JP2004297426A - 無線通信装置及び無線基地局 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マルチモード端末は、複数の無線通信システムそれぞれについてシステム間ハンドオーバするか否かを決めるときのパラメータである、受信品質の閾値およびこの閾値の継続時間を制御部151内のメモリに記憶する。制御部151は、上記メモリに記憶されているパラメータに基づいてシステム間ハンドオーバするか否かを決定する。この決定基づいてマルチモード端末はシステム間ハンドオーバを行う。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信システムに用いられる無線通信装置および基地局に関し、特に互いに異なる複数の無線通信システムに対応した無線通信装置および基地局に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、PDC(Personal Digital Cellular)、W−CDMA(Wideband−Code Division Multiple Access)や無線LANなど複数の無線通信システムの機能を併せ持つ移動通信複合端末(以下「マルチモード端末」という)が開発され、実用に供されようとしている。
【0003】
このようなマルチモード端末は、ハードウェアの切替えやソフトウェアの入れ替えにより通信方式及び通信プロトコルを変更することができる。このため基地局からの距離が遠い等といった理由で現在通信中のシステムにおける受信電界強度が弱くなった場合、ハードウェアの切替えやソフトウェアの入れ替えにより他の無線通信システムへシステム間ハンドオーバを行うことが可能となる。このようにマルチモード端末は、シングルモード端末に比べ、より安定した通信を行うことができる(例えば特許文献1,2を参照)。
【0004】
しかし、従来のマルチモード端末は、固定の閾値およびこの閾値を下回っている時間によってシステム間ハンドオーバするか否かが決められていた。
また最近では、無線通信は音声通信のみならずWeb閲覧、ファイル送受信等様々な用途でも用いられるため、システム間ハンドオーバを行う際には各無線通信システムが提供できるQoS(Quality of Service)も重要な要因と成り得る。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−291011公報
【特許文献2】
特開2001−054168公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明した通り、従来の無線通信装置は、固定の閾値およびこの閾値を下回っている時間によってシステム間ハンドオーバが行われていた。このため端末が受けようとするサービスのQoSが、例えば伝送速度が早い方が良いといったときに、本来ならば無線LANをより優先して使いたいにもかかわらず、固定の閾値およびこの閾値を下回っている時間によりPDCへシステム間ハンドオーバしてしまうという問題があった。
【0007】
この発明は、端末側が決めた上記閾値およびこの閾値を下回っている時間により、システム間ハンドオーバするタイミングが決まることにより、優先して使いたい無線通信システムをより長く使うことができる無線通信装置および無線基地局を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明においては、システム間ハンドオーバすることにより複数の無線通信システムを切替えて無線通信を行う無線通信装置において、前記複数の無線通信システムについてシステム間ハンドオーバするときの通信品質に関する条件を決定する条件決定手段と、この条件決定手段により決定された前記条件を記憶する記憶手段と、
【0009】
前記無線通信の通信品質を測定する通信品質測定手段と、この通信品質測定手段による測定された前記通信品質と前記記憶手段により記憶されている前記条件とに基づいてシステム間ハンドオーバするか否かを決定するシステム間ハンドオーバ決定手段と、このシステム間ハンドオーバ決定手段の決定に基づいて、システム間でハンドオーバするシステム間ハンドオーバ手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置を提供する。
【0010】
