移動通信システムとそのゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法
【課題】ハンドオーバに伴うパケットロスを防止した移動通信システムを提供すること。
【解決手段】モバイル端末ごとに確保されるパケットバッファ８と、ダウンリンクパケットをハンドオーバ期間にわたってパケットバッファ８に保持するパケットバッファリング処理部６と、モバイル端末からの要求に応じてパケットを再送信するパケット再送処理部７をＩＰゲートウェイ装置１に備える。モバイル端末ＰＳに、ハンドオーバに際して未着のパケットの再送信をＩＰゲートウェイ装置１に要求する送信要求処理部９を備える。パケットバッファリング処理部６はモバイル端末ＰＳからハンドオーバ通知を受信すると、ダウンリンクパケットに連続的な識別番号を付与する。モバイル端末ＰＳは到達したパケットの識別番号の連続性をチェックし、不連続になれば、連続していた最後のパケットの識別番号をＩＰゲートウェイ装置１に通知する。ＩＰゲートウェイ装置１は、通知された次の番号からのパケットを順次パケットバッファ８から読み出して再送信する。
【解決手段】モバイル端末ごとに確保されるパケットバッファ８と、ダウンリンクパケットをハンドオーバ期間にわたってパケットバッファ８に保持するパケットバッファリング処理部６と、モバイル端末からの要求に応じてパケットを再送信するパケット再送処理部７をＩＰゲートウェイ装置１に備える。モバイル端末ＰＳに、ハンドオーバに際して未着のパケットの再送信をＩＰゲートウェイ装置１に要求する送信要求処理部９を備える。パケットバッファリング処理部６はモバイル端末ＰＳからハンドオーバ通知を受信すると、ダウンリンクパケットに連続的な識別番号を付与する。モバイル端末ＰＳは到達したパケットの識別番号の連続性をチェックし、不連続になれば、連続していた最後のパケットの識別番号をＩＰゲートウェイ装置１に通知する。ＩＰゲートウェイ装置１は、通知された次の番号からのパケットを順次パケットバッファ８から読み出して再送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声を含む各種マルチメディアデータをＩＰ（Internet Protocol）パケットなどのパケットデータのかたちで伝送する移動通信システムと、この種のシステムに用いられるゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法に関する。特にこの発明は、無線端末装置の移動に伴うハンドオーバ処理の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、あるいは、いわゆるセルラフォンシステムなどを含む移動通信システムは今後ますます発展しようとしている。通信帯域の拡大はもとより、インターネットなどのＩＰネットワークとの融合も図られており、近年ではＩＰパケットをカプセル化やトンネリングなどの手法により伝送することも考えられている。
【０００３】
周知のように移動通信システムは複数の基地局を備え、各基地局（ＣＳａ〜ＣＳｆ）は、図８に示すような無線ゾーン（以下エリア、またはセルと称する）を個別に形成する。無線端末装置（以下モバイル端末と称する）はエリア内において、そのエリアを展開する基地局と無線接続される。他のエリアへと移動するモバイル端末は、接続中の基地局から移動先の基地局へと通信の相手先を切り替える。この処理をハンドオーバという。
【０００４】
モバイル端末と基地局との通信は、モバイル端末がエリア境界に近づくにつれて劣化する。既存の移動通信システムではこの通信劣化をモバイル端末が検知して、モバイル端末から次の基地局に再接続（発呼）要求を行う方式が採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
ところで既存の技術では、ハンドオーバの前後における通信環境の一時的な劣化に伴うパケットロスを避けられない。音声通信では少々のパケットロスに耐えうるものの、画像やテキストデータなどの伝送に際しては重要な情報が失われる虞がある。特に、モバイル端末が高速で移動するとハンドオーバも頻繁に行われ、失われるパケットも多くなるので事態は深刻である。
【０００６】
パケットロスの防止には、モバイル端末が正常に受信できたか否かを個々のパケットごとにその都度確認するという手法がある。しかしながらこの方法では受信のＯＫ／ＮＧを確認するための応答を待たねばならず、通信速度の低下を招くほか、通信帯域やネットワークリソースも無用に消費されてしまう。上位レイヤ（ＴＣＰ／ＩＰ）による再送処理制御によっても事情は同じである。
【０００７】
特許文献２に、このような不具合の解消を目的とする技術が開示されている。この文献には基地局切り替えの瞬間のパケットを予測し、予測したパケットの番号を交換機に通知するシステムが開示される。しかしながら予測演算の負荷があるほか、基地局と交換機との間でのメッセージ授受のための帯域が占有されるので、これに代わる、より効果的な手法が模索されている。
【特許文献１】特開２００５−２７１１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５３３２７号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上述べたように既存の移動通信システムにはハンドオーバに際していくつかのパケットが失われるという不具合があり、これを解決することのできる手法の提供が待たれている。将来の通信システムでは音声通信に比べ、パケットロスへの耐性の低いデータ通信が支配的になるので、より物理層に近い領域で効果的にパケットを救済できる手法が望まれている。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ハンドオーバに伴うパケットロスを防止した移動通信システムとそのゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、パケット通信網に接続され、このパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置と、パケットバッファと、前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、前記モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、前記モバイル端末は、前記無線ゾーン間の移動に伴うハンドオーバに際して未着のパケットの再送信を前記再送処理部に要求する要求処理部を備えることを特徴とする移動通信システムが提供される。
【００１０】
パケットバッファ、バッファ処理部、再送処理部はゲートウェイ装置に備えられても良い。または、複数の基地局装置を集線するとともにこれらの基地局装置の管理機能を有する集線装置（基地局制御装置）をシステムが備えていれば、この集線装置にパケットバッファ、バッファ処理部、再送処理部を備えても良い。
【００１１】
より具体的にはこの発明によれば、ハンドオーバを契機として、少なくともハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに識別番号が付与され、その状態のパケットがバッファされる。識別番号はモバイル端末ごとに区別可能であれば例えば連続番号であって良い。モバイル端末においては識別番号の連続性がチェックされ、不連続を生じれば、その直前のパケットの識別子がシステムに通知される。つまり正常に受信できた最後のパケットの識別番号がシステムに通知される。これに応じてシステムは、通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次、通知元のモバイル端末に再送信する。
【００１２】
このような手段を講じることにより、ダウンリンクでのパケットが例えばゲートウェイ装置においてバッファされるので、ハンドオーバに際していずれかのパケットがモバイル端末に未着となったとしてもそのパケット自体が失われることが無い。しかもこの発明ではパケットの再送制御に係わる処理がハンドオーバに際してのみ実行され、ＴＣＰ／ＩＰにおける再送制御フローのように一つ一つのパケットごとに受信の正常／ＮＧを確認する必要がない。よって上位レイヤの負荷を減らせるほか、必要な場合にのみ再送信を行えば良いので物理層における処理も最小限で済む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ハンドオーバに伴うパケットロスを防止した移動通信システムとそのゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る移動通信システムの実施の形態を示すシステム図である。図１の移動通信システムＳは、それぞれエリアを形成してモバイル端末ＰＳを収容する複数の基地局ＣＳ１〜ＣＳｎと、基地局制御装置２と、ＩＰゲートウェイ装置１とを備える。モバイル端末ＰＳは音声通話機能に加え、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistants）に接続されて種々のマルチメディアデータを送受信する機能を持つ。
