無線遠隔通信ネットワーク内のハンドオーバ方法及び装置

专利摘要:
無線遠隔通信ネットワークは異なるパケット転送遅延で動作する部分を含むことがあり、従ってあるノードから他のノードにハンドオーバされているモバイル端末はハンドオーバ前後に異なる遅延を経験することになる。ハンドオーバ処理の間、２つの遅延間の差異を減らすためにノードを介してより小さい遅延でモバイル端末に送信されたパケットに追加遅延が適用される。追加遅延は異なる無線アクセス技術タイプの無線ネットワークの一部を接続しているアンカーノード又はネットワークの他の部分で適用されうる。パケット転送遅延に関する情報は、例えばハンドオーバに参加するノードのための遅延を決定するために格納されてアクセスされてもよく、及び／又は呼の間に行われた測定によって取得されてもよい。
公开号:JP2011508549A
申请号:JP2010540038
申请日:2008-11-24
公开日:2011-03-10
发明作者:ホフマン，ダーク
申请人:アルカテル−ルーセント；
IPC主号:H04W36-02

专利说明:

[0001] 本発明は、無線遠隔通信ネットワーク内でモバイル端末を第１ノードから第２ノードへハンドオーバするための方法及び装置に関する。本発明は異種の無線ネットワーク及びこのようなネットワーク内の垂直ハンドオーバに特に適用可能であるが、これに限定されない。]
背景技術

[0002] 現在、複数の異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ）タイプを組み込んで異種モバイルネットワークを形成する無線遠隔通信ネットワークが開発されている。異種ネットワークはユーザがどのようにネットワークに接続するかについての選択可能性を容認するので、ユーザ及びオペレータに利益をもたらす。ユーザは自分の無線接続を最も適したアクセスシステムに向けることによって利用可能なオプションの選択肢から最良の接続を取得できる。オペレータはネットワーク性能及びネットワーク利用を最適化するために負荷分散を実行できる。]
[0003] 異種モバイルネットワーク内に異なるＲＡＴタイプの組合せが含まれる場合、それぞれの異なるＲＡＴを介するパケット転送時間に大きな差異があることがあり、従ってあるＲＡＴを介してモバイル端末に送信されたパケットはネットワーク内に含まれる他のＲＡＴによって送信された場合よりも到着に長い時間がかる場合がある。パケットフローについての平均的パケット転送遅延はＲＡＴのアーキテクチャ、ＲＡＴの技術タイプ、ネットワークノードでの処理時間、輻輳の量などに依存する。これは異種ネットワークに接続されたモバイル端末があるＲＡＴへの接続を介してある遅延で、またネットワーク内に含まれる別のＲＡＴを介して別の遅延でパケットを受信することの原因となり、従ってモバイル端末が「遅い」ＲＡＴと比べて比較的小さい遅延でパケットを受信する「速い」ＲＡＴがあることになる。]
[0004] 速いＲＡＴから遅いＲＡＴへのモバイル端末のハンドオーバの間、平均パケット転送遅延の差が大きすぎるとハンドオーバ前よりもハンドオーバの後の方がＩＰパケットが受信機に到着するために多くの時間を必要とするので、モバイル端末受信機は受信するパケットフローにおける中断を観測することがある。これはスピーチなどのリアルタイムアプリケーションについて特に顕著な場合があり、従ってハンドオーバ処理はユーザにとってもはやシームレスには思えなくなってしまう。逆に遅いＲＡＴから速いＲＡＴへのハンドオーバの間、受信機はＩＰパケットの追越しを観測することがある。]
[0005] リアルタイムアプリケーションについては、モバイル端末受信機はＩＰパケットフローにおける中断を回避するのに十分な大きさである、又はＩＰパケット再注文のための機能を有する再生バッファを含んでよい。再生バッファは例えば十分なデータが累積されるまで音声データを格納し、次いでユーザに提示されるために復号される。ビデオストリーム通信については任意に選んだ大きさの再生バッファが使用されうる。しかし会話サービスについては、再生バッファによって引き起こされる会話への割込みを回避するために再生バッファは大きさが制限されなければならない。]
[0006] 非リアルタイムアプリケーションについては、速いＲＡＴから遅いＲＡＴへのハンドオーバ後にＩＰパケットが受信されるのが遅すぎるとＴＣＰエラー処理方法が開始されうる。ＴＣＰエラー処理方法は、たとえ元の伝送においてパケットが実際に紛失されたわけではなくてもモバイル端末にすでに送信されたパケットの再伝送を含む。]
課題を解決するための手段

