JP5761338B2 - 無線通信システム、基地局装置及びそれに用いるハンドオーバ制御方法並びにプログラム - Google Patents

無線通信システム、基地局装置及びそれに用いるハンドオーバ制御方法並びにプログラム Download PDF

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Description

本発明は無線通信システム、基地局装置及びそれに用いるハンドオーバ制御方法並びにそのプログラムが格納された記憶媒体に関し、特に無線基地局にける近隣基地局情報管理に関する。
本発明に関連する無線基地局における近隣基地局情報管理では、周囲のエリア情報(基地局マップ情報)から物理的に近接する基地局を選定し、静的もしくは動的に近隣基地局情報に登録している。この近隣基地局情報を用いることで、ハンドオーバを高速化することが検討されている。
しかるに、都市部のように、密集する建物やその他遮蔽物により伝搬環境が複雑に変動する環境においては、物理的な基地局配置や事前の数値シミュレーションからは想定できない基地局間でのハンドオーバが起こり得る。
上記の近隣基地局情報管理としては、実際にハンドオーバが発生した基地局に関して隣接基地局情報を交換する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、近隣基地局情報としては、周辺基地局に対するスキャンニング及び同期化過程を通じて獲得した周辺基地局情報がある(例えば、特許文献2参照)。
特開2010−193278号公報 特表2007−536873号公報
しかしながら、本発明に関連する無線基地局では、上記のような予測できないハンドオーバが発生した場合に、これを近隣基地局情報に反映することができない。
このような、近隣基地局情報に互いに登録されていない基地局間のハンドオーバは、動作としては保証され、結果的にハンドオーバ処理はされるものの、互いに登録されている場合の正常なハンドオーバ処理に比して処理時間がかかり、接続遅延が大きくなるという問題がある。上述した特許文献1,2では、上記のような予測できないハンドオーバについて考慮されていない。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、近隣基地局情報に互いに登録されていない基地局間の準正常なハンドオーバが発生した場合、次回以降、同一のハンドオーバパターンが発生しても正常なハンドオーバとして処理することができる無線通信システム、基地局装置及びそれに用いるハンドオーバ制御方法並びにそのプログラムが格納された記憶媒体を提供することにある。
本発明による無線通信システムは、無線通信機能を有する端末局と、前記端末局との間で所定の周波数を用いてフレームを送受信する基地局装置とを含み、前記基地局装置において、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、当該近隣基地局情報を前記端末局に報知する無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記端末局が前記近隣基地局情報のリストに登録されていない他の基地局からハンドオーバ準備フェーズを経ないハンドオーバを実施してきたことを検出するハンドオーバ処理手段と、前記ハンドオーバ処理手段にて当該ハンドオーバの実施が検出された場合に前記他の基地局を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録する管理手段とを備えている。
本発明による基地局装置は、上記の無線通信システムの基地局装置の手段を含むことを特徴とする。
本発明によるハンドオーバ制御方法は、無線通信機能を有する端末局と、前記端末局との間で所定の周波数を用いてフレームを送受信する基地局装置とを含み、前記基地局装置において、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、当該近隣基地局情報を前記端末局に報知する無線通信システムに用いるハンドオーバ制御方法であって、前記基地局装置が、前記端末局が前記近隣基地局情報のリストに登録されていない他の基地局からハンドオーバ準備フェーズを経ないハンドオーバを実施してきたことを検出するハンドオーバ処理と、前記ハンドオーバ処理にて当該ハンドオーバの実施が検出された場合に前記他の基地局を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録する管理処理とを実行している。
本発明によるプログラムが格納された記憶媒体は、無線通信機能を有する端末局と、前記端末局との間で所定の周波数を用いてフレームを送受信する基地局装置とを含み、前記基地局装置において、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、当該近隣基地局情報を前記端末局に報知する無線通信システムにおいて前記基地局装置内の中央処理装置に実行させるプログラムが格納された記憶媒体であって、前記端末局が前記近隣基地局情報のリストに登録されていない他の基地局からハンドオーバ準備フェーズを経ないハンドオーバを実施してきたことを検出するハンドオーバ処理と、前記ハンドオーバ処理にて当該ハンドオーバの実施が検出された場合に前記他の基地局を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録する管理処理とを含むことを特徴とする。
