JP5012907B2 - 通信方法、通信システムおよび基地局 - Google Patents
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Description
本発明は、通信方法、通信システムおよび基地局に関する。
移動体通信の方式における第3世代(3G)と第4世代(4G)の間の中間段階の高速移動体通信規格として、Long Term Evolution(以降、「LTE」と略称する。)の開発が進められている。LTEは第3世代の規格であるIMT−2000の発展系として位置づけられているが、LTEの無線インタフェースやRAN(Radio Access Network)アーキテクチャは、4Gへのスムーズな移行という観点から抜本的に見直されており、3Gシステムのものとは大きく異なる。LTE無線ネットワークでは、遅延時間の圧縮や通信速度の向上などによって、下り最大300Mビット/秒、上り最大50Mビット/秒のデータ通信速度が実現する。
3G通信システムでは通信中、1つの移動端末に対し一時に複数の通信リンクが確立するのに対し、LTE通信システムで確立するリンクの数は1つのみとなる。つまり、LTE通信システムでは、移動端末がセルをまたがって移動しハンドオーバが実施される場合、移動端末は移動元のセルにおける接続を一旦切断し、移動先のセルにおける接続を確立する必要がある。
図1〜3は、LTE通信システムにおけるハンドオーバを説明するブロック図である。
図1〜3示すLTE通信システム90は、移動端末95と、移動端末95にデータを配信する通信サーバ91と、通信サーバ91からのデータを移動端末95に無線で送信する、evoluted NodeB(eNB)と呼ばれる基地局93a,93bと、通信サーバ91から送信されてくるデータを基地局93a,93bのいずれかに振り分ける、Evoluted Packet Core(EPC)と呼ばれるゲートウェイ装置92とを有している。なお、通信サーバ91は、移動端末95の通信相手となる別の端末であってもよい。基地局93a,93bのそれぞれは、担当する「A」、「B」、「C」3つセル94a,94b,94cにある移動端末95と通信する。図1に示す状態では、セル94bに位置する移動端末95は基地局93aと通信しており、移動端末95には、ゲートウェイ装置92および基地局93aを介してデータが送信されてくる。移動端末95がセル「B」94bから別のセル「C」94cに移り、ハンドオーバが実施されるときには、図2に示すように、基地局93aが移動端末95との接続を切断した後、図3に示すように、基地局93bが移動端末95との接続を確立する。このように、LTE通信システム90では、接続の切断から確立までの間に瞬断が生じる。
瞬断によるデータ損失を防止するため、無線基地局装置では、移動先セルおけるハンドオーバが完了するまでデータをバッファにバッファリングし、移動先セルにおけるユーザの接続が完了した後、無線基地局でバッファリングしたデータを移動端末に送信するなどの対策を講じる必要がある。移動端末に配信されるデータを一時的にバッファリングする技術として、例えば、特許文献1および特許文献2には、第3世代通信ネットワークにおいて、RNC(無線ネットワーク制御装置)から送信されてくるデータをNodeB(無線基地局)でバッファリングする通信システムが示されている。
特開2006−187019号公報
特表2002−518958号公報
送信されてくるデータをバッファリングするために必要な記憶容量は、データの送信速度が高速になるに従い増大する。LTEでは下り通信速度が300Mbpsにも及ぶことから、大容量のバッファメモリを設ける必要が生じる。例えば仮に、ハンドオーバ制御に0.5秒間を要した場合、1ユーザあたり約19MByteのバッファメモリが必要となり、100ユーザを収容するだけでハンドオーバのために2GByteものバッファメモリを実装する必要が生じる。このように、無線基地局で収容するユーザ数が増大する毎に、ハンドオーバ制御用のバッファメモリが必要となり、システムのコストが増大してしまう。コスト増大を防ぐためにバッファ量を制限すると下りデータの損失が発生し、通信品質が犠牲となるおそれがある。
ここで、特許文献1のシステムでは、RNCから送信するデータ量を制御することにより、NodeB(無線基地局)でのデータ量を抑制している。具体的には、NodeB、もしくは、UE(移動端末)にて無線品質を監視し、無線品質が劣化した状態ではRNCからNodeBに流すデータ量を削減することで、NodeBにバッファリングされるデータ量を削減する。しかし、特許文献1のシステムではRNC−NodeB間のデータフローが最適化され、NodeBでのバッファ量は削減可能となるが、上位ノードでのバッファリングが必要不可欠となる。
また、特許文献2のシステムは、バッファメモリに蓄積されたデータ量を測定、または予測し、バッファオーバーフローが発生する可能性がある場合に、上位ノードに対して「バックプレッシャー(送信抑制)」を行うことで、バッファオーバーフローを抑制する。これによりルータの通信量は削減されるが、上記特許文献1のシステムと同様に、上位ノード、あるいは、別のノードでのバッファリングが必要となる。
本明細書に記載する1つまたは複数の実施形態は、上記事情に鑑み、データ損失を回避しつつバッファメモリの容量を削減可能な通信方法、通信システムおよび基地局を提供する。
上記通信方法の基本形態は、移動端末と、上記移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける通信方法であって、
上記複数の基地局のうちのデータの中継を担当している第1の基地局が、上記通信サーバに向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する抑制指示送信ステップと、
