JP4690467B2 - 間欠通信システム、基地局装置及び移動局装置 - Google Patents

Description

本発明は、間欠通信を行うことのできる移動通信システムにおけるハンドオーバ技術に関する。

携帯電話等の移動通信システムにおいては、現在では第３世代方式であるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により各種のサービスが提供されてきている。より高速な通信を可能とする次世代以降の移動通信方式に関しては、現在その検討がなされている最中である。３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においては、ＬＴＥ（Long Term Evolution）について検討が行われている。例えば、ＬＴＥにおいては、待ち受け中だけでなく通信中であっても移動局が間欠受信（ＤＲＸ、不連続受信）を適用する方式が採用される。これは、通信が高速化するに伴い移動局の消費電力が増大化することとなるため、移動局の消費電力を抑えることを目的としている。

図１は、間欠送受信における移動局の送信及び受信のタイミングを模式的に示す図である。上段には基地局から移動局への送信タイミングを示し、下段には移動局から基地局への送信タイミングを示す。図１に示すように、間欠受信を適用している間は、移動局は、定期的に自局宛てのデータ送信があるか否かを確認する。上り送信についても同様に、移動局は、間欠通信の同期を維持するために定期的に間欠送信（ＤＴＸ、不連続送信）を行う。

ところで、従来技術においては、間欠通信中に移動局が移動することによりハンドオーバを実行して接続先の基地局が切り替える必要が生じた場合は、移動局は、ハンドオーバ処理を実行する前に、まず、通信状態を間欠通信状態からアクティブ状態に切り替える必要がある。移動局は、通信状態をアクティブ状態に遷移させるための状態遷移要求を、ハンドオーバが必要と判断すると、その次の間欠送信のタイミングで基地局に送信する。

図２は、従来における間欠通信中にハンドオーバを実行する場合の移動局側のデータ送受信タイミングを示す図である。移動局は、定期的に受信信号強度等の受信レベルを測定し、測定結果に基づいて移動局がハンドオーバの実施が必要と判断すると、次の送信タイミングで状態遷移要求を基地局に向けて送信する。状態遷移要求を受信した基地局は、自装置すなわち基地局側について間欠通信状態からアクティブ状態に切り替えるとともに、移動局に対して間欠通信状態からアクティブ状態に遷移させるよう求める指示メッセージを、基地局の送信タイミングで移動局に向けて送信する。基地局及び移動局の双方において間欠通信状態からアクティブ状態への遷移が完了すると、その後ハンドオーバを実施する。

図３は、従来技術に係る間欠通信時にハンドオーバを実施する場合の動作シーケンスである。従来は、アクティブ状態への遷移を求める状態遷移要求は、間欠送信タイミングにおいて送信する必要がある。また、状態遷移要求を受信した基地局が移動局に対して状態遷移指示を送信するタイミングも、間欠送信タイミングに送信する必要がある。このため、図３に示すように、間欠送受信期間におけるハンドオーバは、通常の通信（アクティブ）状態の場合と比べて遅延時間が長くなるという問題があった。更には、状態遷移要求を送信するまでの時間が長くなることによりハンドオーバが所定の期間内に完了せず、正しくハンドオーバを行うことができない場合が生じる等の問題があった。

なお、この他のハンドオーバ技術に関しては、間欠通信時にハンドオーバを実施することが必要となったときに、ＲＲＣコネクション要求に基づいて無線通信確立状態に遷移する技術（例えば、特許文献１）や、間欠通信する端末がページンググループを形成し、その一連のシーケンスの中でソフトハンドオーバを考慮した技術（例えば、特許文献２）、非同期システムにおいてページングチャネルを用いてハンドオーバを行う技術（例えば、特許文献３）、基地局が主導してハンドオーバを行う技術（例えば、特許文献４）について提供されている。

本発明は、ハンドオーバ等を実行する必要のある移動局及び基地局において、より早く間欠通信状態から通常の通信状態へと切り替えるための技術を提供することを目的とする。
特開２００５−２８６８０７号公報 特開２００４−１９４０１５号公報 特開２００４−５０４７８３号公報 特開２０００−６９５２３号公報

上記課題を解決するために、本発明に係る間欠通信システムは、基地局装置と移動局装置との間で間欠通信を行うことのできる間欠通信システムであって、前記移動局装置は、ハンドオーバが必要と判断すると、間欠通信を停止して通常の通信を開始させるための要求を、間欠通信とは異なるタイミングで送信する送信手段と、前記送信手段により前記要求が送信された後に、間欠通信から通常の通信へと遷移させる遷移手段と、前記遷移手段により通常の通信への遷移が完了すると、ハンドオーバを実行するハンドオーバ実行手段とを備えた構成とする。

間欠通信状態にある移動局装置は、ハンドオーバが必要と判断すると、通信を通常の通信状態に切り替える旨の要求を、次の間欠送信タイミングを待たずに直ちに基地局装置に送信する。また、要求を送信するとともに、間欠通信から通常の通信へと遷移する。そして、通常の通信への遷移が完了すると、ハンドオーバを開始する。間欠送信タイミングによらずに上記の要求を基地局装置に送信するため、ハンドオーバ処理に要する時間を短縮することができる。

