JP2009267841A - 無線通信システム、無線基地局および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドオーバ元基地局と無線端末との間の無線品質が低く、ハンドオーバ先基地局と無線端末との間の無線品質が高い場合でも、ハンドオーバ先基地局において無線端末へ送信する際のフラグメントデータのサイズを大きく設定可能とする。
【解決手段】本発明に係る無線基地局１Ａは、無線端末２に送信すべきデータをフラグメントデータに分割し、適応変調を用いてフラグメントデータを無線端末２に送信する。無線基地局１Ａは、無線端末２との間の無線品質に対応する変調方式に応じてフラグメントサイズを設定するＲＬＰ部１３Ａと、無線端末２が無線基地局１Ｂへハンドオーバした場合、フラグメントデータを無線基地局１Ｂに転送するＲＰ部１５Ａとを備える。ＲＬＰ部１３Ａは、無線端末２がハンドオーバを実行した場合、変調方式に応じたフラグメントサイズの設定を中止し、フラグメントサイズを予め定められた最大サイズに設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、適応変調に基づくフラグメントを実行する無線通信システム、無線基地局および無線通信方法に関する。

従来、無線通信システムにおいて、通信速度を向上させる技術の１つとして、適応変調が知られている。適応変調では、無線品質（ＳＮＲなど）が高い時には通信速度の高い変調方式が使用され、無線品質が低い時には通信速度の低い変調方式が使用される。また、一度に送信できない大きなデータを複数のフラグメントデータに分割し、フラグメントデータとヘッダとによって構成されるパケットを送信する技術であるフラグメントが知られている。

適応変調を使用する無線通信システムにおいては、通信効率を向上させるために、フラグメントデータのデータサイズ（以下、適宜「フラグメントサイズ」と称する）を変調方式に応じて設定する場合がある。具体的には、通信速度の低い変調方式が用いられる状況下ではフラグメントサイズが小さく設定され、通信速度の高い変調方式が用いられる状況下ではフラグメントサイズが大きく設定される。

一方で、無線端末は、移動中などにおいてより条件の良い無線基地局へ接続先を切り替える、いわゆるハンドオーバを行っている。このようなハンドオーバ時において、無線端末に送信すべきデータを、ハンドオーバ元の無線基地局（以下、適宜「ハンドオーバ元基地局」と称する）からハンドオーバ先の無線基地局（以下、適宜「ハンドオーバ先基地局」と称する）へ転送する無線通信システムが提案されている（非特許文献１参照）。

このような無線通信システムでは、ハンドオーバ元基地局におけるフラグメントによって生成されたフラグメントデータは、ハンドオーバ先基地局に転送される。そして、ハンドオーバ先基地局は、転送されたフラグメントデータから元のデータを再構築することなく、当該フラグメントデータを必要に応じてさらにフラグメントする。
"Overview for Ultra Mobile Broadband (UMB) Air Interface Specification（3GPP2 C.S0084-000-0）"、［online］、［平成20年4月2日検索］、http://www.3gpp2.org/Public_html/specs/C.S0084-000-0_v2.0_070904.pdf

ところで、ハンドオーバ先基地局と無線端末との間の無線品質と、ハンドオーバ元基地局と無線端末との間の無線品質とは異なることが一般的である。具体的には、ハンドオーバ元基地局と無線端末との間の無線品質は低く、ハンドオーバ先基地局と無線端末との間の無線品質は高いことが多い。

このような場合、ハンドオーバ先基地局では、本来であればフラグメントサイズを大きく設定できる状態でも、ハンドオーバ元基地局がフラグメントサイズを小さくした状態でハンドオーバ先基地局へデータを転送するために、当該転送されたデータを無線端末へ送信する際のフラグメントデータのサイズが小さいものになってしまう。つまり、ハンドオーバ先基地局は、通信速度の高い変調方式を使用しているにも拘わらず、無線端末へ送信する際のフラグメントデータのサイズが小さくなるという問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、適応変調に基づくフラグメントを実行する構成において、ハンドオーバ元基地局と無線端末との間の無線品質が低く、ハンドオーバ先基地局と無線端末との間の無線品質が高い場合でも、ハンドオーバ先基地局において無線端末へ送信する際のフラグメントデータのサイズを大きく設定することが可能な無線通信システム、無線基地局および無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような側面を有している。まず、本発明の第１の側面は、無線端末（無線端末２）に送信すべきデータ（上位レイヤパケットＰ１）を第１フラグメントデータ（暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２）に分割し、適応変調を用いて、前記第１フラグメントデータを前記無線端末に送信する第１無線基地局（無線基地局１Ａ）と、前記無線端末のハンドオーバ後において、前記無線端末に送信すべきデータ（ＩＲＴＰパケットＰ６）を第２フラグメントデータ（暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ７）に分割し、前記適応変調を用いて、前記第２フラグメントデータを前記無線端末に送信する第２無線基地局（無線基地局１Ｂ）とを含む無線通信システム（無線通信システム１０）であって、前記第１無線基地局は、前記無線端末と前記第１無線基地局との間の第１無線品質に対応する第１変調方式に応じて、前記第１フラグメントデータの第１データサイズを設定するデータサイズ設定部（ＲＬＰ部１３Ａ）と、前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１フラグメントデータを前記第２無線基地局に転送するデータ転送部（ＲＰ部１５Ａ）とを備え、前記第２無線基地局は、前記無線端末と前記第２無線基地局との間の第２無線品質に対応する第２変調方式に応じて、前記第２フラグメントデータの第２データサイズを設定し、前記データサイズ設定部は、前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１変調方式に応じた前記第１データサイズの設定を中止するとともに、前記第１データサイズを予め定められた最大サイズ（フラグメントサイズＳＩＺＥ_８）に設定することを要旨とする。

