JP2007043688A - ハンドオーバをトリガする方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドオーバに関する無線通信システムの判定をトリガし、かつ／または少なくとも１つのトリガ信号によってハンドオーバをトリガする方法を提供すること。
【解決手段】異種のネットワークにおける垂直ハンドオーバは、異なるＲＡＴ（無線アクセス技術）における無線リンク品質が、異なる形で定義されているため、実行するのが困難である。これが、異なるＲＡＴにおける無線リンク品質をほとんど予想することができない理由である。ハンドオーバトリガ信号をトリガするために汎用のアルゴリズムを使用することが示唆される。アルゴリズムは、無線リンクのサービス品質の少なくとも１つの態様を表す汎用パラメータを使用する。本方法は、マルチＲＡＴネットワークにおけるハンドオーバを円滑にし、ハンドオーバ意思決定の一部が、端末装置に移されるので、シグナリングを減らす。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドオーバに関する無線通信システムの判定をトリガし、かつ／または少なくとも１つのトリガ信号によってハンドオーバをトリガする方法に関する。さらに、本発明は、対応するコンピュータプログラム製品、ならびにそのようなコンピュータプログラム製品を含むデバイスに関する。本発明は、異種のネットワークにおいて使用されて、シームレスな垂直ハンドオーバおよび水平ハンドオーバを円滑にすることが可能である。

第３世代を超えるセルラー移動通信ネットワークの進化、ならびにＷｉＭＡＸのような、新たなブロードバンド無線アクセス技術の導入は、ＲＡＴ（無線アクセス技術）の多様化で、異種のネットワークへの道を開く。多くの場合、同一のＲＡＴを提供するプロバイダが、市場で互いに競い合っている。さらに、プロバイダは、異なるＲＡＴのサービスをユーザに提供することが可能である。一例として、プロバイダは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）サービスだけでなく、ＷＬＡＮ（広帯域ローカルエリアネットワーク）サービスも提供することが可能である。そのような状況では、ユーザは、移動電話機、ノートブックなどであることが可能なユーザの端末装置上で実行されるアプリケーション向けに最良のＱｏＳ（サービス品質）を提供する無線リンクを得ることに関心がある。

端末装置上で実行される特定のアプリケーション向けに最良のサービス品質は、多くの要因に依存する。さらに、要因の重要性は、時とともに変化し、何らかの時点で最良リンクである無線リンクに、後になって別の無線リンクが、性能において優る可能性がある。その結果、常に最良のサービス品質を得るため、無線リンクを時々、変更することが望ましい。無線リンクのこの変更は、ハンドオーバと一般に呼ばれる。

先行技術では、所望されるアプリケーションにより、ＲＡＴが決まる。例えば、音楽ファイルまたはビデオファイルをダウンロードするために、高いデータ転送速度が所望される場合、ＷＬＡＮが、おそらく、最良の選択である。しかし、ユーザが、テレビ電話に関心がある場合、ＵＭＴＳが、良好な選択である。ＲＡＴが指定されている場合、そのＲＡＴを使用した、通信システムとの最良の無線リンクを識別することが必要である。後の時点で、受信条件が変わると、水平ハンドオーバが、すなわち、ＲＡＴを変更することを伴わないハンドオーバが、必要である可能性がある。

最良のサービス品質を確実にするため、個々の無線リンクが、いずれの品質を提供するかが知られている必要がある。１つのアプローチは、端末装置が、測定を実行し、端末装置が既に接続を確立している通信システムに、その結果を報告することである。次に、システムは、最良の無線リンクを判定し、適切な場合、そのような無線リンクへのハンドオーバを取り決める。これは、無線リンクが、常に同一タイプである場合、すなわち、無線リンクが、同一のＲＡＴを使用して、端末装置を通信システムに接続する場合、極めてうまく機能する。その場合、このアプローチは、１つの欠点を有する。すなわち、より多くの無線リンクが利用可能になるほど、端末装置と通信システムの間における、より多くのシグナリングが行われることが必要となることである。しかし、これにより、スケーラビリティが、すなわち、シグナリング負荷と実用負荷の間の比が悪化する。

２つ上の段落において述べたアプローチは、第１のタイプの無線リンクが、かなり未使用のままになり、第２のタイプの無線リンクが、ひどく求められる状況をもたらす可能性がある。一例は、数名のユーザだけが、例えば、ビデオ電話のために、ＵＭＴＳリンクを求めるが、多くのユーザは、例えば、音楽ダウンロードのためにＷＬＡＮリンクを求める状況である。その場合、ＷＬＡＮリンクへのデータ転送速度は、ＵＭＴＳリンクによっても提供されうる低い値になる可能性がある。その場合、最良のサービス品質を保証するのに、ＷＬＡＮリンクからＵＭＴＳリンクへの垂直ハンドオーバが適切である。

