JP4988469B2

JP4988469B2 - 無線通信装置及び無線通信方法

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Description

本発明は、アプリケーションの通信品質に応じてハンドオーバを実行する無線通信装置に関する。

近年、無線通信技術の普及によって、通信方式が異なる複数の無線通信システムを同時に利用できる環境が整いつつある。例えば、第３世代携帯電話システムの一種であるcdma2000 n x evolution - data only（EV-DO）と、IEEE802.11などによって規定される無線ＬＡＮシステムとの両システムに接続可能な無線通信装置の提供が検討されている。

このような複数の無線通信システムに接続可能な無線通信装置は、接続中の無線基地局から受信した無線信号の状態（例えば、ＲＳＳＩ）またはスループットなどの通信品質を監視し、当該通信品質の劣化によって実行中の通信が切断される前に、他の無線通信システムの無線基地局へのハンドオーバを実行することができる。（例えば、特許文献１）。
特開２００４−５６１９９６号公報（第１１−１２頁、第５図）

しかしながら、上述した従来の無線通信装置には、次のような問題があった。すなわち、当該無線通信装置では、ＶｏＩＰを利用した音声通話などのリアルタイム系アプリケーションや、Ｗｅｂサイトの閲覧など非リアルタイム系アプリケーションといった複数のアプリケーションが用いられる。リアルタイム系アプリケーションと、非リアルタイム系アプリケーションとでは、他の無線通信システムへのハンドオーバが必要となる通信品質の閾値も異なる。

また、通信方式が異なる複数の無線通信システムに接続可能な無線通信装置では、各無線通信システムによってハンドオーバが必要となる通信品質の閾値と対応するＲＳＳＩなどの無線信号の状態を示す値（無線状態情報）が異なる。さらに、当該無線通信システムを提供する通信事業者のサービス提供形態、例えば、無線通信装置の認証方法によってハンドオーバに要する時間が異なる。

つまり、上述した従来の無線通信装置では、当該無線通信装置において実行されるアプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができないといった問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる無線通信装置を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、通信方式が異なる複数の無線通信システム（例えば、無線通信システム１０，２０，３０）に接続可能であり、所定のアプリケーション（例えば、ＶｏＩＰ）を用い、無線基地局（例えば、無線基地局１１）を介して通信先装置（通信先装置２００）と通信を実行する無線通信装置（無線端末１００）であって、前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報（例えば、ＲＳＳＩ）を取得する無線状態情報取得部（無線状態情報取得部１０３）と、前記アプリケーションの通信品質が劣化したか否かを判定する品質判定部（アプリケーション品質処理部１０７）と、前記品質判定部によって前記通信品質が劣化したと判定された場合、前記通信品質が劣化したと判定されたときに対応する前記無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値（ハンドオーバ閾値ＴＨ）を前記アプリケーションと関連付けて記憶する閾値記憶処理部（ハンドオーバ制御部１０９及び記憶部１１１）と、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部（ハンドオーバ制御部１０９）と、前記ハンドオーバ実行部による前記ハンドオーバの実行中に変動した前記無線状態情報の変動量（変動量Ｖ）を前記無線通信システムに対応付けて記憶する変動量記憶処理部（ハンドオーバ制御部１０９及び記憶部１１１）とを備え、前記ハンドオーバ実行部は、前記無線状態情報取得部によって取得された前記無線状態情報、前記閾値記憶処理部に記憶されている前記ハンドオーバ閾値、及び前記変動量記憶処理部に記憶されている前記変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行することを要旨とする。

このような無線通信装置によれば、アプリケーションの通信品質が劣化したと判定されたときに対応する無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値が、アプリケーションと関連付けて記憶される。また、ハンドオーバの実行中に変動した無線状態情報の変動量が、無線通信システムに対応付けて記憶される。無線通信装置は、無線状態情報、ハンドオーバ閾値及び当該変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