また、上記の目的を達成するために、この発明においては、無線基地局からの制御信号に基づくタイミングでシステム間ハンドオーバすることにより複数の無線通信システムを切替えて無線通信を行う無線通信装置において、前記複数の無線通信システムについてシステム間ハンドオーバするときの通信品質に関する条件を決定する条件決定手段と、この条件決定手段により決定された前記条件を前記無線基地局へ送信する送信手段と、前記無線基地局により前記条件に基づいて作成されると共に送信された前記制御信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された前記制御信号に基づいてシステム間でハンドオーバするシステム間ハンドオーバ手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置を提供する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
システム間ハンドオーバを決めるには端末主体によるものと基地局主体によるものとがある。まず第1の実施の形態では図1〜図4を用いて端末主体によるシステム間ハンドオーバについて説明し、第2の実施の形態では図5および図6を用いて基地局主体によるシステム間ハンドオーバについて説明する。
【0012】
(第1の実施の形態)
本発明においては、PDC,W−CDMA,PHS(Personal Handyphone System),無線LANなどの移動通信サービスを提供する複数の無線通信システムの間を跨いでシステム間ハンドオーバが可能な通信網を制御する場合を前提としている。このため無線通信端末には複数のシステム間でハンドオーバが可能なマルチモード端末が必要である。
【0013】
図1は、端末主体によるシステム間ハンドオーバを行う、複数のシステム間でハンドオーバが可能なマルチモード端末の構成を示す図である。なお例では、対応可能な無線通信システムとしてPDC,W−CDMA,無線LANの3つに対応している場合について説明するが、これらの無線通信システムに限ったものではない。なお、受信したデータ信号を処理する構成,電源等についてももちろん備えているが、特に本発明に必要のない構成については説明を省略する。
【0014】
図1において、マルチモード端末100はマルチバンドアンテナ101と、無線制御部111と、制御部151と、移動速度測定部161から構成されている。
無線制御部111は、各無線通信システムに対応した無線制御部121,131,141から構成されている。
無線制御部121はPDCに対応した送信機122,受信機123および通信品質測定手段124から構成されている。
無線制御部131はW−CDMAに対応した送信機132,受信機133および通信品質測定手段134から構成されている。
無線制御部141は無線LANに対応した送信機142,受信機143および通信品質測定手段144から構成されている。
無線制御部111内の無線制御部121,131,141は、ハードウェアで構成されておりスイッチによる切替えにより変更が可能なものであっても、ソフトウェアの書き換えにより変更が可能なものであっても構わない。
【0015】
通信品質測定手段124,134,144は、それぞれ受信機123,133,143により受信された通信品質を測定し制御部151へ出力する。
制御部151は、マルチモード端末100全体の制御を行う制御部であり、通信品質測定手段124,134,144から入力された通信品質に基づいてシステム間ハンドオーバするか否かを判定する。また、制御部151は、音声通信,Web閲覧,ファイル送受信等様々な通信の種類に応じてシステム間ハンドオーバさせるハンドオーバ先についても決定する。
【0016】
移動速度測定部161は、マルチモード端末100の移動速度を測定して制御部151へ出力する。
ここで無線通信システムのQoS(Quality of Service)について説明する。QoSとは、無線通信システム毎によって異なる伝送レートやセキュリティーの強度や通信料金や移動通信端末消費電力等を指すものであり、QoSの高いシステム程Executive Periodは大きく(高く)設定し、通信品質閾値Thの値は小さく(低く)設定するものとする。
【0017】
また、伝送レート等存在する様々なQoSのうち、どのようなQoSを用いてExecutive Period及び通信品質閾値Th設定を行うかは通信用途等によっても異なる。その際、複数のQoSを考慮に入れた複合QoSであっても構わない。
【0018】
例えばQoSとして伝送レートのみを用いた場合、 無線LAN > W−CDMA > PDCシステム の順でQoSの高い無線通信システムということになる。
【0019】
次に、マルチモード端末100によるシステム間ハンドオーバ切替え動作について図2を用いて説明する。なお、図2に示すマルチモード端末100の動作は、特に言及しない限り制御部151の制御によるものである。
【0020】
