(57)【要約】【課題】パケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムのハンドオフにおいて、特にマルチキャリア端末におけるハンドオフの手順を提供する。【解決手段】無線通信端末１０は、同時に複数のキャリアを使用して、基地局（２０又は３０）と無線通信を行う通信手段を備え、基地局（２０又は３０）は、無線通信端末１０が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、無線通信端末１０が通信をする基地局（２０又は３０）を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアの少なくとも一部を異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備える。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の基地局と、前記基地局を切り替えて無線通信を行う無線通信端末とを備え、前記基地局から前記無線通信端末への通信チャンネルを時間多重させてパケット通信を行う通信システムにおいて、
前記無線通信端末は、同時に複数のキャリアを使用して、前記基地局と無線通信を行う通信手段を備え、
前記基地局は、前記無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、
前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアの少なくとも一部を異なるタイミングで切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記切替手段は、前記基地局の切替の過程において、前記無線通信端末が少なくとも２つの前記基地局と異なるキャリアで通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記切替手段は、前記基地局の切替の過程において、前記無線通信端末と前記基地局とが通信を行うキャリア毎にハンドオフメッセージを交換することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち一つのキャリアにおいて基地局が切り替わった後に、前記無線通信端末が通信に使用する複数のキャリアのうち他のキャリアにおいては、従前の基地局と通信を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち少なくとも一つのキャリアにおいて前記切替処理を行っている際に、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち他のキャリアにおいては、既に切替処理を終了した基地局と通信を行うことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項６】
同時に複数のキャリアを使用して無線通信を行う無線通信端末と、通信チャンネルを時間多重させてパケット通信を行う基地局装置において、
前記無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備え、
前記切替手段は、前記無線通信端末との通信状態に基づいて通信する基地局を切り替えることを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
同時に複数のキャリアを使用して無線通信を行う無線通信端末と、通信チャンネルを時間多重させてパケット通信を行い、無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、
前記基地局との通信状態に基づいて前記基地局に対して切替要求を送信し、前記基地局主導で、通信する基地局を切り替えることを特徴とする無線通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムのハンドオフにおいて、特にマルチキャリア端末におけるハンドオフの処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局からの順方向通信を時間分割多重（ＴＤＭＡ）によってパケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムとして、例えば３ＧＰＰ２（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ２．ｏｒｇ／）において公開されているＣ．Ｓ００２４で規定される「ＨＲＰＤ」規格が知られている。これは上り下り一組の周波数チャネル（キャリア）を介してパケット通信を行うシングルキャリア端末の無線通信技術である。
【０００３】
一方、基地局からの順方向パケット通信を符号分割多重（ＣＤＭＡ）を用いて行う技術として、例えば３ＧＰＰ２規格のＣ．Ｓ０００１ないしＣ．Ｓ０００５−Ａの「Ｓｐｒｅａｄ　Ｒａｔｅ　３」（ＳＲ３）が知られている。これは同時に複数の周波数チャネルを用いてパケット通信を行うマルチキャリア端末の無線通信技術であり、チップレートが１．２２８８ＭＨｚであるキャリア（周波数チャネル）を３つ同時に使用して通信を行い、３．６８６４ＭＨｚで通信可能な技術である。
【０００４】
上記の従来の無線通信技術におけるハンドオフ手段は、移動局と基地局との間で通信を行う電波の品質や移動局と基地局との距離等を測定し、測定された通信品質や距離を比較して、その結果を基に通信品質が最善となるような基地局に対してハンドオフを行う。
【０００５】
