JP4298751B2

JP4298751B2 - 無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法

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Publication number: JP4298751B2
Application number: JP2006534959A
Authority: JP
Inventors: 啓二郎武
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2009-07-22
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Description

この発明は、無線アクセスネットワークおけるハンドオーバ方法に関するものであり、特に、無線基地局間に無線リンクを有する無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法に関するものである。

移動体通信システムでは、移動機が通信中の無線基地局の通信エリアから他の無線基地局の通信エリアに移動することによってハンドオーバが発生する。従来からハンドオーバに関する種々の技術が考えられている。

たとえば、非特許文献１には、基地局制御装置に移動機が接続する複数の無線基地局を有線回線によって接続する移動体通信システムにおいて、無線基地局同士が直接シグナリング情報やユーザデータを通知することなく、基地局制御装置が各無線基地局を制御するハンドオーバ方法に関する技術が開示されている。

具体的には、移動機が通信中の無線基地局とは異なる無線基地局との無線回線の通信品質を測定し、測定した通信品質が通信中の無線基地局との無線回線の通信品質よりもよいと判断した場合、測定結果を基地局制御装置に通知する。

基地局制御装置は、測定結果のよい無線基地局と自装置との間の有線リンクを確立するとともに、有線リンクを確立した無線基地局（移動先の無線基地局）に対して移動機との無線リンクの確立を指示する。基地局制御装置は、移動先の無線基地局が自装置との有線リンクの確立、および移動機との無線リンクの確立準備の処理を終了した後に、移動機に対して移動先の無線基地局との無線リンクを確立する指示を、移動機が通信中の無線基地局を介して移動機に指示する。

移動機は、通信中の無線基地局から移動先の無線基地局への無線回線の切替え（ハンドオーバ）を行なった後に、移動先の無線基地局を介してハンドオーバが完了したことを基地局制御装置に通知する。

しかしながら、非特許文献１に記載のハンドオーバ方法では、移動機のハンドオーバが発生するたびに、移動機がハンドオーバする移動先の無線基地局と基地局制御装置との有線回線の切替えが発生するため、ハンドオーバ時の基地局制御装置の処理負荷が大きくなり、ハンドオーバに時間がかかってしまうという問題があった。

このような問題を改善するために、特許文献１に記載の従来技術では、公衆回線網（ＰＳＴＮ：Public Switched Telephone Networks）に接続された１つのマスタ基地局と複数のスレーブ基地局とを有線回線によって直列に接続し、マスタ無線基地局が複数のスレーブ無線基地局を統括的に管理し、無線基地局間の有線リンクの確立ならびに移動機の位置管理を行って、ハンドオーバを高速に実行するようにしている。

特開平１０−２７１５５３号公報３ＧＰＰＴＲ２５．９３１Ｖ５．１．０（２００２−０６）

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、マスタ基地局とスレーブ基地局との間を有線回線によって接続しているため、無線基地局の配置場所に制約が生じるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線基地局の配置場所を制約することなく、基地局制御装置の処理負荷を軽減することができる無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法を得ることを目的としている。

本発明にかかる無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法にあっては基地局制御装置と、該基地局制御装置に有線回線によって接続される１〜複数の第１の無線基地局と、前記基地局制御装置と有線回線では接続されていない１〜複数の第２の無線基地局とを備え、移動機が前記第１または第２の無線基地局を介して前記基地局制御装置と接続される無線アクセスネットワークにおいて、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間に、予め無線回線を確立するとともに、前記移動機が前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局にハンドオーバを行なう際に、前記基地局制御装置は、前記移動機が前記第２の無線基地局にハンドオーバすることを通知する第２の無線基地局宛ての制御メッセージを有線回線を介して前記第１の無線基地局に送信し、前記第１の無線基地局は、前記基地局制御装置から受信した前記第２の無線基地局宛ての制御メッセージを前記確立されている無線回線を使用して前記第２の無線基地局に送信し、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、前記無線回線を使用して、前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージ、前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージおよび前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行うこと、を特徴とする。

この発明によれば、基地局制御装置と有線回線で接続されている第１の無線基地局と、基地局制御装置と有線回線では接続されていない第２の無線基地局との間に、予め無線回線を確立しておき、移動機が第１の無線基地局から第２の無線基地局にハンドオーバを行なう際には、基地局制御装置が第２の無線基地局を制御するためのメッセージ、基地局制御装置が移動機を制御するための制御メッセージおよび移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を第１の無線基地局を介して行い、第１の無線基地局と第２の無線基地局との間では、予め確立しておいた無線回線を使用するようにしているので、配置場所に制約を受けることのない無線インタフェースのみを有する無線基地局に対しても、基地局制御装置の処理負荷を増大させることなくハンドオーバを行なうことができる。

