WO2009084082A1

WO2009084082A1 - 通信方法、通信システムおよび基地局

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Publication number: WO2009084082A1
Application number: PCT/JP2007/075106
Authority: WO
Inventors: Tomonari Kagimoto; Yohji Fukuzawa; Akihiro Sato; Tatsuhiko Takata; Kazunori Umezaki
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-09
Also published as: JP5012907B2; JPWO2009084082A1; US20100248726A1; US8320917B2

Abstract

　データ損失を回避しつつバッファメモリの容量を削減可能な通信方法等を提供するものであり、移動端末５００と、通信サーバ１００と、通信サーバから移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局３００とを備えた通信システム１０における通信方法において、複数の基地局のうちのデータの中継を担当している第１の基地局３００Ａが、通信サーバに向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する抑制指示送信ステップ（Ｓ１２）と、第１の基地局が、抑制指示送信ステップの後、第１の基地局とは別の第２の基地局３００Ｂに中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップ（Ｓ１５）とを有する。

Description

通信方法、通信システムおよび基地局

　本発明は、通信方法、通信システムおよび基地局に関する。

　移動体通信の方式における第３世代（３Ｇ）と第４世代（４Ｇ）の間の中間段階の高速移動体通信規格として、Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（以降、「ＬＴＥ」と略称する。）の開発が進められている。ＬＴＥは第３世代の規格であるＩＭＴ－２０００の発展系として位置づけられているが、ＬＴＥの無線インタフェースやＲＡＮ（Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）アーキテクチャは、４Ｇへのスムーズな移行という観点から抜本的に見直されており、３Ｇシステムのものとは大きく異なる。ＬＴＥ無線ネットワークでは、遅延時間の圧縮や通信速度の向上などによって、下り最大３００Ｍビット／秒、上り最大５０Ｍビット／秒のデータ通信速度が実現する。

　３Ｇ通信システムでは通信中、１つの移動端末に対し一時に複数の通信リンクが確立するのに対し、ＬＴＥ通信システムで確立するリンクの数は１つのみとなる。つまり、ＬＴＥ通信システムでは、移動端末がセルをまたがって移動しハンドオーバが実施される場合、移動端末は移動元のセルにおける接続を一旦切断し、移動先のセルにおける接続を確立する必要がある。

　図１～３は、ＬＴＥ通信システムにおけるハンドオーバを説明するブロック図である。

　図１～３示すＬＴＥ通信システム９０は、移動端末９５と、移動端末９５にデータを配信する通信サーバ９１と、通信サーバ９１からのデータを移動端末９５に無線で送信する、ｅｖｏｌｕｔｅｄ　ＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）と呼ばれる基地局９３ａ，９３ｂと、通信サーバ９１から送信されてくるデータを基地局９３ａ，９３ｂのいずれかに振り分ける、Ｅｖｏｌｕｔｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ（ＥＰＣ）と呼ばれるゲートウェイ装置９２とを有している。なお、通信サーバ９１は、移動端末９５の通信相手となる別の端末であってもよい。基地局９３ａ，９３ｂのそれぞれは、担当する「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」３つセル９４ａ，９４ｂ，９４ｃにある移動端末９５と通信する。図１に示す状態では、セル９４ｂに位置する移動端末９５は基地局９３ａと通信しており、移動端末９５には、ゲートウェイ装置９２および基地局９３ａを介してデータが送信されてくる。移動端末９５がセル「Ｂ」９４ｂから別のセル「Ｃ」９４ｃに移り、ハンドオーバが実施されるときには、図２に示すように、基地局９３ａが移動端末９５との接続を切断した後、図３に示すように、基地局９３ｂが移動端末９５との接続を確立する。このように、ＬＴＥ通信システム９０では、接続の切断から確立までの間に瞬断が生じる。

　瞬断によるデータ損失を防止するため、無線基地局装置では、移動先セルおけるハンドオーバが完了するまでデータをバッファにバッファリングし、移動先セルにおけるユーザの接続が完了した後、無線基地局でバッファリングしたデータを移動端末に送信するなどの対策を講じる必要がある。移動端末に配信されるデータを一時的にバッファリングする技術として、例えば、特許文献１および特許文献２には、第３世代通信ネットワークにおいて、ＲＮＣ（無線ネットワーク制御装置）から送信されてくるデータをＮｏｄｅＢ（無線基地局）でバッファリングする通信システムが示されている。
特開２００６－１８７０１９号公報特表２００２－５１８９５８号公報

　送信されてくるデータをバッファリングするために必要な記憶容量は、データの送信速度が高速になるに従い増大する。ＬＴＥでは下り通信速度が３００Ｍｂｐｓにも及ぶことから、大容量のバッファメモリを設ける必要が生じる。例えば仮に、ハンドオーバ制御に０．５秒間を要した場合、１ユーザあたり約１９ＭＢｙｔｅのバッファメモリが必要となり、１００ユーザを収容するだけでハンドオーバのために２ＧＢｙｔｅものバッファメモリを実装する必要が生じる。このように、無線基地局で収容するユーザ数が増大する毎に、ハンドオーバ制御用のバッファメモリが必要となり、システムのコストが増大してしまう。コスト増大を防ぐためにバッファ量を制限すると下りデータの損失が発生し、通信品質が犠牲となるおそれがある。

