変調速度[bits/symbol]）は、１フレーム当たりのトラヒックシンボル数[symbols/frame]を表す。基地局ＢＳは、移動局ＭＳ０−１、ＭＳ０−２、ＭＳ１−１、ＭＳ１−２、ＭＳ２−１及びＭＳ２−２と通信しているために、これら全てのトラヒックシンボル数[symbols/frame]の和を算出する必要がある。移動局ＭＳ１−１及びＭＳ１−２のトラヒックシンボル数は、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間の変調速度ＲAによって算出される。また、移動局ＭＳ２−１及びＭＳ２−２のトラヒックシンボル数は、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ２間の変調速度ＲBによって算出される。（全トラヒックシンボル数[symbols/frame]／データシンボル数[symbols/frame]）は、１フレーム当たりの利用無線リソースの割合を表す。更に、１−（１フレーム当たりの利用無線リソースの割合）は、空きの無線リソースの割合、即ち、利用可能無線リソースの割合を表すこととなる。
【００３４】
（経路１）基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間に、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保することができるか否かを判定する。次式を満たす場合、移動局ＭＳは、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間に、その所望トラヒックレートを確保できると判定する。第１のトラヒック無線リソース（左辺）は、移動局の所望トラヒックレートと、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間の変調速度とから算出される、１フレーム当たりのトラヒックシンボル数の割合である。
【数２】
2008054160.tif 000004
Ｘ[bits/frame]：移動局ＭＳの所望トラヒックレート
ＲA[bits/symbol]：基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間の変調速度
【００３５】
（Ｘ[bits/frame]／ＲA[bits/symbol]）は、移動局ＭＳにおける１フレーム当たりのトラヒックシンボル数[symbols/frame]を表す。（移動局ＭＳのトラヒックシンボル数[symbols/frame]／データシンボル数[symbols/frame]）は、移動局ＭＳの１フレーム当たりの利用無線リソースの割合を表す。この移動局ＭＳの利用無線リソースの割合が、基地局ＢＳの利用可能無線リソースの割合以下であれば、移動局ＭＳは、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間に、その所望トラヒックレートを確保できると判定する。
【００３６】
（経路２）基地局ＢＳ−中継局ＲＳ２間に、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保することができるか否かを判定する。次式を満たす場合、移動局ＭＳは、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ２間に、その所望トラヒックレートを確保できると判定する。
【数３】
2008054160.tif 000005
Ｘ[bits/frame]：移動局ＭＳの所望トラヒックレート
ＲB[bits/symbol]：基地局ＢＳ−中継局ＲＳ２間の変調速度
【００３７】
経路１及び経路２の両方について、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保できると判定された場合、両方の経路について第２ホップの判定をする。経路１又は経路２の一方について、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保できないと判定された場合、他方の経路についてのみ、第２ホップの判定をする。経路１及び経路２の両方について、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保できないと判定された場合、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ１又はＲＳ２に接続しても所望トラヒックレートを確保できないとして、処理を終了する。
【００３８】
（経路１）次に、中継局ＲＳ１の利用可能無線リソースｂ[%]は、中継局ＲＳ１と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ間の変調速度とから算出される、１フレーム当たりの空きシンボル数の割合である。中継局ＲＳ１の利用可能無線リソースｂ[%]は、以下の式によって表される。
【数４】
2008054160.tif 000006
Ｘ11[bits/frame]：移動局ＭＳ１−１の所望トラヒックレート
Ｘ12[bits/frame]：移動局ＭＳ１−２の所望トラヒックレート
Ｒ11[bits/symbol]：中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ１−１間の変調速度
Ｒ12[bits/symbol]：中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ１−２間の変調速度
【００３９】
