JP4046705B2 - 移動通信支援装置、移動通信端末および移動通信システム - Google Patents

Description

この発明は移動通信技術に関し、特に、移動通信端末が接続すべき基地局を切り替えるための技術に関する。

ブロードバンドネットワークの整備に伴い、いわゆるユビキタス社会への移行が進みつつある。現代の情報機器の多くは、ネットワークを介して、情報交換することを前提として設計されている。パーソナルコンピュータはもとより、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などの携帯端末機器のアプリケーションソフトウェアにおいても、これらの機器が有する通信機能を利用するものは多い。

しかし、通常のＴＣＰ／ＩＰ通信においては、通信端末は所属する通信ネットワークからＩＰアドレスを割り当てられる。そのため、移動通信端末が所属する通信ネットワークを切り替えながら通信するときには、何度もＩＰアドレスが変更されることになる。これは、移動通信端末が移動先にかかわらず通信を継続する上で問題となる。

このような移動通信端末に特有の問題を解決するためにモバイルＩＰ（Mobile IP）とよばれる通信プロトコルが策定され、実用化されている。モバイルＩＰにおいては、移動通信端末は、常にホームエージェントとよばれる位置管理機能を備えたルータを経由して通信する。モバイルＩＰによれば、移動通信端末はいずれの通信ネットワークに所属しているかを気にすることなく、常に同一のＩＰアドレスを継続して使用できる。
特開２００２−２６９３１号公報

モバイルＩＰは、移動通信端末がいずれの通信ネットワークに所属しているかにかかわらず、ＴＣＰ／ＩＰレベルにおけるＩＰアドレスの同一性を担保する。しかし、ＭＡＣ（Media Access Control）レベルでは、移動通信端末が所属する通信ネットワークを切り替える（以下、「ハンドオフ」とよぶ）時に通信の瞬間的な切断が生じている。このため、移動通信端末のハンドオフ時におけるＭＡＣレベルでの切り替えにかかる時間が、ハンドオフ処理全体のパフォーマンスに影響する。とくに、音声通話のようにリアルタイム性が要求されるアプリケーションにとっては、ハンドオフ処理の高速化は通話品質を安定的に維持する上で重要である。

本発明はこうした背景に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、無線ＬＡＮのハンドオフ処理に関して、ＭＡＣレベルにおける基地局切り替え処理を高速化するための技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の移動通信支援装置は、移動通信端末が接続する基地局の近隣に位置する基地局を、基地局の配置情報を参照して特定し、それら近隣に位置する基地局についての情報（基地局のアドレス及びチャンネル情報）を移動通信端末に予め送信する。

この態様によると、ハンドオフが実際に生じる前に、移動通信端末は予め次に接続する候補となる基地局の情報を取得する。そのため、ハンドオフ時において新たに接続すべき基地局に対して高速に接続処理を行うことができる。更に、取得した基地局の情報には、基地局のアドレスに加えて、これに対応するチャンネル情報も含まれているので、ハンドオフ時において新たに接続すべき基地局に対するチャンネルスキャンが不必要となるので、より高速に接続処理を行うことができる。

本発明の別の態様は、移動通信端末である。この移動通信端末は、接続している基地局の近隣に位置する基地局の情報を外部のデータベースから取得し、自装置の移動に伴い新たに接続すべき基地局を、接続している基地局の近隣に位置する基地局から選択する。また、取得した基地局情報が周波数チャネル情報を含んでいるとき、該周波数チャネル情報に基づいて新たな基地局との接続を行い、基地局情報が周波数チャネル情報を含んでいないとき、周波数チャネルのスキャンを経て特定された周波数チャネル情報に基づいて新たな基地局との接続を行う。

この態様によると、移動通信端末は接続している基地局の他に、その近隣に位置する基地局の情報も予め取得する。そのため、ハンドオフ時において新たに接続すべき基地局に対して高速に接続処理を行うことができる。更に、接続すべき基地局情報をあらかじめ取得する際、同時に接続チャネルの情報も取得資うた場合、チャネルスキャンの工程を省略するので、新たな基地局に対する接続処理をより高速に行うことができる。