このような無線通信システムによれば、ハンドオーバ元の第１無線基地局と無線端末との間の無線品質が低く、ハンドオーバ先の第２無線基地局と無線端末との間の無線品質が高い場合でも、ハンドオーバ先の第２無線基地局において、第２データサイズを大きく設定することが可能となる。

本発明の第２の側面は、本発明の第１の側面に係り、前記第２無線品質は、前記第１無線品質よりも高く、前記第２変調方式に応じて定まる通信速度は、前記第１変調方式に応じて定まる通信速度よりも高いことを要旨とする。

本発明の第３の側面は、本発明の第１の側面に係り、前記データサイズ設定部は、前記第１変調方式に応じて定まる通信速度が高速であるほど、前記第１データサイズを大きく設定し、前記第２無線基地局は、前記第２変調方式に応じて定まる通信速度が高速であるほど、前記第２データサイズを大きく設定することを要旨とする。

本発明の第４の側面は、本発明の第３の側面に係り、前記適応変調では、前記無線品質が所定品質（ＳＩＮＲ_８）を超える場合、通信速度が最大となる所定変調方式（変調クラス８）が用いられ、前記無線端末が前記他の無線基地局へのハンドオーバを実行する前において、前記データサイズ設定部は、前記所定変調方式が用いられる場合に、前記データサイズを前記最大サイズに設定することを要旨とする。

本発明の第５の側面は、無線端末（無線端末２）に送信すべきデータ（上位レイヤパケットＰ１）をフラグメントデータ（暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２）に分割し、適応変調を用いて、前記フラグメントデータを前記無線端末に送信する無線基地局（無線基地局１Ａ）であって、前記無線端末と前記無線基地局との間の無線品質に対応する変調方式に応じて、前記フラグメントデータのデータサイズを設定するデータサイズ設定部（ＲＬＰ部１３Ａ）と、前記無線端末が他の無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記フラグメントデータを前記他の無線基地局に転送するデータ転送部（ＲＰ部１５Ａ）とを備え、前記データサイズ設定部は、前記無線端末が前記他の無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記変調方式に応じた前記データサイズの設定を中止するとともに、前記データサイズを予め定められた最大サイズ（フラグメントサイズＳＩＺＥ_８）に設定することを要旨とする。

本発明の第６の側面は、無線端末に送信すべきデータを第１フラグメントデータに分割し、適応変調を用いて、前記第１フラグメントデータを前記無線端末に送信する第１無線基地局と、前記無線端末のハンドオーバ後において、前記無線端末に送信すべきデータを第２フラグメントデータに分割し、前記適応変調を用いて、前記第２フラグメントデータを前記無線端末に送信する第２無線基地局とを用いた無線通信方法であって、前記第１無線基地局が、前記無線端末と前記第１無線基地局との間の第１無線品質に対応する第１変調方式に応じて、前記第１フラグメントデータの第１データサイズを設定するステップ（ステップＳ２１１）と、前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、前記第１無線基地局が、前記第１変調方式に応じた前記第１データサイズの設定を中止するとともに、前記第１データサイズを予め定められた最大サイズに設定するステップ（ステップＳ２２１）と、前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１無線基地局が、前記第１フラグメントデータを前記第２無線基地局に転送するステップ（ステップＳ２２４）と、前記第２無線基地局が、前記無線端末と前記第２無線基地局との間の第２無線品質に対応する第２変調方式に応じて、前記第２フラグメントデータの第２データサイズを設定するステップとを備えることを要旨とする。

本発明によれば、適応変調に基づくフラグメントを実行する構成において、ハンドオーバ元基地局と無線端末との間の無線品質が低く、ハンドオーバ先基地局と無線端末との間の無線品質が高い場合でも、ハンドオーバ先基地局において無線端末へ送信する際のフラグメントデータのサイズを大きく設定することが可能な無線通信システム、無線基地局および無線通信方法を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）無線基地局における下りパケット処理動作の詳細、（４）適応変調およびフラグメントの詳細、（５）無線基地局の動作フロー、（６）作用および効果、（７）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システムの概略構成
まず、無線通信システムの概略構成、具体的には、（１．１）全体概略構成、（１．２）無線基地局の概略構成について説明する。

（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。

図１に示すように、無線通信システム１０は、無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂ、無線端末２、アクセスゲートウェイ３およびネットワーク４を含む。本実施形態では、無線通信システム１０は、高速通信可能な広域ＩＰブロードバンドシステムの１つである3GPP2 UMB Air Interface （以下、単に「ＵＭＢシステム」という）に基づく構成を有する。

無線通信システム１０では、通信速度を高速化することを目的として、無線品質に応じて変調クラス（変調方式）を動的に切り替える適応変調が導入されている。本実施形態では、無線品質として受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）が用いられる。適応変調では、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）や２４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの複数の変調方式から、適切な変調方式が選択される。