垂直ハンドオーバが抱える問題は、各ＲＡＴが、無線リンクの品質を指定する独自の定義を有することである。端末装置が、マルチＲＡＴ環境において動作するものと予期されている場合、２つの無線リンクの品質は、ほとんど比較されることが可能ではない。測定結果を比較することは、行われるとしても、第１のＲＡＴのそのような値を、第２のＲＡＴによって理解されることが可能な値にマップする複雑なアルゴリズムを使用してだけしか行われることが可能でない。さらに、その種類の多数のアルゴリズムが、いくつかのＲＡＴの測定値を互いに比較するのに必要である。１つ上の段落で述べた測定結果のシグナリング、および複雑なアルゴリズムの処理により、相当な時間が消費されて、多くの場合、ハンドオーバは、数秒かかるようになる。その結果、マルチＲＡＴ環境におけるシームレスなハンドオーバは、実現するのが困難である。

文献Ａ．Ｆｅｓｔｔａｇ、「Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｎｄｏｖｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｙ ｌｉｎｋ ｌａｙｅｒ ｔｒｉｇｇｅｒｓ ｉｎ ＩＰ−ｂａｓｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ａｎｄ ＡＰＩｓ ｆｏｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ」、ＴＫＮ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｐｏｒｔ ＴＫＮ−０２−０１４、ＴＵ Ｂｅｒｌｉｎ、ｖｅｒｓｉｏｎ １．１、２００２年８月において、ハンドオーバプロセスの次の２つの段階、すなわち、ハンドオーバ検出−トリガ段階、およびハンドオーバ実行段階が明らかにされている。第１の段階を速めるため、著者らは、ハンドオーバに関するリンクレイヤトリガの定義を示唆している。このリンクレイヤトリガに関するパラメータは、信号品質の抽象的測度である。この抽象的測度は、この抽象的測度へのＲＡＴ固有の測定値のマッピングによって得られる。
Ａ．Ｆｅｓｔｔａｇ、「Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｎｄｏｖｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｙ ｌｉｎｋ ｌａｙｅｒ ｔｒｉｇｇｅｒｓ ｉｎ ＩＰ−ｂａｓｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ａｎｄ ＡＰＩｓ ｆｏｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ」、ＴＫＮ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｐｏｒｔ ＴＫＮ−０２−０１４、ＴＵ Ｂｅｒｌｉｎ、ｖｅｒｓｉｏｎ １．１、２００２年８月 ３ＧＰＰ文書、ＴＳ ２３．１０７ Ｖ．６．１．０ ３ＧＰＰ文書、ＴＳ ２５．４１３ Ｖ．６．０．０ ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ

本発明の目的は、端末装置と無線通信システムの間におけるシグナリングをそれほど要求しない、異種のネットワークにおけるハンドオーバを実行することである。

本発明の別の目的は、異種のネットワークにおけるシームレスなハンドオーバを円滑にすることである。

以上の目的、およびその他の目的は、独立請求項の諸特徴によって解決される。本発明の好ましい諸実施形態は、従属請求項の諸特徴によって説明される。特許請求の範囲におけるいずれの符号も、本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならないことを強調しておかなければならない。

前述した目的は、ハンドオーバに関する無線通信システムの判定が、少なくとも１つのトリガ信号によってトリガされる方法によって解決される。このため、方法は、ネットワークが、ハンドオーバ判定を担う、ＧＳＭシステムまたはＵＭＴＳシステムなどのシステムにおいて使用可能である。その場合、端末装置は、無線通信システムによるハンドオーバ判定をトリガする、または開始させる少なくとも１つのトリガ信号を送信する。すると、ハンドオーバが実行されるべきか否かを判定するのは、通信システム次第である。さらに、方法は、少なくとも１つのトリガ信号によってハンドオーバをトリガするための方法である。後者のケースでは、方法は、端末装置が、ハンドオーバ判定を担う、ＷＬＡＮシステムまたはＷｉＭＡＸシステムなどのシステムによって使用されることが可能である。その場合、端末装置が、少なくとも１つのトリガ信号を通信システムに送信し、通信システムが、命令されたとおりにハンドオーバを実行する。

方法は、汎用である、すなわち、ＵＭＴＳ、ＧＳＭ、ＷｉＭＡＸ、ＷＬＡＮ、ＧＲＰＳ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの多くの無線アクセス技術によって使用されることが可能なアルゴリズムを利用する。この方法の第１のステップでは、そのアルゴリズムのパラメータの値が決定される。パラメータは、無線リンクのサービス品質の少なくとも１つの態様を定量化する汎用パラメータである。すると、各無線リンクは、そのような汎用ＱｏＳパラメータセットによって特徴付けられる。

