JP2009135864A - ハンドオーバの制御方法およびそれを利用した制御装置、端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドオーバによって通信できない期間を低減したい。
【解決手段】第２インターフェイス部３２は、移動元の基地局装置を介して、端末装置から、ハンドオーバ実行の予定タイミングと、端末装置との間の伝送遅延時間とを受けつける。切替制御部４４は、受けつけた予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに、端末装置へ送信すべき原データを、移動元の基地局装置経由にて送信すべき第１データと、移動先の基地局装置経由にて送信すべき第２データとに分類する。第２インターフェイス部３２は、分類した第１データを移動元の基地局装置へ出力し、第２データを移動先の基地局装置へ出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハンドオーバの制御技術に関し、特に移動元の基地局装置から移動先の基地局装置へ接続を切りかえるハンドオーバの制御方法およびそれを利用した制御装置、端末装置に関する。

無線通信システムでは、基地局装置によって形成される無線ゾーン内において、当該基地局装置に端末装置が接続する。端末装置が移動することによって無線ゾーンを横切った場合、端末装置と基地局装置との通信が不可能になる。このような場合においても、通信を可能にするための技術がハンドオーバである。ハンドオーバでは、端末装置が無線ゾーンから別の無線ゾーンへ移動した場合、端末装置と接続している基地局装置が、元の無線ゾーンを形成している基地局装置から、別の無線ゾーンを形成している基地局装置へ切りかわる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５３３２７号公報

ハンドオーバでは、複数の基地局装置と有線にて接続された制御装置が、フロー制御処理を実行することによって、移動元の基地局装置へのデータの送信を停止し、ハンドオーバ終了後、移動先の基地局装置へのデータの送信を再開する。このようなフロー制御においては、端末装置と基地局装置との間の切替処理に加えて、移動元の基地局装置から制御装置へ通信停止が知らされるとともに、移動先の基地局装置から制御装置へ通信再開も知らされる。制御装置は、通信停止を受けつけてから通信再開を受けつけるまで、端末装置との通信を実行することができず、無駄な期間が発生してしまう。ユーザの利便性を向上するために、無駄な期間を低減することが好ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハンドオーバによって通信できない期間を低減するための通信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、移動元の基地局装置を介して、端末装置から、ハンドオーバ実行の予定タイミングと、端末装置との間の伝送遅延時間とを受けつける入力部と、入力部において受けつけた予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに、端末装置へ送信すべき原データを、移動元の基地局装置経由にて送信すべき第１データと、移動先の基地局装置経由にて送信すべき第２データとに分類する分類部と、分類部において分類した第１データを移動元の基地局装置へ出力し、第２データを移動先の基地局装置へ出力する出力部と、を備える。

本発明の別の態様は、端末装置である。この装置は、移動元の基地局装置を経由した制御装置との間の伝送遅延時間を測定する測定部と、測定部において測定した伝送遅延時間をもとに、ハンドオーバ実行の予定タイミングを決定する決定部と、決定部において決定したハンドオーバ実行の予定タイミングと、測定部において測定した伝送遅延時間とを移動元の基地局装置経由にて制御装置へ通知する通知部と、通知部において通知した予定タイミングまで移動元の基地局装置との通信を実行し、予定タイミング以降において移動先の基地局装置との通信を実行する通信部と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、ハンドオーバの制御方法である。この方法は、移動元の基地局装置を介して、端末装置から、ハンドオーバ実行の予定タイミングと、端末装置との間の伝送遅延時間とを受けつけるステップと、受けつけた予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに、端末装置へ送信すべき原データを、移動元の基地局装置経由にて送信すべき第１データと、移動先の基地局装置経由にて送信すべき第２データとに分類するステップと、分類した第１データを移動元の基地局装置へ出力し、第２データを移動先の基地局装置へ出力するステップと、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、ハンドオーバの制御方法である。この方法は、移動元の基地局装置を経由した制御装置との間の伝送遅延時間を測定するステップと、測定した伝送遅延時間をもとに、ハンドオーバ実行の予定タイミングを決定するステップと、決定したハンドオーバ実行の予定タイミングと、測定した伝送遅延時間とを移動元の基地局装置経由にて制御装置へ通知するステップと、通知した予定タイミングまで移動元の基地局装置との通信を実行し、予定タイミング以降において移動先の基地局装置との通信を実行するステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ハンドオーバによって通信できない期間を低減できる。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、ＰＡＣ（Ｐａｇｉｎｇ Ａｒｅａ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、複数の基地局装置、端末装置によって構成される通信システムに関する。端末装置は、複数の基地局装置のうちのいずれか（以下、「移動元基地局装置」という）に接続されており、ＰＡＣは、一端に複数の基地局装置を接続し、他端にネットワークを接続する。ＰＡＣは、複数の基地局装置のうち移動元基地局装置を介して、端末装置との通信を実行する。端末装置は、移動元基地局装置の無線ゾーンから別の基地局装置（以下、「移動先基地局装置」という）の無線ゾーンへ移動する。その際、通信システムはハンドオーバを実行する。

つまり、端末装置は、移動元基地局装置との通信を切断した後に、移動先基地局装置との通信を開始する。また、移動元基地局装置あるいは移動先基地局装置からの通知をもとに、ＰＡＣは、移動元基地局装置から移動先基地局装置へ、端末装置へのデータの送信先および端末装置からのデータの受信を切りかえる。このようなハンドオーバにおいて、端末装置には通信できない期間が存在する。ユーザの利便性を向上するために、通信できない期間は短い方が好ましい。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは以下の処理を実行する。

