CN102763459A - 无线中继站和控制方法 - Google Patents

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CN102763459A CN2011800072184A CN201180007218A CN102763459A CN 102763459 A CN102763459 A CN 102763459A CN 2011800072184 A CN2011800072184 A CN 2011800072184A CN 201180007218 A CN201180007218 A CN 201180007218A CN 102763459 A CN102763459 A CN 102763459A
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Abstract

中继节点（200）向无线基站（100A）发送请求允许进行终端切换的终端切换请求或者请求允许进行中继站切换的中继站切换请求。当中继节点接收到指示中继站切换的切换指示时，中继节点进行中继切换；当中继节点接收到指示终端切换的切换指示时，中继节点将该切换指示发送到无线终端（300E-300G）组中的至少一个无线终端。

Description

无线中继站和控制方法
技术领域
本发明涉及无线中继站以及用于实现中继传输的控制方法。
背景技术
为了实现比当前运行的第3代和第3.5代无线通信***更快速的通信，下一代无线通信***包括由无线通信***的标准设置组织3GPP（3rd Generation Partnership Project，第3代合作伙伴项目）标准化的LTE（Long Term Evolution，长期演进）。LTE被升级为的LTE演进（LTE-Advanced）计划采用利用称为中继节点的中继站进行的中继传输（例如参见，非专利文献1）。
无线中继站是可通过无线链路连接到无线基站（宏基站）的低输出中继基站。连接到无线中继站的无线终端通过无线中继站与无线基站进行通信。和直接与无线基站进行通信相比，通过将无线中继站安装在小区边缘、无线基站的覆盖盲区或者类似位置以使无线终端经由无线中继站间接地与无线基站进行通信能够在更好的条件下进行通信。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：3GPP TR 36.814 V0.4.1，第9章，“Relayingfunctionality（中继功能）”，2009年2月
发明内容
由于无线中继站对无线基站（或另一无线中继站）与无线终端之间的通信进行中继，所以无线终端与无线基站之间的通信容量取决于无线基站与无线中继站之间的通信容量。为此，当无线中继站的连接目的地的负荷较高时（例如，当无线基站处理的通信量较大时），无线中继站的连接目的地与无线中继站之间的通信容量较小。在这种情况下，无线中继站与无线终端之间的通信容量也较小。
因此，存在的问题是当无线中继站的连接目的地的负荷较高时，即使与无线中继站之间的无线电质量满意，连接到无线中继站的无线终端的吞吐量也会下降。
因此，本发明的目的是提供无线中继站和控制方法，其能够通过进行合适的负荷平衡来提高无线终端的吞吐量。
本发明具有以下特征来解决上述问题。本发明的第一特征概括如下。一种无线中继站（无线中继站200），包括：第一通信单元（第一通信单元210），配置为与作为连接目的地的无线基站（无线基站100A）或者不同的无线中继站进行通信；第二通信单元（第二通信单元220），配置为与至少一个无线终端进行通信；中继单元（中继单元230），配置为对所述第一通信单元的连接目的地与所述无线终端之间待交换的数据进行中继；以及控制器（控制器240），配置为控制所述第一通信单元和所述第二通信单元，其中所述控制器包括：切换请求单元（切换请求单元242），配置为控制所述第一通信单元，以使得所述第一通信单元发送中继站切换请求或终端切换请求，所述中继站切换请求用于请求执行所述第一通信单元切换连接目的地的中继站切换，所述终端切换请求用于请求执行所述无线终端切换连接目的地的终端切换；以及切换控制器（切换控制器243），配置为控制所述第一通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述中继站切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第一通信单元执行所述中继站切换；以及切换指示单元（切换指示单元244），配置为控制所述第二通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述终端切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第二通信单元向所述无线终端发送终端切换指示。
本发明的第二特征涉及第一特征并概括如下。所述切换请求单元控制所述第一通信单元，以使得当中继站负荷，即所述第二通信单元与所述无线终端进行通信的负荷，超过根据所述第一通信单元的连接目的地的负荷所确定的负荷允许量时或者当预测到所述中继站负荷超过所述负荷允许量时，所述第一通信单元发送所述中继站切换请求或所述终端切换请求。
本发明的第三特征涉及第一特征并概括如下。控制器还包括：通知请求单元（通知请求单元245），配置为控制所述第一通信单元，以使得所述第一通信单元发送用于请求中继站负荷通知和终端负荷通知的负荷通知请求，所述中继站负荷通知通知为所述第一通信单元的新连接目的地候选的中继站切换候选者的负荷，所述终端负荷通知通知为所述无线终端的新连接目的地候选的终端切换候选者的负荷；以及切换确定单元（切换确定单元249），配置为基于所述第一通信单元接收到的所述中继站负荷通知决定是否执行所述中继站切换，其中所述切换请求单元控制所述第一通信单元，以使得当决定执行所述中继站切换时，所述第一通信单元发送所述中继站切换请求。
本发明的第四特征涉及第三特征并概括如下。所述切换确定单元基于所述中继站负荷通知和所述中继站负荷计算在进行了切换到所述中继站切换候选者的所述中继站切换之后所述中继站切换候选者将具有的负荷，并基于计算出的负荷决定是否执行所述中继站切换。
本发明的第五特征涉及第三特征并概括如下。所述切换请求单元控制所述第一通信单元，以使得当决定不执行所述中继站切换时所述第一通信单元发送所述终端切换请求。
本发明的第六特征涉及第一特征并概括如下。控制器还包括终端确定单元（终端确定单元248），所述终端确定单元基于所述中继站负荷和为每个无线终端的负荷的终端负荷，确定至少一个将执行所述终端切换以便将所述中继站负荷保持等于或小于所述负荷允许量的无线终端。