また、無線通信システム１０においては、通信効率を向上させるために、フラグメントサイズが変調方式に応じて設定される。具体的には、通信速度の低い変調クラスが用いられる状況下ではフラグメントサイズが小さく設定され、通信速度の高い変調クラスが用いられる状況下ではフラグメントサイズが大きく設定される。

無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂおよびアクセスゲートウェイ３は、図示を省略するルータなどを介して互いに有線接続されている。無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂは、アクセスゲートウェイ３を介してネットワーク４と通信可能である。また、無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂは、互いに通信（すなわち、基地局間通信）することができる。

無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂは、通信可能エリア（セル）内に位置する無線端末２と無線通信を実行する。無線端末２は、無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂが送信する無線信号（例えば、パイロット信号）の受信品質を比較して受信品質が高い方に接続する。図１の例では、無線端末２は、無線基地局１Ａの通信可能エリアから無線基地局１Ｂの通信可能エリアに向けて移動しており、無線基地局１Ａから無線基地局１Ｂへ接続先を切り替えるハンドオーバを実行する。

ここで、無線基地局１Ａと、無線基地局１Ａおよびアクセスゲートウェイ３間の通信経路とには、無線端末２に送信すべき下りパケットが残存することになる。そこで、無線基地局１Ａは、アクセスゲートウェイ３と無線基地局１Ｂとの中継局（アンカー）となり、無線端末２へ未送信のパケットを無線基地局１Ｂへ基地局間通信を利用して転送する。これにより、パケットロスの少ないハンドオーバが実現される。

ＵＭＢシステムにおいては、無線基地局１Ａのようにアクセスゲートウェイ３および無線基地局１Ｂ間の中継局として機能する無線基地局をＤＡＰ(Data Attachment Point)と称し、無線基地局１Ｂのように実際に無線端末２に下りパケットを送信する無線基地局をＦＬＳＥ(Forward Link Serving eBS)と称し、無線基地局１Ｂのように実際に無線端末２から上りパケットを受信する無線基地局をＲＬＳＥ(Reverse Link Serving eBS)と称している。なお、ＦＬＳＥとＲＬＳＥとが異なる無線基地局となる場合もある。

なお、ＵＭＢシステムにおいて、ハンドオーバ元の無線基地局１Ａからハンドオーバ先の無線基地局１ＢへＤＡＰを切り替える方式として、以下の（ａ）〜（ｃ）などが想定されている。（ａ）ハンドオーバから一定期間経過した後に、ＤＡＰを無線基地局１Ａから無線基地局１Ｂに切り替える方式。（ｂ）送受信のユーザデータトラフィックがなくなった際に、ＤＡＰを無線基地局１Ａから無線基地局１Ｂに切り替える方式。（ｃ）無線基地局１Ａにて未処理・未送信のデータを無線基地局１Ｂに送信が完了した際に、ＤＡＰを無線基地局１Ａから無線基地局１Ｂに切り替える方式。このようにＤＡＰを無線基地局１Ａから無線基地局１Ｂに切り替えることによってＤＡＰとＦＬＳＥとが同じ無線基地局になる。

以下の実施形態では、下り方向通信（フォワードリンク）において、無線基地局１ＡがＤＡＰであり、無線基地局１ＢがＦＬＳＥである場合について説明する。

図２は、無線端末２の概略構成を説明するための図である。

ＵＭＢシステムでは、無線端末２の内部に、通信相手の無線基地局の数に合わせて複数の受信モジュールが存在する。図２では、受信処理部２０Ａは、無線基地局１Ａに対応する受信モジュールである。受信処理部２０Ｂは、無線基地局１Ｂに対応する受信モジュールである。

受信処理部２０Ｂは、無線区間を介してパケットを受信し、無線基地局１Ｂが挿入したヘッダに従って受信処理を実行した後、受信処理後のパケットを受信処理部２０Ａに内部転送する。受信処理部２０Ａは、受信処理部２０Ｂから転送されたパケットに対し、無線基地局１Ａから直接パケットを受信する場合と同様の受信処理を行う。

このように、無線端末２においては、ハンドオーバ時に、ハンドオーバ先の無線基地局１Ｂに対応する受信処理部２０Ｂを経由して、ハンドオーバ元の無線基地局１Ａに対応する受信処理部２０Ａのプロトコル処理を行う。このような方式は、受信処理（受信モジュール）の画一化・統一化という点においてメリットがある。

なお、ＵＭＢシステムでは、IETF RFC3931 Layer Two Tunneling Protocol-Version 3 (L2TPv3)、IETF RFC2784 Generic Routing Encapsulation (GRE)に代表されるようなIPトンネリング技術が採用される。具体的には、無線基地局１Ａとアクセスゲートウェイ３間のユーザデータベアラにはＧＲＥが採用され、無線基地局１Ａと無線基地局１Ｂ間のユーザデータベアラにはL2TPv3が採用される。

（１．２）無線基地局の概略構成
図３は、無線基地局１Ａの概略構成を示す概略構成図である。無線基地局１Ｂの概略構成は無線基地局１Ａと同様であるため、無線基地局１Ｂの概略構成についての説明は省略する。

