JP2008236079A

JP2008236079A - 無線通信装置及び無線通信方法

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Publication number: JP2008236079A
Application number: JP2007069564A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Yokota; 知好横田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-10-02
Also published as: WO2008114751A1; US8260299B2; US20100062773A1; US20120295613A1; US8718639B2

Abstract

【課題】物理層の方式などが異なる複数の無線通信システムを利用する場合において、電力消費量を低減しつつ、パケットロスの発生を抑制したハンドオーバを実行することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】無線通信端末３００は、通信品質が第１の閾値を超えた判定した場合、無線通信システム１２０との接続を開始し、無線通信システム１２０と無線リンクＬ２を設定する。さらに、無線通信端末３００は、無線リンクＬ２が設定された後において、通信品質が、第１の閾値よりも通信品質が劣化した状態と対応する第２の閾値を超えたと判定した場合、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１の無線通信システム、及び第１の無線通信システムと異なる第２の無線通信システムに接続して無線通信を実行する無線通信装置及び無線通信方法に関する。

近年、無線通信技術の発達に伴い、携帯電話端末など、移動可能な無線通信装置が、物理層の方式などが異なる複数の無線通信システム、例えば、携帯電話システムと、iBurst（登録商標）などの無線ＭＡＮシステムを同時に利用できる環境が整いつつある。

このような複数の無線通信システムを無線通信装置が利用する場合における利便性などを向上するため、Mobile IPv6（非特許文献１参照）や、NEMO Basic Support（非特許文献２参照）などのIPモビリティプロトコルが規定されている（例えば、非特許文献１及び２）。
Johnson, D., Perkins, C. and Arkko, J、"Mobility Support in IPv6 RFC3775"、IETF、２００４年 Devarapali, V, et al.、"Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol, RFC3963"、IETF、２００５年

上述した従来のIPモビリティプロトコルに従った他の無線通信システムへのハンドオーバ（具体的には、リンク層ハンドオーバ）では、（１）接続している無線通信システムの無線通信システム（ハンドオーバ元）との接続を切断、（２）ハンドオーバ先の無線通信システムへの接続、（３）ハンドオーバ先の無線通信システムへのハンドオーバが順次実行される。

このため、他の無線通信システムへのハンドオーバ時におけるパケットロスなどを回避するためには、複数の無線通信システムに常時接続しておく必要がある。すなわち、無線通信装置の電力消費量が増大し、バッテリの持続時間が短くなるといった問題がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、物理層の方式などが異なる複数の無線通信システムを利用する場合において、電力消費量を低減しつつ、パケットロスの発生を抑制したハンドオーバを実行することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、第１の無線通信システム（無線通信システム１１０）、及び前記第１の無線通信システムと異なる第２の無線通信システム（無線通信システム１２０）に接続して無線通信を実行する無線通信部（無線通信部３０１，３０３）と、前記第１の無線通信システムから前記第２の無線通信システムへの移動性を管理する移動性管理部（移動性管理部３０４）とを備える無線通信装置（無線通信端末３００）であって、前記第１の無線通信システムと設定された第１の無線リンク（無線リンクＬ１）の通信品質を取得する通信品質取得部（通信品質取得部３０５）と、前記通信品質取得部によって取得された前記通信品質が、第１の閾値（閾値ＴＨ１）または前記第１の閾値よりも前記通信品質が劣化した状態と対応する第２の閾値（閾値ＴＨ２）を超えるか否か判定する通信品質判定部（通信品質判定部３０７）と、前記第１の無線通信システムから前記第２の無線通信システムへのハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部（ハンドオーバ制御部３０９）とを備え、前記ハンドオーバ制御部は、前記通信品質が前記第１の閾値を超えたことが前記通信品質判定部によって判定された場合、前記第２の無線通信システムとの接続を開始し、前記第２の無線通信システムと第２の無線リンク（無線リンクＬ２）を設定し、前記第２の無線リンクが設定された後において、前記通信品質が前記第２の閾値を超えたことが前記通信品質判定部によって判定された場合、前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへのハンドオーバを実行することを要旨とする。