端末装置は、移動元基地局装置を介したＰＡＣとの間の伝送遅延時間を測定する。また、端末装置は、伝送遅延時間をもとにハンドオーバの予定タイミングを決定する。端末装置は、移動元基地局装置を介して、予定タイミングと伝送遅延時間とをＰＡＣへ送信する。ＰＡＣでは、予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに切替タイミングを決定する。ＰＡＣは、端末装置へ送信すべきデータのうち、切替タイミングまでの部分を移動元基地局装置へ出力する。一方、ＰＡＣは、切替タイミング以降の部分を移動先基地局装置へ出力する。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、端末装置１０、基地局装置１２と総称される第１基地局装置１２ａ、第２基地局装置１２ｂ、ＰＡＣ１４、ネットワーク１６を含む。端末装置１０は、所定の無線方式に対応した無線装置である。ここで、端末装置１０は、通話機能を有するとともに、データ通信の機能も有する。データ通信とは、例えば、電子メールの送受信やワールド・ワイド・ウエブ（ＷＷＷ）の閲覧、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の実行であり、これらの処理が端末装置１０単独でなされてもよいし、図示しないＰＣとの接続にてなされてもよい。

基地局装置１２は、一端に、無線通信にて端末装置１０と接続し、他端に、有線通信にてＰＡＣ１４と接続する。また、基地局装置１２は、ＰＡＣ１４を介してネットワーク１６に接続する。ここで、第１基地局装置１２ａが移動元基地局装置に相当し、第２基地局装置１２ｂが移動先基地局装置に相当する。端末装置１０と第１基地局装置１２ａとが通信中において、いずれか一方からハンドオーバの開始を通知する。端末装置１０と第１基地局装置１２ａとは通信を切断し、端末装置１０は、第２基地局装置１２ｂへ接続を要求する。その後、端末装置１０と第２基地局装置１２ｂとが通信を開始する。ハンドオーバの開始前において、第１基地局装置１２ａは、ＰＡＣ１４からデータを受けつけ、端末装置１０にデータを送信する。また、ハンドオーバの開始後において第２基地局装置１２ｂは、ＰＡＣ１４からデータを受けつけ、端末装置１０との通信が開始された後に端末装置１０にデータを送信する。

ＰＡＣ１４は、端末装置１０と通信を実行すべき基地局装置１２を制御する。例えば、ＰＡＣ１４は、端末装置１０宛のデータをネットワーク１６から受けつけ、端末装置１０と接続している基地局装置１２へデータを送信する。このような処理を実現するために、ＰＡＣ１４は、端末装置１０が基地局装置１２に接続したときに、基地局装置１２から、端末装置１０の位置登録の要求を受けつけ、端末装置１０に対して位置登録を実行する。また、端末装置１０と接続している基地局装置１２が、第１基地局装置１２ａから第２基地局装置１２ｂへ切りかわった場合に、ＰＡＣ１４は、第２基地局装置１２ｂを介して位置登録を再度実行する。ここで、ハンドオーバにおけるデータの切断期間を短縮するために、ＰＡＣ１４は、次の処理を実行する。

端末装置１０は、第１基地局装置１２ａを介してＰＡＣ１４との間で伝送遅延時間を測定する。端末装置１０は、伝送遅延時間をもとに、ハンドオーバの予定タイミングを決定する。例えば、伝送遅延時間よりも後になるように、ハンドオーバの予定タイミングが決定される。端末装置１０は、第１基地局装置１２ａを介して、予定タイミングと伝送遅延時間とをＰＡＣ１４へ送信する。ＰＡＣ１４は、予定タイミングと伝送遅延時間とを受けつけ、切替タイミングを決定する。例えば、ＰＡＣ１４は、伝送遅延時間だけ予定タイミングを前方にシフトすることによって、切替タイミングを決定する。ＰＡＣ１４は、ネットワーク１６から受けつけたデータのうち、切替タイミングまでに受けつけたデータを第１基地局装置１２ａに出力する。

また、ＰＡＣ１４は、切替タイミング以降に受けつけたデータを第２基地局装置１２ｂに出力する。このように、ＰＡＣ１４は、切替タイミングを推定して、推定した切替タイミングに応じて、データの出力先を切りかえるので、実際に端末装置１０におけるハンドオーバの終了を確認する前にデータを送信できるので、データの切断期間を短縮できる。また、ＰＡＣ１４は、端末装置１０からハンドオーバの終了予定タイミング（以下、「終了タイミング」という）も受けつけてもよい。その際、ＰＡＣ１４は、第２基地局装置１２ｂへデータを送信する際、終了タイミングだけ送信を遅延させる。ネットワーク１６は、ＰＡＣ１４と接続するとともに、図示しない通信装置とも接続する。例えば、ネットワーク１６は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにて構成されるが、それに限定されるものではない。ネットワーク１６は、通信装置から受けつけたデータをＰＡＣ１４へ送信する。

図２は、ＰＡＣ１４の構成を示す。ＰＡＣ１４は、第１インターフェイス部３０、第２インターフェイス部３２、記憶部３４、制御部４０、時間制御部４２、切替制御部４４を含む。第１インターフェイス部３０は、図示しないネットワーク１６とのインターフェイスである。ネットワーク１６がＩＰネットワークにて構成されている場合、第１インターフェイス部３０は、ＩＰに対応した処理を実行する。例えば、第１インターフェイス部３０は、図示しない通信装置から、端末装置１０宛のデータを受けつける。また、第１インターフェイス部３０は、後述の第２インターフェイス部３２において受けつけたデータをネットワーク１６へ出力してもよい。

第２インターフェイス部３２は、図示しない基地局装置１２とのインターフェイスである。ここで、第２インターフェイス部３２には、複数の基地局装置１２が接続されており、それらはページングエリアを形成している。説明を明瞭するために、ここでは、ふたつの基地局装置１２のみを示す。また、第２インターフェイス部３２は、第１基地局装置１２ａが端末装置１０と接続している場合、第１基地局装置１２ａから、端末装置１０の位置登録の要求を受けつける。なお、端末装置１０がハンドオーバを実行することによって第２基地局装置１２ｂに接続した場合、第２インターフェイス部３２は、第２基地局装置１２ｂから端末装置１０の位置登録の要求を受けつける。第２インターフェイス部３２は、位置登録を実現するために、位置登録の要求として受けつけた端末装置１０および基地局装置１２の情報を記憶部３４に出力する。

