JP2009267708A - 無線中継局、マルチホップセルラーゲートウェイ、移動局および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】セルラーネットワーク管理機能を提供する最適な無線中継局を選択可能な通信システムを得ること。
【解決手段】マルチホップ型セルラー無線システムにおいて、移動局と、コアネットワークに接続されたマルチホップセルラーゲートウェイとの間の通信を中継する無線中継局であって、制御メッセージの送受信を制御する送受信制御手段（無線インタフェース部２１および制御メッセージ処理部２２）と、自局の負荷を測定する負荷測定部２５と、制御メッセージとして接続要求を受信した場合に負荷測定部２５で測定された自局の負荷に基づいて前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断するセルラーネットワーク管理局選択部２４と、提供できると判断された場合にセルラーネットワーク管理機能を提供するセルラーネットワーク管理部２７と、を備えることとした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、マルチホップ技術を利用した通信システムに関する。

従来の受信端末は、送信端末からのデータを直接受信できない場合、マルチホップ転送により他の無線通信端末を経由してそのデータを受信している。このような処理を実現する技術の一つとして、アドホックネットワークを用いた技術がある。たとえば、非特許文献１では、ＤＳＲ（Dynamic Source Routing）やＡＯＤＶ（Ad hoc On-Demand Distance Vector）といったルーティングプロトコルを用いて、アドホックネットワークを構成する端末間の経路を確立することが開示されている。

また、下記特許文献１には、アドホックネットワークをセルラーネットワークに適用した例として、あらかじめ決められた無線制御局と複数の無線局によって実現されるマルチホップ通信方法が開示されている。無線局は、制御信号によって、無線制御局との直接通信可否やチャネルの空き状況の確認を行っている。

一方、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規格化が進められているＬＴＥ（Long Term Evolution）では、システム構成上の大きな特徴として無線アクセスシステムのノード構成の変更がある。ＬＴＥでは、従来、複数の基地局を集中的に管理し無線リソースの管理および移動制御を行うために設置されていた無線制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）を削減し、その機能を、基地局およびコアネットワーク系装置のＭＭＥ（Mobile Management Entity）やＵＰＥ（User Plane Entity）に分散配置し、構成を簡略化することが検討されている（非特許文献２参照）。

上記アドホックネットワークの技術をセルラー無線システムに適用する形態として、たとえば、基地局間の無線中継が考えられる。また、この基地局を、複数の基地局を集中的に管理し無線リソースの管理および移動制御を行う基地局とすることが考えられる。このようなセルラー無線システムにおいて、基地局間の無線中継は、移動局を収容する基地局（Serving Node）とコアネットワークとの間を、他の基地局をマルチホップ転送することで実現することができる。

Ｃ−Ｋ．Ｔｏｈ著 構造計画研究所訳 「アドホックモバイルワイヤレスネットワーク −プロトコルとシステム−」共立出版 ２００３年 特開２００４−２５４２３７号公報 ３ＧＰＰ著 「３ＧＰＰ ＴＲ２５．９１３ Ｖ７．３．０ （２００６−０３）」 ２００６年

しかしながら、上記従来の技術において、セルラー無線システムとして基地局間の無線中継を行う場合は、従来の無線制御装置が行っていた無線リソース管理や移動制御の機能を基地局で行う必要がある。すなわち、上記機能を実現する基地局を、マルチホップ経路上の基地局の中から一つ選択する必要がある。

このとき、最も移動局に近い基地局が無線リソース管理や移動制御の機能を提供する場合、移動局がハンドオーバを行う毎に無線リソース管理や移動制御の機能を提供する基地局が変更され、移動局のコンテキストを転送するための制御パケットが発生するため、このパケットにより基地局間の無線リソースが消費されてしまう、という問題がある。また、最もコアネットワークに近い基地局が無線リソース管理や移動制御の機能を提供する場合には、上記問題は発生しないが、この基地局は多くの移動局を扱うことになるため負荷が集中する、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動局に無線リソース管理や移動制御の機能（セルラーネットワーク管理機能）を提供すべき最適な基地局を選択可能な通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、マルチホップ型セルラー無線システムにおいて、移動局と、コアネットワークに接続されたマルチホップセルラーゲートウェイとの間の通信を中継する無線中継局であって、制御メッセージの送受信を制御する送受信制御手段と、制御メッセージの送受信処理の状況に基づき自局の負荷を測定する負荷測定手段と、制御メッセージとして接続要求を受信した場合に、前記負荷測定手段で測定された自局の負荷に基づいて、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断する機能提供判断手段と、前記機能提供判断手段により提供できると判断された場合に、セルラーネットワーク管理機能を提供する管理手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、移動局にセルラーネットワーク管理機能を提供すべき最適な無線中継局を選択することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図であり、詳細には、マルチホップ型セルラー無線通信を実現可能な実施の形態１のネットワークを示している。本実施の形態の通信システムは、たとえば、マルチホップセルラーゲートウェイ１０と、無線中継局２０−１〜２０−６と、移動局３０から構成される。無線中継局２０−１は、通信エリア４０の内部に位置するノード、ここでは無線中継局２０−２、無線中継局２０−６および移動局３０との直接通信が可能である。

図２は、上記マルチホップセルラーゲートウェイ１０の構成例を示す図である。この装置は、無線インタフェース部１１、有線インタフェース部１２、制御メッセージ処理部１３、経路決定部１４、セルラーネットワーク管理局選択部１５、セルラーネットワーク管理部１６および負荷測定部１７を備える。

無線インタフェース部１１は、無線中継局と無線通信を行う。有線インタフェース部１２は、コアネットワークとの間で有線通信を行う。制御メッセージ処理部１３は、送信する制御メッセージを生成し、受信した制御メッセージの要求等に対処する各部へメッセージ内容を転送する。無線インタフェース部１１と制御メッセージ処理部１３で、制御メッセージの送受信を制御する。経路決定部１４は、制御メッセージの送信先無線中継局を決定する。セルラーネットワーク管理局選択部１５は、負荷測定部１７で測定された自局の負荷に基づいて、無線リソース管理や移動制御の機能（セルラーネットワーク管理機能）を提供できるか否かを判断する。セルラーネットワーク管理部１６は、セルラーネットワーク管理局選択部１５により提供できると判断された場合に、移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する。負荷測定部１７は、無線インタフェース部１１や制御メッセージ処理部１３による処理の状況に基づき自局の負荷を測定する。

