(57)【要約】【課題】  携帯通信端末でアプリケーション（例えば、動画像データのダウンロードやストリーミングサービスなど）を実行中に、ハンドオーバを行うことにより、画像や音声などのコンテンツに品質劣化が生じる問題を回避できる、携帯通信端末を提供する。【解決手段】  ハンドオーバを行おうとする携帯通信端末２５には、現在通信中の第１の無線基地局１１、及びハンドオーバの候補となる候補となる第２の無線基地局１２との間の信号品質を比較する手段と、第１の無線基地局、及びハンドオーバの候補となる第２の無線基地局１２から取得した「接続通信端末数（収容通信端末数）」を比較する手段と、前記信号品質の比較結果と、前記接続通信端末数の比較結果を基に、ハンドオーバ制御の要否と、ハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯通信端末が無線基地局を介して通信ネットワークと接続され、前記携帯通信端末と各無線基地局との間でハンドオーバ制御が行われると共に、前記各無線基地局が自局内に収容する接続通信端末数を監視し、該接続通信端末数の情報を前記携帯通信端末に提供する通信ネットワークシステムにおける前記携帯通信端末であって、
データ通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる各無線基地局との間の通信品質を測定する手段と、
データ通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる各無線基地局から取得した接続通信端末数を取得する手段と、
前記通信品質の測定結果と、前記取得した接続通信端末数に基づいて、通信中のハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する手段と
を備えることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項２】
前記ハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する際には、
前記接続通信端末数の情報を基に、各無線基地局との間のデータ転送レートを予測計算して比較すること
を特徴とする請求項１に記載の携帯通信端末。
【請求項３】
前記ハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する際には、
現在実行中のアプリケーションの種類を判断条件として付加すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯通信端末に関し、特に、アプリケーション（例えば、動画像データのダウンロードやストリーミングサービスなど）を実行中に、ハンドオーバ（無線基地局の切り替え）を行うことにより、画像や音声の情報に品質劣化が生じる問題を回避できる、携帯通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の携帯通信端末（単に、「通信端末」ともいう）は、通信端末の高機能化に伴って、従来の音声通話サービスに加えてデータや画像、さらには動画像データの送受信を行えるものが登場し、携帯電話機のサービスにおいても動画像データのダウンロードサービスやストリーミングサービスなどの各種のアプリケーションが提供され始めている。このようなアプリケーションの多様化に伴い、移動体通信網では、下り回線においてより大量のデータを送信することが要求されている。このようなニーズに対応するため、無線基地局から携帯通信端末への下り回線の伝送効率を高めた「１ｘＥＶ−ＤＯ（1x Evolution Data Only）」システムを使用した高速パケット通信ネットワークが提案されている。
【０００３】
以下、１ｘＥＶ−ＤＯシステムにおける無線基地局と携帯通信端末との間で行われる高速パケット通信について説明する。１ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて用いられるパケットは、各ユーザ宛のデータが時分割多重されたデータ部の先頭に、パイロット信号や制御情報を含むヘッダが付加されて構成される。制御情報には、各携帯通信端末への通信リソースの割り当てを示す割り当て情報が含まれる。
【０００４】
まず無線基地局は、自局のカバーエリアに収容されている各携帯通信端末に、パイロット信号を含むパケットを送信する。各携帯通信端末は、受信信号に含まれるパイロット信号に基づいて下り回線の回線品質（例えば、ＣＩＲ（希望波対干渉波比））を測定する。各携帯通信端末には、下り回線の回線品質とその回線品質でパケットを伝送する際に最適な通信モードとの対応関係を示すテーブルが記憶されており、各携帯通信端末は、このテーブルを参照して、測定した回線品質において最も効率良く高速パケット通信を行うことが出来る通信モードを選択する。通信モードとは、送信データに割り当てられるスロット長、並びに送信データの符号化率、変調方式、および拡散率をそれぞれ組み合わせたものである。そして各携帯通信端末は、選択した通信モードを示す信号（データレートコントロール信号：ＤＲＣ信号）を無線基地局に送信する。無線基地局に収容された他の携帯通信端末も、同様にしてＤＲＣ信号を無線基地局に送信する。