時間制御部４２は、第２インターフェイス部３２を使用しながら、図示しない端末装置１０からの指示に応じて、通信路の時間計測を実行する。具体的に説明すると、時間制御部４２は、ハンドオーバ実行に先立って、第１基地局装置１２ａを介して、端末装置１０からの伝送遅延時間の測定要求を受けつける。時間制御部４２は、第１基地局装置１２ａを経由した端末装置１０との伝送遅延時間の測定を実行する。ここで、時間制御部４２は、伝送遅延時間を直接測定するのではなく、端末装置１０における測定を補助する。例えば、伝送遅延時間の測定要求がＰＩＮＧであれば、それの応答信号を端末装置１０へ返信する。また、時間制御部４２は、図示しないＮＴＰやＧＰＳから現在の時刻を取得し、当該時刻の情報を端末装置１０へ送信してもよい。

これに続いて、時間制御部４２は、第２インターフェイス部３２を使用しながら、第１基地局装置１２ａを介して、端末装置１０から、移動先の基地局装置１２に関する情報、予定タイミング、伝送遅延時間、終了タイミングとが含まれたパケット信号を受けつける。移動先の基地局装置１２に関する情報は、図１の場合、第２基地局装置１２ｂに関する情報に相当する。時間制御部４２は、パケット信号に含まれた情報をもとに、ハンドオーバのタイミングの制御を実行する。特に、時間制御部４２は、予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに、切替タイミングを決定する。前述のごとく、例えば、切替タイミングは、予定タイミングを伝送遅延時間だけ前方にシフトさせることによって導出される。このような切替タイミングは、データを端末装置１０に送信している間にハンドオーバがなされるという状況を回避するために導出される。時間制御部４２は、切替タイミングを切替制御部４４に出力する。また、時間制御部４２は、第２インターフェイス部３２を介して、予定タイミングを第２基地局装置１２ｂへ通知する。

切替制御部４４は、通信ルートの切替制御を実行する。特に、切替制御部４４は、第１インターフェイス部３０において受けつけた端末装置１０宛のデータを第１基地局装置１２ａ経由にて出力すべきデータと、第２基地局装置１２ｂ経由にて出力すべきデータとに分類する。具体的に説明すると、切替制御部４４は、切替タイミングよりも前に出力可能なデータを第１基地局装置１２ａへ出力し、それ以降のデータを第２基地局装置１２ｂへ出力するように制御する。第２インターフェイス部３２は、切替制御部４４における決定に応じて、データを第１基地局装置１２ａあるいは第２基地局装置１２ｂへ出力する。その際、第２インターフェイス部３２は、終了タイミングをもとに、第２基地局装置１２ｂへのデータの出力を遅延させてもよい。記憶部３４は、予定タイミングを記憶するとともに、終了タイミングも記憶する。また、記憶部３４は、ハンドオーバの変更前のルートを記憶するとともに、変更後のルートも記憶する。制御部４０は、ＰＡＣ１４全体の動作を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図３は、基地局装置１２の構成を示す。基地局装置１２は、無線部５０、インターフェイス部５２、記憶部５４、制御部６０、時間制御部６２を含む。インターフェイス部５２は、ＰＡＣ１４とのインターフェイスである。インターフェイス部５２は、図２の第２インターフェイス部３２に対応した処理を実行する。ここで、インターフェイス部５２は、図示しないＰＡＣ１４より端末装置１０宛のデータを受けつける。また、インターフェイス部５２は、端末装置１０からのデータをＰＡＣ１４へ出力する。

無線部５０は、端末装置１０との無線通信を実行する。無線部５０と端末装置１０との間における無線通信方式は、任意のものでよい。第１基地局装置１２ａの無線部５０は、端末装置１０との通信を実行するが、予定タイミングにおいて、端末装置１０から切断の要求を受けつけると、端末装置１０との通信を中止する。一方、第２基地局装置１２ｂの無線部５０が、端末装置１０から接続要求を受けつけると、制御部６０は、端末装置１０に対して通信チャネルを割り当てる。その後、当該無線部５０は、端末装置１０との通信を実行する。なお、通信が実行されるまで、認証等のさまざまなステップが実行されるが、ここではそれらの説明を省略する。

記憶部５４は、端末装置１０に割り当てた通信チャネルに関する情報を記憶する。時間制御部６２は、端末装置１０とＰＡＣ１４との通信路の時間計測を実行する。時間制御部６２は、無線部５０を介して、端末装置１０からの伝送遅延時間の測定要求を受けつけると、これをインターフェイス部５２からＰＡＣ１４へ出力する。また、時間制御部６２は、インターフェイス部５２を介して、ＰＡＣ１４から応答を受けつけると、これを無線部５０から端末装置１０へ出力する。また、第２基地局装置１２ｂの時間制御部６２は、インターフェイス部５２を介して、ＰＡＣ１４から予定タイミングに関する情報を受けつける。また、予定タイミングになると、第２基地局装置１２ｂの制御部６０は、端末装置１０からの接続要求をもとに、当該端末装置１０に通信チャネルを割り当てる。制御部６０は、基地局装置１２全体のタイミングを制御する。

図４は、端末装置１０の構成を示す。無線部７０、処理部７２、インターフェイス部７４、記憶部７６、決定部７８、制御部８２、時間制御部８４、生成部８６を含む。インターフェイス部７４は、ユーザからの入力を受けつける。例えば、インターフェイス部７４は、ボタン等によって構成されており、ユーザがボタンを押し下げることによって、ユーザからの指示が入力される。処理部７２は、通信アプリケーションの動作を制御する。通信アプリケーションとは、通話機能、電子メール機能等である。

