制御装置、制御方法、および制御プログラム
【課題】通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に通信装置を帰属させることができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
【解決手段】複数のＢＳと無線通信可能なＭＳを制御する制御装置１であって、ＭＳがＢＳから受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるスループット演算部１２と、ＭＳが無線通信可能な複数のＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳに当該ＭＳが帰属するように、ＭＳの通信確立動作及びＨＯ実行動作の少なくとも一方を制御する制御部とを備えた。
【解決手段】複数のＢＳと無線通信可能なＭＳを制御する制御装置１であって、ＭＳがＢＳから受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるスループット演算部１２と、ＭＳが無線通信可能な複数のＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳに当該ＭＳが帰属するように、ＭＳの通信確立動作及びＨＯ実行動作の少なくとも一方を制御する制御部とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御装置、制御方法、および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によって広域にブロードバンド・サービスを提供することが可能となるアクセス手段として制定された標準規格の１つとして、IEEE 802.16標準がある。
現在、IEEE802.16 Working Groupにおいて、固定通信用途向けのIEEE 802.16-2004仕様と、モバイル通信用途向けのIEEE 802.16e仕様とが標準化されている（非特許文献１および２参照）。
【０００３】
また、ＷｉＭＡＸフォーラムにおいて、IEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準に準拠した機器に対するプロファイルの策定や認証が行われている。そしてこれらの標準に準拠した無線通信システムはＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）と称されている。
IEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準では、いずれも物理層を規定しており、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）やＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）等の技術が主に使用される。
ＯＦＤＭＡ方式を採用する場合の特徴は、各サブキャリアをサブセット化して複数の論理サブチャネルに分割して扱い、各ユーザーにサブチャネルを割り当てることで、ＴＤＭ（Time Division Multiplex）に加えてＦＤＭ（Frequency Division Multiplex）を併用した多元接続を実現している（非特許文献３参照）。
【０００４】
また、モバイル通信においては、通信装置（Mobile Station、以下「ＭＳ」ともいう。）が複数の基地局（Base Station、以下「ＢＳ」ともいう。）で構成されるエリアを移動するなどの状況変化に対して、通信を行っている基地局から隣接する基地局に無線インターフェースを切り替えることで、通信の維持および通信品質の確保を行う機能として、ハンドオーバー（Handover、以下「ＨＯ」ともいう。）機能がある（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005
【非特許文献３】服部武、藤岡雅宣編著、「改訂版ワイヤレス・ブロードバンド教科書 高速ＩＰワイヤレス編」、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００６年６月、ｐ．１６０−２１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の通信装置の通信を多重化する無線通信においては、１つの基地局に帰属する通信装置の数が増加するにしたがってスループット（伝送速度）が低下する、という問題点があった。
【０００７】
例えば通信装置がハンドオーバーを実行した場合、ハンドオーバー後の帰属先の基地局に多数の通信装置が帰属していた場合などは、ハンドオーバー後のスループットがハンドオーバー前より低下することがある、という問題点があった。
【０００８】
また、ＯＦＤＭ変調信号を利用し、１つの基地局と複数の通信装置との通信を多重化する方式により無線通信を行う場合、１つの通信装置に割り当てられるデータ領域は、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によって動的に変化する。この場合、通信装置と基地局との間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることができない、という問題点があった。
【０００９】
したがって、通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に通信装置を帰属させることができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
また、ハンドオーバーに伴うスループットの低下を防ぐことができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
また、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数が動的に変化する場合でも、通信装置と基地局との間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る制御装置は、複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御装置であって、前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるスループット演算部と、前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値の相対値が大きい基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御する制御部とを備えたものである。
【００１１】
本発明に係る制御方法は、複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御方法であって、前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるステップと、前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値が最大の基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御するステップとを有するものである。
【００１２】
本発明に係る制御プログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるものである。
【００１３】
本発明に係るスループット算出装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を利用し、１つの基地局と複数の通信装置との通信を多重化する方式による無線通信のスループットを算出するスループット算出装置であって、前記通信装置が前記基地局から受信した前記ＯＦＤＭ変調信号のうち、１つの通信装置の通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、単位時間当たりに１つの通信装置が送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求め、前記シンボルレートに基づき、前記スループット値を求めるスループット演算部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、通信装置が基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求め、通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に当該通信装置が帰属するように、通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御する。
このため、通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に通信装置を帰属させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
【図２】ＭＳによるハンドオーバーを説明する図である。
【図３】ＭＳのハンドオーバーの実行によるスループット低下を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
【図５】ＯＦＤＭＡフレーム構造を示す図である。
【図６】ＯＦＤＭＡフレームにおいてバーストを構成するシンボル数を説明する図である。
【図７】ＷｉＭＡＸにおいて１秒間に送受信するフレーム数を説明する図である。
【図８】実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
【図９】実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
【図１０】実施の形態３に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
【図１１】実施の形態４に係るスループット算出装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
図１に示すように、制御装置１は、通信制御部１１、スループット演算部１２、スループット比較部１３、前回スループット記憶部１４、ＨＯ制御部１５、ＨＯリトライカウンタ１６、ＨＯ待ちタイマ１７、及びメッセージ送受信部１８を備えている。
制御装置１は、例えばＰＣ（Personal Computer）に搭載され、Ｉ／Ｆ１９を介してＭＳ（Mobile Station）と接続される。
本実施の形態における制御装置１は、ＭＳのハンドオーバーの実行を制御するものである。
【００１７】
ＭＳは、メッセージ送受信部２２、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１、及びＩ／Ｆ２３を備えている。
このＭＳは、無線通信方式として、例えばIEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準に準拠したＷｉＭＡＸを適用し、基地局（ＢＳ）と無線通信可能である。
【００１８】
なお、「スループット比較部１３」、「ＨＯ制御部１５」、「ＨＯリトライカウンタ１６」、及び「ＨＯ待ちタイマ１７」は、本発明における「制御部」に相当する。
また、「前回スループット記憶部１４」は、本発明における「記憶部」に相当する。
また、「ＭＳ」は、本発明における「通信装置」に相当する。
【００１９】
なお、本実施の形態では、制御装置１をＰＣに搭載する場合について説明するが本発明はこれに限るものではない。例えば、制御装置１をＭＳに内蔵するようにしても良いし、制御装置１の機能のみを備えた機器としても良い。また、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に搭載しても良い。
【００２０】
通信制御部１１は、制御装置１とＭＳとの間でデータ通信するための制御を行う。また、通信制御部１１はＭＳがＢＳから受信した通信情報を取得する。
スループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいてスループット値を求める。なお、スループット値の算出動作については後述する。
スループット比較部１３は、ＨＯ（ハンドオーバー）前のスループット値と、ＨＯ後のスループット値とを比較する。
前回スループット記憶部１４は、ＨＯ前のスループット値を記憶する。前回スループット記憶部１４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。
【００２１】
ＨＯ制御部１５は、スループット比較結果に基づいてＨＯ再実行の制御を行う。
ＨＯリトライカウンタ１６は、ＨＯリトライ数をカウントし、最大値に達した場合、ＨＯ制御部１５に通知する。
ＨＯ待ちタイマ１７は、ＨＯ制御部１５がＭＳに対してＨＯ再実行要求を行った場合、ＭＳからのＨＯ再実行通知を受信するまでのタイマの計時を行う。
メッセージ送受信部１８は、ＭＳとの間でＨＯ実行に関するメッセージのやり取りを行う。また、メッセージ送受信部１８は、ＭＳに対して、ＨＯの再実行要求を送出する。
動作の詳細は後述する。
【００２２】
なお、制御装置１を構成する通信制御部１１、スループット演算部１２、スループット比較部１３、ＨＯ制御部１５、ＨＯリトライカウンタ１６、ＨＯ待ちタイマ１７、メッセージ送受信部１８は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置（コンピュータ）上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
ソフトウェアとして実現する場合は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等にこれら各部の機能を実現するプログラムを格納しておき、マイコンやＣＰＵ等の演算装置がそのプログラムを読み込んで、プログラムの指示に従って各部の機能に相当する処理を実行するように構成することができる。
【００２３】
Ｉ／Ｆ１９及びＩ／Ｆ２３は、制御装置１とＭＳとの間を有線又は無線で接続し、制御装置１とＭＳとの間でデータの授受をする。