各汎用ＱｏＳパラメータは、無線リンクのサービス品質の少なくとも１つの態様を定量化するのに適切である。すると、汎用ＱｏＳパラメータセットは、全体的な無線リンク品質を特徴付ける役割をする。汎用ＱｏＳパラメータは、ＵＭＴＳまたはＷＬＡＮで知られているＱｏＳパラメータと同一であることが可能であり、特に、以下を含むことが可能である。すなわち、
平均データ転送速度およびピークデータ転送速度（キロビット／秒）
パケット遅延（ミリ秒）
遅延ジッタ（ミリ秒）
最大パケット損失率（％）、またはビット誤り率、またはブロック／フレーム誤り率（‰）

ＱｏＳパラメータのより包括的なリストが、ＵＭＴＳシステムのケースに関して、表１にリストアップされている。それらは、３ＧＰＰ文書、ＴＳ ２３．１０７ Ｖ．６．１．０およびＴＳ ２５．４１３ Ｖ．６．０．０において定義される無線アクセスベアラ属性であり、表２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに準拠するＷＬＡＮシステムに関するＱｏＳパラメータを示す。

しかし、ＱｏＳパラメータは、他のＲＡＴを考慮に入れるために、ＵＭＴＳまたはＷＬＡＮで知られているＱｏＳパラメータとは異なる可能性がある。この変更された汎用ＱｏＳパラメータセットは、標準化プロセスにおいて合意されることが可能である。以下の説明では、ＱｏＳパラメータは、特に明記しない限り、常に汎用ＱｏＳパラメータである。

本発明による方法によって使用される汎用ＱｏＳパラメータの利点は、それらのパラメータがレイヤ３もしくはレイヤ３．５に、またはレイヤ２．５上の汎用リンクレイヤに送られた場合、それらのパラメータが、２つ以上のＲＡＴの間で直接に比較されることが可能なことである。これは、異なるＲＡＴで動作するシステムが、別のＲＡＴを備えたシステムのＱｏＳパラメータを容易に解釈することができることを意味する。というのは、それらのシステムが、同一のパラメータを使用するため、または簡単に言うと、同一の言語を使用するためである。しかし、これは、可能な垂直ハンドオーバに関する無線リンク品質の諸態様を予想するための前提条件である。

方法の第１のステップでは、無線リンクの汎用ＱｏＳパラメータが決定される。ほとんどのケースでは、前述した汎用パラメータセットのすべてのパラメータが決定される。この決定は、以下により詳細に説明するとおり、端末装置によって、かつ／または無線通信システムによって実行されることが可能である。

本発明の第２のステップでは、汎用パラメータが入力として使用される、前述した汎用アルゴリズムが、処理される。アルゴリズムは、メトリック（ｍｅｔｒｉｃ）であることが可能であり、あるいは発見的規則に基づくことも可能である。メトリックの場合、アルゴリズムの出力は、行列値、ベクトル値、またはスカラー値であることが可能である。この出力は、対応する無線リンクの全体的な品質を定量化する。

第３のステップにおいて、トリガ信号が、端末装置から通信システムに送信されなければならないかどうかが判定される。これは、アルゴリズムの出力に基づいて行われる。アルゴリズムは、発見的規則に基づく場合、ハンドオーバに関する「はい」または「いいえ」の判定を即時にもたらすことが可能である。アルゴリズムが、メトリックである場合、アルゴリズムの出力が解釈されなければならず、解釈の仕方は、事業者ポリシーに、またはネットワーク事業者のマーケティングの考慮事項に依存する。アルゴリズムが、スカラー値を出力する場合、そのスカラー値が、閾値より小さい場合には、トリガ信号を送信することが決められることが可能である。これは、閾値が、無線リンクの最低限のサービス品質を示す場合、理にかなっている。

第３のステップを実行するより高度なやり方が、第１のステップ、および第２のステップが、多数の無線リンクに関して実行されると、選択されることが可能である。このようにして、多数の無線リンクの無線リンク品質が決定される。次に、無線リンク群の（全体的な）品質を区別するランク付けが、実行されることが可能である。一例として、ある端末装置に現在、サービスを提供している無線リンクのランク付けが、最良のランク付けではない場合、トリガ信号が送信されることが可能である。実際、品質ランク付けの結果は、通信システムから端末装置に送信されること、またはその逆で送信されることが可能である。一般に、ランク付けは、移動端末装置によって、または通信システムによって実行されることが可能であり、通信システムによって実行される場合、サービス提供アクセスポイントによって、または無線リソース管理サーバによって実行されることが可能である。

無線リンクのランク付け位置を明らかにするために全体的な無線リンク品質を使用することの他に、ランク付けのために別個のアルゴリズムが実施されることが可能である。また、この追加のアルゴリズムは、ハンドオーバに関する、より複雑な基準を利用することもできる。より複雑な基準は、ＱｏＳパラメータ、ならびにＱｏＳパラメータ以外のパラメータを使用することができる。より複雑な基準の例は、対応する無線リンク（実際のリンク条件において最大限の提供可能なデータ転送速度をもたらす）のそれぞれの受信信号強度に関する測度を、アプリケーションによって要求される実際のデータ転送速度、ならびにＱｏＳパラメータの値と併せて使用することである。

