(57)【要約】【課題】  マルチホップ通信において、ハンドオーバに伴う転送データパケットの転送遅延をできる限り小さくし、上位プロトコルの動作への影響を防ぐハンドオーバ方法を提供する。【解決手段】  基地局と複数の無線端末とを有し、基地局と無線端末間のデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有するネットワークシステムでの無線端末のハンドオーバ方法であり、ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末が基地局に送信し、基地局がハンドオーバを行った無線端末に送信するデータパケットを、基地局と無線端末間に直接設定されている制御チャネルを用いて送信を行う。【選択図】  図２
2007053474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の無線端末とを有し、
基地局と無線端末間のデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有するネットワークシステムでの無線端末のハンドオーバ方法であって、
ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末が基地局に送信し、基地局がハンドオーバを行った無線端末に送信するデータパケットを、基地局と無線端末間に直接設定されている制御チャネルを用いて送信することを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項２】
ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末が基地局に送信し、基地局がハンドオーバを行った無線端末に送信するデータパケットを、他のデータパケットより優先して送信することを特徴とする請求項１に記載のハンドオーバ方法。
【請求項３】
無線端末とのデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有する基地局において、
制御信号を送受信する制御チャネルを、各無線端末との間にそれぞれ直接設定する手段を有し、
無線端末のハンドオーバ時に、ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末から返送される、ハンドオーバを行った無線端末宛のデータパケットを、ハンドオーバを行った無線端末との間に直接設定している制御チャネルを用いて、ハンドオーバを行った無線端末に送信する機能を有することを特徴とする基地局。
【請求項４】
ハンドオーバを行った無線端末と制御チャネルを直接設定していない場合には、ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ後のマルチホップリンク上にあり、制御チャネルを直接設定している無線端末のうち、ハンドオーバを行った無線端末に一番近い無線端末に、前記データパケットを送信する機能を有することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項５】
基地局とのデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有する無線端末であって、
トラヒックチャネルを基地局と直接設定していない場合でも、制御信号を送受信する制御チャネルを、基地局との間に直接設定する手段を有し、
他の無線端末のハンドオーバ前に受信済みで、前記他の無線端末のハンドオーバ時に未送信である前記他の無線端末宛のデータパケットを、基地局と直接設定している制御チャネルを用いて、基地局に送信する機能を有することを特徴とする無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチホップ通信を行う移動通信システムや無線アクセスシステムにおけるハンドオーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末は、通常、基地局又はアクセスポイント装置といったネットワークに接続し、固定的に設置された無線装置（以後基地局とのみ表示する。）と無線リンクを設定し、基地局経由でネットワークへのアクセスを行う。無線端末が、携帯端末や無線ＬＡＮインタフェースを有するパーソナルコンピュータといった、移動可能な無線端末である場合、移動に伴い、ネットワークへのアクセスに使用している基地局を変更する必要が生じ、これをハンドオーバと呼ぶ。
【０００３】
図４は、従来技術によるハンドオーバを説明する図である。図４（ａ）によると、ネットワーク７に基地局１１及び基地局１２が接続し、携帯端末８が基地局１１と無線リンクを設定してネットワーク７にアクセスしている。また、携帯端末８は、符号６が示す移動方向に移動している。
【０００４】
携帯端末８が、基地局１１の通信エリアから基地局１２の通信エリアに移動した場合、ハンドオーバが発生し、図４（ｂ）に示す様に、携帯端末８と基地局１１間の無線リンクは切断され、代わりに基地局１２と携帯端末８間に新たな無線リンクが設定される。ハンドオーバの発生により、ネットワーク７内で、それまでは基地局１１にルーティングされていた携帯端末８へのデータパケットは、基地局１２にルーティングされるようになる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４７０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５は、マルチホップ通信、即ち、無線端末が、他の無線端末のために基地局とのデータパケットやその他制御信号の中継を行う通信方法でのハンドオーバ例を示す図である。図５（ａ）によると、基地局１は、無線端末３１と無線リンクを設定し、無線端末２は、基地局１ではなく無線端末３１と無線リンクを設定し、無線端末３１経由で基地局１と通信を行っている。また、無線端末２は、符号６が示す移動方向に移動している。