さらに、ハンドオフを行う場合、単一のハンドオフ処理によって基地局を切り替えるので、移動局がマルチキャリア端末である場合にも、図７に示すようにマルチキャリア端末が通信に用いる複数の周波数チャネル（キャリア）に対して同時にハンドオフ処理を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のマルチキャリア端末におけるハンドオフ処理では、ハンドオフの実行の際に制御メッセージがトラフィックを占有するために通信データ送受信が停止する。また、ハンドオフ処理終了後に停止したデータの送受信を再び行うため、データの転送の一時的な停止や、転送速度の極端な低下が起こっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、２以上の基地局と、前記基地局を切り替えて無線通信を行う無線通信端末とを備え、前記基地局から前記無線通信端末への通信チャンネルをさせてパケット通信を行う通信システムにおいて、前記無線通信端末は、同時に複数のキャリアを使用して、前記基地局と無線通信を行う通信手段を備え、前記基地局は、前記無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記切替手段は、前記基地局の切替の過程において、前記無線通信端末は、少なくとも２つの前記基地局と異なるキャリアで通信を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記切替手段は、前記基地局の切替の過程において、前記無線通信端末と前記基地局とが通信を行うキャリア毎にハンドオフメッセージを交換することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち一つのキャリアにおいて基地局が切り替わった後に、前記無線通信端末が通信に使用する複数のキャリアのうち他のキャリアにおいては、従前の基地局と通信を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２から４のいずれか一つの発明において、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち少なくとも一つのキャリアにおいて前記切替処理を行っている際に、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち他のキャリアにおいては、既に切替処理を終了した基地局と通信を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、同時に複数のキャリアを使用して無線通信を行う無線通信端末と、通信チャンネルを時間多重させてパケット通信を行う基地局装置において、前記無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記無線通信端末との通信状態に基づいて通信する基地局を切り替えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、同時に複数のキャリアを使用して無線通信を行う無線通信端末と、通信チャンネルを時間多重させてパケット通信を行い、無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局との通信状態に基づいて前記基地局に対して切替要求を送信し、前記基地局主導で、通信する基地局を切り替えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用と効果】
請求項１の発明によると、無線通信端末は、同時に複数のキャリアを使用して、前記基地局と無線通信を行う通信手段を備え、前記基地局は、前記無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備えるので、パケットの転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００１５】
請求項２の発明によると、前記切替手段は、前記基地局の切替の過程において、前記無線通信端末は、少なくとも２つの前記基地局と異なるキャリアで通信を行うので、通信に用いるパケット転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００１６】
請求項３の発明によると、前記切替手段は、前記基地局の切替の過程において、前記無線通信端末と前記基地局とが通信を行うキャリア毎にハンドオフメッセージを交換するので、各キャリアを異なるタイミングで切り替えることができ、通信に用いるパケット転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００１７】
請求項４の発明によると、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち一つのキャリアにおいて基地局が切り替わった後に、前記無線通信端末が通信に使用する複数のキャリアのうち他のキャリアにおいては、従前の基地局と通信を行うことを特徴とするので、通信に用いるパケット転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００１８】
請求項５の発明によると、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち少なくとも一つのキャリアにおいて前記切替処理を行っている際に、前記無線通信端末が通信に使用する前記複数のキャリアのうち他のキャリアにおいては、既に切替処理を終了した基地局と通信を行うことを特徴とするので、通信に用いるパケット転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００１９】
請求項６の発明によると、無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記無線通信端末との通信状態に基づいて通信する基地局を切り替えるので、前記無線通信端末との通信に用いるパケット転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００２０】