Ｉ／Ｆ１９及びＩ／Ｆ２３に適用されるインターフェース規格としては、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)を用いる。
なお、これに限らず、赤外線通信（IrDA規格）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（IEEE 802.11シリーズ等）などを用いても良い。
【００２４】
メッセージ送受信部２２は、制御装置１との間でＨＯ実行に関するメッセージのやり取りを行う。
ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、IEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準に準拠して、ＷｉＭＡＸ通信の制御を行う。
つまり、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を利用し、１つの基地局と複数のＭＳとの通信を多重化するＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Acc）方式により無線通信を行う。
また、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、後述する動作により、制御装置１から「ＨＯ再実行要求」を受信すると、ＨＯを実行する。
【００２５】
以上、本実施の形態における制御装置１及びＭＳの構成について説明した。
次に、ＭＳが実行するＨＯと、ＨＯに伴うスループットの低下について説明する。
【００２６】
図２ＭＳによるハンドオーバーを説明する図である。
図３ＭＳのハンドオーバーの実行によるスループット低下を説明する図である。
なお、図２及び図３においては、ＰＣに接続された状態のＭＳを示している。
【００２７】
例えば図２に示すように、ＷｉＭＡＸネットワークにおいて、あるＢＳ（基地局Ａ）に帰属するＭＳが、その帰属先の基地局よりも信号品質の高いＢＳ（基地局Ｂ）を見つけた場合や、その帰属先のＢＳ（基地局Ａ）の信号品質がしきい値を下回った場合、ＨＯの実行契機（トリガー）として、隣接するＢＳ（基地局Ｂ又は基地局Ｃ）にＨＯを実行する。
信号品質の尺度としてはＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator）や、ＣＩＮＲ（Carrier-to-Interference and Noise Ratio）が用いられる。
【００２８】
ここで、ＷｉＭＡＸが採用するＯＦＤＭＡでは、ＯＦＤＭ変調信号におけるサブキャリアをサブセット化して複数のサブチャネルに分割する。そしてリソース割当ては、このサブチャネルに時間スロットを組み合わせた単位（サブチャネルごとのシンボルの最小単位）を複数組み合わせて、各ＭＳからのデータ（ユーザーデータ）の多重化が行われる。
【００２９】
このため、例えば図３に示すように、ＨＯ先のＢＳ（基地局Ｂ）に多数のＭＳが帰属していた場合などは、ＨＯ前よりＨＯ後のスループット（伝送速度）が低下する場合がある。
すなわち、１つのＢＳに帰属するＭＳの数が増加するに従い、１つのＭＳの通信に割り当てられるデータ領域は減少することになり、スループットは低下することになる。
【００３０】
このようなＨＯの実行によるスループット低下を回避する動作について次に説明する。
【００３１】
図４は実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
以下、図４の各ステップに基づいて説明する。
【００３２】
（Ｓ１０１）
通常のＷｉＭＡＸ通信動作中において、制御装置１のスループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値Ｔｔを算出する。算出動作の詳細は後述する。
スループット演算部１２は、所定時間Δｔ秒間におけるスループット値の平均値を計算する。そして、スループット演算部１２は、当該平均値を、ＨＯ実行前の平均スループット値Ｔ’ａｖｇとして、前回スループット記憶部１４に記憶させる。
ここで、Δｔの値は、例えば任意の時間（例えば１秒）を予め設定する。
なお、Δｔの値は、これに限らず、例えば、IEEE802.16標準に規定されている通信にかかわる所定の時間に応じた時間に設定するようにしても良い。例えば、通信信号の送出間隔や、１フレーム当たりの時間間隔などを基準とした値にしても良い。
【００３３】
（Ｓ１０２）
次に、制御装置１のＨＯ制御部１５は、ＭＳから「ＨＯ実行通知」を受信したか否かを判断する。
「ＨＯ実行通知」を受信しない場合、ステップＳ１０１に戻り、定期的にＨＯ実行前の平均スループット値Ｔ’ａｖｇを更新する。
【００３４】
（Ｓ２０１）
一方、ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、通常のＷｉＭＡＸ通信動作中において、常時又は定期的に信号品質を検出する。そして、ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、現在帰属しているＢＳよりもＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ値が高い隣接ＢＳを見つけた場合、ＨＯを実行する。
【００３５】
（Ｓ２０２）
ＨＯを実行したＭＳのメッセージ送受信部２２は、Ｉ／Ｆ２３及びＩ／Ｆ１９を介して、制御装置１に対して、「ＨＯ実行通知」を送信する。
制御装置１のメッセージ送受信部１８は、ＭＳからの「ＨＯ実行通知」を受信し、当該情報をＨＯ制御部１５に入力する。
【００３６】
（Ｓ１０３）
ＨＯ制御部１５は、「ＨＯ実行通知」を取得すると、ＨＯリトライカウンタ１６のＨＯリトライカウントｎの初期値として「１」を設定する。
【００３７】
（Ｓ１０４）
次に、スループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値Ｔｔを算出する。すなわち、ＭＳがＨＯを実行したとき、当該ＨＯ後のスループット値を求める。算出動作の詳細は後述する。
そして、スループット演算部１２は、所定時間Δｔ秒間におけるスループット値の平均値Ｔａｖｇを計算する。
ここで、Δｔの値は、例えば任意の時間（例えば１秒）を予め設定する。
なお、Δｔの値は、これに限らず、例えば、IEEE802.16標準に規定されている通信にかかわる所定の時間に応じた時間に設定するようにしても良い。例えば、通信信号の送出間隔や、１フレーム当たりの時間間隔などを基準とした値にしても良い。
【００３８】
（Ｓ１０５）
次に、スループット比較部１３は、スループット演算部１２が算出したＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇと、前回スループット記憶部１４に記憶されたＨＯ前のスループット値の平均値Ｔ’ａｖｇとを比較する。
そして、ＨＯ制御部１５は、ＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇが、ＨＯ前のスループット値の平均値Ｔ’ａｖｇより小さいか否かを判断する。
平均値Ｔａｖｇが平均値Ｔ’ａｖｇより小さくない場合、ステップＳ１１２に進む。
【００３９】
（Ｓ１０６）
一方、平均値Ｔａｖｇが平均値Ｔ’ａｖｇより小さい場合、制御装置１のＨＯ制御部１５は、ＨＯ前に帰属していたＢＳのエリアよりもスループットが低下したと判断する。
そして、ＨＯ制御部１５は、ＨＯリトライカウントｎが、ＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯ以下であるか否かを判断する。このＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯとしては、予め任意の値を設定する。
ＨＯリトライカウントｎが、ＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯ以下でない場合、ステップＳ１１２に進む。
【００４０】
（Ｓ１０７）
一方、ＨＯリトライカウントｎが、ＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯ以下である場合、ＨＯ制御部１５は、メッセージ送受信部１８からＭＳに対して「ＨＯ再実行要求」を送信させる。これにより、ＭＳに再度のＨＯを実行させる。
【００４１】
（Ｓ１０８）
次に、ＨＯ制御部１５は、ＨＯ待ちタイマ１７をスタートさせる。このＨＯ待ちタイマ１７のタイマ値の初期値としては、予め任意の値を設定する。
【００４２】
（Ｓ２０３）
ＭＳのメッセージ送受信部２２は、制御装置１からの「ＨＯ再実行要求」を受信する。
ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、「ＨＯ再実行要求」を取得すると、ＨＯを再実行する。
なお、当該ＭＳが帰属するＢＳ以外に隣接するＢＳがない場合や、当該ＭＳ帰属するＢＳより通信品質が高いＢＳがない場合などは、ＨＯの実行は行われない。
【００４３】
（Ｓ２０４）
ＷｉＭＡＸ通信制御部２１がＨＯを実行した場合、ＭＳのメッセージ送受信部２２は、制御装置１に対して、「ＨＯ再実行通知」を送信する。
制御装置１のメッセージ送受信部１８は、ＭＳからの「ＨＯ再実行通知」を受信した場合、当該情報をＨＯ制御部１５に入力する。
【００４４】
（Ｓ１０９）
ＨＯ制御部１５は、「ＨＯ再実行通知」を取得すると、ＨＯ待ちタイマ１７のタイマ動作をストップさせる。
【００４５】
（Ｓ１１０）
次に、ＨＯ制御部１５は、ＨＯリトライカウンタ１６のＨＯリトライカウントｎをインクリメントする。
【００４６】
（Ｓ１１１）
次に、ＨＯ制御部１５は、ＨＯ待ちタイマ１７がタイムアウトしたか否かを判断する。
タイムアウトしていない場合、すなわち、ＨＯ待ちタイマ以内にＭＳから「ＨＯ再実行通知」を受け取った場合、ステップＳ１０４に戻り、再び、ＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇを計算する。
そして、ＴａｖｇがＴ’ａｖｇ以上となるか、又はｎがＮＨＯよりも大きくなるまでステップＳ１０４〜Ｓ１１１の動作を繰り返す。
【００４７】
一方、ステップＳ１１１において、ＨＯ待ちタイマ１７がタイムアウトした場合、すなわち、ＨＯ待ちタイマ以内にＭＳがＨＯの再実行を行わず、「ＨＯ再実行通知」を受け取れない場合、ステップＳ１１２に進む。
【００４８】
（Ｓ１１２）
ＨＯ制御部１５は、前回スループット記憶部１４に記憶されたＨＯ前のスループット値の平均値Ｔ’ａｖｇを、ＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇで更新する。
そして、制御装置１及びＭＳは、通常のＷｉＭＡＸ通信動作に遷移する。
【００４９】
このような動作により、ＭＳによりＨＯが実行された場合、ＨＯ後のスループット値がＨＯ前のスループット値より大きくなるまで、ＨＯの再実行を繰り返すことになる。すなわち、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳにＭＳが帰属することになる。
これにより、ＨＯの実行によるスループット低下を回避することができる。
【００５０】
また、ＨＯの再実行の回数がＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯを超えた場合、又はＨＯ待ちタイマ以内にＨＯの再実行がされない場合には、ＨＯの再実行を停止することになる。
これにより、隣接するＢＳの中に、ＨＯ前のスループット値より大きくなるＢＳが存在しない場合には、ＨＯの再実行要求を停止させて通常のＷｉＭＡＸ通信動作に遷移させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、無線通信方式がＷｉＭＡＸの場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。
例えば、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）等の携帯電話方式やＰＨＳ（Personal Handyphone System）など、ＨＯを実行す任意の無線通信方式に本発明を適用することができる。この場合においても、制御装置１は、無線通信方式に応じた算出方法によりスループット値を求め、上記と同様の動作により、スループット低下を回避することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、所定時間Δｔ秒間におけるスループット値の平均値を用いて、ＨＯ前後のスループット値の比較を行う場合を説明したが、本発明はこれに限らずスループットの瞬時値を用いても良い。
【００５３】
次に、スループット演算部１２によるスループット値の算出動作の詳細について説明する。
【００５４】
ＷｉＭＡＸにおけるスループットの計算は、IEEE802.16-2004/16e規格に基づくと、以下の式（１）となる。
【００５５】
スループット＝（シンボル・レート）×（１シンボル当たりのビット数）×（符号化率）（単位：ｂｐｓ） ・・・（１）
【００５６】
ここで、式（１）において、「シンボルレート」は、１秒間当たりにＭＳが送受信するＯＦＤＭシンボル数である。また、「１シンボル当たりのビット数」は、ＯＦＤＭシンボル１つのシンボルが持つビット数である。また、「符号化率」は、情報ビット数と符号化後のビット数の割合である。
【００５７】
しかし、「シンボルレート」は、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によって動的に変化する。
このため、ＨＯの前後により動的に変化するシンボルレートを求めるために上記式（１）を適用するには、ＭＳが帰属するＢＳとの通信に用いるＯＦＤＭ信号のシンボルレートを動的に算出する必要がある。
このようなことから、本実施の形態における制御装置１のスループット演算部１２は、以下のような算出動作により、スループットを算出する。
【００５８】
まず、制御装置１の通信制御部１１は、ＭＳがＢＳから受信した通信情報を取得する。
そして、制御装置１のスループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づき、以下の式（２）により、シンボルレートを算出する。