【０００５】
無線基地局は、各携帯通信端末から送信されたＤＲＣ信号を参照して、回線品質の良い携帯通信端末から優先的に通信リソースを割り当てる。これにより、回線品質の良い携帯通信端末には、伝送レートを高くしてデータを送信するので通信の所要時間を短縮することができ、回線品質の悪い携帯通信端末には伝送レートを低くしてデータを送信するので誤り耐性を高めることが出来る。このように１ｘＥＶ−ＤＯシステムの無線基地局において回線品質に応じて送信スロットの割り当てを決めることをスケジューリングという。
【０００６】
無線基地局は、送信データに対して通信リソースの割り当てに従ってスロットを割り当て、符号化処理、変調処理、拡散処理等を施し、各携帯通信端末宛の送信データを時分割多重して送信フレームを構成し、その送信フレームを各携帯通信端末に送信する。この際、送信フレームの先頭のヘッダには、各携帯通信端末への通信リソースの割り当てを示す制御情報（割り当て情報）が挿入される。携帯通信端末は、割り当て情報を参照することにより、通信モードを知って、自局宛のデータを復調することができる。このように、従来の１ｘＥＶ−ＤＯシステムでは、回線品質がよい携帯通信端末から優先的に通信リソースを割り当てることにより、システム全体としてデータの伝送効率を高めている。
【０００７】
以上説明したような高速な無線パケット通信ネットワークを使ったサービスとしてＶＯＤやライブストリーミングのようなビデオストリーミングサービスなどが考えられている。一般にビデオストリーミングシステムでは、ビデオ配信サーバが伝送路を通じてコンテンツデータをビデオクライアントに伝送する。ビデオ配信サーバは、符号化部と、送信部と、送信制御部から構成される。符号化部はビデオ配信ソースからの情報を、例えばＭＰＥＧ−４のストリームに変換して送信部に送る。送信部では受け取ったストリームデータを下位の伝送プロトコルにあわせてセグメント化して伝送路へ送出する。送信制御部は送信の開始や停止、送信レートの制御等を行う。
【０００８】
また、ストリーミング中のデータ再生のリアルタイム性を確保するため、データ伝送プロトコルとしてＲＦＣ１８８９で規定されるＲＴＰ（Realtime Transport Protcol）とその制御プロトコルであるＲＴＣＰ（RTP Control Protcol）が使用される。ビデオ配信サーバではこのＲＴＣＰ情報を使用してクライアント側の受信レートの予測が可能であり、これを用いてサーバの送信レートを制御する可変レート制御方法によるストリーミングが行われる。特に伝送帯域の変動が大きい１ｘＥＶ−ＤＯシステム上でビデオストリーミングサービスを実現する場合には、変動する帯域に合わせてサーバの送信レートを切り替えて配信する可変レート方式のストリーミングが有効である。
【０００９】
上述したような通信システムにおいて、図４に示すように、携帯通信端末が、第１の無線基地局のエリア内で通信しながら第２の無線基地局のエリアに向かって移動している場合のハンドオーバ制御について説明する。
【００１０】
第１の無線基地局と通信中の携帯通信端末は、接続可能な複数の無線基地局（図４に示す例では第２の無線基地局）からの信号を受信し、その信号品質を網側に知らせる。回線管理を司る無線基地局（交換局）は携帯通信端末から通知された状況に応じ、携帯通信端末がこれから接続しようする第２の無線基地局に対しても、第１の無線基地局から送信されている信号と同じものを送信するよう指令する。
【００１１】
携帯通信端末は、２つの無線基地局から送信される同じ信号を受信し、２つの信号品質を比較し、第２の無線基地局からの信号の信号品質が第１の無線基地局の信号品質より高くなった時点で、接続する無線基地局を第１の無線基地局から第２の無線基地局に切り替えて通信を継続する（ハンドオーバ）。
なお、1xEv-DOシステムについては下記特許文献に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５３８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、例えば、前述した１ｘＥＶ−ＤＯ網で可変レート方式ストリーミングサーバ（ビデオ配信サーバ）からビデオストリームングサービスを受けている携帯通信端末が、通信中の第１の無線基地局のエリア内から第２の無線基地局のエリアに向かって移動する場合について考える。
【００１３】
このとき第２の無線基地局に収容され、第２の無線基地局と通信している携帯通信端末が、第１の無線基地局と通信している携帯通信端末よりも多い場合、受信信号品質から判断してハンドオーバを実施すると、上述した無線基地局でのスケジューリングの影響でハンドオーバ後に第２の無線基地局とハンドオーバした携帯通信端末との間の伝送レートが低下する。このような伝送レートの低下が発生すると、ストリーミングサーバ（ビデオ配信サーバ）の送信レートと無線区間の伝送レートに差異が生じ、無線基地局でデータの滞留が起こり、携帯通信端末ではデータの遅延が発生して再生中のビデオコンテンツの品質を劣化させてしまうという問題が生じる。
