JP4305915B2 - 基地局選択に用いる基準を求める方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局選択に用いる基準を求める方法に関し、特に、複数の周波数チャネルを有する移動通信システムにおけるハンドオーバ制御及び待ち受け制御に関する。

近年、移動通信システムが広く普及しており、高速マルチメディア通信が可能になる次世代移動通信システムの開発が行われている。また、多くのユーザを収容するために１つの通信事業者が同一地域で複数の周波数チャネルを運用する移動通信システムを構築することが一般的である。このように複数の周波数チャネルを有する移動通信システムの一例としては、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）システムがあり、次世代通信システムとしてＯＦＣＤＭ（Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing）システム等が検討されている。従来の移動通信システムの一例を以下に示す。

Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）と呼ばれる標準化団体で通信方式が規格化されており、図７の一例に示すような構成からなっている。図７は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの構成の一例を示すシステム構成図である。
図７に示すように、Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、或る間隔で配置された複数の基地局７１，７２，７３と移動通信端末７４間で無線通信を行うシステムである。ここで、移動通信端末７４では、一般的に、各基地局７１，７２，７３からの受信信号の品質を測定することにより、最適な基地局例えば基地局７１を選択して通信を行っている。待ち受け中には、最も受信電波が強い１つの基地局例えば基地局７１からの情報を受信しているが、移動通信端末７４が移動することにより、該基地局７１からの受信信号の品質が劣化した場合や、周辺基地局例えば基地局７２からの受信信号の品質の方が良くなった場合には、非特許文献１に記載のような３ＧＰＰ規格の「アイドルモード時のセル選択とセル再選択（Cell selection and reselection in idle mode）」の判定基準に基づいて、信号を受信する基地局をより品質の良い基地局７２に変更する処理を行っている。

一方、移動通信端末７４が通信中の場合には、一般的に、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの特徴であるソフトハンドオーバ機能（複数の基地局と同時に通信を行う機能）を使用して継続した通信を実現している。即ち、移動通信端末７４が移動することにより、通信している基地局７１及び周辺基地局７２，７３からの受信信号の品質が変化した場合には、より品質の良い基地局との通信を行うために、移動通信端末７４は、非特許文献２に記載のような３ＧＰＰ規格の「イントラ周波数品質測定（Intra-frequency measurements）」の判定基準に基づいて、新たに通信したい基地局例えば基地局７２の情報を基地局７１に送信し、基地局７１が新たに通信する基地局７２を決定して、移動通信端末７４に対して通知する。この結果、通信する基地局を基地局７１から基地局７２に適切に変更する処理を行いながら、通信を途絶することなく、通信を継続するようにしている。

また、移動通信端末７４が、前述のような、通信中の基地局７１と同一の周波数２ＧＨｚ帯で通信する基地局７２にハンドオーバして通信を継続する場合ではなく、通信中の基地局７１の周波数２ＧＨｚとは異なる周波数例えば８００ＭＨｚの基地局７３を選択して通信を切り替える場合は、非特許文献３に記載のような３ＧＰＰ規格の「インタ周波数品質測定（Inter-frequency measurements）」の判定基準に基づいて、ハードハンドオーバ機能（通信する基地局を瞬間的にすべて切り替えて通信を維持する機能）を用いて、通信する基地局を、基地局７１から基地局７３に変更する処理を行いながら、通信を途絶することなく、通信を継続している。

但し、３ＧＰＰ規格においては、待ち受け中及び通信中において最適な基地局を選択する際に、一般的に、受信品質を基準にして切り替えるべき基地局を選択しており、移動通信端末７４の移動速度や基地局７１，７２，７３のセル半径に関する情報は使用されていない。この結果、待ち受け中や通信中において、移動通信端末７４が高速に移動する場合、待ち受けする基地局や通信する基地局を変更する頻度が高くなるという問題が発生する。また、待ち受け中においては、情報を受信する基地局を変更する処理を行っている間は、移動通信端末７４には着信することができないため、着信失敗の確率が高くなり、また、情報を受信する基地局を変更する際に移動通信端末７４の消費電流も多くなるため、待ち受け時間が短くなるという問題がある。更に、移動通信端末７４が高速に移動する場合、通信中において通信するセル即ち基地局を頻繁に変更するため、ネットワークの負荷が増大するという問題がある。

以上のような問題のうち、通信中のハンドオーバ制御に関して、特許文献１に示す特開２００２−２７５２２号公報「移動通信端末及びセル選択制御プログラムを記憶した記憶媒体」に開示されている技術がある。該特許文献１の技術は、移動通信端末が、各基地局のセル半径の大きさを判断し、当該移動通信端末の移動速度や送信パワー、通信する情報の要求品質などの情報に基づいて、セル半径の大きな基地局又はセル半径の小さな基地局のいずれを優先して選択すべきかを判定して、判定したセル半径を有する基地局を優先的に選択するという技術である。
特開２００２−２７５２２号公報 3rd Generation Partnership Project；「User Equipment(UE) procedures in idle mode and procedures for cell reselection in connected mode」，３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０４ Ｖ３．１４．０，Ｓｅｃｔｉｏｎ５．２，（２００４−０３） 3rd Generation Partnership Project；「Radio Resource Control(RRC) protocol specification」，３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１ Ｖ３．１８．０，Ｓｅｃｔｉｏｎ１４．１，（２００４−０３） 3rd Generation Partnership Project；「Radio Resource Control(RRC) protocol specification」，３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１ Ｖ３．１８．０，Ｓｅｃｔｉｏｎ１４．２，（２００４−０３）

