JP3717798B2 - ハンドオーバ制御方法及び装置、並びに移動通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法に関し、特に移動局のオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変え、ネットワーク上の各ノードに掛かる負荷に応じてパス経路を変えるハンドオーバ制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、移動通信システムにおいては、一つの基地局がカバーする無線エリアをセルと呼び、セルは図６に示されるようにオーバラップゾーンと呼ばれる互いに重なる部分が存在する。図６において、ＲＮＣは、無線ネットワーク制御装置（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、ＢＴＳは、基地局（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）であり、ＭＴは、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）である。移動局のハンドオーバ処理は、移動局が上記オーバラップゾーンに入った時に発生する。
【０００３】
ハンドオーバの方式は、大きく３つ提案されている。それらは、（ａ）図７に示すようなゲートウェイハンドオーバ方式、（ｂ）図８に示すような基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び、（ｃ）図９に示すような無線リンクパス延長ハンドオーバ方式、である。
【０００４】
３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）に代表される現行の移動通信においては、ネットワーク制御方式によってハンドオーバ方式を固定するのが一般的である。
【０００５】
例えば、遅延要求の厳しいスイッチ（回線）交換方式においては、基地局コントローラまで張られたパスを延長する上記２）基地局コントローラパス延長方式が採用され、遅延要求が比較的緩やかなパケット交換方式においては、ネットワーク・リソースを効率良く利用するために、中継ノードのパスを張り替える上記１）ゲートウェイハンドオーバ方式が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のハンドオーバ制御方法は、ネットワーク制御方式によってハンドオーバ方式を固定化しており、特定のエリアで特定のネットワーク制御方式の利用が集中した場合に、１）特定のノードにトラヒックが集中するという問題を生じ得る。
【０００７】
特に、従来のハンドオーバ制御方法では、パスが張られる際に、同じエリアで同じネットワーク制御方式を利用する移動局に対しては同じ経路でパスが張られるのが通常であり、上記問題点１）は顕著であった。
【０００８】
又、上記従来のハンドオーバ制御方法は、ネットワーク制御方式によってハンドオーバ方式を決定しており、ハンドオーバ処理時間の制約条件である移動局のオーバラップゾーン滞在時間を考慮していないため、２）ネットワーク・リソースを効率良く用いることができない。以下、この問題点２）につき詳述する。
【０００９】
ハンドオーバ処理は、移動局がオーバラップゾーンに滞在する間に完了させなければならない。移動局が、ハンドオーバ処理が未処理のままオーバラップゾーンを出ると、ハンドオーバ先の基地局との回線接続がまだ確立されていないため、パケットロスや回線断を生じ得ることとなる。
【００１０】
図７乃至９からも明らかなように、（ａ）ゲートウェイハンドオーバ方式は、ハンドオーバ前後のパスが同じ経路を辿るのはゲートウェイまでで、そこから移動機までは各ノードにおける負荷を考慮して最適な経路を辿るようにするものであり、（ｂ）基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式は、ハンドオーバ前後のパスが基地局コントローラまで同じ経路を辿り、そこから移動機までは各ノードにおける負荷を考慮して最適な経路を辿るようにするものであり、（ｃ）無線リンクパス延長ハンドオーバ方式は、ハンドオーバ前後のパスがハンドオーバ元の基地局まで同じ経路を辿り、そこから移動機までの無線リンクパスは各基地局における負荷を考慮して最適な基地局を経るようにするものである。
【００１１】
一般にハンドオーバ処理に要する時間は新たに張り替えるパスの数（ポップ数）に比例するため、上記３方式におけるハンドオーバ処理時間は、（ａ）＞（ｂ）＞（ｃ）となる。
【００１２】
他方、ハンドオーバ前後の経路が一致しなくなる箇所（即ち、経路が分岐する箇所）がネットワークにおいて移動局寄り（いわゆる川下）であるほど、方式によって固定化されてしまうパスが増え、パス設定の自由度が小さくなり、各ノードにおける負荷を考慮したネットワークにとって最適な経路決定ができなくなる。又、分岐箇所が川下になる程、新しい接続のパス経路が遠回りとなり、即ち冗長パスが含まれることになり、冗長となるパスの分、リソースの利用効率が悪化し、負荷も余分に増えることになり得る。したがって、上記３方式を採用した際にネットワークに掛かる負荷は、概して（ａ）＜（ｂ）＜（ｃ）となると言え得る。
【００１３】
このように、ハンドオーバ方式の選択において、ハンドオーバ処理時間とネットワーク・リソースの利用効率とは二律背反の関係にある。したがって、ハンドオーバ処理時間を短縮することを常に優先してハンドオーバ方式を決定することは、ネットワーク・リソースの有効利用の観点からみると必ずしも効率的でない。
【００１４】
本発明は、ハンドオーバ方式選択における上記のような特徴に着目し、前述のような特定のノードへのトラヒックの集中を回避し、ネットワーク・リソースの利用効率向上を図るために為されたものであり、移動局のオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変え、ネットワーク上の各ノードに掛かる負荷に応じてパス経路を変えるハンドオーバ制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るハンドオーバ制御方法は、移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって、２以上の基地局の無線エリアが互いに重なったオーバラップゾーン内に移動局が滞在すると推定されたオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変える方法を採る。
【００１６】
この方法によれば、ハンドオーバ処理に要する時間とシステムに掛かる負荷とが二律背反の関係となるハンドオーバ方式の選択において、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上にハンドオーバ処理を速く行わず、システムへ掛かる負荷を軽減する方を優先するように方式を選択することによって、特定のノードにトラフィックが集中してしまう状況を回避することができ、ネットワーク・リソースの利用効率の向上を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１に係る方法において、移動局のハンドオーバ方式であるゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び無線リンクパス延長ハンドオーバ方式の前記オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列を、前記オーバラップゾーン滞在時間の長い順に、ゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定め、移動局のハンドオーバ方式を、前記ゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び無線リンクパス延長ハンドオーバ方式の中から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間に対応したいずれか一方式を選択する方法を採る。
【００１８】
この方法によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００１９】
本発明の請求項３に係るハンドオーバ制御方法は、請求項２に係る方法において、ゲートウェイハンドオーバ方式若しくは基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式が選択された場合に、上記選択された方式において採り得るハンドオーバパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択して設定する方法を採る。