本发明的第七特征概括如下。用于无线中继站的控制方法，所述无线中继站包括第一通信单元、第二通信单元以及中继单元，所述第一通信单元配置为与作为连接目的地的无线基站或者不同的无线中继站进行通信，所述第二通信单元配置为与至少一个无线终端进行通信，以及所述中继单元配置为对所述第一通信单元的连接目的地与所述无线终端之间待交换的数据进行中继，所述控制方法包括：控制所述第一通信单元，以使得所述第一通信单元发送中继站切换请求或者终端切换请求，所述中继站切换请求用于执行所述第一通信单元切换连接目的地的中继站切换，所述终端切换请求用于执行所述无线终端切换连接目的地的终端切换；控制所述第一通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述中继站切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第一通信单元执行所述中继站切换；以及控制所述第二通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述终端切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第二通信单元向所述无线终端发送终端切换指示。
本发明可提供无线中继站和控制方法，其能够通过进行合适的负荷平衡来提高无线终端的吞吐量。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的无线通信***的配置的视图；
图2是用于示出中继切换的视图；
图3是示出根据第一实施方式的中继节点的配置的框图；
图4是示出根据第一实施方式的无线通信***的操作的时序图；
图5是用于示出终端切换的视图；
图6是示出根据第二实施方式的中继节点的配置的框图；
图7是示出根据第二实施方式的无线通信***的操作的时序图；
图8是示出根据第三实施方式的中继节点的配置的框图；
图9是示出根据第三实施方式的无线通信***的整体性操作的时序图；
图10是示出根据第四实施方式的中继节点的配置的框图；
图11是示出根据第四实施方式的无线通信***的整体性操作的时序图；
图12是示出图11中的步骤S404的详细内容的流程图；
图13是示出图11中的步骤S409的详细内容的流程图。
具体实施方式
在下文中，参照附图，对根据本发明等同于无线中继站的中继节点，以及包括中继节点的无线通信***的第一至第四和其他实施方式进行描述。在以下对实施方式的附图的描述中，相同或相似的参考标号被用于指示相同或相似的部分。
（1）第一实施方式
第一实施方式描述了（1.1）无线通信***的配置，（1.2）中继节点的配置，（1.3）无线通信***的操作以及（1.4）第一实施方式的效果。
（1.1）无线通信***的配置
图1是示出根据本实施方式的无线通信***1的配置的视图。无线通信***1例如具有基于被看作是第4代（4G）移动电话***的LTE演进的配置。
无线通信***1具有形成小区C1的无线基站100A和形成小区C2的无线基站100B。小区C1是可以与无线基站100A连接的通信区域，小区C2是可以与无线基站100B连接的通信区域。无线基站100A和100B是分别形成具有约几百米半径的小区1和小区2的宏基站。
小区C1和小区C2彼此邻近，二者的一部分彼此交叠，在下文中，根据需要，将无线基站100B称为“中继节点200的邻近基站”。应该注意，虽然在图1中示出了这两个无线基站，但是还可以安装邻近这两个基站的其他无线基站。
无线基站100A和无线基站100B通过为有线通信网络的回程网络（未示出）彼此连接，以便可以在基站之间直接进行通信。在LTE中，无线基站之间的这种通信接口被称为X2接口。
无线基站100A通过无线电链路连接到无线终端300A至300D和中继节点200。无线终端300A至300D直接与无线基站100A进行通信。在本实施方式中的无线终端被配置为能够移动。中继节点200被安装在小区C1的端部且在小区2的附近。
中继节点200通过无线电链路连接到无线终端300E至300G。中继节点200是对无线终端300E至300G与无线基站100A之间的通信进行中继的无线中继站。在本实施方式中，假设中继节点200是固定型中继节点。
无线终端300E至300G通过中继节点200与无线基站100A间接进行通信。通过这种中继传输，无线终端300E至300G即使在小区C1的外部也能与无线基站100A进行通信。在以下的描述中，根据需要，将连接到中继节点200的无线终端300E至300G称为“中继节点200所服务的无线终端”。
无线基站100B通过无线电链路连接到无线终端300H和300I。无线终端300H和300I直接与无线基站100B进行通信。在以下的描述中，当无线基站100A和100B彼此不区分时，其被简单地称为“无线基站100”，当无线终端300A至300I彼此不区分时，其被简单地称为“无线终端300”。
在图1的实施例中，存在与无线基站100A直接或间接进行通信的7个无线终端，存在与无线基站100B进行通信的2个无线终端。因此，无线基站100A处于负荷高于无线基站100B的负荷的状态。
当无线基站100A的负荷高时（例如，当无线基站100A所处理的通信量大时），较少的无线资源被分配到中继节点200。因此，无线基站100A与中继节点200之间的通信容量变小，而且中继节点200与无线终端300E至300G之间的通信容量也变小。因而，无线终端300E至300G的吞吐量变小。
在第一实施方式中，当无线基站100A的负荷高时，如图2所示，为了防止无线终端300E至300G的吞吐量下降，执行以下切换（在下文中，中继切换），即中继节点200将连接目的地从无线基站100A切换到邻近基站（无线基站100B）。
（1.2）中继节点的配置
接下来，对根据第一实施方式的中继节点200的配置进行描述。图3是示出根据第一实施方式的中继节点200的配置的框图。
如图3所示，中继节点200具有第一通信单元210、第二通信单元220、中继单元230、控制器240以及存储单元250。
第一通信单元210例如利用RF电路或BB电路来配置，并且与无线基站100进行发送/接收。第一通信单元210进行编码和调制，以将传输数据转换成传输信号，并进行放大和上变频以将该传输信号转换成无线信号，从而通过天线211发送。第二通信单元210进行放大和下变频，以将天线211接收到的无线信号转换成接收信号，并且进行解调和解码以将该接收信号转换成接收数据。
另外，第一通信单元210测量第一通信单元210所接收的无线信号的无线电质量。无线电质量意思是无线基站100周期性传输的参考信号的接收信号强度指示（RSSI）或者该参考信号的载波干扰噪声比（CINR）。