本発明によれば、移動通信端末が接続すべき基地局を効率的に選択できる。また、移動時における移動通信端末と新たな基地局との接続を高速化できる。

図１は、移動通信システム４００のハードウェア構成図を示す。移動通信支援装置２００はバックボーンネットワーク１００と接続する。バックボーンネットワーク１００には、基地局１０４ａや基地局１０４ｂのように複数の基地局（以下、これらをまとめて「基地局１０４」ともよぶ）が接続されている。各基地局１０４はそれぞれ、セル領域１０６ａ、および、セル領域１０６ｃ（以下、これらをまとめて「セル領域１０６」ともよぶ）を担当する。移動通信端末３００は、自己の所属するセル領域１０６を担当する基地局１０４と接続することにより通信を行う。同図では、移動通信端末３００は、その所属するセル領域１０６ａを担当する基地局１０４ａと接続することにより通信を行う。また、バックボーンネットワーク１００にはＩＰ電話１０２が有線接続されてもよい。以下、移動通信端末３００が現在接続している基地局１０４のことを「接続基地局１０４」とよぶ。

各基地局１０４には周波数チャネルとよばれる１４種類の周波数帯域のいずれかが割り当てられている。移動通信端末３００は、接続基地局１０４に割り当てられている周波数チャネルにて通信を実行する。また、移動通信端末３００は、移動により別のセル領域１０６に所属するときには、そのセル領域１０６を担当する基地局１０４に割り当てられている周波数チャネルにて通信を実行するように自装置の通信周波数を切り替える。この１４種類の周波数帯域は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格が利用する２．４ＧＨｚ帯の、ＩＳＭ（Industry Science Medical）バンドとよばれる帯域内に存在する。移動通信端末３００は、ハンドオフ時においてＩＳＭバンドをスキャンして、新たに接続する基地局１０４の周波数チャネルを特定した上で再接続処理を実行する。

同図を用いてハンドオフ処理の過程を説明する。ここで、移動通信端末３００はセル領域１０６ａからセル領域１０６ｂに移動するとする。地点Ｘ１においては、移動通信端末３００は基地局１０４ａと接続して通信を行う。移動通信端末３００が地点Ｘ２に到達すると、移動通信端末３００は基地局１０４ａが定期的に送信するビーコンが弱くなっていることを検知する。移動通信端末３００は、このときアクティブスキャンまたはパッシブスキャンを開始する。

アクティブスキャンにおいては、移動通信端末３００は、基地局１０４に対してプローブ要求とよばれるデータをブロードキャスト送信し、各基地局１０４からの応答を監視する。移動通信端末３００は、応答した基地局１０４の中から最も強い信号強度の基地局１０４を接続先として選択する。パッシブスキャンにおいては、移動通信端末３００は各基地局１０４が定期的に送信するビーコンを受信する。移動通信端末３００は、ビーコンの送信元である基地局１０４の中から最も強い信号強度の基地局１０４を接続先として選択する。

移動通信端末３００は、地点Ｘ３に到達するまでに基地局１０４ｂにリアソシエーション要求とよばれるデータを送信する。基地局１０４ｂは、リアソシエーション要求を受信すると接続可否について移動通信端末３００に応答する。移動通信端末３００は基地局１０４ｂから接続を許可されると基地局１０４ｂと接続する。移動通信端末３００は基地局１０４ｂを介して継続して通信する。

このハンドオフ処理において、移動通信端末３００は１４種類の周波数チャネルのいずれが基地局１０４ｂに割り当てられた周波数帯域かわからない。そのため、アクティブスキャンまたはパッシブスキャンのいずれにおいても、移動通信端末３００は１４種類の周波数帯域、すなわち、ＩＳＭバンドをもれなくスキャンしたうえで新たな接続に好適な基地局１０４を選択する。しかし、アクティブスキャンおよびパッシブスキャンのいずれであれ、１周波数チャネルにかかる時間×１４の時間を消費することになる。