このような無線通信装置によれば、第１の無線通信システムと設定された第１の無線リンクの通信品質が第１の閾値を超えた場合、第２の無線通信システムとの接続、具体的には、第２の無線通信システムと第２の無線リンクの設定が開始される。また、第２の無線リンクが設定された後において、第１の無線リンクの通信品質が第１の閾値よりも劣化した状態と対応する第２の閾値を超えた場合、第１の無線リンクから第２の無線リンクへのハンドオーバが実行される。

このため、第１の無線リンクの通信品質が良好な場合、第２の無線通信システムとは接続されないため、無線通信装置の電力消費量を低減させること、つまり、バッテリの持続時間が延ばすことができる。

また、第１の無線リンクの通信品質が第２の閾値を超えたことに基づいてハンドオーバが実行される際には、既に第２の無線リンクが設定されているため、ハンドオーバ時におけるパケットロスなど、大幅な通信品質の劣化を回避することができる。さらに、ハンドオーバが実行される際には、既に第２の無線リンクが設定されているため、迅速なハンドオーバを実現することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記ハンドオーバ制御部は、前記第１の無線リンク及び前記第２の無線リンクを介して、前記無線通信部から同一のパケット（ＩＰパケットＰ）を同時に送信させ、前記無線通信部が前記第２の無線リンクを介してパケットを受信した場合、前記第１の無線リンクを切断することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記ハンドオーバ制御部は、前記第１の無線通信システム及び前記第２の無線通信システムの物理層の構成に依存しないメディア非依存ハンドオーバ機能（ＭＩＨ機能３１１）を含み、前記メディア非依存ハンドオーバ機能は、前記メディア非依存ハンドオーバ機能よりも上位層に位置付けられるプロトコル（ＭＩＨユーザ３１３）からの指示に基づいて、前記ハンドオーバを実行することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、第１の無線通信システム、及び前記第１の無線通信システムと異なる第２の無線通信システムに接続して無線通信を実行する無線通信方法であって、前記第１の無線通信システムと設定された第１の無線リンクの通信品質を取得するステップと、取得された前記通信品質が第１の閾値を超えるか否か判定するステップと、前記通信品質が前記第１の閾値を超えたことが判定された場合、前記第２の無線通信システムとの接続を開始するステップと、前記第１の閾値よりも前記通信品質が劣化した状態と対応する第２の閾値を超えるか否か判定するステップと、前記第２の無線リンクが設定された後において、前記通信品質が前記第２の閾値を超えたことが判定された場合、前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへのハンドオーバを実行するステップとを備えることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、物理層の方式などが異なる複数の無線通信システムを利用する場合において、電力消費量を低減しつつ、パケットロスの発生を抑制したハンドオーバを実行することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。具体的には、（１）通信ネットワークの全体概略構成、（２）無線通信装置の機能ブロック構成、（３）無線通信装置の動作、（４）作用・効果及び（５）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）通信ネットワークの全体概略構成
図１は、本実施形態において無線通信装置を構成する無線通信端末３００を含む通信ネットワーク１０の全体概略構成図である。図１に示すように、通信ネットワーク１０は、インターネット１００、無線通信システム１１０及び無線通信システム１２０によって構成される。

無線通信システム１１０は、本実施形態では、無線ＭＡＮシステムによって構成される。具体的には、無線通信システム１１０は、iBurst（登録商標）に準拠した無線通信システムである。無線通信システム１１０には、無線通信端末３００と無線通信を実行する無線基地局１１１が含まれる。

無線通信システム１２０は、本実施形態では、携帯電話システムによって構成される。具体的には、無線通信システム１２０は、ＣＤＭＡ方式を利用した第３世代携帯電話システムである。より具体的には、無線通信システム１２０は、高速なＩＰパケット通信を実行することができる方式（例えば、cdma2000 1x-EVDO）に準拠した無線通信システムである。無線通信システム１２０には、無線通信端末３００と無線通信を実行する無線基地局１２１が含まれる。

インターネット１００には、ホームエージェント２１０及びＩＰ電話端末２２０が接続される。

ホームエージェント２１０は、Mobile IPv6に準拠したホームエージェントである。ホームエージェント２１０は、無線通信端末３００から気付けアドレス（CoA）を取得する。ホームエージェント２１０は、無線通信端末３００から取得した気付けアドレスと、無線通信端末３００を識別する固定のＩＰアドレスであるホームアドレス（HoA）とを対応付ける。