第二通信单元220利用RF电路或BB电路配置，并且从无线终端300接收无线信号/将无线信号发送到无线终端300。第二通信单元220进行编码和调制，以将传输数据转换成传输信号，并且进行放大和上变频以将该传输信号转换成无线信号，从而通过天线221发送。第二通信单元220进行放大和下变频，以将天线221接收到的无线信号转换成接收信号，并且进行解调和解码以将该接收信号转换成接收数据。
中继单元230对第一通信单元210与第二通信单元220之间的数据进行中继。具体地，中继单元230将来自第一通信单元210的接收数据中继到第二通信单元220作为传输数据，将来自第二通信单元220的接收数据中继到第一通信单元210作为传输数据。
控制器240例如利用CPU配置，并控制中继节点200所包含的各种功能。存储单元250例如利用存储器配置，并且存储用于控制中继节点200的各种信息。
控制器240控制第一通信单元210、第二通信单元220以及中继单元230中的每个。控制器240具有负荷计算单元241、切换请求单元242以及切换控制器243。
负荷计算单元241定期计算中继节点负荷，中继节点负荷为第二通信单元220与中继节点200所服务的无线终端300之间进行的通信的负荷。在本文中，中继节点负荷意思是第二通信单元220中的无线资源（资源块）的需求量，或者第二通信单元220将发送/接收的数据量（通信量）。中继节点负荷是中继节点200所服务的无线终端的总负荷，并且可以是上行链路负荷或者下行链路负荷。
另外，负荷计算单元241定期计算基站负荷，基站负荷为第一通信单元210与无线基站100A之间进行的通信的负荷。基站负荷例如意思是第一通信单元210中的无线资源（资源块）的可用量，或者第一通信单元210可发送/可接收的数据量（通信量）。基站负荷取决于无线基站100A的负荷的状态，并且可以是上行链路负荷或下行链路负荷。
当中继节点负荷相对高于基站负荷时，中继节点200所服务的无线终端300的吞吐量逐渐达到顶峰。为此，在本实施方式中，当中继节点负荷高于根据基站负荷所确定的负荷允许量时，切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以发送用于执行中继切换的中继切换请求。负荷允许量可以是基站负荷本身的值，或者可以是比基站负荷的值稍小的值。
此外，切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以发送包含表示中继节点负荷的中继节点负荷信息的中继切换请求。通过这样，中继切换请求的传输目的地可以基于接收到的中继切换请求来获悉所需的负荷。
应该注意，存在指定中继切换请求的传输目的地的两种方法。
在第一种传输目的地指定方法中，切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以将中继切换请求发送到中继切换候选者，中继切换候选者为第一通信单元210的切换候选。中继切换候选者可以是预定的无线基站，或者可以是其无线电质量由第一通信单元210所测量是满意的无线基站（但排除无线基站100A）。在第一种传输目的地指定方法的情况下，切换请求单元242将识别中继切换候选者的识别信息（DeNB PCID）包含在中继切换请求中。当接收到中继切换请求时，无线基站100A将切换请求转发到由包含在中继切换请求中的识别信息所识别的无线基站。
在第二种传输目的地指定方法中，没有指定特定的无线基站，而是指定无线基站100A的任意邻近基站。在这种情况下，接收到中继切换请求的无线基站100A确定中继切换请求的转发目的地。在第二种传输目的地指定方法的情况下，切换请求单元242将第一通信单元210所测量的无线电质量的信息包含在中继切换请求中。当接收到中继切换请求时，无线基站100A基于包含在中继切换请求中的无线电质量的信息来识别其无线电质量对于中继节点200是满意的无线基站，并且将中继切换请求转发到所识别的无线基站。
当第一通信单元210从无线基站100A接收到指示中继切换的切换指示时，切换控制器243控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以执行中继切换。例如，切换指示包含待用于与新的连接目的地（下文中，切换目标）进行通信的信息。
通过切换控制器243的控制，第一通信单元210结束与无线基站100A的通信，并开始与切换目标的通信。当第一通信单元210与切换目标进行通信时，中继单元230对切换目标与中继节点200所服务的无线终端300之间待交换的数据进行中继。
（1.3）无线通信***的操作
接下来，描述根据第一实施方式的无线通信***1的操作。图4是示出根据第一实施方式的无线通信***1的操作的时序图。此处，对中继节点200进行从无线基站100A到无线基站100B的中继切换的实施例进行描述。
在步骤S201中，中继节点200的第一通信单元210将无线基站100A看作连接目的地并且与无线基站100A进行通信。
在步骤S202中，中继节点200的第二通信单元220与无线终端300进行通信，中继节点200是无线终端300的连接目的地，无线终端300是中继节点200所服务的无线终端300。
在步骤S203中，中继节点200的切换请求单元242将中继节点负荷与负荷允许量进行比较。当中继节点负荷超过负荷允许量时，在步骤S204中，中继节点200的切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以将中继切换请求发送到无线基站100A。无线基站100A通过无线链路接收第一通信单元210所发送的中继切换请求。
在步骤S205中，无线基站100A根据第一种传输目的地确定方法或第二种传输目的地确定方法将中继切换请求发送到无线基站100B。无线基站100B通过X2接口接收中继切换请求。
在步骤S206中，无线基站100B基于所接收的中继切换请求决定是否接受中继节点200。例如，当将从中继切换请求获取的中继节点负荷加到无线基站100B的负荷上所得的结果等于或小于预定阈值时，无线基站100B决定接受中继节点200。
当决定接受中继节点200时（步骤S207；YES（是）），在步骤S208中，无线基站100B将指示中继切换的切换命令发送到无线基站100A。无线基站100A通过X2接口接收切换命令。
在步骤S209中，无线基站100A将指示中继切换的切换指示发送到中继节点200。中继节点200的第一通信单元210通过无线链路接收切换指示。
在步骤S210中，中继节点200的切换控制器243控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以执行到无线基站100B的中继切换。
