Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7277300B2 - Wireless communication unit and wireless network system using it - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7277300B2 - Wireless communication unit and wireless network system using it - Google Patents

Wireless communication unit and wireless network system using it Download PDF

Info

Publication number
JP7277300B2
JP7277300B2 JP2019132972A JP2019132972A JP7277300B2 JP 7277300 B2 JP7277300 B2 JP 7277300B2 JP 2019132972 A JP2019132972 A JP 2019132972A JP 2019132972 A JP2019132972 A JP 2019132972A JP 7277300 B2 JP7277300 B2 JP 7277300B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
radio
wireless communication
wireless
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019132972A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021019250A (en
Inventor
克彦 佐藤
祐介 江川
国充 新井
智志 前田
貞行 勝又
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2019132972A priority Critical patent/JP7277300B2/en
Publication of JP2021019250A publication Critical patent/JP2021019250A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7277300B2 publication Critical patent/JP7277300B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

この発明は、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットに関するものであり、複数ユニット間の連携動作を容易に実現でき、広域エリアのカバーリング対応にも好適に使用可能な無線通信ユニットと、それを用いた無線ネットワークシステムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wireless communication unit for performing wireless network communication with a mobile terminal, which can easily realize cooperative operation between a plurality of units, and can be suitably used for covering a wide area. The present invention relates to a wireless communication unit and a wireless network system using it.

例えば、3GPP仕様に基づく高速通信規格(例えば、LTE(Long Term Evolution)あるいはWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)の無線通信ネットワークにおいては、無線通信アクセス網を収容するEPC(Evolved Packet Core)をエリア内に構築することが必須であり、移動端末が接続する無線基地局は該EPCを介してIPパケットの送受信制御を受ける。一方、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットPCなどの移動端末の普及に伴い、海上や過疎地域、あるいは災害等により通信機能が喪失した地域など、EPCや無線基地局がインフラ的に整備されていない地域(以下、「無線非整備地域」と称する)においても、移動端末を利用したいという要望が高まっている。 For example, in a wireless communication network of a high-speed communication standard based on 3GPP specifications (for example, LTE (Long Term Evolution) or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), an EPC (Evolved Packet Core) that accommodates the wireless communication access network is placed within the area. The wireless base station to which the mobile terminal connects receives IP packet transmission/reception control via the EPC.On the other hand, with the spread of mobile terminals such as mobile phones, smart phones and tablet PCs, maritime I want to use mobile terminals even in areas where EPC and wireless base stations are not developed as infrastructure (hereinafter referred to as "wireless areas") such as depopulated areas, areas where communication functions have been lost due to disasters, etc. There is a growing demand for

こうした要望に応えるべく、例えば特許文献1には、無線基地局とEPC機能部とを一体化した複合型の無線通信ユニットが提案されている。このような無線通信ユニットを上記のような無線非整備地域に設置することで、該ユニットに含まれる無線基地局部により小規模ながら通信可能エリアが構築され、ユニット内のEPC機能部が通信制御を行なう形で、前記無線基地局部に接続する複数の移動端末間で無線通信を行なうことが可能となる。しかし、無線通信ユニット1台でカバーできる通信エリアは狭く、また、通信容量も限られている。この場合、無線非整備地域内に無線通信ユニットを複数台配置することも考えられるが、ユニット間での通信連携が考慮されておらず、異なる複合装置に接続された移動端末同士の通信ができない、という欠点がある。また、移動端末の接続台数が増えたり、動画データなどの大容量データの送受信がなされたりした場合など、エリア内の通信トラフィックが過剰となった場合は輻輳などの問題を生じやすい問題がある。 In order to meet such a demand, Patent Document 1, for example, proposes a composite wireless communication unit in which a wireless base station and an EPC function unit are integrated. By installing such a wireless communication unit in the wireless unserviced area as described above, a small but communicable area is constructed by the wireless base station section included in the unit, and the EPC function section in the unit performs communication control. In this manner, wireless communication can be performed among a plurality of mobile terminals connected to the wireless base station section. However, the communication area that can be covered by one wireless communication unit is narrow, and the communication capacity is also limited. In this case, it is conceivable to place multiple wireless communication units in an area where wireless communication is not available. , there is a drawback. In addition, when the number of connected mobile terminals increases, or when large-capacity data such as video data is transmitted and received, problems such as congestion tend to occur when communication traffic in the area becomes excessive.

そこで、特許文献2~7には、複数の無線通信ユニットを連携させ、移動端末からの通信トラフィックを各無線通信ユニットに分散して転送処理する構成が開示されている。具体的には、特許文献5の図6に、移動端末との通信をオフロードさせるための無線通信ユニット同士の連携経路として、衛星装置を経由する形態が開示されている。 Therefore, Patent Documents 2 to 7 disclose configurations in which a plurality of wireless communication units are linked, and communication traffic from a mobile terminal is distributed to each wireless communication unit for transfer processing. Specifically, FIG. 6 of Patent Document 5 discloses a configuration in which a satellite device is used as a cooperation route between wireless communication units for offloading communication with a mobile terminal.

特開2016- 12841号公報JP 2016-12841 特開2018-137661号公報JP 2018-137661 A 特開2018-137662号公報JP 2018-137662 A 特開2018-137663号公報JP 2018-137663 A 特開2018-137664号公報JP 2018-137664 A 特開2018-137665号公報JP 2018-137665 A 特開2018-137666号公報JP 2018-137666 A

特許文献2~7においては、複数の無線通信ユニットが相互接続されている様子が図示されている(例えば、特許文献2の図1等)。上述した衛星装置を経由したオフロード形態を除くと、この接続がいかなる実体にて構成されものかにつき、具体的な開示は文献中にてなされていない。しかし、仮に無線通信ユニット間が有線接続されていると考えた場合、無線非整備地域内の相応に広い通信エリア内に無線通信ユニットを分散配置しようとすれば、装置間を接続する通信ケーブルが非常に長くなる。その結果、信号品質及び通信容量の低下を招き、これを防止するための中継装置が必要となるなど、接続インフラ構築のためのコストが高騰する問題がある。さらに、列車や自動車、船舶など、無線通信ユニットが移動体に搭載される用途にあっては、各無線通信ユニットをケーブル接続することは物理的に不可能である。また、仮に無線通信ユニット同士も無線接続されていると考えた場合、複数の無線通信ユニットにより広い通信エリアをカバーリングする上での、それら無線通信ユニットの接続トポロジーについての考慮もなされていない。 Patent Documents 2 to 7 illustrate how a plurality of wireless communication units are interconnected (for example, FIG. 1 of Patent Document 2). There is no specific disclosure in the literature as to what entity constitutes this connection, except for the offloading configuration via satellite equipment discussed above. However, assuming that the wireless communication units are connected by wire, if you try to disperse the wireless communication units in a correspondingly wide communication area in an area where wireless communication is not available, the communication cable that connects the devices will be required. gets very long. As a result, the signal quality and communication capacity are degraded, and a repeater device is required to prevent this. Furthermore, in applications where wireless communication units are mounted on moving bodies such as trains, automobiles, and ships, it is physically impossible to connect each wireless communication unit with a cable. Also, if it is assumed that the wireless communication units are wirelessly connected to each other, the connection topology of the wireless communication units is not taken into consideration when covering a wide communication area with a plurality of wireless communication units.

本発明の課題は、複数の無線通信ユニットを簡便な構造により無線連携させることが可能であり、ひいては複数ユニット間の連携動作を容易に実現できるとともに、無線通信ユニット同士の接続トポロジーをより柔軟に設定可能な無線通信ユニットと、それを用いた無線ネットワークシステムとを提供することにある。 An object of the present invention is to make it possible to wirelessly link a plurality of wireless communication units with a simple structure. An object of the present invention is to provide a configurable wireless communication unit and a wireless network system using it.

上記の課題を解決するために、本発明の無線通信ユニットは、移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な複数の中継無線通信部とを備え、無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて下流中継無線通信部とともに下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は端末用無線ベアラ設定要求を受けて移動端末とともに端末用無線ベアラを構築するものであり、複数の中継無線通信部は、上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて上流無線基地局部とともに上流ユニット間無線ベアラを個別に構築することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a wireless communication unit according to the present invention is configured to be mountable on a mobile body and is a wireless communication unit for performing wireless network communication with a mobile terminal, the mobile terminal comprising: A radio base station unit connectable via a terminal radio bearer, an EPC (Evolved Packet Core) function unit connected by wire to the radio base station unit and functioning as an upper network control unit for the radio base station unit, and a wire connection to the EPC function unit While being connected, via the radio base station section of the upstream unit (hereinafter referred to as the upstream radio base station section), which is a first separate radio communication unit, and the upstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as the upstream inter-unit radio bearer) and a plurality of relay wireless communication units that can be connected to each other via the wireless base station unit. A connection is possible via a wireless bearer between units (hereinafter referred to as a wireless bearer between downstream units), and the EPC function unit transmits a wireless bearer setting request between downstream units to the wireless base station unit, while the wireless base station unit performs wireless communication between downstream units. In response to a bearer setting request, a wireless bearer between downstream units is constructed together with the downstream relay wireless communication unit. A terminal radio bearer is constructed together with a mobile terminal in response to a bearer setting request. It is characterized by receiving a bearer setting request, and individually constructing an upstream unit-to-unit radio bearer together with an upstream radio base station section in response to the upstream unit-to-unit radio bearer setting request.

また、本発明の無線ネットワークシステムは、移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な複数の中継無線通信部とを備え、無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて下流中継無線通信部とともに下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を無線基地局部に送信する一方、無線基地局部は端末用無線ベアラ設定要求を受けて移動端末とともに端末用無線ベアラを構築するものであり、複数の中継無線通信部は、上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて上流無線基地局部とともに上流ユニット間無線ベアラを個別に構築するように個々に構成された無線通信ユニットが複数配置された無線通信ユニット群からなり、該無線通信ユニット群は、互いに隣接する無線通信ユニット対の基地局セルが一部重なる位置関係でユニット間無線ベアラにより接続されるとともに、無線通信ユニット対の一方に接続された移動端末と他方に接続された移動端末とが、無線通信ユニット対及び該無線通信ユニット対を接続するユニット間無線ベアラを介してIPパケットの送受信を行なうことを特徴とする。 Further, the radio network system of the present invention is a radio communication unit configured to be mountable on a mobile object and for performing radio network communication with a mobile terminal, wherein the mobile terminal communicates with the mobile terminal via a terminal radio bearer. A connectable wireless base station unit, an EPC (Evolved Packet Core) functional unit wired to the wireless base station unit and functioning as an upper network control unit for the wireless base station unit, and a wired connection to the EPC functional unit, a first A plurality of relays that can be connected via a wireless base station section of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream wireless base station section), which is another wireless communication unit of the upstream unit, and an upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as an upstream inter-unit wireless bearer) a wireless communication unit, and the wireless base station unit includes a relay wireless communication unit (hereinafter referred to as a downstream relay wireless communication unit) of a downstream unit that is a second separate wireless communication unit (hereinafter referred to as a downstream relay wireless communication unit) and a downstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as The EPC function unit transmits a request for setting a wireless bearer between downstream units to the wireless base station unit, while the wireless base station unit receives the request for setting a wireless bearer between downstream units, and transmits the wireless bearer setting request between downstream units to the downstream unit. It constructs a radio bearer between downstream units together with the relay radio communication section. While the EPC function section transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station section, the radio base station section receives the terminal radio bearer setting request and moves. A terminal radio bearer is constructed together with a terminal, and a plurality of relay radio communication units receive a radio bearer setting request between upstream units issued by an EPC function unit of an upstream unit (hereinafter referred to as an upstream EPC function unit), comprising a radio communication unit group in which a plurality of radio communication units individually configured to independently establish a radio bearer between upstream units together with an upstream radio base station section in response to the radio bearer setting request between upstream units; The communication unit group is connected by an inter-unit radio bearer in a positional relationship in which the base station cells of the wireless communication unit pairs adjacent to each other partially overlap, and is connected to the mobile terminal connected to one of the wireless communication unit pairs and the other. The mobile terminal transmits and receives IP packets via a wireless communication unit pair and an inter-unit wireless bearer connecting the wireless communication unit pair.

上記本発明の無線通信ユニット(及び無線ネットワークシステム)において、複数の中継無線通信部は、互いに異なる上流無線基地局部との間に、上流ユニット間無線ベアラを個別に構築可能なものとして構成できる。この場合、複数の中継無線通信部と互いに異なる上流無線基地局部との間に上流ユニット間無線ベアラを互いに異なる周波数チャネルを用いて個別に構築することが可能である。 In the radio communication unit (and the radio network system) of the present invention, the plurality of relay radio communication sections can be configured so as to be capable of individually constructing radio bearers between upstream units with different upstream radio base station sections. In this case, it is possible to individually establish upstream inter-unit radio bearers between a plurality of relay radio communication units and different upstream radio base station units using mutually different frequency channels.

上記本発明の無線通信ユニット(及び無線ネットワークシステム)は、その下位概念において、複数の中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態において新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合に、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、上流ユニットの候補から上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して上流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう上流ユニット間無線ベアラ構築制御部を各々備えるものとして構成できる。 In the wireless communication unit (and wireless network system) of the present invention, in its subordinate concept, a plurality of relay wireless communication units detects a candidate for an upstream unit to be a new connection destination while the upstream unit is not connected. Then, by transmitting an attach request for constructing a radio bearer between upstream units to the radio base station section of the candidate for the upstream unit, receiving a radio bearer setting request between the upstream units from the candidate for the upstream unit, and performing communication between the upstream units It is possible to configure each unit to include a radio bearer construction control section between upstream units that performs control for constructing a radio bearer.

また、無線基地局部は、複数の下流ユニットの中継無線通信部が個別の下流ユニット間無線ベアラを介して同時に接続可能となるように構成できる。この場合、無線基地局部と複数の下流ユニットの中継無線通信部との間に構築される個別の下流ユニット間無線ベアラは互いに同一の周波数チャネルを用いて構築することができる。さらに、無線基地局部は、下流ユニットの接続数が1以下の状態において、新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合に、該アタッチ要求をEPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの端末用無線ベアラ設定要求を受信して、下流ユニットの候補との間に下流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備えるものとして構成できる。 Also, the radio base station section can be configured so that the relay radio communication sections of a plurality of downstream units can be simultaneously connected via individual downstream unit-to-unit radio bearers. In this case, individual inter-downstream-unit radio bearers constructed between the radio base station section and the relay radio communication sections of a plurality of downstream units can be constructed using the same frequency channel. Furthermore, when the radio base station receives an attach request from a candidate for a downstream unit to be newly connected in a state in which the number of connected downstream units is one or less, the radio base station notifies the EPC function unit of the attach request, It can be configured to include a downstream unit radio bearer construction control section that receives a terminal radio bearer setting request from the EPC function section and performs control for constructing a downstream unit radio bearer with a downstream unit candidate. .

一方、上記本発明の無線通信ユニットは、無線基地局部が1つのEPC制御部に複数接続され、各々下流ユニットの中継無線通信部が接続可能となるように構成することもできる。この場合、1つのEPC制御部に複数接続される無線基地局部に対し、下流ユニットの中継無線通信部が各々互いに異なる周波数チャネル上に設定される下流ユニット間無線ベアラにより接続されるように構成できる。 On the other hand, the wireless communication unit of the present invention can also be configured such that a plurality of wireless base station sections are connected to one EPC control section, and each relay wireless communication section of a downstream unit can be connected. In this case, the relay wireless communication units of the downstream units can be configured to be connected to the multiple wireless base station units connected to one EPC control unit by wireless bearers between downstream units set on mutually different frequency channels. .

中継無線通信部が、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする上流ユニット接続切替制御部を有するように構成できる。 When there is a switching candidate unit which is a wireless communication unit different from the upstream unit and which can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit, the relay wireless communication unit connects to the switching candidate unit as a new upstream unit. It can be configured to have an upstream unit connection switching control section for switching.

また、上流ユニット接続切替制御部が、上流ユニットとの間の通信品質の低下により該上流ユニットとの接続が切断されるに伴い、切替候補ユニットに接続切り替えするように構成できる。 Further, the upstream unit connection switching control section can be configured to switch the connection to the switching candidate unit as the connection with the upstream unit is cut due to deterioration of the communication quality with the upstream unit.

EPC機能部は無線基地局部に対し、下流ユニットとの間の下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部を備える一方、無線基地局部は指示を受けて下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ切断制御部を備え、上流ユニット接続切替制御部は、上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定するように構成できる。この場合、より具体的には上流ユニット接続切替制御部は、各無線通信ユニットからCQI(Channel Quality Indicator)参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報を生成し、該CQI情報の内容に基づいて通信品質評価を行なうように構成できる。また、EPC機能部は、当該EPC機能部が属する無線通信ユニットへの下流ユニットの接続数が予め定められた上限数に達している場合には下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部が下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう一方、下流ユニットの接続数が上限数未満の場合は、下流ユニットの追加接続を許容するように構成できる。 The EPC function unit includes a downstream inter-unit radio bearer forced disconnection instruction unit that instructs the radio base station unit to temporarily and forcibly disconnect the radio bearer between downstream units with the downstream unit. a downstream unit connection switching control unit configured to perform disconnection control of a wireless bearer between downstream units in response to an instruction; Perform communication quality evaluation on each of the old upstream unit, which is a wireless communication unit connected as an upstream unit by a bearer, and the switching candidate unit, and wireless communication to be connected as a new upstream unit based on the result of the communication quality evaluation. Can be configured to determine the unit. In this case, more specifically, the upstream unit connection switching control section receives a CQI (Channel Quality Indicator) reference signal from each wireless communication unit, generates CQI information using the CQI reference signal, It can be configured to perform communication quality evaluation based on the content. Further, the EPC function unit instructs the inter-downstream unit wireless bearer forced disconnection instruction unit to It can be configured to issue an instruction to temporarily and forcibly disconnect the radio bearer, while permitting additional connections of the downstream unit if the number of connections of the downstream unit is less than the upper limit.

また、下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、接続中の下流ユニットとの距離を反映した下流ユニット距離情報を取得する下流ユニット距離情報取得部と、切替候補ユニットとの距離を反映した切替候補ユニット距離情報を取得する切替候補ユニット距離情報取得部と、取得された切替候補ユニット距離情報に反映される切替候補ユニットとの距離d1が、取得された下流ユニット距離情報に反映される下流ユニットとの距離dcよりも小さくなった場合に、下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なうように構成できる。 Further, the downstream unit wireless bearer forced disconnection instruction unit includes a downstream unit distance information acquisition unit that acquires downstream unit distance information that reflects the distance to the currently connected downstream unit, and a switching candidate unit that reflects the distance to the switching candidate unit. The distance d1 between the switching candidate unit distance information acquisition unit that acquires the unit distance information and the switching candidate unit reflected in the acquired switching candidate unit distance information is the downstream unit that is reflected in the acquired downstream unit distance information. can be configured to issue an instruction to temporarily and forcibly disconnect the wireless bearer between downstream units when the distance dc becomes smaller than the distance dc.

無線通信ユニットの現在位置を取得する現在位置取得部が設けられ、下流ユニット距離情報取得部及び切替候補ユニット距離情報取得部は、下流ユニット及び切替候補ユニットからそれぞれの現在位置を取得し、それらの現在位置の情報に基づいて前下流ユニットとの距離及び切替候補ユニットとの距離を各々算出するものとして構成できる。また、下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部は、下流ユニット間無線ベアラを切断する指示を予め定められた時間間隔にて周期的に出力するように構成することもできる。 A current position obtaining section for obtaining the current position of the wireless communication unit is provided, and the downstream unit distance information obtaining section and the switching candidate unit distance information obtaining section obtain the respective current positions from the downstream unit and the switching candidate unit, and The distance to the upstream/downstream unit and the distance to the switching candidate unit can be calculated based on the current position information. Further, the downstream inter-unit radio bearer forced disconnection instruction section can be configured to periodically output an instruction to disconnect the downstream inter-unit radio bearer at predetermined time intervals.

さらに、EPC機能部は、無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に端末用無線ベアラを介して接続中の複数の移動端末及び他の無線通信ユニットの中継無線通信部について、それら接続中の移動端末の端末特定情報を登録する接続中端末登録部を備え、無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先となる移動端末を接続中端末登録部の登録内容と照合し、送信先となる移動端末が、接続中端末登録部に登録された端末特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、IPパケットを該移動端末に無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、送信先となる移動端末が接続中端末登録部に登録されていない移動端末を示す場合にはIPパケットを中継無線通信部及び無線基地局部の少なくともいずれかから無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なうように構成できる。 In addition, the EPC function unit is configured to connect relay radio communication units of a plurality of mobile terminals and other radio communication units connected to the radio base station via terminal radio bearers within the communication area of the radio base station unit. A connected terminal registration section for registering terminal identification information of mobile terminals inside the network, and the mobile terminal that is the destination of the IP packet transferred from the radio base station section is compared with the registered contents of the connected terminal registration section and transmitted. When the destination mobile terminal indicates a mobile terminal corresponding to any of the terminal identification information registered in the connected terminal registration unit, the IP packet is transferred to the mobile terminal in a form that is looped back at the radio base station unit. On the other hand, when the destination mobile terminal indicates a mobile terminal that is not registered in the connected terminal registration section, the IP packet is sent from at least one of the relay radio communication section and the radio base station section to the destination outside the radio communication unit. It can be configured to control transfer.

この場合、EPC機能部は、共有化された中継無線通信部の端末特定情報に基づき、IPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照してIPパケットの転送制御を行なうとともに、無線ネットワークシステムに含まれる無線通信ユニットの数及び接続順序の少なくともいずれかが変更がなされた場合に、その変更内容に応じて転送テーブルの内容を更新する転送テーブル更新制御部を有するものとして構成することができる。 In this case, the EPC function unit creates an IP packet forwarding table based on the shared terminal identification information of the relay wireless communication unit, refers to the forwarding table, and performs IP packet forwarding control. When at least one of the number of wireless communication units included in the system and the order of connection is changed, it may be configured to have a transfer table update control section that updates the content of the transfer table according to the content of the change. can.

本発明の無線ネットワークシステムにおいては、無線通信ユニットの少なくとも1つのものにおいて、複数の中継無線通信部が各々互いに異なる上流ユニットの無線基地局部にユニット間無線ベアラにより接続されるよう構成することができる。無線通信ユニットの無線基地局部が、複数の下流ユニットの中継無線通信部が個別の下流ユニット間無線ベアラを介して同時に接続可能となるように構成されている場合は、さらに、無線通信ユニットの少なくとも1つのものにおいて、無線基地局部に対し互いに異なる下流ユニットがユニット間無線ベアラにより複数接続されるように構成することもできる。この場合、複数の無線通信ユニットはユニット間無線ベアラにより網目状に接続することも可能である。 In the wireless network system of the present invention, in at least one of the wireless communication units, a plurality of relay wireless communication units can be configured to be connected to wireless base station units of different upstream units by inter-unit wireless bearers. . When the radio base station section of the radio communication unit is configured to allow the relay radio communication sections of a plurality of downstream units to be simultaneously connected via individual inter-downstream unit radio bearers, at least In one configuration, a plurality of different downstream units may be connected to the radio base station section by inter-unit radio bearers. In this case, a plurality of wireless communication units can be connected in a mesh pattern by inter-unit wireless bearers.

ユニット間無線ベアラにより接続された複数の無線通信ユニットの各EPC機能部は、無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に端末用無線ベアラを介して接続中の複数の移動端末及び他の無線通信ユニットの中継無線通信部について、それら接続中の移動端末の端末特定情報を登録する接続中端末登録部を備え、無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先となる移動端末を接続中端末登録部の登録内容と照合し、送信先となる移動端末が、接続中端末登録部に登録された端末特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、IPパケットを該移動端末に無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、送信先となる移動端末が接続中端末登録部に登録されていない移動端末を示す場合にはIPパケットを中継無線通信部及び無線基地局部の少なくともいずれかから無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なうように構成できる。 Each EPC function part of a plurality of radio communication units connected by inter-unit radio bearers is connected to a plurality of mobile terminals and others connected to the radio base station via terminal radio bearers within the communication area of the radio base station part. The relay radio communication unit of the radio communication unit of the above is provided with a connected terminal registration unit that registers terminal identification information of the mobile terminals that are currently connected, and specifies the mobile terminal that is the destination of the IP packet transferred from the radio base station unit. When the destination mobile terminal indicates a mobile terminal corresponding to any of the terminal identification information registered in the connected terminal registration unit, the IP packet is sent to the corresponding mobile terminal. While transferring to the mobile terminal in the form of looping back at the radio base station section, when the destination mobile terminal indicates a mobile terminal that is not registered in the connected terminal registration section, the IP packet is relayed by the radio communication section and the radio base station section. to a destination outside the wireless communication unit.

この場合、EPC機能部は、共有化された中継無線通信部の端末特定情報に基づき、IPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照してIPパケットの転送制御を行なうとともに、無線ネットワークシステムに含まれる無線通信ユニットの数及び接続順序の少なくともいずれかが変更がなされた場合に、その変更内容に応じて転送テーブルの内容を更新する転送テーブル更新制御部を有するものとして構成できる。 In this case, the EPC function unit creates an IP packet forwarding table based on the shared terminal identification information of the relay wireless communication unit, refers to the forwarding table, and performs IP packet forwarding control. When at least one of the number of wireless communication units included in the system and the order of connection is changed, it can be configured to have a transfer table update control section that updates the content of the transfer table according to the content of the change.