このため、ハンドオーバの実行中に変動し得る無線状態情報の値の変動範囲を考慮した上で、アプリケーションの通信品質に影響を与える無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値を設定することができる。すなわち、このような無線通信装置によれば、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記ハンドオーバ実行部は、前記ハンドオーバ閾値と前記変動量とに基づいて、前記ハンドオーバを開始する無線状態情報の値を決定することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記ハンドオーバ実行部による他の無線通信システムへの前記ハンドオーバに要した所要時間（所要時間Ｔ３）を前記無線通信システムに対応付けて記憶する所要時間記憶処理部（ハンドオーバ制御部１０９及び記憶部１１１）をさらに備え、前記ハンドオーバ実行部は、前記無線状態情報、前記ハンドオーバ閾値、前記変動量、及び前記所要時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記ハンドオーバ実行部は、前記所要時間が短い無線通信システムへのハンドオーバを実行することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、通信方式が異なる複数の無線通信システム（無線通信システム１０，２０，３０）に接続可能であり、所定のアプリケーション（例えば、ＶｏＩＰ）を用いて無線基地局（例えば、無線基地局１１）を介して通信先装置（通信先装置２００）
と通信を実行する無線通信装置（無線端末１００）であって、前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報（例えば、ＲＳＳＩ）を取得する無線状態情報取得部（無線状態情報取得部１０３）と、前記アプリケーションの通信品質が劣化したか否かを判定する品質判定部（アプリケーション品質処理部１０７）と、前記品質判定部によって前記通信品質が劣化したと判定された場合、前記通信品質が劣化したと判定されたときに対応する前記無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値（ハンドオーバ閾値ＴＨ）を前記アプリケーションと関連付けて記憶する閾値記憶処理部（ハンドオーバ制御部１０９及び記憶部１１１）と、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部（ハンドオーバ制御部１０９）と、前記ハンドオーバ実行部による他の無線通信システムへの前記ハンドオーバにおいて、前記無線状態情報がハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバの開始から完了までの経過時間を前記無線通信システムに対応付けて記憶する経過時間記憶処理部（ハンドオーバ制御部１０９及び記憶部１１１）とを備え、前記ハンドオーバ実行部は、前記無線状態情報取得部によって取得された前記無線状態情報、前記閾値記憶処理部に記憶されている前記ハンドオーバ閾値、及び前記経過時間記憶処理部に記憶されている前記経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行することを要旨とする。

このような無線通信装置によれば、アプリケーションの通信品質が劣化したと判定されたときに対応する無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値が、アプリケーションと関連付けて記憶される。また、無線状態情報がハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバの開始から完了までの経過時間が、無線通信システムに対応付けて記憶される。無線通信装置は、無線状態情報、ハンドオーバ閾値及び経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

このため、ハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバの開始から完了までの経過時間を考慮した上で、アプリケーションの通信品質に影響を与える無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値を設定することができる。すなわち、このような無線通信装置によれば、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる。

本発明の第６の特徴は、本発明の第５の特徴に係り、前記ハンドオーバ実行部は、前記ハンドオーバ閾値と前記経過時間とに基づいて、前記ハンドオーバを開始する無線状態情報の値を決定することを要旨とする。
本発明の第７の特徴は、無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置であって、前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及び他の無線通信システムへのハンドオーバの実行中に変動した前記無線状態情報の変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部を備えることを要旨とする。
本発明の第８の特徴は、無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置の無線通信方法であって、前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及び他の無線通信システムへのハンドオーバの実行中に変動した前記無線状態情報の変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行することを要旨とする。
本発明の第９の特徴は、無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置であって、前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及びハンドオーバの開始から完了までの経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部を備えることを要旨とする。
本発明の第１０の特徴は、無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置の無線通信方法であって、前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及びハンドオーバの開始から完了までの経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行することを要旨とする。

本発明の特徴によれば、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる無線通信装置を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態及び（３）その他の実施形態について説明する。第１実施形態では、無線状態情報（例えば、ＲＳＳＩ）の変動量、またはアプリケーションの通信品質がハンドオーバ閾値に到達するまでの到達時間を用いて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する形態について説明する。また、第２実施形態では、他の無線通信システムへのハンドオーバに要する所要時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）第１実施形態
上述したように、第１実施形態では、無線状態情報（例えば、ＲＳＳＩ）の変動量またはアプリケーションの通信品質がハンドオーバ閾値に到達するまでの到達時間を用いて、他の無線通信システムへのハンドオーバが実行される。

（１．１）通信ネットワークの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信装置を含む通信ネットワークの全体概略構成図である。

無線端末１００は、ユーザが携帯可能な小型の無線通信装置である。無線端末１００は、無線通信システム１０、無線通信システム２０及び無線通信システム３０に接続可能である。以下、無線端末１００は、ＭＮ１００（Mobile Node）と適宜表記する。

無線端末１００は、所定のアプリケーション、本実施形態では、ＶｏＩＰを利用した音声通話アプリケーションを実行する。無線端末１００は、無線基地局１１、無線基地局２１または無線基地局３１を介して通信先装置２００と通信を実行、具体的には、音声通話アプリケーションを実行する。

通信先装置２００は、無線端末１００と同様に、ＶｏＩＰを利用した音声通話アプリケーションを実行する。以下、通信先装置２００は、ＣＮ２００（Corresponding Node）と適宜表記する。

無線通信システム１０は、無線基地局１１及びバックボーンネットワーク１２によって構成される。無線通信システム１０は、第３世代携帯電話システムの一種であるcdma2000 n x evolution - data only（EV-DO）に準拠している。

無線通信システム２０は、無線基地局２１及びバックボーンネットワーク２２によって構成される。無線通信システム２０は、IEEE802.16eなどによって規定されるモバイルＷｉＭＡＸの規格に準拠している。

無線通信システム３０は、無線基地局３１及びバックボーンネットワーク３２によって構成される。無線通信システム３０は、IEEE802.11などによって規定される無線ＬＡＮシステム（ＷＬＡＮ）の規格に準拠している。