以下に、本発明にかかる無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１〜図８を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態１の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法が適用される移動体通信システムの構成の一例を示す図である。この発明にかかる実施の形態１の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法が適用される移動体通信システムは、無線基地局２，５と無線基地局２，５を制御する基地局制御装置３とを有する無線アクセスネットワーク６と、基地局制御装置３によって無線アクセスネットワーク６と接続されるコアネットワーク４と、無線回線によって無線基地局２，５に接続して基地局制御装置３、および図示していない有線固定端末や移動機との通信路を設定するコアネットワーク４を介して有線固定端末や移動機と通信する移動機１とを備えている。

無線基地局２は、無線回線および有線回線のインタフェースを備えており、有線回線４０によって基地局制御装置３と接続され、無線回線によって移動機１や隣接する無線基地局５と接続する。無線基地局５は、無線回線のインタフェースのみを備えており、基地局制御装置３とは未接続で移動機１や隣接する無線基地局２と無線回線によって接続する。基地局制御装置３は、無線基地局２を制御するとともに、無線基地局２を介して無線基地局５を制御する。なお、図１では、無線アクセスネットワーク６に基地局制御装置３は１台としているが、実際には複数の基地局制御装置３が存在している。また、基地局制御装置３には有線回線によって複数の無線基地局２が接続されていてもかまわない。さらに、無線基地局２と無線回線によって接続する無線基地局５も複数台であってもかまわない。

図２は、無線基地局２の通信エリアであるセル７内に位置している移動機１が、セル７内であってかつ無線基地局５の通信エリアであるセル８内の位置に移動した時の移動体通信システムの構成を示している。セル７内に移動機１が位置するとき（移動前）には、移動機１と無線基地局２との間には無線回線１０が設定されており、移動機１がセル７内であってかつセル８内の位置に移動して無線基地局２から無線基地局５にハンドオーバした後（移動後）には、移動機１と無線基地局５との間には無線回線１２が設定される。なお、無線基地局２と無線基地局５との間には予め無線回線１１が設定されており、無線回線１１は、移動機１の有無に関わらず常時無線基地局２と無線基地局５の間に存在して無線基地局２を介して無線基地局５と基地局制御装置３との間の通信が可能となっているものとする。

図３は、移動機１が無線基地局２と接続して通信を行なう際の信号パスの状態を示す図である。制御信号パス２１は、基地局制御装置３が無線基地局２を制御する制御メッセージの送受信に用いられ、有線回線４０を使用する。

制御信号パス２２は、基地局制御装置３が無線基地局５を制御する制御メッセージの送受信に用いられ、基地局制御装置３と無線基地局２との間は有線回線４０を使用し、無線基地局２と無線基地局５との間は無線回線１１を使用する。

制御信号パス２０は、基地局制御装置３が移動機１を制御する制御メッセージの送受信に用いられ、基地局制御装置３と無線基地局２との間は有線回線４０を使用し、無線基地局２と移動機１との間は無線回線１０を使用する。

ユーザデータパス３０は、移動機１と他の移動機や有線固定端末との通信のユーザデータの送受信に用いられ、基地局制御装置３と無線基地局２との間は有線回線４０を使用し、無線基地局２と移動機１との間は無線回線１０を使用する。

図４は、移動機１が無線基地局５と接続して通信を行なう際の通信パスの状態を示す図である。移動機１が無線基地局５と接続して通信を行なう際の通信パスの状態と図３に示した移動機１が無線基地局２と接続して通信を行なう際の通信パスの状態との違いは、移動機１が無線基地局２ではなく無線基地局５に接続しているため、無線基地局２との無線回線１０が解放され、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０が、移動機１と無線基地局５との間では無線回線１２を使用し、無線基地局５と無線基地局２との間では無線回線１１を使用していることである。

つぎに、図５および図６のシーケンス図を参照して、この発明にかかる実施の形態１の移動体通信システムの動作を説明する。まず、図５のシーケンス図を参照して、図３に示した信号パスの状態で無線基地局２と接続して通信を行なっている移動機１が無線基地局５にハンドオーバして図４に示した信号パスの状態に移行する場合の移動体通信システムの動作を説明する。

移動機１は、無線回線１０の通信品質および無線基地局２以外の無線基地局との無線回線（この場合は、無線基地局５との無線回線１２）の通信品質を測定する。通信品質は、たとえば、受信電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）や誤り率などを用いる。

移動機１は、無線回線１０の通信品質より無線回線１２の通信品質の方が良い場合、制御信号パス２０を用いて、無線基地局２から無線基地局５へのハンドオーバを要求するハンドオーバ要求メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（００１）。

基地局制御装置３は、ハンドオーバ要求メッセージから移動先が無線基地局５であることを判別して、制御信号パス２２を用いて、無線基地局５と移動機１との間に無線回線１２の確立を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２を介して無線基地局５に送信する（００２）。無線基地局２は、制御信号パス２２を用いて送信されるメッセージを無線基地局５または基地局制御装置３に送信する際に、送信するメッセージの内容を解析する。無線基地局２は、無線基地局５への無線回線設定要求メッセージを解析して、無線回線１２が確立されること、すなわち移動機１が無線基地局５へハンドオーバすることを認識する。無線基地局２は、自局と無線基地局５との間の無線回線１１に移動機１との制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を設定する処理を行なう。