図３に示すように、無線基地局１Ａは、ＲＦ部１０１、制御部１０２、Ｉ／Ｆ部１０３、および記憶部１０４を含む。

ＲＦ部１０１は、ＬＮＡ、パワーアンプ、アップコンバータおよびダウンコンバータなどを含み、無線信号の送受信を行う。Ｉ／Ｆ部１０３は、ルータなどを介して無線基地局１Ｂおよびアクセスゲートウェイ３に有線接続される。

制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１Ａが具備する各種機能を制御する。また、制御部１０２は、後述する各種のプロトコルに従った処理などを実行する。

記憶部１０４は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。また、記憶部１０４は、無線品質（受信ＳＩＮＲ）と、変調クラスと、フラグメントサイズとを対応付けたテーブル（図６参照）を予め記憶している。

（２）無線通信システムの詳細構成
次に、無線通信システム１０の詳細構成について説明する。図４は、無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂおよび無線端末２の詳細構成を示す機能ブロック構成図である。なお、図４は、ＵＭＢシステムに従ったプロトコルスタック図も兼ねている。

図４に示すように、無線基地局１Ａは、ＡＰＰ部１１Ａ、ＩＲＴＰ部１２Ａ、ＲＬＰ部１３Ａ、ＳＰ部１４Ａ、ＲＰ部１５Ａ、およびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａを含む。無線基地局１Ｂは、ＡＰＰ部１１Ｂ、ＩＲＴＰ部１２Ｂ、ＲＬＰ部１３Ｂ、ＳＰ部１４Ｂ、ＲＰ部１５Ｂ、およびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂを含む。

無線端末２の受信処理部２０Ａは、ＡＰＰ部２１Ａ、ＩＲＴＰ部２２Ａ、ＲＬＰ部２３Ａ、ＳＰ部２４Ａ、ＲＰ部２５Ａ、およびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６Ａを含む。無線端末２の受信処理部２０Ｂは、ＡＰＰ部２１Ｂ、ＩＲＴＰ部２２Ｂ、ＲＬＰ部２３Ｂ、ＳＰ部２４Ｂ、ＲＰ部２５Ｂ、およびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６Ｂを含む。

ＡＰＰ部１１Ａ、ＡＰＰ部１１Ｂ、ＡＰＰ部２１ＡおよびＡＰＰ部２１Ｂは、ＵＭＢシステムにおけるＡＰＰ（Application Protocol）に基づく処理を実行する。ＡＰＰは、ＩＰ（Internet Protocol）、ＲＯＨＣ（RObust Header Compression）、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）などのスタンダードプロトコルを複数有するプロトコルである。

ＩＲＴＰ部１２Ａ、ＩＲＴＰ部１２Ｂ、ＩＲＴＰ部２２ＡおよびＩＲＴＰ部２２Ｂは、ＵＭＢシステムにおけるＩＲＴＰ（Inter-Route Tunneling Protocol）に基づく処理を実行する。ＩＲＴＰは、無線端末内のモジュール間転送機能を有するプロトコルである。

ＲＬＰ部１３Ａ、ＲＬＰ部１３Ｂ、ＲＬＰ部２３ＡおよびＲＬＰ部２３Ｂは、ＵＭＢシステムにおけるＲＬＰ（Radio Link Protocol）に基づく処理を実行する。ＲＬＰは、フラグメントと再構築、再送制御機能を有するプロトコルである。具体的には、ＲＬＰでは、フラグメントと再構築を行うＳＡＲ（Segmentation And Reassembly）サブプロトコルと、再送制御を行うＱＮ（Quick Nak）サブプロトコルとが規定されている。なお、ＲＬＰ部１３Ａ、ＲＬＰ部１３Ｂ、ＲＬＰ部２３ＡおよびＲＬＰ部２３Ｂは、フラグメントによって生成されたデータフラグメントの暗号化・復号化を実行する機能も有する。

ＲＬＰ部１３Ａ、ＲＬＰ部１３Ｂ、ＲＬＰ部２３ＡおよびＲＬＰ部２３Ｂには、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａ、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂ、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６ＡおよびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６Ｂから、使用中の変調クラスを示す変調クラス情報がそれぞれ通知される。ＲＬＰ部１３Ａ、ＲＬＰ部１３Ｂ、ＲＬＰ部２３ＡおよびＲＬＰ部２３Ｂは、通知された変調クラス情報に基づき、変調クラスに対応するフラグメントサイズを適用して、フラグメントを実行する。

ＳＰ部１４Ａ、ＳＰ部１４Ｂ、ＳＰ部２４ＡおよびＳＰ部２４Ｂは、ＵＭＢシステムにおけるＳＰ（Stream Protocol）に基づく処理を実行する。ＳＰは、フラグメントによって生成されたデータフラグメントをそれぞれのストリーム（パケットストリーム）に振り分けるプロトコルである。ここで、ＵＭＢシステムでは、ストリームとして、例えば次のような用途が規定されている。ストリーム０：Broadcast Signaling on forward link and Reserved on reverse link、ストリーム1：Best Effort Delivery Signaling、ストリーム2：Reliable Delivery Signaling、ストリーム3：Broadcast Inter Route Tunneling on forward link and Reserved on reverse link、ストリーム4：Best Effort Delivery Inter Route Tunnelingなど。

