JP2010004522A - 無線基地局制御装置、無線通信システム、及び無線基地局制御装置用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 無線端末装置が高速に移動する場合にハンドオーバできる無線通信システム、無線基地局制御装置、および無線端末装置を目的とする。
【解決手段】 複数の無線端末装置ＰＳと通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置ＣＳと接続されると共に、複数の無線基地局装置ＣＳのそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信する無線基地局制御装置は、複数の無線端末装置ＰＳのそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置ＣＳの識別情報を、無線端末装置ＰＳが現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段３２ａと、ハンドオーバ先候補記憶手段３２ａを参照して、無線端末装置ＰＳが現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先無線基地局装置ＣＳを選択する選択手段とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、無線基地局装置と無線で通信する無線端末装置にハンドオーバさせる無線基地局制御装置、無線通信システム、及び無線基地局制御装置用プログラムに関する。

携帯電話などの無線端末装置は、無線通信システムに備えられた無線基地局装置と無線で通信を行っている。この無線基地局装置は、無線端末装置と無線で通信可能な範囲である無線ゾーンに隙間ができないように設置されている。無線端末装置は、移動してもとの無線ゾーンから逸脱すると、無線基地局装置と通信ができなくなるため、移動先の無線ゾーンに対応する無線基地局装置へ通信先を切り替えて通信を継続する。これをハンドオーバという。このハンドオーバは、無線端末装置と通信する無線基地局装置（無線部）を切り替えるだけでなく、複数の無線基地局装置を収容して制御する無線基地局制御装置と無線基地局装置との間（有線部）の接続切り替えも必要となる。

低速で移動する無線端末装置がハンドオーバする場合、ハンドオーバが必要な条件に合致した時点で無線部および有線部の切り替えを行っても、通信を継続することができる。しかしながら、高速で移動する無線端末装置がハンドオーバする場合、ハンドオーバが完了する前に、通信中の無線基地局装置の無線ゾーン外へ移動することがあり、この場合無線端末装置における通信を継続することができない。

また、無線端末装置による通信量が多くなると、大容量の無線リソースが必要となるため、無線ゾーンを小さくして１つの無線基地局装置と通信する無線端末装置の数も少なくする傾向がある。このような小さな無線ゾーンの無線通信システムでは、ハンドオーバの頻度が高くなり、新幹線の車内で通信を行うなど非常に高速移動する状況下ではハンドオーバが完了しないままその次の無線ゾーンへ移動してしまい、無線ゾーンに在圏しているにも関わらず高速移動中は通信できないという問題がある。

このような高速移動におけるハンドオーバを可能にする方法として、ハンドオーバを行う無線端末装置が、ハンドオーバを要求すべき無線基地局装置を予測する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００１−２６８６１９号公報

しかしながら、上記の従来技術は、無線端末装置側で自らのハンドオーバ履歴を記憶部に記憶しておき、そのハンドオーバ履歴に基づいて移動経路上にある無線基地局装置を特定しその基地局装置を介して基地局制御装置に対しハンドオーバ要求を行うものであったことから、無線基地局制御装置側では、無線端末装置からのハンドオーバ要求を受けてからしか無線部および有線部の接続切替を行えなかった。そのため、無線端末装置が高速で移動している場合は、ハンドオーバ要求を受けて上記接続切替が完了する前にハンドオーバ要求を受けた基地局装置の無線ゾーンを通過して出て行ってしまい、結果としてハンドオーバができないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、無線端末装置が高速に移動する場合であってもより高い確率でハンドオーバを可能にする無線基地局制御装置、無線通信システム、及び無線基地局制御装置用プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による無線基地局制御装置は、複数の無線端末装置と通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と接続されると共に、前記複数の無線基地局装置のそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信する無線基地局制御装置とを有し、前記無線基地局装置と前記無線基地局制御装置とが互いに通信リンクを確立する無線通信システムの無線基地局制御装置であって、前記複数の無線端末装置のそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置の識別情報を、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段と、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択する選択手段とを備えることを特徴としている。

また、上記目的を達成するために、本発明による無線通信システムは、複数の無線端末装置と通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と接続されると共に、前記複数の無線基地局装置のそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信する無線基地局制御装置とを有し、前記無線基地局装置と前記無線基地局制御装置とが互いに通信リンクを確立する無線通信システムであって、前記無線基地局制御装置には、前記複数の無線端末装置のそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置の識別情報を、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段と、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択する選択手段とを備えること特徴としている。

また、上記目的を達成するために、本発明による無線基地局制御装置用プログラムは、複数の無線端末装置と通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と接続され、前記複数の無線基地局装置のそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信するとともに、前記複数の無線端末装置のそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置の識別情報を、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段を備える無線基地局制御装置とを有し、前記無線基地局装置と前記無線基地局制御装置とが互いに通信リンクを確立する無線通信システムの無線基地局制御装置用プログラムであって、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択する選択機能を備えることを特徴としている。

本発明による無線基地局制御装置、無線通信システム、及び無線基地局制御装置用プログラムによれば、無線端末装置が高速で移動する場合であってもより高い確率でハンドオーバすることができる。

