JP3661866B2 - オーバーレイエリアでのハンドオーバ制御を行う移動通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にオーバーレイエリアでのハンドオーバ制御を行う移動通信システムに関し、特に自エリアのレベル測定用チャネルを含むセルへのハンドオーバが可能な移動通信システムおよび制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にセルラ方式移動通信システムでは、図１に示すようなオーバーレイセル配置方法が採用されている。すなわち、同一のエリアＡ上に、通信用チャネルに加えてレベル測定用チャネルを含むセル１０６と、このセルとは異なる周波数帯域を持つレベル測定用チャネルを含まないセル１０７とを重ね合わせるように配置する配置方法である。ここでセルとはある周波数帯域の無線ゾーンを示す。エリアとは、レベル測定用チャネルを含むセルと、レベル測定用チャネルを含まないセルとを地理的に重ね合わせるように配置したゾーンを示す。このエリアの中で、レベル測定用チャネルを含まないセルは、レベル測定用チャネルを含むセルのレベル測定用チャネルを利用することができる。
【０００３】
例えば、日本で商用サービスされているPDC(Personal Digital Cellular)方式においてはレベル測定用チャネルはとまり木チャネルを使用しているため、本明細書ではレベル測定用チャネルをとまり木チャネルとも呼ぶ。とまり木チャネルとは、移動局が待ち受け中や通信中の状態において当該とまり木チャネルの受信レベルを測定し、移動通信ネットワーク（１０３，１０２，１０１）に対して受信レベルを報告することにより、通信可能エリアの判定およびセルの選択順序を決定するために用いられるものである。とまり木チャネルは、同一エリア内の全移動局が使用するため送信出力制御ができない。オーバーレイエリアの構成をとった場合、とまり木チャネルを含まないセルにおいては、とまり木チャネルの代わりに通信チャネルを配置することが可能になるので周波数の利用効率が高くなる。ここで、オーバーレイエリアにおいて移動局１０８がとまり木チャネルを有さないセル１０７にて通信を開始しようとした場合、オーバーレイしているセル１０６のとまり木チャネルの受信レベルを当該セル１０７の受信レベルと同等とみなし通信可能かどうかを判定する制御が考えられている。
【０００４】
図１に示すエリア構成において、層１０６および１１２はとまり木チャネルを含むセルでオーバーレイエリアの第１層を形成している。また、層１０７および１１３はとまり木チャネルを含まず、第１層とは異なる周波数帯域であり、通信チャネルのみでオーバーレイエリアの第２層を形成している。これらのセルは地理的に重なり合い、１０６と１０７がエリアＡを構成し、１１２と１１３がエリアBを構成するように各セルはオーバーレイ関係にある。また、各エリア間はハンドオーバ可能である。
【０００５】
引き続き図１を参照しながら、セルラ方式移動通信システムにおける通信中の移動局のハンドオーバ制御方法について説明する。第１層、第２層のどちらの周波数帯域も使用することが可能な移動局１０８がセル１０７にて通信を開始した際に、無線回線制御局１０２がハンドオーバ先の候補となり得る１１２のとまり木チャネルに関する情報を移動局に通知する。このとまり木チャネル１１２についての情報は、無線回線制御局１０２から基地局１０３を介してセル１０７にて移動局１０８に通知されるものである。移動局１０８は通信中に、通信中のセル１０７の受信レベルとセル１１２のとまり木チャネルの受信レベルを測定する。移動局１０８は、測定している１１２のとまり木チャネルの受信レベルが通信中である１０７の受信レベルより所定の値を上回った場合に、無線回線制御局１０２に対しハンドオーバの要求信号を送信し、セル１１２ヘハンドオーバ処理を行おうとする。あるいは、セル１０７の受信レベルが所定の値を下回った場合にも、無線回線制御局１０２に対しハンドオーバの要求信号を送信し、エリアＢへの選択条件を満たせばセル１１２ヘハンドオーバ処理を行おうとする。この場合無線回線制御局１０２は、１１３のエリア構成を１１２のエリア構成と同等と見なし１１２のとまり木チャネルの受信レベルをもとに１１３への通信チャネル割当を許容することができる。当該移動局１０８は、無線回線制御局１０２の指示に従い、セル１１２または１１３ヘハンドオーバすることが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
オーバーレイ関係にある複数のセルは、複数の異なるアンテナによりエリアを形成することや、アンテナが共用であってもとまり木チャネルを有する周波数帯域のみ対応したブースタを設置することなどから、これらセルの下り受信レベルは同一場所であっても必ずしも同等でない場合が想定される。
【０００７】