無線部７０は、基地局装置１２との無線通信を実行する。無線部７０は、図３の無線部５０に対応した処理を実行する。時間制御部８４は、通信路の時間計測を実行する。具体的に説明すると、時間制御部８４は、前述のごとく、無線部７０、第１基地局装置１２ａを介して、伝送遅延時間の測定要求をＰＡＣ１４へ送信する。また、時間制御部８４は、無線部７０、第１基地局装置１２ａを介して、応答をＰＡＣ１４から受信する。時間制御部８４は、受信した応答をもとに、伝送遅延時間を導出する。例えば、伝送遅延時間の測定要求がＰＩＮＧである場合、時間制御部８４は、ＰＩＮＧの応答時間の１／２を伝送遅延時間とする。

また、時間制御部８４は、測定した伝送遅延時間をもとに、予定タイミングを決定する。つまり、時間制御部８４は、伝送遅延時間よりも先のタイミングとなるように予定タイミングを決定する。フレームの期間が５ｍｓｅｃのごとく規定されている場合、時間制御部８４は、例えば、Ｎフレーム後のように予定タイミングを決定する。なお、上記の場合、タイミングの誤差が５ｍｓｅｃ以内であれば、スロットのタイミングにより誤差を吸収できるので、予定タイミングが絶対時間によって決定されてもよい。また、時間制御部８４は、自らの処理能力を反映させながら、予定タイミングよりも後になるように終了タイミングを決定する。ここで、時間制御部８４は、固定値を予め規定しており、予定タイミングに固定値を加算することによって、終了タイミングを決定してもよい。

生成部８６は、ＰＡＣ１４へのメッセージを生成する。メッセージには、移動先の基地局装置１２に関する情報、予定タイミング、伝送遅延時間、終了タイミングが含まれる。無線部７０は、生成部８６において生成したメッセージを第１基地局装置１２ａ経由にてＰＡＣ１４へ通知する。また、記憶部７６は、予定タイミングを記憶する。決定部７８は、記憶部７６に記憶した予定タイミングにおいて、ハンドオーバの実行を決定する。また、決定部７８は、ハンドオーバの実行を無線部７０に指示する。その結果、無線部７０は、予定タイミングまで第１基地局装置１２ａとの通信を実行し、予定タイミング以降において第２基地局装置１２ｂとの通信を実行する。なお、予定タイミングが到来すると、無線部７０は、第２基地局装置１２ｂへ接続要求を送信する。制御部８２は、端末装置１０全体の動作を制御する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図５は、通信システム１００の比較対象となる通信システムにおけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。ＰＡＣは、第１基地局装置へデータを送信し（Ｓ１０）、第１基地局装置は、端末装置へデータを送信する（Ｓ１２）。ＰＡＣは、データを第１基地局装置へ再び送信するが（Ｓ１４）、その間に、端末装置と第２基地局装置との間でハンドオーバ処理が実行され（Ｓ１６）、第１基地局装置は、ＰＡＣへ通信停止を通知する（Ｓ１８）。その結果、第１基地局装置は、ＰＡＣへデータ破棄通知を送信する（Ｓ２０）。端末装置は、第２基地局装置へ通信再開を通知し（Ｓ２２）、第２基地局装置は、ＰＡＣへ通信再開を通知する（Ｓ２４）。ＰＡＣは、第２基地局装置へデータを送信し（Ｓ２６）、第２基地局装置は、端末装置へデータを送信する（Ｓ２８）。以上の処理において、端末装置１０での通信停止期間は、矢印のごとく示される。

図６は、通信システム１００におけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。端末装置１０は、第１基地局装置１２ａへ測定要求を送信し（Ｓ４０）、第１基地局装置１２ａは、ＰＡＣ１４へ測定要求を送信する（Ｓ４２）。ＰＡＣ１４は、第１基地局装置１２ａへ応答信号を送信し（Ｓ４４）、第１基地局装置１２ａは、端末装置１０へ応答信号を送信する（Ｓ４６）。また、端末装置１０は、第１基地局装置１２ａへメッセージを送信し（Ｓ４８）、第１基地局装置１２ａは、ＰＡＣ１４へメッセージを送信する（Ｓ５０）。ＰＡＣ１４は、メッセージに含まれた予定タイミングを第２基地局装置１２ｂへ通知する（Ｓ５２）。

ＰＡＣ１４は、切替タイミングまで、第１基地局装置１２ａへデータを送信し（Ｓ５４）、第１基地局装置１２ａは、端末装置１０へデータを送信する（Ｓ５６）。端末装置１０と第２基地局装置１２ｂとの間でハンドオーバ処理が実行される（Ｓ５８）。ＰＡＣ１４は、切替タイミング以降、第２基地局装置１２ｂへデータを送信し（Ｓ６０）、第２基地局装置１２ｂは、端末装置１０へデータを送信する（Ｓ６２）。以上の処理において、端末装置１０での通信停止期間は、矢印のごとく示されるが、図５の場合よりも通信停止期間は短くなっている。

図７は、ＰＡＣ１４によるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。第２インターフェイス部３２は、予定タイミング、伝送遅延時間を受けつける（Ｓ１００）。時間制御部４２は、切替タイミングを特定する（Ｓ１０２）。第２インターフェイス部３２は、データを第１基地局装置１２ａへ出力する（Ｓ１０４）。切替タイミングが到来しなければ（Ｓ１０６のＮ）、ステップ１０４に戻る。一方、切替タイミングが到来すれば（Ｓ１０６のＹ）、第２インターフェイス部３２は、ハンドオーバの終了タイミングに応じてデータを遅延させた後（Ｓ１０８）、データを第２基地局装置１２ｂへ出力する（Ｓ１１０）。