さらに、より複雑な基準には、要求されるデータ転送速度、およびサービス品質の提供に関するユーザ選好、ネットワーク負荷、事業者ポリシー、または事業者費用関数が含まれることが可能である。さらなる基準が、以下に１０ページおよび１１ページにリストアップされている。他の多くのランク付けスキームが、技術的選好および経済的選好に従って開発されることが可能である。不可欠なのは、ランク付けアルゴリズムが、ネットワーク事業者によって決められ、端末装置にダウンロードされ、必要な場合、そのデバイス上で更新されることである。アルゴリズムは、ユーザ選好の規定を可能にするように、一部のパラメータを調整するのを許すことが可能であるが、ただし、ランク付けアルゴリズムを使用して、ネットワーク事業者によって定義された項目および条件下においてだけである。

方法の第４のステップでは、第３のステップの結果が、トリガ信号に送信済である場合、端末装置から通信システムにトリガ信号が送信される。ネットワークが、ハンドオーバ判定を担う場合、トリガ信号の受信は、可能なハンドオーバに関する限り、内部意思決定において考慮に入れられる。その場合、判定は、ハンドオーバを実行することであることも、実行しないことであることも可能である。端末装置が、ハンドオーバ判定を担う場合、トリガ信号を送信したことの後には、常にハンドオーバが行われる。

前述した方法の１つの利点は、ハンドオーバが、特に垂直ハンドオーバが、容易になることである。本方法の使用により、無線リンクのリンク品質を予想し、比較することが可能になり、無線リンクは、同一のＲＡＴに属していても、異なるＲＡＴに属していてもよい。しかし、これは、シームレスなハンドオーバのための、特に、シームレスな垂直ハンドオーバのための前提条件である。

本方法の主な利点は、特に、ネットワークがハンドオーバを担うシステムに関して、オーバーヘッドがより小さいことである。その理由は、ハンドオーバについて判定する際に使用される測定値が、通信システムに転送されず、それらの値が生成される端末装置内部で処理されることである。処理された測定値が、前述した汎用ＱｏＳパラメータであることが可能である。測定値の代わりに、転送されるとしても、ほんの少数のトリガ信号だけが、アルゴリズムの出力に依存して転送される。

本方法の別の利点は、意思決定の一部が、自律的ユニットとして作用する端末装置に移されるので、ネットワークにおけるハンドオーバ判定が必要とするリソースが、より少ないことである。

本発明のさらに別の利点は、本発明が、ネットワーク効率、ならびにネットワークにおける負荷分散を高める可能性を有することである。

無線リンク品質のランク付けが、前述したとおり実行されると、さらなるシグナリングは、ランク付けが変わった場合にだけ必要なため、無線によるシグナリングが、大幅に減少させられる。

本方法の別の利点は、本方法が、ハンドオーバについて判定するためのコンピュータプログラムとともに実行されると、実現される。ハンドオーバについて判定するためのコンピュータプログラムは、本発明による方法が実行されると、それほど複雑ではなくなり、それほどメンテナンスを要さなくなる。さらに、新たに出現するＲＡＴを考慮に入れることが、より容易になる。というのは、ハンドオーバについて判定するためのアルゴリズムの基本的構造が、既に存在し、ゼロからプログラミングされる必要がないからである。

汎用ＱｏＳパラメータを決定するかなり多数の可能性が存在する。１つの可能性は、特定のＲＡＴに固有であるＱｏＳパラメータを測定し、かつ／または推定して、それらのパラメータを汎用ＱｏＳパラメータにマップする、または変換することである。一例として、ＵＭＴＳ固有のＱｏＳパラメータが、汎用ＱｏＳパラメータにマップされることが可能である。これは、ＲＡＴ固有のＱｏＳパラメータを決定するための既存のアルゴリズムが、依然として、使用されることが可能であること、ならびにＲＡＴ固有のＱｏＳパラメータを汎用ＱｏＳパラメータにマップする追加のソフトウェアだけが必要であることを意味する。マッピングは、単一のＲＡＴだけに固有である情報を含み、そのため、完全にＯＳＩレイヤ２の範囲内にある。

汎用ＱｏＳパラメータを決定する第２の可能性は、それらのパラメータを直接に測定し、かつ／または推定することである。これは、いくつかのＲＡＴでサービスを提供する通信システムに役立つ。その場合、ＱｏＳパラメータの決定のためのコンピュータプログラムは、各ＲＡＴに関して多数のアルゴリズムではなく、単一のアルゴリズムだけが必要であるため、単純化される。