図３は、上記移動局３０の構成例を示す図である。この装置は、無線インタフェース部３１、制御メッセージ処理部３２およびハンドオーバ決定部３３を備える。

無線インタフェース部３１は、無線中継局と無線通信を行う。制御メッセージ処理部３２は、送信する制御メッセージを生成し、受信した制御メッセージの要求等に対処する各部へメッセージ内容を転送する。ハンドオーバ決定部３３は、ハンドオーバを行うかどうかを決定する。

また、図４は、上記無線中継局２０−１の構成例を示す図である。この装置は、無線インタフェース部２１、制御メッセージ処理部２２、経路決定部２３、セルラーネットワーク管理局選択部２４、負荷測定部２５、隣接セル情報管理部２６およびセルラーネットワーク管理部２７を備える。なお、以降の実施の形態において、無線中継局２０−１〜２０−６は全て同一の構成を備える。

無線インタフェース部２１は、他の無線中継局等と無線通信を行う。制御メッセージ処理部２２は、送信する制御メッセージを生成し、受信した制御メッセージの要求等に対処する各部へメッセージ内容を転送する。無線インタフェース部２１と制御メッセージ処理部２２で、制御メッセージの送受信を制御する。経路決定部２３は、制御メッセージに含まれる送信元と宛先に関する情報に基づいて、制御メッセージの転送先である次ホップの装置を決定する。セルラーネットワーク管理局選択部２４は、自局が移動局にセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断する。負荷測定部２５は、無線インタフェース部２１や制御メッセージ処理部２２による処理の状況に基づき自局の負荷を測定する。隣接セル情報管理部２６は、近隣の無線中継局の情報を管理する。セルラーネットワーク管理部２７は、セルラーネットワーク管理局選択部２４により提供できると判断された場合に、移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する。

また、図５は、無線中継局の経路決定部２３が管理する経路テーブルの構成例を示す図である。この経路テーブルには、受信したデータの送信元の装置と宛先の装置と次ホップの装置とを関連付けて保持する。各無線中継局の経路決定部２３は、他の無線中継局と定期的に情報を交換し、経路テーブルを更新する。

なお、図２〜図４では、本発明における特徴的な構成のみを記載し、その他の一般的な構成については記載を省略する。

つづいて、図面にしたがって、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の特徴的な動作を説明する。図６は、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の動作を示すシーケンス図である。ここで、移動局３０がコアネットワークと接続をするためには、移動局３０は、有線インタフェース部１２を備えるマルチホップセルラーゲートウェイ１０と通信を行う必要がある。以降、移動局３０が、マルチホップセルラーゲートウェイ１０と通信を行う場合の動作を具体的に検討する。

移動局３０では、マルチホップセルラーゲートウェイ１０との間で通信を開始するため、制御メッセージ処理部３２で接続要求メッセージを生成し、無線インタフェース部３１から接続要求メッセージを送信する（ステップＳ１０）。無線中継局２０−１では、無線インタフェース部２１で接続要求メッセージを受信後（ステップＳ１０）、制御メッセージ処理部２２が、セルラーネットワーク管理局選択部２４にメッセージの内容を転送する。そして、セルラーネットワーク管理局選択部２４は、負荷測定部２５で測定された自局の負荷値としきい値とを比較し、その比較結果に基づき移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるかどうかを判断する。

たとえば、セルラーネットワーク管理局選択部２４がセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断した場合、無線中継局２０−１では、他の無線中継局において移動局３０にセルラーネットワーク管理機能を提供してもらうため、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて次ホップの無線中継局を決定し、制御メッセージ処理部２２および無線インタフェース部２１の制御で、上記で決定した無線中継局に移動局３０からの接続要求メッセージを転送する（ステップＳ１１）。ここでは、一例として、無線基地局２０−１が、制御メッセージ処理部２２および無線インタフェース部２１の処理により、接続要求メッセージを無線中継局２０−２に転送している。

無線中継局２０−２では、無線インタフェース部２１で接続要求メッセージを受信後（ステップＳ１１）、制御メッセージ処理部２２が、セルラーネットワーク管理局選択部２４にメッセージの内容を転送する。つぎに、無線基地局２０−２のセルラーネットワーク管理局選択部２４が、負荷測定部２５で測定された自局の負荷値としきい値とを比較し、その比較結果に基づき移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるかどうかを判断する。

たとえば、無線中継局２０−２のセルラーネットワーク管理局選択部２４がセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断した場合、この無線中継局２０−２は、他の無線中継局において移動局３０にセルラーネットワーク管理機能を提供してもらうため、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて次ホップの無線中継局を決定し、制御メッセージ処理部２２および無線インタフェース部２１の制御で、上記で決定した無線中継局に移動局３０からの接続要求メッセージを転送する（ステップＳ１２）。ここでは、一例として、無線基地局２０−２が、制御メッセージ処理部２２および無線インタフェース部２１の処理により、接続要求メッセージを無線中継局２０−３に転送している。

無線中継局２０−３では、無線インタフェース部２１で接続要求メッセージを受信後（ステップＳ１２）、制御メッセージ処理部２２が、セルラーネットワーク管理局選択部２４にメッセージの内容を転送する。つぎに、無線基地局２０−３のセルラーネットワーク管理局選択部２４が、負荷測定部２５で測定された自局の負荷値としきい値とを比較し、その比較結果に基づき移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断する。

