JP4197266B2 - 無線制御装置及びハンドオーバ制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアルタイムアプリケーションサービス提供時の移動局の異周波ハンドオーバを可能にする無線制御装置及びハンドオーバ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第３世代の移動通信システム、いわゆるＩＭＴ−２０００の標準規格案（Technical SpecificationsおよびTechnical Reports）は、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）と呼ばれる標準化プロジェクトで検討されている。
【０００３】
上記ＩＭＴ−２０００の移動通信システムの無線伝送方式の一つにＷＣＤＭＡ方式がある。このＷＣＤＭＡ方式では、同じ周波数をどのセルでも繰り返して使用するため、同一システム内では周波数間ハンドオーバの必要性はない。しかし、既存のシステムとの共存の場合等を考えると、異なるキャリア周波数間でのハンドオーバ（同じシステム内で周波数が異なるセル又は他システムのセルへハンドオーバ）が必要となる。このような背景に鑑み、３ＧＰＰでは、異周波数間ハンドオーバを実現するための技術としてコンプレストモードを提案（例えば、非特許文献１参照）。している。ここで、コンプレストモードについて説明する。
（コンプレストモードの説明）
移動局は異周波数間ハンドオーバをする際、周波数を切り替えて同期確立等を行なうための時間が必要となる。そのため、アクティブな無線リンクのフレームの一部を送信停止（基地局の送信を一時的にオフ）し、その間にハンドオーバ候補の無線基地局から送信されている周波数の測定を行なう。上記送信停止により削除された時間分のデータは、送信がアクティブな時間に高速転送され、電力を上げることにより転送速度、回線品質が維持されるようになっている。すなわち、コンプレストモードとは、異周波ハンドオーバを行なうために、異周波数のセル測定するための機能である。
【０００４】
図８は、コンプレストモード時の送信例を示す図である。
【０００５】
コンプレストモードへの移行決定はネットワークが行ない、ネットワークは移動局に対してコンプレストモードで必要となるパラメータを通知する。コンプレストモードでは、同図が示すように、送信ギャップ(Transmission gap)と呼ばれるスロットではデータの送信は行なわれない。コンプレストモードのフレームでは、送信停止の際のゲイン低下により品質（例：ＢＥＲ(Bit Error Rate)、ＢＬＥＲ(BLock Error Rate)）劣化を防ぐために、一時的に送信電力を増加させる。また、コンプレストモードでは、送信ギャップを繰り返すことも、コンプレストモードのタイプ（送信ギャップのスロット数、送信ギャップ間の間隔、送信ギャップの繰り返し数等が変数で与えられる）を測定要求などにより変更することもできる。
【０００６】
図９に、コンプレストモード時の上りフレーム構成例を示す図である。この上りフレームでは、無線フレーム毎にデータチャネル（上段）とパイロットビット等を含む制御チャネル（下段）の２種類のチャネルがＩ／Ｑ多重され、スロットの間に送信ギャップが設けられる。
【０００７】
図１０は、コンプレストモード時の下りフレーム構成例を示す図である。この下りフレームでは、データチャネルと制御チャネルが時間多重される。同図が示すように、下りフレーム構成には、２つのタイプがあり、タイプＡは送信ギャップ長を最大とすることを優先し、タイプＢは送信ギャップ間に送信電力制御用のＴＰＣスロットを埋め込み、電力制御を優先する構成となっている。
【０００８】
コンプレストモード時には、通常の１０ｍｓの無線フレームで送信している情報を、送信ギャップを含む無線フレーム内に詰め込む必要がある。そこで、コンプレストモード時には、以下の表に示すような３つの方法のいずれが適用される。
【０００９】
【表１】
また、コンプレスモード間欠実行指示手段によってコンプレストモードを間欠的に実行させることで、一方的に連続して行なうようにしたものと異なり、コンプレストモードの実行されていない時間帯での通信品質の低下をなくすことができる技術もある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００３−７８９３６号公報
【００１１】
【非特許文献１】
3rd Generation Partnership Project Technical Specification Group Radio Access Network, 25.211 Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels, ２００２年９月
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、複数の周波数を用いてＣＤＭＡ方式を使用し通信を行なう移動通信システムにおいて、移動局が異なる周波数にハンドオーバする時、基地局の送信を一時的にオフにして、移動局の異周波測定を可能にするコンプレストモードが用いられる。しかし、従来の方法では、一時的に基地局の送信を停止させるため、連続で送信する場合と比較すると、一時的に送信可能なデータ量が減少してしまうため、データに遅延が生じてしまう。