JP5314638B2

JP5314638B2 - 無線通信システム及び無線基地局

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Publication number: JP5314638B2
Application number: JP2010133168A
Authority: JP
Inventors: 智仁鈴木; 剛玉木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2030-06-10
Also published as: JP2011259306A

Description

本発明は、無線通信システム及び無線基地局に係り、特に、移動体無線通信技術を用いて、高速無線基地局と低速無線基地局の両者がサービスを提供している領域又は境界付近において、高速無線基地局のリソースがひっ迫した際、ユーザが所望するサービス種類を参照し、低速無線サービスへのハンドダウン処理の閾値を複数通り設定することで、高速無線サービスのリソースひっ迫を軽減させる無線通信システム及び無線基地局に関する。

既存の無線基地局に加え、さらに高速かつ大容量のサービスが提供可能となる、高速無線基地局の導入が進められている。高速無線基地局導入の初期段階においては、既存の無線基地局がサービス提供するエリアと比較し、高速無線基地局がサービス提供するエリアは小さく、高速無線システムを利用するユーザに対し、十分なリソースが確保されないことが予想される。そのため、全てのユーザに対して、要求に応じたリソースを均等に割り当てることが困難になる場合もあると予想される。

このような高速無線基地局へのリソース要求に対する割り当て方法について、例えば特許文献１、２に記載されたような技術がある。特許文献１では、ＱｏＳ制御において十分なレートを確保できるよう、ハンドオフ閾値の再調整を行っている。特許文献２では、端末ごとに伝送速度が異なる無線通信システムにおいて、総トラフィック量を算出し、端末ごとにリソース割り当てを行っている。

特開２００８−１３５９３８号公報（特願２００６−３２０１８８号）特開２００３−１８６４７号公報（特願２００１−１９６２７４号）

背景技術の項で述べたように、高速かつ大容量のサービスが提供可能となる、高速無線基地局の導入が進められている。導入の初期段階においては、高速無線システムを利用するユーザに対し、十分なリソースが確保されないことが予想される。また、高速無線基地局と低速無線基地局の両者がサービスを提供している領域又は境界付近においては、十分なスループットを必要としないユーザに対しても一定の高速無線サービスの帯域を割り当てることで、高速無線サービスがひっ迫することがある。

本発明は、以上の点に鑑み、高速無線基地局と低速無線基地局の両者がサービスを提供している領域又は境界付近において、ユーザが所望するサービス種類に合わせた通信品質を提供し、高速無線サービスのリソースひっ迫を軽減させることを目的とする。

管理装置において、高速無線システムのリソースがひっ迫している状態を検出した場合、高速無線基地局にモード切替指示を行う。モード切替指示を受信した高速無線基地局は、予め基地局内に格納された、２通りのハンドダウン制御に必要な閾値の読み出しを行う。ハンドダウン閾値を２通り設けることにより、例えばＨＤ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像通信中のユーザなど、スループットが高い高速無線サービスを継続したいユーザに対してはハンドダウン閾値を低く設定し、高速無線サービスと低速無線サービスの切替わりが頻発しないよう、抑止する。一方、十分なスループットを必要としないベストエフォート型のユーザに対してはハンドダウン閾値を高く設定し、積極的に高速無線サービス、低速無線サービスの切替えを行うよう、制御する。

高速無線基地局は、例えば、端末からの情報を受信する無線受信部、ハンドダウン判定、端末ＩＤ抽出、モード切替などを行う制御部、端末へ情報を送信する無線送信部、ゲートウエイ装置と通信を行う有線インタフェース部を備えた無線基地局であって、制御部において、端末ＩＤ抽出を行い、ハンドダウン判定部へ端末ＩＤ情報を送信し、ハンドダウン判定部は、ハンドダウン閾値が格納されたハンドダウン閾値の記憶領域、端末における高速基地局の受信電力情報が格納された端末受信電力の記憶領域、有線インタフェース部を通して、管理装置から送信されるモード切替情報を受信するモード切替部がモード切替情報を格納する記憶領域の情報を参照し、ハンドダウン判定処理を行う。

低速無線基地局は、例えば、端末からの情報を受信する無線受信部、ハンドアップ判定、端末ＩＤ抽出、モード切替などを行う制御部、端末へ情報を送信する無線送信部、ゲートウエイ装置と通信を行う有線インタフェース部を備えた無線基地局であって、制御部において、端末ＩＤ抽出を行い、ハンドアップ判定部へ端末ＩＤ情報を送信し、ハンドアップ判定部は、ハンドアップ閾値が格納されたハンドアップ閾値の記憶領域、端末における高速基地局の受信電力情報が格納された端末受信電力の記憶領域、有線インタフェース部を通して、管理装置から送信されるモード切替情報を受信するモード切替部がモード切替情報を格納する記憶領域の情報を参照し、ハンドアップ判定処理を行う。

管理装置は、例えば、接続端末数、端末アプリデータの情報が格納された記憶領域、端末数の記憶領域を参照するモード切替判定部、端末アプリデータの記憶領域を参照する端末アプリ情報通知部、制御部、制御情報をゲートウエイ装置に送信するための有線インタフェース部を備えた管理装置であって、接続端末数を参照し、接続数が閾値を超えた場合は、配下の無線基地局に対し、アプリ種別によりハンドダウン／ハンドアップの閾値を複数設けるモードに切替指示を行う。