在步骤S211中，中继节点200的第一通信单元210与被视为新的连接目的地的无线基站100B进行通信。
（1.4）第一实施方式的效果
如上所述，根据第一实施方式，当中继节点负荷超过负荷允许量时，将用于执行中继切换的中继切换请求发送到无线基站100A。
当无线基站100B接受中继切换时，中继节点200根据切换指示执行到无线基站100B的中继切换。接下来，中继节点200对切换目标中的无线基站100B与中继节点200所服务的无线终端300之间待交换的数据进行中继。
因此，中继节点200可以切换至负荷小于无线基站100A的负荷的无线基站100B。因此，中继节点200所服务的无线终端300的通信容量可以在切换后增加，因而中继节点200所服务的无线终端300的吞吐量提高。
另外，由于中继节点200所服务的无线终端300的负荷减少，无线基站100A也使得与无线基站100A直接进行通信的无线终端300A至300D的吞吐量提高。
在本实施方式中，中继节点200将中继切换请求发送到中继切换候选者。为此，可以将中继切换请求发送到中继切换候选者，并且可以询问中继切换候选者是否接受中继切换。
在本实施方式中，中继节点200发送包含有表示中继节点负荷的中继节点负荷信息的中继切换请求。因此，中继切换候选者可以考虑中继节点负荷来决定是否接受。因此，可以防止切换目标中的负荷在中继切换后变得过高。
应该注意，由于多个无线终端300可以连接到中继节点200，所以通过中继切换来减少无线基站100A的负荷的效果较好。另外，假设中继节点200被安装在小区边缘或覆盖盲区中，而且中继节点200具有高级无线通信功能。因此，中继节点200即使在切换后也可以实现良好的通信。
（2）第二实施方式
在下文中，按以下顺序描述第二实施方式：（2.1）中继节点的配置，（2.2）无线通信***的操作以及（2.3）第二实施方式的效果。然而，仅对与第一实施方式不同的部分进行描述，而省略重复描述。
在第二实施方式中，如图5所示，主要对终端切换进行描述，即中继节点200所服务的无线终端300将连接目的地从无线基站100A切换到无线基站100A的邻近基站（例如，无线基站100B）。
（2.1）中继节点的配置
图6是示出根据第二实施方式的中继节点200的配置的框图。
如图6所示，根据第二实施方式的中继节点200具有控制器240，该控制器240具有与第一实施方式中的控制器240不同的配置。另外，第二通信单元220接收测量结果通知，该测量结果通知表示中继节点200所服务的每个无线终端300所测量的无线电质量的测量结果。
控制器240具有负荷计算单元241、切换请求单元242以及切换指示单元244。
除了第一实施方式中所描述的功能之外，负荷计算单元241还具有计算终端负荷的功能，终端负荷为中继节点200所服务的每个无线终端300的负荷。终端负荷指的是中继节点200所服务的每个无线终端300与第二通信单元220之间的通信的单个负荷。
在本实施方式中，当中继节点负荷高于负荷允许量时，切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得中继节点200所服务的至少一个无线终端300将用于执行终端切换的终端切换请求发送到无线基站100A。
执行终端切换的无线终端的数量可以根据中继节点负荷来确定。例如，可以对使中继节点负荷小于负荷允许量的最少数量的无线终端执行终端切换。这种方法在第四实施方式中描述。
另外，切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以发送终端切换请求，该终端切换请求中包含表示与将执行终端切换的无线终端对应的终端负荷的终端负荷信息。
应该注意，与第一实施方式类似，存在指定终端切换请求的传输目的地的两种方法。
在第一种传输目的地指定方法中，切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以将终端切换请求发送到终端切换候选者，即中继节点200所服务的无线终端300的切换候选。终端切换候选者可以是预定的无线基站，或者可以是其无线电质量由第二通信单元220接收到的测量结果通知示出为满意的无线基站（但排除无线基站100A）。在第一种传输目的地指定方法的情况下，切换请求单元242将识别终端切换候选者的识别信息（DeNB PCID）包含在终端切换请求中。当接收到终端切换请求时，无线基站100A将终端切换请求转发到由包含在终端切换请求中的识别信息所识别的无线基站。
在第二种传输目的地指定方法中，没有指定特定的无线基站，而是指定无线基站100A的任意邻近基站。在这种情况下，接收到终端切换请求的无线基站100A确定终端切换请求的转发目的地。在第二种传输目的地指定方法的情况下，切换请求单元242将通过第二通信单元220所接收的测量结果通知表示的无线电质量信息包含在终端切换请求中。当接收到终端切换请求时，无线基站100A基于包含在终端切换请求中的无线电质量信息来识别其无线电质量对于中继节点200所服务的无线终端300是满意的无线基站，并将该终端切换请求转发到被识别的无线基站。
当第一通信单元210从无线基站100A接收到指示终端切换的切换指示时，切换指示单元244控制第二通信单元220，以使得第二通信单元220可以将与接收到的切换指示对应的终端切换指示发送到中继节点200所服务的无线终端300。例如，切换指示包含待用于与切换目标进行通信的信息（例如切换目标的识别信息或者信道信息）。
接收到终端切换指示的无线终端300结束与中继节点200的通信，开始与切换目标的通信。
（2.2）无线通信***的操作
接下来，描述根据第二实施方式的无线通信***1的操作。图7是示出根据第二实施方式的无线通信***1的操作的时序图。此处，对中继节点200所服务的无线终端300E进行从中继节点200到无线基站100B的中继切换的实施例进行描述（参见图5）。
步骤S201和步骤S220与第一实施方式类似。
在步骤S203中，中继节点200的切换请求单元242将中继节点负荷与负荷允许量进行比较。当中继节点负荷超过负荷允许量时，在步骤S204中，中继节点200的切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以将包含无线终端300E的负荷信息的终端切换请求发送到无线基站100A。无线基站100A通过无线链路接收第一通信单元210所发送的终端切换请求。
在步骤S205中，无线基站100A根据第一种传输目的地指定方法或第二种传输目的地指定方法将终端切换请求发送到无线基站100B。无线基站100B通过X2接口接收终端切换请求。