このため、遅延のばらつき（揺らぎ）を許容しないインターネット放送などのストリーミング（データをダウンロードしながら、到着したデータを直ちに再生）サービスには適していないという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、遅延のばらつきを許容しないリアルタイムアプリケーションのサービスが提供される場合であっても移動局における異周波ハンドオーバが可能となる無線制御装置及びハンドオーバ制御方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、異周波間のハンドオーバを制御する無線制御装置であって、伝送すべきデータの要求品質を識別する要求品質識別手段と、前記要求品質識別手段により識別された識別結果に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御する上位レイヤ伝送速度制御手段と、自己と接続している無線基地局の送信をオフにする基地局送信オフ指示手段と、前記無線基地局と通信を行なっている移動局に対し異周波の測定を指示する異周波測定指示手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記要求品質識別手段は、前記伝送すべきデータの要求品質が遅延を許容するものであるかどうかを判定するサービス品質判定手段を有し、前記上位レイヤ伝送速度制御手段は、前記サービス品質判定手段により、前記伝送すべきデータの要求品質が遅延を許容するものでないとの判定結果を受けとったとき、上位レイヤの伝送速度を低速にするように制御することを特徴としている。
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記上位レイヤ伝送速度制御手段は、前記上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度より低速にするように制御することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記異周波測定指示手段は、前記移動局に対しコンプレストモードを実行して異周波を測定させることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記無線基地局の周辺エリアの割当て可能な周波数情報を管理する周波数情報管理手段を有し、前記周波数情報管理手段により、前記周辺エリアに割当て可能な周波数があると判断された場合に、前記上位レイヤ伝送速度制御手段による上位レイヤの伝送速度制御を行なうことを特徴としている。
【００１８】
上記本発明によれば、遅延のばらつきを許容しないトラヒックが検出されたときに、上位レイヤの伝送速度を低速にする制御が行なわれる。これにより、送信停止による送信ビットの削減数が抑えられ、データ遅延の発生を極力抑えることができる。すなわち、上記の制御後に移動局に異周波ハンドオーバのための異周波測定指示を与えることで、遅延のばらつきを許容しないリアルタイム動画像配信サービスを提供する場合であっても容易に異周波ハンドオーバをさせることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例における異周波ハンドオーバの動作概要を説明するための図である。
【００２１】
本例では、移動局１０がＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）システムからＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）システムにハンドオーバする場合について説明する。ＷＣＤＭＡシステムとＧＳＭシステムでは使用周波数が異なっているため、移動局１０はＷＣＤＭＡシステムとＧＳＭシステムの境界に達すると異周波ハンドオーバを行なって他システムとの通信を行なう。
【００２２】
同図において、ＷＣＤＭＡのシステム（左側）は、ＷＣＤＭＡ用の無線基地局２０と、この無線基地局２０を制御する無線制御装置（以下、ＲＮＣ(Radio Network Controller)と略記）４０から構成される。ＧＳＭのシステム（右側）は、ＧＳＭ用の無線基地局３０と、その無線基地局３０を制御する無線制御装置（ＢＳＣ）から構成される。両者のシステムは、ネットワーク１００を介して接続（例：ＷＣＤＭＡ用のＧＭＳＣ（Gateway Mobile services switching center）とＧＳＭ用のＧＭＳＣ間の接続）され、異システム間での信号の授受が可能となっている。
【００２３】
ＷＣＤＭＡ用の無線基地局２０とＧＳＭ用の無線基地局３０からは異なる周波数（この例では、無線基地局２０が周波数ｆ１、無線基地局３０が周波数ｆ２）で無線周波数信号が送信される。移動局１０にはｆ１とｆ２の受信が可能なデュアルバンド受信機が備えられ、ＷＣＤＭＡシステムでのサービスエリアを外れるとＧＳＭシステムへ移行（ハンドオーバ）し、ＧＳＭシステムのサービスエリアを外れるとＷＣＤＭＡシステムへ移行するハンドオーバ制御がなされる。このようなハンドオーバ形態は異なるシステム間をハンドオーバすることからインターシステムハンドオーバと呼ばれている。
【００２４】
インターシステムハンドオーバを行なうには、前述したコンプレストモードが用いられる。例えば、移動局１０がＷＣＤＭＡシステムからＧＳＭシステムにハンドオーバする場合、移動局１０は、ネットワーク１００からコンプレストモードへの移行指示が通知を受けると、ＧＳＭシステムの無線基地局３０から周波数ｆ２で送信されている無線周波数信号を無線基地局２０が送信を停止している送信ギャップ間にてモニタし、所要受信品質を満たす無線基地局（この例では、ｆ２で送信している無線基地局３０とする）をＲＮＣ４０に報告する。そしてＲＮＣは、上記報告を移動局１０から受けると、その旨をネットワーク１００を介してＢＳＣ５０に通知する。その後、移動局がＷＣＤＭＡシステムからＧＳＭシステムに切り替えることで該ＧＳＭシステムでの通信が開始される。
【００２５】
