特開 2024-112196 制御装置、基地局装置、中継局装置及びハンドオーバ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112196

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】制御装置、基地局装置、中継局装置及びハンドオーバ制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/24 20090101AFI20240813BHJP

   H04W 48/16 20090101ALI20240813BHJP

   H04W 36/08 20090101ALI20240813BHJP

   H04W 16/26 20090101ALI20240813BHJP

   H04W 84/00 20090101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H04W36/24

H04W48/16 135

H04W36/08

H04W16/26

H04W84/00 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017108

(22)【出願日】2023-02-07

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、総務省、「基地局端末間の協調による動的ネットワーク制御に関する研究開発」研究開発委託契約に基づく開発項目「高周波数帯中継通信端末の協調制御技術」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西川 健一

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 一幸

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA22

5K067AA23

5K067EE02

5K067EE06

5K067EE10

5K067JJ72

(57)【要約】

【課題】移動可能なＲＳを使用する無線システムにおいて、ＵＥの通信効率を改善できる制御装置等を提供する。
【解決手段】制御装置内の第１推定部は、第２ＨＯ条件の第１ＵＥが第１ＨＯ先にＨＯ実行ありと仮定した状態で、第１ＨＯ先の第２ＵＥを順次選択する。第１推定部は、選択された第２ＵＥが第２ＨＯ先にＨＯを実行ありと仮定した状態での第１ＨＯ先の各ＵＥの第１通信量と、第２ＨＯ先の各ＵＥの第２通信量とを推定する。第１推定部は、第１ＵＥが第１ＨＯ先にＨＯ実行あり、第１ＨＯ先の各ＵＥがＨＯ実行なしと仮定した状態での第１ＨＯ先の各ＵＥの第３通信量と第２ＨＯ先の各ＵＥの第４通信量とを推定する。制御装置内の制御部は、ＵＥ毎の第１通信量の総和と第２通信量の総和との合計と、ＵＥ毎の第３通信量の総和と第４通信量の総和との合計とに基づき、第１ＵＥの第１ＨＯ先へのＨＯ及び、第２ＵＥの第２ＨＯ先へのＨＯを制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局及び移動可能な中継局を制御すると共に、前記基地局又は前記中継局と無線で通信する端末装置における、前記基地局又は前記中継局であるハンドオーバ元からハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御装置であって、
第１のハンドオーバ条件及び第２のハンドオーバ条件が満たされた第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、前記第１のハンドオーバ先に接続されている第２の端末装置を順次選択し、選択された前記第２の端末装置が第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第１の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第２の通信量を推定すると共に、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態、かつ、前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第３の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第４の通信量を推定する第１の推定部と、
前記端末装置毎の前記第１の通信量の総和と前記第２の通信量の総和との合計である第１のシステムスループットと、前記端末装置毎の前記第３の通信量の総和と前記第４の通信量の総和との合計である第２のシステムスループットとを算出する算出部と、
前記第１のシステムスループット及び前記第２のシステムスループットに基づき、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする制御装置。

【請求項2】

前記第１の端末装置が前記ハンドオーバ元及び前記第１のハンドオーバ先から受信する無線信号の受信電力量に基づいて、前記第１の端末装置の第１のハンドオーバ条件が満たされているか否かを判定する第１の判定部と、
前記第１のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第２の推定期間における前記ハンドオーバ元に接続している各端末装置の通信量を表す第５の通信量及び、前記第２の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第６の通信量を推定すると共に、
前記第１のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第２の推定期間における前記ハンドオーバ元に接続している各端末装置の通信量を表す第７の通信量及び、前記第２の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第８の通信量を推定する第２の推定部と、
前記第１のハンドオーバ条件が満たされ、かつ、前記端末装置毎の前記第５の通信量の総和と前記第６の通信量の総和との合計が前記端末装置毎の前記第７の通信量の総和と前記第８の通信量の総和との合計を超えた場合に、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先への前記第２のハンドオーバ条件が満たされたと判定する第２の判定部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記ハンドオーバ元と前記第１のハンドオーバ先と前記第２のハンドオーバ先とが第１の基地局に接続されており、
前記第１の推定部は、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、前記第１のハンドオーバ先に接続されている前記第２の端末装置を順次選択し、選択された前記第２の端末装置が前記第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での前記第１の推定期間における、前記第１の基地局及び前記第１の基地局に接続されている他の中継局に接続している各端末装置の通信量を表す第９の通信量を推定すると共に、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、かつ、前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第１の推定期間における、前記第１の基地局及び前記第１の基地局に接続されている他の中継局に接続している各端末装置の通信量を表す第１０の通信量を推定し、
前記算出部は、
前記端末装置毎の前記第１の通信量の総和と前記第２の通信量の総和と前記第９の通信量の総和との合計を前記第１のシステムスループット、前記端末装置毎の前記第３の通信量の総和と前記第４の通信量の総和と前記第１０の通信量の総和との合計を前記第２のシステムスループットとして算出し、
前記制御部は、
前記第１のシステムスループット及び前記第２のシステムスループットに基づき、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記第１の推定部は、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、前記第１のハンドオーバ先に接続されている前記第２の端末装置を順次選択し、選択された前記第２の端末装置が前記第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での前記第１の推定期間における、前記第１の基地局とは異なる第２の基地局及び前記第２の基地局に接続されている他の中継局に接続している各端末装置の通信量を表す第１３の通信量を推定すると共に、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、かつ、前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第１の推定期間における、前記第２の基地局及び前記第２の基地局に接続されている他の中継局に接続している各端末装置の通信量を表す第１４の通信量を推定し、
前記算出部は、
前記端末装置毎の前記第１の通信量の総和と前記第２の通信量の総和と前記第９の通信量の総和と前記第１３の通信量の総和との合計を前記第１のシステムスループット、前記端末装置毎の前記第３の通信量の総和と前記第４の通信量の総和と前記第１０の通信量の総和と前記第１４の通信量の総和との合計を前記第２のシステムスループットとして算出し、
前記制御部は、
前記第１のシステムスループット及び前記第２のシステムスループットに基づき、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記第２のシステムスループットが前記第１のシステムスループットを超えた場合に、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバを実行すると共に、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを実行することを特徴とする請求項１～４の何れか一つに記載の制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記第２のシステムスループットが前記第１のシステムスループットを超えたのでない場合に、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバを実行すると共に、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを実行しないことを特徴とする請求項１～４の何れか一つに記載の制御装置。

【請求項7】

前記第２のハンドオーバ条件が満たされた場合に、前記第１のハンドオーバ先に接続している前記第２の端末装置の内、当該第１のハンドオーバ先との通信量が閾値未満の前記第２の端末装置があるか否かを判定する第３の判定部を有し、
前記第１の推定部は、
前記第３の判定部にて前記通信量が閾値未満の前記第２の端末装置がある場合に、前記第１の通信量及び前記第２の通信量及び前記第３の通信量及び前記第４の通信量を推定する推定動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項8】

前記中継局及び前記端末装置の位置を予測する位置予測部をさらに有し、
前記第１の推定部は、
前記位置予測部により予測される前記中継局及び前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の通信量及び前記第２の通信量及び前記第３の通信量及び前記第４の通信量を推定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項9】

基地局装置及び移動可能な中継局を制御すると共に、前記基地局装置又は前記中継局と無線で通信する端末装置における、前記基地局装置又は前記中継局であるハンドオーバ元からハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御装置を備えた基地局装置であって、
前記制御装置は、
第１のハンドオーバ条件及び第２のハンドオーバ条件が満たされた第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、前記第１のハンドオーバ先に接続されている第２の端末装置を順次選択し、選択された前記第２の端末装置が第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第１の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第２の通信量を推定すると共に、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態、かつ、前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第３の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第４の通信量を推定する第１の推定部と、
前記端末装置毎の前記第１の通信量の総和と前記第２の通信量の総和との合計である第１のシステムスループットと、前記端末装置毎の前記第３の通信量の総和と前記第４の通信量の総和との合計である第２のシステムスループットとを算出する算出部と、
前記第１のシステムスループット及び前記第２のシステムスループットに基づき、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする基地局装置。

【請求項10】

基地局及び移動可能な中継局装置を制御すると共に、前記基地局又は前記中継局装置と無線で通信する端末装置における、前記基地局又は前記中継局装置であるハンドオーバ元からハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御装置を備えた中継局装置であって、
前記制御装置は、
第１のハンドオーバ条件及び第２のハンドオーバ条件が満たされた第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、前記第１のハンドオーバ先に接続されている第２の端末装置を順次選択し、選択された前記第２の端末装置が第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第１の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第２の通信量を推定すると共に、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態、かつ、前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第３の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第４の通信量を推定する第１の推定部と、
前記端末装置毎の前記第１の通信量の総和と前記第２の通信量の総和との合計である第１のシステムスループットと、前記端末装置毎の前記第３の通信量の総和と前記第４の通信量の総和との合計である第２のシステムスループットとを算出する算出部と、
前記第１のシステムスループット及び前記第２のシステムスループットに基づき、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする中継局装置。

【請求項11】

基地局及び移動可能な中継局を制御すると共に、前記基地局又は前記中継局と無線で通信する端末装置における、前記基地局又は前記中継局であるハンドオーバ元からハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する制御装置が、
第１のハンドオーバ条件及び第２のハンドオーバ条件が満たされた第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、前記第１のハンドオーバ先に接続されている第２の端末装置を順次選択し、選択された前記第２の端末装置が第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第１の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第２の通信量を推定し、
前記第１のハンドオーバ条件及び前記第２のハンドオーバ条件が満たされた前記第１の端末装置が前記第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態、かつ、前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での前記第１の推定期間における前記第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第３の通信量及び、前記第１の推定期間における前記第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第４の通信量を推定し、
前記端末装置毎の前記第１の通信量の総和と前記第２の通信量の総和との合計である第１のシステムスループットと、前記端末装置毎の前記第３の通信量の総和と前記第４の通信量の総和との合計である第２のシステムスループットとを算出し、
前記第１のシステムスループット及び前記第２のシステムスループットに基づき、前記第１の端末装置における前記第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、前記第２の端末装置における前記第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する
各処理を実行することを特徴とするハンドオーバ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、基地局装置、中継局装置及びハンドオーバ制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ミリ波やテラヘルツ波等を使用する無線通信においては、伝搬損失が大きい。このため、十分な無線カバレッジエリアを確保するためには、通信機器に利得の高いアンテナや、実効放射電力を大きくするための大電力機器を備えることが好ましい。しかしながら、例えば、スマートフォン等の端末装置であるＵＥ（User Equipment）は、多くのケースにおいて、小型化及び低消費電力化が要求されるため、利得の高いアンテナや大電力機器を実装することは難しい。従って、十分な無線カバレッジエリアを確保できないことがある。特に、ＵＥから基地局であるＢＳ（Base Station）に信号を伝送する上りリンクの性能が劣化することが考えられる。この場合、上りリンクと下りリンクとで通信性能の差が大きくなる。そこで、移動可能な中継局であるＲＳ（Relay Station）を備える無線システムが提案されている。