すなわち、ＭＮ１００は、通信方式が異なる複数の無線通信システムに接続可能である。例えば、ＭＮ１００は、無線通信システム１０を構成する無線基地局１１から送信される無線信号ＲＳの状態（例えば、ＲＳＳＩ）が劣化すると、通信方式が異なる無線通信システム２０を構成する無線基地局２１へのハンドオーバを実行することができる。

特に、本実施形態では、ＭＮ１００は、他の無線通信システムへのハンドオーバ、例えば、無線通信システム１０から無線通信システム２０へのハンドオーバの実行中に変動した無線状態情報の変動量を記憶する。ＭＮ１００は、無線通信システム毎のハンドオーバ閾値ＴＨ（図８参照）と、記憶した変動量Ｖ（図８参照）とに基づいて無線通信システム１０から無線通信システム２０へのハンドオーバの開始タイミングを決定する。

（１．２）無線通信装置の機能ブロック構成
図２は、本実施形態において無線通信装置を構成するＭＮ１００の機能ブロック構成図である。図２に示すように、ＭＮ１００は、無線通信部１０１、無線状態情報取得部１０３、アプリケーション１０５、アプリケーション品質処理部１０７、ハンドオーバ制御部１０９、記憶部１１１及び経路切替部１１３を備える。

無線通信部１０１は、無線通信システム１０，２０，３０に接続するための無線通信インタフェースを有する。具体的には、無線通信部１０１は、EV-DOに準拠した無線基地局１１と無線通信を実行するための無線通信インタフェースを有する。また、無線通信部１０１は、モバイルＷｉＭＡＸに準拠した無線基地局２１と無線通信を実行するための無線通信インタフェースを有する。さらに、無線通信部１０１は、ＷＬＡＮに準拠した無線基地局３１と無線通信を実行するための無線通信インタフェースを有する。

無線状態情報取得部１０３は、無線通信部１０１が無線基地局１１，２１，３１と送受信する無線信号ＲＳの状態を示す無線状態情報（例えば、ＲＳＳＩ）を所定の周期で繰り返し取得する。

無線状態情報取得部１０３は、無線通信部１０１から無線状態情報を取得し、取得した無線状態情報をハンドオーバ制御部１０９に通知する。無線状態情報としては、例えば、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｉ及び送信電力（ＴｘＰｏｗｅｒ）などを用いることができる。

図５は、無線状態情報取得部１０３によって取得される無線状態情報の一例を示す。図５に示すように、無線状態情報Ｓ１では、アプリケーション（音声コーデックとしてITU-T G.711を利用する音声通話アプリケーション）、無線通信システム（EV-DO）、無線状態情報の種別（Ｃ／Ｉ，ＲＳＳＩ）及び無線状態情報の値が対応付けられる。

無線状態情報取得部１０３は、アプリケーションと無線通信システムとの組合せ毎にＮ個の無線状態情報の平均値及び分散を算出する。無線状態情報取得部１０３は、分散の小さい無線状態情報の平均値を閾値として用い、アプリケーションと無線通信システムとの組合せ毎のハンドオーバ閾値ＴＨを生成する。なお、分散に代えて、例えば偏差値（＝６０）など、別の統計値を用いてもよい。

図６は、無線状態情報取得部１０３によって生成されたハンドオーバ閾値ＴＨの一例を示す。図６に示すように、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ１では、アプリケーションと無線通信システムとの組合せ毎に、ハンドオーバ閾値ＴＨの種別及びハンドオーバ閾値ＴＨの値が対応付けられる。

アプリケーション１０５は、所定のアプリケーションプログラム及び実行環境（ＣＰＵなど）によって構成される。本実施形態では、アプリケーション１０５は、ＶｏＩＰを利用した音声通話アプリケーションである。

アプリケーション１０５は、音声コーデックによって符号化された音声データを含むＲＴＰパケットを所定の間隔（例えば、２０ｍｓ）で経路切替部１１３に出力する。また、アプリケーション１０５は、経路切替部１１３から出力されたＲＴＰパケットを取得する。

アプリケーション品質処理部１０７は、アプリケーション１０５、つまり、本実施形態では、音声通話アプリケーションの通信品質（例えば、パケットロス数やパケットの平均到着間隔）を監視し、当該通信品質が劣化したか否かを判定する。本実施形態において、アプリケーション品質処理部１０７は、品質判定部を構成する。

ハンドオーバ制御部１０９は、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。本実施形態において、ハンドオーバ制御部１０９は、ハンドオーバ実行部を構成する。

具体的には、ハンドオーバ制御部１０９は、所定の周期で繰り返し取得される無線状態情報が、設定したハンドオーバ閾値ＴＨによって定められるハンドオーバ条件を満足するか否かを判定する。ハンドオーバ制御部１０９は、当該ハンドオーバ条件を満足した場合、経路切替部１１３に経路切替指示を通知する。

ハンドオーバ制御部１０９は、アプリケーション品質処理部１０７によってアプリケーション１０５（音声通話アプリケーション）の通信品質が劣化したと判定された場合、当該通信品質が劣化したと判定されたときに対応する無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値ＴＨ（図８参照）を実行されているアプリケーション１０５と関連付けて記憶する。