本発明の一実施の形態に係る無線通信システムを示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局制御装置の構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線端末装置が移動する経路と無線基地局装置との位置関係を示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局制御装置の記憶部に記憶されているハンドオーバ先候補テーブルを示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局制御装置の記憶部に記憶されているハンドオーバ履歴テーブルを示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局制御装置の記憶部に記憶されている無線端末装置履歴テーブルを示した図。 本発明の一実施の形態に係るハンドオーバ及びハンドオーバ準備を行う契機である無線端末装置が受信する無線基地局装置からの電波強度を示した図。 本発明の一実施の形態に係るハンドオーバ先の無線基地局装置を選択する無線通信システムの全体の処理を示したシーケンス図。 本発明の一実施の形態に係るハンドオーバ先の無線基地局装置を選択する無線基地局制御装置の処理を示したフローチャート。 本発明の一実施の形態に係るハンドオーバ先の無線基地局装置を選択する無線通信システムの全体の処理を示したシーケンス図。 本発明の一実施の形態に係るハンドオーバ先の無線基地局装置を選択する無線基地局制御装置の処理を示したフローチャート。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す無線通信システムのブロック図である。
無線通信システムＳは、無線端末装置ＰＳと無線で通信する無線基地局装置ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、…、ＣＳｎ、および無線基地局装置ＣＳ１〜ＣＳｎを収容して制御する無線基地局制御装置１を有している。無線基地局制御装置１は、ＩＰ網２、公衆網３と接続され、ＩＰ網２、公衆網３を介してインターネット４に接続できるようになっている。

図２は、無線通信システムに備えられた無線基地局装置ＣＳ（ＣＳ１乃至ＣＳｎ共通）の構成を示したブロック図である。
無線基地局装置ＣＳは、制御部２１、記憶部２２、インターフェース部２０を有している。インターフェース部２０には、無線で無線端末装置ＰＳと通信する無線送受信部２０ａおよび無線基地局制御装置１と接続する有線送受信部（通知手段）２０ｂが備えられている。

制御部２１は、無線端末装置ＰＳから送られてくる情報を無線送受信部２０ａによって受信し、その情報を記憶部２２に一時記憶させ、有線送受信部２０ｂを用いてその情報を無線基地局制御装置１へ送信したり、無線端末装置ＰＳから送られてくる接続要求やハンドオーバ要求等に対し、記憶部２２に記憶されている無線帯域の割当て情報を基に無線帯域の割当てを行ったりなど、無線基地局装置ＣＳの全体の制御を行うようになっている。

図３は、無線通信システムに備えられた無線基地局制御装置１のブロック図である。
無線基地局制御装置１には、制御部３１、記憶部３２、ハンドオーバ管理部（ハンドオーバ管理手段）３３、インターフェース部３０を有している。インターフェース部３０には、無線基地局装置ＣＳと接続された有線送受信部（通信手段）３０ａが備えられている。記憶部３２には、ハンドオーバ先候補テーブル（ハンドオーバ先候補記憶手段）３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル（ハンドオーバ履歴記憶手段）３２ｂ、無線端末装置履歴テーブル（無線端末装置履歴記憶手段）３２ｃが記憶されている。

ハンドオーバ管理部３３は、有線送受信部３０ａからハンドオーバ成功通知を受信すると、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、無線端末装置履歴テーブル３２ｃを更新し、制御部３１は、ハンドオーバ準備要求の通知を受信すると、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、無線端末装置履歴テーブル３２ｃを参照してハンドオーバ先を選択（選択手段）したりするようになっている。

図４は、本実施例で説明するいわゆる「ハンドオーバ予測」の状況を示す図である。
無線基地局装置ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は無線基地局制御装置１に接続され、それぞれ形成する無線ゾーンＡ１、Ａ２、Ａ３が一部重なって隣り合うように配置され、無線端末装置ＰＳ１が無線ゾーンＡ１から無線ゾーンＡ２へ移動し、さらに無線ゾーンＡ３へ移動する場合を示している。無線端末装置ＰＳ１が無線ゾーンＡ１から無線ゾーンＡ２へハンドオーバしたという履歴がある場合に、これに基づき無線ゾーンＡ３へハンドオーバすると予測することができるため、無線基地局装置ＣＳ２から無線基地局装置ＣＳ３へのハンドオーバを行う。つまり、無線端末装置ＰＳ１が無線基地局装置ＣＳ２と通信中にハンドオーバが必要になる前に、予めハンドオーバ先の無線基地局装置ＣＳ３を選択して無線基地局制御装置１と無線基地局装置ＣＳ３との間の有線部の通信リンクを確立しておき、無線端末装置ＰＳ１が無線基地局装置ＣＳ２と通信中にハンドオーバが必要な状況になったときに無線端末装置ＰＳ１と通信する無線基地局装置ＣＳ２を無線基地局装置ＣＳ３へ切替える。ここで、通信リンクの確立とは、有線部の通信リソース、すなわち通信チャネルをハンドオーバしてくる無線端末装置用に確保し、その無線端末装置がハンドオーバ要求を行って無線部の切替を行った場合に、確保しておいた通信チャネルを用いて通信できるようにしておくことである。

