JP4975672B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる無線通信ネットワーク間でのハンドオーバが可能な無線通信装置に関するものである。

近年、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）では、ユビキタス環境の実現に向けて、例えば携帯電話ネットワークや無線ＬＡＮ等、異なる複数の無線通信ネットワーク間でのハンドオーバを可能として、シームレスな移動を行うＩＰモビリティ技術が検討されている。このＩＰモビリティ技術における具体的なプロトコルとしては、通信端末個々の移動をサポートするモバイルＩＰｖ４およびモバイルＩＰｖ６（以下、これらを総称してモバイルＩＰと略称する）があり、ネットワーク単位での移動をサポートするＮＥＭＯ（Network Mobility）がある。

ところで、無線通信ネットワークを介して、ＶｏＩＰなどのリアルタイム性を有するアプリケーションを実行する場合、無線通信経路の許容帯域は、フェージング等の伝搬環境に依存して変化し、その許容帯域の変化に応じて通信端末が受信するパケットの到着間隔も変化する。

このため、一般には、通信端末にジッタバッファを設けて、受信したパケットを一旦、ジッタバッファに溜め込み、その後、アプリケーションに応じた間隔でジッタバッファからパケットを読み出して再生することにより、パケットの揺らぎ、すなわち到着間隔のずれ（ジッタ）によるパケットの再生間隔のずれを吸収して、再生音質等の再生品質の低下を防止するようにしている。また、ジッタが大きく、ジッタバッファ内のパケットがなくなって無音等が発生してしまう場合や、短時間で大量にパケットを受信して、パケットがジッタバッファに入りきらない場合などは、再生速度を変えたり、受信したパケットを破棄したり、ジッタバッファのサイズを変更したり、している。

一方、通信端末が受信するパケットの下り絶対遅延時間、すなわち、相手通信端末から送信されたパケットが、無線通信ネットワークを介して受信されるまでに要する時間（遅延時間）は、無線通信ネットワークに応じて異なる。このため、通信端末が移動する無線通信装置の場合には、異なる無線通信ネットワークにハンドオーバした際に、例えば、ハンドオーバ先の下り絶対遅延時間が、ハンドオーバ元の下り絶対遅延時間より長いと、その差の分だけ、パケットの受信空き時間が生じることになる。

このような場合、例えば、ジッタバッファからのパケットの読み出し間隔を、アプリケーションに応じた一定の間隔として、一定の再生速度でパケットを再生すると、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークから受信した最後のパケットが、ジッタバッファから読み出されるまでに要する時間（すなわち、ジッタバッファ標準遅延時間）よりも、上記の受信空き時間が長い場合は、その長い分の時間は、ジッタバッファ内のパケットが空となる。その結果、少なくとも、この時間帯は、パケットの再生が行われないため、無音等の状態となって再生品質の低下を招くことになる。

図１２は、この場合のジッタバッファの制御方法を説明するための図で、図１２（ａ）は、ジッタバッファが単位時間に受信するパケット数、図１２（ｂ）は、ジッタバッファからのパケットの再生速度（読み出し間隔）、図１２（ｃ）は、ジッタバッファ内のパケット数を示している。また、図１３は、この場合のパケットの流れを示しており、「送信」は、相手通信端末によるパケットの送信タイミング、「受信」は、無線通信装置のジッタバッファが受信するパケットの受信タイミング、「再生」は、無線通信装置によるパケットの再生タイミング（ジッタバッファからのパケットの読み出しタイミング）を示している。なお、ここでは、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークＡおよびハンドオーバ先の無線通信ネットワークＢの各々において、受信パケットに揺らぎ（到着間隔のずれ）はないものとして示している。

図１２および図１３から明らかなように、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークＢにおける下り絶対遅延時間TddnBが、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークＡにおける下り絶対遅延時間TddnAよりも長く、かつ、（TddnB−TddnA）が、ジッタバッファ内に標準のパケット数が蓄積されている場合に受信パケットが受けるジッタバッファ標準遅延時間Taよりも長い場合には、Tn＝{（TddnB−TddnA）−Ta}、の時間は、パケットの再生が行われないことになる。しかも、この場合には、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークＢからパケットを受信したら、直ちに再生することになるため、ジッタを吸収できないことになる。

このようなハンドオーバ時の不具合を改善し得るものとして、例えば、パケットの受信状況を監視し、パケットが標準の受信間隔で受信できなかった場合には、ジッタバッファからのパケットの読み出し、すなわちパケットの再生速度を制御するようにしたジッタバッファの制御方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１４は、特許文献１に開示されたジッタバッファの制御方法を説明するための図で、図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１２（ａ）〜（ｃ）と同様に、ジッタバッファの単位時間当たりの受信パケット数、再生速度、ジッタバッファ内のパケット数を示している。また、図１５は、この場合のパケットの流れを示している。

図１４および図１５においては、下り絶対遅延時間がTddnAの無線通信ネットワークＡから、TddnAよりも長い下り絶対遅延時間TddnBの無線通信ネットワークＢにハンドオーバした場合のように、それまでの受信間隔でパケットが受信できなかった場合には、受信間隔の増加に従って、ジッタバッファ内のパケットの再生速度を徐々に低速とし、その後、受信間隔が正常に戻った場合には、ジッタバッファ内のパケット数に応じて、再生速度を標準の再生速度まで徐々に増加させるように制御している。

特開２００６−２３８４４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示のジッタバッファの制御方法においては、単に、それまでの受信間隔でパケットが受信できなかった場合に、ジッタバッファに現在溜まっているパケットの再生速度を徐々に遅くするように制御しているに過ぎない。このため、ハンドオーバ先の下り絶対遅延時間TddnBが比較的長い場合には、再生速度の低速変化が大きくなって、再生品質の低下を招くことが懸念される。したがって、例えばＶｏＩＰにおいては、再生速度がもとの音声の速度から大きく変化することになるため、再生音の音質が大きく低下し、ユーザにとって聞きにくくなる。