たとえば、無線中継局２０−３のセルラーネットワーク管理機能部２４がセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断した場合、無線中継局２０−３では、セルラーネットワーク管理部２７が、移動局３０にセルラーネットワーク管理機能の提供を開始する。また、無線中継局２０−３では、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて接続応答メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２で接続応答メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、移動局３０に向けて接続応答メッセージを送信する（ステップＳ１３）。

無線中継局２０−２では、無線インタフェース部２１、制御メッセージ処理部２２および経路決定部２３の処理により、受信した接続応答メッセージを無線中継局２０−１に転送する（ステップＳ１３，ステップＳ１４）。また、無線中継局２０−１も同様に、無線インタフェース部２１、制御メッセージ処理部２２および経路決定部２３の処理により、受信した接続応答メッセージを移動局３０に転送する（ステップＳ１４，ステップＳ１５）。そして、移動局３０では、無線インタフェース部３１で接続応答メッセージを受信後（ステップＳ１５）、制御メッセージ処理部３２が、受け取った接続応答を図示していない通信制御部へ転送する。その後、移動局３０は、通信制御部の制御により、マルチホップセルラーゲートウェイ１０との通信を開始する。以降、無線中継局２０−３では、セルラーネットワーク管理部２７が、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する。

その後、移動局３０がデータを送信すると、各無線中継局が、経路テーブルに基づいて決定された経路にしたがってデータをマルチホップ転送し、マルチホップセルラーゲートウェイ１０が、無線中継局２０−３を経由してデータを受信する。また、ダウンリンク方向のデータ転送については、マルチホップセルラーゲートウェイ１０がデータを送信すると、無線中継局２０−３がセルラーネットワーク管理機能を提供し、各無線中継局が、経路テーブルに基づいて決定された経路にしたがってデータをマルチホップ転送し、移動局３０がデータを受信する。

なお、全ての無線中継局が移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断した場合、最後にセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断した無線中継局は、さらに、接続要求メッセージをマルチホップセルラーゲートウェイ１０へ転送する。この場合、マルチホップセルラーゲートウェイ１０では、無線インタフェース部１１で接続要求メッセージを受信後、制御メッセージ処理部１３が、セルラーネットワーク管理局選択部１５にメッセージの内容を転送する。そして、マルチホップセルラーゲートウェイ１０のセルラーネットワーク管理局選択部１５が、負荷測定部１７で測定された自装置の負荷値としきい値とを比較し、その比較結果に基づき移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるかどうかを判断する。

セルラーネットワーク管理局選択部１５がセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断した場合、マルチホップセルラーゲートウェイ１０では、セルラーネットワーク管理部１５が、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能の提供を開始する。また、マルチホップセルラーゲートウェイ１０では、経路決定部１３が、経路テーブルに基づいて、接続応答メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部１２で接続応答メッセージを生成後、無線インタフェース部１１が、移動局３０に対して接続応答メッセージを送信する。以降の処理については、無線中継局がセルラーネットワーク管理機能を提供する場合と同様である。

また、移動局３０が接続要求メッセージを送信し、全ての無線中継局およびマルチホップセルラーゲートウェイ１０が、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断をした場合、移動局３０からマルチホップセルラーゲートウェイ１０までの経路上には、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できる装置が存在しないことになる。このような場合、移動局３０は、コアネットワークとの通信を開始することができない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、各無線中継局は、接続要求メッセージを受信し、自局においてセルラーネットワーク管理機能の提供ができないと判断した場合、接続要求メッセージを他の無線中継局へ転送することとした。これにより、移動局にセルラーネットワーク管理機能を提供すべき最適な無線中継局を選択することができる。また、移動局からマルチホップセルラーゲートウェイまでの経路上に、セルラーネットワーク管理機能を提供できる装置が一つでもあれば、移動局は、マルチホップセルラーゲートウェイとの通信を開始することができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、無線中継局が接続要求メッセージを受信した場合、さらに、他の無線中継局の負荷値に基づき、セルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局を判断する。なお、本実施の形態の通信システムの構成は、前述した実施の形態１と同じである。本実施の形態では、無線中継局の経路決定部２３が管理する情報として、負荷テーブルを追加する。以下、前述した実施の形態１と異なる構成および動作について説明する。

図７は、無線中継局の経路決定部２３が管理する負荷テーブルの構成の一例を示す図である。この負荷テーブルは、隣接する他の無線中継局の負荷値を表すものである。各無線中継局の経路決定部２３は、自局の負荷測定部２５で測定した負荷値と他の無線中継局の負荷測定部２５で測定した負荷値とを定期的に交換し、負荷テーブルを更新する。この更新は経路テーブルの更新とあわせて行うことも可能である。

ここで、図６を用いて、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の特徴的な動作を説明する。無線中継局２０−１では、接続要求メッセージを受信し（ステップＳ１０）、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択する場合、セルラーネットワーク管理局選択部２４が、経路テーブルおよび負荷テーブルに基づいて、自局からマルチホップセルラーゲートウェイ１０までの経路上で最も負荷値の低い無線中継局を、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として選択する。

具体的には、無線中継局２０−１は、図７に示す負荷テーブルに基づいて、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として、最も負荷値の低い無線中継局２０−３を選択する。

その後、無線中継局２０−１は、経路決定部２３、制御メッセージ処理部２２および無線インタフェース部２１の処理により、無線中継局２０−３に向けて接続要求メッセージを送信する。直接無線中継局２０−３に直接送信できない場合、経路決定部２３が管理する経路テーブルに基づきマルチホップ転送を行う（ステップＳ１１，Ｓ１２）。

なお、無線中継局２０−３が接続要求メッセージを受信したが、無線中継局２０−３のセルラーネットワーク管理局選択部２４が移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断した場合、無線中継局２０−３では、無線中継局２０−１に向けて、セルラーネットワーク管理機能を提供できない旨（拒否）の接続応答メッセージを、経路決定部２３、制御メッセージ処理部２２および無線インタフェース部２１の処理によって送信する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。