具体的には、ハンドオーバ制御部１０９は、ハンドオーバ閾値ＴＨを記憶部１１１に記憶させる。本実施形態では、ハンドオーバ制御部１０９と記憶部１１１とによって、閾値記憶処理部が構成される。

また、本実施形態では、ハンドオーバ制御部１０９は、他の無線通信システムへのハンドオーバの実行中に変動した無線状態情報の変動量Ｖ（図８参照）を無線通信システムに対応付けて記憶する。具体的には、ハンドオーバ制御部１０９は、変動量Ｖを記憶部１１１に記憶させる。本実施形態では、ハンドオーバ制御部１０９と記憶部１１１とによって、変動量記憶処理部が構成される。

ハンドオーバ制御部１０９は、無線状態情報取得部１０３によって取得された無線状態情報、記憶部１１１に記憶されているハンドオーバ閾値ＴＨ及び変動量Ｖに基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

図７は、記憶部１１１に記憶される変動量情報の一例を示す。図７に示すように、変動量情報Ｓ２では、ハンドオーバ前の無線通信システム、ハンドオーバ後の無線通信システム及び変動量の値が対応付けられる。

ハンドオーバ制御部１０９は、ハンドオーバが実行される毎に変動量を算出する。そして、ハンドオーバ制御部１０９は、Ｎ個の変動量の平均値及び分散を算出する。ハンドオーバ制御部１０９は、分散の小さい変動量（図７に示す変動量情報Ｓ２ではＲＳＳＩ）の平均値を変動量Ｖ（−３ｄＢｍ）として設定する。

ハンドオーバ制御部１０９は、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ１に含まれるハンドオーバ閾値ＴＨと、算出された変動量Ｖ（−３ｄＢｍ）とに基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを開始する無線状態情報の値を決定する。

例えば、ハンドオーバ前の無線通信システムがＷＬＡＮであり、ハンドオーバ後（ハンドオーバ先）の無線通信システムがEV-DOである場合、図６及び図８に示すように、ハンドオーバ制御部１０９は、ハンドオーバ閾値ＴＨとして、−８５ｄＢｍのＲＳＳＩを設定しているものとする。ハンドオーバ制御部１０９は、図７に示すように、ハンドオーバ閾値ＴＨと、−３ｄＢｍの変動量Ｖとに基づいて、ＲＳＳＩが−８２ｄＢｍに到達するタイミングｔ１において、他の無線通信システム（EV-DO）へのハンドオーバを開始する。

記憶部１１１は、無線状態情報Ｓ１（図５参照）、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ１（図６参照）及び変動量情報Ｓ２（図７参照）などを記憶する。

経路切替部１１３は、ハンドオーバ制御部１０９から通知された経路切替指示に基づいて、通信経路、つまり、無線通信システム１０、無線通信システム２０または無線通信システム３０の何れかに切り替える。

（１．３）無線通信装置の動作
次に、ＭＮ１００（無線通信装置）の動作について説明する。具体的には、ＭＮ１００がハンドオーバ閾値ＴＨ及び変動量Ｖに基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する動作について説明する。図３は、ＭＮ１００が他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する動作フローを示す。

図３に示すように、ステップＳ１０において、ＭＮ１００は、実行されているアプリケーション１０５の種別（例えば、音声コーデックにＧ．７２９を用いる音声通話アプリケーション）を取得する。

ステップＳ２０において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨを生成するか否かを判定する。具体的には、ＭＮ１００は、図４に示すフローに従って、ハンドオーバ閾値ＴＨを生成するか否かを判定する。図４に示すように、ステップＳ１１において、ＭＮ１００は、実行するアプリケーション、具体的には音声通話アプリケーションに対応するハンドオーバ閾値ＴＨがあるか否かを判定する。

音声通話アプリケーションに対応するハンドオーバ閾値ＴＨがある場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨの算出に用いる無線状態情報のサンプル数がＮ個（例えば、１０個）以上あるか否かを判定する。

ハンドオーバ閾値ＴＨの算出に用いる無線状態情報のサンプル数がＮ個以上ある場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ＭＮ１００は、現在設定されているハンドオーバ閾値ＴＨの最終更新時刻からＭ時間（例えば、７２時間）以上経過しているか否かを判定する。

最終更新時刻からＭ時間以上経過している場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ステップＳ１５において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨを新たに算出すると判定する。

また、ステップＳ１１〜Ｓ１３の判定条件に合致しない場合も、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨを新たに算出すると判定する。

一方、ステップＳ１３において、最終更新時刻からＭ時間（例えば、７２時間）経過していない場合（ステップＳ１３のＮＯ）、ステップＳ１４において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨを新たに算出しないと判定する。

図３に示すように、ハンドオーバ閾値ＴＨを算出すると判定された場合（ステップＳ２０のＹＥＳ）、ステップＳ３０において、ＭＮ１００は、アプリケーションの通信品質（例えば、パケットロス数やパケットの平均到着間隔）が劣化したか否かを判定する。

