(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービスエリアが複数のセルで構成され、各セルに基地局を配置し、複数の移動局とこれら基地局が通信を行う為のチャネルを複数具備してなる無線通信システムにおいて、
前記基地局は、有線回線ネットワークを介して管理サーバと接続されており、
前記管理サーバは、前記各基地局の空きチャネル情報と、各基地局の周辺基地局情報を管理しており、移動局と前記基地局との通信のリンクが確立して前記基地局から空きチャネル情報更新要求を受けたときに、当該基地局の周辺基地局の空きチャネル情報を、当該基地局を介して当該基地局とリンクを確立した前記移動局に通知し、
前記通知を受けた移動局は、当該基地局からその周辺基地局に移動した際に、前記管理サーバから通知された該移動した周辺基地局の空きチャネル情報を参照して空きチャネルを選択し、該選択した空きチャネルによって移動した周辺基地局との間で通信リンクを確立することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
サービスエリアが複数のセルで構成され、有線回線ネットワークを介して管理サーバと接続された基地局を各セルに配置し、複数の移動局とこれら基地局が通信を行う為のチャネルを複数具備してなる無線通信システムに使用される前記管理サーバであって、
前記有線回線ネットワークを介して前記全ての基地局と接続される有線回線通信手段と、
前記有線回線通信手段を介して受信した各基地局からの空きチャネル更新要求情報に基づいて、各基地局の空きチャネル情報を更新する基地局情報更新手段と、
該基地局情報更新手段からの情報を受けて、該基地局ＩＤ対該基地局の空きチャネル情報を記憶する基地局情報記憶手段と、
移動局と前記基地局との通信のリンクが確立して前記基地局から空きチャネル情報更新要求を受けたときに、前記基地局情報記憶手段から、前記更新要求を受けた基地局の周辺基地局における空きチャネル情報を選択し、前記有線通信回線を介して前記更新要求を受けた基地局とリンクを確立した前記移動局に送信する周辺基地局情報選択手段と
を備えていることを特徴とする管理サーバ。
【請求項３】
サービスエリアが複数のセルで構成され、有線回線ネットワークを介して管理サーバと接続された基地局を各セルに配置し、複数の移動局とこれら基地局が通信を行う為のチャネルを複数具備してなる無線通信システムに使用される前記基地局であって、
前記有線回線ネットワークを介して前記管理サーバと接続する有線回線通信手段と、前記移動局と無線信号で接続され、自基地局との間の無線信号の処理を行う無線通信手段と、自基地局の空きチャネル情報を前記管理サーバに送信する情報通知手段と、自基地局の空きチャネル情報を記憶する自基地局空きチャネル情報記憶手段とを備え、
前記移動局との通信のリンクが確立したときに、前記管理サーバに対して自基地局の空きチャンネル情報の更新要求を送信する機能と、前記管理サーバから受信した自基地局の周辺基地局の空きチャネル情報を、当該基地局との間でリンクを確立した前記移動局に通知する機能を有していることを特徴とする基地局。
【請求項４】
サービスエリアが複数のセルで構成され、有線回線ネットワークを介して管理サーバと接続された基地局を各セルに配置し、複数の移動局とこれら基地局が通信を行う為のチャネルを複数具備してなる無線通信システムに使用される前記移動局であって、
前記基地局と無線信号で接続され、無線信号の処理を行う無線通信手段と、
当該基地局の周辺基地局空きチャネル情報を記憶する周辺基地局空きチャネル情報記憶手段と、
前記基地局と通信のリンクが確立したときに、該リンクが確立された基地局から空きチャネル情報更新要求を受けた前記管理サーバから該リンクが確立された基地局経由で通知される当該基地局の周辺基地局空きチャネル情報によって周辺基地局空きチャネル情報記憶手段に記憶されている前記周辺基地局空きチャネル情報を更新する周辺基地局空きチャネル情報更新手段と、
前記周辺基地局のエリアへ移動した際に前記周辺基地局空きチャネル情報記憶手段に記憶された当該周辺基地局の空きチャネル情報の中から当該周辺基地局とリンクを確立するためのチャネルを選択する通信チャネル選択手段と
を備えていることを特徴とする移動局。
【請求項５】