また、転送テーブルは、各無線通信ユニットにおいて、接続中の移動端末のアドレスがリスト化された形で登録される接続中端末登録部と、受け取ったパケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットのアドレスと、受け取ったパケットの次の転送先となる無線通信ユニットのアドレスとを対応付けて記憶したルーティングテーブルとを含むものであり、EPC機能部は、無線通信ユニットの数及び接続順序の少なくともいずれかが変更がなされた場合に、その変更内容に応じてルーティングテーブルの内容を変更するルーティングテーブル変更部を備えるものとして構成できる。この場合、パケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットを宛先ノードとし、該宛先ノードに至る複数の無線通信ユニットを中継ノードとし、該宛先ノードにパケットを送信する際の次の転送先となる無線通信ユニットをネクストホッピングノードとして、各無線通信ユニットは、中継ノード数が減じる方向に経路の最適化がなされるよう、ルーティングテーブルの宛先ノードに対応するネクストホッピングノードのアドレスを更新設定するルーティングテーブル更新部を有するものとして構成できる。 In addition, the transfer table includes a connected terminal registration section in which addresses of connected mobile terminals are registered in a list form, and a wireless communication unit to be the final transfer destination of the received packet. and a routing table that stores the address of the wireless communication unit to be the next transfer destination of the received packet in association with each other. It can be configured to include a routing table change unit that changes the content of the routing table according to the content of the change when any one of them is changed. In this case, the wireless communication unit to be the final transfer destination of the packet is set as the destination node, and the plurality of wireless communication units leading to the destination node are set as the relay nodes, and the next transfer destination when the packet is sent to the destination node. With each wireless communication unit as the next hopping node, each wireless communication unit updates and sets the next hopping node address corresponding to the destination node in the routing table so that the route is optimized in the direction of decreasing the number of relay nodes. It can be configured as having a table updating unit.

本発明の無線通信ユニット及びこれを用いた無線ネットワークシステムにおいては、上流側の別の無線通信ユニットである上流ユニット(上流無線基地局部)と上流ユニット間無線ベアラを介して接続可能な中継無線通信部が設けられる。また、無線基地局部は、下流側の別の無線通信ユニットである下流ユニット(下流中継無線通信部)と下流ユニット間無線ベアラを介して接続可能とされる。その結果、複数の無線通信ユニットをユニット間無線ベアラにより接続することが可能となり、複数台の無線通信ユニットにより、より広いエリアをカバーする無線ネットワークシステムを容易に構築できる。そして、本発明においては、1つの無線通信ユニットに中継無線通信部が複数設けられ、それら中継無線通信部が上流ユニットのEPC機能部(上流EPC機能部)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求をそれぞれ受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて上流無線基地局部とともに上流ユニット間無線ベアラを個別に構築するので、複数の無線通信ユニットを直鎖状に配置する構成に限らず、1つの無線通信ユニットから上流側に複数の下流ユニット間無線ベアラを分岐させる形状のユニット配置も採用することができる。これにより、無線通信ユニット同士の接続トポロジーをより柔軟に設定することができ、広い通信エリアについても効率的にカバーリングすることが可能となる。 In the radio communication unit of the present invention and the radio network system using the same, relay radio communication that can be connected to an upstream unit (upstream radio base station section), which is another radio communication unit on the upstream side, via a radio bearer between upstream units. Department is provided. Also, the radio base station section is connectable to a downstream unit (downstream relay radio communication section), which is another radio communication unit on the downstream side, via a downstream inter-unit radio bearer. As a result, a plurality of wireless communication units can be connected by inter-unit wireless bearers, and a wireless network system covering a wider area can be easily constructed by the plurality of wireless communication units. In the present invention, one wireless communication unit is provided with a plurality of relay wireless communication units, and these relay wireless communication units receive a wireless bearer setting request between upstream units issued by the EPC function unit of the upstream unit (upstream EPC function unit). are received, and upon receiving the upstream unit radio bearer setting request, the upstream unit radio bearer is individually constructed together with the upstream radio base station section. It is also possible to adopt a unit arrangement in which a plurality of downstream unit-to-unit radio bearers are branched upstream from one radio communication unit. This makes it possible to more flexibly set the connection topology between the wireless communication units and efficiently cover a wide communication area.

本発明の無線ネットワークシステムの構成単位となる無線通信ユニット対の概念を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the concept of a wireless communication unit pair, which is a constituent unit of the wireless network system of the present invention; 図1の無線通信ユニット対の電気的構成の概略を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an outline of an electrical configuration of the wireless communication unit pair in FIG. 1; 本発明の無線通信ユニットの電気的構成の一例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the wireless communication unit of the present invention; UE(移動端末)の電気的構成の一例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electrical configuration of a UE (mobile terminal); IPパケットの概念図。A conceptual diagram of an IP packet. 3GPPのコントロールプレーンのプロトコルスタックを概念的に示す図。FIG. 2 is a diagram conceptually showing a protocol stack of a 3GPP control plane; 3GPPのユーザプレーンのプロトコルスタックを概念的に示す図。FIG. 2 is a diagram conceptually showing a protocol stack of a 3GPP user plane; 3GPPの下りリンクのチャネルマッピングを概念的に示す図。FIG. 2 is a diagram conceptually showing 3GPP downlink channel mapping; 同じく上りリンクのチャネルマッピングを概念的に示す図。FIG. 4 is a diagram conceptually showing uplink channel mapping. 周波数バンドチャネル、及びリソースブロックの関係を示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between frequency band channels and resource blocks; 本発明の無線ネットワークシステムの構成形態の一例を模式的に示す図。1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a wireless network system according to the present invention; FIG. チャネルマップの概念図。Conceptual diagram of a channel map. UEに対するチャネル設定の処理の流れを示すフローチャート。4 is a flowchart showing the flow of channel setting processing for a UE; 無線通信ユニットの中継無線通信部の、上流側の別の無線通信ユニットに対するアタッチシーケンスを示す通信フロー図。4 is a communication flow diagram showing an attach sequence of a relay wireless communication unit of a wireless communication unit to another wireless communication unit on the upstream side; FIG. UE(移動端末)の無線通信ユニットに対するアタッチシーケンスを示す通信フロー図。FIG. 3 is a communication flow diagram showing an attach sequence of a UE (mobile terminal) to a radio communication unit; 転送テーブルの概念図。A conceptual diagram of a forwarding table. 隣接ノード変更に伴う接続中ノード登録部の内容更新処理の流れを示すフローチャート。FIG. 10 is a flow chart showing the flow of content update processing of a connected node registration unit accompanying an adjacent node change; FIG. ルーティングテーブルの内容更新処理の流れを示すフローチャート。4 is a flowchart showing the flow of processing for updating the contents of a routing table; 同一の無線通信ユニットに接続されたUE間でのIPパケット転送制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 4 is a communication flow diagram showing an IP packet transfer control sequence between UEs connected to the same radio communication unit; 隣接する無線通信ユニットに各々接続されたUE間でのIPパケット転送制御シーケンスを示す通信フロー図。4 is a communication flow diagram showing an IP packet transfer control sequence between UEs respectively connected to adjacent wireless communication units; FIG. 直線接続された3つの無線通信ユニットの両端のものに各々接続されたUE間でのIPパケット転送制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 4 is a communication flow diagram showing an IP packet transfer control sequence between UEs each connected to an opposite end of three in-line wireless communication units. 簡易ハンドオーバ処理の制御シーケンスを示す通信フロー図。FIG. 4 is a communication flow diagram showing a control sequence of simple handover processing; 無線通信ネットワークシステムに新たな無線通信ユニットをアタッチ・接続させるプロセスの第1例を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining a first example of a process for attaching/connecting a new wireless communication unit to the wireless communication network system; 同じく第2例を説明する図。The figure similarly explaining a 2nd example. 同じく第3例を説明する図。FIG. 11 is a diagram similarly explaining a third example; 無線通信ネットワークシステムにおいて、中間の無線通信ユニットが離脱した場合の再接続プロセスを説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining a reconnection process when an intermediate wireless communication unit is disconnected in a wireless communication network system; ユニット間距離に応じてユニット間無線ベアラを一時的に切断し、接近する無線通信ユニットを新たにアタッチさせる形でネットワークに組み込むプロセスを説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining a process of temporarily disconnecting an inter-unit radio bearer according to the inter-unit distance and incorporating the approaching radio communication unit into the network by newly attaching it. 図27に続く説明図。FIG. 27 is an explanatory diagram following FIG. 27 ; 図28に続く説明図。FIG. 29 is an explanatory diagram following FIG. 28 ; 複数の無線通信ユニットをユニット間無線ベアラにより網目状に接続した無線通信システムの構築例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a wireless communication system in which a plurality of wireless communication units are connected in a mesh pattern by inter-unit wireless bearers; 送信元ノードから宛先ノードに至る経路が複数存在する場合の最短経路の概念を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the concept of the shortest route when there are multiple routes from a source node to a destination node; CQI表の一例を示す図。The figure which shows an example of a CQI table. ユニット間距離に応じてユニット間無線ベアラを一時的に切断する処理の流れを示すフローチャート。4 is a flowchart showing the flow of processing for temporarily disconnecting an inter-unit radio bearer according to the inter-unit distance; ユニット間無線ベアラの切断に伴い、複数の無線通信ユニットが新たな接続先候補として競合する場合に、CQIに基づいて最終的な接続先を決定する接続調整処理の流れを示すフローチャート。10 is a flow chart showing the flow of connection adjustment processing for determining a final connection destination based on CQI when a plurality of wireless communication units compete as new connection destination candidates due to disconnection of an inter-unit radio bearer; ダイナミックルーティングの概念図Conceptual diagram of dynamic routing 複数の無線基地局部を備えた無線通信ユニットを用いて構成した無線ネットワークシステムの一例を示す図。1 is a diagram showing an example of a wireless network system configured using wireless communication units having a plurality of wireless base station units; FIG.

以下、本発明を実施するための形態を添付の図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の無線ネットワークシステムの構成単位となる無線通信ユニット対の概念を一実施形態として示す模式図である。無線通信ユニット対は本発明の一実施形態である同一構成の無線通信ユニット1(A),1(B)を有し(以下、無線通信ユニット対1(A),1(B)ともいう)、それぞれ3GPPで規定された方式(本実施形態では、LTEとするが、WiMAXなど他の方式であってもよい)の通信プロトコルスタックに従い、UE(移動端末)5との間で無線通信を行なうものとして構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing, as an embodiment, the concept of a wireless communication unit pair, which is a constituent unit of the wireless network system of the present invention. The wireless communication unit pair has wireless communication units 1(A) and 1(B) having the same configuration as one embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as wireless communication unit pair 1(A) and 1(B)). , each performs wireless communication with a UE (mobile terminal) 5 in accordance with the communication protocol stack of the system defined by 3GPP (in this embodiment, LTE is used, but other systems such as WiMAX may be used). configured as a thing.

無線通信ユニット1(A),1(B)は、それぞれ移動体である大型船舶WS(A),WS(B)に設置され、後に詳述するユニット間無線ベアラ55により無線接続されている。各無線通信ユニット1(A),1(B)は、それぞれUE(移動端末)5が接続可能となるセル50(A),50(B)を形成する。また、大型船舶WS(A),WA(B)(例えば漁業母船、タンカーなど)の周囲では小船舶FB(例えば、漁船、タグボートなど)が操業をおこなっており、セル50(A)又はセル50(B)内の小船舶FBの乗員がUE5を携行している。それらUE5は、それぞれ最も近い無線通信ユニット1(A),1(B)に対し端末用無線ベアラ57により無線接続されている。なお、UE5は大型船舶WS(A),WA(B)の乗員が携行するものであってもよい。また、無線通信ユニット1(A),1(B)の設置先は船舶以外の移動体(車両など)であってもよいし、例えば陸上の所望の設置先に固定配置してもよい。 The wireless communication units 1(A) and 1(B) are installed on the large ships WS(A) and WS(B), which are mobile bodies, respectively, and are wirelessly connected by an inter-unit wireless bearer 55, which will be described in detail later. Each radio communication unit 1(A), 1(B) forms a cell 50(A), 50(B) to which a UE (mobile terminal) 5 can be connected. Small vessels FB (eg, fishing boats, tugboats, etc.) are operating around the large vessels WS (A), WA (B) (eg, fishing mother ships, tankers, etc.). The crew of the small vessel FB in (B) carries the UE5. These UEs 5 are wirelessly connected to the closest wireless communication units 1(A) and 1(B) by terminal wireless bearers 57, respectively. The UE 5 may be carried by crew members of the large vessels WS (A) and WA (B). Also, the wireless communication units 1(A) and 1(B) may be installed on a mobile object (such as a vehicle) other than a ship, or may be fixedly installed at a desired installation location on land, for example.

図2は、無線通信ユニット1(A),1(B)の機能ブロック構成を示すものである。無線通信ユニット1(A),1(B)は電気的にはいずれも同一の構成を有する。そして、本明細書において複数の無線通信ユニット及びその構成要素を互いに区別して示す場合は、対応する構成要素に同一の番号を付与しつつ、該番号に続く形で括弧付きの大文字アルファベットを付与して示す。一方、無線通信ユニット間の区別を行なわずに各構成要素を示す場合は、括弧付きの大文字アルファベットを省略する場合がある。以下、無線通信ユニット1(A)側の符号を主体的に用いて説明するが、必要に応じて無線通信ユニット1(B)側についても、対応する符号を援用しつつ説明する。 FIG. 2 shows the functional block configuration of the wireless communication units 1(A) and 1(B). The wireless communication units 1(A) and 1(B) electrically have the same configuration. In this specification, when a plurality of wireless communication units and their constituent elements are distinguished from each other, the same numbers are given to the corresponding constituent elements, followed by parenthesized capital letters. is shown. On the other hand, when each component is indicated without distinguishing between wireless communication units, parenthesized capital letters may be omitted. In the following, the description will be made mainly using the codes on the wireless communication unit 1(A) side, but the corresponding codes on the wireless communication unit 1(B) side will also be used when necessary.

無線通信ユニット1(A)は、UE(移動端末)5が端末用無線ベアラ57を介して接続可能な無線基地局部4(A)(eNodeB(evolved NodeB))と、無線基地局部4(A)に有線接続され、該無線基地局部4(A)に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部3(A)とを有する。また、該EPC機能部3(A)には、上流側の無線通信ユニット1(B)(上流ユニット)の無線基地局部4(B)(上流無線基地局部)に対し上流側のユニット間無線ベアラ(上流ユニット間無線ベアラ)を介して接続可能な中継無線通信部9(A1),9(A2)が複数(本実施形態では2つだが、3つ以上とすることもできる)有線接続されている。一方、無線通信ユニット1(B)は、同様の無線基地局部4(B)と、無線基地局部4(B)に有線接続され、該無線基地局部4(B)に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC機能部3(B)と、EPC機能部3(B)に有線接続される複数の中継無線通信部9(B1),9(B2)(本実施形態では2つだが、3つ以上とすることもできる)を備える。 A radio communication unit 1 (A) includes a radio base station section 4 (A) (eNodeB (evolved NodeB)) to which a UE (mobile terminal) 5 can connect via a terminal radio bearer 57, and a radio base station section 4 (A). and an EPC (Evolved Packet Core) function unit 3(A) that is wired to the radio base station unit 4(A) and functions as an upper network control unit for the radio base station unit 4(A). The EPC function section 3(A) also includes an upstream inter-unit radio bearer for the radio base station section 4(B) (upstream radio base station section) of the upstream radio communication unit 1(B) (upstream unit). A plurality of relay wireless communication units 9 (A1) and 9 (A2) connectable via (wireless bearers between upstream units) (two in the present embodiment, but may be three or more) are connected by wire. there is On the other hand, the radio communication unit 1(B) is wired to a similar radio base station section 4(B) and the radio base station section 4(B), and functions as a higher network control section for the radio base station section 4(B). EPC function unit 3(B), and a plurality of relay wireless communication units 9(B1) and 9(B2) (two in this embodiment, but three or more) wired to EPC function unit 3(B). can also be used).

無線通信ユニット1(A)及び無線通信ユニット1(B)のいずれにおいても、複数の中継無線通信部9(A1),9(A2)及び複数の中継無線通信部9(B1),9(B2)は、上流側にさらに別の無線通信ユニットが配置されていれば、いずれもその無線通信ユニットの無線基地局部に対しユニット間無線ベアラを介して独立に接続可能である。また、無線通信ユニット1(A)及び無線通信ユニット1(B)のいずれにおいても、無線基地局部4(A),4(B)は、下流側の無線通信ユニット(下流中継無線通信部)が複数(本実施形態では2つとするが、3つ以上であってもよい)、下流側のユニット間無線ベアラ(下流ユニット間無線ベアラ)を介して同時に接続可能とされている。 In both the wireless communication unit 1(A) and the wireless communication unit 1(B), the plurality of relay wireless communication units 9(A1), 9(A2) and the plurality of relay wireless communication units 9(B1), 9(B2) ) can be independently connected to the radio base station section of the radio communication unit via the inter-unit radio bearer if another radio communication unit is arranged upstream. Further, in both the wireless communication unit 1(A) and the wireless communication unit 1(B), the wireless base station units 4(A) and 4(B) are configured so that the downstream wireless communication unit (downstream relay wireless communication unit) A plurality (two in this embodiment, but may be three or more) can be simultaneously connected via a downstream inter-unit radio bearer (downstream inter-unit radio bearer).

図2においては、無線通信ユニット1(A)は無線通信ユニット1(B)の下流側に位置し、無線通信ユニット1(A)の中継無線通信部9(A2)がユニット間無線ベアラ55(A)により無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4(B)に接続している。無線通信ユニット1(B)からみて無線通信ユニット1(A)は下流ユニットを形成し、ユニット間無線ベアラ55(A)は下流ユニット間ベアラに該当し、無線基地局部4(A)は下流無線基地局部に該当する。逆の見方では、無線通信ユニット1(B)は無線通信ユニット1(A)の上流側に位置し、無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4(B)がユニット間無線ベアラ55(A)により無線通信ユニット1(A)の中継無線通信部9(A2)に接続している。無線通信ユニット1(A)からみて無線通信ユニット1(B)は上流ユニットを形成し、ユニット間無線ベアラ55(A)は上流ユニット間ベアラに該当し、無線基地局部4(B)は上流無線基地局部に該当する。 In FIG. 2, the wireless communication unit 1 (A) is located downstream of the wireless communication unit 1 (B), and the relay wireless communication section 9 (A2) of the wireless communication unit 1 (A) is the inter-unit wireless bearer 55 ( A) is connected to the radio base station section 4 (B) of the radio communication unit 1 (B). When viewed from the radio communication unit 1(B), the radio communication unit 1(A) forms a downstream unit, the unit-to-unit radio bearer 55(A) corresponds to the downstream unit-to-unit bearer, and the radio base station section 4(A) corresponds to the downstream radio unit. Corresponds to the base station. Conversely, the wireless communication unit 1(B) is located upstream of the wireless communication unit 1(A), and the wireless base station section 4(B) of the wireless communication unit 1(B) is the inter-unit wireless bearer 55(A). ) to the relay wireless communication section 9 (A2) of the wireless communication unit 1 (A). When viewed from the radio communication unit 1(A), the radio communication unit 1(B) forms an upstream unit, the unit-to-unit radio bearer 55(A) corresponds to the upstream unit-to-unit bearer, and the radio base station section 4(B) corresponds to the upstream radio unit. Corresponds to the base station.

また、無線通信ユニット1(A)と無線通信ユニット1(B)とは、それぞれ同一の電気的構成を有する無線通信ユニット1(C)にも接続している。具体的には、無線通信ユニット1(C)は、中継無線通信部9(C1)がユニット間ベアラ55(B1)を介して無線通信ユニット1(A)の無線基地局部4(A)に、中継無線通信部9(C2)がユニット間ベアラ55(B2)を介して無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4(B)に、それぞれ独立に接続されている。無線通信ユニット1(C)もまた、無線基地局部4(C)及びEPC機能部3(C)を備えている。無線通信ユニット1(C)からみて無線通信ユニット1(A)と無線通信ユニット1(B)とは、いずれも上流ユニットに該当し、ユニット間ベアラ55(B1),(B2)は上流ユニット間ベアラに該当する。そして、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B1),55(B2)は、端末側無線ベアラ57と同一方式の無線プロトコルスタック、本実施形態においてはいずれもLTEの無線プロトコルスタックに従って構築される。 The wireless communication unit 1(A) and the wireless communication unit 1(B) are also connected to the wireless communication unit 1(C) having the same electrical configuration. Specifically, in the wireless communication unit 1(C), the relay wireless communication unit 9(C1) communicates with the wireless base station unit 4(A) of the wireless communication unit 1(A) via the inter-unit bearer 55(B1). The relay radio communication section 9 (C2) is independently connected to the radio base station section 4 (B) of the radio communication unit 1 (B) via the inter-unit bearer 55 (B2). The wireless communication unit 1(C) also includes a wireless base station section 4(C) and an EPC function section 3(C). When viewed from the wireless communication unit 1(C), the wireless communication unit 1(A) and the wireless communication unit 1(B) are both upstream units, and the inter-unit bearers 55(B1) and 55(B2) are between the upstream units. Applicable to bearers. The unit-to-unit radio bearers 55(A), 55(B1), 55(B2) are constructed according to the radio protocol stack of the same method as the terminal-side radio bearer 57, and in the present embodiment, all are constructed according to the LTE radio protocol stack. be.

上記のごとく、複数の中継無線通信部は、互いに異なる上流無線基地局部との間に、上流ユニット間無線ベアラを個別に構築可能とされている。また、無線基地局部は、複数の下流ユニットの中継無線通信部が個別の下流ユニット間無線ベアラを介して同時に接続可能とされている。これにより、無線通信ユニット同士の接続トポロジーをより柔軟に設定することができ、広い通信エリアについても効率的にカバーリングすることが可能となる。また、無線通信ユニットが上流側及び下流側のいずれにおいても、複数の他の無線通信ユニットと3つの無線通信ユニット1(A),1(B),1(C)は3つのユニット間無線ベアラ55(A),55(B1),55(B2)によりネットワークの「網目」を形成している。例えば、さらに多くの無線通信ユニットを含む無線ネットワークシステムにおいて、各無線通信ユニットの2つの中継無線通信部が各々異なる無線通信ユニットの無線基地局部に接続(アタッチ)することで、図30に示すように、複数の無線通信ユニット1がユニット間無線ベアラ55(矢印はアタッチの向きを示し、矢印起点側が中継無線通信部に、矢印終点が無線基地局部に対応する)により網目状に接続された無線ネットワークシステムの構築が可能である。 As described above, a plurality of relay wireless communication units are capable of individually constructing upstream unit-to-unit wireless bearers between different upstream wireless base station units. Further, the radio base station section is configured such that the relay radio communication sections of a plurality of downstream units can be simultaneously connected via individual downstream unit-to-unit radio bearers. This makes it possible to more flexibly set the connection topology between the wireless communication units and efficiently cover a wide communication area. Also, regardless of whether the wireless communication unit is on the upstream side or the downstream side, a plurality of other wireless communication units and the three wireless communication units 1(A), 1(B), and 1(C) are three inter-unit wireless bearers. 55(A), 55(B1), and 55(B2) form a "mesh" of the network. For example, in a wireless network system including more wireless communication units, by connecting (attaching) two relay wireless communication units of each wireless communication unit to the wireless base station units of different wireless communication units, as shown in FIG. A plurality of wireless communication units 1 are connected in a mesh form by inter-unit wireless bearers 55 (the arrow indicates the direction of attachment, the starting point of the arrow corresponds to the relay wireless communication section, and the end point of the arrow corresponds to the wireless base station section). A network system can be constructed.