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、各基地局のセル半径を判断する手段や最適な基地局を優先的に選択するための具体的な手段については述べられていないし、また、ハンドオーバ制御をすべて移動通信端末側で行うことにしている。しかし、ハンドオーバ制御は、移動通信端末側のみではなく、実際には、基地局側の制御も必要である。更には、基地局側において、移動通信端末から受信した情報に基づいて、様々な条件を組み合わせることにより、最適な基地局を選択するようなハンドオーバ制御を行う方が、移動通信システム全体としての効率を良くすることができる。

そこで、本発明の目的は、基地局と移動通信端末とが協調して、移動通信端末の移動速度に応じて最適な基地局を選択するハンドオーバ制御を基地局側で行い、移動通信端末では基地局から指定された最適な基地局に変更して通信を継続するハンドオーバ制御に関する動作を行い、移動通信端末が高速に移動する場合に、安定した接続状態を維持し移動通信端末の消費電流の低減を達成すると共に、移動通信ネットワークの負荷を軽減することを可能とすることにある。また、本発明の他の目的は、移動通信システムに予め設定されている条件により、移動通信端末側で各基地局のセル半径に関する情報が簡単に判別できる場合においては、通信中に基地局で行うハンドオーバ制御の一部及び待ち受け中の待ち受け制御を、移動通信端末で行うことを可能とすることにある。

本発明は、前述の課題を解決するために以下のような技術手段により構成されている。
第１の技術手段は、通信または待ち受けする基地局を、複数の基地局の中から選択する際に用いる基準を移動通信端末が求める方法であって、前記移動通信端末が、前記基地局からの受信品質を検出するステップと、前記基地局から基地局選択のための制御パラメータを受信するステップと、前記移動通信端末の移動速度を検出するステップと、前記移動通信端末の移動速度に応じて、前記基地局選択のための制御パラメータを適用して前記受信品質を更新することにより、前記基準を求めるステップと、を備えることを特徴とする。

また、第２の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の基地局選択に用いる基準を求める方法において、前記制御パラメータは、前記基地局からの報知情報から取得することを特徴とする。

以上に記載のごとき技術手段から構成される本発明によれば、移動通信端末の移動速度と基地局毎のセル半径の大きさとに応じて、最適な基地局を優先的に選択するようなハンドオーバ制御や待ち受け制御を行うことにより、移動通信端末が待ち受け中にある場合に、着信の失敗の確率を低減することができ、また、情報を受信する基地局を変更する頻度を低減することにより消費電流の増加を防ぐことができる。また、移動通信端末が通信中にある場合においても、通信する基地局を変更するハンドオーバの発生頻度を低減し、基地局及び移動通信端末双方の負荷を低減することができ、移動通信ネットワークのサービス品質を確保することができると共に、特定の基地局との通信に偏ることもなく、安定した基地局選択に用いる基準を求める方法を提供することができる。更には、移動通信端末を識別可能な固有の情報を用いて、移動通信端末のうち特定の移動通信端末に対してのみ、優先的に、ハンドオーバ制御及び待ち受け制御を行うようにすることも可能である。

本発明に係る基地局選択に用いる基準を求める方法に関する実施形態の一例について、以下に図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明が適用される移動通信システムのセル構成の一例を示す構成図である。図１に示すように、移動通信システムは、様々なセル半径からなるセル１１ｚ，１２ｚ，…，１５ｚをそれぞれ有する基地局１１，１２，…，１５が、各セルが互いに重なり合う状態で配置されて構成されている。ここに、セル半径は、基地局の送信電力、使用する周波数など様々な要因によって決定されるものであり、例えば、基地局送信電力が大きい方が、セル半径は大きくなり、使用する周波数が低い方が、伝播損失が少なくなるためセル半径は大きくなる。図１に示す例においては、セル１１ｚ，１２ｚ，１３ｚ，１４ｚが、セル半径が小さいセルであり、セル１５ｚが、セル半径が大きいセルである。

移動通信端末は、このように互いに重なり合うセル内を移動しながら通信を行うものであり、移動通信端末は、例えば、図１においては、矢印で示すように、セル１１ｚ，１５ｚ即ち基地局１１，１５の通信範囲の位置１６から、セル１４ｚ，１５ｚ即ち基地局１４，１５の通信範囲を経由して、セル１３ｚ，１５ｚ即ち基地局１３，１５の通信範囲の位置１７に向かって移動する。

また、各基地局１１，１２，…，１５のそれぞれには、複数の受信品質オフセット値と、基地局間のハンドオーバ制御を行うハンドオーバ制御部とが備えられている。ここに、受信品質オフセット値は、ハンドオーバ制御用に用いるハンドオーバ制御パラメータや待ち受け制御用に用いる待ち受け制御パラメータとなるものであり、移動通信端末の移動速度と各基地局のセル半径の大きさとに対応する値として予め設定されていて、移動速度の大きさに応じて、最適の基地局を選択して、通信する基地局をハンドオーバしたり、待ち受けする基地局を変更したりするために適用される。