また、上述の高速／低速無線基地局は、管理装置から送信されるモード切替情報を基に判定処理を行う制御部を有し、モードに応じ、ハンドダウン／ハンドアップが行われる閾値を一通りもしくは二通り設け、配下の無線端末から受信した端末ＩＤを抽出し、アプリ種類の判別を行い、アプリ種類に応じて二通りの閾値を適用することを可能とする。

本発明の第１の解決手段によると、
端末に第１無線通信サービスを提供する第１基地局と、
前記第１基地局がカバーする第１エリアと少なくとも一部がオーバーラップする第２エリアをカバーし、該第１無線通信サービスより高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを前記端末に提供可能な第２基地局と
を備え、
前記第２基地局は、
前記端末が受けるサービスを示すアプリ種類毎にハンドダウン閾値が予め記憶されるハンドダウン閾値記憶領域であり、第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドダウン閾値が記憶され、第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドダウン閾値より小さい第２ハンドダウン閾値が記憶される前記ハンドダウン閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドダウン閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドダウン閾値を取得し、前記端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドダウン閾値を下回るとハンドダウンを実行すると判定するハンドダウン判定部と
を有し、
前記ハンドダウン判定部によりハンドダウンを実行すると判定された場合に、前記端末に提供する無線通信サービスを、前記第２基地局による第２無線通信サービスから前記第１基地局による第１無線通信サービスにする無線通信システムが提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
端末に第１無線通信サービスを提供する第１基地局と、前記第１基地局がカバーする第１エリアと少なくとも一部がオーバーラップする第２エリアをカバーし、該第１基地局より高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを前記端末に提供可能な第２基地局と
を備えた無線通信システムにおける前記第２基地局である無線基地局であって、
前記端末が受けるサービスを示すアプリ種類毎にハンドダウン閾値が予め記憶されるハンドダウン閾値記憶領域であり、第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドダウン閾値が記憶され、第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドダウン閾値より小さい第２ハンドダウン閾値が記憶される前記ハンドダウン閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドダウン閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドダウン閾値を取得し、前記端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドダウン閾値を下回るとハンドダウンを実行すると判定するハンドダウン判定部と
を有し、
前記ハンドダウン判定部によりハンドダウンを実行すると判定された場合に、前記端末との通信を前記第１基地局に移す前記無線基地局が提供される。

本発明の第３の解決手段によると、
端末に第１無線通信サービスを提供する第１基地局と、前記第１基地局がカバーする第１エリアと少なくとも一部がオーバーラップする第２エリアをカバーし、該第１基地局より高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを前記端末に提供可能な第２基地局と
を備えた無線通信システムにおける前記第１基地局である無線基地局であって、
アプリ種類毎にハンドアップ閾値が予め記憶されるハンドアップ閾値記憶領域であり、前記第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドアップ閾値が記憶され、前記第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドアップ閾値より大きい第２ハンドアップ閾値が予め記憶されるハンドアップ閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドアップ閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドアップ閾値を取得し、前記第１基地局と通信中の前記端末から通知される該端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドアップ閾値を上回るとハンドアップを実行すると判定するハンドアップ判定部と
を有し、
前記ハンドアップ判定部によりハンドアップを実行すると判定された場合に、前記端末との通信を前記第２基地局に移す前記無線基地局が提供される。

本発明によると、高速無線基地局と低速無線基地局の両者がサービスを提供している領域又は境界付近において、ユーザが所望するサービス種類に合わせた通信品質を提供し、高速無線サービスのリソースひっ迫を軽減させることができる。

本発明を適用する移動体通信システムの構成例を説明する図である。本発明を適用する移動体通信システムのうち、高速無線基地局の構成を説明する図である。本発明を適用する移動体通信システムのうち、低速無線基地局の構成を説明する図である。本発明を適用する移動体通信システムのうち、管理装置の構成を説明する図である。本発明を適用する移動体通信システムで、基地局に格納される端末情報を示す表である。本発明を適用する移動体通信システムで、モード切替を行うシーケンスの例を示す図である。本発明の一実施例における、管理装置におけるモード切替判定アルゴリズムを示す図である。本発明の一実施例における、基地局のハンドダウン判定を行うアルゴリズムを示す図である。本発明の一実施例における、ハンドダウン制御を示すシーケンス図である。本発明の一実施例における、ハンドアップ判定処理を行うシーケンスを示す図である。本発明の一実施例における、基地局のハンドアップ判定を行うアルゴリズムを示す図である。本発明の一実施例における、ハンドアップ制御を示すシーケンス図である。本発明を適用する移動体通信システムで、高速無線サービス、低速無線サービスの比較を示す図である。本発明の一実施例における、モード１におけるハンドダウンイメージの例を示す図である。本発明の一実施例における、モード２におけるハンドダウンイメージの例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を例を挙げて説明する。
図１は、本発明を適用する移動体通信システムの構成例を説明する図である。
移動体通信システムは、例えば、管理装置１０１と、ゲートウェイ装置１０２と、低速無線基地局制御局１０３と、高速無線基地局制御局１０４と、低速無線基地局（第１基地局）１０５と、高速無線基地局（第２基地局）１０６とを備える。

低速無線基地局１０５は、低速無線基地局制御局１０３と通信を行い、ゲートウエイ装置１０２を介して管理装置１０１のコアネットワークに接続する。一方、高速無線基地局１０６は、高速無線基地局制御局１０４と通信を行い、ゲートウエイ装置１０２を介して管理装置１０１のコアネットワークに接続する。低速無線基地局１０５が、比較的低速の第１無線通信サービスを端末１０７に提供するのに対し、高速無線基地局１０６は、低速無線基地局１０５が提供する第１無線通信サービスより高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを端末１０７に提供する。

