JP5580930B2 - 無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法及びハンドオーバシステム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおけるハンドオーバ技術に関し、特に、無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法及びハンドオーバシステムに関する。

無線通信事業の持続的な発展につれ、ますます多くのユーザが無線を利用して通信を行っている。現在の無線通信システムは音声通信に限られず、ビデオ、サービス又はビジネスデータ等の幅広いデータサービス通信を行う無線通信システムへと発展を遂げている。

無線通信規模が日々大きくなることに伴い、無線周波数スペクトルリソースの不足が更に顕著になってきている。しかし、現在の周波数スペクトル割り当てシステムでは、一般的に、固定の周波数スペクトルリソースを許可ユーザに割り当てる固定割り当てが採用されている。このため、周波数スペクトルリソースの不足の情況が更に悪化してきている。

例えば、世界中の膨大な実測結果によると、許可ユーザは自身に割り当てられた周波数スペクトルをずっと占有しているわけではない。即ちどのような無線アクセス技術が利用されていても、ある時間、空間及び周波数帯域においては、一部の周波数スペクトルはアイドル状態とされている。

このことは、アイドル状態の周波数スペクトルリソースを有効に利用して非許可ユーザに有料サービスを提供する可能性を生じさせる。これは、周波数スペクトルの利用率を向上させ、周波数スペクトルリソースの負荷を低減する。

コグニティブ無線（ＣＲ：Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ Ｒａｄｉｏ）技術は、このような背景に基づいて発展したものである。既存のコグニティブ無線の動的周波数スペクトル割り当て技術では、ゲーム理論、入札、グラフ理論等の手法に基づくニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズム、擬似的アニールアルゴリズム等の最適化アルゴリズムを利用して、最適な動的周波数スペクトル割り当ての目的を達成している。

これら方法の欠陥は、計算量が大きく、計算が複雑で、装置のリソースに対する消耗が多く、装置の高速応答に不利なことである。加えて、現在、世界で無線通信に利用可能な周波数帯域は有限であり、利用可能な無線アクセス技術（ＲＡＴ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）も有限である。

このため、上記アルゴリズムにより得られた結果は必ずしも実際に使用できず、かつ一定程度の近似が施されている。したがって、アルゴリズムの先進性はある程度相殺される。

別の割り当て技術では、データベースを検索する方法を利用して、動的周波数スペクトル割り当て（ＤＳＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）及びハンドオーバ（ＨＯ：Ｈａｎｄｏｖｅｒ）を行っている。当該方法のポイントは、データベースの構築及びデータベースの検索機構にある。データベースは、ＤＳＡ及びＨＯの効果を直接的に決定し、それによって通信システム全体の性能を決定する。

無線通信ネットワーク、特に異種無線通信ネットワークにおいて、コグニティブ無線ネットワークがどのようにデータベースを利用して、最小のコストで動的周波数スペクトル割り当て及びハンドオーバを完了するかが解決すべき喫緊の課題である。

これに鑑みて、本発明の主な目的は、ハンドオーバ要求を受信した場合、ユーザ装置のために最適な無線リソース及び対応するＲＡＴを選択することができ、且つ高速にハンドオーバを完了させることが可能な、無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法及びハンドオーバシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の技術スキームは以下のように実現される。

無線リソース割り当てデータベースが構築されて動的に維持される、無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法であって、
基地局が、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、前記ハンドオーバ要求におけるハンドオーバ原因に応じて、前記データベースにおいて、前記ユーザ装置のために当該ユーザ装置の現在の通信条件に適合する無線アクセス技術（ＲＡＴ）及び対応する搬送波周波数リソースを確定し、確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、
前記ユーザ装置が、前記基地局によって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースに対してサービス品質検証を行い、前記基地局によって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送周波数リソースのサービス品質が現在の通信のサービス品質より優れている場合、前記基地局によって通知されたＲＡＴの前記対応する搬送波周波数にハンドオーバする。

好ましくは、前記データベースは、ユーザ装置情報、周波数スペクトル情報、周波数スペクトルアイドル時間情報、周波数スペクトルが所属する基地局及び周波数スペクトルに関連する通信ポリシーを少なくとも含み、
前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置のサービスレベル情報及びユーザ装置によってサポートされるＲＡＴの情報を含み、
前記周波数スペクトル情報は、前記基地局が利用可能な周波数スペクトルリソース及び隣接基地局が利用可能な周波数スペクトルリソースを含み、
前記周波数スペクトルに関連する通信ポリシーは、通信料金要求を含む。

前記基地局が動的に維持する前記無線リソース割り当てデータベースは、ユーザ、周波数スペクトル、アイドル時間、所属する基地局（通信事業者及びネットワークを含む）情報及び関連するポリシー（料金要求を含む）を含むが、これらに限られない。

