JP2013021653A

JP2013021653A - ハンドオーバ方法および無線通信装置

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Publication number: JP2013021653A
Application number: JP2011155880A
Authority: JP
Inventors: Akira Kishida; 朗岸田; Makoto Umeuchi; 誠梅内; Toshihiro Manabe; 利裕眞部
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP5301616B2

Abstract

【課題】無線ＬＡＮのスループットを考慮した移動通信網と無線ＬＡＮ間ハンドオーバ方法を提供する。
【解決手段】第１の通信網と第２の通信網を切り替えて接続可能であり、第１の通信網と第２の通信網との間で所定の基準に応じてハンドオーバを行う無線通信装置において、第１の通信網の受信レベル検出手段と、第１の通信網におけるスループット算出手段と、第２の通信網から第１の通信網へのハンドオーバの制御に用いるＲＳＳＩ閾値管理手段と、第１の通信網に接続中に、スループットが所定のスループット閾値以下になれば第２の通信網へハンドオーバを行い、かつそのときの受信レベルに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値を設定し、第２の通信網に接続中に、受信レベル検出手段で検出される第１の通信網の受信レベルがＲＳＳＩ閾値管理手段で管理されているＲＳＳＩ閾値を超えれば第２の通信網から第１の通信網へのハンドオーバを行う制御手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動通信網と無線ＬＡＮに接続可能な無線通信装置において、移動通信網と無線ＬＡＮとの接続先切替を行うハンドオーバ方法および無線通信装置に関する。

ここで、無線通信装置は、移動通信網と無線ＬＡＮの双方に接続できる２つのインタフェース（ＩＦ）を備えた移動端末であってもよいし、移動端末と移動通信網または無線ＬＡＮとを中継する無線中継装置のＷＡＮ側の通信機能部（当該無線中継装置が移動通信網または無線ＬＡＮと通信するための通信機能部。なお、当該無線中継装置が移動端末と通信するための通信機能部をＬＡＮ側の通信機能部と呼ぶ。）であってもよい。

また、移動通信網は、例えば第３世代、第3.5 世代、第3.9 世代の携帯電話網であり、その規格としては、例えばＨＳＰＡ（High speed packet access) 、ＷＣＤＭＡ（Wide band code division multiple access)、ＥＤＧＥ（Enhanced data rates for GSM evolution)、ＬＴＥ（Long Term Evolution ）などである。

移動通信網と無線ＬＡＮを比較した場合、一般的に移動通信網はカバーエリアが広いが通信速度は遅く、無線ＬＡＮはカバーエリアが狭いが通信速度は速いという特徴がある。そこで、移動通信網と無線ＬＡＮのそれぞれの特徴を活かせる無線通信装置として、移動通信網と無線ＬＡＮの双方に接続できる２つのＩＦを備え、通常は携帯電話網に接続しながら、無線ＬＡＮとの接続が可能な状況になれば無線ＬＡＮに切り替える無線通信装置がある（特許文献１）。

図３は、従来の無線通信装置の構成例を示す。
図３において、無線通信装置は、無線ＬＡＮＩＦ部１１と、移動通信網ＩＦ部１２と、無線ＬＡＮＩＦ部１１に接続して無線ＬＡＮの受信レベル（ＲＳＳＩ）を検出する受信レベル検出部１３と、無線ＬＡＮのＲＳＳＩに応じて無線ＬＡＮと移動通信網のハンドオーバを制御する制御部１４とを備える。

図４は、従来のハンドオーバ処理手順の例を示す。
図４において、現在、無線ＬＡＮに接続しているか移動通信網に接続しているかを判断し（Ｓ10）、無線ＬＡＮに接続している場合には、受信レベル検出部１３で検出される無線ＬＡＮのＲＳＳＩが閾値以下か否かを判断する（Ｓ11）。ＲＳＳＩが閾値以下の場合には、移動通信網へのハンドオーバを行い（Ｓ12）、ＲＳＳＩが閾値を超える場合には無線ＬＡＮに接続しながらＲＳＳＩの閾値判定を繰り返す。