図８は、端末装置１０によるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。時間制御部８４は、伝送遅延時間を測定する（Ｓ１５０）。時間制御部８４は、予定タイミングを決定する（Ｓ１５２）。生成部８６は、無線部７０を介して、予定タイミングと伝送遅延時間をＰＡＣ１４へ通知する（Ｓ１５４）。無線部７０は、第１基地局装置１２ａとの通信を実行する（Ｓ１５６）。予定タイミングが到来しなければ（Ｓ１５８のＮ）、ステップ１５６に戻る。予定タイミングが到来すれば（Ｓ１５８のＹ）、無線部７０は、ハンドオーバ処理を実行し（Ｓ１６０）、第２基地局装置１２ｂとの通信を実行する（Ｓ１６２）。

以下、変形例を説明する。変形例は、実施例と同様に、端末装置がハンドオーバを実行する通信システムに関する。実施例では、移動元基地局装置から移動先基地局装置へ端末装置がハンドオーバを実行している。しかしながら、変形例は、端末装置が移動先基地局装置へのハンドオーバを失敗する場合を対象にする。特に、変形例は、ハンドオーバが失敗しても、端末装置が新たな基地局装置に接続された場合に、通信できない期間が短縮されることを目的とする。ハンドオーバ前の段階において、変形例に係るＰＡＣは、端末装置から、移動先基地局装置に関する情報に加えて、さらにその次の移動先基地局装置（以下、「補欠基地局装置」という）に関する情報、端末装置の処理速度に関する情報を受けつける。

ＰＡＣは、移動先基地局装置と端末装置との接続が失敗した場合に、端末装置と補欠基地局装置との間において接続処理が実行されると推定する。また、ＰＡＣは、端末装置の処理速度とハンドオーバに要する期間との関係を予め記憶しており、端末装置から受けつけた処理速度に関する情報をもとにハンドオーバに要する期間を特定する。さらに、ＰＡＣは、ハンドオーバに要する期間にあわせて、補欠基地局装置へデータを送信する。なお、補欠基地局装置へ送信すべきデータは、本来、移動先基地局装置へ送信すべきデータであるとする。

変形例に係る通信システム１００は、図１に示された通信システム１００と同様であるが、前述の補欠基地局装置に対応した第３基地局装置１２ｃがさらに含まれる。また、変形例に係る基地局装置１２は、図３と同様の構成であり、ここでは説明を省略する。さらに、変形例に係るＰＡＣ１４、端末装置１０は、図２に示されたＰＡＣ１４、図４に示された端末装置１０と同様の構成であり、以下では相違点を中心に説明する。

ＰＡＣ１４は、図２に示されたＰＡＣ１４と同様の構成を有する。変形例に係るＰＡＣ１４は、図２に示されたＰＡＣ１４に加えて、以下の処理を実行する。時間制御部４２は、ハンドオーバ前の状態において、第２インターフェイス部３２を使用しながら、第１基地局装置１２ａを介して端末装置１０から、前述のパケット信号、つまりメッセージを受けつける。ここで、メッセージには、移動先の基地局装置１２に関する情報等に加えて、少なくともひとつの次の移動先の基地局装置１２（以下、「補欠の基地局装置１２」という）、端末装置１０の処理速度（以下、「装置クラス」という）の情報も含まれている。装置クラスは、例えば、端末装置１０に備えられた図示しないＣＰＵの速度に応じて定められている。また、補欠の基地局装置１２として、図１に示されていない第３基地局装置１２ｃが示されている。

その後、時間制御部４２は、前述の実施例と同様に、端末装置１０に対するハンドオーバ処理を実行する。具体的には、第１基地局装置１２ａから第２基地局装置１２ｂへのハンドオーバがなされる。時間制御部４２は、第２インターフェイス部３２を介して、第２基地局装置１２ｂと端末装置１０との接続失敗を検出する。接続失敗は、次のように検出される。第２インターフェイス部３２は、ハンドオーバ処理の最終段階において、第２基地局装置１２ｂへデータを出力する。第２基地局装置１２ｂと端末装置１０との接続が完了しなければ、つまりハンドオーバ処理が失敗すれば、第２基地局装置１２ｂは、ＰＡＣ１４に対して非接続通知を送信する。時間制御部４２は、非接続通知を接続失敗として認識する。

時間制御部４２は、接続失敗を検出すると、既に受けつけたメッセージから、「補欠の基地局装置１２」を特定する。ここでは、補欠の基地局装置１２として、第３基地局装置１２ｃが特定される。また、時間制御部４２は、装置クラスから、ハンドオーバに要する期間（以下、「所要期間」という）も特定する。図９は、本発明の変形例に係る時間制御部４２に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、テーブルには、装置クラス欄２００、所要期間欄２０２が含まれている。装置クラス欄２００には、処理速度に応じた値「Ｃ１」、「Ｃ２」等が含まれており、所要期間欄２０２には、「Ｃ１」、「Ｃ２」等に対応するような期間の値「Ｔ１」、「Ｔ２」等が含まれている。なお、処理速度が高くなるほど、所要期間が短くなる傾向があり、「Ｃ１」の処理速度が最も高く、「Ｔ１」の所要期間が最も短いものとする。図２に戻る。

時間制御部４２は、図９に示されたテーブルを参照しながら、装置クラスをもとに所要期間を特定する。また、時間制御部４２は、現在の時刻に、特定した所要期間を加算することによって、第３基地局装置１２ｃへのデータ出力を開始するタイミング（以下、「再開タイミング」という）を特定する。再開タイミングは、現在の時刻を所要タイミングだけ後方に遅延させたタイミングに相当する。時間制御部４２は、再開タイミングおよび第３基地局装置１２ｃに関する情報を切替制御部４４へ出力する。

切替制御部４４は、時間制御部４２から、再開タイミングおよび第３基地局装置１２ｃに関する情報を受けつける。また、切替制御部４４は、前述の切替タイミングにおいて、第２基地局装置１２ｂへデータを出力してから、第２基地局装置１２ｂと端末装置１０との接続完了を確認するまでの間、第２基地局装置１２ｂへ出力したデータを記憶している。切替制御部４４は、再開タイミングになったとき、第２インターフェイス部３２を介して第３基地局装置１２ｃへデータを出力する。その際、切替制御部４４は、記憶したデータ、つまり第２基地局装置１２ｂへ既に出力したデータも第３基地局装置１２ｃへ出力する。これは、所要期間をもとに、切替タイミング以降の出力を遅延させることに相当する。