また、無線中継局２０−１では、拒否の接続応答メッセージを受信すると、再度、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択する処理、を実行する。具体的には、無線中継局２０−１のセルラーネットワーク管理局選択部２４が、つぎに負荷値の低い無線中継局を、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として選択する。その後の動作は、最初に無線中継局を選択したときと同様であり、以降、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局が決定するまでこの選択処理を繰り返し実行する。

また、上記選択処理を繰り返した結果、選択可能な全ての装置が移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断した場合は、前述した実施の形態１と同様、移動局３０は、コアネットワークとの通信を開始することができない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、移動局から接続要求メッセージを受信した無線中継局は、自局が管理する経路情報および負荷値に基づいて、移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択することとした。これにより、選択した無線中継局でセルラーネットワーク管理機能を提供できれば、特定の無線中継局に負荷を集中させることなく、移動局とコアネットワークとの間の通信を開始することができる。また、実施の形態１と比較して、無線中継局がセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かの判断回数を減らすことができるので、移動局は、より早くネットワークとの通信を開始することができる。

実施の形態３．
本実施の形態では、無線中継局が接続要求メッセージを受信した場合、さらに、移動局の移動状態に基づき、セルラーネットワーク管理機能の提供すべき無線中継局を判断する。

図８は、本発明にかかる通信装置を含む通信システムの構成例を示す図であり、詳細には、マルチホップ型セルラー無線通信を実現可能な実施の形態３のネットワークを示している。図１とは、移動局３０を移動局３０ｂに置き換えている点が異なっている。その他の構成は同じである。

図９は、移動局３０ｂの構成例を示す図である。この装置は、図３に示す構成に加え、さらに、移動パターン検出部３４、移動速度測定部３５および移動セル数計測部３６を備える。

移動パターン検出部３４は、移動速度測定部３５および移動セル数計測部３６が測定した結果に基づき移動パターンを検出し、制御メッセージ処理部３２へ転送する。移動速度測定部３５は、自局の移動速度および移動方向を測定する。移動セル数計測部３６は、自局が単位時間に移動したセル数を計測する。以下、実施の形態２と異なる構成および動作について説明する。

ここで、図６を用いて、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の特徴的な動作を説明する。たとえば、移動局３０ｂでは、マルチホップセルラーゲートウェイ１０との通信を開始する場合、制御メッセージ処理部３２で接続要求メッセージを生成後、無線インタフェース部３１から接続要求メッセージを送信する（ステップＳ１０）。このとき、本実施の形態では、上記接続要求メッセージに移動パターン検出部３４により検出された移動パターンを付加する。

無線中継局２０−１では、無線インタフェース部２１で上記接続要求メッセージを受信した場合（ステップＳ１０）、セルラーネットワーク管理局選択部２４が、経路テーブルおよび移動局３０ｂが送信した付加情報（移動局３０ｂの移動速度および移動方向、または単位時間に移動したセル数の測定結果）に基づいて、自局からマルチホップセルラーゲートウェイ１０までの経路上の無線中継局の中から、移動局３０ｂに対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択する。

たとえば、移動局３０ｂの移動速度が大きい場合、移動局３０ｂは、他の無線中継局の通信エリアに移動する可能性が高い。そこで、上記接続要求メッセージを受信した無線中継局では、移動局３０ｂに対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として、たとえば、移動速度および移動方向に基づいて、マルチホップセルラーゲートウェイ１０に近い無線中継局を優先的に選択する。一方で、移動局３０ｂの移動速度が小さい場合は、移動局３０ｂがそのまま同一の無線中継局の通信エリアに留まる可能性が高い。そこで、上記接続要求メッセージを受信した無線中継局では、移動局３０ｂに対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として、たとえば、最初に接続要求メッセージを受信した無線中継局に近い無線中継局を選択する。

また、移動速度に代えて単位時間に移動したセル数を用いた場合であっても、無線中継局は、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として同様の選択が可能である。たとえば、無線中継局は、移動したセル数が多い場合は移動速度が大きいと見なし、移動したセル数が少ない場合は移動速度が小さいと見なすことで、移動速度の場合と同様の選択を行うことができる。なお、上記では、移動速度および移動方向、または移動したセル数のいずれか一方の情報を用いているが、これに限らず、両方の情報に基づいて上記選択処理を実行することとしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局は、経路情報および移動局の移動パターンに基づいて、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択することとした。これにより、移動局の移動速度が大きい場合であっても、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局が頻繁に変更しないように制御できるため、ネットワーク内で無線リソースを浪費することを防ぐことができる。また、移動局の移動速度が小さい場合には、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として、マルチホップセルラーゲートウェイに近い無線中継局を選択しないため、マルチホップセルラーゲートウェイに近い無線中継局に負荷が集中することを防ぐことができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、無線中継局が接続要求メッセージを受信した場合、さらに、他の無線中継局の負荷値を種類ごとに参照して、セルラーネットワーク管理機能の提供すべき無線中継局を判断する。なお、本実施の形態の通信システムの構成は、前述した実施の形態２と同じである。本実施の形態では、無線中継局の経路決定部２３が管理する負荷が実施の形態２と異なっている。以下、実施の形態２と異なる構成および動作について説明する。

図１０は、負荷テーブルの構成例を示す図である。ここでは、Ｖｏｉｃｅ，Ｐａｃｋｅｔ，ＳｔｒｅａｍｉｎｇといったＱｏＳ（Quality of Service）タイプごとに負荷値を管理する。実施の形態２と同様、各無線中継局の経路決定部２３は、自局の負荷測定部２５で測定した負荷値と他の無線中継局の負荷測定部２５で測定した負荷値とを定期的に交換し、負荷テーブルを更新する。

ここで、図６を用いて、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の特徴的な動作を説明する。たとえば、移動局３０では、接続要求メッセージを送信する場合、この接続要求メッセージに自局が開始を要求する通信のＱｏＳタイプを付加する（ステップＳ１０）。ＱｏＳタイプは、たとえば、音声通信であればＶｏｉｃｅ，データ通信であればＰａｃｋｅｔ，動画通信であればＳｔｒｅａｍｉｎｇのように、無線中継局が管理する負荷のＱｏＳタイプと同一とする。

