(57)【要約】【課題】移動端末の移動速度によらず安定した高レート通信を実施可能な移動通信システムを提供すること。【解決手段】高レート通信をサポートする移動通信システムにおいて、移動端末の移動速度を移動速度検出部により検出し、その結果に基づいてセル内における変調方式を決定する。移動速度が規定値より遅い移動端末に対しては高ビットレート変調方式を設定し、高レート通信を行う。移動速度が規定値以上の移動端末に対しては低ビットレート変調方式を設定し、通信範囲を拡大してハンドオーバの頻度を下げ、通信断を防止する。その際、割り当てチャネルを増加させて低ビットレート変調方式による通信レートの低下を補償することにより、高レート通信を維持する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律分散方式でセル配置される複数の基地局を具備する移動通信システムにおいて、
前記基地局ごとに形成されるセル間をハンドオーバして移動する移動端末の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記検出された移動速度の高低に対応して、前記移動端末の変調方式を低ビットレート変調方式から高ビットレート変調方式にわたって前記セルごとに段階的に切り替える変調方式制御手段と、
この変調方式制御手段による前記変調方式の切り替えによるビットレートの低下に応じて、前記セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる割り当てチャネル制御手段とを具備することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記変調方式制御手段は、前記検出された移動速度が規定の閾値よりも遅い場合には当該移動速度が前記閾値以上である場合に比べてビットレートの高い変調方式に切り替え、前記検出された移動速度が規前記閾値以上である場合には当該移動速度が前記閾値よりも遅い場合に比べてビットレートの低い変調方式に切り替え、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を、前記セル内における変調方式ごとに予め対応付けられたチャネル数に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記閾値は複数設けられ、それぞれの閾値により区切られる移動速度範囲ごとに前記変調方式および割り当てチャネル数を設定したことを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記変調方式制御手段は、前記移動端末のハンドオーバに際して前記移動端末の変調方式を切り替え、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記変調方式の切り替えに伴って前記移動端末への割り当てチャネル数を変化させることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を周波数方向に増減させることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項６】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を時間軸方向に増減させることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項７】
前記速度検出手段は、前記移動端末のハンドオーバの履歴に基づいて各セルへの滞在期間から前記移動速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項８】
自律分散方式でセル配置される複数の基地局を個別回線を介して収容し、前記基地局ごとに形成されるセル間をハンドオーバして移動する移動端末を前記基地局を介して通信ネットワークに接続する制御装置であって、
前記移動端末の移動速度の高低に対応して、前記移動端末の変調方式を低ビットレート変調方式から高ビットレート変調方式にわたって前記セルごとに段階的に切り替える変調方式制御手段と、
この変調方式制御手段による前記変調方式の切り替えによるビットレートの低下に応じて、前記セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる割り当てチャネル制御手段とを具備することを特徴とする制御装置。
【請求項９】
前記変調方式制御手段は、前記検出された移動速度が規定の閾値よりも遅い場合には当該移動速度が前記閾値以上である場合に比べてビットレートの高い変調方式に切り替え、前記検出された移動速度が規前記閾値以上である場合には当該移動速度が前記閾値よりも遅い場合に比べてビットレートの低い変調方式に切り替え、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を、前記セル内における変調方式ごとに予め対応付けられたチャネル数に切り替えることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記閾値は複数設けられ、それぞれの閾値により区切られる移動速度範囲ごとに前記変調方式および割り当てチャネル数を設定したことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記変調方式制御手段は、前記移動端末のハンドオーバに際して前記移動端末の変調方式を切り替え、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記変調方式の切り替えに伴って前記移動端末への割り当てチャネル数を変化させることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を周波数方向に増減させることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を時間軸方向に増減させることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１４】