上記第1の基地局が、上記抑制指示送信ステップの後、この第1の基地局とは別の第2の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップとを有することを特徴とする。
上記複数の基地局のうちのデータの中継を担当している第1の基地局が、上記通信サーバに向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する抑制指示送信ステップと、
上記第1の基地局が、上記抑制指示送信ステップの後、この第1の基地局とは別の第2の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップとを有することを特徴とする。
この基本形態の通信方法では、第1の基地局が、第2の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップの前に通信サーバに向けて抑制指示データを送信するので、データ送信速度が抑制された状態で、ハンドオーバステップが実行される。したがって、ハンドオーバの際に基地局でバッファリングされるデータの量が減少するので、データ損失を回避しつつバッファメモリ量を削減することが可能となる。データ送信速度が通信サーバで抑制されるので、通信サーバと移動端末との間でデータの転送を中継する、基地局を含んだ中継装置のバッファメモリ量を削減することが可能となる。ここで、データ送信速度の抑制とは、データ送信速度を現状よりも低下させることを意味し、データ送信速度を0にすることも含む。
ここで、上記基本形態に対し、更に、上記第2の基地局が、上記ハンドオーバステップを実行した後、上記通信サーバに向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する解除指示送信ステップを有する応用形態は好適である。
この好適な応用形態によれば、データ送信速度の抑制は、ハンドオーバの後解除され本来の高速な通信が可能となる。
また、上記基本形態に対し、更に、上記抑制指示送信ステップは、中継するデータが属するサービスの種類に応じて、上記抑制指示データの送信を省くものであることが好ましい。
中継するデータには、例えばTV会議用のデータのように、送信速度を抑えると意味を成さない種類のものがある。この好適な応用形態によれば、データが属するサービスの種類に応じて抑制指示データの送信を省くので、データが使えないという事態が防止できる。
また、解除指示送信ステップを有する応用形態に対し、上記解除指示送信ステップは、上記第2の基地局が中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信するものであるという応用形態はさらに好適である。
このさらに好適な応用形態によれば、中継の担当が基地局から基地局へと頻繁に移転する場合に抑制および解除が頻繁に発生するのを抑えることができる。
また、上記基本形態に対し、上記複数の基地局のそれぞれは、中継するデータを一時的に蓄えるバッファを備えたものであり、
上記第2の基地局は、上記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、上記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する再抑制指示送信ステップをさらに有するという応用形態も好適である。
上記第2の基地局は、上記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、上記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する再抑制指示送信ステップをさらに有するという応用形態も好適である。
この好適な応用形態によれば、バッファに蓄えられるデータの量をより適切に管理することができ、バッファの容量をより適切に設定することができる。
また、上記基地局の基本形態は、移動端末と、移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける、いずれか1つの基地局であって、
データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを上記通信サーバに向けて送信した後、上記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする。
データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを上記通信サーバに向けて送信した後、上記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする。
また、上記通信システムの基本形態は、移動端末と、
移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、
上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムであって、
上記複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局が、データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを上記通信サーバに向けて送信した後、上記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする。
移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、
上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムであって、