【0003】

ＲＳは、例えば、車両やドローン等に実装され、ＢＳとＵＥとの間の通信を中継する。ＲＳの位置は、例えば、ＢＳにより制御される。ＢＳは、例えば、電波環境が悪いエリアや多数のＵＥが動作するエリアにＲＳを移動させて配置することができる。その結果、ＢＳは、十分な無線カバレッジエリアを確保できる。特に、上りリンクの性能を改善できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－２０５６００号公報

【特許文献2】特開２００２－１０３１４号公報

【特許文献3】特開２０１５－８２７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＢＳは、ＲＳを適切な位置に配置することで上りリンクの性能を改善できる。ところが、ＲＳの位置が変化すると、ＲＳとＵＥとの間のパス損失も変化する。そこで、多くのケースにおいて、ＵＥにおける受信電力量、例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）に基づいて、ＵＥのハンドオーバ（以下、単にＨＯと称する）が実行されることになる。しかしながら、ＲＳの位置が変化する無線システムでは、ＨＯの発生頻度が高く、ＨＯの実行時には、ＵＥのデータ通信が中断し、ＵＥのスループットが低下する。すなわち、移動可能なＲＳを使用する無線システムでは、ＨＯの発生頻度が高くなることで、ＵＥのスループットが低下する。

【0006】

一つの側面では、移動可能な中継局を使用する無線システムにおいて、端末装置のスループットを改善できる制御装置等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】

【0007】

一つの態様の制御装置は、基地局及び移動可能な中継局を制御すると共に、基地局又は中継局と無線で通信する端末装置における、基地局又は中継局であるハンドオーバ元からハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する。制御装置は、第１の推定部と、算出部と、制御部とを有する。第１の推定部は、第１のハンドオーバ条件及び第２のハンドオーバ条件が満たされた第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態で、第１のハンドオーバ先に接続されている第２の端末装置を順次選択する。第１の推定部は、選択された第２の端末装置が第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第１の通信量を推定する。第１の推定部は、選択された第２の端末装置が第２のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第２の通信量を推定する。第１の推定部は、第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態、かつ、第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での第１の推定期間における第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第３の通信量を推定する。第１の推定部は、第１の端末装置が第１のハンドオーバ先にハンドオーバを実行すると仮定した状態、かつ、第１のハンドオーバ先に接続している各端末装置がハンドオーバを実行しないと仮定した状態での第１の推定期間における第２のハンドオーバ先に接続している各端末装置の通信量を表す第４の通信量を推定する。算出部は、端末装置毎の第１の通信量の総和と第２の通信量の総和との合計である第１のシステムスループットと、端末装置毎の第３の通信量の総和と第４の通信量の総和との合計である第２のシステムスループットとを算出する。制御部は、第１のシステムスループット及び第２のシステムスループットに基づき、第１の端末装置における第１のハンドオーバ先へのハンドオーバ及び、第２の端末装置における第２のハンドオーバ先へのハンドオーバを制御する。

【発明の効果】

【0008】

一つの側面によれば、移動可能な中継局を使用する無線システムにおいて、端末装置のスループットを改善できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例１の無線システムの一例を示す説明図である。

【図2】図２は、ＢＳの一例を示す説明図である。

【図3A】図３Ａは、ＨＯを実行すると仮定した状態での第２の推測期間の一例を示す説明図である。

【図3B】図３Ｂは、ＨＯを実行しないと仮定した状態での第２の推測期間の一例を示す説明図である。

【図4】図４は、＃１のＲＳに接続中の第１のＵＥの第１のＨＯ判定時の無線システムの一例を示す説明図である。

【図5】図５は、第１のＨＯ判定に伴う第１のＨＯ先である＃２のＲＳに接続中の第２のＵＥの第２のＨＯ判定時の無線システムの一例を示す説明図である。

【図6A】図６Ａは、第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図6B】図６Ｂは、第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、第１のＨＯ実行処理に使用する第１の通信量又は第２の通信量のパターンの一例を示す説明図である。

【図9】図９は、スループットの推定値を補正するパラメータの一例を示す説明図である。

【図10】図１０は、伝送路の推定方法の一例を示す説明図である。

【図11】図１１は、ＳＩＮＲの計算方法の一例を示す説明図である。

【図12】図１２は、実施例２の無線システム内のＢＳの一例を示す説明図である。

【図13A】図１３Ａは、実施例２の第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図13B】図１３Ｂは、実施例２の第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、実施例３の無線システムの一例を示す説明図である。

【図15】図１５は、実施例３の無線システム内の第１のＢＳの一例を示す説明図である。

【図16A】図１６Ａは、第２のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図16B】図１６Ｂは、第２のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図17A】図１７Ａは、第２のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図17B】図１７Ｂは、第２のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図18】図１８は、実施例４の無線システムの一例を示す説明図である。

【図19】図１９は、実施例４の無線システム内の第１のＢＳの一例を示す説明図である。

【図20A】図２０Ａは、第３のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図20B】図２０Ｂは、第３のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図21A】図２１Ａは、第３のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図21B】図２１Ｂは、第３のＨＯ実行処理に関わる制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図22】図２２は、実施例４と比較例との端末スループット及びシステムスループットのシミュレーション結果の一例を示す説明図である。

【図23】図２３は、ＢＳのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図24】図２４は、ＲＳのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

無線システムの制御装置では、例えば、ＲＳＲＰに基づいて、ＵＥのＨＯを実行するか否かを判定する。制御装置は、ＨＯ元から受信する参照信号のＲＳＲＰに比較して、ＨＯ先から受信する参照信号のＲＳＲＰの方が大きい場合、ＨＯ元からＨＯ先へのＨＯを実行すべきと判定する。尚、ＨＯ元は、ＨＯ対象のＵＥが接続しているソースＢＳ／ＲＳ、ＨＯ先は、ＨＯ対象のＵＥがＨＯする先のターゲットＢＳ／ＲＳである。しかしながら、ＲＳＲＰのみに基づいて、ＵＥのＨＯを実行するか否かを判定する方法では、ＨＯに起因してＵＥのスループットが低下する場合も考えられる。そこで、本出願人は、ＲＳＲＰに加えて、ＵＥのスループットも考慮して、ＨＯを実行するか否かを判定する方法を提案している。

【0011】

ＢＳ及び移動可能なＲＳを含む無線システムにおいてＵＥのＨＯを制御する制御装置は、判定部と、推定部と、制御部とを有する。判定部は、ＵＥがＢＳ又はＲＳから受信する無線信号の受信電力量に基づいて、ＨＯ条件が満たされるか否かを判定する。推定部は、ＨＯを実行すると仮定した状態での推定期間におけるＵＥの通信量を表す第２１の通信量、及び、ＨＯを実行しないと仮定した状態での推定期間におけるＵＥの通信量を表す第２２の通信量を推定する。制御部は、ＨＯ条件が満たされており、かつ、第２１の通信量が第２２の通信量よりも多い場合に、ＵＥにおけるＨＯ元からＨＯ先へのＨＯを実行する。その結果、移動可能なＲＳを使用する無線システムにおいて、ＵＥのスループットを改善できる。

【0012】

制御装置では、ＨＯ元のＵＥの第２１の通信量及び第２２の通信量を考慮してＵＥのＨＯを実行するか否かを判定する。しかしながら、ＨＯ先に接続している他のＵＥ等を考慮するものではなく、無線システム全体のシステムスループットを改善することが求められている。

【0013】

そこで、このような無線システム全体のシステムスループットを改善できる実施の形態につき、以下、図面に基づいて詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

【実施例0014】

図１は、実施例１の無線システム１の一例を示す説明図である。図１に示す無線システム１は、ＢＳ（Base Station）２と、複数のＲＳ(Relay Station)３と、複数のＵＥ(User Equipment)４とを有する。尚、無線システム１は、複数のＲＳ３や複数のＵＥ４に加えて複数のＢＳ２を備えても良い。

【0015】

ＢＳ２は、１又は複数のＵＥ４と無線で接続する基地局である。また、ＢＳ２は、１又は複数のＲＳ３と無線で接続する。尚、ＢＳ２は、特に限定されるものではないが、例えば、４ＧをサポートするｅＮｏｄｅＢや５ＧをサポートするｇＮｏｄｅＢ（ＮＲ基地局）である。ＲＳ３は、ＢＳ２とＵＥ４との間の通信を中継する。また、ＲＳ３は、移動可能な、例えば、車両やドローン等に実装される。そして、ＲＳ３の位置は、ＢＳ２により制御される。よって、ＢＳ２は、例えば、電波環境が悪いエリアや多数のＵＥ４が動作するエリアにＲＳ３を配置できる。その結果、ＢＳ２は、十分な無線カバレッジエリアを確保できる。尚、ＢＳ２は、ＲＳ３の送信／受信ビームの方向を制御してもよい。

【0016】

ＢＳ２及びＲＳ３は、それぞれ、定期的に参照信号を出力する。参照信号の送信電力は予め決められている。ＵＥ４は、ＢＳ２及びＲＳ３から送信される参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）を測定する。そして、ＢＳ２は、ＵＥ４により測定されるＲＳＲＰに基づいて、ＨＯを実行するか否かを判定する。尚、以下の記載では、ＢＳ２及び／又はＲＳ３を総称して「ＢＳ／ＲＳ」と呼ぶことがある。