無線中継局２０−１では、接続要求メッセージを受信し（ステップＳ１０）、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択する場合、セルラーネットワーク管理局選択部２４が、経路テーブル、負荷テーブルおよび移動局３０から受け取ったＱｏＳタイプに基づいて、自局からマルチホップセルラーゲートウェイ１０までの経路上で最も負荷値の低い無線中継局を、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として選択する。

具体的には、たとえば、移動局３０がＳｔｒｅａｍｉｎｇクラスのＱｏＳタイプを要求していた場合、無線中継局２０−１は、図１０に示す負荷テーブルに基づいて、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として、最も負荷値の低い無線中継局２０−３を選択する。なお、上記選択後の処理については、実施の形態２と同様である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局は、移動局が要求するＱｏＳタイプの情報等に基づいて、移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択することとした。これにより、無線中継局における処理負荷を、ＱｏＳタイプの種類ごとに分散させることができる。

実施の形態５．
本実施の形態では、移動局のハンドオーバ、およびハンドオーバに伴うセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局の変更、について説明する。なお、本実施の形態の通信システムの構成は、前述した図１または図８と同一とする。ここでは、説明の便宜上、図１の構成（移動局３０）を用いて説明する。

ここで、図１１を用いて、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の特徴的な動作を説明する。図１１は、移動局３０がハンドオーバを行う場合の各装置の動作を示すシーケンス図である。

たとえば、無線中継局２０−１が移動局３０との通信において信号強度が低下したと判断した場合、無線中継局２０−１の隣接セル情報管理部２６が、周辺の他の無線中継局２０−２〜２０−６の中から、移動局３０のハンドオーバ先の候補となる無線中継局を一つもしくは複数を選択する。無線中継局２０−１では、経路決定部２３が経路テーブルに基づいて送信経路を決定し、制御メッセージ処理部２２が上記で選択した無線中継局を含む隣接情報メッセージを生成し、無線インタフェース部２１が移動局３０に対して上記で生成した隣接情報メッセージを送信する（ステップＳ２１）。

移動局３０では、無線インタフェース部３１で無線中継局２０−１が送信した隣接情報メッセージを受信後（ステップＳ２１）、制御メッセージ処理部３２が、ハンドオーバ決定部３３にメッセージの内容を転送する。その後、ハンドオーバ決定部３３が、無線中継局３０からの隣接情報メッセージに含まれるハンドオーバ先の候補の中から無線中継局を一つ選択する。ここでは、ハンドオーバ先の候補の中で信号強度が最も強い無線中継局を選択する。たとえば、無線中継局２０−４との間の信号強度が最も強い場合、移動局３０では、ハンドオーバ決定部３３が、無線中継局２０−４をハンドオーバ先として選択する。そして、移動局３０では、制御メッセージ処理部３２がハンドオーバ要求メッセージを生成後、無線インタフェース部３１が、無線中継局２０−４に向けて上記で生成したハンドオーバ要求メッセージを送信する（ステップＳ２２）。

無線中継局２０−４では、無線インタフェース部２１でハンドオーバ要求メッセージを受信後（ステップＳ２１）、制御メッセージ処理部２２が、図示していないハンドオーバ処理を扱う制御部にメッセージの内容を転送する。その後、このハンドオーバ処理を扱う制御部が、移動局３０のハンドオーバ先として収容できるか否かを判断する。たとえば、ハンドオーバ先として移動局３０を収容できると判断した場合、無線中継局２０−４では、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいてハンドオーバ応答メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２でハンドオーバ応答メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、移動局３０に対して上記で生成したハンドオーバ応答メッセージを送信する（ステップＳ２３）。

移動局３０では、無線インタフェース部３１でハンドオーバ応答メッセージを受信後（ステップＳ２３）、制御メッセージ処理部３２が、上記ハンドオーバ処理を扱う制御部にメッセージの内容を転送する。その後、このハンドオーバ処理を扱う制御部が、ハンドオーバを実行する。そして、制御メッセージ処理部３２でハンドオーバ完了メッセージを生成後、無線インタフェース部３１が、無線中継局２０−４に対して上記で生成したハンドオーバ完了メッセージを送信する（ステップＳ２４）。以上の処理によって、移動局３０の収容先として、無線中継局２０−１から無線中継局２０−４へのハンドオーバが完了する。

つぎに、ハンドオーバ完了メッセージを受信した無線中継局２０−４では、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を変更する必要かあるかどうかを判断する。ここで、移動局３０がハンドオーバを行う前は、無線中継局２０−３が移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供していると仮定とする。この場合、無線中継局２０−４では、セルラーネットワーク管理局選択部２４が、無線中継局２０−４からマルチホップセルラーゲートウェイ１０までの経路上に無線中継局２０−３が存在しないと判断した場合に、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を変更する必要があると判断する。

セルラーネットワーク管理局選択部２４によって変更する必要があると判断した場合、無線中継局２０−４では、セルラーネットワーク管理局選択部２４が、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を選択する処理を実行する。選択の方法は前述した実施の形態１〜４のいずれかと同様とする。ここでは、無線中継局２０−４のセルラーネットワーク管理局選択部２４が、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局として、無線中継局２０−５を選択した場合を想定する。この場合、無線中継局２０−４では、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて、切替要求メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２で切替要求メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、無線中継局２０−５に対して切替要求メッセージを送信する（ステップＳ２５）。

無線中継局２０−５では、無線インタフェース部２１で切替要求メッセージを受信後（ステップＳ２５）、制御メッセージ処理部２２が、セルラーネットワーク管理局選択部２４にメッセージの内容を転送する。たとえば、無線中継局２０−５のセルラーネットワーク管理機能部２４がセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断した場合、無線中継局２０−５では、セルラーネットワーク管理部２７が、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能の提供を開始する。また、無線中継局２０−５では、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて、切替応答メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２で切替応答メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、無線中継局２０−４に対して切替応答メッセージを送信する（ステップＳ２６）。