一方、移動体端末（無線端末）１０７が生成する情報は、移動体端末１０７において高周波信号に変換され、低速無線基地局１０５もしくは高速無線基地局１０６に送信される。移動体端末１０７から送信された無線信号は、低速無線基地局１０５もしくは高速無線基地局１０６において受信し、基地局装置の内部で信号処理によって情報が変換され、ゲートウエイ装置１０２を介して管理装置１０１に送信される。
なお、移動体通信システムは、移動体通信に限らず、無線端末を用いて無線通信を行う無線通信システムであってもよい。

高速無線基地局１０６がカバーするエリアと、低速無線基地局がカバーするエリア１０５は、オーバーラップしている。例えば、図示のように互いに隣接して一部がオーバーラップしていてもよいし、一方が他方に含まれていてもよい。なお、無線基地局は複数存在し、例えば、複数の低速無線基地局によりカバーされたエリアに、高速無線基地局のエリアが重畳してもよい。

ここで、高速無線基地局１０６に接続中の移動体端末１０７ｂが移動し、例えば低速無線基地局１０５がカバーするエリアとの境界線まで移動した際、高速無線基地局１０６は端末１０７ｂの受信電力情報を参照し、一定の閾値以下になった場合、高速無線基地局制御局１０４と通信を行い、ゲートウエイ装置１０２を介して管理装置１０１のコアネットワークにハンドダウン要求を行う。

本実施の形態におけるハンドダウンとは、例えば高速無線サービスに接続中の端末が移動することにより端末の受信電力が低くなった際、一定の通信品質を維持するため、受信電力の高い低速無線サービスに切替を行うよう制御することを示す。例えば、端末１０７と高速無線基地局１０６との通信を、低速無線基地局１０５との通信に移す。一方、本実施の形態におけるハンドアップとは、例えば低速無線サービスに接続中の端末が移動することにより、端末における高速無線サービスの受信電力が、一定の通信品質を維持できるだけの電力値となった際、より高速かつ大容量のサービスを提供可能な高速無線サービスに切替えを行うよう制御することを示す。例えば、端末１０７と低速無線基地局１０５との通信を、高速無線基地局１０６との通信に移す。

ハンドダウン要求を受信した管理装置１０１は、ゲートウエイ装置１０２を介して低速無線基地局制御局１０３と通信を行い、該当の低速無線基地局１０５に対し、ハンドダウン要求を行う。ハンドダウン要求を受信した低速無線基地局１０５は、ハンドダウン要求応答を管理装置１０１に行う。ハンドダウン要求応答を受信した管理装置１０１は、経路切替処理を行い、高速無線基地局１０６に対し、ハンドダウン要求応答を行う。

図２は、高速無線基地局のベースバンド部の構成を説明する図である。
高速無線基地局１０６は、端末１０７からの情報を受信する無線受信部２０１、ハンドダウン判定、端末ＩＤ（識別子）抽出、モード切替などを行う制御部２０９、端末１０７へ情報を送信する無線送信部２０６、及び、ゲートウエイ装置１０２と通信を行う有線インタフェース部２１０を有する。制御部２０９では、端末ＩＤ抽出部２０２が端末ＩＤ情報を抽出し、ハンドダウン判定部２０４へ端末ＩＤ情報を送信する。ハンドダウン判定部２０４は、ハンドダウン閾値が格納されたハンドダウン閾値の記憶領域２０３と、端末における高速基地局の受信電力情報が格納された端末受信電力の記憶領域２０５と、有線インタフェース部２１０を通して管理装置１０１から送信されるモード切替情報を受信するモード切替部２０７がモード切替情報を格納する記憶領域２０８との各情報を参照し、ハンドダウン判定処理を行う。

高速無線基地局１０６は、端末１０７を識別するための端末ＩＤと、端末１０７が受けるサービスを示すアプリ種類情報とが対応して記憶されるアプリ種類情報の記憶領域をさらに有しても良い。

ハンドダウン閾値の記憶領域２０３は、端末１０７が受けるサービスを示すアプリ種類毎にハンドダウン閾値が予め記憶される。例えばベストエフォートサービスを示す第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドダウン閾値が記憶され、高速無線サービスを示す第２アプリ種類情報に対して第１ハンドダウン閾値より小さい第２ハンドダウン閾値が記憶される。

図３は、低速無線基地局のベースバンド部の構成を説明する図である。
低速無線基地局１０５は、端末１０７からの情報を受信する無線受信部３０１、ハンドアップ判定、端末ＩＤ抽出、モード切替などを行う制御部３０９、端末１０７へ情報を送信する無線送信部３０６、及び、ゲートウエイ装置１０２と通信を行う有線インタフェース部３１０とを有する。制御部３０９では、端末ＩＤ抽出部３０２が端末ＩＤ情報を抽出し、ハンドアップ判定部３０４へ端末ＩＤ情報を送信する。ハンドアップ判定部３０４は、ハンドアップ閾値が格納されたハンドアップ閾値の記憶領域３０３と、端末における高速基地局の受信電力情報が格納された端末受信電力の記憶領域３０５と、有線インタフェース部３１０を通して管理装置１０１から送信されるモード切替情報を受信するモード切替部３０７がモード切替情報を格納する記憶領域３０８との各情報を参照し、ハンドアップ判定処理を行う。