このハンドオフ処理を高速化するために、本実施例の移動通信支援装置２００は、各基地局１０４に関する情報（以下、「基地局情報」とよぶ）を記憶する。この基地局情報には、各基地局１０４に割り当てられている周波数チャネルについての情報も含まれる。基地局１０４は、移動通信支援装置２００にアクセスすることにより接続基地局１０４の近隣に位置する基地局１０４（以下、「近隣基地局１０４」とよぶ）の基地局情報を予め取得する。すなわち、移動通信端末３００は、接続基地局からのビーコンが弱くなったことを検知した後、アクティブスキャンやパッシブスキャンを行うことなく、近隣基地局１０４に対しリアソシエーション要求を送信する。これにより、ハンドオフ処理において、周波数チャネルをフルスキャンする必要がないため、移動通信端末３００が新たな接続先に接続完了するまでの時間が短縮される。以下、本実施例を実現するための構成について詳細に説明する。

図２は、移動通信支援装置２００の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

移動通信支援装置２００は、ユーザインタフェース処理部２０２、通信部２０４、位置登録部２０６および基地局データ記憶部２２０を含む。ユーザインタフェース処理部２０２は、ユーザインタフェースに関する処理を実行する。ユーザインタフェース処理部２０２は、ユーザからの各種操作入力を受け付ける。また、ユーザインタフェース処理部２０２はユーザに対して各種情報を通知する。通信部２０４は、バックボーンネットワーク１００を介した基地局１０４や移動通信端末３００との通信処理を担当する。基地局データ記憶部２２０は、各基地局１０４の基地局情報を記憶する。基地局データ記憶部２２０のデータ構造については、図４に関連して後に詳述する。

位置登録部２０６は、基地局１０４や移動通信端末３００の位置登録に関する処理を実行する。位置登録部２０６は、距離情報取得部２０８、端末位置取得部２１０、基地局位置取得部２１２、基地局特定部２１４および配置情報生成部２１８を含む。基地局特定部２１４は、所定の移動通信端末３００についての接続基地局１０４とその近隣基地局１０４を特定する。移動通信端末３００は、基地局１０４と接続するときに、近隣基地局１０４の基地局情報を移動通信支援装置２００に要求する。基地局特定部２１４は、近隣基地局１０４を基地局データ記憶部２２０が記憶する各基地局１０４についての基地局情報を参照して特定する。基地局特定部２１４は、通信部２０４を介して近隣基地局１０４の基地局情報を移動通信端末３００に送信する。

基地局位置取得部２１２は、基地局１０４の位置を取得する。基地局１０４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの既知の位置検出装置を備える。基地局１０４は、この位置検出装置が検出した自装置の位置（以下、「基地局位置情報」とよぶ）を移動通信支援装置２００に送信する。基地局１０４はバックボーンネットワーク１００に接続されるとき、すなわち、設置時に基地局位置情報を移動通信支援装置２００に送信する。基地局位置取得部２１２は定期的に基地局位置情報を各基地局１０４に要求し、各基地局１０４からの応答に基づいて基地局位置情報を取得してもよい。基地局１０４が新たに設置されても、基地局位置取得部２１２は基地局位置情報を自動的に取得するため、移動通信システム４００全体のメンテナンス負荷が軽減される。無線ＬＡＮの基地局１０４は必ずしも計画的に配備されるものではないので、特に効果が大きい。

端末位置取得部２１０は、移動通信端末３００の位置を取得する。移動通信端末３００は、ＧＰＳなどの既知の位置検出装置を備える。移動通信端末３００は、この位置検出装置が検出した自装置の位置（以下、「端末位置情報」とよぶ）を移動通信支援装置２００に定期的に送信する。基地局位置取得部２１２は、定期的に端末位置情報を各移動通信端末３００に要求し、各移動通信端末３００からの応答に基づいて端末位置情報を取得してもよい。