【００１４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、携帯通信端末でアプリケーション（例えば、動画像データのダウンロードやストリーミングサービスなど）を実行中に、ハンドオーバを行うことにより、画像や音声などのコンテンツに品質劣化が生じる問題を回避できる、携帯通信端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の携帯通信端末は、携帯通信端末が無線基地局を介して通信ネットワークと接続され、前記携帯通信端末と各無線基地局との間でハンドオーバ制御が行われると共に、前記各無線基地局が自局内に収容する接続通信端末数を監視し、該接続通信端末数の情報を前記携帯通信端末に提供する通信ネットワークシステムにおける前記携帯通信端末であって、データ通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる各無線基地局との間の通信品質を測定する手段と、通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる各無線基地局から取得した接続通信端末数を比較する手段と、前記通信品質の測定結果と、前記取得した接続通信端末数に基づいて、ハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の携帯通信端末は、前記ハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する際には、前記接続通信端末数の情報を基に、各無線基地局との間のデータ転送レートを予測計算して比較することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の携帯通信端末は、前記ハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する際には、現在実行中のアプリケーションの種類を判断条件として付加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の携帯通信端末においては、現在通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる各無線基地局との間の通信品質を測定し、また、現在通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる各無線基地局から取得した接続通信端末数を取得する。そして、受信信号品質の測定結果と接続通信端末数に基づき、ハンドオーバ制御の要否またはハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する。
これにより、ハンドオーバの実行前に、ハンドオーバ先の無線回線の混み具合が予測でき、ハンドオーバ後の実効レートの低下によるアプリケーションの画像や音声の品質劣化を回避できる。
【００１９】
また、本発明の携帯通信端末においては、無線基地局から取得した接続通信端末数の情報を基に、各無線基地局との間のデータ転送レートを予測計算し、この予測計算結果を基に、ハンドオーバ制御の要否と、ハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する。
これにより、ハンドオーバの実行前に、ハンドオーバ先の無線回線のデータ転送レート（受信レート）が予測でき、ハンドオーバ後の実効レートの低下によるアプリケーションの画像や音声の品質劣化を回避できる。
【００２０】
また、本発明の携帯通信端末においては、ハンドオーバ制御の要否を決定する際には、さらに、現在実行中のアプリケーション種類を判断条件として付加する。
これにより、ハンドオーバ先の無線回線の混み具合の他に、アプリケーションの種類に応じて、ハンドオーバ制御の要否と、ハンドオーバの対象となる無線基地局を選択できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
最初に、本発明の概要について説明する。本発明の携帯通信端末が使用される通信システムは、無線基地局に接続された各携帯通信端末からのデータ転送レート要求（ＤＲＣ）に基づいて、接続時間と変調方式を決定する適応変調方式を使用し、同一セル内に接続されている端末数に応じてスケジューリングを行って帯域をシェアするベストエフォート型の無線パケットデータ通信システムなどである。
【００２２】
本発明の携帯通信端末は、通信中の無線基地局との通信信号品質、例えば電波状況が弱まり、ハンドオーバの発生が予想される状況になると、通信中の無線基地局とハンドオーバの候補となる無線基地局から、各無線基地局に接続中の携帯通信端末数（収容通信端末数）の情報を取得する。そして、携帯通信端末は、自端末の受信信号品質と前記接続中の携帯通信端末数情報から各無線基地局との間のデータ転送レート（受信レート）の予測を行い、最も良好なデータ転送レートが期待できる無線基地局を接続先として選択してハンドオーバを行う。
【００２３】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の携帯通信端末が使用される無線パケットデータ通信システムの構成例を示す図であり、ビデオストリーミングシステムの例を示した図である。