【００５９】
シンボルレート＝（１フレームに含まれるシンボル数）×（１秒間に送受信するフレーム数） ・・・（２）
【００６０】
上記式（２）の「１フレームに含まれるシンボル数」は、後述するＯＦＤＭＡにおける１フレーム中のＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰの情報によって、当該ＭＳに割り当てられたバースト領域、及びバーストを構成するシンボルの数から求める。
ここで、ＯＦＤＭＡ方式におけるフレーム構造の一例について図５により説明する。
【００６１】
図５はＯＦＤＭＡフレーム構造を示す図である。
図５において、横軸はシンボル単位で表される時間方向を示している。また、縦軸は論理サブチャネル（複数のサブキャリアをグループ化した単位）で表される周波数方向を示している。
なお、図５は復信方式にＴＤＤ（Time Division Duplex）を採用した例である。また、フレームの前半がＤＬサブフレーム、後半がＵＬサブフレームに時分割されている。
ＤＬサブフレームは、ＢＳからＭＳへ送信されるフレームである。
ＵＬサブフレームは、ＭＳからＢＳへ送信されるフレームである。
【００６２】
ＤＬサブフレームには、プリアンブル、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ Ｂｕｒｓｔの各領域が用意されている。
【００６３】
プリアンブルは、ＭＳがＢＳを検出し、ＢＳが送信するフレームに同期するために用いられる既知の信号パターン（同期信号）である。
【００６４】
ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰは、ＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームのバースト（ＤＬ Ｂｕｒｓｔ、ＵＬ Ｂｕｒｓｔ）のＭＳに対する割当情報が含まれる信号である。
具体的には、論理サブチャネル数（周波数領域）を示す「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」と、ＯＦＤＭシンボル数（時間領域）を示す「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」の２つのパラメータが含まれてる。
図５に示す例では、ＤＬサブフレームに、＃１〜＃４の４つのＤＬ Ｂｕｒｓｔが割り当てられる様子を示している。
【００６５】
なお、ＤＬ−ＭＡＰの一部には、図示しないＦＣＨ（Frame Control Header）が割り当てられる。ＦＣＨは、ＢＳに関する情報やＭＳがＤＬサブフレームのバーストを復号するのに用いる情報を規定する信号であり、ＤＬ−ＭＡＰのＤＬサブフレームにおけるマッピング領域、符号化方式、繰り返し回数等の情報が含まれる。
【００６６】
ＵＬサブフレームには、複数のＵＬ Ｂｕｒｓｔをマッピングすることが可能であり、ＵＬ Ｂｕｒｓｔには、ＭＳからＢＳ宛のデータをマッピングすることが可能である。
図５に示す例では、ＵＬサブフレームに、＃１〜＃４の４つのＵＬ Ｂｕｒｓｔが割り当てられる様子を示している。
なお、ＵＬ Ｂｕｒｓｔの一部をＭＳがＢＳに対して初期接続を行う場合等に用いられるレンジングサブチャネルとして割り当てることも可能である。
【００６７】
なお、「ＤＬサブフレーム」は、本発明における「下りサブフレーム」に相当する。
また、「ＤＬ Ｂｕｒｓｔ」は、本発明における「下りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域」に相当する。
また、「ＵＬサブフレーム」は、本発明における「上りサブフレーム」に相当する。
また、「ＵＬ Ｂｕｒｓｔ」は、本発明における「上りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域」に相当する。
また、「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」及び「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」は、本発明における「データ領域の情報」に相当する。
【００６８】
上記のようなＯＦＤＭＡフレーム構造においては、１つのフレーム内で１つのＭＳに割り当てられたＯＦＤＭシンボル数は、「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」に示される論理サブチャネル数と、「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」に示されるＯＦＤＭシンボル数とを乗算することで求めることができる。
一例を図６により説明する。
【００６９】
図６はＯＦＤＭＡフレームにおいてバーストを構成するシンボル数を説明する図である。
図６においては、図５のフレーム構造の例において、ＤＬ Ｂｕｒｓｔ＃１に割り当てられたシンボル数を示している。
図６の例では、「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」に示される論理サブチャネル数は「３」である。また、「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」に示されるＯＦＤＭシンボル数は「５」である。
よって、図６の例では、ＤＬ Ｂｕｒｓｔ＃１を構成するシンボル数が、３×５＝１５シンボルであることが求まる。
【００７０】
このように、制御装置１のスループット演算部１２は、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰを参照することで、当該ＭＳに割り当てられたバースト領域、及びこのバーストを構成するシンボル数を求めることができる。
【００７１】
次に、上記式（２）における「１秒間に送受信するフレーム数」について、図７を用いて説明する。
【００７２】
図７はＷｉＭＡＸにおいて１秒間に送受信するフレーム数を説明する図である。
ＷｉＭＡＸにおける１フレームの長さは、IEEE802.16-2004/16e規格により５ｍｓと規定されている。
このため、図７に示すとおり、１秒間に２００フレームを送受信することができる。
そのため、ＷｉＭＡＸにおける「１秒間に送受信するフレーム数」は、２００（定数）となる。
【００７３】
このように、スループット演算部１２は、現在の通信状態において、ＭＳが単位時間当たり送受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求めることができる。
【００７４】
次に、制御装置１のスループット演算部１２は、上記式（１）における「１シンボル当たりのビット数」を求める。
この「１シンボル当たりのビット数」は、変調多値数に基づき以下の式（３）により求めることができる。
【００７５】
１シンボル当たりのビット数＝ｌｏｇ2（変調多値数） ・・・（３）
【００７６】
上記式の変調多値数は、変調方式から知ることができ、変調方式はＭＡＣメッセージ”ＤＣＤ”から知ることができる。
ここで、「ＭＡＣメッセージ」とは、ＢＳがＭＳに対してブロードキャストする物理層のプロファイル仕様を示したメッセージである。
【００７７】
そこで、スループット演算部１２は、ＭＳが受信したＭＡＣメッセージを、通信制御部１１から取得することで変調方式を得る。
そして、この変調方式により変調多値数を求める。
例えば、変調方式が６４ＱＡＭの場合、変調多値数は６４であるから、１シンボル当たりのビット数＝ｌｏｇ2６４＝６ビットとなる。
【００７８】
次に、制御装置１のスループット演算部１２は、上記式（１）における「符号化率」を求める。
この符号化率とは、情報ビット数と符号化後のビット数の割合である。
この符号化率についても、ＭＡＣメッセージ”ＤＣＤ”から知ることができる。
【００７９】
そこで、スループット演算部１２は、ＭＳが受信したＭＡＣメッセージを、通信制御部１１から取得することで符号化率を得る。
例えば、符号化率が３／４である場合、送受信される４ビットのうち、３ビットが情報ビット、１ビットが誤り訂正用ビットという意味になる。
【００８０】
以上により、スループット演算部１２は、求めた各パラメータを上記式（１）に代入することで、以下の式（４）により、スループット値を求めることができる。
【００８１】
スループット＝No_subchannel×No_OFDM_symbols×２００×ｌｏｇ2（変調多値数）×符号化率 ・・・（４）
【００８２】
このようなスループットの算出動作により、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によってシンボルレートが動的に変化する場合でも、当該ＭＳとＢＳとの間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることが可能となる。
【００８３】
なお、上記の説明では、ＷｉＭＡＸが採用するＯＦＤＭＡ方式におけるフレーム構造によるスループットの算出動作を説明したが、本発明はこれに限るものではない。
ＢＳ及びＭＳがＯＦＤＭ変調信号を利用し、１つの基地局と複数のＭＳとの通信を多重化する方式により無線通信を行う場合であれば、本発明を適用することができる。
つまり、スループット演算部１２は、ＯＦＤＭ変調信号のうち、１つのＭＳの通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、単位時間当たりに１つのＭＳが送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求めることができる。そして、通信方式に応じて、変調多値数、符号化率なども求めることで、シンボルレートに基づき、スループット値を求めることができる。
【００８４】
以上のように本実施の形態においては、ＭＳがＢＳから受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求め、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳに当該ＭＳが帰属するように、ＭＳのＨＯの実行動作を制御する。
このため、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳにＭＳを帰属させることができる。
【００８５】
また、ＭＳがＨＯを実行したとき、当該ＨＯ後のスループット値を求め、ＨＯ後のスループット値と、ＨＯ前のスループット値とを比較し、ＨＯ後のスループット値が、ＨＯ前のスループット値より小さいとき、ＭＳに再度のＨＯを実行させる。
このため、ＨＯに伴うスループットの低下を防ぐことができる。
【００８６】
また、ＭＳがＢＳから受信した通信情報のうち、ＤＬ−ＭＡＰの情報と、ＵＬ−ＭＡＰの情報とに基づき、１つのフレーム内で１つのＭＳに割り当てられたＯＦＤＭシンボル数を求め、当該ＯＦＤＭシンボル数と単位時間当たりに送受信されるフレーム数とに基づき、シンボルレートを求める。
このため、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によってシンボルレートが動的に変化する場合でも、当該ＭＳとＢＳとの間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることが可能となる。
【００８７】
なお、本実施の形態１では、ＨＯ後に帰属したＢＳからの通信情報に基づいて、スループット値を算出する場合を説明した。本発明はこれに限らず、ＭＳがＢＳに帰属する前にＢＳのスループットを算出することも可能である。
本実施の形態１の動作によれば、ＢＳから広告される通信情報により、当該ＭＳ以外のＭＳに割り当てられたバースト領域（シンボル数）により、帰属していないＢＳのスループットを算出することが可能となる。
これにより、例えば、ＨＯ前よりスループット値が小さいＢＳに対する同期確立やレンジング処理などを行うことなく、迅速にスループット値の相対値が大きいＢＳに帰属することができる。
【００８８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ＭＳがＨＯを実行した際におけるスループットの低下を防止する動作について説明した。
本実施の形態２では、ＭＳが帰属するＢＳとの通信において、スループットが低下した場合に積極的にＨＯを実行する形態について説明する。
【００８９】
図８は実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
図８に示すように、本実施の形態２における制御装置１は、上記実施の形態１の構成に代えて、スループット判定部３１、及びしきい値記憶部３２を備えている。
なお、制御装置１のその他の構成、及びＭＳの構成は、上記実施の形態１と同様であり同一部分には同一の符号を付する。
【００９０】
スループット判定部３１は、後述する動作により、スループット値が所定のしきい値より小さいか否かを判断し、判断結果をＨＯ制御部１５に入力する。
なお、スループット判定部３１は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
【００９１】
しきい値記憶部３２は、予め、スループット値のしきい値の情報が記憶される。
なお、このしきい値としては、任意の値を設定することができる。また、ＢＳに収容されるＭＳの数として想定される最大数におけるスループット値などに応じて設定するようにしても良い。
なお、しきい値記憶部３２は、例えばＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。
【００９２】
図９は実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
以下、本実施の形態２における動作について、図９の各ステップに基づき、実施の形態１（図４）との相違点を中心に説明する。
なお、上記実施の形態１と同様の動作には同一のステップ番号を付する。
【００９３】
（Ｓ３０１）
通常のＷｉＭＡＸ通信動作中において、制御装置１のＨＯ制御部１５は、スループット判定タイミングであるか否かを判断する。
スループット判定タイミングでない場合、通常のＷｉＭＡＸ通信動作を継続する。