【００２０】
この方法によれば、特定のノードに負荷が集中しないようにハンドオーバパスを設定することができるため、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の請求項４に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る方法において、移動局の速度とセル構成とから前記オーバラップゾーン滞在時間を推定する方法を採る。
【００２２】
この方法において、「速度」とは、速さと方向とを持ったベクトル量である。
【００２３】
この方法によれば、移動局の移動速さと方向とを測定しておき、該測定結果をセル構成と照らし合わせることによって、該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を正確に推定することができる。
【００２４】
本発明の請求項５に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る方法において、ハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率から前記オーバラップゾーン滞在時間を推定する方法を採る。
【００２５】
この方法によれば、電界強度の履歴を取っておくことによって、簡易にオーバラップゾーン滞在時間を推定することができる。
【００２６】
本発明の請求項６に係る移動通信システムは、移動局と無線通信する基地局と、複数のノードとから成る通信ネットワークを有し、ハンドオーバ制御装置を備えた移動通信システムであって、前記移動局は、該移動局の移動特性と、ハンドオーバ要求とを前記ハンドオーバ制御装置に伝達する伝達手段を有し、前記ハンドオーバ制御装置は、移動局毎の移動特性を保持する移動特性保持手段と、移動局からハンドオーバ要求を受け取った際に、前記移動特性保持手段によって保持される該移動局の移動特性に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定手段と、前記ハンドオーバ方式決定手段によって決定されたハンドオーバ方式において採り得るパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択するパス選択手段と、前記パス選択手段によって選択されたパスによって前記ハンドオーバしようとする移動局と接続するように前記ノード及び前記基地局を制御するパス設定制御手段とを有する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、ハンドオーバ処理に要する時間とシステムに掛かる負荷とが二律背反の関係となるハンドオーバ方式の選択において、移動特性から推定されるオーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上にハンドオーバ処理を速く行わず、システムへ掛かる負荷を軽減する方を優先するように方式を選択し、更に特定のノードに負荷が集中しないようにハンドオーバパスを設定することによって、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００２８】
本発明の請求項７に係る移動通信システムは、請求項６に係るシステムにおいて、前記移動特性は移動局の速度であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記移動局速度とセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００２９】
この構成において、「速度」とは、速さと方向とを持ったベクトル量であり、この構成によれば、移動局の移動速さと方向とを測定しておき、該測定結果をセル構成と照らし合わせることによって、該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を正確に推定することができる。
【００３０】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００３１】
本発明の請求項８に係る移動通信システムは、請求項６に係るシステムにおいて、前記移動特性はハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記減衰率から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、電界強度の履歴を取っておくことによって、簡易にオーバラップゾーン滞在時間を推定することができる。
【００３３】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００３４】
本発明の請求項９に係るハンドオーバ制御装置は、移動局と無線通信する基地局と、複数のノードとから成る通信ネットワークに設けられたハンドオーバ制御装置であって、移動局から報告される移動特性を保持する移動特性保持手段と、移動局からハンドオーバ要求を受け取った際に、前記移動特性保持手段によって保持される該移動局の移動特性に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定手段と、前記ハンドオーバ方式決定手段によって決定されたハンドオーバ方式において採り得るパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択するパス選択手段と、前記パス選択手段によって選択されたパスによって前記ハンドオーバしようとする移動局と接続するように前記ノード及び前記基地局を制御するパス設定制御手段とを有する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、ハンドオーバ処理に要する時間とシステムに掛かる負荷とが二律背反の関係となるハンドオーバ方式の選択において、移動特性から推定されるオーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上にハンドオーバ処理を速く行わず、システムへ掛かる負荷を軽減する方を優先するように方式を選択し、更に特定のノードに負荷が集中しないようにハンドオーバパスを設定することによって、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００３６】
本発明の請求項１０に係るハンドオーバ制御装置は、請求項９に係る装置において、前記移動特性は移動局の速度であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記移動局速度とセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００３７】
この構成において、「速度」とは、速さと方向とを持ったベクトル量であり、この構成によれば、移動局の移動速さと方向とを測定しておき、該測定結果をセル構成と照らし合わせることによって、該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を正確に推定することができる。
【００３８】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００３９】
本発明の請求項１１に係るハンドオーバ制御装置は、請求項９に係る装置において、前記移動特性はハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記減衰率から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、電界強度の履歴を取っておくことによって、簡易にオーバラップゾーン滞在時間を推定することができる。
【００４１】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るハンドオーバ制御方法は、ハンドオーバしようとする移動局のオーバラップゾーン滞在時間に応じて該ハンドオーバ処理に用いるハンドオーバ方式を変える方法を採る。
【００４３】
前述のように、ハンドオーバ方式の選択において、ハンドオーバ処理時間とネットワーク・リソースの利用効率とは二律背反の関係にあり、ハンドオーバ処理時間の短縮を常に優先するとネットワーク・リソースの有効利用が図れない。
【００４４】