本発明に係る上記ＲＮＣ４０は、移動局に対する異周波ハンドオーバの契機を検出し、その後、遅延、ジッタに大きな影響を受けるストリーミング型のトラフィックをネットワーク１００介して受信したときは、通常のデータ転送処理を行なうのでなく、上位レイヤの伝送速度を制御し、データ遅延の発生を極力抑えた状態で異周波ハンドオーバ制御のための処理を実行する。
【００２６】
上記ＲＮＣ４０は、例えば、図２に示すように構成される。図２は、ＲＮＣ４０の機能ブロックを示す構成例図である。
【００２７】
同図において、このＲＮＣ４０には、要求品質識別部４１と伝送速度設定部４２が備えられる。要求品質識別部４１はネットワーク１００を介して受信したトラヒックの要求品質を識別し、識別結果を伝送速度設定部４２に伝える。伝送速度設定部４２は要求品質識別部４１から通知される上記識別結果を元に上位レイヤの伝送速度を制御する。具体的には以下のようにして上位レイヤの伝送速度が制御される。
図３は、ＲＮＣ４０での異周波ハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
同図において、ＲＮＣ４０の要求品質識別部４１は、ネットワーク１００を介して受信したトラフィックが遅延のばらつきを許容しない伝送データであるかどうかを判定（ステップＳ１）する。図４は、要求品質識別部４１が上記判定を行なうために用いるテーブルの一例を示す図である。このテーブルには▲１▼伝送データパケットヘッダ内の３ビットのサービスタイプフィールド（ＩＰｖ４の場合）の優先順位ビットと、▲２▼上記優先順位に基づいて定められている遅延プライオリティ（サービスタイプフィールドの最初の２ビット）と、▲３▼上記遅延プライオリティに対応するＱｏＳクラス（０（低）〜３（高い））が記憶されている。同デーブルにおいて、▲３▼の遅延プライオリティが高ければ、そのトラフィックは遅延のばらつきを許容しないデータであることを意味している。
【００２９】
要求品質識別部４１は受信トラフィックのパケットヘッダのサービスタイプフィールドを参照し、例えば、“１１０”であった場合、遅延プライオリティが“１１”であるのでその受信トラフィックは遅延のばらつきを許容しないデータであると判定する。また、同テーブルより、上記トラフィックがＱｏＳ要求の高いトラフィックであることが識別される。
【００３０】
要求品質識別部４１は、上記のようにして受信トラフィックが遅延のばらつきを許容しないかどうかを判定した後、その判定結果を伝送速度設定部４２に通知する。伝送速度設定部４２は、要求品質識別部４１から受信トラフィックが遅延のばらつきを許容しないものであると通知された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度より低速に設定（ステップＳ２）する。その後、伝送速度設定部４２は、無線基地局２０の送信をオフ（ステップＳ４）にさせ、移動局１０に異周波の測定を行なわせる（Ｓ５）。
【００３１】
一方、上記ステップＳ１で受信トラフィックが遅延のばらつきを許容するものであると通知された場合（ステップＳ１でＮＯ）、伝送速度設定部４２は上位レイヤの伝送速度と物理レイヤの速度を同じに設定（ステップＳ３）した後、上記同様にステップＳ４とステップＳ５を行なって移動局１０を異周波にハンドオーバさせる。
【００３２】
図５は、上記ＲＮＣ４０の第２の構成例を示す機能ブロック図である。同図において、このＲＮＣ４０は、図２に示すＲＮＣ４０の構成に加えＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部４３が備えられる。Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部では、伝送速度設定部４２からコンプレストモードに移行する旨の通知がなされると、コンプレストモードに必要なパラメータ設定（例えば、ＴＧＳＮ（ギャップ開始スロット位置）、ＴＧＬ１、２（ギャップ長）、ＴＧＤ（ギャップ間隔）等）が行なわれる。
【００３３】
図６は、上記ＲＮＣ４０の第３の構成例を示す機能ブロック図である。同図において、このＲＮＣ４０は、図５に示すＲＮＣ４０の構成に加えエリア周波数情報管理部４４が設けられる。このエリア周波数情報管理部４４は、例えば、周辺エリアの無線ゾーンについての周波数情報を備えたデータベースを有している。
【００３４】
図７は、図６に示すＲＮＣ４０での異周波ハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【００３５】
同図において、エリア周波数情報管理４４部は、ステップＳ１１で周辺エリアに割当て可能な周波数があるかどうかを判定し、この判定で周辺エリアに割当て可能な周波数があると判定（ステップＳ１１でＹＥＳ）された場合は、その旨を要求品質識別部４１に通知する。要求品質識別部４１はエリア周波数情報管理部４４から周辺エリアに割当て可能な周波数があるとの判定結果を受けとったとき、受信トラフィックが遅延のばらつきを許容しない伝送データであるかどうかを判定（ステップＳ１２）する。これ以降の処理は図３と同様の処理手順にて上位レイヤの伝送速度制御が行なわれ、その後、移動局１０に対する異周波ハンドオーバ処理が行なわれる。
【００３６】
一方、上記ステップＳ１１で周辺エリアに割当て可能な周波数がないと判定（ステップＳ１１でＮＯ）された場合は、適当なハンドオーバ先がないとみなし移動局１０に対する異周波ハンドオーバ処理を行なわないで一連の処理を終了する。