また、図１４および図１５は、ジッタバッファ内のパケットが空となって、無音等が発生しなかった場合の制御例を示しているが、実際には、パケットの受信間隔がどれだけ空くかは未知であるため、ジッタバッファ標準遅延時間Taやハンドオーバ先の下り絶対遅延時間TddnBによっては、ジッタバッファ内のパケットが空となって、無音等が発生することも懸念される。なお、無音等の発生を防止するため、ジッタバッファ標準遅延時間Taを、より大きくすることも考えられるが、このようにすると、例えば、ＶｏＩＰにおいては、相手端末からのパケットの再生に遅れが生じるため、リアルタイム性に欠けることになる。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、再生品質およびリアルタイム性を低下させることなく、異なる無線通信ネットワークへのハンドオーバが可能な無線通信装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る無線通信装置の発明は、
第１無線通信ネットワーク、および該第１無線通信ネットワークと異なる第２無線通信ネットワークに接続して無線通信を実行する無線通信部と、
ジッタバッファおよび該ジッタバッファのデータ量を監視するジッタバッファ監視部を有し、前記無線通信部を介してリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する実行部と、
前記第１無線通信ネットワークに接続して前記アプリケーションを実行中に、当該第１無線通信ネットワークにおける無線リンクの通信品質を取得する通信品質取得部と、
該通信品質取得部により取得した前記通信品質に基づいて、前記ジッタバッファの蓄積上限値を変更する変更部と、
該変更部による前記ジッタバッファの蓄積上限値の変更に基づいて、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を制御する制御部と、
前記通信品質取得部により取得した前記通信品質に基づいて、前記第１無線通信ネットワークから前記第２無線通信ネットワークへのハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する決定部と、
前記アプリケーションの実行中に、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記通信品質取得部が取得した通信品質に基づいてハンドオーバを開始するまでのハンドオーバ準備時間を推定する推定部と、
前記第１無線通信ネットワークおよび前記第２無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間を計測する計測部と、を有し、
前記制御部は、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記推定部により推定したハンドオーバ準備時間と、前記計測部により計測した前記第１無線通信ネットワークおよび前記第２無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間と、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定した時点での前記ジッタバッファ監視部による前記ジッタバッファ内のデータ量とに基づいて、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くするように制御することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記第１無線通信ネットワークにおける遅延時間と前記第２無線通信ネットワークにおける遅延時間とを比較し、前記第２無線通信ネットワークにおける遅延時間の方が、前記第１無線通信ネットワークにおける遅延時間よりも所定時間以上長い場合に、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くすることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記第２無線通信ネットワークからのデータの受信開始時点で、前記ジッタバッファ内のデータ量が、当該アプリケーションの標準の再生速度に対応する所定量となるように、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くすることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記第２無線通信ネットワークへのハンドオーバを完了すると、当該アプリケーションの再生速度を標準の再生速度に戻すことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、
前記変更部は、前記ジッタバッファの蓄積上限値を変更するための複数の異なる変更閾値を有し、前記通信品質取得部からの前記通信品質と前記複数の変更閾値との比較に基づいて、前記通信品質取得部からの前記通信品質が、前記決定部による前記第１無線通信ネットワークのハンドオーバ予定決定閾値に近づくに従って、前記ジッタバッファの蓄積上限値を多くするように変更することを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記変更部で設定された前記ジッタバッファの蓄積上限値と、前記ジッタバッファ監視部による前記ジッタバッファ内のデータ量との比較に基づいて、前記データ量が前記蓄積上限値と等しい場合は、当該アプリケーションの再生速度を標準の再生速度とし、前記データ量が前記蓄積上限値よりも少ない場合は、前記標準の再生速度よりも遅い第１再生速度とし、前記データ量が前記蓄積上限値よりも多い場合は、前記標準の再生速度よりも速い第２再生速度とするように、当該アプリケーションの再生速度を制御することを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の無線通信装置において、
前記第２再生速度の前記標準の再生速度に対する速度増加分を、前記第１再生速度の前記標準の再生速度に対する速度低下分よりも小さくしたことを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項５，６または７に記載の無線通信装置において、
前記変更部は、前記ジッタバッファの同一の蓄積上限値に対して、前記通信品質取得部からの前記通信品質が下回る場合に適用する増用変更閾値と、前記通信品質取得部からの前記通信品質が上回る場合に適用する、前記増用変更閾値よりも低い減用変更閾値とを有することを特徴とするものである。

本発明の無線通信装置は、第１無線通信ネットワークから第２無線通信ネットワークへハンドオーバする際に、事前に、ハンドオーバまでの準備時間と、第１無線通信ネットワークおよび第２無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間とを取得するので、例えば、ハンドオーバ先の第２無線通信ネットワークの遅延時間が、ハンドオーバ元の第１無線通信ネットワークの遅延時間よりも長い場合は、ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から、どれだけの時間経過後に、どれだけの時間に亘ってパケットが到着しないかを知ることができる。これにより、ハンドオーバによってパケットが到着しない期間にも、ハンドオーバ元の第１無線通信ネットワークから受信したパケットを再生できるように、ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から、長い時間をかけて第１無線通信ネットワークおよび第２無線通信ネットワーク間における遅延時間差を吸収するように、再生速度を制御することができる。しかも、ハンドオーバ準備の開始を決定する前から、第１無線通信ネットワークにおける無線リンクの通信品質を取得し、その取得した通信品質に基づいて、ジッタバッファの蓄積上限値を変更するとともに、その蓄積上限値の変更に基づいてアプリケーションの再生速度を制御するので、ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から、実際にハンドオーバを実行するまでの時間が短い場合でも、標準の再生速度との差を小さくして、標準速度に近い速度で再生することができる。したがって、再生品質およびリアルタイム性を低下させることなく、第１無線通信ネットワークから第２無線通信ネットワークへのハンドオーバが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置が使用可能な通信ネットワークの概略構成を示す図である。図１において、移動ノードである無線通信装置１１は、対向ノードである相手通信端末１２との間で、リアルタイム通信系のアプリケーションであるＶｏＩＰによる通話を行うものとする。無線通信装置１１は、第１無線通信ネットワーク１５と第２無線通信ネットワーク１６との間で、ハンドオーバが可能となっている。第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６は、パケットネットワーク１７を介して、インターネット１８に結合されている。

ここで、第１無線通信ネットワーク１５は、例えば無線ＬＡＮからなり、第２無線通信ネットワーク１６は、例えばｃｄｍａ２０００ ＥＶ−ＤＯの携帯電話ネットワークからなり、第１無線通信ネットワーク１５における遅延時間（下り絶対遅延時間）の方が、第２無線通信ネットワーク１６における遅延時間（下り絶対遅延時間）よりも、短くなっている。なお、図１において、符号１５ａは、第１無線通信ネットワーク１５のアクセスポイントを示し、符号１６ａは、第２無線通信ネットワーク１６の基地局を示している。

相手通信端末１２は、例えば送受話器１２ａが接続され、ソフトフォンがインストールされたパーソナルコンピュータからなり、図示しないインターネットサービスプロバイダを介してインターネット１８に接続されている。

また、パケットネットワーク１７およびインターネット１８には、それぞれ通信を制御するＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバ２１および２２が接続されている。さらに、インターネット１８には、無線通信装置１１宛の受信パケットを、無線通信装置１１が接続されている無線通信ネットワークに転送するホームエージェント（ＨＡ）２３が接続されている。

図１に示す通信ネットワークにおいては、ＨＡ２３に、無線通信装置１１が本来属する無線通信ネットワークで用いるホームアドレスを登録するとともに、ハンドオーバ時に、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークの気付けアドレス（care of address）を登録することにより、異なる無線通信ネットワーク間でのハンドオーバを可能としている。なお、このようなＩＰモビリティ技術については、上述したモバイルＩＰや、ＮＥＭＯにおいて公知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、無線通信装置１１は、ＨＡ２３に第１無線通信ネットワーク１５のＩＰアドレスを気付けアドレス（第１無線ＣｏＡ）として登録して、第１無線通信ネットワーク１５を介して相手通信端末１２と通信を行っている状態から、第２無線通信ネットワーク１６へハンドオーバするものとする。

図２は、図１に示した本実施の形態に係る無線通信装置１１の概略構成を示す機能ブロック図である。無線通信装置１１は、第１無線通信ネットワーク１５に対応する第１無線Ｉ／Ｆ（インターフェース）３１と、第２無線通信ネットワーク１６に対応する第２無線Ｉ／Ｆ３２と、ＶｏＩＰのアプリケーションを実行する実行部を構成する電話機能部３３と、第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６への接続を制御する通信処理部３４と、第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６の無線情報を取得する無線情報取得部３５と、第１無線通信ネットワーク１５と第２無線通信ネットワーク１６との間のハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部３６と、を有する。