図2において、マルチモード端末100は、通信開始時(新たな通信開始を含む)に、対応可能な各無線通信システムのQoSに応じて、無線通信システム毎にExecutive Period及び通信品質閾値Thの設定を行う(ステップ201)。
【0021】
例えばマルチモード端末100は、QoSとして高速データ通信が必要なとき、無線LANシステムQoS>PDCシステムQoSと判断し、できるだけ無線LANを使うようにする。このためステップ201では通信品質閾値ThおよびExecutive Periodとして設定される値は、例えば無線LANシステムではExecutive Period=30[msec],通信品質閾値ThWLAN(通信を保障するための最低レベル+5[dB]),PDCシステムではExecutive Period=20[msec],通信品質閾値ThPDC(通信を保障するための最低レベル+10[dB])と決められる。このマルチモード端末100で決められた値は制御部151内のメモリ等に蓄積される。
【0022】
ステップ201の次に、マルチモード端末100は、ある無線通信システムで通信を行う(ステップ202)。
ステップ202で通信中に、現在の通信品質が通信開始時のステップ201で設定された閾値以下になったか否かを判断する(ステップ203)。このステップ203において、ステップ201で設定した閾値以下になった場合、この閾値以下になった時点からの通信品質劣化時間を測定し、この通信品質劣化時間がステップ201で設定されたExecutive Period以上の間継続して閾値を下回ったか否かを判定する(ステップ204)。
【0023】
このステップ204で、Executive Period以上の間継続して閾値を下回ることなく途中で通信品質が良くなったときには、システム間ハンドオーバを試みずにステップ203へ戻る。
【0024】
反対にステップ204でExecutive Period以上の間継続して閾値を下回ったときには、システム間ハンドオーバを試みるために他のシステムへシステム間ハンドオーバが可能か否かを判定する(ステップ207)。
【0025】
ステップ201にてExecutive Period=0と設定することにより、通信品質が閾値以下になったと同時にシステム間ハンドオーバを試みるようにすることも可能である。
【0026】
ここでステップ201からステップ207迄の動作を、図3を用いて具体的に説明する。
この図3では、予めステップ201でQoSは通信速度が重要ということで、無線LAN>PDCと判断され、Executive Periodは無線LANでは30[ms]、PDCでは20[ms]、システム間ハンドオーバするか否かを判断するための閾値は無線LANでは通信を保障するための最低レベル+5[dB]、PDCでは通信を保障するための最低レベル+10[dB]という値に設定されているものとする。
【0027】
図3(a)は無線LANシステムで通信中の場合を示し、図3(b)はPDCシステムで通信中の場合を示す。
図3(a)では、無線LANシステムで通信中に、通信品質がExecutive Periodを上回ることなく再び閾値ThWLANを上回っているためステップ203へ移り(戻り)引き続き無線LANシステムでの通信が継続される。
【0028】
図3(b)では、PDCシステムで通信中に、通信品質がExecutive Periodを上回って閾値ThPDCを下回っているため、ステップ207の処理によりPDCシステムから他システムへハンドオーバを試みることになる。
【0029】
このようにQoSの高いシステム程、現在通信中のシステムでの通信をより継続しようとするため、システムのQoSに応じた優先度付けを行うことが可能となる。
なお、図3では通信を保証するための最低レベルとしてAが設定されているが、これは必ずしも各システムで共通して同じレベルとは限らず、最低レベルは各システムで異なる場合の方が多い。
【0030】
図2に戻ってステップ207以降の動作について説明を続ける。
ステップ207の判定の結果、システム間ハンドオーバ可能な無線通信システムが存在する場合にはシステム間ハンドオーバを開始し(ステップ209)、反対に存在しない場合には現在のシステムを継続するか或いは通信を切断する(ステップ208)。
【0031】
ステップ209でシステムハンドオーバを開始すると、まずハンドオーバが可能な無線通信システムが複数存在するか否かを判定する(ステップ210)。ステップ210の判定の結果、ハンドオーバが可能な無線通信システムが1つしか存在しない場合にはこの無線通信システムへハンドオーバを行う(ステップ211)。反対にステップ210の判定の結果、ハンドオーバが可能な無線通信システムが複数存在する場合、これら複数のハンドオーバ可能な無線通信システムの内、Executive Periodが最も大きい無線通信システム、即ちQoSが最も高い無線通信システムが無線LANシステムか否かを判定する(ステップ212)。