ＩＰ電話端末２２０は、Voice over IP（VoIP）を用いた電話端末である。ＩＰ電話端末２２０は、インターネット１００を介して、VoIPパケットを送受信する。

無線通信端末３００は、無線通信システム１１０及び無線通信システム１２０に接続して無線通信を実行することができる。具体的には、無線通信端末３００は、無線基地局１１１と無線リンクＬ１を設定し、無線リンクＬ１を介して無線通信を実行することができる。同様に、無線通信端末３００は、無線基地局１２１と無線リンクＬ２を設定し、無線リンクＬ２を介して無線通信を実行することができる。

無線通信端末３００は、少なくとも物理層の方式が異なる無線通信システム１１０及び無線通信システム１２０に接続して無線通信を実行するため、異なる２つの無線通信部、具体的には、無線通信部３０１，３０３（図１において不図示、図２参照）を備える。

本実施形態では、無線通信端末３００は、無線通信システム１１０または無線通信システム１２０の何れか一方、または両無線通信システムを同時に用いてＩＰ電話端末２２０とVoIPパケットを送受信する。さらに、本実施形態では、無線通信端末３００は、無線通信システム１１０（iBurst（登録商標））を無線通信システム１２０（cdma2000 1x-EVDO）よりも優先して用いる。無線通信端末３００は、所望の通信品質を確保することができず、無線通信システム１１０を用いることができない場合、無線通信システム１２０を用いる。

また、無線通信端末３００は、バッテリ３２０の持続時間を延ばすため、両無線通信システムに長時間接続すること（いわゆる常時接続）は行わない。

（２）無線通信装置の機能ブロック構成
次に、本実施形態において無線通信装置を構成する無線通信端末３００の機能ブロック構成について説明する。具体的には、無線通信端末３００の全体ブロック構成、及びハンドオーバ制御部のプロトコルスタックについて説明する。

（２．１）全体ブロック構成
図２は、無線通信端末３００の機能ブロック構成図である。図２に示すように、無線通信端末３００は、無線通信部３０１、無線通信部３０３、移動性管理部３０４、通信品質取得部３０５、通信品質判定部３０７、ハンドオーバ制御部３０９及びバッテリ３２０を備える。なお、ここでは、本発明に関連する機能ブロックについてのみ説明するため、無線通信端末３００は、図示しない他の機能ブロック（例えば、ベースバンド処理部やユーザインタフェース部）を備えることに留意されたい。

無線通信部３０１は、無線通信システム１１０において用いられるiBurst（登録商標）に準拠した無線通信を実行する。

無線通信部３０３は、無線通信システム１２０において用いられるcdma2000 1x-EVDOに準拠した無線通信を実行する。

移動性管理部３０４は、無線通信システム１１０から無線通信システム１２０への移動性、及び無線通信システム１２０から無線通信システム１１０への移動性を管理する。

具体的には、移動性管理部３０４は、無線通信端末３００のＩＰモビリティを確保するために必要な処理を実行する。本実施形態では、移動性管理部３０４は、NEMO Basic Supportに従って無線通信端末３００のＩＰモビリティを確保するために必要な処理を実行する。

上述したように、本実施形態では、無線通信端末３００は、無線通信システム１１０（iBurst（登録商標））を無線通信システム１２０（cdma2000 1x-EVDO）よりも優先して用いる。すなわち、無線リンクＬ１の通信品質が良好である場合、無線リンクＬ２は、設定されず無線通信端末３００と無線通信システム１２０（無線基地局１２１）とは、接続されない。このため、無線リンクＬ１の通信品質が良好である場合、無線通信システム１２０において用いられるcdma2000 1x-EVDOに準拠した無線通信を実行する無線通信部３０３には、バッテリ３２０の持続時間を延ばすため、電源が供給されない。

通信品質取得部３０５は、無線通信システム１１０と設定された無線リンクＬ１の通信品質を取得する。また、通信品質取得部３０５は、無線通信システム１２０と設定された無線リンクＬ２の通信品質を取得する。

具体的には、通信品質取得部３０５は、無線リンクＬ１に関して、以下の通信品質パラメータを取得する。
（ａ）信号対干渉波雑音比（SINR）
（ｂ）受信電界強度（RSSI）
（ｃ）送信電力
（ｄ）上りリンク及び下りリンクのスループット