前記要求は、ハンドオーバ先の基地局装置を識別するための基地局装置識別情報を含むハンドオーバ要求から構成され、前記遷移手段は、前記ハンドオーバ要求を認識すると、間欠通信から通常の通信への遷移を開始させることとしてもよい。間欠通信中に受信したハンドオーバ要求に基づいて通信状態を遷移させ、遷移の完了後にハンドオーバ処理を実行することで、更にハンドオーバ処理を早期に開始させることができる。

前記要求は、共通チャネルを用いて前記移動局装置から前記基地局装置に送信される。また、前記要求は、間欠通信を行う周期が所定の閾値よりも大きい場合はＬ１（レイヤ１、物理レイヤ）の情報として生成されて前記送信手段により送信され、該周期が所定の閾値以下の場合はＬ３（レイヤ３、ネットワークレイヤ）の情報として生成されて間欠通信の送信タイミングで送信されることとしてもよい。

なお、本発明は、上記の間欠通信システムに限らない。上記の間欠通信方法を適用する基地局装置、移動局装置、その方法をコンピュータにおいて実行させるためのプログラム等であっても、本発明に含まれる。

本発明によれば、間欠通信中にハンドオーバが必要となった場合であっても、間欠送信タイミングによらずに状態を遷移するよう基地局装置に求める要求が共通チャネルを用いて送信される。次の間欠送信タイミングを待たずに要求を送信するため、間欠通信状態から通常の通信状態への遷移に要する時間が短縮され、これにより、ハンドオーバ完了までに要する時間が短縮される。したがって、ハンドオーバ処理が長期化することに伴って生じる通信品質の劣化やハンドオーバ処理の失敗等の問題を改善することができる。

間欠送受信における移動局の送信及び受信のタイミングを示す図である。 従来における間欠通信中にハンドオーバを実行する場合の移動局側のデータ送受信タイミングを示す図である。 従来技術に係る間欠通信時にハンドオーバを実施する場合の動作シーケンスである。 第１の実施形態に係る移動局の構成図である。 第１の実施形態に係る基地局の構成図である。 第１の実施形態に係る移動局におけるデータの送受信のタイミングを説明する図である。 第１の実施形態に係る無線通信システムにおいて間欠通信中にハンドオーバを実行する処理のシーケンスである。 第１の実施形態に係る状態遷移要求のフォーマットの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る移動局側の処理を示したフローチャートである。 第１の実施形態に係る基地局側の処理を示したフローチャートである。 第２の実施形態に係る移動局の構成図である。 第２の実施形態に係る基地局の構成図である。 第２の実施形態に係る無線通信システムにおいて間欠通信中にハンドオーバを実行する処理のシーケンスである。 第２の実施形態に係るハンドオーバ要求のフォーマットの一例を示す図である。 第２の実施形態に係る移動局側の処理を示したフローチャートである 第２の実施形態に係る基地局側の処理を示したフローチャートである。 第３の実施形態に係る移動局の構成図である。 第３の実施形態に係る移動局側の処理を示したフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において説明する無線通信システム１は、移動局２及び基地局３を含んで構成される。移動局２の周辺に位置する基地局３は複数存在し、移動局２は、各基地局からの受信信号強度等の受信レベルを測定し、受信レベルに基づいて複数の基地局３の中から接続先の基地局３を決定する。

ＬＴＥ等の次世代以降の無線通信システム１においては移動局２及び基地局３ともに省電力のために、通信中であっても間欠送受信（ＤＴＸ、ＤＲＸ）を行っているが、測定した受信レベルに基づいてハンドオーバが必要と判定した場合には、ハンドオーバを実施するために、通常の通信状態に遷移させる。
＜第１の実施形態＞
図４は、本実施形態に係る移動局２の構成図である。移動局２は、アンテナ２０、受信機２１、周辺レベル測定部２２、ハンドオーバ判定部（図中ではＨＯ判定部と表記）２３、制御部２４、間欠送信／間欠受信周期設定部（図中ではＤＴＸ／ＤＲＸ周期設定部と表記、以下周期設定部と略記）２５、データ処理部２６及び送信機２７を含む。

アンテナ２０は、基地局３に対する信号の送出あるいは基地局３から送信された信号の受信に用いる。なお、図４においては送信アンテナと受信アンテナを分けずに記載している。

受信機２１は、アンテナ２０を介して受信した信号について増幅、復調処理を行う。復調した信号のうち、受信レベルについては、周辺レベル測定部２２に与えられる。周辺レベル測定部２２は、移動局２の周辺に位置する基地局３のそれぞれから受信した受信レベルを測定する。

ハンドオーバ判定部２３は、周辺レベル測定部２２の測定結果に基づいて、ハンドオーバを行うか否かを判定する。ハンドオーバを行うと判定した場合は、周期設定部２５にハンドオーバ実施の情報を与える。

周期設定部２５は、ハンドオーバ判定部２３からハンドオーバを実施する旨の情報を受け取ると、間欠送受信の周期を設定し直す。例えば、間欠送受信の周期の値をゼロに設定するか、あるいは「設定値なし」とすることにより、移動局２は、間欠通信状態から通常の通信状態すなわちアクティブ状態への通信状態遷移処理を実行する。なお、「アクティブ状態」とは、現世代の通信方式においては待ち受け状態に対する通信状態を表しているが、ＬＴＥ等の次世代方式においては、通信中であっても間欠通信を行うことができるため、以下の説明においては、間欠通信状態に対する通信状態すなわち非間欠通信を行っている状態を「アクティブ状態」と定義する。