ＲＰ部１５Ａ、ＲＰ部１５Ｂ、ＲＰ部２５ＡおよびＲＰ部２５Ｂは、ＵＭＢシステムにおけるＲＰ（Route Protocol）に基づく処理を実行する。ＲＰは、無線端末−無線基地局間の通信経路（サービスルート）を選択するプロトコルである。

なお、上記のＲＬＰ、ＳＰ、ＲＰの各プロトコルは、ＵＭＢシステムで規定される無線リンクレイヤ（ＲＬＣ）におけるプロトコルである。

ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａ、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂ。ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６ＡおよびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６Ｂは、ＵＭＢシステムにおけるＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ(Packet Consolidation Protocol/MAC/PHY)に基づく処理を実行する。ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹは、上位パケットをカプセリング化して無線送信する機能を有するプロトコルである。

ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａ、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂ、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６ＡおよびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６Ｂは、適応変調を用いた無線通信を実行する。すなわち、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａ、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂ。ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６ＡおよびＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部２６Ｂは、無線品質（受信ＳＩＮＲ）を測定し、無線品質に対応する変調クラスを選択する。具体的には、無線品質が良好であるほど、高速な変調クラスが選択される。

（３）無線基地局における下りパケット処理動作の詳細
次に、図５を用いて、無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂにおける下りパケット処理動作の詳細、具体的には、（３．１）ハンドオーバ発生前における下りパケット処理動作および（３．２）ハンドオーバ発生後における下りパケット処理動作について説明する。

（３．１）ハンドオーバ発生前における下りパケット処理動作
図５は、無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂによって実行される下りパケット処理動作を説明するための図である。図５（ａ）において、タイミングｔ１以前の処理はハンドオーバ発生前に実行され、タイミングｔ１以降の処理はハンドオーバ発生後に実行される。

無線基地局１ＡのＡＰＰ部１１Ａは、図５（ａ）に示す上位レイヤパケットＰ１を生成する。ＡＰＰ部１１Ａは、生成した上位レイヤパケットＰ１をＲＬＰ部１３Ａに渡す。

ＲＬＰ部１３Ａは、図５（ｂ）に示すように、上位レイヤパケットＰ１を分割（フラグメント）してＲＬＰフラグメントデータ（第１フラグメントデータ）を生成するとともに、生成したＲＬＰフラグメントデータを暗号化する。

フラグメントの際、ＲＬＰ部１３Ａは、無線基地局１Ａと無線端末２との間の無線品質（第１無線品質）に対応する変調クラス（第１変調方式）に応じて、ＲＬＰフラグメントデータのデータサイズ（第１データサイズ）を設定する。すなわち、ＲＬＰ部１３Ａは、第１フラグメントデータの第１データサイズを設定するデータサイズ設定部を構成する。ハンドオーバ発生前においては、無線基地局１Ａと無線端末２との間の無線品質が劣化しており、ＲＬＰ部１３Ａは、データサイズの小さい暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２ａを生成する。

さらに、ＲＬＰ部１３Ａは、図５（ｃ）に示すように、ＲＬＰヘッダ（ＲＬＰ_Ａ）を暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２ａに付加し、ＲＬＰパケットＰ３ａを生成する。ＲＬＰヘッダ（ＲＬＰ_Ａ）には、ＲＬＰフラグメントデータの始点および終点を示す情報や、再送処理に使用されるシーケンス番号などが含まれる。ＲＬＰ部１３Ａによって生成されたＲＬＰパケットＰ３ａは、ＳＰ部１４Ａに渡される。

ＳＰ部１４Ａは、図５（ｄ）に示すように、ＲＬＰ部１３Ａによって生成されたＲＬＰパケットＰ３ａをペイロードとして、当該ペイロードにＳＰヘッダ（ＳＰ_Ａ）を付加し、ＳＰパケットＰ４ａを生成する。ＳＰヘッダ（ＳＰ_Ａ）には、ＲＬＰパケットの用途に応じたストリームへの振り分けに用いられる情報が含まれる。ＳＰ部１４Ａによって生成されたＳＰパケットＰ４ａは、ＲＰ部１５Ａに渡される。

ＲＰ部１５Ａは、図５（ｅ）に示すように、ＳＰ部１４Ａによって生成されたＳＰパケットＰ４ａをペイロードとして、当該ペイロードにＲＰヘッダ（ＲＰ_Ａ）を付加し、ＲＰパケットＰ５ａを生成する。ＲＰ部１５Ａによって生成されたＲＰパケットＰ５ａは、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａに渡される。

ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａは、ＲＰパケットＰ５ａに対し、所定のプロトコル処理を施した後、無線区間を介して無線端末２に送信する。その際、適応変調による変調クラスが適用される。

（３．２）ハンドオーバ発生後における下りパケット処理動作
引き続き図５を用いて、無線端末２が無線基地局１Ａから無線基地局１Ｂへのハンドオーバを実行した後における下りパケット処理動作について説明する。

