JPWO2008117346A1 - 基地局、移動局、通信システム及びそのリオーダリング方法 - Google Patents

基地局、移動局、通信システム及びそのリオーダリング方法 Download PDF

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Abstract

順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直すリオーダリング方法である。移動元基地局が上位局より受信したパケットのうち移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送し、該移動先基地局より該パケットを移動局に送信する場合、ハンドオーバシーケンス実行時にパケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信し、パケットを移動先基地局へ転送せずに消去した場合、ハンドオーバシーケンス実行時にパケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信する。移動局において、パケットの引継ぎの有無に基づいて、受信パケットのリオーダリングを実行し、あるいは受信パケットのリオーダリングを省略する。

Description

本発明は基地局、移動局、通信システム及びそのリオーダリング方法に係わり、特に、順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す基地局、移動局、通信システム及びそのリオーダリング方法に関する。
携帯電話などの移動通信システムは、現在はCDMA方式による第三世代方式がサービスを開始しているが、より高速な通信が可能となる次世代移動通信システム（LTE：Long Term
Evolution）の検討が3GPP（3rd Generation Partnership Project）で進められている（非特許文献１）。そこでは、伝送レートの高速化に加えて、伝送遅延の削減が大きな課題となっている。
伝送レートを高速化し、伝送遅延を削減するために、LTE通信システムではハンドオーバの方法が従来のシステムと比較して高度化する工夫がなされている。移動体通信において、移動局が通信中に移動する際、受信状態に応じて通信する基地局の切り替え（ハンドオーバ）が生じる。このため、ハンドオーバを高度化することは、高速／低遅延通信には必要不可欠である。LTE通信システムにおいて、パケット交換システムが基本となるため、ハンドオーバはハードハンドオーバとなる。ハードハンドオーバにおいては、移動局が移動前に通信を行なっていた基地局との回線接続が切れた後、移動局と移動先基地局との回線がつながる。ハードハンドオーバは、ハンドオーバを行なう直前に移動先基地局のシステム情報を入手することにより、短時間にハンドオーバを行なうことが可能であるが、ハンドオーバ中はユーザデータの伝送中断状態が生じ。
したがって、伝送遅延を減少させるためには、伝送中断状態を短縮することと、伝送中断中にパケットの欠落を防止することが重要である。もし、伝送中断中にパケットの欠落が生じた場合、欠落したパケットは、エンドツーエンドにおけるパケット再送によってリカバーされるため、伝送遅延が大きくなる。
そこでLTE通信システムにおけるハンドオーバでは、図２のように、移動元基地局から移動先基地局に、該移動局宛の制御情報とパケットを含むデータのうち、少なくともパケットは移動元基地局に転送することによって引き継ぐ、という方法が仕様化されている（非特許文献２）。ただし、実際にデータの引き継ぎを行うか否かは例えば実装依存である。
図１９はハンドオーバ時の引継ぎ説明図である。図１９（A）において、２つの基地局1a,1bが上位局（例えばアクセスゲートウェイ）２に接続されている。移動局４は基地局1aのセル3a内に存在し、現在基地局1aと通信中である。かかる状態において、図１９（B）に示すように移動局４が基地局1bの方向に移動してセル3b内に進入するとハンドオーバが実行され、移動局の通信基地局が基地局１aから基地局１ｂに切り替わる。なお、ハンドオーバ前に通信中の基地局を移動元基地局（ソース基地局）、ハンドオーバ後に通信する基地局を移動先基地局（ターゲット基地局）という。
移動元基地局１aは、上位局２より受信したパケットを内蔵のバッファに保存し、該バファーに保存されたパケットを順次移動局４へ送信する。このため、ハンドオーバ発生時、移動局へ送信されずにバッファに蓄積されるパケットが存在する。図１９（B）では、ハンドオーバ前に受信して移動局へ送られずにバッファにパケットn-2〜nが蓄積されており、これらパケットをハンドオーバ後に移動先基地局１ｂから移動局４へ送信する必要がある。このため、ハンドオーバシーケンス実行時に、移動元基地局１aはパケットn-2〜nを移動先基地局１ｂに転送している（フォワーディング）。このフォワーディングの方法
を用いることにより、ハンドオーバの直後に移動先基地局１ｂが該パケットを移動局４に送信するため、パケットの途切れは生じない。このため、エンドツーエンドでパケット再送は生じず、高速なハンドオーバを実行することが可能となる。なお、上記のn-2〜nはパケットの順番を示す番号（シーケンス番号）である。
図２０はLTE通信システムのハンドオーバ説明図、図２１はLTE通信システムにおいて現在想定されているハンドオーバ手順説明図である。
移動局4は移動元基地局1にMeasurement ReportによりハンドオーバHOが必要であることを通知する (１．測定制御)。
移動元基地局1はMeasurement Reportの内容によりターゲット基地局1bを決定し(2.HO決定)、該移動先基地局1bにハンドオーバ要求を送信する (3.HO要求)。HOはHandover(ハンドオーバ)を意味する。その際、移動元基地局１aは移動局の情報（移動局IDやQoS（Quality of Service）情報など）なども送信する。移動先基地局1bは、それらの情報を基に呼受付制御を行う（４．呼受付制御）。
移動先基地局１ｂが移動局の受け入れを許可すると、ハンドオーバ応答を移動元基地局に返信する（５．HO応答）。続いて6. 移動元基地局１aは移動局４にハンドオーバ指示を行い（６．HO指示）、その前後でデータ（パケット）の引き継ぎを開始する（パケット転送：フォワーディング）。
ハンドオーバ指示を受信した移動局４は移動先基地局1bとL1/2シグナリングにより同期を確保し（７．同期確保）、同期を確保するとハンドオーバ完了の報告を移動先基地局1aに送信する(８．HO完了)。
これにより、移動先基地局1bは、ハンドオーバ完了の報告を上位局2に送信する(9.HO完了)。上位局２は、ハンドオーバ完了の報告を受信すると、パケットの伝送経路を移動元基地局1aから移動先基地局1bに切り替え(10.経路切替)、HO完了応答を移動先基地局1bに返信する（11．HO完了応答）。移動先基地局1bはHO完了応答によりハンドオーバHOが完了したことを移動元基地局1a に通知する(12．リソース解放)。この後、移動元基地局1aと上位局２間のパスが削除される（13.リソース解放）。
上記のハンドオーバシーケンス実行中に、パケット転送（フォワーディング）が生じると、移動先基地局１ｂにおいて該転送されたパケットが上位局２から流入するパケットにより飛び越され、シーケンス番号が乱れる可能性がある。移動先基地局1bが、シーケンス番号が乱れたまま移動局4にパケットを転送すると、移動局では正しい順番でパケットが受信できないため、通信品質が劣化し、結果的にハンドオーバ前後で高品質な通信が実現できない。
そこでLTE通信システムでは、基地局と移動局において、次のような方法でパケットの順序整合性を保つ。図２２はかかるパケットの順序整合の説明図であり、移動先基地局１ｂは、移動元基地局１aより転送されてくるパケットを上位局より受信したパケットより優先的に伝送することにより、パケットの順序整合性を保つ。すなわち、ハンドオーバ前に移動元基地局1aにパケットn-5〜nが蓄積されており、その後ハンドオーバが生じたため、パケットn-5〜n−3が移動先基地局1bに転送されてバッファBFに格納されている。また、移動先基地局1bのバッファBFには上位局から受信したパケットn+1、n+2が格納されている。
移動先基地局１ｂは、転送されてきたパケットn-5〜n-3と、上位局から流入するパケットn+1〜n+2をバッファに格納しているが、まず、移動元基地局1aより転送されてきたパケットn-5〜n-3を先に移動局へ送信する。しかる後、移動元基地局1aよりのパケットn-2〜nの転送が遅れている場合には、パケットn+1〜n+2を移動局へ送信する。移動局４は、受信したパケットをシーケンス番号順に並べ替える処理（リオーダリング）を実行する。