ここで、ユーザは、重要なユーザ及び一般的なユーザを含み、重要なユーザはその重要性に応じてレベル付けされ、一般的なユーザはアクセス申請の前後順序に応じてレベル付けされる。周波数スペクトルは、未使用の搬送波、対応するＲＡＴ及びサービス品質を含むが、これらに限られない。

周波数スペクトルはサービス品質に応じてレベル付けされる。対応するＲＡＴとは、当該搬送波における使用可能なＲＡＴである。サービス品質は、通信している各ユーザにより一定の時間間隔で、周波数スペクトルに対して測定され、アップリンク制御チャネルを介して基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）に定期に報告される。ＢＳは当該サービス品質を判断し、通信要求を満たす場合、使用可能のラベルを付け、通信要求を満たさない場合、ラベルを付けない。

アイドル時間は、周波数スペクトルの未占有の時間の長さに応じてレベル付けされる。各レベル付けは、いずれも降順に行う。関連するポリシーは、所属する基地局、周波数スペクトルの使用ポリシーを指定し、料金情報を含む。動的割り当て及びハンドオーバのプロセスは、データベースを動的に検索するプロセスであり、データベースを検索するプロセスの優先度はユーザ（重要なユーザ→一般的なユーザ）、アイドル時間、周波数スペクトルに応じて決定される。

データベースの維持期間は、従来のシステムのブロードキャスト期間であり、又はデータベースはイベントによりトリガーされて維持される。データベースの維持プロセスとは、インタラクション情報に応じて、優先度に従って、順位を付け直すプロセスである。順位付けの結果は、優先度が高いほど順位が前となる。加えて、優先度の最も高い情報が順序の最前となる。

データベースの内容には番号が付けられ、例えば１−ユーザ、２−周波数スペクトル、３−アイドル時間、４−所属する基地局、５−関連するポリシーとすることができる。各番号の内容には、下位の内容がある可能性があり、対応する下位番号が付される。

例えば、周波数スペクトルの場合、下位番号が２１−未使用の周波数ポイント、２２−未使用の周波数帯域（帯域幅）、２３−対応するＲＡＴ、２４−サービス品質とすることができる。他のデータベースの内容に対する番号付けの方式は、これと同様にすることができる。

通信状態にあるユーザ装置が、プリセットされたアップリンクチャネルを利用して現在のサービスのサービス品質パラメータを基地局に報告する。
前記基地局が、現在の周波数スペクトルリソース情報を更新し、前記ユーザ装置から報告されたサービス品質パラメータに応じて、更新後の周波数スペクトルから前記ユーザ装置のサービス品質パラメータに適合する周波数スペクトルリソースを選択し、選択された周波数スペクトルリソースに対して適用優先度に応じて順位を付ける。

好ましくは、前記方法は、
前記基地局がユーザ装置の電源投入後、ユーザ装置の属性を表す情報をユーザ装置から受信して記憶するステップを更に含む。

好ましくは、前記方法は、
前記基地局が、確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、選択されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴのための通信ソフトウェアを前記ユーザ装置に送信するステップを更に含む。

好ましくは、前記ユーザ装置が各種ＲＡＴのための通信ソフトウェアを予め記憶し、前記方法は、
前記基地局が、確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、確定されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信するステップを更に含む。

無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムであって、ユーザ装置及び基地局を含み、前記システムは、構築及び維持ユニット、確定ユニット、通知ユニット及びハンドオーバユニットを更に含み、
構築及び維持ユニットは、各ユーザ装置のために無線リソース割り当てデータベースを構築して動的に維持し、
確定ユニットは、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、前記ハンドオーバ要求におけるハンドオーバ原因に応じて、前記データベースにおいて、前記ユーザ装置のために当該ユーザ装置の現在の通信条件に適合するＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースを確定し、
通知ユニットは、確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、
ハンドオーバユニットは、前記通知ユニットによって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースに対してサービス品質検証を行い、前記基地局によって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送周波数リソースのサービス品質が現在の通信のサービス品質より優れている場合、前記基地局によって通知されたＲＡＴの対応する搬送波周波数にハンドオーバする。

好ましくは、前記データベースは、ユーザ装置情報、周波数スペクトル情報、周波数スペクトルアイドル時間情報、周波数スペクトルが所属する基地局及び周波数スペクトルに関連する通信ポリシーを少なくとも含み、
前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置のサービスレベル情報及びユーザ装置によってサポートされるＲＡＴの情報を含み、
前記周波数スペクトル情報は、前記基地局が利用可能な周波数スペクトルリソース及び隣接基地局が利用可能な周波数スペクトルリソースを含み、
前記周波数スペクトルに関連する通信ポリシーは、通信料金要求を含む。