また、移動通信網に接続している場合には、受信レベル検出部１３で検出される無線ＬＡＮのＲＳＳＩが閾値を超えたか否かを判断する（Ｓ13）。ＲＳＳＩが閾値を超えた場合には、無線ＬＡＮへのハンドオーバを行い（Ｓ14）、ＲＳＳＩが閾値以下の場合には移動通信網に接続しながらＲＳＳＩの閾値判定を繰り返す。

これにより、無線ＬＡＮのＲＳＳＩが閾値以下であれば移動通信網に接続し、ＲＳＳＩが閾値を超えれば無線ＬＡＮに接続することができる。例えば、移動通信網エリア内に無線ＬＡＮエリアが局所的に存在しているときに、無線通信装置が移動通信網エリア内かつ無線ＬＡＮエリア外にいれば、無線ＬＡＮのＲＳＳＩが閾値以下であるので移動通信網に接続し、無線通信装置が無線ＬＡＮエリア内に入り、無線ＬＡＮのＲＳＳＩが閾値を超えれば無線ＬＡＮに接続することができる。

特開２０１０−０２１８７８号公報

移動通信網と無線ＬＡＮとの間のハンドオーバでは、無線ＬＡＮの受信レベル（ＲＳＳＩ）と閾値を比較し、移動通信網に接続中に無線ＬＡＮの受信レベルが閾値を超えれば無線ＬＡＮへハンドオーバが行われ、無線ＬＡＮに接続中に受信レベルが閾値以下になれば移動通信網へハンドオーバが行われていた。

しかし、一般に無線ＬＡＮの受信レベルとスループットは高い相関関係にあるものの、無線ＬＡＮは干渉波の多い周波数帯（ＩＳＭ帯）を使用するため、受信レベルが高くても実際のスループットは干渉により低下する場合がある。したがって、無線ＬＡＮの受信レベルが閾値より高い場合であっても、スループットは移動通信網の方が高い場合がある。そのため、移動通信網に接続中に無線ＬＡＮの受信レベルが閾値を超えたときに、無線ＬＡＮにハンドオーバすると却ってスループットが低下することがある。また、無線ＬＡＮに接続中に受信レベルが閾値を超えていれば、スループットが低下しても移動通信網へのハンドオーバができないことがある。

このような問題を解決するために、図５に示すように、無線ＬＡＮに接続中にスループットを測定し、スループットがスループット閾値以下になれば移動通信網にハンドオーバする制御が考えられる。しかし、移動通信網に接続中のときは、無線ＬＡＮの受信レベル（ＲＳＳＩ）は確認できるもののスループットを確認できないので、無線ＬＡＮの受信レベルに基づく制御になる。その結果、無線ＬＡＮに接続中はスループットを基準とし、移動通信網に接続中は受信レベルを基準とするため、ハンドオーバの基準となるパラメータが異なることになる。したがって、無線ＬＡＮの受信レベルが閾値を超え、かつスループットが閾値を下回るような場合には、無線ＬＡＮと移動通信網との間でハンドオーバを頻繁に繰り返す「ばたつき」が生じることになる。このような「ばたつき」は、ハンドオーバに伴う通信の瞬断が頻発することであり、サービス品質が著しく劣化することになる。

本発明は、無線ＬＡＮのスループットを考慮しながら、移動通信網と無線ＬＡＮとの間で安定したハンドオーバを行うことができるハンドオーバ方法および無線通信装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、第１の通信網と第２の通信網を切り替えて接続可能であり、第１の通信網と第２の通信網との間で所定の基準に応じてハンドオーバを行う無線通信装置において、第１の通信網の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、第１の通信網に接続中にそのスループットを算出するスループット算出手段と、第２の通信網から第１の通信網へのハンドオーバの制御に用いるＲＳＳＩ閾値を管理するＲＳＳＩ閾値管理手段と、第１の通信網に接続中に、スループット算出手段で算出されたスループットが所定のスループット閾値以下になれば第１の通信網から第２の通信網へのハンドオーバを行い、かつそのときの第１の通信網の受信レベルに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値をＲＳＳＩ閾値管理手段に設定し、第２の通信網に接続中に、受信レベル検出手段で検出される第１の通信網の受信レベルがＲＳＳＩ閾値管理手段で管理されているＲＳＳＩ閾値を超えれば第２の通信網から第１の通信網へのハンドオーバを行う制御手段とを備える。