図２を参照すると、セル１０７’と１０６’が不整合（受信レベルが等しくない）となっている。セル１０７’にて通信を行っている移動局１０８’は、当該セル１０７’の受信レベルおよびハンドオーバ先の候補となり得るセル１１２’のとまり木チャネルの受信レベルを測定しているため、もしセル１１２’のとまり木チャネルの受信レベルが低い場合には、セル１１２’をハンドオーバ先の候補とすることができない。その場合、セル１０７’の受信レベルがセル１０６’の受信レベルよりも低いにも拘わらず、移動局１０８’は無線回線制御局１０２へハンドオーバの要求信号を送信せずそのまま同一セル１０７’にて通信を継続してしまうという問題点がある。
【０００８】
また無線品質が劣化した場合やセル１１２’のとまり木チャネルの受信レベルが所定のレベルを満たしている場合に、セル１１２’にハンドオーバを行おうとするが、移動通信ネットワークで割り当てた通信チャネルが１１３’であるとき、移動局は受信レベルのそれほど高くない１１３’（図示はしていないが、１１３’の受信レベルが低い場合がある）で通信を開始しようとして、ハンドオーバのバタツキという問題が生じることもある。また、建物などにより電波の届きにくい閉空間への電波補強対策としてブースタを設置したとする。これはとまり木チャネルを含むセルの電波強度を増幅して送信するものであるが、同一場所であってもオーバーレイ関係にあるセル間で受信レベルが異なってしまい、低い方のセルにおいて通信品質を低下させるという問題点もある。
【０００９】
これに対し、とまり木チャネルを含まないオーバーレイセルの通信チャネルの一つを常に送信状態にし、通信を開始する際に無線回線制御局１０２からこの周波数を指定することにより移動局に受信レベルを測定させ、所定のレベルを満たしていた場合のみ回線を割り当てるという制御が考えられている。しかしながら、この制御方式では、とまり木チャネル同様に同一エリア内の全移動局が使用するため送信出力制御ができずに通信チャネルを利用するので、干渉確率を低減するために周波数繰返し距離を長くとらなければならない。このような理由から周波数利用効率が低下するという問題がある。さらに、移動局が受信レベルを測定することによりハンドオーバ処理時間の遅延が懸念される。
【００１０】
そこで、本発明の一目的は、複数のセルがオーバーレイしているセルラ方式移動通信システムにおいて、周波数利用効率を高めるとともに、無駄なハンドオーバを抑制した安定した移動通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の一特徴に従った、同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムは、セルを構成する基地局と、基地局に接続されて基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局とから構成され；レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対しレベル測定用チャネル情報を通知する際に、通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知する； ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の特徴に従った、同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムは、 セルを構成する基地局；および 基地局に接続され、基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局であり、通信中の移動局に対してレベル測定用チャネル情報を通知する無線回線制御局； から構成され、
無線回線制御局が、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対しレベル測定用チャネル情報を通知する際に、通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知する； ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の特徴に従った、 同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムは、 セルを構成する基地局； 基地局に接続され、基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局であり、通信中の移動局に対してレベル測定用チャネル情報を通知する無線回線制御局；および 自エリアのセルを介して基地局と通信する移動局； から構成され、
無線回線制御局が、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対しレベル測定用チャネル情報を通知する際に、通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知し； 前記移動局が、無線回線制御局から通知されるレベル測定用チャネル情報を受信し、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信している際に、通信中セルの受信レベルと、通信中セルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルとを測定し、測定した受信レベルを前記無線回線制御局に報告し；かつ 無線回線制御局が、移動局からハンドオーバ要求を受信した際に、通信中セルにオーバーレイしているレベル測定用チャネルを含むセルをハンドオーバ先候補セルに含める； ことを特徴とする移動通信システム。