データ処理部２６は、受信機２１において復調して得られた情報を処理し、基地局３に送信すべきデータを送信機２７に与える。データ処理部２６が送信機２７に与えるデータには、通信状態を間欠通信状態からアクティブ状態へと切り替えるよう基地局３に対して要求する状態遷移要求が含まれる。送信機２７は、データの変調処理を行う。送信機２７において変調された信号は、アンテナ２０を介して無線空間に送出される。

制御部２４は、入力された情報に基づいて各種の制御を行う。間欠通信状態のときにハンドオーバが必要と判定された場合には、例えば、周期設定部２５において間欠送信／間欠受信の周期を再設定するよう指示を出したり、送信機２７が基地局３に対して状態遷移要求をＬ１で送信するための変調処理を実行するよう制御したりする。本実施形態においては、制御部２４は、間欠通信状態にあるときであっても、間欠送信のタイミングによらずに上記の状態遷移要求を基地局３に対して送信する。

図５は、本実施形態に係る基地局３の構成図である。基地局３は、アンテナ３０、受信機３１、状態遷移要求判定部３２、状態管理部３３、スケジューラ３４及び送信機３５を含む。

アンテナ３０は、移動局２からの信号の受信及び移動局２への信号の送出を行う。図５においては送信アンテナと受信アンテナとを分けずに記載している点については、図４の移動局２のアンテナ２０と同様である。

受信機３１は、アンテナ３０を介して受信した信号の増幅及び復調処理を行う。復調処理で得られた情報のうち、制御情報及びデータについては上位に与えられ、Ｌ１で受信した情報については状態遷移要求判定部３２に与えられる。

状態遷移要求判定部３２は、移動局２が送信した情報のうちＬ１の情報（状態遷移要求）が与えられ、その情報の内容を判断する。状態遷移要求は、図４の説明について述べたとおり、基地局３において間欠通信状態からアクティブ状態へと通信状態を切り替えて基地局３をハンドオーバ実施可能な通信状態とするための要求信号である。

状態管理部３３は、状態遷移要求判定部３２の判断結果に基づいて、基地局３側の通信状態を管理する。具体的には、間欠通信状態及びアクティブ状態のうちいずれの通信状態で、基地局３配下の各移動局２と通信するかを管理する。

スケジューラ３４は、状態管理部３３における基地局３配下の各移動局２の通信状態の管理状況にしたがって、データの送信タイミングを制御する。スケジューラ３４により送信タイミングを制御されるデータの中には、移動局２に対して通信状態を間欠通信状態からアクティブ状態へと切り替えるよう指示する状態遷移指示が含まれる。状態遷移指示信号は、移動局２から受信した状態遷移要求に応じて、その移動局２に対して送信される。

送信機３５は、データや各種の制御情報に対して変調処理を実行する。変調処理により得られた信号は、アンテナ３０を介して無線空間に送出される。このうち、上記の状態遷移指示については、間欠通信中であっても、間欠送信のタイミングによらずに送出する。

図６は、本実施形態に係る移動局２におけるデータの送受信のタイミングを説明する図である。図６の上段には、基地局３からデータを受信するタイミング、下段には、基地局３にデータを送信するタイミングを示す。横軸方向は、時間ｔを表し、縦軸方向は、レベルがゼロでない期間が、それぞれ送信／受信可能な期間を表している。

間欠通信を行っているときに、測定の結果受信レベルが低下したことが移動局２において検出されると、移動局２はハンドオーバが必要と判断する。そして、ハンドオーバを実施するために、状態遷移要求を基地局３に対して送信し、間欠通信状態からアクティブ状態に切り替えるよう求める。

本実施形態に係る移動局２は、間欠通信の間欠送信タイミングとは異なるタイミングで状態遷移要求を送信する。すなわち、ハンドオーバが必要と判断すると、移動局２は、次の間欠送信タイミングを待たずに直ちに状態遷移要求を接続先の基地局３に対して送信する。このときの送信は、通常の間欠送信タイミングに割り当てられた占有チャネルではなく、ランダムアクセスチャネル等の共通チャネルを用いる。このようなチャネルでは、通常のチャネルのように測定報告などのＬ３情報を送信するには適さないが、状態遷移要求のような情報はデータ量が少ないためＬ１として送信することが可能で、従ってランダムアクセスチャネルの適用が可能である。

尚、基地局３は、移動局２が、間欠送受信状態にあっても、そのランダムアクセスチャネル等の共通チャネルの受信は、その間欠送受信タイミングにかかわらず行っており、移動局２から間欠送信タイミング外で送信された状態遷移要求を受信することができる。

移動局２は、基地局３に対して状態遷移要求を送信して基地局３において通信状態を切り替えることを求めるとともに、移動局２の通信状態についても、間欠通信状態からアクティブ状態へと切り替える。

移動局２におけるアクティブ状態への遷移は、まず、受信のタイミングを間欠受信からアクティブ状態に遷移させる。先に受信状態をアクティブ状態に切り替えることにより、基地局３からのＬ３情報である状態遷移指示の受信が可能となる。