距離情報取得部２０８は距離情報を取得する。距離情報とは基地局１０４と移動通信端末３００の距離の情報である。移動通信端末３００は、各基地局１０４との距離を電源投入時に計測する。移動通信端末３００は、基地局から送信される信号の受信強度を距離情報とみなし、電源投入時に各基地局１０４から受信するビーコンの受信強度を測定する。

ここでいう距離は通信環境に鑑みて、必ずしも物理的な距離でなくてもよい。たとえば、物理的な距離が近くても、高速に通信が実現できないときには、この距離が長いとして設定してもよい。その反対に、物理的な距離が遠くても、高速に通信が実現されるときには、実際よりも距離は短いとして設定してもよい。このように距離情報を生成することにより、通信環境を考慮して移動通信端末３００が接続先となる基地局１０４を特定する上でより好適な処理が可能となる。移動通信端末３００は、この距離情報を、移動通信端末３００および基地局１０４のそれぞれを識別するＩＤと対応づけて移動通信支援装置２００に通知する。この場合、移動通信端末３００は、受信強度から距離を推定しており、上記報告を重ねる度に、推定精度が上がる。なお、移動通信端末３００は、距離を計測するために所定の測定信号を基地局１０４に送信し、基地局１０４からの応答信号を観測し、送信信号と送信時と応答信号の受信時の時間差に基づいて、各基地局１０４までの距離を測定してもよい。

配置情報生成部２１８は、基地局の配置情報を生成する。ユーザはユーザインタフェース処理部２０２を介して基地局の配置情報を入力しても良い。配置情報生成部２１８は、基地局位置取得部２１２により取得された基地局位置情報に基づいて配置情報を生成してもよい。配置情報生成部２１８が距離情報取得部２０８から取得した距離情報に基づいて基地局の配置を推定することにより配置情報を生成してもよい。この場合、基地局１０４はＧＰＳなどのハードウェア装置を装備しなくても、配置情報生成部２１８は配置情報を生成できる。また、位置検出装置を備える移動通信端末３００が各基地局１０４との距離を計測すれば、配置情報生成部２１８はより好適に基地局１０４の配置情報を生成できる。

図３は、移動通信端末３００の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

移動通信端末３００は、ユーザインタフェース処理部３０２、通信部３０４、切換処理部３１２および近隣情報記憶部３２０を含む。ユーザインタフェース処理部３０２は、ユーザインタフェースに関する処理を実行する。ユーザインタフェース処理部３０２は、ユーザからの各種操作入力を受け付ける。また、ユーザインタフェース処理部３０２はユーザに対して各種情報を通知する。通信部３０４は、バックボーンネットワーク１００を介した移動通信支援装置２００やＩＰ電話１０２や他の移動通信端末３００との通信処理を担当する。切換処理部３１２は、ハンドオフ処理の実行判定を行う。近隣情報記憶部３２０は、移動通信端末３００の接続基地局１０４と近隣基地局１０４の基地局情報を記憶する。

通信部３０４は、接続処理部３０６、基地局選択部３０８および近隣情報取得部３１０を含む。基地局選択部３０８は接続対象となる基地局１０４を選択する。接続処理部３０６は、基地局選択部３０８により選択された基地局１０４に対して接続処理を実行する。近隣情報取得部３１０は、近隣基地局１０４の基地局情報（以下、「近隣情報」とよぶ）を取得する。

切換処理部３１２は、信号強度検出部３１４、パケットロス検出部３１６および切換検出部３１８を含む。信号強度検出部３１４は、基地局１０４からのビーコンの受信強度を検出する。移動通信端末３００は、ＭＡＣ層で受信信号強度の指標であるＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication）をレジスタに定期的に書き込む。信号強度検出部３１４は、このＲＳＳＩを参照して信号の強度を検出する。パケットロス検出部３１６は、通信時において失われたパケット（以下、「欠落パケット」とよぶ）の存在を検出する。パケットロス検出部３１６は、受信したパケットに付与されるシーケンス番号を利用して欠落パケット数を検出する。切換検出部３１８は、信号強度検出部３１４またはパケットロス検出部３１６からの検出情報に基づいて、接続基地局１０４を変更すべきか、すなわちハンドオフ処理を実行すべきか判断する。