よって、無線端末装置ＰＳ１が無線基地局装置ＣＳ２と通信中にハンドオーバが必要になる前に有線部の通信チャネルを確保しておくことにより、ハンドオーバ先の通信チャネルが不足することが原因で、ハンドオーバ先の決定に時間がかかるという問題を解決できる。また、この通信チャネルを用いて通信できるようにする、すなわち通信リンクの確立には、要求および応答等の所定の手順を踏む必要があり、この手順を行う分の時間を要するが、このような所定の手順を踏む通信リンクの確立方法の場合、ハンドオーバに先立ってこの手順を行っておくことができるので、ハンドオーバが必要になってから無線基地局装置ＣＳ３へのハンドオーバが完了するまでの時間を短縮することができ、その結果として無線端末装置ＰＳ１が高速で移動する場合でもハンドオーバできる。なお、無線ゾーンＡ１、Ａ２、Ａ３を移動した場合の、無線基地局装置ＣＳ３と通信中（ハンドオーバ後）の無線端末装置ＰＳ１のハンドオーバ履歴は、無線ゾーンＡ１、Ａ２を「直近過去２回のハンドオーバに係る無線基地局装置」と示す。

図５は、無線基地局制御装置１に記憶されるハンドオーバ先候補テーブル３２ａの一例を示したものである。
ハンドオーバ先候補テーブル３２ａには、現在無線端末装置ＰＳが通信している無線基地局装置ＣＳおよび直前に無線端末装置ＰＳが通信した無線基地局装置ＣＳの情報毎に、過去に同じハンドオーバ履歴を持つ無線端末装置ＰＳが次にハンドオーバした無線基地局装置ＣＳの選択頻度の高い順にその頻度と共に無線基地局装置ＣＳを示している。本実施例では、この頻度の情報として、ハンドオーバした割合を表記している。この頻度の情報は、ハンドオーバした割合に限られるものではなく、例えばハンドオーバした回数を表記するようにしてもよい。

例えば、現在無線端末装置ＰＳが通信している無線基地局装置ＣＳが無線基地局装置ＣＳ１で、直前無線基地局装置ＣＳが無線基地局装置ＣＳ２である履歴を持つ無線端末装置ＰＳは、過去に５５％の割合で無線基地局装置ＣＳ３へハンドオーバし、無線基地局装置ＣＳ３が１番目のハンドオーバ先候補であることを示している。また、同じ履歴において２番目に割合が高い無線基地局装置ＣＳはハンドオーバの割合が２５％で無線基地局装置ＣＳ４であり、２番目のハンドオーバ先候補であることを示している。

このように、無線基地局制御装置１がハンドオーバ先候補テーブル３２ａを備えることで、このハンドオーバ先候補テーブル３２ａを参照して無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先を選択することができる。

なお、この割合の算出については、後述するハンドオーバ履歴テーブル３２ｂを参照して説明する。

図６は、無線基地局制御装置１に記憶されるハンドオーバ履歴テーブル３２ｂの一例を示したものである。このハンドオーバ履歴テーブル３２ｂには、過去に無線基地局装置ＣＳ２から無線基地局装置ＣＳ１へハンドオーバし、その後無線基地局装置ＣＳ１からハンドオーバした無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先を履歴として示したものである。このハンドオーバ履歴テーブル３２ｂは、無線基地局装置ＣＳ２から無線基地局装置ＣＳ１へハンドオーバした無線端末装置ＰＳが、無線基地局装置ＣＳ２からハンドオーバした場合に更新されるものであって、一定回数を上限としてその一定回数分のハンドオーバ履歴がハンドオーバした順に記憶される。このハンドオーバ履歴テーブル３２ｂを更新すると、ハンドオーバ履歴の数がその一定回数分を超えてしまう場合は、最も古いハンドオーバ履歴を削除し、更新によって新たに記憶されるハンドオーバ履歴を追加して更新する。

図６の例では、一定回数が１００回であり、最も古いハンドオーバ履歴は無線基地局装置ＣＳ４であり、最も新しいハンドオーバ履歴は無線基地局装置ＣＳ３であることを示している。

このハンドオーバ履歴テーブル３２ｂは、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａに記憶するハンドオーバ先候補となる無線基地局装置ＣＳを算出するために用いられる。例えば、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂに記憶されている一定回数１００回のハンドオーバの履歴に無線基地局装置ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５の３つの無線基地局装置ＣＳが記憶されているとすると、無線基地局装置ＣＳ３がハンドオーバ履歴テーブル３２ｂに何個記憶されているかを統計をとり、一定回数１００回のうちのどのくらいの割合で無線基地局装置ＣＳ３へハンドオーバされたかを算出する。同様にしてハンドオーバ履歴テーブル３２ｂに記憶されている全ての無線基地局装置ＣＳについてもハンドオーバされた割合を算出する。ハンドオーバ先候補テーブル３２ａに記憶されるハンドオーバした頻度の情報を、ハンドオーバした回数で表記する場合は、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂに記憶されている無線基地局装置ＣＳの統計をとった個数を、ハンドオーバした回数として表記する。