在步骤S206中，无线基站100B基于所接收的终端切换请求决定是否接受无线终端300E。例如，当将从终端切换请求获取的无线终端300E的负荷加到无线基站100B的负荷上所得的结果等于或小于预定阈值时，无线基站100B决定接受中继节点200。
当决定接受无线终端300E时（步骤S207；YES（是）），在步骤S208中，无线基站100B将指示终端切换的切换命令发送到无线基站100A。无线基站100A通过X2接口接收切换命令。
在步骤S209中，无线基站100A将指示终端切换的切换指示发送到中继节点200。中继节点200的第一通信单元210通过无线链路接收切换指示。
在步骤S210中，中继节点200的切换控制器243控制第二通信单元220，以使得第二通信单元220可以将与接收到的切换指示对应的终端切换指示发送到无线终端300E。无线终端300E通过无线链路接收切换指示，并且根据该切换指示进行终端切换（步骤S211）。
在步骤S212中，无线终端300E与被视为新的连接目的地（切换目标）的无线基站100B进行通信。
（2.3）第二实施方式的效果
如上所述，根据第二实施方式，当中继节点负荷超过负荷允许量时，中继节点200将用于执行终端切换的终端切换请求发送到无线基站100A。无线基站100A接收终端切换请求并将其发送到无线基站100B。
当无线基站100B接受终端切换时，中继节点200接收指示终端切换的切换指示，并且将切换指示发送到中继节点200所服务的无线终端300。接收到切换指示的无线终端300执行终端切换。
因此，中继节点200所服务的无线终端300可以切换到负荷较小的无线基站100B，以使得无线终端300的通信容量可以在切换后增加，从而可以提高吞吐量。
在本实施方式中，中继节点200将终端切换请求发送到终端切换候选者。为此，可以将终端切换请求发送到终端切换候选者，并且可以询问终端切换候选者是否接受终端切换。
在本实施方式中，中继节点200发送其中包含有表示每个无线终端300的负荷的终端负荷信息的终端切换请求。因此，终端切换候选者可以考虑终端负荷来决定是否接受。因此，可以防止切换目标的负荷在终端切换后变得过高。
（3）第三实施方式
在下文中，按以下顺序描述第三实施方式：（3.1）中继节点的配置，（3.2）无线通信***的操作以及（3.3）第三实施方式的效果。然而，仅对与第一实施方式和第二实施方式不同的部分进行描述，而省略重复描述。
（3.1）中继节点的配置
图8是示出根据第三实施方式的中继节点200的配置的框图。
如图8所示，根据第三实施方式的中继节点200具有控制器240，该控制器240具有与第一实施方式和第二实施方式中的控制器240不同的配置。
控制器240具有负荷计算单元241、通知请求单元245、切换确定单元249、切换目标确定单元246、切换请求单元242、切换控制器243以及切换指示单元244。
负荷计算单元241具有与第一实施方式和第二实施方式类似的功能。
通知请求单元245控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以发送用于请求终端切换候选者和中继切换候选者中的每个的负荷通知的负荷通知请求。假设上述第一种传输指定方法被应用到负荷通知请求。
切换确定单元249基于第一通信单元210所接收的负荷通知决定是否执行终端切换或中继切换。例如，当终端切换候选者和中继切换候选者中的每个的负荷高于预定量时，切换目标确定单元246决定既不执行终端切换，也不执行中继切换。
切换目标确定单元246基于第一通信单元210所接收的负荷通知确定切换目标。例如，切换目标确定单元246从终端切换候选者和中继切换候选者之中将具有最小负荷或者具有比预定量小的负荷的候选者确定为切换目标。
当中继节点负荷超过负荷允许量并且决定执行终端切换或中继切换时，切换请求单元242发送切换请求。切换请求242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以将切换请求发送到切换目标确定单元246所确定的切换目标。具体地，切换请求单元242将识别所确定的切换目标的识别信息包含在切换请求中。
当第一通信单元210接收到指示中继切换的切换指示时，切换控制器243控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可执行中继切换。
当第一通信单元210接收到指示终端切换的切换指示时，切换指示单元244控制第二通信单元220，以使得第二通信单元220可以将终端切换指示发送到中继节点200所服务的无线终端300。
其它配置与第一实施方式和第二实施方式的配置相同。
（3.2）无线通信***的操作
图9是示出根据第三实施方式的无线通信***1的整体性操作的时序图。
步骤S301和S302与上述实施方式类似。
当中继节点负荷超过负荷允许量时（步骤S303；YES），在步骤S304中，中继节点200的通知请求单元245控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以发送用于请求终端切换候选者和中继切换候选者中的每个的负荷通知的负荷通知请求。第一通信单元210将该负荷通知请求发送到无线基站100A。无线基站100A通过无线链路接收负荷通知请求。
在步骤S305中，无线基站100A基于包含在所接收的负荷通知请求中的识别信息将负荷通知请求发送到无线基站100B。无线基站100B通过X2接口接收负荷通知请求。
在步骤S306中，无线基站100B将通知无线基站100B的负荷的负荷通知发送到无线基站100A。无线基站100A通过X2接口接收负荷通知。
在步骤S307中，无线基站100A将负荷通知发送到中继节点200。中继节点200的第一通信单元210通过无线链路接收负荷通知。
在步骤S308中，中继节点200的切换确定单元249和切换目标确定单元246从终端切换候选者和中继切换候选者中的每个确定切换目标。此处，可以假设无线基站100B被确定为切换目标。
在步骤S309中，中继节点200的切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以向所确定的切换目标发送切换请求。第一通信单元210将切换请求发送到无线基站100A。无线基站100A通过无线链路接收切换请求。
在步骤S310中，无线基站100A基于包含在所接收的切换请求中的切换目标的识别信息将切换请求发送到无线基站100B。无线基站100B通过X2接口接收切换请求。
在步骤S311中，无线基站100B将接受切换的切换命令发送到无线基站100A。无线基站100A通过X2接口接收切换命令。
