JP5159113B2 - 基地局制御装置および通信制御方法 - Google Patents
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例えば、CDMA2000では、データ伝送の方式として、回線交換を用いる通信方式(CDMA2000 1x)、パケット交換方式を用いて、上り方向:153.6kbps、下り方向:約2.4Mbpsのデータレート(伝送速度)を実現する通信方式(CDMA2000 1x EV−DO Rev.0)および、前記Rev.0の通信方式をさらに高速化して、上り方向:約1.8Mbps、下り方向:約3.1Mbpsのデータレート(伝送速度)を実現する通信方式(CDMA2000 1x EV−DO Rev.A)が規定されている(例えば非特許文献1および非特許文献2参照)。
また、CDMA2000 1x EV−DO Rev.Aのもう1つの特徴として、QoS(Quality of Service)を制御する機能が追加されたことが挙げられる。
本発明は、無線通信端末のハンドオフ候補の基地局を電波強度およびQoS保証を考慮して決定することにより、QoSリソース利用効率を向上させ得る通信制御方法を提供することを第2の目的とする。
上記RF制御部140は、EV−DOシステムの通信(送受信)を制御したり、アンテナで受信した無線通信端末や他の基地局装置(図示せず)からの電波の強度(RSSI等)を測定したりするものである。また、EV−DO用RF部130から入力される高周波信号およびEV−DO用RF部130へ出力する高周波信号に対応して受信部140aおよび送信部140bとして機能する。また、無線通信端末からQoSの設定要求を受信する。
上記端末周辺基地局情報取得部150aは、無線通信端末より該無線通信端末の周辺基地局に関する端末周辺基地局情報を取得(受信)するものである。
上記QoSレベル評価部150bは、端末周辺基地局情報に含まれる周辺基地局が保証するQoSに関する情報に基づき、該周辺基地局が保証するQoSのレベルを評価するものである。
上記ハンドオフ候補選択部150cは、評価部150bにより自局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証していると評価された周辺基地局のみをハンドオフ候補の基地局として選択するものである。
上記通知部150dは、ハンドオフ候補選択部150cにより選択された周辺基地局のみをハンドオフ候補の基地局として基地局制御装置に通知するものである。
上記QoS制御部150eは、当該基地局と通信中の無線通信端末や当該基地局にQoSを要求した無線通信端末に対して、QoSリソースの確保およびQoSリソースの割当を含むQoSリソース管理を行うとともに、QoSレートの調整等を行うものである。
上記基地局QoSリソース記憶部180aは、当該基地局の周辺基地局が保証するQoSに関する情報を記憶(保持)するものである。この「周辺基地局が保証するQoSに関する情報」は、基地局制御装置200から定期的に受信するか、あるいは、当該基地局が無線通信端末より端末周辺基地局情報を受信する際に、基地局制御装置200に要求して取得するものとする。
上記端末−基地局間電波強度記憶部180bは、無線通信端末と基地局との間の電波強度に関する情報を記憶するものである。
上記ハンドオフ候補選択電波強度閾値記憶部180cは、ハンドオフ候補選択部150cが評価部150bにより自局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証していると評価された周辺基地局のみをハンドオフ候補の基地局として選択する際の電波強度の閾値を記憶するものである。
上記PDSNインターフェース(PDSN I/F)220は、IPパケット終端装置(PDSN:Packet Data Serving Node)を有線接続(例えばLAN接続)するためのインターフェースである。
上記端末周辺基地局情報取得部230aは、無線通信端末より基地局を介して該無線通信端末の周辺基地局に関する端末周辺基地局情報を取得(受信)するものである。
上記QoSレベル評価部230bは、端末周辺基地局情報に含まれる、当該基地局制御装置が管理している基地局が保証するQoSに関する情報に基づき、該管理している基地局が保証するQoSのレベルを評価するものである。
上記ハンドオフ候補選択部230cは、評価部230bにより無線通信端末が通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証していると評価された基地局のみをハンドオフ候補の基地局として選択するものである。
上記接続指示部230dは、ハンドオフ候補選択部230cにより選択された基地局のみをハンドオフ候補の基地局として、該ハンドオフ候補の基地局に対し前記無線通信端末と接続するよう指示するものである。
上記QoS制御部230eは、管理している基地局と通信中の無線通信端末や管理している基地局にQoSを要求した無線通信端末に対して、QoSリソースの確保およびQoSリソースの割当を含むQoSリソース管理を行うとともに、QoSレートの調整等を行うものである。