一方、スループット判定タイミングであると判断した場合、ステップＳ１０３へ進む。
【００９４】
ここで、スループット判定タイミングは、予め任意に設定することができる。例えば、所定の時間間隔毎（例えば６０秒間隔）に設定しても良いし、スリープモードやアイドルモードからの復帰時を判定タイミングとしても良い。
なお、ここでは、スループット判定タイミングの判定を行う場合を説明するが、ステップＳ３０１を設けずに、以降のステップを常時行うようにしても良い。
【００９５】
（Ｓ１０３、Ｓ１０４）
上記実施の形態１と同様に、ＨＯリトライカウントｎの初期値として「１」を設定し、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいて、現在のスループット値の平均値Ｔａｖｇを算出する。
【００９６】
（Ｓ３０２）
次に、スループット判定部３１は、算出された現在のスループット値の平均値Ｔａｖｇと、しきい値記憶部３２に記憶されたしきい値とを比較し、現在のスループット値が、しきい値より小さいか否かを判断する。
現在のスループット値が、しきい値より小さくない場合、制御装置１及びＭＳは、通常のＷｉＭＡＸ通信動作に遷移する。
一方、現在のスループット値が、しきい値より小さい場合、ステップＳ１０６へ進む。
【００９７】
（Ｓ１０６〜Ｓ１１１、Ｓ２０３、Ｓ２０４）
上記実施の形態１と同様に、ｎがＮＨＯ以下の場合、ＨＯ再実行を行い、ＨＯ待ちタイマ以内にＨＯがされた場合、ステップＳ１０４に戻り、上記の動作を繰り返す。
【００９８】
このような動作により、ＭＳが帰属するＢＳとの通信において、スループットがしきい値より低下した場合に、ＨＯを実行させることが可能となる。
【００９９】
以上のように本実施の形態においては、ＭＳが帰属するＢＳから受信した通信情報の少なくとも一部に基づき、定期的にスループット値を求め、スループット値が所定値より小さいとき、ＭＳにＨＯを実行させる。
このため、スループット値が所定値より大きいＢＳにＭＳを帰属させることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態２においても、上記実施の形態１で説明したＨＯ時のＨＯ再実行動作を行うようにしても良い。
【０１０１】
実施の形態３．
本実施の形態３では、ＭＳの通信確立動作（ネットワークエントリー）において、スループット値の相対値が大きいＢＳにＭＳが帰属するように動作する形態について説明する。
【０１０２】
図１０は実施の形態３に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
図１０に示すように、本実施の形態３における制御装置１は、上記実施の形態１の構成に代えて、通信確立動作制御部４１及びスループット値記憶部４２を備えている。また、本実施の形態では、ＨＯリトライカウンタ１６及びＨＯ待ちタイマ１７を設けない構成である。
なお、制御装置１のその他の構成、及びＭＳの構成は、上記実施の形態１と同様であり同一部分には同一の符号を付する。
以下、本実施の形態における通信確立動作について説明する。
【０１０３】
ＭＳの電源をオンとした初期動作や通信が一旦切断された場合には、ＭＳが新たにネットワークに参加するために通信確立動作（ネットワークエントリー）の処理が行われる。
ＷｉＭＡＸ通信において、ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、周囲のＢＳの存在を探索（スキャン）するため、ＢＳからの通信信号（下りチャネル）を捕捉する処理を行う。
ＢＳからの下り信号が捕捉され、プリアンブル信号によって同期が可能となった場合には、リンク制御に必要な各種のパラメータを取得する。このパラメータには、上述したＤＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤが含まれる。
【０１０４】
本実施の形態３における通信制御部１１は、捕捉されたＢＳの通信信号に含まれる上記のパラメータを、Ｉ／Ｆ２３及びＩ／Ｆ１９を介して取得する。
そして、スループット演算部１２は、上記実施の形態１と同様の動作により、当該ＢＳのスループットを算出する。
次に、スループット演算部１２は、算出したスループット値を当該ＢＳの識別符号と共に、スループット記憶部４２に記憶させる。
スループット演算部１２は、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１によるスキャンにより、新たなＢＳが捕捉される度に、上記スループットの算出及び記憶を繰り返す。
【０１０５】
ＷｉＭＡＸ通信制御部２１による周辺ＢＳのスキャンが完了した場合、通信確立動作制御部４１は、スループット比較部１３により、スループット記憶部４２に記憶された各ＢＳごとのスループット値を比較させる。
通信確立動作制御部４１は、捕捉されたＢＳのスループット値のうち、最大のスループット値となるＢＳの識別符号を取得する。
そして、通信確立動作制御部４１は、メッセージ送受信部１８からＭＳに対して、当該ＢＳの識別符号の情報を送信させる。
【０１０６】
ＭＳのメッセージ送受信部２２は、制御装置１からＢＳの識別符号の情報を取得する。
そして、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、捕捉されたＢＳのうち、上記識別符号のＢＳに対して、通信確立動作（ネットワークエントリー）の処理を実行する。
以降、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、ＷｉＭＡＸの通常の動作により、レンジング、認証、登録などの処理が実行される。
【０１０７】
このような動作により、ＭＳの通信確立動作において、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳに当該ＭＳが帰属することになる。
【０１０８】
以上のように本実施の形態においては、ＭＳの通信確立動作により複数のＢＳが捕捉されたとき、複数のＢＳのスループット値をそれぞれ求め、複数のＢＳのうちスループット値が最大のＢＳに、ＭＳを帰属させる。
このため、通信確立動作時に、スループット値が最大のＢＳにＭＳを帰属させることができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態３においても、上記実施の形態１で説明したＨＯ時のＨＯ再実行動作、及び上記実施の形態２で説明したスループット低下時のＨＯ再実行動作の何れか一方、又は双方を行うようにしても良い。
【０１１０】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、スループットに基づき、ＨＯ又は通信確立動作を制御する制御装置１について説明した。
本実施の形態４では、ＯＦＤＭ変調信号を利用し、１つのＢＳと複数のＭＳとの通信を多重化する方式による無線通信のスループットを算出するスループット算出装置について説明する。
【０１１１】
図１１は実施の形態４に係るスループット算出装置の構成図である。
図１１に示すように、スループット演算装置２は、通信制御部１１、及びスループット演算部１２を備えている。
制御装置１は、例えばＰＣ（Personal Computer）に搭載され、Ｉ／Ｆ１９を介してＭＳ（Mobile Station）と接続される。
【０１１２】
本実施の形態４における通信制御部１１及びスループット演算部１２は、上記実施の形態１と同様の動作を行う。
なお、ＭＳの構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
【０１１３】
スループット演算装置２には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示部５１、ＨＤＤなどの記憶装置５２、ＵＳＢなどの出力Ｉ／Ｆ５３が接続される。
このスループット演算装置２は、スループット値を算出して、表示部５１、記憶装置５２、及び出力Ｉ／Ｆ５３の少なくとも１つに、当該スループット値の情報を出力するものである。
【０１１４】
このような構成により、スループット演算装置２のスループット演算部１２は、上記実施の形態１と同様の動作により、ＭＳがＢＳから受信したＯＦＤＭ変調信号のうち、１つのＭＳの通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、単位時間当たりに１つのＭＳが送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求める。
そして、シンボルレートに基づき、スループット値を求める。
【０１１５】
以上のように本実施の形態においては、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によってシンボルレートが動的に変化する場合でも、当該ＭＳとＢＳとの間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１ 制御装置、２ スループット演算装置、１１ 通信制御部、１２ スループット演算部、１３ スループット比較部、１４ 前回スループット記憶部、１５ ＨＯ制御部、１６ ＨＯリトライカウンタ、１７ ＨＯ待ちタイマ、１８ メッセージ送受信部、１９ Ｉ／Ｆ、２１ ＷｉＭＡＸ通信制御部、２２ メッセージ送受信部、２３ Ｉ／Ｆ、３１ スループット判定部、３２ しきい値記憶部、４１ 通信確立動作制御部、４２ スループット値記憶部、５１ 表示部、５２ 記憶部、５３ 出力Ｉ／Ｆ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御装置、制御方法、および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によって広域にブロードバンド・サービスを提供することが可能となるアクセス手段として制定された標準規格の１つとして、IEEE 802.16標準がある。
現在、IEEE802.16 Working Groupにおいて、固定通信用途向けのIEEE 802.16-2004仕様と、モバイル通信用途向けのIEEE 802.16e仕様とが標準化されている（非特許文献１および２参照）。
【０００３】
また、ＷｉＭＡＸフォーラムにおいて、IEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準に準拠した機器に対するプロファイルの策定や認証が行われている。そしてこれらの標準に準拠した無線通信システムはＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）と称されている。
IEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準では、いずれも物理層を規定しており、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）やＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）等の技術が主に使用される。
ＯＦＤＭＡ方式を採用する場合の特徴は、各サブキャリアをサブセット化して複数の論理サブチャネルに分割して扱い、各ユーザーにサブチャネルを割り当てることで、ＴＤＭ（Time Division Multiplex）に加えてＦＤＭ（Frequency Division Multiplex）を併用した多元接続を実現している（非特許文献３参照）。
【０００４】
また、モバイル通信においては、通信装置（Mobile Station、以下「ＭＳ」ともいう。）が複数の基地局（Base Station、以下「ＢＳ」ともいう。）で構成されるエリアを移動するなどの状況変化に対して、通信を行っている基地局から隣接する基地局に無線インターフェースを切り替えることで、通信の維持および通信品質の確保を行う機能として、ハンドオーバー（Handover、以下「ＨＯ」ともいう。）機能がある（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005
【非特許文献３】服部武、藤岡雅宣編著、「改訂版ワイヤレス・ブロードバンド教科書 高速ＩＰワイヤレス編」、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００６年６月、ｐ．１６０−２１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の通信装置の通信を多重化する無線通信においては、１つの基地局に帰属する通信装置の数が増加するにしたがってスループット（伝送速度）が低下する、という問題点があった。
【０００７】
例えば通信装置がハンドオーバーを実行した場合、ハンドオーバー後の帰属先の基地局に多数の通信装置が帰属していた場合などは、ハンドオーバー後のスループットがハンドオーバー前より低下することがある、という問題点があった。
【０００８】
また、ＯＦＤＭ変調信号を利用し、１つの基地局と複数の通信装置との通信を多重化する方式により無線通信を行う場合、１つの通信装置に割り当てられるデータ領域は、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によって動的に変化する。この場合、通信装置と基地局との間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることができない、という問題点があった。
【０００９】
したがって、通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に通信装置を帰属させることができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
また、ハンドオーバーに伴うスループットの低下を防ぐことができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