　ここで、特許文献１のシステムでは、ＲＮＣから送信するデータ量を制御することにより、ＮｏｄｅＢ（無線基地局）でのデータ量を抑制している。具体的には、ＮｏｄｅＢ、もしくは、ＵＥ（移動端末）にて無線品質を監視し、無線品質が劣化した状態ではＲＮＣからＮｏｄｅＢに流すデータ量を削減することで、ＮｏｄｅＢにバッファリングされるデータ量を削減する。しかし、特許文献１のシステムではＲＮＣ－ＮｏｄｅＢ間のデータフローが最適化され、ＮｏｄｅＢでのバッファ量は削減可能となるが、上位ノードでのバッファリングが必要不可欠となる。

　また、特許文献２のシステムは、バッファメモリに蓄積されたデータ量を測定、または予測し、バッファオーバーフローが発生する可能性がある場合に、上位ノードに対して「バックプレッシャー（送信抑制）」を行うことで、バッファオーバーフローを抑制する。これによりルータの通信量は削減されるが、上記特許文献１のシステムと同様に、上位ノード、あるいは、別のノードでのバッファリングが必要となる。

　本明細書に記載する１つまたは複数の実施形態は、上記事情に鑑み、データ損失を回避しつつバッファメモリの容量を削減可能な通信方法、通信システムおよび基地局を提供する。

　上記通信方法の基本形態は、移動端末と、上記移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける通信方法であって、
　上記複数の基地局のうちのデータの中継を担当している第１の基地局が、上記通信サーバに向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する抑制指示送信ステップと、
　上記第１の基地局が、上記抑制指示送信ステップの後、この第１の基地局とは別の第２の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップとを有することを特徴とする。

　この基本形態の通信方法では、第１の基地局が、第２の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップの前に通信サーバに向けて抑制指示データを送信するので、データ送信速度が抑制された状態で、ハンドオーバステップが実行される。したがって、ハンドオーバの際に基地局でバッファリングされるデータの量が減少するので、データ損失を回避しつつバッファメモリ量を削減することが可能となる。データ送信速度が通信サーバで抑制されるので、通信サーバと移動端末との間でデータの転送を中継する、基地局を含んだ中継装置のバッファメモリ量を削減することが可能となる。ここで、データ送信速度の抑制とは、データ送信速度を現状よりも低下させることを意味し、データ送信速度を０にすることも含む。

　ここで、上記基本形態に対し、更に、上記第２の基地局が、上記ハンドオーバステップを実行した後、上記通信サーバに向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する解除指示送信ステップを有する応用形態は好適である。

　この好適な応用形態によれば、データ送信速度の抑制は、ハンドオーバの後解除され本来の高速な通信が可能となる。

　また、上記基本形態に対し、更に、上記抑制指示送信ステップは、中継するデータが属するサービスの種類に応じて、上記抑制指示データの送信を省くものであることが好ましい。

　中継するデータには、例えばＴＶ会議用のデータのように、送信速度を抑えると意味を成さない種類のものがある。この好適な応用形態によれば、データが属するサービスの種類に応じて抑制指示データの送信を省くので、データが使えないという事態が防止できる。

　また、解除指示送信ステップを有する応用形態に対し、上記解除指示送信ステップは、上記第２の基地局が中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信するものであるという応用形態はさらに好適である。

　このさらに好適な応用形態によれば、中継の担当が基地局から基地局へと頻繁に移転する場合に抑制および解除が頻繁に発生するのを抑えることができる。

　また、上記基本形態に対し、上記複数の基地局のそれぞれは、中継するデータを一時的に蓄えるバッファを備えたものであり、
　上記第２の基地局は、上記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、上記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する再抑制指示送信ステップをさらに有するという応用形態も好適である。

　この好適な応用形態によれば、バッファに蓄えられるデータの量をより適切に管理することができ、バッファの容量をより適切に設定することができる。

　また、上記基地局の基本形態は、移動端末と、移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける、いずれか１つの基地局であって、
　データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを上記通信サーバに向けて送信した後、上記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする。

　また、上記通信システムの基本形態は、移動端末と、
　移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、
　上記通信サーバから上記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、この複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局のみが上記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムであって、
　上記複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局が、データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを上記通信サーバに向けて送信した後、上記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする。

　以上説明したように、通信方法、通信システムおよび基地局の上記基本形態によれば、データ損失を回避しつつバッファメモリ量を削減することができる。

ＬＴＥ通信システムにおけるハンドオーバを説明するブロック図である。図１に続く状態を説明するブロック図である。図２に続く状態を説明するブロック図である。通信システムの具体的な第１実施形態を示すブロック図である。無線基地局の端末情報記憶部に記憶されている端末情報の構造を示す図である。呼情報記憶部３０８に記憶されている呼情報の構造を示す図である。図４に示す通信システムにおけるハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。図７に示すハンドオーバステップの詳細を示すフローチャートである。図７の処理に続く処理を示すフローチャートである。図７に示す処理のうち、第１の無線基地局の無線リンク制御部における処理を示すフローチャートである連続したハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。再抑制を伴う処理を示すフローチャートである。第２実施形態の通信システムにおけるハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。第３実施形態の通信システムにおける中継の担当が基地局から基地局へと移転する場合の処理を示すフローチャートである。