前記構築及び維持ユニットは、更に、通信状態にあるユーザ装置がプリセットされたアップリンクチャネルを利用して基地局に報告した現在のサービスのサービス品質パラメータを受信した後、現在の周波数スペクトルリソース情報を更新し、前記ユーザ装置から報告されたサービス品質パラメータに応じて更新後の周波数スペクトルから前記ユーザ装置のサービス品質パラメータに適合する周波数スペクトルリソースを選択し、選択した周波数スペクトルリソースに対して適用優先度に応じて順位を付ける。

好ましくは、前記システムは、
ユーザ装置の電源投入後、ユーザ装置の属性を表す情報をユーザ装置から受信して記憶する受信ユニットを更に含む。

好ましくは、前記通知ユニットは、前記確定ユニットが確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、選択されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴのための通信ソフトウェアを前記ユーザ装置に更に送信する。

好ましくは、前記ユーザ装置が各種ＲＡＴのための通信ソフトウェアを予め記憶している場合において、前記通知ユニットは、前記確定ユニットが確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、確定されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信する。

好ましくは、前記ユーザ装置及び前記基地局は、いずれもコグニティブ無線技術をサポートし、
前記ユーザ装置は、コグニティブ無線チャネルを介して現在のサービスのサービス品質パラメータ及び前記ユーザ装置の属性を表す情報を基地局に報告し、
前記通知ユニットは、コグニティブ無線チャネルを介して確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、コグニティブ無線チャネルを介してＲＡＴのための通信ソフトウェア又はＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信する。

本発明では、まず、無線リソース割り当てデータベースを構築する。即ち、ユーザ装置から報告されたサービス品質パラメータを受信した後、現在の利用可能な搬送波周波数リソースの情報及び対応するＲＡＴに応じて、現在の利用可能な無線リソースに対して順位を付ける。

要求するユーザ装置のために最適な無線リソース及び対応するＲＡＴを確定し、対応するリソースの情報及び対応するＲＡＴをユーザ装置に通知する。ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、無線リソース割り当てデータベースにおける最も前のリソースをユーザ装置に割り当て、ユーザ装置は通知されたＲＡＴ及びリソースの情報に応じて、サービスハンドオーバを行う。

以上のように本発明では、予め無線リソース割り当てデータベースが維持されるため、ユーザ装置からのハンドオーバ要求が受信された後、ユーザ装置が高速かつ正確にハンドオーバを完了し、ハンドオーバ時間を低減することが可能となり、ユーザ体験を改善することができる。

本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法のフローチャートである。 本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムの構成を示す図である。 本発明に係るリソースデータベースの維持の様子を示す図である。

本発明の基本的な着想は、以下のようなものである。まず、無線リソース割り当てデータベースを構築する。即ち、ユーザ装置から報告されたサービスのサービス品質パラメータを受信した後、現在の利用可能な搬送波周波数リソース情報及び対応するＲＡＴに応じて、現在の利用可能な無線リソースに対して順位を付ける。

要求するユーザ装置のために最適な無線リソース及び対応するＲＡＴを確定し、対応するリソース情報及び対応するＲＡＴをユーザ装置に通知する。ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、無線リソース割り当てデータベースにおける最も前のリソースがユーザ装置に割り当てられる。ユーザ装置が、通知されたＲＡＴ及びリソース情報に応じて、サービスハンドオーバを行う。

本発明の目的、技術スキーム及び利点が更に明らかになるように、以下、実施形態を挙げながら図面を参照して、本発明をさらに詳しく説明する。

図１は本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法のフローチャートである。図１に示すように、本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法は、具体的に以下のステップを含む。

ステップ１０１では、無線リソース割り当てデータベースが構築され、動的に維持される。前記データベースには、ユーザ装置情報、周波数スペクトル情報、周波数スペクトルアイドル時間情報、周波数スペクトルが所属する基地局及び周波数スペクトルに関連する通信ポリシーが少なくとも含まれる。

ステップ１０１は、本発明の技術的スキームを実現する最も基本的且つ重要なステップである。本発明は、まず基地局側で１つの無線リソース割り当てデータベースが維持される。このデータベースは、ユーザ装置のために現在利用可能な無線リソース及び当該無線リソースに対応するＲＡＴを確定することに用いられる。

本発明における無線リソース割り当てデータベースは、動的データベースであり、即ちユーザ装置から報告された関連情報に応じて、動的に維持される。あるユーザ装置にとって、維持されたリソースデータにおける利用可能なリソースは、ユーザから報告されたサービスのサービス品質パラメータに応じて順位付けされる。