通信処理部３４は、無線通信を実行する無線通信部を構成するもので、電話機能部３３と相手通信端末１２との間で、第１無線通信ネットワーク１５または第２無線通信ネットワーク１６を介して通話を行うとともに、ハンドオーバ制御部３６による制御のもとに、ＨＡ２３と通信するように、第１無線Ｉ／Ｆ３１または第２無線Ｉ／Ｆ３２の接続を制御する。

無線情報取得部３５は、第１無線Ｉ／Ｆ３１および第２無線Ｉ／Ｆ３２から、それぞれ対応する第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６の通信品質を取得し、その取得した通信品質をハンドオーバ制御部３６に供給するとともに、現在、通話に使用している第１無線通信ネットワーク１５の通信品質を電話機能部３３に供給する。ここで、通信品質は、例えば、無線状態を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を取得する。なお、通話に使用していない第２無線通信ネットワーク１６の無線状態は、例えば、基地局１６ａから送信される報知情報を受信して取得する。したがって、本実施の形態では、無線情報取得部３５が、無線リンクの通信品質（無線状態）を取得する通信品質取得部を構成している。

ハンドオーバ制御部３６は、第１無線通信ネットワーク１５への接続時に、当該第１無線通信ネットワーク１５の下りの絶対遅延時間Tddn1を計測して取得する。また、ハンドオーバ制御部３６は、第１無線通信ネットワーク１５への接続中は、ハンドオーバを予定するか否か、すなわちハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する。

このため、ハンドオーバ制御部３６は、無線情報取得部３５から取得される第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６のそれぞれの無線状態（通信品質）を監視し、無線リンクを形成して通話を行っている第１無線通信ネットワーク１５の無線状態が、予め設定した当該第１無線通信ネットワーク１５におけるハンドオーバ予定決定閾値よりも悪くなり、かつ第２無線通信ネットワーク１６の無線状態がハンドオーバ予定決定閾値以上となった場合には、第２無線通信ネットワーク１６へのハンドオーバ予定を決定する、すなわちハンドオーバ準備の開始を決定する。なお、現在使用中の第１無線通信ネットワーク１５におけるハンドオーバ予定決定閾値は、当該第１無線通信ネットワーク１５への接続時に電話機能部３３に供給する。

また、ハンドオーバ制御部３６は、ハンドオーバの予定を決定すると、ハンドオーバ開始予定までのハンドオーバ準備時間T1を算出するとともに、ハンドオーバ先の無線通信ネットワーク（ここでは、第２無線通信ネットワーク１６）におけるハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2を計測する。これらの情報は、ハンドオーバ予定決定の情報および既に取得した現在使用中のハンドオーバ元の第１無線通信ネットワーク１５における下り絶対遅延時間Tddn1とともに、所要のハンドオーバ情報として電話機能部３３に供給する。したがって、本実施の形態では、ハンドオーバ制御部３６は、ハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する決定部、ハンドオーバ準備時間を推定する推定部、および第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６におけるそれぞれの遅延時間を計測する計測部を構成している。

次に、ハンドオーバ制御部３６による、ハンドオーバ準備時間T1、ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1、ハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2の取得方法について説明する。

（ハンドオーバ準備時間T1の取得方法）
ハンドオーバ準備時間T1は、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、通信品質を決定する無線状態(Rs)の単位時間の変化率ΔRs（傾き）に基づいて算出する。ここで、変化率ΔRsは、無線状態がハンドオーバ予定決定閾値を下回ってハンドオーバ予定を決定した時点で計測して取得することもできるが、本実施の形態では、当該通話中において、ハンドオーバの予定決定時点から所定時間前までの変化率平均値ΔRsrmsを取得する。

このため、ハンドオーバ制御部３６は、下記の式に従って、現在使用中の無線通信ネットワークにおける無線状態の単位時間（Δｔ）の変化率ΔRs(t)を所定のタイミングで算出して、所定時間前（例えば、２sec前）までの複数の変化率ΔRs(t)をメモリに保持するようにし、ハンドオーバ予定を決定したら、その時点で保持していた所定時間前までの変化率平均値ΔRsrmsを算出する。なお、ここでは、徐々に無線状態が悪化していることを前提とする。
［数１］
ΔRs(t)＝|{Rs(t)−Rs(t-Δt)}／Δt|

その後、ハンドオーバ制御部３６は、算出した変化率平均値ΔRsrmsが、予め設定した変化率閾値Rsrefよりも小さいか否かを判定する。その結果、ΔRsrms≦Rsrefの場合、すなわち、無線状態の変化が緩やかな場合には、図４（ａ）に示すように、ハンドオーバ準備時間T1を、予め設定した標準時間Tref（例えば、５sec）とする。

これに対し、ΔRsrms＞Rsrefの場合、すなわち、無線状態の変化が急激な場合には、例えば、T1＝Tref（Rsref／ΔRsrms）、を演算して、変化率ΔRsrmsが大きいほど、ハンドオーバ準備時間T1を、標準時間Trefよりも短く設定する。図４（ｂ）は、ΔRsrms＞Rsrefの場合で、ハンドオーバ準備時間T1を、標準時間Trefのほぼ半分の時間（２．５sec）に設定した場合を示している。

（絶対遅延時間Tddn1、Tddn2の取得方法）
ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1およびハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2は、例えば、以下に説明する第１〜第４の絶対遅延時間取得方法のいずれかによって取得する。

（ａ）第１の絶対遅延時間取得方法
電話機能部３３および／または通信処理部３４を制御して、無線通信装置１１と時間同期しているＨＡ２３に対して送信タイムスタンプを有する計測用パケットの送信を要求し、これにより、ＨＡ２３から、第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６の双方に計測用パケットを送信させる。無線通信装置１１は、ＨＡ２３から送信された計測用パケットを、対応する第１無線Ｉ／Ｆ３１および第２無線Ｉ／Ｆ３２を介してそれぞれ受信し、その受信時刻と計測用パケットのタイムスタンプとから、対応するネットワークの下り絶対遅延時間Tddn1およびTddn2を計測する。なお、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークの下り絶対遅延時間が、通話中の受信パケットから計測できる場合には、当該無線通信ネットワークへの計測用パケットの送出は省略することができる。

（ｂ）第２の絶対遅延時間取得方法
電話機能部３３および／または通信処理部３４を制御して、無線通信装置１１と時間同期しているＨＡ２３に対してその旨を通知し、これにより、上記第１の絶対遅延時間取得方法と同様に、ＨＡ２３から、第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６の双方に計測用パケットを送信して、対応するネットワークの下り絶対遅延時間Tddn1およびTddn2を計測する。

（ｃ）第３の絶対遅延時間取得方法
電話機能部３３および／または通信処理部３４を制御して、無線通信装置１１から該無線通信装置１１と時間同期しているＨＡ２３に対して、第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６の双方から、ＰＩＮＧやＲＴＣＰ等の計測用パケットを送信し、その返信を受信して、対応するネットワークの下り絶対遅延時間Tddn1およびTddn2を計測する。