【0032】
ステップ212で、複数のハンドオーバ可能な無線通信システムの内、Executive Periodが最も大きい無線通信システム、即ちQoSが最も高い無線通信システムが無線LANシステムでない場合、このExecutive Periodが最も大きい(QoSが最も高い)無線通信システムへハンドオーバを行う(ステップ213)。
【0033】
一方、Executive Periodが最も大きいシステムすなわちQoSが最も高いシステムが無線LANシステムである場合、マルチモード端末100の移動速度が所定の閾値よりも低速か高速かを判定する(ステップ214)。ステップ214の判定の結果、低速である場合には無線LANシステムへハンドオーバを行い(ステップ215)、高速である場合には無線LANシステムを除いてExecutive Periodが最も大きい無線通信システムへハンドオーバを行う(ステップ216)。
【0034】
このようにステップ214にてマルチモード端末100の移動速度に応じてハンドオーバするシステムを変えるのは次の理由による。
図4に示すように無線LANシステムのサービスエリアである無線LANサービスエリア402は、セルラー系システムのサービスエリアであるセルラーサービスエリア401とは異なりセル構成配置されていない。このためマルチモード端末100が高速で移動している場合には、無線LANサービスエリア402内からサービスエリア外へ移行する可能性が高いからである。
【0035】
こうすることでマルチモード端末100がサービスエリアから外れることなく、よりQoSが高いシステムへハンドオーバさせることができる。
(第2の実施の形態)
次に、基地局主体によるシステム間ハンドオーバをする場合の実施の形態について図5および図6を用いて詳細に説明する。
図5(a)は、基地局主体によるシステム間ハンドオーバを行う、複数のシステム間でハンドオーバが可能なマルチモード端末の構成を示す図である。また、図5(b)は通信キャリア側の構成を示す図である。なお例では、対応可能な無線通信システムとしてPDC,W−CDMA,無線LANの3つに対応している場合について説明するが、これらの無線通信システムに限ったものではない。なお、受信したデータ信号を処理する構成,電源等についてももちろん備えているが、特に本発明に必要のない構成については説明を省略する。
【0036】
図5(a)において、マルチモード端末100はマルチバンドアンテナ101と、無線制御部111と、制御部151と、移動速度測定部161から構成されている。
【0037】
無線制御部111は、各無線通信システムに対応した無線制御部121,131,141から構成されている。
無線制御部121はPDCに対応した送信機122及び受信機123から構成されている。
無線制御部131はW−CDMAに対応した送信機132及び受信機133から構成されている。
無線制御部141は無線LANに対応した送信機142及び受信機143から構成されている。
無線制御部111内の無線制御部121,131,141は、ハードウェアで構成されておりスイッチによる切替えにより変更が可能なものであっても、ソフトウェアの書き換えにより変更が可能なものであっても構わない。
【0038】
制御部151は、マルチモード端末100全体の制御を行う。基地局から送られた通信品質に基づいてシステム間ハンドオーバするか否かを判定する。また、制御部151は、音声通信,Web閲覧,ファイル送受信等様々な通信の種類に応じていずれのシステム間ハンドオーバさせるかについても決定する。
【0039】
移動速度測定部161は、マルチモード端末100の移動速度を測定して制御部151へ出力する。
この実施の形態においても、QoSの高いシステム程Executive Periodは大きく(高く)設定し、通信品質閾値Thの値は小さく(低く)設定するものとする。
【0040】
また、伝送レート等存在する様々なQoSのうち、どのようなQoSを用いてExecutive Period及び通信品質閾値Th設定を行うかは通信用途等によっても異なる。その際、複数のQoSを考慮に入れた複合QoSであっても構わない。
【0041】
例えばQoSとして伝送レートのみを用いた場合、 無線LAN > W−CDMA > PDCシステム の順でQoSの高い無線通信システムということになる。
【0042】
次に、キャリア側の例えば基地局の構成を説明する。
図5(b)において、アンテナ181により受信された信号は受信機182により受信される。通信品質測定手段183は、受信機182から出力された信号から通信品質を測定し、この測定結果を送信機184へ出力する。送信機184は、入力された上記測定結果をアンテナ184を介してマルチモード端末100へ発信する。