基地局制御装置２は例えば有線チャネルを介して基地局ＣＳ１〜ＣＳｎを収容し、ＩＰゲートウェイ装置１に接続する。併せて基地局制御装置２は、基地局ＣＳ１〜ＣＳｎに対するチャネル割り当てなどの種々の制御機能を有する。
【００１５】
ＩＰゲートウェイ装置１は、ＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Network）網４０と、例えばインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）３を介してインターネット４とに接続される。ＩＳＤＮ網４０は時分割データを伝送するコネクション型ネットワークであり、インターネットはＩＰパケットを伝送するコネクションレス型ネットワークであり、互いに異種のネットワークである。ＩＰゲートウェイ装置１はこれらのプロトコルの違いを吸収し、各ネットワーク４，４０とモバイル端末ＰＳとの間でのＩＰによるパケット通信を中継する。このほか基地局制御装置２には固定電話機５が接続されるケースもある。
【００１６】
図２は、図１の移動通信システムＳの要部を詳細に示す機能ブロック図である。図２においてＩＰゲートウェイ装置１は、パケットバッファリング処理部６と、パケット再送処理部７と、パケットバッファ８とを備える。このうちパケットバッファリング処理部６およびパケット再送処理部７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理により実現されるソフトウェア主体の制御機能であり、パケットバッファ８はＲＡＭ（Random Access Memory）などのハードウェアメモリである。
【００１７】
パケットバッファリング処理部６は、モバイル端末ＰＳにダウンリンクで送信されたパケットをパケットバッファ８に保持する。その保持期間は少なくともモバイル端末ＰＳのエリア移動に伴うハンドオーバ期間よりも長い時間とする。すなわちパケットバッファ８の容量を、ハンドオーバ期間において生じるパケットの総量をバッファするのに足りる容量とする。モバイル端末ＰＳが複数あればパケットバッファ８は各モバイル端末ごとに設けられ、各モバイル端末ごとにダウンリンクパケットを保持する。
【００１８】
またパケットバッファリング処理部６は、バッファされるパケットに、端末ごとに区別可能な識別番号を付与する。その形態としては例えば端末固有の識別番号に、連続する通し番号を組み合わせるといった形態が考えられる。要するにこの識別番号は、端末ごとに区別できて、かつパケットの連続性を受信側で判断できる形態のものであれば良い。なおＩＰゲートウェイ装置１からダウンリンクで送出されるパケットも同じ識別番号が付与されたものになる。つまりＩＰゲートウェイ装置１において識別番号の付与されたパケットがコピーされて、一方はパケットバッファ８に保持されるとともに他方はダウンリンクでモバイル端末ＰＳ宛に送出される。ここでは、ＩＰゲートウェイ装置１はモバイル端末ＰＳからの応答の有無によらず、コピーしたパケットをそのままダウンリンクで即時送信する。
【００１９】
パケット再送処理部７は、モバイル端末ＰＳからの要求に応じて、要求されたパケットをパケットバッファ８から読み出して要求元のモバイル端末ＰＳに再送信する。その要求を行うのはモバイル端末ＰＳに新たに備わる機能処理部である、送信要求処理部９である。
【００２０】
送信要求処理部９は、モバイル端末ＰＳがハンドオーバしている状態において基地局（ＣＳ１，ＣＳ２）から到達したパケットの識別番号を読み取り、その連続性をチェックする。識別番号が不連続になれば、未着のパケットがあること、つまりパケットロスを生じたことがわかる。そこで送信要求処理部９はこの不連続を解消すべく、未着のパケットの再送信をＩＰゲートウェイ装置１に要求する。具体的には送信要求処理部９は、モバイル端末ＰＳに到達したパケットのうち連続する識別番号の最後の識別番号を、ＩＰゲートウェイ装置１のパケット再送処理部７に通知する。つまり受信パケットから読み取った通し番号が（００１），（００２），（００３），（００４），（００７）という状態なら、送信要求処理部９は（００４）をパケット再送処理部７に通知する。これを受けてパケット再送処理部７は、次の（００５）のパケットから順次パケットバッファ８から読み出して、再度モバイル端末ＰＳに送信する。次に、上記構成における作用を説明する。
【００２１】
図３は、図２のシステムにおけるパケット再送に関わる処理手順を示すシーケンス図である。最初、モバイル端末ＰＳは基地局ＣＳ１のエリア内で通信中であるとし、この状態では基地局ＣＳ１とモバイル端末ＰＳ、基地局ＣＳ１と基地局制御装置２、および基地局制御装置２とＩＰゲートウェイ装置１がそれぞれ呼接続されている（Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３）。ＩＰゲートウェイ装置１はパケットの即時送信を行いつつ送信パケットをコピーしてパケットバッファ８に保持する（Ｓ１０４）。バッファ容量はハンドオーバ期間を満たす最小限の容量であり、ハンドオーバ期間以上前のパケットは順次破棄される。
【００２２】
モバイル端末ＰＳが移動して基地局ＣＳ１のエリアの境界に近づくと、通信品質が規定のレベルから次第に劣化する。モバイル端末ＰＳはこれを検知して、新たな接続先基地局を求めて、例えば、パイロット信号の受信強度が規定範囲内にある基地局ＣＳ２に接続要求を出す（Ｓ１０５）。この要求を受信した基地局ＣＳ２は接続応答をモバイル端末ＰＳに返信し（Ｓ１０６）、モバイル端末ＰＳと基地局ＣＳ２との間で無線リンク（呼）が接続される（Ｓ１０７）。続いてモバイル端末ＰＳはＨＯ（ハンドオーバ）要求を基地局ＣＳ２に送信し、基地局制御装置２と基地局ＣＳ２の呼接続もされ（Ｓ１０８）、基地局ＣＳ２は基地局制御装置２へハンドオーバ成功通知を送信する（Ｓ１０９）。
【００２３】
そして、モバイル端末ＰＳと、基地局制御装置２と、ＩＰゲートウェイ装置１との間でのセッションの確立が、基地局ＣＳ２を介して開始する。なおその手順には例えばＳＩＰ（Session Initiation Protocol）手順を用いることができる。
【００２４】
モバイル端末ＰＳとＩＰゲートウェイ装置１との間でセッションが確立されると、ＩＰゲートウェイ装置１は、基地局ＣＳ１を介したモバイル端末ＰＳとの間のセッションおよび通信を維持したまま、さらに、基地局ＣＳ２との間でのセッションを確立する。このようにして基地局ＣＳ１から基地局ＣＳ２へのモバイル端末ＰＳのハンドオーバが実行される。
【００２５】
ここまでの過程においてモバイル端末ＰＳは、到達されたパケットに付与された識別番号の連続性をチェックする（ステップＳ１１２）。連続性が保たれていればそのままハンドオーバは完了するが、不連続が見つかるとモバイル端末ＰＳは未着のパケットがあるとみなしてパケットの再送を要求する。
【００２６】
すなわちモバイル端末ＰＳは、ハンドオーバが正常終了したのち、受信済みパケットのうち最後のパケットの識別番号をＩＰゲートウェイ装置１に通知する（Ｓ１１０）。ＩＰゲートウェイ装置１は通知された識別番号をもとに、その次の識別番号を持つパケットをモバイル端末ＰＳ用のパケットバッファ８から読み出し、順次再送信する（Ｓ１１１）。再送信が完了すると、これ以降は基地局ＣＳ２を経由したパケット伝送が開始される。
【００２７】
以上説明したようにこの実施形態では、ＩＰゲートウェイ装置１に、モバイル端末ごとに確保されるパケットバッファ８と、ダウンリンクパケットをハンドオーバ期間にわたってパケットバッファ８に保持するパケットバッファリング処理部６と、モバイル端末からの要求に応じてパケットを再送信するパケット再送処理部７を備える。またモバイル端末ＰＳに、ハンドオーバに際して未着のパケットの再送信をＩＰゲートウェイ装置１に要求する送信要求処理部９を備える。パケットバッファリング処理部６はモバイル端末ＰＳからハンドオーバ通知を受信すると、ダウンリンクパケットに連続的な識別番号を付与する。モバイル端末ＰＳは到達したパケットの識別番号の連続性をチェックし、不連続になれば、連続していた最後のパケットの識別番号をＩＰゲートウェイ装置１に通知する。そしてＩＰゲートウェイ装置１は、通知された次の番号からのパケットを順次パケットバッファ８から読み出して再送信するようにしている。