ここで、最も前にある無線リソース及びそれに対応するＲＡＴがユーザ装置に割り当てられる最適なリソース情報である。基地局がユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、当該ユーザ装置の無線リソース割り当てデータベースに対応するデータにおける最も前にある無線リソースが当該ユーザ装置に割り当てられる。

ユーザ装置が割り当てられた無線リソース情報を有していないと判断された場合、当該無線リソース情報に対応するＲＡＴのための通信ソフトウェアを当該ユーザ装置に送信する。ユーザ装置が当該ＲＡＴのための通信ソフトウェアをインストールして、割り当てられた対応する無線リソースを利用してハンドオーバを行う。

本発明では、無線リソース割り当てデータベースは、ユーザ、周波数スペクトル、アイドル時間、所属する基地局（通信事業者及びネットワークを含む）情報及び関連するポリシー（料金要求を含む）を含むが、これらに限られない。

ここで、ユーザは、重要なユーザ及び一般的なユーザを含み、重要ユーザに対してはその重要性に応じてレベルが付けられ、一般的なユーザに対してはアクセス申請の順序に応じてレベルが付けられる。

周波数スペクトルは、未使用の周波数ポイント、周波数帯域（帯域幅）、周波数ポイントと周波数帯域に対応するＲＡＴ及びサービス品質等を含む。周波数スペクトルに対してサービスのサービス品質に応じてレベルが付けられる。

直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムに対しては、周波数スペクトルのサービス品質は副搬送波レベルによってレベル付けされる。他のシステム、例えば、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムに対しては、周波数スペクトルのサービス品質は帯域幅レベルによってレベル付けされる。

サービス品質は、通信中の各ユーザ装置により一定の時間間隔で、装置のアップリンク制御チャネルを介して、基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）に定期的に報告される。ＢＳがサービス品質と現在の利用可能な周波数スペクトルに対して判断を行い、通信要求を満たすことができる場合、使用可能のラベルを付け、通信要求を満たすことができない場合、ラベルを付けない。

対応するＲＡＴとは、当該搬送波周波数において利用可能なＲＡＴである。サービス品質は、通信中の各ユーザにより一定の時間間隔で、周波数スペクトルを測定して得られ、アップリンク制御チャネルを介して基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）に定期的に報告される。

ＢＳは当該サービス品質を判断し、通信要求を満たす場合、使用可能のラベルを付け、通信要求を満たさない場合、ラベルを付けない。アイドル時間は、周波数スペクトルの未占有の時間の長さに応じてレベル付けされる。

各レベル付けは、いずれも降順で行う。関連するポリシーは、所属する基地局及び周波数スペクトルの使用ポリシーを指定し、料金情報を含む。本発明の動的割り当て及びハンドオーバは、無線リソース割り当てデータベースを動的に検索するプロセスである。

無線リソース割り当てデータベースを検索するプロセスは、ユーザ装置、アイドル時間、周波数スペクトル情報の順に、具体的な検索が実行される際の優先度順に行われる。例えば、リソースは、ユーザ装置の優先度に応じてユーザ装置に割り当てられる。

データベースの維持期間は、従来のシステムのブロードキャスト期間であり、又はイベントによりトリガーされて維持される。データベースの維持プロセスとは、インタラクション情報に応じて、優先度に従って順位を並び替えるプロセスである。順位付けの結果は、優先度が高いほど、順位が前となる。優先度の最も高い情報が順序の最も前となる。

本発明では、データベースの内容に対して番号を付けてもよい。例えば１−ユーザ、２−周波数スペクトル、３−アイドル時間、４−所属する基地局、５−関連するポリシーとすることができる。各番号が付された内容は、下位の内容を有する場合があり、対応する下位番号が付される。

例えば、周波数スペクトルにおいて、その下位番号が２１−未使用の周波数ポイント、２２−未使用の周波数帯域（帯域幅）、２３−対応するＲＡＴ、２４−サービス品質とすることができる。他のデータベースの内容の番号付けの方法は、これと同様にすることができる。

本発明では、無線リソース割り当てデータベースの維持期間は、従来のシステムのブロードキャスト期間に設定されてもよく、又はイベントによりトリガーされて維持されてもよい。例えば、ユーザ装置のサービス品質の関連パラメータを受信してから対応する維持が行われる。

無線リソース割り当てデータベースの維持プロセスとは、インタラクション情報に応じて、優先度に従って順位を並び替えるプロセスである。順位付けの結果は、優先度が高いほど順位が前となる。優先度の最も高い情報が順序の最も前にとなる。