また、通信品質取得部３０５は、無線リンクＬ２に関して、以下の通信品質パラメータを取得する。
（ａ） SINR
（ｂ） RSSI
（ｃ） DRC（Data Rate Control）

通信品質判定部３０７は、通信品質取得部３０５によって取得された通信品質が所定の閾値を超えるか否かを判定する。具体的には、図５に示すように、通信品質判定部３０７は、通信品質取得部３０５によって取得された通信品質（具体的には、RSSI）が閾値ＴＨ１（第１の閾値）を超えたか否かを判定する。また、通信品質判定部３０７は、閾値ＴＨ１よりも通信品質が劣化した状態と対応する閾値ＴＨ２（第２の閾値）を超えるか否か判定する。

本実施形態では、通信品質判定部３０７は、無線リンクＬ１に関して、以下の通信品質パラメータに対して、閾値ＴＨ１及び閾値ＴＨ２を設定することができる。
（ａ） RSSI
（ｂ） SINR
（ｃ）送信データレート
（ｄ）受信データレート

また、通信品質判定部３０７は、無線リンクＬ２に関して、以下の通信品質パラメータに対して、閾値ＴＨ１及び閾値ＴＨ２を設定することができる。
（ａ） RSSI
（ｂ）搬送波対干渉波比（CIR）
（ｃ）送信電力
ハンドオーバ制御部３０９は、無線通信システム１１０から無線通信システム１２０へのハンドオーバを制御する。

具体的には、ハンドオーバ制御部３０９は、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ１を超えたことが通信品質判定部３０７によって判定された場合、無線通信システム１２０との接続を開始する。さらに、ハンドオーバ制御部３０９は、無線通信システム１２０と無線リンクＬ２を設定する。

また、ハンドオーバ制御部３０９は、無線リンクＬ２が設定された後において、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ２を超えたことが通信品質判定部３０７によって判定された場合、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバを実行する。

ハンドオーバ制御部３０９は、無線リンクＬ１及び無線リンクＬ２を介して、無線通信部３０１及び無線通信部３０３から同一のパケット、具体的には、ＩＰパケットＰを同時に送信させることができる。また、ハンドオーバ制御部３０９は、無線通信部３０３が無線リンクＬ２を介してＩＰパケットＰを受信した場合、無線リンクＬ１を切断することができる。

バッテリ３２０は、無線通信端末３００を構成する各機能ブロックの動作に必要な電源を供給する。

（２．２）ハンドオーバ制御部のプロトコルスタック
図３は、移動性管理部３０４、通信品質取得部３０５、通信品質判定部３０７及びハンドオーバ制御部３０９によって実行されるプロトコルスタック３１０を示す。図３に示すように、プロトコルスタック３１０には、リンク層３０１ａ、リンク層３０３ａ、ＭＩＨ（Media Independent Handover）機能３１１及びＭＩＨユーザ３１３が含まれる。

リンク層３０１ａは、無線通信部３０１とのインタフェース（デバイスドライバ）機能を提供する。としてを有する。同様に、リンク層３０３ａは、無線通信部３０３のインタフェース（デバイスドライバ）機能を提供する。

ＭＩＨ機能３１１は、無線通信システム１１０及び無線通信システム１２０の物理層の構成に依存しないメディア非依存ハンドオーバ機能である。本実施形態では、ＭＩＨ機能３１１は、IEEE802.21において規定されるメディア非依存ハンドオーバ機能によって構成される。本実施形態では、ＭＩＨ機能３１１によって、ハンドオーバ制御部３０９の機能がサポートされる。

ＭＩＨ機能３１１は、ＭＩＨ機能３１１よりも上位層に位置付けられるプロトコルであるＭＩＨユーザ３１３からの指示に基づいて、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバを実行する。

ＭＩＨ機能３１１は、リンク層３０１ａ，３０３ａからＬＩＮＫイベントを受信したり、通信品質の取得要求やハンドオーバの指示などを含むＬＩＮＫコマンドを送信したりする。

ＭＩＨユーザ３１３は、ＭＩＨ機能３１１の上位層に位置付けられる。ＭＩＨユーザ３１３は、ＭＩＨ機能３１１と通信を実行する。本実施形態では、ＭＩＨユーザ３１３は、NEMO Basic Supportなどによって構成される。また、ＭＩＨユーザ３１３には、Mobile IPv6/NEMO Basic Supportの拡張仕様であるMultiple Care-of Address Registration（MCoA）が含まれる。