　基本形態および応用形態について上記説明した通信方法、通信システムおよび基地局に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。

　図４は、通信システムの具体的な第１実施形態を示すブロック図である。

　図４に示す通信システム１０は、移動端末５００と、移動端末５００に向けてデータを配信する通信サーバ１００と、通信サーバ１００から移動端末５００に配信されるデータを中継する複数の無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃと、通信サーバ１００とネットワークＮを介して接続され、無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃへのデータを振り分けるゲートウェイ２００（以降、ＥＰＣとも称する。）とを有している。通信システム１０では、パケットデータ（以降、単にデータと称する。）がゲートウェイ２００から移動端末５００までＬＴＥ通信方式によって送信される。ここで、無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃは、上述した基本形態における基地局の一例に相当する。

　通信サーバ１００は、ネットワークＮに接続されたコンピュータであり、移動端末５００に送信されるデータが蓄積されたバッファ１０４と、ネットワークＮとの間でデータの送受信を行うデータ送受信部１０３と、ネットワークＮとの間で制御データの送受信を行う制御信号送受信部１０２と、制御信号送受信部１０２で受信された制御データを解析する制御信号解析部１０１とを有している。データ送受信部１０３は、バッファ１０４に蓄積されたデータを読み出し、ネットワークＮを介してゲートウェイ２００へ向けて送信する。制御信号送受信部１０２は、ネットワークＮを介してゲートウェイ２００から制御データを受信し、制御信号解析部１０１は、制御信号送受信部１０２で受信された制御データに応じて、データ送受信部１０３にデータの読出しおよび送信を行わせる。また、制御信号解析部１０１は制御データに応じてデータ送受信部１０３がデータを送信する送信速度を制御する。制御データには抑制指示データと解除指示データとがあり、抑制指示データが受信された場合には、抑制指示データに含まれたパラメータに応じて送信速度を抑制する。解除指示データが受信された場合には、抑制されていた送信速度を元に戻す。抑制指示データが受信された後、解除指示データが受信される前に別の抑制指示データが受信された場合であって、双方の抑制指示データのパラメータが同一の場合には、制御信号解析部１０１は送信速度を変えない。

　ネットワークＮには、パケット交換網およびインターネットが含まれている。

　ゲートウェイ２００は、サーバ側制御信号送受信部２０１と、信号制御部２０２と、基地局側制御信号送受信部２０３と、サーバ側データ送受信部２０４と、バッファ２０５と、基地局側データ送信部２０６とを有している。

　サーバ側データ送受信部２０４は、ネットワークＮを介して通信サーバ１００からデータを受信する。バッファ２０５は、サーバ側データ送受信部２０４で受信したデータをバッファリングする。基地局側データ送信部２０６は、バッファ２０５でバッファリングされたデータを読み出し、無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃのうちの１つに送信する。なお、移動端末５００がデータを送信する場合すなわち上り方向通信の場合、基地局側データ送信部２０６が無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃからデータを受信し、バッファ２０５が基地局側データ送信部２０６で受信されたデータをバッファリングし、サーバ側データ送受信部２０４がバッファ２０５でバッファリングされたデータをネットワークＮを介して通信サーバ１００に送信する。

　基地局側制御信号送受信部２０３は、無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｂから制御データを受信する。信号制御部２０２は、基地局側制御信号送受信部２０３で受信された信号に応じてゲートウェイ２００内の各部を制御する。サーバ側制御信号送受信部２０１は、信号制御部２０２で生成された信号、および基地局側制御信号送受信部２０３で受信され信号制御部２０２に供給された信号の一部をネットワークＮを介して通信サーバに送信する。

　無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃは、ＮｏｄｅＢあるいはｅＮＢとも称される。無線基地局３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃは互いに同一の構成を有しており、一時には、いずれか１つのみが移動端末５００に配信されるデータの中継を担当する。第１の無線基地局３００Ａ、第２の無線基地局３００Ｂ、および第３の無線基地局３００Ｃの構成を、第１の無線基地局３００Ａに代表させて説明する。

　第１の無線基地局３００Ａは、コア側制御信号送受信部３０１と、無線リンク制御部３０２と、端末側制御信号送受信部３０３と、コア側データ送受信部３０４と、バッファ３０５と、端末側データ送受信部３０６と、端末情報記憶部３０７と、呼情報記憶部３０８とを有している。

　コア側データ送受信部３０４は、ゲートウェイ２００を経由して通信サーバ１００から送られてくるデータを受信し、バッファ３０５は、コア側データ送受信部３０４で受信されたデータをバッファリングする。端末側データ送受信部３０６は、バッファ３０５でバッファリングされたデータを、第１のセル４００にある移動端末５００に無線で送信する。なお、移動端末５００がデータを送信する場合すなわち上り方向通信の場合、端末側データ送受信部３０６が移動端末５００からデータを受信し、バッファ３０５が端末側データ送受信部３０６で受信されたデータをバッファリングし、コア側データ送受信部３０４がバッファ３０５でバッファリングされたデータをゲートウェイ２００に送信する。