（ステップＳ３０のＹＥＳ）、ステップＳ４０において、ＭＮ１００は、現在の無線信号ＲＳの状態（例えば、ＲＳＳＩの値）、つまり、無線状態情報と、実行されているアプリケーションとを対応付けて記憶する。

ステップＳ５０において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨを算出する。具体的には、ＭＮ１００は、アプリケーションの通信品質が劣化した時点と対応する無線状態情報を一つのハンドオーバ閾値サンプルとして記憶する。

なお、ＭＮ１００は、無線状態情報の統計量を示す他の値（例えば、偏差値）を用いて、ハンドオーバ閾値ＴＨを算出してもよい。また、ＭＮ１００は、アプリケーションの通信品質が劣化した時点と対応する無線状態情報のサンプル数がＮ個以上ある場合、繰り返しハンドオーバ閾値ＴＨを算出することができる。

一方、ハンドオーバ閾値ＴＨを算出しないと判定された場合（ステップＳ２０のＮＯ）、ステップＳ６０において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨを設定する。具体的には、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ１（図６参照）及び変動量情報Ｓ２（図７参照）に基づいて、ハンドオーバ閾値ＴＨを設定する。

例えば、ハンドオーバ前の無線通信システムがＷＬＡＮであり、ハンドオーバ後（ハンドオーバ先）の無線通信システムがEV-DOである場合、図８に示すように、ＭＮ１００は、−８５ｄＢｍのＲＳＳＩをハンドオーバ閾値ＴＨとして設定する。また、ＭＮ１００は、−３ｄＢｍの変動量Ｖに基づいて、ハンドオーバの開始タイミングを、ＲＳＳＩが−８２ｄＢｍに到達するタイミング（タイミングｔ１）に設定する。

ステップＳ７０において、ＭＮ１００は、無線信号ＲＳの状態が設定されたハンドオーバ閾値ＴＨ（開始タイミングである−８２ｄＢｍ）よりも劣化したか否かを判定する。

無線信号ＲＳの状態が設定されたハンドオーバ閾値ＴＨよりも劣化した場合（ステップＳ７０のＹＥＳ）、ステップＳ８０において、ＭＮ１００は、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

ステップＳ９０において、ＭＮ１００は、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する期間における無線状態情報の変動量を記録する。

ステップＳ１００において、ＭＮ１００は、記録したＮ個の変動量サンプルに基づいて、ハンドオーバ閾値ＴＨのオフセットとして用いられる変動量Ｖを算出する。具体的には、ＭＮ１００は、Ｎ回実行された他の無線通信システムへのハンドオーバにおいて記録された変動量を含む変動量情報Ｓ２に基づいて、変動量Ｖ（例えば、−３ｄＢｍ）を算出する。

変動量サンプルの数がＮ個以上ある場合、ＭＮ１００は、無線状態情報Ｓ１（図５参照）に含まれる無線状態情報のそれぞれ（ＲＳＳＩ、ＣＩＲ、ＴｘＰｏｗｅｒ）について、平均値及び分散を算出する。なお、ＭＮ１００は、ハンドオーバを実行する毎に、１個の変動量サンプルを取得し、Ｎ回のハンドオーバを実行することによって、Ｎ個の変動量サンプルを取得する。さらに、ＭＮ１００は、分散の最も小さい無線状態情報（例えば、ＲＳＳＩ）の平均値をハンドオーバ閾値ＴＨとする。

ステップＳ１１０において、ＭＮ１００は、通信が終了したか否か、つまり、音声通話アプリケーションを用いた音声通話が終了したか否かを判定する。

通信が終了した場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、ＭＮ１００は、処理を終了する。一方、通信が終了していない場合（ステップＳ１１０のＮＯ）、ＭＮ１００は、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。

なお、上述したステップＳ１３では、ハンドオーバ閾値ＴＨの最終更新時刻からＭ時間（例えば、７２時間）以上経過している場合、新たなハンドオーバ閾値ＴＨを算出するために無線状態情報のサンプリングが実行される。ここで、ＭＮ１００は、当該サンプリングによって新たに取得された無線状態情報の統計値と、現在のハンドオーバ閾値ＴＨの算出に用いられた無線状態情報の統計値とを比較し、無線状態情報の偏差値が４０〜６０となる場合、すなわち、ハンドオーバ閾値ＴＨとして一定の信頼性を有する値になったと判定できる場合、無線状態情報のサンプル数を順次増加させるようにしてもよい。

一方、偏差値が当該範囲外となる場合、ＭＮ１００は、無線伝搬路の特性が大きく変動していると判定し、無線状態情報のサンプリングを継続してもよい。ＭＮ１００は、当該サンプリングを所定期間継続した後、現在のハンドオーバ閾値ＴＨを新たに算出したハンドオーバ閾値ＴＨに変更するかを決定してもよい。