以上、説明したように、本実施形態では、ＲＮＣ４０は、遅延のばらつきを許容しないトラヒック（例：ストリーミングトラフィック）を検出したときに、上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度、すなわち無線区間の伝送速度より低速にする制御を行なう。これにより、送信停止による送信ビットの削減数が抑えられ、データ遅延の発生を極力抑えることができる。すなわち、上記のような上位レイヤの伝送速度制御後に移動局１０に異周波ハンドオーバのための異周波測定指示を与えることで、遅延のばらつきを許容しないリアルタイム動画像配信サービスを提供する場合であっても容易に異周波ハンドオーバをさせることが可能となる。
【００３７】
また、周辺エリアの割当て可能な周波数状況を把握した上で、上記のような上位レイヤの伝送速度を制御するので、ストリーミング型のサービスの提供時であってもより的確に異周波ハンドオーバを行なわせることができる。
【００３８】
（変形例）
本発明は上記実施形態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、上記実施形態では、リアルタイム性が要求されるストリーミングトラフィックの受信に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御する形態であったが、この他にもリアルタイムアプリケーションをマルチキャストグループに配信するようなマルチキャストトラヒックの受信に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御するような形態であってもよい。
【００３９】
また、上位レイヤの伝送速度を低速にする際の制御方法としては、物理レイヤより低速となる伝送速度パターンを数種用意し、それらの中から選択するような制御方法であってもよいし、物理レイヤより低速となる伝送速度をあらかじめ決めておきその決定された伝送速度への変更を行なうような制御であってもよい。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、周波数の異なるシステム間のハンドオーバの場合を例にとり説明したが、同一システム内で異周波を用いる場合にも勿論本発明の適用は可能である。
【００４１】
上記実施例において、ＲＮＣ４０の要求品質識別部４１の機能が要求品質識別手段、サービス品質判定手段に対応し、伝送速度設定部４２の機能が上位レイヤ伝送速度制御手段に対応する。また、Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部４３の機能が基地局送信オフ指示手段、異周波測定指示手段に対応し、エリア周波数情報管理部４４の機能が周波数情報管理手段に対応する。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、遅延のばらつきを許容しないトラヒックが検出されたときに、上位レイヤの伝送速度を低速にする制御が行なわれる。これにより、送信停止による送信ビットの削減数が抑えられ、データ遅延の発生を極力抑えることができる。すなわち、上記の制御後に移動局に異周波ハンドオーバのための異周波測定指示を与えることで、遅延のばらつきを許容しないリアルタイム動画像配信サービスを提供する場合であっても容易に異周波ハンドオーバをさせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における異周波ハンドオーバの動作概要を説明するための図である。
【図２】図１に示すＲＮＣ（その１）の機能ブロックを示す構成例図である。
【図３】ＲＮＣでの異周波ハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【図４】要求品質識別テーブルの一例を示す図である。
【図５】図１に示すＲＮＣ（その２）の機能ブロックを示す構成例図である。
【図６】図１に示すＲＮＣ（その３）の機能ブロックを示す構成例図である。
【図７】図６に示すＲＮＣでのハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】コンプレストモード時の送信例を示す図である。
【図９】コンプレストモード時の上りフレーム構成例を示す図である。
【図１０】コンプレストモード時の下りフレーム構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 移動局
２０ 無線基地局（ＷＣＤＭＡ用）
３０ 無線基地局（ＧＳＭ用）
４０ 無線制御装置（ＲＮＣ）
４１ 要求品質識別部
４２ 伝送速度設定部
４３ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部
４４ エリア周波数情報管理部
５０ 無線制御装置（ＢＳＣ）
１００ コアネットワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアルタイムアプリケーションサービス提供時の移動局の異周波ハンドオーバを可能にする無線制御装置及びハンドオーバ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第３世代の移動通信システム、いわゆるＩＭＴ−２０００の標準規格案（Technical SpecificationsおよびTechnical Reports）は、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）と呼ばれる標準化プロジェクトで検討されている。
【０００３】
上記ＩＭＴ−２０００の移動通信システムの無線伝送方式の一つにＷＣＤＭＡ方式がある。このＷＣＤＭＡ方式では、同じ周波数をどのセルでも繰り返して使用するため、同一システム内では周波数間ハンドオーバの必要性はない。しかし、既存のシステムとの共存の場合等を考えると、異なるキャリア周波数間でのハンドオーバ（同じシステム内で周波数が異なるセル又は他システムのセルへハンドオーバ）が必要となる。このような背景に鑑み、３ＧＰＰでは、異周波数間ハンドオーバを実現するための技術としてコンプレストモードを提案（例えば、非特許文献１参照）。している。ここで、コンプレストモードについて説明する。