さらに、前記移動端末の移動速度を検出する速度検出手段を具備することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記速度検出手段は、前記移動端末のハンドオーバの履歴に基づいて各セルへの滞在期間から前記移動速度を検出することを特徴とする請求項１４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばマイクロセル方式でエリアを形成する移動通信システムの改良に関する。特にこの発明は、移動端末の移動に伴う基地局の切替、いわゆるハンドオーバ（ハンドオフとも称する）に関連する技術である。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムのエリアを形成する方式には、大別してマクロセル方式とマイクロセル方式とがある。前者の代表的なものはいわゆるセルラフォンシステムであり、無線セルの半径は数ｋｍにもおよぶ。これに対し、例えば我が国でいうＰＨＳ（Personal Handy-phone System）は後者の方式を採用しており、セル半径は高々数１００ｍ程度と非常に小さい。
【０００３】
マイクロセル方式では地域の通信需要の変化に応じて基地局が頻繁に増設され、また撤去される。このような事情から基地局は、その設置位置や隣接基地局との位置関係などの周到な計画（置局設計とも称する）を伴わず、設置されることが多い。その結果として生じるエリア間の干渉にはそれぞれの基地局が自律的に対処することで混信を回避するようになっている。
【０００４】
この種のシステムではハンドオーバに際して、移動端末からの再発呼によりエリアを切り替えるようになっている。マイクロセル方式のシステムではハンドオーバが頻繁に起こるので端末の高速移動に弱く、基地局切り替え後の通信制御が遅れると通信が途切れてしまい、得られるはずの通信レートを実現できなかったり、通話が切断されることもある。ハンドオーバの性能は現状では端末の性能に大きく左右され、高速移動性能を高めようとすると端末コストが高くなり、ひいてはユーザのコスト負担が大きくなる。
【０００５】
高速通信や高速移動を低コストでサポートするためには、ハンドオーバに係わるネットワーク側の処理機能を充実させるのが得策であり、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１では移動通信システムにおけるハンドオーバ契機の判断をシステム主導にすることで、高速なハンドオーバを達成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７１４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、移動端末が高速通信（高速移動との混同を避けるため、以下、高レート通信と表記する）のため高ビットレートの変調方式を使用すると、基地局と通信可能な通信エリアが狭くなり、その結果ハンドオーバが頻繁に生じる。端末の移動速度が高速になればさらにハンドオーバが頻発し、安定した高レート通信が行えないという問題がある。逆に低ビットレートの変調方式を用いれば通信エリアが広くなり、ハンドオーバの頻度を抑えることが可能となる反面、通信レートが低下する。このように移動端末の変調方式、移動速度、ハンドオーバの頻度は互いに関連しており、安定した高レート通信を行うためには変調方式に応じた通信エリアの拡大／縮小を考慮した制御を行うことが重要となるが、このような技術は未だ知られていない。
【０００８】
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、移動端末の移動速度によらず安定した高レート通信を実施可能な移動通信システムとその制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、自律分散方式でセル配置される複数の基地局を具備する移動通信システムにおいて、基地局ごとに形成されるセル間をハンドオーバして移動する移動端末の移動速度を検出する速度検出手段と、検出された移動速度の高低に対応して移動端末の変調方式を低ビットレート変調方式から高ビットレート変調方式にわたってセルごとに段階的に切り替える変調方式制御手段と、この変調方式制御手段による変調方式の切り替えによるビットレートの低下に応じて、セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる割り当てチャネル制御手段とを具備することを特徴とする移動通信システムが提供される。
【００１０】
より具体的には、変調方式制御手段は、移動速度が規定の閾値よりも遅い場合にはビットレートの高い変調方式に切り替え、移動速度が閾値よりも速ければビットレートの低い変調方式に切り替える。移動端末への割り当てチャネル数は変調方式に予め対応付けられ、割り当てチャネル制御手段は、切り替えられた変調方式に対応付けて移動端末のチャネル数を切り替える。
【００１１】