しかしながら、これを換言すれば、オーバラップゾーン滞在時間が短い移動局については、回線断を起こさないために、ハンドオーバ処理時間を重視してハンドオーバ方式を決めなければならないが、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上に急いでハンドオーバ処理を完了させる必要は無く、ネットワーク・リソースの有効活用の方を重視することも可能であることを意味する。
【００４５】
そこで、本発明に係るハンドオーバ制御方法においては、移動局のオーバラップゾーン滞在時間をパラメータとして、ハンドオーバ方式を可変なものとする。
【００４６】
なお、ここでいうオーバラップゾーン滞在時間は、移動局の移動速さ（スカラー量）に必ずしも比例するものではない。例えば、図１に示す一例において、ＢＴＳ１が管轄するセルからＢＴＳ２が管轄するセルへハンドオーバをしようとするＭＴ１及びＭＴ２につき、両者が図示するような矢印に沿って移動中であるものとすると、両者の速さ（スカラー量）が同じであれば、オーバラップゾーン滞在時間はＭＴ２の方が長いと推定されるが、両者の速さ（スカラー量）が異なる場合、ＭＴ１の滞在時間の方が長くなることもあり得る。
【００４７】
即ち、オーバラップゾーン滞在時間をパラメータとする場合に移動局の移動速さを代替パラメータとすると正確性に欠くことになる。したがって、移動局の速度（速さと方向とを有するベクトル量）とセル構成（特にオーバラップゾーンの形状）とからオーバラップゾーン滞在時間を推定し、該推定値をパラメータとすべきである。
【００４８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「速さ」とはスカラー量であるところの速度を指し、「速度」とは前述のような速さと方向とを持ったベクトル量であるところの速度を指すものとする。
【００４９】
まず、図２を用いて、本実施形態に係る移動通信システムの概観について説明する。図２は、本実施形態に係る移動通信システムの概観を示す模式図である。
【００５０】
図２において、移動プロファイル管理装置２０１は、ユーザ毎（移動局毎）の移動特性を保持し、管理する。ここで、移動特性とは、例えば移動局の移動速度である。負荷プロファイル管理装置２０２は、ネットワーク内の各ノードのキュー内に溜まっているデータ量（データ長）などを監視することによって各ノードの負荷状態を把握し、該負荷状態を保持・管理する。ハンドオーバパス決定装置２０３は、移動局からハンドオーバ要求があった際に、ハンドオーバ方式及びハンドオーバパスの経路を決定し、該決定に基づいてシステム全体を制御する。
【００５１】
次いで、図３を用いて、図２における上記３装置の各構成について詳述する。図３は、上記３装置の各構成を概略的に示す模式図である。
【００５２】
図３に示すように、移動局３０１は、該移動局の移動特性（例えば移動速度）を測定する移動特性測定部３０２と、オーバラップゾーンに入ったことを検知するハンドオーバ判断部３０３と、移動特性測定部３０２によって測定された移動特性を移動プロファイル管理装置２０１に伝達する移動特性通知部３０４とを有する。
【００５３】
又、移動プロファイル管理装置２０１は、移動局毎に設けられた移動プロファイル管理部３０５と、それらを管理する制御部３０６とを有する。
【００５４】
又、負荷プロファイル管理装置２０２は、決定されたハンドオーバ方式で採用可能なハンドオーバパスをすべて選出するハンドオーバパス選出部３０７と、ネットワーク上の各ノードの負荷状態を監視する負荷監視部３０８と、ハンドオーバパス選出部３０７によって選出された各ハンドオーバパスがネットワークに掛ける負荷を計算する負荷計算部３０９とを有する。
【００５５】
更に、ハンドオーバパス決定装置２０３は、ハンドオーバを要求している移動局の移動プロファイル管理部３０５を参照する移動プロファイル参照部３１０と、ハンドオーバを要求している移動局の移動特性と予め保持するセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定し、該推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定部３１１と、ハンドオーバ方式決定部３１１によって決定されたハンドオーバ方式を負荷プロファイル装置２０２に伝達し、該ハンドオーバ方式で採用し得る各ハンドオーバパスが採用された場合にネットワークに掛かる負荷を負荷プロファイル装置２０２から取得する負荷プロファイル参照部３１２と、該決定されたハンドオーバ方式において採用し得る中で最も負荷が小さいハンドオーバパスを選択・決定するハンドオーバパス決定部３１３と、上記ハンドオーバを要求した移動局が該決定されたハンドオーバパスによって接続されるように各ノードを制御するハンドオーバ制御部３１４とを有する。
次いで、図４を用いて、本実施形態に係るハンドオーバ制御処理について説明する。図４は、本実施形態に係るハンドオーバ制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
移動局の移動特性測定部３０２は、該移動局の移動特性（例えば移動速度）を常時測定し、又、負荷監視部３０８は、ネットワーク上の各ノードにおける負荷状況を常時監視する。
【００５７】
移動局のハンドオーバ判断部３０３は、該移動局がオーバラップゾーンに入ったか否かを監視する（Ｓ４０１）。
【００５８】
オーバラップゾーンに入ったことが検知された場合（Ｓ４０１の「Ｙｅｓ」）、ハンドオーバパス決定装置２０３にハンドオーバ要求を送信する（Ｓ４０２）と共に、移動特性通知部３０４は、移動特性の直近の測定結果を移動プロファイル管理装置２０１に報告する。報告された移動特性は、該移動局についての移動プロファイル管理部３０５に保存される。ここで、上記直近の測定結果とは、オーバラップゾーンに入ったことが検知された時点の直前の所定期間における測定結果であり、該所定期間の長さは任意に設定できるものとする。但し、余りにも古い履歴は、現在の移動状況を正しく反映するものでないと考えられるため、不要である。
【００５９】
ハンドオーバ要求を受けたハンドオーバパス決定装置２０３では、まず移動プロファイル参照部３１０が移動プロファイル管理装置２０１にアクセスし、該移動局の移動プロファイルを管理する移動プロファイル管理部３０５から該移動局の移動プロファイルを取得する（Ｓ４０３）。
【００６０】
次いで、ハンドオーバ方式決定部３１１は、移動プロファイル参照部３１０によって取得されたハンドオーバを要求している移動局の移動プロファイル（例えば移動速度の履歴）と予め保持するセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定し（Ｓ４０４）、該推定値に基づいてハンドオーバ方式を選択する（Ｓ４０５）。
【００６１】
上記選択処理は、例えば閾値処理によって為され、滞在時間が比較的長いと判断された場合にはネットワークへの負荷が最も軽いゲートウェイハンドオーバ方式を選択し（Ｓ４０８）、滞在時間が非常に短いと判断された場合にはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を選択し（Ｓ４０６）、これら以外の場合には基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式を選択する（Ｓ４０７）。
【００６２】
Ｓ４０６において無線リンクパス延長ハンドオーバ方式が採用された場合、有線区間のハンドオーバパスの経路を一意に決定され（Ｓ４１１）、制御処理はＳ４１２へ進む。他方、Ｓ４０７において基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式が採用された場合及びＳ４０８においてゲートウェイハンドオーバ方式が採用された場合、ネットワークに掛かる負荷を最小にするために、Ｓ４０９へ進む。
【００６３】
Ｓ４０９において、負荷プロファイル参照部３１２は、負荷プロファイル管理装置２０２のハンドオーバパス選出部３０７に決定されたハンドオーバ方式を伝達する。該伝達を受けたハンドオーバパス選出部３０７は、上記決定されたハンドオーバ方式において採用し得るハンドオーバパスの経路をすべて挙げる（Ｓ４０９）。ハンドオーバパス選出部３０７によって挙げられるパスにつき、ゲートウェイハンドオーバ方式が採用された場合の一例を図５に示す。図示の都合上、ここでは４つのパスだけを示すが、図５の例においても他のパスを採ることも可能であり、又、実際のネットワークはノード数がより多いため、採用し得る経路数もより多くなる。
【００６４】
負荷計算部３０９は、ハンドオーバパス選出部３０７によって挙げられたすべてのハンドオーバパスの経路につき、負荷監視部３０８による監視結果を参照して、該経路が採用された場合にネットワーク上の各ノードにおける負荷状態がどのように変化するかを計算し、該計算結果を負荷プロファイル参照部３１２へ返す（Ｓ４１０）。