図３はリソースデータベースの維持を示す図である。Ｔ１は、リソースデータベースの維持期間を示し、従来の通信システムのブロードキャスト期間である。複数の通信システムのブロードキャスト期間が一致しない可能性があるため、現在の通信システムの基地局はＴ１期間内において他の基地局及びユーザからの情報を継続的に受信し、次のＴ１期間におけるＴ２時間帯内でこれら情報に応じてデータベースを維持する。Ｔ２はリソースデータベースの維持時間を示す。

具体的には、ユーザ装置にとっては、ユーザ装置に最適な無線リソース及び対応するＲＡＴの情報が無線リソース割り当てデータベースにおける対応するデータの前の順位に配置されている基地局は、ユーザ装置のために無線リソースを確定する場合、当該ユーザ装置に対応するデータの最前の準位の無線リソース情報を直接的に選択する。

本発明では、ユーザ装置に最適な無線リソースは、当該ユーザ装置のサービス品質要求を満たし、無線リソースの浪費を生じさせない無線リソースである。又は、上記無線リソースがサービス品質を満たすか否かという条件以外、通信料金の要素が考慮される。即ち、割り当てられた無線リソースに対応する通信料金が現在のユーザ装置の現在のサービスについて選択された通信料金より低くなるという点が考慮される。ここで、料金要素は相対的に二次的な要素である。

本発明では、ユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、その性能に応じて複合無線（ＭＲ：Ｍｕｌｔｉ−Ｒａｄｉｏ）ユーザ装置、コグニティブ無線（ＣＲ：Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ Ｒａｄｉｏ）ユーザ装置及び単一無線ユーザ装置に分けられる。ここで、ＭＲユーザ装置は、多種のＲＡＴをサポートするユーザ装置であり、単一無線ユーザ装置は、１種のＲＡＴのみをサポートするユーザ装置である。

ステップ１０２では、基地局は、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、前記ハンドオーバ要求におけるハンドオーバ原因に応じて、前記データベースにおいて、前記ユーザ装置のために当該ユーザ装置の現在の通信条件に適合する無線アクセス技術（ＲＡＴ）及び対応する搬送波周波数リソースを確定する。そして基地局は、確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソース情報を前記ユーザ装置に通知する。

このステップでは、基地局は、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、当該ユーザ装置のために維持された無線リソース割り当てデータベースに応じて、関連するリソース割り当てを行う。

具体的には、ユーザ装置からのハンドオーバ要求は、あるサービス要求、例えばビデオの伝送要求、サービス流量要求による変更であってもよく、又はサービス品質の変更、例えば現在のサービス品質が悪く、ユーザがより良いサービス品質を要求するハンドオーバ要求であってもよい。

ユーザ要求に応じて、基地局は、無線リソース割り当てデータベースから要求に合致している最適な無線アクセス情報を抽出して、コグニティブパイロット周波数チャネルを介してユーザに伝送する。

本発明では、基地局の無線リソース割り当てデータベースの使用は、２つのステップに分けられる。第１ステップは、コグニティブユーザの電源投入のステップであり、ユーザは、電源投入の際に特殊チャネルにおいて提供された情報（おそらくコグニティブパイロット周波数チャネル）に応じて、通信システムにアクセスし、そして自身の属性、即ち単一無線ユーザ装置、複合無線又はＣＲユーザ装置であるかを提示する。

当該チャネルにおいて提供された情報は無線リソース割り当てデータベースから抽出された最適な無線アクセス情報、即ち最前の順位に配置された無線アクセス情報を含む。

第２ステップは、ユーザ装置の普通の通信ステップであり、あるサービス要求、例えばビデオの伝送要求によるサービス流量の変更要求のため、又はサービス品質の変更、例えば既存のサービス品質が悪いため、ユーザが要求を申請する。

ユーザからの要求に応じて、基地局は、データベースから要求に合致している最適な無線アクセス情報を抽出し、コグニティブパイロット周波数チャネルを介してユーザ装置に伝送する。

ユーザ装置がＭＲユーザ装置である場合、基地局は、選択されたＲＡＴの番号（識別情報であり、他の情報でもよい）のみを伝送することができる。ユーザ装置がＣＲユーザ装置である場合、基地局によって伝送された最適な無線アクセス情報は、新たなＲＡＴのための通信ソフトウェアを含んでもよい。ユーザが単一無線ユーザである場合、基地局は、最適な無線アクセス情報から対応するパラメータを抽出してユーザに伝送し、即ち性能調整に必要なパラメータのみをユーザに伝送してもよい。

当業者にとっては、現在の無線リソースに応じてそれに対応するＲＡＴを確定することが容易に実現され、基地局が対応するコグニティブチャネルを介して関連する無線リソース情報及びＲＡＴの情報をユーザ装置に通知することが容易に実現されると理解すべきである。