【００２８】
このようにしたのでハンドオーバの際にモバイル端末ＰＳで受信できないパケットが生じても、そのパケット自体が失われることは無い。しかも、パケットのバッファリングおよび識別番号の付加をハンドオーバを契機として開始するようにしているので、定常時におけるリソース消費を最小限にできる。さらに、パケットの連続番号をモバイル端末ＰＳ側でチェックすることで未着パケットの有無を検出できるので、処理負荷も軽くでき、上位層レベルでの処理も軽減できる。これらのことから、ハンドオーバに伴うパケットロスを簡易に防止することが可能になる。
【００２９】
［第２の実施形態］
図４は、図１の移動通信システムＳの第２の実施形態を示す機能ブロック図である。図４において図２と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図４のシステムにおいて、ＩＰゲートウェイ装置１はパケット同報処理部１０を備える。パケット同報処理部１０は端的に言えば、ハンドオーバの開始から終了までの期間にわたってモバイル端末ＰＳへのダウンリンクパケットをコピーし、ハンドオーバに関わる基地局ＣＳ１，ＣＳ２の双方に同報でパケットを送信する。
【００３０】
この実施形態ではハンドオーバに際して、基地局ＣＳ１（ハンドオーバ元）と基地局ＣＳ２（ハンドオーバ先）の二つの基地局と、モバイル端末ＰＳとの間に既に無線リンクが形成される。通常ではモバイル端末ＰＳへのパケットは、モバイル端末ＰＳが位置登録される基地局ＣＳ１宛てに送信される。モバイル端末ＰＳは基地局ＣＳ１を介してＩＰ通信を行っている状態とする。
【００３１】
この実施形態においても、通信品質劣化を検出したモバイル端末ＰＳは第１の実施形態と同様にＨＯ要求を基地局ＣＳ２に送信する。その後図３と同様の手順を経て、モバイル端末ＰＳとＩＰゲートウェイ装置１との間に基地局ＣＳ２を介するＳＩＰ接続が確立されると、ＩＰゲートウェイ装置１のパケット同報処理部１０は、モバイル端末ＰＳとリンク接続中の基地局ＣＳ１、ＣＳ２に同じパケットを送信する。最後に、モバイル端末ＰＳとの間の経路が基地局ＣＳ１から基地局ＣＳ２経由に切り替えられ、ハンドオーバが完了する。
このように、ハンドオーバに際してモバイル端末ＰＳが接続中の２つの基地局に同じパケットを同報で送信することによっても、ハンドオーバ時のパケットロスを防止することが可能となる。
【００３２】
［第３の実施形態］
第２の実施形態では、ハンドオーバに係わる２つの基地局に同じパケットを送出するようにしたが、２つに限らず複数の基地局に同報送信するようにしても良い。
図５は、図１の移動通信システムＳの第３の実施形態を示す機能ブロック図である。図５のシステムにおいて、ＩＰゲートウェイ装置１は複数基地局パケット送信処理部１１を備える。複数基地局パケット送信処理部１１は、モバイル端末ＰＳのハンドオーバに際して複数の基地局ＣＳ１〜ＣＳｎに、同一のパケットを送信する。
【００３３】
この実施形態では、モバイル端末ＰＳからＨＯ要求が生じると、ＩＰゲートウェイ装置１はモバイル端末ＰＳが接続中の基地局ＣＳ１と同じ基地局制御装置２の管理下にある、基地局ＣＳ２〜ＣＳｎにも同じパケットを送信する。つまりＩＰゲートウェイ装置１において複数の基地局分のパケットをコピーするようにする。あるいは、ＩＰゲートウェイ装置１から送出するパケットは一つとし、それを基地局制御装置２でコピーするようにしても良い。
【００３４】
この実施形態では、モバイル端末ＰＳはセッションを確立する基地局を特定すること無く、ＨＯ（ハンドオーバ）要求を出す。このＨＯ要求を受信したＩＰゲートウェイ装置１とモバイル端末ＰＳとは、規定の選択基準に基づいて互いに選定した基地局との間でセッションを確立し、図３と同様のパケット再送手順を実施する。なお複数の基地局からどれを選択するかを決める基準は、今後の技術開発による。
【００３５】
このように、同じ基地局制御装置２により管理される基地局の全てに同一のパケットを送信する機能をＩＰゲートウェイ装置１に持たせることで、モバイル端末ＰＳが基地局ＣＳ１のエリアから近接する基地局ＣＳ２〜ＣＳｎのいずれかのエリアに移動した場合でも、ハンドオーバ後に正常にパケットを受信することが可能となる。すなわちパケットロスを防止することが可能になる。
【００３６】
［第４の実施形態］
図６は、図１の移動通信システムＳの第４の実施形態を示す機能ブロック図である。この実施形態ではＩＰゲートウェイ装置１は、図５の構成に加えてさらに基地局マップ１２を備える。基地局マップ１２は各基地局ＣＳ１〜ＣＳｎの相対的なロケーションを管理するためのもので、基地局の増設があればその都度更新される。
【００３７】
この実施形態では複数の基地局へのパケットの同報送信にあたり、複数基地局パケット送信処理部１１は基地局マップ１２を参照して送信宛先とする基地局を選定する。つまり全ての基地局を対象とするよりも、モバイル端末ＰＳが位置登録中の基地局ＣＳ１に近接するいくつかの基地局を宛先とするほうが、帯域の有効利用などの観点から有利である。基地局ＣＳ１に隣接する基地局は、ＩＰゲートウェイ装置１に設定される近接距離閾値で求められ、ＣＳ１から近接距離閾値以下の距離にある基地局の全てを基地局ＣＳ１の隣接基地局と定義する。
【００３８】
図７は、第４の実施形態において想定するシステム環境を示す模式図である。図７では複数のＩＰゲートウェイ装置１，１′が設置され、ＩＰゲートウェイ装置１には基地局制御装置２および２′、ＩＰゲートウェイ装置１′には基地局制御装置２′′が接続される。基地局制御装置２，２′，２′′はそれぞれ基地局ＣＳａ，ＣＳｂ，ＣＳｃを収容する。
【００３９】
このような環境において、モバイル端末ＰＳが例えば基地局ＣＳａからＣＳｂにハンドオーバする際に、ＩＰゲートウェイ装置１が基地局マップ１２を参照することで、パケットを同報すべき基地局を容易に特定することができる。さらに顕著な効果があるのは、モバイル端末ＰＳが基地局ＣＳｂからＣＳｃにハンドオーバする場合である。これらの基地局はそれぞれ別のＩＰゲートウェイ装置（１、１′）の配下にあるが、システム敷設にあたり隣接する可能性がある。そこで、他のＩＰゲートウェイ装置１′に属する基地局の位置を示す基地局マップ１２を参ＩＰゲートウェイ装置１に備えることにより、同報送信すべき相手先の基地局ＣＳｃを特定することが可能になる。
【００４０】
このように本実施形態では基地局マップ１２をＩＰゲートウェイ装置に備え、パケットを同報送信すべき基地局の絞込みを行えるようにした。これにより、よりインテリジェントな形態でパケットの同報送信を実施できるようになり、通信リソースの消費を最小限にしつつパケットロスを防止することが可能になる。
【００４１】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態ではＩＰゲートウェイ装置１がパケットバッファリング処理部６と、パケット再送処理部７と、パケットバッファ８とを備えるとしたが、基地局制御装置２がこれらを備えるようにしても良い。基地局マップ１２についても、その設置場所は問わない。もちろん、ＩＰゲートウェイ装置１と基地局制御装置２とに分散させて各機能処理部を設けても良い。集線効果、費用対効果、ＣＰＵ負荷などの様々なシステム要求に応じて種々のインプリメントが考えられる。
【００４２】
さらに、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る移動通信システムの実施の形態を示すシステム図。
【図２】図１の移動通信システムＳの要部を詳細に示す機能ブロック図。
【図３】図２のシステムにおけるパケット再送に関わる処理手順を示すシーケンス図。
【図４】図１の移動通信システムＳの第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図５】図１の移動通信システムＳの第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図６】図１の移動通信システムＳの第４の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】この発明の第４の実施形態において想定可能なシステム環境を示す模式図。