【００６５】
次いで、ハンドオーバパス決定部３１３は、負荷プロファイル参照部３１２によって取得された上記計算結果に基づいて、特定のノードに負荷が集中することなく、システム全体に与える負荷が最も小さいと考えられるハンドオーバパスを決定する（Ｓ４１１）。
【００６６】
次いで、ハンドオーバ制御部３１４は、ハンドオーバパス決定部３１３によって決定されたハンドオーバパスによってハンドオーバを要求している移動局が回線接続できるようにネットワーク上の基地局及びノードを制御する（Ｓ４１２）。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、オーバラップゾーン滞在時間が短い移動局に対しては、回線断を起こさないために、ハンドオーバ処理に要する時間が最も短くなるハンドオーバ方式を適用すると共に、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、ハンドオーバ処理に要する時間が比較的長いものの、ネットワーク・リソースの有効利用を図ることができるハンドオーバ方式を適用することによって、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００６８】
なお、上記一実施形態では、移動速度とセル構成とから移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する態様について述べたが、本発明は該態様に限定されるものではなく、他の方法によって推定されたオーバラップゾーン滞在時間を用いることも可能である。
【００６９】
例えば、ハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率を測定し、該減衰率からあとどのくらい該ハンドオーバ元の基地局から電波を受けることができるかを推定することによってこれをオーバラップゾーン滞在時間の推定値とすることも可能である。
【００７０】
又、上記一実施形態では、本発明に係るシステムの構成要素が３つの装置内に分散して配置された態様について述べたが、本発明は該態様に限定されるものではなく、本システムはネットワーク上のどこに配置されてもよく、各構成要素は１つ以上の装置にどのように分散されてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項１乃至５に係るハンドオーバ制御方法によれば、ネットワーク・リソースの利用効率の向上を図ることができる。
【００７２】
又、本発明の請求項６乃至８に係る移動通信システム及び請求項９乃至１１に係るハンドオーバ制御装置によれば、請求項１乃至５に係るハンドオーバ制御方法を移動通信システムにおいて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハンドオーバを行う移動局の様子を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る移動通信システムの概観を示す模式図である。
【図３】移動プロファイル管理装置負荷プロファイル管理装置ハンドオーバパス決定装置上記３装置の各構成を概略的に示す模式図である。
【図４】本実施形態に係るハンドオーバ制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】ゲートウェイハンドオーバ方式が採用された場合にハンドオーバパス選出部によって挙げられるパスの一例を示す模式図である。
【図６】従来の移動通信システムの概要を示す模式図である。
【図７】ゲートウェイハンドオーバ方式によるハンドオーバパス設定の様子を示す模式図である。
【図８】基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式によるハンドオーバパス設定の様子を示す模式図である。
【図９】無線リンクパス延長ハンドオーバ方式によるハンドオーバパス設定の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
２０１ 移動プロファイル管理装置
２０２ 負荷プロファイル管理装置
２０３ ハンドオーバパス決定装置
３０１ 移動局
３０２ 移動特性測定部
３０３ ハンドオーバ判断部
３０４ 移動特性通知部
３０５ 移動プロファイル管理部
３０６ 制御部
３０７ ハンドオーバパス選出部
３０８ 負荷監視部
３０９ 負荷計算部
３１０ 移動プロファイル参照部
３１１ ハンドオーバ方式決定部
３１２ 負荷プロファイル参照部
３１３ ハンドオーバパス決定部
３１４ ハンドオーバ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法に関し、特に移動局のオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変え、ネットワーク上の各ノードに掛かる負荷に応じてパス経路を変えるハンドオーバ制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、移動通信システムにおいては、一つの基地局がカバーする無線エリアをセルと呼び、セルは図６に示されるようにオーバラップゾーンと呼ばれる互いに重なる部分が存在する。図６において、ＲＮＣは、無線ネットワーク制御装置（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、ＢＴＳは、基地局（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）であり、ＭＴは、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）である。移動局のハンドオーバ処理は、移動局が上記オーバラップゾーンに入った時に発生する。
【０００３】
ハンドオーバの方式は、大きく３つ提案されている。それらは、（ａ）図７に示すようなゲートウェイハンドオーバ方式、（ｂ）図８に示すような基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び、（ｃ）図９に示すような無線リンクパス延長ハンドオーバ方式、である。
【０００４】
３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）に代表される現行の移動通信においては、ネットワーク制御方式によってハンドオーバ方式を固定するのが一般的である。
【０００５】
例えば、遅延要求の厳しいスイッチ（回線）交換方式においては、基地局コントローラまで張られたパスを延長する上記２）基地局コントローラパス延長方式が採用され、遅延要求が比較的緩やかなパケット交換方式においては、ネットワーク・リソースを効率良く利用するために、中継ノードのパスを張り替える上記１）ゲートウェイハンドオーバ方式が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のハンドオーバ制御方法は、ネットワーク制御方式によってハンドオーバ方式を固定化しており、特定のエリアで特定のネットワーク制御方式の利用が集中した場合に、１）特定のノードにトラヒックが集中するという問題を生じ得る。
【０００７】
特に、従来のハンドオーバ制御方法では、パスが張られる際に、同じエリアで同じネットワーク制御方式を利用する移動局に対しては同じ経路でパスが張られるのが通常であり、上記問題点１）は顕著であった。
【０００８】
又、上記従来のハンドオーバ制御方法は、ネットワーク制御方式によってハンドオーバ方式を決定しており、ハンドオーバ処理時間の制約条件である移動局のオーバラップゾーン滞在時間を考慮していないため、２）ネットワーク・リソースを効率良く用いることができない。以下、この問題点２）につき詳述する。
【０００９】
ハンドオーバ処理は、移動局がオーバラップゾーンに滞在する間に完了させなければならない。移動局が、ハンドオーバ処理が未処理のままオーバラップゾーンを出ると、ハンドオーバ先の基地局との回線接続がまだ確立されていないため、パケットロスや回線断を生じ得ることとなる。
【００１０】
図７乃至９からも明らかなように、（ａ）ゲートウェイハンドオーバ方式は、ハンドオーバ前後のパスが同じ経路を辿るのはゲートウェイまでで、そこから移動機までは各ノードにおける負荷を考慮して最適な経路を辿るようにするものであり、（ｂ）基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式は、ハンドオーバ前後のパスが基地局コントローラまで同じ経路を辿り、そこから移動機までは各ノードにおける負荷を考慮して最適な経路を辿るようにするものであり、（ｃ）無線リンクパス延長ハンドオーバ方式は、ハンドオーバ前後のパスがハンドオーバ元の基地局まで同じ経路を辿り、そこから移動機までの無線リンクパスは各基地局における負荷を考慮して最適な基地局を経るようにするものである。