低速無線基地局１０５は、端末１０７を識別するための端末ＩＤと、端末１０７が受けるサービスを示すアプリ種類情報とが対応して記憶されるアプリ種類情報の記憶領域をさらに有しても良い。

ハンドアップ閾値の記憶領域３０３は、アプリ種類毎にハンドアップ閾値が予め記憶される。例えば、ベストエフォートサービスを示す第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドアップ閾値が記憶され、高速無線サービスを示す第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドアップ閾値より大きい第２ハンドアップ閾値が記憶される。
なお、上述の各記憶領域は、適宜の記憶部に設けることもできる。

図４は、管理装置の構成を説明する図である。
管理装置１０１は、例えば高速無線基地局１０６の接続端末数の情報が格納された記憶領域４０１と、端末数の記憶領域４０１を参照するモード切替判定部４０２と、端末アプリデータが格納された記憶領域４０４と、端末アプリデータの記憶領域４０４を参照する端末アプリ情報通知部４０３と、モード切替判定部４０２及び端末アプリ情報通知部４０３から受信し制御を行う制御部４０５と、制御情報をゲートウエイ装置１０２に送信するための有線インタフェース部４０６と有する。

図５に、図２、３にて示した端末の受信電力情報２０５、３０５、図４にて示した端末アプリデータ４０４の一例を示す。
図５（ａ）の端末の受信電力情報は、該当の基地局に接続中の端末ＩＤと受信電力との対応を含む。例えば、図５（ａ）に示す表が記憶領域２０５、３０５に記憶される。端末の受信電力は、ハンドダウン判定部２０４、ハンドアップ判定部３０４にてハンドダウン、ハンドアップ判定を行う際の閾値と比較する際に参照される。

図５（ｂ）の端末アプリデータ情報は、該当の基地局に接続中の端末ＩＤと、使用しているアプリ種類との対応を含む。例えば、図５（ｂ）に示す表が記憶領域４０４に格納される。アプリ種類は、例えばスループットが高い高速無線サービスを継続して使用する必要のあるアプリ（アプリケーション）、十分なスループットを必要としないベストエフォート型のアプリに分けられる。アプリは、ベストエフォートサービスで提供するか、高速無線サービスで提供するかが予め定められることができる。アプリ種類は、例えば、適宜の番号、記号、文字、識別子などの形式で記憶されることができる。これらの情報は管理装置１０１に格納され、モード切替が行われた際に配下の高速無線基地局１０６、低速無線基地局１０５に送信される。高速無線基地局１０６、低速無線基地局１０５でも、図５（ｂ）と同様の端末アプリデータ情報を格納することができる。

図６、７に、モード切替を行うシーケンスの例、及び、管理装置１０１におけるモード切替判定アルゴリズムの例を示す。
端末１０７が高速無線基地局１０６へアクセス要求を行いセッション確立すると、セッション情報が管理装置１０１に伝えられ、管理装置１０１におけるモード切替判定アルゴリズムが動作する。なお、セッションを確立する際に、管理装置１０１は端末１０７から端末ＩＤと、アプリ種類情報とを取得し、記憶領域４０４に対応して記憶する。なお、端末ＩＤとアプリ種類情報は、これ以外にも適宜のタイミングで端末１０７から取得することもできる。

図７を参照してモード切替判定アルゴリズムの処理を説明する。モード切替判定アルゴリズムは、セッション確立を契機に、管理装置１０１が管理装置内に格納されている端末情報の中から、記憶領域４０１の接続端末数の更新を行う（Ｓ７０１）。例えば、接続端末数をひとつ増加する。更新後、管理装置１０１は、現在のモードがハンドダウン、ハンドアップの閾値が１通りである従来のモード（モード１）となっているか判定を行う（Ｓ７０３）。モードの識別情報は、フラグなどの適宜の形態で管理装置１０１に保持されることができる。従来のモードであるモード１の場合、管理装置１０１は、配下の高速無線基地局１０６に接続されている端末数が閾値Ｔｈｒ１を超えているか判定を行う（Ｓ７０５）。閾値Ｔｈｒ１は、高速無線基地局１０６のリソースがひっ迫しているかどうかの閾値として、予め設定される。なお、高速無線基地局１０６に接続されている端末数は、記憶領域４０１に記憶されている値を用いることができる。

端末数が閾値Ｔｈｒ１を超えている場合は（Ｓ７０５）、管理装置１０１は、例えば高速無線基地局１０６のリソースがひっ迫していると判定し、ユーザのアプリ種類により２通りの閾値を設ける本実施の形態のモード２へ、モード切替処理を行う（Ｓ７０７）。このモード切替処理では、例えば、モード識別情報をモード２へ更新する。接続端末数が閾値Ｔｈｒ１を超えていない場合（Ｓ７０５）、処理は行わない。

一方、モード１かどうかの判定処理においてモード２となっていた場合（Ｓ７０３）、管理装置１０１は、配下の高速無線基地局１０６に接続されている端末数が閾値Ｔｈｒ２を下回っているか判定を行う（Ｓ７１１）。閾値Ｔｈｒ２は、配下の高速無線基地局１０６に接続されている端末数が減少し、高速無線基地局１０６のリソースが十分に確保されたことを示す閾値として予め設定される。端末数が閾値Ｔｈｒ２を下回っていた場合（Ｓ７１１）、管理装置１０１は、例えば高速無線基地局１０６のリソースが十分に確保されたと判定し、従来のモード１へ切替処理を行う（Ｓ７１３）。接続端末数がＴｈｒ２を下回っていない場合（Ｓ７１１）、処理は行わない。なお、管理装置１０１におけるモード切替判定においてモード切替が行われた場合、配下の高速無線基地局１０６に対し、モード切替指示を行う。なお、モード２を使用し、モードの切替を行わないようにしてもよい。