【0017】

例えば、ＵＥ４は、ＲＳ３を介することなくＢＳ２と無線で接続することも可能である。この際、ＢＳ２及びＲＳ３は、それぞれ、定期的に参照信号を出力する。ＵＥ４は、ＢＳ２及びＲＳ３から送信される参照信号のＲＳＲＰを測定する。ＲＳ３がＵＥ４に近づくと、ＲＳ３から受信する参照信号のＲＳＲＰがＢＳ２から受信する参照信号のＲＳＲＰよりも大きくなる。更に、ＲＳ３がＵＥ４から離れると、ＲＳ３から受信する参照信号のＲＳＲＰがＢＳ２から受信する参照信号のＲＳＲＰよりも小さくなる。そして、ＢＳ２は、ＵＥ４により測定されるＲＳＲＰに基づいて、ＨＯを実行するか否かを判定する。

【0018】

尚、説明の便宜上、図１に示す複数台のＲＳ３は、＃１のＲＳ３、＃２のＲＳ３及び＃３のＲＳ３とする。複数台のＵＥ４は、＃１のＲＳ３と無線で接続する２台の＃１１及び＃１２の第１のＵＥ４と、＃２のＲＳ３と無線で接続する＃２１、＃２２及び＃２３の３台の第２のＵＥ４と、＃３のＲＳ３と無線で接続する＃３１の１台の第３のＵＥ４とする。ＢＳ２は、＃１のＲＳ３、＃２のＲＳ３及び＃３のＲＳ３と無線で接続するものとする。

【0019】

例えば、＃１のＲＳ３は、＃１１及び＃１２の第１のＵＥ４と無線で接続するため、＃１１及び＃１２の第１のＵＥ４のＨＯ元となる。＃２のＲＳ３は、＃２１、＃２２及び＃２３の第２のＵＥ４と無線で接続するため、＃２１、＃２２及び＃２３の第２のＵＥ４のＨＯ元となる。＃３のＲＳ３は、＃３１の第３のＵＥ４と無線で接続するため、＃３１の第３のＵＥ４のＨＯ元となる。また、＃１２の第１のＵＥ４が後述するＨＯ条件を満たした場合、例えば、＃２のＲＳ３が＃１２の第１のＵＥ４のＨＯ先となる。

【0020】

図２は、ＢＳ２の一例を示す説明図である。図２に示すＢＳ２は、通信ＩＦ（Interface）１１と、信号処理部１２と、送信処理部１３と、無線通信回路１４と、受信処理部１５と、アンテナ１６と、メモリ１７と、プロセッサ１８とを有する。

【0021】

通信ＩＦ１１は、ネットワークを介して他のＢＳ２やＭＭＥ（Mobility Management Entity）に接続することができる。信号処理部１２は、ＲＳ３やＵＥ４に送信するメッセージを生成する。この際、信号処理部１２は、通信ＩＦ１１を介して受信する情報及びメモリ１７に保存されている情報を利用してメッセージを生成しても良い。また、信号処理部１２は、ＲＳ３やＵＥ４から受信するメッセージを処理する。この際、信号処理部１２は、必要に応じて、メッセージの処理結果をメモリ１７に保存すると共に、通信ＩＦ１１を利用して他のＢＳ２又はＭＭＥにメッセージを送信する。

【0022】

送信処理部１３は、ＲＳ３やＵＥ４に送信すべき下りリンク信号を生成する。送信処理部１３は、例えば、符号化器や変調器等を備えても良い。無線通信回路１４は、送信処理部１３により生成される下りリンク信号を、アンテナ１６を介して出力する。また、無線通信回路１４は、アンテナ１６を介して入力される上りリンク信号を受信する。従って、無線通信回路１４は、下りリンク信号の周波数を変換するアップコンバータ、送信アンプ、受信アンプや、上りリンク信号の周波数を変換するダウンコンバータ等を備えても良い。受信処理部１５は、ＲＳ３やＵＥ４から送信される上りリンク信号を受信する。従って、受信処理部１５は、例えば、復調器や復号化器等を備えても良い。

【0023】

メモリ１７には、ＲＳ３やＵＥ４から受信する情報や、通信ＩＦ１１を介して受信する情報が保存される。制御装置５は、例えば、プロセッサ１８やメモリ１７を含むマイクロコンピュータにより実現される。プロセッサ１８は、メモリ１７に保存されているＨＯ制御プログラムを実行することで、機能として制御装置５を有する。制御装置５は、ＵＥ４のＨＯを実行するか否かを判定するために、位置予測部２１と、伝送路推定部２２と、第１の判定部２３と、第２の推定部２４と、第２の判定部２５と、第１の推定部２６と、算出部２７と、制御部２８とを有する。また、メモリ１７には、制御装置５による判定結果が保存される。

【0024】

位置予測部２１は、ＢＳ２のセル内に存在するＲＳ３やＵＥ４の位置を管理すると共に、ＲＳ３やＵＥ４の位置を予測する。この際、位置予測部２１は、例えば、図３Ａに示す時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでの第２の推定期間内のＲＳ３やＵＥ４の位置を予測する。時刻ｔ０は、現在時刻である。尚、ＢＳ２に無線で接続するＵＥ４は、ＲＳ３を介してＢＳ２に無線で接続するＵＥ４や、ＲＳ３を介さずにＢＳ２に無線で接続するＵＥ４である。

【0025】

伝送路推定部２２は、ＢＳ２とＵＥ４との間の伝送路の損失と、ＲＳ３とＵＥ４との間の伝送路の損失とを推定する。すなわち、伝送路推定部２２は、ＵＥ４とサービングＢＳ／ＲＳとの間の伝送路の損失を推定する。サービングＢＳ／ＲＳは、ＵＥ４が接続しているＨＯ元のＢＳ２やＲＳ３である。また、伝送路推定部２２は、ＵＥ４とターゲットＢＳ／ＲＳとの間の伝送路の損失を推定する。ターゲットＢＳ／ＲＳは、ＢＳ２のセル内に存在するＢＳ２やＲＳ３のうち、サービングＢＳ／ＲＳ以外の、例えば、ＨＯ先のＢＳ２やＲＳ３である。そして、伝送路推定部２２は、伝送路の損失に基づいて、ＵＥ４における受信電力量（ＲＳＲＰ）を算出する。つまり、伝送路推定部２２は、ＨＯ元から送信される信号の受信電力量ＲＳＲＰ＿servと、ＨＯ先から送信される信号の受信電力量ＲＳＲＰ＿targとを算出する。

【0026】

尚、伝送路推定部２２は、位置予測部２１により予測されるＲＳ３及びＵＥ４の位置に基づいてＲＳ３とＵＥ４との間の伝送路を推定する。この際、伝送路推定部２２は、ＵＥ４から送信されるＲＳＲＰについての測定レポートを利用してもよい。

【0027】

第１の判定部２３は、伝送路推定部２２により得られるＵＥ４における受信電力量に基づいて、受信電力量に係わるＵＥ４の第１のＨＯ条件が満たされているか否かを判定する。尚、第１のＨＯ条件は、ＨＯ元に接続するＵＥ４がＨＯを実行する第１のＨＯ実行と判断するための受信電力量による判定条件である。第１の判定部２３は、ＵＥ４のＨＯ先から送信される参照信号の受信電力量ＲＳＲＰ＿targがＨＯ元から送信される参照信号の受信電力量ＲＳＲＰ＿servを超えたか否かを判定する。第１の判定部２３は、受信電力量ＲＳＲＰ＿targが受信電力量ＲＳＲＰ＿servを超えた場合、ＵＥ４の第１のＨＯ条件が満たされていると判定する。

【0028】

第２の推定部２４は、通信量ＨＯ無及び通信量ＨＯ有をＵＥ４毎に推定する。通信量ＨＯ無は、ＨＯを実行しないと仮定した状態での第２の推定期間におけるＵＥ４の後述する第７の通信量又は第８の通信量である。ＨＯを実行しないと仮定した状態とは、ＨＯ実行なしと仮定した状態である。通信量ＨＯ有は、ＨＯを実行すると仮定した状態での第２の推定期間におけるＵＥ４の後述する第５の通信量又は第６の通信量である。ＨＯを実行すると仮定した状態とは、ＨＯ実行ありと仮定した状態である。尚、第２の推定部２４は、伝送路推定部２２により推定される伝送路の損失を利用して通信量を推定してもよい。

【0029】

第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件が満たされた第１のＵＥ４が第１のＨＯ先にＨＯを実行すると仮定した状態での第２の推定期間におけるＨＯ元に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第５の通信量を推定する。尚、ＨＯ元が、例えば、＃１のＲＳ３の場合、ＨＯ元に接続している各ＵＥ４は第１のＵＥ４である。第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件が満たされた第１のＵＥ４が第１のＨＯ先にＨＯを実行すると仮定した状態での第２の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第６の通信量を推定する。尚、第１のＨＯ先が、例えば、＃２のＲＳ３の場合、第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４は第２のＵＥ４である。

【0030】

第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件が満たされた第１のＵＥ４がＨＯを実行しないと仮定した状態での第２の推定期間におけるＨＯ元に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第７の通信量を推定する。また、第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件が満たされた第１のＵＥ４がＨＯを実行しないと仮定した状態での第２の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第８の通信量を推定する。

【0031】

第２の判定部２５は、ＵＥ４毎の第５の通信量の総和と第６の通信量の総和との合計で第１のＨＯ有のシステムスループットを算出する。更に、第２の判定部２５は、ＵＥ４毎の第７の通信量の総和と第８の通信量の総和との合計で第１のＨＯ無のシステムスループットを算出する。第２の判定部２５は、第１のＨＯ有のシステムスループットが第１のＨＯ無のシステムスループットを超えたか否かを判定する。第２の判定部２５は、第１のＨＯ有のシステムスループットが第１のＨＯ無のシステムスループットを超えた場合に、第１のＵＥ４における第１のＨＯ先へのシステムスループットに係る第２のＨＯ条件が満たされたと判定する。尚、第２のＨＯ条件は、ＵＥ４がＨＯを実行する第１のＨＯ実行と判断するためのシステムスループットによる判定条件である。