無線基地局５は、無線回線設定要求メッセージに基づいて、自局と移動機１との間に無線回線１２を確立するための処理を行なう。具体的には、無線回線１２に関するハードウエアおよびソフトウエアの起動など無線回線１２を使用するための処理を行なう。また、無線基地局５は、無線回線１１に制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を設定する。これにより、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０は無線回線１１を使用して無線基地局２から無線基地局５まで設定される。なお、無線基地局２と移動機１との間の無線回線１０も確立したままであるので、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０は、無線回線１０を使用して移動機１にも接続されている。

無線回線１２を確立するための処理が終了すると、無線基地局５は、制御信号パス２２を用いて、無線回線１２を確立するための処理が終了したことを示す無線回線設定応答メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（００３）。

基地局制御装置３は、制御信号パス２０を用いて、無線基地局５へのハンドオーバを許可するハンドオーバ開始要求メッセージを無線基地局２を介して移動機１に送信する（００４）。

ハンドオーバ開始要求メッセージを受信すると、移動機１は、無線基地局２との無線回線１０から無線基地局５との無線回線１２への移行を開始する。無線回線１２への移行が終了（無線回線１２が確立）すると、移動機１は、無線回線１２および無線回線１１を使用している制御信号パス２０を用いて、無線回線１２が確立したことを示すハンドオーバ完了応答メッセージを無線基地局５および無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（００５）。

ハンドオーバ完了応答メッセージを受信すると、基地局制御装置３は、制御信号パス２１を用いて、無線回線１０の解放を要求する無線回線解放要求メッセージを無線基地局２に送信する（００６）。

無線回線解放要求メッセージを受信すると、無線基地局２は、移動機１との通信に用いていた無線回線１０に関するリソースを解放する。無線基地局２は、制御信号パス２１を用いて、無線回線１０を解放したことを示す無線解放応答メッセージを基地局制御装置３に送信する（００７）。

これにより、図４に示すように、移動機１と無線基地局５との間に無線回線１２が確立し、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０は、移動機１と無線基地局５との間では無線回線１２を使用し、無線基地局５と無線基地局２との間では無線回線１１を使用し、無線基地局２と基地局制御装置３との間では有線回線を使用する設定となり、無線基地局２から無線基地局５へのハンドオーバが完了する。

つぎに、図６のシーケンス図を用いて、図４に示した信号パスの状態で無線基地局５と接続して通信を行なっている移動機１が無線基地局２にハンドオーバして図３に示した信号パスの状態に移行する場合の移動体通信システムの動作を説明する。

移動機１は、無線回線１２の通信品質および無線基地局５以外の無線基地局との無線回線（この場合は、無線基地局２との無線回線１０）の通信品質を測定する。無線回線１２の通信品質より無線回線１０の通信品質の方が良い場合、移動機１は、制御信号パス２０を用いて、無線基地局５から無線基地局２へのハンドオーバを要求するハンドオーバ要求メッセージを無線基地局５および無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（１０１）。

基地局制御装置３は、ハンドオーバ要求メッセージから移動先が無線基地局２であることを判別して、制御信号パス２１を用いて、無線基地局２と移動機１との間に無線回線１０の確立を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２に送信する（１０２）。

無線基地局２は、無線回線設定要求メッセージに基づいて、自局と移動機１との間に無線回線１０を確立するための処理を行った後に、制御信号パス２１を用いて、無線回線１０を確立するための処理が終了したことを示す無線回線設定応答メッセージを基地局制御装置３に送信する（１０３）。

基地局制御装置３は、制御信号パス２０を用いて、ハンドオーバを許可するハンドオーバ開始要求メッセージを無線基地局５および無線基地局２を介して移動機１に送信する（１０４）。

ハンドオーバ開始要求メッセージを受信すると、移動機１は、無線基地局５との無線回線１２から無線基地局２との無線回線１０への移行を開始し、無線回線１０への移行が終了（無線回線１０が確立）した後に、無線回線１０を使用している制御信号パス２０を用いて、無線回線１０が確立したことを示すハンドオーバ完了応答メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（１０５）。

ハンドオーバ完了応答メッセージを受信すると、基地局制御装置３は、制御信号パス２２を用いて、無線回線１２の解放を要求する無線回線解放要求メッセージを無線基地局２を介して無線基地局５に送信する（１０６）。

無線回線解放要求メッセージを受信すると、無線基地局５は、移動機１との通信に用いていた無線回線１２に関するリソースを解放する。無線基地局５は、制御信号パス２２を用いて、無線回線１２を解放したことを示す無線解放応答メッセージを無線基地局５を介して基地局制御装置３に送信する（１０７）。

一方、無線基地局２は、制御信号パス２２を用いて送信された無線回線解放要求メッセージによって移動機１が無線基地局５から自局にハンドオーバして、無線回線１２が解放されることを認識する。無線基地局２は、無線回線１１に設定した制御信号パス２０およびユーザデータパス３０の設定を解除して、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を無線回線１０のみを使用するようにする。