図６に戻り、モード切替指示を受信した高速無線基地局１０６は、制御部２０９においてモード切替を行い、管理装置１０１にモード情報通知を行う。例えば、モード切替部２０７が、記憶領域２０８のモード切替情報を更新する。なお、モード切替指示に切替後のモード識別情報が含まれ、モード切替部２０７が切替後のモード識別情報を記憶領域２０８に記憶してもよいし、モード切替指示の受信により、モードを１から２へ、又は、２から１へ順次変更するようにしてもよい。モード情報通知を受信した管理装置１０１は、配下の高速無線基地局１０６に対し、端末アプリ情報通知を行う。例えば、管理装置１０１は、記憶領域４０４に記憶された端末アプリデータを含む端末アプリ情報通知を、高速無線基地局１０６に送信する。端末アプリ情報通知を受信した高速無線基地局１０６は、端末アプリデータを記憶し、端末アプリ情報応答を管理装置１０１に送信する。高速無線基地局１０６は、接続中の端末１０７から受信した受信電力、端末ＩＤ情報及び、管理装置１０１から受信したモード切替指示、端末アプリ情報を基に、ハンドダウン判定処理を行う。なお、ハンドダウン判定処理は、端末とのセッション確立時以外にも定期的に行うこともできる。

図８に、高速無線基地局１０６におけるハンドダウン判定アルゴリズムを示す。初めに、高速無線基地局１０６は、管理装置１０１から送信され、記憶されたモード切替情報を基に、モードの判定を行う（Ｓ８０１）。従来のモードであるモード１だった場合、図１４に示す通り、全ての端末１０７に対し、ハンドダウンが行われる閾値、ハンドアップが行われる閾値は一つずつ設定される（図１４の閾値１、２）。高速無線基地局１０６は制御部２０９に格納されている端末１０７における受信電力２０５を参照し、その値が閾値２を下回っていた場合（Ｓ８０３）、低速無線サービスへハンドダウン処理を行う（Ｓ８０５）。高速無線基地局１０６は、閾値２を下回っていない場合は（Ｓ８０３）、高速無線サービスを維持し続ける（Ｓ８０７）。

モード切替情報の判定時において、モード２となっていた場合（Ｓ８０１）、高速無線基地局１０６は、配下の無線端末１０７から受信した情報から端末ＩＤを抽出し（Ｓ８０９）、アプリ種類の判別を行う（Ｓ８１１）。例えば、高速無線基地局１０６は、記憶された端末アプリデータを参照し、抽出された端末ＩＤに対応するアプリ種別を取得する。高速無線基地局１０６は、アプリ種類が、スループットが高い高速無線サービスを継続して使用する必要のあるアプリ１だった場合（Ｓ８１１）、ハンドダウン閾値２ｂを適用する。高速無線基地局１０６は、記憶領域２０５に記憶された受信電力２０５が、ハンドダウン閾値２ｂを下回っていた場合（Ｓ８１３）、低速無線サービスへのハンドダウン処理を行い（Ｓ８１５）、一方、受信電力２０５が、ハンドダウン閾値２ｂを下回っていない場合（Ｓ８１３）、高速無線サービスを維持する（Ｓ８１７）。

一方、高速無線基地局１０６は、アプリ種類が、十分なスループットを必要としないベストエフォート型のアプリ２だった場合（Ｓ８１１）、ハンドダウン閾値２ａを適用する。高速無線基地局１０６は、記憶領域２０５に記憶された受信電力２０５が、ハンドダウン閾値２ａを下回っていた場合（Ｓ８１９）、低速無線サービスへのハンドダウン処理を行い（Ｓ８２１）、一方、受信電力２０５が、ハンドダウン閾値２ａを下回っていない場合（Ｓ８２１）、高速無線サービスを維持する（Ｓ８２３）。

図１５に、ハンドダウン閾値２ａ、２ｂの設定例を示す。ベストエフォート型のアプリ２を使用している端末１０７に対し、アプリ１に対し設定される閾値２ｂよりも受信電力が高い閾値２ａを設定する。なお、従来のモードであるモード１で用いられる閾値２は、閾値２ｂと同じでもよい。ベストエフォート型のアプリ２を使用している端末は、高速無線サービス維持型のアプリ１を使用している端末よりも早くハンドダウン処理が行われる。この処理により、高速無線基地局１０６のリソースがひっ迫している場合において、リソースを確保することが可能となる。

図６においてハンドダウン制御が行われた場合のハンドダウンシーケンスの実施例を図９に示す。図８における、低速無線サービスへのハンドダウン処理（Ｓ８０５、Ｓ８１５、Ｓ８２１）に相当する。