なお、このハンドオーバ履歴テーブル３２ｂは、無線基地局装置ＣＳ２から無線基地局装置ＣＳ１へハンドオーバした履歴を持つ無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先を一例として示したが、他の無線基地局装置ＣＳから無線基地局装置ＣＳ１へハンドオーバした履歴を持つ無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先や、現在通信中の無線基地局装置ＣＳが無線基地局装置ＣＳ１以外の無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先なども記憶しておくことができるようになっている。

このように、無線基地局制御装置１がハンドオーバ履歴テーブル３２ｂを記憶することで、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａに記憶するためのハンドオーバ先を算出することができる。

図７は、無線基地局制御装置１に記憶される無線端末装置履歴テーブル３２ｃの一例を示したものである。この無線端末装置履歴テーブル３２ｃは、現在の無線基地局装置ＣＳ毎に、無線端末装置ＰＳの情報、及びその無線端末装置ハンドオーバ前に通信していた無線基地局装置ＣＳの情報が記憶されているものである。

図７の例では、現在無線基地局装置ＣＳ１と通信中の無線端末装置ＰＳは、無線端末装置ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３であり、そのうちの無線端末装置ＰＳ１は無線基地局装置ＣＳ１へハンドオーバする前は無線基地局装置ＣＳ２と通信し、無線基地局装置ＣＳ２へハンドオーバする前は無線基地局装置ＣＳ３と通信していたことを示している。

無線基地局制御装置１が無線端末装置履歴テーブル３２ｃを記憶することで、ハンドオーバの経路毎に備えられたハンドオーバ履歴テーブル３２ｂのうちどのハンドオーバ履歴テーブル３２ｂに記憶するかを判断することができる。

図８は、無線端末装置ＰＳがハンドオーバする契機となる無線基地局装置ＣＳと無線端末装置ＰＳとの通信に使用する電波の通信品質を示したものである。通信品質の表示の仕方としては、電波強度、信号対雑音干渉電力比であるＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）などがある。ここでは、通信品質の一例として電波強度を用い、無線端末装置ＰＳが無線基地局装置ＣＳから受信する電波強度を測定してハンドオーバの契機を検出する場合について説明する。

無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳとの間の距離が離れると、無線端末装置ＰＳが受信する無線基地局装置ＣＳからの電波強度は弱くなり、ハンドオーバを行わなくてはならない。このときの電波強度をハンドオーバ実施電波強度として図中に示した。また、このハンドオーバ実施電波強度まで電波強度が低下してからハンドオーバを行うのでは、無線端末装置ＰＳが高速に移動する場合のハンドオーバが困難となるため、ハンドオーバを準備するために、ハンドオーバ実施電波強度よりも若干強い電波強度の場合にハンドオーバ準備電波強度を設けた。

無線端末装置ＰＳが受信する無線基地局装置ＣＳからの電波強度がハンドオーバ準備電波強度まで低下すると、ハンドオーバ実施の際に速やかにハンドオーバできるようにハンドオーバ先となる無線基地局装置ＣＳを選択して、予め無線基地局制御装置１と選択した無線基地局装置ＣＳとの間の通信リンク確立を行うようになっている。

なお、無線端末装置ＰＳから受信する電波強度を無線基地局装置ＣＳが測定する場合はハンドオーバ実施電波強度とハンドオーバ準備電波強度を設けることで、ハンドオーバ先となる無線基地局装置ＣＳを選択し、予め無線基地局制御装置１と選択した無線基地局装置ＣＳとの間の通信リンク確立を行うようになっている。

図９は、無線通信システムの全体の動作をシーケンスを用いて示した図である。ここでは、無線端末装置ＰＳが無線基地局装置ＣＳ１から無線基地局装置ＣＳ２へハンドオーバする場合の例を示す。

まず、無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳ１が無線通信状態であり（Ｓ１０１）、無線基地局装置ＣＳ１と無線基地局制御装置１が通信リンク確立状態である（Ｓ１０２）。無線端末装置ＰＳが受信する無線基地局装置ＣＳ１からの電波強度がハンドオーバ準備電波強度まで低下すると（Ｓ１０３）、無線端末装置ＰＳは無線基地局装置ＣＳ１を介して無線基地局制御装置１へハンドオーバ準備要求を送信する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。

このハンドオーバ準備要求を受信した無線基地局制御装置１は、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブル３２ｃを参照して、ハンドオーバ先の無線基地局装置ＣＳを選択する（Ｓ１０６）。

ハンドオーバ先の無線基地局装置ＣＳを、例えば無線基地局装置ＣＳ２であると判断すると、無線基地局制御装置１はハンドオーバ先の無線基地局装置ＣＳ２へ通信リンク確立要求を送信する（Ｓ１０７）。この通信リンク確立要求を受信した無線基地局装置ＣＳ２は、無線基地局制御装置１へ通信リンク確立応答を送信し（Ｓ１０８）、無線基地局装置ＣＳ２と無線基地局制御装置１との間が通信リンク確立された状態となる（Ｓ１０９）。

無線端末装置ＰＳが受信する無線基地局装置ＣＳ１からの電波強度がハンドオーバ実施電波強度まで低下すると（Ｓ１１０）、無線端末装置ＰＳは、無線基地局装置ＣＳ２へハンドオーバ要求を送信する（Ｓ１１１）。このハンドオーバ要求を無線基地局装置ＣＳ２が受信すると、無線基地局装置ＣＳ２と無線基地局制御装置１との間は既に通信リンク確立状態であるため、無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳ２は無線通信状態となる（Ｓ１１２）。