【0032】

第１の推定部２６は、ＨＯ元のＵＥ４の第１のＨＯ先への第１のＨＯ実行と判断した場合に、第１のＨＯ先に接続するＵＥ４がＨＯを実行する第２のＨＯ実行と判断するための推定動作を開始することになる。第１の推定部２６は、例えば、第１のＨＯ条件及び第２のＨＯ条件が満たされた第１のＵＥ４が第１のＨＯ先にＨＯを実行すると仮定した状態で、第１のＨＯ先に接続されている第２のＵＥ４を順次選択する。尚、第１のＨＯ先が、例えば、＃２のＲＳ３の場合、第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４は第２のＵＥ４である。そして、第１の推定部２６は、選択された第２のＵＥ４が第２のＨＯ先にＨＯを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第１の通信量を推定する。尚、第２のＨＯ先が、例えば、＃３のＲＳ３の場合、第２のＨＯ先に接続している各ＵＥ４は第３のＵＥ４である。また、第１の推定部２６は、選択された第２のＵＥ４が第２のＨＯ先にＨＯを実行すると仮定した状態での第１の推定期間における第２のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第２の通信量を推定する。

【0033】

第１の推定部２６は、第１のＵＥ４が第１のＨＯ先にＨＯを実行、かつ、第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４がＨＯを実行しないと仮定した状態での第１の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第３の通信量を推定する。第１の推定部２６は、第１のＵＥ４が第１のＨＯ先にＨＯを実行、かつ、第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４がＨＯを実行しないと仮定した状態での第１の推定期間における第２のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の通信量を表す第４の通信量を推定する。

【0034】

算出部２７は、ＵＥ４毎の第１の通信量の総和と第２の通信量の総和との合計である第２のＨＯ有のシステムスループットを算出する。第２のＨＯ有のシステムスループットは、第１のＵＥ４及び第２のＵＥ４のＨＯを実行すると仮定した場合の第１のシステムスループットである。更に、算出部２７は、ＵＥ４毎の第３の通信量の総和と第４の通信量の総和との合計である第２のＨＯ無のシステムスループットを算出する。第２のＨＯ無のシステムスループットは、第１のＵＥ４のＨＯのみを実行すると仮定した場合の第２のシステムスループットである。

【0035】

制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループット及び第２のＨＯ無のシステムスループットに基づき、第１のＵＥ４における第１のＨＯ先へのＨＯ及び、第２のＵＥ４における第２のＨＯ先へのＨＯを制御する。制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えたか否かを判定する。制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えた場合、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４における第１のＨＯ先へのＨＯを実行すると共に、第２のＵＥ４における第２のＨＯ先へのＨＯを実行する。制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えたのでない場合、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４の第１のＨＯ先へのＨＯを実行すると共に、第２のＵＥ４の第２のＨＯ先へのＨＯを実行しない。

【0036】

尚、説明の便宜上、ＢＳ２が制御装置５を実装する場合を例示したが、ＲＳ３内に制御装置５を実装しても良く、適宜変更可能である。また、制御装置５は、例えば、プロセッサ１８やメモリ１７を含むマイクロコンピュータにより実現される場合を例示した。しかしながら、ハードウェア回路で制御装置５の機能を実現しても良く、適宜変更可能である。

【0037】

図３Ａは、ＨＯを実行すると仮定した状態での第２の推測期間の一例を示す説明図である。図３Ｂは、ＨＯを実行しないと仮定した状態での第２の推測期間の一例を示す説明図である。尚、横軸は、時間を表す。「ｔ０」は、現在時刻である。「ｋ」は、ＨＯ手順が開始される時刻である。「Ｔ」は、ＨＯに起因してＵＥ４のデータ伝送が中断する期間を表すＨＯ期間である。ＨＯ期間Ｔは、特に限定されるものではないが、例えば、１０ｍ秒程度である。「α」は、スループットを推定する期間を指定する係数であり、シミュレーション等により事前に設定される。尚、αは、１よりも大きく、例えば、αの値は、５～１０であってもよい。縦軸は、ＵＥ４のスループットを表す。

【0038】

スループットに基づいてＨＯを実行するか否かを判定する場合、制御装置５は、時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでの第２の推定期間における通信量を推定する。具体的には、制御装置５は、図３Ａに示すＨＯを実行するケース及び、図３Ｂに示すＨＯを実行しないケースそれぞれについて、時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでの第２の推定期間における通信量を推定する。尚、以下の記載では、時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでの第２の推定期間を「スループット推定期間」と呼ぶことがある。スループット推定期間は、通信量（通信データ量又はスループット）を推定する期間である。

【0039】

第２の推定期間は、図３Ａに示すように、第１～第３の期間から構成される。第１の期間は、現在時刻ｔ０から受信電力に係わる第１のＨＯ条件が満たされる時刻ｋまでの期間である。第２の期間は、第１の期間の終了時刻ｋからＨＯの実行期間Ｔが経過するまでの期間である。第３の期間は、第２の期間の終了時刻ｋ＋Ｔからスループット推定期間が終了するまでの期間である。

【0040】

ＨＯを実行すると仮定した状態では、制御装置５は、図３Ａに示すスループットＴＰ＿ＨＯ前と、スループットＴＰ＿ＨＯ中と、スループットＴＰ＿ＨＯ後とを推定する。スループットＴＰ＿ＨＯ前は、現在時刻からスループット手順が開始されるまでの期間のＵＥ４のスループットである。スループットＴＰ＿ＨＯ中は、スループット手順が実行されている期間中のＵＥ４のスループットである。スループットＴＰ＿ＨＯ後は、ＨＯ手順が終了したときからスループット推定期間が終了するまで期間のＵＥ４のスループットである。尚、スループットＴＰ＿ＨＯ前は、ＵＥ４からソースＢＳ／ＲＳ（ＨＯ元）への通信のスループットに相当し、スループットＴＰ＿ＨＯ後は、ＵＥ４からターゲットＢＳ／ＲＳ（ＨＯ先）への通信のスループットに相当する。また、スループットＴＰ＿ＨＯ中は、本実施例では、実質的にゼロである。

【0041】

ＨＯを実行しないと仮定した状態では、制御装置５は、図３Ｂに示すスループットＴＰ＿ＨＯ無を推定する。すなわち、スループットＴＰ＿ＨＯ無は、ソースＢＳ／ＲＳ（ＨＯ元）からターゲットＢＳ／ＲＳ（ＨＯ先）へのＨＯを実行しないと仮定した場合における、スループット推定期間中のＵＥ４からソースＢＳ／ＲＳ（ＨＯ元）への通信のスループットである。

【0042】

スループット推定期間内の通信量は、上述したスループットから計算される。例えば、ＨＯを実行すると仮定した状態での通信量は（数式１）で表現できる。

【0043】

【数1】

【0044】

また、ＨＯを実行しないと仮定した状態での通信量は（数式２）で表現できる。

【0045】

【数2】

【0046】

尚、図３Ａ及び図３Ｂでは、第２の推定部２４で使用する第２の推定期間を例示したが、第１の推定部２６で使用する第１の推定期間もほぼ同様である。

【0047】

図４は、＃１のＲＳ３に接続中の第１のＵＥ４の第１のＨＯ判定時の無線システム１の一例を示す説明図である。第１のＨＯ判定時とは、ＨＯ元のＵＥ４の第１のＨＯ先へのＨＯを実行する第１のＨＯ条件及び第２のＨＯ条件を満たした状態である。図４に示す無線システム１では、＃１のＲＳの移動に応じて、＃１２の第１のＵＥ４のＨＯ元から第１のＨＯ先である＃２のＲＳ３への第１のＨＯ条件及び第２のＨＯ条件を満たした状態である。

【0048】

図５は、第１のＨＯ判定に伴う第１のＨＯ先である＃２のＲＳ３に接続中の第２のＵＥ４の第２のＨＯ判定時の無線システム１の一例を示す説明図である。第２のＨＯ判定時とは、第１のＨＯ先のＵＥ４の第２のＨＯ先へのＨＯを実行すると判断した状態である。図５に示す無線システム１では、＃１２の第１のＵＥ４のＨＯ元から第１のＨＯ先である＃２のＲＳ３への第１のＨＯ条件及び第２のＨＯ条件を満たした状態である。更に、無線システム１では、＃２のＲＳ３への第１のＨＯ条件及び第２のＨＯ条件を満たした後、第１のＨＯ先である＃２のＲＳ３に接続中の＃２３の第２のＵＥ４が第２のＨＯ先である＃３のＲＳ３へのＨＯを実行すると判断した状態である。そして、＃１２の第１のＵＥ４は、＃１のＲＳ３から＃２のＲＳ３へのＨＯを実行すると共に、＃２３の第２のＵＥ４は、＃２のＲＳ３から＃３のＲＳ３へのＨＯを実行することになる。

【0049】

図６Ａは、第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置５の処理動作の一例を示すフローチャートである。第１のＨＯ実行処理は、制御装置５により定期的に実行されるものである。ＵＥ４が接続しているＢＳ２又はＲＳ３を「サービングＢＳ／ＲＳ」、サービングＢＳ／ＲＳ以外のＢＳ２又はＲＳ３を「ターゲットＢＳ／ＲＳ」と呼ぶことがある。第１のＨＯ実行処理は、ＨＯ元、第１のＨＯ先及び第２のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の通信量を考慮しながら、第１のＨＯ及び第２のＨＯを制御する処理である。

【0050】

制御装置５内の位置予測部２１は、ＢＳ２のセル内に存在する各ＲＳ３の位置を予測する（ステップＳ１１）。具体的には、位置予測部２１は、図３Ａ及び図３Ｂに示すスループット推定期間（時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴ）における各ＲＳ３の位置を予測する。ここで、時刻ｔ０は、現在時刻である。この場合、ＲＳｊの位置は（数式３）で表現できる。尚、ＲＳｊは、ＢＳ２により管理されるＲＳ３の中の任意のＲＳである。

【0051】

【数3】

【0052】

Ａ_RSj(t0)は、時刻ｔ０におけるＲＳｊの位置を表す３次元位置ベクトルである。ここで、ＢＳ２がＲＳｊの位置を制御する場合は、時刻ｔ０におけるＲＳｊの位置ベクトルは既知である。また、時刻ｔ０におけるＲＳｊの位置ベクトルが既知でない場合、位置予測部２１は、時刻ｔ０におけるＲＳｊの位置を検出する。尚、位置予測部２１は、ＲＳｊから送信される信号に基づいてＲＳｊの位置を検出できる。