汎用ＱｏＳパラメータを決定する別の可能性は、それらのパラメータを受信することに存する。ＱｏＳパラメータを決定するのが端末装置である場合、デバイスは、通信システムから、さらなる汎用ＱｏＳパラメータを受信することができる。代替では、移動端末装置は、通信システムから、さらなるＲＡＴ固有のＱｏＳパラメータを、汎用ＱｏＳパラメータにマップするため、または変換するために受信してもよい。端末装置によるパラメータの受信は、媒体使用率に関する統計データなどの、ＲＡＴ固有のパラメータ、または汎用ＱｏＳパラメータが、端末装置によって決定されることが可能でない場合に、有利である。さらに、受信されるＱｏＳパラメータは、以下のような、サービス品質にも寄与するシステム情報データベースからのパラメータであることが可能である。すなわち、
アプリケーションのタイプ
ハードウェア機能、およびサポートされるプロトコルオプションなどの能力、ならびにアクセス情報
事業者ポリシー
ＲＡＴ間およびネットワーク間の負荷平衡のためのネットワーク負荷
ＲＡＴにおけるサポートされる移動性、例えば、通常のセル半径、または最大の許容されるユーザ速度
ハンドオーバに関するシグナリング負荷および待ち時間
リンク操作の費用
セキュリティレベル
例えば、ネットワークの非公開領域、または制限されたアクセスを伴う領域における、専用アクセス権
ユーザ加入制限およびユーザ選好、例えば、接続費用の理由によるユーザ選好

ＱｏＳパラメータを決定するのが通信システムである場合、通信システムは、端末装置から、さらなる汎用ＱｏＳパラメータを受信することができる。代替では、通信システムは、端末装置から、さらなるＲＡＴ固有のＱｏＳパラメータを、汎用ＱｏＳパラメータにマップするため、または変換するために受信してもよい。通信システムによって受信されるべきＱｏＳパラメータは、以下のとおりであることが可能である。すなわち、
アプリケーションのタイプ
リンク予算またはデータ転送速度などの、測定されたＱｏＳパラメータ
ハードウェア機能、およびサポートされるプロトコルオプションなどの能力
ユーザ位置またはユーザ速度
ＲＡＴ間で切り替えを行う時間遅延（０は、端末装置において両方のＲＡＴを並行に利用できることを示す）
ＳＩＭカード上に格納されるような専用アクセス権
接続費用の理由によるユーザ選好

ＱｏＳパラメータ自体を受信する代わりに、それらのパラメータの数学的表現だけを受信することも可能である。数学的表現は、無線リンク品質を計算するようにアルゴリズム、例えばメトリックに挿入されることが可能な中間値であることも可能である。この中間値の厳密な性質は、使用されるメトリックに強く依存する。一例として、通信システムは、１５の汎用ＱｏＳパラメータを決定し、それらの１５のパラメータを表す中間値を送信することができる。端末装置自体も、１０の汎用ＱｏＳパラメータを決定し、それらのパラメータを中間値と一緒に使用して、メトリックの値を計算する。さらなる例として、このアプローチは、メトリックが、すべてのＱｏＳパラメータの積から成る場合に可能である。その場合、数学的表現は、前述した１５のＱｏＳパラメータの積である。次に、この積に、端末装置によって決定された１０のＱｏＳパラメータが掛けられる。このアプローチは、シグナリング負荷を減らす利点を有する。

実際、汎用ＱｏＳパラメータの数学的表現だけでなく、ＲＡＴ固有のＱｏＳパラメータの数学的表現も受信することが可能である。その場合、数学的表現は、ＲＡＴ固有のＱｏＳパラメータを汎用ＱｏＳパラメータにマップするアルゴリズムにおいて使用可能な中間値であることも可能である。

本発明の好ましい実施形態では、メトリックの値は、スカラー値である。その場合、異なる無線リンクの品質を比較することは、特に容易である。一例として、メトリックの大きい値は、あるアプリケーション向けに良好な全体的サービス品質を有するリンクを示すことが可能である一方で、低い値は、不良な全体的サービス品質を有するリンクを示す。

本発明の別の好ましい実施形態では、メトリックは、構成可能なメトリックである。構成可能とは、パラメータ、すなわち、ＱｏＳパラメータではないメトリックのパラメータが、調整されることが可能であり、そのため、端末装置または通信システムが、メトリックを固有の状況に、例えば、アプリケーションのタイプに、または事業者ポリシーに適応させることができることを意味する。さらに、構成を使用して、メトリックを、ＱｏＳパラメータの利用可能性が限られた状況に合わせることも可能である。例えば、決定することができるＱｏＳパラメータだけを使用して、ただし、受信する必要があるＱｏＳパラメータは使用せずに、メトリック結果を計算することも可能である。