無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳ２が無線通信状態となると、無線基地局装置ＣＳ２は無線基地局制御装置１へハンドオーバ成功通知を送信する（Ｓ１１３）。このハンドオーバ成功通知を受信した無線基地局制御装置１は、ハンドオーバ前に無線端末装置ＰＳが通信していた無線基地局装置ＣＳ１へ、通信リンク切断要求を送信し（Ｓ１１４）、無線基地局制御装置１は、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブル３２ｃを更新する（Ｓ１１５）。

次に、図１０を参照して無線基地局制御装置１がハンドオーバ先候補の選択を行う処理について説明する。
まず、ハンドオーバ準備要求を受信したか否かを判断する（Ｓ２０１）。受信していなければ処理Ｓ２０１を繰り返す。ハンドオーバ準備要求を受信したならば、ハンドオーバ準備要求に係る無線端末装置ＰＳの現在および直前に通信していた無線基地局装置ＣＳを無線端末装置履歴テーブル３２ｃを参照して選択する（Ｓ２０２）。

無線端末装置ＰＳの現在および直前に通信していた無線基地局装置ＣＳを判断すると、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａを参照して、無線端末装置ＰＳの現在及び直前に通信していた無線基地局装置ＣＳの履歴が同じである条件で候補となっている無線基地局装置ＣＳを選択する（Ｓ２０３）。ハンドオーバ先候補となる無線基地局装置ＣＳを選択すると、ハンドオーバ待ちタイマを設定する（Ｓ２０４）。タイマを設定すると、ハンドオーバ先候補へ通信リンク確立要求を送信する（Ｓ２０５）。また、この通信リンク確立要求に応答した無線基地局装置ＣＳから通信リンク確立応答を受信する（Ｓ２０６）。

ここで、ハンドオーバ待ちタイマがタイムアウトしたか否かを判断する（Ｓ２０７）。タイムアウトしてない場合は、無線端末装置ＰＳに係るハンドオーバ成功通知を受信したか否かを判断する（Ｓ２０８）。このハンドオーバ成功通知は、ハンドオーバ先候補として選択された無線基地局装置ＣＳ２からだけでなく、他の無線基地局装置ＣＳへハンドオーバした場合のハンドオーバ成功通知を含む。ハンドオーバ成功通知を受信した場合は、既に無線基地局制御装置１と通信リンク確立状態の無線基地局装置ＣＳのうちハンドオーバが成功した無線基地局装置ＣＳ以外の無線基地局装置ＣＳへ、無線基地局装置ＣＳと無線基地局制御装置１との間の通信リンクを切断することを要求する通信リンク切断要求を送信する（Ｓ２０９）。通信リンク切断要求を送信した後は、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブル３２ｃを更新して処理を終了する（Ｓ２１０）。

処理Ｓ２０７において、ハンドオーバ待ちタイマがタイムアウトした場合は、ハンドオーバ先候補として通信リンク確立状態の無線基地局装置ＣＳに通信リンク切断要求を送信して処理を終了する（Ｓ２１１）。また、処理Ｓ２０８において、ハンドオーバ成功通知を受信していない場合は、処理Ｓ２０７に戻り、Ｓ２０７以降の処理を繰り返す。

このように、無線端末装置ＰＳがハンドオーバする度に更新して履歴が蓄積していくハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブルを無線基地局制御装置１が記憶しているために、無線端末装置ＰＳの過去直近２回のハンドオーバ履歴を基に無線基地局制御装置１がハンドオーバ先を選択することができる。その結果として、ハンドオーバ先の無線基地局装置ＣＳと無線基地局制御装置１との間の有線部を予め通信リンク確立状態にしておくことができ、無線端末装置ＰＳが高速に移動する場合でもハンドオーバが可能となる。

このことにより、ハンドオーバ履歴を無線端末装置ＰＳに記憶して蓄積し、ハンドオーバ先の選択を無線端末装置ＰＳで行った場合は、その無線端末装置ＰＳが移動したことがない経路についてはいわゆるハンドオーバ先の予測を行うことができないが、実施例１のように無線基地局制御装置１が無線基地局装置ＰＳのハンドオーバ履歴を記憶して蓄積することで、その無線端末装置ＰＳが初めて移動する経路であってもいわゆるハンドオーバ予測を行うことができる。

さらに、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂに記憶する履歴の数を一定回数分とすることで、新たな交通経路が整備されたり新しく無線基地局装置ＣＳが設置されたりなど、ハンドオーバ先候補が変化した場合に、新しいハンドオーバ先候補を選択することができるようにハンドオーバ先候補テーブル３２ａが更新されるまでの期間を短くすることができる。

