JP5931815B2

JP5931815B2 - 通信制御装置、通信制御方法およびプログラム

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Publication number: JP5931815B2
Application number: JP2013170732A
Authority: JP
Inventors: 幸太中村; 敬治山本; 太一田代; 健一大野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2016-06-08
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Description

本発明の実施形態は、通信制御装置、通信制御方法およびプログラムに関する。

モバイルトラフィックが年々増加して移動通信の更なる通信速度の向上が求められる中、各通信事業者は、高速な無線通信であるＬＴＥ（Long Term Evolution）サービスを開始している。また、屋内においてもモバイルトラフィックが年々増加しているため、屋内のモバイルトラフィックの更なる伸長により、屋内のモバイルトラフィックの無線通信品質の向上が求められている。

特開２００５−１０１９３０号公報

ところで、屋内のモバイルトラフィックを向上させるためには、電波半径が数１０ｍのフェムトセルを有する基地局を近距離に多数配置する必要があるが、基地局を近距離に多数配置した場合、基地局と無線通信する情報処理端末におけるハンドオーバの頻度が増加する。そのため、音声通話を行うためのデータを、ネットワークを介して送受信する情報処理端末など、安定した通信が必要な情報処理端末においても、ハンドオーバの頻度が増加して音声品質が低下する、という課題がある。

実施形態の通信制御装置は、ハンドオーバ部と、ハンドオーバ閾値算出部と、を備える。ハンドオーバ部は、情報処理端末が基地局から無線パケット通信により受信する受信信号の受信電力がハンドオーバを行うために予め設定された閾値を下回った場合に、前記情報処理端末と無線パケット通信する前記基地局を切り替えるハンドオーバ処理を行う。ハンドオーバ閾値算出部は、前記情報処理端末と前記基地局との無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、前記情報処理端末が実行する無線パケット通信に関わるアプリケーションの種別とに基づいて前記閾値を変更する機能と、当該機能とは別個に実行され、前記情報処理端末に予め設定された優先度に基づいて前記閾値を変更する機能と、有する。

図１は、第１の実施形態にかかる通信制御システムの構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態にかかる通信制御システムを構成する各部の概要構成を説明するための図である。図３は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおけるハンドオーバ閾値の変更処理の流れを示すシーケンス図である。図４は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおいてハンドオーバ閾値を変更する基本的な処理を説明するための図である。図５は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおいて端末に予め設定された優先度に基づいてハンドオーバ閾値を変更する処理を説明するための図である。図６は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおいて無線パケット通信により受信する受信信号の再送を抑制する処理を説明するための図である。図７は、第２の実施形態にかかる通信制御システムの構成を示すブロック図である。図８は、第２の実施形態にかかる通信制御システムを構成する各部の概要構成を説明するための図である。図９は、第２の実施形態にかかる通信制御システムにおけるハンドオーバ閾値の変更処理の流れを示すシーケンス図である。

以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる通信制御装置、通信制御方法およびプログラムを適用した通信制御システムの構成について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる通信制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる通信制御システムは、図１に示すように、携帯電話やスマートフォンやタブレット端末やノートＰＣ（Personal Computer）等で構成され無線によるパケット通信（以下、無線パケット通信と言う）が可能な複数の端末ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３（以下、端末ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３を区別する必要がない場合には、単に端末ＰＳと記載する）と、当該複数の端末ＰＳと無線パケット通信が可能な複数の基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３（以下、基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３を区別する必要がない場合には、単に基地局ＢＳと記載する）と、端末ＰＳと無線パケット通信を行う基地局ＢＳを切り替えるハンドオーバ処理を行う制御装置Ｓと、当該制御装置Ｓおよび複数の基地局ＢＳが設置された施設内において用いられるローカルネットワークＮＷ１と、当該ローカルネットワークＮＷ１と図示しない他のローカルネットワークとを結ぶ大容量の通信回線網であるコアネットワークＮＷ２と、ローカルネットワークＮＷ１とコアネットワークＮＷ２とを接続するゲートウェイＧＷと、を有する。本実施形態では、通信制御システムが、ローカルネットワークＮＷ１に接続された基地局ＢＳを３つ有している例について説明するが、少なくとも２つの基地局ＢＳを有していれば良く、例えば４つ以上の基地局ＢＳを有していても良い。

図２は、第１の実施形態にかかる通信制御システムを構成する各部の概要構成を説明するための図である。端末ＰＳは、図２に示すように、基地局ＢＳと無線パケット通信が可能な無線通信部２０１と、基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間などを含む端末情報を取得する端末情報取得部２０２と、当該端末情報取得部２０２により取得された端末情報を基地局ＢＳに通知する端末情報通知部２０３と、端末情報を保持（記憶）する端末情報保持部２０４と、を有している。