【図８】複数の基地局ＣＳａ〜ＣＳｆにより形成されるエリアを示す模式図。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ…移動通信システム、ＰＳ…モバイル端末、ＣＳ１〜ＣＳｎ，ＣＳａ〜ＣＳｆ…基地局、１…ＩＰゲートウェイ装置、２…基地局制御装置、３…インターネットサービスプロバイダ、４…インターネット、５…固定電話機、６…パケットバッファリング処理部、７、パケット再送処理部、８…パケットバッファ、９…送信要求処理部、１０…パケット同報処理部、１１…複数基地局パケット送信処理部、１２…基地局マップ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声を含む各種マルチメディアデータをＩＰ（Internet Protocol）パケットなどのパケットデータのかたちで伝送する移動通信システムと、この種のシステムに用いられるゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法に関する。特にこの発明は、無線端末装置の移動に伴うハンドオーバ処理の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、あるいは、いわゆるセルラフォンシステムなどを含む移動通信システムは今後ますます発展しようとしている。通信帯域の拡大はもとより、インターネットなどのＩＰネットワークとの融合も図られており、近年ではＩＰパケットをカプセル化やトンネリングなどの手法により伝送することも考えられている。
【０００３】
周知のように移動通信システムは複数の基地局を備え、各基地局（ＣＳａ〜ＣＳｆ）は、図８に示すような無線ゾーン（以下エリア、またはセルと称する）を個別に形成する。無線端末装置（以下モバイル端末と称する）はエリア内において、そのエリアを展開する基地局と無線接続される。他のエリアへと移動するモバイル端末は、接続中の基地局から移動先の基地局へと通信の相手先を切り替える。この処理をハンドオーバという。
【０００４】
モバイル端末と基地局との通信は、モバイル端末がエリア境界に近づくにつれて劣化する。既存の移動通信システムではこの通信劣化をモバイル端末が検知して、モバイル端末から次の基地局に再接続（発呼）要求を行う方式が採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
ところで既存の技術では、ハンドオーバの前後における通信環境の一時的な劣化に伴うパケットロスを避けられない。音声通信では少々のパケットロスに耐えうるものの、画像やテキストデータなどの伝送に際しては重要な情報が失われる虞がある。特に、モバイル端末が高速で移動するとハンドオーバも頻繁に行われ、失われるパケットも多くなるので事態は深刻である。
【０００６】
パケットロスの防止には、モバイル端末が正常に受信できたか否かを個々のパケットごとにその都度確認するという手法がある。しかしながらこの方法では受信のＯＫ／ＮＧを確認するための応答を待たねばならず、通信速度の低下を招くほか、通信帯域やネットワークリソースも無用に消費されてしまう。上位レイヤ（ＴＣＰ／ＩＰ）による再送処理制御によっても事情は同じである。
【０００７】
特許文献２に、このような不具合の解消を目的とする技術が開示されている。この文献には基地局切り替えの瞬間のパケットを予測し、予測したパケットの番号を交換機に通知するシステムが開示される。しかしながら予測演算の負荷があるほか、基地局と交換機との間でのメッセージ授受のための帯域が占有されるので、これに代わる、より効果的な手法が模索されている。
【特許文献１】特開２００５−２７１１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５３３２７号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上述べたように既存の移動通信システムにはハンドオーバに際していくつかのパケットが失われるという不具合があり、これを解決することのできる手法の提供が待たれている。将来の通信システムでは音声通信に比べ、パケットロスへの耐性の低いデータ通信が支配的になるので、より物理層に近い領域で効果的にパケットを救済できる手法が望まれている。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ハンドオーバに伴うパケットロスを防止した移動通信システムとそのゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、パケット通信網に接続され、このパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置と、パケットバッファと、前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、前記モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、前記モバイル端末は、前記無線ゾーン間の移動に伴うハンドオーバに際して未着のパケットの再送信を前記再送処理部に要求する要求処理部を備えることを特徴とする移動通信システムが提供される。
【００１０】
パケットバッファ、バッファ処理部、再送処理部はゲートウェイ装置に備えられても良い。または、複数の基地局装置を集線するとともにこれらの基地局装置の管理機能を有する集線装置（基地局制御装置）をシステムが備えていれば、この集線装置にパケットバッファ、バッファ処理部、再送処理部を備えても良い。
【００１１】
より具体的にはこの発明によれば、ハンドオーバを契機として、少なくともハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに識別番号が付与され、その状態のパケットがバッファされる。識別番号はモバイル端末ごとに区別可能であれば例えば連続番号であって良い。モバイル端末においては識別番号の連続性がチェックされ、不連続を生じれば、その直前のパケットの識別子がシステムに通知される。つまり正常に受信できた最後のパケットの識別番号がシステムに通知される。これに応じてシステムは、通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次、通知元のモバイル端末に再送信する。
【００１２】
このような手段を講じることにより、ダウンリンクでのパケットが例えばゲートウェイ装置においてバッファされるので、ハンドオーバに際していずれかのパケットがモバイル端末に未着となったとしてもそのパケット自体が失われることが無い。しかもこの発明ではパケットの再送制御に係わる処理がハンドオーバに際してのみ実行され、ＴＣＰ／ＩＰにおける再送制御フローのように一つ一つのパケットごとに受信の正常／ＮＧを確認する必要がない。よって上位レイヤの負荷を減らせるほか、必要な場合にのみ再送信を行えば良いので物理層における処理も最小限で済む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ハンドオーバに伴うパケットロスを防止した移動通信システムとそのゲートウェイ装置、集線装置およびハンドオーバ制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る移動通信システムの実施の形態を示すシステム図である。図１の移動通信システムＳは、それぞれエリアを形成してモバイル端末ＰＳを収容する複数の基地局ＣＳ１〜ＣＳｎと、基地局制御装置２と、ＩＰゲートウェイ装置１とを備える。モバイル端末ＰＳは音声通話機能に加え、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistants）に接続されて種々のマルチメディアデータを送受信する機能を持つ。
基地局制御装置２は例えば有線チャネルを介して基地局ＣＳ１〜ＣＳｎを収容し、ＩＰゲートウェイ装置１に接続する。併せて基地局制御装置２は、基地局ＣＳ１〜ＣＳｎに対するチャネル割り当てなどの種々の制御機能を有する。
【００１５】