図４は基地局データ記憶部２２０のデータ構造図である。基地局ＩＤ欄２２２は、基地局１０４を識別する基地局ＩＤを示す。基地局アドレス欄２２４は、基地局１０４のＭＡＣアドレスを示す。チャネル欄２２６は、基地局１０４に割り当てられる周波数チャネルを示す。通常、隣接する基地局１０４には異なる周波数チャネルが割り当てられる。基地局位置欄２２８は、基地局１０４の位置、すなわち、基地局位置情報を示す。基地局位置欄２２８に示す基地局１０４の位置は、経度と緯度により表されてもよい。また、基地局１０４の位置は、ユーザが設定した所定の座標系に基づいて表されてもよい。隣接基地局ＩＤ欄２３０は、各基地局１０４に隣接する基地局１０４の基地局ＩＤを示す。隣接基地局ＩＤ欄２３０は、所定の基地局１０４に隣接する基地局１０４だけでなく、その基地局１０４から所定範囲内に位置する基地局１０４の基地局ＩＤを含んでもよい。同図においては、基地局ＩＤが「００１」の基地局１０４に対しては、基地局ＩＤがそれぞれ「１６」、「２４」の二つの基地局１０４が隣接している。

図５は、移動通信端末３００、基地局１０４および移動通信支援装置２００の通信を示すシーケンス図である。同図に示すＳ１０からＳ１４までは、移動通信支援装置２００が基地局情報を取得する過程を示す。Ｓ１６以降は、移動通信端末３００が通信を開始する過程を示す。

移動通信支援装置２００は、まずＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を利用して基地局情報を収集する。通信部２０４は、各基地局１０４に対してマルチキャストにより基地局情報を要求する（Ｓ１０）。このとき、ポート番号は「１６１」を使用する。基地局１０４は、基地局情報を移動通信支援装置２００に送信する（Ｓ１２）。このとき、通信部２０４は、各基地局１０４のＭＡＣアドレスや周波数チャネルを取得する。位置登録部２０６は、取得した基地局情報を基地局データ記憶部２２０に記録する（Ｓ１４）。

移動通信端末３００は、電源が投入されると初期化処理を実行する（Ｓ１６）。基地局選択部３０８は、まず１４ある周波数チャネルの全てに対してプローブ要求を送信することにより、接続すべき基地局１０４を選択する。基地局選択部３０８は、接続先として選択された基地局１０４に対してアソシエーション要求を送信する（Ｓ１８）。基地局１０４は、接続を許可する旨をアソシエーション応答として移動通信端末３００に送信する（Ｓ２０）。これにより移動通信端末３００と基地局１０４との接続が確立される。接続が確立されると、移動通信端末３００は移動通信支援装置２００に対して、接続基地局１０４を報告すると共に、近隣情報を併せて要求する（Ｓ２２）。近隣情報についての通信に関してはポート番号は「５３２７」が使用される。基地局特定部２１４は、移動通信端末３００の接続基地局１０４と近隣基地局１０４を基地局データ記憶部２２０を参照して特定する。通信部２０４は、移動通信支援装置２００は近隣情報を移動通信端末３００に送信する（Ｓ２４）。ハンドオフに際しては、移動通信端末３００は基地局１０４にリアソシエーション要求を行って、新たな基地局１０４と接続することにより通信を継続する。