基地局３は、移動局２から状態遷移要求を受信すると基地局３側の通信状態を間欠通信状態からアクティブ状態へと切り替えてから、移動局２に対して状態遷移指示を送信する。間欠受信状態からアクティブ状態へと状態遷移を完了している移動局２は、基地局３から状態遷移指示を受信する。そして、間欠送信からアクティブ状態へと遷移させ、移動局２において間欠通信状態からアクティブ状態へと通信状態の遷移が完了すると、ハンドオーバ処理を開始する。尚、基地局３からの状態遷移指示を受信する前に（例えば状態遷移要求信号の送信を契機として）受信状態だけでなく送信状態もアクティブにする（送受信状態を非間欠送受信状態とする）こともできる。

図６に示すように、移動局２の受信レベルが低下してハンドオーバが必要となったときに、移動局２は次の間欠送信タイミングを待たずにＬ１を用いて状態遷移要求を基地局３に対して送信する。このため、間欠送信タイミングを待って状態遷移要求を送信する場合と比べて状態遷移の処理が早期になされ、状態遷移に要する時間が短縮される。状態遷移の処理に要する時間が短縮化することでハンドオーバ処理をより早期に開始することができ、これにより、ハンドオーバ処理を完了するまでに要する時間を短縮させることが可能となる。

次に、状態遷移要求を間欠送信タイミングと異なるタイミングで送信する方法について、具体的に説明する。
図７は、本実施形態に係る無線通信システム１において間欠通信中にハンドオーバを実行する処理のシーケンスである。ハンドオーバ前に接続していた基地局３を基地局３Ａ、ハンドオーバ後の接続先の基地局３を基地局３Ｂとする。

移動局２は周辺基地局３の受信レベルを測定した結果、ハンドオーバが必要と判断すると、状態遷移要求を基地局３Ａに送信する。従来の状態遷移要求はＬ３情報として個別チャネルを用いて送信されているのに対し、本実施形態においては、状態遷移要求を、ランダムアクセスチャネル等の共通チャネルを用いてＬ１の情報として送信する。

状態遷移要求を受信した基地局３Ａは、基地局側の通信をアクティブ状態に切り替えるとともに、移動局２に状態遷移指示を送信してスケジューリング情報等を通知する。移動局２は、状態遷移指示の受信後、基地局３Ａに対して測定報告を送信する。移動局２からの測定報告に対し、基地局３Ａは、ハンドオーバ先の基地局３Ｂとのネゴシエーションを行った後、移動局２に対してハンドオーバ指示を送信する。移動局２及び基地局３Ａの双方においてアクティブ状態への状態遷移が完了すると、ハンドオーバ処理が開始される。以降の処理、すなわち同期を確立してハンドオーバが完了すると移動局２がハンドオーバ完了通知を基地局３Ｂに対して送信する処理については、従来における処理と同様であり、公知技術である。

図８は、本実施形態に係る状態遷移要求のフォーマットの一例を示す図である。状態遷移要求は、ユーザ識別情報（図８ではユーザＩＤ）及び状態遷移要求ビットを含んで構成される。

ユーザ識別情報は、移動局２を識別するための情報であり、基地局３を含む無線通信システム１においてはこのユーザ識別情報により移動局２が一意に決定される。状態遷移要求ビットは、例えば「１」が格納されているときは、状態遷移要求を表し、「０」が格納されているときは、状態遷移要求はしないことを表す。なお、実施例においては基地局３に対して送信する情報として、基地局側の状態遷移を求める旨の通知のみを例示しているが、これには限らない。ＬＴＥにおいて今後策定される各種の仕様に応じて各種要求等について値を予めそれぞれ設定しておくことにより、ランダムアクセスチャネルを用いて各種情報を基地局３に通知することができる。

ここで、ランダムアクセスチャネルとは、例えばＬＴＥにおいてはSynchronized Random Access Channel（同期ランダムアクセスチャネル）がこれに相当する。同期ランダムアクセスチャネルは、基地局３と移動局２すなわち端末との間の上りリンクが基地局３によって時間同期されているときに使用される。移動局２はこのチャネルを用いて上りデータ転送のためのリソースを確保する。同期ランダムアクセスのプロシージャを用いることにより、総じてレイテンシを軽減することができる。

本実施形態に係る移動局２は、図８に示すフォーマットの状態遷移要求を基地局３にＬ１の情報としてランダムアクセスチャネル等を用いて送信し、Ｌ３情報と比較してデータ量を小さく抑えつつ、間欠送信のタイミングを待たずに移動局２から基地局３に対して必要な情報を通知することが可能となる。

移動局２側及び基地局３側のそれぞれにおける上記のハンドオーバ処理の実行方法について、フローチャートを参照して説明する。
図９は、本実施形態に係る移動局２側の処理を示したフローチャートである。図９に示す処理は基地局３からの受信レベルの測定周期や、基地局３からの要求などに応じて実行される。