また、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数が動的に変化する場合でも、通信装置と基地局との間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることができる制御装置、制御方法、および制御プログラムが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る制御装置は、複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御装置であって、前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるスループット演算部と、前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値の相対値が大きい基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御する制御部とを備えたものである。
【００１１】
本発明に係る制御方法は、複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御方法であって、前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるステップと、前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値が最大の基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御するステップとを有するものである。
【００１２】
本発明に係る制御プログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるものである。
【００１３】
本発明に係るスループット算出装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を利用し、１つの基地局と複数の通信装置との通信を多重化する方式による無線通信のスループットを算出するスループット算出装置であって、前記通信装置が前記基地局から受信した前記ＯＦＤＭ変調信号のうち、１つの通信装置の通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、単位時間当たりに１つの通信装置が送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求め、前記シンボルレートに基づき、前記スループット値を求めるスループット演算部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、通信装置が基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求め、通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に当該通信装置が帰属するように、通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御する。
このため、通信装置が無線通信可能な複数の基地局のうち、スループット値の相対値が大きい基地局に通信装置を帰属させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
【図２】ＭＳによるハンドオーバーを説明する図である。
【図３】ＭＳのハンドオーバーの実行によるスループット低下を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
【図５】ＯＦＤＭＡフレーム構造を示す図である。
【図６】ＯＦＤＭＡフレームにおいてバーストを構成するシンボル数を説明する図である。
【図７】ＷｉＭＡＸにおいて１秒間に送受信するフレーム数を説明する図である。
【図８】実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
【図９】実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
【図１０】実施の形態３に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
【図１１】実施の形態４に係るスループット算出装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
図１に示すように、制御装置１は、通信制御部１１、スループット演算部１２、スループット比較部１３、前回スループット記憶部１４、ＨＯ制御部１５、ＨＯリトライカウンタ１６、ＨＯ待ちタイマ１７、及びメッセージ送受信部１８を備えている。
制御装置１は、例えばＰＣ（Personal Computer）に搭載され、Ｉ／Ｆ１９を介してＭＳ（Mobile Station）と接続される。
本実施の形態における制御装置１は、ＭＳのハンドオーバーの実行を制御するものである。
【００１７】
ＭＳは、メッセージ送受信部２２、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１、及びＩ／Ｆ２３を備えている。
このＭＳは、無線通信方式として、例えばIEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準に準拠したＷｉＭＡＸを適用し、基地局（ＢＳ）と無線通信可能である。
【００１８】
なお、「スループット比較部１３」、「ＨＯ制御部１５」、「ＨＯリトライカウンタ１６」、及び「ＨＯ待ちタイマ１７」は、本発明における「制御部」に相当する。
また、「前回スループット記憶部１４」は、本発明における「記憶部」に相当する。
また、「ＭＳ」は、本発明における「通信装置」に相当する。
【００１９】
なお、本実施の形態では、制御装置１をＰＣに搭載する場合について説明するが本発明はこれに限るものではない。例えば、制御装置１をＭＳに内蔵するようにしても良いし、制御装置１の機能のみを備えた機器としても良い。また、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に搭載しても良い。
【００２０】
通信制御部１１は、制御装置１とＭＳとの間でデータ通信するための制御を行う。また、通信制御部１１はＭＳがＢＳから受信した通信情報を取得する。
スループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいてスループット値を求める。なお、スループット値の算出動作については後述する。
スループット比較部１３は、ＨＯ（ハンドオーバー）前のスループット値と、ＨＯ後のスループット値とを比較する。
前回スループット記憶部１４は、ＨＯ前のスループット値を記憶する。前回スループット記憶部１４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。
【００２１】
ＨＯ制御部１５は、スループット比較結果に基づいてＨＯ再実行の制御を行う。
ＨＯリトライカウンタ１６は、ＨＯリトライ数をカウントし、最大値に達した場合、ＨＯ制御部１５に通知する。
ＨＯ待ちタイマ１７は、ＨＯ制御部１５がＭＳに対してＨＯ再実行要求を行った場合、ＭＳからのＨＯ再実行通知を受信するまでのタイマの計時を行う。
メッセージ送受信部１８は、ＭＳとの間でＨＯ実行に関するメッセージのやり取りを行う。また、メッセージ送受信部１８は、ＭＳに対して、ＨＯの再実行要求を送出する。
動作の詳細は後述する。
【００２２】
なお、制御装置１を構成する通信制御部１１、スループット演算部１２、スループット比較部１３、ＨＯ制御部１５、ＨＯリトライカウンタ１６、ＨＯ待ちタイマ１７、メッセージ送受信部１８は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置（コンピュータ）上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
ソフトウェアとして実現する場合は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等にこれら各部の機能を実現するプログラムを格納しておき、マイコンやＣＰＵ等の演算装置がそのプログラムを読み込んで、プログラムの指示に従って各部の機能に相当する処理を実行するように構成することができる。
【００２３】
Ｉ／Ｆ１９及びＩ／Ｆ２３は、制御装置１とＭＳとの間を有線又は無線で接続し、制御装置１とＭＳとの間でデータの授受をする。
Ｉ／Ｆ１９及びＩ／Ｆ２３に適用されるインターフェース規格としては、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)を用いる。
なお、これに限らず、赤外線通信（IrDA規格）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（IEEE 802.11シリーズ等）などを用いても良い。
【００２４】
メッセージ送受信部２２は、制御装置１との間でＨＯ実行に関するメッセージのやり取りを行う。
ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、IEEE 802.16-2004/IEEE 802.16e標準に準拠して、ＷｉＭＡＸ通信の制御を行う。
つまり、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を利用し、１つの基地局と複数のＭＳとの通信を多重化するＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Acc）方式により無線通信を行う。
また、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、後述する動作により、制御装置１から「ＨＯ再実行要求」を受信すると、ＨＯを実行する。
【００２５】
以上、本実施の形態における制御装置１及びＭＳの構成について説明した。
次に、ＭＳが実行するＨＯと、ＨＯに伴うスループットの低下について説明する。
【００２６】
図２ＭＳによるハンドオーバーを説明する図である。
図３ＭＳのハンドオーバーの実行によるスループット低下を説明する図である。
なお、図２及び図３においては、ＰＣに接続された状態のＭＳを示している。
【００２７】
例えば図２に示すように、ＷｉＭＡＸネットワークにおいて、あるＢＳ（基地局Ａ）に帰属するＭＳが、その帰属先の基地局よりも信号品質の高いＢＳ（基地局Ｂ）を見つけた場合や、その帰属先のＢＳ（基地局Ａ）の信号品質がしきい値を下回った場合、ＨＯの実行契機（トリガー）として、隣接するＢＳ（基地局Ｂ又は基地局Ｃ）にＨＯを実行する。
信号品質の尺度としてはＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator）や、ＣＩＮＲ（Carrier-to-Interference and Noise Ratio）が用いられる。
【００２８】
ここで、ＷｉＭＡＸが採用するＯＦＤＭＡでは、ＯＦＤＭ変調信号におけるサブキャリアをサブセット化して複数のサブチャネルに分割する。そしてリソース割当ては、このサブチャネルに時間スロットを組み合わせた単位（サブチャネルごとのシンボルの最小単位）を複数組み合わせて、各ＭＳからのデータ（ユーザーデータ）の多重化が行われる。
【００２９】
このため、例えば図３に示すように、ＨＯ先のＢＳ（基地局Ｂ）に多数のＭＳが帰属していた場合などは、ＨＯ前よりＨＯ後のスループット（伝送速度）が低下する場合がある。
すなわち、１つのＢＳに帰属するＭＳの数が増加するに従い、１つのＭＳの通信に割り当てられるデータ領域は減少することになり、スループットは低下することになる。
【００３０】
このようなＨＯの実行によるスループット低下を回避する動作について次に説明する。
【００３１】
図４は実施の形態１に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
以下、図４の各ステップに基づいて説明する。
【００３２】
（Ｓ１０１）
通常のＷｉＭＡＸ通信動作中において、制御装置１のスループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値Ｔｔを算出する。算出動作の詳細は後述する。
スループット演算部１２は、所定時間Δｔ秒間におけるスループット値の平均値を計算する。そして、スループット演算部１２は、当該平均値を、ＨＯ実行前の平均スループット値Ｔ’ａｖｇとして、前回スループット記憶部１４に記憶させる。
ここで、Δｔの値は、例えば任意の時間（例えば１秒）を予め設定する。
なお、Δｔの値は、これに限らず、例えば、IEEE802.16標準に規定されている通信にかかわる所定の時間に応じた時間に設定するようにしても良い。例えば、通信信号の送出間隔や、１フレーム当たりの時間間隔などを基準とした値にしても良い。
【００３３】
（Ｓ１０２）
次に、制御装置１のＨＯ制御部１５は、ＭＳから「ＨＯ実行通知」を受信したか否かを判断する。
「ＨＯ実行通知」を受信しない場合、ステップＳ１０１に戻り、定期的にＨＯ実行前の平均スループット値Ｔ’ａｖｇを更新する。
【００３４】
（Ｓ２０１）
一方、ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、通常のＷｉＭＡＸ通信動作中において、常時又は定期的に信号品質を検出する。そして、ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、現在帰属しているＢＳよりもＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ値が高い隣接ＢＳを見つけた場合、ＨＯを実行する。
【００３５】
（Ｓ２０２）
ＨＯを実行したＭＳのメッセージ送受信部２２は、Ｉ／Ｆ２３及びＩ／Ｆ１９を介して、制御装置１に対して、「ＨＯ実行通知」を送信する。
制御装置１のメッセージ送受信部１８は、ＭＳからの「ＨＯ実行通知」を受信し、当該情報をＨＯ制御部１５に入力する。
【００３６】
（Ｓ１０３）
ＨＯ制御部１５は、「ＨＯ実行通知」を取得すると、ＨＯリトライカウンタ１６のＨＯリトライカウントｎの初期値として「１」を設定する。
【００３７】
（Ｓ１０４）
次に、スループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値Ｔｔを算出する。すなわち、ＭＳがＨＯを実行したとき、当該ＨＯ後のスループット値を求める。算出動作の詳細は後述する。