　端末側制御信号送受信部３０３は、第１のセル４００にある移動端末５００との間で制御信号の送受信を無線で行う。コア側制御信号送受信部３０１は、ゲートウェイ２００との間で制御データの送受信を行う。無線リンク制御部３０２は、端末側制御信号送受信部３０３で受信した移動端末５００の制御信号を分析するとともに他の無線基地局３００Ｂの端末側制御信号送受信部とも相互に通信している。端末側制御信号送受信部３０３は、移動端末５００と無線基地局３００Ａとの無線リンク状態すなわち無線による接続状態を監視してハンドオーバ発生を検知するとともに、コア側制御信号送受信部３０１を介してゲートウェイ２００および通信サーバ１００と制御データのやり取りを行う。また、コア側データ送受信部３０４および端末側データ送受信部３０６を制御してデータを送受信させる。

　より詳細には、無線リンク制御部３０２は、移動端末５００の制御信号によりハンドオーバ発生を検知すると、中継するデータが属するサービスの種類に応じ、抑制指示データを通信サーバ１００に向けて送信し、この後、通信サーバ１００から抑制応答データを受信すると、ハンドオーバの処理を実行し別の基地局に中継の担当を引き継がせる。また無線リンク制御部３０２は、第１の無線基地局３００Ａが中継の担当を他の無線基地局から引き継ぐ場合には、通信サーバ１００に向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信し、通信サーバ１００から解除応答信号を受信する。ハンドオーバの途中で、バッファ３０５に蓄えられたデータの量が所定の基準を超える場合には、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを通信サーバ１００に向けて送信する。

　端末情報記憶部３０７は、無線基地局３００Ａがデータの中継を担当する移動端末の情報である端末情報を保持しており、呼情報記憶部３０８は、無線基地局３００Ａがデータの中継を担当する呼の情報である呼情報を保持している。無線基地局３００Ａが担当する１つの移動端末には１つの呼が対応し、通信の態様によっては複数の移動端末が１つの呼に対応する。端末情報および呼情報は無線リンク制御部３０２によって読み出され、データが属しているサービスの種類を判別するために用いられる。

　図５は、無線基地局３００Ａの端末情報記憶部３０７に記憶されている端末情報の構造を示す図であり、図６は、呼情報記憶部３０８に記憶されている呼情報の構造を示す図である。

　図５に示す端末情報は、呼接続時すなわち通信の開始時に、移動端末５００または上位ノードであるゲートウェイ２００から得られた各移動端末の情報が結合したものであり、図６に示す呼情報は、各呼の情報が結合したものである。端末情報は、移動端末毎に割り当てられた識別番号によってインデックスされ保持されている。ひとつの移動端末の情報は、ＩＴＵ－Ｔ勧告Ｅ．２１２に準拠した移動加入者端末識別情報（ＩＭＳＩ）、接続のため一時的に割り当てられた加入者識別情報（ＴＭＳＩ）、および、一般ユーザ端末および定額ユーザ端末のいずれかを表す端末クラスを含んでいる。

　呼情報は、呼毎に割り当てられた識別番号によりインデックスされ保持されている。１つの呼の情報は、通話中レート情報、サービス種別、呼設定要因、抑制中レート情報、および抑制実行フラグを含んでいる。通話中レート情報は、速度が抑制されていない場合における通常の通信速度を表し、上り３８４Ｋ／下り３８４Ｋ、上り１Ｍ／下り１Ｍ、および、上り５０Ｍ／下り３００Ｍのいずれか通信速度を表す。サービス種別は、実施中のサービスの種類、すなわち通信中のデータが属するサービスの種類を表し、ＴＶ電話、インターネット通信、およびファイル受信のいずれかを表す。呼設定要因は、呼の設定要因が設定され、着信および発信のいずれかを表す。抑制中レート情報は、データ送信速度の抑制中での通信速度を表し、上り３８４Ｋ／下り３８４Ｋ、上り１Ｍ／下り１Ｍ、および、上り５０Ｍ／下り３００Ｍのほか、５０％減速を表す送信速度や８０％減速を表す送信速度、さらに、上り０Ｋ／下り０Ｋの通信速度を表す。抑制実行フラグは、データ送信速度の抑制を実施しているか否かを表す。

　第１の無線基地局３００Ａと同一構成である第２の無線基地局３００Ｂおよび第３の無線基地局３００Ｃの各部については図示を省略し、以降、第１の無線基地局３００Ａ内の各部と同一の符号を付して説明する。

　データの通信には、データが移動端末５００へ向かう下り方向の通信と、逆にデータが移動端末５００から送信される上り方向の通信とがあるが、以降、本実施形態の特徴がある下り方向の通信を中心に説明する。

　図７は、図４に示す通信システムにおけるハンドオーバ時の処理を示すフローチャートであり、図９は、図７の処理に続く処理を示すフローチャートである。図７および図９に示すフローチャートは、図４に示す第１の無線基地局３００Ａが、第１のセル４００Ａにある移動端末５００に対するデータの中継を担当している状態で、移動端末５００が第２のセル４００Ｂへ移動する場合の処理を示している。