請求項７の発明によると、同時に複数のキャリアを使用して無線通信を行う無線通信端末と、通信チャンネルを時間多重させてパケット通信を行い、無線通信端末が通信に使用するキャリアを割り当てるキャリア割当手段と、前記無線通信端末が通信をする基地局を切り替える際に、通信に使用している複数のキャリアを異なるタイミングで切り替える切替手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局との通信状態に基づいて前記基地局に対して切替要求を送信し、前記基地局主導で、通信する基地局を切り替えるので、前記基地局への通信に用いるパケット転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態の通信システムの詳細を説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態の通信システムの概略図を示す。
【００２３】
１０は移動局、２０は基地局Ａ、３０は基地局Ｂ、４０は交換局、５０及び６０はセルである。
【００２４】
移動局１０はマルチキャリア端末であり、同時に三つのキャリアを使用し各々のキャリアごとに符号分割多重を行って基地局Ａ又は基地局Ｂからの順方向のパケット通信を行う。
【００２５】
この通信に用いるパケット長は固定長であってもよいし、可変長であってもよい。
【００２６】
基地局Ａ又は基地局Ｂは、図示しないアンテナ、無線部、制御部を備えている。アンテナは無線部に接続されており、移動局１０からの電波を受信し、移動局１０に対し電波を送信する。無線部は送信データをアンテナから送信する高周波信号に変換し、アンテナによって受信した高周波信号を受信データに変換する。制御部は、無線部を制御する。
【００２７】
交換局４０は、基地局Ａ並びに基地局Ｂと他の基地局又は広帯域回線とを接続し、通信の仲介を行う。
【００２８】
セル５０は基地局Ａの、セル６０は基地局Ｂの、それぞれ通信可能な領域を示す。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態の通信システムのハンドオフ手順の概略を説明する。
【００３０】
図２は、本実施の形態の移動局１０が、基地局Ａから基地局Ｂに対してハンドオフを行う際の動作を表したタイミング図である。
【００３１】
基地局Ａから基地局Ｂに対してハンドオフ処理が実行される場合、まず三つのキャリアのうちキャリア１のハンドオフを実行する。このキャリア１のハンドオフが実行されている間は、キャリア２及びキャリア３を用いてハンドオフ前の基地局Ａとの間で通信を継続している。
【００３２】
キャリア１のハンドオフが終了すると、キャリア２のハンドオフを実行する。この場合も同様にキャリア１及びキャリア３を用いて通信を継続している。但し、キャリア１はハンドオフ後の基地局Ｂとの間で、キャリア３はハンドオフ前の基地局Ａとの間で通信を行っている。
【００３３】
次に、キャリア３のハンドオフを実行する。この場合も同様にキャリア１及びキャリア２を用いてハンドオフ後の基地局Ｂとの間で通信を継続している。
【００３４】
以上の三つのキャリアのハンドオフが終了するとマルチキャリア端末のハンドオフ処理が終了する。
【００３５】
このハンドオフ処理の実行中は、キャリア１ないし３のいずれかのキャリアにおいて通信を継続しているため、ハンドオフ処理の途中で通信データが途切れることなくハンドオフを完了できる。特に、通信途中に通信データが途切れてしまうと不都合が起きるようなアプリケーションを移動局１０で実行している場合にも通信データが途切れることないので、アプリケーションの実行に支障が生じることなくハンドオフを完了できる。
【００３６】
以下にこのハンドオフの手段を詳細に説明する。
【００３７】
図３は、本実施の形態のハンドオフ処理を表したフローチャートである。
【００３８】
まず、通信を行っている（又は通信データを利用している）アプリケーションが、通信途中でデータの切断が発生しても不都合でなく切断を許容する種類のアプリケーションであるか、通信途中の切断が起こると不都合のある種類のアプリケーションであるかのアプリケーションの属性情報を取得する（処理３０１）。このアプリケーションの属性情報によって、実行中の通信の切断を許容するか否かを判定する。すなわち、アプリケーションの実行中にデータの切断を許容する種類のアプリケーションである場合には処理３０３に移行し、データの切断が起こると不都合があるため、データの切断が許容できない種類のアプリケーションである場合には処理３０４に移行する（処理３０２）。
【００３９】
処理３０３では、全キャリアを同時にハンドオフを実行する。この処理については、図４を用いて後述する。
【００４０】
処理３０４では、各キャリアを各々別のタイミングでハンドオフを実行する。この処理については、図５を用いて後述する。
【００４１】
以上によりハンドオフ処理が終了する。
【００４２】
なお、上記アプリケーション属性情報の取得（処理３０１）、アプリケーション属性の判定（処理３０２）は移動局側で判断し処理を行う構成にしてもよいし、基地局側で判断し処理を行う構成にしてもよい。
【００４３】
図４は、移動局１０が基地局Ａから基地局Ｂに、各キャリアについて同時にハンドオフを行う場合（図３の処理３０３）の詳細なシーケンスを示す。なお、この処理は図７に示した従来のハンドオフ処理と基本的に同じである。
【００４４】
まず、移動局１０と基地局Ａが通信状態（処理４０１）にあるとき、ハンドオフ処理が開始されると、基地局Ａから基地局Ｂへの全てのキャリアのハンドオフ指示メッセージが送られ、移動局１０に対しハンドオフを行うことを通知する（処理４０２）。
【００４５】
移動局１０はこれを受けてハンドオフを実行する（処理４０３）。このハンドオフの実行の詳細は後述する。
【００４６】
次に、ハンドオフの実行が終了すると、移動局１０は新たな通信相手となった基地局Ｂに対しての通信状態の確立処理を行う（処理４０４）。
【００４７】
通信状態の確立が完了すると、移動局１０は基地局Ｂに対してハンドオフ完了メッセージを送る（処理４０５）。基地局Ｂはこれを受けてハンドオフ処理が終了したことを認識する。
【００４８】