なお、基地局特定部２１４は、移動通信端末３００から取得した端末位置情報に基づいて、移動通信端末３００の近隣基地局１０４を特定してもよい。すなわち基地局特定部２１４は、移動通信端末３００の接続基地局１０４に隣接する基地局１０４のうち、移動通信端末３００の位置に近い基地局１０４を新たな接続先候補として選択してもよい。たとえば、移動通信端末３００の接続基地局１０４に隣接する基地局１０４は４つ存在するとする。移動通信端末３００は、移動通信支援装置２００に対して、端末位置情報を周期的に報告しており、これを受けて基地局特定部２１４は、移動通信端末３００がこれら４つの基地局１０４のうち、どの基地局１０４に最も近いかを端末位置情報と基地局位置情報により特定する。これにより、移動通信端末３００はハンドオフ時において、新たに接続すべき基地局１０４に対して更に効率的に接続処理を実行することができる。またこの時、移動通信端末３００は、移動通信支援装置２００から近隣情報と併せて、近隣基地局１０４の位置情報を取得して、移動通信端末３００自身で最も近隣にある基地局１０４を算出してもよい。

図６は、移動通信端末３００が移動通信支援装置２００に対して近隣情報を要求するときの送信データの形式を示す図である。この送信データ（以下、「近隣情報要求データ」とよぶ）は１４バイトのデータである。移動通信端末３００はポート番号「５３２７」により移動通信支援装置２００に近隣情報を要求する。最初の４バイトは、コマンドの種類を示す領域である。通常は、要求を意味する「ＲＥＱ」に設定される。次の４バイトは、続くＭＡＣアドレスのデータ領域サイズをバイト単位で示す。通常は、６バイトとして設定される。最後の６バイトは、接続基地局１０４のＭＡＣアドレスを示す。

図７は、移動通信支援装置２００が移動通信端末３００に対して近隣情報を送信するときの送信データの形式を示す図である。この送信データ（以下、「近隣情報応答データ」とよぶ）は不定長のデータである。移動通信支援装置２００がポート番号「５３２７」にて移動通信端末３００から近隣情報要求データを受信すると、基地局特定部２１４は近隣情報要求データに含まれるＭＡＣアドレスを抽出する。基地局特定部２１４は、基地局データ記憶部２２０を検索してこのＭＡＣアドレスを有する基地局１０４を検出する。基地局特定部２１４は、この検出した基地局１０４に対応して隣接基地局ＩＤ欄２３０を検索し、隣接する基地局１０４を特定する。通信部２０４は図７に示すデータ形式にて、これら隣接する基地局１０４の基地局情報を近隣情報として移動通信端末３００に送信する。

近隣情報応答データの最初の４バイトは、コマンドの種類を示す領域である。通常は、応答を意味する「ＲＥＳ」に設定される。次の４バイトは、近隣情報の対象となる近隣基地局１０４の数を示す。このあとに、近隣基地局１０４ごとの基地局情報が続く。各近隣基地局１０４の基地局情報を示す領域を「基地局情報ユニット」とよぶ。基地局情報ユニットは８２バイトのデータである。基地局情報ユニットの最初の４バイトはＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）を示す。次の４バイトは、基地局１０４に割り当てられている周波数チャネルを示す。次の４バイトは、ＷＥＰ（Wired Equivalent Privacy）の種別を示す。次の４バイトは、ＷＥＰキーのＩＤを示し、続く３２バイトがＷＥＰキーの内容データを示す。最後の６バイトが基地局１０４のＭＡＣアドレスを示す。近隣情報取得部３１０は近隣情報応答データから各近隣基地局１０４ごとに近隣情報を抽出し、近隣情報記憶部３２０に記録する。

図８は、信号強度情報に基づいて切換検出部３１８がハンドオフ判定する過程を示すフローチャートである。切換検出部３１８は、通信部３０４が基地局１０４と通信中であるか否か判断する。通信中でなければ、切換検出部３１８は、基地局１０４から受信する信号の強度に基づいてハンドオフ判定を行う。ハンドオフ判定とは、通信部３０４が接続すべき基地局１０４を切り換えるためにハンドオフ処理を実行すべきか否かを決定するための処理をいう。信号強度検出部３１４は、予め、信号強度の低下を検出するための閾値（以下、「強度閾値」とよぶ）を設定しておく。信号強度検出部３１４は、約１００ミリ秒間隔でＲＳＳＩを読み出す。図８に示す処理は、この１００ミリ秒間隔にて定期的に繰り返される処理である。この処理周期は、移動通信端末３００の処理負荷を考慮して、１００ミリ秒より長い時間間隔としてもよい。