本実施形態では、端末情報には、無線パケット通信により基地局ＢＳから受信した受信信号の受信電力、無線パケット通信を行う基地局ＢＳのセルを識別する物理セルＩＤ、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わるアプリケーション（以下、無線通信アプリケーションと言う）の種別であるアプリケーション種別、無線パケット通信により端末ＰＳが基地局ＢＳとの間で送受信する信号のエンコードおよびデコードに用いるコーデックの種別であるコーデック種別、無線パケット通信のスループット、端末ＰＳで実行される無線通信アプリケーションに関わる無線パケット通信のエラーレート、端末ＰＳで実行される無線通信アプリケーションに関わる無線パケット通信の遅延時間、端末ＰＳに予め設定された優先度などを含む。本実施形態では、端末ＰＳの優先度は、端末ＰＳの無線パケット通信に保証されるビットレートに基づいて設定される。具体的には、端末ＰＳの優先度は、端末ＰＳの無線パケット通信に保証されるビットレートが高くなるに従い、高い優先度が設定される。

また、基地局ＢＳは、図２に示すように、当該基地局ＢＳ自身のセル内に存在する端末ＰＳと無線パケット通信を行う無線通信部２１１と、無線パケット通信を行っている端末ＰＳから通知された端末情報を受信するとともに当該受信した端末情報を記憶する端末情報集約部２１２と、当該端末情報集約部２１２により受信した端末情報をローカルネットワークＮＷ１を介して制御装置Ｓに通知する端末情報通知部２１３と、無線パケット通信する基地局ＢＳを切り替えるハンドオーバを端末ＰＳに実行させるか否かを判断する際に、受信した端末情報が含む受信電力と比較する予め設定された閾値（以下、ハンドオーバ閾値と言う）を端末ＰＳ毎に保持（記憶）するハンドオーバ閾値保持部２１４と、を有している。

本実施形態では、無線通信部２１１は、端末ＰＳから端末情報を受信すると、当該端末情報が含む受信電力と、ハンドオーバ閾値保持部２１４に記憶されたハンドオーバを行う予め設定されたハンドオーバ閾値のうち当該端末情報の送信元の端末ＰＳのハンドオーバ閾値と、を比較して、端末ＰＳのハンドオーバを実行する。言い換えると、無線通信部２１１は、端末ＰＳから端末情報を受信した場合、当該端末情報が含む受信電力が、ハンドオーバ閾値保持部２１４に記憶されたハンドオーバ閾値のうち当該端末情報の送信元の端末ＰＳのハンドオーバ閾値を下回った場合に、端末ＰＳのハンドオーバを実行する。

具体的には、無線通信部２１１は、受信した端末情報が含む受信電力が当該端末情報の送信元の端末ＰＳのハンドオーバ閾値を下回った場合に、端末ＰＳに対してハンドオーバを指示するハンドオーバ指示を送信するとともに、当該端末情報、未達パケット（送信元の端末ＰＳへの送信が完了していないパケット、送信元の端末ＰＳから送信されかつ送信先の送信が完了していないパケット）などをハンドオーバ先の基地局ＢＳに対して送信することにより、端末ＰＳのハンドオーバを実行する。本実施形態では、無線通信部２１１は、未達パケットを直接にハンドオーバ先の基地局ＢＳに送信しているが、これに限定するものではなく、未達パケットを制御装置Ｓを介してハンドオーバ先の基地局ＢＳに送信しても良い。

また、制御装置Ｓ（通信制御装置の一例）は、図２に示すように、ローカルネットワークＮＷ１を介して接続された複数の基地局ＢＳから端末情報を受信するとともに当該受信した端末情報を記憶する端末情報集約部２２１と、基地局ＢＳを制御する基地局制御部２２２と、基地局ＢＳと無線パケット通信を行う端末ＰＳ毎にハンドオーバ閾値を算出するハンドオーバ閾値算出部２２３と、算出した各端末ＰＳのハンドオーバ閾値を基地局ＢＳに設定（通知）することによって、端末ＰＳが基地局ＢＳから無線パケット通信により受信する受信信号の受信電力がハンドオーバ閾値を下回った場合に、ハンドオーバ処理を行うハンドオーバ閾値設定部２２４（制御部の一例）と、端末情報に含まれるスループットに基づいて予め設定されたスループットが保証できないエリア（基地局ＢＳのセル）を判定するエリア判定部２２５と、端末情報に含まれるエラーレートを記憶するエラー率管理部２２６と、受信した端末情報（例えば、アプリケーション種別など）を記憶する端末使用アプリケーション管理部２２７と、を有している。

次に、図３を用いて、本実施形態にかかる通信制御システムにおいてハンドオーバ閾値を変更する処理について説明する。図３は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおけるハンドオーバ閾値の変更処理の流れを示すシーケンス図である。