端末装置１０は、図４に示された端末装置１０と同様の構成を有する。変形例に係る端末装置１０は、図４に示された端末装置１０に加えて、以下の処理を実行する。無線部７０は、第１基地局装置１２ａと接続している場合において、他の基地局装置１２から報知された制御信号を受信する。また、無線部７０は、受信した制御信号に対応した基地局装置１２を移動先の基地局装置１２の候補とする。なお、複数の基地局装置１２を移動先の基地局装置１２の候補とした場合、例えば、無線部７０は、各制御信号に対する受信電力を測定し、受信電力が最大の制御信号に対応した基地局装置１２を移動先の基地局装置１２とする。

さらに、無線部７０は、受信電力が２番目に大きい制御信号に対応した基地局装置１２を補欠の基地局装置１２とする。ここでは、移動先の基地局装置１２として、第２基地局装置１２ｂが選択され、補欠の基地局装置１２として、第３基地局装置１２ｃが選択されているものとする。無線部７０は、決定した内容を生成部８６、決定部７８へ出力する。なお、無線部７０は、必要に応じて他の構成要素へ、決定した内容を出力してもよい。

生成部８６は、前述のごとく、メッセージを生成する。ここで、メッセージには、移動先の基地局装置１２に関する情報等に加えて、補欠の基地局装置１２、装置クラスの情報も含まれている。なお、装置クラスの情報は、記憶部７６に予め記憶されており、生成部８６は、メッセージを生成する際に記憶部７６を参照する。生成部８６は、生成したメッセージを無線部７０へ出力する。無線部７０は、生成部８６において生成したメッセージを第１基地局装置１２ａ経由にてＰＡＣ１４へ通知する。

決定部７８、無線部７０は、前述のごとく、第２基地局装置１２ｂへのハンドオーバ処理を実行する。しかしながら、何らかの要因によって、第２基地局装置１２ｂへのハンドオーバ処理が失敗した場合、決定部７８は、第３基地局装置１２ｃへのハンドオーバを決定し、それを無線部７０へ指示する。無線部７０は、決定部７８からの指示に応じて、第３基地局装置１２ｃへ接続要求を送信する。これに続く処理は、これまでと同様であるので、ここでは説明を省略する。

図１０は、本発明の変形例に係る通信システム１００におけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。端末装置１０は、第１基地局装置１２ａへ測定要求を送信し（Ｓ２００）、第１基地局装置１２ａは、ＰＡＣ１４へ測定要求を送信する（Ｓ２０２）。ＰＡＣ１４は、第１基地局装置１２ａへ応答信号を送信し（Ｓ２０４）、第１基地局装置１２ａは、端末装置１０へ応答信号を送信する（Ｓ２０６）。また、端末装置１０は、第１基地局装置１２ａへメッセージを送信し（Ｓ２０８）、第１基地局装置１２ａは、ＰＡＣ１４へメッセージを送信する（Ｓ２１０）。ＰＡＣ１４は、メッセージに含まれた予定タイミングを第２基地局装置１２ｂへ通知する（Ｓ２１２）。

ＰＡＣ１４は、切替タイミングまで、第１基地局装置１２ａへデータを送信し（Ｓ２１４）、第１基地局装置１２ａは、端末装置１０へデータを送信する（Ｓ２１６）。端末装置１０と第２基地局装置１２ｂとの間でハンドオーバ処理が実行される（Ｓ２１８）。ＰＡＣ１４は、切替タイミング以降、第２基地局装置１２ｂへデータを送信する（Ｓ２２０）。しかしながら、端末装置１０と第２基地局装置１２ｂとの間でハンドオーバ処理は失敗しているので、第２基地局装置１２ｂは、ＰＡＣ１４へ非接続通知を送信する（Ｓ２２２）。また、端末装置１０と第３基地局装置１２ｃとの間でハンドオーバ処理が実行される（Ｓ２２４）。ＰＡＣ１４は、再開タイミング以降、第３基地局装置１２ｃへデータを送信すし（Ｓ２２６）、第３基地局装置１２ｃは、端末装置１０へデータを送信する（Ｓ２２８）。

図１１は、本発明の変形例に係るＰＡＣ１４によるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。第２インターフェイス部３２は、予定タイミング、伝送遅延時間、移動先の基地局装置１２の情報、補欠の基地局装置１２の情報、装置クラスを受けつける（Ｓ２５０）。時間制御部４２は、切替タイミングを特定する（Ｓ２５２）。第２インターフェイス部３２は、データを第１基地局装置１２ａへ出力する（Ｓ２５４）。切替タイミングが到来しなければ（Ｓ２５６のＮ）、ステップ２５４に戻る。一方、切替タイミングが到来すれば（Ｓ２５６のＹ）、第２インターフェイス部３２は、ハンドオーバの終了タイミングに応じてデータを遅延させた後（Ｓ２５８）、データを第２基地局装置１２ｂへ出力する（Ｓ２６０）。

非接続の通知がなければ（Ｓ２６２のＮ）、処理は終了される。非接続の通知があれば（Ｓ２６２のＹ）、時間制御部４２は、補欠の基地局装置１２として第３基地局装置１２ｃを特定する（Ｓ２６４）。また、時間制御部４２は、所要期間を特定する（Ｓ２６６）。時間制御部４２は、所要期間に応じて現在の時刻を遅延する（Ｓ２６８）ことによって、再開タイミングを決定する。第２インターフェイス部３２は、再開タイミングにおいて、データを第３基地局装置１２ｃへ出力する（Ｓ２７０）。