ハンドオーバが発生した場合、無線基地局１ＡのＲＬＰ部１３Ａは、図５（ｂ）に示すように、使用中の変調クラスに対応したフラグメントサイズに代えて、フラグメントサイズを予め定められた最大サイズに設定する。すなわち、ＲＬＰ部１３Ａは、使用中の変調クラスに対応したフラグメントサイズの設定を中止し、上位レイヤパケットＰ１を最大サイズで分割（フラグメント）する。本実施形態において、最大サイズとは、最も高速な変調クラスに対応するフラグメントサイズである。

この結果、ハンドオーバ発生後における暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２ｂは、ハンドオーバ発生前における暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２ａと比較して、データサイズが大幅に増加している。

ＲＬＰ部１３Ａは、図５（ｃ）に示すように、ＲＬＰヘッダ（ＲＬＰ_Ａ）を暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２ｂに付加し、ＲＬＰパケットＰ３ｂを生成する。ＳＰ部１４Ａは、図５（ｄ）に示すように、ＲＬＰ部１３Ａによって生成されたＲＬＰパケットＰ３ｂをペイロードとして、当該ペイロードにＳＰヘッダ（ＳＰ_Ａ）を付加し、ＳＰパケットＰ４ｂを生成する。ＲＰ部１５Ａは、図５（ｅ）に示すように、ＳＰ部１４Ａによって生成されたＳＰパケットＰ４ｂをペイロードとして、当該ペイロードにＲＰヘッダ（ＲＰ_Ａ）を付加し、ＲＰパケットＰ５ｂを生成する。

そして、ＲＰ部１５Ａは、基地局間通信を利用して、ＲＰパケットＰ５ｂを無線基地局１Ｂに転送する。すなわち、ＲＰ部１５Ａは、暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ２ｂと各ヘッダとによって構成されるＲＰパケットＰ５ｂを無線基地局１Ｂに転送するデータ転送部を構成する。

転送されたＲＰパケットＰ５ｂは、無線基地局１ＢのＩＲＴＰ部１２Ｂに渡される。ＩＲＴＰ部１２Ｂは、図５（ｆ）に示すように、ＲＰパケットＰ５ｂをペイロードとして、無線基地局１Ａが送信元であることを示すＩＲＴＰヘッダを当該ペイロードに付加する。この結果、ＩＲＴＰパケットＰ６が生成される。なお、無線端末２では、ＩＲＴＰヘッダに基づいて、受信処理部２０Ａおよび受信処理部２０Ｂ間の内部転送が実行される。生成されたＩＲＴＰパケットＰ６は、ＲＬＰ部１３Ｂに渡される。

ＲＬＰ部１３Ｂは、図５（ｇ）に示すように、ＩＲＴＰパケットＰ６を分割（フラグメント）してＲＬＰフラグメントデータ（第２フラグメントデータ）を生成するとともに、生成したＲＬＰフラグメントデータを暗号化する。その際、ＲＬＰ部１３Ｂは、無線基地局１Ｂと無線端末２との間の無線品質（第２無線品質）に対応する変調クラス（第２変調方式）に応じて、ＲＬＰフラグメントデータのデータサイズ（第２データサイズ）を設定する。

ハンドオーバ発生後においては、無線基地局１Ｂと無線端末２との間の無線品質が良好であり、且つ無線基地局１ＡのＲＬＰ部１３Ａが最大サイズでフラグメントを実行しているため、ＲＬＰ部１３Ｂは、データサイズの大きい暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ７を生成することができる。

さらに、ＲＬＰ部１３Ｂは、図５（ｈ）に示すように、ＲＬＰヘッダ（ＲＬＰ_Ｂ）を暗号化ＲＬＰフラグメントデータＰ７に付加し、ＲＬＰパケットＰ８を生成する。ＲＬＰ部１３Ｂによって生成されたＲＬＰパケットＰ８は、ＳＰ部１４Ｂに渡される。

ＳＰ部１４Ｂは、図５（ｉ）に示すように、ＲＬＰ部１３Ｂによって生成されたＲＬＰパケットＰ８をペイロードとして、当該ペイロードにＳＰヘッダ（ＳＰ_Ｂ）を付加し、ＳＰパケットＰ９を生成する。ＳＰ部１４Ｂによって生成されたＳＰパケットＰ９は、ＲＰ部１５Ｂに渡される。

ＲＰ部１５Ｂは、図５（ｊ）に示すように、ＳＰ部１４Ｂによって生成されたＳＰパケットＰ９をペイロードとして、当該ペイロードにＲＰヘッダ（ＲＰ_Ｂ）を付加し、ＲＰパケットＰ１０を生成する。ＳＰ部１４Ｂによって生成されたＲＰパケットＰ１０は、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂに渡される。

ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ｂは、ＲＰパケットＰ１０に対し、所定のプロトコル処理を施した後、無線区間を介して無線端末２に送信する。その際、適応変調による変調クラスが適用される。

（４）適応変調およびフラグメントの詳細
次に、適応変調およびフラグメントの詳細について説明する。図６は、無線品質（受信ＳＩＮＲ）と、変調クラスと、フラグメントサイズとを対応付けたテーブルの構成例を示す図である。

図６の例では、変調クラス０〜８の合計９つの変調クラスが用意されている。変調クラス８は最も高速な変調クラスであり、変調クラス０は最も低速な変調クラスである。具体的には、変調クラス８では２４ＱＡＭが用いられ、変調クラス０ではπ／２−ＢＰＳＫが用いられる。