[0007] 本発明の第１の態様によれば、無線遠隔通信ネットワーク内で第１ノードから第２ノードへモバイル端末をハンドオーバするための方法は、
確立された接続のために第１ノードを介してモバイル端末に送信されたパケットについての第１平均パケット転送遅延、及び確立された接続のために第２ノードを介してモバイル端末に送信されたパケットについての第２平均パケット転送遅延を決定するステップ、並びに、
第１及び第２遅延のうちの一方が他方よりも小さい場合、ハンドオーバ処理の間により小さい遅延でノードを介してモバイル端末に送信されたパケットに追加遅延を適用するステップを含む。]
[0008] 本発明を使用することにより確立された接続の間の第１及び第２遅延の間の差異の影響を減少させることができる。確立された接続とは現在ハンドオーバの実行が行われていない接続である。ハンドオーバの間に適用された追加遅延はより小さい遅延を増加させるので、モバイル端末がより小さい遅延でパケットを受信するノードからより大きい遅延でそれらのパケットを受信するノードへ転送される場合、呼における割込みの可能性が低くなる。従って再伝送手順が開始される可能性も減少させ、追加の伝送及びリソース使用を減少させる。より大きい遅延を有するソースノードに接続したときに受信したよりも小さい遅延でパケットを受信するノードにモバイル端末がハンドオーバされる場合、追加遅延を適用することは第２ノードからのパケットが第１ノードからのパケットを追い越すリスクを減少させ、従って受信したパケットの再注文に備える必要を減少させる。本発明はモバイル端末での受信における中断、又は受信機でのパケットの追越しがとりわけ望ましくないスピーチなどのリアルタイムアプリケーションに適用される場合、特に有利である。さらに本発明の使用によって通常よりも小さい再生バッファがモバイル端末で使用できるようになる。]
[0009] 第１と第２遅延との間に何らかの差異がある場合追加遅延が適用されうる。あるいは２つの遅延間の差異がしきい値を越える場合のみ追加遅延を適用することができ、従って差異が著しい性能問題を引き起こすのに不十分な場合はより小さいパケット伝送遅延でより速いパスを介して伝送されるパケットには追加遅延が全く課されない。]
[0010] 本発明による一方法では、より速いパケットに適用される追加遅延は時間が経っても固定量のままである。追加で適用された遅延は第１及び第２遅延の間のステップ変更の大きさを縮小させ、これは第１及び第２遅延の間により大きい差異が存在する場合に生じる問題を回避するのに十分な場合がある。本発明による他の方法ではハンドオーバ処理の間に平均パケット転送遅延におけるスムーズな変化を提供するために追加で適用される遅延の量が変動する。例えば第１及び第２遅延の間の差異がある値の範囲内である場合に適用されている固定遅延と差異がより大きい場合の変動遅延のこれらの２つの手法の組合せが使用されうる。]
[0011] 本発明による一方法ではネットワークは異種ネットワークであり、第１及び第２ノードはそれぞれの異なる無線アクセス技術すなわちＲＡＴの一部に含まれる。本発明は同種ネットワークにも実装されうるので、例えばこのような同種ネットワークの異なる部分が異なるパケット転送遅延を提供する場合は有益である可能性がある。]
[0012] 好都合なことに、全ての遅延がパケットのための伝送パス内のある位置に適用されるが、代わりにパスに沿って異なる位置に適用されてもよい。ネットワークが異種ネットワークの場合、異なるＲＡＴ部分を接続しているアンカーノードで遅延の少なくとも一部が適用されうる。本発明による他の方法では遅延の少なくとも一部が第１及び第２ノードのうちの１つに適用され、そのノードを介して確立された接続のためにより小さい遅延でパケットが転送される。追加遅延はルータ、基地局などのノードに適用されてもよく、他のタイプのネットワークノードに適用されてもよい。]
[0013] 本発明による方法では平均パケット転送遅延についての情報はメモリ又はデータベースなどの記憶装置に格納され、その記憶装置は第１及び第２遅延を決定するためにアクセスされる。遅延についての情報は測定によって提供されてもよく、及び／あるいはネットワーク性能、アーキテクチャ、又はノードに接続されたモバイル端末へのパケットの伝送に影響を及ぼす他の関連する態様を分析することによって計算されてもよい。モバイル端末からの測定は、例えばハンドオーバ準備段階の間に試験伝送を使用すること又はデータパケットの受信を監視することによって第１及び第２遅延のうちの少なくとも１つを決定するために使用されてよい。]
[0014] 本発明の第２の態様によれば、無線通信ネットワークは確立された接続のために第１ノードを介してモバイル端末に送信されたパケットのための第１平均パケット転送遅延と確立された接続のために第２ノードを介してモバイル端末に送信されたパケットのための第２平均パケット転送遅延とがある第１及び第２ノード、モバイル端末が第１ノードから第２ノードにハンドオーバされるべき場合に第１及び第２遅延を比較するための比較器、並びに第１及び第２遅延のうちの一方が他方よりも早い場合、ハンドオーバ処理の間により小さい遅延でノードを介してモバイル端末に送信されるパケットに追加遅延を適用する遅延機構を備える。]
[0015] 本発明の第３の態様によれば、無線ネットワークノードはモバイル端末がそれをもって確立された接続内にあるときにあるノードを介するモバイル端末へのパケット転送遅延が他のノードを介するモバイル端末へのパケット転送遅延よりも小さい場合、ハンドオーバ処理の間にモバイル端末がそのノード間でハンドオーバされるときにノードを介してより小さい遅延でモバイル端末に送信されたパケットに追加遅延を適用する遅延機構を備える。]
[0016] 次に、本発明によるいくつかの実施形態及び方法を添付の図面を参照して例としてのみ説明する。]
図面の簡単な説明