次に、いずれの無線通信ユニット1(A),1(B),1(C)(以下、総称する場合は無線通信ユニット1という)においても、EPC機能部3は、コントロールプレーン側のゲートウェイとなるMME(Mobility Management Entity)2、ユーザプレーン側のゲートウェイとなるS-GW(Serving Gateway)6、EPC機能部3、及び該EPC機能部3の上流側ネットワーク要素(ここで、ルータ8(後述)及び中継無線通信部9)の結節点に位置し、上流側ネットワーク要素側(つまり、上流ユニット側)に向けたIPアドレス管理を行なうP-GW(PDN (Packet Data Network) Gateway)7を有する。また、無線基地局部4には複数のUE5が端末用無線ベアラ57を介して無線接続される。コントロールプレーン側において無線基地局部(eNodeB)4は、S1-MMEインターフェースを介してMME2に接続される。また、ユーザプレーン側において無線基地局部4は、S1-Uインターフェースを介してS-GW6に接続される。また、S-GW6はS5インターフェースを介してP-GW7と接続される。一方、一般的なLTEネットワークにおいては、複数の無線基地局は共通のコアネットワークに接続され、隣接する無線基地局のセル間をUEが移動する場合、コントロールプレーン側にて無線基地局同士を接続するX2インターフェースあるいはコアネットワーク側のS1インターフェースを介してハンドオーバ制御がなされる。しかし、本実施形態においては、例えば無線通信ユニット1(A),1(B)のセル50(A),50(B)間をUEが移動する場合、両無線通信ユニット1(A),1(B)の無線基地局部4(A),4(B)はX2インターフェースにより接続されておらず、また、コアネットワークに相当するEPC機能部3(A),3(B)が互いに独立しているため、上記従来の形態のハンドオーバ制御がなされない。これに代わって、特有の簡易ハンドオーバ処理がなされるが、詳細については後述する。 Next, in any of the wireless communication units 1(A), 1(B), 1(C) (hereinafter collectively referred to as wireless communication unit 1), the EPC function unit 3 functions as a gateway on the control plane side. An MME (Mobility Management Entity) 2, an S-GW (Serving Gateway) 6 serving as a user plane side gateway, an EPC function unit 3, and an upstream network element of the EPC function unit 3 (here, a router 8 (described later) and relay wireless communication unit 9) and has a P-GW (Packet Data Network) Gateway (P-GW) 7 that performs IP address management toward the upstream network element side (that is, the upstream unit side). A plurality of UEs 5 are wirelessly connected to the radio base station unit 4 via terminal radio bearers 57 . On the control plane side, the radio base station unit (eNodeB) 4 is connected to the MME 2 via the S1-MME interface. Also, on the user plane side, the radio base station unit 4 is connected to the S-GW 6 via the S1-U interface. Also, S-GW6 is connected to P-GW7 via an S5 interface. On the other hand, in a general LTE network, multiple radio base stations are connected to a common core network, and when a UE moves between adjacent radio base station cells, the control plane side connects the radio base stations. Handover control is performed via the X2 interface on the side of the core network or the S1 interface on the core network side. However, in this embodiment, for example, when the UE moves between the cells 50(A) and 50(B) of the radio communication units 1(A) and 1(B), both radio communication units 1(A) and 1(B) The radio base station units 4(A) and 4(B) in (B) are not connected by the X2 interface, and the EPC function units 3(A) and 3(B) corresponding to the core network are independent of each other. Therefore, the conventional handover control described above is not performed. Instead, a specific simple handover process is performed, the details of which will be described later.

図3は、無線通信ユニット1の電気的構成を示すブロック図である。EPC機能部3はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU301、プログラム実行領域となるRAM302、マスクROM303(恒久的に書換えが不要なマイコンハードウェア周辺制御用等のファームウェアを格納している;以下、同様)及びそれらを相互に接続するバス306等からなる。また、バス306にはフラッシュメモリ305が接続され、ここにEPC用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア305aと、前記LTEプロトコルスタックをプラットフォームとして、図2のMME2、S-GW6及びP-GW7の各機能を仮想的に実現するMMEエンティティ305b、S-GWエンティティ305c及びPーGWエンティティ305dの各プログラムがインストールされている。さらに、フラッシュメモリ305には、IPパケットの転送ルーティングを行なうための転送テーブル305e、転送テーブル更新プログラム305f及びチャネルマップ305gも格納されている。 FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of the wireless communication unit 1. As shown in FIG. The EPC function unit 3 is mainly composed of microcomputer hardware, and includes a CPU 301, a RAM 302 serving as a program execution area, and a mask ROM 303 (permanently storing firmware for microcomputer hardware peripheral control that does not require rewriting; hereinafter, etc.) and a bus 306 or the like that interconnects them. Also, a flash memory 305 is connected to the bus 306, and communication firmware 305a including an LTE protocol stack for EPC is used here. Programs of an MME entity 305b, an S-GW entity 305c and a P-GW entity 305d that virtually realize functions are installed. Further, the flash memory 305 also stores a transfer table 305e, a transfer table update program 305f, and a channel map 305g for performing IP packet transfer routing.

さらに、フラッシュメモリ305には、ネットワーク調整プログラム305hが格納されている。該プログラム305hは、無線基地局部4に対し、下流ユニットとの間の下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう機能を担うものである(その具体的な処理の流れは、図33、図34にて詳述する)。 Furthermore, the flash memory 305 stores a network adjustment program 305h. The program 305h has a function of instructing the radio base station section 4 to temporarily and forcibly disconnect the downstream unit-to-unit radio bearer with the downstream unit (the specific processing flow is , FIG. 33 and FIG. 34).

また、バス306には上流側通信インターフェース304A及び下流側通信インターフェース304Bが接続されている。P-GW用のIPパケットの入出力ポートは上流側通信インターフェース304Aに、S-GW用のIPパケットの入出力ポートは下流側通信インターフェース304Bにそれぞれ確保される。なお、上記の構成では、図2のMME2、S-GW6及びP-GW7をコンピュータハードウェア上での仮想機能ブロックとして構成しているが、各々独立したハードウェアロジックにより構成してもよい。 The bus 306 is also connected to an upstream communication interface 304A and a downstream communication interface 304B. An input/output port for IP packets for the P-GW is secured in the upstream side communication interface 304A, and an input/output port for IP packets for the S-GW is secured in the downstream side communication interface 304B. In the above configuration, the MME 2, S-GW 6 and P-GW 7 in FIG. 2 are configured as virtual functional blocks on computer hardware, but they may be configured by independent hardware logic.

無線基地局部4はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU401、プログラム実行領域となるRAM402、マスクROM403及びそれらを相互に接続するバス406等からなる。バス406にはフラッシュメモリ405が接続され、ここに無線基地局用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア405aが格納されている。また、バス406には端末用無線ベアラの構築によりUEと無線接続するための無線通信部412と、通信インターフェース404が接続されている。通信インターフェース404はEPC機能部3の下流側通信インターフェース304Bと有線の通信バス31により接続されている。 The wireless base station unit 4 is mainly composed of microcomputer hardware, and includes a CPU 401, a RAM 402 serving as a program execution area, a mask ROM 403, a bus 406 interconnecting them, and the like. A flash memory 405 is connected to the bus 406, and communication firmware 405a including the LTE protocol stack for the wireless base station is stored therein. Also, the bus 406 is connected to a radio communication unit 412 and a communication interface 404 for radio connection with the UE by constructing a terminal radio bearer. The communication interface 404 is connected to the downstream side communication interface 304B of the EPC function unit 3 via the wired communication bus 31 .

また、中継無線通信部は複数、図3においては9(A1)及び9(A2)の2組設けられており、いずれもマイコンハードウェアを主体に構成され、同一の電気的構成を有している。よって、その一方で代表させて説明する(以下、両中継無線通信部を総称して中継無線通信部9ともいう)。中継無線通信部9は、CPU901、プログラム実行領域となるRAM902、マスクROM903及びそれらを相互に接続するバス906等からなる。バス906にはフラッシュメモリ905が接続され、ここに中継無線通信部用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア905a、及び上流ユニット接続切替制御プログラム905bが格納されている。また、バス906にはユニット間無線ベアラの構築により上流無線基地局部と無線接続するための無線通信部912と、通信インターフェース904が接続されている。通信インターフェース904はEPC機能部3の上流側通信インターフェース304Aと有線の通信バス30により接続されている。 In addition, a plurality of relay wireless communication units are provided, two sets of 9 (A1) and 9 (A2) in FIG. there is Therefore, the description will be made on the other hand (both relay wireless communication units will be collectively referred to as a relay wireless communication unit 9 hereinafter). The relay wireless communication unit 9 includes a CPU 901, a RAM 902 serving as a program execution area, a mask ROM 903, and a bus 906 interconnecting them. A flash memory 905 is connected to the bus 906, and stores communication firmware 905a including an LTE protocol stack for the relay wireless communication unit and an upstream unit connection switching control program 905b. Also connected to the bus 906 are a wireless communication unit 912 for wirelessly connecting with an upstream wireless base station unit by constructing an inter-unit wireless bearer, and a communication interface 904 . The communication interface 904 is connected to the upstream side communication interface 304A of the EPC function unit 3 via the wired communication bus 30 .

中継無線通信部9において、通信ファームウェア905aに組み込まれている中継無線通信部用のLTEプロトコルスタックは、後述するUE(移動端末)用のプロトコルスタックと同一のものが使用される。換言すれば、中継無線通信部9の上流無線基地局部への接続手順は、UE(移動端末)の接続手順であるアタッチシーケンスと方式的には同一である。また、上流ユニット接続切替制御プログラム905bは、中継無線通信部9が上流ユニットの無線基地局部へアタッチする際に、その接続先候補として2つ以上の無線通信ユニットが存在する場合、より高品質にて接続できる無線通信ユニットを最終的に接続すべき上流ユニットとして選択する処理、あるいは、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする処理を担うものである。 In the relay wireless communication unit 9, the LTE protocol stack for the relay wireless communication unit incorporated in the communication firmware 905a is the same as the protocol stack for the UE (mobile terminal) described later. In other words, the connection procedure of the relay radio communication unit 9 to the upstream radio base station unit is the same as the attach sequence, which is the connection procedure of the UE (mobile terminal). In addition, the upstream unit connection switching control program 905b, when the relay wireless communication unit 9 attaches to the wireless base station unit of the upstream unit, if there are two or more wireless communication units as candidates for the connection destination, the higher quality A process of selecting a wireless communication unit that can be connected as an upstream unit to be finally connected, or a switching candidate unit that is a wireless communication unit that is different from the upstream unit and that can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit. If it exists, it is responsible for the processing of switching connection to the switching candidate unit as a new upstream unit.

また、通信バス30には、EPC機能部3とインターネット等の外部ネットワーク60との間のIPパケットの送受信を中継するルータ8が接続されている(すなわち、EPC機能部3と中継無線通信部9との間にルータ8が設けられている)。 Also, the communication bus 30 is connected to a router 8 that relays transmission and reception of IP packets between the EPC function unit 3 and an external network 60 such as the Internet (that is, the EPC function unit 3 and the relay wireless communication unit 9 are connected). and a router 8 is provided between them).

次に、無線通信ユニット1は、着脱式の二次電池モジュール21(例えば、リチウムイオン二次電池モジュールやニッケル水素二次電池モジュールなど)と、無線基地局部4、EPC機能部3、ルータ8及び中継無線通信部9の各機能回路ブロックと、二次電池モジュール21からの入力電圧を各機能回路ブロックの駆動電圧に変換して出力する電源回路部22とが可搬型筐体23に一体的に組付けられた構造を有する。これにより、無線通信ユニット1は、二次電池モジュール21から駆動電源電圧を自律的に調達でき、商用交流などの外部電源電圧が使用不能な設置場所(例えば海上など)においても問題なく使用可能である。可搬型筐体23は金属ないし強化型樹脂製の箱型であり、図3に示す例では、搬送ないし移動の便宜を図るため、可搬型筐体23の底部にキャスター24Cを、同じく背面に手押し用の取手24を設けている。 Next, the wireless communication unit 1 includes a detachable secondary battery module 21 (for example, a lithium ion secondary battery module, a nickel hydrogen secondary battery module, etc.), a wireless base station section 4, an EPC function section 3, a router 8 and Each functional circuit block of the relay wireless communication unit 9 and a power supply circuit unit 22 that converts an input voltage from the secondary battery module 21 into a driving voltage for each functional circuit block and outputs the voltage are integrated in a portable housing 23. It has an assembled structure. As a result, the wireless communication unit 1 can autonomously procure the drive power supply voltage from the secondary battery module 21, and can be used without problems even in installation locations (for example, on the sea) where external power supply voltages such as commercial alternating current cannot be used. be. The portable housing 23 has a box shape made of metal or reinforced resin, and in the example shown in FIG. A handle 24 is provided for.

放電により二次電池モジュール21の出力電圧が下がった場合は、可搬型筐体23から二次電池モジュール21を取り外し、例えば図示しない商用交流電源や自家発電装置に接続された専用の充電器に装着して充電することが可能である。また、電源回路部22は、上記商用交流や移動体に設けられた集中電源部などの外部電源電圧も受電できるようになっており、上記駆動電源電圧に変換出力が可能である。さらに、当該外部電源電圧により二次電池モジュール21の充電を実行できるように構成することもできる。例えば電源回路部22が商用交流等から受電している状態で、停電により該受電が途絶えた場合は二次電池モジュール21からの受電に切り替えることで、無線通信ユニット1の動作が継続可能となるように構成することもできる。 When the output voltage of the secondary battery module 21 drops due to discharge, the secondary battery module 21 is removed from the portable housing 23 and mounted on a dedicated charger connected to, for example, a commercial AC power supply (not shown) or a private power generator. It is possible to charge by The power supply circuit unit 22 can also receive the commercial alternating current and the external power supply voltage such as a centralized power supply unit provided in a moving body, and can convert and output the drive power supply voltage. Furthermore, it is also possible to configure such that the secondary battery module 21 can be charged by the external power supply voltage. For example, when the power supply circuit unit 22 is receiving power from a commercial alternating current or the like and the power supply is interrupted due to a power failure, the operation of the wireless communication unit 1 can be continued by switching to power reception from the secondary battery module 21. It can also be configured as

次に、図4は、UE(移動端末)5の電気的構成の一例を示すブロック図である。UE5はマイコン100を処理主体として備えたスマートフォンとして構成されている。マイコン100は、CPU101、プログラム実行領域となるRAM102、ROM103、入出力部104及びそれらを相互に接続するバス106等からなる。また、バス106にはフラッシュメモリ105が接続され、ここにUE5の動作環境を構築するためのOS(図示せず)と、端末アプリ105b等がインストールされている。 Next, FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the UE (mobile terminal) 5. As shown in FIG. UE5 is comprised as the smart phone provided with the microcomputer 100 as a processing subject. The microcomputer 100 includes a CPU 101, a RAM 102 serving as a program execution area, a ROM 103, an input/output unit 104, and a bus 106 interconnecting them. A flash memory 105 is connected to the bus 106, and an OS (not shown) for building an operating environment for the UE 5, a terminal application 105b, and the like are installed therein.

また、入出力部104にはグラフィックコントローラ1091を介してモニタ109が接続されている。モニタ109には入力部をなすタッチパネル110が重ね合わされ、モニタ109に表示形成される種々のソフト操作部(ボタンやアイコンなど:図13~図17参照)と協働して、UE5の動作制御に必要な種々の情報入力がなされるようになっている。タッチパネル110はタッチパネルコントローラ1101を介して入出力部104に接続されている。入出力部104には静止画ないし動画を撮影するためのカメラ111が接続されている。さらに、バス106には無線通信部112が接続されている。UE5は該無線通信部112にて、図2の無線通信ユニット1の無線基地局部4と端末用無線ベアラ57を介して無線接続される。 A monitor 109 is connected to the input/output unit 104 via a graphic controller 1091 . A touch panel 110 that forms an input unit is superimposed on the monitor 109, and cooperates with various software operation units (such as buttons and icons: see FIGS. 13 to 17) displayed on the monitor 109 to control the operation of the UE 5. Various necessary information inputs are made. A touch panel 110 is connected to the input/output unit 104 via a touch panel controller 1101 . A camera 111 for capturing still images or moving images is connected to the input/output unit 104 . Furthermore, a wireless communication unit 112 is connected to the bus 106 . The UE 5 is wirelessly connected to the radio base station section 4 of the radio communication unit 1 of FIG.

図5は、UE5と無線通信ユニット1との間のデータ伝送に使用するIPパケットの構造を示す模式図である。IPパケット1300はIPヘッダ1301とペイロード1302とからなり、IPヘッダ1301にはPDU識別番号、データの送信元アドレス1301a、送信先アドレス1301bなどが書き込まれる。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of an IP packet used for data transmission between UE 5 and wireless communication unit 1. As shown in FIG. An IP packet 1300 is composed of an IP header 1301 and a payload 1302. In the IP header 1301 are written a PDU identification number, a data source address 1301a, a data destination address 1301b, and the like.

図6及び図7は、LTEシステムにおける無線プロトコルスタックを示し、図6はユーザプレーンのプロトコルスタックを、図7はコントロールプレーンのプロトコルスタックを示している。該無線プロトコルスタックは、OSI参照モデルのレイヤ1~レイヤ3に区分されており、レイヤ1はPHY(物理)層である。レイヤ2は、MAC(Medium Access Control:メディアアクセス制御)層、RLC(Radio Link Control:無線リンク制御)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol:パケットデータ暗号化)層を含む。レイヤ3は、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)層及びNAS(Non-Access Stratum:非アクセス)層を含む。 6 and 7 show radio protocol stacks in the LTE system, with FIG. 6 showing a user plane protocol stack and FIG. 7 showing a control plane protocol stack. The wireless protocol stack is partitioned into layers 1 to 3 of the OSI reference model, with layer 1 being the PHY (physical) layer. Layer 2 includes a MAC (Medium Access Control) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, and a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer. Layer 3 includes an RRC (Radio Resource Control) layer and a NAS (Non-Access Stratum) layer.

各層の役割は以下の通りである。
・PHY層:符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行なう。UE5及び中継無線通信部9のPHY層と無線基地局部(eNodeB)4のPHY層との間では、物理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・MAC層:データの優先制御、HARQによる再送制御処理、及びランダムアクセス手順等を行なう。UE5及び中継無線通信部9のMAC層と無線基地局部4のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。無線基地局部4のMAC層は、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式(MCS))及びUE5への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。
The role of each layer is as follows.
PHY layer: Performs encoding/decoding, modulation/demodulation, antenna mapping/demapping, and resource mapping/demapping. Data and control signals are transmitted via physical channels between the PHY layer of the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 and the PHY layer of the wireless base station unit (eNodeB) 4 .
MAC layer: Performs data priority control, retransmission control processing by HARQ, random access procedure, and the like. Data and control signals are transmitted between the MAC layer of the UE 5 and the relay radio communication unit 9 and the MAC layer of the radio base station unit 4 via transport channels. The MAC layer of the radio base station unit 4 includes a scheduler that determines uplink and downlink transport formats (transport block size, modulation and coding scheme (MCS)) and resource blocks to be allocated to the UE 5 .

・RLC層:MAC層及びPHY層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE5のRLC層と無線基地局部4のRLC層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・PDCP層:PDUのヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行なう。
・RRC層:制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE5のRRC層と無線基地局部4のRRC層との間では、各種設定のためのメッセージ(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルを制御する。UE5のRRCと無線基地局部4のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE5はRRCコネクティッドモードとなり、そうでない場合はRRCアイドルモードとなる。
• RLC layer: uses functions of the MAC layer and the PHY layer to transmit data to the RLC layer of the receiving side. Data and control signals are transmitted between the RLC layer of the UE 5 and the RLC layer of the radio base station unit 4 via logical channels.
- PDCP layer: Performs header compression/decompression and encryption/decryption of PDUs.
• RRC layer: defined only in the control plane that handles control signaling. A message (RRC message) for various settings is transmitted between the RRC layer of the UE 5 and the RRC layer of the radio base station unit 4 . The RRC layer controls the logical, transport and physical channels according to the establishment, re-establishment and release of radio bearers. If there is a connection (RRC connection) between the RRC of the UE 5 and the RRC of the radio base station unit 4, the UE 5 is in RRC connected mode, otherwise it is in RRC idle mode.

以上の層はコントロールプレーン及びユーザプレーンの双方にて使用される。一方、コントロールプレーンのみ、UE5、中継無線通信部9及びMME2には、RRC層よりさらに上位にセッション管理及びモビリティ管理等を行なうNAS層が設けられる。また、無線基地局部4のEPC機能部3側とのユーザデータ伝送インターフェースには、GTP-U(GPRS(General Packet Radio Service)Tunneling Protocol for User Plane)層が設けられている。GTP-U層は、接続先のUE5ないし中継無線通信部9の識別や、使用する無線ベアラの識別を行なうためのものである。 These layers are used in both the control plane and the user plane. On the other hand, only the control plane, the UE 5, the relay wireless communication unit 9 and the MME 2 are provided with a NAS layer that performs session management, mobility management, etc. above the RRC layer. A GTP-U (GPRS (General Packet Radio Service) Tunneling Protocol for User Plane) layer is provided in the user data transmission interface between the radio base station unit 4 and the EPC function unit 3 side. The GTP-U layer is for identifying the connected UE 5 or the relay radio communication unit 9 and identifying the radio bearer to be used.

次に、図8は、LTEシステムにおける下りリンクのチャネルマッピングを示す。ここでは、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル)は、データの送信のための個別論理チャネルである。DTCHは、トランスポートチャネルであるDLSCH(Downlink Shared Channel:下りシェアドチャネル)にマッピングされる。
Next, FIG. 8 shows downlink channel mapping in the LTE system. Here, the mapping relationship among logical channels (Downlink Logical Channels), transport channels (Downlink Transport Channels) and physical channels (Downlink Physical Channels) is shown. They will be described in order below.
- DTCH (Dedicated Traffic Channel) is a dedicated logical channel for the transmission of data. The DTCH is mapped to a DLSCH (Downlink Shared Channel), which is a transport channel.

・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):UE5とネットワークとの間の個別制御情報を送信するための論理チャネルである。DCCHは、UE5及び中継無線通信部9が無線基地局部4とRRC接続を有する場合に用いられる。DCCHは、DLSCHにマッピングされる。
・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5及び中継無線通信部9と無線基地局部4との間の送信制御情報のための論理チャネルである。CCCHは、UE5及び中継無線通信部9が無線基地局部4との間でRRC接続を有していない場合に用いられる。CCCHは、DLSCHにマッピングされる。
DCCH (Dedicated Control Channel): A logical channel for transmitting dedicated control information between the UE 5 and the network. DCCH is used when UE 5 and relay radio communication unit 9 have an RRC connection with radio base station unit 4 . DCCH is mapped to DLSCH.
• CCCH (Common Control Channel): a logical channel for transmission control information between the UE 5 and the relay radio communication unit 9 and the radio base station unit 4 . CCCH is used when UE 5 and relay radio communication unit 9 do not have an RRC connection with radio base station unit 4 . CCCH is mapped to DLSCH.

・BCCH(Broadcast Control Channel:放送制御チャネル):システム情報配信のための論理チャネルである。BCCHは、トランスポートチャネルであるBCH(Broadcast Channel、放送チャネル)又はDLSCHにマッピングされる。
・PCCH(Paging Control Channel:ページング制御チャネル):ページング情報、及びシステム情報変更を通知するための論理チャネルである。PCCHは、トランスポートチャネルであるPCH(Paging Channel:ページングチャネル)にマッピングされる。
BCCH (Broadcast Control Channel): Logical channel for system information distribution. The BCCH is mapped to a transport channel BCH (Broadcast Channel) or DLSCH.
PCCH (Paging Control Channel): A logical channel for notifying paging information and system information changes. PCCH is mapped to PCH (Paging Channel) which is a transport channel.

また、トランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピング関係は以下の通りである。
・DLSCH及びPCH:PDSCH(Physical Downlink Shared Channel:物理下りシェアドチャネル)にマッピングされる。DLSCHは、HARQ、リンクアダプテーション、及び動的リソース割当をサポートする。
・BCH:PBCH(Physical Broadcast Channel:物理ブロードキャストチャネル)にマッピングされる。
Also, the mapping relationship between transport channels and physical channels is as follows.
DLSCH and PCH: mapped to PDSCH (Physical Downlink Shared Channel). DLSCH supports HARQ, link adaptation and dynamic resource allocation.
BCH: Mapped to PBCH (Physical Broadcast Channel).

次に、図9は、LTEシステムにおける上りリンクのチャネルマッピングを示す。図8と同様に、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。 Next, FIG. 9 shows uplink channel mapping in the LTE system. Similar to FIG. 8, it shows the mapping relationship between logical channels (Downlink Logical Channels), transport channels (Downlink Transport Channels) and physical channels (Downlink Physical Channels). They will be described in order below.

・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5及び中継無線通信部9とEPC機能部3との間の制御情報を送信するために使用される論理チャネルであり、EPC機能部3と無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続を有していないUE5によって使用される。
・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):1対1(point-to-point)の双方向の論理チャネルであり、UE5及び中継無線通信部9とEPC機能部3と間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有しているUE5によって使用される。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル):1対1の双方向論理チャネルであり、特定のUE又は中継無線通信部専用のチャネルであって、ユーザ情報の転送のために利用される。
CCCH (Common Control Channel): A logical channel used for transmitting control information between the UE 5 and the relay radio communication unit 9 and the EPC function unit 3, and the EPC function unit 3 and radio resources Used by UEs 5 that do not have a radio resource control (RRC) connection.
DCCH (Dedicated Control Channel): A one-to-one (point-to-point) two-way logical channel, individual control information between UE 5 and relay wireless communication unit 9 and EPC function unit 3 This is the channel used to send the A dedicated control channel DCCH is used by UEs 5 that have an RRC connection.
• DTCH (Dedicated Traffic Channel): A one-to-one bi-directional logical channel, dedicated to a particular UE or relay radio, used for the transfer of user information.

・ULSCH(Uplink Shared Channel:上りリンク共用チャネル):HARQ)、動的適応無線リンク制御、間欠送信(DTX:Discontinuous Transmission)がサポートされるトランスポートチャネルである。
・RACH(Random Access Channel:ランダムアクセスチャネル):制限された制御情報が送信されるトランスポートチャネルである。
ULSCH (Uplink Shared Channel: HARQ), dynamic adaptive radio link control, and discontinuous transmission (DTX: Discontinuous Transmission) are supported transport channels.
RACH (Random Access Channel): transport channel in which limited control information is transmitted.