【００２４】
ビデオ配信サーバ４は、例えばインターネットのような有線の通信ネットワーク１に接続され、ＭＰＥＧ−４のような符号化手段を使用して符号化したコンテンツデータを、通信ネットワーク１を通じて携帯通信端末２１乃至２６などのクライアント端末に配信する。このビデオ配信サーバ４は、クライアントとなる携帯通信端末２１乃至２６からの受信状況に関するフィードバック情報を受信し、携帯通信端末２１乃至２６の受信状況に合わせてビデオ配信サーバ４からの送信レートを制御する可変レート配信機能を持つ。
【００２５】
交換局として機能するサーバ５は、通信ネットワーク１と無線ネットワーク２及び３の間に入り、携帯通信端末２１乃至２６を収容する無線基地局１１及び１２を選択して、データの配信経路を決定する。無線基地局１１及び１２はエリア内の携帯通信端末２１乃至２６と無線回線を通じて情報の送受信を行う。またエリア内に収容している携帯通信端末２１乃至２６からのＤＲＣ情報を受信し、これをもとにスケジューリングを実施する。この時、各無線基地局１１及び１２は、現在接続中（収容中）の携帯通信端末数の情報を保持し、携帯通信端末２１乃至２６からの要求に対して「接続通信端末数（収容通信端末数）」の情報を送信する機能を持つ。図１は、第１の無線基地局１１のエリア（無線ネットワーク２）内には、携帯通信端末２１乃至２５の５つの携帯通信端末が収容（接続）され、第２の無線基地局１２のエリア（無線ネットワーク３）内には、携帯通信端末２５及び２６の２つの携帯通信端末が収容（接続）されている例を示している。
【００２６】
携帯通信端末２１乃至２６は無線基地局１１及び１２との間でデータの送受信を行い、ビデオ配信サーバ４からのデータを受信して、受信した符号化データを復号して表示する機能を持つ。また携帯通信端末２１乃至２６は、ビデオ配信サーバ４からのデータの受信状況を監視し、その情報を定期的にビデオ配信サーバ４に送信する。また、携帯通信端末２１乃至２６は、接続可能な無線基地局１１又は１２から各基地局の「接続通信端末数（収容通信端末数）」の情報を取得し、この「接続通信端末数」の情報と、下り回線の回線品質（例えば、ＣＩＲ（希望波対干渉波比））から通信する無線基地局１１又は１２を切り替える機能を持つ。
【００２７】
次に、図１に示すようなシステム構成において、携帯通信端末２５が、第１の無線基地局１１のエリア内にあり、第１の無線基地局と通信しながら、第２の無線基地局のエリアに向かって移動している場合のハンドオーバ制御の流れについて、図２を参照して説明する。
【００２８】
携帯通信端末２５は、第１の無線基地局１１と通信中であり、例えば、ビデオ配信サーバ４からビデオストリーミングデータを受信中であるとする（ステップＳ１０１）。
【００２９】
携帯通信端末２５は、現在通信中の第１の無線基地局１１から受信する信号を基にＣＩＲ（１）値を求める（ステップＳ１０２）。また、パイロット信号を受信可能な無線基地局（ここでは、第２の無線基地局）からパイロット信号を受信し（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）、第２の無線基地局１２から受信したパイロット信号に基づいてＣＩＲ（２）値を計算し（ステップＳ１０５）、現在通信中の第１の無線基地局のＣＩＲ（１）値と共にこれを監視する。
【００３０】
パイロット信号を受信できる無線基地局（ここでは、第２の無線基地局１２）の計算されたＣＩＲ（２）値がＣＩＲ（１）値以上になった場合（または、ＣＩＲ（２）値がある閾値以上になった場合）は、ハンドオーバの契機とし、第２の無線基地局１２をハンドオーバ候補の無線基地局とする（ステップＳ１０６）。
【００３１】
ハンドオーバ候補の第２の無線基地局１２が検出されると、携帯通信端末２５は、通信中の第１の無線基地局１１と第２の無線基地局１２に対して「接続通信端末数（収容通信端末数）」の情報を要求する（ステップＳ１０７）。
【００３２】
携帯通信端末２５からの「接続通信端末数情報要求」を受信した第１の無線基地局１１、および第２の無線基地局１２は、携帯通信端末２５に対して「接続通信端末数（収容通信端末数）」の情報を送信する（ステップＳ１０８〜Ｓ１１１）。「接続通信端末数」の情報を受信した携帯通信端末２５は、各無線基地局（ここでは、第２の無線基地局１２）から取得した「接続通信端末数」の情報を使用し、データ転送レート（受信レート）の予測計算を行う（ステップＳ１１２）。
【００３３】
そして、第２の無線基地局１２に接続中の携帯通信端末数から予測されるデータ転送レートが、現在のデータ転送レートから大きく下がらないと予測される場合はハンドオーバを実行し、信号品質は高いが接続中の携帯通信端末数から予測される伝送レートが、現在の伝送レートに比べて急激に低下すると予測される場合はハンドオーバを行わず、第１の無線基地局１１との接続を維持するよう制御する（ステップＳ１１３、ステップＳ１１４）。
【００３４】