各変調クラスにおいては、無線品質（受信ＳＩＮＲ）の閾値が規定されている。例えば、無線品質（受信ＳＩＮＲ）が閾値ＳＩＮＲ_８を上回る場合には変調クラス８が適用される。無線品質（受信ＳＩＮＲ）が閾値ＳＩＮＲ_８を下回り、閾値ＳＩＮＲ_７を上回る場合には変調クラス７が適用される。同様に、無線品質（受信ＳＩＮＲ）が閾値ＳＩＮＲ_７を下回り、閾値ＳＩＮＲ_６を上回る場合には変調クラス６が適用される。

各変調クラスには、フラグメントサイズが対応付けられている。具体的には、変調クラス８に対応するフラグメントサイズ（ＳＩＺＥ_８）はデータサイズが最大であり、変調クラス０に対応するフラグメントサイズ（ＳＩＺＥ_０）はデータサイズが最小である。

上述したように、無線端末２のハンドオーバにより、無線基地局１Ａが無線基地局１Ｂへのパケット転送を実行する場合、無線基地局１Ａは、使用中の変調クラスと無関係に、最大のフラグメントサイズ（ＳＩＺＥ_８）でフラグメントを実行する。

（５）無線基地局の動作フロー
図７は、無線基地局１Ａにおける下りパケットの処理動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１１０において、無線基地局１Ａは、他の無線基地局（本実施形態では、無線基地局１Ｂ）からハンドオーバ通知メッセージを受信済みであるか否かを判定する。ハンドオーバ通知メッセージとは、無線端末２が他の無線基地局へハンドオーバしたことを通知するメッセージであり、当該他の無線基地局によって送信される。

無線基地局１Ａがハンドオーバ通知メッセージを未受信である場合、処理がステップＳ２１１に進み、ハンドオーバ通知メッセージを受信済みである場合、処理がステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２１１〜ステップＳ２１４の各処理は、無線端末のハンドオーバ前において実行される。まず、ステップＳ２１１において、ＲＬＰ部１３Ａは、上述したＲＬＰ処理を実行する。その際、ＲＬＰ部１３Ａは、使用中の変調クラスに対応するフラグメントサイズでフラグメントを実行する。

ステップＳ２１２において、ＳＰ部１４Ａは、上述したＳＰ処理を実行する。ステップＳ２１３において、ＲＰ部１５Ａは、上述したＲＰ処理を実行する。ステップＳ２１４において、ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部１６Ａは、無線端末２にパケットを送信する。

一方、ステップＳ２２１〜ステップＳ２２４の各処理は、無線端末のハンドオーバ後において実行される。ステップＳ２２１において、ＲＬＰ部１３Ａは、上述したＲＬＰ処理を実行する。その際、ＲＬＰ部１３Ａは、使用中の変調クラスと無関係に、最大のフラグメントサイズ（ＳＩＺＥ_８）でフラグメントを実行する。

ステップＳ２２２において、ＳＰ部１４Ａは、上述したＳＰ処理を実行する。また、ステップＳ２２３において、ＲＰ部１５Ａは、上述したＲＰ処理を実行する。ステップＳ２２４において、ＲＰ部１５Ａは、無線基地局１Ｂにパケットを転送する。

（６）作用および効果
以上説明したように、無線基地局１ＡのＲＬＰ部１３Ａは、無線端末２が無線基地局１Ｂへのハンドオーバを実行した場合、使用中の変調クラスに応じたフラグメントサイズの設定を中止するとともに、フラグメントサイズを予め定められた最大サイズに設定する。具体的には、ＲＬＰ部１３Ａは、フラグメントサイズを、通信速度が最大となる所定変調方式（変調クラス８）に対応するフラグメントサイズ（ＳＩＺＥ_８）に設定する。そして、無線基地局１Ｂは、自局で使用中の変調クラスに応じて、無線基地局１Ａから転送されたパケットに適用するフラグメントサイズを設定する。

したがって、無線基地局１Ａと無線端末２との間の無線品質が低く、無線基地局１Ｂと無線端末２との間の無線品質が高い場合でも、無線基地局１Ｂにおいてフラグメントサイズを大きく設定することが可能となる。

（７）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態では、予め定められた最大サイズとして、通信速度が最も高い変調クラスに対応するフラグメントサイズＳＩＺＥ_８を使用していた。しかしながら、通信速度が最も高い変調クラスに対応するフラグメントサイズに代えて、無線基地局１Ａと無線基地局１Ｂとの基地局間通信において転送可能な最大パケットサイズに対応するフラグメントサイズを使用してもよい。具体的には、基地局間通信において転送可能な最大パケットサイズをＡとし、無線基地局１Ａにおいて付加される各ヘッダの合計サイズをＢとすると、予め定められた最大サイズは、Ａ−Ｂのサイズとなる。

また、上述した実施形態では、変調クラス０〜８の合計９つの変調クラスが用意されていたが、９つに限らず、１０以上または８以下の変調クラスが用意されていてもよい。また、通信速度が最も高い変調クラスにおいて２４ＱＡＭが用いられていたが、２４ＱＡＭに限らず、さらに高速な６４ＱＡＭなどを用いてもよい。