【００１１】
一般にハンドオーバ処理に要する時間は新たに張り替えるパスの数（ポップ数）に比例するため、上記３方式におけるハンドオーバ処理時間は、（ａ）＞（ｂ）＞（ｃ）となる。
【００１２】
他方、ハンドオーバ前後の経路が一致しなくなる箇所（即ち、経路が分岐する箇所）がネットワークにおいて移動局寄り（いわゆる川下）であるほど、方式によって固定化されてしまうパスが増え、パス設定の自由度が小さくなり、各ノードにおける負荷を考慮したネットワークにとって最適な経路決定ができなくなる。又、分岐箇所が川下になる程、新しい接続のパス経路が遠回りとなり、即ち冗長パスが含まれることになり、冗長となるパスの分、リソースの利用効率が悪化し、負荷も余分に増えることになり得る。したがって、上記３方式を採用した際にネットワークに掛かる負荷は、概して（ａ）＜（ｂ）＜（ｃ）となると言え得る。
【００１３】
このように、ハンドオーバ方式の選択において、ハンドオーバ処理時間とネットワーク・リソースの利用効率とは二律背反の関係にある。したがって、ハンドオーバ処理時間を短縮することを常に優先してハンドオーバ方式を決定することは、ネットワーク・リソースの有効利用の観点からみると必ずしも効率的でない。
【００１４】
本発明は、ハンドオーバ方式選択における上記のような特徴に着目し、前述のような特定のノードへのトラヒックの集中を回避し、ネットワーク・リソースの利用効率向上を図るために為されたものであり、移動局のオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変え、ネットワーク上の各ノードに掛かる負荷に応じてパス経路を変えるハンドオーバ制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るハンドオーバ制御方法は、移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって、２以上の基地局の無線エリアが互いに重なったオーバラップゾーン内に移動局が滞在すると推定されたオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変える方法を採る。
【００１６】
この方法によれば、ハンドオーバ処理に要する時間とシステムに掛かる負荷とが二律背反の関係となるハンドオーバ方式の選択において、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上にハンドオーバ処理を速く行わず、システムへ掛かる負荷を軽減する方を優先するように方式を選択することによって、特定のノードにトラフィックが集中してしまう状況を回避することができ、ネットワーク・リソースの利用効率の向上を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１に係る方法において、移動局のハンドオーバ方式であるゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び無線リンクパス延長ハンドオーバ方式の前記オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列を、前記オーバラップゾーン滞在時間の長い順に、ゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定め、移動局のハンドオーバ方式を、前記ゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び無線リンクパス延長ハンドオーバ方式の中から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間に対応したいずれか一方式を選択する方法を採る。
【００１８】
この方法によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００１９】
本発明の請求項３に係るハンドオーバ制御方法は、請求項２に係る方法において、ゲートウェイハンドオーバ方式若しくは基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式が選択された場合に、上記選択された方式において採り得るハンドオーバパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択して設定する方法を採る。
【００２０】
この方法によれば、特定のノードに負荷が集中しないようにハンドオーバパスを設定することができるため、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の請求項４に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る方法において、移動局の速度とセル構成とから前記オーバラップゾーン滞在時間を推定する方法を採る。
【００２２】
この方法において、「速度」とは、速さと方向とを持ったベクトル量である。
【００２３】
この方法によれば、移動局の移動速さと方向とを測定しておき、該測定結果をセル構成と照らし合わせることによって、該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を正確に推定することができる。
【００２４】
本発明の請求項５に係るハンドオーバ制御方法は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る方法において、ハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率から前記オーバラップゾーン滞在時間を推定する方法を採る。
【００２５】
この方法によれば、電界強度の履歴を取っておくことによって、簡易にオーバラップゾーン滞在時間を推定することができる。
【００２６】
本発明の請求項６に係る移動通信システムは、移動局と無線通信する基地局と、複数のノードとから成る通信ネットワークを有し、ハンドオーバ制御装置を備えた移動通信システムであって、前記移動局は、該移動局の移動特性と、ハンドオーバ要求とを前記ハンドオーバ制御装置に伝達する伝達手段を有し、前記ハンドオーバ制御装置は、移動局毎の移動特性を保持する移動特性保持手段と、移動局からハンドオーバ要求を受け取った際に、前記移動特性保持手段によって保持される該移動局の移動特性に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定手段と、前記ハンドオーバ方式決定手段によって決定されたハンドオーバ方式において採り得るパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択するパス選択手段と、前記パス選択手段によって選択されたパスによって前記ハンドオーバしようとする移動局と接続するように前記ノード及び前記基地局を制御するパス設定制御手段とを有する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、ハンドオーバ処理に要する時間とシステムに掛かる負荷とが二律背反の関係となるハンドオーバ方式の選択において、移動特性から推定されるオーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上にハンドオーバ処理を速く行わず、システムへ掛かる負荷を軽減する方を優先するように方式を選択し、更に特定のノードに負荷が集中しないようにハンドオーバパスを設定することによって、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００２８】
本発明の請求項７に係る移動通信システムは、請求項６に係るシステムにおいて、前記移動特性は移動局の速度であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記移動局速度とセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００２９】
この構成において、「速度」とは、速さと方向とを持ったベクトル量であり、この構成によれば、移動局の移動速さと方向とを測定しておき、該測定結果をセル構成と照らし合わせることによって、該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を正確に推定することができる。