高速無線基地局１０６と通信中の無線端末１０７に対し、低速無線基地局１０５へのハンドダウン処理を行う場合、高速無線基地局１０６は管理装置１０１に対し、ハンドダウン要求を送信する。ハンドダウン要求を受信した管理装置１０１は、低速無線基地局１０５に対しハンドダウン要求を送信する。ハンドダウン要求を受信した低速無線基地局１０５は、ハンドダウン要求応答を管理装置１０１に送信する。なお、管理装置１０１は、ハンドダウン要求に端末１０７の端末アプリデータを含めて低速無線基地局１０５に送信するようにしてもよい。低速無線基地局１０５は、端末アプリデータを適宜記憶する。また、ハンドダウン要求の送信先は、例えば、端末１０７が受信する受信電力が一番大きい低速無線基地局１０５、又は、受信電力が予め定められた閾値よりも大きい低速無線基地局１０５のうちの適宜のひとつなどを選択することができる。この選択は、高速無線基地局１０６で行っても良いし、受信電力を高速無線基地局１０６から管理装置１０１へ通知して管理装置１０１で行っても良い。

ハンドダウン要求応答を受信した管理装置１０１は、ゲートウエイ装置１０２との間で経路切替処理を行う。経路切替処理完了後、ハンドダウン要求応答を高速無線基地局１０６に送信し、ハンドダウン処理が完了する。ハンドダウン処理後、端末１０７は、低速無線基地局１０５と通信する。

図１０〜１２に、それぞれハンドアップ判定処理が行われるシーケンス、低速無線基地局１０５におけるハンドアップ判定アルゴリズム、ハンドアップ処理が行われた場合のハンドアップシーケンスの例を示す。

図１０において、低速無線基地局１０５と通信中の無線端末１０７は、高速無線基地局１０６へのハンドアップが可能な領域又は境界線付近にいる場合、高速無線基地局１０６から高速無線基地局パイロット情報を受信する。無線端末１０７は、受信したパイロット情報を基に、高速無線基地局１０６からの受信電力、端末ＩＤ情報を通信中の低速無線基地局１０５へ送信する。これらの情報を受信した低速無線基地局１０５は、ハンドアップ判定処理を行う。

図１１を参照してハンドアップ判定処理のアルゴリズムを説明する。
初めに、低速無線基地局１０５は、管理装置１０１から送信され、記憶領域３０６に記憶されたモード切替情報を基に、モードの判定を行う（Ｓ１１０１）。従来のモードである１だった場合、図１４に示す通り、全ての端末に対し、ハンドダウンが行われる閾値、ハンドアップが行われる閾値は一つずつ設定される。低速無線基地局１０５は、制御部３０９に格納されている、端末における高速無線基地局の受信電力３０５を参照し、その値が閾値１を上回っていた場合（Ｓ１１０３）、高速無線サービスへハンドアップ処理を行う（Ｓ１１０５）。なお、端末１０７における高速無線基地局１０６からの受信電力は、端末１０７から低速無線基地局１０５に通知される情報に含まれ、無線受信部３０１が適宜記憶領域３０５に記憶することができる。一方、閾値１を上回っていない場合は（Ｓ１１０３）、低速無線基地局１０５は、低速無線サービスを維持し続ける（Ｓ１１０７）。

モード切替情報判定時において、モード２となっていた場合（Ｓ１１０１）、低速無線基地局１０５は、配下の無線端末１０７から受信した情報から端末ＩＤを抽出し（Ｓ１１０９）、アプリ種類の判別を行う（Ｓ１１１１）。例えば、低速無線基地局１０５は、記憶された端末アプリデータを参照し、抽出された端末ＩＤに対応するアプリ種類を取得する。アプリ種類が、スループットが高い高速無線サービスを継続して使用する必要のあるアプリ１だった場合（Ｓ１１１１）、低速無線基地局１０５は、ハンドアップ閾値１ｂを適用する。低速無線基地局１０５は、記憶された受信電力３０５が、ハンドアップ閾値１ｂを上回っていた場合（Ｓ１１１３）、高速無線サービスへのハンドアップ処理を行い（Ｓ１１１５）、一方、受信電力３０５が、ハンドアップ閾値１ｂを上回っていない場合（Ｓ１１１３）、低速無線サービスを維持する（Ｓ１１１７）。一方、アプリ種類が、十分なスループットを必要としないベストエフォート型のアプリ２だった場合（Ｓ１１１１）、低速無線基地局１０５は、ハンドアップ閾値１ａを適用する。低速無線基地局１０５は、記憶された受信電力３０５が、ハンドアップ閾値１ａを上回っていた場合（Ｓ１１１９）、高速無線サービスへのハンドアップ処理を行い（Ｓ１１２１）、一方、受信電力３０５が、ハンドアップ閾値１ａを上回っていない場合（Ｓ１１２１）、低速無線サービスを維持する（Ｓ１１２３）。

図１５に、ハンドアップ閾値１ａ、１ｂの設定例を示す。ハンドアップ閾値を１ｂ＞１ａと設定することにより、従来例及び、高速無線サービス維持型のアプリ１を使用している端末は、高速無線システムの受信電力が十分に高いエリアに移動するまでは、ハンドアップ処理は行われないのに対し、ベストエフォート型のアプリ２を使用している端末については、高速無線基地局１０６からの受信電力がある程度の値に達した時点で、ハンドアップ処理が行われる。なお、モード１における閾値１は、閾値１ｂと同じでもよい。

図１２に、図１０においてハンドアップ制御が行われた場合のハンドアップシーケンスの例を示す。図１１における、高速無線サービスへのハンドアップ処理（Ｓ１１０５、Ｓ１１１５、Ｓ１１２１）に相当する。