【0053】

Ｖ_RSj(t)は、ＲＳｊの速度を表す３次元速度ベクトルである。ここで、ＢＳ２がＲＳｊの位置を制御する場合は、ＲＳｊの速度ベクトルは既知である。また、ＲＳｊの速度ベクトルが既知でない場合、位置予測部２１は、ＲＳｊの移動を予測する。ここで、物体の移動の予測は、公知の技術により実現されるものとする。

【0054】

Ａ_RSj(τ)は、時刻τにおけるＲＳｊの位置を表す３次元位置ベクトルである。τは、スループット推定期間内の任意の時刻である。従って、位置予測部２１は、スループット推定期間内での各ＲＳ３の位置（すなわち、移動の軌跡）を予測できる。

【0055】

位置予測部２１は、ＢＳ２のセル内に存在する各ＵＥ４の位置を予測する（ステップＳ１２）。具体的には、位置予測部２１は、図３Ａ及び図３Ｂに示す時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでのスループット推定期間内の各ＵＥ４の位置を予測する。ここで、時刻ｔ０は、現在時刻である。この場合、ＵＥｉの位置は、（数式４）で表現できる。尚、ＵＥｉは、ＢＳ２のセル内に存在するＵＥ４の中の任意のＵＥ４とする。

【0056】

【数4】

【0057】

Ａ_UEi(t0)は、時刻ｔ０におけるＵＥｉの位置を表す３次元位置ベクトルである。位置予測部２１は、時刻ｔ０におけるＵＥｉの位置を検出する。尚、位置予測部２１は、ＵＥｉから送信される信号又はＲＳ３からの通知に基づき、ＵＥｉの位置を検出する。

【0058】

Ｖ_UEi(t)は、ＵＥｉの速度を表す３次元速度ベクトルである。位置予測部２１は、スループット推定期間におけるＵＥｉの移動を予測する。Ａ_UEi(τ)は、時刻τにおけるＵＥｉの位置を表す３次元位置ベクトルである。従って、位置予測部２１は、スループット推定期間内での各ＵＥ４の位置（すなわち、移動の軌跡）を予測できる。

【0059】

伝送路推定部２２は、スループット推定期間におけるＨＯ元であるサービングＢＳ／ＲＳとＵＥｉとの間の伝送路の損失を推定する（ステップＳ１３）。そして、伝送路推定部２２は、推定した伝送路の損失に基づいて、サービングＢＳ／ＲＳから送信される参照信号に対するＵＥｉにおける受信電力量Ｐ_serv_UEiを計算する。この際、時刻τにおける受信電力量Ｐ_serv_UEiは、（数式５）で表現できる。

【0060】

【数5】

【0061】

Ｐ_txは、サービングＢＳ／ＲＳから送信される参照信号の送信パワーである。尚、本実施例では、無線システム１において使用される参照信号の送信パワーは全てのＢＳ２及びＲＳ３において同じとする。Ｇ_servは、サービングＢＳ／ＲＳの送信アンテナの利得であって、既知とする。Ｇ_UEiは、ＵＥ４の受信アンテナの利得である。ＰＬ_serv_UEiは、サービングＢＳ／ＲＳとＵＥｉとの間の伝送路の損失である。

【0062】

また、伝送路推定部２２は、スループット推定期間におけるＨＯ元であるターゲットＢＳ／ＲＳとＵＥ４との間の伝送路の損失を推定する。そして、伝送路推定部２２は、推定した伝送路の損失に基づいて、ターゲットＢＳ／ＲＳから送信される参照信号に対するＵＥｉにおける受信電力量Ｐ_targ_UEiを計算する。この際、時刻τにおける受信電力量Ｐ_targ_UEiは、（数式６）で表現できる。

【0063】

【数6】

【0064】

Ｇ_targは、ターゲットＢＳ／ＲＳの送信アンテナの利得であって、既知とする。ＰＬ_targ_UEiは、ターゲットＢＳ／ＲＳとＵＥｉとの間の伝送路の損失である。

【0065】

つまり、第１の判定部２３は、ＵＥ４に対するＨＯ元であるサービングＢＳ／ＲＳの受信電力量Ｐ_serv_Ueiと、ＵＥ４に対するＨＯ先であるターゲットＢＳ／ＲＳの受信電力量Ｐ_targ_UEiとを算出する（ステップＳ１４）。

【0066】

無線システム１においては、各ＲＳ３及び各ＵＥ４が移動できるので、ＢＳ／ＲＳとＵＥ４との間の伝送路の損失は時間経過に応じて変化し得る。すなわち、ＵＥ４がＢＳ／ＲＳから送信される参照信号の電力は、時間経過に応じて変化し得る。尚、伝送路の損失を推定する方法については後述する。

【0067】

第１の判定部２３は、ＨＯ先から送信される参照信号の受信電力量が、ＨＯ元から送信される参照信号の受信電力量に所定のマージンＭを加算した値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１５）。具体的には、第１の判定部２３は、伝送路推定部２２により推定される受信電力量に基づいて、（数式７）が満たされている否かを判定する。

【0068】

【数7】

【0069】

第１の判定部２３は、スループット推定期間内の所定の期間（（数式７）では、時刻ｋ－ｘから時刻ｋまでの期間）において、ＨＯ先の受信電力量Ｐ_targが、ＨＯ元の受信電力量Ｐ_servに所定のマージンＭを加算した値を超えたか否かを判定する。第１の判定部２３は、ＨＯ先の受信電力量Ｐ_targがＨＯ元の受信電力量Ｐ_servに所定のマージンＭを加算した値を超えた場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、受信電力量に係わる第１のＨＯ条件を満たしていると判定する（ステップＳ１６）。すなわち、第１の判定部２３は、ＵＥ４がＨＯ元に接続する状態よりもＨＯ先に接続する状態の方が有利と判定する。この場合、第１の判定部２３は、第１のＨＯ条件を満たしていると判断した場合、第１のＨＯ条件を満たしたＵＥ４を指定する（ステップＳ１７）。尚、「ｘ」は、スループット推定期間より短い任意の期間である。また、マージンＭは、シミュレーション等に基づいて決定してもよいし、「ゼロ」であってもよい。

【0070】

第１の判定部２３は、ＨＯ先の受信電力量Ｐ_targがＨＯ元の受信電力量Ｐ_servに所定のマージンＭを加算した値を超えたのでない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、受信電力量に係わる第１のＨＯ条件を満たしていないと判定する。すなわち、第１の判定部２３は、ＨＯ元に接続する状態に比較してＨＯ先に接続する状態の方が不利と判定する。この場合、制御装置５は、図６Ａに示す処理動作を終了する。

【0071】

第２の推定部２４は、受信電力量に係わる第１のＨＯ条件を満たすＵＥ４を指定した後、第１のＨＯ条件を満たしたＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態でのＨＯ元に接続している各ＵＥ４の第５の通信量を推定する（ステップＳ１８）。更に、第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件を満たしたＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の第６の通信量を推定し（ステップＳ１９）、図６Ｂに示すステップＳ２０の処理に移行する。第２の推定期間は、図３Ａに示す例では、現在時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでの期間に相当する。この場合、ＨＯ実行ありと仮定した状態での第２の推定期間における各ＵＥ４の通信量Ｅ＿ＨＯ有は、（数式８）で表現できる。

【0072】

【数8】

【0073】

尚、ｋ、Ｔ、αは、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明した通りである。すなわち、ｋは、ＨＯ手順を開始する時刻である。例えば、時刻ｔ０において時刻ｔ０から時刻ｔ０＋αＴまでの期間内での受信電力量の変化を推定することにより、受信電力量に係わる第１のＨＯ条件が満たされる時刻が推定される。この場合、ｋは、第１のＨＯ条件が満たされる時刻である。Ｔは、ＨＯ手順が実行される期間である。αは、第２の推定期間の長さを指定する係数である。ここで、第２の推定期間が長すぎると、位置予測部２１による予測の精度が低くなるおそれがある。よって、αの値は、第２の推定期間の全領域において位置予測部２１による予測の精度が十分に高くなるように決定することが好ましい。また、αの値は、シミュレーション等により、スループットが最も高くなるように決定してもよい。

【0074】

従って、ＴＰ＿ＨＯ前は、現在時刻からＨＯ手順の開始までの期間における、ＵＥ４からＨＯ元への通信のスループットである。ＴＰ＿ＨＯ後は、ＨＯ手順の終了から第２の推定期間の終了までの期間における、ＵＥ４からＨＯ先への通信のスループットである。尚、この例では、ＨＯ手順が実行されている期間内のＵＥ４のスループットはゼロとする。

【0075】

図６Ｂにおいて第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件を満たしたＵＥ４がＨＯ実行なしと仮定した状態での第２の推定期間におけるＨＯ元に接続している各ＵＥ４の第７の通信量を推定する（ステップＳ２０）。更に、第２の推定部２４は、第１のＨＯ条件を満たしたＵＥ４がＨＯ実行なしと仮定した状態での第２の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の第８の通信量を推定する（ステップＳ２１）。尚、ＨＯを実行しないと仮定した状態での第２の推定期間内の各ＵＥ４の通信量Ｅ＿ＨＯ無は、（数式９）で表現できる。尚、ＴＰ＿ＨＯ無は、ＵＥ４からＨＯ元への通信のスループットである。

【0076】

【数9】

【0077】

スループットＴＰ（ＴＰ＿ＨＯ前、ＴＰ＿ＨＯ後、ＴＰ＿ＨＯ無）は、（数式１０）で表現できる。

【0078】

【数10】

【0079】

ＢＷは、信号の帯域幅である。ＳＩＮＲは、ＴＰ＿ＨＯ前及びＴＰ＿ＨＯ無の計算では
、ＨＯ元がＵＥ４から受信する信号についての信号対干渉プラス雑音電力比である。ＳＩＮＲは、ＴＰ＿ＨＯ後の計算では、ＨＯ先がＵＥ４から受信する信号についての信号対干渉プラス雑音電力比である。ここで、ＲＳ３及びＵＥ４は、それぞれ移動し得る。そして、ＳＩＮＲは、ＲＳ３及びＵＥ４の位置に応じて変化する。従って、ＳＩＮＲは、一定ではなく、時間経過に応じて変化し得る。ＳＩＮＲの推定については後述する。

【0080】

尚、第２の推定部２４は、第２の推定期間内の通信量を推定する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、第２の推定期間内の平均スループットを推定してもよい。