（コンプレストモードの説明）
移動局は異周波数間ハンドオーバをする際、周波数を切り替えて同期確立等を行なうための時間が必要となる。そのため、アクティブな無線リンクのフレームの一部を送信停止（基地局の送信を一時的にオフ）し、その間にハンドオーバ候補の無線基地局から送信されている周波数の測定を行なう。上記送信停止により削除された時間分のデータは、送信がアクティブな時間に高速転送され、電力を上げることにより転送速度、回線品質が維持されるようになっている。すなわち、コンプレストモードとは、異周波ハンドオーバを行なうために、異周波数のセル測定するための機能である。
【０００４】
図８は、コンプレストモード時の送信例を示す図である。
【０００５】
コンプレストモードへの移行決定はネットワークが行ない、ネットワークは移動局に対してコンプレストモードで必要となるパラメータを通知する。コンプレストモードでは、同図が示すように、送信ギャップ(Transmission gap)と呼ばれるスロットではデータの送信は行なわれない。コンプレストモードのフレームでは、送信停止の際のゲイン低下により品質（例：ＢＥＲ(Bit Error Rate)、ＢＬＥＲ(BLock Error Rate)）劣化を防ぐために、一時的に送信電力を増加させる。また、コンプレストモードでは、送信ギャップを繰り返すことも、コンプレストモードのタイプ（送信ギャップのスロット数、送信ギャップ間の間隔、送信ギャップの繰り返し数等が変数で与えられる）を測定要求などにより変更することもできる。
【０００６】
図９に、コンプレストモード時の上りフレーム構成例を示す図である。この上りフレームでは、無線フレーム毎にデータチャネル（上段）とパイロットビット等を含む制御チャネル（下段）の２種類のチャネルがＩ／Ｑ多重され、スロットの間に送信ギャップが設けられる。
【０００７】
図１０は、コンプレストモード時の下りフレーム構成例を示す図である。この下りフレームでは、データチャネルと制御チャネルが時間多重される。同図が示すように、下りフレーム構成には、２つのタイプがあり、タイプＡは送信ギャップ長を最大とすることを優先し、タイプＢは送信ギャップ間に送信電力制御用のＴＰＣスロットを埋め込み、電力制御を優先する構成となっている。
【０００８】
コンプレストモード時には、通常の１０ｍｓの無線フレームで送信している情報を、送信ギャップを含む無線フレーム内に詰め込む必要がある。そこで、コンプレストモード時には、以下の表に示すような３つの方法のいずれが適用される。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【特許文献１】
特開２００３−７８９３６号公報
【００１１】
【非特許文献１】
3rd Generation Partnership Project Technical Specification Group Radio Access Network, 25.211 Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels, ２００２年９月
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、複数の周波数を用いてＣＤＭＡ方式を使用し通信を行なう移動通信システムにおいて、移動局が異なる周波数にハンドオーバする時、基地局の送信を一時的にオフにして、移動局の異周波測定を可能にするコンプレストモードが用いられる。しかし、従来の方法では、一時的に基地局の送信を停止させるため、連続で送信する場合と比較すると、一時的に送信可能なデータ量が減少してしまうため、データに遅延が生じてしまう。このため、遅延のばらつき（揺らぎ）を許容しないインターネット放送などのストリーミング（データをダウンロードしながら、到着したデータを直ちに再生）サービスには適していないという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、遅延のばらつきを許容しないリアルタイムアプリケーションのサービスが提供される場合であっても移動局における異周波ハンドオーバが可能となる無線制御装置及びハンドオーバ制御方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、異周波間のハンドオーバを制御する無線制御装置であって、伝送すべきデータの要求品質を識別する要求品質識別手段と、前記要求品質識別手段により識別された識別結果に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御する上位レイヤ伝送速度制御手段と、自己と接続している無線基地局の送信をオフにする基地局送信オフ指示手段と、前記無線基地局と通信を行なっている移動局に対し異周波の測定を指示する異周波測定指示手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記要求品質識別手段は、前記伝送すべきデータの要求品質が遅延を許容するものであるかどうかを判定するサービス品質判定手段を有し、前記上位レイヤ伝送速度制御手段は、前記サービス品質判定手段により、前記伝送すべきデータの要求品質が遅延を許容するものでないとの判定結果を受けとったとき、上位レイヤの伝送速度を低速にするように制御することを特徴としている。