ＩＰゲートウェイ装置１は、ＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Network）網４０と、例えばインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）３を介してインターネット４とに接続される。ＩＳＤＮ網４０は時分割データを伝送するコネクション型ネットワークであり、インターネットはＩＰパケットを伝送するコネクションレス型ネットワークであり、互いに異種のネットワークである。ＩＰゲートウェイ装置１はこれらのプロトコルの違いを吸収し、各ネットワーク４，４０とモバイル端末ＰＳとの間でのＩＰによるパケット通信を中継する。このほか基地局制御装置２には固定電話機５が接続されるケースもある。
【００１６】
図２は、図１の移動通信システムＳの要部を詳細に示す機能ブロック図である。図２においてＩＰゲートウェイ装置１は、パケットバッファリング処理部６と、パケット再送処理部７と、パケットバッファ８とを備える。このうちパケットバッファリング処理部６およびパケット再送処理部７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理により実現されるソフトウェア主体の制御機能であり、パケットバッファ８はＲＡＭ（Random Access Memory）などのハードウェアメモリである。
【００１７】
パケットバッファリング処理部６は、モバイル端末ＰＳにダウンリンクで送信されたパケットをパケットバッファ８に保持する。その保持期間は少なくともモバイル端末ＰＳのエリア移動に伴うハンドオーバ期間よりも長い時間とする。すなわちパケットバッファ８の容量を、ハンドオーバ期間において生じるパケットの総量をバッファするのに足りる容量とする。モバイル端末ＰＳが複数あればパケットバッファ８は各モバイル端末ごとに設けられ、各モバイル端末ごとにダウンリンクパケットを保持する。
【００１８】
またパケットバッファリング処理部６は、バッファされるパケットに、端末ごとに区別可能な識別番号を付与する。その形態としては例えば端末固有の識別番号に、連続する通し番号を組み合わせるといった形態が考えられる。要するにこの識別番号は、端末ごとに区別できて、かつパケットの連続性を受信側で判断できる形態のものであれば良い。なおＩＰゲートウェイ装置１からダウンリンクで送出されるパケットも同じ識別番号が付与されたものになる。つまりＩＰゲートウェイ装置１において識別番号の付与されたパケットがコピーされて、一方はパケットバッファ８に保持されるとともに他方はダウンリンクでモバイル端末ＰＳ宛に送出される。ここでは、ＩＰゲートウェイ装置１はモバイル端末ＰＳからの応答の有無によらず、コピーしたパケットをそのままダウンリンクで即時送信する。
【００１９】
パケット再送処理部７は、モバイル端末ＰＳからの要求に応じて、要求されたパケットをパケットバッファ８から読み出して要求元のモバイル端末ＰＳに再送信する。その要求を行うのはモバイル端末ＰＳに新たに備わる機能処理部である、送信要求処理部９である。
【００２０】
送信要求処理部９は、モバイル端末ＰＳがハンドオーバしている状態において基地局（ＣＳ１，ＣＳ２）から到達したパケットの識別番号を読み取り、その連続性をチェックする。識別番号が不連続になれば、未着のパケットがあること、つまりパケットロスを生じたことがわかる。そこで送信要求処理部９はこの不連続を解消すべく、未着のパケットの再送信をＩＰゲートウェイ装置１に要求する。具体的には送信要求処理部９は、モバイル端末ＰＳに到達したパケットのうち連続する識別番号の最後の識別番号を、ＩＰゲートウェイ装置１のパケット再送処理部７に通知する。つまり受信パケットから読み取った通し番号が（００１），（００２），（００３），（００４），（００７）という状態なら、送信要求処理部９は（００４）をパケット再送処理部７に通知する。これを受けてパケット再送処理部７は、次の（００５）のパケットから順次パケットバッファ８から読み出して、再度モバイル端末ＰＳに送信する。次に、上記構成における作用を説明する。
【００２１】
図３は、図２のシステムにおけるパケット再送に関わる処理手順を示すシーケンス図である。最初、モバイル端末ＰＳは基地局ＣＳ１のエリア内で通信中であるとし、この状態では基地局ＣＳ１とモバイル端末ＰＳ、基地局ＣＳ１と基地局制御装置２、および基地局制御装置２とＩＰゲートウェイ装置１がそれぞれ呼接続されている（Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３）。ＩＰゲートウェイ装置１はパケットの即時送信を行いつつ送信パケットをコピーしてパケットバッファ８に保持する（Ｓ１０４）。バッファ容量はハンドオーバ期間を満たす最小限の容量であり、ハンドオーバ期間以上前のパケットは順次破棄される。
【００２２】
モバイル端末ＰＳが移動して基地局ＣＳ１のエリアの境界に近づくと、通信品質が規定のレベルから次第に劣化する。モバイル端末ＰＳはこれを検知して、新たな接続先基地局を求めて、例えば、パイロット信号の受信強度が規定範囲内にある基地局ＣＳ２に接続要求を出す（Ｓ１０５）。この要求を受信した基地局ＣＳ２は接続応答をモバイル端末ＰＳに返信し（Ｓ１０６）、モバイル端末ＰＳと基地局ＣＳ２との間で無線リンク（呼）が接続される（Ｓ１０７）。続いてモバイル端末ＰＳはＨＯ（ハンドオーバ）要求を基地局ＣＳ２に送信し、基地局制御装置２と基地局ＣＳ２の呼接続もされ（Ｓ１０８）、基地局ＣＳ２は基地局制御装置２へハンドオーバ成功通知を送信する（Ｓ１０９）。
【００２３】
そして、モバイル端末ＰＳと、基地局制御装置２と、ＩＰゲートウェイ装置１との間でのセッションの確立が、基地局ＣＳ２を介して開始する。なおその手順には例えばＳＩＰ（Session Initiation Protocol）手順を用いることができる。
【００２４】
モバイル端末ＰＳとＩＰゲートウェイ装置１との間でセッションが確立されると、ＩＰゲートウェイ装置１は、基地局ＣＳ１を介したモバイル端末ＰＳとの間のセッションおよび通信を維持したまま、さらに、基地局ＣＳ２との間でのセッションを確立する。このようにして基地局ＣＳ１から基地局ＣＳ２へのモバイル端末ＰＳのハンドオーバが実行される。
【００２５】
ここまでの過程においてモバイル端末ＰＳは、到達されたパケットに付与された識別番号の連続性をチェックする（ステップＳ１１２）。連続性が保たれていればそのままハンドオーバは完了するが、不連続が見つかるとモバイル端末ＰＳは未着のパケットがあるとみなしてパケットの再送を要求する。
【００２６】
すなわちモバイル端末ＰＳは、ハンドオーバが正常終了したのち、受信済みパケットのうち最後のパケットの識別番号をＩＰゲートウェイ装置１に通知する（Ｓ１１０）。ＩＰゲートウェイ装置１は通知された識別番号をもとに、その次の識別番号を持つパケットをモバイル端末ＰＳ用のパケットバッファ８から読み出し、順次再送信する（Ｓ１１１）。再送信が完了すると、これ以降は基地局ＣＳ２を経由したパケット伝送が開始される。
【００２７】
以上説明したようにこの実施形態では、ＩＰゲートウェイ装置１に、モバイル端末ごとに確保されるパケットバッファ８と、ダウンリンクパケットをハンドオーバ期間にわたってパケットバッファ８に保持するパケットバッファリング処理部６と、モバイル端末からの要求に応じてパケットを再送信するパケット再送処理部７を備える。またモバイル端末ＰＳに、ハンドオーバに際して未着のパケットの再送信をＩＰゲートウェイ装置１に要求する送信要求処理部９を備える。パケットバッファリング処理部６はモバイル端末ＰＳからハンドオーバ通知を受信すると、ダウンリンクパケットに連続的な識別番号を付与する。モバイル端末ＰＳは到達したパケットの識別番号の連続性をチェックし、不連続になれば、連続していた最後のパケットの識別番号をＩＰゲートウェイ装置１に通知する。そしてＩＰゲートウェイ装置１は、通知された次の番号からのパケットを順次パケットバッファ８から読み出して再送信するようにしている。
【００２８】
このようにしたのでハンドオーバの際にモバイル端末ＰＳで受信できないパケットが生じても、そのパケット自体が失われることは無い。しかも、パケットのバッファリングおよび識別番号の付加をハンドオーバを契機として開始するようにしているので、定常時におけるリソース消費を最小限にできる。さらに、パケットの連続番号をモバイル端末ＰＳ側でチェックすることで未着パケットの有無を検出できるので、処理負荷も軽くでき、上位層レベルでの処理も軽減できる。これらのことから、ハンドオーバに伴うパケットロスを簡易に防止することが可能になる。
【００２９】
［第２の実施形態］