本実施形態では、制御装置Ｓのハンドオーバ閾値設定部２２４は、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信が開始されると、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信が開始されてから最初に基地局ＢＳから通知された端末情報が含むアプリケーション種別に基づいて、無線通信アプリケーションを特定する。そして、ハンドオーバ閾値設定部２２４は、特定した無線通信アプリケーションに対応する所定のハンドオーバ閾値を基地局ＢＳに設定するものとする。

端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信が開始されると、端末ＰＳの端末情報取得部２０２は、定期的に端末情報を取得するとともに、取得した端末情報によって、端末情報保持部２０４に記憶される各端末ＰＳの端末情報を更新する。さらに、端末情報通知部２０３は、無線パケット通信を行っている基地局ＢＳに対して、端末情報を通知する（ステップＳ３０１）。

基地局ＢＳの端末情報集約部２１２は、無線パケット通信を行っている端末ＰＳから通知された端末情報を受信するとともに、受信した端末情報を記憶する（ステップＳ３０２）。そして、端末情報通知部２１３は、受信した端末情報を、定期的に制御装置Ｓに通知する（ステップＳ３０３）。

制御装置Ｓの端末情報集約部２２１は、基地局ＢＳから通知された端末情報を受信するとともに、受信した端末情報によって、端末使用アプリケーション管理部２２７に端末ＰＳ毎に記憶された端末情報を更新する（ステップＳ３０４）。さらに、端末情報集約部２２１は、受信した端末情報を、ハンドオーバ閾値算出部２２３に通知する（ステップＳ３０５）。

ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報集約部２２１から通知された端末情報が含む無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、当該通知された端末情報が含むアプリケーション種別とに基づいて、ハンドオーバ閾値を算出し（ステップＳ３０６）、その算出結果をハンドオーバ閾値設定部２２４に通知する（ステップＳ３０７）。そして、ハンドオーバ閾値設定部２２４は、ハンドオーバ閾値算出部２２３から通知されたハンドオーバ閾値を基地局ＢＳに通知することによって、基地局ＢＳのハンドオーバ閾値保持部２１４に記憶されるハンドオーバ閾値を変更する（ステップＳ３０８）。よって、本実施形態では、ハンドオーバ閾値算出部２２３およびハンドオーバ閾値設定部２２４が、端末情報集約部２２１から通知された端末情報が含む無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションのアプリケーション種別とに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更する変更部の一例として機能する。

次に、図４を用いて、本実施形態にかかる通信制御システムにおいてハンドオーバ閾値を変更する基本的な処理について説明する。図４は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおいてハンドオーバ閾値を変更する基本的な処理を説明するための図である。以下の説明では、基地局ＢＳ１と無線パケット通信を行っている端末ＰＳ１および端末ＰＳ２が、基地局ＢＳ１が無線パケット通信可能なセルＣＬ１と基地局ＢＳ２が無線パケット通信可能なセルＣＬ２の境界付近に移動して、基地局ＢＳ１および基地局ＢＳ２の両方と無線パケット通信が可能な状態になった場合における、端末ＰＳ１および端末ＰＳ２それぞれのハンドオーバ閾値の変更処理について説明する。

まず、端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値の変更処理について説明する。ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報集約部２２１から端末ＰＳ１の端末情報が通知されると、当該端末情報が含むアプリケーション種別に基づいて、端末ＰＳ１と基地局ＢＳ１との無線パケット通信に関わる無線アプリケーションのアプリケーション種別を特定する。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、特定したアプリケーション種別がリアルタイム性への要求が高い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーション（例えば、ＶｏＩＰ：Voice over Internet Protocol、ストリーミング、リアルタイムゲームなど）を表し（アプリケーション種別がリアルタイム通信の要求が高いことを表し）、かつ当該端末情報が含む遅延時間（特定した無線通信アプリケーションが関わる無線パケット通信の遅延時間）が所定の許容遅延時間より短い場合、端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値を下げる。本実施形態では、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、変更前のハンドオーバ閾値を基準として当該ハンドオーバ閾値を変更可能な下限までの範囲内において、ハンドオーバ閾値を変更できる。

すなわち、音声通話や画像データのストリーミングなどリアルタイム通信への要求が高い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションにより端末ＰＳ１が無線パケット通信を行っている場合、端末ＰＳ１が無線パケット通信のエラーレートが高くなったとしても、ハンドオーバが頻発して音声や画像が途切れることを優先的に防止する方が良い。そのため、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、無線パケット通信の遅延時間が短い場合には端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値を下げて、端末ＰＳ１が基地局ＢＳ１から基地局ＢＳ２にハンドオーバし難くして、端末ＰＳ１が無線パケット通信の遅延時間が長い基地局ＢＳ２にハンドオーバすることを防止する。

一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、特定したアプリケーション種別がリアルタイム性への要求が高い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションを表している場合でも（アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が高いことを表している場合）、端末ＰＳ１の端末情報が含む遅延時間が所定の許容遅延時間より長い場合には、端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値を上げる。本実施形態では、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、変更前のハンドオーバ閾値を基準として当該ハンドオーバ閾値を変更可能な上限までの範囲内において、ハンドオーバ閾値を変更できる。