そして、スループット演算部１２は、所定時間Δｔ秒間におけるスループット値の平均値Ｔａｖｇを計算する。
ここで、Δｔの値は、例えば任意の時間（例えば１秒）を予め設定する。
なお、Δｔの値は、これに限らず、例えば、IEEE802.16標準に規定されている通信にかかわる所定の時間に応じた時間に設定するようにしても良い。例えば、通信信号の送出間隔や、１フレーム当たりの時間間隔などを基準とした値にしても良い。
【００３８】
（Ｓ１０５）
次に、スループット比較部１３は、スループット演算部１２が算出したＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇと、前回スループット記憶部１４に記憶されたＨＯ前のスループット値の平均値Ｔ’ａｖｇとを比較する。
そして、ＨＯ制御部１５は、ＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇが、ＨＯ前のスループット値の平均値Ｔ’ａｖｇより小さいか否かを判断する。
平均値Ｔａｖｇが平均値Ｔ’ａｖｇより小さくない場合、ステップＳ１１２に進む。
【００３９】
（Ｓ１０６）
一方、平均値Ｔａｖｇが平均値Ｔ’ａｖｇより小さい場合、制御装置１のＨＯ制御部１５は、ＨＯ前に帰属していたＢＳのエリアよりもスループットが低下したと判断する。
そして、ＨＯ制御部１５は、ＨＯリトライカウントｎが、ＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯ以下であるか否かを判断する。このＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯとしては、予め任意の値を設定する。
ＨＯリトライカウントｎが、ＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯ以下でない場合、ステップＳ１１２に進む。
【００４０】
（Ｓ１０７）
一方、ＨＯリトライカウントｎが、ＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯ以下である場合、ＨＯ制御部１５は、メッセージ送受信部１８からＭＳに対して「ＨＯ再実行要求」を送信させる。これにより、ＭＳに再度のＨＯを実行させる。
【００４１】
（Ｓ１０８）
次に、ＨＯ制御部１５は、ＨＯ待ちタイマ１７をスタートさせる。このＨＯ待ちタイマ１７のタイマ値の初期値としては、予め任意の値を設定する。
【００４２】
（Ｓ２０３）
ＭＳのメッセージ送受信部２２は、制御装置１からの「ＨＯ再実行要求」を受信する。
ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、「ＨＯ再実行要求」を取得すると、ＨＯを再実行する。
なお、当該ＭＳが帰属するＢＳ以外に隣接するＢＳがない場合や、当該ＭＳ帰属するＢＳより通信品質が高いＢＳがない場合などは、ＨＯの実行は行われない。
【００４３】
（Ｓ２０４）
ＷｉＭＡＸ通信制御部２１がＨＯを実行した場合、ＭＳのメッセージ送受信部２２は、制御装置１に対して、「ＨＯ再実行通知」を送信する。
制御装置１のメッセージ送受信部１８は、ＭＳからの「ＨＯ再実行通知」を受信した場合、当該情報をＨＯ制御部１５に入力する。
【００４４】
（Ｓ１０９）
ＨＯ制御部１５は、「ＨＯ再実行通知」を取得すると、ＨＯ待ちタイマ１７のタイマ動作をストップさせる。
【００４５】
（Ｓ１１０）
次に、ＨＯ制御部１５は、ＨＯリトライカウンタ１６のＨＯリトライカウントｎをインクリメントする。
【００４６】
（Ｓ１１１）
次に、ＨＯ制御部１５は、ＨＯ待ちタイマ１７がタイムアウトしたか否かを判断する。
タイムアウトしていない場合、すなわち、ＨＯ待ちタイマ以内にＭＳから「ＨＯ再実行通知」を受け取った場合、ステップＳ１０４に戻り、再び、ＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇを計算する。
そして、ＴａｖｇがＴ’ａｖｇ以上となるか、又はｎがＮＨＯよりも大きくなるまでステップＳ１０４〜Ｓ１１１の動作を繰り返す。
【００４７】
一方、ステップＳ１１１において、ＨＯ待ちタイマ１７がタイムアウトした場合、すなわち、ＨＯ待ちタイマ以内にＭＳがＨＯの再実行を行わず、「ＨＯ再実行通知」を受け取れない場合、ステップＳ１１２に進む。
【００４８】
（Ｓ１１２）
ＨＯ制御部１５は、前回スループット記憶部１４に記憶されたＨＯ前のスループット値の平均値Ｔ’ａｖｇを、ＨＯ後のスループット値の平均値Ｔａｖｇで更新する。
そして、制御装置１及びＭＳは、通常のＷｉＭＡＸ通信動作に遷移する。
【００４９】
このような動作により、ＭＳによりＨＯが実行された場合、ＨＯ後のスループット値がＨＯ前のスループット値より大きくなるまで、ＨＯの再実行を繰り返すことになる。すなわち、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳにＭＳが帰属することになる。
これにより、ＨＯの実行によるスループット低下を回避することができる。
【００５０】
また、ＨＯの再実行の回数がＨＯリトライカウント最大値ＮＨＯを超えた場合、又はＨＯ待ちタイマ以内にＨＯの再実行がされない場合には、ＨＯの再実行を停止することになる。
これにより、隣接するＢＳの中に、ＨＯ前のスループット値より大きくなるＢＳが存在しない場合には、ＨＯの再実行要求を停止させて通常のＷｉＭＡＸ通信動作に遷移させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、無線通信方式がＷｉＭＡＸの場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。
例えば、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）等の携帯電話方式やＰＨＳ（Personal Handyphone System）など、ＨＯを実行す任意の無線通信方式に本発明を適用することができる。この場合においても、制御装置１は、無線通信方式に応じた算出方法によりスループット値を求め、上記と同様の動作により、スループット低下を回避することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、所定時間Δｔ秒間におけるスループット値の平均値を用いて、ＨＯ前後のスループット値の比較を行う場合を説明したが、本発明はこれに限らずスループットの瞬時値を用いても良い。
【００５３】
次に、スループット演算部１２によるスループット値の算出動作の詳細について説明する。
【００５４】
ＷｉＭＡＸにおけるスループットの計算は、IEEE802.16-2004/16e規格に基づくと、以下の式（１）となる。
【００５５】
スループット＝（シンボル・レート）×（１シンボル当たりのビット数）×（符号化率）（単位：ｂｐｓ） ・・・（１）
【００５６】
ここで、式（１）において、「シンボルレート」は、１秒間当たりにＭＳが送受信するＯＦＤＭシンボル数である。また、「１シンボル当たりのビット数」は、ＯＦＤＭシンボル１つのシンボルが持つビット数である。また、「符号化率」は、情報ビット数と符号化後のビット数の割合である。
【００５７】
しかし、「シンボルレート」は、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によって動的に変化する。
このため、ＨＯの前後により動的に変化するシンボルレートを求めるために上記式（１）を適用するには、ＭＳが帰属するＢＳとの通信に用いるＯＦＤＭ信号のシンボルレートを動的に算出する必要がある。
このようなことから、本実施の形態における制御装置１のスループット演算部１２は、以下のような算出動作により、スループットを算出する。
【００５８】
まず、制御装置１の通信制御部１１は、ＭＳがＢＳから受信した通信情報を取得する。
そして、制御装置１のスループット演算部１２は、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づき、以下の式（２）により、シンボルレートを算出する。
【００５９】
シンボルレート＝（１フレームに含まれるシンボル数）×（１秒間に送受信するフレーム数） ・・・（２）
【００６０】
上記式（２）の「１フレームに含まれるシンボル数」は、後述するＯＦＤＭＡにおける１フレーム中のＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰの情報によって、当該ＭＳに割り当てられたバースト領域、及びバーストを構成するシンボルの数から求める。
ここで、ＯＦＤＭＡ方式におけるフレーム構造の一例について図５により説明する。
【００６１】
図５はＯＦＤＭＡフレーム構造を示す図である。
図５において、横軸はシンボル単位で表される時間方向を示している。また、縦軸は論理サブチャネル（複数のサブキャリアをグループ化した単位）で表される周波数方向を示している。
なお、図５は復信方式にＴＤＤ（Time Division Duplex）を採用した例である。また、フレームの前半がＤＬサブフレーム、後半がＵＬサブフレームに時分割されている。
ＤＬサブフレームは、ＢＳからＭＳへ送信されるフレームである。
ＵＬサブフレームは、ＭＳからＢＳへ送信されるフレームである。
【００６２】
ＤＬサブフレームには、プリアンブル、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ Ｂｕｒｓｔの各領域が用意されている。
【００６３】
プリアンブルは、ＭＳがＢＳを検出し、ＢＳが送信するフレームに同期するために用いられる既知の信号パターン（同期信号）である。
【００６４】
ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰは、ＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームのバースト（ＤＬ Ｂｕｒｓｔ、ＵＬ Ｂｕｒｓｔ）のＭＳに対する割当情報が含まれる信号である。
具体的には、論理サブチャネル数（周波数領域）を示す「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」と、ＯＦＤＭシンボル数（時間領域）を示す「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」の２つのパラメータが含まれてる。
図５に示す例では、ＤＬサブフレームに、＃１〜＃４の４つのＤＬ Ｂｕｒｓｔが割り当てられる様子を示している。
【００６５】
なお、ＤＬ−ＭＡＰの一部には、図示しないＦＣＨ（Frame Control Header）が割り当てられる。ＦＣＨは、ＢＳに関する情報やＭＳがＤＬサブフレームのバーストを復号するのに用いる情報を規定する信号であり、ＤＬ−ＭＡＰのＤＬサブフレームにおけるマッピング領域、符号化方式、繰り返し回数等の情報が含まれる。
【００６６】
ＵＬサブフレームには、複数のＵＬ Ｂｕｒｓｔをマッピングすることが可能であり、ＵＬ Ｂｕｒｓｔには、ＭＳからＢＳ宛のデータをマッピングすることが可能である。
図５に示す例では、ＵＬサブフレームに、＃１〜＃４の４つのＵＬ Ｂｕｒｓｔが割り当てられる様子を示している。
なお、ＵＬ Ｂｕｒｓｔの一部をＭＳがＢＳに対して初期接続を行う場合等に用いられるレンジングサブチャネルとして割り当てることも可能である。
【００６７】
なお、「ＤＬサブフレーム」は、本発明における「下りサブフレーム」に相当する。
また、「ＤＬ Ｂｕｒｓｔ」は、本発明における「下りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域」に相当する。
また、「ＵＬサブフレーム」は、本発明における「上りサブフレーム」に相当する。
また、「ＵＬ Ｂｕｒｓｔ」は、本発明における「上りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域」に相当する。
また、「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」及び「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」は、本発明における「データ領域の情報」に相当する。
【００６８】
上記のようなＯＦＤＭＡフレーム構造においては、１つのフレーム内で１つのＭＳに割り当てられたＯＦＤＭシンボル数は、「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」に示される論理サブチャネル数と、「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」に示されるＯＦＤＭシンボル数とを乗算することで求めることができる。
一例を図６により説明する。
【００６９】
図６はＯＦＤＭＡフレームにおいてバーストを構成するシンボル数を説明する図である。
図６においては、図５のフレーム構造の例において、ＤＬ Ｂｕｒｓｔ＃１に割り当てられたシンボル数を示している。
図６の例では、「Ｎｏ＿ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ」に示される論理サブチャネル数は「３」である。また、「Ｎｏ＿ＯＦＤＭ＿ｓｙｍｂｏｌｓ」に示されるＯＦＤＭシンボル数は「５」である。
よって、図６の例では、ＤＬ Ｂｕｒｓｔ＃１を構成するシンボル数が、３×５＝１５シンボルであることが求まる。
【００７０】
このように、制御装置１のスループット演算部１２は、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰを参照することで、当該ＭＳに割り当てられたバースト領域、及びこのバーストを構成するシンボル数を求めることができる。
【００７１】
次に、上記式（２）における「１秒間に送受信するフレーム数」について、図７を用いて説明する。
【００７２】
図７はＷｉＭＡＸにおいて１秒間に送受信するフレーム数を説明する図である。
ＷｉＭＡＸにおける１フレームの長さは、IEEE802.16-2004/16e規格により５ｍｓと規定されている。
このため、図７に示すとおり、１秒間に２００フレームを送受信することができる。