上記複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局が、データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを上記通信サーバに向けて送信した後、上記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする。
以上説明したように、通信方法、通信システムおよび基地局の上記基本形態によれば、データ損失を回避しつつバッファメモリ量を削減することができる。
基本形態および応用形態について上記説明した通信方法、通信システムおよび基地局に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
図4は、通信システムの具体的な第1実施形態を示すブロック図である。
図4に示す通信システム10は、移動端末500と、移動端末500に向けてデータを配信する通信サーバ100と、通信サーバ100から移動端末500に配信されるデータを中継する複数の無線基地局300A,300B,300Cと、通信サーバ100とネットワークNを介して接続され、無線基地局300A,300B,300Cへのデータを振り分けるゲートウェイ200(以降、EPCとも称する。)とを有している。通信システム10では、パケットデータ(以降、単にデータと称する。)がゲートウェイ200から移動端末500までLTE通信方式によって送信される。ここで、無線基地局300A,300B,300Cは、上述した基本形態における基地局の一例に相当する。
通信サーバ100は、ネットワークNに接続されたコンピュータであり、移動端末500に送信されるデータが蓄積されたバッファ104と、ネットワークNとの間でデータの送受信を行うデータ送受信部103と、ネットワークNとの間で制御データの送受信を行う制御信号送受信部102と、制御信号送受信部102で受信された制御データを解析する制御信号解析部101とを有している。データ送受信部103は、バッファ104に蓄積されたデータを読み出し、ネットワークNを介してゲートウェイ200へ向けて送信する。制御信号送受信部102は、ネットワークNを介してゲートウェイ200から制御データを受信し、制御信号解析部101は、制御信号送受信部102で受信された制御データに応じて、データ送受信部103にデータの読出しおよび送信を行わせる。また、制御信号解析部101は制御データに応じてデータ送受信部103がデータを送信する送信速度を制御する。制御データには抑制指示データと解除指示データとがあり、抑制指示データが受信された場合には、抑制指示データに含まれたパラメータに応じて送信速度を抑制する。解除指示データが受信された場合には、抑制されていた送信速度を元に戻す。抑制指示データが受信された後、解除指示データが受信される前に別の抑制指示データが受信された場合であって、双方の抑制指示データのパラメータが同一の場合には、制御信号解析部101は送信速度を変えない。
ネットワークNには、パケット交換網およびインターネットが含まれている。
ゲートウェイ200は、サーバ側制御信号送受信部201と、信号制御部202と、基地局側制御信号送受信部203と、サーバ側データ送受信部204と、バッファ205と、基地局側データ送信部206とを有している。
サーバ側データ送受信部204は、ネットワークNを介して通信サーバ100からデータを受信する。バッファ205は、サーバ側データ送受信部204で受信したデータをバッファリングする。基地局側データ送信部206は、バッファ205でバッファリングされたデータを読み出し、無線基地局300A,300B,300Cのうちの1つに送信する。なお、移動端末500がデータを送信する場合すなわち上り方向通信の場合、基地局側データ送信部206が無線基地局300A,300B,300Cからデータを受信し、バッファ205が基地局側データ送信部206で受信されたデータをバッファリングし、サーバ側データ送受信部204がバッファ205でバッファリングされたデータをネットワークNを介して通信サーバ100に送信する。
基地局側制御信号送受信部203は、無線基地局300A,300B,300Bから制御データを受信する。信号制御部202は、基地局側制御信号送受信部203で受信された信号に応じてゲートウェイ200内の各部を制御する。サーバ側制御信号送受信部201は、信号制御部202で生成された信号、および基地局側制御信号送受信部203で受信され信号制御部202に供給された信号の一部をネットワークNを介して通信サーバに送信する。
無線基地局300A,300B,300Cは、NodeBあるいはeNBとも称される。無線基地局300A,300B,300Cは互いに同一の構成を有しており、一時には、いずれか1つのみが移動端末500に配信されるデータの中継を担当する。第1の無線基地局300A、第2の無線基地局300B、および第3の無線基地局300Cの構成を、第1の無線基地局300Aに代表させて説明する。
第1の無線基地局300Aは、コア側制御信号送受信部301と、無線リンク制御部302と、端末側制御信号送受信部303と、コア側データ送受信部304と、バッファ305と、端末側データ送受信部306と、端末情報記憶部307と、呼情報記憶部308とを有している。
コア側データ送受信部304は、ゲートウェイ200を経由して通信サーバ100から送られてくるデータを受信し、バッファ305は、コア側データ送受信部304で受信されたデータをバッファリングする。端末側データ送受信部306は、バッファ305でバッファリングされたデータを、第1のセル400にある移動端末500に無線で送信する。なお、移動端末500がデータを送信する場合すなわち上り方向通信の場合、端末側データ送受信部306が移動端末500からデータを受信し、バッファ305が端末側データ送受信部306で受信されたデータをバッファリングし、コア側データ送受信部304がバッファ305でバッファリングされたデータをゲートウェイ200に送信する。