（１．４）作用・効果
ＭＮ１００によれば、アプリケーション１０５の通信品質が劣化したと判定されたときに対応する無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値ＴＨが、アプリケーションと関連付けて記憶される。また、ハンドオーバの実行中に変動した無線状態情報の変動量Ｖが、無線通信システムに対応付けて記憶される。ＭＮ１００は、無線状態情報、ハンドオーバ閾値ＴＨ及び変動量Ｖに基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

このため、ハンドオーバの実行中に変動し得る無線状態情報の値の変動範囲を考慮した上で、アプリケーションの通信品質に影響を与える無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値ＴＨを設定することができる。すなわち、ＭＮ１００によれば、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる。

具体的には、ハンドオーバ閾値ＴＨと変動量Ｖとに基づいて、ハンドオーバを開始する無線状態情報の値が決定される。このため、ＭＮ１００は、無線状態情報の値がアプリケーションの通信品質に影響を与える値に到達する以前に確実にハンドオーバを実行することができる。

（１．５）変更例
次に、図９〜図１１を参照して、本実施形態の変更例について説明する。上述した実施形態では、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値ＴＨ及び変動量Ｖに基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するが、変動量Ｖに代えて、無線状態情報がハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバ閾値ＴＨに到達するまでの到達時間Ｔ２（図９参照）を用いてもよい。

具体的には、ハンドオーバ制御部１０９は、他の無線通信システムへのハンドオーバにおいて、無線状態情報がハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバ閾値ＴＨに到達するまでの到達時間Ｔ２を前記無線通信システムに対応付けて記憶する。本変更例では、ハンドオーバ制御部１０９と記憶部１１１とによって、到達時間記憶処理部が構成される。

なお、到達時間Ｔ２は、ハンドオーバ制御部１０９が他の無線通信システムへのハンドオーバを開始した時点からハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバ閾値ＴＨに到達するまでの経過時間とすることができる。また、ハンドオーバを開始した時点に代えて、例えば、ハンドオーバ開始後の任意のタイミングとしてもよい。

ハンドオーバ制御部１０９は、無線状態情報取得部１０３によって取得された無線状態情報、記憶部１１１に記憶されているハンドオーバ閾値ＴＨ及び到達時間Ｔ２に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

図１０は、記憶部１１１に記憶される到達時間Ｔ２の一例を示す。図１０に示すように、到達時間情報Ｓ３では、ハンドオーバ前の無線通信システム、ハンドオーバ後の無線通信システム及び到達時間Ｔ２の値が対応付けられる。なお、ハンドオーバ制御部１０９は、上述した変動量Ｖと同様に、複数の到達時間Ｔ２の平均値を用いてもよい。

ハンドオーバ制御部１０９は、例えば、ハンドオーバ前の無線通信システムがＷＬＡＮであり、ハンドオーバ後（ハンドオーバ先）の無線通信システムがEV-DOである場合、図６に示すハンドオーバ閾値テーブルＴＢ１から、ＩＴＵ−ＴＧ．711を利用する音声通話アプリケーションに対応するハンドオーバ閾値ＴＨ（ＲＳＳＩ：−８５ｄＢｍ）を取得し、図１０に示す到達時間情報Ｓ３から到達時間Ｔ２（例えば、８，４００ｍｓ）を取得する。

そして、ハンドオーバ制御部１０９は、現在の無線状態の変化を測定し、現在の無線状態の変化量（傾き）から、到達時間Ｔ２（例えば、８，４００ｍｓ）後に無線状態（ＲＳＳＩ）が−８５ｄＢｍになりそうな状況を予測する（図９の場合、ＲＳＳＩが−８２ｄＢｍの時点）。

その後、ＲＳＳＩが−８２ｄＢｍに到達すると、ハンドオーバ制御部１０９は、ＷＬＡＮからEV-DOへのハンドオーバを開始する。

本変更例では、図３に示したステップＳ９０の動作に代えて、図１１に示すステップＳ９０Ａの動作が実行される。すなわち、ステップＳ９０Ａにおいて、ＭＮ１００は、ハンドオーバの開始から完了までの経過時間、つまり、到達時間Ｔ２を記録する。また、本変更例では、ステップＳ６０において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ１（図６参照）及び到達時間情報Ｓ３（図１０参照）に基づいて、ハンドオーバ閾値ＴＨを設定する。また、本変更例では、図３のステップＳ４０及びＳ５０の処理を実行しなくてもよい。

本変更例によれば、無線状態情報がハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバ閾値ＴＨに到達するまでの到達時間Ｔ２が、無線通信システムに対応付けて記憶される。ＭＮ１００は、無線状態情報、ハンドオーバ閾値ＴＨ及び到達時間Ｔ２に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

このため、ハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバ閾値ＴＨに到達するまでの到達時間Ｔ２を考慮した上で、アプリケーションの通信品質に影響を与える無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値を設定することができる。すなわち、本変更例によれば、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる。

（２）第２実施形態
図１２は、本発明の第２実施形態に係る通信ネットワークの全体概略構成図である本実施形態では、他の無線通信システムへのハンドオーバに要する所要時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバが実行される。