【0081】

第２の推定部２４は、第５の通信量、第６の通信量、第７の通信量及び第８の通信量を推定する。そして、第２の判定部２５は、ＵＥ４毎の第５の通信量の総和と、ＵＥ４毎の第６の通信量の総和との合計で第１のＨＯ有のシステムスループットを算出する（ステップＳ２２）。尚、第１のＨＯ有のシステムスループットは、第１のＵＥ４が第１のＨＯ先に第１のＨＯを実行すると仮定した場合のシステムスループットである。更に、第２の判定部２５は、ＵＥ４毎の第７の通信量の総和と、ＵＥ４毎の第８の通信量の総和との合計で第１のＨＯ無のシステムスループットを算出する（ステップＳ２３）。尚、第１のＨＯ無のシステムスループットは、第１のＵＥ４が第１のＨＯ先に第１のＨＯを実行しないと仮定した場合のシステムスループットである。

【0082】

第２の判定部２５は、第１のＨＯ有のシステムスループットが第１のＨＯ無のシステムスループットを超えたか否かを判定する（ステップＳ２４）。第２の判定部２５は、第１のＨＯ有のシステムスループットが第１のＨＯ無のシステムスループットを超えた場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、第１のＵＥ４の第１のＨＯ先への第２のＨＯ条件が満たしたと判断する（ステップＳ２５）。そして、第２の判定部２５は、図７に示すステップＳ３１の処理に移行する。

【0083】

第２の判定部２５は、第１のＨＯ有のシステムスループットが第１のＨＯ無のシステムスループットを超えたのでない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、第１のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４に対してＨＯを実行すべきでないと判断する。そして、図６Ｂに示す処理動作を終了する。

【0084】

そして、制御装置５では、受信電力量に係わる第１のＨＯ条件及びシステムスループットに係わる第２のＨＯ条件の双方を考慮して、第１のＵＥ４のＨＯを実行するか否かを判定する。その結果、受信電力量に係わる第１のＨＯ条件が満たされる場合でも、システムスループットに係わる第２のＨＯ条件が満たされない場合、制御装置５は、第１のＵＥ４のＨＯを実行しない。尚、無線システム１全体のシステムスループットは、（数式１１ａ）で表現できる。そして、スループット推定期間のシステム容量は、（数式１１ｂ）で表現できる。ＨＯを実行したＵＥ４のスループット推定期間のスループットは、（数１１式ｃ）で表現できる。更に、ＨＯを実行しないＵＥ４のスループット推定期間のスループットは、（数式１１ｄ）で表現できる。

【0085】

【数11】

【0086】

図７は、第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置５の処理動作の一例を示すフローチャートである。図７において制御装置５内の第１の推定部２６は、図６Ｂに示すステップＳ２５にて第２のＨＯ条件を満たしたと判定されると、第２のＨＯ条件が満たした第１のＵＥ４の第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４があるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

【0087】

第１の推定部２６は、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４がある場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、第３の通信量を推定する（ステップＳ３２）。つまり、第１の推定部２６は、第１のＵＥ４がＨＯ実行あり、かつ、第２のＵＥ４のＨＯ実行なしと仮定した状態での第１の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の第３の通信量を推定する。更に、第１の推定部２６は、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４がＨＯ実行あり、かつ、第２のＵＥ４のＨＯ実行なしと仮定した状態での第１の推定期間における第２のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の第４の通信量を推定する。

【0088】

更に、第１の推定部２６は、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４の内、未指定の第２のＵＥ４を指定する（ステップＳ３３）。第１の推定部２６は、未指定の第２のＵＥ４を指定した後、第１の通信量を推定する（ステップＳ３４）。つまり、第１の推定部２６は、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４がＨＯ実行あり、かつ、指定した第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での第１の推定期間における第１のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の第１の通信量を推定する。

【0089】

尚、第１の通信量は、図１に示す無線システム１の場合、＃１２の第１のＵＥ４及び＃２１の第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での＃２１～＃２３の第２のＵＥ４の各通信量である。また、第１の通信量は、＃１２の第１のＵＥ４及び＃２２の第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での＃２１～＃２３の第２のＵＥ４の各通信量である。また、第１の通信量は、＃１２の第１のＵＥ４及び＃２３の第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での＃２１～＃２３の第２のＵＥ４の各通信量である。

【0090】

更に、第１の推定部２６は、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４がＨＯ実行あり、かつ、指定した第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での第１の推定期間における第２のＨＯ先に接続している各ＵＥ４の第２の通信量を推定する（ステップＳ３５）。尚、第２の通信量は、図１に示す無線システム１の場合、＃１２の第１のＵＥ４及び＃２１の第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での＃３１の第３のＵＥ４の通信量である。また、第２の通信量は、＃１２の第１のＵＥ４及び＃２２の第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での＃３１の第３のＵＥ４の通信量である。また、第２の通信量は、＃１２の第１のＵＥ４及び＃２３の第２のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した状態での＃３１の第３のＵＥ４の通信量である。

【0091】

そして、第１の推定部２６は、第１のＨＯ先に接続する未指定の第２のＵＥ４があるか否かを判定する（ステップＳ３６）。第１の推定部２６は、未指定の第２のＵＥ４がある場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、未指定の第２のＵＥ４を指定すべく、ステップＳ３３の処理に戻る。

【0092】

図８は、第１のＨＯ実行処理に使用する第１の通信量又は第２の通信量のパターンの一例を示す説明図である。第１の推定部２６は、ＨＯ実行ありと仮定した第１のＵＥ４及び指定の第２のＵＥ４の組合せのパターン毎に、推定した第１の通信量及び第２の通信量をメモリ１７内に保持している。

【0093】

算出部２７は、未指定の第２のＵＥ４がない場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、推定したＵＥ４毎の第３の通信量の総和と、推定したＵＥ４毎の第４の通信量の総和との合計で第２のＨＯ無のシステムスループットを算出する（ステップＳ３７）。尚、第２のＨＯ無のシステムスループットは、第１のＨＯ先への第１のＵＥ４の第１のＨＯのみを実行すると仮定した場合のシステムスループットである。

【0094】

更に、算出部２７は、推定したＵＥ毎の第１の通信量の総和と、推定した第２の通信量の総和との合計で第２のＨＯ有のシステムスループットを算出する（ステップＳ３８）。尚、第２のＨＯ有のシステムスループットは、第１のＨＯ先への第１のＵＥ４の第１のＨＯ及び、第２のＨＯ先への第２のＵＥ４の第２のＨＯを実行すると仮定した場合のシステムスループットである。

【0095】

制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えたか否かを判定する（ステップＳ３９）。制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えた場合（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、第１のＨＯ及び第２のＨＯを実行する方が有利と判断する。そして、制御部２８は、最大の第１の通信量又は第２の通信量のパターンを特定する（ステップＳ４０）。つまり、制御部２８は、図８に示す組合せパターン毎に保持している第１の通信量及び第２の通信量の中から最大の通信量を特定し、特定した通信量の組合せパターンを特定する。尚、組合せパターンは、前述した通り、ＨＯ実行ありと仮定した第１のＵＥ４及び指定の第２のＵＥ４の組合せである。

【0096】

そして、制御部２８は、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４における第１のＨＯ先への第１のＨＯを実行すると共に、特定された組合せパターンに相当する第２のＵＥ４における第２のＨＯ先への第２のＨＯを実行する（ステップＳ４１）。そして、図７に示す処理動作を終了する。

【0097】

例えば、制御部２８は、最大の通信量が、例えば、ＨＯ実行ありと仮定した＃１２の第１のＵＥ４及び＃２３の第２のＵＥ４の組合せパターンの第１の通信量である場合、当該組合せパターンに相当する第２のＨＯ対象である＃２３の第２のＵＥ４を特定する。そして、制御部２８は、＃１２の第１のＵＥ４の第１のＨＯ先への第１のＨＯを実行すると共に、＃２３の第２のＵＥ４の第２のＨＯ先への第２のＨＯを実行することになる。

【0098】

また、制御部２８は、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えたのでない場合（ステップＳ３９：Ｎｏ）、第１のＨＯのみを実行する方が有利と判断する。そして、制御部２８は、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４の第１のＨＯ先への第１のＨＯを実行すると共に、第２のＵＥ４の第２のＨＯ先への第２のＨＯを実行せず（ステップＳ４２）、図７に示す処理動作を終了する。

【0099】

第１の推定部２６は、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４がない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、第１のＵＥ４の第１のＨＯ先への第１のＨＯを実行すると共に、第２のＵＥ４の第２のＨＯ先への第２のＨＯを実行せずにステップＳ４２の処理に移行する。

【0100】

制御装置５は、ＨＯ元の第１のＵＥ４の第２のＨＯ条件を満たした場合、第１のＵＥ４の第１のＨＯ先へのＨＯ実行あり、第１のＨＯ先に接続する第２のＨＯ先へのＨＯ実行ありと仮定した状態での第１のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の第１の通信量を推定する。制御装置５は、ＨＯ元の第１のＵＥ４の第２のＨＯ条件を満たした場合、第１のＵＥ４の第１のＨＯ先へのＨＯ実行あり、第１のＨＯ先に接続する第２のＨＯ先へのＨＯ実行ありと仮定した状態での第２のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の第２の通信量を推定する。制御装置５は、ＨＯ元の第１のＵＥ４の第２のＨＯ条件を満たした場合、第１のＵＥ４の第１のＨＯ先へのＨＯ実行あり、第１のＨＯ先に接続する第２のＨＯ先へのＨＯ実行なしと仮定した状態での第１のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の第３の通信量を推定する。制御装置５は、ＨＯ元の第１のＵＥ４の第２のＨＯ条件を満たした場合、第１のＵＥ４の第１のＨＯ先へのＨＯ実行あり、第１のＨＯ先に接続する第２のＨＯ先へのＨＯ実行なしと仮定した状態での第２のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の第４の通信量を推定する。