すなわち、音声通話や画像データのストリーミングなどリアルタイム通信への要求が高い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションにより端末ＰＳ１が無線パケット通信を行っている場合、端末ＰＳ１が無線パケット通信のエラーレートが低くても、無線パケット通信の遅延時間が長くなって音声や画像が途切れることを優先的に防止する方が良い。そのため、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値を上げて、端末ＰＳ１が基地局ＰＳ１から基地局ＢＳ２にハンドオーバし易くして、端末ＰＳ１が無線パケット通信の遅延時間を短い基地局ＢＳ２にハンドオーバさせる。

次に、端末ＰＳ２に予め設定されたハンドオーバ閾値の変更処理について説明する。ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報集約部２２１から端末ＰＳ２の端末情報が通知されると、当該端末情報が含むアプリケーション種別に基づいて、端末ＰＳ２と基地局ＢＳ１との無線パケット通信に関わる無線アプリケーションのアプリケーション種別を特定する。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、特定したアプリケーション種別がリアルタイム性への要求が低い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーション（例えば、Ｗｅｂ閲覧や電子メールダウンロードなどのデータ通信）を表し（アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が低いことを表し）、かつ当該端末情報が含むエラーレート（特定した無線通信アプリケーションが関わる無線パケット通信のエラーレート）が所定の許容エラーレートより低い場合、端末ＰＳ２に予め設定されたハンドオーバ閾値を下げる。

すなわち、Ｗｅｂ閲覧や電子メールのダウンロードなどリアルタイム通信への要求が低い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションにより端末ＰＳ２が無線パケット通信を行っている場合、ハンドオーバが頻発して無線パケット通信の遅延時間がなくなったとしても、端末ＰＳ２が無線パケット通信のエラーレートが高くなることを優先的に防止した方が良い。そのため、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、エラーレートが低い場合には端末ＰＳ２に予め設定されたハンドオーバ閾値を下げて、端末ＰＳ２が基地局ＰＳ１から基地局ＢＳ２にハンドオーバし難くして、端末ＰＳ２が無線パケット通信のエラーレートの高い基地局ＢＳ２にハンドオーバすることを防止する。

一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、特定したアプリケーション種別がリアルタイム性への要求が低い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションを表している場合であっても（アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が低いことを表している場合）、端末ＰＳ２の端末情報が含むエラーレートが所定の許容エラーレートより高い場合には、端末ＰＳ２に予め設定されたハンドオーバ閾値を上げる。

すなわち、Ｗｅｂ閲覧や電子メールのダウンロードなどリアルタイム通信への要求が低い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションにより端末ＰＳ２が無線パケット通信を行っている場合、無線パケット通信の遅延時間に関わらず、無線パケット通信のエラーレートが高くなることを優先的に防止した方が良い。そのため、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、エラーレートが高い場合には端末ＰＳ２に予め設定されたハンドオーバ閾値を上げて、端末ＰＳ２が基地局ＢＳ１から基地局ＢＳ２にハンドオーバし易くして無線パケット通信のエラーレートの低下を図る。

次に、図５を用いて、本実施形態にかかる通信制御システムにおいて、端末ＰＳに予め設定された優先度に基づいて、ハンドオーバ閾値を変更する処理について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおいて端末に予め設定された優先度に基づいてハンドオーバ閾値を変更する処理を説明するための図である。

ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報集約部２２１から端末ＰＳ１の端末情報が通知されると、端末使用アプリケーション管理部２２７から、当該通知された端末情報が含む物理セルＩＤと同じ物理セルＩＤを含む端末情報（端末ＰＳ１が無線パケット通信を行っている基地局ＢＳ１のセルＣＬ１内に存在する端末ＰＳの端末情報）と、当該通知された端末情報が含む物理セルＩＤのセルＣＬ１に隣接するセルＣＬ２の物理セルＩＤを含む端末情報（端末ＰＳ１がハンドオーバ可能な基地局ＢＳ２のセルＣＬ２内に存在する端末ＰＳの端末情報）と、を取得する。

次いで、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、通知された端末情報が含む端末ＰＳ１の優先度と、基地局ＢＳ１のセルＣＬ１および基地局ＢＳ２のＣＬ２それぞれに存在する端末ＰＳの端末情報が含む優先度とを比較する。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、基地局ＢＳ１のセルＣＬ１よりも基地局ＢＳ２のセルＣＬ２内に、通知された端末情報が含む端末ＰＳ１の優先度より高い優先度が設定された端末ＰＳが多数存在すると判断した場合、端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値を下げる。