すなわち、提供するオペレータ（通信事業者）が異なる無線通信システムにハンドオーバする場合、ハンドオーバ後の無線通信システムへの接続を許可するための認証などに要する時間がオペレータによって異なる。そこで、本実施形態では、当該認証に要する時間を含めたハンドオーバに要する所要時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバが実行される。

なお、以下、本発明の第１実施形態（図１〜図８）と異なる部分について主に説明し、同様の部分については、説明を適宜省略する。

図１２に示すように、本実施形態では、オペレータＯＰ_Ａ、オペレータＯＰ_Ｂ及びオペレータＯＰ_Ｃによって、無線通信システムが提供される。

具体的には、オペレータＯＰ_Ａは、EV-DOに準拠した無線通信システムＡ１、モバイルＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システムＡ２、及びＷＬＡＮに準拠した無線通信システムＡ３を提供する。

オペレータＯＰ_Ｂは、モバイルＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システムＢ１を提供する。オペレータＯＰ_Ｃは、ＷＬＡＮに準拠した無線通信システムＣ１を提供する。

また、ＷＬＡＮに準拠した無線通信システムＤ１が設置される。無線通信システムＤ１は、オペレータではなく、ＭＮ１００のユーザなどによって設置される自営の無線通信システムである。

本実施形態では、ＭＮ１００のハンドオーバ制御部１０９は、他の無線通信システムへのハンドオーバに要した所要時間Ｔ３（図１３参照）を無線通信システムに対応付けて記憶する。本実施形態では、ハンドオーバ制御部１０９と記憶部１１１とよって、所要時間記憶処理部が構成される。

ハンドオーバ制御部１０９は、無線状態情報取得部１０３によって取得された無線状態情報、記憶部１１１に記憶されているハンドオーバ閾値ＴＨ、無線状態情報の変動量Ｖ、及び所要時間Ｔ３に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

図１３は、記憶部１１１に記憶されるハンドオーバ閾値テーブルＴＢ２の一例を示す。図１３に示すように、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ２では、ハンドオーバ前の無線通信システム、ハンドオーバ前のオペレータ、ハンドオーバ後の無線通信システム、ハンドオーバ後のオペレータ、所要時間Ｔ３、及び変動量Ｖの値が対応付けられる。

ハンドオーバ制御部１０９は、複数の無線通信システムに対してハンドオーバが可能な場合、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ２を参照し、上述した実施形態のように変動量Ｖのオフセット設定をハンドオーバ閾値ＴＨに対して行った上で、所要時間Ｔ３が短い無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

本実施形態では、図３に示したステップＳ９０の動作に代えて、図１４に示すステップＳ９０Ｂの動作が実行される。すなわち、ステップＳ９０Ｂにおいて、ＭＮ１００は、他の無線通信システムへのハンドオーバ完了までの所要時間Ｔ３を記録する。また、本変更例では、ステップＳ６０において、ＭＮ１００は、ハンドオーバ閾値テーブルＴＢ２（図１３参照）に基づいてハンドオーバ閾値ＴＨを設定する。

本実施形態に係るＭＮ１００によれば、他の無線通信システムへのハンドオーバに要した所要時間Ｔ３が、無線通信システムに対応付けて記憶される。ＭＮ１００は、無線状態情報、ハンドオーバ閾値ＴＨ、変動量Ｖ及び所要時間Ｔ３に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する。

このため、他の無線通信システムへのハンドオーバに要した所要時間Ｔ３を考慮した上で、アプリケーションの通信品質に影響を与える無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値を設定することができる。すなわち、本実施形態に係るＭＮ１００によれば、アプリケーションに影響を与えることなく、アプリケーション毎に適切なタイミングで他の無線通信システムにハンドオーバを実行することができる。

本実施形態では、ＭＮ１００（ハンドオーバ制御部１０９）は、複数の無線通信システムに対してハンドオーバが可能な場合、所要時間Ｔ３が短い無線通信システムへのハンドオーバを実行する。このため、迅速なシステム間ハンドオーバを実現することができる。