図４は、図１の移動通信システムＳの第２の実施形態を示す機能ブロック図である。図４において図２と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図４のシステムにおいて、ＩＰゲートウェイ装置１はパケット同報処理部１０を備える。パケット同報処理部１０は端的に言えば、ハンドオーバの開始から終了までの期間にわたってモバイル端末ＰＳへのダウンリンクパケットをコピーし、ハンドオーバに関わる基地局ＣＳ１，ＣＳ２の双方に同報でパケットを送信する。
【００３０】
この実施形態ではハンドオーバに際して、基地局ＣＳ１（ハンドオーバ元）と基地局ＣＳ２（ハンドオーバ先）の二つの基地局と、モバイル端末ＰＳとの間に既に無線リンクが形成される。通常ではモバイル端末ＰＳへのパケットは、モバイル端末ＰＳが位置登録される基地局ＣＳ１宛てに送信される。モバイル端末ＰＳは基地局ＣＳ１を介してＩＰ通信を行っている状態とする。
【００３１】
この実施形態においても、通信品質劣化を検出したモバイル端末ＰＳは第１の実施形態と同様にＨＯ要求を基地局ＣＳ２に送信する。その後図３と同様の手順を経て、モバイル端末ＰＳとＩＰゲートウェイ装置１との間に基地局ＣＳ２を介するＳＩＰ接続が確立されると、ＩＰゲートウェイ装置１のパケット同報処理部１０は、モバイル端末ＰＳとリンク接続中の基地局ＣＳ１、ＣＳ２に同じパケットを送信する。最後に、モバイル端末ＰＳとの間の経路が基地局ＣＳ１から基地局ＣＳ２経由に切り替えられ、ハンドオーバが完了する。
このように、ハンドオーバに際してモバイル端末ＰＳが接続中の２つの基地局に同じパケットを同報で送信することによっても、ハンドオーバ時のパケットロスを防止することが可能となる。
【００３２】
［第３の実施形態］
第２の実施形態では、ハンドオーバに係わる２つの基地局に同じパケットを送出するようにしたが、２つに限らず複数の基地局に同報送信するようにしても良い。
図５は、図１の移動通信システムＳの第３の実施形態を示す機能ブロック図である。図５のシステムにおいて、ＩＰゲートウェイ装置１は複数基地局パケット送信処理部１１を備える。複数基地局パケット送信処理部１１は、モバイル端末ＰＳのハンドオーバに際して複数の基地局ＣＳ１〜ＣＳｎに、同一のパケットを送信する。
【００３３】
この実施形態では、モバイル端末ＰＳからＨＯ要求が生じると、ＩＰゲートウェイ装置１はモバイル端末ＰＳが接続中の基地局ＣＳ１と同じ基地局制御装置２の管理下にある、基地局ＣＳ２〜ＣＳｎにも同じパケットを送信する。つまりＩＰゲートウェイ装置１において複数の基地局分のパケットをコピーするようにする。あるいは、ＩＰゲートウェイ装置１から送出するパケットは一つとし、それを基地局制御装置２でコピーするようにしても良い。
【００３４】
この実施形態では、モバイル端末ＰＳはセッションを確立する基地局を特定すること無く、ＨＯ（ハンドオーバ）要求を出す。このＨＯ要求を受信したＩＰゲートウェイ装置１とモバイル端末ＰＳとは、規定の選択基準に基づいて互いに選定した基地局との間でセッションを確立し、図３と同様のパケット再送手順を実施する。なお複数の基地局からどれを選択するかを決める基準は、今後の技術開発による。
【００３５】
このように、同じ基地局制御装置２により管理される基地局の全てに同一のパケットを送信する機能をＩＰゲートウェイ装置１に持たせることで、モバイル端末ＰＳが基地局ＣＳ１のエリアから近接する基地局ＣＳ２〜ＣＳｎのいずれかのエリアに移動した場合でも、ハンドオーバ後に正常にパケットを受信することが可能となる。すなわちパケットロスを防止することが可能になる。
【００３６】
［第４の実施形態］
図６は、図１の移動通信システムＳの第４の実施形態を示す機能ブロック図である。この実施形態ではＩＰゲートウェイ装置１は、図５の構成に加えてさらに基地局マップ１２を備える。基地局マップ１２は各基地局ＣＳ１〜ＣＳｎの相対的なロケーションを管理するためのもので、基地局の増設があればその都度更新される。
【００３７】
この実施形態では複数の基地局へのパケットの同報送信にあたり、複数基地局パケット送信処理部１１は基地局マップ１２を参照して送信宛先とする基地局を選定する。つまり全ての基地局を対象とするよりも、モバイル端末ＰＳが位置登録中の基地局ＣＳ１に近接するいくつかの基地局を宛先とするほうが、帯域の有効利用などの観点から有利である。基地局ＣＳ１に隣接する基地局は、ＩＰゲートウェイ装置１に設定される近接距離閾値で求められ、ＣＳ１から近接距離閾値以下の距離にある基地局の全てを基地局ＣＳ１の隣接基地局と定義する。
【００３８】
図７は、第４の実施形態において想定するシステム環境を示す模式図である。図７では複数のＩＰゲートウェイ装置１，１′が設置され、ＩＰゲートウェイ装置１には基地局制御装置２および２′、ＩＰゲートウェイ装置１′には基地局制御装置２′′が接続される。基地局制御装置２，２′，２′′はそれぞれ基地局ＣＳａ，ＣＳｂ，ＣＳｃを収容する。
【００３９】
このような環境において、モバイル端末ＰＳが例えば基地局ＣＳａからＣＳｂにハンドオーバする際に、ＩＰゲートウェイ装置１が基地局マップ１２を参照することで、パケットを同報すべき基地局を容易に特定することができる。さらに顕著な効果があるのは、モバイル端末ＰＳが基地局ＣＳｂからＣＳｃにハンドオーバする場合である。これらの基地局はそれぞれ別のＩＰゲートウェイ装置（１、１′）の配下にあるが、システム敷設にあたり隣接する可能性がある。そこで、他のＩＰゲートウェイ装置１′に属する基地局の位置を示す基地局マップ１２を参ＩＰゲートウェイ装置１に備えることにより、同報送信すべき相手先の基地局ＣＳｃを特定することが可能になる。
【００４０】
このように本実施形態では基地局マップ１２をＩＰゲートウェイ装置に備え、パケットを同報送信すべき基地局の絞込みを行えるようにした。これにより、よりインテリジェントな形態でパケットの同報送信を実施できるようになり、通信リソースの消費を最小限にしつつパケットロスを防止することが可能になる。
【００４１】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態ではＩＰゲートウェイ装置１がパケットバッファリング処理部６と、パケット再送処理部７と、パケットバッファ８とを備えるとしたが、基地局制御装置２がこれらを備えるようにしても良い。基地局マップ１２についても、その設置場所は問わない。もちろん、ＩＰゲートウェイ装置１と基地局制御装置２とに分散させて各機能処理部を設けても良い。集線効果、費用対効果、ＣＰＵ負荷などの様々なシステム要求に応じて種々のインプリメントが考えられる。
【００４２】
さらに、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る移動通信システムの実施の形態を示すシステム図。
【図２】図１の移動通信システムＳの要部を詳細に示す機能ブロック図。
【図３】図２のシステムにおけるパケット再送に関わる処理手順を示すシーケンス図。
【図４】図１の移動通信システムＳの第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図５】図１の移動通信システムＳの第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図６】図１の移動通信システムＳの第４の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】この発明の第４の実施形態において想定可能なシステム環境を示す模式図。
【図８】複数の基地局ＣＳａ〜ＣＳｆにより形成されるエリアを示す模式図。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ…移動通信システム、ＰＳ…モバイル端末、ＣＳ１〜ＣＳｎ，ＣＳａ〜ＣＳｆ…基地局、１…ＩＰゲートウェイ装置、２…基地局制御装置、３…インターネットサービスプロバイダ、４…インターネット、５…固定電話機、６…パケットバッファリング処理部、７、パケット再送処理部、８…パケットバッファ、９…送信要求処理部、１０…パケット同報処理部、１１…複数基地局パケット送信処理部、１２…基地局マップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、
パケット通信網に接続され、このパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置と、
パケットバッファと、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、