低速無線基地局１０５と通信中の無線端末１０７に対し、高速無線基地局１０６へのハンドアップ処理を行う場合、低速無線基地局１０５は管理装置１０１に対し、ハンドアップ要求を行う。ハンドアップ要求を受信した管理装置１０１は、高速無線基地局１０６に対しハンドアップ要求を行う。ハンドアップ要求を受信した高速無線基地局１０６は、ハンドアップ要求応答を管理装置１０１に送信する。ハンドアップ要求応答を受信した管理装置１０１は、ゲートウエイ装置間で経路切替処理を行う。経路切替処理完了後、ハンドアップ要求応答を低速無線基地局１０５に送信し、ハンドアップ処理が完了する。なお、ハンドアップ要求の送信先、端末アプリデータの送信については、上述のハンドダウン要求の場合と同様であるので説明を省略する。

図１３は、本実施の形態の特徴のひとつとなる、高速無線／低速無線システムにおけるユーザ種別を比較する図である。
高速無線基地局１０６を含む高速無線システムは、低速無線基地局１０５を含む低速無線システムと比較し、より高いスループットを提供することが可能となっている。ｕｓｅｒａは、ベストエフォート型のアプリ２を使用しているユーザであり、高速無線基地局１０６からの受信電力に応じて、高速無線システムと低速無線システムの切替え制御が積極的に行われる（図１３の破線参照）。ｕｓｅｒｂは、高速無線サービス維持型のアプリ１を使用しているユーザであり、高速無線システムに可能な限り留まるよう制御が行われる（図１３の実線参照）。

図１４は、従来例であるモード１におけるハンドダウンイメージの例を示す図である。
無線端末１０７がＣ地点からＡ地点まで移動し、高速無線システムからの受信電力が閾値２を下回ると、低速無線システムへハンドダウン処理が行われる。一方、無線端末１０７がＡ地点からＣ地点まで移動する途中に、Ｂ地点において高速無線システムの受信電力が閾値１を上回ると、高速無線システムへハンドアップ処理が行われる。

図１５は、本実施の形態の特徴のひとつとなる、モード２におけるハンドダウンイメージの例を示す図である。
先にも述べた通り、端末１０７が使用しているアプリ種類により、ハンドダウン、ハンドアップの閾値を２通り設けて制御を行う。高速無線サービス維持型のアプリ１を使用しているユーザに対してハンドダウンが行われる地点をＡ、ハンドアップが行われる地点をＢ、ＡＢ間の距離をｄ１とする。ベストエフォート型のアプリ２を使用しているユーザに対してハンドダウンが行われる地点をＡ’、ハンドアップが行われる地点をＢ’、Ａ’Ｂ’間の距離をｄ２とする。この時、ｄ１＞ｄ２となるよう閾値を設定することにより、ベストエフォート型のアプリ２を使用しているユーザに対し、積極的に高速無線システムと低速無線システムの切替え制御を行う。これにより、高速無線システムのリソースがひっ迫した場合において、高速無線サービス維持型のアプリ１を使用しているユーザに対して十分なリソースを割り当てることが可能となる。

なお、上述の例は、ハンドダウンとハンドアップのそれぞれについて２通りの閾値を有する場合を説明したが、閾値はそれぞれ３通り以上有しても良い。
以上の構成、処理によって、上述の課題は解決される。

本発明は、例えば、高速無線基地局と低速無線基地局の両者がサービスを提供する無線通信システムに利用可能である。

１０１・・管理装置
１０２・・ゲートウエイ装置
１０３・・低速無線基地局制御局
１０４・・高速無線基地局制御局
１０５・・低速無線基地局
１０６・・高速無線基地局
１０７ａ、ｂ・・端末
２０１・・無線受信部
２０２・・端末ＩＤ抽出
２０３・・ハンドダウン閾値記憶領域
２０４・・ハンドダウン判定部
２０５・・端末における高速無線基地局の受信電力記憶領域
２０６・・無線送信部
２０７・・モード切替
２０８・・モード切替情報記憶領域
２０９・・制御部
２１０・・有線インタフェース
３０１・・無線受信部
３０２・・端末ＩＤ抽出
３０３・・ハンドアップ閾値記憶領域
３０４・・ハンドアップ判定部
３０５・・端末における高速無線基地局の受信電力記憶領域
３０６・・無線送信部
３０７・・モード切替
３０８・・モード切替情報記憶領域
３０９・・制御部
３１０・・有線インタフェース
４０１・・端末数記憶領域
４０２・・モード切替判定
４０３・・端末アプリ情報通知
４０４・・端末アプリデータ記憶領域
４０５・・制御部
４０６・・有線インタフェース