[0017] 異種無線ネットワークを概略的に示す図である。
図１に示したネットワークの動作に関する概略的説明図である。
本発明による遅延機構を備える無線ネットワークノードを概略的に示す図である。
図１に示したネットワークの動作に関する概略的説明図である。] 図１
実施例

[0018] 図１を参照すると、異種無線ネットワーク３００はそれぞれアクセスルータ１１０及び２１０を介して共通アンカーノード３１０に接続された第１ＲＡＴ１００及び第２ＲＡＴ２００を含んでおり、他のノードを含んでよいがこれらは図示されていない。ネットワークはアンカーノード３１０に接続された第３ＲＡＴ（図示せず）も含む。モバイル端末１は第１ノードすなわち基地局１２０を介して第１ＲＡＴ１００に、及び第２ノードすなわちアクセスポイント２２０を介して第２ＲＡＴ２００に接続できる。接続処理の間に選択された特定のＲＡＴはチャネル品質、ネットワークローディング、及びモバイル端末の位置などの様々なパラメータを考慮して最適なパフォーマンスを提供することになるＲＡＴである。ネットワークはそれぞれのＲＡＴを介してそのＲＡＴに接続されたモバイル端末にＩＰパケットが送信される場合の平均パケット転送遅延に関する情報を格納するデータベース３２０を含む。アクセスルータ１１０、２１０、及びアンカーノード３１０はデータベース３２０への接続を有し、データベース３２０が格納した情報にアクセスできるようにしている。] 図１
[0019] ネットワーク３００において、モバイル端末が第１ＲＡＴ１００との確立された接続内にある場合、モバイル端末はアクセスポイント２２０を介して第２ＲＡＴ２００と確立された接続内にある場合よりも小さい平均パケット転送遅延で基地局１２０を介してＩＰパケットを受信する。パケット転送遅延はＲＡＴのアーキテクチャ、ＲＡＴの技術タイプ、ネットワークノードでの処理時間、輻輳の量などに依存するので、遅延における差異が発生する。第３ＲＡＴの平均パケット転送遅延は、図２に示されるように第１ＲＡＴ１００と第２ＲＡＴ２００の平均パケット転送遅延の間の値である。異なるＲＡＴ間の３つの垂直ハンドオーバ手順について、時間に対する平均パケット転送時間が示されている。パケット転送時間機能は第１ハンドオーバについて受信機でのパケット遅延という結果をもたらし第２及び第３ハンドオーバについてパケット追越しという結果をもたらすこともある階段状の挙動を示している。最初にモバイル端末１が第１ＲＡＴ１００との確立された接続内にある。モバイル端末によって行われた測定を通じて、時間ｔ１で第１ＲＡＴ１００との接続を解放してモバイル端末１を第２ＲＡＴ２００にハンドオーバする決定がなされる。しばらく経って、ｔ２で第３ＲＡＴへの垂直ハンドオーバが実行され、次いでｔ３で第１ＲＡＴ１００への垂直ハンドオーバが実行される。] 図２