例えば、通信中の移動通信端末が高速移動する場合に、セル半径が大きい基地局ほど、受信品質オフセット値の値を大きい値とし、セル半径が大きい基地局ほど、移動通信端末が実際に受信した受信信号品質よりも品質の良い受信信号を受信しているように、受信品質オフセット値を用いて更新することにより、セル半径が大きい基地局を優先して選択して、ハンドオーバ切り替えを行わせ、高速移動時にハンドオーバ制御が頻発しないように制御するものである。なお、図１には、基地局１１にのみハンドオーバ制御部１１ａと受信品質オフセット値１１ｂ（ハンドオーバ制御パラメータ、待ち受け制御パラメータ）を示していないが、その他の各基地局１２，１３，…，１５にも同様に備えられている。また、各基地局１１，１２，…，１５に備えられている受信品質オフセット値は同じ値を保持していても良いし、それぞれ異なる値を保持していても良い。

図２は、本発明が適用される移動通信端末の一例を示すブロック図であり、図１に示すような移動通信システムに適用される端末の一例である。図２において、移動通信端末２０は、少なくとも、基地局との間で信号を送受信する通信ユニット２１、基地局との間の送受信信号を処理する信号処理部２２、当該移動通信端末２０の移動速度を検出する速度検出部２３、各部を制御する制御部２４を備えている。

ここで、制御部２４は、通信中の基地局を切り替えるハンドオーバの制御に関する動作や待ち受ける基地局を変更する待ち受け中のセル選択制御に関する動作を含め、当該移動通信端末２０の移動通信に必要な各種処理を行うものであり、少なくとも、ハンドオーバ制御に関する動作を基地局のハンドオーバ制御に併せて行うハンドオーバ制御部２４ａ，待ち受け中の状態における最適な基地局への切り替えを行う待ち受け制御に関する動作を制御する待ち受け制御部２４ｂ，各基地局の情報を検出する基地局情報検出部２４ｃが備えられている。ここに、基地局情報検出部２４ｃは、各基地局（図１の場合、基地局１１，１２，…，１５）を特定する情報、各基地局からの受信信号品質値を含む基地局情報をそれぞれ基地局毎に検出しており、更には、場合によっては、各基地局のセル半径を推定する情報をも含めて検出している。

次に、本発明に係わる基地局選択に用いる基準を求める方法の第１の参考例について、図１及び図２に示す構成を例に取って、図３の処理フロー図を用いて説明する。ここで、最初に、移動通信端末２０は、図１の位置１６に存在していて、基地局１１と通信している状態にあるものとする。

まず、移動通信端末２０は、通信している基地局１１とその周辺の基地局１２，１３，１４，１５からそれぞれ受信した信号の受信品質を通信ユニット２１において測定し、各基地局を特定する情報と共に、基地局の情報として基地局情報検出部２４ｃにおいて検出する（ステップＳ１）。次に、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖを速度検出部２３において測定する（ステップＳ２）。移動通信端末２０は、ステップＳ１、Ｓ２で測定及び検出した各基地局１１，１２，…，１５の受信品質を含む基地局の情報、及び、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖの情報を、基地局１１に送信する（ステップＳ３）。

各基地局１１，１２，…，１５の受信品質を含む基地局の情報、及び、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖの情報を受信した基地局１１は、各基地局１１，１２，…，１５の送信電力や、使用する周波数の情報などを基にして、移動通信端末２０から受信した基地局の情報に含まれる各基地局１１，１２，…，１５のセル半径を判断し、セル半径が大きな基地局（図１の場合、基地局１５）グループ、セル半径が小さな基地局（図１の場合、基地局１１〜１４）グループにグループ分けする（ステップＳ４）。例えば、２ＧＨｚ及び８００ＭＨｚを使用した移動通信システムの場合は、伝播損失の大小により、２ＧＨｚを使用した基地局のセル半径が小さくなり、８００ＭＨｚを使用した基地局のセル半径が大きくなるため、使用する周波数の情報を基にして、かかるグループ分けを即座に行うことができる。

次に、基地局１１は、移動通信端末２０の移動速度Ｖが予め定めた移動速度閾値Ｖｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ５）。移動通信端末２０の移動速度Ｖが移動速度閾値Ｖｔｈ１以上の場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、通信する基地局の切り替えが頻繁に生じないように、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局（図１の場合、基地局１５）を優先的に選択できるようにするために、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局の受信品質に対して、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を適用し、当該基地局の受信品質を更新するようにする（ステップＳ６）。例えば、受信品質の指標として、３ＧＰＰ規格で定義したＥｃ／Ｎ０（Ratio of energy per modulating bit to the noise spectral density）を用いる場合は、値が大きいほど品質が良いと判断されるため、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１としては、正の値を設定しておき、セル半径が大きな当該基地局の信号の受信品質の測定値に対して、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を加算することにより、見かけ上、セル半径が大きな当該基地局の受信品質が良いと判断されるようにする。

反対に、受信品質の指標としてＰａｔｈｌｏｓｓ（通路損失）を用いる場合は、値が小さいほど品質が良いと判断されるため、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１としては、負の値を設定しておき、セル半径が大きな当該基地局の信号の受信品質の測定値に対して、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を加算することにより、見かけ上、セル半径が大きな当該基地局の受信品質が良いと判断されるようにする。

このように、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１としては、受信品質の指標の採り方に応じて、正，負の異なる値を用いることも可能であるし、また、オフセット値の絶対値をセル半径の大きさに応じて比例した値とすることも可能であるし、更には、詳細は後述の第２の実施例で説明するが、移動通信端末２０の移動速度に応じて、セル半径の大きい基地局とセル半径の小さい基地局とのそれぞれに適用するオフセット値として異なる値を用いることも可能であり、いずれにしても、唯一の値のみに限るものではなく、状況に応じて、複数の値を用いることが可能である。