図２３は移動局のリオーダリング処理説明図である。移動局４は図２２においてパケットn-5〜n-3をシーケンス番号順に受信したため、順番に上位層に渡す。しかし、パケット
n+1〜n+2を受信した時点では、まだパケットn-2〜パケットnが到着していない。このため、これら到着していないパケットを受信するまでパケットn+1〜n+2をバッファBF1に蓄積し、上位層には渡さない。そして、パケットn-2〜パケットnを受信すれば、これらのパケット、ついで、パケットn+1〜n+2を順番に上位層に渡す。なお、上記のパケットの待ち時間には通常上限を設置し、例えば、移動局のタイマで計時する方法などがある。
以上のように、LTE通信システムにおけるハンドオーバでは、パケット転送（フォワーディング）とパケットのリオーダリング処理が必須の技術となる。ここで、これらの機能の関係について、より詳細に説明する。
図２４は、移動局とネットワーク間のプロトコル構成を示す説明図である。移動局とネットワーク間には、少なくともPDCP（Packet Data Convergence Layer）レイヤ、RLC（Radio Link Control）レイヤ、および下位レイヤ(MACレイヤ/物理レイヤMAC/PHY)が設置される。移動局にはこれらのレイヤは全て実装されるが、ネットワーク側では全レイヤが同じ局に実装されるとは限らない。図２５では、上位局であるaGW 2にPDCPレイヤが実装され、基地局１にRLCレイヤと下位レイヤが実装された例が示されている。なお、基地局１にPDCPレイヤ、RLCレイヤ、下位レイヤを全て実装し、aGW 2にパケットルーチング機能やシーケンス番号付加機能など単純な機能だけを持たせるようにシステムを構成することもできる。
図２５の例では、移動局4と上位局であるaGW 2間ではPDCP レイヤでのデータ送受が行なわれ、ユーザ端末4と基地局1 間ではRLCレイヤでのデータ送受が行なわれる。
すなわち、移動局宛のデータは、まずupper layer (例えばIPレイヤ）からPDCPレイヤに流入しPDCP SDU（Service Data Unit）となり、さらにヘッダ情報（PDCPレイヤのシーケンス番号など）が付加されてPDCP PDU（Protocol Data Unit）となる。
PDCP PDUはRLCレイヤに回送されRLC SDUとなり、さらにヘッダ情報（RLCレイヤのシーケンス番号など）が付加されてRLC PDUとなる。RLC PDUが下位レイヤの処理を経て移動局のRLCレイヤに到着する。このRLCレイヤにおいて、ヘッダが除去されRLC SDUが再構築され、さらにPDCPレイヤではPDCP PDUのヘッダが除去されてPDCP SDUとなり、上位層に回送される。
このようなプロトコル構成において、LTE通信システムでは、パケット転送はRLC SDU単位で、あるいはPDCP SDU単位で実施され、リオーダリングはPDCP PDU単位で実施される。なお、RLC SDUとPDCP PDUは実質的には同じデータであるため、本明細書では、特に断らない限りこれらは単にパケットと呼び、該パケットの番号を記述している場合、該番号はPDCP PDUのシーケンス番号を指すものとする。
図２６はハンドオーバ時の移動元基地局装置の動作フローチャートである。
移動元基地局1aはユーザ端末4よりMeasurement Reportにより受信電界強度など受信すれば（ステップ１０１）、ハンドオーバHOが必要であるか否かを判断し（ステップ１０２）、ハンドオーバ不要であればはじめに戻る。
しかし、ハンドオーバが必要であると決定すれば、移動元基地局1a はMeasurement Reportの内容により移動先基地局1bを決定し、該移動先基地局1bにハンドオーバ要求を送信する (ステップ１０３)。
しかる後、移動先基地局1bより送信されるハンドオーバ応答を受信し（ステップ１０４）、データ引継ぎを実行するか判断する（ステップ１０５）。移動局に送信せずにバッファに残留したパケットの引継ぎを行わない場合には、移動局へHO指示すると共に、該パケットの消去を行う（ステップ１０６）。一方、移動局に送信せずにバッファに残留したパケットの引継ぎを行う場合には、移動局へHO指示すると共に、該パケットのフォワーディングを行う（ステップ１０７）。なお、VoIP呼のパケットのようにリアルタイム性の高いサービスのパケットは引継ぎせずに廃棄する。廃棄した方が、遅延なく音声を送信、受信できるためである。一方、QoSの高いサービスのパケットは引継ぎする。
以後、移動先基地局1bから送られてくるリソース解放メッセージを受信し（ステップ１０８）、リソース解放を実行する（ステップ１０９）。
図２７はハンドオーバ時の移動先基地局のフローチャートである。
移動先基地局１bは移動元基地局１aよりHO要求（移動局IDやQoS情報などを含む）を受信すると（ステップ１２１）、それらの情報を基に呼受付制御を行い、移動局の受け入れを許可するか判断する（ステップ１２２）。許可しなければ後処理を行って（ステップ１３０）、ハンドオーバ制御を終了する。
一方、移動局の受け入れを許可する場合には、移動元基地局１aへHO応答を返信する（ステップ１２３）。続いて、移動先基地局１bは 移動元基地局１aから転送されてくるパケットをバッファに蓄積し（ステップ１２４）、また、移動局４からHO完了の報告を受信する（ステップ１２５)。HO完了の報告を受信すれば、移動先基地局1bは、HO完了の報告を上位局2に送信する(ステップ１２６)。上位局２は、ハンドオーバ完了の報告を受信すると、パケットの伝送経路を移動元基地局1aから移動先基地局1bに切り替え、HO完了応答を移動先基地局1bに返信する。移動先基地局１bは上位局２よりHO完了応答を受信すれば、移動先基地局１bからフォワーディングされているパケットから優先的に移動局へ送信を開始し、該パケットを送信後、上位局２より受信したパケットの移動局への送信を開始する（スケジューリング：ステップ１２７）。また、ステップ１２８と並行して移動先基地局１bはリソース解放を移動元基地局1a に送信し(ステップ１２９)、後処理を行って（ステップ１３０）、ハンドオーバ制御を終了する。
図２８はハンドオーバ時の移動局のフローチャートである。
移動局4の測定部は受信電界強度などをMeasurement Reportにより移動元基地局に通知する（ステップ１５１）。以後、移動元基地局１a からHO指示を待ち、HO指示を受信すれば（ステップ１５２）、移動先基地局1bとL1/L2シグナリングにより同期を確保し（ステップ１５３）、同期を確保するとハンドオーバ完了の報告を移動先基地局１１bに送信し(ステップ１５４)、以後、移動局は移動先基地局1bからパケットを受信すればリオーダリング処理を実行する（ステップ１５５〜１６０）。
すなわち、移動局の制御部は移動先基地局1bから下位レイヤパケットを受信するとRLC SDUを構築し、該RLC SDUをリオーダ部に渡す（ステップ１５５）。リオーダ部はシーケンス番号の抜けがあるかチェックし（ステップ１５６）、抜けがなく、シーケンス番号が連続していれば、該RLC SDUをPDCP SDUとして上位層に渡す（ステップ１６０）。一方、シーケンス番号に抜けがあれば制御部はリオーダ部にPDCP PDUを保持するよう指示する。これにより、リオーダ部はPDCP PDUを保持すると共に（ステップ１５７）、シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信したかチェックする（ステップ１５８）。シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信すれば、該RLC SDUをPDCP SDUとして上位層に渡すと共に、保持しているPDCP PDUを上位層に渡す（ステップ１６０）。
また、ステップ１５８において、シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信しなければ、予め設定されている時間が経過したか監視し（ステップ１５９）、経過してなければステップ１５７以降の処理を繰り返し、経過すればシーケンス番号が不連続であっても、保持しているPDCP PDUを上位層に渡す（ステップ１６０）。
ところで、LTE通信システムにおいてハンドオーバに伴うパケット転送を実行する際には、次の課題がある。すなわち、ハンドオーバが実行されると、LTE通信システムでは前述のように、移動元基地局1aに残留する移動局のデータの引き継ぎを実行し、引き継ぎに伴いパケット転送(フォワーディング)が生じる。しかし、ハンドオーバ時にデータ引き継ぎを実行するか否かは、たとえば該フォワーディング機能が移動元基地局に実装されているかにより依存する。
したがって、例えば、移動元基地局1aはパケット転送(フォワーディング)を実行しなかったが、移動局４はそのことを通知されずにパケット転送が実行されたと間違って判断す