図１２は、本発明の変形例に係る端末装置１０によるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。無線部７０は、移動先の基地局装置１２、補欠の基地局装置１２を特定する（Ｓ３００）。時間制御部８４は、伝送遅延時間を測定する（Ｓ３０２）。時間制御部８４は、予定タイミングを決定する（Ｓ３０４）。生成部８６は、無線部７０を介して、予定タイミング、伝送遅延時間、移動先の基地局装置１２の情報、補欠の基地局装置１２の情報、装置クラスをＰＡＣ１４へ通知する（Ｓ３０６）。無線部７０は、第１基地局装置１２ａとの通信を実行する（Ｓ３０８）。

予定タイミングが到来しなければ（Ｓ３１０のＮ）、ステップ３０８に戻る。予定タイミングが到来すれば（Ｓ３１０のＹ）、無線部７０は、ハンドオーバ処理を実行する（Ｓ３１２）。ハンドオーバが成功すれば（Ｓ３１４のＹ）、無線部７０は、第２基地局装置１２ｂとの通信を実行する（Ｓ３１６）。一方、ハンドオーバが成功しなければ（Ｓ３１４のＮ）、無線部７０は、ハンドオーバ処理を実行し（Ｓ３１８）、第３基地局装置１２ｃとの通信を実行する（Ｓ３２０）。

本発明の実施例によれば、予定タイミングと伝送遅延時間を受けつけるので、移動先の基地局装置へ切りかえるための切替タイミングを予め推定できる。また、切替タイミングを予め推定し、そのタイミングになれば、データの出力先を切りかえるので、基地局装置からの通知を受けつける前に、データを出力できる。また、基地局装置からの通知を受けつける前にデータを出力するので、ハンドオーバによって通信できない期間を低減できる。また、終了タイミングに応じてデータの出力を遅延させるので、移動先の基地局装置においてデータが破棄される可能性を低減できる。また、移動先の基地局装置においてデータが破棄される可能性が低減されるので、ハンドオーバをスムーズに実行できる。また、ＰＡＣとの間の伝送遅延時間を実測するので、伝送遅延時間の信頼性を向上できる。

また、移動先の基地局装置と端末装置との接続失敗を検出した場合に、補欠の基地局装置へデータを出力するので、次にデータの送信を開始するまでの期間を短縮できる。また、端末装置の所要期間をもとに、データの送信を遅らせるので、補欠の基地局装置にとって適したタイミングにてデータを送信できる。また、補欠の基地局装置に関する情報を予め受けつけているので、ハンドオーバが失敗すると、所要期間とをもとに、補欠の基地局装置に対する再開タイミングを決定できる。また、再開タイミングを直ちに決定するので、通信の中断期間を短縮できる。また、通信の中断期間が短縮されるので、ユーザの利便性を向上できる。また、補欠の基地局装置へ送信するデータは、移動先の基地局装置へ送信するデータと同一であるので、データの連続性を維持できる。また、所要期間は、装置クラスから導出するので、新たな情報のネゴシエーションを不要にできる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、基地局装置１２の無線部５０と端末装置１０の無線部７０との間における無線方式は、任意のものであるとしている。しかしながらこれに限らず例えば、ＯＦＤＭＡ方式であってもよい。その場合、割当要求の前に、端末装置１０と基地局装置１２との間においてレンジング処理が実行されてもよい。本変形例によれば、さまざまな無線方式に本発明を適用できる。

本発明の実施例において、複数の基地局装置１２に接続された機器がＰＡＣ１４であるとしている。しかしながらこれに限らず例えば、ＰＡＣ１４の代わりに、通信キャリアのゲートウエイであってもよく、通信キャリアのルートを決める中継サーバであってもよい。本変形例によれば、本発明をさまざまな機器に適用できる。

本発明の実施例において、時間制御部４２は、予定タイミングを伝送遅延時間だけ前方にシフトさせることによって、切替タイミングを導出している。しかしながらこれに限らず例えば、時間制御部４２は、無線方式をＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であるとした場合の最大データ長（１５００バイト）を考慮して切替タイミングを導出してもよい。この場合、時間制御部４２は、最大データ長を処理できる時間だけ予定タイミングを前方にシフトさせることによって別の切替タイミングを導出する。また、時間制御部４２は、前述の切替タイミングよりも別の切替タイミングが先になる場合に、別の切替タイミングを最終的な切替タイミングとする。

さらに、時間制御部４２は、別の切替タイミングを以下のように導出してもよい。時間制御部４２は、データが格納されたパケット信号の長さより処理時間を推定し、別の切替タイミングを導出する。また、時間制御部４２は、パケット信号の長さと現在のスループットをもとに、別の切替タイミングを導出する。ここで、スループットは、第１基地局装置１２ａと端末装置１０との間の無線環境がハンドオーバ直前まで現在の状況を維持されると仮定することによって、導出されてもよい。また、スループットは、第１基地局装置１２ａと端末装置１０との間の無線環境が現在の状況よりも悪化されると仮定することによって、導出されてもよい。なお、端末装置１０と基地局装置１２とがリンクアダプテーション機能を有する場合、最低の伝送レートをもとに、スループットが導出されてもよい。本変形例によれば、切替タイミングを正確に導出できる。

本発明の実施例において、端末装置１０は、ＰＡＣ１４に対して終了タイミングを通知している。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置１０は、ＰＡＣ１４に対して終了タイミングを通知せずに、ＰＡＣ１４は、ハンドオーバ処理に要する期間（以下、「ハンドオーバ期間」という）を予め規定していてもよい。その際、ＰＡＣ１４は、予定タイミングにハンドオーバ期間を加算することによって、終了タイミングを導出する。本変形例によれば、端末装置１０にとって、終了タイミングの通知を不要にできる。