実施例１では、ハンドオーバする無線端末装置ＰＳと同じ履歴の無線基地局装置ＣＳからハンドオーバしたハンドオーバ後の無線基地局装置ＣＳの割合が最も高い無線基地局装置ＣＳをハンドオーバ先候補として選択した。
実施例２では、ハンドオーバの成功率を高めるために、複数の無線基地局装置ＣＳをハンドオーバ先候補として選択する例を示す。なお、無線通信システム、無線基地局装置、および無線基地局制御装置の構成は、実施例１と同じであるため同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、無線通信システムの全体の動作をシーケンスを用いて示した図である。
処理Ｓ３０１から処理Ｓ３０５までは実施例１の処理Ｓ１０１から処理１０５と同じであるため説明を省略する。

ハンドオーバ準備要求を受信した無線基地局制御装置１は、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブル３２ｃを参照して、ハンドオーバ先の複数の無線基地局装置ＣＳを選択する（Ｓ３０６）。この複数の無線基地局装置ＣＳは、２つであっても３つ以上であってもよい。

ハンドオーバ先の無線基地局装置ＣＳとして、例えば無線基地局装置ＣＳ２および無線基地局装置ＣＳ３が選択された場合は、無線基地局装置ＣＳ２および無線基地局装置ＣＳ３へ通信リンク確立要求を送信する（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。この通信リンク確立要求を受信した無線基地局装置ＣＳ２、ＣＳ３は、無線基地局制御装置１へ通信リンク確立応答を送信し（Ｓ３０９、Ｓ３１０）、無線基地局装置ＣＳ２と無線基地局制御装置１との間および無線基地局装置ＣＳ３と無線基地局制御装置１との間が夫々通信リンク確立された状態となる（Ｓ３１１、Ｓ３１２）。

また、無線端末装置ＰＳが受信する無線基地局装置ＣＳ１からの電波強度がハンドオーバ実施電波強度まで低下すると（Ｓ３１３）、無線端末装置ＰＳは、無線基地局装置ＣＳ２へハンドオーバする場合、無線基地局装置ＣＳ２へハンドオーバ要求を送信する（Ｓ３１４）。このハンドオーバ要求を無線基地局装置ＣＳ２が受信すると、無線基地局装置ＣＳ２と無線基地局制御装置１との間は既に通信リンク確立状態であるため、無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳ２は無線通信状態となる（Ｓ３１５）。

無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳ２が無線通信状態となると、無線基地局装置ＣＳ２は無線基地局制御装置１へハンドオーバ成功通知を送信する（Ｓ３１６）。このハンドオーバ成功通知を受信した無線基地局制御装置１は、ハンドオーバ先候補として通信リンク確立状態の無線基地局装置ＣＳおよびハンドオーバ前に無線端末装置ＰＳが通信していた無線基地局装置ＣＳ１へ、通信リンク切断要求を送信し（Ｓ３１７、Ｓ３１８）、無線基地局制御装置１は、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブル３２ｃを更新する（Ｓ３１９）。

次に、図１２を参照して無線基地局制御装置１がハンドオーバ先候補の選択を行う処理について説明する。なお、処理Ｓ４０１および処理Ｓ４０２は、実施例１の処理Ｓ２０１および処理Ｓ２０２と同じであるため説明を省略する。

無線端末装置ＰＳの現在および直前に通信していた無線基地局装置ＣＳを選択すると、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａを参照して、無線端末装置ＰＳの現在及び直前に通信していた無線基地局装置ＣＳの履歴が同じである条件で候補となっている無線基地局装置ＣＳを複数選択する（Ｓ４０３）。ハンドオーバ先候補となる無線基地局装置ＣＳを選択すると、ハンドオーバ待ちタイマを設定する（Ｓ４０４）。タイマを設定すると、複数のハンドオーバ先候補へ通信リンク確立要求を送信する（Ｓ４０５）。また、この通信リンク確立要求に応答した複数の無線基地局装置ＣＳから通信リンク確立応答を受信する（Ｓ４０６）。

ここで、ハンドオーバ待ちタイマがタイムアウトしたか否かを判断する（Ｓ４０７）。タイムアウトしてない場合は、無線端末装置ＰＳに係るハンドオーバ成功通知を受信したか否かを判断する（Ｓ４０８）。このハンドオーバ成功通知は、ハンドオーバ先候補として選択された無線基地局装置ＣＳ２からだけでなく、他の無線基地局装置ＣＳへハンドオーバした場合のハンドオーバ成功通知を含む。ハンドオーバ成功通知を受信した場合は、既に無線基地局制御装置１と通信リンク確立状態の無線基地局装置ＣＳのうちハンドオーバが成功した無線基地局装置ＣＳ以外の無線基地局装置ＣＳへ、無線基地局装置ＣＳと無線基地局制御装置１との間の通信リンクを切断することを要求する通信リンク切断要求を送信する（Ｓ４０９）。通信リンク切断要求を送信した後は、ハンドオーバ先候補テーブル３２ａ、ハンドオーバ履歴テーブル３２ｂ、および無線端末装置履歴テーブル３２ｃを更新して処理を終了する（Ｓ４１０）。

また、処理Ｓ４０７において、ハンドオーバ待ちタイマがタイムアウトした場合は、ハンドオーバ先候補として通信リンク確立状態の無線基地局装置ＣＳに通信リンク切断要求を送信して処理を終了する（Ｓ４１１）。また、処理Ｓ４０８において、ハンドオーバ成功通知を受信していない場合は、処理Ｓ４０７に戻り、Ｓ４０７以降の処理を繰り返す。