これにより、図３に示すように、移動機１と無線基地局２との間に無線回線１０が設定され、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０は、基地局制御装置３と無線基地局２との間では有線回線４０を使用し、無線基地局２と移動機１との間では無線回線１０を使用し、無縁回線１２が解放されるとともに、無線回線１１の制御信号パス２０およびユーザデータパス３０が解放されて、無線基地局５から無線基地局２へのハンドオーバが完了する。

つぎに、無線回線特有の再送制御に関する動作について説明する。無線回線では、反射、透過、回折などのマルチパスの影響によって通信品質が変化するため、再送制御を行なうことが多い。一般的に、再送制御は無線回線の両端で行なわれる。図２に示した移動体通信システムの場合は、無線回線１０を用いる移動機１と無線基地局２との間、無線回線１１を用いる無線基地局２と無線基地局５との間、または無線回線１２を用いる移動機１と無線基地局５との間で再送制御が行なわれる。

しかしながら、移動機１がハンドオーバを行った場合、たとえば、ハンドオーバ前に接続していた無線基地局２と移動機１との間の無線回線１０の再送制御を移動機１と無線基地局５との間、または無線基地局２と無線基地局５との間に適用するには再送制御に関する情報、たとえば、シーケンス番号や送達確認が取れていない情報を無線基地局２もしくは移動機１から無線基地局５に転送しなければならない。このような場合、無線基地局２は、無線回線１０を用いて移動機１と通信を行なっていた時の再送制御を移動機１が無線基地局５にハンドオーバした場合でも維持しておき、無線基地局５は、移動機１と無線基地局２との間での通信に関する再送制御については管理せずに、移動機１からのデータを無線基地局２に送信するとともに、無線基地局２からのデータを移動機１に送信して、無線回線１１と無線回線１２との２ホップの無線回線の再送制御を無線基地局２と移動機１との間で実現して、ハンドオーバ前の再送制御を行なう。ただし、基地局制御装置３から無線基地局５に対する信号に関しては、無線基地局２と無線基地局５との間で再送制御を適用する。

なお、再送制御は、基地局制御装置３と移動機１との間で実現してもよいし、基地局制御装置３と無線基地局５との間で実現してもよい。

また、無線基地局２が、自局と移動機１との間の電力制御に関する情報を基地局制御装置３に送信し、基地局制御装置３が、無線基地局２と移動機１との間の電力制御に関する情報に基づいて電力制御に関する指示を無線基地局５に送信して早期に送信電力の安定化を図るようにしてもよい。また、無線基地局２から無線基地局５に無線回線１１を用いてメッセージを送信するようにしてもよい。

このように無線回線ごとに電力制御を行なうようにすれば、無線回線の品質を維持することができ、適切な再送制御を行なうことができる。

以上説明したように、この実施の形態１では、基地局制御装置３と有線回線４０で接続されている無線基地局２と、基地局制御装置３とは有線回線４０では接続されていない無線基地局５との間に、予め無線回線１１を確立しておき、移動機１が無線基地局２から無線基地局５にハンドオーバを行なう際には、基地局制御装置３が無線基地局５を制御するための制御メッセージ（無線回線設定要求メッセージおよび無線回線設定応答メッセージ）を有線回線４０で接続されている無線基地局２を介して送受信を行い、無線基地局２と無線基地局５との間では、無線回線１１を使用して基地局制御装置３が無線基地局５を制御するための制御メッセージを、基地局制御装置３が移動機１を制御するための制御メッセージ（ハンドオーバ開始要求メッセージ、ハンドオーバ完了応答メッセージ、およびハンドオーバ要求メッセージ）、および移動機１と通信相手とのユーザデータの送受信を行なうようにしているため、基地局制御装置の処理負荷を軽減するとともに、配置場所に制約のない無線インタフェースのみを有する無線基地局５に対してもハンドオーバを行なうことができる。

なお、この実施の形態１では、基地局制御装置３と無線基地局２との間の有線回線４０に、基地局制御装置３が無線基地局２を制御するための制御信号パス２１と、基地局制御装置３が無線基地局２を介して無線基地局５を制御するための制御信号パス２２とを設定するようにしたが、無線基地局５を制御するメッセージを制御信号パス２１を用いて無線基地局２に送信するようにしてもよい。すなわち、有線回線４０には基地局制御装置３と無線基地局５との専用の論理チャネルである制御信号パス２２を設定せずに、無線基地局２の論理チャネルである制御信号パス２１を用いるようにしてもよい。この場合、無線基地局２は、制御信号パス２１から受信するメッセージが自局宛てのメッセージであるのか、無線基地局５宛てのメッセージであるのかを判定し、無線基地局５宛てのメッセージであると判定した場合には、無線回線１１に設定されている制御信号パス２２を用いて無線基地局５に送信すればよい。