このような手段を講じることにより、移動端末が高速移動している場合には低ビットレート変調方式に切り替えられ、これによりセル半径が拡大してハンドオーバの頻度を減らすことができ、通信を安定化させることが可能になる。さらに、変調方式のビットレートが低下しても割り当てチャネル数が増加するので、通信レートを安定化させることも可能になる。すなわち、高速移動端末については低ビットレート通信に切り替えるとともに割り当てるチャネルを増やし、低速移動端末については高ビットレート通信に切り替えるとともに割り当てるチャネルを減らすことによって、移動速度に関わらず安定した高レート通信を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、移動端末の移動速度によらず安定した高レート通信を実施可能な移動通信システムとその制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示すシステム図。
【図２】この発明に係わる通信システムの実施の形態を示す機能ブロック図。
【図３】この発明の実施形態における変調方式の切り替えおよび割り当てチャネル数の制御手順を示すフローチャート。
【図４】移動端末ＰＳの速度と変調方式および割り当てチャネル数の関係の一例を示す図。
【図５】ハンドオーバ時における変調方式および割り当てチャネルの変更の一例を示す図。
【図６】ハンドオーバを伴わずに変調方式および割り当てチャネルを変更する処理の一例を示す図。
【図７】この発明の実施形態に係わる機能の実装の他の例を示す図。
【図８】この発明の実施形態に係わる機能の実装の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態につき説明する。この実施形態では、いわゆる次世代ＰＨＳと称されるＸＧＰ（eXtended Global Platform）を想定した説明を行うが、本発明はこの種のシステムに限定されるものではない。ＸＧＰのセル設計は旧来のＰＨＳと同じ自律分散方式であるが、さらに進んで、１個の制御チャネル周波数をさらに時間方向に数十個に分割し、他の基地局が使っていないタイミングを自律的に発見し使用することで基地局同士で共有するようになっている。よってセル（基地局のエリア）同士が重なってしまっても干渉が発生することがなく、重なった部分では端末側の選択により自動的にマイクロセル化される。
【００１５】
図１は、この発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示すシステム図である。このシステムは通信ネットワーク１００と、これに接続される制御装置Ｇ１１，Ｇ１２とを中核として形成される。通信ネットワーク１００は例えばキャリアの私設網などであり、具体的にはＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク、ＩＰ−ＶＰＮ（IP-Virtual Private Network）接続サービスなどのパケット通信網、あるいはＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Network）などである。通信ネットワーク１００をインターネット３００に接続するにはゲートウェイ２００が設けられる。また通信ネットワーク１００には、制御装置Ｇ１１，Ｇ１２を遠隔からリモート制御したり、各種通信サービスを提供したりするためのサーバ装置４００が設けられる。
【００１６】
制御装置Ｇ１１は個別回線を介して基地局ＣＳ１１を収容する。制御装置Ｇ１２は別の個別回線を介して基地局ＣＳ１２を収容する。すなわち基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２はそれぞれ別の制御装置の配下にある。もちろん各制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２だけでなく、複数の基地局を収容する。つまり複数の基地局は制御装置Ｇ１１，Ｇ１２のいずれかに分配して収容される。
【００１７】
ＣＳ１１，ＣＳ１２を含む各基地局はそれぞれ無線ゾーン（以下セルと称する）を形成し、このセルに在圏する移動端末ＰＳ（ＰＳ１１，ＰＳ１２）を無線チャネルを介して収容する。移動端末ＰＳ１１，ＰＳ１２はその移動に伴って各セル間をハンドオーバし、接続先の基地局を切り替える。制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は通信ネットワーク１００を介して相互間に通信リンクを形成することもでき、移動端末ＰＳ１１，ＰＳ１２はこのリンクを介して互いと通信することができる。さらには、ゲートウェイ２００を介してインターネット３００にアクセスすることも可能である。
【００１８】
図１のシステムにはこのほかパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や固定電話機（ＴＥＬ）を制御装置Ｇ１１，Ｇ１２に接続するための中継ユニットが設けられる。特に、音声通話ソフトウェアをインストールすればＰＣを電話機として利用することも可能である。さらに、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に準拠するアクセスポイント（図示せず）が制御装置Ｇ１１，Ｇ１２に接続されることもある。
【００１９】
制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は、通信端末間のエンド・ツウ・エンドの通信を実現するため、対向装置（ゲートウェイ２００や通信相手方の制御装置など）間での交換処理あるいはプロトコル変換などの種々の制御を担う。また制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は基地局を経由して通信される信号（音声データや映像、画像データなどのデジタル信号、各種サービスを行なうためのデータなど）を、通信ネットワーク１００を経由して指定の通信種別に従って処理する。