前記周辺基地局空きチャネル情報記憶手段に記憶されている空きチャネル情報の中から選択したチャネルが、使用中のチャネルであることが検出されたときに、前記空きチャネル情報の中から次の空きチャネルを当該周辺基地局とリンクを確立するためのチャネルとして選択する処理を繰り返す手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の移動局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サービスエリアが複数のセルで構成され、各セルに基地局を配置し、複数の移動局とこれら基地局が通信を行う為のチャネルを複数具備してなる無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動無線通信システムにおいては、限られた数の通信チャネルを有効に用いることによって移動局数（利用者数）を増やすことができるため、チャネルの有効利用を図ることは重要である。チャネルの有効利用を図るために、基地局ごとに予めいつでも使用可能なチャネルを割り当てておく方法（固定チャネル割当）に対して、基地局ごとの割り当ては行わず、そのつど使用できるチャネルを探し出して用いる方法（ダイナミックチャネル割当の適応的再利用法）が考えられている。
【０００３】
この適応的再利用法の具体例として、システムが持っている全チャネルの中から任意の順でチャネルの干渉波レベルを測定し、レベルが一定値以下のチャネルを空きチャネルと判断して、そのチャネルを用いる方法が特開平６−５３９０１号公報に「移動通信の空きチャネル検出方法」として記載されている。
【０００４】
この従来の移動通信の空きチャネル検出方法は、サービスエリアが複数のセルで構成され、各セルに基地局を配置し、複数の移動局とこれら基地局が通信を行う為のチャネルを複数具備し、基地局または移動局が干渉波レベルを測定して干渉波レベルが一定値以下の空きチャネルを用いて通信を行う移動局とから構成されている。
【０００５】
その際、干渉波レベルを測定するチャネルの順番テーブルを複数種類用意し、一定距離離れた基地局ごとに同じ順番テーブルを割当て、割当られた順番テーブルに従って干渉波レベルを基地局または移動局で測定し、移動局が干渉波レベルを測定する場合には、該移動局に基地局から順番テーブルを通知し、基地局または移動局が、順番テーブルに従って最初に検出した空きチャネルを通信に用いるようにする。
【０００６】
以下、この従来の移動通信の空きチャネル検出方法の動作を、図８と図９を参照して説明する。図８において、１は移動局を、８Ａは基地局を、８ａは基地局のエリアを表わしている。同じ記号（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の基地局は同一チャネルを繰り返すことができる。図９に空きチャネル測定順番テーブル表を示す。基地局８Ａではチャネル１〜１０，２０，３０，１９，２９，…１１，２１の順番の、基地局８Ｂではチャネル１１〜２０，３０，１０，２９，９，…２１，１の順番の、基地局８Ｃではチャネル２１〜３０，１０，２０，９，１９，…１，１１の順番の空きチャネルを検出するテーブルを与える。
【０００７】
トラフィック量が少なく、各基地局が使用しているチャネル数が１０以下である場合を考える。例えば、基地局８Ａがチャネル１〜５まで使用している時、移動局１が空きチャネルを測定する場合、まず基地局８Ａから測定順番テーブルを要求する。次に、測定順番テーブルに従って、チャネル１から検索して、空きチャネルを見つけるまで測定処理を繰り返す。この場合、空きチャネル検出結果はチャネル６である。
【０００８】
各基地局は測定順番テーブルに従って空きチャネルを割り当てるので、使用されているチャネルにおいて、基地局８Ａはチャネル１から、基地局８Ｂはチャネル１１から、基地局８Ｃはチャネル２１から埋まっている可能性が高い。トラフィックが少ない時は、基地局８Ｂや８Ｃでチャネル１〜１０を使用している可能性は低いので、チャネル６は空きチャネルである可能性は高い為である。
【０００９】
トラフィク量が多く、基地局８Ａの使用しているチャネルが１〜１０である場合、全ての基地局が１０チャネル使用していれば、これはシステム容量の限界なので空きチャネルはないが、１０チャネル以下の基地局があれば空きチャネルが存在する可能性はある。空きチャネルの測定を移動局１で行う場合、まず移動局１が基地局８Ａから測定順番テーブルを要求する。次に、測定順番テーブルに従って、チャネル１から空きチャネルを測定して、空きチャネルを検出するまで、測定処理を繰り返す。
【００１０】
基地局８Ｂはチャネル１１から埋めてゆくので、チャネル１１〜２０の中では２０が最も使用されていない確率が高い。同様に基地局８Ｃはチャネル３０が空いている確率が高い。その為、移動局１は、基地局から提供されたテーブルを従って２０，３０，１９，２９…の順で測定を行えば少ない測定回数で空きチャネルを検出できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術には、次のような問題点がある。すなわち、移動局での空きチャネル検出は空きチャネルを見つけるまで、順番テーブルを従って最初から干渉波レベルで測定（検索）しなければいけないために、トラフィク量が多いとき、移動局での空きチャネルを検出するまで時間がかかる。