なお、上記（ａ）〜（ｃ）では、相手通信端末（ＣＮ）１２とＨＡ２３との間のネットワークは切替わらないので、この間の絶対遅延時間は考慮していない。

（ｄ）第４の絶対遅延時間取得方法
ＩＥＥＥ８０２．２１において検討されているハンドオーバ技術を利用して、各無線通信ネットワークの下りの絶対遅延時間を取得する。ＩＥＥＥ８０２．２１（Media Independent Handover（MIH））では、異種無線通信ネットワーク（ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、携帯電話など）間のハンドオーバ技術として、ハンドオーバを制御する手段（図２では、ハンドオーバ制御部３６）をＭＩＨユーザと定義し、ＭＩＨＦ（MIH Function）がＭＩＨユーザからの要求に基づいて、通信デバイスの無線情報を取得して、ＭＩＨユーザに提供することを考えている。また、ＭＩＨユーザが、自らの端末内のＭＩＨＦを通して、接続しているネットワーク内のインフォメーションサーバから情報を取得することも考えられている。

図３は、この第４の絶対遅延時間取得方法を説明するための図である。図３において、第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６は、他の無線通信ネットワークとともに、インターネット１８を構成する基幹ネットワーク６０に接続され、この基幹ネットワーク６０に、遅延時間を計測する計測用サーバ６１が直接接続されている。また、第１無線通信ネットワーク１５には、第１インフォメーションサーバ６２が接続され、第２無線通信ネットワーク１６には、第２インフォメーションサーバ６３が接続されている。相手通信端末１２は、プロバイダ６５を介して基幹ネットワーク６０に接続される。

第１インフォメーションサーバ６２は、遅延時間計測の基準とする、計測用サーバ６１からアクセスポイント１５ａまでの片道のネットワーク遅延基準時間Tn1と、アクセスポイント１５ａから当該アクセスポイント１５ａに接続される無線通信装置までの上下の無線遅延基準時間Trup1、Trdn1とを保持する。同様に、第２インフォメーションサーバ６３は、遅延時間計測の基準とする、計測用サーバ６１から基地局１６ａまでの片道のネットワーク遅延基準時間Tn2と、基地局１６ａから当該基地局１６ａに接続される無線通信装置までの上下の無線遅延基準時間Trup2、Trdn2を保持する。

ここで、ネットワーク遅延基準時間Tn1およびTn2は、アクセスポイント１５ａと計測用サーバ６１との間、および基地局１６ａと計測用サーバ６１との間で、それぞれパケット（ＰＩＮＧやＲＴＣＰなど）を送受信して往復時間を測り、その往復時間を１／２して取得する。

また、第１無線通信ネットワーク１５における上下の無線遅延基準時間Trup1、Trdn1は、アクセスポイント１５ａに接続された、当該アクセスポイント１５ａと時間同期した無線通信装置に、アクセスポイント１５ａからパケットを送り、パケットを受信した無線通信装置は受信した時間を記録してパケット送り返すことで、上り・下りのそれぞれの遅延時間を計算する。

同様に、第２無線通信ネットワーク１６における上下の無線遅延基準時間Trup2、Trdn2は、基地局１６ａに接続された、当該基地局１６ａと時間同期した無線通信装置に、基地局１６ａからパケットを送り、パケットを受信した無線通信装置は受信した時間を記録してパケット送り返すことで、上り・下りのそれぞれの遅延時間を計算する。

ハンドオーバ制御部３６は、第１無線通信ネットワーク１５への接続時において、当該第１無線通信ネットワーク１５に接続されている第１インフォメーションサーバ６２からＭＩＨＦを介してネットワーク遅延基準時間Tn1と無線遅延基準時間Trdn1,Trup1とを取得する。また、ハンドオーバ制御部３６は、遅延時間を測りたい相手先（ここでは、無線通信装置１１と時間同期していない相手通信端末１２）とパケットの送受信を行い、相手と自らの無線通信装置１１との間の往復時間(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)を計測する。この値から、以下のようにして、相手通信端末１２と計測用サーバ６１との間の片道の遅延時間(Tn3-Tn1)を求めて、無線通信装置１１と相手通信端末１２との間のハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1に相当するTn3+Trdn3とを計算する。

［数２］
Tn3-Tn1={(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)-(Tn1+Trdn1+Tn1+Trup1)}/2
Tddn1=Tn3+Trdn3=Tn1+Trdn1+(Tn3-Tn1)

なお、無線通信装置１１と相手通信端末１２との間のハンドオーバ元上り絶対遅延時間Tdup1に相当するTn3+Trup3は、Tdup1=Tn3+Trup3=Tn1+Trup1+(Tn3-Tn1)、により求めることができる。

また、ハンドオーバ制御部３６は、ハンドオーバの予定を決定すると、ハンドオーバ先のネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2を取得するため、現在接続している第１無線通信ネットワーク１５の第１インフォメーションサーバ６２を経由して、ハンドオーバ先の第２無線通信ネットワーク１６の第２インフォメーションサーバ６３に、当該無線通信装置１１の位置情報を送信して、ネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2の返信を要求する。これにより、第２インフォメーションサーバ６３は、位置情報と各基地局の接続ユーザ数とを考慮して、接続されると思われる基地局１６ａのネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2を、第１インフォメーションサーバ６２を経由して無線通信装置１１へ返信する。

ハンドオーバ制御部３６は、第２インフォメーションサーバ６３から返信されるハンドオーバ先のネットワーク遅延基準時間Tn2および無線遅延基準時間Trdn2を受信し、その取得情報と、算出した(Tn3-Tn1)とを用いて、以下のようにして、無線通信装置１１と相手通信端末１２との間のハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2に相当するTn4+Trdn4とを計算する。

［数３］
Tddn2=Tn4+Trdn4=(Tn2+Trdn2)+(Tn3-Tn1)

なお、ハンドオーバ制御部３６は、第２インフォメーションサーバ６３に無線遅延基準時間Trup2の返信も要求することにより、無線通信装置１１と相手通信端末１２との間のハンドオーバ先上り絶対遅延時間Tdup2に相当するTn4+Trup4を、Tdup2=Tn4+Trup4=(Tn2+Trup2)+(Tn3-Tn1)、により求めることができる。

上記の第１〜第４の絶対遅延時間取得方法のいずれかによって取得した下り絶対遅延時間Tddn1、Tddn2は、他の無線通信ネットワークについて同様にして取得した下り絶対遅延時間とともに、無線通信ネットワーク毎に、ハンドオーバ制御部３６内のメモリ（図示せず）に記憶して、電話機能部３３に供給する。

以上のようにして、ハンドオーバ制御部３６は、ハンドオーバ予定決定の情報、ハンドオーバ準備時間T1、ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1、ハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2を含む他の無線通信ネットワークの下り絶対遅延時間を取得して、それらの情報を電話機能部３３に供給する。

また、ハンドオーバ制御部３６は、ハンドオーバ予定を決定すると、通信処理部３４を制御して、第２無線Ｉ／Ｆ３２を第２無線通信ネットワーク１６に接続する。その後、ハンドオーバ制御部３６は、ハンドオーバ準備時間T1が経過した時点で、ハンドオーバ先の第２無線通信ネットワーク１６を介してＨＡ２３にRegistration Request（ＮＥＭＯでは、Binding Update）を送信して、ＨＡ２３にハンドオーバ先の気付けアドレス（care of address）を登録する。