また、この実施の形態１では、移動機１がハンドオーバ要求メッセージによってハンドオーバの起動するようにしたが、移動機１が無線回線１０，１２の回線品質の測定結果を基地局制御装置３に通知し、基地局制御装置３が通知された測定結果に基づいてハンドオーバを起動するようにしてもよい。この場合、移動機１はハンドオーバ要求メッセージの代わりに回線品質の測定結果を含む回線品質測定結果メッセージを基地局制御装置３に送信し、基地局制御装置３がハンドオーバを行なうと判定した場合に、無線回線設定要求メッセージを送信してハンドオーバを起動すればよい。

また、この実施の形態１では無線基地局２と無線基地局５との間に予め無線回線１１を設定しておき、移動機１が無線基地局５にハンドオーバした場合には、無線回線１１に制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を設定するようにしたが、図７に示すように、無線基地局２と無線基地局５との間に、制御信号パス２２に用いる無線回線１１と、移動機１への制御信号パス２０およびユーザデータパス３０に用いる無線回線１３とを予め設定しておくようにしてもよい。この場合、図８に示すように、移動機１が無線基地局５にハンドオーバした際には、制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を無線回線１３に設定すればよい。すなわち、基地局制御装置３と移動機１との通信と、基地局制御装置３と無線基地局５との通信に異なる無線回線を用いるようにする。これにより、基地局制御装置３と移動機１と間のユーザトラヒックに影響を受けることなく、基地局制御装置３と無線基地局５との制御信号パス２２の通信品質を維持することができる。

実施の形態２．
図９〜図１２を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。この発明にかかる実施の形態２のハンドオーバ方法が適用される移動体通信システムは、図１に示した移動体通信システムと同様のものとなるので、ここではその説明を省略する。

つぎに、図９のシーケンス図および図１０の移動機１が無線基地局５に接続して通信を行う場合の信号パスの状態を示す図を参照して、先の図３に示した信号パスの状態で無線基地局２と接続して通信を行なっている移動機１が無線基地局５にハンドオーバして図１０に示した信号パスの状態に移行する場合を例に挙げて、この発明にかかる実施の形態２の移動体通信システムの動作を説明する。

移動機１は、無線回線１０の通信品質および無線基地局２以外の無線基地局との無線回線（この場合は、無線基地局５との無線回線１２）の通信品質を測定する。無線回線１０の通信品質より無線回線１２の通信品質の方が良い場合、移動機１は、制御信号パス２０を用いて、無線基地局２から無線基地局５へのハンドオーバを要求するハンドオーバ要求メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（２０１）。

基地局制御装置３は、ハンドオーバ要求メッセージから移動先が無線基地局５であることを判別して、制御信号パス２１を用いて、無線基地局２と無線基地局５との間に移動機１へのユーザデータパス３０に使用する無線回線１４の設定を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２に送信する（２０２）。

基地局制御装置３は、制御信号パス２２を用いて、無線回線１４の設定を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２を介して無線基地局５に送信する（２０３）。

無線回線設定要求メッセージを受けると、無線基地局２，５は、無線回線１４を確立する。無線回線１４を確立した後に、無線基地局２，５は、制御信号パス２１，２２を用いて、無線回線１４を確立したことを示す無線回線設定応答メッセージを基地局制御装置３に送信する（２０４，２０５）。

無線基地局２，５から無線回線応答メッセージを受信すると、基地局制御装置３は、制御信号パス２２を用いて、移動機１との間に無線回線１２の設定を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２を介して無線基地局５に送信する（２０６）。

無線基地局５は、無線回線設定要求メッセージに基づいて、移動機１との間に無線回線１２を確立するための処理を行った後に、制御信号パス２２を用いて、無線回線１２を確立するための処理が終了したことを示す無線回線設定応答メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（２０７）。

基地局制御装置３は、制御信号パス２０を用いて、ハンドオーバを許可するハンドオーバ開始要求メッセージを無線基地局２を介して移動機１に送信する（２０８）。

ハンドオーバ開始要求メッセージを受信すると、移動機１は、無線基地局２との無線回線１０から無線基地局５との無線回線１２への移行を開始し、無線回線１２への移行が終了（無線回線１２が確立）した後に、制御信号パス２０を用いて、無線回線１２が確立したことを示すハンドオーバ完了応答メッセージを無線基地局５および無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（２０９）。このとき、無線基地局５は、移動機１から受信したハンドオーバ完了応答メッセージを無線基地局５に送信する際には、制御信号パス２０が設定されている無線回線１１を使用し、無線基地局２は有線回線４０を使用してハンドオーバ完了応答メッセージを送信する。また、移動機１とその通信相手とのユーザデータは、ユーザデータパス３０によって送受信するので、基地局制御装置３と無線基地局２との間では有線回線４０を使用し、無線基地局２と無線基地局５との間では無線回線１４を使用し、無線基地局５と移動機１との間では無線回線１２を使用する。