そのため、ＷｉＭＡＸにおける「１秒間に送受信するフレーム数」は、２００（定数）となる。
【００７３】
このように、スループット演算部１２は、現在の通信状態において、ＭＳが単位時間当たり送受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求めることができる。
【００７４】
次に、制御装置１のスループット演算部１２は、上記式（１）における「１シンボル当たりのビット数」を求める。
この「１シンボル当たりのビット数」は、変調多値数に基づき以下の式（３）により求めることができる。
【００７５】
１シンボル当たりのビット数＝ｌｏｇ2（変調多値数） ・・・（３）
【００７６】
上記式の変調多値数は、変調方式から知ることができ、変調方式はＭＡＣメッセージ”ＤＣＤ”から知ることができる。
ここで、「ＭＡＣメッセージ」とは、ＢＳがＭＳに対してブロードキャストする物理層のプロファイル仕様を示したメッセージである。
【００７７】
そこで、スループット演算部１２は、ＭＳが受信したＭＡＣメッセージを、通信制御部１１から取得することで変調方式を得る。
そして、この変調方式により変調多値数を求める。
例えば、変調方式が６４ＱＡＭの場合、変調多値数は６４であるから、１シンボル当たりのビット数＝ｌｏｇ2６４＝６ビットとなる。
【００７８】
次に、制御装置１のスループット演算部１２は、上記式（１）における「符号化率」を求める。
この符号化率とは、情報ビット数と符号化後のビット数の割合である。
この符号化率についても、ＭＡＣメッセージ”ＤＣＤ”から知ることができる。
【００７９】
そこで、スループット演算部１２は、ＭＳが受信したＭＡＣメッセージを、通信制御部１１から取得することで符号化率を得る。
例えば、符号化率が３／４である場合、送受信される４ビットのうち、３ビットが情報ビット、１ビットが誤り訂正用ビットという意味になる。
【００８０】
以上により、スループット演算部１２は、求めた各パラメータを上記式（１）に代入することで、以下の式（４）により、スループット値を求めることができる。
【００８１】
スループット＝No_subchannel×No_OFDM_symbols×２００×ｌｏｇ2（変調多値数）×符号化率 ・・・（４）
【００８２】
このようなスループットの算出動作により、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によってシンボルレートが動的に変化する場合でも、当該ＭＳとＢＳとの間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることが可能となる。
【００８３】
なお、上記の説明では、ＷｉＭＡＸが採用するＯＦＤＭＡ方式におけるフレーム構造によるスループットの算出動作を説明したが、本発明はこれに限るものではない。
ＢＳ及びＭＳがＯＦＤＭ変調信号を利用し、１つの基地局と複数のＭＳとの通信を多重化する方式により無線通信を行う場合であれば、本発明を適用することができる。
つまり、スループット演算部１２は、ＯＦＤＭ変調信号のうち、１つのＭＳの通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、単位時間当たりに１つのＭＳが送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求めることができる。そして、通信方式に応じて、変調多値数、符号化率なども求めることで、シンボルレートに基づき、スループット値を求めることができる。
【００８４】
以上のように本実施の形態においては、ＭＳがＢＳから受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求め、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳに当該ＭＳが帰属するように、ＭＳのＨＯの実行動作を制御する。
このため、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳにＭＳを帰属させることができる。
【００８５】
また、ＭＳがＨＯを実行したとき、当該ＨＯ後のスループット値を求め、ＨＯ後のスループット値と、ＨＯ前のスループット値とを比較し、ＨＯ後のスループット値が、ＨＯ前のスループット値より小さいとき、ＭＳに再度のＨＯを実行させる。
このため、ＨＯに伴うスループットの低下を防ぐことができる。
【００８６】
また、ＭＳがＢＳから受信した通信情報のうち、ＤＬ−ＭＡＰの情報と、ＵＬ−ＭＡＰの情報とに基づき、１つのフレーム内で１つのＭＳに割り当てられたＯＦＤＭシンボル数を求め、当該ＯＦＤＭシンボル数と単位時間当たりに送受信されるフレーム数とに基づき、シンボルレートを求める。
このため、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によってシンボルレートが動的に変化する場合でも、当該ＭＳとＢＳとの間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることが可能となる。
【００８７】
なお、本実施の形態１では、ＨＯ後に帰属したＢＳからの通信情報に基づいて、スループット値を算出する場合を説明した。本発明はこれに限らず、ＭＳがＢＳに帰属する前にＢＳのスループットを算出することも可能である。
本実施の形態１の動作によれば、ＢＳから広告される通信情報により、当該ＭＳ以外のＭＳに割り当てられたバースト領域（シンボル数）により、帰属していないＢＳのスループットを算出することが可能となる。
これにより、例えば、ＨＯ前よりスループット値が小さいＢＳに対する同期確立やレンジング処理などを行うことなく、迅速にスループット値の相対値が大きいＢＳに帰属することができる。
【００８８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ＭＳがＨＯを実行した際におけるスループットの低下を防止する動作について説明した。
本実施の形態２では、ＭＳが帰属するＢＳとの通信において、スループットが低下した場合に積極的にＨＯを実行する形態について説明する。
【００８９】
図８は実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
図８に示すように、本実施の形態２における制御装置１は、上記実施の形態１の構成に代えて、スループット判定部３１、及びしきい値記憶部３２を備えている。
なお、制御装置１のその他の構成、及びＭＳの構成は、上記実施の形態１と同様であり同一部分には同一の符号を付する。
【００９０】
スループット判定部３１は、後述する動作により、スループット値が所定のしきい値より小さいか否かを判断し、判断結果をＨＯ制御部１５に入力する。
なお、スループット判定部３１は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
【００９１】
しきい値記憶部３２は、予め、スループット値のしきい値の情報が記憶される。
なお、このしきい値としては、任意の値を設定することができる。また、ＢＳに収容されるＭＳの数として想定される最大数におけるスループット値などに応じて設定するようにしても良い。
なお、しきい値記憶部３２は、例えばＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。
【００９２】
図９は実施の形態２に係る制御装置及びＭＳの動作シーケンスを示す図である。
以下、本実施の形態２における動作について、図９の各ステップに基づき、実施の形態１（図４）との相違点を中心に説明する。
なお、上記実施の形態１と同様の動作には同一のステップ番号を付する。
【００９３】
（Ｓ３０１）
通常のＷｉＭＡＸ通信動作中において、制御装置１のＨＯ制御部１５は、スループット判定タイミングであるか否かを判断する。
スループット判定タイミングでない場合、通常のＷｉＭＡＸ通信動作を継続する。
一方、スループット判定タイミングであると判断した場合、ステップＳ１０３へ進む。
【００９４】
ここで、スループット判定タイミングは、予め任意に設定することができる。例えば、所定の時間間隔毎（例えば６０秒間隔）に設定しても良いし、スリープモードやアイドルモードからの復帰時を判定タイミングとしても良い。
なお、ここでは、スループット判定タイミングの判定を行う場合を説明するが、ステップＳ３０１を設けずに、以降のステップを常時行うようにしても良い。
【００９５】
（Ｓ１０３、Ｓ１０４）
上記実施の形態１と同様に、ＨＯリトライカウントｎの初期値として「１」を設定し、通信制御部１１が取得した通信情報の少なくとも一部に基づいて、現在のスループット値の平均値Ｔａｖｇを算出する。
【００９６】
（Ｓ３０２）
次に、スループット判定部３１は、算出された現在のスループット値の平均値Ｔａｖｇと、しきい値記憶部３２に記憶されたしきい値とを比較し、現在のスループット値が、しきい値より小さいか否かを判断する。
現在のスループット値が、しきい値より小さくない場合、制御装置１及びＭＳは、通常のＷｉＭＡＸ通信動作に遷移する。
一方、現在のスループット値が、しきい値より小さい場合、ステップＳ１０６へ進む。
【００９７】
（Ｓ１０６〜Ｓ１１１、Ｓ２０３、Ｓ２０４）
上記実施の形態１と同様に、ｎがＮＨＯ以下の場合、ＨＯ再実行を行い、ＨＯ待ちタイマ以内にＨＯがされた場合、ステップＳ１０４に戻り、上記の動作を繰り返す。
【００９８】
このような動作により、ＭＳが帰属するＢＳとの通信において、スループットがしきい値より低下した場合に、ＨＯを実行させることが可能となる。
【００９９】
以上のように本実施の形態においては、ＭＳが帰属するＢＳから受信した通信情報の少なくとも一部に基づき、定期的にスループット値を求め、スループット値が所定値より小さいとき、ＭＳにＨＯを実行させる。
このため、スループット値が所定値より大きいＢＳにＭＳを帰属させることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態２においても、上記実施の形態１で説明したＨＯ時のＨＯ再実行動作を行うようにしても良い。
【０１０１】
実施の形態３．
本実施の形態３では、ＭＳの通信確立動作（ネットワークエントリー）において、スループット値の相対値が大きいＢＳにＭＳが帰属するように動作する形態について説明する。
【０１０２】
図１０は実施の形態３に係る制御装置及びＭＳの構成図である。
図１０に示すように、本実施の形態３における制御装置１は、上記実施の形態１の構成に代えて、通信確立動作制御部４１及びスループット値記憶部４２を備えている。また、本実施の形態では、ＨＯリトライカウンタ１６及びＨＯ待ちタイマ１７を設けない構成である。
なお、制御装置１のその他の構成、及びＭＳの構成は、上記実施の形態１と同様であり同一部分には同一の符号を付する。
以下、本実施の形態における通信確立動作について説明する。
【０１０３】
ＭＳの電源をオンとした初期動作や通信が一旦切断された場合には、ＭＳが新たにネットワークに参加するために通信確立動作（ネットワークエントリー）の処理が行われる。
ＷｉＭＡＸ通信において、ＭＳのＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、周囲のＢＳの存在を探索（スキャン）するため、ＢＳからの通信信号（下りチャネル）を捕捉する処理を行う。
ＢＳからの下り信号が捕捉され、プリアンブル信号によって同期が可能となった場合には、リンク制御に必要な各種のパラメータを取得する。このパラメータには、上述したＤＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤが含まれる。
【０１０４】
本実施の形態３における通信制御部１１は、捕捉されたＢＳの通信信号に含まれる上記のパラメータを、Ｉ／Ｆ２３及びＩ／Ｆ１９を介して取得する。
そして、スループット演算部１２は、上記実施の形態１と同様の動作により、当該ＢＳのスループットを算出する。
次に、スループット演算部１２は、算出したスループット値を当該ＢＳの識別符号と共に、スループット記憶部４２に記憶させる。
スループット演算部１２は、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１によるスキャンにより、新たなＢＳが捕捉される度に、上記スループットの算出及び記憶を繰り返す。
【０１０５】
ＷｉＭＡＸ通信制御部２１による周辺ＢＳのスキャンが完了した場合、通信確立動作制御部４１は、スループット比較部１３により、スループット記憶部４２に記憶された各ＢＳごとのスループット値を比較させる。
通信確立動作制御部４１は、捕捉されたＢＳのスループット値のうち、最大のスループット値となるＢＳの識別符号を取得する。
そして、通信確立動作制御部４１は、メッセージ送受信部１８からＭＳに対して、当該ＢＳの識別符号の情報を送信させる。
【０１０６】
ＭＳのメッセージ送受信部２２は、制御装置１からＢＳの識別符号の情報を取得する。
そして、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、捕捉されたＢＳのうち、上記識別符号のＢＳに対して、通信確立動作（ネットワークエントリー）の処理を実行する。
以降、ＷｉＭＡＸ通信制御部２１は、ＷｉＭＡＸの通常の動作により、レンジング、認証、登録などの処理が実行される。
【０１０７】
このような動作により、ＭＳの通信確立動作において、ＭＳが無線通信可能なＢＳのうち、スループット値の相対値が大きいＢＳに当該ＭＳが帰属することになる。
【０１０８】
以上のように本実施の形態においては、ＭＳの通信確立動作により複数のＢＳが捕捉されたとき、複数のＢＳのスループット値をそれぞれ求め、複数のＢＳのうちスループット値が最大のＢＳに、ＭＳを帰属させる。
このため、通信確立動作時に、スループット値が最大のＢＳにＭＳを帰属させることができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態３においても、上記実施の形態１で説明したＨＯ時のＨＯ再実行動作、及び上記実施の形態２で説明したスループット低下時のＨＯ再実行動作の何れか一方、又は双方を行うようにしても良い。