次に、基地局１１は、ステップＳ６で更新した受信品質（即ち更新受信信号品質）を基にして、最適の基地局（移動通信端末２０が高速移動する場合には、セル半径が大きな基地局１５）を選択し、該最適の基地局へのハンドオーバ制御を行うと共に、移動通信端末２０に対して、選択した最適の基地局の情報をハンドオーバ指示情報として通知する（ステップＳ７）。移動通信端末２０は、受信したハンドオーバ指示情報に基づき、最適の基地局へのハンドオーバ制御に関する動作を行い、通信する基地局を、基地局１１から最適の基地局（高速移動する場合、セル半径が大きな基地局１５）に通信しながら切り替えることにより、通信を途絶することなく、通信を継続する（ステップＳ８）。

以上のように、通信していた基地局１１は、ハンドオーバ制御パラメータとして保持している受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１及び移動速度閾値Ｖｔｈ１と移動通信端末２０から受信した基地局情報と移動速度Ｖとに基づいて、当該移動通信端末２０のハンドオーバ制御を行い、移動通信端末２０が基地局１１からのハンドオーバ指示情報によりハンドオーバ動作に関する動作を行うことにより、高速に移動する場合には、セル半径の大きな基地局（図１の場合、基地局１５）が優先的に選択されて、ハンドオーバの回数を少なくすることが可能となり、移動通信端末２０及び各基地局の負荷を低減すると共に、通信の安定性を確保することができる。

次に、本発明に係わる基地局選択に用いる基準を求める方法の第２の参考例について、図１及び図２に示す構成を例に取って、図４の処理フロー図を用いて説明する。ここで、最初に、移動通信端末２０は、図１の位置１６に存在して、基地局１１と通信している状態にあり、図１の矢印の方向に向かって移動するものとする。

図３の処理フロー図に示した第１の参考例に係わる移動通信システムでは、移動通信端末２０の移動速度Ｖが移動速度閾値Ｖｔｈ１以上の場合に、セル半径が大きな基地局の受信品質に対して測定品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を適用していたが、第１の実施例に係わる移動通信システムの場合、高速移動した移動通信端末２０が停止した状態になっても、セル半径が大きい基地局（図１の場合、基地局１５）と通信していることになり、セル半径が大きい基地局との通信が多くなり、高速移動の可能性がある移動通信端末２０は、セル半径が大きい基地局との通信に偏る可能性がある。

そこで、ハンドオーバ制御パラメータとして用いる移動速度閾値及び受信品質オフセット値として、それぞれ、第１移動速度閾値Ｖｔｈ１，第２移動速度閾値Ｖｔｈ２及び第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１，第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２の２種類を用意し、移動通信端末２０の移動速度Ｖが第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上に速い場合には、セル半径が大きな基地局を優先的に選択できる第１移動速度閾値Ｖｔｈ１を適用するようにし、一方、移動速度Ｖが第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下と遅い場合には、セル半径が小さな基地局を優先的に選択できる第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を適用できるようにすることにより、特定の基地局との通信に偏ることを避ける例を、本第２の実施例として説明する。

具体的には、まず、図４のステップＳ１１において、図３のステップＳ１からＳ６までの各ステップの処理（即ち、図３のフロー図の破線で囲んだＡ１の範囲の処理）を行う。説明を繰返すと、移動通信端末２０は、通信している基地局１１とその周辺の基地局１２，１３，１４，１５からそれぞれ受信した信号の受信品質を通信ユニット２１及び基地局情報検出部２４ｃにおいて測定し、各基地局を特定する情報と共に、基地局の情報として基地局情報検出部２４ｃにおいて検出する（ステップＳ１）。次に、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖを速度検出部２３において測定する（ステップＳ２）。移動通信端末２０は、ステップＳ１、Ｓ２で測定及び検出した各基地局１１，１２，…，１５の受信品質を含む基地局の情報、及び、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖの情報を、基地局１１に送信する（ステップＳ３）。

各基地局１１，１２，…，１５の受信品質を含む基地局の情報、及び、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖの情報を受信した基地局１１は、各基地局１１，１２，…，１５の送信電力や、使用する周波数の情報を基にして、移動通信端末２０から受信した基地局の情報に含まれる各基地局１１，１２，…，１５のセル半径を判断し、セル半径が大きな基地局（図１の場合、基地局１５）グループ、セル半径が小さな基地局（図１の場合、基地局１１〜１４）グループにグループ分けする（ステップＳ４）。次に、基地局１１は、移動通信端末２０の移動速度Ｖが予め定めた第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ５）。

移動通信端末２０の移動速度Ｖが第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上の場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、通信する基地局の切り替えが頻繁に生じないように、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局（図１の場合、基地局１５）を優先的に選択できるようにするために、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局の受信品質に対して、第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を適用し、当該基地局の受信品質を更新するようにする（ステップＳ６）。

しかる後、本第２の参考例においては、第１の参考例の場合とは異なる処理を行う。即ち、基地局１１は、移動通信端末２０の移動速度Ｖが予め定めた第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下か否かを判定する（ステップＳ１２）。移動通信端末２０の移動速度Ｖが第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下の場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、通信する基地局が偏らないように、セル半径が小さな基地局グループに属する基地局（図１の場合、基地局１１〜１４）を優先的に選択できるようにするために、セル半径が小さな基地局グループに属する基地局の受信品質に対して、第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を適用し、当該基地局の受信品質を更新するようにする（ステップＳ１３）。