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、近隣基地局情報に互いに登録されていない基地局間の準正常なハンドオーバが発生した場合、次回以降、同一のハンドオーバパターンが発生しても正常なハンドオーバとして処理することができるという効果が得られる。
本発明の実施の形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるハンドオーバ動作の一例を示すシーケンスチャートである。 本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるハンドオーバ動作の他の例を示すシーケンスチャートである。 本発明の実施の形態による基地局におけるハンドオーバ動作を示すフローチャートである。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明による無線通信システムの概要について説明する。
本発明による無線通信システムでは、無線通信機能を有する端末との間で、所定の周波数を用いてフレームを送受信する無線基地局を含んでいる。この無線基地局においては、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、端末に報知している。近隣基地局情報は、周囲のエリア情報(基地局マップ情報)から物理的に近接する基地局を選定した情報である。
本発明では、上記の近隣基地局情報について、特に、端末が近隣基地局情報に登録されていない基地局から、ハンドオーバ準備フェーズを経ないハンドオーバを実施してきた場合に、その基地局を近隣基地局情報に動的に追加登録し、運用を継続しながら、実フィールドにおける近隣基地局情報登録の最適化を可能としたことを特徴としている。
無線基地局は、ネットワーク通信部と、基地局動作部と、無線通信部とを備え、基地局動作部には、ハンドオーバ処理部と、近隣基地局情報管理部と、近隣接基地局情報報知部とが設けられている。
無線通信部は、端末局との間でハンドオーバのための制御メッセージの送受信を行い、ネットワーク通信部は、隣接基地局との間でハンドオーバのための制御メッセージの送受信を行う。
ハンドオーバ制御メッセージは、基地局動作部に入力され、ハンドオーバ処理部にてハンドオーバ制御メッセージに含まれるハンドオーバ先あるいはハンドオーバ元の基地局情報を収集し、収集した基地局情報を近隣接基地局情報管理部に入力する。
近隣基地局情報管理部は、現在の近隣基地局情報リストを参照し、収集した基地局情報が登録されていない場合に、その基地局情報を近隣基地局情報リストに動的に追加登録し、近隣基地局情報リストを更新する。以降、更新した近隣基地局情報を無線通信部より端末局宛てに報知する。
このように、本発明では、端末局がハンドオーバを実施する場合に、基地局がハンドオーバ元基地局となる、すなわちServing基地局として動作する場合、及び、基地局がハンドオーバ先基地局となる、すなわちTarget基地局として動作する場合、の双方の場合において、端末局及び隣接基地局から受信するハンドオーバ制御メッセージから、Target基地局情報及びServing基地局情報を収集し、近隣基地局情報を動的に更新するので、運用を継続しながら、実フィールドにおける近隣基地局情報の最適化を可能とする。
特に、本発明では、端末局が、近隣基地局情報に登録されていない基地局から、ハンドオーバ準備フェーズを経ないハンドオーバを実施する場合、そのハンドオーバ動作において、Serving基地局及びTarget基地局ともに、近隣基地局情報にない基地局間のハンドオーバが発生したことを意味しており、このような、初期設定時には想定できないようなハンドオーバパターンが発生する度ごとに、近隣基地局情報を更新できるという効果がある。
図1は本発明の実施の形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。図1において、本発明の実施の形態による無線通信システムは、基地局1,2と端末局3とから構成されている。基地局1は、ネットワーク通信部11と、基地局動作部12と、無線通信部13とを備え、基地局動作部12は、ハンドオーバ処理部121と、近隣基地局情報管理部122と、近隣接基地局情報報知部123とを備えている。
基地局1は、無線通信部13を介して端末局3との間で無線通信を行う。基地局2も基地局1と同一の構成からなる。ネットワーク通信部11は、複数の近隣基地局、例えば基地局2と基地局間通信を行う。
無線通信部13は、端末局3との間でハンドオーバのための制御メッセージの送受信を行う。ハンドオーバ制御メッセージは、基地局動作部12に入力され、ハンドオーバ処理部121にてハンドオーバ制御メッセージに含まれるハンドオーバ先の基地局情報(以下、Target基地局情報とする)あるいはハンドオーバ元の基地局情報(以下、Serving基地局情報とする)を収集し、収集した基地局情報を近隣接基地局情報管理部122に入力する。