在步骤S312中，无线基站100A将切换指示发送到中继节点200。中继节点200的第一通信单元210通过无线链路接收切换指示。
当中继节点200的第一通信单元210接收到的切换指示是切换到中继节点200的切换指示时（S313；YES），在步骤S314中，中继节点200的切换控制器243控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以根据切换指示进行从无线基站100A到无线基站100B的中继切换。
当第一通信单元210接收到的切换指示是到中继节点200所服务的无线终端300的切换指示时（步骤S313；NO（否）），在步骤S315中，中继节点200的切换指示单元244控制第二通信单元220，以使得第二通信单元220可以向适当的无线终端发送切换指示。第二通信单元220发送切换指示。接收到切换指示的、中继节点200所服务的无线终端300执行从无线基站100A到无线基站100B的终端切换。
应该注意本操作的顺序，中继节点200在步骤S303中的YES处发送负荷通知请求，但是也可以定期发送负荷通知请求。在这种情况下，可以预先知晓切换候选者的负荷状态，并且可较早地完成与切换有关的处理。
（3.3）第三实施方式的效果
如上所述，中继节点200基于第一通信单元210所接收的负荷通知确定切换目标，并且向被确定的切换目标发送切换请求。因此，考虑到切换候选者的负荷来确定切换目标，从而可以确定合适的切换目标。
在本实施方式中，中继节点200将切换候选者之中具有最小负荷或者具有比预定量小的负荷的切换候选者确定为切换目标。
在本实施方式中，中继节点200基于第一通信单元210所接收的负荷通知决定是否执行切换。这可以在全部切换候选者的负荷都太高的情况下不切换到切换候选者中的任意一个。
（4）第四实施方式
在下文中，按以下顺序描述第四实施方式：（4.1）中继节点的配置，（4.2）无线通信***的操作以及（4.3）第四实施方式的效果。然而，仅描述与第一实施方式至第三实施方式不同的部分，而省略重复描述。
（4.1）中继节点的配置
图10是示出根据第四实施方式的中继节点200的配置的框图。
如图10所示，根据第四实施方式的中继节点200具有控制器240，该控制器240具有与第一至第三实施方式中的控制器240不同的配置。控制器240具有负荷计算单元241、切换候选者确定单元247、通知请求单元245、切换确定单元249、终端确定单元248、切换请求单元242、切换控制器243以及切换指示单元244。此处，简要地对与第三实施方式不同的部分进行描述。
切换确定单元249计算中继切换候选者的负荷（如果基于负荷通知和中继节点负荷来执行中继切换至中继切换候选者，则可存在中继切换候选者），并且基于计算出的负荷决定是否执行中继切换。切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得当决定将执行中继切换时，第一通信单元210可以发送中继切换请求。
当决定不执行中继切换时，基于中继节点负荷和为每个无线终端的负荷的终端负荷，终端确定单元248确定至少一个无线终端将进行终端切换，以便保持中继节点负荷等于或小于负荷允许量。
（4.2）无线通信***的操作
在下文中，按以下顺序描述根据第四实施方式的无线通信***1的操作：（4.2.1）整体性操作，（4.2.2）切换候选者确定过程以及（4.2.3）切换目的地确定过程。
（4.2.1）整体性操作
图11是示出根据第四实施方式的无线通信***1的整体性操作的时序图。
步骤S401至S403与上述实施方式中的那些类似。
在步骤S404中，中继节点200的切换候选者确定单元247确定切换候选者。此处，假设无线基站100B被确定为切换候选者。稍后描述步骤S404的详细内容。
在步骤S405中，中继节点200的通知请求单元245控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以发送用于请求通知切换候选者负荷的负荷通知的负荷通知请求。第一通信单元210将负荷通知请求发送到无线基站100A。无线基站100A通过无线链路接收负荷通知请求。
在步骤S406中，无线基站100A基于包含在所接收的负荷通知请求中的识别信息将负荷通知请求发送到无线基站100B。无线基站100B通过X2接口接收负荷通知请求。
在步骤S407中，无线基站100B将通知无线基站100B的负荷的负荷通知发送到无线基站100A。无线基站100A通过X2接口接收负荷通知。
在步骤S408中，无线基站100A将负荷通知发送到中继节点200。中继节点200的第一通信单元210通过无线链路接收负荷通知。
在步骤S409中，中继节点200的切换确定单元249、切换目标确定单元246以及终端确定单元248确定被假定在中继节点200和中继节点200所服务的无线终端300之中进行切换的节点（无线终端或中继节点）。此处，假设无线基站100B被确定为切换目标。稍后描述步骤S409的详细内容。
在步骤S410中，中继节点200的切换请求单元242控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以向所确定的切换目标发送切换请求。第一通信单元210将切换请求发送到无线基站100A。无线基站100A通过无线链路接收切换请求。
在步骤S411中，无线基站100A基于包含在所接收的切换请求中的切换目标的识别信息将切换请求发送到无线基站100B。无线基站100B通过X2接口接收切换请求。
在步骤S412中，无线基站100B将接受切换的切换命令发送到无线基站100A。无线基站100A通过X2接口接收切换命令。
在步骤S413中，无线基站100A将切换指示发送到中继节点200。中继节点200的第一通信单元210通过无线链路接收切换指示。
当中继节点200的第一通信单元210接收到的切换指示是切换到中继节点200的切换指示时（步骤S414；YES），在步骤S415中，中继节点200的切换控制器243控制第一通信单元210，以使得第一通信单元210可以根据切换指示进行从无线基站100A到无线基站100B的中继切换。
当第一通信单元210接收到的切换指示是切换到中继节点200所服务的无线终端300的切换指示时（步骤S414；NO），在步骤S416中，中继节点200的切换指示单元244控制第二通信单元220，以使得第二通信单元220可以向适当的无线终端发送切换指示。第二通信单元220发送切换指示。接收到切换指示的、中继节点200所服务的无线终端300执行从无线基站100A到无线基站100B的终端切换。
（4.2.2）切换候选者确定过程
在下文中，详细地描述换候选者确定过程，即，图11中的步骤S404。图12是示出图11中的步骤S404的详细内容的流程图。