【0101】

制御装置５は、各ＵＥ４の第１の通信量及び第２の通信量の合計である第２のＨＯ有のシステムスループットと、各ＵＥ４の第３の通信量及び第４の通信量の合計である第２のＨＯ有のシステムスループットとに基づき、第１のＨＯ及び第２のＨＯを制御する。つまり、制御装置５は、第１のＨＯ先への第１のＵＥ４の第１のＨＯ及び第２のＨＯ先への第２のＵＥ４の第２のＨＯを実行すると仮定した場合の第２のＨＯ有のシステムスループットの方が大きい場合、第１のＨＯ及び第２のＨＯを実行する。その結果、ＨＯ元、第１のＨＯ先及び第２のＨＯ先内の各ＵＥ４の通信量を考慮した第１のＨＯ及び第２のＨＯを実現できる。

【0102】

制御装置５は、第１のＨＯ先への第１のＵＥ４の第１のＨＯのみを実行すると仮定した場合の第２のＨＯ無のシステムスループットが第２のＨＯ有のシステムスループット以下の場合、第１のＨＯのみを実行する。その結果、ＨＯ元、第１のＨＯ先及び第２のＨＯ先内の各ＵＥ４の通信量を考慮した第１のＨＯを実現できる。

【0103】

また、制御装置５は、第１のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４がＨＯ実行ありと仮定した場合のＨＯ元に接続する各ＵＥ４の第５の通信量及び第１のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の第６の通信量を推定する。更に、制御装置５は、第１のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４がＨＯ実行なしと仮定した場合のＨＯ元に接続する各ＵＥ４の第７の通信量及び第１のＨＯ先に接続する各ＵＥ４の第８の通信量を推定する。制御装置５は、各ＵＥ４の第５の通信量及び第６の通信量の合計である第１のＨＯ有のシステムスループットと、各ＵＥ４の第７の通信量及び第８の通信量の合計である第１のＨＯ有のシステムスループットとに基づき、第１のＨＯの第２のＨＯ条件を判定する。その結果、ＨＯ元及び第１のＨＯ先内の各ＵＥ４の通信量を考慮した第１のＨＯのＨＯ条件を判定できる。

【0104】

尚、制御装置５は、未来のスループットの推定値を利用してＨＯを制御する。ただし、現在時刻から離れるほど、ＲＳ３及びＵＥ４の位置の予測の精度が低下し、スループットの推定の精度が低くなる。そこで、第２の推定部２４は、現在時刻からの経過時間に応じて変化する補正パラメータ（または、補正係数）を利用してスループットの推定値を補正してもよい。

【0105】

図９は、スループットの推定値を補正するパラメータＣｏｒの一例を示す。横軸は、現在時刻からの経過時間γを表す。本実施例では、補正パラメータＣｏｒは、（数式１２）で表現できる。

【0106】

【数12】

【0107】

補正パラメータを使用する場合、ＨＯを実行すると仮定した状態での通信量Ｅ＿ＨＯ有は（数式１３ａ）で表現できる。更に、ＨＯを実行しないと仮定した状態での通信量Ｅ＿ＨＯ無は（数式１３ｂ）で表現できる。

【0108】

【数13】

【0109】

上述の補正パラメータＣｏｒを使用する場合、スループットの推定精度が低い時間帯の影響が小さくなる。よって、ＨＯを実行するか否かの判定の精度の改善を期待できる。

【0110】

＜伝送路の推定＞
伝送路推定部２２は、２つの無線デバイスの間の伝送路の損失を推定する。尚、無線デバイスは、例えば、ＢＳ２、ＲＳ３やＵＥ４である。伝送路推定部２２は、例えば、ＢＳ２とＵＥ４との間の伝送路の損失と、ＲＳ３とＵＥ４との間の伝送路の損失とを推定する。ここで、伝送路の損失は、２つの無線デバイスの間の距離と、２つの無線デバイスの周辺の電波環境とに依存する。

【0111】

図１０は、伝送路の推定方法の一例を示す説明図である。この例では、ＲＳから送信される電波は、障害物に遮られることなく、直接、ＵＥｘに到達している。すなわち、ＲＳとＵＥｘとの間の伝送路はＬＯＳ（Line of sight）である。これに対して、ＲＳから送信される電波は、ＵＥｙに直接到達できず、その反射波（又は回折波）がＵＥｙに到達している。すなわち、ＲＳとＵＥｙとの間の伝送路はＮＬＯＳ（Non-Line of sight）である。但し、一般的な通信環境では、ＬＯＳ及びＮＬＯＳが混在する。従って、伝送路の損失を推定するためには、２つの無線デバイス間のＬＯＳ確率及びＮＬＯＳ確率を算出する必要がある。

【0112】

ＬＯＳ確率は、（数式１４ａ）で表現できる。更に、ＮＬＯＳ確率は、（数式１４ｂ）式で表現できる。

【0113】

【数14】

【0114】

θは、図１０に示すＲＳとＵＥｚとの間の仰角である。ｒは、ＲＳとＵＥとの間の水平距離である。ｈは、ＲＳが設けられている位置の高さである。「ａ」及び「ｂ」は、それぞれ環境に対応する固有の値であり、既知とする。

【0115】

このように、ＬＯＳ確率及びＮＬＯＳ確率は、２つの無線デバイスの位置に基づき計算できる。従って、（数式３）及び（数式４）を用いてＲＳ３及びＵＥ４の位置を推定する場合、ＲＳ３とＵＥ４との間のＬＯＳ確率及びＮＬＯＳ確率を得る。

【0116】

ＬＯＳ及びＮＬＯＳの伝搬損失は、それぞれ（数式１５ａ）及び（数式１５ｂ）で表現できる。

【0117】

【数15】

【0118】

ｆは、無線システム１において使用される周波数である。ｄは、２つの無線デバイス間の直線距離である。ｃは、光の速度である。（数式１５ａ）及び（数式１５ｂ）の第１項は、それぞれ自由空間パス損失であって、ＬＯＳ及びＮＬＯＳに対して同じである。これに対して、ηLOS及びηNLOSは、それぞれ、ＬＯＳ及びＮＬＯＳに対応する追加パス損失である。追加パス損失は、ＬＯＳ及びＮＬＯＳに対して互いに異なる。尚、ＬＯＳ及びＮＬＯＳの追加パス損失は、それぞれ、２つの無線デバイスの周辺の環境に基づいて計算可能である。

【0119】

ここで、ＬＯＳの損失は、ＬＯＳの伝搬損失にＬＯＳ確率を乗算することで得られる。ＮＬＯＳの損失は、ＮＬＯＳの伝搬損失にＮＬＯＳ確率を乗算することで得られる。そして、２つの無線デバイス間の伝送路の損失は、ＬＯＳの損失とＮＬＯＳの損失との和である。従って、ＬＯＳ及びＮＬＯＳを考慮した伝送路損失ＰＬは（数式１６）で表現できる。

【0120】

【数16】

【0121】

２つの無線デバイス間の伝送路の損失は、２つの無線デバイスの位置に基づいて算出される。従って、（数式５）に示すＨＯ元であるサービングＢＳ／ＲＳとＵＥ４との間の伝送路の損失は、サービングＢＳ／ＲＳ及びＵＥ４の位置に基づいて算出可能である。また、（数式６）に示すＨＯ先であるターゲットＢＳ／ＲＳとＵＥ４との間の伝送路の損失は、ターゲットＢＳ／ＲＳ及びＵＥ４の位置に基づいて算出可能である。ここで、各ＲＳ３及び各ＵＥ４の位置は、（数式３）及び（数式４）を利用して予測できる。従って、伝送路推定部２２は、ＨＯ元とＵＥ４との間の伝送路の損失と、ＨＯ先とＵＥ４との間の伝送路の損失とを推定できる。

【0122】

なお、２つの無線デバイス間の伝送路の損失を推定する方法は、例えば、下記の文献に記載されている。Bo Hu et al.， A Trajectory Prediction Based Intelligent Handover Control Method in UAV Cellular Networks, China Communications, January 2019

【0123】

また、各無線デバイス（ＲＳ３、ＵＥ４）の位置は、機械学習で予測してもよい。例えば、各無線デバイスが所定の経路に沿って移動するケースにおいて、それらの経路が互いに交わっているときには、衝突が発生すると判定される。この場合、衝突を回避するように各デバイスの移動を予測する。また、上述した文献Ｂｏ Ｈｕに記載されている方法で各無線デバイスの位置を予測してもよい。

【0124】

＜スループットの推定＞
本実施例では、ＵＥ４からＢＳ／ＲＳ（ＢＳ２又はＲＳ３）に伝送される信号のスループットを推定する。先ず、ＵＥ４から送信される信号に対するＢＳ／ＲＳの受信電力量を定義する。（数式１７ａ）は、ＵＥｉから送信される信号をＢＳ２が受信したときの受信電力量である。（数式１７ｂ）は、ＵＥｉから送信される信号をＲＳ３が受信したときの受信電力量である。

【0125】

【数17】

【0126】

尚、伝送路の損失ＰＬは、実質的に２つの無線デバイス間の距離のみに依存するので、ＵＥ４からＢＳ／ＲＳに信号が送信されるケースと、ＢＳ／ＲＳからＵＥ４に信号が送信されるケースとで互いに同じである。

【0127】

２つの無線デバイス間のスループットは、（数式１０）に示すように、ＳＩＮＲに依存する。ＳＩＮＲは、希望信号電力、干渉信号電力、及び雑音信号電力に基づいて算出される。尚、以下では、ＢＳ２のセル内に１又は複数のＲＳ３及び、１又は複数のＵＥ４が存在するものとする。また、以下では、ＵＥ４からＲＳ３に伝送される信号のスループットについて記載するが、ＵＥ４からＢＳ２に伝送される信号のスループットについても同様である。

【0128】

以下の記載では、ＲＳｋに接続するＵＥｕが信号を送信し、ＲＳｋがその信号を希望信号として受信するケースについて説明する。この場合、時刻ｔにおいて、ＲＳｋにおける希望信号電力Ｓは、（数式１８）で表現できる。なお、（数式１８）の右辺は、（数式１７ｂ）を用いて算出可能である。即ち、（数式１７ｂ）を用いてＲＳｋにおける希望信号電力Ｓを算出可能である。

【0129】

【数18】

【0130】

時刻ｔにおける雑音信号電力Ｎは、（数式１９）で表現できる。Ｎ0は、常温下での熱雑音レベルを表し、－１７４である。ＮＦは、雑音指数（Noise Figure）である。ＢＷは、信号の帯域幅である。