さらに、ＭＩＨユーザ３１３によって、通信品質取得部３０５及び通信品質判定部３０７の機能がサポートされる。

具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、ＭＩＨ機能３１１からＭＩＨイベントを受信したり、通信品質の取得要求手段やハンドオーバの指示手段などを含み、ＭＩＨコマンドを送信したりする。

（３）無線通信装置の動作
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態において無線通信装置を構成する無線通信端末３００の動作について説明する。具体的には、無線通信端末３００が無線通信システム１１０から無線通信システム１２０へのハンドオーバを実行する動作について説明する。

図４は、無線通信端末３００が無線通信システム１１０から無線通信システム１２０へのハンドオーバを実行する際における内部シーケンスを示す図である。ここでは、無線通信端末３００は、無線通信システム１１０（無線基地局１１１）と無線リンクＬ１を設定し、ＩＰ電話端末２２０とVoIPパケットを送受信しているものとする。

図５は、無線通信システム１１０（無線ＭＡＮシステム）及び無線通信システム１２０（携帯電話システム）から送信される無線信号の通信品質の時間遷移を示す図である。

図４に示すように、ステップＳ１０１において、ＭＩＨユーザ３１３は、無線リンクＬ１の通信品質の取得をＭＩＨ機能３１１に対して要求する。具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、通信品質の取得を要求するＭＩＨコマンドであるMIH_Get_Status.requestをＭＩＨ機能３１１に送信する。

ステップＳ１０３において、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクＬ１の通信品質の取得をリンク層３０１ａに対して要求する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、通信品質の取得を要求するＬＩＮＫコマンドであるLink_Get_Parameters.requestをリンク層３０１ａに送信する。

ステップＳ１０３Ａにおいて、リンク層３０１ａは、ＭＩＨ機能３１１から受信したLink_Get_Parameters.requestに基づいて通信品質の取得要求を無線通信部３０１に送信する。ここでは、無線リンクＬ１の通信品質として、RSSIを取得するものとする。

ステップＳ１０９において、無線通信部３０１は、リンク層３０１ａから受信した通信品質の取得要求に基づいて、無線リンクＬ１を構成する無線信号のRSSIをリンク層３０１ａに送信する。

ステップＳ１１１において、リンク層３０１ａは、無線通信部３０１から受信したRSSIをＭＩＨ機能３１１に送信する。具体的には、リンク層３０１ａは、無線通信部３０１から受信したRSSIを含むＬＩＮＫイベントであるLink_Get_Parameters.confirmをＭＩＨ機能３１１に送信する。

ステップＳ１１３において、ＭＩＨ機能３１１は、リンク層３０１ａから受信したRSSIをＭＩＨユーザ３１３に送信する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、リンク層３０１ａから受信したRSSIを含むＭＩＨイベントであるMIH_Get_Status.confirmをＭＩＨユーザ３１３に送信する。

また、本実施形態では、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１１３の処理は、５００ｍｓ毎に繰り返される。さらに、リンク層３０１ａは、無線リンクＬ１を構成する無線信号のフェージングに起因するRSSIの変動によって、閾値ＴＨ１（図５参照）を超えたと誤って判定されることを回避するため、無線通信部３０１から取得した通信品質（例えば、RSSI）数値を５００ｍｓ単位で平均化し、平均化された通信品質の数値をＭＩＨ機能３１１に送信する。なお、リンク層３０３ａもリンク層３０１ａと同様に動作することができる。

ステップＳ２００において、ＭＩＨユーザ３１３は、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ１（通信品質劣化閾値）を超えたと判定する。具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、ＭＩＨ機能３１１から受信したMIH_Get_Status.confirmに含まれるRSSIに基づいて、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ１を超えたと判定する。なお、本実施形態では、「閾値ＴＨ１を超えた」とは、RSSIが所定の値を下回ったことを意味する（以下同）。

具体的には、図５に示すように、タイミングｔ_１において、無線通信システム１１０（無線ＭＡＮシステム）の通信品質、つまり、無線リンクＬ１のRSSIが閾値ＴＨ１を超えた（すなわち、下回った）と判定される。