ることがあり、かかる場合、ハンドオーバ後に移動局のリオーダ管理部が、シーケンス番号が連続するパケットの到着を所定時間経過するまで無駄に待つことになる。したがって、通信遅延の増加やスループットの劣化が生じ、ハンドオーバ前後で高品質な通信品質を保てなくなる。
例えば、図２９に例を示す。ハンドオーバの際、移動元基地局1aに残留するパケットはn-2〜nである。しかし、これらのパケットを移動先基地局1bにフォワーディングしなかった場合、移動局４は移動先基地局1bからパケットn+1を受信後、送られてくることがないパケットn-2〜nの到着を所定時間無駄に待つことになる。この結果、通信遅延が発生し、システム全体のスループットを低下する問題が生じる。
第１従来技術として、断片化されたパケットから断片化前のパケットを復元し、パケット到着順序の逆転を元に戻す、リアセンブルおよびリオーダリング装置がある（特許文献１）。しかし、この従来技術は、GPRS（General Packet Radio Service）のGTP（GPRS Tunneling Protocol）トンネル内で断片化されたパケットから断片化前のパケットを復元し、断片化およびリアセンブルによって生じたパケット到着順序の逆転を元に戻すリアセンブルおよびリオーダリング装置に関するものである。
また、第２従来技術として、高速パケット通信中の基地局間ハンドオーバ時にデータロスのない高速パケットデータ転送を実現するために移動通信システムがある（特許文献２参照）。この移動通信システムおいて、基地局と移動局との間で高速パケット通信中に移動局による基地局間ハンドオーバの発生時にハンドオーバ元の基地局からハンドオーバ先の基地局へパケットデータを転送させる（フォワーディング）。
しかし、第１、第２従来技術は共に、移動先基地局から受信したパケットのリオーダリングによる通信遅延の増加やスループットの劣化を低減するものではない。
以上から本発明の目的は、ハンドオーバ制御実行時に移動元基地局に残留するパケットを移動先基地局にフォワーディングしない場合（引継不実行）、シーケンス番号が不連続であっても移動局がリオーダリングをしないようにすることである。
本発明の別の目的は、ハンドオーバ制御実行時に移動元基地局に残留するパケットを移動先基地局にフォワーディングした場合（引継実行）、移動局がリオーダリングをするようにすることである。
特開2004−135076号公報 特開2004−282652号公報 3GPP, "Requirements for Evolved UTRA(E-UTRA) and Evolved UTRAN(E-UTRAN)," TR25.913 V7.3.0, Release 7, March 2006. 3GPP, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN)," TS36.300, Release 8, V0.4.0, January 2007
・リオーダリング方法
本発明の第１の態様は順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直すリオーダリング方法である。このリオーダリング方法は、移動元基地局が上位局より受信したパケットのうち移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送し、該移動先基地局より該パケットを移動局に送信する場合、ハンドオーバシーケンス実行時にパケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信する第１ステップ、前記パケットを移動先基地局へ転送しない場合、ハンドオーバシーケンス実行時にパケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信する第２ステップ、移動局において、前記パケットの引継ぎの有無に基づいて、受信パケットのリオーダリングを実行し、あるいは受信パケットのリオーダリングをしない第３ステップを有している。
上記本発明の第３ステップにおいて、所定時間受信パケットのリオーダリング処理を実行しても連続する番号のパケットを受信しない場合には、リオーダリング処理を終了する。
上記本発明のリオーダリング方法は、更に、前記ハンドオーバシーケンス実行時に移動先基地局から受信する該移動先基地局の通信状態情報を参照することにより、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定するステップを有している。
上記本発明のリオーダリング方法は、更に、サービスの種類に基づいて、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定するステップを有している。
パケットの順番を示す番号を基地局において付加する場合には、前記移動元基地局より移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ転送する際、該パケットに付加する前記番号を該移動先基地局へ通知する。
・通信システム
本発明の第２の態様は、順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す通信システムである。この通信システムは、（１）上位局より受信したパケットを保存するバファー、該バファーに保存されたパケットを移動局へ送信するパケット送信部、ハンドオーバシーケンス実行時に移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送する場合、パケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信し、前記パケットを移動先基地局へ転送しない場合、パケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信する制御部を備えた移動元基地局、（２）ハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信したパケット及び上位局より受信したパケットを保存するバファー、移動元基地局より受信したパケットを優先的に移動局へ送信するよう制御する制御部、パケットを移動局へ送信する送信部を備えた移動先基地局、（３）基地局より受信したパケットを保存するバファー、前記移動元基地局より受信した引継ぎの有無を示すデータに基づいて、受信パケットのリオーダリングを実行し、あるいは受信パケットのリオーダリングをしない制御部を有する移動局を備えている。
前記移動元基地局の制御部は、前記ハンドオーバシーケンス実行時に移動先基地局から受信する該移動先基地局の通信状態情報を参照することにより、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定する。
前記移動元基地局の制御部は、サービスの種類に基づいて、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定する。
・基地局
本発明の第３の態様は、順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す通信システムにおける基地局であり、上位局より受信したパケットおよびハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信したパケットを保存するバファー、該バファーに保存されたパケットを移動局へ送信するパケット送信部、ハンドオーバシーケンス実行時に移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送するか、転送しないかを決定し、転送する場合には、パケットを移動先基地局へ転送すると共にパケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信し、転送しない場合、パケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信するハンドオーバ制御部、ハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信したパケットを上位局より受信したパケットより優先的に移動局へ送信する送信制御部備えている。
・移動局
本発明の第４の態様は、順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す通信システムにおける移動局であり、基地局より受信したパケットを保存するバファー、ハンドオーバシーケンス実行時に移動
元基地局より受信した引継ぎの有無を示すデータに基づいて、移動先基地局より受信するパケットのリオーダリングを実行するか、しないかを決定する制御部を備えている。前記制御部は、所定時間受信パケットのリオーダリング処理を実行しても連続する番号のパケットを受信しない場合には、リオーダリング処理を終了する。