前記モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、
前記モバイル端末は、
前記無線ゾーン間の移動に伴うハンドオーバに際して未着のパケットの再送信を前記再送処理部に要求する要求処理部を備え、
前記パケットバッファの容量は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間において前記ダウンリンクで送信されたパケットを保持するのに必要な容量であり、
前記バッファ処理部は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与して当該パケットを前記ダウンリンクで送信するとともに前記パケットバッファに保持し、
前記要求処理部は、前記モバイル端末に到達したパケットの識別番号が不連続であれば、この不連続の解消に要するパケットの再送信を前記再送処理部に要求することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記バッファ処理部は、前記識別番号を付与したパケットを前記ダウンリンクで即時送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記要求処理部は、前記モバイル端末に到達したパケットのうち連続する識別番号の最後の識別番号を前記再送処理部に通知し、
前記再送処理部は、通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記パケットバッファは複数のモバイル端末ごとに設けられ、
前記バッファ処理部は、前記パケットを前記複数のモバイル端末ごとにそれぞれのパケットバッファに保持することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記ゲートウェイ装置が、前記パケットバッファと、前記バッファ処理部と、前記再送処理部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項６】
さらに、前記複数の基地局装置を集線して前記ゲートウェイ装置に接続し、当該複数の基地局装置の管理機能を有する集線装置を具備し、
この集線装置が、前記パケットバッファと、前記バッファ処理部と、前記再送処理部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項７】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置を具備する移動通信システムに設けられ、パケット通信網に接続されるゲートウェイ装置において、
前記パケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継する中継機能と、
パケットバッファと、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、
前記モバイル端末のハンドオーバに際して当該モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、
前記パケットバッファの容量は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間において前記ダウンリンクで送信されたパケットを保持するのに必要な容量であり、
前記バッファ処理部は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与して当該パケットを前記ダウンリンクで送信するとともに前記パケットバッファに保持することを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記バッファ処理部は、前記識別番号を付与したパケットを前記ダウンリンクで即時送信することを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
前記再送処理部は、前記モバイル端末から通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
【請求項１０】
前記パケットバッファは複数のモバイル端末ごとに設けられ、
前記バッファ処理部は、前記パケットを前記複数のモバイル端末ごとにそれぞれのパケットバッファに保持することを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
【請求項１１】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、パケット通信網に接続されてこのパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置とを具備する移動通信システムに設けられ、前記複数の基地局装置を集線して前記ゲートウェイ装置に接続する集線装置であって、
前記複数の基地局装置を管理する管理機能と、
パケットバッファと、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、
前記モバイル端末のハンドオーバに際して当該モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、
前記パケットバッファの容量は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間において前記ダウンリンクで送信されたパケットを保持するのに必要な容量であり、
前記バッファ処理部は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与して当該パケットを前記ダウンリンクで送信するとともに前記パケットバッファに保持することを特徴とする集線装置。
【請求項１２】
前記バッファ処理部は、前記識別番号を付与したパケットを前記ダウンリンクで即時送信することを特徴とする請求項１１に記載の集線装置。
【請求項１３】
前記再送処理部は、前記モバイル端末から通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項１１に記載の集線装置。
【請求項１４】
前記パケットバッファは複数のモバイル端末ごとに設けられ、
前記バッファ処理部は、前記パケットを前記複数のモバイル端末ごとにそれぞれのパケットバッファに保持することを特徴とする請求項１１に記載の集線装置。
【請求項１５】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、パケット通信網に接続されてこのパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置とを具備する移動通信システムにおける前記モバイル端末のハンドオーバ制御方法であって、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットをパケットバッファにバッファリングするステップと、
前記無線ゾーン間の移動に伴うハンドオーバに際して未着のパケットの再送信を前記モバイル端末から前記移動通信システムに要求するステップと、
前記モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信するステップと、
少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与するステップとを具備し、
前記モバイル端末は、到達したパケットの識別番号が不連続であれば、この不連続の解消に要するパケットの再送信を要求することを特徴とするハンドオーバ制御方法。
【請求項１６】
前記識別番号を付与されたパケットは、前記ダウンリンクで即時送信されることを特徴とする請求項１５に記載のハンドオーバ制御方法。
【請求項１７】
前記モバイル端末は、到達したパケットのうち連続する識別番号の最後の識別番号を前記移動通信システムに通知し、
前記移動通信システムは、通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項１５に記載のハンドオーバ制御方法。
【請求項１】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、
パケット通信網に接続され、このパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置と、
パケットバッファと、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、