まず、ステップＳ１で、移動局２の位置の周辺にある複数の基地局３をそれぞれ識別するための識別情報ｉの初期値として１を設定する。そして、ステップＳ２で、ｉ番目の基地局について受信レベルを測定し、ステップＳ３で、ｉの値が測定対象の基地局数（Ｎとする）よりも小さいか否かを判定し、ｉが測定対象の基地局数Ｎよりも小さいときは、ステップＳ４に進んでｉに１を加算し、ステップＳ２に戻る。ステップＳ３の判定で、周辺基地局の識別情報であるｉの大きさが測定対象の基地局数Ｎに等しくなると、全ての基地局３についての受信レベルの測定を終えたと判定して、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５で、Ｎ台の基地局３について測定した受信レベルに基づいて、ハンドオーバが必要であるか否かを判定する。ハンドオーバ不要と判定された場合は、処理を終了する。ハンドオーバが必要と判定された場合は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６で、移動局２は、間欠送信タイミングによらずに直ちに基地局３に状態遷移要求を送信し、ステップＳ７で、通信を間欠通信状態からアクティブ状態に切り替え、処理を終了する。既に説明したとおり、図９に示す処理を終了した後は、基地局３からの状態遷移指示によりスケジューリング情報を受け取り、基地局３からのハンドオーバ指示にしたがってハンドオーバ処理を開始する。

図１０は、本実施形態に係る基地局３側の処理を示したフローチャートである。なお、図１０に示す処理は、基地局３のエリア内で間欠通信状態にある全ての移動局２のそれぞれについて実行する。

基地局３においては、まず、ステップＳ１１で、移動局２から状態遷移要求があるか否かについて判定する。状態遷移要求がない場合は、ステップＳ１２に進み、特に処理を行わずに間欠通信状態を継続することとし、処理を終了する。移動局２から状態遷移要求を受信すると、ステップＳ１３に進み、基地局３側の通信状態を、間欠通信状態からアクティブ状態に切り替え、処理を終了する。

基地局３は、アクティブ状態に遷移した後は、状態遷移要求を通知した移動局２に対して状態遷移指示を送信してスケジューリング情報を通知し、更に移動局２から送信される測定報告に応じてその移動局２に対してハンドオーバ指示を与える。ハンドオーバ指示を受信した移動局２は、ハンドオーバを開始する。

以上説明したように、本実施形態に係る無線通信システム１によれば、Ｌ１の情報のデータ量はＬ３情報のそれと比較して小さいため、状態遷移要求を、Ｌ１の情報として共通チャネルを用いて送信する。そして、状態遷移要求の送信に共通チャネルを用いることにより、間欠通信を行っている移動局２についてハンドオーバを実行する必要が生じたとき、間欠送信のタイミングとは異なるタイミングで、基地局３に対して状態遷移要求を送信することが可能とされる。このことから、移動局２は、ハンドオーバが必要と判断すると直ちに状態遷移要求を基地局３に送信することができ、基地局３においては、通信をアクティブ状態に遷移させる処理をより早期に実行することができる。状態遷移に要する時間が短縮されることで、ハンドオーバを早期に開始することができ、また、ハンドオーバ処理が完了するまでの期間を短縮化できる。これにより、ハンドオーバに要する時間が長期化することに伴って生じる通信品質の劣化やハンドオーバ処理の失敗等の問題を改善することに資する。
＜第２の実施形態＞
本実施形態に係る無線通信システム１は、移動局２から基地局３に対してＬ１の情報として周辺基地局を示す情報が通知されたときは、その情報に基づいて、間欠通信状態をアクティブ状態に切り替える点に特徴を有する。

図１１は、本実施形態に係る移動局２の構成図である。上記の第１の実施形態に係る移動局と比較して、周辺基地局情報管理部２８を更に備える点で異なる。他の構成については、図４と同様である。

周辺基地局情報管理部２８は、接続先の基地局３から受信した周辺基地局についての情報を保持する。ここで、周辺基地局についての情報とは、移動局２の内部において、周辺の基地局をそれぞれ識別するための識別情報である。

図１２は、本実施形態に係る基地局３の構成図である。上記の第１の実施形態に係る基地局と比較して、周辺基地局情報管理部３６を更に備える点で異なる。他の構成については図５と同様である。

周辺基地局管理部３６は、ハンドオーバ判定部３２から入力されたハンドオーバの要否に関わる情報に基づいて、ハンドオーバが必要と判断されたときは、ハンドオーバ先の基地局に関わる情報を状態管理部３３に与えるとともに、制御情報として、上位にその情報を与える。状態管理部３３は、周辺基地局情報管理部３６から受け取ったハンドオーバ先の基地局情報に基づいて、ハンドオーバが必要なことを認識し、基地局側における通信状態を制御する。

図１３は、本実施形態に係る無線通信システム１において間欠通信中にハンドオーバを実行する処理のシーケンスである。第１の実施形態と同様に、ハンドオーバ前に移動局２が接続していた基地局３を基地局３Ａと表記し、ハンドオーバ先の基地局３を基地局３Ｂと表記する。図７に示す上記の実施形態に係る無線通信システムのシーケンスと比較して、異なる点を中心に述べる。

まず、通信状態をアクティブ状態から間欠通信状態へと遷移させるときに、基地局３Ａは、移動局２に対して状態遷移指示を送信する。ここで送信される状態遷移指示には、基地局３Ａにおいて保持している周辺基地局を識別するための情報が含まれている。基地局３Ａから状態遷移指示を受信した移動局２は、指示にしたがって通信状態を間欠通信状態に遷移させるとともに、受信した情報をその周辺基地局情報管理部２８に保持する。

間欠通信中の移動局２は、受信レベルの低下に伴いハンドオーバが必要と判断すると、ランダムアクセスチャネル等を用いてハンドオーバ要求（図１３ではＨＯ要求）信号をＬ１の情報として基地局３Ａに送信する。本実施形態においては、ハンドオーバ要求はＬ１の情報として送信されるため、間欠送信のタイミングとは異なるタイミングで送信することができる。