　まず、ハンドオーバ検知ステップＳ１１では、第１の無線基地局３００Ａが担当する第１のセル４００Ａから第２の無線基地局３００Ｂが担当する第２のセル４００Ｂへと移動端末５００が移動すると、移動端末５００と通信している第１の無線基地局３００Ａは、ハンドオーバの発生を検知する。より詳細には、第１の無線基地局３００Ａの無線リンク制御部３０２が、端末側制御信号送受信部３０３を介して移動端末５００から、セル４００Ｂへのハンドオーバ要求を受信することで、ハンドオーバの発生を検知する。以降、移動する移動端末５００を端末Ａとも称する。

　第１の無線基地局３００Ａは、ハンドオーバ発生を検知すると（Ｓ１１）、次の抑制指示送信ステップ（Ｓ１２）で、データの属するサービスが速度抑制すべき種類である場合、通信サーバ１００に向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する。より詳細には、無線リンク制御部３０２が、コア側制御信号送受信部３０１を介して抑制指示データをゲートウェイ２００に送信する。抑制指示データには、図７に示す例では、送信速度抑制の減速５０％、端末Ａを表すパラメータが含まれている。ゲートウェイ２００の信号制御部２０２は、基地局側制御信号送受信部２０３を介して抑制指示データを受信すると、この抑制指示データを、サーバ側制御信号送受信部２０１を介して通信サーバ１００へ向けて送信する。抑制指示データは、通信サーバ１００で受信される。なお、データの属するサービスの判断の詳細については後述する。

　次の、速度抑制ステップ（Ｓ１３）では、通信サーバ１００がデータの送信速度を抑制する。より詳細には、通信サーバ１００の制御信号解析部１０１が、制御信号送受信部１０２を介して抑制指示データを受信すると、データ送受信部１０３に対し、バッファ１０４から読み出した端末Ａ向けデータの送信速度を５０％減速させる。このようにして、通信サーバ１００から端末Ａに向けて送信されるデータの送信速度が抑制指示データに応じて抑制される。

　次の、抑制応答データ送信ステップ（Ｓ１４）では、通信サーバ１００が、抑制指示データに対する応答としての抑制応答データを第１の無線基地局３００Ａに向けて送信する。より詳細には、データの送信速度を抑制させた制御信号解析部１０１が、抑制応答データを、制御信号送受信部１０２を介してゲートウェイ２００へ向けて送信する。ゲートウェイ２００は受信した抑制応答データを第１の無線基地局３００Ａへ送信する。

　次に、ハンドオーバステップ（Ｓ１５）では、第１の無線基地局３００Ａが、第２の基地局３００Ｂに中継の担当を引き継がせる。

　図８は、図７に示すハンドオーバステップの詳細を示すフローチャートである。ハンドオーバステップの処理自体は通信サーバ１００よりもむしろ移動端末５００に関連する処理が主となるので、図８には移動端末５００を示し、通信サーバは省略している。

　図８に示すハンドオーバステップでは、まず第１の無線基地局３００Ａ、より詳細には無線リンク制御部３０２が、第２の無線基地局３００Ｂにハンドオーバ要求を行う（Ｓ１５０１）。なお、図５および図６に示す端末および呼の情報も第１の無線基地局３００Ａから第２の基地局３００Ｂに送信される。第２の無線基地局３００Ｂは、ハンドオーバ要求を受け、自らが移動端末５００と無線リンクを確立するための無線リソース予約を行い（Ｓ１５０２）、ハンドオーバ応答を第１の無線基地局３００Ａに送信する（Ｓ１５０３）。第２の無線基地局３００Ｂからハンドオーバ応答を受信した第１の無線基地局３００Ａは、移動端末５００にハンドオーバの指示を行う（Ｓ１５０４）。これによって、移動端末５００と第１の無線基地局３００Ａとの間の無線リンクが断たれる。この後、移動端末５００と第２の無線基地局３００Ｂとの間の無線リンクが確立（Ｓ１５０８）するまでの間、ゲートウェイ２００から移動端末５００に向けて送信されてくるデータは、第２の無線基地局３００Ｂでバッファリングされる。より詳細には、データはゲートウェイ２００から第１の無線基地局３００Ａに送信されてくるが、第１の無線基地局３００Ａはこのデータを第２の無線基地局３００Ｂに転送する。第２の無線基地局３００Ｂは転送されてきたデータをバッファリングする。

　この後、移動端末５００と第２の無線基地局３００Ｂとの間の無線リンクが確立すると（Ｓ１５０８）、移動端末５００は、第２の無線基地局３００Ｂにハンドオーバ完了を通知する（Ｓ１５０９）。第２の無線基地局３００Ｂは、ハンドオーバ完了が通知されてくると、ゲートウェイ２００にデータの転送先切替指示を送信する（Ｓ１５１０）。ゲートウェイ２００はゲートウェイ２００に転送先切替応答を送信する（Ｓ１５１１）。これによって、無線リンクの切り替えが完了する。第２の無線基地局３００Ｂは、これまでバッファリングされていたデータを移動端末５００に送信する（Ｓ１５１２）。バッファリングされていたデータに続いて、ゲートウェイ２００から送信されてくるデータも、第２の無線基地局３００Ｂを介して移動端末５００に送信される（Ｓ１５１３）。このようにしてハンドオーバが完了し、通信サーバ１００から移動端末５００に向かう下りデータが再び疎通する。