上記基地局QoSリソース記憶部240aは、管理している基地局が保証するQoSに関する情報を記憶(保持)するものである。この「管理している基地局が保証するQoSに関する情報」は、該管理している基地局から定期的に受信するか、あるいは、当該基地局制御装置が無線通信端末より端末周辺基地局情報を受信する際に、管理している基地局に要求して取得するものとする。
上記端末−基地局間電波強度記憶部240bは、無線通信端末と基地局との間の電波強度に関する情報を記憶するものである。
上記ハンドオフ候補選択電波強度閾値記憶部240cは、ハンドオフ候補選択部230cが評価部230bにより無線通信端末が通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証していると評価された基地局のみをハンドオフ候補の基地局として選択する際の電波強度の閾値を記憶するものである。
このハンドオフ候補決定処理1は、「無線通信端末(AT)と通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証できない周辺基地局を当該無線通信端末のハンドオフ候補の基地局としないこと」を特徴としている。なお、このハンドオフ候補決定処理1は、後述するハンドオフ候補決定処理2,ハンドオフ候補決定処理3よりも優先するものとする。
図3は第1実施形態の移動体通信システムにおける通信制御装置(基地局)において実施するハンドオフ候補決定処理1を示すフローチャートである。まず、ステップS11では、無線通信端末(以下、端末ともいう)よりハンドオフを要求するメッセージである「ルートアップデートメッセージ(RouteUpdate Message )」を受信したか否かを判断し、YESであればステップS12に進み、NOであればそのまま終了する。ステップS12では、ルートアップデートメッセージに入っている基地局の1つにおける「端末−基地局間電波強度」が通信中の基地局でハンドオフ候補とする電波強度閾値を越えているか否かを判断し、YESならばステップS13に進み、NOならばステップS16に進む。上記電波強度閾値としては、ハンドオフ候補選択電波強度閾値記憶部180cに記憶しておいた電波強度閾値を用いる。
ステップS15およびステップS16の次のステップS17では、ステップS11で受信したルートアップデートメッセージに入っている全ての基地局に対して上記処理を行ったか否かを判断し、YESになるまではステップS12に戻ってステップS12以降の処理を繰り返し、全ての基地局に対して上記処理を行ってYESになったら、ステップS18に進む。ステップS18では、TCAを無線通信端末に通知(送信)する。その際、TCAにハンドオフ候補が1つも存在しない場合、もしくは、TCAの内容が変わらない場合には、TCAを無線通信端末に通知(送信)しなくてもよい。なお、ハンドオフ候補決定処理1を基地局制御装置200で実施する場合には、ステップS11を「無線通信端末が通信中の基地局より当該無線通信端末からのルートアップデートメッセージに含まれる基地局をTCAに追加するよう要求するTCA追加要求を受信したか否かを判断する」と読み替え、ステップS18を「ハンドオフ候補の基地局に対し上記無線通信端末と接続するよう指示する(TCA追加応答)」と読み替えるものとする。
図4に示すように、現在、無線通信端末(AT)が基地局(AN1)と高レートのQoS通信を行っており、基地局(AN1)がパケット制御装置(PCF)と高レートのQoS通信を行っており、QoSリソース大の基地局(AN1)の周辺基地局がQoSリソース小の基地局(AN2)であり、基地局(AN1)および基地局(AN2)を管理する基地局制御装置がパケット制御装置(PCF)である構成の移動体通信システムにおいて、無線通信端末(AT)が電波強度の強い基地局(AN2)をハンドオフ候補に加えるために、ルートアップデートメッセージ(RouteUpdate Message )(AN1,AN2)を基地局(AN1)に送信すると、基地局(AN1)はTCA追加要求
(AN1,AN2)をパケット制御装置(PCF)に送信する。このとき、パケット制御装置(PCF)は、基地局(AN2)は基地局(AN1)が無線通信端末(AT)に保証している以上のQoSを保証できないため、基地局(AN2)をトラフィックチャンネル割当(TrafficChannelAssignment;以下、TCAともいう)に入れない。その後、パケット制御装置(PCF)は基地局(AN1)に「TCA追加応答(AN1)」を送信し、基地局(AN1)は無線通信端末(AT)に「TrafficChannelAssignment(AN1)」を送信する。その結果、無線通信端末(AT)は基地局(AN2)にハンドオフしないため、無線通信端末(AT)および基地局(AN1)間、ならびに、基地局(AN1)およびパケット制御装置(PCF)間で高レートのQoS通信を継続可能になる。
なお、この場合、基地局(AN2)がTCAに加わらない、すなわち、パケット制御装置(PCF)がルートアップデートメッセージを受信する前とTCAの内容が変わらない(基地局(AN1)のみである)ので、TCAを返信しなくてもよい。