第１実施例の説明図である。 通信状態情報を含むHO応答メッセージのフォーマット例である。 基地局の構成図である。 移動局の構成図である。 第１実施例における移動先基地局の動作フローチャートである。 HO指示メッセージのフォーマット例である。 第１実施例における移動元基地局のフローチャートである。 第１実施例の移動局の動作フローチャートである。 移動局のリオーダリング処理フローである。 第２実施例の説明図である。 第２実施例の移動元基地局の動作フローチャートである。 変形例の移動元基地局の動作フローチャートである。 変形例の移動局におけるリオーダリング処理フローである。 バッファ管理部がパケット転送機能を有しない簡易型構成になっている基地局の構成図である。 第３実施例の移動元基地局の動作フローチャートである。 零夜を意識したシステム構成図である。 第４実施例の説明図である。 第4実施例のハンドオーバ手順説明図である。 ハンドオーバ時の引継ぎ説明図である。 LTE通信システムのハンドオーバ説明図である。 LTE通信システムにおいて現在想定されているハンドオーバ手順説明図である。 パケットの順序整合の説明図である。 移動局のリオーダリング処理説明図である。 移動局とネットワーク間のプロトコル構成を示す説明図である。 上位局であるaGWにPDCPレイヤが実装され、基地局にRLCレイヤと下位レイヤが実装された場合の説明図である。 ハンドオーバ時の移動元基地局装置の動作フローチャートである。 ハンドオーバ時の移動先基地局のフローチャートである。 ハンドオーバ時の移動局のフローチャートである。 課題説明図である。
（A）本発明の原理
本発明では、以下２つの手続きを基地局および移動局が実行できるようにすることにより課題を解決する。
手続き１：ハンドオーバ時、移動元基地局または移動先基地局が、データ引き継ぎを実行したか否かという引き継ぎ実行情報を移動局に通知する。
手続き２：移動局は前記引き継ぎ実行情報を受信すると、データ引き継ぎが実行されたか否かを判断し、データ引き継ぎに伴うパケット転送が実行されなかった場合は、到着するパケットのリオーダは行わず、受信したパケットから即座に上位層に渡す。
従来方法では、基地局において、ハンドオーバの際の引き継ぎ実行情報を移動局に通知しなかった。このため、データ引き継ぎに伴うパケット転送（フォワーディング）が実行されなかった場合、移動局ではフォワーディングされなかったパケットについても、その到着を所定時間が経過するまで無駄に待つことにより、通信遅延の増加やスループットの劣化が発生するという課題があった。しかし、本発明方法における引き継ぎ実行情報を通知する手段を用いると、移動局は引き継ぎ実行情報を知ることができるため、引き継ぎされなかった場合はリオーダリングを停止することによって、無駄なパケットリオーダリングを行わなくてよい。よって、従来方法と比較して、ハンドオーバ前後の通信品質を高品質に保つことが可能となる。
（Ｂ）第1実施例
図１は第１実施例の説明図であり、移動元基地局11aは、ハンドオーバシーケンス実行時にパケット転送(フォワーディング)の可否を移動先基地局11bの通信状況によって判断し、フォワーディング実行情報（引き継ぎ実行情報）を移動局１４に通知する。
図１では、ハンドオーバシーケンス開始時、移動元基地局11aのバッファに移動局宛のパケットパケットn-2〜nが送信されずに蓄積されている。パケットn-2は伝送中であり、最大再送回数もしくは所定時間に達していない。また、パケットn-1〜nはバッファ部BFに蓄積中である。ハンドオーバシーケンス実行時、移動先基地局11ｂは、移動先基地局の通信状態情報をHO応答メッセージとともに移動先基地局11aに通知する。移動元基地局11aは、該通信状態情報を受信すると、移動先基地局の通信状態に応じてデータ引継ぎの実行可否を決定し、移動局14へのHO指示に際してデータ引継ぎの実行の有無を示す引継ぎ実行情報を付加する。
図２は通信状態情報を含むHO応答メッセージのフォーマット例を示す。該メッセージに
は、図２（a)に示すように、少なくとも識別子IDと通信状態情報CSTを含んでいる。識別子としては、少なくとも移動局が移動先基地局で使用する新しい識別子が含まれてもよい。また、該メッセージの宛先アドレスとして移動元基地局11aのアドレスが、該メッセージの送信元アドレスとして移動先基地局11ｂのアドレスが含まれる場合もある。該通信状態情報をXビットで表現した場合、定義できる状態数は2Xとなる。
通信状態情報CSTは、図２（b）に示すように、移動先基地局11bの輻輳度合に応じて輻輳度合情報を載せる。例えば、輻輳度合情報を2ビットで表現した場合、４つの輻輳度合（深刻な輻輳、重度な輻輳、軽度な輻輳、輻輳していない）が表現できる。一方、図２(c）のように、移動先基地局のメモリ残量を通知するためのバッファ状態情報を載せることができる。例えば、バッファ状態情報を10ビットで表現した場合、1024個の状態が表現できる。この数値をKbyteで表現すると、最大1024 Kbyteのメモリが、該移動局のために確保できたことを意味する。さらに、図２(d)のように、移動先基地局でのパケット転送機能実装情報を載せることができる。該転送機能実装情報とは、そもそもパケット転送機能を実装しているか否か、という情報である。例えば、複数の移動局が同時にハンドオーバを実行する場合、各移動局宛のパケットは、スケジューラによって転送のスケジューリングが実行されながら転送される。また、移動元基地局11aから移動先基地局11bにパケットを転送するためには、パケット転送のプロトコルが必要である。このような機能の実装有無について、1ビットで表現した場合、該実装情報の有無を通知することができる。
このような輻輳状態情報メッセージを移動元基地局11aが受信した後、データ引き継ぎの可否について判断する。例えば、移動先基地局11bから「軽度な輻輳」を通知された場合、データ引き継ぎを実行する。また、移動先基地局11bから「重度な輻輳」を通知された場合、データ引き継ぎは実行しない。一方、移動先基地局11bのメモリ残量が、全パケットを転送しても十分に収容できるメモリ残量であれば、データ引き継ぎを実行する。一方、移動先基地局11bのメモリ残量が「0 Kbyte」と通知された場合、データ引き継ぎは実行しない。さらに、移動先基地局11bがパケット転送機能を「実装している」と通知された場合、データ引き継ぎを実効する。また、パケット転送機能を「実装してない」と通知された場合、データ引き継ぎは実効しない。
図３は基地局の構成図であり、バッファ部２１、スケジューラ部２２、送受信部２３、制御部２４が示されている。
バッファ部２１は上位局から流入してくるパケットおよび、隣接基地局（移動元基地局）から転送されるパケットを蓄積するためのメモリである。本図では、物理的に２つのバッファを設置しているが、物理的に１つのメモリを設置して、ソフトウェア的に分割して利用するという装置構成をとることができる。スケジューラ部２２は、通信している複数の移動局の中から、無線伝送を行う移動局を選択し、バッファ部に蓄積している該当移動局のパケットを取り出し、送受信部２３に回送する。送受信部２３はスケジューラから伝送されてくるパケットの符号化、変調処理を行い、無線上で実際のデータ伝送を行う。また、移動局から送信される制御信号や各種データを受信、復調する。
制御部２４は、バッファ管理部２４a、HO制御部２４b、測定情報制御部２４cを備えている。バッファ管理部２４aはバッファ２１に蓄積されている各種パケットの管理を行う。ハンドオーバ時にデータ引き継ぎが実行されると、バッファ部２１に蓄積されている全てのパケットを移動先基地局に転送する。一方、ハンドオーバが生じてもデータ引き継ぎが実行されない場合、バッファ部２１に蓄積されている全てのパケットを消去するよう制御する。HO制御部２４bは図２１で説明したハンドオーバ制御実行し、測定制御部２４cは移動局から送信される様々な測定情報、例えば、移動局の無線品質CQI（Channel Quality
Information）などを収集するための制御部である。
図４は移動局の構成図であり、送受信部３１、バッファ部３２、スケジューラ部３２、リオーダ部３３、制御部３４が示されている。送受信部３１は基地局の送受信部とパケットや制御情報の送受信をおこなう。バッファ部３２は受信した下位層パケットからRLC PD