以上のように、ハンドオーバ先候補の無線基地局装置ＣＳを複数選択してそれらの無線基地局装置ＣＳに対し、通信リンク確立を行うことで、高速に移動する無線端末装置ＰＳの成功率を更に高めることができる。

なお、本発明は、以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、ハンドオーバ先候補を選択するためのハンドオーバ履歴は直近過去２回のハンドオーバに係る無線基地局装置ＣＳを基に選択する例を示したが、直近過去３回以上の無線基地局装置ＣＳを基に選択するようにしてもよい。また、ハンドオーバ先候補を選択する際に利用する情報として、ハンドオーバ後の無線基地局装置の割合を例示したが、回数表示にして取り扱ってもよい。さらに、無線端末装置と無線基地局装置が通信する電波強度の低下を無線端末装置ではなく無線基地局装置が検出し、ハンドオーバ準備要求やハンドオーバ要求を無線端末装置ではなく無線基地局装置が行ってもよい。

それから、無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先を無線基地局制御装置１が無線端末装置ＰＳへ指示する技術と組み合わせてもよく、そうすることによって無線基地局装置ＣＳと無線基地局制御装置１との間の有線部の接続だけでなく、無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳとの間の無線部を無線端末装置ＰＳが高速に移動する場合でもハンドオーバすることができる。加えて、無線端末装置ＰＳのハンドオーバ先候補を選択する際に、それらのハンドオーバ先候補の無線基地局装置ＣＳの無線帯域の使用状況なども考慮して選択するようにしてもよい。その他、実施例１および実施例２では、無線基地局制御装置１に端末履歴テーブル３２ｃを記憶するようにしたが、無線端末装置ＰＳの移動履歴を示す経路情報を、それぞれの無線端末装置ＰＳで記憶しておき、ハンドオーバの準備が必要になったときにその経路情報を無線基地局制御装置１へ通知するようにしてもよい。

ＰＳ、ＰＳ１、ＰＳ２…無線端末装置
ＣＳ、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、…、ＣＳｎ…無線基地局装置
Ａ１、Ａ２、Ａ３…無線ゾーン
１…無線基地局制御装置
２…ＩＰ網
３…公衆網
４…インターネット
２０、３０…インターフェース部
２０ａ…無線送受信部
２０ｂ、３０ａ…有線送受信部
２１、３１…制御部
２２、３２…記憶部
３２ａ…ハンドオーバ先候補テーブル
３２ｂ…ハンドオーバ履歴テーブル
３２ｃ…無線端末装置履歴テーブル
３３…ハンドオーバ管理部

Claims (19)