切換検出部３１８は、信号強度検出部３１４が読み出したＲＳＳＩが予め定められた強度閾値を超えるか判定する（Ｓ３０）。ＲＳＳＩが強度閾値より小さい場合（Ｓ３０のＹ）、切換検出部３１８は通信部３０４に対して、新たに接続すべき基地局１０４を選択するよう指示する（Ｓ３２）。ＲＳＳＩが強度閾値以上であれば（Ｓ３０のＮ）、Ｓ３２の処理はスキップされる。

図９は、パケットロスに基づいて切換検出部３１８がハンドオフ判定する過程を示すフローチャートである。切換検出部３１８は、通信部３０４が基地局１０４と通信中であるか否か判断する。通信中であれば、切換検出部３１８は、基地局１０４が送信したパケットのうち移動通信端末３００が受信しなかった欠落パケットの連続数に基づいてハンドオフ判定を行う。信号強度検出部３１４は、予め、基地局１０４が送信するパケットの連続した欠落を検出するための閾値（以下、「欠落数閾値」とよぶ）を設定しておく。図９に示す処理は、通信部３０４が基地局１０４からパケットを受信するごとに繰り返される処理である。

パケットロス検出部３１６は、基地局１０４から受信したパケットのシーケンス番号を記憶しておき、パケットを受信するごとにシーケンス番号が連続しているか否かを判定する。シーケンス番号が連続していなければ、パケットロス検出部３１６は欠落パケットの発生を検出する。切換検出部３１８は、欠落パケットの連続する数が予め定められた欠落数閾値より大きいか判定する（Ｓ４０）。大きい場合には（Ｓ４０のＹ）、切換検出部３１８は通信部３０４に対して、新たに接続すべき基地局１０４を選択するよう指示する（Ｓ４２）。欠落パケットの連続数が欠落数閾値以下であれば（Ｓ４０のＮ）、Ｓ４２の処理はスキップされる。

通信中でない場合には、移動通信端末３００は定常的にパケット受信しないので、欠落パケットの連続数によるハンドオフ判定するのは好適ではない。この場合には、切換検出部３１８は信号強度に基づいてハンドオフ判定する。通信中の場合には、切換検出部３１８は欠落パケットの連続数によりハンドオフ判定する。信号強度による判定の場合には１００ミリ秒程度の時間間隔で判定することになるが、欠落パケットの連続数による検出によれば、より即時的にハンドオフ判定できるからである。

図１０は、ハンドオフ処理の過程を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＳ３２や図９のＳ４２において切換検出部３１８が通信部３０４に対して基地局の切り替えを指示したときに通信部３０４が実行する処理である。図１０に示すフローチャートは、図８や図９とは異なるスレッドにて処理されてもよい。基地局選択部３０８は、まず、新たな接続先となる基地局１０４を選択する（Ｓ５０）。このとき、基地局選択部３０８は近隣情報記憶部３２０が記憶している近隣情報を参照して基地局１０４を選択する。新たな接続先として複数の候補がある場合には、そのうちの一つを選択する。

接続処理部３０６は、基地局選択部３０８により選択された基地局１０４に対してリアソシエーション要求を送信する。基地局１０４が接続を許可すると（Ｓ５２のＹ）、接続が確立される。接続処理部３０６は移動通信支援装置２００に対して、新たに接続が確立されたことを報告する（Ｓ５４）。このとき、接続処理部３０６は併せて近隣情報を要求する。通信部３０４は、図７に示したデータ形式にて近隣情報応答データを受信する（Ｓ５６）。近隣情報取得部３１０は、近隣情報を近隣情報記憶部３２０に記録し、処理は終了する。