【００１２】
また、各基地局に割り当てられた空きチャネル測定順番テーブルが固定されているために、現在使用されているチャネルを考慮することなく、移動局での空きチャネル検出はあくまで順番テーブルに従って最初から検索しなければいけないという問題点がある。
【００１３】
本発明の目的は、移動局無線通信において、移動局での周辺基地局の空きチャネルのスキャンが効率良くでき、検索速度の向上を図ることができるシステムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、移動局と基地局との通信のリンクが確立したとき、基地局は、有線回線ネットワークを介して管理サーバに自局の空きチャネルの情報の更新を要求する。管理サーバは、要求を受けた基地局の空きチャネルの情報を更新して、当該基地局の周辺基地局の空きチャネル情報を、有線回線ネットワークと要求を受けた基地局を介して当該基地局とリンクを確立した前記移動局に送信する。
【００１５】
移動局は、当該基地局の周辺基地局の空きチャネルを検索して他の基地局が使用していない周波数を検索するとき、自ら周辺基地局の空きチャネルを検索しないで、管理サーバが提供した周辺基地局の空きチャネル情報の中から空きチャネルを選択し、選択した空きチャネル周波数を自移動局の周波数として使用する。
【００１６】
したがって、移動局は、周辺基地局の空きチャネルの検出のために検索する必要なくなり、周辺基地局の空きチャネル情報を記憶したテーブルから空きチャネルを選択するだけでよく、効率の良い空きチャネル検出手段を備えた移動無線通信システムを実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態を示す全体構成図であり、基地局との間で移動しながら電波を介して送受信可能な移動局１と、移動局１と電波を介して送受信可能で、自基地局の空きチャネルを管理する基地局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、…、２ｎと、基地局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、…、２ｎと管理サーバ４を有線回線通信網で接続する有線回線ネットワーク３と、全基地局において、各基地局の周辺基地局ＩＤと各基地局の空きチャネル情報を管理する管理サーバ４とから構成されている。
【００１８】
それぞれの基地局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、…、２ｎは所定間隔で配置され、それぞれが同一構成である。２ｂは基地局２Ｂのエリアを表わしている。なお、ここでは、移動局１が基地局２Ｂと通信リンクが確立しており、次にどこの基地局へ移動するのかを決まっていないとして説明する。
【００１９】
図２は、本発明の基地局２の構成を示している。基地局２は、有線回線ネットワーク３を介して管理サーバ４と接続する有線回線通信手段２１と、移動局１と無線信号で接続された基地局において無線信号の処理を行なう無線通信手段２２と、移動局１と所定の周波数の電磁波で通信するアンテナ２３と、自基地局の空きチャネル情報を管理サーバ４に送信する情報通知手段２４と、自基地局の空きチャネル情報を記憶する自基地局空きチャネル情報記憶手段２５とを含む。
【００２０】
図３は、本発明の移動局１の構成を示している。移動局１は、基地局２と所定の周波数の電磁波で通信するアンテナ１１と、基地局と無線信号で接続された移動局において無線信号の処理を行なう無線通信手段１２と、周辺基地局空きチャネル情報を更新する周辺基地局空きチャネル情報更新手段１３と、周辺基地局空きチャネル情報を記憶する周辺基地局空きチャネル情報記憶手段１４と、周辺基地局空きチャネル情報記憶手段１４に記憶された周辺基地局空きチャネル情報の中から空きチャネルを選択する通信チャネル選択手段１５とを含む。
【００２１】
図４は、本発明の管理サーバ４の構成を示している。管理サーバ４は、有線回線ネットワーク３を介して基地局２と接続する有線回線通信手段４１と、全基地局に対して、各基地局の空きチャネル情報を更新する基地局情報更新手段４２と、「各基地局ＩＤ対各基地局の空きチャネル」情報と「各基地局ＩＤ対周辺基地局ＩＤ」情報を記憶する基地局情報記憶手段４４と、基地局情報記憶手段４４から、ある基地局において、必要な周辺基地局の空きチャネル情報を選択する周辺基地局選択手段４３とを含む。
【００２２】