中继节点200的第一通信单元210测量所接收的无线信号的无线电质量，并且将测量结果通知给切换候选者确定单元247。在步骤S501中，切换候选者确定单元247从除无线基站100A之外的无线基站中将无线电质量最佳的无线基站确定为切换候选者的第一候选（中继切换候选者）。然而，当不能测量除了无线基站100A之外的无线基站的无线电质量时，或者虽然可以进行测量但是当测量到的质量等于或低于预定质量时，则可以假设不存在第一候选。
中继节点200的第二通信单元220从中继节点200所服务的无线终端300定期接收测量结果通知，测量结果通知表示中继节点200所服务的无线终端300接收到的无线信号的无线电质量的测量结果。在步骤S502中，切换候选者确定单元247基于第二通信单元220所接收的测量结果通知确定中继节点200所服务的每个无线终端300的切换候选者。具体地，将无线电质量对于中继节点200所服务的每个无线终端300为最佳的无线基站确定为切换候选者。当不能测量无线基站的无线电质量时，或者虽然可以进行测量但是当测量出的质量等于或低于预定质量时，则可假设不存在用于无线终端的切换候选者。
在步骤S503中，切换候选者确定单元247在步骤S502中列出的切换候选者之中以无线电质量的递减顺序为第二候选、第三候选、…第n候选给出优先级。
通过步骤S501到步骤S503中的过程，确定第一候选到第n候选。
（4.2.3）切换目的地确定处理
在下文中，详细地描述切换目标确定处理，即，图11中的步骤S409。图13是示出步骤S409的详细内容的流程图。
在步骤S601中，负荷计算单元241计算中继节点200所服务的每个无线终端300的负荷（终端负荷）。
在步骤S602中，负荷计算单元241和切换确定单元249基于与在步骤S408中所接收的负荷通知对应的第一候选的负荷和中继节点负荷计算如果中继节点200执行到第一候选的切换时第一候选具有的负荷。
在步骤S603中，切换确定单元249基于步骤S602中计算出的、切换目标的负荷决定中继节点200是否执行到第一候选的切换。例如，切换确定单元249决定当第一候选的负荷等于或小于预定值时执行切换，而在其他情况下决定不执行切换。
当决定执行到第一候选的切换时，切换目标确定单元246将第一候选确定为中继节点200的切换目标。当决定不执行到第一候选者的切换时，放弃中继节点200的切换，而在步骤S604之后对中继节点200所服务的每个无线终端300的切换进行确定。
在步骤S605中，示出候选的n被设置为2。
在步骤S606中，负荷计算单元241和切换确定单元249基于与第n候选（此处为第二候选）对应的无线终端的终端负荷和与步骤S408中所接收的负荷通知对应的第n候选的负荷计算如果与第n候选对应的无线终端切换到第n候选时第n候选具有的负荷。
在步骤S606，切换确定单元249基于步骤S656中计算出的第n候选的负荷确定与第n候选对应的无线终端是否可以执行到第n候选的切换。例如，当计算出的第n候选的负荷等于或小于预定值时，切换控制器132确定可执行切换，而在其他情况下确定不可执行切换。当确定可切换到第n候选时，切换目标确定单元246将第n候选确定为无线终端的切换目标。
在步骤S607中，终端确定单元248确定当无线终端切换到切换目标（第n候选）时，中继节点200的中继节点负荷是否等于或小于预定值。当中继节点负荷等于或小于预定值时，终端确定单元248将无线终端确定为将要执行切换的节点，而切换目标确定单元246将第n候选确定为切换目标，并结束该过程。
另一方面，当确定不可切换到第n候选时，切换确定单元249在步骤S608中设置n=n+1，并且针对下一候选者继续进行确定过程。
在步骤S609中，确定针对全部候选者的过程是否已经完成，当存在处理还未完成的候选者时，步骤返回到步骤S605。
当全部候选的处理已完成（步骤S609；NO）并且目前过程已确定切换目标时，终端确定单元248将与所确定的切换目标对应的无线终端确定为将要进行切换的节点。当针对全部候选的过程已完成（步骤S609；NO）而目前过程还未确定切换目标时，由于不存在切换目标而结束过程。
应该注意，如果过程在步骤S607中以YES完成，那么中继节点200的负荷等于或小于预定值，而如果过程在步骤S607中以NO完成，那么中继节点200的负荷不等于且不小于预定值。当中继节点200的负荷通过将中继节点200所服务的无线终端300改变到终端切换候选者而下降时，中继节点200可以切换到中继切换候选者。
（4.3）第四实施方式的效果
如上所述，根据第四实施方式，中继节点200可以预先计算中继切换后中继切换候选者的负荷，如果计算出的负荷约为允许程度，则中继节点200执行中继切换，如果中继切换后的负荷不是允许程度，则中继节点200不执行中继切换。
中继切换导致切换目标中的负荷快速增加。因此，中继节点200在无线基站100B的负荷较高的情况下不执行中继切换到无线基站100B，而是对中继节点200所服务的每个无线终端300执行终端切换。
此时，中继节点200使得中继节点200所服务的无线终端300之中的至少一个无线终端进行切换。因此，可以确定将进行切换的无线终端，以使终端切换后中继节点200的负荷与切换目标的负荷之间的平衡变得最适宜。
（5）其它实施方式
如上所述，已根据实施方式描述了本发明。然而，不应该认为，构成本公开的一部分的论述和附图限制了本发明。根据该公开内容，各种可选的实施方式、实施例、操作技术将对本领域的技术人员显而易见。例如，第一至第四以及其他实施方式可以彼此组合地实施。
在下文中，描述上述实施方式的变型。
（5.1）变型1
在上述实施方式中，在步骤S103、S203、S303以及S403中，对中继节点负荷是否超过负荷允许量进行确定。然而，可以进行以下确定来替代该确定。
例如，即使在中继节点负荷超过负荷允许量前，当中继节点负荷快速增加时，可以预测到中继节点负荷将会超过负荷允许量，并且该过程可以继续进行切换请求、负荷通知请求等过程。例如，当每单位时间内中继节点负荷的增加量超过预定增加量时，可以预测中继节点负荷会超过负荷允许量。通过这种方法，可以更早地开始根据上述实施方式的切换过程。
可选地，可以采用以下方法作为预测中继节点负荷超过负荷允许量的方法。中继节点200从第一通信单元210接收到的数据在被第二通信单元220发送前会被暂时存储在存储单元250中作为传输缓存。然而，当第二通信单元220的无线资源的可用性较小而且第二通信单元220可以发送/接收的数据量较少时，数据被存储在存储单元250作为传输缓存。因此，基于传输缓存的数据累积量超过预定量的预测标准，可以预测到中继节点负荷将超过负荷允许量。
（5.2）变型2