近隣基地局情報管理部122は、現在の近隣基地局情報リストを参照し、収集した基地局情報が登録されていない場合、その基地局情報を近隣基地局情報リストに動的に追加登録し、近隣基地局情報リストを更新する。以降、更新した近隣基地局情報を無線通信部13より端末局3宛てに報知する。
このように、端末局3から受信するハンドオーバ制御メッセージから、Target基地局情報及びServing基地局情報を収集し、近隣基地局情報を動的に更新するので、上述した背景技術の課題である、近隣基地局情報に互いに登録されていない基地局間のハンドオーバが発生した場合に、次回以降、同一のハンドオーバパターンが発生しても正常なハンドオーバとして処理される構成とすることができる。
尚、基地局動作部12は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しない部分についてはその詳細な構成の説明は省略する。
図2は本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるハンドオーバ動作の一例を示すシーケンスチャートであり、図3は本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるハンドオーバ動作の他の例を示すシーケンスチャートである。これら図1〜図3を参照して本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるハンドオーバ動作について説明する。
始めに、図2において、図1に示す基地局1がServing基地局Aとして動作し、基地局2がTarget基地局Bとして動作するものとする。
Serving基地局Aが、端末局3からハンドオーバ(HO:Hand Over)要求を受信すると(図2のa4)、ハンドオーバ処理部121において、ハンドオーバ要求に含まれるTarget基地局情報を収集し、収集したTarget基地局情報を近隣基地局情報管理部122に入力すると同時に、ネットワーク通信部11を介して、Target基地局Bにハンドオーバ要求を送信する(図2のa5)。
近隣基地局情報管理部122では、保有する近隣基地局情報を参照し、入力されたTarget基地局情報の登録有無を確認し、登録されていない場合、近隣基地局情報にTarget基地局Bの情報を追加登録する。
ハンドオーバ要求を受信したTarget基地局Bは、ハンドオーバ処理部121において、ハンドオーバ要求に含まれるServing基地局情報を収集し、収集したServing基地局情報を近隣基地局情報管理部122に入力すると同時に、ハンドオーバ応答をServing基地局A宛てに返信する(図2のa6)。
Target基地局Bにおける近隣基地局情報管理部122では、保有する近隣基地局情報を参照し、入力されたServing基地局情報の登録有無を確認し、登録されていない場合、近隣基地局情報にServing基地局Aの情報を追加登録する。
ハンドオーバ応答を受信したServing基地局Aは、ハンドオーバ応答を端末局3宛てに返信する(図2のa7)。
ハンドオーバ応答を受信した端末局3は、Serving基地局A宛てにハンドオーバ(HO)通知を送信し(図2のa8)、ハンドオーバ通知を受信したServing基地局Aは、Target基地局Bとの間で端末局3のContext情報の伝送を行う(図2のa9)。
ハンドオーバ通知を送信した端末局3は、Target基地局B宛てにレンジング要求を送信する(図2のa11)。レンジング要求を受信したTarget基地局Bは、ハンドオーバ処理部121において、レンジング要求に含まれるServing基地局情報を収集し、収集したServing基地局情報を近隣基地局情報管理部122に入力すると同時に、端末局3宛てにレンジング応答を返信する(図2のa12)。
また、Target基地局Bは、Serving基地局A宛てにハンドオーバ完了を送信する(図2のa13)。Target基地局Bにおける近隣基地局情報管理部122では、保有する近隣基地局情報を参照し、入力されたServing基地局情報の登録有無を確認し、登録されていない場合、近隣基地局情報にServing基地局Aの情報を追加登録する。
図3は、例えば、Serving基地局A、Target基地局Bにおいて、近隣基地局情報に互いに登録されていない場合に発生し得るハンドオーバシーケンスであり、正常なハンドオーバシーケンスである図2との違いは、図2におけるハンドオーバ要求からハンドオーバ応答までのシーケンス(ハンドオーバ準備フェーズ)が省略されることである。
端末局3は、Target基地局Bの無線電波を検知し、Target基地局B宛てにレンジング要求を送信する(図3のb5)。レンジング要求を受信したTarget基地局Bは、ハンドオーバ処理部121において、レンジング要求に含まれるServing基地局情報を収集し、収集したServing基地局情報を近隣基地局情報管理部122に入力すると同時に、Serving基地局A宛てに、端末局3のコンテキスト情報を取得するために、Context要求を送信する(図3のb6)。
