(57)【要約】【課題】  通信に使用されているプロトコル、データ量に応じた適切なハンドオーバー条件を設定することができる無線通信システム及び無線基地局装置を提供する。【解決手段】  基地局２０は、ユーザ端末１０との間の通信を制御する。基地局２０のハンドオーバー制御部２４は、ユーザ端末１０が使用しているアプリケーションのプロトコルの種類及びデータ量の少なくとも一方に基づいてユーザ端末１０をハンドオーバーさせる条件を設定し、このハンドオーバー条件をユーザ端末１０に通知する。そして、この条件が満たされたときにハンドオーバー制御が行われる。【選択図】  図１
2007013553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と無線通信端末との間で行われる無線通信の通信状態を検出し、前記通信状態に応じて前記無線通信端末をハンドオーバーさせる無線通信システムにおいて、
前記無線通信端末のハンドオーバーの要否を判断し、ハンドオーバー要と判断した場合に、ハンドオーバー制御を行うハンドオーバー制御手段と、
前記無線通信端末と前記基地局との間での前記無線通信に用いられる通信手順を検出する通信手順検出手段とを備え、
前記ハンドオーバー制御手段は、前記通信手順検出手段で検出された通信手順に応じて、ハンドオーバー要と判断されるハンドオーバー条件を設定する条件設定手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記条件設定手段は、前記通信手順に応じて切断回避度合を設定し、当該切断回避度合が高い通信手順ほど前記ハンドオーバー条件の閾値を高く設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線通信端末と前記基地局との間で通信されるデータの量を検出するデータ量検出手段を備え、
前記条件設定手段は、前記通信手順に応じて設定されるハンドオーバー条件を前記データ量に応じて変更する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記条件設定手段は、前記データ量が大であるときには前記データ量が小であるときに比して前記ハンドオーバー条件の閾値を低く設定することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
無線通信端末と無線通信を行う無線通信手段と、前記無線通信端末との前記無線通信の通信状態を検出する通信状態検出手段と、前記通信状態検出手段にて検出される前記通信状態に応じて前記無線通信端末をハンドオーバーさせるハンドオーバー制御手段とを備える無線基地局装置において、
前記無線通信端末との間での通信に用いられる通信手順を検出する通信手順検出手段を備え、
前記ハンドオーバー制御手段は、前記通信手順検出手段で検出された通信手順に応じて、前記無線通信端末をハンドオーバーさせる条件を設定する条件設定手段を有することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項６】
前記無線通信端末との間で通信されるデータの量を検出するデータ量検出手段を備え、
前記条件設定手段は、前記通信手順に応じて設定されるハンドオーバー条件を前記データ量に応じて変更する
ことを特徴とする請求項５記載の無線基地局装置。
【請求項７】
無線基地局装置と無線通信を行う無線通信手段と、前記無線基地局装置との前記無線通信の通信状態を検出する通信状態検出手段と、前記通信状態検出手段にて検出される前記通信状態に応じてハンドオーバー要求を行うハンドオーバー要求手段とを備える無線通信端末装置において、
前記無線基地局装置との間での前記無線通信に用いられる通信手順を検出する通信手順検出手段を備え、
前記ハンドオーバー要求手段は、前記通信手順検出手段で検出された通信手順に応じて、前記ハンドオーバー要求を行う条件を設定する要求条件設定手段を有することを特徴とする無線通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の無線通信端末と基地局との間で行われる無線通信の制御を行う無線通信システム、無線基地局装置、及び無線通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、簡易型携帯電話機（ＰＨＳ：Personal Handyphone System）、自動車電話機、その他の無線通信端末間で行われる通信を制御する通信システムにおいては、一般的にサービスを提供しているサービス提供エリア内で所定の間隔（例えば、数キロメートル程度）をもって基地局が配置されている。かかる配置にすることで、サービス提供エリア全域において、基地局の何れか１つ又は複数と無線通信端末との間の接続が常に確保されることになる。
【０００３】
上記の通信システムにおいては、ある１つの基地局の通信エリア内に存在する無線通信端末がその基地局の通信エリア外に移動するときに、その基地局との間の接続を隣接する他の基地局との間の接続に切り替える制御（所謂、ハンドオーバー又はハンドオフ）が行われる。かかるハンドオーバーをすることで、通信システムにおいてシームレスな通信が実現されることになる。
【０００４】