次に、基地局１１は、ステップＳ１１におけるステップＳ６又はステップＳ１３で更新した受信品質（即ち更新受信信号品質）を基にして、最適の基地局（移動通信端末２０が高速移動する場合には、セル半径が大きな基地局１５、第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下の低速移動になっている場合、セル半径が小さな基地局１２，１３，１４のうち、移動方向にあって最も受信品質が良い基地局１４、次いで基地局１３）を選択し、該最適の基地局へのハンドオーバ制御を行うと共に、移動通信端末２０に対して、選択した最適の基地局の情報をハンドオーバ指示情報として通知する（ステップＳ１４）。移動通信端末２０は、受信したハンドオーバ指示情報に基づき、最適の基地局へのハンドオーバ制御に関する動作を行い、通信する基地局を、基地局１１から最適の基地局（高速移動する場合、セル半径が大きな基地局１５、低速移動する場合、セル半径が小さな基地局１４、次いで基地局１３）に通信しながら切り替えることにより、通信を途絶することなく、通信を継続する（ステップＳ１５）。

以上のように、通信していた基地局１１は、ハンドオーバ制御パラメータとして保持していた第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１，第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２及び第１移動速度閾値Ｖｔｈ１，第２移動速度閾値Ｖｔｈ２とを用いて、移動通信端末２０から受信した移動速度Ｖが、予め定めた第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上であった場合、当該移動通信端末２０から受信した基地局毎の受信信号品質値に第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を加算して更新した値を、各基地局の更新受信信号品質とし、一方、当該移動通信端末２０から受信した移動速度Ｖが、予め定めた第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下であった場合、当該移動通信端末２０から受信した基地局毎の受信信号品質値に第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を加算して更新した値を、各基地局の更新受信信号品質とし、最も更新受信信号品質が良い基地局を、ハンドオーバに最適の基地局と判定するようにしている。

これにより、高速に移動する場合には、セル半径の大きな基地局（図１の場合、基地局１５）が優先的に選択され、低速に移動する場合には、セル半径の小さな基地局（図１の場合、基地局１４、次いで基地局１３の順）が優先的に選択されることにより、高速移動時にはハンドオーバの回数を少なくすることが可能となり、移動通信端末２０及び各基地局の負荷を低減し、通信の安定性を確保すると共に、低速移動に移行した際にはセル半径の大きな基地局からセル半径の小さな基地局にハンドオーバすることにより、特定の基地局との通信に偏ることなく、移動通信システムとして安定した動作を行うことができる。

次に、本発明に係わる移動通信システムの第１の実施例について、図１及び図２に示す構成を例に取って、図５の処理フロー図を用いて説明する。図５は、本発明に係わる移動通信システムの第１の実施例を示す処理フロー図である。ここで、本第１の実施例においては、最初に、移動通信端末２０は、図１の位置１６に存在しているが、図３に示した第１の参考例とは異なり、基地局１１と通信している状態又は基地局１１から待ち受けしている状態にあるものとする。

即ち、図３の処理フロー図に示した第１の参考例に係わる移動通信システムでは、移動通信端末２０が通信中の状態にある場合について説明したが、第１の実施例として示す本実施例においては、移動通信端末２０が通信中の場合に最適な基地局にハンドオーバすることを可能とするのみならず、待ち受け中の状態にある場合においても最適な待ち受けとなる基地局に変更することを可能とする場合について説明する。

図５に示す第１の実施例においては、まず、移動通信端末２０は、通信している又は待ち受けしている基地局１１からの報知情報を受信することにより、基地局１１が予め定めた値として保持している移動速度閾値Ｖｔｈ１と受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１とを取得する（ステップＳ２１）。ここに、移動速度閾値Ｖｔｈ１と受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１とは、前述したように、ハンドオーバ制御パラメータ及び待ち受け制御パラメータとして用いられるものであり、移動通信端末２０が移動速度閾値Ｖｔｈ１以上で高速移動している場合に、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１をセル半径が大きい基地局からの受信信号品質に対するオフセット値として適用するものである。

次に、移動通信端末２０は、通信している又は待ち受けしている基地局１１とその周辺の基地局１２，１３，１４，１５からそれぞれ受信した信号の受信品質を通信ユニット２１において測定し、各基地局を特定する情報と共に、基地局の情報として基地局情報検出部２４ｃにおいて検出する（ステップＳ２２）。更に、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖを速度検出部２３において測定する（ステップＳ２３）。

次に、移動通信端末２０は、適用する移動通信システム全体として予め定めた情報に基づいて、ステップＳ２２で測定及び検出した各基地局１１，１２，…，１５の受信品質を含む基地局の情報から、各基地局のセル半径を判断し、セル半径が大きな基地局（図１の場合、基地局１５）グループ、セル半径が小さな基地局（図１の場合、基地局１１〜１４）グループにグループ分けする（ステップＳ２４）。例えば、２ＧＨｚ及び８００ＭＨｚを使用した移動通信システムの場合は、一般的に、８００ＭＨｚを使用した基地局の方が、２ＧＨｚを使用した基地局よりも、伝播損失が小さいために、セル半径を大きくすることができる。従って、移動通信システム全体の各基地局に関する予め定めた情報として、各基地局が使用する周波数の情報を基にして、８００ＭＨｚを使用した基地局をセル半径が大きな基地局グループに、また、２ＧＨｚを使用した基地局をセル半径が小さな基地局グループに、グループ分けを行うようにすることができる。