ハンドオーバ完了応答メッセージを受信すると、基地局制御装置３は、制御信号パス２１を用いて、無線回線１０の解放を要求する無線回線解放要求メッセージを無線基地局２に送信する（２１０）。

無線回線解放要求メッセージを受信すると、無線基地局２は、移動機１との通信に用いていた無線回線１０に関するリソースを解放する。無線基地局２は、制御信号パス２１を用いて、無線回線１０を解放したことを示す無線解放応答メッセージを基地局制御装置３に送信する（２１１）。

これにより、図１０に示すように、移動機１と無線基地局５との間に無線回線１２が設定され、無線基地局２と無線基地局５との間に無線回線１４が設定される。制御信号パス２０は、基地局制御装置３と無線基地局２との間では有線回線４０を使用し、無線基地局２と無線基地局５との間では無線回線１１を使用し、無線基地局５と移動機１との間では無線回線１２を使用し、ユーザデータパス３０は、基地局制御装置３と無線基地局２との間では有線回線４０を使用し、無線基地局２と無線基地局５との間では無線回線１４を使用し、無線基地局５と移動機１との間では無線回線１２を使用するように設定され、無線回線１０の制御信号パス２０およびユーザデータパス３０が解放されて、無線基地局２から無線基地局５へのハンドオーバが完了する。

以上説明したように、この実施の形態２では、基地局制御装置３と有線回線４０で接続されている無線基地局２と、基地局制御装置３とは有線回線４０では接続されていない無線基地局５との間に、予め無線回線１１を確立しておき、移動機１が無線基地局２から無線基地局５にハンドオーバを行なう際には、無線基地局２と無線基地局５との間に新たに無線回線１４を確立して、無線基地局２と無線基地局５との間では、無線回線１１を使用して基地局制御装置３が無線基地局５を制御するための制御メッセージおよび基地局制御装置３が移動機１を制御するための制御メッセージの送受信を行い、無線回線１４を使用して移動機１と通信相手とのユーザデータの送受信を行なうようにしているため、基地局制御装置３の処理負荷を軽減するとともに、配置場所に制約のない無線インタフェースのみを有する無線基地局５に対してもハンドオーバを行なうことができる。

また、無線基地局２と無線基地局５との間では、基地局制御装置３が無線基地局５を制御するための制御メッセージおよび基地局制御装置３が移動機１を制御するための制御メッセージの送受信に用いる無線回線と、移動機１と通信相手とのユーザデータの送受信に用いる無線回線とを分離しているので、制御メッセージの送受信に用いる無線回線をユーザデータの送受信に用いる無線回線より高品質に設定することができ、制御メッセージの再送制御の発生を抑制することができる。

なお、この実施の形態２では、無線基地局２と無線基地局５との間の無線回線１４の設定を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２に送信した後に無線基地局５に送信するようにしたが、無線基地局５に送信した後に無線基地局２に送信するようにしてもかまわない。

また、この実施の形態２では、無線基地局５と移動機１との間の無線回線１２の設定を要求する無線回線設定要求メッセージと、無線基地局５と無線基地局２との間の無線回線１４の設定を要求する無線回線設定要求メッセージとを個別に基地局制御装置３が無線基地局５に送信するようにしたが、無線回線１２の設定の要求と無線回線１４の設定の要求とを、１つの無線回線設定要求メッセージに含めるようにしてもよい。この場合、無線基地局５は、無線回線１２および無線回線１４が確立した後に、無線回線設定応答メッセージを基地局制御装置３に送信すればよい。

また、この実施の形態２では、基地局制御装置３と移動機１との制御信号パス２０は、無線基地局２と無線基地局５との間では、基地局制御装置３と無線基地局との制御信号パス２２が設定されている無線回線１１を使用するようにしたが、図１１に示すように、無線基地局２と無線基地局５との間に、無線回線１５を設定して制御信号パス２０に用いるようにしてもよい。無線回線１５は、無線回線１４を設定する無線回線設定要求メッセージ内に無線回線１５を設定する要求を含めた無線回線設定要求メッセージを基地局制御装置３が無線基地局２と無線基地局５とに送信することで設定すればよい。もちろん、無線回線１４の設定を要求する無線回線設定要求メッセージと、無線回線１５の設定を要求する無線回線設定要求メッセージを個別に送信して、無線回線１４，１５を設定するようにしてもかまわない。

このように、無線基地局２と無線基地局５との間で、無線基地局５との制御信号パス２２と移動機１の制御信号パス２０とを個別の無線回線１４，１５を使用する構成にすることで、無線基地局５に対する無線回線１１の使用リソースを削減することができる。

また、無線基地局２と無線基地局５との間で、無線基地局５との制御信号パス２２と移動機１の制御信号パス２０とを個別の無線回線１４，１５を使用するようにしているので、制御信号パス２２が使用する無線回線１１の通信品質を制御信号パス２０が使用する無線回線１５の通信品質よりも高品質にすることができ、制御信号パス２２を用いて行なう基地局制御装置３が無線基地局５を制御するための制御メッセージの再送制御の発生を抑制して無線基地局５の制御を高品質に行うことができる。