基地局は、ユーザ装置から報告された属性情報に応じて、ユーザ装置のタイプを確定した後、ＲＡＴの識別情報又は確定されたＲＡＴのための通信ソフトウェアをユーザ装置に通知する。基地局は、ユーザ装置が単一無線ユーザ装置であると判断した場合、設定されたユーザ装置の設定パラメータ情報を当該単一無線ユーザ装置に通知する。この時、ユーザ装置が単一無線ユーザ装置である場合、一般的な無線チャネルを介して当該単一無線ユーザ装置に通知する。

ステップ１０３では、ユーザ装置は、前記基地局によって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースに対してサービス品質検証を行い、サービス品質が現在の通信のサービス品質より優れる場合、前記基地局によって通知されたＲＡＴの対応する搬送波周波数にハンドオーバする。

このステップでは、ユーザ装置は、基地局側からの通知情報を受信した後、基地局によって確定された無線リソース情報及び対応するＲＡＴに応じて、当該ＲＡＴの利用を開始し、割り当てられた無線リソースを使用して基地局側とハンドオーバを行い、現在の通信サービスを実行し続ける。

ユーザ装置がＣＲユーザ装置であり、当該ＣＲユーザ装置が、基地局によって確定されたＲＡＴに対応していない場合、基地局は、当該ＲＡＴのための通信ソフトウェアを当該ＣＲユーザ装置に送信する。当該ＣＲユーザ装置はＲＡＴのための通信ソフトウェアをインストールし、基地局に割り当てられた無線リソースに応じてハンドオーバを行う。

ユーザ装置が単一無線ユーザ装置である場合、基地局は、ハンドオーバ要求に応じて、ユーザ装置のために関連するハンドオーバパラメータを割り当て、当該単一無線ユーザ装置に通知する。当該単一無線ユーザ装置は関連する配置パラメータに応じて、対応するハンドオーバを実行する。

本発明では、ユーザ装置は、基地局から送信された無線リソース情報及び対応するＲＡＴを受信した後、更に、割り当てられた無線リソース及びＲＡＴと現在のサービスのサービス品質を比較し、現在のサービス品質より高くなく、且つ料金も割引されない場合、現在の無線リソースへのハンドオーバを拒否する。

ユーザ装置は、割り当てられた無線リソース及びＲＡＴが現在の通信サービス品質に相当し、且つ料金がより低い場合、ハンドオーバすることができる。具体的には、ハンドオーバを確定するポリシーはユーザの実際の要求に応じて設定されてもよい。

当業者にとっては、現在の無線リソース及び指定されたＲＡＴに応じてハンドオーバを行うことが容易に実現されると理解すべきである。

本発明におけるＲＡＴは、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）ネットワーク技術、ユニバーサルモバイル通信システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）ネットワーク技術及びロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ネットワーク技術等を含むが、これらに限られない。

本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムは、ユーザ装置及び基地局を含み、具体的には、既存の通信システムの接続及び機能とはいずれも同じである。

図２は本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムの構成構造を示す図である。図２に示すように、前記システムは、構築及び維持ユニット２０、確定ユニット２１、通知ユニット２２及びハンドオーバユニット２３を更に含む。

構築及び維持ユニット２０は、各ユーザ装置のために無線リソース割り当てデータベースを構築して動的に維持する。前記データベースには、ユーザ装置情報、周波数スペクトル情報、周波数スペクトルアイドル時間情報、周波数スペクトルが所属する基地局及び周波数スペクトルに関連する通信ポリシーが少なくとも含まれる。

確定ユニット２１は、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、前記ハンドオーバ要求におけるハンドオーバ原因に応じて、前記データベースにおいて、前記ユーザ装置のために当該ユーザ装置の現在の通信条件に適合するＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースを確定する。

通知ユニット２２は、確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソース情報を前記ユーザ装置に通知する。

ハンドオーバユニット２３は、前記通知ユニットによって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースに対してサービス品質検証を行い、サービス品質が現在の通信のサービス品質より優れている場合、前記基地局によって通知されたＲＡＴの対応する搬送波周波数にハンドオーバする。

上記ユーザ装置情報は、ユーザ装置のサービスレベル情報及びユーザ装置によってサポートされるＲＡＴの情報を含み、前記周波数スペクトル情報は、前記基地局が利用可能な周波数スペクトルリソース及び隣接基地局が利用可能な周波数スペクトルリソースを含み、前記周波数スペクトルに関連する通信ポリシーは、通信料金要求を含む。