【００１３】
さらに他の特徴に従えば、移動局が、周辺エリアのレベル測定用チャネルの受信レベルも測定して無線回線制御局に報告し；
無線回線制御局は、前記のオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルに所定の閾値を加えた値よりもレベル測定用チャネルの受信レベルが低い周辺エリアを、ハンドオーバ先候補セルから除外する。
【００１４】
本発明の他の特徴に従った、 同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法は、 移動通信システムが、 セルを構成する基地局； 基地局に接続され、基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局であり、通信中の移動局に対してレベル測定用チャネル情報を通知する無線回線制御局；および 自エリアのセルを介して基地局と通信する移動局； から構成され；
無線回線制御局が、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対しレベル測定用チャネル情報を通知する際に、通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知する段階； 移動局が、無線回線制御局から通知されるレベル測定用チャネル情報を受信し、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信している際に、通信中セルの受信レベルと、通信中セルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルと、周辺エリアのレベル測定用チャネルの受信レベルとを測定し、測定した受信レベルを無線回線制御局に報告する段階； 無線回線制御局が、移動局からハンドオーバ要求を受信した際に、通信中セルにオーバーレイしているレベル測定用チャネルを含むセルをハンドオーバ先候補セルに含める段階； 無線回線制御局が、通信中セルの受信レベルが所定値を越えている場合には、オーバーレイしているセルをハンドオーバ先候補セルから除外する段階；および 無線回線制御局が、ハンドオーバ先候補セルの中から適切なセルを選択し、移動局に対して該セルへとハンドオーバさせる指示を与える段階； から構成される。
【作用】
無線回線制御局が通信中の移動局に対して、周辺エリアのとまり木チャネルに加え自エリアのとまり木チャネルをも通知する。移動局は、周辺エリアおよび自エリアとまり木チャネルの受信レベルを測定し、所定の条件に従い、自エリアのとまり木チャネルを有するセルヘのハンドオーバを可能としている。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１に本発明の実施形態に従った移動通信システムの構成例を示す。図１において、交換局１０１が、基地局を制御する無線回線制御局１０２に接続されている。基地局１０３，１０９は周波数帯域１，２の変復調装置を備え、無線回線制御局１０２を介して交換局１０１に接続されている。アンテナ１０４，１１１は周波数帯域１のアンテナで、それぞれ各エリアで１０６，１１２のとまり木チャネルを含むセル１０６，１１２（第１層）を形成している。アンテナ１０５，１１０は周波数帯域２のアンテナで、それぞれ各エリアで１０７，１１３のとまり木チャネルを含まないエリア（第２層）を形成している。セル１０６と１０７、セル１１２と１１３はオーバーレイしており、同一エリアを形成している。移動局１０８は、周波数帯域１および周波数帯域２に対する変復調装置およびアンテナを備えており、いずれかのセルで通信を行う。
【００１５】
図３は、図１における基地局１０３，１０９の構成例を示すブロック図である。基地局１０３，１０９は、移動局および基地局の情報を保持するための情報記憶部２０１、情報記憶部２０１に記憶されている情報に基づき移動局に通知する信号の設定などを行う制御部２０２、移動局への信号の送出などを行う通信部２０３、移動局との間で送受信される電波を変復調するための無線機回路部２０４、移動局と通信するためのアンテナ２０５を示している。
【００１６】
図４は、図１における移動局１０８の構成例を示すブロック図である。移動局および基地局の情報を保持するための情報記憶部３０１、情報記憶部３０１に記憶されている情報に基づき基地局に通知する信号の設定などを行う制御部３０２、基地局への信号の送出などを行う通信部３０３，基地局との間で送受信される電波を変復調するための無線機回路部３０４、基地局と通信するためのアンテナ３０５を示している。
【００１７】