Uが構築できなかった場合、該RLC PDUが構築できるまで保持し、RLC PDUが構築できた場合、ヘッダを除去し、RLC SDUとしてリオーダ部３３に渡す。リオーダ部３３はPDCP PDUをシーケンス番号順に並べ替えて上位層に渡すための機能を有している。リオーダ部３３はPDCP PDUのシーケンス番号の抜けを検出した場合、シーケンス番号が連続するPDCP PDUを受信するまで、以降のPDCP PCUを内蔵のメモリに保持する。ただし、リオーダ部は該PDCP PDUが所定時間経過しても到着しない場合はリオーダリング処理を停止し、蓄積している全てのPDCP PDUを上位層に渡す。
制御部３４は測定制御部３４a、リオーダ管理部３４b、再送管理部３４cを備えている。測定制御部34aは、基地局に送信する様々な測定情報を測定する。例えば、移動局の無線品質CQI（Channel Quality Information）を計測する。リオーダ管理部３４bはリオーダ部３３を制御し、リオーダ部３３が保持しているPDCP PDUについて番号が抜けた場合、番号が連続するPDCP PDUの到着待ちをするよう指示する。また、該パケットの到着待ち時間が所定時間を経過すると、リオーダリングの停止をリオーダ部３３に指示すると共に、保持している全てのPDCP PDUのヘッダを除去し、PDCP SDUとして上位層に渡すよう指示し、新規PDCP PDUの受信ができる状態にする。再送管理部３４cは再送制御時、点線で示すルートで再送要求信号を送受信部３１を介して基地局に送信する。
図１においてフォワーディングを実施する場合、パケットn-2の伝送を中止し、パケットn-2〜nを移動先基地局11bに転送する。一方、パケットのフォワーディングを実行しない場合、パケットn-2の伝送を中止し、パケットn-2〜nをバッファ部から消去する。移動元基地局11aは、移動局14へのHO指示メッセージにデータ引継ぎ（フォワーディング）の実行の有無を示す引継ぎ実行情報を付加して送信する。
図５はかかる一連の動作を実行するための、移動先基地局１１bの動作フローチャートである。
図５において、移動先基地局１１bのハンドオーバ制御部２４ｂは移動元基地局１１aよりHO要求（移動局IDやQoS情報などを含む）を受信すると（ステップ２０１）、それらの情報を基に呼受付制御を行い、移動局の受け入れを許可するか判断する（ステップ２０２）。許可しなければ後処理を行って（ステップ２１１）、ハンドオーバ制御を終了する。
一方、ハンドオーバ制御部２４ｂは移動局の受け入れを許可する場合には、移動先基地局１１ｂの通信状態（輻輳状態あるいはバッファ使用状態あるいは機能実装状態）を判断し（ステップ２０３）、通信状態情報を含む図２で説明したHO要求応答メッセージを移動元基地局１aへ返信する（ステップ２０４）。続いて、移動先基地局１bは 移動元基地局１aから転送されてくるパケットをバッファに蓄積し（ステップ１２４）、以後、バッファ部２１は移動元基地局１1aからフォワーディングされてくるパケットを格納する。
かかる状態において、ハンドオーバ制御部２４ｂは、移動局４からHO完了の報告を受信すると（ステップ２０６)、HO完了の報告を上位局１２に送信する(ステップ２０７)。上位局２は、ハンドオーバ完了の報告を受信すると、パケットの伝送経路を移動元基地局１１aから移動先基地局１１bに切り替え、HO完了応答を移動先基地局１１bに返信する（ステップ２０８）。移動先基地局１１bのハンドオーバ制御部２４ｂは上位局１２よりHO完了応答を受信すれば、スケジュー２２にパケットの送信開始を指示する。これにより、スケジューラ２２は、フォワーディングされているパケットから優先的に移動局１４へ送信を開始し、該パケットを送信後、上位局１２より受信したパケットを移動局へ送信を開始する（スケジューリング：ステップ２０９）。また、ステップ２０９と並行してハンドオーバ制御部２４ｂはリソース解放を移動元基地局１１a に送信し(ステップ２１０)、後処理を行って（ステップ２１１）、ハンドオーバ制御を終了する。
移動元基地局11aは、前述のようにフォワーディングを実行したか否かについてHO指示メッセージで移動局１４に通知する。図6は HO指示メッセージのフォーマット例であり、該メッセージには、少なくとも識別子IDと引き継ぎ実行情報PHOが含まれる。識別子としては、少なくとも移動局が移動先基地局で使用する新しい識別子が含まれている。また、
該メッセージの宛先アドレスとして移動局１４のアドレスが、該メッセージの送信元アドレスとして移動元基地局１１aのアドレスが含まれてもよい。さらに、引き継ぎ実行情報を通知するために、少なくとも1ビットの情報を載せる。例えば、該情報の値が0であればデータ引き継ぎ(フォワーディング)が実行されていることを示し、一方、該情報の値が1であればデータ引き継ぎが実行されなかったことを示す。逆に、該情報の値が0であればデータ引き継ぎが実行されなかったことを示し、一方、該情報の値が1であればデータ引き継ぎが実行されたことを示すこともできる。
図７はかかる一連の動作を実行するための、移動元基地局の装置動作フローチャートである。
図７において、移動元基地局11aのユーザの測定制御部24aは移動局１４よりMeasurement Reportにより受信状態情報を受信すれば（ステップ２５１）、該受信状態情報に基づいてハンドオーバHOが必要であるか否かを判断し（ステップ２５２）、ハンドオーバ不要であれば始めに戻る。
しかし、ハンドオーバHOが必要であると決定すれば、ハンドオーバ制御部２４bはMeasurement Reportの内容により移動先基地局11bを決定し、該移動先基地局11bにハンドオーバ要求を送信する (ステップ２５３)。
しかる後、移動先基地局11bより送信されるHO応答メッセージを受信し（ステップ２５４）、該HO応答メッセージに含まれる通信状態情報CSTに基づいてパケットの引き継ぎ（フォワーディング）を実行するか決定し（ステップ２５５）、パケットの引き継ぎを実行しないと決定すれば、HO制御部２４bはHO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”1”：引継ぎ不実行）を記入して移動局へ送信し（ステップ２５６）、バッファ管理部２４aにバッファ２１に残存するパケットの消去を指示する（ステップ２５７）。
一方、ステップ２５５において、パケットの引き継ぎを実行すると決定すれば、HO制御部２４bはHO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”０”：引継ぎ実行）を記入して移動局１４へ送信し（ステップ２５８）、バッファ管理部２４aにバッファ２１に残存するパケットの移動先基地局１１bへのフォワーディング（パケット転送）を指示する（ステップ２５９）。これにより、バッファ管理部２４aは点線のルートでバッファ２１に存在する移動局１４へ送信されなかったパケットを移動先基地局１１bへフォワーディングする。以後、移動先基地局11bから送られてくるリソース解放メッセージを受信し（ステップ２６０）、リソース解放を実行する（ステップ２６１）。
移動局１４は、図1において、HO指示メッセージに含まれる引き継ぎ実行情報PHOを受信し、引き継ぎが実行されていればリオーダリングを開始する。具体的には、移動局１４はパケットn-2〜nよりも早くパケットn+1以降を受信した場合、パケットn+1を上位層に渡さず、所定時間経過するまでパケットn-2〜nパケットの到着を待つ。一方、引き継ぎが実行されていなければ、移動局１４はパケットn-2〜nの到着を待たずに、パケットn+1以降を、即座に上位層に渡して次のパケットの受信準備を行う。
図８は移動局の動作フローチャートである。
移動局１4の測定部３４aは受信状態などをMeasurement Reportにより移動元基地局１１aに通知する（ステップ２７１）。以後、制御部３４は移動元基地局1１a から送られてくるHO指示メッセージを待ち、HO指示メッセージを受信すれば（ステップ２７２）、移動先基地局１１bとL1/L2シグナリングにより同期を確保し（ステップ２７３）、同期を確保するとハンドオーバ完了の報告を移動先基地局１１bに送信する(ステップ２７４)。しかる後、制御部３４は、ステップ２７２で受信しているHO指示メッセージの引継ぎ実行情報PHOを参照してデータ引継ぎ（フォワーディング）が実行されたかチェックし（ステップ２７５）、データ引継ぎが行われていなければリオーダリング処理を実行することなく、移動先基地局11bより受信しているパケットを用いてPDCP SDUを生成して上位層に渡す（ステップ２７６）。一方、ステップ２７５において、データ引継ぎを行っていることが判明すれば、リオーダ管理部３４ｂはリオーダ部３３を制御してリオーダリング処理を実行す
る（ステップ２７７）。
図９は移動局のリオーダリング処理フローである。
送受信部３１が移動先基地局11bから下位レイヤパケットを受信すると、リオーダ管理部３４ｂはRLC PDUを構築できるかチェックし（ステップ302）、構築できなければ設定時間経過したかチェックし（ステップ３０３）、設定時間経過してなければ該下位レイヤパケットをバッファ３２に保存し（ステップ３０４）、ステップ３０２以降の処理を行う。下位レイヤパケットを受信してから設定時間経過してもRLC PDUを構築できなければ、下位レイヤパケットをバッファから消去する（ステップ３０５）。