以下の特許文献１には、無線通信端末が基地局に対して位置登録を行ったときに、基地局から転送されてくるフレームエラーレート（ＦＥＲ）の基準値に対して、受信したＦＥＲ値を測定し、その測定結果が基準値以上であって且つＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度表示信号）値が基準値以下の時に、無線通信端末が弱電界領域で使用されると判断して他の基地局にハンドオーバーする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−５０３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年の無線通信端末は多機能化しており、音声による通話、メールの送受信、又はＷＷＷ（World Wide Web）の閲覧（ブラウジング）のみならず、ストリーミング（映像及び音声等のマルチメディアデータの視聴を、マルチメディアデータの受信と同時に再生して行う方法）が可能なものも実現されている。このような無線通信端末では、複数のプロトコルが実装されており、送受信するデータの種類に応じて適切なプロトコルに切り替えて通信が行われる。
【０００６】
また、無線端末装置に送信するデータの送り方は、無線端末装置で受信されるデータの種類に応じて適切なものが異なる。例えば、上記のストリーミングにおいては、映像又は音声が途切れることなく連続して再生されることが重要であり、一定量のデータが連続して無線端末装置で受信されるように送信するのが適切である。一方、上記のブラウジングでは、ストリーミングの場合と異なり、１画面（１ページ）が短時間で表示されるのが重要であり、一時により多くのデータが無線端末装置で受信されるように送信するのが適切である。
【０００７】
前述した特許文献１においては、ＦＥＲ値のみに基づいてハンドオーバー条件を設定しており、通信に使用されているプロトコル及びデータ量が全く考慮されていない。このため、ハンドオーバー時に、例えばストリーミング時に映像又は音声が途切れたり、ブラウジング時の画面表示に時間を要する虞が考えられる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通信に使用されているプロトコル等の通信手順に応じた適切なハンドオーバー条件を設定することができる無線通信システム及び無線基地局装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、基地局と無線通信端末との間で行われる無線通信の通信状態を検出し、前記通信状態に応じて前記無線通信端末をハンドオーバーさせる無線通信システムにおいて、前記無線通信端末のハンドオーバーの要否を判断し、ハンドオーバー要と判断した場合に、ハンドオーバー制御を行うハンドオーバー制御手段と、前記無線通信端末と前記基地局との間での前記無線通信に用いられる通信手順を検出する通信手順検出手段とを備え、前記ハンドオーバー制御手段は、前記通信手順検出手段で検出された通信手順に応じて、ハンドオーバー要と判断されるハンドオーバー条件を設定する条件設定手段を備えることを特徴としている。
ここで、本発明の無線通信システムは、前記条件設定手段が、前記通信手順に応じて切断回避度合を設定し、当該切断回避度合が高い通信手順ほど前記ハンドオーバー条件の閾値を高く設定することを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記無線通信端末と前記基地局との間で通信されるデータの量を検出するデータ量検出手段を備え、前記条件設定手段は、前記通信手順に応じて設定されるハンドオーバー条件を前記データ量に応じて変更することを特徴としている。
ここで、本発明の無線通信システムは、前記条件設定手段が、前記データ量が大であるときには前記データ量が小であるときに比して前記ハンドオーバー条件の閾値を低く設定することを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の無線基地局装置は、無線通信端末と無線通信を行う無線通信手段と、前記無線通信端末との前記無線通信の通信状態を検出する通信状態検出手段と、前記通信状態検出手段にて検出される前記通信状態に応じて前記無線通信端末をハンドオーバーさせるハンドオーバー制御手段とを備える無線基地局装置において、前記無線通信端末との間での通信に用いられる通信手順を検出する通信手順検出手段を備え、前記ハンドオーバー制御手段は、前記通信手順検出手段で検出された通信手順に応じて、前記無線通信端末をハンドオーバーさせる条件を設定する条件設定手段を有することを特徴としている。