端末側制御信号送受信部303は、第1のセル400にある移動端末500との間で制御信号の送受信を無線で行う。コア側制御信号送受信部301は、ゲートウェイ200との間で制御データの送受信を行う。無線リンク制御部302は、端末側制御信号送受信部303で受信した移動端末500の制御信号を分析するとともに他の無線基地局300Bの端末側制御信号送受信部とも相互に通信している。端末側制御信号送受信部303は、移動端末500と無線基地局300Aとの無線リンク状態すなわち無線による接続状態を監視してハンドオーバ発生を検知するとともに、コア側制御信号送受信部301を介してゲートウェイ200および通信サーバ100と制御データのやり取りを行う。また、コア側データ送受信部304および端末側データ送受信部306を制御してデータを送受信させる。
より詳細には、無線リンク制御部302は、移動端末500の制御信号によりハンドオーバ発生を検知すると、中継するデータが属するサービスの種類に応じ、抑制指示データを通信サーバ100に向けて送信し、この後、通信サーバ100から抑制応答データを受信すると、ハンドオーバの処理を実行し別の基地局に中継の担当を引き継がせる。また無線リンク制御部302は、第1の無線基地局300Aが中継の担当を他の無線基地局から引き継ぐ場合には、通信サーバ100に向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信し、通信サーバ100から解除応答信号を受信する。ハンドオーバの途中で、バッファ305に蓄えられたデータの量が所定の基準を超える場合には、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを通信サーバ100に向けて送信する。
端末情報記憶部307は、無線基地局300Aがデータの中継を担当する移動端末の情報である端末情報を保持しており、呼情報記憶部308は、無線基地局300Aがデータの中継を担当する呼の情報である呼情報を保持している。無線基地局300Aが担当する1つの移動端末には1つの呼が対応し、通信の態様によっては複数の移動端末が1つの呼に対応する。端末情報および呼情報は無線リンク制御部302によって読み出され、データが属しているサービスの種類を判別するために用いられる。
図5は、無線基地局300Aの端末情報記憶部307に記憶されている端末情報の構造を示す図であり、図6は、呼情報記憶部308に記憶されている呼情報の構造を示す図である。
図5に示す端末情報は、呼接続時すなわち通信の開始時に、移動端末500または上位ノードであるゲートウェイ200から得られた各移動端末の情報が結合したものであり、図6に示す呼情報は、各呼の情報が結合したものである。端末情報は、移動端末毎に割り当てられた識別番号によってインデックスされ保持されている。ひとつの移動端末の情報は、ITU−T勧告E.212に準拠した移動加入者端末識別情報(IMSI)、接続のため一時的に割り当てられた加入者識別情報(TMSI)、および、一般ユーザ端末および定額ユーザ端末のいずれかを表す端末クラスを含んでいる。
呼情報は、呼毎に割り当てられた識別番号によりインデックスされ保持されている。1つの呼の情報は、通話中レート情報、サービス種別、呼設定要因、抑制中レート情報、および抑制実行フラグを含んでいる。通話中レート情報は、速度が抑制されていない場合における通常の通信速度を表し、上り384K/下り384K、上り1M/下り1M、および、上り50M/下り300Mのいずれか通信速度を表す。サービス種別は、実施中のサービスの種類、すなわち通信中のデータが属するサービスの種類を表し、TV電話、インターネット通信、およびファイル受信のいずれかを表す。呼設定要因は、呼の設定要因が設定され、着信および発信のいずれかを表す。抑制中レート情報は、データ送信速度の抑制中での通信速度を表し、上り384K/下り384K、上り1M/下り1M、および、上り50M/下り300Mのほか、50%減速を表す送信速度や80%減速を表す送信速度、さらに、上り0K/下り0Kの通信速度を表す。抑制実行フラグは、データ送信速度の抑制を実施しているか否かを表す。
第1の無線基地局300Aと同一構成である第2の無線基地局300Bおよび第3の無線基地局300Cの各部については図示を省略し、以降、第1の無線基地局300A内の各部と同一の符号を付して説明する。
データの通信には、データが移動端末500へ向かう下り方向の通信と、逆にデータが移動端末500から送信される上り方向の通信とがあるが、以降、本実施形態の特徴がある下り方向の通信を中心に説明する。
図7は、図4に示す通信システムにおけるハンドオーバ時の処理を示すフローチャートであり、図9は、図7の処理に続く処理を示すフローチャートである。図7および図9に示すフローチャートは、図4に示す第1の無線基地局300Aが、第1のセル400Aにある移動端末500に対するデータの中継を担当している状態で、移動端末500が第2のセル400Bへ移動する場合の処理を示している。
まず、ハンドオーバ検知ステップS11では、第1の無線基地局300Aが担当する第1のセル400Aから第2の無線基地局300Bが担当する第2のセル400Bへと移動端末500が移動すると、移動端末500と通信している第1の無線基地局300Aは、ハンドオーバの発生を検知する。より詳細には、第1の無線基地局300Aの無線リンク制御部302が、端末側制御信号送受信部303を介して移動端末500から、セル400Bへのハンドオーバ要求を受信することで、ハンドオーバの発生を検知する。以降、移動する移動端末500を端末Aとも称する。