このハンドオフ候補決定処理2は、「現在無線通信端末(AT)と通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証できる基地局に対しては、ハンドオフ候補とする電波強度閾値を低下させること」を特徴としている。なお、このハンドオフ候補決定処理2は、後述するハンドオフ候補決定処理3よりも優先するものとする。
図5は第1実施形態の移動体通信システムにおける通信制御装置(基地局)において実施するハンドオフ候補決定処理2を示すフローチャートである。まず、ステップS21では、無線通信端末(以下、端末ともいう)よりハンドオフを要求するメッセージである「ルートアップデートメッセージ(RouteUpdate Message )」を受信したか否かを判断し、YESであればステップS22に進み、NOであればそのまま終了する。ステップS22では、ルートアップデートメッセージに入っている基地局の1つにおける「端末−基地局間電波強度」が通信中の基地局でハンドオフ候補とする電波強度閾値を越えているか否かを判断し、YESならばステップS23に進み、NOならばステップS26に進む。上記電波強度閾値としては、ハンドオフ候補選択電波強度閾値記憶部180cに記憶しておいた電波強度閾値を用いる。
図6に示すように、現在、無線通信端末(AT)が基地局(AN1)と高レートのQoS通信を行っており、基地局(AN1)がパケット制御装置(PCF)と高レートのQoS通信を行っており、QoSリソース大の基地局(AN1)の周辺基地局がQoSリソース小の基地局(AN2)およびQoSリソース大の基地局(AN3)であり、基地局(AN1)、基地局(AN2)および基地局(AN3)を管理する基地局制御装置がパケット制御装置(PCF)である構成の移動体通信システムにおいて、無線通信端末(AT)が電波強度の強い基地局(AN2)および電波強度の弱い基地局(AN3)をハンドオフ候補に加えるために、ルートアップデートメッセージ(RouteUpdate Message )(AN1,AN2,AN3)を基地局(AN1)に送信すると、基地局(AN1)はTCA追加要求(AN1,AN2,AN3)をパケット制御装置(PCF)に送信する。このとき、パケット制御装置(PCF)は、上記ハンドオフ候補決定処理1により基地局(AN2)をTCAに入れない。また、パケット制御装置(PCF)は、通常は基地局(AN3)の電波強度では基地局(AN3)をハンドオフ候補としないが、基地局(AN3)は基地局(AN1)が無線通信端末(AT)に保証している以上のQoSを保証できるため、ハンドオフ候補とする電波強度閾値を低下させ、基地局(AN3)における「端末−基地局間電波強度」が低下させた電波強度閾値および基地局(AN1)における「端末−基地局間電波強度」を越えていることを判断して、基地局(AN3)をTCAに入れる。その後、パケット制御装置(PCF)は基地局(AN1)に「TCA追加応答(AN1,AN3)」を送信し、基地局(AN1)は無線通信端末(AT)に「TrafficChannelAssignment(AN1,AN3)」を送信する。
「TrafficChannelAssignment(AN1,AN3)」を受信した無線通信端末(AT)が基地局(AN1)に「DRC COVER切替」を送出して基地局(AN3)にハンドオフすることにより、無線通信端末(AT)および基地局(AN3)間、ならびに、基地局(AN3)およびパケット制御装置(PCF)間で高レートのQoS通信を継続可能になる。
このハンドオフ候補決定処理3は、「上記ハンドオフ候補決定処理1,ハンドオフ候補決定処理2の結果、ハンドオフ候補としてTCAに追加する基地局が無くなり、かつ、現在無線通信端末(AT)と通信中の基地局の電波強度が一定値以下になった場合、現在無線通信端末(AT)と通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証できない基地局をハンドオフ候補としてTCAに追加すること」を特徴としている。
図7は第1実施形態の移動体通信システムにおける通信制御装置(基地局)において実施するハンドオフ候補決定処理3を示すフローチャートである。まず、ステップS41では、ルートアップデートメッセージに入っている全ての基地局に対して、上記ハンドオフ候補決定処理1およびハンドオフ候補決定処理2を実施する。次のステップS42では、ハンドオフ候補となる基地局の有無を判断し、YES(ハンドオフ候補となる基地局無し)ならばステップS43に進み、NO(ハンドオフ候補となる基地局あり)ならばそのまま終了する。ステップS43では、現在通信中の基地局の電波強度が一定値以下になったか否かを判断し、YES(一定値以下である)ならばステップS44に進み、NO(一定値を越えている)であればそのまま終了する。ステップS44では、上記ハンドオフ候補決定処理2で、現在保証されているQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証できなかったためハンドオフ候補として追加しなかった基地局をハンドオフ候補としてTCAに追加する。その後、ステップS45では、TCAを無線通信端末に通知(送信)する。