構成可能なメトリックは、端末装置と通信システムの間におけるシグナリングを減らすという利点を有する。その理由は、構成可能なメトリックにより、容認できないほど低い無線リンク品質を示す無線リンクを識別することが可能になるからである。一例として、端末装置によって決定されるＱｏＳパラメータは、無線リンクのデータ転送速度が低過ぎるために、その無線リンクが、インターネットブラウジングに適さないことを明らかに示すことが可能である。そのような場合、この無線リンクのＱｏＳパラメータは、さらなる計算が不必要なため、通信システムまたは端末装置にそれぞれ送信されることはない。これは、将来のアクセスのためにいずれにしても使用されない、ＱｏＳパラメータ、またはＱｏＳパラメータの数学的表現の伝送を回避することにより、オーバーヘッドを小さくする。

本発明の好ましい実施形態では、メトリックは、数式

に従って計算され、ここで、ｆ_ｉ（ｘ_ｉ）は、

である数学関数であり、ここで、ＱｏＳ_{ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ}（ｉ）は、前述したとおり、決定されたＱｏＳパラメータである。ＱｏＳ_{ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ}（ｉ）は、端末装置上で実行されるアプリケーションによって要求される、対応するＱｏＳパラメータである。ｉは、１からＮまでの範囲内の整数であり、ここで、Ｎは、決定されたＱｏＳパラメータの数である。ａ_ｉは、重み係数である。

一般に、ＱｏＳ_{ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ}（ｉ）は、特定のアプリケーション向けの汎用ＱｏＳパラメータの最大許容値または最小許容値である。会話式アプリケーションに関する例は、以下のとおりである。すなわち、
５０ミリ秒未満のＭＡＣレイヤにおける遅延
５ミリ秒未満のジッタ
１％未満のビット誤り率

インターネットにおけるブラウジングに関して、ＱｏＳ_{ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ}（ｉ）は、以下のとおりであることが可能である。すなわち、
１５０ミリ秒未満のＭＡＣレイヤにおける遅延
毎秒１メガビットを超えるデータ転送速度
０．１％未満のビット誤り率

重み係数ａ_ｉで、メトリックは、構成可能なメトリックとなり、端末装置上で実行されている特定のアプリケーションにメトリックを適応させることができる。その理由は、各アプリケーションが、特定のＱｏＳパラメータセットを要することである。一例として、ＭＡＣレイヤ遅延が、リアルタイムアプリケーションに関して、背景サービスに関するよりも高い重み付けを有する。背景サービスの場合、対応する指数ａ_ｉは、１に、または０にさえ設定されることが可能である。このため、重み係数は、アプリケーション固有のリンク品質の決定を可能にし、これにより、ユーザまたは事業者の要求に特に合わせられたリンク品質測度の決定を可能にする。さらに、それでも、ユーザが、異なるアプリケーションを同時に使用する場合、それらの重み係数に関して、ある妥協値を見つける必要がある可能性がある。

さらなる実施形態では、前述したメトリックは、ｆ_ｉ（ｘ_ｉ）＝ｘ_ｉで計算される。

以上に開示された品質メトリックの計算は、ＱｏＳパラメータの１つが、許容できないほど低い値、例えば、事前定義された閾値より低い値を有するケースでは、不合理な値をもたらす可能性がある。これは、その許容できないほど低い値を有するＱｏＳ成分が、クリッピングされて０になる、クリッピング関数でメトリックを補完することにより、補償されることが可能である。これは、メトリックの中のＱｏＳ比の一部、またはすべてに対してクリッピング関数を作用させることによって行われることが可能である。このアプローチは、メトリック全体を０に設定して、その無線リンクが、前述した品質ランク付けにおいて無視されるようにする。これにより、第１のＱｏＳパラメータの低い測定値が、それほど重要でない第２のＱｏＳパラメータの高い測定値によって補償されることが可能であることが回避される。

これに相応して、ＱｏＳパラメータの過剰な備えが、メトリックの中の最大値にクリッピングされることが可能である。その場合、メトリックの中のＱｏＳパラメータは、要求される値より高い値を有するとみなしてはならない。一例は、毎秒３８４キロビットしか要求しないビデオストリーミング向けに、毎秒５４メガビットのデータ転送速度を提供する無線リンクである。その場合、ＱｏＳ_{ｄｅｔｅｍｉｎｅｄ}（ｉ）の対応する値は、毎秒３８４キロビットより大きいすべての値に関して、毎秒３８４キロビットに設定される。

乗り越える（ｓｕｒｍｏｕｎｔｉｎｇ）データ転送速度が、メトリックの中の項をさらに高めない場合、十分な帯域幅を有するすべてのリンクは、等価にカウントされる。このため、クリッピングは、遅延または損失のような、他のパラメータの有意性を保つ。その場合、ハンドオーバは、目標セルが、アプリケーション向けの新たな有用なＱｏＳ向上を提供するケースに制限されることが可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、メトリックの積の各因数は、クリッピング関数によって以下のとおり変更される。すなわち、