上述した実施形態では、無線品質として受信ＳＩＮＲが使用されていたが、受信ＳＩＮＲに限らず、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）や受信ＢＥＲ（Bit Error Rate）などを使用してもよい。

上述した実施形態では、ＵＭＢシステムに基づく構成について説明したが、ＵＭＢシステムに限らず、適応変調に基づくフラグメントを実行し、且つハンドオーバ時に無線基地局間でパケットを転送するシステムであれば本発明を適用可能である。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の概略構成を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の概略構成を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局および無線端末の詳細構成を示す機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の下りパケット処理動作を説明するための図である。 変調クラスと、無線品質（受信ＳＩＮＲ）と、フラグメントサイズとを対応付けたテーブルの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局における下りパケットの処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａ…無線基地局、１Ｂ…無線基地局、２…無線端末、３…アクセスゲートウェイ、４…ネットワーク、１０…無線通信システム、１１Ａ，１１Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ…ＡＰＰ部、１２Ａ，１２Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ…ＩＲＴＰ部、１３Ａ，１３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ…ＲＬＰ部、１４Ａ，１４Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ…ＳＰ部、１５Ａ，１５Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ…ＲＰ部、１６Ａ，１６Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ…ＰＣＰ／ＭＡＣ／ＰＨＹ部、２０Ａ…受信処理部、２０Ｂ…受信処理部、１０１…ＲＦ部、１０２…制御部、１０３…Ｉ／Ｆ部、１０４…記憶部

Claims (6)

1. 無線端末に送信すべきデータを第１フラグメントデータに分割し、適応変調を用いて、前記第１フラグメントデータを前記無線端末に送信する第１無線基地局と、
   前記無線端末のハンドオーバ後において、前記無線端末に送信すべきデータを第２フラグメントデータに分割し、前記適応変調を用いて、前記第２フラグメントデータを前記無線端末に送信する第２無線基地局と
   を含む無線通信システムであって、
   前記第１無線基地局は、
   前記無線端末と前記第１無線基地局との間の第１無線品質に対応する第１変調方式に応じて、前記第１フラグメントデータの第１データサイズを設定するデータサイズ設定部と、
   前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１フラグメントデータを前記第２無線基地局に転送するデータ転送部と
   を備え、
   前記第２無線基地局は、前記無線端末と前記第２無線基地局との間の第２無線品質に対応する第２変調方式に応じて、前記第２フラグメントデータの第２データサイズを設定し、
   前記データサイズ設定部は、前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１変調方式に応じた前記第１データサイズの設定を中止するとともに、前記第１データサイズを予め定められた最大サイズに設定する無線通信システム。
2. 前記第２無線品質は、前記第１無線品質よりも高く、
   前記第２変調方式に応じて定まる通信速度は、前記第１変調方式に応じて定まる通信速度よりも高い請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記データサイズ設定部は、前記第１変調方式に応じて定まる通信速度が高速であるほど、前記第１データサイズを大きく設定し、
   前記第２無線基地局は、前記第２変調方式に応じて定まる通信速度が高速であるほど、前記第２データサイズを大きく設定する請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記適応変調では、前記無線品質が所定品質を超える場合、通信速度が最大となる所定変調方式が用いられ、
   前記無線端末が前記他の無線基地局へのハンドオーバを実行する前において、前記データサイズ設定部は、前記所定変調方式が用いられる場合に、前記データサイズを前記最大サイズに設定する請求項３に記載の無線通信システム。
5. 無線端末に送信すべきデータをフラグメントデータに分割し、適応変調を用いて、前記フラグメントデータを前記無線端末に送信する無線基地局であって、
   前記無線端末と前記無線基地局との間の無線品質に対応する変調方式に応じて、前記フラグメントデータのデータサイズを設定するデータサイズ設定部と、
   前記無線端末が他の無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記フラグメントデータを前記他の無線基地局に転送するデータ転送部と
   を備え、
   前記データサイズ設定部は、前記無線端末が前記他の無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記変調方式に応じた前記データサイズの設定を中止するとともに、前記データサイズを予め定められた最大サイズに設定する無線基地局。
6. 無線端末に送信すべきデータを第１フラグメントデータに分割し、適応変調を用いて、前記第１フラグメントデータを前記無線端末に送信する第１無線基地局と、
   前記無線端末のハンドオーバ後において、前記無線端末に送信すべきデータを第２フラグメントデータに分割し、前記適応変調を用いて、前記第２フラグメントデータを前記無線端末に送信する第２無線基地局と
   を用いた無線通信方法であって、
   前記第１無線基地局が、前記無線端末と前記第１無線基地局との間の第１無線品質に対応する第１変調方式に応じて、前記第１フラグメントデータの第１データサイズを設定するステップと、
   前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１無線基地局が、前記第１変調方式に応じた前記第１データサイズの設定を中止するとともに、前記第１データサイズを予め定められた最大サイズに設定するステップと、
   前記無線端末が前記第２無線基地局へのハンドオーバを実行した場合、前記第１無線基地局が、前記第１フラグメントデータを前記第２無線基地局に転送するステップと、
   前記第２無線基地局が、前記無線端末と前記第２無線基地局との間の第２無線品質に対応する第２変調方式に応じて、前記第２フラグメントデータの第２データサイズを設定するステップと
   を備える無線通信方法。

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