　続いて図９を参照してハンドオーバ完了後の処理を説明する。

　第２の無線基地局３００Ｂは、ハンドオーバステップ（Ｓ１５）が完了した後、解除指示送信ステップ（Ｓ１６）で、通信サーバ１００に向けてデータ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する。より詳細には、第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２が、コア側制御信号送受信部３０１を介して解除指示データをゲートウェイ２００に送信する。ゲートウェイ２００の信号制御部２０２は、基地局側制御信号送受信部２０３で受信された解除指示データを、サーバ側制御信号送受信部２０１を介して、通信サーバ１００に向けて送信する。解除指示データは、通信サーバ１００の制御信号送受信部１０２で受信される。

　次に、データ送信抑制解除ステップ（Ｓ１７）では、通信サーバ１００の制御信号解析部１０１が、制御信号送受信部１０２で受信された解除指示データに応じて、データ送受信部１０３に対し、バッファ１０４から読み出した端末Ａ向けデータの送信速度の減速を解除させる。このようにして、データが通信サーバ１００から端末Ａに向けて通常の送信速度で送信されるようになる。

　次の、解除応答データ送信ステップ（Ｓ１８）では、データ送信速度の抑制を解除させた制御信号解析部１０１が、解除指示データに対する応答として、解除応答データを、制御信号送受信部１０２を介して、ゲートウェイ２００へ向けて送信する。第２の無線基地局３００Ｂは、解除応答データを受信することで、データの送信速度が通常に戻ったことを認識する。

　このようにしてハンドオーバ時の一連の処理が完了する。ハンドオーバステップの処理は、公知の技術であり詳細な説明は省略するが、通信システム１０では、ハンドオーバ発生検知を契機としてデータ送信速度の抑制指示が送信され、データ送信速度が抑制された状態でハンドオーバステップが実行される。したがって、第２の基地局３００Ｂでバッファリングされるデータの量が５０％に減少するので、データ損失を回避しつつバッファの容量を削減することができる。

　上述した抑制指示送信ステップ（Ｓ１２）では、データの属するサービスが速度抑制すべき種類である場合に抑制指示データを送信すると説明したが、ここで、データの属するサービスの種類の判別について説明する。

　図１０は、図７に示す処理のうち、第１の無線基地局の無線リンク制御部における処理を示すフローチャートである。図１０には、抑制指示送信ステップの詳細が他のステップとともに示されている。

　図１０に示す抑制指示送信ステップＳ１２では、まず、端末情報および呼情報の検査を行う（Ｓ１２１）。より詳細には、無線リンク制御部３０２が、端末情報記憶部３０７および呼情報記憶部３０８に記憶されている端末情報（図５参照）および呼情報（図６参照）のうち、ハンドオーバの対象となる端末Ａおよび端末Ａの呼情報を読出し、送信速度を抑制するか否か判別する（Ｓ１２２）。具体的には、呼情報のサービス種別が「ＴＶ電話」を表す場合、および端末情報の端末クラスが「一般ユーザ」を表す場合には、抑制指示データの送信を省いて（Ｓ１２２で「しない」）ハンドオーバの処理を実施する。残りの場合には、抑制指示データを送信する（Ｓ１２２で「する」）。

　「ＴＶ電話」のサービスに属するデータは、データの送信速度を抑えると受信側の移動端末における表示が困難となるリアルタイムデータである。この場合には、対象となる端末Ａにおけるハンドオーバ時のバッファリング容量を削減することはできないが、最終的にデータを使えないという事態が防止できる。また、「一般ユーザ」のサービスに属するデータは、送信速度を低下させることなく送信することが期待されているため、バッファリング容量を削減することはできないが、通常の送信速度を維持する。データが属するサービスの種類が「ＴＶ電話」および「一般ユーザ」のいずれにも該当しない場合には、送信速度を抑制する。すなわち、端末情報および呼情報に応じた抑制内容を決定する（Ｓ１２３）。例えば、通話中レート情報が表す送信速度が高いものほど、減速の割合を高める。そして、決定した抑制内容を表すパラメータを含んだ抑制指示データを送信する（Ｓ１２４）。無線リンク制御部３０２はこの後、図７で説明したように、応答メッセージの受信を行い（Ｓ１４）、ハンドオーバ処理を実施する（Ｓ１５）。

　これまでは、１回のハンドオーバが発生した場合の処理を説明したが、続いて、ハンドオーバが生じ、解除指示データが送信される前に再びハンドオーバが生じた場合の処理について説明する。

　図１１は、連続したハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。図１１には、第３の無線基地局３００Ｃも示されている。