ハンドオーバ要求には、ハンドオーバ先の基地局を示す基地局識別情報が含まれている。移動局２は、ハンドオーバ要求を送信した後に、まず、間欠受信状態からアクティブ状態へと遷移させ、基地局３ＡからのＬ３情報を受信可能な状態で待機する。基地局３Ａにおいては、Ｌ１の情報に基づいてハンドオーバ要求を受信したと判断し、ハンドオーバ先の基地局３Ｂとのネゴシエーションの後、移動局２に対してハンドオーバ指示を送信する。

移動局２は、基地局３Ａからハンドオーバ指示を受信すると、間欠送信からアクティブ状態へと遷移させる。なお、移動局２における間欠受信及び間欠送信からアクティブ状態への遷移のタイミングは、上記の実施形態においては図６に示すように、それぞれ状態遷移要求の送信後及び状態遷移指示の受信後であるのに対し、本実施形態においては、それぞれハンドオーバ要求の送信後及びハンドオーバ指示の受信後である。

以降は、図７に示す上記の実施形態に係るシーケンスと同様に、同期確立を行い、ハンドオーバを実行する。ハンドオーバ処理が完了すると、ハンドオーバ完了通知をハンドオーバ先の基地局３Ｂに送信し、処理を終了する。

予め移動局２に対して通知される状態遷移指示は、基地局識別情報（図１３では基地局ＩＤと表記）を含んで構成される。基地局識別情報は、基地局３Ａが簡易的に割り当てる値でも足り、基地局３Ａ及び移動局２は共通の値を保持する。上記のとおり、移動局２は基地局識別情報をＬ１の情報に含めてハンドオーバ元の基地局３Ａに通知するため、データ量は小さく抑えられることが好ましい。例えば周辺基地局の数が１０局であれば、データは４ビット確保すれば十分である。

図１４は、本実施形態に係るハンドオーバ要求のフォーマットの一例を示す図である。ハンドオーバ要求には、ユーザ識別情報（図１４ではユーザＩＤ）及び基地局識別情報（図１４では基地局ＩＤ）を含んで構成される。

ハンドオーバ要求により基地局３に通知される情報は、移動局２を識別するためのユーザ識別情報と、ハンドオーバ先の周辺基地局を示す基地局識別情報からなる。ここで、ＬＴＥにおいては待ち受け時以外の、例えば通信中等であっても間欠通信を行っているので、図１４に示すハンドオーバ要求を受信した基地局３においては、ハンドオーバ要求の受信をもって通信状態の遷移が必要と認識し、通信状態について状態遷移処理を実行する。

上記の第１の実施形態と異なり、まず状態遷移要求に基づいて基地局側の通信をアクティブ状態に切り替えておき、その後改めてハンドオーバ先の基地局３に関する情報を送受する処理が、本実施形態においては不要となる。これにより、ハンドオーバ処理に要する時間をより短縮することが可能となる。

図１５は、本実施形態に係る移動局２側の処理を示したフローチャートである。図９に示す第１の実施形態に係る処理と比較して、異なる処理を中心に説明する。
まず、ステップＳ２１からステップＳ２４については、それぞれ図９のステップＳ１からステップＳ４に対応しており、同様の処理を行う。ステップＳ２３で測定対象である周辺基地局３の全てについて測定を終えたと判定すると、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５で、移動元基地局ＢＳ_０の受信レベルと比較して、より強い受信レベルの基地局ＢＳ_ｉがあるか否かを、測定結果に基づいて判定する。移動元基地局よりも強い受信レベルの基地局が存在しないときは、処理を終了する。移動元基地局より強い受信レベルの基地局が存在するときは、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６で、最も受信レベルの大きい基地局ＢＳ_ｉを選択すると、ステップＳ２７で、選択した基地局ＢＳ_ｉの基地局識別情報の値ｉをハンドオーバ要求に格納し、移動元基地局に送信する。そして、ステップＳ２８でアクティブ状態に遷移し、処理を終了する。以降の処理については、上記の実施形態と同様である。

図１６は、本実施形態に係る基地局３側の処理を示したフローチャートである。第１の実施形態に係る基地局と同様に、基地局３のエリア内で間欠通信状態にある全ての移動局２のそれぞれについて実行する。

図１６に示す処理のうち、ステップＳ３１からステップＳ３２の処理、すなわち移動局２からハンドオーバ要求を受信していない場合の処理については図１０のステップＳ１１からステップＳ１２の処理と同様である。

ステップＳ３１で、移動局２からハンドオーバ要求を受信したと判定すると、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３でアクティブ状態に切り替えると、ステップＳ３４で移動局２に対してハンドオーバ指示を送信する。

本実施形態に係る無線通信システム１は、ハンドオーバ要求にハンドオーバ先の基地局を示す基地局識別情報が含まれており、ハンドオーバ要求は、Ｌ１の情報として送信される。これより、基地局３は、ハンドオーバ要求に含まれるハンドオーバ先の基地局についての識別情報にしたがって、基地局の通信状態をアクティブ状態に遷移させ、ハンドオーバ指示を移動局２に送信することができる。上記の実施形態においては、まず通信状態を遷移させるための状態遷移要求を受信したことを認識して通信状態をアクティブ状態に遷移させ、次にハンドオーバ要求を受信したことを認識してハンドオーバ処理を開始させるための各種の処理を実行していたのに対し、ハンドオーバ処理に要する時間を短縮させることができる。