【０１１０】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、スループットに基づき、ＨＯ又は通信確立動作を制御する制御装置１について説明した。
本実施の形態４では、ＯＦＤＭ変調信号を利用し、１つのＢＳと複数のＭＳとの通信を多重化する方式による無線通信のスループットを算出するスループット算出装置について説明する。
【０１１１】
図１１は実施の形態４に係るスループット算出装置の構成図である。
図１１に示すように、スループット演算装置２は、通信制御部１１、及びスループット演算部１２を備えている。
制御装置１は、例えばＰＣ（Personal Computer）に搭載され、Ｉ／Ｆ１９を介してＭＳ（Mobile Station）と接続される。
【０１１２】
本実施の形態４における通信制御部１１及びスループット演算部１２は、上記実施の形態１と同様の動作を行う。
なお、ＭＳの構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
【０１１３】
スループット演算装置２には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示部５１、ＨＤＤなどの記憶装置５２、ＵＳＢなどの出力Ｉ／Ｆ５３が接続される。
このスループット演算装置２は、スループット値を算出して、表示部５１、記憶装置５２、及び出力Ｉ／Ｆ５３の少なくとも１つに、当該スループット値の情報を出力するものである。
【０１１４】
このような構成により、スループット演算装置２のスループット演算部１２は、上記実施の形態１と同様の動作により、ＭＳがＢＳから受信したＯＦＤＭ変調信号のうち、１つのＭＳの通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、単位時間当たりに１つのＭＳが送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求める。
そして、シンボルレートに基づき、スループット値を求める。
【０１１５】
以上のように本実施の形態においては、ＯＦＤＭ変調信号に多重化される通信の数によってシンボルレートが動的に変化する場合でも、当該ＭＳとＢＳとの間の現在の通信状態におけるスループット値を求めることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１ 制御装置、２ スループット演算装置、１１ 通信制御部、１２ スループット演算部、１３ スループット比較部、１４ 前回スループット記憶部、１５ ＨＯ制御部、１６ ＨＯリトライカウンタ、１７ ＨＯ待ちタイマ、１８ メッセージ送受信部、１９ Ｉ／Ｆ、２１ ＷｉＭＡＸ通信制御部、２２ メッセージ送受信部、２３ Ｉ／Ｆ、３１ スループット判定部、３２ しきい値記憶部、４１ 通信確立動作制御部、４２ スループット値記憶部、５１ 表示部、５２ 記憶部、５３ 出力Ｉ／Ｆ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御装置であって、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるスループット演算部と、
前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値の相対値が大きい基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記スループット値を記憶する記憶部を更に備え、
前記スループット演算部は、
前記通信装置がハンドオーバーを実行したとき、当該ハンドオーバー後のスループット値を求め、
前記制御部は、
前記スループット演算部が算出した前記ハンドオーバー後のスループット値と、前記記憶部に記憶された前記ハンドオーバー前のスループット値とを比較し、
前記ハンドオーバー後のスループット値が、前記ハンドオーバー前のスループット値より小さいとき、前記通信装置にハンドオーバーを実行させる
ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ハンドオーバー後のスループット値が、前記ハンドオーバー前のスループット値より大きいとき、前記ハンドオーバー後のスループット値を前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記スループット演算部は、
当該通信装置が帰属する前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づき、定期的にスループット値を求め、
前記制御部は、
前記スループット値が所定値より小さいとき、前記通信装置にハンドオーバーを実行させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の制御装置。
【請求項５】
前記スループット演算部は、
前記通信装置の通信確立動作により複数の基地局が捕捉されたとき、該複数の基地局のスループット値をそれぞれ求め、
前記制御部は、
前記複数の基地局のうちスループット値が最大の基地局に、前記通信装置を帰属させる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記スループット値は、所定時間における平均値である
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の制御装置。
【請求項７】
前記基地局及び前記通信装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を利用し、１つの基地局と複数の通信装置との通信を多重化する方式により無線通信を行い、
前記スループット演算部は、
前記ＯＦＤＭ変調信号のうち、１つの通信装置の通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、
単位時間当たりに１つの通信装置が送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求め、
前記シンボルレートに基づき、前記スループット値を求める
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の制御装置。
【請求項８】
前記通信を多重化する方式は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Acc）方式であり、
前記スループット演算部は、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報のうち、下りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域の情報と、上りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域の情報とに基づき、１つのフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたＯＦＤＭシンボル数を求め、
当該ＯＦＤＭシンボル数と単位時間当たりに送受信されるフレーム数とに基づき、前記シンボルレートを求める
ことを特徴とする請求項７記載の制御装置。
【請求項９】
前記スループット演算部は、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報のうち、変調方式及び符号化率の情報を取得し、
前記変調方式に基づき、前記ＯＦＤＭシンボルの１つ当たりのビット数を求め、
前記シンボルレートと、前記ビット数と、前記符号化率とを乗算して、前記スループット値を算出する
ことを特徴とする請求項８又は９記載の制御装置。
【請求項１０】
複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御方法であって、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるステップと、
前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値が最大の基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御するステップと
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１】
複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御装置であって、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるスループット演算部と、
前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値の相対値が大きい基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記スループット値を記憶する記憶部を更に備え、
前記スループット演算部は、
前記通信装置がハンドオーバーを実行したとき、当該ハンドオーバー後のスループット値を求め、
前記制御部は、
前記スループット演算部が算出した前記ハンドオーバー後のスループット値と、前記記憶部に記憶された前記ハンドオーバー前のスループット値とを比較し、
前記ハンドオーバー後のスループット値が、前記ハンドオーバー前のスループット値より小さいとき、前記通信装置にハンドオーバーを実行させる
ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ハンドオーバー後のスループット値が、前記ハンドオーバー前のスループット値より大きいとき、前記ハンドオーバー後のスループット値を前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記スループット演算部は、
当該通信装置が帰属する前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づき、定期的にスループット値を求め、
前記制御部は、
前記スループット値が所定値より小さいとき、前記通信装置にハンドオーバーを実行させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の制御装置。
【請求項５】
前記スループット演算部は、
前記通信装置の通信確立動作により複数の基地局が捕捉されたとき、該複数の基地局のスループット値をそれぞれ求め、
前記制御部は、
前記複数の基地局のうちスループット値が最大の基地局に、前記通信装置を帰属させる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記スループット値は、所定時間における平均値である
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の制御装置。
【請求項７】
前記基地局及び前記通信装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を利用し、１つの基地局と複数の通信装置との通信を多重化する方式により無線通信を行い、
前記スループット演算部は、
前記ＯＦＤＭ変調信号のうち、１つの通信装置の通信に割り当てられたサブキャリア数及び時間領域に基づいて、
単位時間当たりに１つの通信装置が送信又は受信するＯＦＤＭシンボル数であるシンボルレートを求め、
前記シンボルレートに基づき、前記スループット値を求める
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の制御装置。
【請求項８】
前記通信を多重化する方式は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Acc）方式であり、
前記スループット演算部は、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報のうち、下りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域の情報と、上りサブフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたデータ領域の情報とに基づき、１つのフレーム内で１つの通信装置に割り当てられたＯＦＤＭシンボル数を求め、
当該ＯＦＤＭシンボル数と単位時間当たりに送受信されるフレーム数とに基づき、前記シンボルレートを求める
ことを特徴とする請求項７記載の制御装置。
【請求項９】
前記スループット演算部は、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報のうち、変調方式及び符号化率の情報を取得し、
前記変調方式に基づき、前記ＯＦＤＭシンボルの１つ当たりのビット数を求め、
前記シンボルレートと、前記ビット数と、前記符号化率とを乗算して、前記スループット値を算出する
ことを特徴とする請求項８又は９記載の制御装置。
【請求項１０】
複数の基地局と無線通信可能な通信装置を制御する制御方法であって、
前記通信装置が前記基地局から受信した通信情報の少なくとも一部に基づいて、スループット値を求めるステップと、
前記通信装置が無線通信可能な前記複数の基地局のうち、前記スループット値が最大の基地局に当該通信装置が帰属するように、前記通信装置の通信確立動作及びハンドオーバー実行動作の少なくとも一方を制御するステップと
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−７７７７７（Ｐ２０１１−７７７７７Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２６４１５（Ｐ２００９−２２６４１５）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（３０８０３３７２２）株式会社ＯＫＩネットワークス (165)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（３０８０３３７２２）株式会社ＯＫＩネットワークス (165)
【Ｆターム（参考）】
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