ただし、ｍｉｎ_ｉは、量の最小許容値を表し、ｍａｘ_ｉは、量（ｑｕａｎｔｉｔｙ）の最大許容値を表す。このクリッピング関数を使用することは、端末装置によって行われることも、通信システムによって行われることも可能である。

さらなる好ましい実施形態では、重み係数ａ_ｉは、時々、更新され、通信システムから端末装置に送信される。これは、重み係数が、ほとんどの場合、事業者固有であり、事業者ポリシーによって決まり、そのポリシーの変更を反映するように、時々、変更されることが可能であることを考慮に入れる。そのようなケースでは、無線リンクのパラメータの決定は、通信システムから重み係数を受信した後、メトリックの値を計算する端末装置によって、実行されることが可能である。

さらなる好ましい実施形態では、端末装置は、サービスを提供している無線リンクが、ランク付けによる最良の無線リンクではない場合、トリガ信号を通信システムに送信する。その場合、品質ランク付けによる最良の無線リンク、またはサービスを提供している無線リンクより良好な無線リンクが、ハンドオーバに関する将来のサービス提供無線リンクとして選択されることが可能である。これは、ハンドオーバ判定が、ネットワークベースであるが、負荷の理由で、各測定後ではなく、関係のあるイベントが生じた場合にだけ判定される場合に、特に役立つ。端末装置は、そのようなイベントを検出した（構成されたメトリックの使用により）場合にだけ、トリガ信号をネットワーク判定関数に送信する。そのトリガ信号は、すべての、または選定された測定済みのＱｏＳパラメータ、および提案されるハンドオーバ目標を含むことが可能である。次に、ネットワークが、ハンドオーバを実行するために、目標リンクについて、および適切なタイミングについての最終的な判定を行う。

以上に開示された方法は、コンピュータプログラムによって実行されることが可能であることは、言うまでもない。このコンピュータプログラムは、ＣＤまたはＤＶＤなどの適切な記憶媒体上に格納されることが可能であり、あるいは、インターネットなどのネットワークを介して、電気キャリア信号によって伝送されてもよい。

本発明の以上、およびその他の態様は、以下の諸実施形態から明白となり、それらの実施形態に関連して説明される。符号の使用は、本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならないことに留意されたい。

図１は、本発明を使用する通信システム１を示す。移動端末装置２が、基地局６、６’、および６”への無線リンク５、５’、５”をそれぞれ確立することが可能である。基地局６は、ＵＭＴＳサービスを提供するノードＢであり、基地局６’は、ＵＭＴＳサービスおよびＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）サービスを提供するノードＢであり、基地局６”は、ＷＬＡＮサービスを提供するホットスポットである。各基地局６、６’、６”は、無線リソース管理システム８、８’、８”をそれぞれが含む、対応する無線リソースコントローラ７、７’、７”と通信している。簡明にするため、基地局６、６’、および６”は、同一のプロバイダに属する。

通信システム１のシステムコンポーネント４が、光ファイバ１０でＲＮＣ７”に接続される。コンポーネント４は、ＤＶＤ３の挿入のための光ディスクドライブ９を含む。

プロバイダは、光ファイバ７、ＲＮＣ７”、およびホットスポット６”を介して、システムコンポーネント４から端末装置２にメトリックを、すなわち、以下のメトリックを送信する可能性を有する。すなわち、

このメトリックの因数の性質は、前段で説明した。

表３は、端末装置２のアプリケーションによって要求されるＱｏＳパラメータを示し、これは、３つの異なるアプリケーション、すなわち、テレビ電話、ビデオストリーミング、および音楽ダウンロードに関するＱｏＳ_{ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ}を意味する。

表４は、１パーセントまたは２パーセントの例示的なチャネル損失において、端末装置２によってそれぞれ測定されたＱｏＳパラメータを示す。無線リンクの品質の計算のために使用されるメトリックは、以下のとおりである。すなわち、

表５は、メトリックの中で使用される指数ａ_１＝ｒ、ａ_２＝ｄ、およびａ_３＝ｌをリストアップする。端末装置２は、数式２のメトリック、ならびに、ｉ＝｛１，２，３｝であるパラメータＱｏＳ_{ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ}（ｉ）を通信システム１から受信し、それらを端末装置２の内部メモリ（図示せず）の中に格納する。端末装置２は、前述した汎用パラメータを定期的に、直接に測定する。

表６および表７は、メトリックの値を示す。表６のケースでは、数式２の因数が、１より大きいケースに関して、クリッピングが実行されている。その場合、因数は、１にクリッピングされている。

表６から導き出すことができるとおり、テレビ電話向けの最良の無線リンクは、ＵＭＴＳサービスだけを提供するアクセスポイント５であり、ＵＭＴＳサービスおよびＨＳＤＰＡサービスを提供するアクセスポイント５’は、ビデオストリーミング向けに最良の基地局であり、ホットスポット５”は、音楽ダウンロード向けに最良の基地局である。