これにより、端末ＰＳ１が、優先度が高い端末ＰＳが多数存在するセルＣＬ２の基地局ＢＳ２にハンドオーバしてしまい、端末ＰＳ１と基地局ＢＳ２との無線パケット通信のビットレートの低下により無線パケット通信の通信品質が低下（例えば、端末ＰＳ１が無線パケット通信により音声通話を実現する際の音声が途切れ、端末ＰＳ１が無線パケット通信により動画像データを受信する場合に画像の途切れなど）することを防止できる。また、優先度が高い端末ＰＳが多数存在するセルＣＬ２の基地局ＢＳ２に端末ＰＳ１がハンドオーバして、セルＣＬ２内に既に存在する端末ＰＳと基地局ＢＳ２との無線パケット通信のビットレートが低下して端末ＰＳと基地局ＢＳ２との無線パケット通信の通信品質（例えば、セルＣＬ２内の端末ＰＳが無線パケット通信により音声通話を実現する際の音声の途切れ、セルＣＬ２内の端末ＰＳが無線パケット通信により画像データをストリーミングする場合の画像の途切れなど）が低下することを防止できる。ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末ＰＳ２についても端末ＰＳ１と同様にしてハンドオーバ閾値を変更する。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、ハンドオーバ閾値を変更する端末ＰＳ１が存在するセルＣＬ１内に存在する端末ＰＳの端末情報が含むアプリケーション種別、および当該端末ＰＳ１が存在するセルＣＬ１に隣接するセルＣＬ２内に存在する端末ＰＳの端末情報が含むアプリケーション種別に基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することも可能である。例えば、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、リアルタイム性への要求が高い無線通信アプリケーションが関わる無線パケット通信を行っている端末ＰＳの数が、セルＣＬ１よりセルＣＬ２の方が多い場合、端末ＰＳ１のハンドオーバ閾値を下げて当該端末ＰＳ１が基地局ＢＳ２にハンドオーバし難くして、セルＣＬ２内に存在する端末ＰＳの無線パケット通信のビットレートが低下することを防止する。

次に、図６を用いて、本実施形態にかかる通信制御システムにおいて、無線パケット通信により受信する受信信号の再送を抑制する処理について説明する。図６は、第１の実施形態にかかる通信制御システムにおいて無線パケット通信により受信する受信信号の再送を抑制する処理を説明するための図である。

ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報集約部２２１から端末ＰＳ１の端末情報が通知されると、図４と同様にして、当該端末情報が含むアプリケーション種別に基づいて、端末ＰＳ１と基地局ＢＳ１との無線パケット通信に関わる無線アプリケーションのアプリケーション種別を特定する。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、図６に示すように、特定したアプリケーション種別がリアルタイム性への要求が高い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションを表し（アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が高いことを表し）、かつ当該端末情報が含む遅延時間が所定の許容遅延時間より短い場合、端末ＰＳ１に予め設定されたハンドオーバ閾値を下げるとともに、端末ＰＳ１への無線パケット通信による受信信号の再送を抑制する。ここで、受信信号の再送を抑制とは、受信信号の再送回数を減らしたり、受信信号を再送する間隔を長くしたりすることを言う。

すなわち、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、音声通話や画像データのストリーミングなどリアルタイム通信への要求が高い無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションにより端末ＰＳ１が無線パケット通信を行っている場合、端末ＰＳ１の無線パケット通信のエラーレートが高くなったとしても、ハンドオーバが頻発して音声や画像の途切れが防止されていれば、リアルタイム性への要求には応えることができる。そのため、受信信号の再送を抑制して、当該受信信号の再送によるネットワークへの負荷を軽減する。

このように、第１の実施形態の通信制御システムが有する制御装置Ｓによれば、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションのアプリケーション種別とに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することにより、リアルタイム性への要求が高い無線通信アプリケーションが無線パケット通信に関わっている場合には、ハンドオーバが頻発することを防止することできるので、無線パケット通信のリアルタイム性を維持することができ、リアルタイム性への要求が低い無線通信アプリケーションが無線パケット通信に関わっている場合には、パケットロスを軽減することができるので、無線パケット通信により送受信されるデータの正確性を向上させることができる。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションのアプリケーション種別と、当該アプリケーション種別が表す無線通信アプリケーションに対応する許容パケットロス率とに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することも可能である。