次に、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度ＶがステップＳ２１で基地局１１から取得した移動速度閾値Ｖｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ２５）。当該移動通信端末２０の移動速度Ｖが移動速度閾値Ｖｔｈ１以上の場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、通信又は待ち受けする基地局の切り替えが頻繁に生じないように、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局（図１の場合、基地局１５）を優先的に選択できるようにするために、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局の受信品質に対して、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を適用し、当該基地局の受信品質を更新するようにする（ステップＳ２６）。

しかる後、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０が通信中あるいは待ち受け中のいずれの状態にあるかを判定する（ステップＳ２７）。当該移動通信端末２０が通信中の状態にある場合（ステップＳ２７の通信中の場合）、移動通信端末２０は、ステップＳ２６で更新した基地局の受信品質（即ち更新受信信号品質）を含む基地局の情報を、ハンドオーバ要求情報として、通信中の基地局１１に送信する（ステップＳ２８）。

基地局１１は、移動通信端末２０からハンドオーバ要求情報として受信した、更新受信信号品質を含む基地局の情報を基にして、最適の基地局（移動通信端末２０が高速移動する場合には、セル半径が大きな基地局１５）を選択し、該最適の基地局へのハンドオーバ制御を行うと共に、移動通信端末２０に対して、選択した最適の基地局の情報をハンドオーバ指示情報として通知する（ステップＳ２９）。

移動通信端末２０は、受信したハンドオーバ指示情報に基づき、最適の基地局へのハンドオーバ制御に関する動作を行い、通信する基地局を、基地局１１から最適の基地局（高速移動する場合、セル半径が大きな基地局１５）に通信しながら切り替えることにより、通信を途絶することなく、通信を継続する（ステップＳ３０）。

一方、当該移動通信端末２０が待ち受け中の状態にある場合（ステップＳ２７の待ち受け中の場合）、移動通信端末２０は、ステップＳ２６で更新した基地局の受信品質を含む基地局の情報を基にして、現在待ち受けしている基地局１１よりも品質の良い基地局（移動通信端末２０が高速移動する場合には、セル半径が大きな基地局１５）が存在している場合には、待ち受けする基地局を、基地局１１から待ち受け情報の受信品質が良い基地局（例えば基地局１５）に変更する待ち受け制御に関する動作を行う（ステップＳ３１）。

以上のように、通信中又は待ち受け中の基地局１１からハンドオーバ制御パラメータ及び待ち受け制御パラメータとして受信した受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１及び移動速度閾値Ｖｔｈ１と当該移動通信端末２０で検出した基地局情報と移動速度Ｖとに基づいて、通信中の場合は、基地局に対して当該移動通信端末２０のハンドオーバ要求情報を送信して、基地局１１と協調して、当該移動通信端末２０自身のハンドオーバ制御を行うことにより、高速に移動する場合には、セル半径の大きな基地局（図１の場合、基地局１５）が優先的に選択されて、ハンドオーバの回数を少なくすることが可能となり、移動通信端末２０及び各基地局の負荷を低減すると共に、通信の安定性を確保することができ、一方、待ち受け中の場合にも、同様に、受信品質が最も良い最適の基地局を待ち受け基地局として優先的に選択することも可能となる。

次に、本発明に係わる移動通信システムの第２の実施例について、図１及び図２に示す構成を例に取って、図６の処理フロー図を用いて説明する。図６は、本発明に係わる移動通信システムの第２の実施例を示す処理フロー図である。ここで、本第２の実施例においては、最初に、移動通信端末２０は、図１の位置１６に存在して、図１の矢印の方向に向かって移動するものとするが、図４に示した第２の参考例とは異なり、基地局１１と通信している状態又は基地局１１から待ち受けしている状態にあるものとする。

即ち、図４の処理フロー図に示した第２の参考例に係わる移動通信システムでは、移動通信端末２０が通信中の状態にある場合について説明したが、第２の実施例として示す本実施例においては、移動通信端末２０が通信中の場合に最適な基地局にハンドオーバすることを可能とするのみならず、待ち受け中の状態にある場合においても最適な待ち受けとなる基地局に変更することを可能とする場合について説明する。

ここで、第２の実施例においても、第２の参考例の場合と同様に、特定の基地局との通信や待ち受けに偏ることを避けるために、ハンドオーバ制御パラメータ及び待ち受け制御パラメータとして用いる移動速度閾値及び受信品質オフセット値として、それぞれ、第１移動速度閾値Ｖｔｈ１，第２移動速度閾値Ｖｔｈ２及び第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１，第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２の２種類を用意し、移動通信端末２０の移動速度Ｖが第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上に速い場合には、セル半径が大きな基地局を優先的に選択できるようにし、一方、移動速度Ｖが第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下と遅い場合には、セル半径が小さな基地局を優先的に選択できるようにしている。

図６に示す第２の実施例においては、まず、移動通信端末２０は、通信している又は待ち受けしている基地局１１からの報知情報を受信することにより、基地局１１が予め定めた値として保持している第１移動速度閾値Ｖｔｈ１，第２移動速度閾値Ｖｔｈ２及び第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１，第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を取得する（ステップＳ４１）。ここに、第１移動速度閾値Ｖｔｈ１，第２移動速度閾値Ｖｔｈ２及び第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１，第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２とは、前述したように、ハンドオーバ制御パラメータ及び待ち受け制御パラメータとして用いられるものであり、移動通信端末２０が第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上で高速移動している場合に、第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を、セル半径が大きい基地局からの受信信号品質に対するオフセット値として適用するものであり、一方、移動通信端末２０が第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下の低速で移動している場合には、第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を、セル半径が小さい基地局からの受信信号品質に対するオフセット値として適用するものである。