[0020] ｔ１でのＲＡＴ１００からＲＡＴ２００へハンドオーバのために、ハンドオーバする決定がなされるとアンカーノード３１０がデータベース３２０にアクセスして、ＲＡＴ１００を介する及び他方のＲＡＴ２００を介する平均パケット転送遅延を決定する。アンカーノード３１０は２つの遅延を比較して、差異がしきい値を超えており従って十分に大きい差異があるのでそれを減らすことが著しく有益であることを示している場合、第１ＲＡＴ１００に含まれるアクセスルータ１１０にメッセージを送信する。図３に示されるようにアクセスルータ１１０及び２１０はそれぞれ遅延機構を含んでいる。第１ＲＡＴ１００に含まれるアクセスルータ１１０は１１２でアンカーノード３１０からメッセージを受信する。メッセージは差し迫ったハンドオーバ処理の間パケットに追加遅延を適用するべきであることをアクセスルータ１１０に知らせる。メッセージが平均パケット転送時間の間の差異の値も含んでよく、あるいはアクセスルータ自体がデータベース３２０に直接アクセスしてこの情報を取得してもよい。１１４で遅延とその遅延が適用されるべき時間との間の差異を使用することによってハンドオーバ処理の間に適用される遅延に緩やかな変化を与えるように遅延の量が決定される。遅延における経時的な変化は図４における点線で示された線状でもよく、あるいは鎖破線によって示された指数でもよい。制御された遅延はコントローラ１１６を介してレジスタ１１８に適用され、それを介してアクセスルータ１１０からＩＰパケットが出力される。ハンドオーバ決定がなされた後及びハンドオーバ実行前に遅延が適用される。] 図３ 図４
[0021] 続いて第３ＲＡＴが第２ＲＡＴよりも速いので第２ＲＡＴ２００から第３ＲＡＴへハンドオーバをする決定が行われ、第３ＲＡＴに関連付けられるアクセスルータで追加遅延が適用される。この場合遅いＲＡＴから速いＲＡＴへのハンドオーバなので、図４に示されるように追加遅延はハンドオーバ実行後に適用される。] 図４
[0022] 遅延機構は中央アンカー３１０とアクセスルータ１１０及び２１０との間のパス上のどのルータに設置されてもよく、あるいは異種モバイルネットワーク３００内の無線アクセスネットワーク１００及び２００のノード１２０及び２２０などの他のノードに設置されてもよい。]
[0023] 遅延機構の最適な作動のために全てのＲＡＴの中央アンカーと受信機との間のそれぞれのＲＡＴの平均パケット転送時間を大まかに知らなければならない。この知識は実際の測定に基づいてもよく、中央データベースに格納された既知の平均値に基づいてもよい。モバイル端末１からの測定は平均パケット転送遅延を決定するために使用されてよい。]
[0024] 本発明を使用することにより異種モバイルネットワークでサポートされるべき損失のないシームレスな垂直ハンドオーバ手順が可能になる。本発明はハンドオーバ手順がルーティングパスにおける大きな変更を伴う場合水平ハンドオーバ手順にも適用されてよい。]
[0025] 本発明は、本発明の趣旨又は基本的特性から逸脱することなしに他の特定の形式で実施されてよく、また他の方法によって実装されてよい。説明した実施形態はあらゆる点で例示的なものにすぎず限定的なものではないと考えられるべきである。従って本発明の範囲は前述の説明によってではなく添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の同等物の意味及び範囲内で起こる全ての変更は特許請求の範囲内に包含されるべきである。]