その際、ハンドオーバ制御部３６は、Registration RequestメッセージのRegistration Request Fieldの８ビットを通信処理部３４にセットし（ＮＥＭＯでは、Multiple care of addressを使用し）、第１無線通信ネットワーク１５でも第２無線通信ネットワーク１６でも通信できるようにする。

その後、ハンドオーバ制御部３６は、ＨＡ２３から返信されるハンドオーバ完了情報であるRegistration Reply（ＮＥＭＯでは、Binding Acknowledge）を受信したら、ハンドオーバ元の第１無線通信ネットワーク１５の気付けアドレスの登録を解除し、接続を切断して、以後は、ハンドオーバ先の第２無線通信ネットワーク１６を介してＶｏＩＰアプリケーションを継続するように通信処理部３４を制御するとともに、受信したハンドオーバ完了情報を電話機能部３３に供給する。

次に、電話機能部３３について説明する。

図５は、図２に示した無線通信装置１１の電話機能部３３の概略構成を示す機能ブロック図である。電話機能部３３は、例えばソフトフォンからなり、公知のソフトフォンの構成と同様に、ボタン入力部４１、画面表示部４２、マイク４３、エンコーダ４４、パケット送信部４５、パケット受信部４６、ジッタバッファ４７、デコーダ４８、スピーカ４９、ジッタバッファ監視部５０、ジッタバッファ制御部５１、ＳＩＰ制御部５２、および全体の動作を制御する全体制御部５３を有する。

全体制御部５３は、ボタン入力部４１や画面表示部４２を介して、ユーザの操作情報を取得し、その取得情報に基づいて全体の動作を制御する。また、ＳＩＰ制御部５２は、通話の開始や終了のＳＩＰの手続きを制御する。通話中は、マイク４３から取得した音声データを、エンコーダ４４でエンコードし、そのエンコードしたデータを、パケット送信部４５からパケットにいれて、通信処理部３４を経て相手通信端末１２へ送信する。

また、通信処理部３４を経てパケット受信部４６で受信した相手通信端末１２からのパケットは、ジッタバッファ４７に一旦取り込んでから読み出し、その読み出したパケットは、デコーダ４８でペイロード部分をデコードして、スピーカ４９から再生音声として出力する。なお、ジッタバッファ４７のパケットの受信状況や、ジッタバッファ４７内のパケット数（データ量）の状態は、ジッタバッファ監視部５０で監視し、その監視結果に基づいて、ジッタバッファ制御部５１により、ジッタバッファ４７からのパケットの読み出し速度や、受信したパケットの破棄などの処理を制御する。

本実施の形態では、電話機能部３３に、さらに、無線状態監視部５４、ハンドオーバ情報取得部５５および再生速度計算部５６を設ける。無線状態監視部５４は、無線情報取得部３５から、現在使用中の第１無線通信ネットワーク１５の無線状態を取得する。また、無線状態監視部５４は、ハンドオーバ制御部３６から、現在使用中の第１無線通信ネットワーク１５における無線状態のハンドオーバ予定決定閾値、ハンドオーバ予定決定／完了情報および各無線通信ネットワークの下りの絶対遅延時間を取得し、それらの取得情報に基づいて、後述するようにジッタバッファ４７のパケットの蓄積上限値を設定して、再生速度計算部５６に供給する。

ハンドオーバ情報取得部５５は、ハンドオーバ制御部３６からのハンドオーバ情報を一定間隔毎に監視して、ハンドオーバ予定決定の情報があるか否かを検知し、ハンドオーバ予定決定の情報があった場合は、さらに、ハンドオーバ制御部３６から所要のハンドオーバ情報を取得して、それらの取得情報を再生速度計算部５６に供給する。

再生速度計算部５６は、ハンドオーバ情報取得部５５からハンドオーバ予定決定の情報が入力されない状態では、無線状態監視部５４から入力されるジッタバッファ４７の蓄積上限値の設定値と、ジッタバッファ監視部５０によるジッタバッファ４７の監視結果とに基づいて、ジッタバッファ制御部５１を介して、ジッタバッファ４７のパケットの蓄積値が上述の設定値となるように、パケットの再生速度、すなわち、実行中のアプリケーションの再生速度（本実施の形態では、ＶｏＩＰアプリケーションの再生速度）を制御する。

また、再生速度計算部５６は、ハンドオーバ情報取得部５５からハンドオーバの予定情報が入力されると、ハンドオーバ情報取得部５５から取得したハンドオーバ情報に基づいて、実行中のアプリケーションの再生速度を制御するか否かを判定する。その結果、制御すると判定すると、再生速度計算部５６は、当該取得したハンドオーバ情報と、ジッタバッファ監視部５０によるジッタバッファ４７の監視結果とに基づいて、受信パケットの再生速度を計算し、その計算結果をジッタバッファ制御部５１に供給する。これにより、ジッタバッファ制御部５１は、受信パケットの再生速度が、再生速度計算部５６で計算された再生速度となるように、ジッタバッファ４７からの受信パケットの読み出しを制御する。したがって、本実施の形態では、無線状態監視部５４、再生速度計算部５６、ジッタバッファ監視部５０およびジッタバッファ制御部５１を含んで、ジッタバッファ４７の蓄積上限値の変更部、およびアプリケーションの再生速度の制御部を構成している。

以下、図６に示すシーケンス図を参照しながら、電話機能部３３の動作について、さらに詳細に説明する。

先ず、無線状態監視部５４の動作について説明する。無線状態監視部５４は、ハンドオーバ制御部３６から、ハンドオーバ予定決定の情報が入力されない状態では、無線情報取得部３５からの無線状態に応じて、ジッタバッファ４７のパケットの蓄積上限値を設定して、再生速度計算部５６に供給する。

このため、無線状態監視部５４は、先ず、ハンドオーバ制御部３６から取得される各無線通信ネットワーク（総数Ｎ）における下り絶対遅延時間に基づいて、ジッタバッファ４７のパケット蓄積増加分の最大値kmaxを算出する。この最大値kmaxは、例えば、以下の式で算出する。すなわち、現在使用していない無線通信ネットワークの各絶対遅延時間から、現在使用中の第１無線通信ネットワーク１５の絶対遅延時間Tddn1を引き算した結果を、D1,D2,D3,・・・とする。これらの差のうち、マイナスであるものは、値を０として、差の平均値を求め、その平均値の例えば１／２を、最大値kmaxとする。

［数４］
kmax=[(D1+D2+D3+...)/(N-1)]/2

最大値kmaxを算出したら、ハンドオーバ制御部３６から取得されるハンドオーバ予定決定閾値の近傍において、ジッタバッファ４７のパケット蓄積増加分が最大値kmaxとなるように、無線情報取得部３５から取得される現在使用中の第１無線通信ネットワーク１５の無線状態に応じて、ジッタバッファ４７の蓄積上限値（増加分）を変更するための複数の変更閾値を設定する。したがって、例えば、使用中以外の無線通信ネットワークの絶対遅延時間が、使用中の第１無線通信ネットワーク１５のそれよりも短い場合は、パケット蓄積量の増加分は０となる。