例えば、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が低いことを表し、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートが所定の許容エラーレートより低く、かつ当該無線通信アプリケーションに対応する許容パケットロス率が高い場合、変更前のハンドオーバ閾値を基準としてハンドオーバ閾値を下げる割合を増やす。一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が低いことを表し、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートが所定の許容エラーレートより低く、かつ当該無線通信アプリケーションに対応する許容パケットロス率が低い場合、変更前のハンドオーバ閾値を基準としてハンドオーバ閾値を下げる割合を減らす。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求が高いことを表し、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信の遅延時間が所定の許容遅延時間より短く、かつ当該無線通信アプリケーションに対応する許容パケットロス率が高い場合、変更前のハンドオーバ閾値を基準としてハンドオーバ閾値を下げる割合を増やす。一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、アプリケーション種別がリアルタイム通信への要求がことを表し、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信の遅延時間が所定の許容遅延時間より短く、かつ当該無線通信アプリケーションに対応する許容パケットロス率が低い場合、変更前のハンドオーバ閾値を基準としてハンドオーバ閾値を下げる割合を減らす。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションのアプリケーション種別と、無線パケット通信により端末ＰＳが受信する受信信号のコーデックに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することも可能である。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末ＰＳから基地局ＢＳに通知された端末情報を用いて、当該端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションのアプリケーション種別を特定しているが、これに限定するものではない。例えば、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、ＱＣＩ（QoS Class Identifier）を用いて、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信に関わる無線通信アプリケーションのアプリケーション種別を特定しても良い。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、無線通信アプリケーションのアプリケーション種別を、当該アプリケーション種別が表す無線通信アプリケーションが関わる無線パケット通信に保証する保証ビットレートに基づいてグルーピングする。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、グルーピングしたグループのうち、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が属するグループに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することも可能である。

例えば、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が保証ビットレートが低いグループに属しかつ端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートが所定の許容エラーレートより低い場合、ハンドオーバ閾値を下げて端末ＰＳをハンドオーバし難くして、端末ＰＳが無線パケット通信のエラーレートの高い基地局ＢＳにハンドオーバすることを防止する。一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が保証ビットレートが高いグループに属しかつ端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信の遅延時間が所定の許容遅延時間より短い場合、ハンドオーバ閾値を下げて端末ＰＳをハンドオーバし難くして、端末ＰＳが無線パケット通信の遅延時間が長い基地局ＢＳにハンドオーバすることを防止する。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、無線通信アプリケーションのアプリケーション種別を、当該アプリケーション種別が表す無線通信アプリケーションに対応する所定の許容遅延時間に基づいてグルーピングする。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、グルーピングしたグループのうち、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が属するグループに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することも可能である。

例えば、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が所定の許容遅延時間が長いグループに属しかつ端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートが所定の許容エラーレートより低い場合、ハンドオーバ閾値を下げて端末ＰＳをハンドオーバし難くして、端末ＰＳが無線パケット通信のエラーレートの低い基地局ＢＳにハンドオーバすることを防止する。一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が所定の許容遅延時間が短いグループに属しかつ端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信の遅延時間が所定の許容遅延時間より短い場合、ハンドオーバ閾値を下げて端末ＰＳをハンドオーバし難くして、端末ＰＳが無線パケット通信の遅延時間が長い基地局ＢＳにハンドオーバすることを防止する。

また、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、無線通信アプリケーションのアプリケーション種別を、当該アプリケーション種別が表す無線通信アプリケーションに対応する所定の許容パケットロス率に基づいてグルーピングする。そして、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、グルーピングしたグループのうち、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が属するグループに基づいて、ハンドオーバ閾値を変更することも可能である。

例えば、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が所定の許容パケットロス率が低いグループに属しかつ端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信のエラーレートが所定の許容エラーレートより低い場合、ハンドオーバ閾値を下げて端末ＰＳをハンドオーバし難くして、端末ＰＳが無線パケット通信のエラーレートの低い基地局ＢＳにハンドオーバすることを防止する。一方、ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報またはＱＣＩを用いて特定されるアプリケーション種別が所定の許容パケットロス率が高いグループに属しかつ端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信の遅延時間が所定の許容遅延時間より短い場合、ハンドオーバ閾値を下げて端末ＰＳをハンドオーバし難くして、端末ＰＳが無線パケット通信の遅延時間が長い基地局ＢＳにハンドオーバすることを防止する。

（第２の実施形態）
本実施形態は、通信制御システムが有する基地局のうちいずれかの基地局（以下、代表基地局と言う）が、各端末のハンドオーバ閾値を変更する例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。

図７は、第２の実施形態にかかる通信制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる通信制御システムは、図７に示すように、端末ＰＳと無線パケット通信を行う基地局ＢＳを切り替えるハンドオーバを制御する代表基地局ＢＳＲを有する点において第１の実施形態にかかる通信制御システム（図１等参照）と異なる。すなわち、本実施形態では、通信制御システムが有する基地局ＢＳのいずれかの基地局ＢＳが、第１の実施形態にかかる制御装置Ｓの機能を有する代表基地局ＢＳＲとして機能する。具体的には、通信制御システムが有する基地局ＢＳのうち処理能力が高いＣＰＵや記憶容量の大きいメモリを有する基地局ＢＳを代表基地局ＢＳＲとする。以下の説明では、基地局ＢＳと代表基地局ＢＳＲとを区別する必要がない場合には、単に基地局ＢＳと記載する。