【0131】

【数19】

【0132】

干渉信号電力は、この例では、第１の干渉信号電力と第２の干渉信号電力との和で表現できる。第１の干渉信号電力は、ＲＳｋに接続するＵＥのうちの、ＵＥｕ以外の各ＵＥから送信される信号に係わる干渉信号電力である。すなわち、第１の干渉信号電力は、ＲＳｋに接続する他のＵＥから送信される信号に係わる干渉信号電力である。具体的には、ＲＳｋに接続する他のＵＥがそれぞれ信号を送信し、ＲＳｋがそれらの信号を干渉信号として受信した場合、第１の干渉信号電力はそれらの干渉信号と受信電力との和である。従って、第１の干渉信号電力は、（数式２０）で表現できる。尚、（数式２０）中の各電力Ｐは、各ＲＳ及び各ＵＥの位置を予測することにより、（数式１７ｂ）を用いて算出可能である。

【0133】

【数20】

【0134】

第２の干渉信号電力は、ＲＳｋ以外のＲＳに接続するＵＥから送信される信号に係わる干渉信号電力である。具体的には、ＲＳｋ以外のＲＳに接続するＵＥがそれぞれ信号を送信し、ＲＳｋがそれらの信号を干渉信号として受信した場合、第２の干渉信号電力はそれらの干渉信号と受信電力との和である。従って、第２の干渉信号電力は、（数式２１）で表現できる。尚、（数式２１）中の各電力Ｐは、各ＲＳ及び各ＵＥの位置を予測することにより、（数式１７ｂ）を用いて算出可能である。

【0135】

【数21】

【0136】

従って、時刻ｔにおいて、ＲＳｋに接続するＵＥｕが信号を送信し、ＲＳｋがその信号を希望信号として受信するケースにおいて、ＳＩＮＲは（数式２２）で表現できる。

【0137】

【数22】

【0138】

従って、（数式２２）式で得られるＳＩＮＲを（数式１０）に与えれば、中継局ＲＳｋに接続するＵＥｕが信号を送信し、ＲＳｋがその信号を希望信号として受信するケースでのスループットを算出できる。

【0139】

図１１は、ＳＩＮＲの計算方法の一例を示す説明図である。この例では、無線リンクを介してＢＳにＲＳ＃１～ＲＳ＃２が接続されている。ＲＳ＃１には、無線リンクを介してＵＥ＃１～ＵＥ＃３が接続されている。ＲＳ＃２には、無線リンクを介してＵＥ＃４及びＵＥ＃５が接続されている。

【0140】

この無線システムにおいて、ＵＥ＃１から信号が送信され、ＲＳ＃１がその信号を希望信号として受信する。この場合、ＲＳ＃１がＵＥ＃１から受信する信号の電力が希望信号電力に相当する。また、ＵＥ＃２及びＵＥ＃３は、ＲＳ＃１に接続する他のＵＥに相当する。よって、ＲＳ＃１がＵＥ＃２及びＵＥ＃３から受信する信号の電力の和が第１の干渉信号電力に相当する。さらに、ＲＳ＃２は、ＵＥ＃１が接続していないＲＳに相当する。よって、ＲＳ＃１がＵＥ＃４及びＵＥ＃５から受信する信号の電力の和が第２の干渉信号電力に相当する。

【0141】

尚、実施例１の制御装置５は、ステップＳ３１にて第１のＨＯ先に接続する第２のＵＥ４がある場合にステップＳ３２の処理動作を実行する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。そこで、その実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。

【実施例0142】

図１２は、実施例２のＢＳ２の一例を示す説明図である。尚、実施例１の無線システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図２に示すＢＳ２内の制御装置５と図１２に示すＢＳ２内の制御装置５Ａとが異なるところは、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４の中で、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４がある場合にステップＳ３２の処理動作を実行する点にある。

【0143】

図１２に示す制御装置５Ａは、位置予測部２１、伝送路推定部２２、第１の判定部２３、第２の推定部２４、第２の判定部２５、第１の推定部２６、算出部２７及び制御部２８Ａの他に、第３の判定部２９を有する。

【0144】

第３の判定部２９は、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４の中で、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４があるか否かを判定する。閾値は、ＨＯ実行に際して期待する各ＵＥ４のスループットの最小値である。ＨＯを実行した際に、ＨＯ先に接続しているＵＥ４と、ＨＯを実行したＵＥ４のいずれかが閾値を下回った場合にステップＳ３２の処理動作を開始することになる。

【0145】

つまり、第１の推定部２６は、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４がある場合に、第３の通信量及び第４の通信量を推定する動作を開始することになる。言い換えると、制御装置５Ａは、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４がない場合、第１のＨＯ先にＨＯ対象のＵＥ４が存在しないと判断して第１の推定部２６の推定動作を実行しないということになる。

【0146】

図１３Ａ及び図１３Ｂは、実施例２の第１のＨＯ実行処理に関わる制御装置５Ａの処理動作の一例を示すフローチャートである。図１３Ａに示す処理は、図６Ｂに示すステップＳ２５において第１のＨＯ条件を満たしたＵＥ４が第２のＨＯ条件を満たした場合に実行する。図１３Ａにおいて制御装置５Ａ内の第３の判定部２９は、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４の中で、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４があるか否かを判定する（ステップＳ３１Ａ）。

【0147】

第１の推定部２６は、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４がある場合（ステップＳ３１Ａ：Ｙｅｓ）、第３の通信量及び第４の通信量を推定するステップＳ３２の処理に移行する。また、第３の判定部２９は、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４がない場合（ステップＳ３１Ａ：Ｎｏ）、図１３Ｂに示すステップＳ５６の処理に移行する。尚、ステップＳ５６の処理は、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４における第１のＨＯ先への第１のＨＯを実行すると共に、第２のＵＥ４における第２のＨＯ先への第２のＨＯを実行しない処理である。つまり、第１のＵＥ４のＨＯ実行に伴う第１のＨＯ先にＨＯ対象の第２のＵＥ４がないため、制御装置５Ａの図１３Ａに示すステップＳ３２～ステップＳ３９までの第２のＨＯのシステムスループットを推定する処理負担を軽減できる。

【0148】

また、図１３Ｂにおいて制御部２８Ａは、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えた場合（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、第１の通信量及び第２の通信量から最小値のパターンを特定する（ステップＳ５１）。

【0149】

更に、制御部２８Ａは、最小値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。制御部２８Ａは、最小値が閾値以上である場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、閾値以上の組合せパターンから通信量が最大の第１の通信量又は第２の通信量の組合せパターンを特定する（ステップＳ５３）。制御部２８Ａは、図８に示す組合せパターン毎に保持している最小値が閾値以上の第１の通信量及び第２の通信量の中から最大の通信量を特定する。つまり、制御部２８Ａは、最小値が閾値以上の第１の通信量及び第２の通信量に絞り込むことで第２のＨＯを実行する第２のＵＥ４を特定する際の処理負担を軽減できる。

【0150】

そして、制御部２８Ａは、特定した最大の第１の通信量又は第２の通信量の組合せパターンから第２のＨＯ先に第２のＨＯを実行する第２のＵＥ４を特定する。制御部２８Ａは、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４の第１のＨＯ先への第１のＨＯを実行すると共に、特定された組合せパターンに相当する第２のＵＥ４の第２のＨＯ先への第２のＨＯを実行し（ステップＳ５４）、図１３Ｂに示す処理動作を終了する。

【0151】

また、制御部２８Ａは、最小値が閾値以上でない場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、全ての組合せパターンから通信量が最大の第１の通信量又は第２の通信量の組合せパターンを特定し（ステップＳ５５）、ステップＳ５４の処理に移行する。

【0152】

また、制御部２８Ａは、第２のＨＯ有のシステムスループットが第２のＨＯ無のシステムスループットを超えたのでない場合（ステップＳ３９：Ｎｏ）、第１のＵＥ４及び第２のＵＥ４のＨＯを制御する。すなわち、制御部２８Ａは、第２のＵＥ４の第２のＨＯを実行せずに、第２のＨＯ条件を満たした第１のＵＥ４の第１のＨＯを実行し（ステップＳ５６）、図１３Ｂに示す処理動作を終了する。

【0153】

実施例２の制御装置５Ａは、第２のＨＯ条件を満たした場合、第１のＨＯ先に接続している第２のＵＥ４の中で、第１のＨＯ先との通信量が閾値未満の第２のＵＥ４がない場合に第１の推定部２６の推定動作を実行せず、第１のＨＯを実行する。その結果、第２のＨＯのシステムスループットを処理する負担を軽減できる。

【0154】

制御装置５Ａは、第２のＨＯ有のシステムスループットの方が大きい場合、最小値が閾値以上の第１の通信量及び第２の通信量の中から最大の通信量を特定し、特定され最大の通信量から第２のＨＯを実行する第２のＵＥ４を特定する。その結果、最小値が閾値以上の第１の通信量及び第２の通信量に絞り込むことで第２のＨＯを実行する第２のＵＥ４を特定する際の処理負担を軽減できる。

【0155】

実施例１及び２では、ＨＯ実行中のスループット（図３Ａ及び図３Ｂでは、ＴＰ＿ＨＯ中）がゼロであるものとして、スループット推定期間内のＵＥ４の通信量を計算する。そして、この通信量に基づいて、ＨＯを実行するか否かを判定する場合を例示した。

【0156】

例えば、制御装置５は、ＢＳ２に実装する場合、無線システム１全体のスループットを考慮して、ＨＯを実行するか否かを判定できる。この場合、第１の推定部２６及び第２の推定部２４は、ＢＳ２のセル内に存在する全てのＵＥ４の総スループットを推定できる。ここで、ある１つのＵＥ４に対するＨＯが実行中であっても、他のＵＥ４は通信を継続できる。従って、スループットを実行すると仮定した状態での通信量を推定する際には、ＨＯが実行中（図３Ａ及び図３Ｂに示す例では、時刻ｋから時刻ｋ＋Ｔ）のスループットも考慮することが好ましい。

【0157】

尚、実施例１の制御装置５では、ＨＯを実行するか否かを判定する際に、ＨＯ元及びＨＯ先に接続するＵＥ４毎の通信量を推定する場合を例示したが、これに限定されるものではない。そこで、前述した通り、無線システム１内の全てのＵＥ４の総スループットを推定しても良い。そこで、このような実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。尚、実施例１の無線システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。