第１の発明の無線通信装置におけるスループット算出手段は、第１の通信網に接続中に、定期的にスループット測定用のダミーデータを第１の通信網に送信し、そのデータ送信から受信応答信号の受信までのラウンドトリップ時間を計測し、ダミーデータのデータサイズをラウンドトリップ時間で除算して第１の通信網のスループットを算出する構成である。

第１の発明の無線通信装置において、第１の通信網は無線ＬＡＮであり、第２の通信網は移動通信網である。

第２の発明は、第１の通信網と第２の通信網を切り替えて接続可能であり、第１の通信網と第２の通信網との間で所定の基準に応じてハンドオーバを行う無線通信装置のハンドオーバ方法において、無線通信装置の受信レベル検出手段で第１の通信網の受信レベルを検出し、無線通信装置のスループット算出手段で第１の通信網に接続中のスループットを算出し、無線通信装置のＲＳＳＩ管理手段で第２の通信網から第１の通信網へのハンドオーバの制御に用いるＲＳＳＩ閾値を管理し、第１の通信網に接続中に、スループット算出手段で算出されたスループットが所定のスループット閾値以下になれば第１の通信網から第２の通信網へのハンドオーバを行い、かつそのときの第１の通信網の受信レベルに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値をＲＳＳＩ閾値管理手段に設定し、第２の通信網に接続中に、受信レベル検出手段で検出される第１の通信網の受信レベルがＲＳＳＩ閾値管理手段で管理されているＲＳＳＩ閾値を超えれば第２の通信網から第１の通信網へのハンドオーバを行う。

第２の発明のハンドオーバ方法におけるスループット算出手段は、第１の通信網に接続中に、定期的にスループット測定用のダミーデータを第１の通信網に送信し、そのデータ送信から受信応答信号の受信までのラウンドトリップ時間を計測し、ダミーデータのデータサイズをラウンドトリップ時間で除算して第１の通信網のスループットを算出する。

第２の発明のハンドオーバ方法において、第１の通信網は無線ＬＡＮであり、第２の通信網は移動通信網である。

本発明は、第１の通信網（無線ＬＡＮ）に接続中は、そのスループットがスループット閾値以下になれば第１の通信網のＲＳＳＩに拘らず第２の通信網（移動通信網）へのハンドオーバを実施することができる。また、第２の通信網（移動通信網）に接続中は、第１の通信網から第２の通信網へのハンドオーバ時の第１の通信網のＲＳＳＩに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値を管理し、ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を超えれば、第１の通信網へのハンドオーバを実施することができる。このように、ＲＳＳＩ閾値を基準に第２の通信網（移動通信網）から第１の通信網（無線ＬＡＮ）へのハンドオーバを制御することにより、第１の通信網（無線ＬＡＮ）へのハンドオーバ直後のばたつきが解消し、安定したハンドオーバを実現することができる。

本発明の無線通信装置の実施例を示す図である。本発明によるハンドオーバ処理手順の例を示すフローチャートである。従来の無線通信装置の構成例を示す図である。従来のハンドオーバ処理手順の例を示すフローチャートである。従来のハンドオーバ処理手順の例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の無線通信装置の実施例を示す。
図１において、無線通信装置は、無線ＬＡＮＩＦ部１１と、移動通信網ＩＦ部１２と、無線ＬＡＮＩＦ部１１に接続して無線ＬＡＮの受信レベル（ＲＳＳＩ）を検出する受信レベル検出部１３と、無線ＬＡＮと移動通信網のハンドオーバを制御する制御部１４と、制御部１４に接続されるスループット算出部１５およびＲＳＳＩ閾値管理部１６を備える。