また、例えば、使用中の第１無線通信ネットワーク１５の絶対遅延時間Tddn1が70msec、過去に計測されて記憶されている第２無線通信ネットワーク１６の絶対遅延時間が50msec、第３無線通信ネットワークの絶対遅延時間が170msec、第４無線通信ネットワークの絶対遅延時間が210msec、の場合は、kmax=(0+100+140)/{(4-1)2}=40(msec)、となる。この場合、ジッタバッファ４７のパケット蓄積量の標準が160msecとすると、パケット蓄積量の最大値、すなわち蓄積上限値の最大値は、標準の1.25倍(200msec分)となる。したがって、この場合は、図７に示すように、ハンドオーバ予定決定閾値の近傍において、ジッタバッファ４７の蓄積上限値が標準の1.25倍となり、それよりも無線状態が良くなるに従って倍率が小さくなるように、各蓄積上限値の変更閾値を設定する。なお、無線状態が所定値以上の良好な状態では、蓄積上限値は標準（倍率1.0）とする。

また、例えば、使用中の第１無線通信ネットワーク１５の絶対遅延時間Tddn1が70msec、過去に計測されて記憶されている第２無線通信ネットワーク１６の絶対遅延時間が310msec、第３無線通信ネットワークの絶対遅延時間が170msec、第４無線通信ネットワークの絶対遅延時間が210msec、の場合は、kmax=(240+100+140)/{(4-1)2}=80(msec)、となる。この場合、ジッタバッファ４７のパケット蓄積量の標準が160msecとすると、蓄積上限値の最大値は、標準の1.5倍(240msec分)となる。したがって、この場合は、図８に示すように、ハンドオーバ予定決定閾値の近傍において、ジッタバッファ４７の蓄積上限値が標準の1.5倍となり、それよりも無線状態が良くなるに従って倍率が小さくなり、所定値で標準（倍率1.0）となるように、各蓄積上限値の変更閾値を設定する。

なお、図７および図８において、各変更閾値（倍率）の「（増）」は、無線状態がこの値を交差して下回った場合に適用する増用変更閾値であり、また「（減）」は無線状態がこの値を交差して上回った場合に適用する減用変更閾値であり、同一変更閾値に対して、減用変更閾値を増用変更閾値よりも低く設定する。このようにして、例えば、無線状態が、「×1.2(増)」の増用変更閾値を下回ると、ジッタバッファ４７の蓄積上限値を標準値の1.2倍に増やした状態とし、また、そこから無線状態が回復して「×1.1(減)」の現用変更閾値を上回ると、ジッタバッファ４７の蓄積上限値を標準値の1.1倍に増やした状態とする。

次に、無線状態監視部５４は、所定の間隔で無線情報取得部３５から無線状態を取得し、取得した無線状態を所定時間の範囲で平均して、その平均値が各蓄積上限値の変更閾値を上回らないか、または下回らないかを監視し、変更閾値を上回った、または下回った場合は、当該変更閾値を蓄積上限値の設定値として再生速度計算部５６に供給する。

上記の処理は、ハンドオーバ制御部３６から、ハンドオーバ予定決定の情報を取得するまで行い、ハンドオーバ予定決定の情報を受けると、無線状態監視部５４は、無線状態の監視を一時中断する。その後、無線状態監視部５４は、ハンドオーバ制御部３６からハンドオーバ完了情報を取得すると、ハンドオーバ制御部３６から、ハンドオーバ先の新しい無線通信ネットワーク（この場合、第２無線通信ネットワーク１６）における無線状態のハンドオーバ予定決定閾値を取得するとともに、各無線通信ネットワークの下りの絶対遅延時間を取得して、上記と同様に、ジッタバッファ４７のパケットの蓄積上限値を設定して再生速度計算部５６に供給する。

次に、再生速度計算部５６の動作について、さらに詳細に説明する。

再生速度計算部５６は、ハンドオーバ情報取得部５５からハンドオーバ予定決定の情報が入力されない状態では、無線状態監視部５４からの蓄積上限値を監視する。そして、蓄積上限値が入力されると、再生速度計算部５６は、ジッタバッファ４７内の現在のパケット蓄積量をジッタバッファ監視部５０から取得して、取得した蓄積量と、無線状態監視部５４で設定された蓄積上限値とを比較する。

その結果、現在の蓄積量が設定された蓄積上限値よりも少なければ、再生速度計算部５６は、標準の再生速度V1よりも遅い第１再生速度Vs（例えば、V1の80%の速度）を再生速度Vとするようにジッタバッファ制御部５１に指示する。また、逆に、現在の蓄積量が設定された蓄積上限値よりも多ければ、再生速度計算部５６は、標準の再生速度V1よりも速いが第１再生速度Vsよりは標準の再生速度V1に近い第２再生速度Vf（例えば、V1の110%の速度）を再生速度Vとするようにジッタバッファ制御部５１に指示する。その後、再生速度計算部５６は、ジッタバッファ監視部５０からジッタバッファ４７内のパケット蓄積量を取得して、無線状態監視部５４で設定された蓄積上限値と比較し続け、等しくなると、再生速度Vを標準の再生速度V1に戻すようにジッタバッファ制御部５１に指示する。

このように、本実施の形態では、ハンドオーバの予定がない状態では、再生速度Vを、標準の再生速度V1、標準よりも遅い第１再生速度Vs、および標準よりも速い第２再生速度Vfの３種類とし、その３種類の再生速度の中から、ジッタバッファ４７内の現在のパケット蓄積量と、無線状態に応じた蓄積上限値との比較に基づいて、１つの再生速度を適宜選択してジッタバッファ４７内のパケット数を制御する。しかも、本実施の形態では、ジッタバッファ４７の蓄積上限値を、無線状態の増および減によって変更閾値を異ならせている。また、パケット蓄積量を制御する標準よりも速い第２再生速度Vfを、標準よりも遅い第１再生速度Vsよりも標準の再生速度V1に近い速度に設定している。すなわち、標準の再生速度V1に対する速い第２再生速度Vfの速度増加分を、遅い第１再生速度Vsの速度低下分よりも小さくしている。したがって、図７および図８に示したように、無線状態が上下しながら悪化する場合でも、その悪化に追従してジッタバッファ４７のパケット蓄積量を増やしていくことができる。

一方、再生速度計算部５６は、ハンドオーバ情報取得部５５からハンドオーバ予定決定の情報が入力されると、ハンドオーバ情報取得部５５からのハンドオーバ情報に基づいて再生速度Vを算出する。

先ず、再生速度計算部５６は、ハンドオーバ情報取得部５５から取得した所要のハンドオーバ情報に基づいて、第２無線通信ネットワーク１６の下り絶対遅延時間（Tddn2）と第１無線通信ネットワーク１５の下り絶対遅延時間（Tddn1）との差T2（T2= Tddn2- Tddn1）を算出して、所定値（＞０）を超えるか否かを判定する。