表７は、クリッピングが全く実行されていないケースにおける品質メトリックの対応する値を示す。ＵＭＴＳサービスを提供し、端末装置２にビデオストリーミングのサービスを提供するノードＢ５のケースでは、非常に大きい数値、すなわち、３３．３３が得られる。これは、データ転送速度が、かなり劣っているものの、高いランク付けである。その理由は、２００を超える因数の遅延要件の過剰な備えが存在するからである。
表１ ＵＭＴＳシステムに関するＱｏＳパラメータをリストアップする。
表２ ＷＬＡＮシステムに関するＱｏＳパラメータをリストアップする。
表３ アプリケーションによって要求される汎用ＱｏＳパラメータをリストアップする。
表４ 移動端末装置によって決定される汎用ＱｏＳパラメータをリストアップする。
表５ 品質メトリックの指数をリストアップする。
表６ クリッピングを伴うメトリックの値をリストアップする。
表７ クリッピングを伴わないメトリックの値をリストアップする。

本発明を使用する通信システムを示す図である。

符号の説明

０１ 無線通信システム
０２ 端末装置
０３ コンピュータ可読媒体
０４ システムコンポーネント
０５、０５’、０５” 無線リンク
０６、０６’ ノードＢ
０６” ホットスポット
０７、０７’、０７” 無線リソースコントローラ
０８、０８’、０８” ＲＲＭ（無線リソース管理）システム
０９ 光ディスクドライブ
１０ ケーブル

Claims (15)

1. ハンドオーバに関する無線通信システムの判定をトリガし、かつ／または少なくとも１つのトリガ信号によってハンドオーバをトリガする方法であって、
   ａ）無線通信システムを端末装置に接続する無線リンクのサービス品質の少なくとも１つの態様を定量化するのに適した、アルゴリズムのパラメータの値を決定するステップであって、
   パラメータ（ＱｏＳパラメータ）およびアルゴリズムが、異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ）に関して汎用であるステップと、
   ｂ）アルゴリズムを処理して、パラメータを使用するステップと、
   ｃ）アルゴリズムの出力に基づき、トリガ信号が、通信システムに送信される必要があるかどうかを判定するステップと、
   ｄ）ステップｃ）における判定が、肯定的である場合、トリガ信号を通信システムに送信するステップとを含む、方法。
2. 汎用パラメータの値を決定することが、
   ａ）汎用パラメータを測定すること、および／または推定すること、および／または
   ｂ）ＲＡＴ固有のパラメータを測定し、かつ／または推定して、得られた値を汎用パラメータの値にマップすることによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 汎用パラメータの値を決定することが、
   ａ）汎用パラメータの値、または汎用パラメータの値の数学的表現を受信すること、および／または
   ｂ）ＲＡＴ固有のパラメータの値を受信し、それらの値を汎用パラメータの値にマップすることによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. アルゴリズムを処理することが、通信システムから受信された値、および／または端末装置によって決定された値を使用して行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. アルゴリズムが、メトリックであるか、または発見的規則に基づくことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. アルゴリズムが、メトリックであること、およびアルゴリズムの出力が、スカラー値であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. アルゴリズムがメトリックであり、
   

   

   に従って計算され、ただし、
   

   

   であり、ただし、ＱｏＳ_{ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ}（ｉ）が、汎用ＱｏＳパラメータの決定された値であり、ＱｏＳ_{ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ}（ｉ）が、端末装置上で実行される特定のアプリケーションによって要求された汎用ＱｏＳパラメータの値であり、ｆ_ｉ（ｘ_ｉ）が、数学関数であり、ａ_ｉが、重み係数であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. ｆ_ｉ（ｘ_ｉ）＝ｘ_ｉであることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 関数ｆ_ｉ（ｘ_ｉ）が、
   

   

   であるタイプのクリッピング関数であり、
   ただし、ｍｉｎ_ｉが、量の最小許容値を表し、ｍａｘ_ｉが、量の最大許容値を表すことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 無線リンクのパラメータを決定することが、端末装置によって実行されること、および端末装置が、通信システムから重み係数ａ_ｉを受信した後、メトリックの値を計算することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. パラメータの値を決定すること、およびアルゴリズムを処理することが、多数の無線リンクに関して実行され、無線リンク品質のランク付けが実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
12. 少なくとも部分的にコンピュータプログラムによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
13. ハンドオーバに関する無線通信システムの判定をトリガするための、かつ／またはハンドオーバをトリガするためのコンピュータプログラム製品であって、
    プログラムが読み込まれると、請求項１から１０のいずれかに記載の方法を実行するためにコンピュータを実行可能にするコンピュータプログラムコード手段を担持しているコンピュータ可読媒体（３）を含む、コンピュータプログラム製品。
14. 請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品を含むことを特徴とする、無線通信システムにアクセスするための端末装置。
15. 請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品を含むことを特徴とする、無線通信システム。

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