図５は、図１における無線回線制御局１０２の構成例を示すブロック図である。移動局および基地局と通信するための通信部４０１、移動局、基地局および無線回線制御局の情報を保持する情報記憶部４０２、回線割当制御機能を有し情報記憶部４０２に記憶されている情報に基づき基地局や交換局に通知する信号の設定などを行う制御部４０３、交換局と通信するための通信部４０４を示している。
【００１８】
図６は、あるセルで移動局が通信を開始した時に移動通信ネットワークから移動局へと通知されるメッセージの一例を示している。本実施形態では、とまり木チャネルを含まないエリアで通信を開始しようとした移動局に対し、受信レベルを測定するエリアの１つとしてオーバーレイしている自エリアのとまり木チャネルを通知することにより自エリアの受信レベルを測定する。
【００１９】
図７は、本発明実施形態に従った移動局１０８のハンドオーバ要求信号送出動作を表すフローチャートである。移動局１０８がとまり木チャネルを含まないセル１０７にて通信中に、自エリアとまり木チャネル１０６の受信レベルが通信中セル１０７の受信レベルより所定の値を上回った場合、ハンドオーバの要求信号を送出する。移動局１０８は、通信中において通信中セル１０７における通信チャネルの受信レベルと無線回線制御局１０２から通知されたセル（１０６，１１２）のとまり木チャネル受信レベルを測定(602)し、通信中セル１０７の受信レベルに閾値Ａを加えた値よりも自エリアとまり木チャネル１０６の受信レベルの値が高くなった場合(603)に、無線回線制御局１０２に対してハンドオーバの要求信号を送出(604)する。
【００２０】
図８は、本発明実施形態に従った無線回線制御局１０２のハンドオーバ動作のフローチャートである。無線回線制御局１０２は、通信中である移動局１０８からハンドオーバの要求信号を受信した場合に、当該要求信号に搭載されているとまり木チャネル番号とそれに対応したとまり木チャネル受信レベルを取得して、ハンドオーバ先候補セルのリストを抽出(702)する。このとき無線回線制御局１０２は、移動局１０８が通信中のセルにオーバーレイしているレベル測定用チャネルとしての止まり木チャネルを含むセルをハンドオーバ先候補セルに含める。さらに、無線回線制御局１０２は、リスト内のハンドオーバ先候補セルの１つについて、自エリアか周辺エリアかの識別(703)をする。自エリアでない（つまり周辺エリアである）と判断した場合に、自エリアのとまり木チャネル受信レベルに所定の閾値Bを加えた値より、その周辺エリアとまり木チャネル受信レベルが低いとき、ハンドオーバ先候補セルリストよりその周辺エリアを削除(705)する。この処理により、通信中セルと周辺セルとの間での不要な強電界ハンドオーバを抑止することができる。
【００２１】
また、無線回線制御局１０２は、リスト内のハンドオーバ先候補セルの１つについて、自エリアか周辺エリアかの識別(703)をし、自エリアであると判断した場合に、通信中セル１０７の下り受信レベルが所定の閾値C以上である場合には、ハンドオーバ先候補セルの一つとして含まれている自エリアのうちとまり木チャネルを有するセル１０６を前記ハンドオーバ先候補エリアリストより削除(707)する。この処理により、同一オーバーレイエリアにおける不要なハンドオーバ処理を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を応用できる、セルラ方式移動通信システムのオーバーレイしたエリアを示す概念図である。
【図２】オーバーレイセル間で受信レベルが異なる様子を示した、図１と同様な図である。
【図３】図１に使用される基地局の概要を示したブロック図である。
【図４】図１に使用される移動局の概要を示したブロック図である。
【図５】図１に使用される無線回線制御局の概要を示したブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に従った信号フォーマットを示した図である。
【図７】本発明の実施形態に従った移動局の動作のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に従った無線回線制御局の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 交換局
１０２ 無線回線制御局
１０３，１０９ 基地局
１０６，１１２ とまり木チャネルを含むセル
１０７，１１３ とまり木チャネルを含まないセル
１０８ 移動局

Claims (4)

1. 同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムであって：
   前記セルを構成する基地局；
   前記基地局に接続され、前記基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局であり、通信中の移動局に対してレベル測定用チャネル情報を通知する無線回線制御局；および
   自エリアのセルを介して基地局と通信する移動局；
   から構成され、
   前記無線回線制御局が、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対し前記レベル測定用チャネル情報を通知する際に、前記の通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知し；