Claims

端末に第１無線通信サービスを提供する第１基地局と、
前記第１基地局がカバーする第１エリアと少なくとも一部がオーバーラップする第２エリアをカバーし、該第１無線通信サービスより高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを前記端末に提供可能な第２基地局と
を備え、
前記第２基地局は、
前記端末が受けるサービスを示すアプリ種類毎にハンドダウン閾値が予め記憶されるハンドダウン閾値記憶領域であり、第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドダウン閾値が記憶され、第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドダウン閾値より小さい第２ハンドダウン閾値が記憶される前記ハンドダウン閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドダウン閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドダウン閾値を取得し、前記端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドダウン閾値を下回るとハンドダウンを実行すると判定するハンドダウン判定部と
を有し、
前記ハンドダウン判定部によりハンドダウンを実行すると判定された場合に、前記端末に提供する無線通信サービスを、前記第２基地局による第２無線通信サービスから前記第１基地局による第１無線通信サービスにする無線通信システム。
前記第１基地局は、
アプリ種類毎にハンドアップ閾値が予め記憶されるハンドアップ閾値記憶領域であり、前記第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドアップ閾値が記憶され、前記第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドアップ閾値より大きい第２ハンドアップ閾値が記憶されるハンドアップ閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する第２無線受信部と、
前記第２無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドアップ閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドアップ閾値を取得し、前記第１基地局と通信中の前記端末から通知される該端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドアップ閾値を上回るとハンドアップを実行すると判定する第２ハンドアップ判定部と
を有し、
前記第２ハンドアップ判定部によりハンドアップを実行すると判定された場合に、前記端末に提供する無線通信サービスを、前記第１基地局による第１無線通信サービスから前記第２基地局による第２無線通信サービスにする請求項１に記載の無線通信システム。
前記第１アプリ種類情報は、ベストエフォートサービスを示し、又は、ベストエフォートサービスで提供すると予め定められたアプリケーションを示し、
前記第２アプリ種類情報は、高速無線サービスを示し、又は、高速無線サービスで提供すると予め定められたアプリケーションを示す請求項１に記載の無線通信システム。
前記第２基地局は、
前記端末を識別するための端末識別子と、該端末が受けるサービスを示すアプリ種類情報とが対応して記憶されるアプリ種類情報記憶領域と、
前記無線受信部で受信された情報から端末識別子を抽出する抽出部と
をさらに備え、
前記ハンドダウン判定部は、前記アプリ種類情報記憶領域を参照して、前記抽出部で抽出された端末識別子に対応するアプリ種類情報を特定する請求項１に記載の無線通信システム。
前記第１基地局は、
前記端末を識別するための端末識別子と、該端末が受けるサービスを示すアプリ種類情報とが対応して記憶される第２アプリ種類情報記憶領域と、
前記第２無線受信部で受信された情報から端末識別子を抽出する第２抽出部と、
をさらに備え、
前記第２ハンドアップ判定部は、前記第２アプリ種類情報記憶領域を参照して、前記第２抽出部で抽出された端末識別子に対応するアプリ種類情報を特定する請求項２に記載の無線通信システム。
前記第２基地局は、前記端末における前記第２基地局からの受信電力情報が格納される第１端末受信電力記憶領域をさらに有し、
前記第１基地局は、前記第１基地局と通信中の前記端末から通知される、該端末における前記第２基地局からの受信電力情報が格納される第２端末受信電力記憶領域をさらに有する請求項２に記載の無線通信システム。
前記端末を識別するための端末識別子と、該端末が受けるサービスを示すアプリ種類情報とが対応して記憶される記憶領域を有し、前記第１又は第２基地局へ該端末識別子と該アプリ種類情報とを通知する管理装置
をさらに備えた請求項１に記載の無線通信システム。
前記第２基地局に接続する端末数を記憶する端末数記憶領域と、
前記端末数記憶領域に記憶された端末数と予め定められたモード切替閾値とを比較して、アプリ種類情報に関わらず予め定められたひとつのハンドダウン閾値とひとつのハンドアップ閾値を用いる第１モードと、アプリ種類情報に対応する前記第１及び第２のハンドダウン閾値と前記第１及び第２のハンドアップ閾値とを用いる第２モードとを切替えるモード切替判定部と
を有する管理装置
をさらに備えた請求項１に記載の無線通信システム。
端末に第１無線通信サービスを提供する第１基地局と、前記第１基地局がカバーする第１エリアと少なくとも一部がオーバーラップする第２エリアをカバーし、該第１基地局より高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを前記端末に提供可能な第２基地局と
を備えた無線通信システムにおける前記第２基地局である無線基地局であって、
前記端末が受けるサービスを示すアプリ種類毎にハンドダウン閾値が予め記憶されるハンドダウン閾値記憶領域であり、第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドダウン閾値が記憶され、第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドダウン閾値より小さい第２ハンドダウン閾値が記憶される前記ハンドダウン閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドダウン閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドダウン閾値を取得し、前記端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドダウン閾値を下回るとハンドダウンを実行すると判定するハンドダウン判定部と
を有し、
前記ハンドダウン判定部によりハンドダウンを実行すると判定された場合に、前記端末との通信を前記第１基地局に移す前記無線基地局。
端末に第１無線通信サービスを提供する第１基地局と、前記第１基地局がカバーする第１エリアと少なくとも一部がオーバーラップする第２エリアをカバーし、該第１基地局より高速及び／又は大容量の第２無線通信サービスを前記端末に提供可能な第２基地局と
を備えた無線通信システムにおける前記第１基地局である無線基地局であって、
アプリ種類毎にハンドアップ閾値が予め記憶されるハンドアップ閾値記憶領域であり、前記第１アプリ種類情報に対応して第１ハンドアップ閾値が記憶され、前記第２アプリ種類情報に対して該第１ハンドアップ閾値より大きい第２ハンドアップ閾値が予め記憶されるハンドアップ閾値記憶領域と、
前記端末からの情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信された情報から該端末のアプリ種類情報を特定し、前記ハンドアップ閾値記憶領域を参照して該アプリ種類情報に対応する第１又は第２ハンドアップ閾値を取得し、前記第１基地局と通信中の前記端末から通知される該端末における前記第２基地局からの受信電力情報が、取得された第１又は第２ハンドアップ閾値を上回るとハンドアップを実行すると判定するハンドアップ判定部と
を有し、
前記ハンドアップ判定部によりハンドアップを実行すると判定された場合に、前記端末との通信を前記第２基地局に移す前記無線基地局。