・PUCCH(Physical Uplink Control Channel:物理上りリンク制御チャネル):下りリンクデータに対する応答情報(ACK(Acknowledge)/NACK(Negative acknowledge))、下りリンクの無線品質情報(CQI)、および、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト:Scheduling Request:SR)を無線基地局部4に通知するために使用される物理チャネルである。
・PUSCH(Physical Uplink Shared Channel:物理上りリンク共用チャネル):上りリンクデータを送信するために使用される物理チャネルである。
・PRACH(Physical Random Access Channel:物理ランダムアクセスチャネル):主にUE5から無線基地局部4への送信タイミング情報(送信タイミングコマンド)を取得するためのランダムアクセスプリアンブル送信に使用される物理チャネルである。ランダムアクセスプリアンブル送信はランダムアクセス手順の中で行なわれる。
PUCCH (Physical Uplink Control Channel): Response information for downlink data (ACK (Acknowledge) / NACK (Negative acknowledge)), downlink radio quality information (CQI), and uplink data A physical channel used to notify the radio base station unit 4 of a transmission request (scheduling request: SR).
- PUSCH (Physical Uplink Shared Channel): A physical channel used to transmit uplink data.
PRACH (Physical Random Access Channel): A physical channel mainly used for random access preamble transmission for acquiring transmission timing information (transmission timing command) from UE 5 to radio base station section 4. Random access preamble transmission is performed within the random access procedure.

図9に示すように、上りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。上りリンク共用チャネルULSCHは、物理上りリンク共用チャネルPUSCHにマッピングされる。ランダムアクセスチャネルRACHは、物理ランダムアクセスチャネルPRACHにマッピングされる。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理チャネル単独で使用される。また、共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、上りリンク共用チャネルULSCHにマッピングされる。 As shown in FIG. 9, in the uplink, mapping of transport channels and physical channels is performed as follows. The uplink shared channel ULSCH is mapped to the physical uplink shared channel PUSCH. A random access channel RACH is mapped to a physical random access channel PRACH. A physical uplink control channel PUCCH is used as a physical channel alone. Also, the common control channel CCCH, the dedicated control channel DCCH, and the dedicated traffic channel DTCH are mapped to the uplink shared channel ULSCH.

次に、LTEシステムの下りリンクにおいては、UE5及び中継無線通信部9は無線基地局部4に対してOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、直交周波数分割多重)アクセス(OFDMA)により無線接続する。OFDMA方式は、周波数分割多重と時間分割多重とを複合させた二次元の多重化アクセス方式として特徴づけられる。具体的には、直交する周波数軸と時間軸のサブキャリアを分割してUE5に割り振り、各サブキャリアの信号がゼロ(0点)になるように、周波数軸上で直交するサブキャリアを分割する。サブキャリアを分割して周波数軸上に割り当てることにより、あるサブキャリアがフェージングの影響を受けても影響のない別のサブキャリアを選択することができるので、ユーザは無線環境に応じてより良好なサブキャリアを使用でき、無線品質を維持できる利点が生ずる。 Next, in the downlink of the LTE system, the UE 5 and the relay radio communication unit 9 wirelessly connect to the radio base station unit 4 by OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) access (OFDMA). The OFDMA system is characterized as a two-dimensional multiplexed access system that combines frequency division multiplexing and time division multiplexing. Specifically, the orthogonal frequency axis and time axis subcarriers are divided and allocated to UE 5, and the orthogonal subcarriers on the frequency axis are divided so that the signal of each subcarrier is zero (0 points). . By dividing subcarriers and allocating them on the frequency axis, even if a subcarrier is affected by fading, it is possible to select another subcarrier that is not affected by fading. There is an advantage that subcarriers can be used and radio quality can be maintained.

そして、OFDMA方式においては、周波数軸と時間軸とが張る仮想平面上で定義されるリソースブロック(Resource Block:以下、RBともいう)が無線リソースとして採用される。RBは図10に示すように、上記平面を180kHz/0.5msecでマトリックスに区切ったブロックとして定義され、各ブロックは周波数軸上では15kHz間隔で隣接する12個のサブキャリアを、時間軸上ではフレームの1スロット分(7シンボル)を含む。このRBは時間軸上で隣接する2つ(1msec)を1組としてUE5及び中継無線通信部9に割り当てられる。他方、LTEシステムの上りリンクにおいても、SC-FDM(Single Career Frequency-Division Multiplexing)アクセス(SC-FDMA)が採用される点を除き、同様の概念のリソースブロックが無線リソースとして用いられる。OFDMAでは1つのリソースブロックが周波数軸上で12のサブキャリア(帯域幅:15kHz)に分割されるのに対し、SC-FDMAはサブキャリアへの分割がなされないシングルキャリア方式である。 In the OFDMA system, a resource block (hereinafter also referred to as RB) defined on a virtual plane defined by a frequency axis and a time axis is adopted as a radio resource. As shown in FIG. 10, RB is defined as a block in which the above plane is divided into a matrix of 180 kHz/0.5 msec. It contains one slot (7 symbols) of the frame. These RBs are assigned to the UE 5 and the relay wireless communication unit 9 as a set of two adjacent RBs (1 msec) on the time axis. On the other hand, also in the uplink of the LTE system, resource blocks with a similar concept are used as radio resources, except that SC-FDM (Single Career Frequency-Division Multiplexing) access (SC-FDMA) is adopted. In OFDMA, one resource block is divided into 12 subcarriers (bandwidth: 15 kHz) on the frequency axis, whereas SC-FDMA is a single-carrier system in which division into subcarriers is not performed.

例えば下りリンクへのリソースブロックの割当については、通常のLTEプロトコルにおいて次のような手順にて決定されている。UE5及び中継無線通信部9は、定められた周波数単位ごとに、eNodeB4より送信されるCQI参照信号を受信し、下りチャネルの受信品質を示す指示子であるCQIを測定してCQI情報を作成する。CQI情報は、図32に示すごとく、測定により得られる受信品質を変調方式毎に符号化率と周波数利用効率の2つのパラメータにて表したもので、上りリンクの制御チャネル(前述のPUCCH)を用いてUE5からeNodeB4にCQIインデクスを用いて報告される。 For example, allocation of resource blocks to the downlink is determined by the following procedure in a normal LTE protocol. The UE 5 and the relay radio communication unit 9 receive the CQI reference signal transmitted from the eNodeB 4 for each predetermined frequency unit, measure the CQI, which is an indicator indicating the reception quality of the downlink channel, and create CQI information. . As shown in FIG. 32, the CQI information represents the reception quality obtained by measurement with two parameters, the coding rate and the frequency utilization efficiency, for each modulation scheme. is reported from UE5 to eNodeB4 using the CQI index.

eNodeB4は、複数のUE5又は中継無線通信部9から通知されたCQI情報を基に、個々のUE5又は中継無線通信部9との無線ベアラに割り当てる。各UE5及び中継無線通信部9のCQI情報の内容に応じて受信信号レベルの高い周波数ブロックを各々のUE5及び中継無線通信部9に対して最適に割当てを行うことにより、UE5及び中継無線通信部9のダイバーシチ効果(マルチユーザダイバーシチ)を得ることができ、ユーザスループットおよびセル当りのスループットを向上できる。 Based on the CQI information notified from a plurality of UEs 5 or relay radio communication units 9 , eNodeB 4 allocates to radio bearers with individual UE 5 or relay radio communication units 9 . By optimally assigning frequency blocks with high received signal levels to each UE 5 and relay wireless communication unit 9 according to the contents of CQI information of each UE 5 and relay wireless communication unit 9, UE 5 and relay wireless communication unit 9 9 diversity effect (multi-user diversity) can be obtained, and the user throughput and the throughput per cell can be improved.

図11は、上記の構成の無線通信ユニット1を採用した場合の、本発明の無線ネットワークシステムの構成例を示すものである。該無線ネットワークシステムにおいて無線通信ユニット群1(A)~1(D)は、互いに隣接する無線通信ユニット対(1(A)と1(B)、1(B)と1(C)、1(B)と1(D))の基地局セル(50(A)と50(B)、50(B)と50(C)、50(B)と50(D))が一部重なる位置関係で、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(D)により接続されている。また、無線通信ユニット1(B)の中継無線通信部9(B1)は無線通信ユニット1(D)の無線基地局部4(D)にユニット間無線ベアラ55(D)により、同じく中継無線通信部9(B2)は無線通信ユニット1(C)の無線基地局部4(C)にユニット間無線ベアラ55(B)により、独立かつ個別に接続されている。 FIG. 11 shows a configuration example of the wireless network system of the present invention when the wireless communication unit 1 having the above configuration is adopted. In the wireless network system, the wireless communication unit groups 1(A) to 1(D) are adjacent wireless communication unit pairs (1(A) and 1(B), 1(B) and 1(C), 1( B) and 1(D)) base station cells (50(A) and 50(B), 50(B) and 50(C), 50(B) and 50(D)) partially overlap each other. , are connected by inter-unit radio bearers 55(A), 55(B), 55(D). Also, the relay wireless communication section 9 (B1) of the wireless communication unit 1 (B) is connected to the wireless base station section 4 (D) of the wireless communication unit 1 (D) via the unit-to-unit wireless bearer 55 (D). 9 (B2) is independently and individually connected to the radio base station section 4 (C) of the radio communication unit 1 (C) by the inter-unit radio bearer 55 (B).

例えば、無線通信ユニット1(B)の複数の中継無線通信部9(B1),9(B2)は、各々互いに異なる上流無線基地局部である無線基地局部4(D)及び無線基地局部4(C)に上流ユニット間無線ベアラ55(D),55(B)により接続されているが、それら上流ユニット間無線ベアラ55(D),55(B)は互いに異なる周波数チャネルCH5、CH2を用いて構築されている。また、ユニット間無線ベアラ55(A)は、これらのいずれとも異なる周波数チャネル(図11ではCH1)に設定されている。さらに、無線通信ユニット1(B)からみて、下流ユニット間無線ベアラ55(A)と上流ユニット間無線ベアラ55(B),55(D)は、異なる周波数チャネル(図11ではCH1とCH2,CH5)に設定されている。一方、例えば図2のような接続形態において、無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4(B)に同時に接続する2つの無線通信ユニット1(A),1(C)の各下流ユニット間無線ベアラ55(A),55(B2)は、同一の周波数チャネルを用いて構築することができる。 For example, the plurality of relay radio communication units 9 (B1) and 9 (B2) of the radio communication unit 1 (B) are different upstream radio base station units, ie, the radio base station unit 4 (D) and the radio base station unit 4 (C). ) by upstream unit radio bearers 55(D) and 55(B), which are constructed using different frequency channels CH5 and CH2. It is Also, the inter-unit radio bearer 55(A) is set to a frequency channel (CH1 in FIG. 11) different from any of these. Furthermore, when viewed from the wireless communication unit 1(B), the wireless bearer 55(A) between the downstream units and the wireless bearers 55(B) and 55(D) between the upstream units are different frequency channels (CH1, CH2 and CH5 in FIG. 11). ). On the other hand, for example, in the connection form shown in FIG. Radio bearers 55(A) and 55(B2) can be established using the same frequency channel.

例えば無線通信ユニット対1(A),1(B)の一方に接続されたUE5(A)(移動端末)と他方に接続されたUE5(B)(移動端末)とが、無線通信ユニット対1(A),1(B)及び該無線通信ユニット対1(A),1(B)を接続するユニット間無線ベアラ55(A)を介してIPパケットの送受信を行なうことができる。無線通信ユニット群1(A)~1(D)は、例えば全てが前述の船舶や車両などの移動体上に搭載されていてもよいし、一部のもののみを移動体上に搭載し、残余のものを建物内などに固定設置するようにしてもよい。 For example, the UE 5 (A) (mobile terminal) connected to one of the wireless communication unit pairs 1 (A) and 1 (B) and the UE 5 (B) (mobile terminal) connected to the other are connected to the wireless communication unit pair 1. (A), 1(B) and the wireless communication unit pair 1(A), 1(B) can be transmitted and received via the unit-to-unit wireless bearer 55(A). The wireless communication unit groups 1(A) to 1(D) may be all mounted on a mobile body such as the aforementioned ship or vehicle, or only some of them may be mounted on a mobile body, The remainder may be fixedly installed in a building or the like.

3GPP仕様の無線通信方式においては、該3GPPに規定された複数の周波数バンドのいずれが割り当てられる。この割り当てられる周波数バンドは、通信方式によって相違し、例えばLTEバンドとしてはバンド1、3、6、8、11、18、19、21、26、28、41及び42が使用されている。いずれのバンドも、予め定められた帯域幅の複数の周波数チャネルに分割され、EPC機能部3は、図2のユニット間無線ベアラ55及び端末用無線ベアラ57を、予め定められた周波数チャネルを選択して構築することとなる。すなわち、下流ユニット間チャネル、上流ユニット間チャネル及び端末側チャネルは、各々3GPPに規定される複数のバンドのいずれかに属する周波数チャネルとして設定される。 In the wireless communication system of the 3GPP specifications, any one of a plurality of frequency bands defined by the 3GPP is assigned. The assigned frequency band differs depending on the communication system. For example, bands 1, 3, 6, 8, 11, 18, 19, 21, 26, 28, 41 and 42 are used as LTE bands. Each band is divided into a plurality of frequency channels with predetermined bandwidths, and the EPC function unit 3 selects predetermined frequency channels for the unit-to-unit radio bearer 55 and terminal radio bearer 57 in FIG. It will be constructed by That is, each of the downstream inter-unit channel, the upstream inter-unit channel, and the terminal-side channel is set as a frequency channel belonging to one of a plurality of bands defined by 3GPP.

本実施形態において、EPC機能部3は、(下流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネルを、予め定められた特定の1つの周波数チャネルである(下流)ユニット間チャネルに固定設定する。また、端末用無線ベアラ57の設定周波数チャネルである端末側チャネルについては、(下流)ユニット間チャネルと同一の周波数チャネルに設定される。つまり、EPC機能部3は、直下の無線基地局部4に対し、下流側の無線通信ユニット1の中継無線通信部9と移動端末5に対し同一の周波数チャネルを設定する。 In this embodiment, the EPC function unit 3 fixedly sets the set frequency channel of the (downstream) unit-to-unit radio bearer 55 to the (downstream) unit-to-unit channel, which is a predetermined specific frequency channel. Also, the terminal-side channel, which is the set frequency channel of the terminal radio bearer 57, is set to the same frequency channel as the (downstream) unit-to-unit channel. That is, the EPC function unit 3 sets the same frequency channel for the relay radio communication unit 9 of the radio communication unit 1 on the downstream side and the mobile terminal 5 for the radio base station unit 4 directly below.

端末用無線ベアラ57は、無線基地局部4に接続するUE5の台数や、伝送されるデータの容量に起因した通信トラフィックの混雑状況に応じて、同一バンド内で使用する周波数チャネルの数は適宜変更する必要がある。また、隣接する無線通信ユニットの重なりを有するセル間でUEが移動する場合、移動前のセルと移動後のセルとで各無線基地局部に接続する際の端末用無線ベアラ57の使用周波数チャネルが同一であるとセル間干渉の問題を生ずる。よって、UE(移動端末)5は、下流側のセルに移動したときは、移動先のセルの無線通信ユニット1の無線基地局部4に対し、その無線基地局部4から見た(下流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネル((下流)ユニット間チャネル)に切り替える形で後述のハンドオーバ処理がなされる。他方、UE(移動端末)5が上流側のセルに移動したときは、移動先のセルの無線通信ユニット1の無線基地局部4に対し、その無線基地局部4から見た(上流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネル((上流)ユニット間チャネル)に切り替える形で後述のハンドオーバ処理がなされる。つまり、UE(移動端末)5がセル間を移動するに伴い、端末側チャネルを逐次切り替える形で端末用無線ベアラ57が構築される。しかし、ユニット間無線ベアラ55については、多数のUE5が接続される各通信ユニット1からのIPパケットの伝送が集約されて通信トラフィック量が非常に大きくなるため、IPパケット伝送処理を可能な限りスムーズに行うことが求められる。このとき、個々のセル内のUE5の接続状況に応じて、ユニット間無線ベアラ55の周波数チャネル設定が頻繁に変更されてしまう状況が生じると、複数の無線通信ユニット1を横断するIPパケット伝送を行なおうとする際に、ユニット間無線ベアラ5での通信途絶等の問題が生じやすくなる。 The terminal radio bearer 57 appropriately changes the number of frequency channels used within the same band according to the number of UEs 5 connected to the radio base station unit 4 and the state of communication traffic congestion caused by the amount of data to be transmitted. There is a need to. Further, when the UE moves between cells having overlapping adjacent radio communication units, the frequency channel used by the terminal radio bearer 57 when connecting to each radio base station section in the cell before movement and in the cell after movement is Being identical creates inter-cell interference problems. Therefore, when the UE (mobile terminal) 5 moves to a cell on the downstream side, the distance between the (downstream) units seen from the radio base station section 4 to the radio base station section 4 of the radio communication unit 1 in the destination cell is Handover processing, which will be described later, is performed by switching to the set frequency channel ((downstream) unit-to-unit channel) of the radio bearer 55 . On the other hand, when the UE (mobile terminal) 5 moves to an upstream cell, the radio base station section 4 of the radio communication unit 1 of the destination cell receives (upstream) unit-to-unit radio from the radio base station section 4. Handover processing, which will be described later, is performed by switching to the set frequency channel ((upstream) unit-to-unit channel) of the bearer 55 . That is, as the UE (mobile terminal) 5 moves between cells, the terminal radio bearer 57 is constructed by sequentially switching the terminal-side channel. However, regarding the unit-to-unit radio bearer 55, transmission of IP packets from each communication unit 1 to which a large number of UEs 5 are connected is aggregated, and the amount of communication traffic becomes extremely large. It is required to do At this time, if a situation arises in which the frequency channel setting of the inter-unit radio bearer 55 is frequently changed according to the connection status of the UE 5 in each cell, IP packet transmission across a plurality of radio communication units 1 is performed. When trying to do so, problems such as interruption of communication in the inter-unit radio bearer 5 tend to occur.

図11のような、複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)を接続する無線ネットワークシステムの構成においては、ユニット間無線ベアラ55による隣接ユニットの無線基地局部4との接続トポロジーが大きく変化しなければ、個々の無線通信ユニット1の中継無線通信部9の接続先となる無線基地局部4は固定されており、中継無線通信部9に対して周波数チャネル切替えを伴うハンドオーバ処理は不要となる。そこで、ユニット間無線ベアラ55について、予め定められた特定の1つの周波数チャネルであるユニット間チャネルに固定設定することで、ユニット間無線ベアラ55のチャネル切替えに伴う通信途絶等を効果的に防止でき、複数の無線通信ユニット1を横断する際のIPパケット伝送の安定性を大幅に向上することができる。 In the configuration of a wireless network system connecting a plurality of wireless communication units 1(A) to 1(D) as shown in FIG. If there is no change, the radio base station section 4 to which the relay radio communication section 9 of each radio communication unit 1 is to be connected is fixed, and handover processing involving frequency channel switching for the relay radio communication section 9 is unnecessary. Become. Therefore, by fixedly setting the inter-unit radio bearer 55 to an inter-unit channel, which is a predetermined specific frequency channel, it is possible to effectively prevent communication interruptions and the like caused by channel switching of the inter-unit radio bearer 55. , the stability of IP packet transmission across multiple wireless communication units 1 can be greatly improved.

無線通信ユニット1(A)~1(D)の各EPC機能部3は、(上流)ユニット間無線ベアラが構築される際に、下流ユニット間チャネルを、上流ユニット間無線ベアラに対して設定される上流ユニット間チャネルと異なる周波数チャネルに設定する一方、端末用チャネル群については、下流ユニット間チャネル及び上流ユニット間チャネルとのいずれとも異なる周波数チャネル群として設定している。例えば、無線通信ユニット1(B)に着目してみた場合、無線通信ユニット1(B)のEPC機能部3は、上流ユニット間無線ベアラ55(B),55(D)に対して設定される上流ユニット間チャネルを例えばそれぞれCH2,CH5に設定する。一方、無線通信ユニット1(A)のEPC機能部3は、該無線通信ユニット1(A)から見た上流ユニット間無線ベアラ55(A)(無線通信ユニット1(B)から見れば下流ユニット間無線ベアラである)に対して設定される上流ユニット間チャネル(無線通信ユニット1(B)から見れば下流ユニット間チャネルである)を、上記CH2,CH5と相違するCH1に設定する。このとき、下流ユニット間チャネルCH1と上流ユニット間チャネルCH2,CH5とを同一バンド内の互いに異なる周波数チャネルとして設定することで、ユニット間無線ベアラを構築するための無線基地局部4及び中継無線通信部9のハードウェアを、単一バンド仕様にて簡便に構成できる利点が生ずる。 When the (upstream) unit-to-unit radio bearer is constructed, each EPC function unit 3 of the radio communication units 1(A) to 1(D) sets the downstream unit-to-unit channel to the upstream unit-to-unit radio bearer. On the other hand, the terminal channel group is set as a frequency channel group different from both the downstream inter-unit channel and the upstream inter-unit channel. For example, when focusing on the wireless communication unit 1(B), the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(B) is set for the upstream unit wireless bearers 55(B) and 55(D). Channels between upstream units are set to CH2 and CH5, respectively. On the other hand, the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(A) has a wireless bearer 55(A) between upstream units viewed from the wireless communication unit 1(A) (a wireless bearer 55(A) between downstream units viewed from the wireless communication unit 1(B)). A channel between upstream units (which is a channel between downstream units when viewed from the wireless communication unit 1(B)) set for a radio bearer) is set to CH1, which is different from CH2 and CH5. At this time, by setting the downstream inter-unit channel CH1 and the upstream inter-unit channels CH2 and CH5 as mutually different frequency channels within the same band, the radio base station section 4 and the relay radio communication section for constructing the inter-unit radio bearer 9 hardware can be easily configured with a single band specification.

また、端末側チャネルについては、上記同一バンドに属する周波数チャネルのうち、下流ユニット間チャネルと同一のチャネルに設定される。例えば、図11の無線ネットワークシステム全体に1つのバンドのみが割り当てられている場合、端末側チャネルは、同一バンドに属する周波数チャネルのうち、下流ユニット間チャネルと同一のチャネルを設定することで、端末用無線ベアラ構築も含めて無線基地局部4及び中継無線通信部9のハードウェアの単一バンド仕様化を図ることができ、装置構成の簡略化に寄与する。なお、端末側チャネルは、下流ユニット間チャネル及び上流ユニット間チャネルとして設定されるもの以外の残余の周波数チャネルから切り替え可能に選択してもよい。 Further, the terminal-side channel is set to the same channel as the channel between downstream units among the frequency channels belonging to the same band. For example, when only one band is assigned to the entire radio network system of FIG. The hardware of the radio base station section 4 and the relay radio communication section 9 can be made to a single band specification, including the construction of the radio bearer for radio communication, contributing to the simplification of the device configuration. Note that the terminal-side channel may be switchably selected from remaining frequency channels other than those set as the downstream inter-unit channel and the upstream inter-unit channel.

また、本実施形態では、上記の同一バンドとして、3GPPに規定されたバンド28が採用されている。バンド28は、地上波アナログテレビ放送の停波にともない空きを生じたVHF帯に設定されている(700MHz帯)。バンド28は低周波数帯のため通信速度が幾分遅い関係上、都市部など端末加入者の多いエリア等での採用が積極的に進められておらず、電波リソースの利用状況がそれほどひっ迫していないためスムーズな接続が期待できる。また、低周波数帯であるということは、電波の遠方到達性に優れ、1つの無線通信ユニットがカバーできるエリア(セル)の拡大を図ることができる。また、地下や障害物があっても繋がりやすい特性を有し、例えば海上や鉱山などで本発明の無線ネットワークシステムを構築する上でも好適であるといえる。 Further, in this embodiment, the band 28 defined by 3GPP is adopted as the same band. The band 28 is set to the VHF band (700 MHz band) that has become available due to the termination of terrestrial analog television broadcasting. Since band 28 is a low-frequency band, the communication speed is somewhat slow, so it has not been actively adopted in areas such as urban areas where there are many terminal subscribers, and the utilization of radio wave resources is so tight. A smooth connection can be expected. In addition, the low frequency band has excellent long-distance reachability of radio waves, and it is possible to expand the area (cell) that can be covered by one wireless communication unit. In addition, it has a characteristic that it is easy to connect even if there is an underground or obstacle, and it can be said that it is suitable for constructing the wireless network system of the present invention, for example, on the sea or in a mine.

次に、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、図11のごとくある無線通信ユニットからみて上流・下流の位置関係で隣接するユニット間無線ベアラ、例えば図11のユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(D)のユニット間チャネル設定を互いに異ならせるための具体的な手法としては、例えばユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(D)を経由して、各無線通信ユニット1(A)~1(D)がユニット間チャネル情報を共有化することにより行なうことができる。 Next, in the wireless network system of the present invention, wireless bearers between units adjacent to each other in upstream/downstream positional relationship as viewed from a certain wireless communication unit as shown in FIG. B) and 55(D), for example, by way of the unit-to-unit radio bearers 55(A), 55(B), 55(D). This can be done by sharing inter-unit channel information between the wireless communication units 1(A) to 1(D).