中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ間に、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保することができるか否かを判定する。次式を満たす場合、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ間に、その所望トラヒックレートを確保できると判定する。第２のトラヒック無線リソース（左辺）は、移動局の所望トラヒックレートと、中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ間の変調速度とから算出される、１フレーム当たりのトラヒックシンボル数の割合である。
【数５】
2008054160.tif 000007
Ｘ[bits/frame]：移動局ＭＳの所望トラヒックレート
ＲC[bits/symbol]：中継局ＲＳ１−移動局ＭＳ間の変調速度
【００４０】
（経路２）中継局ＲＳ２の利用可能無線リソースｃ[%]は、中継局ＲＳ２と通信する全ての移動局の所望トラヒックレートと、中継局ＲＳ２−移動局間の変調速度とから算出される、１フレーム当たりの空きシンボル数の割合である。中継局ＲＳ２の利用可能無線リソースｃ[%]は、以下の式によって表される。
【数６】
2008054160.tif 000008
Ｘ21[bits/frame]：移動局ＭＳ２−１の所望トラヒックレート
Ｘ22[bits/frame]：移動局ＭＳ２−２の所望トラヒックレート
Ｒ21[bits/symbol]：中継局ＲＳ２−移動局ＭＳ２−１間の変調速度
Ｒ22[bits/symbol]：中継局ＲＳ２−移動局ＭＳ２−２間の変調速度
【００４１】
中継局ＲＳ２−移動局ＭＳ間に、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保することができるか否かを判定する。次式を満たす場合、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ２−移動局ＭＳ間に、その所望トラヒックレートを確保できると判定する。第２のトラヒック無線リソース（左辺）は、移動局の所望トラヒックレートと、中継局ＲＳ２−移動局ＭＳ間の変調速度とから算出される、１フレーム当たりのトラヒックシンボル数の割合である。
【数７】
2008054160.tif 000009
Ｘ[bits/frame]：移動局ＭＳの所望トラヒックレート
ＲD[bits/symbol]：中継局ＲＳ２−移動局ＭＳ間の変調速度
【００４２】
ここで、中継局ＲＳ１及び中継局ＲＳ２の両方について、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保できると判定された場合、いずれの経路も選択することができる。但し、移動局ＭＳは、利用可能無線リソースが大きい中継局に接続するのが好ましい。中継局ＲＳ１又は中継局ＲＳ２の一方について、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保できないと判定された場合、他方の中継局を選択する。中継局ＲＳ１又は中継局ＲＳ２の両方について、移動局ＭＳの所望トラヒックレートを確保できないと判定された場合、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ１又はＲＳ２に接続しても所望トラヒックレートを確保できない。
【００４３】
図４は、中継局のネットワークエントリにおけるシーケンス図である。尚、実線の矢印のメッセージは、非特許文献２に既に規定されたメッセージを表す。点線の矢印のメッセージは、中継局ＲＳを介して本発明を実現するために、非特許文献２に既に規定されたものに加えて新たに追加したメッセージを表す。
【００４４】
（Ｓ４０１）最初に、基地局ＢＳが、DL-MAP(DownLink-Map)及びUL-MAP(UpLink-Map)をブロードキャストする。DL-MAPは、下り回線の割当情報であり、UL-MAPは、上り回線の割当情報である。
（Ｓ４０２）DL-MAP及びUL-MAPを受信した中継局ＲＳ１は、基地局ＢＳへRNG-REQ(Ranging Request)を送信し、それに対して基地局ＢＳからRNG-RSP(Ranging Response)を受信する。また、中継局ＲＳ１は、基地局ＢＳへSBC-REQ(SS Basic Capability Request)を送信し、それに対して基地局ＢＳからSBC-RSP(SS Basic Capability Response)を受信する。
【００４５】
（Ｓ４０３）次に、中継局ＲＳ１は、REG-REQ(Registration Request)を基地局ＢＳへ送信する。REG-REQは、以下の情報を有する。
REG-REQ_Message_Format() {
Management Message Type=6      (8 bits)
TLV Encoded Information        (TLV specific)
}
【００４６】
REG-REQのTLV Encoded Informationには、以下の情報が含まれる。
・中継局ＲＳのＭＡＣアドレス
・当該中継局ＲＳが接続する基地局ＩＤ／親中継局ＩＤ
・Downlink Burst Profile（DIUC値：変調速度を規定したＩＤ）
・Uplink Burst Profile（UIUC値：変調速度を規定したＩＤ）
【００４７】
（Ｓ４０４）REG-REQを受信した基地局ＢＳは、TLV Encoded Informationの情報を含めたROUTE-NOTIFYを、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳへ送信する。ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、DIUC及びUIUCから、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ１間のネットワーク状態情報を登録する。