以上説明したように、第２の実施形態に係る無線通信システム１によれば、間欠通信中にハンドオーバが必要となったとき、移動局２は、ランダムアクセスチャネル等の共通チャネルを用いてハンドオーバ要求を基地局３に送信する。移動元の基地局３は、間欠通信中にハンドオーバ要求を受信すると、そのハンドオーバ要求の送信元である移動局２についてハンドオーバを実行させるために、基地局３側の通信状態をアクティブに遷移させる。そして、基地局３側の通信状態がアクティブ状態になると、ハンドオーバ要求に含まれるハンドオーバ先の基地局を示す基地局識別情報に基づいて、ハンドオーバ指示を送信する。

ハンドオーバの必要な移動局２から基地局３に対してハンドオーバ要求を送信し、ハンドオーバ要求にハンドオーバ先の基地局を示す情報を含めて通知するだけで、移動局２及び基地局３の双方において通信状態を遷移させるので、移動局２から通信状態を遷移させるよう求める要求とハンドオーバ要求を別個に基地局３に送信する方法と比較して、ハンドオーバ処理に要する時間をより短縮することができる。これにより、ハンドオーバ処理に要する時間が長期化することに伴って生じる通信品質の劣化やハンドオーバ処理の失敗等の問題を改善することに資する。
＜第３の実施形態＞
本実施形態に係る無線通信システム１は、間欠送受信の周期に応じて通信状態をアクティブ状態に遷移させるための要求を基地局３に送信する方法を設定してハンドオーバを実施する点に特徴を有する。

図１７は、本実施形態に係る移動局２の構成図である。上記の第１の実施形態に係る移動局と比較して、周期設定部２５がハンドオーバ判定部２３に対して間欠送受信の周期に関わる情報を与える点で異なる。他の構成については、図４と同様である。

ハンドオーバ判定部２３は、周期設定部２５から与えられた間欠送受信の周期に関わる情報に基づいて、ハンドオーバの実施方法、具体的には通信状態の遷移要求を基地局３に送信する方法を決定する。ハンドオーバ判定部２３において決定した内容は、周期設定部２５に与えられ、周期設定部２５は、入力された情報に基づいて、基地局３に送信する要求の送信タイミングを決定して送信機２７に与えるとともに、移動局２の間欠送受信の周期を再設定してアクティブ状態に遷移させる。

なお、本実施形態に係る基地局３の構成については、図５に示す第１の実施形態に係る基地局３の構成と同様であるのでここでは説明を省略する。
図１８は、本実施形態に係る移動局２側の処理を示したフローチャートである。なお、基地局３側の処理は、図１０の第１の実施形態に係る基地局３の処理と同様である。ここでは、図９に示す第１の実施形態に係る移動局２の処理と比較して、異なる処理を中心に説明する。

まず、ステップＳ４１の初期化処理からステップＳ４５のハンドオーバ要否の判定までは、それぞれ図９のステップＳ１からステップＳ５に対応しており、同様の処理を行う。ステップＳ４５でハンドオーバ不要と判定された場合には処理を終了する。ステップＳ４５でハンドオーバが必要と判定された場合は、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６で、間欠送受信の周期は、所定の閾値以下であるか否かを判定する。間欠送受信の周期が所定の閾値よりも大きい値をとる場合は、ステップＳ４７に進み、移動局２は、間欠送信のタイミングを待たずに即時に状態遷移要求を基地局３に対して送信する。ステップＳ４６において間欠送受信の周期が所定の閾値以下であると判定された場合は、ステップＳ４８に進み、次の間欠送信のタイミングで状態遷移要求を基地局３に送信する。状態遷移要求の送信後、ステップＳ４９に進む。ステップＳ４９で、移動局２の通信状態をアクティブ状態に遷移させ、処理を終了する。

間欠送受信の周期が比較的長い場合には、次の間欠送受信のタイミングまで状態遷移要求の送信を待つとすると、ハンドオーバ処理における遅延も大きくなるため、ランダムアクセスチャネル等の共通チャネルを用いて間欠送受信タイミングによらずに状態遷移要求を送信することが有効となる。その一方で、ランダムアクセスチャネルを用いることにより、複数の移動局２がある基地局３に対して状態遷移要求を送信した場合に状態遷移要求の間で衝突が生じる可能性がある。

以上の点を考慮に入れて、本実施形態においては、間欠送受信の周期が所定の閾値よりも大きい値をとる場合はハンドオーバ処理の遅延を低減させる効果が大きいこととしてランダムアクセスチャネル等の共通チャネルを用いて間欠送信タイミングによらずに状態遷移要求を送信し、間欠送受信の周期が所定の閾値以下の値をとる場合はハンドオーバ処理の遅延を低減する効果はそれ程大きくなく、むしろ衝突を回避する方を重視して、間欠送信タイミングで状態遷移要求を送信し、ハンドオーバを実行している。