また、無線ネットワークシステムに参加する無線通信ユニットの上限数が定められている場合には、図11において個々の無線通信ユニット1(A)~1(D)に付与されるノードアドレスの組み合わせに応じて、割り振るべきユニット間チャネルの種別をチャネルマップの形で一律に定め、このチャネルマップを個々の無線通信ユニットのEPC機能部3に組み込んでおくことが、処理のさらなる簡略化を図るうえで有効である。各EPC機能部3は他の無線通信ユニットのEPC機能部3とチャネル設定情報を共有しなくとも、組み込まれたチャネルマップを参照することで、隣接するユニット間無線ベアラのユニット間チャネルが異なるものとなるように設定とすることが可能となる。この場合、EPC機能部1は、下流ユニット間チャネルとして選択可能な周波数チャネル群と、接続先となる下流中継無線通信部のノードアドレスとの対応関係を示すチャネルマップを記憶するチャネルマップ記憶部を有し、下流中継無線通信部からのアタッチ要求を受けるに伴い、該下流中継無線通信部のノードアドレスを取得するとともに、取得したノードアドレスに対応する周波数チャネルをチャネルマップ上にて特定し、特定された該周波数チャネルを下流ユニット間チャネルとして設定するように動作する。 Further, when the upper limit of the number of wireless communication units participating in the wireless network system is defined, in FIG. Therefore, it is effective to uniformly determine the type of inter-unit channel to be allocated in the form of a channel map and incorporate this channel map into the EPC function section 3 of each wireless communication unit for further simplification of processing. is. Even if each EPC function part 3 does not share the channel setting information with the EPC function part 3 of another wireless communication unit, the inter-unit channel of the wireless bearer between adjacent units is different by referring to the embedded channel map. It is possible to set so as to be In this case, the EPC function unit 1 has a channel map storage unit that stores a channel map indicating the correspondence relationship between the group of frequency channels that can be selected as channels between downstream units and the node address of the downstream relay wireless communication unit that is the connection destination. and acquires the node address of the downstream relay wireless communication unit upon receiving an attach request from the downstream relay wireless communication unit, identifies the frequency channel corresponding to the acquired node address on the channel map, and identifies it. It operates to set the determined frequency channel as a downstream inter-unit channel.

図12は、チャネルマップ305gの一例を示す。該チャネルマップ305gは、システム構築に参加する無線通信ユニット1の数が4つの場合を例示しており、各無線通信ユニット1にはそれぞれノードアドレスMID01~MID04が付与されている(図11では、無線通信ユニット1(A),1(B),1(C)及び1(D)がこの順に対応している)。そして、それらノードアドレスの組み合わせに応じ、対応する無線通信ユニット1の間に設定するユニット間チャネルのチャネル番号が重複を生じないように定められている。このチャネルマップ305gは、無線通信ユニット1の数の増減及び配列変更に伴い、随時更新される。 FIG. 12 shows an example of a channel map 305g. The channel map 305g exemplifies a case where the number of wireless communication units 1 participating in the system construction is four, and each wireless communication unit 1 is given a node address MID01 to MID04 (in FIG. 11, Wireless communication units 1(A), 1(B), 1(C) and 1(D) correspond in this order). Then, according to the combination of these node addresses, the channel numbers of the inter-unit channels set between the corresponding wireless communication units 1 are determined so as not to overlap. This channel map 305g is updated at any time as the number of wireless communication units 1 increases or decreases and the arrangement changes.

図13は、EPC機能部3による上記チャネルマップ305gを用いたチャネル設定処理の流れを示すフローチャートである。B101では、下流側の無線通信ユニットのノードアドレスから、チャネルマップ305gを参照して下流側ユニット間チャネルのチャネル番号CH#Mを取得する。B102では、上流側のユニット間チャネルのチャネル番号CH#B(このチャネル番号CH#Bは複数であってもよい)を上流側の無線通信ユニットから取得する。B103では、CH#M/CH#B以外の残余のチャネル番号からUE用のチャネル番号CH#U1、CH#U2・・・を選択する。そして、B104では、使用可能なチャネル番号(CH#U1、CH#U2・・・)を無線基地局部及びUEに通知する。この通知は、無線基地局部及びUEのアタッチシーケンスにて実行される。 FIG. 13 is a flow chart showing the flow of channel setting processing by the EPC function unit 3 using the channel map 305g. At B101, the channel number CH#M of the channel between downstream units is obtained from the node address of the downstream wireless communication unit by referring to the channel map 305g. In B102, the channel number CH#B of the channel between units on the upstream side (this channel number CH#B may be plural) is obtained from the wireless communication unit on the upstream side. In B103, UE channel numbers CH#U1, CH#U2, . . . are selected from the remaining channel numbers other than CH#M/CH#B. Then, in B104, the available channel numbers (CH#U1, CH#U2, . . . ) are notified to the radio base station section and the UE. This notification is performed in the attach sequence of the radio base station and the UE.

以下、中継無線通信部9とUE5のアタッチシーケンスの流れについて、図14及び図15を用いて説明する。図14は中継無線通信部9のアタッチシーケンスを示す。本実施形態では、各無線通信ユニット1に中継無線通信部は2つずつ搭載されているが、「中継無線通信部9」はその任意の一方を意味し、いずれも他の無線通信ユニット1の無線基地局部4に対し、独立にアタッチ可能である。TS1では中継無線通信部9から無線基地局部(eNodeB)4を経由してMME2に対し、アタッチ要求が出される。中継無線通信部9は、eNodeB4から定期的に出力される報知信号を受信することにより、eNodeB4のセル内(つまり、圏内)に入ったことを認識でき、アタッチ要求をeNodeB4に向けて出力する。このとき、要求元に無線通信ユニットのIPアドレスを送信する。MME2はこれを受け、TS2にてS-GW6に対しベアラ設定要求を送信する。S-GW6はTS3にて、P-GW7との間でS5インターフェース上に物理回線のベアラ設定処理を実行する。ベアラが設定されればS-GW6はTS4にてMME2に、ベアラ設定応答を送信する。 The flow of the attach sequence between the relay wireless communication unit 9 and the UE 5 will be described below with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. FIG. 14 shows the attach sequence of the relay wireless communication unit 9. As shown in FIG. In this embodiment, each wireless communication unit 1 is equipped with two relay wireless communication units. It can be independently attached to the radio base station section 4 . In TS1, an attach request is issued from the relay wireless communication unit 9 to the MME 2 via the wireless base station unit (eNodeB) 4. FIG. By receiving the notification signal periodically output from the eNodeB 4, the relay wireless communication unit 9 can recognize that it has entered the cell of the eNodeB 4 (that is, within the range), and outputs an attach request to the eNodeB 4. At this time, the IP address of the wireless communication unit is transmitted to the request source. MME2 receives this and transmits a bearer setup request to S-GW6 in TS2. At TS3, S-GW6 executes bearer setting processing of a physical line on the S5 interface with P-GW7. If the bearer is set, S-GW 6 transmits a bearer setting response to MME 2 in TS4.

MME2は、TS5にて要求元ユニットのIPアドレスに対応する無線通信チャネルをチャネルマップ305g(図12)上で検索する。そして、TS6で、無線ベアラ設定要求(アタッチ受入れ)を無線基地局部4に設定チャネル番号とともに通知する。これを受けた無線基地局部4はTS7にて設定するべき無線ベアラ(ユニット間無線ベアラ)の設定チャネル番号を含むMIB(Master Information Block)を中継無線通信部9に送信する。TS8にて中継無線通信部9はユニット間チャネルを、受信したMIBに含まれる設定チャネル番号に固定設定し、設定完了を返信する。これを受け、TS9にて無線基地局部4はセッション開始要求(タッチ受入れ)を中継無線通信部9に通知する。TS10にて中継無線通信部9はユニット間無線ベアラを設定し、セッション開始応答を無線基地局部4に返す。TS11にて、無線基地局部4は、セッション開始応答をMME2に通知する。 At TS5, the MME 2 searches the wireless communication channel corresponding to the IP address of the requesting unit on the channel map 305g (FIG. 12). Then, in TS6, a radio bearer setting request (acceptance of attach) is notified to the radio base station unit 4 together with the set channel number. The radio base station section 4 receiving this transmits to the relay radio communication section 9 MIB (Master Information Block) including the setting channel number of the radio bearer (inter-unit radio bearer) to be set in TS7. In TS8, the relay wireless communication section 9 sets the unit-to-unit channel fixedly to the setting channel number included in the received MIB, and returns setting completion. In response to this, the radio base station section 4 notifies the relay radio communication section 9 of a session start request (touch acceptance) at TS9. At TS 10 , relay radio communication section 9 sets up an inter-unit radio bearer and returns a session start response to radio base station section 4 . At TS11, the radio base station unit 4 notifies the MME 2 of a session start response.

一方、図15はUE5(移動端末)のアタッチシーケンスを示す。TS11’ではUE5から無線基地局部(eNodeB)4を経由してMME2に対し、アタッチ要求が出される。このとき、要求元に無線通信ユニットのIPアドレスを送信する。MME2はこれを受け、TS12にてS-GW6に対しベアラ設定要求を送信する。S-GW6はTS13にて、P-GW7との間でS5インターフェース上に物理回線のベアラ設定処理を実行する。ベアラが設定されればS-GW6はTS14にてMME2に、ベアラ設定応答を送信する。MME2は、図13の処理に従い、端末用無線ベアラ群として使用可能な設定チャネル番号を決定する。そして、TS16で、無線ベアラ設定要求(アタッチ受入れ)を無線基地局部4に決定した設定チャネル番号とともに通知する。これを受けた無線基地局部4はTS17にて設定するべき無線ベアラ(ユニット間無線ベアラ)の設定チャネル番号を含むMIB(Master Information Block)をUE5に送信する。 On the other hand, FIG. 15 shows the attach sequence of UE5 (mobile terminal). At TS 11 ′, an attach request is issued from UE 5 to MME 2 via radio base station unit (eNodeB) 4 . At this time, the IP address of the wireless communication unit is transmitted to the request source. MME2 receives this and transmits a bearer setup request to S-GW6 in TS12. At TS13, S-GW6 executes bearer setting processing of a physical line on the S5 interface with P-GW7. When the bearer is set, S-GW6 transmits a bearer setting response to MME2 in TS14. The MME 2 determines setting channel numbers that can be used as the terminal radio bearer group according to the process of FIG. Then, in TS16, a radio bearer setup request (acceptance of attach) is notified to the radio base station section 4 together with the determined setup channel number. The radio base station section 4 receiving this transmits to the UE 5 MIB (Master Information Block) including the set channel number of the radio bearer (inter-unit radio bearer) to be set in TS17.

TS18にてUE5は端末側チャネルを、受信したMIBに含まれる設定チャネル番号に設定し、設定完了を返信する。これを受け、TS19にて無線基地局部4はセッション開始要求(アタッチ受入れ)をUE5に通知する。TS20にてUE5は端末用無線ベアラを設定し、セッション開始応答を無線基地局部4に返す。TS21にて、無線基地局部4は、セッション開始応答をMME2に通知する。上記のように、UE5のアタッチシーケンスと中継無線通信部9のアタッチシーケンスとは、周波数チャネル設定の内容を除き、基本的に同一の手順に従い実行されている。 At TS18, the UE 5 sets the terminal-side channel to the setting channel number included in the received MIB, and returns setting completion. In response to this, the radio base station unit 4 notifies the UE 5 of a session start request (attach acceptance) at TS19. At TS 20 , the UE 5 sets up a terminal radio bearer and returns a session start response to the radio base station section 4 . At TS21, the radio base station unit 4 notifies the MME 2 of a session start response. As described above, the attach sequence of the UE 5 and the attach sequence of the relay wireless communication unit 9 are basically executed according to the same procedure except for the contents of frequency channel setting.

LTEシステムにおいては、上記設定チャネル番号などの報知情報の送信量を運用・環境ごとに柔軟に変更するために、PBCHを用いた固定的な報知情報リソースと、PDSCHを用いた可変的に使用できる無線リソースとが組み合わせて使用される。ここで固定的なリソースであるPBCHを用いるのは、UE5(中継無線通信部9)が最初に取得する情報として報知情報が定められており、UE5(中継無線通信部9)が無線基地局部(eNodeB)4からの通知を受けることなしに受信できる必要があるためである。UE5は固定的なリソースであるPBCHを最初に受信し、PBCHからPDSCHを受信するための最低限の情報を得て、その情報をもとにPDSCHにて送られる報知情報を読むようにしている。PDSCHはRB単位で割り当て可能な可変リソースであるため、PDSCHにて送信する報知情報の量は可変である。これにより報知情報に使用するリソース量の変更が実現され、ネットワーク運用や環境により異なる報知情報量に応じた無線リソースの割り当てが可能となる。 In the LTE system, fixed broadcast information resources using PBCH and variably using PDSCH can be used in order to flexibly change the transmission amount of broadcast information such as the set channel number for each operation/environment. are used in combination with radio resources. The PBCH, which is a fixed resource, is used here because the broadcast information is defined as the information that the UE 5 (relay wireless communication unit 9) acquires first, and the UE 5 (relay wireless communication unit 9) uses the wireless base station unit ( This is because it needs to be able to receive without being notified by the eNodeB) 4. The UE 5 first receives the PBCH, which is a fixed resource, obtains the minimum information for receiving the PDSCH from the PBCH, and reads broadcast information sent on the PDSCH based on that information. Since the PDSCH is a variable resource that can be allocated in RB units, the amount of broadcast information transmitted by the PDSCH is variable. This makes it possible to change the amount of resources used for broadcast information, and to allocate radio resources according to the amount of broadcast information that varies depending on network operation and environment.

そして、このPBCHにより送信される報知情報のうち上記のMIBは、無線フレームの先頭(すなわち、サブフレーム番号=0)で送信されるものであり、時間リソース及び周波数リソースが常に固定された形で割り当てられる。その送信情報は、通常は、例えばPDSCHにより他の報知情報(例えばSIB(System Information Block))を受信するための情報、及び無線フレーム番号(SFN : System Frame Number)などである。しかし、本実施形態では、このMIBを利用して、無線基地局部4はUE5(中継無線通信部9)に対し、端末用無線ベアラあるいはユニット間無線ベアラのチャネル情報を配信する。MIBのサイズは24ビットに固定されているが、そのうちの10ビットは予備領域となっているので、例えばこの予備領域を利用して上記無線ベアラの設定チャネル情報を組み込むことが可能である。 Of the broadcast information transmitted by this PBCH, the above MIB is transmitted at the beginning of a radio frame (that is, subframe number = 0), and the time resources and frequency resources are always fixed. assigned. The transmission information is usually, for example, information for receiving other broadcast information (for example, SIB (System Information Block)) by PDSCH, a radio frame number (SFN: System Frame Number), and the like. However, in this embodiment, using this MIB, the radio base station section 4 distributes the channel information of the terminal radio bearer or inter-unit radio bearer to the UE 5 (relay radio communication section 9). The size of the MIB is fixed at 24 bits, 10 bits of which is a spare area. For example, this spare area can be used to incorporate the setup channel information of the radio bearer.

次に、図11のごとく、ユニット間無線ベアラ55により接続された2以上の無線通信ユニット1(A)~1(D)の各EPC機能部3は、個々の無線通信ユニット1(A)~1(D)の無線基地局部4に接続中のUE5(A),5(D)等(移動端末)のアドレス(端末特定情報)を、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(D)を経由して他の無線通信ユニットに転送できるようになっている。これにより、2以上の無線通信ユニット1(A)~1(D)間にて接続中のUE5(A),5(D)のアドレスの無線通信ユニット1(A)~1(D)間での共有化が可能となる。そして、EPC機能部3は共有化されたアドレス(端末特定情報)に基づいてIPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照してIPパケットの転送制御を行なう。 Next, as shown in FIG. 11, each EPC function section 3 of two or more wireless communication units 1(A) to 1(D) connected by an inter-unit wireless bearer 55 is connected to each of the wireless communication units 1(A) to 1(D). The addresses (terminal identification information) of the UEs 5(A), 5(D), etc. (mobile terminals) connected to the radio base station section 4 of 1(D) are sent to the unit-to-unit radio bearers 55(A), 55(B), 55(D) to another wireless communication unit. As a result, between the wireless communication units 1(A) to 1(D) of the addresses of the UEs 5(A) and 5(D) being connected between two or more wireless communication units 1(A) to 1(D) can be shared. Then, the EPC function unit 3 creates an IP packet forwarding table based on the shared address (terminal specifying information), and refers to the forwarding table to perform IP packet forwarding control.

図16は転送テーブル305eの一例を示すものである。転送テーブル305eは、自身に接続中のUEのアドレス(UEAD11,12・・・)がリスト化された形で登録される接続中端末登録部305rt、ネクストホッピングノードとなりえる隣接ユニット(上流ユニット及び下流ユニット)のノードアドレスが登録される隣接ユニットリスト305nt、及び、受け取ったパケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットのアドレスと、受け取ったパケットの次の転送先となる無線通信ユニットのアドレス(いわゆる、ネクストホッピング)とを対応付けて記憶したルーティングテーブル305ertとを含む。隣接ユニットリスト305ntは、ルーティングテーブル305ertに登録するネクストホッピングノードを特定するためのものであり、広義にルーティングテーブル305ertの一部をなすものとみなすこともできる。 FIG. 16 shows an example of the transfer table 305e. The forwarding table 305e includes a connected terminal registration unit 305rt in which the addresses of UEs (UEAD11, 12, . unit), the address of the wireless communication unit that is the final transfer destination of the received packet, and the address of the wireless communication unit that is the next transfer destination of the received packet ( and a routing table 305ert that stores so-called next hopping in association with each other. The neighboring unit list 305nt is for specifying the next hopping node registered in the routing table 305ert, and can be broadly regarded as forming a part of the routing table 305ert.

ネクストホッピングノードの情報は、本実施形態の無線ネットワークシステムにおいて、最終的なパケット送信先となるUEが接続された無線通信ユニットが、自身の下位側に隣接する無線通信ユニットに対しネクストホッピングが自ノードであることを報知し、これを受けた下位側の無線通信ユニットがさらに下位の無線通信ユニットに同様の報知を行なうことで、個々の無線通信ユニットに対するネクストホッピング情報がパケット送信元の無線通信ユニットに至るまで順次伝達されてゆく。各無線通信ユニットは、報知されたネクストホッピング情報をルーティングテーブル305ertに書き込み、以降、同じ宛先のパケットが送信される場合に、このルーティングテーブル305ertを参照することで、次の無線通信ユニットへのパケット転送がスムーズに実行される。ルーティングテーブル305ertの内容は、ネットワークトポロジの変化に応じて随時、後述の方式により更新されるダイナミックルーティング方式が採用されている。 The information of the next hopping node indicates that, in the wireless network system of the present embodiment, the wireless communication unit to which the UE, which is the final packet transmission destination, is connected, automatically performs next hopping to the adjacent wireless communication unit on the lower side of itself. By notifying that it is a node, and receiving this, the wireless communication unit on the lower side notifies the wireless communication unit on the lower side in the same way, so that the next hopping information for each wireless communication unit is the wireless communication of the packet transmission source. It is transmitted sequentially until it reaches the unit. Each wireless communication unit writes the notified next hopping information to the routing table 305ert, and thereafter, when a packet to the same destination is transmitted, this routing table 305ert is referred to so that the next packet to the wireless communication unit Transfers run smoothly. The content of the routing table 305ert employs a dynamic routing method in which the contents are updated according to changes in the network topology, as will be described later.

図17は、各EPC機能部3にてなされる該隣接ノードの更新処理、ひいてはそれに伴う転送テーブル305e(図16)の更新処理の流れを示すものである。該処理は転送テーブル更新プログラム305fの実行により実現されるもので、転送テーブル更新制御部の機能を担う。その概要は、以下の通りである。
(1)共有化された中継無線通信部の端末特定情報に基づき、IPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照してIPパケットの転送制御を行なう。
(2)無線ネットワークシステムに含まれる無線通信ユニットの数及び接続順序の少なくともいずれかが変更がなされた場合に、その変更内容に応じて転送テーブルの内容を更新する。
これにより、無線通信ユニット1の数及び接続順序の変化に伴ない、ユニット間ベアラ55による接続状態のトポロジーが反化した場合であっても、転送テーブル305eの内容を常に最適の状態に維持することができる。
FIG. 17 shows the flow of update processing of the adjacent node performed by each EPC function unit 3, and the associated update processing of the forwarding table 305e (FIG. 16). This process is realized by executing the transfer table update program 305f, and has the function of a transfer table update control unit. The outline is as follows.
(1) An IP packet forwarding table is created based on the shared terminal specifying information of the relay wireless communication unit, and IP packet forwarding control is performed by referring to the forwarding table.
(2) When at least one of the number of wireless communication units included in the wireless network system and the order of connection is changed, the content of the transfer table is updated according to the content of the change.
As a result, even when the topology of the connection state by the inter-unit bearer 55 is reversed due to changes in the number of wireless communication units 1 and the connection order, the contents of the transfer table 305e are always maintained in the optimum state. be able to.

まず、A201で処理が開始されると、A202では無線通信ユニットの配列(順序や数)が変化したか否かを確認する。具体的には、後述の接続変更により、上流ユニット又は下流ユニットのノードアドレスが変化したかを確認し、変化していればA203に進み、隣接ユニットリスト305ntの内容を更新する。一方、変化していなければA203をスキップする。A204では自ノードに接続中のUEのIPアドレスを取得する。A205では、取得したIPアドレスにより、接続中端末登録部305rtの内容が更新される。A206では、処理を終了するか否かを判断し、終了でなければA207で一定期間待機した後A202に戻り、以下の処理を繰り返す。 First, when the process starts in A201, it is checked in A202 whether or not the arrangement (order or number) of the wireless communication units has changed. Specifically, it confirms whether the node address of the upstream unit or the downstream unit has changed due to a change in connection, which will be described later. On the other hand, if it has not changed, A203 is skipped. At A204, the IP address of the UE currently connected to its own node is acquired. At A205, the content of the connected terminal registration unit 305rt is updated with the obtained IP address. At A206, it is determined whether or not to end the process. If not, after waiting for a certain period of time at A207, the process returns to A202 to repeat the following processes.

図18は、各無線通信ユニット1におけるルーティングテーブルの更新処理の流れを示すものである。該処理は、いわゆるRIP(Routing Information Protocol)に従って実行される。まず、A101にてパケットを受信すると、A102にて自ノードがパケット宛先のUE接続ノード(該UEが接続している無線通信ユニット)であるか否かを、接続中端末登録部305rtを参照して判定する。A102にて自ノードがパケット宛先のUE接続ノードであった場合はA103に進み、パケットを宛先UEに転送する。またA104では、自身に接続している無線通信ユニットである全ての隣接ノード(一般には複数である)に対し、自ノードがパケットの最終宛先となるUEの接続ノード、つまり宛先ノードであることを、自ノードのアドレス(後述のNHPアドレス)の送信により通知し、S105にてそのホッピング数nが1であることを通知する。 FIG. 18 shows the flow of routing table update processing in each wireless communication unit 1 . The processing is performed according to the so-called RIP (Routing Information Protocol). First, when a packet is received in A101, the connected terminal registration unit 305rt is referred to in A102 to check whether the own node is a UE connection node (radio communication unit to which the UE is connected) to which the packet is addressed. to judge. In A102, if the own node is the packet destination UE connection node, the process proceeds to A103 to transfer the packet to the destination UE. In addition, in A104, to all adjacent nodes (generally plural) which are wireless communication units connected to itself, the self node is the connection node of the UE, which is the final destination of the packet, that is, the destination node. , by transmitting the address of its own node (NHP address to be described later), and in S105 it is notified that the hopping number n is 1.

一方、A102にて自ノードがパケット宛先のUE接続ノードでなかった場合はA106に進んでルーティングテーブル305erf(図16)を参照し、A107にて宛先ノードに対応するネクストホッピングノードが登録されているかを調べる。登録されていなければA108に進み、隣接ノードのいずれかをネクストホッピングノードとして定め、宛先ノードのアドレスと対応付けてルーティングテーブルに登録する。一方、A107にて宛先ノードに対応するネクストホッピングノードが登録されていればA108をスキップする。いずれの場合も、A109で、パケットを宛先ノードに対応するネクストホッピングノードに転送する処理を行なう。 On the other hand, if the own node is not the packet destination UE connecting node at A102, the process proceeds to A106 to refer to the routing table 305erf (FIG. 16), and at A107 whether the next hopping node corresponding to the destination node is registered. to examine. If not registered, proceed to A108, determine one of the adjacent nodes as the next hopping node, associate it with the address of the destination node, and register it in the routing table. On the other hand, if the next hopping node corresponding to the destination node is registered in A107, A108 is skipped. In either case, at A109, the packet is transferred to the next hopping node corresponding to the destination node.

A110では、全ての隣接ノードから宛先ノードへのネクストホッピングノードであることを示す通知を、ノードアドレス(ネクストホッピングアドレス:NHPアドレスとも記す)及びホッピング数nとともに受信する。A111では、受信したホッピング数nの中に、ルーティングテーブルに登録済みの値より小さい値があるかどうかを調べる。登録済みの値より小さいホッピング数があればA112に進み、ルーティングテーブル上にて宛先ノードに対応するNHPアドレスとホッピング数とを、受信した値を用いて更新する。そして、A113では、全ての隣接ノード(上記通知を行なってきた隣接ノードを除く)に、自身がネクストホッピングノードであることを、自ノードのアドレス(NHPアドレス)の送信により通知し、さらにホッピング数に1を加算して通知する。A114で終了でなければA101に戻り、以下の処理を繰り返す。 A110 receives notifications from all neighboring nodes indicating that they are the next hopping nodes to the destination node together with the node address (next hopping address: also referred to as NHP address) and the hopping number n. At A111, it is checked whether or not the received hopping number n includes a value smaller than the value already registered in the routing table. If there is a hopping number smaller than the registered value, proceed to A112 and update the NHP address and hopping number corresponding to the destination node on the routing table using the received value. Then, in A113, all adjacent nodes (excluding the adjacent node that has made the notification) are notified that they are next hopping nodes by transmitting their own node addresses (NHP addresses), and furthermore, the number of hopping 1 is added to and notified. If the process is not finished in A114, the process returns to A101, and the following processes are repeated.