また、本発明の無線基地局装置は、前記無線通信端末との間で通信されるデータの量を検出するデータ量検出手段を備え、前記条件設定手段は、前記通信手順に応じて設定されるハンドオーバー条件を前記データ量に応じて変更することを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の無線通信端末装置は、無線基地局装置と無線通信を行う無線通信手段と、前記無線基地局装置との前記無線通信の通信状態を検出する通信状態検出手段と、前記通信状態検出手段にて検出される前記通信状態に応じてハンドオーバー要求を行うハンドオーバー要求手段とを備える無線通信端末装置において、前記無線基地局装置との間での前記無線通信に用いられる通信手順を検出する通信手順検出手段を備え、前記ハンドオーバー要求手段は、前記通信手順検出手段で検出された通信手順に応じて、前記ハンドオーバー要求を行う条件を設定する要求条件設定手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信に使用されているプロトコル等の通信手順に応じた適切なハンドオーバー条件を設定することができるという効果がある。これにより、ハンドオーバー時の不具合を抑制することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線通信システム、無線基地局装置、及び無線通信端末装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による通信システムの全体構成、及び無線基地局装置の要部構成を模式的に示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の無線通信システムは、無線通信端末としてのユーザ端末１０、無線基地局装置としての基地局２０、及びインターネット等のネットワーク３０を含んで構成される。尚、基地局２０には複数のユーザ端末が接続されることがあるが、ここでは簡単のために基地局２０に１つのユーザ端末１０が接続されているものとする。
【００１２】
ユーザ端末１０は、例えば携帯電話機、ＰＨＳ、自動車電話機、無線カード１１等の無線通信機器を備えたノート型のパーソナルコンピュータである。尚、本実施形態では、ユーザ端末１０がパーソナルコンピュータである場合を例に挙げて説明する。このユーザ端末１０は、基地局２０との間で無線により通信を行うための無線カード１１が挿入されている。また、ユーザ端末１０は、ユーザにより操作されるキーボード等の入力装置１２、液晶表示装置又は有機ＥＬ装置等のディスプレイ１３を備えている。
【００１３】
このユーザ端末１０の内部には、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の内部記憶装置、ハードディスク等の外部記憶装置、無線カード１１により行われる通信を制御する通信制御部、及びスピーカ（何れも不図示）が設けられている。また、ユーザ端末１０には、メールの送受信を行うメーラー、ブラウジングを行うためのブラウザ、ストリーミングの映像をディスプレイ１３に表示するとともに音声をスピーカにより発音させるプレーヤー等のアプリケーションプログラムが実装されている。
【００１４】
更に、ユーザ端末１０には、代表的にはＦＴＰ（File Transfer Protocol）、ＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）、ＰＯＰ／ＳＭＴＰ（Post Office Protocol / Simple Mail Transfer Protocol）等の複数の通信プロトコル（通信手順）に応じて通信を行うための手段（アプリケーション）が実装されている。上記のＦＴＰは主にコンピュータ間におけるファイルの送受信を行うのに適したプロトコルであり、上記のＨＴＴＰはブラウジングに適したプロトコルであり、上記のＰＯＰ／ＳＭＴＰはメールの送受信に適したプロトコルである。また、上記以外に、ストリーミングに用いられるＲＴＳＰ（Real-Time Streaming Protocol）、ＶｏＩＰやストリーミングに用いられるＲＴＰ（Real-Time Transport Protocol）等の各種プロトコルに応じた手段（アプリケーション）を実装することも可能である。
【００１５】
基地局２０は、アンテナ２１、無線部２２、変復調部２３、ハンドオーバー制御部２４、信号品質計測部２５、データ量計測部２６、プロトコルモニタ部２７、及びネットワーク部２８を含んで構成される。アンテナ２１は、ユーザ端末１０から送信される電波を受信するとともに、ユーザ端末１０へ送信すべき信号を電波に乗せて送信する。無線部２２は、アンテナ２１を介して行われるユーザ端末１０との間の通信を制御する。変復調部２３は、無線部２２から出力される受信信号の復調を行うとともに、端末１０に向けて送信すべき信号の変調を行う。ハンドオーバー制御部２４は、ユーザ端末１０が基地局２０の通信エリア外へ移動するとき、及びユーザ端末１０が基地局２０の通信エリア内に移動してきたときにハンドオーバー制御を行う。
【００１６】
また、このハンドオーバー制御部２４には、ハンドオーバー条件を設定する条件設定手段としての条件設定部（不図示）が設けられており、この条件設定部で設定された条件をユーザ端末１０に対して無線通信等により通知する。そして、ユーザ端末１０は、条件設定部で設定されたハンドオーバー条件が通知されると、このハンドオーバー条件に応じてハンドオーバーの要否を判断し、ハンドオーバー要と判断した場合には、基地局２０に対してハンドオーバー要求信号を送信し、ハンドオーバー制御部２４はこのハンドオーバー要求信号に応じてユーザ端末１０のハンドオーバー制御を行う。
【００１７】