【０００７】
無線端末２の移動により、無線端末２が無線端末３１との無線リンクを維持することが困難となり、代わりに基地局１と直接無線リンクの設定が可能となった場合を考える。この場合、ハンドオーバが発生し、図５（ｂ）に示す様に、無線端末２は基地局１と直接無線リンクを設定する。このとき、無線端末３１がハンドオーバ前に基地局１から受信していたが、未だ無線端末２に送信していないデータパケットを、無線端末３１は、無線端末２に基地局１経由で転送する必要がある。
【０００８】
図６は、マルチホップ通信におけるハンドオーバの他の例を示す図である。図６（ａ）によると、基地局１は、無線端末３１と無線リンクを設定し、無線端末２は無線端末３１経由で基地局１と通信を行っている。また、基地局１と直接無線リンクを設定している無線端末３２と、無線端末３２経由のマルチホップ通信を行っている無線端末３３が存在している。更に、無線端末２は、符号６が示す移動方向に移動している。
【０００９】
無線端末２の移動により、無線端末２が無線端末３１との無線リンクを維持することが困難となり、代わりに無線端末３３と直接無線リンクの設定が可能となった場合を考える。この場合、ハンドオーバが発生し、図６（ｂ）に示す様に、無線端末２は無線端末３３と直接無線リンクを設定する。このとき、無線端末３１がハンドオーバ前に基地局１から受信していたが、未だ無線端末２に送信していないデータパケットを、無線端末３１は、無線端末２に基地局１、無線端末３２及び無線端末３３の経路により転送する必要がある。
【００１０】
この様に、マルチホップ通信におけるハンドオーバでは、中継を行っていた無線端末は、ハンドオーバ前に受信していたが、ハンドオーバ発生までに送信できなかった、ハンドオーバを行った無線端末宛のデータパケットを基地局に返送する必要があり、更に、基地局は、返送されたデータパケットを、ハンドオーバを行った無線端末に転送する必要がある。以後、ハンドオーバ前に中継を行っていた無線端末が受信していたが、ハンドオーバ発生までに送信できず、ハンドオーバ後に、ハンドオーバを行った無線端末に転送するデータパケットを、“ハンドオーバに伴う転送データパケット”と呼ぶ。
【００１１】
上記、ハンドオーバに伴う転送データパケットの転送処理により、ハンドオーバを行った無線端末は、ハンドオーバ後、ハンドオーバに伴う転送データパケットと、ハンドオーバ後にネットワークから送信されてくるパケットとを混在して受信することとなる。ハンドオーバに伴う転送データパケットは、マルチホップ構成のリンクを逆にたどって基地局に一旦返送され、その後新しいマルチホップリンクを経由してハンドオーバを行った無線端末に到達するため、パケットの到着順序が乱れ、上位プロトコルにおける動作に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１２】
上記、上位プロトコルへの悪影響を回避するためには、ハンドオーバに伴う転送データパケットの転送遅延をできる限り小さくすることが望ましい。
【００１３】
従って、本発明は、マルチホップ通信において、ハンドオーバに伴う転送データパケットの転送遅延をできる限り小さくし、上位プロトコルの動作への影響を防ぐハンドオーバ方法並びに前記方法を実行する基地局及び無線端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明におけるハンドオーバ方法によれば、
基地局と複数の無線端末とを有し、基地局と無線端末間のデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有するネットワークシステムでの無線端末のハンドオーバ方法であって、ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末が基地局に送信し、基地局がハンドオーバを行った無線端末に送信するデータパケットを、基地局と無線端末間に直接設定されている制御チャネルを用いて送信することを特徴とする。
【００１５】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末が基地局に送信し、基地局がハンドオーバを行った無線端末に送信するデータパケットを、他のデータパケットより優先して送信することも好ましい。
【００１６】
本発明における基地局によれば、
無線端末とのデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有する基地局において、制御信号を送受信する制御チャネルを、各無線端末との間にそれぞれ直接設定する手段を有し、無線端末のハンドオーバ時に、ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末から返送される、ハンドオーバを行った無線端末宛のデータパケットを、ハンドオーバを行った無線端末との間に直接設定している制御チャネルを用いて、ハンドオーバを行った無線端末に送信する機能を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の基地局における他の実施形態によれば、