その後、切替応答メッセージを受信した無線中継局２０−４は、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局が変更されたことを、切り替え前までセルラーネットワーク管理機能を提供していた無線中継局２０−３に連絡するため、ハンドオーバ完了メッセージを送信する。具体的には、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて、ハンドオーバ完了メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２でハンドオーバ完了メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、無線中継局２０−３に対してハンドオーバ完了メッセージを送信する（ステップＳ２７）。

無線中継局２０−３では、無線インタフェース部２１でハンドオーバ完了通知を受信後（ステップＳ２６）、制御メッセージ処理部２２が、セルラーネットワーク管理部２７にメッセージの内容を転送する。これにより、無線中継局２０−３のセルラーネットワーク管理部２７は、移動局３０に対するセルラーネットワーク管理機能の提供を停止する。その後、無線中継局２０−３では、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて、接続開放要求メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２で接続開放要求メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、無線中継局２０−１に対して接続開放要求メッセージを送信する（ステップＳ２７）。

無線中継局２０−１では、無線インタフェース部２１で接続開放メッセージを受信後（ステップＳ２７）、制御メッセージ処理部２２が、そのメッセージ内容を図示していない通信制御部へ転送する。無線中継局２０−１では、この接続開放要求メッセージが移動局３０に送信した隣接情報メッセージ（ステップＳ２１）に対する応答となり、収容していた移動局３０との通信を停止し旧接続を解放する。

なお、無線中継局２０−４のセルラーネットワーク管理局選択部２４が、無線中継局２０−４からマルチホップセルラーゲートウェイ１０までの経路上において、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局２０−３が存在すると判断した場合、無線中継局２０−３が継続してセルラーネットワーク管理機能を提供する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、移動局がハンドオーバを行う場合、ハンドオーバ先の無線中継局が、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局の変更が必要か否かを判断することとした。必要に応じてセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を変更することにより、ネットワーク内における無線リソースの浪費を防ぐことができる。また、ハンドオーバ前までセルラーネットワーク管理機能を提供していた無線中継局がハンドオーバ先の無線中継局からマルチホップセルラーゲートウェイまでの経路上に存在しない場合は、早急にセルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局を切り替えることとした。これにより、移動局の通信不具合を防ぐことができる。

実施の形態６．
本実施の形態では、前述した実施の形態２の処理において、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局の負荷値が一定の値を超えた場合に、その負荷を軽減する方法について説明する。

本実施の形態では、無線中継局の経路決定部２３が管理する負荷テーブルを図１２とする場合を想定する。また、図１３は、通信システムの構成する各装置の動作を示すシーケンス図である。

ここで、図１２，図１３を用いて、本実施の形態の通信システムを構成する各装置の特徴的な動作を説明する。各無線中継局の経路決定部２３が、自局の負荷測定部２５で測定した負荷値と他の無線中継局の負荷測定部２５で測定した負荷値とを定期的に交換した結果、特定の無線中継局の負荷値がしきい値（Ａ）以上であった場合を想定する。この場合、負荷値がしきい値（Ａ）以上の無線中継局は、一部の移動局に対するセルラーネットワーク管理機能の提供を中止することで、負荷を減らすことができる。ただし、セルラーネットワーク管理機能の提供を中止される移動局は、他の無線中継局でセルラーネットワーク管理機能の提供をしてもらう必要がある。そのため、負荷値がしきい値（Ａ）以上の無線中継局では、経路決定部２３が、負荷テーブルに基づいて負荷値がしきい値（Ｂ）以下の無線中継局の中から一つを選択し、選択した無線中継局に対して切替要求メッセージを送信する。

具体的には、図１２の負荷テーブルに基づいて、無線中継局２０−３がしきい値（Ａ）以上の負荷の状態であると判断した場合、無線中継局２０−３では、セルラーネットワーク管理局選択部２４が、たとえば、負荷値がしきい値（Ｂ（Ｂ≦Ａ））以下でかつその中で負荷値が最も小さい無線中継局２０−６を選択する。そして、無線中継局２０−３では、一部の移動局へのセルラーネットワーク管理機能の提供を中止するため、経路決定部２３が経路テーブルに基づいて送信経路を決定し、制御メッセージ処理部２２が切替要求メッセージを生成し、その後、無線インタフェース部２１が無線中継局２０−６に対して上記で生成した切替要求メッセージを送信する（ステップＳ３０）。

無線中継局２０−６では、無線インタフェース部２１で切替要求メッセージを受信後（ステップＳ３０）、制御メッセージ処理部２２が、セルラーネットワーク管理局選択部２４にメッセージの内容を転送する。無線中継局２０−６のセルラーネットワーク管理局選択部２４では、自局が、移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否か判断する。この判断の方法については、実施の形態１と同様である。無線中継局２０−６では、セルラーネットワーク管理機能部２４が移動局３０に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断した場合、セルラーネットワーク管理部２７が、移動局３０に対するセルラーネットワーク管理機能の提供を開始する。その後、無線中継局２０−６では、経路決定部２３が、経路テーブルに基づいて、切替応答メッセージを送信する際の次ホップの無線中継局を決定する。そして、制御メッセージ処理部２２で切替応答メッセージを生成後、無線インタフェース部２１が、無線中継局２０−５に対して切替応答メッセージを送信する（ステップＳ３１）。

無線中継局２０−３では、無線インタフェース部２１で切替応答メッセージを受信後（ステップＳ３１）、制御メッセージ処理部２２は、セルラーネットワーク管理局選択部２４にメッセージの内容を転送する。このメッセージを受け取った時点で、無線中継局２０−３のセルラーネットワーク管理局選択部２４は、移動局３０に対するセルラーネットワーク管理機能の提供を中止する。以降、無線中継局２０−３では、負荷値がしきい値（Ａ）を下回るまで上記処理を繰り返し実施し、徐々に負荷を減らしていくことにより、極端に負荷の高い状態を解消する。