第1の無線基地局300Aは、ハンドオーバ発生を検知すると(S11)、次の抑制指示送信ステップ(S12)で、データの属するサービスが速度抑制すべき種類である場合、通信サーバ100に向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する。より詳細には、無線リンク制御部302が、コア側制御信号送受信部301を介して抑制指示データをゲートウェイ200に送信する。抑制指示データには、図7に示す例では、送信速度抑制の減速50%、端末Aを表すパラメータが含まれている。ゲートウェイ200の信号制御部202は、基地局側制御信号送受信部203を介して抑制指示データを受信すると、この抑制指示データを、サーバ側制御信号送受信部201を介して通信サーバ100へ向けて送信する。抑制指示データは、通信サーバ100で受信される。なお、データの属するサービスの判断の詳細については後述する。
次の、速度抑制ステップ(S13)では、通信サーバ100がデータの送信速度を抑制する。より詳細には、通信サーバ100の制御信号解析部101が、制御信号送受信部102を介して抑制指示データを受信すると、データ送受信部103に対し、バッファ104から読み出した端末A向けデータの送信速度を50%減速させる。このようにして、通信サーバ100から端末Aに向けて送信されるデータの送信速度が抑制指示データに応じて抑制される。
次の、抑制応答データ送信ステップ(S14)では、通信サーバ100が、抑制指示データに対する応答としての抑制応答データを第1の無線基地局300Aに向けて送信する。より詳細には、データの送信速度を抑制させた制御信号解析部101が、抑制応答データを、制御信号送受信部102を介してゲートウェイ200へ向けて送信する。ゲートウェイ200は受信した抑制応答データを第1の無線基地局300Aへ送信する。
次に、ハンドオーバステップ(S15)では、第1の無線基地局300Aが、第2の基地局300Bに中継の担当を引き継がせる。
図8は、図7に示すハンドオーバステップの詳細を示すフローチャートである。ハンドオーバステップの処理自体は通信サーバ100よりもむしろ移動端末500に関連する処理が主となるので、図8には移動端末500を示し、通信サーバは省略している。
図8に示すハンドオーバステップでは、まず第1の無線基地局300A、より詳細には無線リンク制御部302が、第2の無線基地局300Bにハンドオーバ要求を行う(S1501)。なお、図5および図6に示す端末および呼の情報も第1の無線基地局300Aから第2の基地局300Bに送信される。第2の無線基地局300Bは、ハンドオーバ要求を受け、自らが移動端末500と無線リンクを確立するための無線リソース予約を行い(S1502)、ハンドオーバ応答を第1の無線基地局300Aに送信する(S1503)。第2の無線基地局300Bからハンドオーバ応答を受信した第1の無線基地局300Aは、移動端末500にハンドオーバの指示を行う(S1504)。これによって、移動端末500と第1の無線基地局300Aとの間の無線リンクが断たれる。この後、移動端末500と第2の無線基地局300Bとの間の無線リンクが確立(S1508)するまでの間、ゲートウェイ200から移動端末500に向けて送信されてくるデータは、第2の無線基地局300Bでバッファリングされる。より詳細には、データはゲートウェイ200から第1の無線基地局300Aに送信されてくるが、第1の無線基地局300Aはこのデータを第2の無線基地局300Bに転送する。第2の無線基地局300Bは転送されてきたデータをバッファリングする。
この後、移動端末500と第2の無線基地局300Bとの間の無線リンクが確立すると(S1508)、移動端末500は、第2の無線基地局300Bにハンドオーバ完了を通知する(S1509)。第2の無線基地局300Bは、ハンドオーバ完了が通知されてくると、ゲートウェイ200にデータの転送先切替指示を送信する(S1510)。ゲートウェイ200はゲートウェイ200に転送先切替応答を送信する(S1511)。これによって、無線リンクの切り替えが完了する。第2の無線基地局300Bは、これまでバッファリングされていたデータを移動端末500に送信する(S1512)。バッファリングされていたデータに続いて、ゲートウェイ200から送信されてくるデータも、第2の無線基地局300Bを介して移動端末500に送信される(S1513)。このようにしてハンドオーバが完了し、通信サーバ100から移動端末500に向かう下りデータが再び疎通する。
続いて図9を参照してハンドオーバ完了後の処理を説明する。
第2の無線基地局300Bは、ハンドオーバステップ(S15)が完了した後、解除指示送信ステップ(S16)で、通信サーバ100に向けてデータ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する。より詳細には、第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302が、コア側制御信号送受信部301を介して解除指示データをゲートウェイ200に送信する。ゲートウェイ200の信号制御部202は、基地局側制御信号送受信部203で受信された解除指示データを、サーバ側制御信号送受信部201を介して、通信サーバ100に向けて送信する。解除指示データは、通信サーバ100の制御信号送受信部102で受信される。
次に、データ送信抑制解除ステップ(S17)では、通信サーバ100の制御信号解析部101が、制御信号送受信部102で受信された解除指示データに応じて、データ送受信部103に対し、バッファ104から読み出した端末A向けデータの送信速度の減速を解除させる。このようにして、データが通信サーバ100から端末Aに向けて通常の送信速度で送信されるようになる。
次の、解除応答データ送信ステップ(S18)では、データ送信速度の抑制を解除させた制御信号解析部101が、解除指示データに対する応答として、解除応答データを、制御信号送受信部102を介して、ゲートウェイ200へ向けて送信する。第2の無線基地局300Bは、解除応答データを受信することで、データの送信速度が通常に戻ったことを認識する。