【0043】
次に、マルチモード端末100によるシステム間ハンドオーバ切替え動作について図6を用いて説明する。なお、図6に示すマルチモード端末100の動作は、特に言及しない限り制御部151の制御によるものである。
【0044】
図6において、図2と同じ動作については同一番号を付し説明は省略する。
図6において、マルチモード端末100は、通信開始時(新たな通信開始を含む)に、対応可能な各無線通信システムのQoSに応じて、無線通信システム毎にExecutive Period及び通信品質閾値Thの設定を行う(ステップ201)。
【0045】
例えばマルチモード端末100は、QoSとして高速データ通信が必要なとき、無線LANシステムQoS>PDCシステムQoSと判断し、できるだけ無線LANを使うようにする。このためステップ201では通信品質閾値ThおよびExecutive Periodとして設定される値は、例えば無線LANシステムではExecutive Period=30[msec],通信品質閾値ThWLAN(通信を保障するための最低レベル+5[dB]),PDCシステムではExecutive Period=20[msec],通信品質閾値ThPDC(通信を保障するための最低レベル+10[dB])と決められる。このマルチモード端末100で決められた値は当該無線通信システムのキャリア側へ送られ設定される。この送付にあたって、マルチモード端末100が無線通信していないときには、当該無線通信システムへマルチモード端末が初めて通信する必要がでたときに初めて送られる。このようにすることにより不必要な回線接続を防止することができる。
【0046】
ステップ201の次に、マルチモード端末100は、ある無線通信システムで通信を行う(ステップ202)。
図6の破線で囲ったステップ203〜ステップ205のみ、マルチモード端末100側ではなく、通信キャリア側の例えば基地局による制御となる。
通信キャリア側の基地局は、マルチモード端末100と通信中に、現在の通信品質が通信開始時のステップ201で設定された閾値以下になったか否かを判断する(ステップ203)。このステップ203において、ステップ201で設定した閾値以下になった場合、この閾値以下になった時点からの通信品質劣化時間を測定し、この通信品質劣化時間がステップ201で設定されたExecutive Period以上の間継続して閾値を下回ったか否かを判定する(ステップ204)。
【0047】
このステップ204で、Executive Period以上の間継続して閾値を下回ることなく途中で通信品質が良くなったときには、システム間ハンドオーバを試みることをマルチモード端末100にはさせないでステップ203へ戻る。
【0048】
反対にステップ204でExecutive Period以上の間継続して閾値を下回ったときには、基地局はマルチモード端末100に対してシステム間ハンドオーバを試みるための制御信号を送信する(ステップ205)。
【0049】
マルチモード端末100は、通信キャリア側の例えば基地局からシステム間ハンドオーバを試みるための制御信号を受信する(ステップ206)。するとマルチモード端末100内の制御部151は、他のシステムへシステム間ハンドオーバが可能か否かを判定する(ステップ207)。
【0050】
ステップ207以降の動作は図2と同じである。
基地局主体によるシステム間ハンドオーバを行う場合でも、このようにQoSの高いシステム程、現在通信中のシステムでの通信をより継続しようとするため、システムのQoSに応じた優先度付けを行うことが可能となる。
【0051】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、端末側が決めた閾値およびこの閾値を下回っている時間により、システム間ハンドオーバするタイミングが決まることにより、優先して使いたい無線通信システムを従来よりも優先して使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるマルチモード端末の構成を示す図(端末主体によるシステム間ハンドオーバ)。
【図2】本発明の第1の実施の形態によるマルチモード端末によるシステム間ハンドオーバ切替え動作を説明するためのフローチャート。
【図3】システム間ハンドオーバと、閾値,Executive Periodとの関係を説明するための図。
【図4】無線LANシステムのサービスエリアとセルラー系システムのサービスエリアを示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態によるマルチモード端末および通信キャリア側の構成を示す図(基地局主体によるシステム間ハンドオーバ)。