ここで、遅延時間差T2が所定値を超える場合には、再生速度計算部５６は、取得した所要のハンドオーバ情報と、ジッタバッファ監視部５０によるジッタバッファ４７の監視結果とに基づいて、ハンドオーバ先の第２無線通信ネットワーク１６からのパケットの受信開始時点で、ジッタバッファ４７内のパケット数が、標準の再生速度V1に対応するパケット数となるように、下式から、ジッタバッファ４７の受信パケットの再生速度Vを計算する。なお、下式において、Taは、標準の再生速度V1に対応するジッタバッファ４７内の標準パケット数に相当するジッタバッファ標準遅延時間を示し、Tbは、ハンドオーバ予定決定の情報を受信した時点でのジッタバッファ４７のパケット数に相当する遅延時間を示している。また、再生速度V,V1は、時間比（sec/sec）で表しており、例えば、V1＝１である。

［数５］
V=(Tb-Ta+V1×T1)/(T1+T2)

再生速度計算部５６で算出した再生速度Vは、ジッタバッファ制御部５１に供給し、これにより、受信パケットを標準の再生速度V1よりも低速の再生速度Vで再生するように、ジッタバッファ４７からの受信パケットの読み出しを制御する。

その後、再生速度計算部５６は、ハンドオーバ情報取得部５５からハンドオーバ完了情報を取得すると、ジッタバッファ監視部５０から一定時間毎にパケットの受信間隔時間を取得して、取得した受信間隔時間の所定時間における平均値を算出し、その算出したパケット受信間隔平均値と、当該ＶｏＩＰアプリケーションでの標準の受信間隔との差が、所定の閾値以内に入ったか否かを監視する。

その結果、閾値以内に入った場合には、再生速度計算部５６は、ハンドオーバ先からのパケットを受信したと判定して、その時点でのジッタバッファ４７内のパケット数（データ量）をジッタバッファ監視部５０から取得し、その取得したパケット数が所定量を超えているか否かを判断する。

その結果、ジッタバッファ４７内のパケット数が所定量を超えていない場合には、t=(Ta-Tb)/(V1-V)の後に、通常の再生速度制御に戻すようにジッタバッファ制御部５１に指示する。これに対し、ジッタバッファ４７内のパケット数が所定量を超えている場合には、直ちに通常の再生速度制御に戻すようにジッタバッファ制御部５１に指示する。すなわち、再生速度計算部５６が、ハンドオーバ先からのパケットを受信したと判断したら、ジッタバッファ制御部５１は、ジッタバッファ４７内のパケット数が所定量を超えると、標準再生速度V1に戻すようにジッタバッファ４７の読み出しを制御する。

ここで、ジッタバッファ制御部５１による再生速度制御は、例えば、以下のようにして行う。

（再生速度Vを標準よりも速くする場合）
この場合は、標準の再生速度V1に対するジッタバッファ４７からのパケットの読み出し間隔をTR1、選択あるいは算出された再生速度Vに対応するジッタバッファ４７からのパケットの読み出し間隔をTR、とすると、TR=TR1/V、とする。例えば、標準の再生速度V1では、ジッタバッファ４７内のパケットを２０msecの間隔で読み出して再生するＶｏＩＰアプリケーションの場合において、再生速度Vを、上述したように、V1の１１０％の第２再生速度Vfとする場合は、ジッタバッファ４７からのパケットの読み出し間隔TRを、TR=20/1.1(msec)、とする。

（再生速度Vを標準よりも遅くする場合）
この場合は、例えば、以下に説明する第１の再生速度制御方法または第２の再生速度制御方法のいずれかにより実行する。

（ａ）第１の再生速度制御方法
上述した再生速度Vを標準よりも速くする場合と同様に、再生速度Vに対応するジッタバッファ４７からのパケットの読み出し間隔TRを、TR=TR1/V、とする。例えば、上記の場合と同様に、標準の再生速度V1では、ジッタバッファ４７内のパケットを２０msecの間隔で読み出して再生するＶｏＩＰアプリケーションの場合において、再生速度Vを標準の再生速度V1の８０％とする場合には、ジッタバッファ４７からのパケットの読み出し間隔TRを、TR=20/0.8(msec)、とする。

（ｂ）第２の再生速度制御方法
ハンドオーバのための再生速度のコントロールを開始したら、その直後に再生したパケット（最初のパケット）のタイムスタンプと、その再生時間とを組み合わせて記録する。その後のパケットについては、下式で示す時間Tvに、ジッタバッファ４７から読み出して再生する。なお、下式において、TDは、遅延時間で、初期値は０である。
［数６］
Tv=（パケットのタイムスタンプ−最初のパケットのタイムスタンプ）＋（最初のパケットの再生時間＋TD）

ここで、ジッタバッファ４７からパケットを読み出す際、[{V1/(V1-V)}-1]個目に読み出したパケットは、コピーしてデコーダ４８内のメモリに記憶し、コピー元のパケットを再生した後、次の再生タイミングでコピーしたパケットを読み出して再生する。例えば、再生速度Vを、標準の再生速度V1の８０％とする場合は、図９に示すように、ジッタバッファ４７内の順次の４個のパケットＰ１〜Ｐ４を順番に読み出して再生するとともに、４個目のパケットＰ４はコピーし、そのコピーしたパケットＰ４′は、コピー元のパケットＰ４を再生した後、次の再生タイミングで再生する。その後、ジッタバッファ４７からパケットＰ５を読み出す際は、上式のTDを、コピーによる再生間隔の時間分増加する。なお、[{V1/(V1-v)}-1]個目に読み出すパケットが、届いていなかったり、破棄されたりして、ジッタバッファ４７にない場合には、次の再生タイミングのパケットに対して、同様の処理を行う。

図１０は、本実施の形態によるジッタバッファ４７の制御方法を説明するための図である。図１０において、（ａ）は、ジッタバッファ４７が単位時間に受信するパケット数、（ｂ）は、ハンドオーバ元の無線状態およびジッタバッファ４７の各蓄積上限値の変更閾値、（ｃ）は、ジッタバッファ４７からのパケットの再生速度（読み出し間隔）、（ｄ）は、ジッタバッファ４７内のパケット数、をそれぞれ示している。

また、図１１は、図１０との比較のために、ハンドオーバの予定を決定する以前は、ジッタバッファ４７の蓄積上限値の変更は行わず、ハンドオーバの予定決定により、上記の数５に従って再生速度Vを制御するジッタバッファ４７の制御方法を説明するための図である。図１１において、（ａ）〜（ｄ）は、図１０（ａ）〜（ｄ）と同様であるが、この比較例では、ジッタバッファ４７の蓄積上限値は変更しないので、図１１（ｂ）には、蓄積上限値の変更閾値を示していない。

図１０および図１１に示す制御方法によると、ハンドオーバを決定すると、事前に、ハンドオーバまでの準備時間T1と、ハンドオーバ元の第１無線通信ネットワーク１５の下り絶対遅延時間Tddn1と、ハンドオーバ先の第２無線通信ネットワーク１６の下り絶対遅延時間Tddn2を取得するので、Tddn1＜Tddn2の場合、ハンドオーバの予定決定時点から、どれだけの時間経過後に、どれだけの時間に亘ってパケットが到着しないかを知ることができる。これにより、パケットが到着しない期間にも、ハンドオーバ元の第１無線通信ネットワーク１５から受信したパケットを再生できるように、ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から、長い時間をかけて第１無線通信ネットワーク１５および第２無線通信ネットワーク１６間における絶対遅延時間差T2(T2= Tddn2- Tddn1)を吸収するように、再生速度Vを制御できるので、図１２や図１４に示した従来の制御方法と比較して、標準の再生速度V1との差を小さくできる。