【００３０】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００３１】
本発明の請求項８に係る移動通信システムは、請求項６に係るシステムにおいて、前記移動特性はハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記減衰率から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、電界強度の履歴を取っておくことによって、簡易にオーバラップゾーン滞在時間を推定することができる。
【００３３】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００３４】
本発明の請求項９に係るハンドオーバ制御装置は、移動局と無線通信する基地局と、複数のノードとから成る通信ネットワークに設けられたハンドオーバ制御装置であって、移動局から報告される移動特性を保持する移動特性保持手段と、移動局からハンドオーバ要求を受け取った際に、前記移動特性保持手段によって保持される該移動局の移動特性に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定手段と、前記ハンドオーバ方式決定手段によって決定されたハンドオーバ方式において採り得るパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択するパス選択手段と、前記パス選択手段によって選択されたパスによって前記ハンドオーバしようとする移動局と接続するように前記ノード及び前記基地局を制御するパス設定制御手段とを有する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、ハンドオーバ処理に要する時間とシステムに掛かる負荷とが二律背反の関係となるハンドオーバ方式の選択において、移動特性から推定されるオーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上にハンドオーバ処理を速く行わず、システムへ掛かる負荷を軽減する方を優先するように方式を選択し、更に特定のノードに負荷が集中しないようにハンドオーバパスを設定することによって、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００３６】
本発明の請求項１０に係るハンドオーバ制御装置は、請求項９に係る装置において、前記移動特性は移動局の速度であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記移動局速度とセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００３７】
この構成において、「速度」とは、速さと方向とを持ったベクトル量であり、この構成によれば、移動局の移動速さと方向とを測定しておき、該測定結果をセル構成と照らし合わせることによって、該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を正確に推定することができる。
【００３８】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００３９】
本発明の請求項１１に係るハンドオーバ制御装置は、請求項９に係る装置において、前記移動特性はハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率であり、前記ハンドオーバ方式決定手段は、前記減衰率から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、電界強度の履歴を取っておくことによって、簡易にオーバラップゾーン滞在時間を推定することができる。
【００４１】
又、この構成によれば、オーバラップゾーン滞在時間が非常に短い移動局に対してはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を適用することによって、オーバラップゾーンを出る前にハンドオーバ処理を完了させることを図り、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局に対してはシステムに掛ける負荷が最も小さいゲートウェイハンドオーバ方式を適用することによって、システムに掛かる負荷の軽減を図ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るハンドオーバ制御方法は、ハンドオーバしようとする移動局のオーバラップゾーン滞在時間に応じて該ハンドオーバ処理に用いるハンドオーバ方式を変える方法を採る。
【００４３】
前述のように、ハンドオーバ方式の選択において、ハンドオーバ処理時間とネットワーク・リソースの利用効率とは二律背反の関係にあり、ハンドオーバ処理時間の短縮を常に優先するとネットワーク・リソースの有効利用が図れない。
【００４４】
しかしながら、これを換言すれば、オーバラップゾーン滞在時間が短い移動局については、回線断を起こさないために、ハンドオーバ処理時間を重視してハンドオーバ方式を決めなければならないが、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、必要以上に急いでハンドオーバ処理を完了させる必要は無く、ネットワーク・リソースの有効活用の方を重視することも可能であることを意味する。
【００４５】
そこで、本発明に係るハンドオーバ制御方法においては、移動局のオーバラップゾーン滞在時間をパラメータとして、ハンドオーバ方式を可変なものとする。
【００４６】
なお、ここでいうオーバラップゾーン滞在時間は、移動局の移動速さ（スカラー量）に必ずしも比例するものではない。例えば、図１に示す一例において、ＢＴＳ１が管轄するセルからＢＴＳ２が管轄するセルへハンドオーバをしようとするＭＴ１及びＭＴ２につき、両者が図示するような矢印に沿って移動中であるものとすると、両者の速さ（スカラー量）が同じであれば、オーバラップゾーン滞在時間はＭＴ２の方が長いと推定されるが、両者の速さ（スカラー量）が異なる場合、ＭＴ１の滞在時間の方が長くなることもあり得る。
【００４７】
即ち、オーバラップゾーン滞在時間をパラメータとする場合に移動局の移動速さを代替パラメータとすると正確性に欠くことになる。したがって、移動局の速度（速さと方向とを有するベクトル量）とセル構成（特にオーバラップゾーンの形状）とからオーバラップゾーン滞在時間を推定し、該推定値をパラメータとすべきである。
【００４８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「速さ」とはスカラー量であるところの速度を指し、「速度」とは前述のような速さと方向とを持ったベクトル量であるところの速度を指すものとする。
【００４９】
まず、図２を用いて、本実施形態に係る移動通信システムの概観について説明する。図２は、本実施形態に係る移動通信システムの概観を示す模式図である。
【００５０】
図２において、移動プロファイル管理装置２０１は、ユーザ毎（移動局毎）の移動特性を保持し、管理する。ここで、移動特性とは、例えば移動局の移動速度である。負荷プロファイル管理装置２０２は、ネットワーク内の各ノードのキュー内に溜まっているデータ量（データ長）などを監視することによって各ノードの負荷状態を把握し、該負荷状態を保持・管理する。ハンドオーバパス決定装置２０３は、移動局からハンドオーバ要求があった際に、ハンドオーバ方式及びハンドオーバパスの経路を決定し、該決定に基づいてシステム全体を制御する。
【００５１】
次いで、図３を用いて、図２における上記３装置の各構成について詳述する。図３は、上記３装置の各構成を概略的に示す模式図である。
【００５２】
図３に示すように、移動局３０１は、該移動局の移動特性（例えば移動速度）を測定する移動特性測定部３０２と、オーバラップゾーンに入ったことを検知するハンドオーバ判断部３０３と、移動特性測定部３０２によって測定された移動特性を移動プロファイル管理装置２０１に伝達する移動特性通知部３０４とを有する。
【００５３】
又、移動プロファイル管理装置２０１は、移動局毎に設けられた移動プロファイル管理部３０５と、それらを管理する制御部３０６とを有する。
【００５４】