信号品質計測部２５は、端末１０との間で通信が行われている際の、信号品質（例えば、信号対雑音電力比（ＣＮ比））をモニタする。データ量計測部２６は、基地局２０を経由してユーザ端末１０との間で送受信されるデータのデータ量をモニタする。プロトコルモニタ部２７は、ユーザ端末１０が使用しているアプリケーションのプロトコルの種別をモニタする。
【００１８】
上記のプロトコルモニタ部２７は、送受信されるパケットのヘッダ部の一部に格納されているプロトコルに関する情報を読み取ることにより、ユーザ端末１０が使用しているアプリケーションのプロトコルの種別を判別する。具体的には、ＴＣＰ，ＵＤＰのヘッダには、送信先のポート番号が格納されているフィールドがあり、このフィールドにプロトコルに関する情報が格納されている。プロトコルモニタ部２７は、このフィールドの情報を読みとることによりユーザ端末１０が使用しているアプリケーションのプロトコルを判別する。
【００１９】
ネットワーク部２８は、ネットワーク３０を介して行われる通信を制御する。尚、図示は省略しているが、ブラウジングを可能とするＷＷＷサーバ、ストリーミングを可能とするストリーミングサーバ、ネットワーク３０を介したメールの送受信を可能とするメールサーバ等の各種サーバがネットワーク３０に接続されている。
【００２０】
次に、ユーザ端末１０に対するハンドオーバー条件の設定方法について説明する。ここでは、ユーザ端末１０が基地局２０の通信エリア内に位置しているが、ユーザ端末１０の移動によって基地局２０の通信エリア外に移動する場合について説明する。図２は、ハンドオーバー条件の設定方法を示すフローチャートである。尚、図２に示すフローチャートの処理は、基地局２０が所定の時間間隔で実行するものである。
【００２１】
処理が開始されると、基地局２０は、まずユーザ端末１０と接続中であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。この判断結果が「ＮＯ」の場合には、処理が終了する。一方、ステップＳ１１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、プロトコルモニタ部２７によってユーザ端末１０が使用しているアプリケーションのプロトコルの種別をモニタする。また、データ量計測部２６によってユーザ端末１０との間で行われている通信のデータ量を計測する（ステップＳ１２）。また、信号品質計測部２５によって信号品質の計測も行われる。以上の処理によって、基地局１０は、ユーザ端末１０において用いられているアプリケーションの種類（プロトコルの種類）、ユーザ端末１０で送受信されるデータ量、及び信号品質を把握することができる。
【００２２】
以上の処理が終了すると、ハンドオーバー制御部２４に設けられる不図示の条件設定部は、プロトコルモニタ部２７のモニタ結果及びデータ量計測部２６の計測結果に基づいてハンドオーバー条件を決定し、先に設定されているハンドオーバー条件を変更する必要がある場合には変更する処理を行う（ステップＳ１３）。
【００２３】
ここで、具体的なハンドオーバー条件の決定方法について説明する。例えば、ユーザ端末１０でストリーミングが行われている場合には、映像又は音声が途切れることなく連続して再生されるように極力ハンドオーバーさせない方が良い。一方、ブラウジングの場合には、ハンドオーバーさせた方が一時により多くのデータが得られるのであればハンドオーバーさせた方が良い。また、ＦＴＰによるファイル転送を行っている場合には、ハンドオーバーにより通信速度が向上するのであれば、ハンドオーバーさせた方がよい。
【００２４】
このため、ハンドオーバー制御部２４の不図示の条件設定部は、プロトコル毎にハンドオーバーさせるか否かを示す信号品質の閾値を設定し、この閾値をプロトコル毎に異ならせることによりハンドオーバー条件を決定する。具体的には、ハンドオーバーを極力させたくないプロトコルについては高い閾値を設定し、ハンドオーバーを極力させた方が良いプロトコルについては低い閾値を設定する。上記の例では、ストリーミングに用いられるプロトコルには高い閾値が設定され、ブラウジングに用いられるプロトコル（ＨＴＴＰ）及びＦＴＰには低い閾値が設定される。即ち、ハンドオーバーさせたくない（閾値が高い）プロトコルについては、ハンドオーバーを極力させた方が良いプロトコルに対してハンドオーバー条件の閾値が高く設定されて、ハンドオーバーされ難いように構成されている。
【００２５】
このように、プロトコルに応じて、ハンドオーバーさせたくない度合、即ち通信切断を回避したい度合が異なる。そこで、各プロトコルに対して通信切断を回避したい度合（切断回避度合）を設定し、この度合に応じてハンドオーバー条件の閾値を設定するようにすれば良い。例えば、ストリーミングに用いられるプロトコルは切断回避度合が高く設定され、ハンドオーバー条件の閾値は高く設定されることとなる。
【００２６】
また、ストリーミングを例に挙げると、ユーザ端末１０で受信される信号の信号品質に応じて送られてくるマルチメディアデータの信号速度が異なる。例えば、信号品質がある一定の品質以上であれば５００ｋｂｐｓ（bit per second）でマルチメディアデータが送られ、信号品質がある一定の品質以下であれば１２８ｋｂｐｓでマルチメディアデータが送られてくる。ストリーミングにおいては、映像又は音声の途切れを生じさせたくないため、現在の信号速度が維持できる信号品質であればハンドオーバーしないようハンドオーバー条件を決定する。