このようにしてハンドオーバ時の一連の処理が完了する。ハンドオーバステップの処理は、公知の技術であり詳細な説明は省略するが、通信システム10では、ハンドオーバ発生検知を契機としてデータ送信速度の抑制指示が送信され、データ送信速度が抑制された状態でハンドオーバステップが実行される。したがって、第2の基地局300Bでバッファリングされるデータの量が50%に減少するので、データ損失を回避しつつバッファの容量を削減することができる。
上述した抑制指示送信ステップ(S12)では、データの属するサービスが速度抑制すべき種類である場合に抑制指示データを送信すると説明したが、ここで、データの属するサービスの種類の判別について説明する。
図10は、図7に示す処理のうち、第1の無線基地局の無線リンク制御部における処理を示すフローチャートである。図10には、抑制指示送信ステップの詳細が他のステップとともに示されている。
図10に示す抑制指示送信ステップS12では、まず、端末情報および呼情報の検査を行う(S121)。より詳細には、無線リンク制御部302が、端末情報記憶部307および呼情報記憶部308に記憶されている端末情報(図5参照)および呼情報(図6参照)のうち、ハンドオーバの対象となる端末Aおよび端末Aの呼情報を読出し、送信速度を抑制するか否か判別する(S122)。具体的には、呼情報のサービス種別が「TV電話」を表す場合、および端末情報の端末クラスが「一般ユーザ」を表す場合には、抑制指示データの送信を省いて(S122で「しない」)ハンドオーバの処理を実施する。残りの場合には、抑制指示データを送信する(S122で「する」)。
「TV電話」のサービスに属するデータは、データの送信速度を抑えると受信側の移動端末における表示が困難となるリアルタイムデータである。この場合には、対象となる端末Aにおけるハンドオーバ時のバッファリング容量を削減することはできないが、最終的にデータを使えないという事態が防止できる。また、「一般ユーザ」のサービスに属するデータは、送信速度を低下させることなく送信することが期待されているため、バッファリング容量を削減することはできないが、通常の送信速度を維持する。データが属するサービスの種類が「TV電話」および「一般ユーザ」のいずれにも該当しない場合には、送信速度を抑制する。すなわち、端末情報および呼情報に応じた抑制内容を決定する(S123)。例えば、通話中レート情報が表す送信速度が高いものほど、減速の割合を高める。そして、決定した抑制内容を表すパラメータを含んだ抑制指示データを送信する(S124)。無線リンク制御部302はこの後、図7で説明したように、応答メッセージの受信を行い(S14)、ハンドオーバ処理を実施する(S15)。
これまでは、1回のハンドオーバが発生した場合の処理を説明したが、続いて、ハンドオーバが生じ、解除指示データが送信される前に再びハンドオーバが生じた場合の処理について説明する。
図11は、連続したハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。図11には、第3の無線基地局300Cも示されている。
図11に示す処理のうち、第1の無線基地局300Aから第2の無線基地局300Bへのハンドオーバ発生検知から(S11)から、ハンドオーバステップ(S15)を開始するまでの処理は図7で説明した処理と同じである。ここでは、解除指示データを送信する前に、移動端末がさらに移動し、第2の無線基地局300Bから第3の無線基地局300Cへのハンドオーバ発生が検知される(S32)。この場合、第2の無線基地局300Bは、通信サーバ100に向けて抑制指示データを送信する(S32)。ハンドオーバの対象は前回と同じ端末Aであるので、抑制指示データに含まれるパラメータは前のステップS12における抑制指示データのパラメータ同一である。このため、速度抑制ステップ(S13)では、抑制の状態は変化しない。しかし、この後、抑制応答データ送信ステップ(S14)では、通信サーバ100が抑制応答データを第2の無線基地局300Bに向けて送信する。抑制応答データを受信した第2の無線基地局300Bは、第3の基地局300Cに中継の担当を引き継がせる。
第3の無線基地局300Cは、ハンドオーバステップ(S35)が完了した後、解除指示送信ステップ(S36)で、通信サーバ100に向けてデータ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する。これに対し、通信サーバ100はデータ送信速度の抑制を解除する(S37)。また、通信サーバ100は、解除応答データを第3の無線基地局300Cに送信する(S38)。
ハンドオーバによって中継の担当を引き継ぐ無線基地局は、内部のバッファにデータをバッファリングするが、続いて、何らかの事情でバッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合の処理について説明する。
図12は、再抑制を伴う処理を示すフローチャートである。
図12に示す処理のうち、ステップS12〜S14に示す処理は、図7で説明した処理と同じである。これに続くハンドオーバステップ(S15)で、中継の担当を引き継ぐ第2の無線基地局300Bは、バッファ305にデータをバッファリングしているが、ハンドオーバ処理に時間がかかるなどのため、バッファ305に蓄えられたデータの量が端末Aに割り当てられた容量の特定の割合、例えば80%を超える場合がある。この場合、第2の無線基地局300Bは、再抑制指示送信ステップS42で、通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する。より詳細には、第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302は、前回のステップS12での抑制指示データよりも高い減速、例えば80%の減速を表すパラメータが含まれた抑制指示データを送信する。この抑制指示データを受信した通信サーバは、データの送信速度を80%減速する。これによって、バッファリングされるデータの量がバッファ305の容量を超えないように管理される。