図６は、管理サーバ４の基地局情報記憶手段に記憶されている基地局情報記憶テーブルの記憶内容の一例を示している。この基地局情報記憶手段４４に記憶された情報は、「各基地局ＩＤ対各基地局の空きチャネル」情報と「各基地局ＩＤ対周辺基地局ＩＤ」情報である。
【００２３】
図６の「各基地局ＩＤ対各基地局の空きチャネル」テーブルには、現在の各基地局の空きチャネル情報が記憶されている。即ち、基地局２Ａの空きチャネルは３つのチャネル（チャネル１１、１２、１３）、基地局２Ｂの空きチャネルは２つのチャネル（チャネル２１、２２）、基地局２Ｃの空きチャネルは２つのチャネル（チャネル３１、３２）、基地局２Ｄの空きチャネルはチャネル４１、…というように記憶される。
【００２４】
また、図６の「各基地局ＩＤ対周辺基地局ＩＤ」テーブルには、基地局２Ａの周辺基地局は基地局２Ｂ、基地局２Ｂの周辺基地局は基地局２Ａと基地局２Ｃ、基地局２Ｃの周辺基地局は基地局２Ｂと基地局２Ｄ、基地局２Ｄの周辺基地局は基地局２Ｃと…というように、各基地局ＩＤとその基地局の周辺基地局ＩＤ情報が記憶されている。
【００２５】
図７は、移動局１の周辺基地局空きチャネル情報記憶手段１４に記憶されている基地局２Ｂの周辺基地局情報テーブルを示しており、基地局２Ｂの周辺にある基地局２Ａと２Ｃには、現在、基地局２Ａの空きチャネルとして３つのチャネル（チャネル１１、１２、１３）があり、基地局２Ｃの空きチャネルとして２つのチャネル（チャネル３１、３２）があり、合わせて５つ空きチャネルがあることを示している。
【００２６】
次に、本発明の全体の動作について図５のシーケンス図を参照して説明する。まず、移動局１と基地局２Ｂとの通信のリンクが確立する前に、移動局１は周辺基地局の空きチャネルを検索する（ステップＳ５０１）。移動局１は最初に検出された空きチャネルを、自移動局１の周波数として使用し、基地局２Ｂとのリンクを確立させる（ステップＳ５０２）。
【００２７】
移動局１と基地局２Ｂとの通信のリンクが確立したとき、基地局２Ｂは有線回線ネットワーク３を介して管理サーバ４に自基地局の空きチャネル情報の更新を要求する（ステップＳ５０３）。この要求を受けて、管理サーバ４は基地局２Ｂの空きチャネルの情報を更新して（ステップＳ５０４）、基地局２Ｂの周辺基地局の空きチャネル情報を、有線回線ネットワーク３と基地局２Ｂを介して移動局１に送信する（ステップＳ５０５）。前記通知を受けた移動局１は管理サーバ４から送信された周辺基地局の空きチャネル情報テーブルに記憶する（ステップＳ５０６）。
【００２８】
移動局１が基地局２Ｂから基地局２Ｃへ通信リンクを切り替えるときは、管理サーバ４から提供された周辺基地局の空きチャネル情報テーブルの中から空きチャネルを選択する（ステップＳ５０７）。そして、選択したチャネルを自移動局の周波数として使用し、基地局２Ｃとのリンクを確立させる（ステップＳ５０８）。このリンクが確立されると、基地局２Ｃは管理サーバ４に自局の空きチャネル情報の更新を要求する（ステップＳ５０９）。ステップＳ５０９と平行に、基地局２Ｂも、移動局１が基地局２Ｂのチャネルをもう使用していなかった為、管理サーバ４に自局の空きチャネル情報の更新を要求する（ステップＳ５１０）。
【００２９】
この要求を受けた管理サーバ４は基地局２Ｃの空きチャネルの情報を更新して（ステップＳ５１１）、基地局２Ｃの周辺基地局の空きチャネル情報を、基地局２Ｃを介して移動局１に送信する（ステップＳ５１２）。移動局１は管理サーバ４から送信された周辺基地局の空きチャネル情報をテーブルに記憶する（ステップＳ５１３）。
【００３０】
管理サーバ４の基地局２Ｂの周辺に存在する基地局ＩＤ情報については、管理サーバ４が基地局２Ｂの周辺に存在する基地局ＩＤ情報を予め持っているか、あるいはある特定時間にネットワーク３を介して、基地局２Ｂの周辺に存在する基地局から基地局２Ｂの送信した自基地局ＩＤを含む電波を受信可能か否かの通知を収集して、基地局２Ｂの周辺基地局ＩＤ情報を記憶する方法もある。
【００３１】
図５のステップＳ５０３において、基地局２Ｂの管理サーバ４に対する自基地局の空きチャネル情報更新要求は、移動局１と基地局２Ｂとの通信リンクが確立したとき、情報通信手段２４が自基地局空きチャネル情報記憶手段２５より自基地局の空きチャネル情報を検出して、移動局１のＩＤと自基地局ＩＤ（基地局２Ｂ）と検出された空きチャネルデータと情報更新の制御信号を有線回線通信手段２１へ出力し、有線回線通信手段２１が、有線回線ネットワーク３を介して管理サーバ４にそれらの情報を送信する。
【００３２】
図５のステップＳ５０４において、管理サーバ４が基地局２Ｂの空きチャネル情報を更新するのは、基地局２Ｂが有線回線ネットワーク３を介して送信したデータと信号を有線回線通信手段４１が受信して、基地局情報更新手段４２に出力し、基地局情報更新手段４２が基地局情報記憶手段４４に記憶された基地局２Ｂの空きチャネル情報を更新する。