以上により、全キャリアについて同時にハンドオフを行うハンドオフ処理が終了する。
【００４９】
図５は、移動局１０が基地局Ａから基地局Ｂに、各キャリアについて異なるタイミングでハンドオフを行う場合（図３の処理３０３）の詳細なシーケンスを示す。
【００５０】
まず、移動局１０と基地局Ａが通信状態（処理５０１）にあるとき、ハンドオフ処理が開始されると、まず、基地局Ａから移動局１０に、基地局Ａから基地局Ｂへのキャリア１のハンドオフ指示メッセージが送られ、移動局１０に対しハンドオフを行うことを通知する（処理５０２）。
【００５１】
移動局１０はこのハンドオフ指示メッセージを受けてキャリア１のハンドオフを実行する（処理５０３）。このハンドオフの実行の詳細は後述する。
【００５２】
次に、キャリア１のハンドオフが終了すると、移動局１０はキャリア１において新たな通信相手となった基地局Ｂに対してキャリア１の通信状態の確立処理を行う（処理５０４）。
【００５３】
キャリア１の通信状態の確立が完了すると、移動局１０は基地局Ｂに対してキャリア１のハンドオフ完了メッセージを送る（処理５０５）。基地局Ｂはこれを受けてキャリア１のハンドオフ処理が終了したことを認識する。
【００５４】
上記処理５０２から５０５のハンドオフの処理の際に、ハンドオフを行っていない他の二つのキャリアではパケット通信が継続される。通信を行うキャリアはハンドオフを行っているキャリア１を除く二つのキャリア（キャリア２、３）のみになるので通信速度は若干低下するが、通信の切断は起こらない。
【００５５】
次に、基地局Ａから移動局１０に、基地局Ａから基地局Ｂへのキャリア２のハンドオフ指示メッセージが送られ、移動局１０に対しハンドオフを行うことを通知する（処理５０６）。
【００５６】
移動局１０はこのハンドオフ指示メッセージを受けてキャリア２のハンドオフを実行する（処理５０７）。このハンドオフの実行の詳細は後述する。
【００５７】
次に、キャリア２のハンドオフが終了すると、移動局１０はキャリア２において新たな通信相手となった基地局Ｂに対してキャリア２の通信状態の確立処理を行う（処理５０８）。
【００５８】
キャリア２の通信状態の確立が完了すると、移動局１０は基地局Ｂに対してキャリア２のハンドオフ完了メッセージを送る（処理５０９）。基地局Ｂはこれを受けてキャリア２のハンドオフ処理が終了したことを認識する。
【００５９】
上記処理５０６から５０９のハンドオフの処理の際にも、ハンドオフを行っていない他の二つのキャリアではパケット通信が継続される。
【００６０】
次に、同様にしてキャリア３のハンドオフ処理を行う（処理５１０〜処理５１２）。
【００６１】
以上のように、キャリア１から３の三つのキャリアのハンドオフが終了すると、移動局１０の、基地局Ａから基地局Ｂへのハンドオフ処理が終了する。
なお、本実施の形態では、キャリア１ないし３について個別に異なるタイミングでハンドオフを行っているが、例えばキャリア１及びキャリア２について同時にハンドオフを実行し、キャリア３のみをキャリア１及びキャリア２のハンドオフが完了した後にハンドオフをするといった構成にしてもよい。この場合は前述の個別のハンドオフ処理に比べると、ハンドオフ処理時に通信を継続しているキャリアが一つになるために、ハンドオフ中の通信速度はさらに低下するが、ハンドオフの全体の処理の時間が短くなるという利点がある。
【００６２】
図６は、図４の処理４０３、図５の処理５０３、５０７、５１１の各々のキャリアにおけるハンドオフの実行の詳細を示すシーケンス図である。
【００６３】
まず、移動局１０と基地局Ａが通信状態にあるとき（処理６０１）、基地局Ａから移動局１０に対してハンドオフ要求メッセージを送る（処理６０２）。このハンドオフ要求メッセージにはハンドオフ先となる基地局の情報等が含まれているので移動局１０はどの基地局に対してどのタイミングでハンドオフを行うかを認識する。移動局１０は、基地局Ａからハンドオフ要求メッセージを受信すると要求受領メッセージを返送し、要求メッセージを正常に受信したことを基地局に対して通知する（処理６０３）。
【００６４】
次に、基地局Ａから移動局１０に対してハンドオフ開始メッセージを送る（処理６０４）。移動局１０はこのメッセージを受けてハンドオフを実行する（処理６０５）。移動局１０のハンドオフ実行にあわせて基地局Ｂは移動局１０の無線通信を送受信しハンドオフを実行する（処理６０６）。
【００６５】
移動局１０のハンドオフの実行が完了すると、移動局は基地局Ｂに対してハンドオフ完了メッセージを送る（処理６０６）。このメッセージを基地局Ｂが受信するとハンドオフの処理が完了する。
【００６６】
以上の処理により、各キャリアのハンドオフが実行される。
【００６７】
上記のように構成された本発明の実施の形態では、マルチキャリア端末において、通信に用いる複数のキャリアにおいて異なるタイミングでハンドオフを行い、いずれか一つのキャリアがハンドオフを行っている際に、ハンドオフを行っていないキャリアにおいてパケット送受信を維持するので、データ転送の停止や転送速度の極端な低下を防ぎ、連続したデータ転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の通信システムの構成を表した概略図。
【図２】マルチキャリア端末におけるハンドオフ処理のタイミング図。
【図３】ハンドオフ処理のフローチャート。
【図４】各キャリアについて同時にハンドオフを行う場合のシーケンス図。
【図５】各キャリアについて異なるタイミングでハンドオフを行う場合のシーケンス図。
【図６】各々のキャリアにおけるハンドオフ処理のシーケンス図。
【図７】従来のマルチキャリア端末におけるハンドオフ処理のタイミング図。
【符号の説明】
１０　移動局
２０　基地局Ａ
３０　基地局Ｂ
４０　交換局
５０、６０　セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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