Target基地局Bにおける近隣基地局情報管理部122では、保有する近隣基地局情報を参照し、入力されたServing基地局情報の登録有無を確認し、登録されていない場合、近隣基地局情報にServing基地局Aの情報を追加登録する。
Context要求を受信したServing基地局Aは、ハンドオーバ処理部121において、Context要求に含まれるTarget基地局情報を収集し、収集したTarget基地局情報を近隣基地局情報管理部122に入力すると同時に、Target基地局B宛てにContext応答を返信する(図3のb7)。
Serving基地局Aにおける近隣基地局情報管理部122では、保有する近隣基地局情報を参照し、入力されたTarget基地局情報の登録有無を確認し、登録されていない場合、近隣基地局情報にTarget基地局Bの情報を追加登録する。
Context応答を受信したTarget基地局Bは、端末局3宛てにレンジング応答を返信すると同時に(図3のb8)、Serving基地局A宛てにハンドオーバ完了を送信する(図3のb9)。
図4は本発明の実施の形態による基地局におけるハンドオーバ動作を示すフローチャートである。これら図1及び図4を参照して、Serving基地局やTarget基地局、及び近隣基地局の情報を含むメッセージの受信有無とこれらを参照して実施する近隣基地局情報への登録動作について説明する。尚、図4に示す処理動作は、基地局1,2内のCPU(中央処理装置)(図示せず)が図示せぬメモリ内のプログラムを実行することで実現される。
基地局1は、端末局3からのハンドオーバ(HO)要求の受信の有無の判断において(図4ステップS1)、ハンドオーバ要求を受信した場合、Target基地局及び近隣基地局情報に登録された近隣基地局にハンドオーバ要求を送信する(図4ステップS2)。
その後、基地局1は、Target基地局及び近隣基地局の近隣基地局情報への登録の有無の判断において(図4ステップS3)、未登録の場合、Target基地局及び近隣基地局を近隣基地局情報に登録し(図4ステップS4)、処理を終了する。また、基地局1は、近隣基地局情報へ既に登録されている場合、処理を終了する。
基地局1は、上記のステップS1の判断処理において、端末局3からハンドオーバ要求を受信しない場合、Serving基地局からのハンドオーバ要求の受信の有無の判断において(図4ステップS5)、ハンドオーバ要求を受信した場合、Serving基地局の近隣基地局情報への登録の有無の判断において(図4ステップS6)、未登録の場合、Serving基地局を近隣基地局情報に登録し(図4ステップS7)、処理を終了する。また、基地局1は、近隣基地局情報へ既に登録されている場合、処理を終了する。
基地局1は、上記のステップS5の判断処理において、Serving基地局からハンドオーバ要求を受信しない場合、端末局3からのレンジング要求の受信の有無の判断において(図4ステップS8)、レンジング要求を受信した場合、Serving基地局の近隣基地局情報への登録の有無の判断(図4ステップS6)へと進む。
基地局1は、上記のステップS8の判断処理において、端末局3からのレンジング要求を受信しない場合、Target基地局からの端末コンテキスト要求の受信の有無の判断において(図4ステップS9)、コンテキスト要求を受信した場合、Target基地局及び近隣基地局の近隣基地局情報への登録の有無の判断(図4ステップS3)へと進む。基地局1は、コンテキスト要求を受信しない場合、処理を終了する。
このように、本実施の形態では、ハンドオーバ制御メッセージからServing基地局やTarget基地局、及び近隣基地局の情報を収集し、それらの情報を基に近隣基地局情報を更新しているので、近隣基地局情報に互いに登録されていない基地局間の準正常なハンドオーバが発生しても、次回以降、同一のハンドオーバパターンが発生した際に、正常なハンドオーバとして処理することができる。
また、本実施の形態では、1回のハンドオーバ動作に対して、Serving基地局やTarget基地局、及び近隣基地局の双方で、近隣基地局情報を更新することができる。
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD、ROMカートリッジ、バッテリバックアップ付きRAMメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性RAMカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2011年5月11日に出願された日本出願特願2011−105764を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1,2 基地局
3 端末局
11 ネットワーク送信部
12 基地局動作部
13 無線通信部
121 ハンドオーバ処理部
122 近隣基地局情報管理部
123 近隣接基地局情報報知部
A Serving基地局
B Target基地局
C 近隣基地局

Claims (8)