　図１１に示す処理のうち、第１の無線基地局３００Ａから第２の無線基地局３００Ｂへのハンドオーバ発生検知から（Ｓ１１）から、ハンドオーバステップ（Ｓ１５）を開始するまでの処理は図７で説明した処理と同じである。ここでは、解除指示データを送信する前に、移動端末がさらに移動し、第２の無線基地局３００Ｂから第３の無線基地局３００Ｃへのハンドオーバ発生が検知される（Ｓ３２）。この場合、第２の無線基地局３００Ｂは、通信サーバ１００に向けて抑制指示データを送信する（Ｓ３２）。ハンドオーバの対象は前回と同じ端末Ａであるので、抑制指示データに含まれるパラメータは前のステップＳ１２における抑制指示データのパラメータ同一である。このため、速度抑制ステップ（Ｓ１３）では、抑制の状態は変化しない。しかし、この後、抑制応答データ送信ステップ（Ｓ１４）では、通信サーバ１００が抑制応答データを第２の無線基地局３００Ｂに向けて送信する。抑制応答データを受信した第２の無線基地局３００Ｂは、第３の基地局３００Ｃに中継の担当を引き継がせる。

　第３の無線基地局３００Ｃは、ハンドオーバステップ（Ｓ３５）が完了した後、解除指示送信ステップ（Ｓ３６）で、通信サーバ１００に向けてデータ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する。これに対し、通信サーバ１００はデータ送信速度の抑制を解除する（Ｓ３７）。また、通信サーバ１００は、解除応答データを第３の無線基地局３００Ｃに送信する（Ｓ３８）。

　ハンドオーバによって中継の担当を引き継ぐ無線基地局は、内部のバッファにデータをバッファリングするが、続いて、何らかの事情でバッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合の処理について説明する。

　図１２は、再抑制を伴う処理を示すフローチャートである。

　図１２に示す処理のうち、ステップＳ１２～Ｓ１４に示す処理は、図７で説明した処理と同じである。これに続くハンドオーバステップ（Ｓ１５）で、中継の担当を引き継ぐ第２の無線基地局３００Ｂは、バッファ３０５にデータをバッファリングしているが、ハンドオーバ処理に時間がかかるなどのため、バッファ３０５に蓄えられたデータの量が端末Ａに割り当てられた容量の特定の割合、例えば８０％を超える場合がある。この場合、第２の無線基地局３００Ｂは、再抑制指示送信ステップＳ４２で、通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する。より詳細には、第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２は、前回のステップＳ１２での抑制指示データよりも高い減速、例えば８０％の減速を表すパラメータが含まれた抑制指示データを送信する。この抑制指示データを受信した通信サーバは、データの送信速度を８０％減速する。これによって、バッファリングされるデータの量がバッファ３０５の容量を超えないように管理される。

　この後、通信サーバ１００は、抑制応答データを第２の無線基地局３００Ｂに送信する（Ｓ４４）。図１２におけるこの後のステップＳ４６，Ｓ４７は、図９で説明したステップＳ１６，Ｓ１７と同様であり、説明を省略する。

　次に、第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。

　図１３は、第２実施形態の通信システムにおけるハンドオーバ時の処理を示すフローチャートである。

　第２実施形態の通信システムは、無線基地局３００（３００Ａ，３００Ｂ）が、中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信する点が第１実施形態と異なる。より詳細には、無線基地局３００（３００Ａ，３００Ｂ）の無線リンク制御部３０２がタイマを有しており、ハンドオーバの処理開始とともに所定期間の計時を開始する。この期間の終了までは、ハンドオーバの処理が終了しても解除指示データの送信を行わない。

　図１３のフローチャートに沿って説明する。図１３に示す処理のうち、ステップＳ１２～Ｓ１５に示す処理は、図７で説明した第１実施形態の処理と同じである。ただし、第２実施形態における処理では、ハンドオーバステップ（Ｓ１５）で、中継の担当を引き継ぐ第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２が、解除指示データの送信タイミングを計るタイマ計時を開始する（Ｓ５１）。第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２は、中継の担当を引き継いだタイミング、すなわちハンドオーバ処理が完了したタイミングでは解除指示データを送信せず、タイムアウト、すなわちタイマ計時が終了したタイミングで解除指示データを送信する（Ｓ５６）。この後のデータ送信抑制解除（Ｓ１７）、および解除応答データ送信（Ｓ１８）の処理は、図９で説明した第１実施形態の処理と同じである。図１３で説明したように、第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２が、中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に解除指示データを送信することによって、中継の担当が基地局から基地局へと頻繁に移転する場合に、抑制指示および抑制解除が頻繁に発生するのを抑えることができる。

　次に、第３実施形態について説明する。以下の第３実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。

　図１４は、第３実施形態の通信システムにおける中継の担当が基地局から基地局へと移転する場合の処理を示すフローチャートである。図１４には、第３の無線基地局３００Ｃも示されている。

　第３実施形態の通信システムは、無線基地局３００（３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ）が、中継の担当を引き継いでから所定の期間内では、中継の担当をさらに引き継がせる場合に抑制指示データの送信も省く点が第２実施形態と異なる。より詳細には、無線基地局３００（３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ）の無線リンク制御部３０２がタイマを有しており、ハンドオーバの処理開始とともに所定期間の計時を開始する。この期間の終了までは、更に次のハンドオーバ発生を検知しても抑制指示データを送信しない。