1. 複数の無線端末装置と通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と接続されると共に、前記複数の無線基地局装置のそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信する無線基地局制御装置とを有し、前記無線基地局装置と前記無線基地局制御装置とが互いに通信リンクを確立する無線通信システムの無線基地局制御装置であって、
   前記複数の無線端末装置のそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置の識別情報を、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段と、
   前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択する選択手段と
   を備えることを特徴とする無線基地局制御装置。
2. 前記無線端末装置のハンドオーバに先立って、前記選択手段によって選択された無線基地局装置との間の通信リンクを確立する通信リンク制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局制御装置。
3. 前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶される前記経路毎に、前記複数の無線端末装置のそれぞれがハンドオーバしたハンドオーバ先無線基地局装置の識別情報を記憶するハンドオーバ履歴記憶手段と、
   前記無線基地局装置から送られてくるハンドオーバ成功通知を受信するに伴い前記ハンドオーバ履歴記憶手段を更新し、前記ハンドオーバ履歴記憶手段に記憶されている前記経路毎のハンドオーバ先無線基地局装置へハンドオーバした頻度を計算するとともに、前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶されているハンドオーバ先候補の無線基地局装置の識別情報に、計算された前記頻度を対応付けて前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶するハンドオーバ管理手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線基地局制御装置。
4. 前記選択手段は、前記ハンドオーバ先候補記憶手段が記憶する前記頻度が最も高いハンドオーバ先無線基地局装置をハンドオーバ先として選択することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の無線基地局制御装置。
5. 前記選択手段は、前記ハンドオーバ先候補記憶手段が記憶する前記頻度が高い複数のハンドオーバ先無線基地局装置をハンドオーバ先に選択することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の無線基地局制御装置。
6. 端末履歴は、制御装置に記憶
   前記無線端末装置が移動した経路の情報を記憶する無線端末装置履歴記憶手段をさらに備え、
   前記選択手段は、前記無線端末装置履歴記憶手段に記憶された、前記経路の情報を基に、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して前記ハンドオーバする無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の無線基地局制御装置。
7. 前記選択手段は、前記無線端末装置から受信する前記経路の情報を基に、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の無線基地局制御装置。
8. 前記選択手段が受信する前記経路の情報は、前記無線端末装置から送られてくるハンドオーバ準備を要求するハンドオーバ準備要求の通知に含まれることを特徴とする請求項７に記載の無線基地局制御装置。
9. ハンドオーバ履歴記憶手段の記憶数に上限を設ける
   前記ハンドオーバ履歴記憶手段には、記憶するハンドオーバ先無線基地局装置の数に、予め設定された一定回数分が上限を設けられ、
   前記ハンドオーバ管理手段は、前記ハンドオーバ履歴記憶手段を更新すると前記上限を超過する場合は最も古い前記ハンドオーバ先無線基地局装置の識別情報を削除し、前記更新に係るハンドオーバ先無線基地局装置を追加し、前記ハンドオーバ履歴記憶手段に記憶された前記ハンドオーバ先無線基地局装置の識別情報に基づいて前記経路毎のハンドオーバ先無線基地局装置へハンドオーバした頻度を計算するとともに、前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶されている前記ハンドオーバした頻度を、計算された前記頻度に更新することを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の無線基地局制御装置。
10. 複数の無線端末装置と通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と接続されると共に、前記複数の無線基地局装置のそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信する無線基地局制御装置とを有し、前記無線基地局装置と前記無線基地局制御装置とが互いに通信リンクを確立する無線通信システムであって、
    前記無線基地局制御装置には、
    前記複数の無線端末装置のそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置の識別情報を、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段と、
    前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択する選択手段と
    を備えることを特徴とする無線通信システム。
11. 前記無線基地局制御装置には、
    前記無線端末装置のハンドオーバに先立って、前記選択手段によって選択された無線基地局装置との間の通信リンクを確立する通信リンク制御手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
12. 前記無線基地局制御装置には、
    前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶される前記経路毎に、前記複数の無線端末装置のそれぞれがハンドオーバしたハンドオーバ先無線基地局装置の識別情報を記憶するハンドオーバ履歴記憶手段と、
    前記無線基地局装置から送られてくるハンドオーバ成功通知を受信するに伴い前記ハンドオーバ履歴記憶手段を更新し、前記ハンドオーバ履歴記憶手段に記憶されている前記経路毎のハンドオーバ先無線基地局装置へハンドオーバした頻度を計算するとともに、前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶されているハンドオーバ先候補の無線基地局装置の識別情報に、計算された前記頻度を対応付けて前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶するハンドオーバ管理手段と
    をさらに備えることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の無線通信システム。
13. 前記選択手段は、前記ハンドオーバ先候補記憶手段が記憶する前記頻度が最も高いハンドオーバ先無線基地局装置をハンドオーバ先として選択することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２の何れか１項に記載の無線通信システム。
14. 前記選択手段は、前記ハンドオーバ先候補記憶手段が記憶する前記頻度が高い複数のハンドオーバ先無線基地局装置をハンドオーバ先に選択することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２の何れか１項に記載の無線通信システム。
15. 端末履歴は、制御装置に記憶
    前記無線基地局制御装置には、前記無線端末装置が移動した経路の情報を記憶する無線端末装置履歴記憶手段をさらに備え、
    前記選択手段は、前記無線端末装置履歴記憶手段に記憶された、前記経路の情報を基に、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して前記ハンドオーバする無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択することを特徴とする請求項１０乃至請求項１４の何れか１項に記載の無線通信システム。
16. 前記選択手段は、前記無線端末装置から受信する前記経路の情報を基に、前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４の何れか１項に記載の無線通信システム。
17. 前記選択手段が受信する前記経路の情報は、前記無線端末装置から送られてくるハンドオーバ準備を要求するハンドオーバ準備要求の通知に含まれることを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
18. 前記ハンドオーバ履歴記憶手段には、記憶するハンドオーバ先無線基地局装置の数に、予め設定された一定回数分が上限を設けられ、
    前記ハンドオーバ管理手段は、前記ハンドオーバ履歴記憶手段を更新すると前記上限を超過する場合は最も古い前記ハンドオーバ先無線基地局装置の識別情報を削除し、前記更新に係るハンドオーバ先無線基地局装置を追加し、前記ハンドオーバ履歴記憶手段に記憶された前記ハンドオーバ先無線基地局装置の識別情報に基づいて前記経路毎のハンドオーバ先無線基地局装置へハンドオーバした頻度を計算するとともに、前記ハンドオーバ先候補記憶手段に記憶されている前記ハンドオーバした頻度を、計算された前記頻度に更新することを特徴とする請求項１２乃至請求項１５の何れか１項に記載の無線通信システム。
19. 複数の無線端末装置と通信を行う無線ゾーンを形成する複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と接続され、前記複数の無線基地局装置のそれぞれとの間で通信チャンネルを介して通信するとともに、前記複数の無線端末装置のそれぞれのハンドオーバ先に選択する候補の無線基地局装置の識別情報を、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路毎に記憶するハンドオーバ先候補記憶手段を備える無線基地局制御装置とを有し、前記無線基地局装置と前記無線基地局制御装置とが互いに通信リンクを確立する無線通信システムの無線基地局制御装置用プログラムであって、
    前記ハンドオーバ先候補記憶手段を参照して、前記無線端末装置が現在位置する無線ゾーンへ移動した経路に基づき前記無線端末装置のハンドオーバ先無線基地局装置を選択する選択機能を備えることを特徴とする無線基地局制御装置用プログラム。

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