  1. 無線通信機能を有する端末局と、前記端末局との間で所定の周波数を用いてフレームを送受信する基地局装置とを含み、
    前記基地局装置において、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、当該近隣基地局情報を前記端末局に報知する無線通信システムであって、
    前記端末局がハンドオーバする際にハンドオーバ先となる前記基地局装置は、前記端末局が前記近隣基地局情報のリストに登録されていないハンドオーバ元の他の基地局からハンドオーバする際に、ハンドオーバ準備フェーズを経ずにレンジング要求を送信してきたことによって、ハンドオーバを実施してきたことを検出するハンドオーバ処理手段と、前記ハンドオーバ処理手段にて当該ハンドオーバの実施が検出された場合に、前記レンジング要求に含まれる前記他の基地局を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録する管理手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記ハンドオーバ処理手段は、前記ハンドオーバのための制御メッセージに含まれるハンドオーバ先の基地局情報あるいはハンドオーバ元の基地局情報を収集し、前記基地局情報を前記管理手段に入力することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
  3. 前記管理手段は、現在の近隣基地局情報のリストを参照し、前記ハンドオーバ処理手段にて収集された前記基地局情報が前記近隣基地局情報のリストに登録されていない場合、当該基地局情報を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録して前記近隣基地局情報のリストを更新することを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。
  4. 上記の請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の手段を含むことを特徴とする基地局装置。
  5. 無線通信機能を有する端末局と、前記端末局との間で所定の周波数を用いてフレームを送受信する基地局装置とを含み、
    前記基地局装置において、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、当該近隣基地局情報を前記端末局に報知する無線通信システムに用いるハンドオーバ制御方法であって、
    前記端末局がハンドオーバする際にハンドオーバ先となる前記基地局装置が、前記端末局が前記近隣基地局情報のリストに登録されていないハンドオーバ元の他の基地局からハンドオーバする際に、ハンドオーバ準備フェーズを経ずにレンジング要求を送信してきたことによって、ハンドオーバを実施してきたことを検出するハンドオーバ処理と、前記ハンドオーバ処理にて当該ハンドオーバの実施が検出された場合に、前記レンジング要求に含まれる前記他の基地局を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録する管理処理とを実行することを特徴とするハンドオーバ制御方法。
  6. 前記ハンドオーバ処理において、前記ハンドオーバのための制御メッセージに含まれるハンドオーバ先の基地局情報あるいはハンドオーバ元の基地局情報を収集し、前記基地局情報を前記管理処理に入力することを特徴とする請求項5記載のハンドオーバ制御方法。
  7. 前記管理処理において、現在の近隣基地局情報のリストを参照し、前記ハンドオーバ処理にて収集された前記基地局情報が前記近隣基地局情報のリストに登録されていない場合、当該基地局情報を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録して前記近隣基地局情報のリストを更新することを特徴とする請求項6記載のハンドオーバ制御方法。
  8. 無線通信機能を有する端末局と、前記端末局との間で所定の周波数を用いてフレームを送受信する基地局装置とを含み、
    前記基地局装置において、近隣基地局情報を予め基地局管理情報の一部として登録し、当該近隣基地局情報を前記端末局に報知する無線通信システムにおいて前記基地局装置内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
    前記端末局が前記近隣基地局情報のリストに登録されていないハンドオーバ元の他の基地局からハンドオーバする際に、ハンドオーバ準備フェーズを経ずにレンジング要求を送信してきたことによって、ハンドオーバを実施してきたことを検出するハンドオーバ処理と、前記ハンドオーバ処理にて当該ハンドオーバの実施が検出された場合に、前記レンジング要求に含まれる前記他の基地局を前記近隣基地局情報のリストに動的に追加登録する管理処理とを前記基地局装置内の中央処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
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