　図１４のフローチャートに沿って説明する。図１４に示す処理のうち、第１の無線基地局３００Ａから第２の無線基地局３００Ｂへのハンドオーバ発生検知から（Ｓ１１）から、ハンドオーバステップ（Ｓ１５）を開始するまでの処理は図１３で説明した処理と同じである。第３実施形態における処理では、ハンドオーバステップ（Ｓ１５）で、中継の担当を引き継ぐ第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２が、解除指示データの送信タイミングを計るタイマ計時を開始する（Ｓ５１）。

　タイムアウト、すなわちタイマ計時が終了する前に移動端末５００が更に第３のセル４００Ｃへと移動し、第２の無線基地局３００Ｂでハンドオーバの発生が検知された場合、第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２は、抑制指示データの送信を行わずにハンドオーバの処理（Ｓ３５）を行い、中継の担当を第３の無線基地局３００Ｃへと引き継ぐ。中継の担当をさらに引き継ぐ第３の無線基地局３００Ｃの無線リンク制御部３０２は、ハンドオーバステップ（Ｓ３５）が完了した後、解除指示送信ステップ（Ｓ３６）で、通信サーバ１００に向けてデータ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する。図１４に示すステップＳ３６からステップＳ３８までは、図１１に示す各ステップと同様であり、説明を省略する。

　図１４で示すように、中継の担当が第１の無線基地局３００Ａから第２の無線基地局３００Ｂ、そして第３の無線基地局３００Ｃへと引き継がれても、データ送信速度の抑制は１度で済み、抑制指示および抑制解除の頻発が抑えられる。

　なお、上述したハンドオーバの処理（Ｓ３５）では、第２の無線基地局３００Ｂの無線リンク制御部３０２から第３の無線基地局３００Ｃの無線リンク制御部３０２に、所定期間が終了するまでの残り時間を表すタイマ情報も引き継がれる。中継の担当をさらに引き継ぐ第３の無線基地局３００Ｃの無線リンク制御部３０２は、引き継いだタイマ情報が表す残り時間の計時を行い、タイムアウトとなったタイミングで解除指示データを送信する手順も採用可能である。

　また、具体的な各実施形態に対する上記説明では、「課題を解決するための手段」で説明した基本形態における通信サーバの一例としてネットワークＮに接続されたコンピュータで構成された通信サーバ１００の例が示されているが、この通信サーバは、通信サーバ１００以外にも移動端末であってもよい。

Claims

　移動端末と、前記移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、前記通信サーバから前記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、該複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局のみが前記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける通信方法であって、
　前記複数の基地局のうちのデータの中継を担当している第１の基地局が、前記通信サーバに向けて、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを送信する抑制指示送信ステップと、
　前記第１の基地局が、前記抑制指示送信ステップの後、該第１の基地局とは別の第２の基地局に中継の担当を引き継がせるハンドオーバステップとを有することを特徴とした通信方法。
　前記第２の基地局が、前記ハンドオーバステップを実行した後、前記通信サーバに向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信する解除指示送信ステップをさらに有することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
　前記抑制指示送信ステップは、中継するデータが属するサービスの種類に応じて、前記抑制指示データの送信を省くものであることを特徴とする請求項１または２記載の通信方法。
　前記解除指示送信ステップは、前記第２の基地局が中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信するものであることを特徴とする請求項２記載の通信方法。
　前記複数の基地局のそれぞれは、中継するデータを一時的に蓄えるバッファを備えたものであり、
　前記第２の基地局は、前記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、前記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信する再抑制指示送信ステップをさらに有するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の通信方法。
　移動端末と、移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、前記通信サーバから前記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、該複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局のみが前記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムにおける、いずれか１つの基地局であって、
　データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを前記通信サーバに向けて送信した後、前記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする基地局。
　前記中継制御部が、前記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局から中継の担当を引き継いだ場合に、前記通信サーバに向けて、データ送信速度の抑制を解除する解除指示データを送信するものであることを特徴とする請求項６記載の基地局。
　前記中継制御部は、中継するデータが属するサービスの種類に応じて、前記抑制指示データの送信を省くものであることを特徴とする請求項６または７記載の基地局。
　前記中継制御部は、中継の担当を引き継いだ後であってさらに所定の期間が経過した後に、解除指示データを送信するものであることを特徴とする請求項２記載の基地局。
　中継するデータを一時的に蓄えるバッファをさらに備え、
　前記中継制御部は、前記バッファに蓄えられたデータの量が所定の基準を超えた場合に、前記通信サーバに向けて、データ送信速度をさらに抑制させる抑制指示データを送信するものであることを特徴とする請求項６から９いずれか１項記載の基地局。
　移動端末と、
　移動端末に向けてデータを配信する通信サーバと、
　前記通信サーバから前記移動端末に配信されるデータを中継することが可能な複数の基地局であって、一時には、該複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局のみが前記移動端末に配信されるデータの中継を担当する複数の基地局とを備えた通信システムであって、
　前記複数の基地局のうちのいずれか１つの基地局が、データの中継を担当している場合に、データ送信速度を抑制させる抑制指示データを前記通信サーバに向けて送信した後、前記複数の基地局のうち、この基地局とは別の基地局に中継の担当を引き継がせる中継制御部とを備えたものであることを特徴とする通信システム。