図8に示すように、現在、無線通信端末(AT)が基地局(AN1)と高レートのQoS通信を行っており、基地局(AN1)がパケット制御装置(PCF)と高レートのQoS通信を行っており、QoSリソース大の基地局(AN1)の周辺基地局がQoSリソース小の基地局(AN2)およびQoSリソース大の基地局(AN3)であり、基地局(AN1)、基地局(AN2)および基地局(AN3)を管理する基地局制御装置がパケット制御装置(PCF)である構成の移動体通信システムにおいて、無線通信端末(AT)が電波強度の強い基地局(AN2)および電波強度の弱い基地局(AN3)をハンドオフ候補に加えるために、ルートアップデートメッセージ(RouteUpdate Message )(AN1,AN2,AN3)を基地局(AN1)に送信すると、基地局(AN1)はTCA追加要求(AN1,AN2,AN3)をパケット制御装置(PCF)に送信する。このとき、パケット制御装置(PCF)は、上記ハンドオフ候補決定処理1により、基地局(AN2)をTCAに入れない。また、上記ハンドオフ候補決定処理2により、基地局(AN3)の電波強度閾値を下げても基地局(AN3)はハンドオフ候補にならない。さらに、ルートアップデートメッセージに含まれる基地局(AN1)の電波強度が電波強度閾値以上であるため、基地局(AN2)をTCAに追加しない。その後、パケット制御装置(PCF)は基地局(AN1)に「TCA追加応答(AN1)」を送信し、基地局(AN1)は無線通信端末(AT)に「TrafficChannelAssignment(AN1)」を送信する。
「TrafficChannelAssignment(AN1)」を受信した無線通信端末(AT)が電波強度の強い基地局(AN2)および電波強度の弱い基地局(AN3)をハンドオフ候補に加えるために、ルートアップデートメッセージ(RouteUpdate Message )(AN1,AN2,AN3)を基地局(AN1)に送信すると、基地局(AN1)はTCA追加要求(AN1,AN2,AN3)をパケット制御装置(PCF)に送信する。このとき、パケット制御装置(PCF)は、上記ハンドオフ候補決定処理1により、基地局(AN2)をTCAに入れない。また、上記ハンドオフ候補決定処理2により、基地局(AN3)の電波強度閾値を下げても基地局(AN3)はハンドオフ候補にならない。しかし、ルートアップデートメッセージに含まれる基地局(AN1)電波強度が電波強度閾値以下になったため、基地局(AN2)をTCAに追加する。その後、パケット制御装置(PCF)は基地局(AN1)に「TCA追加応答(AN1,AN2)」を送信し、基地局(AN1)は無線通信端末(AT)に「TrafficChannelAssignment(AN1,AN2)」を送信する。
その後、「TrafficChannelAssignment(AN1,AN2)」を受信した無線通信端末(AT)は、基地局(AN1)に「DRC COVER切替」を送出して基地局(AN2)にハンドオフすることにより、無線通信端末(AT)および基地局(AN2)間、ならびに、基地局(AN2)およびパケット制御装置(PCF)間で低レートのQoS通信が可能になる。その際、無線通信端末(AT)および基地局(AN1)間での高レートのQoS通信をできる限り引き延ばすことになるので、スループットが向上する。
110 アンテナ
130 EV−DO用RF部
140 RF制御部
140a 受信部
140b 送信部
150 システム制御部
150a 端末周辺基地局情報取得部
150b QoSレベル評価部
150c ハンドオフ候補選択部
150d 通知部
150e QoS制御部
160 入力部
170 表示部
180 システム記憶部
180a 基地局QoSリソース記憶部
180b 端末−基地局間電波強度記憶部
180c ハンドオフ候補選択電波強度閾値記憶部
200 基地局制御装置
210 基地局インターフェース(AN I/F)
220 PDSNインターフェース(PDSN I/F)
230 システム制御部230
230a 端末周辺基地局情報取得部
230b QoSレベル評価部
230c ハンドオフ候補選択部
230d 接続指示部
230e QoS制御部
240 システム記憶部
240a 基地局QoSリソース記憶部
240b 端末−基地局間電波強度記憶部
240c ハンドオフ候補選択電波強度閾値記憶部
Claims (2)
- 無線通信端末がハンドオフ候補に加えるために送信した周辺基地局であって、当該周辺基地局の保証するQoSが、前記無線通信端末が通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証している場合には、当該周辺基地局の電波強度にも基づいて、当該周辺基地局をハンドオフ候補の基地局に加える手段を具備することを特徴とする基地局制御装置。
- 無線通信端末がハンドオフ候補に加えるために送信した周辺基地局であって、当該周辺基地局の保証するQoSが、前記無線通信端末が通信中の基地局が保証するQoSのレベル以上のレベルのQoSを保証している場合には、当該周辺基地局の電波強度にも基づいて、当該周辺基地局をハンドオフ候補の基地局に加えることを特徴とする通信制御方法。
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