なお、本構成は単体の無線端末であってもよいし、無線中継装置のＷＡＮ側の通信機能部であってもよい。無線中継装置の場合には、無線端末との通信を行うＬＡＮ側の無線ＬＡＮＩＦを制御部１４に接続し、制御部１４がＬＡＮ側の無線ＬＡＮＩＦ部に接続される無線端末と、無線ＬＡＮＩＦ部１１に接続される無線ＬＡＮまたは移動通信網ＩＦ部１２に接続される移動通信網との中継処理を行う構成となる。

スループット算出部１５は、無線ＬＡＮに接続中に、定期的にスループット測定用のダミーデータを制御部１４から無線ＬＡＮＩＦ部１１を介して送信し、そのラウンドトリップ時間（データ送信からＡＣＫ受信までの時間）を計測し、ダミーデータのデータサイズをラウンドトリップ時間で除算して無線ＬＡＮの平均スループットを算出する構成である。なお、ここでのラウンドトリップ時間を計測するためのダミーデータは、たとえば、ＴＣＰプロトコルによって送信され、当該ダミーデータに対するＴＣＰ−ＡＣＫが受信されるまでの時間をラウンドトリップ時間として計測する。ダミーデータの宛先は、移動通信網の基地局又は無線ＬＡＮの基地局ならびに基地局が接続されているネットワーク上にあるサーバ等が考えられる。

ＲＳＳＩ閾値管理部１６は、制御部１４の制御により無線ＬＡＮから移動通信網へハンドオーバするときの無線ＬＡＮのＲＳＳＩを取得し、当該ＲＳＳＩに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値を管理する。

制御部１４は、受信レベル検出部１３から無線ＬＡＮのＲＳＳＩを受け取る。また、制御部１４は、スループット算出部１５から入力するスループット測定用のダミーデータを無線ＬＡＮＩＦ部１１に出力するとともに、無線ＬＡＮＩＦ部１１から入力するＡＣＫ信号をスループット算出部１５に出力し、スループット算出部１５から無線ＬＡＮの平均スループットを取得する。そして、無線ＬＡＮの接続中に無線ＬＡＮの平均スループットに応じて移動通信網へのハンドオーバを制御し、移動通信網の接続中に無線ＬＡＮのＲＳＳＩとＲＳＳＩ閾値に基づいて無線ＬＡＮへのハンドオーバを制御する。以下、制御部１４におけるハンドオーバ制御処理手順について、図２を参照して説明する。

図２において、現在、無線ＬＡＮに接続しているか移動通信網に接続しているかを判断し（Ｓ０）、無線ＬＡＮに接続している場合には、スループット算出部１５から取得する無線ＬＡＮの平均スループットがスループット閾値以下か否かを判断する（Ｓ１）。平均スループットがスループット閾値以下の場合には、そのとき取得するＲＳＳＩに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値をＲＳＳＩ閾値管理部１６に設定し（Ｓ２）、移動通信網へのハンドオーバを行う（Ｓ３）。スループットがスループット閾値を超える場合には、無線ＬＡＮに接続しながらスループットの閾値判定を繰り返す。

また、移動通信網に接続している場合には、受信レベル検出部１３で検出される無線ＬＡＮのＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を超えたか否かを判断する（Ｓ４）。ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を超えた場合には、無線ＬＡＮへのハンドオーバを行う（Ｓ５）。ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値以下の場合には、移動通信網に接続しながらＲＳＳＩの閾値判定を繰り返す。

これにより、無線ＬＡＮに接続中は、無線ＬＡＮの平均スループットに基づいて移動通信網へのハンドオーバを制御し、平均スループットがスループット閾値以下になれば無線ＬＡＮのＲＳＳＩに拘らず移動通信網へのハンドオーバを実施することができる。また、移動通信網に接続中は、移動通信網へのハンドオーバ時の無線ＬＡＮのＲＳＳＩに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値に基づいて無線ＬＡＮへのハンドオーバを制御し、ＲＳＳＩがＲＳＳＩ閾値を超えれば、無線ＬＡＮのスループットがハンドオーバ前より良好になっていると見なして、無線ＬＡＮへのハンドオーバを実施することができる。すなわち、ＲＳＳＩ閾値を基準に移動通信網から無線ＬＡＮへのハンドオーバを制御することにより、無線ＬＡＮへのハンドオーバ直後のばたつきが解消し、安定したハンドオーバを実現することができる。