この後、通信サーバ100は、抑制応答データを第2の無線基地局300Bに送信する(S44)。図12におけるこの後のステップS46,S47は、図9で説明したステップS16,S17と同様であり、説明を省略する。
次に、第2実施形態について説明する。以下の第2実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。
図13は、第2実施形態の通信システムにおけるハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。
第2実施形態の通信システムは、無線基地局300(300A,300B)が、中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信する点が第1実施形態と異なる。より詳細には、無線基地局300(300A,300B)の無線リンク制御部302がタイマを有しており、ハンドオーバの処理開始とともに所定期間の計時を開始する。この期間の終了までは、ハンドオーバの処理が終了しても解除指示データの送信を行わない。
図13のフローチャートに沿って説明する。図13に示す処理のうち、ステップS12〜S15に示す処理は、図7で説明した第1実施形態の処理と同じである。ただし、第2実施形態における処理では、ハンドオーバステップ(S15)で、中継の担当を引き継ぐ第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302が、解除指示データの送信タイミングを計るタイマ計時を開始する(S51)。第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302は、中継の担当を引き継いだタイミング、すなわちハンドオーバ処理が完了したタイミングでは解除指示データを送信せず、タイムアウト、すなわちタイマ計時が終了したタイミングで解除指示データを送信する(S56)。この後のデータ送信抑制解除(S17)、および解除応答データ送信(S18)の処理は、図9で説明した第1実施形態の処理と同じである。図13で説明したように、第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302が、中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に解除指示データを送信することによって、中継の担当が基地局から基地局へと頻繁に移転する場合に、抑制指示および抑制解除が頻繁に発生するのを抑えることができる。
次に、第3実施形態について説明する。以下の第3実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。
図14は、第3実施形態の通信システムにおける中継の担当が基地局から基地局へと移転する場合の処理を示すフローチャートである。図14には、第3の無線基地局300Cも示されている。
第3実施形態の通信システムは、無線基地局300(300A,300B,300C)が、中継の担当を引き継いでから所定の期間内では、中継の担当をさらに引き継がせる場合に抑制指示データの送信も省く点が第2実施形態と異なる。より詳細には、無線基地局300(300A,300B,300C)の無線リンク制御部302がタイマを有しており、ハンドオーバの処理開始とともに所定期間の計時を開始する。この期間の終了までは、更に次のハンドオーバ発生を検知しても抑制指示データを送信しない。
図14のフローチャートに沿って説明する。図14に示す処理のうち、第1の無線基地局300Aから第2の無線基地局300Bへのハンドオーバ発生検知から(S11)から、ハンドオーバステップ(S15)を開始するまでの処理は図13で説明した処理と同じである。第3実施形態における処理では、ハンドオーバステップ(S15)で、中継の担当を引き継ぐ第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302が、解除指示データの送信タイミングを計るタイマ計時を開始する(S51)。
タイムアウト、すなわちタイマ計時が終了する前に移動端末500が更に第3のセル400Cへと移動し、第2の無線基地局300Bでハンドオーバの発生が検知された場合、第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302は、抑制指示データの送信を行わずにハンドオーバの処理(S35)を行い、中継の担当を第3の無線基地局300Cへと引き継ぐ。中継の担当をさらに引き継ぐ第3の無線基地局300Cの無線リンク制御部302は、ハンドオーバステップ(S35)が完了した後、解除指示送信ステップ(S36)で、通信サーバ100に向けてデータ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する。図14に示すステップS36からステップS38までは、図11に示す各ステップと同様であり、説明を省略する。
図14で示すように、中継の担当が第1の無線基地局300Aから第2の無線基地局300B、そして第3の無線基地局300Cへと引き継がれても、データ送信速度の抑制は1度で済み、抑制指示および抑制解除の頻発が抑えられる。
なお、上述したハンドオーバの処理(S35)では、第2の無線基地局300Bの無線リンク制御部302から第3の無線基地局300Cの無線リンク制御部302に、所定期間が終了するまでの残り時間を表すタイマ情報も引き継がれる。中継の担当をさらに引き継ぐ第3の無線基地局300Cの無線リンク制御部302は、引き継いだタイマ情報が表す残り時間の計時を行い、タイムアウトとなったタイミングで解除指示データを送信する手順も採用可能である。