一方、ステップ３０２において受信した下位レイヤパケットを用いてRLC PDUを構築できれば、該RLC PDUをRLC SDUとしてリオーダ部３３に渡す（ステップ３０６）。リオーダ部３３はRLC SDUを受信すれば、シーケンス番号の抜けがあるかチェックし（ステップ３０７）、抜けがなく、シーケンス番号が連続していれば、該RLC SDUをPDCP SDUとして上位層に渡す（ステップ３１１）。しかし、シーケンス番号に抜けがあればリオーダ管理部３４bはリオーダ部３３にPDCP PDUを保持するよう指示する(ステップ３０８)。これにより、リオーダ部３３はPDCP PDUを保持すると共に、シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信したかチェックする（ステップ３０９）。シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信すれば、該RLC SDUをPDCP SDUとして上位層に渡すと共に、保持しているPDCP PDUを上位層に渡す（ステップ３１１）。
また、ステップ３０９において、シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信しなければ、予め設定されている時間が経過したか監視し（ステップ３１０）、経過してなければステップ３０８以降の処理を繰り返し、設定時間が経過すればシーケンス番号が不連続であっても、保持しているPDCP PDUを上位層に渡す（ステップ３１１）。
以上のように第１実施例によれば、ハンドオーバ制御実行時に移動元基地局に残留するパケットを移動先基地局にフォワーディングしない場合（引継不実行）、シーケンス番号が不連続であっても移動局はリオーダリングする必要が無いため、無駄な待ち時間をなくし、データの遅延時間をなくせ、システム全体のスループットを向上することができる。
（Ｃ）第２実施例
図１０は第２実施例の説明図であり、移動元基地局11aは、ハンドオーバシーケンス実行時にパケット転送(フォワーディング)の可否を通信サービスの種類によって判断し、フォワーディング実行情報（引き継ぎ実行情報）を移動局１４に通知する。
移動元基地局11aは、FTP（File Transfer Protocol）やWeb通信に代表される非リアルタイムトラヒック（NRTトラヒック）のパケットと、VoIPやストリーミングに代表されるリアルタイムトラヒック（RTトラフィック）のパケットを、図１０に示すように別々のシーケンス番号を付して別々のバッファBF11,BF12に収容しスケジューリングしているものとする。また、NRTトラヒックを構成するパケットm-2〜m、RTトラヒックを構成するパケットn-2〜nが伝送中あるいはバッファに格納されて移動局１４に伝送されなかったものとする。このとき、NRT通信サービスのパケットは引き継ぎを実行し、RT通信サービスのパケットは引き継ぎを実行しない、というポリシーでデータ引き継ぎを運用するものとする。これは、VoIP呼のパケットのようにリアルタイム性の高い通信サービスのパケットは引継ぎせずに廃棄した方が、遅延なく音声を送信、受信できるためである。一方、リアルタイム性の低いQoSの高いサービスのパケットは引継ぎした方が、高品質のデータを受信できるためである。
ハンドオーバを行う移動局１４がRT通信を行っているものとすれば、上記のパケット転送のポリシーにより、移動元基地局11aのHO制御部２４ｂは、ハンドオーバシーケンス実行時に、現在伝送中のパケットn-2および蓄積中のパケットn-1〜nを移動先基地局１１ｂにフォワーディングしないと決定する。そして、フォワーディングを行わなかったという引継ぎ情報PPOを、HO指示メッセージに載せて移動局１４に通知する。このときのメッセージフォーマットは図６と同様である。引継ぎ情報PHOを受信した移動局１４では、第１
実施例で示したように、図８、図９と同様な動作を行い、リオーダリング処理を行わない。
一方、ハンドオーバを行う移動局１４がNRT通信を行っているものとすれば、上記のパケット転送のポリシーにより、移動元基地局11aのHO制御部２４ｂは, ハンドオーバシーケンス実行時に、現在伝送中のパケットm-2および蓄積中のパケットm-1〜mを移動先基地局１１ｂにフォワーディングすると決定する。そして、フォワーディングを行ったという引継ぎ情報PHOを HO指示メッセージに載せて移動局１４に通知する。このときのメッセージフォーマットは図６と同様である。引継ぎ情報PHOを受信した移動局１４では、第１実施例で示したように、図８、図９と同様な動作を行い、リオーダリング処理を行う。
図１１は以上のような一連の動作を実行するための移動元基地局の動作フローチャートであリ、第１実施例の図７のフローと同一ステップには同一番号を付している。異なる点は、ステップ２５５′において、通信サービスがNRT通信サービスであるか、RT通信サービスであるかによりパケットの引き継ぎ（フォワーディング）を実行するか否かを決定する点である。HO制御部24bは通信サービスがRT通信サービスであれば、フォワーディングをしないと決定し、HO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”1”：引継ぎ不実行）を記入して移動局へ送信し（ステップ２５６）、バッファ管理部２４bにバッファ２１に残存するパケットの消去を指示する（ステップ２５７）。
一方、ステップ２５５′において、パケットの引き継ぎを実行すると決定すれば、HO制御部２４bはHO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”０”：引継ぎ実行）を記入して移動局１４へ送信し（ステップ２５８）、バッファ管理部２４aにバッファ２１に残存するパケットの移動先基地局１１bへのフォワーディング（パケット転送）を指示する（ステップ２５９）。
・変形例
第２実施例では、通信サービスがRT通信サービスであれば、引継ぎを実行しなかったが、RT通信サービスであっても（例えばVoIP呼）設定により引き継いだり、引き継がなかったりする場合がある。変形例はかかる場合に対応するものであリ、図１２は変形例の移動元基地局11aの動作フローチャートであリ、第１実施例の図１１のフローと同一ステップには同一番号を付している。異なる点は、通信サービスがRT通信サービスの場合、引き継ぐ設定になっているかチェックするステップ２６５が存在する点であり、引き継ぐ設定になっていなければ、フォワーディングをしないと決定し、HO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”1”：引継ぎ不実行）を記入して移動局へ送信し（ステップ２５６）、バッファ管理部２４bにバッファ２１に残存するパケットの消去を指示する（ステップ２５７）。
一方、ステップ２６５において、引き継ぐ設定になっていれば、HO制御部２４bはHO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”０”：引継ぎ実行）を記入して移動局１４へ送信し（ステップ２５８）、バッファ管理部２４aにバッファ２１に残存するパケットの移動先基地局１１bへのフォワーディング（パケット転送）を指示する（ステップ２５９）。
図１３は変形例の移動局におけるリオーダリング処理フローであり、第１実施例の図９の処理フローと同一部分には同一符号を付している異なる点は、VoIP呼であるか否かによりリオーダリング処理を継続する時間を切り替えている点である。すなわち、ステップ３０９において、シーケンス番号が連続するRLC SDUを受信しなければ、呼種はVoIP呼であるか調べ（ステップ３１２）、VoIP呼でなければ、予め設定されている第１の設定時間TS1が経過したか監視し（ステップ３１０）、経過してなければステップ３０８以降の処理を繰り返し、設定時間が経過すればシーケンス番号が不連続であっても、保持しているPDCP PDUを上位層に渡す（ステップ３１１）。また、ステップ３１２において、呼種がVoIP呼であれば、第２の設定時間TS2(<TS1)が経過したか監視し（ステップ３１３）、経過し
てなければステップ３０８以降の処理を繰り返し、設定時間が経過すればシーケンス番号が不連続であっても、保持しているPDCP PDUを上位層に渡す（ステップ３１１）。
以上のように変形例によれば、VoIP呼の場合でも、パケットを引き継ぐことによりVoIPの品質を向上でき、しかも設定時間TS2を小さくすることによりリオーダリング処理による遅延時間を小さくすることができる。
（Ｄ）第３実施例