ステップＳ２１０において、ＭＩＨユーザ３１３は、ハンドオーバの準備をＭＩＨ機能３１１に対して要求する。具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、ハンドオーバの準備を要求するＭＩＨコマンドであるMIH_Handover_Prepare.requestをＭＩＨ機能３１１に送信する。

ステップＳ２２０において、ＭＩＨ機能３１１は、ＭＩＨユーザ３１３から受信したMIH_Handover_Prepare.requestに基づいて、無線リンクＬ２の設定をリンク層３０３ａに対して要求する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクの設定を要求するＬＩＮＫコマンドであるLink_UP.requestをリンク層３０３ａに送信する。

ステップＳ２３０において、リンク層３０３ａは、ＭＩＨ機能３１１から受信したLink_UP.requestに基づいて無線リンクＬ２の設定を開始する。具体的には、リンク層３０３ａは、電源が供給されていなかった無線通信部３０３にバッテリ３２０から電源を供給させ、無線通信部３０３を起動する。リンク層３０３ａによって起動された無線通信部３０３は、無線基地局１２１を介して無線通信システム１２０との接続（ＰＰＰコネクションの設定）を開始する。

ステップＳ２３０の処理によって、無線リンクＬ２が設定されると、無線通信端末３００は、無線通信システム１１０及び無線通信システム１２０の両無線通信システムに接続している状態となる。

ステップＳ２４０において、リンク層３０３ａは、無線リンクＬ２が設定されたことをＭＩＨ機能３１１に送信する。具体的には、リンク層３０３ａは、無線リンクが設定されたことを示すＬＩＮＫイベントであるLink_UP.indicationをＭＩＨ機能３１１に送信する。

図５に示すように、タイミングｔ_２において無線リンクＬ２の設定が完了し、無線通信部３０３は、無線通信システム１２０（無線基地局１２１）から無線信号を受信する。

ステップＳ２５０において、ＭＩＨ機能３１１は、リンク層３０３ａから受信したLink_UP.indicationに基づいて、ハンドオーバの準備が完了したことをＭＩＨユーザ３１３に通知する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、ハンドオーバの準備が完了したことを示すＭＩＨイベントであるMIH_Handover_Prepare.confirmをＭＩＨユーザ３１３に送信する。

なお、MIH_Handover_Prepare.confirmを受信したＭＩＨユーザ３１３は、ハンドオーバ先、つまり、無線通信システム１２０において無線通信端末３００に付与されるCoAを取得する。

ステップＳ３００では、リンクステータス取得処理として、ステップＳ１０１〜Ｓ１１３と同様の処理（図中の点線枠内部分）が５００ｍｓ毎に繰り返される。また、ステップＳ３００では、ステップＳ１０１〜Ｓ１１３と同様の処理によって、無線リンクＬ２の通信品質が取得される。すなわち、リンク層３０３ａは、ＭＩＨ機能３１１からの要求に基づいて、通信品質の取得要求を無線通信部３０３に送信する。ここでは、無線リンクＬ２の通信品質として、RSSIを取得するものとする。

ステップＳ３１０において、ＭＩＨユーザ３１３は、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ２（ハンドオーバ閾値）を超えたと判定する。具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、ＭＩＨ機能３１１から受信したMIH_Get_Status.confirmに含まれるRSSIに基づいて、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ２を超えたと判定する。

ステップＳ３２０において、ＭＩＨユーザ３１３は、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバをＭＩＨ機能３１１に対して要求する。具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、ハンドオーバを要求するＭＩＨコマンドであるMIH_SwitchをＭＩＨ機能３１１に送信する。

ステップＳ３３０において、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバを実行する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクＬ１を介したＩＰパケットＰ（例えば、VoIPパケット）の送信から、無線リンクＬ２を介したＩＰパケットＰの送信に切り替える。

図５に示すように、タイミングｔ_３において無線リンクＬ１の切断が完了し、無線通信部３０１は、無線通信システム１１０（無線基地局１１１）から送信される無線信号の受信を中止する。

なお、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクＬ２を介してＩＰパケットＰを受信するまでの間、無線リンクＬ１及び無線リンクＬ２を介して同一ＩＰパケットＰを送信してもよい。