なお、図１８のステップＳ４７及びステップＳ４８においては、移動局２から基地局３に対して状態遷移要求を送信することとしているが、これには限らない。例えば、第２の実施形態に係るハンドオーバ要求を送信することとしてもよい。かかるハンドオーバ処理方法を実現するためには、図１１の移動局２の構成を、周期設定部２５からハンドオーバ判定部２３に対して間欠送受信の周期情報を与える構成とする。この構成によれば、ハンドオーバ判定部２３は、間欠送受信の周期情報に基づいて、ハンドオーバ要求をＬ１の情報として送信するかあるいは従来どおりにＬ３情報として送信するかを判断することで、同様の効果が得られる。

以上のように、基地局装置と移動局との間の送信及び受信を間欠的な所定周期で行っている状態において、基地局装置は、所定周期で訪れる移動局装置の送信タイミング以外のタイミングでも信号の受信処理を行い、基地局装置は、その受信処理により、送信タイミング以外のタイミングで、移動局装置からの第１信号を受信した場合に、所定周期外における移動局装置への第２信号の送信を許容し、移動局装置は、送信タイミング以外のタイミングでの第１信号の送信を行う場合に、所定周期でおとずれる受信タイミング以外のタイミングでも信号の受信処理を行うことで、第２信号の受信を行う。

Claims (10)

1. 基地局装置と移動局装置との間で間欠通信を行うことのできる間欠通信システムであって、
   前記移動局装置は、ハンドオーバが必要と判断すると、間欠通信を停止して通常の通信を開始させるための要求を、間欠通信とは異なるタイミングで送信する送信手段と、
   前記送信手段により前記要求が送信された後に、間欠通信から通常の通信へと遷移させる遷移手段と、
   前記遷移手段により通常の通信への遷移が完了すると、ハンドオーバを実行するハンドオーバ実行手段と
   を備えたことを特徴とする間欠通信システム。
2. 前記要求は、ハンドオーバ先の基地局装置を識別するための基地局装置識別情報を含むハンドオーバ要求から構成され、
   前記遷移手段は、前記ハンドオーバ要求を認識すると、間欠通信から通常の通信への遷移を開始させる
   ことを特徴とする請求項１記載の間欠通信システム。
3. 前記要求は、共通チャネルを用いて前記移動局装置から前記基地局装置に送信される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の間欠通信システム。
4. 前記要求は、間欠通信を行う周期が所定の閾値よりも大きい場合は物理レイヤの情報として生成されて前記送信手段により送信され、該周期が所定の閾値以下の場合はネットワークレイヤの情報として生成されて間欠通信の送信タイミングで送信される
   ことを特徴とする請求項３記載の間欠通信システム。
5. 移動局装置との間で間欠通信を行う基地局装置であって、
   前記移動局装置により共通チャネルを用いて送信された、間欠通信を停止して通常の通信を開始させるための要求を受信する受信手段と、
   前記要求を受信すると、間欠通信から通常の通信へと遷移させる遷移手段と、
   前記移動局装置において通常の通信が開始されると、ハンドオーバ処理を該移動局装置に指示する指示手段と、
   を備えたことを特徴とする基地局装置。
6. 前記要求には、予め通常の通信から間欠通信に遷移するときに前記移動局装置に通知しておいた周辺基地局装置を識別するための基地局装置識別情報のうち、ハンドオーバ先の基地局装置についての基地局装置識別情報が含まれており、
   前記指示手段は、前記要求に含まれる基地局装置識別情報にしたがって、前記移動局装置の接続先の基地局装置を切り替えるよう指示する
   ことを特徴とする請求項５記載の基地局装置。
7. 基地局装置との間で間欠通信を行う移動局装置であって、
   ハンドオーバが必要と判断すると、間欠通信を停止して通常の通信を開始させるための要求を、間欠通信とは異なるタイミングで前記基地局装置に送信する送信手段と、
   前記要求を送信した後に、間欠通信から通常の通信へと遷移させる遷移手段と、
   前記遷移手段により通常の通信への遷移が完了すると、前記基地局装置からの指示にしたがってハンドオーバを実行するハンドオーバ実行手段と
   を備えたことを特徴とする移動局装置。
8. 前記要求には、予め通常の通信から間欠通信に遷移するときに前記基地局装置から通知されていた周辺基地局装置を識別するための基地局装置識別情報のうち、ハンドオーバ先の基地局装置についての基地局装置識別情報が含まれており、
   前記ハンドオーバ実行手段は、前記基地局装置からの指示にしたがって、前記要求に含まれる基地局装置識別情報が示す基地局装置へと接続先を切り替える
   ことを特徴とする請求項８記載の移動局装置。
9. 基地局装置と移動局との間の送信及び受信を間欠的な所定周期で行っている状態の遷移方法において、
   該基地局装置は、前記所定周期で訪れる前記移動局装置の送信タイミング以外のタイミングでも信号の受信処理を行い、
   該基地局装置は、該受信処理により、該送信タイミング以外のタイミングで、該移動局装置からの第１信号を受信した場合に、前記所定周期外における該移動局装置への第２信号の送信を許容し、
   該移動局装置は、該送信タイミング以外のタイミングでの前記第１信号の送信を行う場合に、前記所定周期でおとずれる受信タイミング以外のタイミングでも信号の受信処理を行うことで、前記第２信号の受信を行う、
   ことを特徴とする遷移方法。
10. 前記第１信号は、状態遷移要求信号又はハンドオーバ要求信号であり、前記第２信号は該第１信号に対する応答信号であることを特徴とする、
    請求項９記載の遷移方法。

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