図８は、第２の実施形態にかかる通信制御システムを構成する各部の概要構成を説明するための図である。本実施形態では、代表基地局ＢＳＲには、無線通信部２１１、端末情報集約部２１２、端末情報通知部２１３およびハンドオーバ閾値保持部２１４に加えて、第１の実施形態にかかる制御装置Ｓが有する基地局制御部２２２、ハンドオーバ閾値算出部２２３、ハンドオーバ閾値設定部２２４、エリア判定部２２５、エラー率管理部２２６および端末使用アプリケーション管理部２２７を有している。

次に、図９を用いて、本実施形態にかかる通信制御システムにおいてハンドオーバ閾値を変更する処理について説明する。図９は、第２の実施形態にかかる通信制御システムにおけるハンドオーバ閾値の変更処理の流れを示すシーケンス図である。

本実施形態では、代表基地局ＢＳＲのハンドオーバ閾値設定部２２４は、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信が開始されると、端末ＰＳと基地局ＢＳとの無線パケット通信が開始されてから最初に基地局ＢＳから通知された端末情報が含むアプリケーション種別に基づいて、無線通信アプリケーションを特定する。そして、ハンドオーバ閾値設定部２２４は、特定した無線通信アプリケーションに対応する所定のハンドオーバ閾値を基地局ＢＳに設定するものとする。

基地局ＢＳの端末情報集約部２１２は、無線パケット通信を行っている端末ＰＳから通知された端末情報を受信するとともに、受信した端末情報を記憶する（ステップＳ３０２）。そして、端末情報通知部２１３は、受信した端末情報を、定期的に代表基地局ＢＳＲに通知する（ステップＳ３０３）。

代表基地局ＢＳＲの端末情報集約部２１２は、基地局ＢＳから通知された端末情報を受信するとともに、受信した端末情報によって、端末使用アプリケーション管理部２２７に端末ＰＳ毎に記憶された端末情報を更新する（ステップＳ３０４）。さらに、端末情報集約部２１２は、受信した端末情報を、ハンドオーバ閾値算出部２２３に通知する（ステップＳ３０５）。

ハンドオーバ閾値算出部２２３は、端末情報集約部２１２から通知された端末情報が含む無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、当該通知された端末情報が含むアプリケーション種別とに基づいて、ハンドオーバ閾値を算出し（ステップＳ３０６）、その算出結果をハンドオーバ閾値設定部２２４に通知する（ステップＳ３０７）。そして、ハンドオーバ閾値設定部２２４は、ハンドオーバ閾値算出部２２３から通知されたハンドオーバ閾値を基地局ＢＳに通知することによって、基地局ＢＳのハンドオーバ閾値保持部２１４に記憶されるハンドオーバ閾値を変更する（ステップＳ３０８）。ハンドオーバ閾値設定部２２４によるハンドオーバ閾値の具体的な変更方法は、第１の実施形態にかかる制御装置Ｓのハンドオーバ閾値算出部２２３と同様であるため説明を省略する。

このように、第２の実施形態の通信制御システムによれば、当該通信制御システムが有する基地局ＢＳのうちいずれかの基地局ＢＳを代表基地局ＢＳＲとし、当該代表基地局ＢＳＲが各端末ＰＳのハンドオーバ閾値を変更することによっても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

以上説明したとおり、第１，２の実施形態によれば、リアルタイム通信への要求が高い無線通信アプリケーションが無線パケット通信に関わっている場合には、無線パケット通信のリアルタイム性を維持することができ、リアルタイム通信への要求が低い無線通信アプリケーションが無線パケット通信に関わっている場合には、無線パケット通信により送受信されるデータの正確性を向上させることができる。

本実施形態の端末ＰＳ、基地局ＢＳ（代表基地局ＢＳＲを含む）、制御装置Ｓは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、を備えている。

そして、本実施形態の端末ＰＳ、基地局ＢＳ、制御装置Ｓで実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の端末ＰＳ、基地局ＢＳ、制御装置Ｓで実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の端末ＰＳ、基地局ＢＳ、制御装置Ｓで実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施形態の端末ＰＳで実行されるプログラムは、上述した各部（無線通信部２０１、端末情報取得部２０２、端末情報通知部２０３）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、無線通信部２０１、端末情報取得部２０２、端末情報通知部２０３が主記憶装置上に生成されるようになっている。

また、本実施形態の基地局ＢＳで実行されるプログラムは、上述した各部（無線通信部２１１、端末情報集約部２１２、端末情報通知部２１３）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、無線通信部２１１、端末情報集約部２１２、端末情報通知部２１３が主記憶装置上に生成されるようになっている。