又、負荷プロファイル管理装置２０２は、決定されたハンドオーバ方式で採用可能なハンドオーバパスをすべて選出するハンドオーバパス選出部３０７と、ネットワーク上の各ノードの負荷状態を監視する負荷監視部３０８と、ハンドオーバパス選出部３０７によって選出された各ハンドオーバパスがネットワークに掛ける負荷を計算する負荷計算部３０９とを有する。
【００５５】
更に、ハンドオーバパス決定装置２０３は、ハンドオーバを要求している移動局の移動プロファイル管理部３０５を参照する移動プロファイル参照部３１０と、ハンドオーバを要求している移動局の移動特性と予め保持するセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定し、該推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定部３１１と、ハンドオーバ方式決定部３１１によって決定されたハンドオーバ方式を負荷プロファイル装置２０２に伝達し、該ハンドオーバ方式で採用し得る各ハンドオーバパスが採用された場合にネットワークに掛かる負荷を負荷プロファイル装置２０２から取得する負荷プロファイル参照部３１２と、該決定されたハンドオーバ方式において採用し得る中で最も負荷が小さいハンドオーバパスを選択・決定するハンドオーバパス決定部３１３と、上記ハンドオーバを要求した移動局が該決定されたハンドオーバパスによって接続されるように各ノードを制御するハンドオーバ制御部３１４とを有する。
次いで、図４を用いて、本実施形態に係るハンドオーバ制御処理について説明する。図４は、本実施形態に係るハンドオーバ制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
移動局の移動特性測定部３０２は、該移動局の移動特性（例えば移動速度）を常時測定し、又、負荷監視部３０８は、ネットワーク上の各ノードにおける負荷状況を常時監視する。
【００５７】
移動局のハンドオーバ判断部３０３は、該移動局がオーバラップゾーンに入ったか否かを監視する（Ｓ４０１）。
【００５８】
オーバラップゾーンに入ったことが検知された場合（Ｓ４０１の「Ｙｅｓ」）、ハンドオーバパス決定装置２０３にハンドオーバ要求を送信する（Ｓ４０２）と共に、移動特性通知部３０４は、移動特性の直近の測定結果を移動プロファイル管理装置２０１に報告する。報告された移動特性は、該移動局についての移動プロファイル管理部３０５に保存される。ここで、上記直近の測定結果とは、オーバラップゾーンに入ったことが検知された時点の直前の所定期間における測定結果であり、該所定期間の長さは任意に設定できるものとする。但し、余りにも古い履歴は、現在の移動状況を正しく反映するものでないと考えられるため、不要である。
【００５９】
ハンドオーバ要求を受けたハンドオーバパス決定装置２０３では、まず移動プロファイル参照部３１０が移動プロファイル管理装置２０１にアクセスし、該移動局の移動プロファイルを管理する移動プロファイル管理部３０５から該移動局の移動プロファイルを取得する（Ｓ４０３）。
【００６０】
次いで、ハンドオーバ方式決定部３１１は、移動プロファイル参照部３１０によって取得されたハンドオーバを要求している移動局の移動プロファイル（例えば移動速度の履歴）と予め保持するセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定し（Ｓ４０４）、該推定値に基づいてハンドオーバ方式を選択する（Ｓ４０５）。
【００６１】
上記選択処理は、例えば閾値処理によって為され、滞在時間が比較的長いと判断された場合にはネットワークへの負荷が最も軽いゲートウェイハンドオーバ方式を選択し（Ｓ４０８）、滞在時間が非常に短いと判断された場合にはハンドオーバ処理に要する時間が最も短い無線リンクパス延長ハンドオーバ方式を選択し（Ｓ４０６）、これら以外の場合には基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式を選択する（Ｓ４０７）。
【００６２】
Ｓ４０６において無線リンクパス延長ハンドオーバ方式が採用された場合、有線区間のハンドオーバパスの経路を一意に決定され（Ｓ４１１）、制御処理はＳ４１２へ進む。他方、Ｓ４０７において基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式が採用された場合及びＳ４０８においてゲートウェイハンドオーバ方式が採用された場合、ネットワークに掛かる負荷を最小にするために、Ｓ４０９へ進む。
【００６３】
Ｓ４０９において、負荷プロファイル参照部３１２は、負荷プロファイル管理装置２０２のハンドオーバパス選出部３０７に決定されたハンドオーバ方式を伝達する。該伝達を受けたハンドオーバパス選出部３０７は、上記決定されたハンドオーバ方式において採用し得るハンドオーバパスの経路をすべて挙げる（Ｓ４０９）。ハンドオーバパス選出部３０７によって挙げられるパスにつき、ゲートウェイハンドオーバ方式が採用された場合の一例を図５に示す。図示の都合上、ここでは４つのパスだけを示すが、図５の例においても他のパスを採ることも可能であり、又、実際のネットワークはノード数がより多いため、採用し得る経路数もより多くなる。
【００６４】
負荷計算部３０９は、ハンドオーバパス選出部３０７によって挙げられたすべてのハンドオーバパスの経路につき、負荷監視部３０８による監視結果を参照して、該経路が採用された場合にネットワーク上の各ノードにおける負荷状態がどのように変化するかを計算し、該計算結果を負荷プロファイル参照部３１２へ返す（Ｓ４１０）。
【００６５】
次いで、ハンドオーバパス決定部３１３は、負荷プロファイル参照部３１２によって取得された上記計算結果に基づいて、特定のノードに負荷が集中することなく、システム全体に与える負荷が最も小さいと考えられるハンドオーバパスを決定する（Ｓ４１１）。
【００６６】
次いで、ハンドオーバ制御部３１４は、ハンドオーバパス決定部３１３によって決定されたハンドオーバパスによってハンドオーバを要求している移動局が回線接続できるようにネットワーク上の基地局及びノードを制御する（Ｓ４１２）。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、オーバラップゾーン滞在時間が短い移動局に対しては、回線断を起こさないために、ハンドオーバ処理に要する時間が最も短くなるハンドオーバ方式を適用すると共に、オーバラップゾーン滞在時間が比較的長い移動局については、ハンドオーバ処理に要する時間が比較的長いものの、ネットワーク・リソースの有効利用を図ることができるハンドオーバ方式を適用することによって、ネットワーク・リソースの利用効率を向上させることができる。
【００６８】
なお、上記一実施形態では、移動速度とセル構成とから移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する態様について述べたが、本発明は該態様に限定されるものではなく、他の方法によって推定されたオーバラップゾーン滞在時間を用いることも可能である。
【００６９】
例えば、ハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率を測定し、該減衰率からあとどのくらい該ハンドオーバ元の基地局から電波を受けることができるかを推定することによってこれをオーバラップゾーン滞在時間の推定値とすることも可能である。
【００７０】
又、上記一実施形態では、本発明に係るシステムの構成要素が３つの装置内に分散して配置された態様について述べたが、本発明は該態様に限定されるものではなく、本システムはネットワーク上のどこに配置されてもよく、各構成要素は１つ以上の装置にどのように分散されてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項１乃至５に係るハンドオーバ制御方法によれば、ネットワーク・リソースの利用効率の向上を図ることができる。
【００７２】
又、本発明の請求項６乃至８に係る移動通信システム及び請求項９乃至１１に係るハンドオーバ制御装置によれば、請求項１乃至５に係るハンドオーバ制御方法を移動通信システムにおいて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハンドオーバを行う移動局の様子を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る移動通信システムの概観を示す模式図である。
【図３】移動プロファイル管理装置負荷プロファイル管理装置ハンドオーバパス決定装置上記３装置の各構成を概略的に示す模式図である。
【図４】本実施形態に係るハンドオーバ制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】ゲートウェイハンドオーバ方式が採用された場合にハンドオーバパス選出部によって挙げられるパスの一例を示す模式図である。