第３実施例は、移動元基地局のパケット転送機能の有無でパケット転送(フォワーディング)の可否を決定し、その実行情報を移動局に通知する実施例である。図１４はバッファ管理部がパケット転送機能を有しない簡易型構成になっている基地局の構成図であり、第１実施例の図３の基地局と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、バッファ管理部２４a′が簡易構成になっており、パケットを移動先基地局１１bにフォワーディングする機能やパケット転送のスケジューラ機能が実装されていない点である
図１５は移動元基地局の動作フローチャートであリ、第１実施例の図７のフローと同一ステップには同一番号を付している。異なる点は、ステップ２５５″において、移動元基地局１１aにフォワーディング機能やパケット転送のスケジューラ機能が実装されているかによりパケットの引き継ぎ（フォワーディング）を実行するか否かを決定する点である。HO制御部２４bは上記機能が実装されていなければ、フォワーディングをしないと決定し、HO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”1”：引継ぎ不実行）を記入して移動局へ送信し（ステップ２５６）、バッファ管理部２４bにバッファ２１に残存するパケットの消去を指示する（ステップ２５７）。
一方、ステップ２５５″において、フォワーディング機能やパケット転送のスケジューラ機能が実装されていればパケットの引き継ぎを実行すると決定し、HO制御部２４bはHO指示メッセージに引継ぎ実行情報PHO（＝”０”：引継ぎ実行）を記入して移動局１４へ送信し（ステップ２５８）、バッファ管理部２４aにバッファ２１に残存するパケットの移動先基地局１１bへのフォワーディング（パケット転送）を指示する（ステップ２５９）。
（Ｅ）第４実施例
以上の実施例では、図１６（Ａ）に示すように、上位局であるaGW １２にPDCPレイヤが実装され、基地局１１にRLCレイヤと下位レイヤが実装された例であるが、図１６（Ｂ）に示すように、基地局１１にPDCPレイヤ、RLCレイヤ、下位レイヤを全て実装し、aGW １２にパケットルーチング機能など単純な機能だけを持たせるようにシステムを構成することもできる。そして、図１６（Ｂ)のシステム構成において、シーケンス番号付加機能を基地局にもたせることができる。図１７はかかるシステムにおいて、ハンドオーバが発生した場合におけるフォワーディング説明図である。
移動元基地局１１ａに上位局１２より３つのパケットが送信され、該基地局でパケット番号n-2，n-1，nが付加される。これら、パケットn-2，n-1，nが移動局へ送信されずにバッファに残存している状態においてハンドオーバが開始されたとする。そして、ハンドオーバシーケンス実行時に、これらパケットn-2，n-1，nをフォワーディングするものとすれば、図に示すように移動元基地局11aから移動先基地局11bに転送される。このフォワーディング中に、上位局12より移動先基地局11bにパケットが送信される場合がある。かかる場合、移動先基地局11bは上位局12より受信したパケットに正しいシーケンス番号を付加することができない。そこで、移動元基地局11aは移動局へ送信してない前記パケットn-2，n-1，nを移動先基地局11bへ引継ぎする際、シーケンス番号も該移動先基地局へ引き継ぎする。すなわち、上位局12より移動先基地局11bに送信されるパケットに付加するシーケンス番号n+1の引継ぎを行う。このようにすれば、上記フォワーディング中に、上位局12より移動先基地局11bにパケットが送信されても、移動先基地局１１ｂの制御部２４は該パケットにシーケンス番号n+1を付加することができる。
なお、第４実施例の場合にも、フォワーディングを実行したか、しないかを示す引き継
ぎ情報PHOをHO指示メッセージに含ませて移動局に送信することにより、フォワーディングしない場合にはリオーダリング処理を省略することができる。
図１８は第4実施例のハンドオーバ手順説明図であり、図２１のハンドオーバ手順説明図と同一手順に同一番号を付している。異なる点は、パケット転送（フォワーディング）に先立って、移動元基地局１１aから移動先基地局11bにシーケンス番号SNの引継ぎを行っている点である。
第４実施例によれば、基地局においてシーケンス番号をパケットに付加する場合であっても、ハンドオーバ時にシーケンス番号の引継ぎを行うため、移動先基地局において正しいシーケンス番号をパケットに付加することができ、しかも、フォワーディングしない場合には、移動局においてリオーダリング処理を省略することができる。
・発明の効果
以上本発明によれば、ハンドオーバ制御実行時に移動元基地局に残留するパケットを移動先基地局にフォワーディングしない場合（引継不実行）、シーケンス番号が不連続であっても移動局はリオーダリングする必要が無いため、無駄な待ち時間をなくし、データの遅延時間をなくせ、システム全体のスループットを向上することができる。
また、本発明によれば、移動先基地局の通信状態（輻輳状態、バッファの空き状態、機能実装状態）や通信サービスの種類により、フォワーディングを実行しない場合であっても、移動局はリオーダリングする必要が無いため、無駄な待ち時間をなくし、データの遅延時間をなくせ、システム全体のスループットを向上することができる。
また、本発明によれば、VoIP呼の場合でも、ハンドオーバ時にパケットの引き継ぐを行うことによりVoIPの品質を向上でき、しかも、リオーダリング処理の継続時間を短くすることにより移動局におけるリオーダリング処理による遅延時間を小さくすることができる。
また、本発明によれば、基地局においてシーケンス番号をパケットに付加する場合であっても、ハンドオーバ時にシーケンス番号の引継ぎを行うため、移動先基地局において正しいシーケンス番号をパケットに付加することができ、しかも、フォワーディングしない場合には、移動局においてリオーダリング処理を省略することができる。

Claims (25)

  1. 順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直すリオーダリング方法において、
    移動元基地局が上位局より受信したパケットのうち移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送し、該移動先基地局より該パケットを移動局に送信する場合、ハンドオーバシーケンス実行時にパケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信し、
    前記パケットを移動先基地局へ転送しない場合、ハンドオーバシーケンス実行時にパケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信し、
    移動局において、前記データを参照してパケットの引継ぎの有無を判断し、該パケットの引継ぎの有無に基づいて受信パケットのリオーダリングを実行し、あるいは受信パケットのリオーダリングをしない、
    ことを特徴とするリオーダリング方法。
  2. 所定時間受信パケットのリオーダリング処理を実行しても連続する番号のパケットを受信しない場合には、リオーダリング処理を終了する、
    ことを特徴とする請求項１記載のリオーダリング方法。
  3. ハンドオーバシーケンス実行開始時に、伝送中であったパケットは引き継ぎ対象のパケットである、
    ことを特徴とする請求項１記載のリオーダリング方法。
  4. 前記移動元基地局は、前記ハンドオーバシーケンス実行時に移動先基地局から受信する該移動先基地局の通信状態情報を参照することにより、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定するステップ、
    を有することを特徴とする請求項１記載のリオーダリング方法。
  5. 前記移動元基地局は前記通信状態情報を参照し、前記移動先基地局が輻輳状態にないとき、移動局へ送信してない前記パケットを該移動先基地局へ転送し、輻輳状態にあるとき、該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    ことを特徴とする請求項４記載のリオーダリング方法。
  6. 前記移動元基地局は前記通信状態情報を参照し、前記移動先基地局のバッファに十分な空きがあるとき、移動局へ送信してない前記パケットを該移動先基地局へ転送し、十分な空きがないとき、該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    ことを特徴とする請求項４記載のリオーダリング方法。