しかも、図１０に示す本実施の形態の場合には、ハンドオーバの予定を決定する前から、使用中の第１無線通信ネットワーク１５における無線状態に基づいてジッタバッファ４７の蓄積上限値を変更するとともに、その蓄積上限値の変更に基づいて再生速度を制御する。したがって、ハンドオーバの予定を決定した時点から、実際にハンドオーバを実行するまでの時間が短い場合は、図１１の場合よりも、標準の再生速度との差をより小さくして、標準速度に近い速度で再生することができる。これにより、ハンドオーバによるジッタの再生音への影響を、より少なくできるとともに、無線状態の悪化によって予想よりもジッタが大きくなった場合にも、無音の発生を防止できるので、再生品質およびリアルタイム性を低下させることなく、第１無線通信ネットワーク１５から第２無線通信ネットワーク１６へのハンドオーバが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、本発明は、ＶｏＩＰのアプリケーションを実行する場合に限らず、映像や音楽等のマルチメディアデータをストリーミング再生する場合のようなリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する場合にも有効に適用できる。この場合には、アプリケーションの実行部を、電話機能部に代えて、同様のジッタバッファの制御機能を有するマルチメディア機能部で構成すればよい。

本発明の一実施の形態に係る無線通信装置が使用可能な通信ネットワークの概略構成を示す図である。 図１に示した無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。 図２に示したハンドオーバ制御部による絶対遅延時間の取得方法の一例を説明するための図である。 図２に示したハンドオーバ制御部によるハンドオーバ準備時間の算出方法を説明するための図である。 図２に示した電話機能部の概略構成を示す機能ブロック図である。 図５に示した電話機能部の要部の動作を示すシーケンス図である。 図５に示したジッタバッファの蓄積上限値の一制御方法を説明する無線状態と各蓄積上限値の変更閾値との関係を示す図である。 図５に示したジッタバッファの蓄積上限値の他の制御方法を説明する無線状態と各蓄積上限値の変更閾値との関係を示す図である。 図５に示したジッタバッファ制御部による受信パケットの再生速度制御方法の一例を説明するための図である。 本実施の形態によるジッタバッファの制御方法を説明するための図である。 図１０との比較のために、ハンドオーバ予定決定前に、ジッタバッファの蓄積上限値を変更しない場合のジッタバッファの制御方法を説明するための図である。 従来のジッタバッファの制御方法の一例を説明するための図である。 図１２に示した制御方法によるパケットの流れを示す図である。 従来のジッタバッファの制御方法の他の例を説明するための図である。 図１４に示した制御方法によるパケットの流れを示す図である。

符号の説明

１１ 無線通信装置
１２ 相手通信端末
１２ａ 送受話器
１５ 第１無線通信ネットワーク
１５ａ アクセスポイント
１６ 第２無線通信ネットワーク
１６ａ 基地局
１７ パケットネットワーク
１８ インターネット
２１，２２ ＳＩＰサーバ
２３ ホームエージェント（ＨＡ）
３１ 第１無線Ｉ／Ｆ
３２ 第２無線Ｉ／Ｆ
３３ 電話機能部
３４ 通信処理部
３５ 無線情報取得部
３６ ハンドオーバ制御部
４７ ジッタバッファ
５０ ジッタバッファ監視部
５１ ジッタバッファ制御部
５４ 無線状態監視部
５５ ハンドオーバ情報取得部
５６ 再生速度計算部
６０ 基幹ネットワーク
６１ 計測用サーバ
６２ 第１インフォメーションサーバ
６３ 第２インフォメーションサーバ
６５ プロバイダ

Claims (8)

1. 第１無線通信ネットワーク、および該第１無線通信ネットワークと異なる第２無線通信ネットワークに接続して無線通信を実行する無線通信部と、
   ジッタバッファおよび該ジッタバッファのデータ量を監視するジッタバッファ監視部を有し、前記無線通信部を介してリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する実行部と、
   前記第１無線通信ネットワークに接続して前記アプリケーションを実行中に、当該第１無線通信ネットワークにおける無線リンクの通信品質を取得する通信品質取得部と、
   該通信品質取得部により取得した前記通信品質に基づいて、前記ジッタバッファの蓄積上限値を変更する変更部と、
   該変更部による前記ジッタバッファの蓄積上限値の変更に基づいて、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を制御する制御部と、
   前記通信品質取得部により取得した前記通信品質に基づいて、前記第１無線通信ネットワークから前記第２無線通信ネットワークへのハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する決定部と、
   前記アプリケーションの実行中に、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記通信品質取得部が取得した通信品質に基づいてハンドオーバを開始するまでのハンドオーバ準備時間を推定する推定部と、
   前記第１無線通信ネットワークおよび前記第２無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間を計測する計測部と、を有し、
   前記制御部は、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記推定部により推定したハンドオーバ準備時間と、前記計測部により計測した前記第１無線通信ネットワークおよび前記第２無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間と、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定した時点での前記ジッタバッファ監視部による前記ジッタバッファ内のデータ量とに基づいて、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くするように制御することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記制御部は、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記第１無線通信ネットワークにおける遅延時間と前記第２無線通信ネットワークにおける遅延時間とを比較し、前記第２無線通信ネットワークにおける遅延時間の方が、前記第１無線通信ネットワークにおける遅延時間よりも所定時間以上長い場合に、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記第２無線通信ネットワークからのデータの受信開始時点で、前記ジッタバッファ内のデータ量が、当該アプリケーションの標準の再生速度に対応する所定量となるように、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くすることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、前記第２無線通信ネットワークへのハンドオーバを完了すると、当該アプリケーションの再生速度を標準の再生速度に戻すことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記変更部は、前記ジッタバッファの蓄積上限値を変更するための複数の異なる変更閾値を有し、前記通信品質取得部からの前記通信品質と前記複数の変更閾値との比較に基づいて、前記通信品質取得部からの前記通信品質が、前記決定部による前記第１無線通信ネットワークのハンドオーバ予定決定閾値に近づくに従って、前記ジッタバッファの蓄積上限値を多くするように変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
6. 前記制御部は、前記変更部で設定された前記ジッタバッファの蓄積上限値と、前記ジッタバッファ監視部による前記ジッタバッファ内のデータ量との比較に基づいて、前記データ量が前記蓄積上限値と等しい場合は、当該アプリケーションの再生速度を標準の再生速度とし、前記データ量が前記蓄積上限値よりも少ない場合は、前記標準の再生速度よりも遅い第１再生速度とし、前記データ量が前記蓄積上限値よりも多い場合は、前記標準の再生速度よりも速い第２再生速度とするように、当該アプリケーションの再生速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記第２再生速度の前記標準の再生速度に対する速度増加分を、前記第１再生速度の前記標準の再生速度に対する速度低下分よりも小さくしたことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記変更部は、前記ジッタバッファの同一の蓄積上限値に対して、前記通信品質取得部からの前記通信品質が下回る場合に適用する増用変更閾値と、前記通信品質取得部からの前記通信品質が上回る場合に適用する、前記増用変更閾値よりも低い減用変更閾値とを有することを特徴とする請求項５，６または７に記載の無線通信装置。

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