前記構築及び維持ユニットは、更に、通信状態にあるユーザ装置が、プリセットされたアップリンクチャネルを利用して基地局に報告した現在のサービスのサービス品質パラメータを受信した後、現在の周波数スペクトルリソース情報を更新する。前記構築及び維持ユニットは、前記ユーザ装置から報告されたサービス品質パラメータに応じて、更新後の周波数スペクトルから前記ユーザ装置のサービス品質パラメータに適合する周波数スペクトルリソースを選択し、選択された周波数スペクトルリソースに対して適用優先度に応じて順位を付ける。

図３は本発明に係るリソースデータベースの維持を示す図である。Ｔ１はリソースデータベースの維持期間を示し、従来の通信システムのブロードキャスト期間である。複数の通信システムのブロードキャスト期間が一致しない可能性があるため、従来の通信システムの基地局がＴ１期間内に他の基地局及びユーザからの情報を継続的に受信し、次のＴ１期間におけるＴ２時間帯でこれら情報に応じてデータベースを維持する。Ｔ２はリソースデータベースの維持時間を示す。

図２に示すように、本発明に係る無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムは、ユーザ装置の電源投入後、ユーザ装置からの、自身の属性を表す情報を受信して記憶する受信ユニット２４を更に含む。

更に、前記確定ユニット２１が確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、通知ユニット２２は、選択されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴのための通信ソフトウェアを前記ユーザ装置に送信する。

前記ユーザ装置が各種ＲＡＴのための通信ソフトウェアを予め記憶し、更に、確定ユニット２１が確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、通知ユニット２２は、選択されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信する。

前記ユーザ装置及び前記基地局は、いずれもＣＲ技術をサポートし、ユーザ装置は、コグニティブ無線チャネルを介して現在のサービスのサービス品質パラメータ及び前記ユーザ装置の属性を表す情報を基地局に報告する。

通知ユニットは、コグニティブ無線チャネルを介して確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソース情報を前記ユーザ装置に通知し、コグニティブ無線チャネルを介してＲＡＴのための通信ソフトウェア又はＲＡＴ識別情報を前記ユーザ装置に送信する。

当業者にとっては、図２に示す無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムが前記無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法を実現するために設計されたものであり、図における各処理ユニットの実現する機能が前記方法に関連する説明を参照して理解される。

図２に示すシステムにおいて各処理ユニットの機能は計算装置で実行可能のプログラムコードで実現されてもよく、具体的な論理回路により実現されてもよい。

以上の説明は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。

Claims (14)