ハンドオーバを行った無線端末と制御チャネルを直接設定していない場合には、ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ後のマルチホップリンク上にあり、制御チャネルを直接設定している無線端末のうち、ハンドオーバを行った無線端末に一番近い無線端末に、前記データパケットを送信する機能を有することも好ましい。
【００１８】
本発明における無線端末によれば、
基地局とのデータパケットの送受信に使用するトラヒックチャネルについて、マルチホップ通信機能を有する無線端末であって、トラヒックチャネルを基地局と直接設定していない場合でも、制御信号を送受信する制御チャネルを、基地局との間に直接設定する手段を有し、他の無線端末のハンドオーバ前に受信済みで、前記他の無線端末のハンドオーバ時に未送信である前記他の無線端末宛のデータパケットを、基地局と直接設定している制御チャネルを用いて、基地局に送信する機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
ハンドオーバを行った無線端末のハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末が基地局に送信し、基地局がハンドオーバを行った無線端末に送信するデータパケットを、基地局と無線端末間に直接設定されている制御チャネルを用いて送信することで、マルチホップ構成のトラヒックチャネル経由での送信と比べ、転送に伴う遅延時間を削減することが可能であり、よって、上位プロトコルの動作に与える影響を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明でのハンドオーバ方法を実行する基地局１並びに無線端末２、３１及び３２から構成されるマルチホップネットワークの構成図である。図１において、実線で表される符合４はトラヒックチャネルであり、点線で表される符合５は制御チャネルである。
【００２２】
トラヒックチャネル４は、トラヒック、即ち、通信の目的であるデータパケットを送受信するための無線リンクであり、制御チャネル５は、ハンドオーバ制御や再送制御といった、システムの制御を行うための情報を送受信するための無線リンクである。通常、トラヒックチャネル４と制御チャネル５は、同一装置間に設定され、フレーム構造等により論理的に、或いは周波数などにより物理的に分離されている。
【００２３】
本発明においては、図１に示すように、トラヒックチャネル４は、基地局１−無線端末３１間、無線端末３１―無線端末３２間及び無線端末３２−無線端末２間に設定されている。従って、基地局１が送信する無線端末２へのデータパケットは、無線端末３１及び無線端末３２を経由して無線端末２に到達する。
【００２４】
一方、無線端末２、３１及び３２は、それぞれ、基地局１と制御チャネルを直接設定している。即ち、トラヒックチャネルについてはマルチホップ構成とし、制御チャネルについては、シングルホップ構成としている。無線通信において、装置間の距離が短い程、高速通信が可能である。逆にいうと、低速での通信で十分であれば通信距離を長くとることができる。一般的に、トラヒックのためには高速伝送ができるチャネルが望ましく、制御情報は、その情報量からある程度低速でも問題がないため、図１に示す構成でもマルチホップ通信の利点を享受することができる。
【００２５】
図２は、本発明によるハンドオーバ方法を説明する図である。図２（ａ）によると、トラヒックチャネル４は、基地局１−無線端末３１間、無線端末３１−無線端末３２間、無線端末３２−無線端末２間、基地局１−無線端末３３間及び無線端末３３−無線端末３４間に設定されている。つまり、基地局１−無線端末３１−無線端末３２−無線端末２は、トラヒックチャネル４についてマルチホップリンクを構成している。従って、無線端末２は、無線端末３１及び３２を経由するマルチホップ通信によりデータパケットの送受信を行っている。
【００２６】
更に、無線端末２、３１、３２、３３及び３４は、それぞれ、基地局１と制御チャネル５を直接設定している。尚、図２（ａ）においては簡単のため、無線端末３２及び無線端末２が基地局１と設定している制御チャネル５のみを表示し、他の無線端末が設定している制御チャネル５は図からは省略している。また、無線端末２は、符号６が示す移動方向に移動している。
【００２７】
無線端末２の移動により、無線端末２が無線端末３２とのトラヒックチャネル４を維持することが困難となり、代わりに無線端末３４とトラヒックチャネル４の設定が可能となった場合を考える。この場合、ハンドオーバが発生し、図２（ｂ）に示す様に、無線端末２は無線端末３４とトラヒックチャネル４を設定する。
【００２８】
このとき、無線端末３２は、ハンドオーバ前に基地局１から受信していたが、未だ無線端末２に送信していないデータパケット、即ち、ハンドオーバに伴う転送データパケットを、トラヒックチャネル４ではなく、制御チャネル５を使用して、基地局１に直接返送し、基地局１も、無線端末２との間に設定している制御チャネル５を用いて無線端末２に、無線端末３２から受信したハンドオーバに伴う転送データパケットを直接送信する。尚、基地局と１ホップで接続している、つまりトラヒックチャネル４と制御チャネル５の両方を基地局１と直接設定している無線端末３１等は、自端末が持っているハンドオーバに伴う転送データパケットを、トラヒックチャネル４により基地局１に返送しても、制御チャネル５により基地局１に返送しても良い。しかしながら、基地局１までのホップ数が同一であるため、一般的に制御チャネル５より高速なトラヒックチャネル４を使用することが好ましい。