【００４８】
（Ｓ４０５）これに対し、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、基地局ＢＳへROUTE-ACKを返信する。ROUTE-ACKには、以下の情報が含まれる。
・ホップ数
・ホップ毎のDIUC値
・ホップ毎のUIUC値
・中継局ＲＳに割り当てたセルＩＤ
【００４９】
（Ｓ４０６）ROUTE-ACKを受信した基地局ＢＳは、REG-RSPを中継局ＲＳ１へ返信する。REG-RSPは、以下の情報を有する。
REG-RSP_Message_Format() {
Management Message Type=6      (8 bits)
Response
TLV Encoded Information        (TLV specific)
}
TLV Encoded Informationは、ROUTE-ACKによって受信した情報を含む。
【００５０】
（Ｓ４０７）基地局ＢＳと直接的に通信をすることができる中継局ＲＳ２は、前述したＳ４０２〜Ｓ４０６と同じネットワークエントリのシーケンスをとる。これにより、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ２間のネットワーク状態情報を登録する。
【００５１】
（Ｓ４０８）基地局ＢＳと直接的に通信をすることができない子中継局は、図４によれば中継局ＲＳ１を介して基地局ＢＳに対してネットワークエントリをする。子中継局は、中継局ＲＳ１へRNG-REQを送信し、それに対して中継局ＲＳ１からRNG-RSPを受信する。また、子中継局は、中継局ＲＳ１へSBC-REQを送信する。SBC-REQを受信した中継局ＲＳは、SBC-NOTIFYを基地局ＢＳへ送信する。これに対し、基地局ＢＳは、SBC-ACKを中継局ＲＳ１へ返信する。中継局ＲＳ１は、SBC-RSPを子中継局へ返信する。
【００５２】
（Ｓ４０９）これに対し、子中継局は、REG-REQを中継局ＲＳ１へ送信する。
（Ｓ４１０）REG-REQを受信した中継局ＲＳ１は、REG-NOTIFYを基地局ＢＳへ送信する。
（Ｓ４１１）基地局ＢＳは、ROUTE-NOTIFYをネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳへ送信する。これにより、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、子中継局−中継局ＲＳ１−基地局ＢＳ間のネットワーク状態情報を登録する。
（Ｓ４１２）ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、ROUTE-ACKを基地局ＢＳへ返信する。
（Ｓ４１３）ROUTE-ACKを受信した基地局ＢＳは、REG-NOTIFYを中継局ＲＳ１へ送信する。
（Ｓ４１４）REG-NOTIFYを受信した中継局ＲＳ１は、REG-RSPを子中継局へ送信する。
【００５３】
尚、図４に表していないが、移動局ＭＳは、基地局ＢＳに対するネットワークエントリ終了後、所望ＱｏＳを要求するためにDSA-REQ（又はDSC-REQ/DSD-REQ）を、基地局ＢＳへ送信する。これは、非特許文献２にも記載された従来技術であって、基地局ＢＳは、移動局ＭＳの所望ＱｏＳを知ることができる。
【００５４】
図５は、本発明におけるネットワーク状態情報の収集とハンドオーバ時の判定とを表すシーケンス図である。尚、実線の矢印のメッセージは、非特許文献２に既に規定されたものであり、点線の矢印のメッセージは、中継局ＲＳを介して本発明を実現するために必要となったものを表す。
【００５５】
（Ｓ５０１）基地局ＢＳは、近隣の基地局ＢＳ及び中継局ＲＳに関する近隣接続先情報を含むMOB-NBR-ADV(Neighbor Advertisement)を、定期的にブロードキャストする。移動局ＭＳは、受信したMOB-NBR-ADVによって、近隣に存在する中継局ＲＳ１及びＲＳ２を知る。
【００５６】
（Ｓ５０２）MOB-NBR-ADVを受信した中継局ＲＳ及び移動端末ＭＳは、ネットワーク状態情報を取得するために、MOB-SCN-REQ(Scanning Interval Allocation Request)を基地局ＢＳへ送信する。MOB-SCN-REQを受信した基地局ＢＳは、MOB-SCN-RSP(Scanning Interval Allocation Response)を移動局ＭＳへ返信し、スキャン間隔を通知する。これにより、移動局ＭＳは、スキャンを開始し、近隣接続先となる中継局ＲＳ１及びＲＳ２におけるネットワーク状態情報（各局からの受信レベルや干渉レベル等の情報）を取得する。中継局ＲＳ及び移動局ＭＳは、スキャンによって収集したネットワーク状態情報を含むSCN-REP(Scanning Result Report)を基地局ＢＳへ送信する。基地局ＢＳは、中継局ＲＳ及び移動局ＭＳからSCN-REPを受信すると、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳへROUTE-NOTIFYを送信する。これにより、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、局間のネットワーク状態情報を収集し且つ登録することができる。
【００５７】
（Ｓ５０３）移動局ＭＳは、ハンドオーバをする際に、ネットワーク状態情報を付加したMOB-MSHO-REQ(MS HO Request)を、基地局ＢＳへ送信する。基地局ＢＳは、移動局ＭＳからMOB-MSHO-REQを受信すると、ハンドオーバ開始要求と認識する。