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記上位レイヤ伝送速度制御手段は、前記上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度より低速にするように制御することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記異周波測定指示手段は、前記移動局に対しコンプレストモードを実行して異周波を測定させることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明によれば、前記無線制御装置であって、前記無線基地局の周辺エリアの割当て可能な周波数情報を管理する周波数情報管理手段を有し、前記周波数情報管理手段により、前記周辺エリアに割当て可能な周波数があると判断された場合に、前記上位レイヤ伝送速度制御手段による上位レイヤの伝送速度制御を行なうことを特徴としている。
【００１８】
上記本発明によれば、遅延のばらつきを許容しないトラヒックが検出されたときに、上位レイヤの伝送速度を低速にする制御が行なわれる。これにより、送信停止による送信ビットの削減数が抑えられ、データ遅延の発生を極力抑えることができる。すなわち、上記の制御後に移動局に異周波ハンドオーバのための異周波測定指示を与えることで、遅延のばらつきを許容しないリアルタイム動画像配信サービスを提供する場合であっても容易に異周波ハンドオーバをさせることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例における異周波ハンドオーバの動作概要を説明するための図である。
【００２１】
本例では、移動局１０がＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）システムからＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）システムにハンドオーバする場合について説明する。ＷＣＤＭＡシステムとＧＳＭシステムでは使用周波数が異なっているため、移動局１０はＷＣＤＭＡシステムとＧＳＭシステムの境界に達すると異周波ハンドオーバを行なって他システムとの通信を行なう。
【００２２】
同図において、ＷＣＤＭＡのシステム（左側）は、ＷＣＤＭＡ用の無線基地局２０と、この無線基地局２０を制御する無線制御装置（以下、ＲＮＣ(Radio Network Controller)と略記）４０から構成される。ＧＳＭのシステム（右側）は、ＧＳＭ用の無線基地局３０と、その無線基地局３０を制御する無線制御装置（ＢＳＣ）から構成される。両者のシステムは、ネットワーク１００を介して接続（例：ＷＣＤＭＡ用のＧＭＳＣ（Gateway Mobile services switching center）とＧＳＭ用のＧＭＳＣ間の接続）され、異システム間での信号の授受が可能となっている。
【００２３】
ＷＣＤＭＡ用の無線基地局２０とＧＳＭ用の無線基地局３０からは異なる周波数（この例では、無線基地局２０が周波数ｆ１、無線基地局３０が周波数ｆ２）で無線周波数信号が送信される。移動局１０にはｆ１とｆ２の受信が可能なデュアルバンド受信機が備えられ、ＷＣＤＭＡシステムでのサービスエリアを外れるとＧＳＭシステムへ移行（ハンドオーバ）し、ＧＳＭシステムのサービスエリアを外れるとＷＣＤＭＡシステムへ移行するハンドオーバ制御がなされる。このようなハンドオーバ形態は異なるシステム間をハンドオーバすることからインターシステムハンドオーバと呼ばれている。
【００２４】
インターシステムハンドオーバを行なうには、前述したコンプレストモードが用いられる。例えば、移動局１０がＷＣＤＭＡシステムからＧＳＭシステムにハンドオーバする場合、移動局１０は、ネットワーク１００からコンプレストモードへの移行指示が通知を受けると、ＧＳＭシステムの無線基地局３０から周波数ｆ２で送信されている無線周波数信号を無線基地局２０が送信を停止している送信ギャップ間にてモニタし、所要受信品質を満たす無線基地局（この例では、ｆ２で送信している無線基地局３０とする）をＲＮＣ４０に報告する。そしてＲＮＣは、上記報告を移動局１０から受けると、その旨をネットワーク１００を介してＢＳＣ５０に通知する。その後、移動局がＷＣＤＭＡシステムからＧＳＭシステムに切り替えることで該ＧＳＭシステムでの通信が開始される。
【００２５】
本発明に係る上記ＲＮＣ４０は、移動局に対する異周波ハンドオーバの契機を検出し、その後、遅延、ジッタに大きな影響を受けるストリーミング型のトラフィックをネットワーク１００介して受信したときは、通常のデータ転送処理を行なうのでなく、上位レイヤの伝送速度を制御し、データ遅延の発生を極力抑えた状態で異周波ハンドオーバ制御のための処理を実行する。
【００２６】
上記ＲＮＣ４０は、例えば、図２に示すように構成される。図２は、ＲＮＣ４０の機能ブロックを示す構成例図である。
【００２７】
同図において、このＲＮＣ４０には、要求品質識別部４１と伝送速度設定部４２が備えられる。要求品質識別部４１はネットワーク１００を介して受信したトラヒックの要求品質を識別し、識別結果を伝送速度設定部４２に伝える。伝送速度設定部４２は要求品質識別部４１から通知される上記識別結果を元に上位レイヤの伝送速度を制御する。具体的には以下のようにして上位レイヤの伝送速度が制御される。
図３は、ＲＮＣ４０での異周波ハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
同図において、ＲＮＣ４０の要求品質識別部４１は、ネットワーク１００を介して受信したトラフィックが遅延のばらつきを許容しない伝送データであるかどうかを判定（ステップＳ１）する。図４は、要求品質識別部４１が上記判定を行なうために用いるテーブルの一例を示す図である。このテーブルには▲１▼伝送データパケットヘッダ内の３ビットのサービスタイプフィールド（ＩＰｖ４の場合）の優先順位ビットと、▲２▼上記優先順位に基づいて定められている遅延プライオリティ（サービスタイプフィールドの最初の２ビット）と、▲３▼上記遅延プライオリティに対応するＱｏＳクラス（０（低）〜３（高い））が記憶されている。同デーブルにおいて、▲３▼の遅延プライオリティが高ければ、そのトラフィックは遅延のばらつきを許容しないデータであることを意味している。