   前記移動局が、前記無線回線制御局から通知されるレベル測定用チャネル情報を受信し、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信している際に、通信中セルの受信レベルと、通信中セルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルとを測定し、測定した受信レベルを前記無線回線制御局に報告し；
   前記無線回線制御局が、前記移動局からハンドオーバ要求を受信した際に、通信中セルにオーバーレイしているレベル測定用チャネルを含むセルをハンドオーバ先候補セルに含め；かつ
   前記無線回線制御局が、前記通信中セルの受信レベルが所定値を越えている場合には、前記のオーバーレイしているセルをハンドオーバ先候補セルから除外する；
   ことを特徴とする移動通信システム。
2. 同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムであって：
   前記セルを構成する基地局；
   前記基地局に接続され、前記基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局であり、通信中の移動局に対してレベル測定用チャネル情報を通知する無線回線制御局；および
   自エリアのセルを介して基地局と通信する移動局；
   から構成され、
   前記無線回線制御局が、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対し前記レベル測定用チャネル情報を通知する際に、前記の通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知し；
   前記移動局が、前記無線回線制御局から通知されるレベル測定用チャネル情報を受信し、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信している際に、通信中セルの受信レベルと、通信中セルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルと、周辺エリアのレベル測定用チャネルの受信レベルとを測定し、測定した受信レベルを前記無線回線制御局に報告し；
   前記無線回線制御局が、前記移動局からハンドオーバ要求を受信した際に、通信中セルにオーバーレイしているレベル測定用チャネルを含むセルをハンドオーバ先候補セルに含め；かつ
   前記無線回線制御局は、前記のオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルに所定の閾値を加えた値よりもレベル測定用チャネルの受信レベルが低い周辺エリアを、ハンドオーバ先候補セルから除外する；
   ことを特徴とする移動通信システム。
3. 請求項１または２に記載の移動通信システムであって、前記の複数の異なるセルが異なる周波数帯域を有する、ことを特徴とする移動通信システム。
4. 同一エリアに複数の異なるセルを存在させ、少なくとも１つのセルがレベル測定用チャネルを含むオーバーレイエリアを有する移動通信システムにおけるハンドオーバ制御方法であって：
   前記移動通信システムが、
   前記セルを構成する基地局；
   前記基地局に接続され、前記基地局の接続条件を設定制御する無線回線制御局であり、通信中の移動局に対してレベル測定用チャネル情報を通知する無線回線制御局；および
   自エリアのセルを介して基地局と通信する移動局；
   から構成され；
   前記無線回線制御局が、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信中の移動局に対し前記レベル測定用チャネル情報を通知する際に、前記の通信中のセルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルを含めて通知する段階；
   前記移動局が、前記無線回線制御局から通知されるレベル測定用チャネル情報を受信し、レベル測定用チャネルを含まないセルにて通信している際に、通信中セルの受信レベルと、通信中セルにオーバーレイしているセルのレベル測定用チャネルの受信レベルと、周辺エリアのレベル測定用チャネルの受信レベルとを測定し、測定した受信レベルを前記無線回線制御局に報告する段階；
   前記無線回線制御局が、前記移動局からハンドオーバ要求を受信した際に、通信中セルにオーバーレイしているレベル測定用チャネルを含むセルをハンドオーバ先候補セルに含める段階；
   前記無線回線制御局が、前記通信中セルの受信レベルが所定値を越えている場合には、前記のオーバーレイしているセルをハンドオーバ先候補セルから除外する段階；および
   前記無線回線制御局が、ハンドオーバ先候補セルの中から適切なセルを選択し、前記移動局に対して該セルへとハンドオーバさせる指示を与える段階；
   から構成されるハンドオーバ制御方法。

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