【００５８】
（Ｓ５０４）基地局ＢＳは、MOB-MSHO-REQをネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳへ送信する。ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、ネットワーク状態情報に基づいて、移動局ＭＳの所望ＱｏＳを満足する中継局を選択するために、図３で説明した判定処理をする。
【００５９】
（Ｓ５０５）ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、移動局ＭＳのハンドオーバ先として可能な中継局ＲＳ１及び／又はＲＳ２の接続先情報を含むMOB-BSHO-RSP(BS HO Response)を、基地局ＢＳへ返信する。
【００６０】
（Ｓ５０６）基地局ＢＳは、移動局ＭＳの接続先情報を付加したMOB-BSHO-RSPを、移動局ＭＳへ返信する。
【００６１】
（Ｓ５０７）移動局ＭＳは、ハンドオーバ先となる中継局ＲＳ１又はＲＳ２の接続先情報を含むMOB-HO-IND(HO Indication)を、基地局ＢＳへ送信する。
（Ｓ５０８）基地局ＢＳは、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳへMOB-HO-INDを送信する。これにより、移動局ＭＳは、中継局ＲＳ１又はＲＳ２へハンドオーバをすることができる。
【００６２】
図６は、本発明におけるネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳの機能構成図である。
【００６３】
図６によれば、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳは、ネットワーク状態受信部４１と、管理部４２と、ハンドオーバ要求受信部４３と、判定部４４と、ネットワーク制御部となるハンドオーバ応答送信部４５とを有する。これら機能部は、ネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳに搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムによっても実現できる。
【００６４】
ネットワーク状態受信部４１は、基地局ＢＳから、ROUTE-NOTIFYを受信し、ROUTE-ACKを返信する。ROUTE-NOTIFYは、局間の変調速度を含むネットワーク状態情報を含む。ネットワーク状態受信部４１は、ネットワーク状態情報を管理部４２へ通知する。
【００６５】
管理部４２は、ネットワーク状態情報である所望トラヒックレート及び局間の変調速度を蓄積管理する。
【００６６】
ハンドオーバ要求受信部４３は、基地局ＢＳから、移動局ＭＳからのMOB-MSHO-REQを受信する。このとき、ハンドオーバ要求受信部４３は、判定部４４へ、移動局ＭＳのハンドオーバ先となる中継局を判定するよう指示する。
【００６７】
判定部４４は、基地局又は親中継局の利用可能無線リソースが、所望トラヒックレートと、基地局−中継局間の変調速度とから算出される第１のトラヒック無線リソース以上であることを判定し、真と判定された各中継局について、中継局の利用可能無線リソースが、所望トラヒックレートと、中継局−移動局又は子中継局間の変調速度とから算出される第２のトラヒック無線リソース以上であることを判定する。
【００６８】
ネットワーク制御部となるハンドオーバ応答送信部４５は、真と判定された中継局のいずれか１つの識別情報を含むMOB-BSHO-RSPを、基地局ＢＳへ返信する。これに対し、ハンドオーバ応答送信部４５は、移動局ＭＳからの通知となるMOB-HO-INDを基地局ＢＳから受信する。これにより、移動局又は子中継局は、所望ＱｏＳを満足する中継局ＲＳに接続することができる。
【００６９】
以上、詳細に説明したように、本発明の中継局選択方法、ネットワーク制御管理装置及びプログラムによれば、ＩＥＥＥ８０２．１６を適用した高速無線アクセスシステムについて、移動局ＭＳが基地局ＢＳのカバレッジ範囲を越えて移動することによってハンドオーバする際に、中継回線（基地局ＢＳ−中継局ＲＳ間）のＱｏＳを考慮して、移動局ＭＳが接続すべきアクセス回線（中継局ＲＳ）を選択することができる。
【００７０】
前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来技術におけるシステム構成図である。
【図２】本発明におけるシステム構成図である。
【図３】図２のシステム構成におけるトラヒックレートを表した説明図である。
【図４】中継局のネットワークエントリにおけるシーケンス図である。
【図５】本発明におけるネットワーク状態情報の収集とハンドオーバ時の判定とを表すシーケンス図である。
【図６】本発明におけるネットワーク制御管理装置ＮＣＭＳの機能構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  基地局
２  中継局
３  移動局
４  ネットワーク制御管理装置
４１  ネットワーク状態受信部
４２  管理部
４３  ハンドオーバ要求受信部
４４  判定部
４５  ハンドオーバ応答送信部、ネットワーク制御部
【図１】
2008054160.tif 000010
【図２】
2008054160.tif 000011
【図３】
2008054160.tif 000012
【図４】
2008054160.tif 000013
【図５】
2008054160.tif 000014
【図６】
2008054160.tif 000015