【図6】本発明の第2の実施の形態によるマルチモード端末によるシステム間ハンドオーバ切替え動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
100…マルチモード端末、101…マルチバンドアンテナ、111…無線制御部、111…無線制御部、121,131,141…無線制御部、122,132,142…送信機、123,133,143…受信機、151…制御部、161…移動速度測定部。
Claims (7)
- システム間ハンドオーバすることにより複数の無線通信システムを切替えて無線通信を行う無線通信装置において、
前記複数の無線通信システムについてシステム間ハンドオーバするときの通信品質に関する条件を決定する条件決定手段と、
この条件決定手段により決定された前記条件を記憶する記憶手段と、
前記無線通信の通信品質を測定する通信品質測定手段と、
この通信品質測定手段による測定された前記通信品質と前記記憶手段により記憶されている前記条件とに基づいてシステム間ハンドオーバするか否かを決定するシステム間ハンドオーバ決定手段と、
このシステム間ハンドオーバ決定手段の決定に基づいて、システム間でハンドオーバするシステム間ハンドオーバ手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記条件決定手段は、
前記システム間ハンドオーバするときの条件として、通信品質に応じた値およびこの通信品質に応じた値がどれ位継続したかを示す継続時間の2つを決定し、
前記システム間ハンドオーバ決定手段は、
前記通信品質が前記継続時間継続したときにハンドオーバすることを決定することを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。 - 更に無線通信装置の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
システムハンドオーバ先が複数存在しているときに前記移動速度検出手段から入力された前記移動速度に応じて前記システム間ハンドオーバ手段がシステム間ハンドオーバする先を決定するシステム間ハンドオーバ先決定手段とを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。 - 無線基地局からの制御信号に基づくタイミングでシステム間ハンドオーバすることにより複数の無線通信システムを切替えて無線通信を行う無線通信装置において、
前記複数の無線通信システムについてシステム間ハンドオーバするときの通信品質に関する条件を決定する条件決定手段と、
この条件決定手段により決定された前記条件を前記無線基地局へ送信する送信手段と、
前記無線基地局により前記条件に基づいて作成されると共に送信された前記制御信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信された前記制御信号に基づいてシステム間でハンドオーバするシステム間ハンドオーバ手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記条件決定手段は、
前記システム間ハンドオーバするときの条件として、通信品質に応じた値およびこの通信品質に応じた値がどれ位継続したかを示す継続時間の2つを決定し、
前記制御信号は、前記通信品質が前記継続時間継続したときに前記無線基地局から送信されることを特徴とする請求項4記載の無線通信装置。 - 前記条件決定手段は、
無線基地局と通信を行う通信の種類に応じて、前記複数の無線通信システムについてシステム間ハンドオーバするときの通信品質に関する条件を決定する手段を有することを特徴とする請求項1または4に記載の無線通信装置。 - 複数の無線通信システムを切替えて無線通信を行う無線通信端末と無線通信を行なう無線基地局において、
前記無線通信端末から送信されたシステム間ハンドオーバするときの通信品質に関する条件を受信する受信手段と、
前記無線通信端末との受信品質を測定する受信品質測定手段と、
この受信品質測定手段による測定された前記受信品質と前記受信手段により受信された前記通信品質とに基づいてシステム間ハンドオーバするか否かを決定するシステム間ハンドオーバ決定手段と、
このシステム間ハンドオーバ決定手段による決定に基づいてシステム間ハンドオーバさせるための制御信号を前記無線通信端末へ送信する送信手段とを備えたことを特徴とする無線基地局。
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