RIPによれば、図35に示すように、パケットが宛先ノードに到達すると宛先ノードDTは、すでに説明した図18のA104及びA105のステップにより、全ての隣接ノードNT11~NT13へ向け、自ノードが宛先ノードであることを上記NHPアドレスの送信により通知し、さらにホッピング(HP)数nが1であることを通知する。この通知を受け取った各隣接ノードNT11~NT13は、上記通知の送信元ノード以外の隣接ノードNT21に、自ノードが宛先ノードDTへのネクストホッピングノードであることを、自ノードのアドレス(NHPアドレス)の送信により通知し、受け取ったホッピング数nに1を加算して通知する。この処理が以降の隣接ノードに対して順次実行されてゆくと、最終的にはパケット送信元ノードSTには、宛先ノードDTからパケット送信元ノードSTまでの複数の経路にそれぞれ対応する各隣接ノードNS1~NS3から、それぞれNHPアドレスとホッピング数n1~n3が通知されることとなる。パケット送信元ノードSTでは、それらホッピング数n1~n3のうち最小となるものの経路に対応する隣接ノードのNHPアドレスを、そのホッピング数とともに宛先ノードDTのアドレスと対応付け、図16のルーティングテーブル305ertに記憶する。 According to RIP, as shown in FIG. 35, when the packet reaches the destination node, the destination node DT directs to all the adjacent nodes NT11 to NT13 by steps A104 and A105 in FIG. It notifies that it is the destination node by sending the NHP address, and also notifies that the hopping (HP) number n is one. Each of the adjacent nodes NT11 to NT13 that has received this notification informs the adjacent node NT21 other than the source node of the notification that it is the next hopping node to the destination node DT using its own node address (NHP address). , and adds 1 to the received hopping number n and notifies it. When this process is successively executed for subsequent adjacent nodes, finally, each adjacent node corresponding to a plurality of routes from the destination node DT to the packet transmission source node ST is provided to the packet transmission source node ST. NHP addresses and hopping numbers n1 to n3 are notified from NS1 to NS3, respectively. In the packet source node ST, the NHP address of the adjacent node corresponding to the route with the smallest number of hops n1 to n3 is associated with the address of the destination node DT along with the number of hops, and is stored in the routing table 305ert of FIG. Remember.

例えば、図31に示す例では、送信元ノードSTをなす無線通信ユニット1から宛先ノードDTをなす無線通信ユニット1に至るまでの経由する無線通信ユニット1の数、すなわちホッピング数は、経路RT1では9、経路RT2では6、経路RT3では8、経路RT4では9となるが、ホッピング数が最小となる経路RT2のネクストホッピングノードの情報が、個々のノードのルーティングテーブルに自動的に登録される流れとなる。すなわち、パケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットを宛先ノードDTとし、該宛先ノードDTに至る複数の無線通信ユニット1を中継ノードVTとし、宛先ノードDTにパケットを送信する際の次の転送先となる無線通信ユニットをネクストホッピングノードとして、各無線通信ユニット1は、中継ノードVTの数が減じる方向に経路の最適化がなされるよう、ルーティングテーブルの宛先ノードDTに対応するネクストホッピングノードのアドレスを更新設定するルーティングテーブル更新部の機能が具備されていることが明らかである。これにより、移動する複数の無線通信ユニット1が無線接続された無線ネットワークシステムにおいて、接続トポロジーが変化した場合でもパケット転送のダイナミックルーティングを問題なく行なうことができる。 For example, in the example shown in FIG. 31, the number of wireless communication units 1 passing through from the wireless communication unit 1 forming the source node ST to the wireless communication unit 1 forming the destination node DT, that is, the number of hops is 9, 6 for route RT2, 8 for route RT3, and 9 for route RT4. Information on the next hopping node of route RT2 with the smallest number of hops is automatically registered in the routing table of each node. becomes. That is, the wireless communication unit that is the final transfer destination of the packet is the destination node DT, and the plurality of wireless communication units 1 leading to the destination node DT are the relay nodes VT. With the wireless communication unit to be the transfer destination as the next hopping node, each wireless communication unit 1 selects the next hopping node corresponding to the destination node DT in the routing table so that the route is optimized in the direction of decreasing the number of relay nodes VT. It is clear that the function of the routing table updating unit for updating and setting the address of the router is provided. As a result, in a wireless network system in which a plurality of moving wireless communication units 1 are wirelessly connected, dynamic routing of packet transfer can be performed without any problem even when the connection topology changes.

次に、図19は、同じ無線通信ユニット1に接続するUE5(UE(I)及びUE(II))間のIPパケットの伝送処理の流れを示すものである。U1及びU2は図15により説明済みのアタッチシーケンスであり、端末用無線ベアラが構築される。U3でUE(I)からIPパケットが無線基地局部4に向け上りパケットとして送出される。無線基地局部4がこれをEPC機能部3に転送する。EPC機能部3では、図16の接続中端末登録部305rtを参照し、自身が属する無線通信ユニットに接続中のいずれかのUEのIPアドレスが、受け取ったIPパケットのヘッダに記録されている送信先アドレスと一致しているか否かを確認する。図19の場合、UE(II)のIPアドレスがこれに該当することとなり、D1にて該IPパケットを下りパケットとして配下の無線基地局部4に折り返し転送する。無線基地局部4はこれを受け取ってUE(II)に転送し、処理は完了する。 Next, FIG. 19 shows the flow of IP packet transmission processing between UEs 5 (UE(I) and UE(II)) connected to the same wireless communication unit 1. In FIG. U1 and U2 are the attach sequences already explained with reference to FIG. 15, and the radio bearer for the terminal is established. At U3, an IP packet is sent from UE(I) to the radio base station unit 4 as an uplink packet. The radio base station section 4 transfers this to the EPC function section 3 . The EPC function unit 3 refers to the connected terminal registration unit 305rt in FIG. Check if it matches the destination address. In the case of FIG. 19, the IP address of UE (II) corresponds to this, and at D1, the IP packet is forwarded back to the subordinate radio base station section 4 as a downstream packet. The radio base station section 4 receives this and transfers it to UE (II), and the process is completed.

図20は、図11において無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(A)と、隣接する無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(B)と間のIPパケットの伝送処理の流れを示すものである。U1~U3までの処理は図19と同じである。U3において無線通信ユニット1(A)のEPC機能部3は接続中端末登録部305rtを参照し、受け取ったIPパケットの送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニット1(A)に接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致せず、かつルーティングテーブル305ertの参照により、ネクストホッピングが上流側の無線通信ユニット1(B)であることを確認する。そして、U4にてそのIPパケットを、ユニット間無線ベアラ55(A)により上流側の無線通信ユニット1(B)に転送する。無線通信ユニット1(B)では、このIPパケットを受け取り、同様に接続中端末登録部305rtを参照し、UE5(B)のIPアドレスが送信先のIPアドレスと一致することを確認する。そして、D2にて該IPパケットを下りパケットとして配下の無線基地局部4に転送する。無線基地局部4はこれを受け取ってUE5(B)に転送し、処理は完了する。 FIG. 20 shows an IP packet transmission process between UE 5 (A) connected to wireless communication unit 1 (A) and UE 5 (B) connected to adjacent wireless communication unit 1 (A) in FIG. It shows the flow. The processing from U1 to U3 is the same as in FIG. At U3, the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(A) refers to the connected terminal registration unit 305rt, and the destination address of the received IP packet indicates which of the wireless communication units 1(A) to which it belongs is currently connected. Also, by referring to the routing table 305ert, it is confirmed that the next hopping is the wireless communication unit 1 (B) on the upstream side. Then, in U4, the IP packet is transferred to the wireless communication unit 1(B) on the upstream side by the inter-unit wireless bearer 55(A). The wireless communication unit 1 (B) receives this IP packet, similarly refers to the connected terminal registration section 305rt, and confirms that the IP address of the UE 5 (B) matches the IP address of the destination. Then, at D2, the IP packet is transferred to the subordinate wireless base station section 4 as a downstream packet. The radio base station section 4 receives this and transfers it to the UE 5 (B), completing the process.

たとえば、IPパケットの送信元のUEが、接続された無線通信ユニット群の中間のものに接続されており、送信先のUEが該無線通信ユニットよりも下流側の無線通信ユニットに接続中のUEである場合は、上記UEにてEPC機能部3は接続中端末登録部305rtを参照し、受け取ったIPパケットの送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニットに接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致せず、かつルーティングテーブル305ertの参照により、ネクストホッピングが下流側の無線通信ユニットであることを確認する。そして、該IPパケットは下りパケットとして無線基地局部4に転送され、さらに送信先となるUEが接続される無線通信ユニットに下流側のユニット間無線ベアラを用いて転送される。 For example, the source UE of the IP packet is connected to an intermediate one of the connected wireless communication units, and the destination UE is connected to a wireless communication unit downstream of the wireless communication unit. , the EPC function unit 3 in the UE refers to the connected terminal registration unit 305rt, and the destination address of the received IP packet is the IP address of any UE connected to the wireless communication unit to which it belongs. , and by referring to the routing table 305ert, it is confirmed that the next hopping is the wireless communication unit on the downstream side. Then, the IP packet is transferred to the radio base station section 4 as a downstream packet, and further transferred to the radio communication unit to which the UE, which is the destination, is connected using the unit-to-unit radio bearer on the downstream side.

図21は、図11において、無線通信ユニット1(A)に接続中のUE5(A)と、2つ先の無線通信ユニット1(C)に接続中のUE5(C)と間のIPパケットの伝送処理の流れを示すものである。U1~U4までの処理は図20と同じである。U5において無線通信ユニット1(B)のEPC機能部3は接続中端末登録部305rtを参照し、受け取ったIPパケットのヘッダに記録されている送信先アドレスが、自身が属する無線通信ユニット1(B)に接続中のいずれのUEのIPアドレスとも一致しないことを確認し、U5にてそのIPパケットを、ユニット間無線ベアラ55(B)により上流側の無線通信ユニット1(C)に転送する。無線通信ユニット1(C)では、このIPパケットを受け取り、同様に接続中端末登録部305rtを参照し、UE5(C)のIPアドレスが送信先のIPアドレスと一致することを確認する。そして、D3にて該IPパケットを下りパケットとして配下の無線基地局部4に転送する。無線基地局部4はこれを受け取ってUE5(C)に転送し、処理は完了する。 FIG. 21 shows an IP packet between UE 5 (A) currently connected to wireless communication unit 1 (A) and UE 5 (C) currently connected to wireless communication unit 1 (C) two ahead in FIG. It shows the flow of transmission processing. The processing from U1 to U4 is the same as in FIG. In U5, the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(B) refers to the connected terminal registration unit 305rt, and the destination address recorded in the header of the received IP packet is registered to the wireless communication unit 1(B) to which the unit belongs. ), and U5 transfers the IP packet to the upstream wireless communication unit 1(C) via the unit-to-unit wireless bearer 55(B). The wireless communication unit 1 (C) receives this IP packet, similarly refers to the connected terminal registration section 305rt, and confirms that the IP address of the UE 5 (C) matches the destination IP address. Then, at D3, the IP packet is transferred to the subordinate wireless base station section 4 as a downstream packet. The radio base station unit 4 receives this and transfers it to the UE 5 (C), completing the process.

また、図11の無線通信ユニット1(A)~1(D)はいずれもルータ8を内蔵しており、例えば衛星通信回線61等により外部ネットワーク60(例えばグローバル公共ネットワーク(インターネット))と接続可能である。該構成により、本発明の無線ネットワークシステム外のネットワークを送信先とするIPパケットの転送も可能である。図11では、無線通信ユニット1(D)のルータ8が外部ネットワーク60に接続されている。 Further, each of the wireless communication units 1(A) to 1(D) in FIG. 11 has a built-in router 8, and can be connected to an external network 60 (for example, a global public network (Internet)) via a satellite communication line 61, for example. is. With this configuration, it is also possible to transfer IP packets whose destination is a network other than the wireless network system of the present invention. In FIG. 11, router 8 of wireless communication unit 1 (D) is connected to external network 60 .

次に、前述の簡易ハンドオーバ処理について説明する。
図2を用いてすでに説明したごとく、本実施形態においては、無線通信ユニット対をなす一方の無線通信ユニット1(A)と他方の無線通信ユニット1(B)とがユニット間無線ベアラ55によってのみ通信接続される構成となっている。すなわち、無線通信ユニット対1(A),1(B)の無線基地局部4,4間は、これらを直接接続する制御インターフェースが省略されている(すなわち、従来のX2インターフェースが設けられない構成)。よって、図11において無線通信ユニット1(A)に接続された移動端末5(A)が無線通信ユニット1(B)の通信セル50B内に移動した場合に、X2インターフェースを用いた通常のハンドオーバ処理を実施することができない。そこで、本実施形態では、図22に示すシーケンスに従って、下記の簡易ハンドオーバ処理が実行される。すなわち、UE5(A)が無線通信ユニット1(A)に対し、U1及びU2において図15に示すアタッチシーケンスを実行し、無線通信ユニット1(A)との間に端末用無線ベアラを構築する。これにより、UE5(A)は無線通信ユニット1(A)との間で上りパケット(U3)及び下りパケット(D1)の送受信が可能となる。
Next, the aforementioned simple handover processing will be described.
As already explained using FIG. 2, in this embodiment, one wireless communication unit 1 (A) and the other wireless communication unit 1 (B) forming a wireless communication unit pair are connected only by the unit-to-unit wireless bearer 55. It is configured to be connected for communication. That is, between the radio base station sections 4, 4 of the radio communication unit pair 1(A), 1(B), the control interface for directly connecting them is omitted (that is, the conventional X2 interface is not provided). . Therefore, when the mobile terminal 5(A) connected to the radio communication unit 1(A) in FIG. 11 moves into the communication cell 50B of the radio communication unit 1(B), normal handover processing using the X2 interface is performed. cannot be implemented. Therefore, in this embodiment, the following simple handover process is executed according to the sequence shown in FIG. That is, the UE 5(A) executes the attach sequence shown in FIG. 15 in U1 and U2 to the radio communication unit 1(A) to establish a terminal radio bearer with the radio communication unit 1(A). This enables the UE 5(A) to transmit and receive uplink packets (U3) and downlink packets (D1) to and from the wireless communication unit 1(A).

そして、S101において、無線通信ユニット1(A)の無線基地局部4とUE5(移動端末)とを接続する端末用無線ベアラの切断をUE5(移動端末)が検出し、さらにS102で移動先の無線通信ユニット1(B)をUE5が検出することで、UE5はU1’において無線通信ユニット1(B)に対して新たなアタッチ要求を行なう。無線通信ユニット1(B)はこのアタッチ要求を受けることにより、U2と同様の処理に基づきUE5との間に新たな端末用無線ベアラを確立する。すなわち、無線通信ユニット1(B)のEPC機能部3からの指令に基づき、無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4と、移動後のUE5(A)(移動端末)との間に端末用無線ベアラが再構築される。以上の処理により、基地局間インターフェースが存在しない環境であるにも関わらず、UE5のセル間移動に伴う実質的なハンドオーバ処理が実現できていることがわかる。 Then, in S101, the UE5 (mobile terminal) detects disconnection of the terminal radio bearer that connects the radio base station section 4 of the radio communication unit 1 (A) and the UE5 (mobile terminal). When the UE 5 detects the communication unit 1(B), the UE 5 issues a new attach request to the wireless communication unit 1(B) in U1'. By receiving this attach request, the radio communication unit 1 (B) establishes a new terminal radio bearer with the UE 5 based on the same processing as that of U2. That is, based on a command from the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(B), the terminal is placed between the wireless base station unit 4 of the wireless communication unit 1(B) and the UE 5(A) (mobile terminal) after movement. radio bearer is reconstructed. It can be seen from the above processing that the substantial handover processing accompanying the inter-cell movement of the UE 5 can be realized even in an environment where there is no inter-base-station interface.

以下、本発明の無線ネットワークシステムが構築されている状態において、システム内の無線通信ユニット接続のトポロジー変更が行われる具体例について説明する。ここでは、1つの無線通信ユニットの無線基地局部に接続できる他の無線通信ユニット(の中継無線通信部)の数の上限数が2に定められている場合を例にとる。図23の状態A1では、3つの無線通信ユニット1(B)~1(D)がユニット間無線ベアラ55(B),55(C)により接続されている。無線通信ユニット1(B)のeNodeB4は他の無線通信ユニットが未接続の状態であり、最大2つまで新たな無線通信ユニットの接続が可能である。 A specific example of changing the topology of the connection of wireless communication units in the system in a state where the wireless network system of the present invention is constructed will be described below. Here, a case is taken as an example in which the upper limit of the number of other wireless communication units (relay wireless communication sections of) that can be connected to the wireless base station section of one wireless communication unit is set to two. In state A1 of FIG. 23, three wireless communication units 1(B) to 1(D) are connected by inter-unit wireless bearers 55(B) and 55(C). The eNodeB 4 of the wireless communication unit 1 (B) is in a state in which no other wireless communication unit is connected, and up to two new wireless communication units can be connected.

また、各無線通信ユニット1(B)~1(D)の複数(ここでは2つ)の中継無線通信部9(図中、A1/A2,B1/B2・・・等と表記)は、無線通信ユニット1(B)~1(C)については1つのものが上流ユニットの無線基地局部4にアタッチしており、他は未接続となっている。また、末尾の無線通信ユニット1(D)は全ての中継無線通信部9が未接続状態である。これら未接続の中継無線通信部9は、接続可能な別の任意の無線通信ユニットが存在すれば、該無線通信ユニットの無線基地局部にアタッチすることが可能である。このとき、同一の無線通信ユニット1に属する複数の中継無線通信部9には識別IDが付与されており、他の無線通信ユニットにアタッチする際に、どの中継無線通信部9から優先的にアタッチしていくかを示すアタッチ順位が識別ID間で定めれている(本実施形態では、識別IDが示す番号の小さい中継無線通信部9のアタッチ順位が上位に定められている)。また、複数の中継無線通信部9が未接続の状態で、アタッチ先となる無線通信ユニットの候補が複数存在する場合は、アタッチ順位が上位となる中継無線通信部9が、後述のCQIが示す通信品質がより良好となる無線通信ユニットに優先的にアタッチするように定められている。 In addition, a plurality of (here, two) relay wireless communication units 9 (represented as A1/A2, B1/B2, etc. in the figure) of each wireless communication unit 1(B) to 1(D) are wireless One of the communication units 1(B) to 1(C) is attached to the wireless base station section 4 of the upstream unit, and the others are not connected. Moreover, all the relay wireless communication sections 9 of the wireless communication unit 1 (D) at the end are in a non-connected state. If there is any other connectable wireless communication unit, these unconnected relay wireless communication units 9 can be attached to the wireless base station of the wireless communication unit. At this time, an identification ID is assigned to a plurality of relay wireless communication units 9 belonging to the same wireless communication unit 1, and when attaching to another wireless communication unit, which relay wireless communication unit 9 is preferentially attached. The order of attachment indicating whether to continue is determined among the identification IDs (in the present embodiment, the order of attachment of the relay wireless communication unit 9 with the smaller number indicated by the identification ID is determined higher). Further, when a plurality of relay wireless communication units 9 are not connected and there are a plurality of wireless communication unit candidates to be attached, the relay wireless communication unit 9 having a higher attach order is selected by CQI, which will be described later. It is defined that priority should be given to wireless communication units with better communication quality.

図23においては、先頭の無線通信ユニット1(B)に向け、新たな無線通信ユニット1(A)が接近しつつある。中継無線通信部9が、無線通信ユニット1(B)のeNodeB4の圏内に入ると、中継無線通信部9はアタッチ要求を無線通信ユニット1(B)のeNodeB4に向けて出力する。以下は、図14に説明済みのアタッチシーケンスが実行され、状態A2のごとく、無線通信ユニット1(A)と無線通信ユニット1(B)との間にユニット間無線ベアラ55(A)が構築されて、無線ネットワークシステムに無線通信ユニット1(A)が取り込まれる。例えば、状態A2においては、無線通信ユニット1(A)には新たに3つ(無線基地局部4に2つ、中継無線通信部9に1つ)の、無線通信ユニット1(B)~1(D)については新たに2つ(無線基地局部4に1つ、中継無線通信部9に1つ)の無線通信ユニットの接続が可能である。 In FIG. 23, a new wireless communication unit 1(A) is approaching the leading wireless communication unit 1(B). When the relay wireless communication unit 9 enters the range of the eNodeB 4 of the wireless communication unit 1(B), the relay wireless communication unit 9 outputs an attach request to the eNodeB 4 of the wireless communication unit 1(B). 14 is executed, and the inter-unit radio bearer 55(A) is established between the radio communication unit 1(A) and the radio communication unit 1(B) as in state A2. Then, the wireless communication unit 1(A) is incorporated into the wireless network system. For example, in state A2, the wireless communication unit 1 (A) newly includes three (two in the wireless base station section 4 and one in the relay wireless communication section 9) wireless communication units 1 (B) to 1 ( As for D), it is possible to newly connect two wireless communication units (one to the wireless base station section 4 and one to the relay wireless communication section 9).

図24の状態B1では、3つの無線通信ユニット1(A)~1(C)がユニット間無線ベアラ55(A)~55(B)により接続されており、その末端の無線通信ユニット1(C)に向け、新たな無線通信ユニット1(D)が接近しつつある。無線通信ユニット1(C)の無線基地局部4は、すでに1つの無線通信ユニット1(B)が接続しており、あと1つ新たな無線通信ユニットの接続が可能である。そして、接近中の無線通信ユニット1(D)の中継無線通信部9が、接近先の無線通信ユニット1(C)の無線基地局部4の圏内に入ると、無線通信ユニット1(D)の中継無線通信部9はアタッチ要求を無線通信ユニット1(C)のeNodeB4に向けて送信する。以下は、図14にてすでに説明済みのアタッチシーケンスが実行され、図25の状態B2のごとく、無線通信ユニット1(D)と無線通信ユニット1(C)との間にユニット間無線ベアラ55(C1)が構築されて、無線ネットワークシステムに無線通信ユニット1(D)が分岐する形で取り込まれる。さらに、同様に、無線通信ユニット1(A)の中継無線通信部9の未接続のもの(A2)が無線通信ユニット1(D)の無線基地局部4にアタッチすることでユニット間無線ベアラ55(C2)が構築され、3つの無線通信ユニット1(A)~1(D)は環状形態の無線通信ネットを形成する。また、図25は、無線通信ユニット1(C)がさらに別の無線通信ユニット1(E)にアタッチする状況も示している。 In state B1 of FIG. 24, three wireless communication units 1(A) to 1(C) are connected by inter-unit wireless bearers 55(A) to 55(B), and the terminal wireless communication unit 1(C) ), a new wireless communication unit 1(D) is approaching. One wireless communication unit 1(B) is already connected to the wireless base station section 4 of the wireless communication unit 1(C), and another new wireless communication unit can be connected. Then, when the relay wireless communication section 9 of the approaching wireless communication unit 1(D) enters the range of the wireless base station section 4 of the approaching wireless communication unit 1(C), the relay of the wireless communication unit 1(D) The wireless communication unit 9 transmits an attach request to the eNodeB 4 of the wireless communication unit 1(C). After that, the attach sequence already explained in FIG. 14 is executed, and the unit-to-unit radio bearer 55 ( C1) is constructed and taken into the wireless network system in the form of branching wireless communication unit 1(D). Furthermore, in the same way, by attaching the unconnected one (A2) of the relay wireless communication section 9 of the wireless communication unit 1 (A) to the wireless base station section 4 of the wireless communication unit 1 (D), the inter-unit wireless bearer 55 ( C2) is constructed, and the three wireless communication units 1(A) to 1(D) form a ring-shaped wireless communication net. FIG. 25 also shows a situation where wireless communication unit 1(C) attaches to yet another wireless communication unit 1(E).

例えば図23においては、新たに付加される無線通信ユニットが、構築済みの無線通信ネットワークシステムの先頭、つまりネットワークのエッジを構成している無線通信ユニット(図23では符号1(A))に接続する実施形態を示している。この方式は、無線通信ユニットの付加が、既存ネットワーク内の無線通信ユニットの接続順序に影響を及ぼさず、簡易である利点がある。しかし、付加対象の無線通信ユニットを、エッジを構成する無線通信ユニットに接近した場合にのみアタッチ・接続がなされるため、無線通信ユニットの新規付加に対する柔軟性にやや乏しい欠点がある。しかし、複数の中継無線通信部9が独立して別の無線通信ユニット1の無線基地局部4にアタッチ可能な構成であれば、すでに一部の中継無線通信部9がアタッチによりふさがっている無線通信ユニットについて、他の中継無線通信部9に空きがある限り別の無線通信ユニットへのアタッチが可能であり、無線通信ユニットの増加に伴う接続トポロジーの変更を極めて簡便に行なうことができる。他方、無線基地局部4にアタッチ・接続可能な無線通信ユニット(の中継無線通信部)が複数許容されている構成になっていることで、無線通信ユニットの増加に伴う接続トポロジーの変更の自由度がさらに増加している。 For example, in FIG. 23, the newly added wireless communication unit is connected to a wireless communication unit (reference numeral 1 (A) in FIG. 23) that constitutes the head of the established wireless communication network system, that is, the edge of the network. 1 shows an embodiment for This method has the advantage that the addition of the wireless communication unit does not affect the connection order of the wireless communication units in the existing network and is simple. However, since the wireless communication unit to be added is attached and connected only when it approaches the wireless communication unit that constitutes the edge, there is a drawback that the flexibility for adding new wireless communication units is rather poor. However, if a plurality of relay wireless communication units 9 can be independently attached to the wireless base station unit 4 of another wireless communication unit 1, wireless communication is possible in which some of the relay wireless communication units 9 are already blocked due to attachment. A unit can be attached to another wireless communication unit as long as another relay wireless communication section 9 has a vacant space, and the connection topology can be changed very easily as the number of wireless communication units increases. On the other hand, since a plurality of (relay wireless communication units of) wireless communication units (relay wireless communication units) that can be attached/connected to the wireless base station unit 4 are allowed, there is a degree of freedom in changing the connection topology as the number of wireless communication units increases. is increasing further.