【００２９】
要求品質識別部４１は受信トラフィックのパケットヘッダのサービスタイプフィールドを参照し、例えば、“１１０”であった場合、遅延プライオリティが“１１”であるのでその受信トラフィックは遅延のばらつきを許容しないデータであると判定する。また、同テーブルより、上記トラフィックがＱｏＳ要求の高いトラフィックであることが識別される。
【００３０】
要求品質識別部４１は、上記のようにして受信トラフィックが遅延のばらつきを許容しないかどうかを判定した後、その判定結果を伝送速度設定部４２に通知する。伝送速度設定部４２は、要求品質識別部４１から受信トラフィックが遅延のばらつきを許容しないものであると通知された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度より低速に設定（ステップＳ２）する。その後、伝送速度設定部４２は、無線基地局２０の送信をオフ（ステップＳ４）にさせ、移動局１０に異周波の測定を行なわせる（Ｓ５）。
【００３１】
一方、上記ステップＳ１で受信トラフィックが遅延のばらつきを許容するものであると通知された場合（ステップＳ１でＮＯ）、伝送速度設定部４２は上位レイヤの伝送速度と物理レイヤの速度を同じに設定（ステップＳ３）した後、上記同様にステップＳ４とステップＳ５を行なって移動局１０を異周波にハンドオーバさせる。
【００３２】
図５は、上記ＲＮＣ４０の第２の構成例を示す機能ブロック図である。同図において、このＲＮＣ４０は、図２に示すＲＮＣ４０の構成に加えＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部４３が備えられる。Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部では、伝送速度設定部４２からコンプレストモードに移行する旨の通知がなされると、コンプレストモードに必要なパラメータ設定（例えば、ＴＧＳＮ（ギャップ開始スロット位置）、ＴＧＬ１、２（ギャップ長）、ＴＧＤ（ギャップ間隔）等）が行なわれる。
【００３３】
図６は、上記ＲＮＣ４０の第３の構成例を示す機能ブロック図である。同図において、このＲＮＣ４０は、図５に示すＲＮＣ４０の構成に加えエリア周波数情報管理部４４が設けられる。このエリア周波数情報管理部４４は、例えば、周辺エリアの無線ゾーンについての周波数情報を備えたデータベースを有している。
【００３４】
図７は、図６に示すＲＮＣ４０での異周波ハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【００３５】
同図において、エリア周波数情報管理４４部は、ステップＳ１１で周辺エリアに割当て可能な周波数があるかどうかを判定し、この判定で周辺エリアに割当て可能な周波数があると判定（ステップＳ１１でＹＥＳ）された場合は、その旨を要求品質識別部４１に通知する。要求品質識別部４１はエリア周波数情報管理部４４から周辺エリアに割当て可能な周波数があるとの判定結果を受けとったとき、受信トラフィックが遅延のばらつきを許容しない伝送データであるかどうかを判定（ステップＳ１２）する。これ以降の処理は図３と同様の処理手順にて上位レイヤの伝送速度制御が行なわれ、その後、移動局１０に対する異周波ハンドオーバ処理が行なわれる。
【００３６】
一方、上記ステップＳ１１で周辺エリアに割当て可能な周波数がないと判定（ステップＳ１１でＮＯ）された場合は、適当なハンドオーバ先がないとみなし移動局１０に対する異周波ハンドオーバ処理を行なわないで一連の処理を終了する。
以上、説明したように、本実施形態では、ＲＮＣ４０は、遅延のばらつきを許容しないトラヒック（例：ストリーミングトラフィック）を検出したときに、上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度、すなわち無線区間の伝送速度より低速にする制御を行なう。これにより、送信停止による送信ビットの削減数が抑えられ、データ遅延の発生を極力抑えることができる。すなわち、上記のような上位レイヤの伝送速度制御後に移動局１０に異周波ハンドオーバのための異周波測定指示を与えることで、遅延のばらつきを許容しないリアルタイム動画像配信サービスを提供する場合であっても容易に異周波ハンドオーバをさせることが可能となる。
【００３７】
また、周辺エリアの割当て可能な周波数状況を把握した上で、上記のような上位レイヤの伝送速度を制御するので、ストリーミング型のサービスの提供時であってもより的確に異周波ハンドオーバを行なわせることができる。
【００３８】
（変形例）
本発明は上記実施形態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、上記実施形態では、リアルタイム性が要求されるストリーミングトラフィックの受信に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御する形態であったが、この他にもリアルタイムアプリケーションをマルチキャストグループに配信するようなマルチキャストトラヒックの受信に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御するような形態であってもよい。
【００３９】