【００３３】
図５のステップＳ５０５において、基地局２Ｂの空きチャネル情報を更新してから、管理サーバ４の周辺基地局選択手段４３が、基地局情報記憶手段４４に記憶された情報テーブルの中から、基地局２Ｂの周辺基地局の空きチャネル情報を選択する。例えば、周辺基地局選択手段４３が基地局情報記憶手段４４から検出した情報は図７のようなものである。周辺基地局選択手段４３が選択した情報を有線回線通信手段４１に出力し、有線回線通信手段４１が有線回線ネットワーク３と基地局２Ｂを介して、移動局１に送信する。
【００３４】
図５のステップＳ５０６において、管理サーバ４から送信された移動局１の周辺基地局の空きチャネル情報の受信は、まず有線回線ネットワーク３と基地局２Ｂを介して移動局１のアンテナ１１が周辺基地局空きチャネル情報を受信して、無線通信手段１２に出力する。無線通信手段１２が周辺基地局空きチャネル情報を周辺基地局空きチャネル情報更新手段１３に送信して、周辺基地局空きチャネル情報更新手段１３が周辺基地局空きチャネル情報を周辺基地局空きチャネル情報記憶手段１４に記憶する。
【００３５】
移動局１が、基地局２Ｂから基地局２Ｂの周辺にある基地局へ移動するときには、従来のように周辺基地局の空きチャネルを検索する必要がなく、通信チャネル選択手段１５が周辺基地局空きチャネル情報記憶手段１４に記憶された管理サーバ４から提供された周辺基地局の空きチャネル情報テーブル中から空きチャネルを選択する。そして選択した空きチャネル周波数を自移動局１の周波数として移動先の基地局で使用する。
【００３６】
移動局１が管理サーバ４から提供された周辺基地局の空きチャネル情報テーブルを参照して選択したチャネルが、実際には空きチャネルではなかった場合には、空きチャネル情報テーブル中から次の空きチャネルを選択する。２番目に選択されたチャネルも空きチャネルではない場合には、空きチャネル情報テーブル中から次々の空きチャネルを選択する処理を繰り返す。周辺基地局の空きチャネル情報テーブル中から全空きチャネルを選択しても空きチャネルが見つからない場合は、移動局１は従来の空きチャネル検索方法を実行する。
【００３７】
以上のように本発明は、基地局との間で移動しながら送受信可能な移動局を備えた無線通信システムにおいて、リンクが確立されている現在の基地局からその周辺基地局に移動する際に、移動局は、従来のように周辺基地局の空きチャネルを検索する必要がなく、管理サーバが提供した周辺基地局の空きチャネル情報の中から空きチャネルを選択するだけで良いので、移動局が周辺基地局の空きチャネルを検索する時間が短縮され、検索速度を向上することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、移動局での周辺基地局の空きチャネルの検索が周辺基地局の空きチャネルを検出するのではなく、管理サーバが提供した周辺基地局の空きチャネル情報テーブルの中から選択できるため、移動局での周辺基地局の空きチャネルの検出において、検索数を削減することができ、検索速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】本発明の基地局の構成を示す図である。
【図３】本発明の移動局を示す図である。
【図４】本発明の管理サーバを示す図である。
【図５】本発明の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図６】本発明の管理サーバに設けられた基地局情報記憶テーブルの記憶例を示す図である。
【図７】本発明の基地局に設けられた周辺基地局情報管理テーブルの記憶例を示す図である。
【図８】従来例を示す図である。
【図９】従来例の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１    移動局
１１    アンテナ
１２    無線通信手段
１３    周辺基地局空きチャネル情報更新手段
１４    周辺基地局空きチャネル情報記憶手段
１５    通信チャネル選択手段
２    基地局
２１    有線回線通信手段
２２    無線通信手段
２３    アンテナ
２４    情報通知手段
２５    自基地局空きチャネル情報記憶手段
３    ネットワーク
４    管理サーバ
４１    有線回線通信手段
４２    基地局情報更新手段
４３    周辺基地局情報選択手段
４４    基地局情報記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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