ステップＳ３４０において、ＭＩＨ機能３１１は、ＭＩＨユーザ３１３に対してハンドオーバのコミットをＭＩＨユーザ３１３に要求する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、ハンドオーバのコミットを要求するＭＩＨイベントであるMIH_Commit.requestをＭＩＨユーザ３１３に送信する。

ステップＳ３５０において、ＭＩＨユーザ３１３は、ＭＩＨ機能３１１からMIH_Commit.requestを受信したことに基づいて、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバのコミットをＭＩＨ機能３１１に送信する。具体的には、ＭＩＨユーザ３１３は、当該ハンドオーバのコミットを意味するＭＩＨコマンドであるMIH_HandoverComplete.requestをＭＩＨ機能３１１に送信する。

ステップＳ３６０において、ＭＩＨ機能３１１は、ＭＩＨユーザ３１３からMIH_HandoverComplete.requestを受信したことに基づいて、無線リンクＬ１の切断をリンク層３０１ａに要求する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクの切断を要求するＬＩＮＫコマンドであるLink_Teardown.requestをリンク層３０１ａに送信する。

ステップＳ３７０において、リンク層３０１ａは、ＭＩＨ機能３１１から受信したLink_Teardown.requestに基づいて無線リンクＬ１を切断する。具体的には、リンク層３０１ａから無線リンクの切断指示を受信した無線通信部３０１は、無線通信システム１１０との接続（ＰＰＰコネクション）を切断する。また、、当該接続を切断後、無線通信部３０１への電源の供給が停止される。

ステップＳ３８０において、リンク層３０１ａは、無線リンクＬ１が切断されたことをＭＩＨ機能３１１に送信する。具体的には、リンク層３０１ａは、無線リンクが切断されたことを示すＬＩＮＫイベントであるLink_Teardown.responseをＭＩＨ機能３１１に送信する。

ステップＳ３９０において、ＭＩＨ機能３１１は、リンク層３０１ａから受信したLink_Teardown.responseに基づいて、無線リンクが切断されたことをＭＩＨユーザ３１３に通知する。具体的には、ＭＩＨ機能３１１は、無線リンクが切断されたことを示すＭＩＨイベントであるMIH_HandoverComplete.responseをＭＩＨユーザ３１３に送信する。

（４）作用・効果
無線通信端末３００によれば、無線通信システム１１０と設定された無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ１を超えた場合、無線通信システム１２０との接続、具体的には、無線通信システム１２０と無線リンクＬ２の設定が開始される。また、無線リンクＬ２が設定された後において、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ１よりも劣化した状態と対応する閾値ＴＨ２を超えた場合、無線リンクＬ１から無線リンクＬ２へのハンドオーバが実行される。

このため、無線リンクＬ１の通信品質が良好な場合、無線通信システム１２０とは接続されない。より具体的には、無線通信部３０３には電源が供給されないため、無線通信端末３００の電力消費量を低減させること、つまり、バッテリ３２０の持続時間が延ばすことができる。

また、無線リンクＬ１の通信品質が閾値ＴＨ２を超えたことに基づいてハンドオーバが実行される際には、既に無線リンクＬ２が設定されているため、ハンドオーバ時におけるパケットロスなど、大幅な通信品質の劣化を回避することができる。さらに、ハンドオーバが実行される際には、既に無線リンクＬ２が設定されているため、迅速なハンドオーバを実現することができる。

本実施形態では、ハンドオーバ制御部３０９は、無線リンクＬ１及び無線リンクＬ２を介して、無線通信部３０１及び無線通信部３０３から同一のＩＰパケットＰを同時に送信させ、無線通信部３０３が無線リンクＬ２を介してＩＰパケットＰを受信した場合、無線リンクＬ１を切断することができる。このため、ハンドオーバ時におけるパケットロスをさらに確実に回避することができる。

（５）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、無線通信システム１１０（無線リンクＬ１）から無線通信システム１２０（無線リンクＬ２）へのハンドオーバについて説明したが、無線通信システム１２０から無線通信システム１１０へのハンドオーバも同様に実行してもよい。

上述した実施形態では、iBurst（登録商標）に準拠した無線通信システム１１０と、cdma2000 1x-EVDOに準拠した無線通信システム１２０が用いられていたが、無線通信システム１１０及び無線通信システム１２０として用いられる方式は、iBurst（登録商標）やcdma2000 1x-EVDOに限定されるものではない。例えば、無線通信システム１１０は、モバイルＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システムでもよい。さらに、Mobile IPなどの場合、上述したステップＳ２３０において無線リンクの設定後、取得したCoAを登録する処理を実行してもよい。