なお、ここでは上記処理を実施の形態２に適用する場合について説明したが、負荷値をＱｏＳタイプごとに管理する実施の形態４の場合についても、上記方法は適用可能である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、特定の無線中継局にセルラーネットワーク管理機能を提供することによる負荷が集中した場合、当該特定の無線中継局は、セルラーネットワーク管理機能を提供する無線中継局の切り替えを要求し、その後、移動局に対するセルラーネットワーク管理機能の提供を中止することとした。これにより、負荷を分散し、特定の無線中継局に負荷が集中した状態を解消することができる。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、マルチホップ型セルラー無線システムに有用であり、特に、移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供する通信システムに適している。

本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。 マルチホップセルラーゲートウェイの構成例を示す図である。 移動局の構成例を示す図である。 無線中継局の構成例を示す図である。 経路テーブルの構成例を示す図である。 通信システムを構成する各装置の動作を示すシーケンス図である。 負荷テーブルの構成例を示す図である。 本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。 移動局の構成例を示す図である。 負荷テーブルの構成例を示す図である。 移動局がハンドオーバを行う場合の各装置の動作を示すシーケンス図である。 負荷テーブルの構成例を示す図である。 通信システムの構成する各装置の動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

１０ マルチホップセルラーゲートウェイ
１１ 無線インタフェース部
１２ 有線インタフェース部
１３ 制御メッセージ処理部
１４ 経路決定部
１５ セルラーネットワーク管理局選択部
１６ セルラーネットワーク管理部
１７ 負荷測定部
２０−１，２０−２，２０−３，２０−４，２０−５，２０−６ 無線中継局
２１ 無線インタフェース部
２２ 制御メッセージ処理部
２３ 経路決定部
２４ セルラーネットワーク管理局選択部
２５ 負荷測定部
２６ 隣接セル情報管理部
２７ セルラーネットワーク管理部
３０，３０ｂ 移動局
３１ 無線インタフェース部
３２ 制御メッセージ処理部
３３ ハンドオーバ決定部
３４ 移動パターン検出部
３５ 移動速度測定部
３６ 移動セル数計測部
４０ 通信エリア

Claims (23)