1. 無線リソース割り当てデータベースが構築されて動的に維持される、無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバ方法であって、
   基地局が、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、前記ハンドオーバ要求におけるハンドオーバ原因に応じて、前記データベースにおいて、前記ユーザ装置のために当該ユーザ装置の現在の通信条件に適合する無線アクセス技術（ＲＡＴ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）及び対応する搬送波周波数リソースを確定し、確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、
   前記ユーザ装置が、前記基地局によって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースに対してサービス品質検証を行い、前記基地局によって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送周波数リソースのサービス品質が現在の通信のサービス品質より優れている場合、前記基地局によって通知されたＲＡＴの対応する搬送波周波数にハンドオーバする
   ことを特徴とするハンドオーバ方法。
2. 前記データベースは、ユーザ装置情報、周波数スペクトル情報、周波数スペクトルアイドル時間情報、周波数スペクトルが所属する基地局及び周波数スペクトルに関連する通信ポリシーを少なくとも含み、
   前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置のサービスレベル情報及びユーザ装置によってサポートされるＲＡＴの情報を含み、
   前記周波数スペクトル情報は、前記基地局が利用可能な周波数スペクトルリソース及び隣接基地局が利用可能な周波数スペクトルリソースを含み、
   前記周波数スペクトルに関連する通信ポリシーは、通信料金要求を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のハンドオーバ方法。
3. 前記無線リソース割り当てデータベースは、前記基地局によって動的に維持され、
   ユーザ装置が、通信状態において、プリセットされたアップリンクチャネルを利用して現在のサービスのサービス品質パラメータを基地局に報告し、
   前記基地局が、現在の周波数スペクトルリソース情報を更新し、前記ユーザ装置から報告されたサービス品質パラメータに応じて、更新後の周波数スペクトルから前記ユーザ装置のサービス品質パラメータに適合する周波数スペクトルリソースを選択し、選択された周波数スペクトルリソースに対して適用優先度に応じて順位を付ける
   ことを特徴とする請求項２に記載のハンドオーバ方法。
4. 前記ハンドオーバ方法は、
   前記基地局が、ユーザ装置の電源投入後、ユーザ装置の属性を表す情報をユーザ装置から受信して記憶するステップ
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のハンドオーバ方法。
5. 前記ハンドオーバ方法は、
   前記基地局が、確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、確定されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴのための通信ソフトウェアを前記ユーザ装置に送信するステップ
   を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のハンドオーバ方法。
6. 前記ユーザ装置は、各種ＲＡＴのための通信ソフトウェアを予め記憶し、
   前記ハンドオーバ方法は、
   前記基地局が、確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、確定されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信するステップ
   を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のハンドオーバ方法。
7. 前記ユーザ装置及び前記基地局は、いずれもコグニティブ無線技術をサポートし、
   前記ユーザ装置は、コグニティブ無線チャネルを介して現在のサービスのサービス品質パラメータ及び前記ユーザ装置の属性を表す情報を基地局に報告し、
   前記基地局は、コグニティブ無線チャネルを介して確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、コグニティブ無線チャネルを介してＲＡＴのための通信ソフトウェア又はＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のハンドオーバ方法。
8. 無線リソース割り当てデータベースに基づくハンドオーバシステムであって、ユーザ装置と基地局とを含み、前記システムは、構築及び維持ユニット、確定ユニット、通知ユニット及びハンドオーバユニットを更に含み、
   構築及び維持ユニットは、各ユーザ装置のために無線リソース割り当てデータベースを構築して動的に維持し、
   確定ユニットは、ユーザ装置からのハンドオーバ要求を受信した後、前記ハンドオーバ要求におけるハンドオーバ原因に応じて、前記データベースにおいて、前記ユーザ装置のために当該ユーザ装置の現在の通信条件に適合するＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースを確定し、
   通知ユニットは、確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、
   ハンドオーバユニットは、前記通知ユニットによって通知されたＲＡＴ及び対応する搬送波周波数リソースに対してサービス品質検証を行い、前記ＲＡＴ及び対応する搬送周波数リソースのサービス品質が現在の通信のサービス品質より優れている場合、前記基地局によって通知されたＲＡＴの対応する搬送波周波数にハンドオーバする
   ことを特徴とするハンドオーバステム。
9. 前記データベースは、ユーザ装置情報、周波数スペクトル情報、周波数スペクトルアイドル時間情報、周波数スペクトルが所属する基地局及び周波数スペクトルに関連する通信ポリシーを少なくとも含み、
   前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置のサービスレベル情報及びユーザ装置によってサポートされるＲＡＴの情報を含み、
   前記周波数スペクトル情報は、前記基地局が利用可能な周波数スペクトルリソース及び隣接基地局が利用可能な周波数スペクトルリソースを含み、
   前記周波数スペクトルに関連する通信ポリシーは、通信料金要求を含む
   ことを特徴とする請求項８に記載のハンドオーバシステム。
10. 前記構築及び維持ユニットは、更に、通信状態にあるユーザ装置がプリセットされたアップリンクチャネルを利用して基地局に報告した現在のサービスのサービス品質パラメータを受信した後、現在の周波数スペクトルリソース情報を更新し、前記ユーザ装置から報告されたサービス品質パラメータに応じて更新後の周波数スペクトルから前記ユーザ装置のサービス品質パラメータに適合する周波数スペクトルリソースを選択し、選択された周波数スペクトルリソースに対して適用優先度に応じて順位を付ける
    ことを特徴とする請求項９に記載のハンドオーバシステム。
11. 前記ハンドオーバシステムは、ユーザ装置の電源投入後、ユーザの属性を表す情報をユーザ装置から受信して記憶する受信ユニットを更に含む
    ことを特徴とする請求項８に記載のハンドオーバシステム。
12. 前記通知ユニットは、前記確定ユニットが確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、確定されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴのための通信ソフトウェアを前記ユーザ装置に更に送信する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のハンドオーバシステム。
13. 前記ユーザ装置が各種ＲＡＴのための通信ソフトウェアを予め記憶している場合において、前記通知ユニットは、前記確定ユニットが確定されたＲＡＴにユーザ装置が対応していないと判断した場合、確定されたＲＡＴをユーザ装置に通知するときに、確定されたＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のハンドオーバシステム。
14. 前記ユーザ装置及び前記基地局は、いずれもコグニティブ無線技術をサポートし、
    前記ユーザ装置は、コグニティブ無線チャネルを介して現在のサービスのサービス品質パラメータ及び前記ユーザ装置の属性を表す情報を基地局に報告し、
    前記通知ユニットは、コグニティブ無線チャネルを介して確定されたＲＡＴの情報及び対応する搬送波周波数リソースの情報を前記ユーザ装置に通知し、コグニティブ無線チャネルを介してＲＡＴのための通信ソフトウェア又はＲＡＴの識別情報を前記ユーザ装置に送信する
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のハンドオーバシステム。

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