以上、実施例として無線ＬＡＮと移動通信網との間のハンドオーバについて説明したが、これら以外の２つの通信網間のハンドオーバ制御であっても本発明のハンドオーバ処理方法の適用は可能である。

１１無線ＬＡＮＩＦ部
１２移動通信網ＩＦ部
１３受信レベル検出部
１４制御部
１５スループット算出部
１６ＲＳＳＩ閾値管理部

Claims

第１の通信網と第２の通信網を切り替えて接続可能であり、第１の通信網と第２の通信網との間で所定の基準に応じてハンドオーバを行う無線通信装置において、
前記第１の通信網の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記第１の通信網に接続中にそのスループットを算出するスループット算出手段と、
前記第２の通信網から前記第１の通信網へのハンドオーバの制御に用いるＲＳＳＩ閾値を管理するＲＳＳＩ閾値管理手段と、
前記第１の通信網に接続中に、前記スループット算出手段で算出されたスループットが所定のスループット閾値以下になれば前記第１の通信網から前記第２の通信網へのハンドオーバを行い、かつそのときの前記第１の通信網の受信レベルに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値を前記ＲＳＳＩ閾値管理手段に設定し、前記第２の通信網に接続中に、前記受信レベル検出手段で検出される前記第１の通信網の受信レベルが前記ＲＳＳＩ閾値管理手段で管理されているＲＳＳＩ閾値を超えれば前記第２の通信網から前記第１の通信網へのハンドオーバを行う制御手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記スループット算出手段は、前記第１の通信網に接続中に、定期的にスループット測定用のダミーデータを前記第１の通信網に送信し、そのデータ送信から受信応答信号の受信までのラウンドトリップ時間を計測し、ダミーデータのデータサイズをラウンドトリップ時間で除算して前記第１の通信網のスループットを算出する構成である
ことを特徴とする無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記第１の通信網は無線ＬＡＮであり、前記第２の通信網は移動通信網である
ことを特徴とする無線通信装置。
第１の通信網と第２の通信網を切り替えて接続可能であり、第１の通信網と第２の通信網との間で所定の基準に応じてハンドオーバを行う無線通信装置のハンドオーバ方法において、
前記無線通信装置の受信レベル検出手段で前記第１の通信網の受信レベルを検出し、
前記無線通信装置のスループット算出手段で前記第１の通信網に接続中のスループットを算出し、
前記無線通信装置のＲＳＳＩ管理手段で前記第２の通信網から前記第１の通信網へのハンドオーバの制御に用いるＲＳＳＩ閾値を管理し、
前記第１の通信網に接続中に、前記スループット算出手段で算出されたスループットが所定のスループット閾値以下になれば前記第１の通信網から前記第２の通信網へのハンドオーバを行い、かつそのときの前記第１の通信網の受信レベルに所定値を加えたＲＳＳＩ閾値を前記ＲＳＳＩ閾値管理手段に設定し、前記第２の通信網に接続中に、前記受信レベル検出手段で検出される前記第１の通信網の受信レベルが前記ＲＳＳＩ閾値管理手段で管理されているＲＳＳＩ閾値を超えれば前記第２の通信網から前記第１の通信網へのハンドオーバを行う
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
請求項４に記載のハンドオーバ方法において、
前記スループット算出手段は、前記第１の通信網に接続中に、定期的にスループット測定用のダミーデータを前記第１の通信網に送信し、そのデータ送信から受信応答信号の受信までのラウンドトリップ時間を計測し、ダミーデータのデータサイズをラウンドトリップ時間で除算して前記第１の通信網のスループットを算出する
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
請求項４に記載のハンドオーバ方法において、
前記第１の通信網は無線ＬＡＮであり、前記第２の通信網は移動通信網である
ことを特徴とするハンドオーバ方法。