一方、中継無線通信部は、上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えするように構成することもできる。図26は、その最も単純な場合として、状態C1のごとく、複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)からなる無線通信ネットワークシステムの中間に位置する無線通信ユニット1(C)が、状態C2のように移動により離間し、状態C3のようにネットワークシステムより離脱する場合(あるいは、故障等により通信不能となる場合:これも一種の「離脱」であるといえる)の、残余の無線通信ユニット1(A),1(B),1(D)の再接続プロセスを示すものである。 On the other hand, when there is a switching candidate unit that is a wireless communication unit different from the upstream unit and that can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit, the relay wireless communication unit selects the switching candidate unit as a new upstream unit. It can also be configured to switch the connection to FIG. 26 shows, as the simplest case, a wireless communication unit 1(C) located in the middle of a wireless communication network system consisting of a plurality of wireless communication units 1(A) to 1(D), as in state C1. In the case of moving apart as in state C2 and leaving the network system as in state C3 (or when communication becomes impossible due to a failure or the like: this can also be said to be a kind of "leaving"), the remaining wireless It shows the reconnection process of communication units 1(A), 1(B), 1(D).

上記のような無線通信ユニット1(C)の離脱が生じると、その上流ユニット(図26では無線通信ユニット1(D))と、無線通信ユニット1(C)との間の通信品質の低下によりユニット間無線ベアラ55(C)の接続が切断される。その結果、無線ネットワークシステムは、離脱した無線通信ユニット1(C)に接続していた2つの無線通信ユニット1(B)、1(D)を各々新たにエッジとする2つのネットワーククラスタCR1,CR2に分解する。また、その切断により一旦孤立した無線通信ユニット1(D)は、これに最も近い残余の無線通信ユニット1(B)からみた場合に切替候補ユニットとなる。この場合、状態C3のように、一方のネットワーククラスタCR1のエッジをなす無線通信ユニット1(B)が、他方のネットワーククラスタCR2のエッジをなす無線通信ユニット1(D)にアタッチ要求することにより、状態C4のように無線通信ユニット1(B)と無線通信ユニット1(D)との間に新たにユニット間無線ベアラ55(B’)が構築され、2つのネットワーククラスタCR1,CR2の再接続が完了する。 When the radio communication unit 1(C) is disconnected as described above, the quality of communication between the upstream unit (the radio communication unit 1(D) in FIG. 26) and the radio communication unit 1(C) deteriorates. The connection of the inter-unit radio bearer 55(C) is disconnected. As a result, the wireless network system is divided into two network clusters CR1 and CR2 each having two new edges, the two wireless communication units 1(B) and 1(D) connected to the disconnected wireless communication unit 1(C). decompose into Also, the wireless communication unit 1(D) once isolated due to the disconnection becomes a switching candidate unit when viewed from the nearest remaining wireless communication unit 1(B). In this case, as in state C3, the wireless communication unit 1 (B) that forms the edge of one network cluster CR1 issues an attach request to the wireless communication unit 1 (D) that forms the edge of the other network cluster CR2. As in state C4, a new inter-unit radio bearer 55 (B') is constructed between the radio communication unit 1 (B) and the radio communication unit 1 (D), and the two network clusters CR1 and CR2 are reconnected. complete.

図26は、無線通信ユニット1(C)の離脱により生じる切替候補ユニットが無線通信ユニット1(B)の1つだけである単純な事例を示していたが、実際には残余の無線通信ユニット1(A),1(B),1(D)の移動により、例えばネットワーククラスタCR1,CR2のいずれかのエッジをなす無線通信ユニットから見た切替候補ユニットが複数生じる場合もある。また、無線通信ネットワークシステムの中間の無線通信ユニットに対し、ネットワーク外の別の無線通信ユニットが接近した場合、その接近先に位置する無線通信ユニットの2つ以上のものが切替候補ユニットとなることもある。 FIG. 26 shows a simple case in which the wireless communication unit 1 (B) is the only switching candidate unit resulting from the withdrawal of the wireless communication unit 1 (C). Due to the movement of (A), 1(B), and 1(D), for example, a plurality of switching candidate units seen from the wireless communication unit forming the edge of either network cluster CR1 or CR2 may occur. Also, when another wireless communication unit outside the network approaches an intermediate wireless communication unit in the wireless communication network system, two or more of the wireless communication units located at the approaching point become switching candidate units. There is also

ここで、中継無線通信部の接続先となる無線基地局部を、別の無線通信ユニットの無線基地局部に接続変更するには、すでに構築されているユニット間無線ベアラを一旦切断して、変更先となる無線通信ユニットの無線基地局部と間に新たにユニット間無線ベアラを構築しなおさなければならない場合がある。このとき、下流ユニットの接続数が上限数(本実施形態では2)に達している無線通信ユニットに対し、ネットワーク外の別の無線通信ユニットが接近した場合に、このユニット間無線ベアラの切断を、状況に応じて上流側の無線通信ユニットの側からEPC機能部の指示により強制的に実行できるようにしておくと、ユニット間無線ベアラの再構築による無線通信ユニット間の接続トポロジーの最適化を容易に図ることができる。具体的にはEPC機能部が無線基地局部に対し、下流ユニットとの間の下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行ない(図3:ネットワーク調整プログラム305hの機能)、無線基地局部は指示を受けて下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なうようにする。この場合、上流ユニット接続切替制御部は、上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定するように構成しておく(上流ユニット接続切替制御プログラム905bの機能)。 Here, in order to change the connection from the radio base station section that is the connection destination of the relay radio communication section to the radio base station section of another radio communication unit, the inter-unit radio bearer that has already been established is once disconnected, and In some cases, a new inter-unit radio bearer must be re-established between the radio base station section of the radio communication unit to be used. At this time, when another wireless communication unit outside the network approaches a wireless communication unit whose number of downstream unit connections has reached the upper limit (two in this embodiment), the unit-to-unit wireless bearer is disconnected. , depending on the situation, the upstream wireless communication unit side can be forcibly executed by the instruction of the EPC function unit, and the optimization of the connection topology between the wireless communication units by restructuring the wireless bearer between units can be performed. It is easy to plan. Specifically, the EPC function section instructs the radio base station section to temporarily and forcibly disconnect the radio bearer between the downstream units (FIG. 3: function of the network adjustment program 305h). Upon receipt of the instruction, the base station section performs disconnection control of the radio bearer between downstream units. In this case, the upstream unit connection switching control section, along with the disconnection of the upstream unit wireless bearer, controls the former upstream unit, which is a wireless communication unit connected as an upstream unit by the upstream unit wireless bearer, and the switching candidate unit. , and a wireless communication unit to be connected as a new upstream unit is determined based on the result of the communication quality evaluation (function of the upstream unit connection switching control program 905b).

図27~図29にその一例を示している。図27の状態D1では、5つの無線通信ユニット1(A),1(B),1(C),1(E),1(F)がユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(D),55(E)により接続されており、無線通信ユニット1(B)及び無線通信ユニット1(C)の中間に向け、新たな無線通信ユニット1(D)が接近しつつある。無線通信ユニット1(B)の2つの中継無線通信部9(B1,B2)は無線通信ユニット1(E),1(C)にアタッチしており、また無線通信ユニット1(B)の無線基地局部4への下流ユニットの接続数も上限に達している。よって、無線通信ユニット1(D)が無線通信ユニット1(B)及び無線通信ユニット1(C)に接続することは、このままでは不能である。この状況で、例えばすでに上限数である2つの下流側ユニット1(B),1(F)が接続している無線通信ユニット1(C)の下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部が、接続中の下流ユニット1(B),1(F)との距離dc1、dc2を反映した下流ユニット距離情報を取得し(下流ユニット距離情報取得部)、さらに切替候補ユニットとなる無線通信ユニット1(D)との距離d1を反映した切替候補ユニット距離情報を取得する(切替候補ユニット距離情報取得部)。状態D1においてはd1>dc1、dc2である。 An example is shown in FIGS. 27 to 29. FIG. In state D1 of FIG. 27, five wireless communication units 1(A), 1(B), 1(C), 1(E), and 1(F) are inter-unit wireless bearers 55(A), 55(B). , 55(D) and 55(E), with a new wireless communication unit 1(D) approaching midway between wireless communication unit 1(B) and wireless communication unit 1(C). . The two relay radio communication sections 9 (B1, B2) of the radio communication unit 1(B) are attached to the radio communication units 1(E) and 1(C), and the radio base of the radio communication unit 1(B) The number of connections of downstream units to the local section 4 has also reached its upper limit. Therefore, it is impossible for the wireless communication unit 1(D) to connect to the wireless communication unit 1(B) and the wireless communication unit 1(C). In this situation, for example, the downstream unit-to-unit wireless bearer forced disconnection instruction section of the wireless communication unit 1(C) to which the two downstream units 1(B) and 1(F), which are the upper limit number, are already connected acquires downstream unit distance information reflecting the distances dc1 and dc2 from the downstream units 1(B) and 1(F) (downstream unit distance information acquisition section), and wireless communication unit 1(D) which becomes a switching candidate unit (switching candidate unit distance information acquiring section). In state D1, d1>dc1, dc2.

そして、図28の状態D2のように、取得された切替候補ユニット距離情報に反映される切替候補ユニットとの距離d1が、取得された下流ユニット距離情報に反映される下流ユニットとの距離(例えば下流ユニット1(B)との距離)dc1よりも小さくなった場合に、無線通信ユニット1(C)のEPC機能部3は無線基地局部4に対し、下流ユニット間無線ベアラ(55(B))を一時的かつ強制的に切断する指示を行なう。これにより、状態D3のごとく、すでに接続中の下流ユニット(1(C))よりも近くなるように切替候補ユニット(1(D))が接近してきた場合、上記距離判定により下流ユニット間無線ベアラが強制切断され、図29の状態D4のように、より近い切替候補ユニット(1(D))との接続が新たに生じるようユニット間無線ベアラ55(B’)が再構築され、ユニット間無線ベアラの通信品質及びスループットを大幅に高めることができる。 Then, as in state D2 in FIG. 28, the distance d1 to the switching candidate unit reflected in the acquired switching candidate unit distance information is the distance (for example, When the distance to the downstream unit 1(B) is smaller than dc1, the EPC function unit 3 of the wireless communication unit 1(C) sends the wireless base station unit 4 a wireless bearer between downstream units (55(B)). is temporarily and forcibly disconnected. As a result, as in state D3, when the switching candidate unit (1(D)) comes closer than the already connected downstream unit (1(C)), the above distance determination determines whether the wireless bearer between the downstream units is forcibly disconnected, and as in state D4 of FIG. The communication quality and throughput of bearers can be greatly enhanced.

下流ユニット距離情報及び切替候補ユニット距離情報の取得方式は種々選択することが可能であるが、例えば最も簡便な方法としては、無線通信ユニットに該無線通信ユニットの現在位置を取得する現在位置取得部を設け、下流ユニット距離情報取得部及び切替候補ユニット距離情報取得部を、下流ユニット及び切替候補ユニットからそれぞれの現在位置を取得し、それらの現在位置の情報に基づいて下流ユニットとの距離及び切替候補ユニットとの距離を各々算出する方式を例示できる。本実施形態では、図3に示すように、各無線通信ユニット1の無線基地局部4に現在位置取得部をなすGPS413(バス405に接続されている)を設けており、例えば図28において無線通信ユニット1(C)は、下流ユニット1(B)の位置情報を下流ユニット間無線ベアラ(55(B))を経由してGPS情報として取得可能である。また、ユニット間無線ベアラが構築されていない切替候補ユニット(1(D))の位置情報については、図3においてルータ8に衛星通信回線61を介して接続された外部ネットワーク60を経由してGPS情報として取得可能である。 Various methods for acquiring the downstream unit distance information and the switching candidate unit distance information can be selected. is provided, a downstream unit distance information acquisition unit and a switching candidate unit distance information acquisition unit acquire the current positions of the downstream unit and the switching candidate unit, and based on the information of their current positions, the distance to the downstream unit and switching A method of calculating each distance to a candidate unit can be exemplified. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the radio base station section 4 of each radio communication unit 1 is provided with a GPS 413 (connected to the bus 405) serving as a current position acquisition section. The unit 1 (C) can acquire the location information of the downstream unit 1 (B) as GPS information via the wireless bearer between downstream units (55 (B)). Further, the position information of the switching candidate unit (1(D)) for which no inter-unit radio bearer has been established is obtained by GPS via the external network 60 connected to the router 8 via the satellite communication line 61 in FIG. It can be obtained as information.

図33は、前述のネットワーク調整プログラム305hによる、この場合の下流ユニット間無線ベアラ強制切断処理の流れの一例を示すものである。図28(状態D2)において該処理を行なうのは、無線通信ユニット1(D)のEPC機能部3である。C200では、自身の位置情報をGPS413(図3)から取得する。なお、この位置情報は他の無線通信ユニットが距離算出にて使用できるようにするため、外部ネットワーク60(図3)にアップロードされる。C201では、アタッチ・接続を受けている下流ユニットが上限数(本実施形態では、例えば2)に達しているか否かを判断する。上限数に達していればC202に進み、接続を受けている下流ユニット1(B)(図28)の位置情報を、ユニット間無線ベアラ55(B)を介して取得するとともに、上記自身の位置情報とに基いて距離dcを演算する。 FIG. 33 shows an example of the flow of processing for forcibly disconnecting the wireless bearer between downstream units in this case by the network adjustment program 305h. In FIG. 28 (state D2), it is the EPC function section 3 of the wireless communication unit 1 (D) that performs the processing. C200 acquires its own location information from GPS 413 (FIG. 3). Note that this location information is uploaded to an external network 60 (FIG. 3) for use by other wireless communication units in distance calculations. In C201, it is determined whether or not the number of downstream units receiving attachment/connection has reached the upper limit (eg, 2 in this embodiment). If the number has reached the upper limit, the process advances to C202 to acquire the location information of the connected downstream unit 1(B) (FIG. 28) via the unit-to-unit radio bearer 55(B), A distance dc is calculated based on the information.

そして、C203では、周辺の切替候補ユニット(図3では無線通信ユニット1(D))の位置情報を、外部ネットワーク60(図3)を経由して取得する。C204では、各切替候補ユニットまでの距離を演算し、最も近いものをd1として特定する。そして、C205にて、d1<dcの場合にC206に進み、接続を受けている下流ユニット1(B)(図28)とのユニット間無線ベアラ55(B)を一時切断する(図28:状態D2)。また、C205にて、d1<dcでない場合はC206をスキップする。一方、C201で、アタッチ・接続を受けている下流ユニットが上限数に達していなければ、下流ユニット間ベアラを新たに追加構築できるから強制切断処理は不要であり、C207にジャンプする。C207にて処理終了でなければC200へ戻り、以下の処理を繰り返す。 Then, in C203, the position information of the surrounding switching candidate unit (wireless communication unit 1(D) in FIG. 3) is acquired via the external network 60 (FIG. 3). In C204, the distance to each switching candidate unit is calculated, and the closest one is identified as d1. Then, in C205, if d1<dc, the process proceeds to C206 to temporarily disconnect the unit-to-unit wireless bearer 55(B) with the connected downstream unit 1(B) (FIG. 28) (FIG. 28: state D2). In C205, if d1<dc, C206 is skipped. On the other hand, in C201, if the number of downstream units that are attached/connected has not reached the upper limit, a new bearer between downstream units can be additionally constructed, so forced disconnection processing is unnecessary, and the process jumps to C207. If the process is not completed in C207, the process returns to C200 and the following processes are repeated.

図28の状態D2のように、上記のようなユニット間無線ベアラの切断を実施すると、これによりエッジ化した旧下流ユニット1(B)の中継無線通信部9の一方(B2)は、上流ユニット接続切替制御プログラム905b(図3:上流ユニット接続切替制御部)により、状態D3のように、上流ユニット間無線ベアラ55(B)により上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニット1(C)と、切替候補ユニット1(D)とのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定する処理を行なう。これにより、再接続後の無線通信ユニットとの通信品質や無線通信ユニット間の通信のスループットをより高めることが可能となる。 As in the state D2 of FIG. 28, when the inter-unit wireless bearer is disconnected as described above, one (B2) of the relay wireless communication units 9 of the old downstream unit 1 (B) edged by this is transferred to the upstream unit According to the connection switching control program 905b (FIG. 3: upstream unit connection switching control section), the old upstream unit 1, which is a wireless communication unit connected as an upstream unit by the wireless bearer between upstream units 55(B), as in state D3. (C) and the switching candidate unit 1 (D) are each evaluated for communication quality, and based on the result of the communication quality evaluation, a process for determining a wireless communication unit to be connected as a new upstream unit is performed. This makes it possible to further improve the quality of communication with the wireless communication unit after reconnection and the throughput of communication between the wireless communication units.

本実施形態では、各無線通信ユニット1(C)、1(D)からCQI参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報(図32)を生成し、該CQI情報の内容に基づいて通信品質評価を行なうようにしている。CQI情報の測定・生成処理機能は、LTE端末(UE及び中継無線通信部)の場合、前述の通りリソースブロックのスケジューリングアルゴリズムに不可欠であり、3GPPのプロトコルにも標準仕様として組み込まれているので、これを流用できる利点がある。ただし、LTEプロトコルにおいてCQIの測定がなされるのは、端末が無線基地局部にアタッチした後であり、本発明への適用を図るには、アタッチ前にCQI測定が実行されるよう、標準プロトコル外の処理を工夫する必要がある。 In this embodiment, a CQI reference signal is received from each wireless communication unit 1 (C) and 1 (D), CQI information (FIG. 32) is generated using the CQI reference signal, and based on the content of the CQI information, communication quality evaluation. In the case of LTE terminals (UE and relay radio communication unit), the CQI information measurement and generation processing function is indispensable for the resource block scheduling algorithm as described above, and is also incorporated in the 3GPP protocol as a standard specification. There is an advantage that this can be diverted. However, in the LTE protocol, the CQI is measured after the terminal attaches to the radio base station. It is necessary to devise the processing of

図34は、上流ユニット接続切替制御処理の流れの一例を示すものである。図28(状態D3)において該処理を行なうのは、旧下流ユニットを構成していた無線通信ユニット1(B)の中継無線通信部9である。接続候補となる無線通信ユニット1(C)、1(D)の無線基地局部4は、LTEプロトコルに従い、それぞれUE5ないし中継無線通信部9のアタッチを受け付けるための報知情報を出力する。そして、本実施形態においては、標準プロトコル外の処理として、この報知情報に続く形でCQI測定用の参照信号を送信するようにしている。この参照信号は、図10のリソースブロックマトリックスにおいて、時間軸上における各スロット内の特定のシンボル(例えばシンボル「0」と「4」)にて、予め定められた周波数のサブキャリアを用いる形で挿入されている。そこで、報知情報の中に、参照信号を取得するためのスロット内のシンボル番号と、周波数サブキャリア特定情報とを組み込んでおけば、無線通信ユニット1(B)の中継無線通信部9は、これを読み取ってCQI測定用の参照信号の受信設定処理を行なうことができる。 FIG. 34 shows an example of the flow of upstream unit connection switching control processing. In FIG. 28 (state D3), it is the relay wireless communication section 9 of the wireless communication unit 1 (B) that constitutes the former downstream unit that performs the processing. The radio base station sections 4 of the radio communication units 1(C) and 1(D), which are candidates for connection, output notification information for accepting attachment of the UE 5 or the relay radio communication section 9, respectively, according to the LTE protocol. In this embodiment, as a process outside the standard protocol, a reference signal for CQI measurement is transmitted following this broadcast information. In the resource block matrix of FIG. 10, this reference signal is a specific symbol (for example, symbols "0" and "4") in each slot on the time axis, and uses subcarriers of predetermined frequencies. inserted. Therefore, if the symbol number in the slot for acquiring the reference signal and the frequency subcarrier specific information are incorporated in the broadcast information, the relay wireless communication unit 9 of the wireless communication unit 1(B) can can be read and reception setting processing of the reference signal for CQI measurement can be performed.

図34に戻り、C102では、CQI参照信号を受信しているか否かを確認する。受信している場合はC103に進み、CQI参照信号を複数の無線通信ユニットから受けているか否かを判定する。受けている場合はC104に進み、各CQI参照信号についてCQI測定を実施する。そして、C105に進み、図29の状態D4のように、複数ユニット(1(C), 1(D))のうち、測定したCQIが示す通信品質が最も良好な無線通信ユニット、例えば図29では、例えば無線通信ユニット1(B)に最も近い結果、CQI情報(図32参照)に反映された符号化率及び周波数利用効率が最も良好となる無線通信ユニット1(D)にアタッチ要求することで、該無線通信ユニット1(D)との間にユニット間無線ベアラ55(B’)が構築される。一方、C103で、CQI参照信号を複数の無線通信ユニットから受けていない場合、つまり、1つの無線通信ユニットからしか受けていない場合は、C106に進み、CQI測定結果とは無関係に当該ユニットへのアタッチ要求を行なう。C107で終了でなければC101に戻り、以下の処理を繰り返す。 Returning to FIG. 34, at C102, it is confirmed whether or not the CQI reference signal is received. If so, the process proceeds to C103 to determine whether or not CQI reference signals are received from a plurality of wireless communication units. If so, proceed to C104 and perform CQI measurements for each CQI reference signal. Then, proceeding to C105, as in state D4 in FIG. 29, the wireless communication unit with the best communication quality indicated by the measured CQI among the plurality of units (1(C), 1(D)), for example, in FIG. For example, as a result of being closest to the wireless communication unit 1 (B), the wireless communication unit 1 (D) having the best coding rate and frequency utilization efficiency reflected in the CQI information (see FIG. 32) is requested to attach. , an inter-unit radio bearer 55 (B') is established between the radio communication unit 1 (D) and the radio communication unit 1 (D). On the other hand, if the CQI reference signal is not received from a plurality of wireless communication units in C103, that is, if the CQI reference signal is received only from one wireless communication unit, the process proceeds to C106, and regardless of the CQI measurement result, the Make an attach request. If the process is not finished in C107, the process returns to C101, and the following processes are repeated.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、あくまで例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、下流ユニット間無線ベアラ強制切断処理の内容は上記のものに限らず、上流ユニットのEPC機能部が下流ユニット間無線ベアラを切断する指示を予め定められた時間間隔にて周期的に出力するように構成することもできる。無線基地局部が下流ユニット間無線ベアラを周期的(例えば通信品質への影響が少なくて済むように、1時間から1年に一度、望ましくは3時間から3か月に一度など)に切断する。下流ユニット間無線ベアラが切断された後の処理の流れは、すでに説明したものと同様である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, it is merely an example, and the present invention is not limited to this. For example, the contents of the downstream unit-to-unit wireless bearer forced disconnection processing are not limited to those described above, and the EPC function unit of the upstream unit periodically outputs an instruction to disconnect the downstream unit-to-unit wireless bearer at predetermined time intervals. It can also be configured as The radio base station section periodically disconnects the radio bearer between the downstream units (for example, once every hour to a year, preferably every three hours to three months, etc., so as to minimize the impact on communication quality). The flow of processing after the downstream inter-unit radio bearer is disconnected is the same as that already described.

また、図36に示す無線通信ユニット1’(A)~1’(C)においては、ユニット間無線ベアラ55を独立して構築可能な複数の無線基地局部4(X),4(Y)を設けている。図36においては、無線通信ユニット1’(A)を上流側ユニットとし、これに下流側ユニットとして無線通信ユニット1’(B)が無線基地局部4(X)との間にユニット間無線ベアラ55(X)を構築し、また、無線通信ユニット1’(C)が無線基地局部4(Y)との間にユニット間無線ベアラ55(Y)を構築する形で接続されている。この場合、ユニット間無線ベアラ55(X)とユニット間無線ベアラ55(Y)とを異なる周波数チャネルに設定することができる。これにより、ユニット間無線ベアラ55(X)とユニット間無線ベアラ55(Y)との通信容量(スループット)を大幅に拡大することができる。 Further, in the radio communication units 1′(A) to 1′(C) shown in FIG. are provided. In FIG. 36, the wireless communication unit 1'(A) is the upstream unit, and the wireless communication unit 1'(B) as the downstream unit is connected to the wireless base station section 4(X) by an inter-unit wireless bearer 55. (X), and the radio communication unit 1'(C) is connected to the radio base station section 4(Y) by constructing an inter-unit radio bearer 55(Y). In this case, the unit-to-unit radio bearer 55(X) and the unit-to-unit radio bearer 55(Y) can be set to different frequency channels. As a result, the communication capacity (throughput) between the inter-unit radio bearer 55(X) and the inter-unit radio bearer 55(Y) can be greatly increased.