1. マルチホップ型セルラー無線システムにおいて、移動局と、コアネットワークに接続されたマルチホップセルラーゲートウェイとの間の通信を中継する無線中継局であって、
   制御メッセージの送受信を制御する送受信制御手段と、
   制御メッセージの送受信処理の状況に基づき自局の負荷を測定する負荷測定手段と、
   制御メッセージとして接続要求を受信した場合に、前記負荷測定手段で測定された自局の負荷に基づいて、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断する機能提供判断手段と、
   前記機能提供判断手段により提供できると判断された場合に、セルラーネットワーク管理機能を提供する管理手段と、
   を備えることを特徴とする無線中継局。
2. 前記機能提供判断手段は、
   前記負荷測定手段で測定された自局の負荷と所定のしきい値とを比較し、自局の負荷がしきい値よりも低い場合に、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断することを特徴とする請求項１に記載の無線中継局。
3. 前記制御メッセージに含まれる送信元と宛先に関する情報に基づいて、当該制御メッセージの転送先を決定する経路決定手段、
   をさらに備え、
   前記機能提供判断手段により前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断された場合、
   前記経路決定手段は、前記接続要求に含まれる送信元と宛先に関する情報に基づいて、当該接続要求の転送先を決定し、
   前記送受信制御手段は、前記経路決定手段により決定された転送先に、前記接続要求である制御メッセージを転送することを特徴とする請求項１または２に記載の無線中継局。
4. 前記機能提供判断手段により前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断された場合、
   前記経路決定手段は、前記接続要求に対する応答である接続応答の送信先を決定し、
   前記送受信制御手段は、前記経路決定手段により決定された送信先に、前記接続応答である制御メッセージを送信することを特徴とする請求項３に記載の無線中継局。
5. 制御メッセージとして前記接続要求に対する応答である接続応答を受信した場合、
   前記経路決定手段は、前記接続応答に含まれる送信元と宛先に関する情報に基づいて、当該接続応答の転送先を決定し、
   前記送受信制御手段は、前記経路決定手段により決定された転送先に、前記接続応答である制御メッセージを転送することを特徴とする請求項３または４に記載の無線中継局。
6. 前記機能提供判断手段により前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断され、かつ、前記経路決定手段により決定された接続要求の転送先が前記マルチホップセルラーゲートウェイの場合、
   前記送受信制御手段は、前記マルチホップセルラーゲートウェイに対して、前記接続要求である制御メッセージを転送することを特徴とする請求項３、４または５に記載の無線中継局。
7. 前記移動局がハンドオーバを行い、自局がハンドオーバ先である場合、
   前記機能提供判断手段は、
   自局から前記マルチホップセルラーゲートウェイまでの経路上に、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供中の無線中継局が存在しているか否かを判断し、存在していない場合、前記負荷測定手段で測定された自局の負荷に基づいて、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の無線中継局。
8. マルチホップ型セルラー無線システムにおいて、移動局と、コアネットワークに接続されたマルチホップセルラーゲートウェイとの間の通信を中継する無線中継局であって、
   制御メッセージの送受信を制御する送受信制御手段と、
   制御メッセージの送受信処理の状況に基づき自局の負荷を測定する負荷測定手段と、
   前記負荷測定手段で測定された自局の負荷と他の無線中継局で測定された負荷とを交換し、一方、制御メッセージを受信した場合に、当該制御メッセージに含まれる送信元と宛先に関する情報に基づいて、当該制御メッセージの転送先を決定する経路決定手段と、
   制御メッセージとして移動局から接続要求を受信した場合に、前記自局および他の中継基地局の負荷に基づいて、当該移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局を選択する中継局選択手段と、
   前記中継局選択手段により自局が選択された場合または自局が宛先の接続要求を受信した場合、かつ、前記中継局選択手段が前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断した場合に、セルラーネットワーク管理機能を提供する管理手段と、
   を備え、
   前記送受信制御手段は、前記中継局選択手段により自局以外の無線中継局が選択された場合、当該選択された無線中継局に向けて前記接続要求である制御メッセージを転送することを特徴とする無線中継局。
9. 前記中継局選択手段は、負荷が最も低い無線中継局を、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局として選択することを特徴とする請求項８に記載の無線中継局。
10. 前記負荷測定手段は、前記負荷として、自局におけるＱｏＳタイプ毎の負荷を測定し、
    前記中継局選択手段は、前記接続要求に含まれるＱｏＳタイプに基づいて、当該ＱｏＳタイプの負荷が最も低い無線中継局を、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局として選択することを特徴とする請求項８に記載の無線中継局。
11. 前記移動局にセルラーネットワーク管理機能を提供中の無線中継局の負荷が一定の値を超えた場合、
    前記中継局選択手段は、
    前記一定の値よりも負荷が低く、かつ、負荷が最も低い無線中継局を、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局として再選択することを特徴とする請求項８、９または１０に記載の無線中継局。
12. マルチホップ型セルラー無線システムにおいて、移動局と、コアネットワークに接続されたマルチホップセルラーゲートウェイとの間の通信を中継する無線中継局であって、
    制御メッセージの送受信を制御する送受信制御手段と、
    制御メッセージの送受信処理の状況に基づき自局の負荷を測定する負荷測定手段と、
    制御メッセージを受信した場合に、当該制御メッセージに含まれる送信元と宛先に関する情報に基づいて、当該制御メッセージの転送先を決定する経路決定手段と、
    制御メッセージとして移動局から接続要求を受信した場合に、当該接続要求に含まれる当該移動局の移動パターンに基づいて、当該移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局を選択する中継局選択手段と、
    前記中継局選択手段により自局が選択された場合または自局が宛先の接続要求を受信した場合、かつ、前記中継局選択手段が前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断した場合に、セルラーネットワーク管理機能を提供する管理手段と、
    を備え、
    前記送受信制御手段は、前記中継局選択手段により自局以外の無線中継局が選択された場合、当該選択された無線中継局に向けて前記接続要求である制御メッセージを転送することを特徴とする無線中継局。
13. 前記移動パターンを、移動局の移動速度および移動方向とすることを特徴とする請求項１２に記載の無線中継局。
14. 前記移動パターンを、移動局が単位時間に移動したセル数とすることを特徴とする請求項１２に記載の無線中継局。
15. 前記中継局選択手段は、
    前記負荷測定手段で測定された自局の負荷と所定のしきい値とを比較し、自局の負荷がしきい値よりも低い場合に、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断することを特徴とする請求項８〜１４のいずれか一つに記載の無線中継局。
16. 前記送受信制御手段は、前記選択された無線中継局に向けて接続要求である制御メッセージを転送する場合、前記経路決定手段により決定された転送先へ転送することを特徴とする請求項８〜１５のいずれか一つに記載の無線中継局。
17. 前記機能提供判断手段により前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できないと判断され、かつ、前記中継局選択手段により選択可能な無線中継局が存在しない場合、
    前記送受信制御手段は、前記マルチホップセルラーゲートウェイに対して、前記接続要求である制御メッセージを転送することを特徴とする請求項８〜１６のいずれか一つに記載の無線中継局。
18. 前記移動局がハンドオーバを行い、自局がハンドオーバ先である場合、
    前記中継局選択手段は、
    自局から前記マルチホップセルラーゲートウェイまでの経路上に、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供中の無線中継局が存在しているか否かを判断し、存在していない場合、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供すべき無線中継局を再選択することを特徴とする請求項８〜１７のいずれか一つに記載の無線中継局。
19. マルチホップ型セルラー無線システムにおいて、コアネットワークに接続され、請求項１〜１８のいずれか一つに記載の１つまたは複数の無線中継局を介して移動局と通信を行うマルチホップセルラーゲートウェイであって、
    制御メッセージの送受信を制御するゲートウェイ側送受信制御手段と、
    制御メッセージの送受信処理の状況に基づき自局の負荷を測定するゲートウェイ側負荷測定手段と、
    制御メッセージとして無線中継局から接続要求を受信した場合に、前記ゲートウェイ側負荷測定手段で測定された自局の負荷に基づいて、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できるか否かを判断するゲートウェイ側機能提供判断手段と、
    前記ゲートウェイ側機能提供判断手段により提供できると判断された場合に、セルラーネットワーク管理機能を提供するゲートウェイ側管理手段と、
    を備えることを特徴とするマルチホップセルラーゲートウェイ。
20. 前記ゲートウェイ側機能提供判断手段は、
    前記ゲートウェイ側負荷測定手段で測定された自局の負荷と所定のしきい値とを比較し、自局の負荷がしきい値よりも低い場合に、前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断することを特徴とする請求項１９に記載のマルチホップセルラーゲートウェイ。
21. 宛先に基づいて前記制御メッセージの送信先無線中継局を決定するゲートウェイ側経路決定手段、
    をさらに備え、
    前記ゲートウェイ側機能提供判断手段により前記移動局に対してセルラーネットワーク管理機能を提供できると判断された場合、
    前記ゲートウェイ側経路決定手段は、前記接続要求に対する応答である接続応答の送信先無線中継局を決定し、
    前記ゲートウェイ側送受信制御手段は、前記ゲートウェイ側経路決定手段により決定された送信先無線中継局に対して、前記接続応答である制御メッセージを送信することを特徴とする請求項１９または２０に記載のマルチホップセルラーゲートウェイ。
22. 自局を収容する請求項１〜１８のいずれか一つに記載の無線中継局に対して、制御メッセージとして所定の接続要求を送信することを特徴とする移動局。
23. 請求項１〜１８のいずれか一つに記載の、一つまたは複数の無線中継局と、
    請求項１９、２０または２１に記載のマルチホップセルラーゲートウェイと、
    請求項２２に記載の移動局と、
    を備えることを特徴とする通信システム。

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