即ち現在第１の無線基地局１１と第２の無線基地局１２に対して、信号品質と、それぞれの基地局に接続中の「携帯通信端末数」の比較を行い、第２の無線基地局１２に対する信号品質が高く、接続中の携帯通信端末数から予測されるデータレートが大きく下がらないと予測される場合はハンドオーバを実行する。また、信号品質は高いが接続中の携帯通信端末数から予測されるデータ転送レートが、現在の伝送レートにこらべて急激に低下すると予測される場合はハンドオーバを行わず、第１の無線基地局１１との接続を維持するよう制御する。
【００３５】
なお、「接続通信端末数」の情報の送信方法については、携帯通信端末からの要求に対応して送信する方法以外に、定期的に各携帯通信端末に通知するメッセージ、例えば、「１ｘＥＶ−ＤＯのセクターパラメータメッセージ」や「ＱｕｉｃｋＣｏｎｆｉｇメッセージ」のようなブロードキャストメッセージ内に「接続通信端末数」の情報を埋め込んで送信してもよい。
【００３６】
また、携帯通信端末側で実行中のアプリケーションの種類を認識してハンドオーバを行うこともできる。例えば、ビデオストリーミングサービスの場合と、ＶｏＩＰの場合を比較すると、ＶｏＩＰの場合は、比較的低いデータ転送レートしか期待できない場合でもハンドオーバを行うことが可能になる。
【００３７】
また、ハンドオーバが発生する状況になった場合にユーザに通知し、ユーザの選択によってハンドオーバを実施する方法を使用することもできる。
【００３８】
また、図３は、本発明による携帯通信端末の一構成例を示す示すブロック図であり、本発明の携帯通信端末１００は、無線基地局との回線インタフェースとなる送信部と受信部を備える無線部１０１とアンテナ１０１ａ、携帯通信端末全体を制御する制御部１０２、テンキーや方向キー等を備える操作部１０３、文字情報や画像情報などを出力表示する表示部１０４、音声情報を取り込む音声入力部１０５、受信した音声情報を出力する音声出力部１０６、アプリケーションプログラムやデータファイルを格納する記憶部１０７などを備える。
【００３９】
また、制御部１０２には、処理プログラム部１１０が含まれ、本発明に直接関係する機能として、信号品質監視処理部１１１、接続通信端末数情報取得処理部１１２、データ転送レート演算処理部１１３、データ転送レート比較処理部１１４、ハンドオーバ制御処理部１１５などが含まれる。
【００４０】
信号品質監視処理部１１１は、ハンドオーバの候補となる各無線基地局から受信したパイロット信号からＣＩＲ値を計算し、現在通信中の無線基地局のＣＩＲ値と、ハンドオーバの候補となる無線基地局のＣＩＲ値とを監視（比較）する。また、接続通信端末数情報取得処理部１１２は、現在通信中の無線基地局及びハンドオーバの候補となる無線基地局に、「接続通信端末数（収容通信端末数）」の情報の送信を要求し、「接続通信端末数」の情報を取得する。
【００４１】
また、データ転送レート演算処理部１１３は、ハンドオーバの候補となる各無線基地局から取得した「接続通信端末数（収容通信端末数）」の情報を基に、各無線基地局との間のデータ転送レート（受信レート）を予測計算する。また、データ転送レート比較処理部１１４は、データ転送レート演算処理部１１３で求めたデータ転送レート（受信レート）を比較し、ハンドオーバ制御の要否と、ハンドオーバの対象となる無線基地局を決定する。また、ハンドオーバ制御処理部１１５は、ハンドオーバの対象となる無線基地局とのチャネル接続を行うためのハンドオーバ制御を行う。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の携帯通信端末は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の携帯通信端末が使用される通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の携帯通信端末におけるハンドオーバ処理の流れを示す図である。
【図３】本発明の携帯通信端末の構成例を示すブロックである。
【図４】従来のハンドオーバ制御について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 通信ネットワーク           ２、３ 無線ネットワーク
４ ビデオ配信サーバ           ５ サーバ              １１ 第１の無線基地局
１２ 第２の無線基地局                ２１〜２６ 携帯通信端末
１００ 携帯通信端末          １０１ 無線部          １０１ａ アンテナ
１０２ 制御部                        １０３ 操作部          １０４ 表示部
１０５ 音声入力部            １０６ 音声出力部       １０７ 記憶部
１１０ 処理プログラム部      １１１ 信号品質監視処理部
１１２ 接続通信端末数情報取得処理部  １１３ データ転送レート演算処理部
１１４ データ転送レート比較処理部    １１５ ハンドオーバ制御処理部
【図１】
2005101815.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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