（３）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ＶｏＩＰを利用した音声通話アプリケーションを例として説明したが、本発明を適用可能なアプリケーションは、音声通話アプリケーションに限定されるものではない。例えば、音声通話アプリケーションなどのリアルタイム系アプリケーションだけでなく、非リアルタイム系アプリケーションにも勿論適用することができる。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１実施形態に係る無線通信装置を含む通信ネットワークの全体概略構成図である。本発明の第１及び第２実施形態に係る無線通信装置の機能ブロック構成図である。本発明の第１実施形態に係る無線通信装置が他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する動作フローを示す図である。本発明の第１実施形態に係る無線通信装置が他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する動作フローを示す図である。本発明の第１実施形態に係る無線状態情報の一例を示す図である。本発明の第１実施形態に係るハンドオーバ閾値テーブルの一例を示す図である。本発明の第１実施形態に係る変動量情報の一例を示す図である。本発明の第１実施形態に係る無線通信装置におけるＲＳＳＩの変動状況を示す図である。本発明の第１実施形態の変更例に係る無線通信装置におけるＲＳＳＩの変動状況を示す図である。本発明の第１実施形態の変更例に係る到達時間情報の一例を示す図である。本発明の第１実施形態の変更例に係る無線通信装置の動作フローを示す図である。本発明の第２実施形態に係る通信ネットワークの全体概略構成図である。本発明の第２実施形態に係るハンドオーバ閾値テーブルの一例を示す図である。本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の動作フローを示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０…無線通信システム、１１，２１，３１…無線基地局、１２，２２，３２…バックボーンネットワーク、１００…無線端末（ＭＮ）、１０１…無線通信部、１０３…無線状態情報取得部、１０５…アプリケーション、１０７…アプリケーション品質処理部、１０９…ハンドオーバ制御部、１１１…記憶部、１１３…経路切替部、２００…通信先装置（ＣＮ）、Ａ１〜Ａ３，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１…無線通信システム、ＯＰ_Ａ，ＯＰ_Ｂ，ＯＰ_Ｃ…オペレータ、ＲＳ…無線信号、Ｓ１…無線状態情報、Ｓ２…変動量情報、Ｓ３…到達時間情報、Ｔ２…到達時間、Ｔ３…所要時間、ＴＢ１，ＴＢ２…ハンドオーバ閾値テーブル、ＴＨ…ハンドオーバ閾値、Ｖ…変動量

Claims

通信方式が異なる複数の無線通信システムに接続可能であり、所定のアプリケーションを用い、無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置であって、
前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報を取得する無線状態情報取得部と、
前記アプリケーションの通信品質が劣化したか否かを判定する品質判定部と、
前記品質判定部によって前記通信品質が劣化したと判定された場合、前記通信品質が劣化したと判定されたときに対応する前記無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値を前記アプリケーションと関連付けて記憶する閾値記憶処理部と、
他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部と、
前記ハンドオーバ実行部による前記ハンドオーバの実行中に変動した前記無線状態情報の変動量を前記無線通信システムに対応付けて記憶する変動量記憶処理部と
を備え、
前記ハンドオーバ実行部は、前記無線状態情報取得部によって取得された前記無線状態情報、前記閾値記憶処理部に記憶されている前記ハンドオーバ閾値、及び前記変動量記憶処理部に記憶されている前記変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する無線通信装置。
前記ハンドオーバ実行部は、前記ハンドオーバ閾値と前記変動量とに基づいて、前記ハンドオーバを開始する無線状態情報の値を決定する請求項１に記載の無線通信装置。
前記ハンドオーバ実行部による他の無線通信システムへの前記ハンドオーバに要した所要時間を前記無線通信システムに対応付けて記憶する所要時間記憶処理部をさらに備え、
前記ハンドオーバ実行部は、前記無線状態情報、前記ハンドオーバ閾値、前記変動量、及び前記所要時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する請求項１または２に記載の無線通信装置。
前記ハンドオーバ実行部は、前記所要時間が短い無線通信システムへのハンドオーバを実行する請求項３に記載の無線通信装置。
通信方式が異なる複数の無線通信システムに接続可能であり、所定のアプリケーションを用いて無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置であって、
前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報を取得する無線状態情報取得部と、
前記アプリケーションの通信品質が劣化したか否かを判定する品質判定部と、
前記品質判定部によって前記通信品質が劣化したと判定された場合、前記通信品質が劣化したと判定されたときに対応する前記無線状態情報に基づくハンドオーバ閾値を前記アプリケーションと関連付けて記憶する閾値記憶処理部と、
他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部と、
前記ハンドオーバ実行部による他の無線通信システムへの前記ハンドオーバにおいて、前記無線状態情報がハンドオーバ前の無線通信システムに対応付けられているハンドオーバの開始から完了までの経過時間を前記無線通信システムに対応付けて記憶する経過時間記憶処理部と
を備え、
前記ハンドオーバ実行部は、前記無線状態情報取得部によって取得された前記無線状態情報、前記閾値記憶処理部に記憶されている前記ハンドオーバ閾値、及び前記経過時間記憶処理部に記憶されている前記経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する無線通信装置。
前記ハンドオーバ実行部は、前記ハンドオーバ閾値と前記経過時間とに基づいて、前記ハンドオーバを開始する無線状態情報の値を決定する請求項５に記載の無線通信装置。
無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置であって、
前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及び他の無線通信システムへのハンドオーバの実行中に変動した前記無線状態情報の変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部
を備える無線通信装置。
無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置の無線通信方法であって、
前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及び他の無線通信システムへのハンドオーバの実行中に変動した前記無線状態情報の変動量に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する
無線通信方法。
無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置であって、
前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及びハンドオーバの開始から完了までの経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行するハンドオーバ実行部
を備える無線通信装置。
無線基地局を介して通信先装置と通信を実行する無線通信装置の無線通信方法であって、
前記無線基地局と送受信される無線信号の状態を示す無線状態情報及びハンドオーバの開始から完了までの経過時間に基づいて、他の無線通信システムへのハンドオーバを実行する
無線通信方法。