次に、移動通信端末２０は、通信している又は待ち受けしている基地局１１とその周辺の基地局１２，１３，１４，１５からそれぞれ受信した信号の受信品質を通信ユニット２１において測定し、各基地局を特定する情報と共に、基地局の情報として基地局情報検出部２４ｃにおいて検出する（ステップＳ４２）。更に、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度Ｖを速度検出部２３において測定する（ステップＳ４３）。

次に、移動通信端末２０は、適用する移動通信システム全体として予め定めた情報に基づいて、ステップＳ４２で測定及び検出した各基地局１１，１２，…，１５の受信品質を含む基地局の情報から、各基地局のセル半径を判断し、セル半径が大きな基地局（図１の場合、基地局１５）グループ、セル半径が小さな基地局（図１の場合、基地局１１〜１４）グループにグループ分けする（ステップＳ４４）。

次に、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度ＶがステップＳ４１で基地局１１から取得した第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ４５）。当該移動通信端末２０の移動速度Ｖが第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上の場合（ステップＳ４５のＹＥＳ）、通信又は待ち受けする基地局の切り替えが頻繁に生じないように、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局（図１の場合、基地局１５）を優先的に選択できるようにするために、セル半径が大きな基地局グループに属する基地局の受信品質に対して、受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を適用し、当該基地局の受信品質を更新するようにする（ステップＳ４６）。

更に、前述した図５の第１の実施例とは異なり、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０の移動速度ＶがステップＳ４１で基地局１１から取得した第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下か否かを判定する（ステップＳ４７）。当該移動通信端末２０の移動速度Ｖが第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下の場合（ステップＳ４７のＹＥＳ）、通信又は待ち受けする基地局が偏らないように、セル半径が小さな基地局グループに属する基地局（図１の場合、基地局１１〜１４）を優先的に選択できるようにするために、セル半径が小さな基地局グループに属する基地局の受信品質に対して、第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を適用し、当該基地局の受信品質を更新するようにする（ステップＳ４８）。

しかる後、移動通信端末２０は、当該移動通信端末２０が通信中あるいは待ち受け中のいずれの状態にあるかを判定する（ステップＳ４９）。当該移動通信端末２０が通信中の状態にある場合（ステップＳ４９の通信中の場合）、移動通信端末２０は、ステップＳ４６又はステップＳ４８で更新した基地局の受信品質（即ち更新受信信号品質）を含む基地局の情報を、ハンドオーバ要求情報として、通信中の基地局１１に送信する（ステップＳ５０）。

基地局１１は、移動通信端末２０からハンドオーバ要求情報として受信した、更新受信信号品質を含む基地局の情報を基にして、最適の基地局（移動通信端末２０が高速移動する場合には、セル半径が大きな基地局１５、第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下の低速移動になっている場合、セル半径が小さな基地局１２，１３，１４のうち、移動方向にあって最も受信品質が良い基地局１４、次いで基地局１３）を選択し、該最適の基地局へのハンドオーバ制御を行うと共に、移動通信端末２０に対して、選択した最適の基地局の情報をハンドオーバ指示情報として通知する（ステップＳ５１）。

移動通信端末２０は、受信したハンドオーバ指示情報に基づき、最適の基地局へのハンドオーバ制御に関する動作を行い、通信する基地局を、基地局１１から最適の基地局（高速移動する場合、セル半径が大きな基地局１５、低速移動する場合、セル半径が小さな基地局１４、次いで基地局１３）に通信しながら切り替えることにより、通信を途絶することなく、通信を継続する（ステップＳ５２）。

一方、当該移動通信端末２０が待ち受け中の状態にある場合（ステップＳ４９の待ち受け中の場合）、移動通信端末２０は、ステップＳ４６又はステップＳ４８で更新した基地局の受信品質を含む基地局の情報を基にして、現在待ち受けしている基地局１１よりも品質の良い基地局（移動通信端末２０が高速移動する場合には、セル半径が大きな基地局１５、低速移動する場合、セル半径が小さな基地局１４、次いで基地局１３）が存在している場合には、待ち受けする基地局を、基地局１１から待ち受け情報の受信品質が良い基地局（例えば、基地局１５や、基地局１４次いで基地局１３）に変更する待ち受け制御に関する動作を行う（ステップＳ５３）。

以上のように、通信中又は待ち受け中の基地局１１からハンドオーバ制御パラメータ及び待ち受け制御パラメータとして受信した第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１，第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２及び第１移動速度閾値Ｖｔｈ１，第２移動速度閾値Ｖｔｈ２と当該移動通信端末２０で検出した基地局情報と移動速度Ｖとに基づいて、当該移動通信端末２０が検出した移動速度Ｖが、基地局１１から受信した第１移動速度閾値Ｖｔｈ１以上であった場合、検出した基地局毎の受信信号品質値に基地局１１から受信した第１受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ１を加算して更新した値を、各基地局の更新受信信号品質とし、一方、当該移動通信端末２０が検出した移動速度Ｖが、基地局１１から受信した第２移動速度閾値Ｖｔｈ２以下であった場合、検出した基地局毎の受信信号品質値に基地局１１から受信した第２受信品質オフセット値Ｌｏｆｆ２を加算して更新した値を、各基地局の更新受信信号品質とし、最も更新受信信号品質が良い基地局を、ハンドオーバ又は待ち受けに最適の基地局と判定するようにしている。