前記モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、
前記モバイル端末は、
前記無線ゾーン間の移動に伴うハンドオーバに際して未着のパケットの再送信を前記再送処理部に要求する要求処理部を備え、
前記パケットバッファの容量は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間において前記ダウンリンクで送信されたパケットを保持するのに必要な容量であり、
前記バッファ処理部は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与して当該パケットを前記ダウンリンクで送信するとともに前記パケットバッファに保持し、
前記要求処理部は、前記モバイル端末に到達したパケットの識別番号が不連続であれば、この不連続の解消に要するパケットの再送信を前記再送処理部に要求することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記バッファ処理部は、前記識別番号を付与したパケットを前記ダウンリンクで即時送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記要求処理部は、前記モバイル端末に到達したパケットのうち連続する識別番号の最後の識別番号を前記再送処理部に通知し、
前記再送処理部は、通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記パケットバッファは複数のモバイル端末ごとに設けられ、
前記バッファ処理部は、前記パケットを前記複数のモバイル端末ごとにそれぞれのパケットバッファに保持することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記ゲートウェイ装置が、前記パケットバッファと、前記バッファ処理部と、前記再送処理部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項６】
さらに、前記複数の基地局装置を集線して前記ゲートウェイ装置に接続し、当該複数の基地局装置の管理機能を有する集線装置を具備し、
この集線装置が、前記パケットバッファと、前記バッファ処理部と、前記再送処理部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項７】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置を具備する移動通信システムに設けられ、パケット通信網に接続されるゲートウェイ装置において、
前記パケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継する中継機能と、
パケットバッファと、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、
前記モバイル端末のハンドオーバに際して当該モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、
前記パケットバッファの容量は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間において前記ダウンリンクで送信されたパケットを保持するのに必要な容量であり、
前記バッファ処理部は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与して当該パケットを前記ダウンリンクで送信するとともに前記パケットバッファに保持することを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記バッファ処理部は、前記識別番号を付与したパケットを前記ダウンリンクで即時送信することを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
前記再送処理部は、前記モバイル端末から通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
【請求項１０】
前記パケットバッファは複数のモバイル端末ごとに設けられ、
前記バッファ処理部は、前記パケットを前記複数のモバイル端末ごとにそれぞれのパケットバッファに保持することを特徴とする請求項７に記載のゲートウェイ装置。
【請求項１１】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、パケット通信網に接続されてこのパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置とを具備する移動通信システムに設けられ、前記複数の基地局装置を集線して前記ゲートウェイ装置に接続する集線装置であって、
前記複数の基地局装置を管理する管理機能と、
パケットバッファと、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットを前記パケットバッファに保持するバッファ処理部と、
前記モバイル端末のハンドオーバに際して当該モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信する再送処理部とを具備し、
前記パケットバッファの容量は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間において前記ダウンリンクで送信されたパケットを保持するのに必要な容量であり、
前記バッファ処理部は、少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与して当該パケットを前記ダウンリンクで送信するとともに前記パケットバッファに保持することを特徴とする集線装置。
【請求項１２】
前記バッファ処理部は、前記識別番号を付与したパケットを前記ダウンリンクで即時送信することを特徴とする請求項１１に記載の集線装置。
【請求項１３】
前記再送処理部は、前記モバイル端末から通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項１１に記載の集線装置。
【請求項１４】
前記パケットバッファは複数のモバイル端末ごとに設けられ、
前記バッファ処理部は、前記パケットを前記複数のモバイル端末ごとにそれぞれのパケットバッファに保持することを特徴とする請求項１１に記載の集線装置。
【請求項１５】
それぞれ無線ゾーンを形成してモバイル端末を収容する複数の基地局装置と、パケット通信網に接続されてこのパケット通信網と前記モバイル端末との間でのパケット通信を中継するゲートウェイ装置とを具備する移動通信システムにおける前記モバイル端末のハンドオーバ制御方法であって、
前記モバイル端末にダウンリンクで送信されたパケットをパケットバッファにバッファリングするステップと、
前記無線ゾーン間の移動に伴うハンドオーバに際して未着のパケットの再送信を前記モバイル端末から前記移動通信システムに要求するステップと、
前記モバイル端末から要求されたパケットを前記パケットバッファから読み出して要求元のモバイル端末に再送信するステップと、
少なくとも前記ハンドオーバの開始から終了までの期間におけるパケットに連続的な識別番号を付与するステップとを具備し、
前記モバイル端末は、到達したパケットの識別番号が不連続であれば、この不連続の解消に要するパケットの再送信を要求することを特徴とするハンドオーバ制御方法。
【請求項１６】
前記識別番号を付与されたパケットは、前記ダウンリンクで即時送信されることを特徴とする請求項１５に記載のハンドオーバ制御方法。
【請求項１７】
前記モバイル端末は、到達したパケットのうち連続する識別番号の最後の識別番号を前記移動通信システムに通知し、
前記移動通信システムは、通知された識別番号の次の識別番号を持つパケットから順次再送信することを特徴とする請求項１５に記載のハンドオーバ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１４１７０７（Ｐ２００９−１４１７０７Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１６３６４（Ｐ２００７−３１６３６４）
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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