また、通信ネットワーク１０に含まれる無線通信システムの数は、さらに多くても構わない。

上述した実施形態では、使用しない無線通信部への電源を供給しない形態としたが、無線通信部に電源を供給した状態、具体的には、スリープ状態（ドーマント状態）としてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信装置を含む通信ネットワークの全体概略構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置に実装されるプロトコルスタックを示す図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置がハンドオーバを実行する際における内部シーケンスを示す図である。本発明の実施形態に係る無線通信システムから送信される無線信号の通信品質の時間遷移を示す図である。

符号の説明

１０…通信ネットワーク、１００…インターネット、１１０…無線通信システム、１１１…無線基地局、１２０…無線通信システム、１２１…無線基地局、２１０…ホームエージェント、２２０…ＩＰ電話端末、３００…無線通信端末、３０１，３０３…無線通信部、３０１ａ，３０３ａ…リンク層、３０４…移動性管理部、３０５…通信品質取得部、３０７…通信品質判定部、３０９…ハンドオーバ制御部、３１０…プロトコルスタック、３１１…ＭＩＨ機能、３１３…ＭＩＨユーザ、３２０…バッテリ、Ｐ…ＩＰパケット、Ｌ１…無線リンク、Ｌ２…無線リンク、ｔ_１〜ｔ_３…タイミング、ＴＨ１，ＴＨ２…閾値

Claims

第１の無線通信システム、及び前記第１の無線通信システムと異なる第２の無線通信システムに接続して無線通信を実行する無線通信部と、
前記第１の無線通信システムから前記第２の無線通信システムへの移動性を管理する移動性管理部と
を備える無線通信装置であって、
前記第１の無線通信システムと設定された第１の無線リンクの通信品質を取得する通信品質取得部と、
前記通信品質取得部によって取得された前記通信品質が、第１の閾値または前記第１の閾値よりも前記通信品質が劣化した状態と対応する第２の閾値を超えるか否か判定する通信品質判定部と、
前記第１の無線通信システムから前記第２の無線通信システムへのハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部と
を備え、
前記ハンドオーバ制御部は、
前記通信品質が前記第１の閾値を超えたことが前記通信品質判定部によって判定された場合、前記第２の無線通信システムとの接続を開始し、前記第２の無線通信システムと第２の無線リンクを設定し、
前記第２の無線リンクが設定された後において、前記通信品質が前記第２の閾値を超えたことが前記通信品質判定部によって判定された場合、前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへのハンドオーバを実行する無線通信装置。
前記ハンドオーバ制御部は、
前記第１の無線リンク及び前記第２の無線リンクを介して、前記無線通信部から同一のパケットを同時に送信させ、
前記無線通信部が前記第２の無線リンクを介してパケットを受信した場合、前記第１の無線リンクを切断する請求項１に記載の無線通信装置。
前記ハンドオーバ制御部は、前記第１の無線通信システム及び前記第２の無線通信システムの物理層の構成に依存しないメディア非依存ハンドオーバ機能を含み、
前記メディア非依存ハンドオーバ機能は、前記メディア非依存ハンドオーバ機能よりも上位層に位置付けられるプロトコルからの指示に基づいて、前記ハンドオーバを実行する請求項１または２に記載の無線通信装置。
第１の無線通信システム、及び前記第１の無線通信システムと異なる第２の無線通信システムに接続して無線通信を実行する無線通信方法であって、
前記第１の無線通信システムと設定された第１の無線リンクの通信品質を取得するステップと、
取得された前記通信品質が第１の閾値を超えるか否か判定するステップと、
前記通信品質が前記第１の閾値を超えたことが判定された場合、前記第２の無線通信システムとの接続を開始し、前記第２の無線通信システムと第２の無線リンクを設定するステップと、
前記第１の閾値よりも前記通信品質が劣化した状態と対応する第２の閾値を超えるか否か判定するステップと、
前記第２の無線リンクが設定された後において、前記通信品質が前記第２の閾値を超えたことが判定された場合、前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへのハンドオーバを実行するステップと
を備える無線通信方法。