また、図１２に示すように、無線基地局２と無線基地局５との間に無線回線１６を確立して制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を設定するようにしてもよい。このように無線基地局２と無線基地局５との間の無線回線１６に移動機１に対する制御信号パス２０およびユーザデータパス３０を設定するようにすれば、無線基地局２と無線基地局５との間の移動機１に対する無線回線１６の確立を移動機１のハンドオーバ時、または呼設定時のみに限定することができ、無線基地局２と無線基地局５との間の無線回線を有効に活用することができる。

実施の形態３．
図１３および図１４を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。この発明にかかる実施の形態３のハンドオーバ方法が適用される移動体通信システムは、図１に示した移動体通信システムと同様のものとなるので、ここではその説明を省略する。

つぎに、図１３のシーケンス図、および図１４の移動機１が無線基地局５に接続して通信を行う場合の信号パスの状態を示す図を参照して、先の図３に示した信号パスの状態で無線基地局２と接続して通信を行なっている移動機１が無線基地局５にハンドオーバして図１４に示した信号パスの状態に移行する場合を例に挙げて、この発明にかかる実施の形態３の移動体通信システムの動作を説明する。

移動機１は、無線回線１０の通信品質および無線基地局２以外の無線基地局との無線回線（この場合は、無線基地局５との無線回線１２）の通信品質を測定する。無線回線１０の通信品質より無線回線１２の通信品質の方が良い場合、移動機１は、制御信号パス２０を用いて、無線基地局２から無線基地局５へのハンドオーバを要求するハンドオーバ要求メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（３０１）。

基地局制御装置３は、ハンドオーバ要求メッセージから移動先が無線基地局５であることを判別して、制御信号パス２１を用いて、移動機１と無線基地局２との間で使用している無線回線１０を無線基地局２と無線基地局５との間に使用するように無線回線１０の転用を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２を介して無線基地局５に送信する（３０２）。

無線基地局５は、無線回線設定要求メッセージに基づいて、自局と無線基地局２との間に無線回線１０を確立するための処理を行なった後に、制御信号パス２１を用いて、無線回線１０を確立するための処理が終了したことを示す無線回線設定応答メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（３０３）。

基地局制御装置３は、制御信号パス２２を用いて、移動機１との無線回線１２の設定を要求する無線回線設定要求メッセージを無線基地局２を介して無線基地局５に送信する（３０４）。

無線基地局５は、無線回線設定要求メッセージに基づいて、移動機１との間に無線回線１２を確立するための処理を行なった後に、制御信号パス２２を用いて、無線回線１２を確立するための処理が終了したことを示す無線回線設定応答メッセージを無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（３０５）。無線基地局５は、自局と無線基地局２との間に確立する無線回線１０と、自局と移動機１との間に確立する無線回線１２との関連づけ、すなわち無線回線１０から受信したデータを無線回線１２に送信するとともに無線回線１２から受信したデータを無線回線１０に送信することを記憶する。

基地局制御装置３は、制御信号パス２０を用いて、ハンドオーバを許可するハンドオーバ開始要求メッセージを無線基地局２を介して移動機１に送信する（３０６）。

ハンドオーバ開始要求メッセージを受信すると、移動機１は、無線基地局２との無線回線１０から無線基地局５との無線回線１２への移行を開始し、無線回線１２への移行が終了（無線回線１２が確立）した後に、制御信号パス２０を用いて、無線回線１２が確立したことを示すハンドオーバ完了応答メッセージを無線基地局５および無線基地局２を介して基地局制御装置３に送信する（３０７）。

以上説明したように、この実施の形態３では、基地局制御装置３と有線回線４０で接続されている無線基地局２と、基地局制御装置３とは有線回線４０では接続されていない無線基地局５との間に、予め無線回線１１を確立しておき、移動機１が無線基地局２から無線基地局５にハンドオーバを行なう際には、無線基地局２と無線基地局５との間に無線基地局２と移動機１との間で使用していた無線回線１０を確立して、無線基地局２と無線基地局５との間では、無線回線１１を使用して基地局制御装置３が無線基地局５を制御するための制御メッセージの送受信を行い、無線回線１０を使用して基地局制御装置３が移動機１を制御するための制御メッセージおよび移動機１と通信相手とのユーザデータの送受信を行なうようにしているため、基地局制御装置３の処理負荷を軽減するとともに、配置場所に制約のない無線インタフェースのみを有する無線基地局５に対してもハンドオーバを行なうことができる。

また、無線基地局２と無線基地局５との間での基地局制御装置３が移動機１を制御するための制御メッセージの送受信に、移動機１と無線基地局２との間で使用していた無線回線１０使用するようにしているので、無線基地局２が新たに無線回線を設定する必要が無く、ハンドオーバ処理のシーケンスを削減することができる。