  7. 前記移動元基地局は前記通信状態情報を参照し、前記移動先基地局が該移動元基地局よりパケットを受信して移動局へ送信する機能を有しているとき、移動局へ送信してない前記パケットを該移動先基地局へ転送し、該機能を有していないとき、該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    ことを特徴とする請求項４記載のリオーダリング方法。
  8. 前記移動元基地局は、通信サービスの種類に基づいて、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定するステップ、
    を有することを特徴とする請求項１記載のリオーダリング方法。
  9. 前記移動元基地局は前記通信サービスの種類が非リアルタイム通信であれば、移動局へ送信してない前記パケットを該移動先基地局へ転送し、リアルタイム通信であれば該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    ことを特徴とする請求項８記載のリオーダリング方法。
  10. 移動局は、通信サービスの種類に基づいて前記リオーダリング処理を継続する前記所定時間の長さを可変する、
    ことを特徴とする請求項２記載のリオーダリング方法。
  11. 前記移動元基地局は、移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ転送する機能を有しているとき、該パケットを該移動先基地局へ転送し、該機能を有していないとき、該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    を有することを特徴とする請求項１記載のリオーダリング方法。
  12. 基地局において前記パケットの順番を示すシーケンス番号を付加する場合、前記移動元基地局は移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ引継ぎする際、前記シーケンス番号を該移動先基地局へ引き継ぎする、
    ことを特徴とする請求項１記載のリオーダリング方法。
  13. 順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す通信システムにおいて、
    上位局より受信したパケットを保存するバファー、該バファーに保存されたパケットを移動局へ送信するパケット送信部、ハンドオーバシーケンス実行時に移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送する場合、パケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信し、前記パケットを移動先基地局へ転送しない場合、パケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信する制御部を備えた移動元基地局、
    ハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信したパケット及び上位局より受信したパケットを保存するバファー、移動元基地局より受信したパケットを優先的に移動局へ送信するよう制御する制御部、パケットを移動局へ送信する送信部を備えた移動先基地局、
    基地局より受信したパケットを保存するバファー、前記移動元基地局より受信した引継ぎの有無を示すデータに基づいて、受信パケットのリオーダリングを実行し、あるいは受信パケットのリオーダリングをしない制御部を備えた移動局、
    を有することを特徴とする通信システム。
  14. 前記移動局の制御部は、所定時間受信パケットのリオーダリング処理を実行しても連続する番号のパケットを受信しない場合には、リオーダリング処理を終了する、
    ことを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
  15. 前記移動元基地局の制御部は、前記ハンドオーバシーケンス実行時に移動先基地局から受信する該移動先基地局の通信状態情報を参照することにより、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定する、
    ことを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
  16. 前記移動元基地局の制御部は、通信サービスの種類に基づいて、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定する、
    ことを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
  17. 前記移動元基地局の制御部は、移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ転送する機能を有しているとき、該パケットを該移動先基地局へ転送し、該機能を有していないとき、該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    ことを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
  18. 基地局において前記パケットの順番を示すシーケンス番号を付加する場合、前記移動元基地局の制御部は移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ引継ぎする際、前記シーケンス番号を該移動先基地局へ引き継ぎする、
    ことを特徴とする請求項１３記載の通信システム。
  19. 順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す通信システムにおける基地局において、
    上位局より受信したパケットおよびハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信したパケットを保存するバファー、
    該バファーに保存されたパケットを移動局へ送信するパケット送信部、
    ハンドオーバシーケンス実行時に移動局へ送信してないパケットを移動先基地局へ転送するか、転送しないかを決定し、転送する場合には、パケットを移動先基地局へ転送すると共にパケットの引継ぎを実行した旨のデータを移動局へ送信し、転送しない場合、パケットの引継ぎを実行しない旨のデータを移動局へ送信するハンドオーバ制御部、
    ハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信したパケットを上位局より受信したパケットより優先的に移動局へ送信する送信制御部、
    備えたことを特徴とする基地局。
  20. 前記ハンドオーバ制御部は、前記ハンドオーバシーケンス実行時に移動先基地局から受信する該移動先基地局の通信状態情報を参照することにより、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定する、
    ことを特徴とする請求項１９記載の基地局。
  21. 前記ハンドオーバ制御部は、通信サービスの種類に基づいて、前記移動局へ送信してないパケットを該移動先基地局へ転送するか、消去するか決定する、
    ことを特徴とする請求項１９記載の基地局。
  22. 前記ハンドオーバ制御部は、移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ転送する機能を有しているとき、該パケットを該移動先基地局へ転送し、該機能を有していないとき、該パケットを該移動先基地局へ転送せずに消去する、
    ことを特徴とする請求項１９記載の基地局。
  23. 基地局において前記パケットの順番を示すシーケンス番号を付加する場合、前記移動元基地局の前記ハンドオーバ制御部は、移動局へ送信してない前記パケットを前記移動先基地局へ引継ぎする際、前記シーケンス番号を該移動先基地局へ引き継ぎする、
    ことを特徴とする請求項１９記載の基地局。
  24. 順番を示す番号が付加されたパケットを基地局から移動局に送信し、移動局においてパケットを番号順に並べ直す通信システムにおける移動局において、
    基地局より受信したパケットを保存するバファー、
    ハンドオーバシーケンス実行時に移動元基地局より受信した引継ぎの有無を示すデータ
    に基づいて、移動先基地局より受信するパケットのリオーダリングを実行するか、しないかを決定する制御部、
    を備えたことを特徴とする移動局。
  25. 前記制御部は、所定時間受信パケットのリオーダリング処理を実行しても連続する番号のパケットを受信しない場合には、リオーダリング処理を終了する、
    ことを特徴とする請求項２４記載の移動局。
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