これにより、高速に移動する場合には、セル半径の大きな基地局（図１の場合、基地局１５）が優先的に選択され、低速に移動する場合には、セル半径の小さな基地局（図１の場合、基地局１４、次いで基地局１３）が優先的に選択されることにより、高速移動時に、通信中の場合におけるハンドオーバの回数、又は、待ち受け中の場合における待ち受けする基地局の変更の回数を少なくすることが可能となり、移動通信端末２０及び各基地局の負荷を低減し、通信の安定性を確保すると共に、低速移動に移行した際に、通信中の場合にはセル半径の大きな基地局からセル半径の小さな基地局にハンドオーバ制御し、待ち受け中の場合にはセル半径の大きな基地局からセル半径の小さな基地局に待ち受け基地局を切り替えることにより、特定の基地局に偏ることなく、移動通信システムとして安定した動作を行うことができる。

なお、本発明が適用される移動通信システムにおいては、基地局が各移動通信端末を識別可能な固有の情報（例えば、電話番号など）を用いて、移動通信端末毎に、前述のごとき移動速度Ｖ及び基地局のセル半径に応じた最適の基地局の選択を行うようなハンドオーバ制御や待ち受け制御の実行の是非を決定することも可能であり、選択した特定の移動通信端末に対してのみ、優先的に安定した移動通信サービスを提供することも可能である。

また、移動通信端末の移動速度Ｖを測定する手段としては種々の方法が考えられる。例えば、加速度センサーを使用して移動速度Ｖを検出する方法、受信電波信号の周波数・位相情報から移動速度Ｖを検出する方法、ＧＰＳ等他の速度検出手段の情報から移動速度Ｖを得る方法、通信中のハンドオーバの頻度や待ち受け中の基地局変更の頻度により移動速度Ｖを類推する方法、移動通信端末を搭載する自動車の速度計等外部機器から移動速度Ｖを取得する方法等が考えられる。

また、ハンドオーバや待ち受けの制御に用いる各種情報を基地局と移動通信端末との間で伝送し合うチャネルとしては、報知情報を伝える報知用チャネルを用いる方法や各移動通信端末に対する個別チャネルメッセージを用いる方法等、種々の伝送経路やチャネルを用いることが考えられる。
また、ハンドオーバのための最適な基地局の選択時において、移動通信端末から受信した各基地局の受信品質の最も良いものを選択する方法以外に、各基地局の使用状況（各移動通信端末との通信状況）も考慮して比較的空いている基地局を優先的に選択するなど、様々な条件を組み合わせて最適な基地局を選択する方法も考えられる。
また、本特許でのハンドオーバの定義としてはソフトハンドオーバおよびハードハンドオーバを含み、待ち受けの定義としては３ＧＰＰで規定されているＩｄｌｅ−ｍｏｄｅだけではなく、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨ、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ、ＵＲＡ＿ＰＣＨなどの共通チャネルを使用した通信状態も含まれる。
また、本特許での基地局の定義としては、基地局およびその基地局に接続されたネットワークコントローラ、バックボーンネットワークも含まれる。

本発明が適用される移動通信システムのセル構成の一例を示す構成図である。 本発明が適用される移動通信端末の一例を示すブロック図である。 本発明に係わる移動通信システムの第１の参考例を示す処理フロー図である。 本発明に係わる移動通信システムの第２の参考例を示す処理フロー図である。 本発明に係わる移動通信システムの第１の実施例を示す処理フロー図である。 本発明に係わる移動通信システムの第２の実施例を示す処理フロー図である。 Ｗ−ＣＤＭＡシステムの構成の一例を示すシステム構成図である。

符号の説明

１１，１２，１３，１４，１５…基地局、１１ａ…ハンドオーバ制御部、１１ｂ…受信日品質オフセット値（ハンドオーバ制御パラメータ、待ち受け制御パラメータ）、１１ｚ，１２ｚ，１３ｚ，１４ｚ…セル半径が小さなセル、１５ｚ…セル半径が大きなセル、１６，１７…移動通信端末の位置、２０…移動通信端末、２１…通信ユニット、２２…信号処理部、２３…速度検出部、２４…制御部、２４ａ…ハンドオーバ制御部、２４ｂ…待ち受け制御部、２４ｃ…基地局情報検出部、７１，７２…基地局（２ＧＨｚ）、７３…基地局（８００ＭＨｚ）、７４…移動通信端末。

Claims (2)

1. 通信または待ち受けする基地局を、複数の基地局の中から選択する際に用いる基準を移動通信端末が求める方法であって、
   前記移動通信端末が、
   前記基地局からの受信品質を検出するステップと、
   前記基地局から基地局選択のための制御パラメータを受信するステップと、
   前記移動通信端末の移動速度を検出するステップと、
   前記移動通信端末の移動速度に応じて、前記基地局選択のための制御パラメータを適用して前記受信品質を更新することにより、前記基準を求めるステップと、
   を備えることを特徴とする基地局選択に用いる基準を求める方法。
2. 前記制御パラメータは、前記基地局からの報知情報から取得することを特徴とする請求項１記載の基地局選択に用いる基準を求める方法。

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