以上のように、本発明にかかる無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法は、基地局制御装置がネットワーク内の無線基地局を統括的に管理して移動機のハンドオーバを行なう無線アクセスネットワークに有用であり、特に、無線回線のインタフェースのみを有し有線回線によって直接無線基地局制御装置に接続することができない無線基地局を備える無線アクセスネットワークに適している。

図１は、この発明にかかる実施の形態１の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法が適用される移動体通信システムの構成の一例を示す図である。（実施の形態１）図２は、移動機が無線基地局のセルを移動した時の移動体通信システムの構成を示す図である。（実施の形態１）図３は、移動機が基地局制御装置と直接接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態１）図４は、移動機が基地局制御装置と無線基地局を介して接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態１）図５は、この発明にかかる実施の形態１の移動体通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図である。（実施の形態１）図６は、この発明にかかる実施の形態１の移動体通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図である。（実施の形態１）図７は、移動機が基地局制御装置と直接接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態１）図８は、移動機が基地局制御装置と無線基地局を介して接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態１）図９は、この発明にかかる実施の形態２の移動体通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図である。（実施の形態２）図１０は、移動機が基地局制御装置と無線基地局を介して接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態２）図１１は、移動機が基地局制御装置と無線基地局を介して接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態２）図１２は、移動機が基地局制御装置と無線基地局を介して接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態２）図１３は、この発明にかかる実施の形態３の移動体通信システムのハンドオーバの動作を説明するためのシーケンス図である。（実施の形態３）図１４は、移動機が基地局制御装置と無線基地局を介して接続されている無線基地局に接続して通信を行なう際の信号パスの状態の一例を示す図である。（実施の形態３）

符号の説明

１移動機
２，５無線基地局
４コアネットワーク
３基地局制御装置
６無線アクセスネットワーク
７，８セル
１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６無線回線
２０，２１，２２制御信号パス
３０ユーザデータパス
４０有線回線

Claims

基地局制御装置と、該基地局制御装置に有線回線によって接続される１〜複数の第１の無線基地局と、前記基地局制御装置と有線回線では接続されていない１〜複数の第２の無線基地局とを備え、移動機が前記第１または第２の無線基地局を介して前記基地局制御装置と接続される無線アクセスネットワークにおいて、
前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間に、予め無線回線を確立するとともに、
前記移動機が前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局にハンドオーバを行なう際に、前記基地局制御装置は、前記移動機が前記第２の無線基地局にハンドオーバすることを通知する第２の無線基地局宛ての制御メッセージを有線回線を介して前記第１の無線基地局に送信し、
前記第１の無線基地局は、前記基地局制御装置から受信した前記第２の無線基地局宛ての制御メッセージを前記確立されている無線回線を使用して前記第２の無線基地局に送信し、
前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、前記無線回線を使用して、前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージ、前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージおよび前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行うこととし、
さらに、前記ハンドオーバの前に、前記移動機と前記第１の無線基地局との間で再送処理を行っていた場合、前記第２の無線基地局は、ハンドオーバ完了後、前記ハンドオーバ前の前記移動機と前記第１の無線基地局との間の再送処理を、自局経由の再送データの送受信処理で行なうこと、
を特徴とする無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法。
前記無線回線を１つの無線回線とし、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、同一回線を使用して前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージ、前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージおよび前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行なうこと、
を特徴とする請求項１に記載の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法。
前記無線回線を第１および第２の無線回線とし、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、前記第１の無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージの送受信を行い、前記第２の無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージおよび前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行なうこと、
を特徴とする請求項１に記載の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法。
前記無線回線を第１の無線回線とし、前記第２の無線基地局は、前記移動機がハンドオーバすることを通知する制御メッセージを受信すると自局と前記第１の無線基地局との間に新たな第２の無線回線を確立し、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、前記第１の無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージおよび前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージの送受信を行い、前記第２の無線回線を使用して前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行なうこと、
を特徴とする請求項１に記載の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法。
前記無線回線を第１の無線回線とし、前記第２の無線基地局は、前記移動機がハンドオーバすることを通知する制御メッセージを受信すると自局と前記第１の無線基地局との間に新たな第２および第３の無線回線を確立し、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、前記第１の無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージの送受信を行い、前記第２の無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージの送受信を行い、前記第３の無線回線を使用して前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行なうこと、
を特徴とする請求項１に記載の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法。
前記無線回線を１つの無線回線とし、前記第２の無線基地局は、前記移動機がハンドオーバすることを通知する制御メッセージを受信すると自局と前記第１の無線基地局との間に前記移動機が前記移動機と前記第１の無線基地局との間で使用していた無線回線を確立し、前記第１の無線基地局と前記第２の無線基地局との間では、前記予め確立された無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記第２の無線基地局を制御するための制御メッセージの送受信を行い、ハンドオーバ前に前記移動機と前記第１の無線基地局との間で使用していた無線回線を使用して前記基地局制御装置が前記移動機を制御するための制御メッセージおよび前記移動機の通信相手とのユーザデータの送受信を行なうこと、
を特徴とする請求項１に記載の無線アクセスネットワークにおけるハンドオーバ方法。