また、具体的な各実施形態に対する上記説明では、「課題を解決するための手段」で説明した基本形態における通信サーバの一例としてネットワークNに接続されたコンピュータで構成された通信サーバ100の例が示されているが、この通信サーバは、通信サーバ100以外にも移動端末であってもよい。
Claims (11)
- 移動端末と、前記移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、前記通信サーバから前記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、該複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが前記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける通信方法であって、
前記複数の基地局のうちのデータの中継を担当している第1の基地局が、前記通信サーバに向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する抑制指示送信ステップと、
前記第1の基地局が、前記抑制指示送信ステップの後、該第1の基地局とは別の第2の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップとを有することを特徴とした通信方法。 - 前記第2の基地局が、前記ハンドオーバステップを実行した後、前記通信サーバに向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する解除指示送信ステップをさらに有することを特徴とする請求項1記載の通信方法。
- 前記抑制指示送信ステップは、中継するデータが属するサービスの種類に応じて、前記抑制指示データの送信を省くものであることを特徴とする請求項1または2記載の通信方法。
- 前記解除指示送信ステップは、前記第2の基地局が中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信するものであることを特徴とする請求項2記載の通信方法。
- 前記複数の基地局のそれぞれは、中継するデータを一時的に蓄えるバッファを備えたものであり、
前記第2の基地局は、前記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、前記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する再抑制指示送信ステップをさらに有するものであることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の通信方法。 - 移動端末と、移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、前記通信サーバから前記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、該複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが前記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける、いずれか1つの基地局であって、
データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを前記通信サーバに向けて送信した後、前記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする基地局。 - 前記中継制御部が、前記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局から中継の担当を引き継いだ場合に、前記通信サーバに向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信するものであることを特徴とする請求項6記載の基地局。
- 前記中継制御部は、中継するデータが属するサービスの種類に応じて、前記抑制指示データの送信を省くものであることを特徴とする請求項6または7記載の基地局。
- 前記中継制御部は、中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信するものであることを特徴とする請求項6記載の基地局。
- 中継するデータを一時的に蓄えるバッファをさらに備え、
前記中継制御部は、前記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、前記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信するものであることを特徴とする請求項6から9いずれか1項記載の基地局。 - 移動端末と、
移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、
前記通信サーバから前記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、該複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局のみが前記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムであって、
前記複数の基地局のうちのいずれか1つの基地局が、データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを前記通信サーバに向けて送信した後、前記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする通信システム。
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