【図６】従来の移動通信システムの概要を示す模式図である。
【図７】ゲートウェイハンドオーバ方式によるハンドオーバパス設定の様子を示す模式図である。
【図８】基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式によるハンドオーバパス設定の様子を示す模式図である。
【図９】無線リンクパス延長ハンドオーバ方式によるハンドオーバパス設定の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
２０１ 移動プロファイル管理装置
２０２ 負荷プロファイル管理装置
２０３ ハンドオーバパス決定装置
３０１ 移動局
３０２ 移動特性測定部
３０３ ハンドオーバ判断部
３０４ 移動特性通知部
３０５ 移動プロファイル管理部
３０６ 制御部
３０７ ハンドオーバパス選出部
３０８ 負荷監視部
３０９ 負荷計算部
３１０ 移動プロファイル参照部
３１１ ハンドオーバ方式決定部
３１２ 負荷プロファイル参照部
３１３ ハンドオーバパス決定部
３１４ ハンドオーバ制御部
Claims (11)
- 移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって、
２以上の基地局の無線エリアが互いに重なったオーバラップゾーン内に移動局が滞在すると推定されたオーバラップゾーン滞在時間に応じてハンドオーバ方式を変える、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 請求項１記載のハンドオーバ制御方法であって、
移動局のハンドオーバ方式であるゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び無線リンクパス延長ハンドオーバ方式の前記オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列を、前記オーバラップゾーン滞在時間の長い順に、ゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定め、
移動局のハンドオーバ方式を、前記ゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、及び無線リンクパス延長ハンドオーバ方式の中から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間に対応したいずれか一方式を選択する、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 請求項２記載のハンドオーバ制御方法であって、
ゲートウェイハンドオーバ方式若しくは基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式が選択された場合に、
前記選択された方式において採り得るハンドオーバパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択して設定する、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 請求項１乃至３のいずれか一項記載のハンドオーバ制御方法であって、
移動局の速度とセル構成とから前記オーバラップゾーン滞在時間を推定する、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 請求項１乃至３のいずれか一項記載のハンドオーバ制御方法であって、
ハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率から前記オーバラップゾーン滞在時間を推定する、ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 移動局と無線通信する基地局と、複数のノードとから成る通信ネットワークを有し、ハンドオーバ制御装置を備えた移動通信システムであって、
前記移動局は、
該移動局の移動特性と、ハンドオーバ要求とを前記ハンドオーバ制御装置に伝達する伝達手段を有し、
前記ハンドオーバ制御装置は、
移動局毎の移動特性を保持する移動特性保持手段と、
移動局からハンドオーバ要求を受け取った際に、前記移動特性保持手段によって保持される該移動局の移動特性に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定手段と、
前記ハンドオーバ方式決定手段によって決定されたハンドオーバ方式において採り得るパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択するパス選択手段と、
前記パス選択手段によって選択されたパスによって前記ハンドオーバしようとする移動局と接続するように前記ノード及び前記基地局を制御するパス設定制御手段とを有する、ことを特徴とする移動通信システム。 - 請求項６記載の移動通信システムであって、
前記移動特性は移動局の速度であり、
前記ハンドオーバ方式決定手段は、
前記移動局速度とセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、
前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、
前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する、ことを特徴とする移動通信システム。 - 請求項６記載の移動通信システムであって、
前記移動特性はハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率であり、
前記ハンドオーバ方式決定手段は、
前記減衰率から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、
前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、
前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する、ことを特徴とする移動通信システム。 - 移動局と無線通信する基地局と、複数のノードとから成る通信ネットワークに設けられたハンドオーバ制御装置であって、
移動局から報告される移動特性を保持する移動特性保持手段と、
移動局からハンドオーバ要求を受け取った際に、前記移動特性保持手段によって保持される該移動局の移動特性に基づいてハンドオーバ方式を決定するハンドオーバ方式決定手段と、
前記ハンドオーバ方式決定手段によって決定されたハンドオーバ方式において採り得るパスの中からシステムに掛かる負荷が最小となるパスを選択するパス選択手段と、
前記パス選択手段によって選択されたパスによって前記ハンドオーバしようとする移動局と接続するように前記ノード及び前記基地局を制御するパス設定制御手段と、を有することを特徴とするハンドオーバ制御装置。 - 請求項９記載のハンドオーバ制御装置であって、
前記移動特性は移動局の速度であり、
前記ハンドオーバ方式決定手段は、
前記移動局速度とセル構成とから該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、
前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、
前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する、ことを特徴とするハンドオーバ制御装置。 - 請求項９記載のハンドオーバ制御装置であって、
前記移動特性はハンドオーバしようとする移動局におけるハンドオーバ元の基地局からの電界強度の減衰率であり、
前記ハンドオーバ方式決定手段は、
前記減衰率から該移動局のオーバラップゾーン滞在時間を推定する推定部と、
前記推定部によって得られたオーバラップゾーン滞在推定時間に基づいてハンドオーバ方式を決定する決定部とを有し、
前記決定部は、オーバラップゾーン滞在時間に基づいた序列が該オーバラップゾーン滞在時間の長い順にゲートウェイハンドオーバ方式、基地局コントローラパス延長ハンドオーバ方式、無線リンクパス延長ハンドオーバ方式と予め定められたこれら３方式の中から前記移動局のオーバラップゾーン滞在推定時間に対応したいずれか一方式を選択する、ことを特徴とするハンドオーバ制御装置。
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