在上述第二至第四实施方式中，与终端切换有关的过程是考虑到中继节点200所服务的每个无线终端300的负荷和无线电质量而进行的。然而，与终端切换有关的过程可以进一步考虑到中继节点200所服务的每个无线终端300的剩余电池电量来进行。
具体地，第二通信单元220针对每个无线终端接收电池通知，电池通知表示中继节点200所服务的无线终端300的剩余电池电量。终端确定单元248基于第二通信单元220所接收的电池通知，将具有较高剩余电池电量的无线终端优先地确定为将要执行终端切换的无线终端。
例如，在图12的步骤S503中，终端确定单元248可以基于剩余电池电量为切换候选者给出优先级。当连接到更接近无线基站100A的中继节点200时，具有较低剩余电池电量的无线终端300需要较小的传输功率。因此，这可使具有较低剩余电池电量的无线终端300节省电量。
（5.3）变型3
在上述实施方式中，中继节点200被描述为固定型的中继节点。然而，其可以配置为可移动的。另外，在上述实施方式中，考虑到中继节点200的无线电质量来确定切换候选者或者切换目标。然而，对于固定型中继节点200来说，可以预先确定切换候选者或切换目标。
（5.4）变型4
在上述实施方式中，示出了中继节点200和中继节点200所服务的无线终端300切换到邻近基站（无线基站100B）的情况。然而，中继节点200和中继节点200所服务的无线终端300的切换目标不限于无线基站，还可以是中继节点。当中继节点200切换到另一中继节点时，中继节点200的第一通信单元210将该另一中继节点看作连接目的地，与该另一中继节点进行通信。
（5.5）变型5
在上述实施方式中，示出了中继节点200从无线基站100A接收切换指示的情况。然而，替代这种强制性切换指示，可以使用表示允许切换的消息。
应该理解，本发明应当包括本文中未描述的各种实施方式。因此，本发明仅通过由以上公开的内容合理地得到的权利要求的范围和主题来限定。
应当注意，（2010年1月26日提交的）第2010-14701号日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
工业适用性
如上所述，根据本发明的无线中继站和控制方法可以通过进行合适的负荷平衡来提高无线终端的吞吐量。因此，本发明在例如移动通信的无线通信中是有用的。

Claims (7)

1.无线中继站，包括：
第一通信单元，配置为与作为连接目的地的无线基站或者不同的无线中继站进行通信；
第二通信单元，配置为与至少一个无线终端进行通信；
中继单元，配置为对所述第一通信单元的连接目的地与所述无线终端之间待交换的数据进行中继；以及
控制器，配置为控制所述第一通信单元和所述第二通信单元，其中
所述控制器包括：
切换请求单元，配置为控制所述第一通信单元，以使得所述第一通信单元发送中继站切换请求或终端切换请求，所述中继站切换请求用于请求执行所述第一通信单元切换连接目的地的中继站切换，所述终端切换请求用于请求执行所述无线终端切换连接目的地的终端切换；
切换控制器，配置为控制所述第一通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述中继站切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第一通信单元执行所述中继站切换；以及
切换指示单元，配置为控制所述第二通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述终端切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第二通信单元向所述无线终端发送终端切换指示。
2.根据权利要求1所述的无线中继站，其中，所述切换请求单元控制所述第一通信单元，以使得当中继站负荷，即所述第二通信单元与所述无线终端进行通信的负荷，超过根据所述第一通信单元的连接目的地的负荷所确定的负荷允许量时或者当预测到所述中继站负荷超过所述负荷允许量时，所述第一通信单元发送所述中继站切换请求或所述终端切换请求。
3.根据权利要求1所述的无线中继站，其中，
所述控制器还包括：
通知请求单元，配置为控制所述第一通信单元，以使得所述第一通信单元发送用于请求中继站负荷通知和终端负荷通知的负荷通知请求，所述中继站负荷通知通知为所述第一通信单元的新连接目的地候选的中继站切换候选者的负荷，所述终端负荷通知通知为所述无线终端的新连接目的地候选的终端切换候选者的负荷；以及
切换确定单元，配置为基于所述第一通信单元接收到的所述中继站负荷通知决定是否执行所述中继站切换，其中
所述切换请求单元控制所述第一通信单元，以使得当决定执行所述中继站切换时，所述第一通信单元发送所述中继站切换请求。
4.根据权利要求3所述的无线中继站，其中，所述切换确定单元基于所述中继站负荷通知和所述中继站负荷计算在进行了切换到所述中继站切换候选者的所述中继站切换之后所述中继站切换候选者将具有的负荷，并基于计算出的负荷决定是否执行所述中继站切换。
5.根据权利要求3所述的无线中继站，其中，所述切换请求单元控制所述第一通信单元，以使得当决定不执行所述中继站切换时所述第一通信单元发送所述终端切换请求。
6.根据权利要求1所述的无线中继站，其中，所述控制器还包括终端确定单元，所述终端确定单元基于所述中继站负荷和为每个无线终端的负荷的终端负荷，确定至少一个将执行所述终端切换以便将所述中继站负荷保持等于或小于所述负荷允许量的无线终端。
7.用于无线中继站的控制方法，所述无线中继站包括第一通信单元、第二通信单元以及中继单元，所述第一通信单元配置为与作为连接目的地的无线基站或者不同的无线中继站进行通信，所述第二通信单元配置为与至少一个无线终端进行通信，以及所述中继单元配置为对所述第一通信单元的连接目的地与所述无线终端之间待交换的数据进行中继，所述控制方法包括：
控制所述第一通信单元，以使得所述第一通信单元发送中继站切换请求或者终端切换请求，所述中继站切换请求用于执行所述第一通信单元切换连接目的地的中继站切换，所述终端切换请求用于执行所述无线终端切换连接目的地的终端切换；
控制所述第一通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述中继站切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第一通信单元执行所述中继站切换；以及
控制所述第二通信单元，以使得当所述第一通信单元接收到表示所述终端切换被允许或者被指示的响应消息时，所述第二通信单元向所述无线终端发送终端切换指示。
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