【００２７】
また、ハンドオーバー条件の設定方法としては、ハンドオーバーさせるか否かを示す信号品質（例えば、信号対雑音電力比（ＣＮ比やＳＮＲ値）等）の閾値を、データ量や転送レートが大きい程高い値に設定するとともに、ユーザ端末１０で用いられているアプリケーションの種類（プロトコルの種類）における通信切断を回避したい度合（切断回避度合）が高いプロトコル程低い値に設定するようにしても良い。例えば、データ量（又は転送レート）が大きくなる程当該閾値を高く設定するとともに、同じデータ量（又は転送レート）での各種プロトコルに応じた閾値を、切断回避度合が大きいプロトコル程低く設定する。
【００２８】
尚、ＦＴＰ、ＨＴＴＰ、ＰＯＰ／ＳＭＴＰ等の切断回避度合が低いプロトコルに関しては、ハンドオーバー条件の閾値をデータ量（又は転送レート）に応じて変更することなく、所定の閾値に仮に設定した上で通信エリアとの信号品質の関係に基づきハンドオーバー条件を設定する（例えば、他の通信エリアでの信号品質が現通信エリアでの信号品質よりも高い場合にハンドオーバーさせる）ように構成しても良い。この場合、仮に設定される信号品質の閾値は、データ量（又は転送レート）の全域において、ＲＴＳＰやＲＴＰ等の切断回避度合が高いプロトコルに応じて設定される閾値よりも高い値に設定される。
【００２９】
ハンドオーバー条件の設定及び変更が終了すると、基地局２０はアンテナ２１を介してユーザ端末１０にハンドオーバー条件を通知する（ステップＳ１４）。以上の処理により、一連の処理が終了する。尚、図２に示す処理が終了しても一定時間経過すると、再度図２に示すフローチャートが実行される。
【００３０】
基地局２０からハンドオーバー条件が通知されると、ユーザ端末１０は現時点でハンドオーバー条件が満たされているか否かを判断し、満たされていると判断した場合には、ハンドオーバー要求を基地局２０に送信する。ハンドオーバー要求を受信すると、基地局２０のハンドオーバー制御部２４は、ユーザ端末１０に対するハンドオーバー処理を行う。尚、ここで行われるハンドオーバー処理自体は従来のものと同様であるため、ここではその説明を省略するが、例えば、ユーザ端末１０での受信強度に応じてハンドオーバー制御を行う場合、ハンドオーバーさせたくない（ハンドオーバー条件を高くする）ときには、ハンドオーバーの条件となる受信強度の閾値を低く設定すればよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態においては、プロトコルの種類に応じてハンドオーバーさせるか否かが制御されるため、例えば音声の途切れを防止することができ、又はファイルのダウンロードに要する時間を短縮させることができる。これにより、ユーザ端末１０を操作するユーザの利便性の向上を図ることができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態による無線通信システム及び無線基地局装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、ハンドオーバー要求がユーザ端末１０から送信されてきた時にハンドオーバー制御部２４がユーザ端末のハンドオーバー制御を行っていたが、基地局２０側でハンドオーバー条件が満たされたか否かを判断し、満たされたと判断した場合にハンドオーバー制御を行っても良い。
【００３３】
また、ハンドオーバー制御を行う条件を設定する条件設定部、信号品質計測部２５、データ量計測部２６やプロトコルモニタ部２７等を基地局２０側に配設したが、これらをユーザ端末側に配設するとともに、基地局との無線通信の通信状態に応じてハンドオーバー要求を基地局に対して行うハンドオーバー要求手段をユーザ端末に配設し、このハンドオーバー要求手段が当該無線通信で用いられるプロトコル（通信手順）に応じてハンドオーバー要求を行う条件を設定する要求条件設定手段を有するように構成してもよい。また、上述した実施形態では、ハンドオーバー条件としてユーザ端末１０での受信強度やエラーレート等の信号品質が用いられたが、基地局とユーザ端末（無線通信端末装置）との間で行われる無線通信の通信状態を表す情報であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態による通信システムの全体構成、及び無線基地局装置の要部構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】ハンドオーバー条件の設定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１０    ユーザ端末（無線通信端末）
２０    基地局（基地局装置）
２２    無線部（無線通信手段）
２４    ハンドオーバー制御部（ハンドオーバー制御手段）
２５    信号品質計測部（通信状態検出手段）
２６    データ量計測部（データ量検出手段）
２７    プロトコルモニタ部（通信手順検出手段）
【図１】
2007013553.tif 000003
【図２】
2007013553.tif 000004