本発明の実施例において、端末装置１０は、ＰＡＣ１４へひとつの補欠の基地局装置１２に関する情報を送信している。しかしながらこれに限らず例えば、補欠の基地局装置１２が複数存在してもよい。その際、端末装置１０は、制御信号の受信電力等に応じて、補欠の基地局装置１２に優先順位を付与する。また、端末装置１０は、優先順位の高い基地局装置１２から順番にハンドオーバを試みる。一方、ＰＡＣ１４も、優先順位の高い基地局装置１２から順番にデータの送信を試みる。本変形例によれば、最終的にハンドオーバが失敗になる可能性を低減できる。

本発明の実施例において、端末装置１０は、ＰＡＣ１４へひとつの補欠の基地局装置１２に関する情報を送信し、ＰＡＣ１４は、接続失敗を検出した場合、補欠の基地局装置１２へデータを送信する。しかしながらこれに限らず例えば、切替制御部４４は、接続失敗を検出した場合、複数の基地局装置へデータを報知してもよい。具体的には、移動元の基地局装置１２の周囲に配置された基地局装置１２へデータを報知する。本変形例によれば、処理を簡易にできる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１のＰＡＣの構成を示す図である。 図１の基地局装置の構成を示す図である。 図１の端末装置の構成を示す図である。 図１の通信システムの比較対象となる通信システムにおけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。 図１の通信システムにおけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。 図２のＰＡＣによるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。 図４の端末装置によるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る時間制御部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 本発明の変形例に係る通信システムにおけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。 本発明の変形例に係るＰＡＣによるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る端末装置によるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 端末装置、 １２ 基地局装置、 １４ ＰＡＣ、 １６ ネットワーク、 ３０ 第１インターフェイス部、 ３２ 第２インターフェイス部、 ３４ 記憶部、 ４０ 制御部、 ４２ 時間制御部、 ４４ 切替制御部、 ５０ 無線部、 ５２ インターフェイス部、 ５４ 記憶部、 ６０ 制御部、 ６２ 時間制御部、 ７０ 無線部、 ７２ 処理部、 ７４ インターフェイス部、 ７６ 記憶部、 ７８ 決定部、 ８２ 制御部、 ８４ 時間制御部、 ８６ 生成部、 １００ 通信システム。

Claims (10)

1. 移動元の基地局装置を介して、端末装置から、ハンドオーバ実行の予定タイミングと、端末装置との間の伝送遅延時間とを受けつける入力部と、
   前記入力部において受けつけた予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに、前記端末装置へ送信すべき原データを、移動元の基地局装置経由にて送信すべき第１データと、移動先の基地局装置経由にて送信すべき第２データとに分類する分類部と、
   前記分類部において分類した第１データを移動元の基地局装置へ出力し、第２データを移動先の基地局装置へ出力する出力部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. ハンドオーバ終了の予定タイミングを取得する取得部をさらに備え、
   前記出力部は、前記取得部において取得した予定タイミングをもとに、第２データの出力を遅延させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. ハンドオーバ実行に先立って、端末装置からの要求に応じて、移動元の基地局装置を経由した端末装置との伝送遅延時間の測定を実行する実行部をさらに備える請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記移動先の基地局装置と前記端末装置との接続失敗を検出する検出部をさらに備え、
   前記出力部は、前記検出部において接続失敗を検出した場合、次の移動先の基地局装置へ第２データを出力することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記入力部は、前記端末装置から、前記移動先の基地局装置、少なくともひとつの次の移動先の基地局装置、前記端末装置がハンドオーバに要する期間の情報も受けつけ、
   前記出力部は、前記入力部において受けつけた情報から次の移動先の基地局装置を特定するとともに、前記検出部において接続失敗を検出した後、ハンドオーバに要する期間をもとに、第２データの出力を遅延させることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記移動先の基地局装置と前記端末装置との接続失敗を検出する検出部をさらに備え、
   前記出力部は、前記検出部において接続失敗を検出した場合、複数の基地局装置へ第２データを報知することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
7. 移動元の基地局装置を経由した制御装置との間の伝送遅延時間を測定する測定部と、
   前記測定部において測定した伝送遅延時間をもとに、ハンドオーバ実行の予定タイミングを決定する決定部と、
   前記決定部において決定したハンドオーバ実行の予定タイミングと、前記測定部において測定した伝送遅延時間とを移動元の基地局装置経由にて前記制御装置へ通知する通知部と、
   前記通知部において通知した予定タイミングまで移動元の基地局装置との通信を実行し、予定タイミング以降において移動先の基地局装置との通信を実行する通信部と、
   を備えることを特徴とする端末装置。
8. 前記決定部は、前記移動先の基地局装置、少なくともひとつの次の移動先の基地局装置も決定し、
   前記通知部は、前記決定部において決定した移動先の基地局装置、少なくともひとつの次の移動先の基地局装置に関する情報も移動元の基地局装置経由にて前記制御装置へ通知することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
9. 移動元の基地局装置を介して、端末装置から、ハンドオーバ実行の予定タイミングと、端末装置との間の伝送遅延時間とを受けつけるステップと、
   受けつけた予定タイミングと伝送遅延時間とをもとに、前記端末装置へ送信すべき原データを、移動元の基地局装置経由にて送信すべき第１データと、移動先の基地局装置経由にて送信すべき第２データとに分類するステップと、
   分類した第１データを移動元の基地局装置へ出力し、第２データを移動先の基地局装置へ出力するステップと、
   を備えることを特徴とするハンドオーバの制御方法。
10. 移動元の基地局装置を経由した制御装置との間の伝送遅延時間を測定するステップと、
    測定した伝送遅延時間をもとに、ハンドオーバ実行の予定タイミングを決定するステップと、
    決定したハンドオーバ実行の予定タイミングと、測定した伝送遅延時間とを移動元の基地局装置経由にて前記制御装置へ通知するステップと、
    通知した予定タイミングまで移動元の基地局装置との通信を実行し、予定タイミング以降において移動先の基地局装置との通信を実行するステップと、
    を備えることを特徴とするハンドオーバの制御方法。

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