また、本実施形態の制御装置Ｓ（または代表基地局ＢＳＲ）で実行されるプログラムは、上述した各部（端末情報集約部２１２，２２１、基地局制御部２２２、ハンドオーバ閾値算出部２２３、ハンドオーバ閾値設定部２２４、およびエリア判定部２２５）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、端末情報集約部２１２，２２１、基地局制御部２２２、ハンドオーバ閾値算出部２２３、ハンドオーバ閾値設定部２２４、およびエリア判定部２２５が主記憶装置上に生成されるようになっている。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２０１，２１１無線通信部
２０２端末情報取得部
２０３端末情報通知部
２０４端末情報保持部
２１２，２２１端末情報集約部
２１３端末情報通知部
２１４ハンドオーバ閾値保持部
２２２基地局制御部
２２３ハンドオーバ閾値算出部
２２４ハンドオーバ閾値設定部
２２７端末使用アプリケーション管理部
ＰＳ端末
ＢＳ基地局
ＢＳＲ代表基地局
Ｓ制御装置
ＮＷ１ローカルネットワーク
ＮＷ２コアネットワーク
ＧＷゲートウェイ

Claims

情報処理端末が基地局から無線パケット通信により受信する受信信号の受信電力がハンドオーバを行うために予め設定された閾値を下回った場合に、前記情報処理端末と無線パケット通信する前記基地局を切り替えるハンドオーバ処理を行うハンドオーバ部と、
前記情報処理端末と前記基地局との無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、前記情報処理端末が実行する無線パケット通信に関わるアプリケーションの種別とに基づいて前記閾値を変更する機能と、当該機能とは別個に実行され、前記情報処理端末に予め設定された優先度に基づいて前記閾値を変更する機能と、有するハンドオーバ閾値算出部と、
を備えた通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、前記アプリケーションの種別がリアルタイム通信の要求が低いことを表しかつ当該アプリケーションが関わる無線パケット通信の前記エラーレートが所定の許容エラーレートより低い場合、前記閾値を下げる請求項１に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、前記アプリケーションの種別が表す前記アプリケーションに対応する許容パケットロス率に基づいて、前記閾値を変更する請求項１または２に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、前記アプリケーションの種別を、当該種別の前記アプリケーションが関わる無線パケット通信に保証するビットレートに基づいてグルーピングするとともに、前記アプリケーションの種別が属するグループに基づいて、前記閾値を変更する請求項１から３のいずれか一に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、前記アプリケーションの種別を、当該種別の前記アプリケーションに対応する所定の許容遅延時間に基づいてグルーピングし、前記アプリケーションの種別が属するグループに基づいて、前記閾値を変更する請求項１から３のいずれか一に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、前記アプリケーションの種別を、当該種別の前記アプリケーションに対応する所定の許容パケットロス率に基づいてグルーピングし、前記アプリケーションの種別が属するグループに基づいて、前記閾値を変更する請求項１から３のいずれか一に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、前記受信信号のコーデックに基づいて、前記閾値を変更する請求項１から６のいずれか一に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、ＱＣＩ（QoS Class Identifier）を用いて、前記アプリケーションの種別を特定する請求項１から７のいずれか一に記載の通信制御装置。
前記ハンドオーバ閾値算出部は、
前記アプリケーションの種別、および、前記エラーレートおよび前記遅延時間のうち前記遅延時間に基づいて前記閾値を変更する場合において、前記アプリケーションの種別がリアルタイム通信の要求が高いことを表しかつ当該アプリケーションに関わる無線パケット通信の前記遅延時間が所定の許容遅延時間より短い場合、前記閾値を下げるとともに、前記受信信号の再送を抑制し、
前記優先度に基づいて前記閾値を変更する場合において、前記情報処理端末の優先度が、当該情報処理端末がハンドオーバ可能な前記基地局のセル内に存在する他の情報処理端末の優先度よりも低い場合に前記閾値を下げる、
請求項１に記載の通信制御装置。
通信制御装置で実行される通信制御方法であって、
情報処理端末が基地局から無線パケット通信により受信する受信信号の受信電力がハンドオーバを行うために予め設定された閾値を下回った場合に、前記情報処理端末と無線パケット通信する前記基地局を切り替えるハンドオーバ処理を行う過程と、
前記情報処理端末と前記基地局との無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、前記情報処理端末が実行する無線パケット通信に関わるアプリケーションの種別とに基づいて前記閾値を変更する過程と、当該過程とは別個に実行され、前記情報処理端末に予め設定された優先度に基づいて前記閾値を変更する過程と、有する過程と、
を含む通信制御方法。
コンピュータを、
情報処理端末が基地局から無線パケット通信により受信する受信信号の受信電力がハンドオーバを行うために予め設定された閾値を下回った場合に、前記情報処理端末と無線パケット通信する前記基地局を切り替えるハンドオーバ処理を行うハンドオーバ部と、
前記情報処理端末と前記基地局との無線パケット通信のエラーレートおよび遅延時間の少なくともいずれか一方と、前記情報処理端末が実行する無線パケット通信に関わるアプリケーションの種別とに基づいて前記閾値を変更する機能と、当該機能とは別個に実行され、前記情報処理端末に予め設定された優先度に基づいて前記閾値を変更する機能と、を有するハンドオーバ閾値算出部と、
として機能させるためのプログラム。