【００２９】
結局、ハンドオーバ前のマルチホップ上で中継を行っていた無線端末から、ハンドオーバを行った無線端末へのデータパケットの転送処理は、基地局１を経由する２ホップで行われることになる。
【００３０】
尚、基地局１との距離等により、ハンドオーバに伴い、無線端末２がトラヒックチャネル４のみならず、制御チャネル５も、トラヒックチャネル４のハンドオーバ先である無線端末３４との間に設定する場合が生じ得る。この場合のハンドオーバ方法について以下に説明する。
【００３１】
図３は、本発明によるハンドオーバ方法を説明する他の図である。図３（ａ）の状態は、図２（ａ）と同じである。尚、簡単のため、無線端末３２、無線端末３４及び無線端末２が基地局１と設定している制御チャネル５のみを表示し、他の無線端末が設定している制御チャネル５は、図からは省略している。
【００３２】
無線端末２の移動により、ハンドオーバが発生し、図３（ｂ）に示す様に、無線端末２が、無線端末３２とのトラヒックチャネル４及び基地局１との制御チャネル５を切断し、無線端末３４とトラヒックチャネル４及び制御チャネル５を新たに設定したものとする。
【００３３】
基地局１は、ハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末３１又は３２が返送してきた、ハンドオーバに伴う転送データパケットを、ハンドオーバ後のマルチホップリンク上で、制御チャネル５を直接設定している無線端末のうち、無線端末２に一番近い無線端末、即ち、無線端末３４に制御チャネル５を用いて送信し、無線端末３４は受信した無線端末２宛のデータパケットを、トラヒックチャネル４により無線端末２に送信する。尚、制御チャネル５により無線端末２に送信することも可能であるが、ホップ数が同一の場合は、既に述べたようにトラヒックチャネル４を使用することが好ましい。
【００３４】
以上説明したとおり、基地局１が、ハンドオーバを行った無線端末との間に直接設定している制御チャネル５を用いて、ハンドオーバを行った無線端末に、ハンドオーバに伴う転送データパケットを送信することで、また、基地局１とハンドオーバを行った無線端末間に制御チャネル５が設定されていない場合には、ハンドオーバを行った無線端末が存在するマルチホップリンク上で、制御チャネルを直接設定している無線端末のうち、ハンドオーバを行った無線端末に一番近い無線端末にハンドオーバに伴う転送データパケットを送信して、前記一番近い無線端末にハンドオーバに伴う転送データパケットを、ハンドオーバを行った無線端末に転送させることで基地局１からハンドオーバを行った無線端末への転送遅延を抑えることができる。
【００３５】
更に、ハンドオーバ前のマルチホップリンク上の無線端末から基地局１へのハンドオーバに伴う転送データパケットの返送処理も、ハンドオーバ前のマルチホップリンク上の各無線端末から制御チャネル５により基地局１に直接返送することで、ハンドオーバに伴う転送データパケットの転送遅延を抑えることができる。尚、ハンドオーバ前のマルチホップリンク上にある無線端末のうち、基地局１と制御チャネルを直接設定していない無線端末は、基地局１側の無線端末に制御チャネル５又はトラヒックチャネル４を用いてハンドオーバに伴う転送データパケットを返送する。
【００３６】
転送遅延を更に抑えるために、各無線端末及び基地局は、ハンドオーバに伴う転送データパケットを最優先パケットとして中継する。即ち、ハンドオーバに伴う転送データパケット受信時に、既にバッファに格納されて送信を待っている他のデータパケットがあったとしても、これらデータパケットの送信後にハンドオーバに伴う転送データパケットを送信するのではなく、既にバッファに格納されている他のデータパケットに先立ち、後から受信したハンドオーバに伴う転送データパケットを送信することで、更に転送遅延を抑えることができる。尚、ハンドオーバに伴う転送データパケットであるか否かは、パケット内のヘッダ等にフラグフィールドを設けて明示することで認識可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明でのハンドオーバ方法を実行する基地局及び無線端末から構成されるマルチホップネットワークの構成図である。
【図２】本発明によるハンドオーバ方法を説明する図である。
【図３】本発明によるハンドオーバ方法を説明する他の図である。
【図４】従来技術によるハンドオーバを説明する図である。
【図５】マルチホップ通信におけるハンドオーバの例を示す図である。
【図６】マルチホップ通信におけるハンドオーバの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１１、１２  基地局
２、３１、３２、３３、３４  無線端末
４  トラヒックチャネル
５  制御チャネル
６  移動方向
７  ネットワーク
８  携帯端末
【図１】
2007053474.tif 000003
【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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