权利要求:

請求項1
無線遠隔通信ネットワーク内で第１ノードから第２ノードへモバイル端末をハンドオーバするための方法であって、確立された接続のために前記第１ノードを介して前記モバイル端末に送信されたパケットについての第１平均パケット転送遅延、及び確立された接続のために前記第２ノードを介して前記モバイル端末に送信されたパケットについての第２平均パケット転送遅延を決定するステップ、及び、第１及び第２遅延のうちの一方が他方よりも小さい場合、ハンドオーバ処理の間により小さい遅延で前記ノードを介して前記モバイル端末に送信されたパケットに追加遅延を適用するステップを含む方法。
請求項2
請求項１に記載の方法であって、ハンドオーバ処理の間に平均パケット転送遅延におけるスムーズな変化を提供するために適用される遅延の量を変動させるステップを含む方法。
請求項3
請求項１又は２に記載の方法であって、前記ネットワークが異種ネットワークであり、前記第１及び第２ノードがそれぞれ異なる無線アクセス技術すなわちＲＡＴ部分に含まれる方法。
請求項4
請求項３に記載の方法であって、異なるＲＡＴ部分を接続しているアンカーノードで前記遅延の少なくとも一部を適用するステップを含む、方法。
請求項5
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法であって、前記追加遅延の少なくとも一部を前記第１及び第２ノードのうちの前記一方で適用するステップであって、そのノードを介して確立された接続のためにパケットがより小さい遅延で転送されるステップを含む、方法。
請求項6
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法であって、平均パケット転送遅延についての情報を記憶装置内に格納するステップ、及び前記記憶装置にアクセスして前記第１及び第２遅延を決定するステップを含む方法。
請求項7
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法であって、前記モバイル端末からの測定を使用して前記第１及び第２遅延のうちの少なくとも１つを決定するステップを含む方法。
請求項8
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法であって、前記遅延が会話サービスに属するパケットに適用される、方法。
請求項9
確立された接続のために前記第１ノードを介してモバイル端末に送信されたパケットのための第１平均パケット転送遅延と、確立された接続のために前記第２ノードを介してモバイル端末に送信されたパケットのための第２平均パケット転送遅延とがある第１及び第２ノード、モバイル端末が前記第１ノードから前記第２ノードにハンドオーバされるべき場合に前記第１及び第２遅延を比較するための比較器、並びに前記第１及び第２遅延のうちの一方が他方よりも小さい場合、前記ハンドオーバ処理の間により小さい遅延で前記ノードを介して前記モバイル端末に送信されるパケットに追加遅延を適用する遅延機構を備えた無線通信ネットワーク。
請求項10
モバイル端末がそれをもって確立された接続内にある場合、あるノードを介するモバイル端末へのパケット転送遅延が他のノードを介するモバイル端末へのパケット転送遅延よりも小さい場合、ハンドオーバ処理の間にモバイル端末が前記ノード間でハンドオーバされるときに、前記ノードを介してより小さい遅延でモバイル端末に送信されたパケットに追加遅延を適用する遅延機構を備えた無線ネットワークノード。
請求項11
ハンドオーバの間に無線遠隔通信ネットワークによって参照のために接続可能であり、また前記ネットワークを通る異なるパスについての平均パケット転送遅延の情報を含む、データ記憶装置。