1(A),1(B) 無線通信ユニット
WS(A),WS(B) 大型船舶
2 MME
3 EPC機能部
301 CPU
302 RAM
303 マスクROM
304A 上流側通信インターフェース
304B 下流側通信インターフェース
305 フラッシュメモリ
305a 通信ファームウェア
305b MMEエンティティ
305c S-GWエンティティ
305d PーGWエンティティ
305e 転送テーブル
305ert ルーティングテーブル
305f 転送テーブル更新プログラム
305g チャネルマップ
306 バス
21 二次電池モジュール
22 電源回路部
23 可搬型筐体
30,31 通信バス
4 無線基地局部
401 CPU
402 RAM
403 マスクROM
404 通信インターフェース
405 フラッシュメモリ
405a 通信ファームウェア
406 バス
412 無線通信部
5 UE(移動端末)
6 S-GW
7 P-GW
8 ルータ
9 中継無線通信部
901 CPU
902 RAM
903 マスクROM
905 フラッシュメモリ
905a 通信ファームウェア
906 バス
912 無線通信部
50(A),50(B) 通信エリア
55 ユニット間無線ベアラ
57 端末用無線ベアラ
1(A), 1(B) Wireless communication unit WS(A), WS(B) Large vessel 2 MME
3 EPC function unit 301 CPU
302 RAMs
303 Mask ROM
304A upstream side communication interface 304B downstream side communication interface 305 flash memory 305a communication firmware 305b MME entity 305c S-GW entity 305d P-GW entity 305e transfer table 305ert routing table 305f transfer table update program 305g channel map 306 bus 21 secondary battery module 22 Power supply circuit unit 23 Portable housings 30, 31 Communication bus 4 Wireless base station unit 401 CPU
402 RAMs
403 Mask ROM
404 communication interface 405 flash memory 405a communication firmware 406 bus 412 wireless communication unit 5 UE (mobile terminal)
6 S-GW
7 P-GW
8 router 9 relay wireless communication unit 901 CPU
902 RAM
903 Mask ROM
905 Flash memory 905a Communication firmware 906 Bus 912 Wireless communication units 50(A), 50(B) Communication area 55 Wireless bearer between units 57 Wireless bearer for terminal

Claims (20)

移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、
前記移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、
前記無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、
前記EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な複数の中継無線通信部とを備え、
前記無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、
前記EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記下流中継無線通信部とともに前記下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、
前記EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記端末用無線ベアラ設定要求を受けて前記移動端末とともに前記端末用無線ベアラを構築するものであり、
複数の前記中継無線通信部は、前記上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記上流無線基地局部とともに前記上流ユニット間無線ベアラを個別に構築することを特徴とする無線通信ユニット。
A wireless communication unit configured to be mountable on a mobile object and for performing wireless network communication with a mobile terminal,
a radio base station unit to which the mobile terminal can connect via a terminal radio bearer;
an EPC (Evolved Packet Core) functional unit connected by wire to the radio base station unit and functioning as an upper network control unit for the radio base station unit;
The wireless base station section of the upstream unit (hereinafter referred to as the upstream wireless base station section) and the upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as the upstream unit a plurality of relay radio communication units connectable via a radio bearer),
The radio base station section includes a relay radio communication section of a downstream unit, which is a second separate radio communication unit (hereinafter referred to as a downstream relay radio communication section) and a downstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit radio bearer). ) and can be connected via
The EPC function unit transmits a wireless bearer setting request between downstream units to the wireless base station unit, while the wireless base station unit receives the wireless bearer setting request between downstream units and performs wireless communication between downstream units together with the downstream relay wireless communication unit. which constructs the bearer,
The EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, and the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and constructs the terminal radio bearer together with the mobile terminal. can be,
The plurality of relay wireless communication units receive a wireless bearer setting request between upstream units issued by an EPC function unit of the upstream unit (hereinafter referred to as an upstream EPC function unit), and receive the wireless bearer setting request between upstream units. A wireless communication unit that independently builds the wireless bearer between upstream units together with the upstream wireless base station section.
複数の前記中継無線通信部は、互いに異なる前記上流無線基地局部との間に、前記上流ユニット間無線ベアラを個別に構築可能とされている請求項1記載の無線通信ユニット。 2. The wireless communication unit according to claim 1, wherein the plurality of relay wireless communication units are capable of individually constructing the upstream unit-to-unit wireless bearer between different upstream wireless base station units. 複数の前記中継無線通信部は、上流ユニットが非接続の状態において新たな接続先となる上流ユニットの候補を検出した場合に、該上流ユニットの候補の無線基地局部に対し前記上流ユニット間無線ベアラを構築するためのアタッチ要求を送信することにより、前記上流ユニットの候補から前記上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信して前記上流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう上流ユニット間無線ベアラ構築制御部を各々備える請求項1又は請求項2に記載の無線通信ユニット。 The plurality of relay radio communication sections, when detecting a candidate for an upstream unit to be a new connection destination while the upstream unit is in a non-connected state, transmit the radio bearer between the upstream units to the radio base station section of the candidate for the upstream unit. By transmitting an attach request for constructing a radio bearer construction control between upstream units, receiving the radio bearer setting request between upstream units from the upstream unit candidate and constructing the radio bearer between upstream units. 3. A wireless communication unit as claimed in claim 1 or claim 2, each comprising a section. 前記無線基地局部は、複数の前記下流ユニットの前記中継無線通信部が個別の前記下流ユニット間無線ベアラを介して同時に接続可能とされてなる請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の無線通信ユニット。 4. The radio base station section according to any one of claims 1 to 3, wherein the relay radio communication section of a plurality of the downstream units can be simultaneously connected via individual inter-downstream-unit radio bearers. wireless communication unit. 前記無線基地局部は、前記下流ユニットの接続数が1以下の状態において、新たに接続される下流ユニットの候補からのアタッチ要求を受信した場合に、該アタッチ要求を前記EPC機能部に通知するとともに、該EPC機能部からの前記端末用無線ベアラ設定要求を受信して、前記下流ユニットの候補との間に前記下流ユニット間無線ベアラを構築する制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ構築制御部を備える請求項4記載の無線通信ユニット。 When the radio base station unit receives an attach request from a candidate for a downstream unit to be newly connected in a state in which the number of downstream units connected is one or less, the radio base station unit notifies the EPC function unit of the attach request. an inter-downstream unit radio bearer construction control section that receives the terminal radio bearer setup request from the EPC function section and performs control for constructing the inter-downstream unit radio bearer with the candidate for the downstream unit. A wireless communication unit according to claim 4. 前記無線基地局部が1つEPC制御部に複数接続され、各々前記下流ユニットの中継無線通信部が接続可能とされてなる請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の無線通信ユニット。 4. The radio communication unit according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of said radio base station sections are connected to one EPC control section, each of which can be connected to a relay radio communication section of said downstream unit. . 1つの前記EPC制御部に複数接続される前記無線基地局部に対し、前記下流ユニットの中継無線通信部が各々互いに異なる周波数チャネル上に設定される前記下流ユニット間無線ベアラにより接続される請求項6記載の無線通信ユニット。 7. A plurality of said radio base station sections connected to one said EPC control section are connected to said relay radio communication sections of said downstream units by said inter-downstream unit radio bearers set on mutually different frequency channels respectively. A wireless communication unit as described. 前記中継無線通信部は、前記上流ユニットとは別の無線通信ユニットであって前記上流ユニットよりも高品質にて無線接続可能な切替候補ユニットが存在する場合に、新たな上流ユニットとして該切替候補ユニットに接続切り替えする上流ユニット接続切替制御部を有する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の無線通信ユニット。 When there is a switching candidate unit which is a wireless communication unit different from the upstream unit and which can be wirelessly connected with higher quality than the upstream unit, the relay wireless communication unit selects the switching candidate as a new upstream unit. 8. The wireless communication unit according to any one of claims 1 to 7, further comprising an upstream unit connection switching control section that switches connection to the unit. 前記上流ユニット接続切替制御部は、前記上流ユニットとの間の通信品質の低下により該上流ユニットとの接続が切断されるに伴い、前記切替候補ユニットに接続切り替えする請求項8記載の無線通信ユニット。 9. The wireless communication unit according to claim 8, wherein the upstream unit connection switching control section switches the connection to the switching candidate unit as the connection with the upstream unit is cut due to deterioration of communication quality with the upstream unit. . 前記EPC機能部は前記無線基地局部に対し、前記下流ユニットとの間の前記下流ユニット間無線ベアラを一時的かつ強制的に切断する指示を行なう下流ユニット間無線ベアラ強制切断指示部を備える一方、前記無線基地局部は前記指示を受けて前記下流ユニット間無線ベアラの切断制御を行なう下流ユニット間無線ベアラ切断制御部を備え、
前記上流ユニット接続切替制御部は、前記上流ユニット間無線ベアラが切断されるに伴い、該上流ユニット間無線ベアラにより前記上流ユニットとして接続されていた無線通信ユニットである旧上流ユニットと、前記切替候補ユニットとのそれぞれに対する通信品質評価を行ない、前記通信品質評価の結果に基づいて新たな上流ユニットとして接続するべき無線通信ユニットを決定する請求項8又は請求項9に記載の無線通信ユニット。
The EPC function unit includes a downstream inter-unit radio bearer forced disconnect instruction unit that instructs the radio base station unit to temporarily and forcibly disconnect the inter-downstream unit radio bearer with the downstream unit; The radio base station section includes a downstream unit radio bearer disconnection control section that receives the instruction and performs control to disconnect the radio bearer between downstream units,
The upstream unit connection switching control unit, when the upstream unit-to-unit wireless bearer is disconnected, controls the former upstream unit, which is a wireless communication unit connected as the upstream unit by the upstream unit-to-unit wireless bearer, and the switching candidate. 10. The wireless communication unit according to claim 8, wherein communication quality evaluation is performed for each of the units, and a wireless communication unit to be connected as a new upstream unit is determined based on the result of the communication quality evaluation.
前記上流ユニット接続切替制御部は、各前記無線通信ユニットからCQI(Channel Quality Indicator)参照信号を受信し、該CQI参照信号を用いてCQI情報を生成し、該CQI情報の内容に基づいて前記通信品質評価を行なう請求項10記載の無線通信ユニット。 The upstream unit connection switching control unit receives a CQI (Channel Quality Indicator) reference signal from each wireless communication unit, generates CQI information using the CQI reference signal, and performs the communication based on the content of the CQI information. 11. The wireless communication unit of claim 10, wherein quality assessment is performed. 前記EPC機能部は、前記無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に前記端末用無線ベアラを介して接続中の複数の前記移動端末及び他の無線通信ユニットの前記中継無線通信部について、それら接続中の移動端末の端末特定情報を登録する接続中端末登録部を備え、前記無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先となる移動端末を前記接続中端末登録部の登録内容と照合し、前記送信先となる移動端末が、前記接続中端末登録部に登録された端末特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、前記IPパケットを該移動端末に前記無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、前記送信先となる移動端末が前記接続中端末登録部に登録されていない移動端末を示す場合には前記IPパケットを前記中継無線通信部及び前記無線基地局部の少なくともいずれかから前記無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なう請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の無線通信ユニット。 The EPC function unit is configured for the relay radio communication units of the plurality of mobile terminals and other radio communication units connected to the radio base station via the terminal radio bearers within the communication area of the radio base station. is provided with a connected terminal registration unit for registering the terminal identification information of the connected mobile terminals, and the mobile terminal to be the destination of the IP packet transferred from the radio base station unit is registered in the connected terminal registration unit. When the destination mobile terminal indicates a mobile terminal corresponding to any of the terminal identification information registered in the connected terminal registration unit, the IP packet is sent to the mobile terminal. When the mobile terminal to be the transmission destination indicates a mobile terminal that is not registered in the connected terminal registration unit, the IP packet is transferred to the relay wireless communication unit and the wireless communication unit. 12. The radio communication unit according to any one of claims 1 to 11, wherein control is performed to transfer data from at least one of base station sections to a destination outside said radio communication unit. 移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットを備える無線ネットワークシステムであって、
前記移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、
前記無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、
前記EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な複数の中継無線通信部とを備え、
前記無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされ、
前記EPC機能部は下流ユニット間無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記下流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記下流中継無線通信部とともに前記下流ユニット間無線ベアラを構築するものであり、前記EPC機能部は端末用無線ベアラ設定要求を前記無線基地局部に送信する一方、前記無線基地局部は前記端末用無線ベアラ設定要求を受けて前記移動端末とともに前記端末用無線ベアラを構築するものであり、
複数の前記中継無線通信部は、前記上流ユニットのEPC機能部(以下、上流EPC機能部という)が発行する上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受信し、該上流ユニット間無線ベアラ設定要求を受けて前記上流無線基地局部とともに前記上流ユニット間無線ベアラを個別に構築するように個々に構成された無線通信ユニットが複数配置された無線通信ユニット群からなり、
該無線通信ユニット群は、互いに隣接する無線通信ユニット対の基地局セルが一部重な
る位置関係で前記ユニット間無線ベアラにより接続されるとともに、
前記無線通信ユニット対の一方に接続された移動端末と他方に接続された移動端末とが、前記無線通信ユニット対及び該無線通信ユニット対を接続する前記ユニット間無線ベアラを介してIPパケットの送受信を行なうことを特徴とする無線ネットワークシステム。
A wireless network system configured to be mountable on a mobile object and comprising a wireless communication unit for performing wireless network communication with a mobile terminal,
a radio base station unit to which the mobile terminal can connect via a terminal radio bearer;
an EPC (Evolved Packet Core) functional unit connected by wire to the radio base station unit and functioning as an upper network control unit for the radio base station unit;
The wireless base station section of the upstream unit (hereinafter referred to as the upstream wireless base station section) and the upstream inter-unit wireless bearer (hereinafter referred to as the upstream unit a plurality of relay radio communication units connectable via a radio bearer),
The radio base station section includes a relay radio communication section of a downstream unit, which is a second separate radio communication unit (hereinafter referred to as a downstream relay radio communication section) and a downstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit radio bearer). ) and can be connected via
The EPC function unit transmits a wireless bearer setting request between downstream units to the wireless base station unit, while the wireless base station unit receives the wireless bearer setting request between downstream units and performs wireless communication between downstream units together with the downstream relay wireless communication unit. While the EPC function unit transmits a terminal radio bearer setting request to the radio base station unit, the radio base station unit receives the terminal radio bearer setting request and transmits the terminal together with the mobile terminal. builds a radio bearer for
The plurality of relay wireless communication units receive a wireless bearer setting request between upstream units issued by an EPC function unit of the upstream unit (hereinafter referred to as an upstream EPC function unit), and receive the wireless bearer setting request between upstream units. comprising a radio communication unit group in which a plurality of radio communication units configured individually so as to individually construct radio bearers between upstream units together with the upstream radio base station section are arranged;
The radio communication unit group is connected by the inter-unit radio bearer in a positional relationship in which base station cells of pairs of radio communication units adjacent to each other partially overlap,
A mobile terminal connected to one of the wireless communication unit pair and a mobile terminal connected to the other wireless communication unit pair transmit and receive IP packets via the wireless communication unit pair and the unit-to-unit wireless bearer connecting the wireless communication unit pair. A wireless network system characterized by performing
前記無線通信ユニットの少なくとも1つのものにおいて、複数の前記中継無線通信部が各々互いに異なる前記上流ユニットの前記無線基地局部に前記ユニット間無線ベアラにより接続されてなる請求項13記載の無線ネットワークシステム。 14. The radio network system according to claim 13, wherein in at least one of said radio communication units, a plurality of said relay radio communication sections are connected to said radio base station sections of said different upstream units by said inter-unit radio bearers. 前記無線基地局部は、複数の前記下流ユニットの前記中継無線通信部が個別の前記下流ユニット間無線ベアラを介して同時に接続可能とされ、前記無線通信ユニットの少なくとも1つのものにおいて、前記無線基地局部に対し互いに異なる前記下流ユニットが前記ユニット間無線ベアラにより複数接続されてなる請求項14記載の無線ネットワークシステム。 The radio base station section allows the relay radio communication sections of a plurality of the downstream units to be simultaneously connected via individual inter-downstream-unit radio bearers, and at least one of the radio communication units includes: 15. The wireless network system according to claim 14, wherein a plurality of said downstream units different from each other are connected by said unit-to-unit radio bearer. 複数の前記無線通信ユニットが前記前記ユニット間無線ベアラにより網目状に接続されてなる請求項15記載の無線ネットワークシステム。 16. The wireless network system according to claim 15, wherein a plurality of said wireless communication units are connected in mesh form by said inter-unit wireless bearer. 前記ユニット間無線ベアラにより接続された複数の前記無線通信ユニットの各前記EPC機能部は、前記無線基地局部の通信エリア内にて該無線基地局に前記端末用無線ベアラを介して接続中の複数の前記移動端末及び他の無線通信ユニットの前記中継無線通信部について、それら接続中の移動端末の端末特定情報を登録する接続中端末登録部を備え、前記無線基地局部から転送されてくるIPパケットの送信先となる移動端末を前記接続中端末登録部の登録内容と照合し、前記送信先となる移動端末が、前記接続中端末登録部に登録された端末特定情報のいずれかに対応する移動端末を示す場合には、前記IPパケットを該移動端末に前記無線基地局部にて折り返す形で転送する一方、前記送信先となる移動端末が前記接続中端末登録部に登録されていない移動端末を示す場合には前記IPパケットを前記中継無線通信部及び前記無線基地局部の少なくともいずれかから前記無線通信ユニット外の送信先に転送する制御を行なう請求項13ないし請求項16のいずれか1項に記載の無線ネットワークシステム。 Each of the EPC function units of the plurality of wireless communication units connected by the inter-unit wireless bearer is connected to the wireless base station via the terminal wireless bearer within the communication area of the wireless base station. IP transferred from the radio base station unit, comprising a connected terminal registration unit for registering terminal identification information of the mobile terminals being connected to the relay radio communication units of the plurality of mobile terminals and other radio communication units; The destination mobile terminal of the packet is collated with the registration contents of the connected terminal registration unit, and the destination mobile terminal corresponds to any of the terminal identification information registered in the connected terminal registration unit. When indicating a mobile terminal, the IP packet is forwarded to the mobile terminal in the form of being looped back by the radio base station unit, while the destination mobile terminal is not registered in the connected terminal registration unit. 17. Control is performed to transfer the IP packet from at least one of the relay radio communication unit and the radio base station unit to a destination outside the radio communication unit when indicating The wireless network system according to . 前記EPC機能部は、共有化された前記中継無線通信部の前記端末特定情報に基づき、前記IPパケットの転送テーブルを作成し、該転送テーブルを参照して前記IPパケットの転送制御を行なうとともに、前記無線ネットワークシステムに含まれる前記無線通信ユニットの数及び接続順序の少なくともいずれか変更をする場合に、前記変更応じて前記転送テーブルの内容を更新する転送テーブル更新制御部を有するものである請求項17記載の無線ネットワークシステム。 The EPC function unit creates a forwarding table of the IP packet based on the shared terminal identification information of the relay wireless communication unit, refers to the forwarding table, and performs forwarding control of the IP packet, A transfer table update control unit for updating the contents of the transfer table in accordance with the change when at least one of the number of the wireless communication units included in the wireless network system and the order of connection is changed . 18. The wireless network system of claim 17. 前記転送テーブルは、各前記無線通信ユニットにおいて、接続中の移動端末のアドレスがリスト化された形で登録される接続中端末登録部と、受け取ったパケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットのアドレスと、受け取ったパケットの次の転送先となる無線通信ユニットのアドレスとを対応付けて記憶したルーティングテーブルとを含むものであり、前記EPC機能部は、前記無線通信ユニットの数及び接続順序の少なくともいずれか変更をする場合に、前記変更応じて前記ルーティングテーブルの内容を変更するルーティングテーブル変更部を備える請求項18記載の無線ネットワークシステム。 In each wireless communication unit, the transfer table includes a connected terminal registration section in which addresses of mobile terminals currently connected are registered in a list form, and a wireless communication unit as a final transfer destination of a received packet. and a routing table that stores the address of the wireless communication unit to be the next transfer destination of the received packet in association with each other. 19. The wireless network system according to claim 18, further comprising a routing table changing unit that changes the content of said routing table in accordance with said change when at least one of (1) is changed . 前記パケットの最終的な転送先となる無線通信ユニットを宛先ノードとし、該宛先ノードに至る複数の前記無線通信ユニットを中継ノードとし、該宛先ノードに前記パケットを送信する際の次の転送先となる無線通信ユニットをネクストホッピングノードとして、各前記無線通信ユニットは、前記中継ノードの数が減じる方向経路の最適化がなされるよう、前記ルーティングテーブルの宛先ノードに対応する前記ネクストホッピングノードのアドレスを更新設定するルーティングテーブル更新部を有する請求項19記載の無線ネットワークシステム。
A wireless communication unit to be the final transfer destination of the packet is defined as a destination node, and a plurality of the wireless communication units leading to the destination node are defined as relay nodes, and a next transfer destination when the packet is transmitted to the destination node. with each wireless communication unit as the next hopping node, each wireless communication unit receives the address of the next hopping node corresponding to the destination node in the routing table so that the route is optimized in the direction of decreasing the number of the relay nodes. 20. The wireless network system according to claim 19, further comprising a routing table updating unit that updates and sets the .
JP2019132972A 2019-07-18 2019-07-18 Wireless communication unit and wireless network system using it Active JP7277300B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019132972A JP7277300B2 (en) 2019-07-18 2019-07-18 Wireless communication unit and wireless network system using it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019132972A JP7277300B2 (en) 2019-07-18 2019-07-18 Wireless communication unit and wireless network system using it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021019250A JP2021019250A (en) 2021-02-15
JP7277300B2 true JP7277300B2 (en) 2023-05-18

Family

ID=74566107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019132972A Active JP7277300B2 (en) 2019-07-18 2019-07-18 Wireless communication unit and wireless network system using it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7277300B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014068056A (en) 2012-09-24 2014-04-17 Panasonic Corp Relay station device and communication control method
US20140220923A1 (en) 2011-08-29 2014-08-07 Elta Systems Ltd. Moving cellular communication system
JP2017103694A (en) 2015-12-04 2017-06-08 Kddi株式会社 Method for acquiring terminal information without authentication of mobile communication service, communication service, and program
US20170311253A1 (en) 2017-05-22 2017-10-26 Indian Institute Of Technology Bombay Highly available network architecture for a LTE based communication network
WO2018066702A1 (en) 2016-10-07 2018-04-12 株式会社Nttドコモ Wireless communication system, network device, and wireless communication method
WO2019073985A1 (en) 2017-10-10 2019-04-18 株式会社Nttドコモ Base station, and communication control device
US20190141561A1 (en) 2017-11-08 2019-05-09 Argela Yazilim ve Bilisim Teknolojileri San. ve Tic. A.S. Dynamic topology management in self-backhauling wireless mesh networks

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140220923A1 (en) 2011-08-29 2014-08-07 Elta Systems Ltd. Moving cellular communication system
JP2014068056A (en) 2012-09-24 2014-04-17 Panasonic Corp Relay station device and communication control method
JP2017103694A (en) 2015-12-04 2017-06-08 Kddi株式会社 Method for acquiring terminal information without authentication of mobile communication service, communication service, and program
WO2018066702A1 (en) 2016-10-07 2018-04-12 株式会社Nttドコモ Wireless communication system, network device, and wireless communication method
US20170311253A1 (en) 2017-05-22 2017-10-26 Indian Institute Of Technology Bombay Highly available network architecture for a LTE based communication network
WO2019073985A1 (en) 2017-10-10 2019-04-18 株式会社Nttドコモ Base station, and communication control device
US20190141561A1 (en) 2017-11-08 2019-05-09 Argela Yazilim ve Bilisim Teknolojileri San. ve Tic. A.S. Dynamic topology management in self-backhauling wireless mesh networks

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
田島 裕輔, 宇野 淳, 田畑 伸男, 宮下 真行, 芹澤 弘一, 岡廻 隆生,5Gの多数同時接続を活用した実証試験 ~スマートハイウェイとスマートオフィス~,電子情報通信学会2019年総合大会講演論文集 通信1,2019年03月05日

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021019250A (en) 2021-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11671880B2 (en) Wireless telecommunications system, terminal device, infrastructure equipment, integrated circuitry and methods
JP7439763B2 (en) Communication equipment and control equipment
JP6307523B2 (en) Communication device and method
CN109391976B (en) Resource allocation method and user equipment
JP6346198B2 (en) Mobile communication base station and method for allocating resources outside a virtual carrier based on UE capabilities
US12445907B2 (en) Communication apparatus, control apparatus, and communication system
EP3972319B1 (en) Wireless communication unit and wireless network system using same
JP7341735B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using it
JP7277300B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using it
JP7271301B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using it
JP7295709B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using it
JP7461749B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using the same
JP7545249B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using the same
JP7545248B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using the same
JP7489846B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using the same
JP7385485B2 (en) Wireless communication unit and wireless network system using it
JP2009044415A (en) Communication device
CN103945492B (en) A kind of access system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7277300

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150