また、上位レイヤの伝送速度を低速にする際の制御方法としては、物理レイヤより低速となる伝送速度パターンを数種用意し、それらの中から選択するような制御方法であってもよいし、物理レイヤより低速となる伝送速度をあらかじめ決めておきその決定された伝送速度への変更を行なうような制御であってもよい。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、周波数の異なるシステム間のハンドオーバの場合を例にとり説明したが、同一システム内で異周波を用いる場合にも勿論本発明の適用は可能である。
【００４１】
上記実施例において、ＲＮＣ４０の要求品質識別部４１の機能が要求品質識別手段、サービス品質判定手段に対応し、伝送速度設定部４２の機能が上位レイヤ伝送速度制御手段に対応する。また、Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部４３の機能が基地局送信オフ指示手段、異周波測定指示手段に対応し、エリア周波数情報管理部４４の機能が周波数情報管理手段に対応する。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、遅延のばらつきを許容しないトラヒックが検出されたときに、上位レイヤの伝送速度を低速にする制御が行なわれる。これにより、送信停止による送信ビットの削減数が抑えられ、データ遅延の発生を極力抑えることができる。すなわち、上記の制御後に移動局に異周波ハンドオーバのための異周波測定指示を与えることで、遅延のばらつきを許容しないリアルタイム動画像配信サービスを提供する場合であっても容易に異周波ハンドオーバをさせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における異周波ハンドオーバの動作概要を説明するための図である。
【図２】図１に示すＲＮＣ（その１）の機能ブロックを示す構成例図である。
【図３】ＲＮＣでの異周波ハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【図４】要求品質識別テーブルの一例を示す図である。
【図５】図１に示すＲＮＣ（その２）の機能ブロックを示す構成例図である。
【図６】図１に示すＲＮＣ（その３）の機能ブロックを示す構成例図である。
【図７】図６に示すＲＮＣでのハンドオーバ制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】コンプレストモード時の送信例を示す図である。
【図９】コンプレストモード時の上りフレーム構成例を示す図である。
【図１０】コンプレストモード時の下りフレーム構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 移動局
２０ 無線基地局（ＷＣＤＭＡ用）
３０ 無線基地局（ＧＳＭ用）
４０ 無線制御装置（ＲＮＣ）
４１ 要求品質識別部
４２ 伝送速度設定部
４３ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｏｄｅ設定部
４４ エリア周波数情報管理部
５０ 無線制御装置（ＢＳＣ）
１００ コアネットワーク
Claims (5)
- 異周波間のハンドオーバを制御する無線制御装置であって、
伝送すべきデータの要求品質を識別する要求品質識別手段と、
前記要求品質識別手段により識別された識別結果に基づいて、上位レイヤの伝送速度を制御する上位レイヤ伝送速度制御手段と、
前記上位レイヤ伝送速度制御手段により上位レイヤの伝送速度の制御が行われた後に、自己と接続している無線基地局の送信をオフにする基地局送信オフ指示手段と、
前記無線基地局と通信を行なっている移動局に対し異周波の測定を指示する異周波測定指示手段と
を有し、
前記要求品質識別手段は、前記無線基地局と通信を行っている移動局の異周波ハンドオーバ契機を検出した場合に、ネットワークを介して受信したトラフィックが遅延を許容しない伝送データであるかどうかを判定し、
前記上位レイヤ伝送速度制御手段は、前記要求品質識別手段により、前記受信したトラフィックが遅延を許容しない伝送データであると判定された場合、上位レイヤの伝送速度を低速にするように制御することを特徴とする無線制御装置。 - 請求項１記載の無線制御装置であって、
前記上位レイヤ伝送速度制御手段は、
前記上位レイヤの伝送速度を物理レイヤの伝送速度より低速にするように制御することを特徴とする無線制御装置。 - 請求項１記載の無線制御装置であって、
前記異周波測定指示手段は、前記移動局に対しコンプレストモードを実行して異周波を測定させることを特徴とする無線制御装置。 - 請求項１乃至３いずれか記載の無線制御装置であって、
前記無線基地局の周辺エリアの割当て可能な周波数情報を管理する周波数情報管理手段を有し、
前記周波数情報管理手段により、前記周辺エリアに割当て可能な周波数があると判断された場合に、前記上位レイヤ伝送速度制御手段による上位レイヤの伝送速度制御を行なうことを特徴とする無線制御装置。 - 移動局と無線基地局との間に無線チャネルを設定し、異周波間のハンドオーバを制御する無線制御装置におけるハンドオーバ制御方法であって、
前記無線制御装置が、前記無線基地局と通信を行っている前記移動局の異周波ハンドオーバ契機を検出した場合、ネットワークを介して受信したトラフィックが遅延を許容しない伝送データであるかどうかを判定し、
前記無線制御装置が、前記受信したトラフィックが遅延を許容しない伝送データであると判定されたときは、上位レイヤの伝送速度を低速にするように制御し、
自己と接続している無線基地局の送信をオフにし、
前記移動局に対し異周波の測定を指示することにより、当該移動局を異なる周波数にハンドオーバさせる
ことを特徴とするハンドオーバ制御方法。
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