Ｓ５２において、基地局１０４が接続を許可しなければ（Ｓ５２のＮ）、基地局選択部３０８は接続先候補の全てから接続を拒否されているか否かを判定する（Ｓ５８）。まだ、接続要求をしていない接続先候補があれば（Ｓ５８のＮ）、処理はＳ５０に戻る。このとき、接続処理部３０６は新たな接続先を選択し、接続処理部３０６はその新たな接続先となる基地局１０４に対してリアソシエーション要求を送信する。全ての接続先候補から接続を拒否された場合には（Ｓ５８のＹ）、接続処理部３０６は接続先の変更を行わずに元の基地局１０４と接続する（Ｓ６０）。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。通信中にハンドオフ処理に際しては、通常、５０〜７０パケット程度が欠落する傾向にある。これは、移動通信端末３００が基地局１０４を切り換えるに際して１４個の周波数チャネルをフルスキャンして、新たな接続先を特定するためにＭＡＣ層レベルの通信切断時間が長いからである。これに対し、移動通信端末３００がハンドオフのときに新たな接続先となる基地局１０４の周波数チャネルを１回で特定できれば、欠落するパケットは０〜３個程度に収まることが実験により確認されている。

図１１は、ハンドオフ時における欠落パケット数を示すグラフ図である。このデータは、本実施例にて説明した移動通信支援装置２００を設けた場合と設けない場合の欠落パケットを比較するために行った実験の結果である。同図に示すように、本発明においては、ハンドオフ時の欠落パケット数が相当数少なくなっている。

本実施例に示す移動通信システム４００によれば、移動通信端末３００は近隣基地局１０４の基地局情報を予め取得するため、ハンドオフ時において接続を試みる周波数チャネルの候補を絞ることができる。これにより、ハンドオフ処理が高速化されるので、安定した移動通信を維持する上で効果的である。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。

移動通信システムのハードウェア構成図を示す図である。 移動通信支援装置の機能ブロック図である。 移動通信端末の機能ブロック図である。 基地局データ記憶部のデータ構造図である。 移動通信端末、基地局および移動通信支援装置の通信を示すシーケンス図である。 移動通信端末が移動通信支援装置に対して近隣情報を要求するときの送信データの形式を示す図である。 移動通信支援装置が移動通信端末に対して近隣情報を送信するときの送信データの形式を示す図である。 信号強度情報に基づいて切換検出部がハンドオフ判定する過程を示すフローチャートである。 パケットロスに基づいて切換検出部がハンドオフ判定する過程を示すフローチャートである。 ハンドオフ処理の過程を示すフローチャートである。 ハンドオフ時における欠落パケット数を示すグラフ図である。

符号の説明

１０４ 基地局、２００ 移動通信支援装置、２０４ 通信部、２０６ 位置登録部、２０８ 距離情報取得部、２１０ 端末位置取得部、２１２ 基地局位置取得部、２１４ 基地局特定部、２１８ 配置情報生成部、２２０ 基地局データ記憶部、３００ 移動通信端末、３０４ 通信部、３０６ 接続処理部、３０８ 基地局選択部、３１０ 近隣情報取得部、３１２ 切換処理部、３１４ 信号強度検出部、３１６ パケットロス検出部、３１８ 切換検出部、３２０ 近隣情報記憶部、４００ 移動通信システム。

Claims (1)

1. 各基地局のセル領域に対して複数の周波数チャネルのいずれかが割り当てられている無線ＬＡＮにおける移動通信支援装置であって、
   基地局の基地局情報を記憶する基地局情報記憶部と、
   複数の基地局の配置情報を記憶する配置情報記憶部と、
   移動通信端末が接続する基地局を特定する接続先基地局特定部と、
   前記移動通信端末が接続する基地局の近隣に位置する複数の基地局を、前記配置情報を参照して特定する近隣基地局特定部と、
   前記近隣に位置する複数の基地局についての基地局情報を前記移動通信端末に送信する近隣情報送信部と、を備え、
   前記移動通信端末に送信する基地局情報が、基地局の基地局アドレス、及び基地局のセル領域に割り当てられている周波数チャネル情報であることを特徴とする移動通信支援装置。
   

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