【００２０】
図２は、この発明に係わる通信システムの実施の形態を示す機能ブロック図である。図２において、制御装置Ｇ１１、基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２、および移動端末ＰＳ１１はそれぞれ呼接続制御を担う呼接続部３０１，２０１，１０１と、ハンドオーバの制御に係わるハンドオーバ制御部３０２，２０２，１０２を備える。
【００２１】
これに加えてこの実施形態では、制御装置Ｇ１１は変調方式制御部３０３、移動速度検出部３０４、および割り当てチャネル制御部３０５を備える。このうち移動速度検出部３０４は移動端末ＰＳ１１の移動速度を取得する。例えばこの実施形態ではサーバ装置４００が移動速度検出部４０１を備え、ネットワークに移動端末ＰＳ１１の速度を求める機能が備えられているとする。この場合、制御装置Ｇ１１の移動速度検出部３０４は、移動速度検出部４０１から移動端末ＰＳ１１の移動速度を取得する。なお、移動端末ＰＳ１１が例えば加速度センサなどを用いた移動速度測定部１０４を備えている場合には、制御装置Ｇ１１の移動速度検出部３０４は移動端末ＰＳ１１から直接、その移動速度を取得することができる。
【００２２】
変調方式制御部３０３は、検出された移動端末ＰＳ１１の移動速度に基づいて、この移動端末ＰＳ１１の各セル内における変調方式を切り替える。すなわち変調方式制御部３０３は、検出された移動速度の高低に対応して、移動端末ＰＳ１１の変調方式を低ビットレート変調方式から高ビットレート変調方式にわたって段階的に切り替える。変調方式の切り替えにあたり変調方式制御部３０３は、まず基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２の変調方式変更部２０３に切り替え指示を与える。この切り替え指示は無線区間の制御チャネルを介して移動端末ＰＳ１１の変調方式変更部１０３に与えられ、これにより移動端末ＰＳ１１の使用する変調方式が変更される。
【００２３】
さらに、制御装置Ｇ１１は割り当てチャネル制御部３０５を備える。割り当てチャネル制御部３０５は、変調方式制御部３０３による変調方式の切り替えにより移動端末ＰＳ１１の通信ビットレートが低下すると、セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる制御を行う。すなわち割り当てチャネル制御部３０５は、基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２のチャネル制御部２０４に対して変更指示を出す。この変更指示は無線区間の制御チャネルを介して移動端末ＰＳ１１に与えられ、移動端末ＰＳ１１の使用するチャネル数が変更される。
【００２４】
図３は、この実施形態における変調方式の切り替えおよび割り当てチャネル数の制御手順を示すフローチャートである。この処理手順は例えば移動端末ＰＳ１１のハンドオーバを契機として実施されるもので、ハンドオーバのたびに繰り返される。図３において制御装置Ｇ１１は移動端末ＰＳ１１の移動速度を検出する（ステップＳ１０１）。移動速度は図３の処理手順の実施のたびに検出されるものであり、次のステップでは、前回の処理手順で検出された速度との変更の有無が判定される（ステップＳ１０２）。速度の変更がなければ、通常のハンドオーバ処理が継続される。
【００２５】
検出された移動速度が前回の判定から変化していれば（ステップＳ１０２でＮＯ）、規定の閾値を基準として、この閾値と移動速度との大小が判定される（ステップＳ１０３）。その結果、移動端末ＰＳの移動速度が規定値以上であれば、制御装置Ｇ１１は移動端末ＰＳの変調方式を低ビットレート変調方式に変更し（ステップＳ１０４）、続いて割り当てチャネル数を増加させる（ステップＳ１０５）。変調方式および割り当てチャネル数が決定されると、制御装置Ｇ１１は移動端末ＰＳの次のハンドオーバ先の基地局に対し変調方式とチャネル数とを通知し（ステップＳ１０６）、ハンドオーバ処理を継続する。
【００２６】
ステップＳ１０３で、移動端末ＰＳの移動速度が閾値よりも遅ければ、制御装置Ｇ１１は移動端末ＰＳの変調方式を高ビットレート変調方式に変更し（ステップＳ１０７）、前回の制御で割り当てられたチャネルを開放することにより割り当てチャネル数を削減する（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０６で制御装置Ｇ１１は移動端末ＰＳの次のハンドオーバ先の基地局に対し変調方式とチャネル数とを通知し、ハンドオーバ処理を継続する。
【００２７】
図４は、移動端末ＰＳの速度と変調方式および割り当てチャネル数の関係の一例を示す図である。図３では速度判定の結果が高速／低速の２つのみである場合の例を示したが、図４では移動速度を判定するための閾値がｎ（自然数）段階あるケースを示す。図４において、移動速度を最低速（０〜Ｖ１）から最高速（Ｖｎ−１〜Ｖｎ）までのｎ段階の速度区分に分け、検出された移動速度がどの領域に属するかに応じて変調方式と割り当てチャネル数とを可変する。
【００２８】
図４に示される例では、最低速度に対応する最大ビットレートの変調方式として、８ビット２５６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）方式が設定され、最高速度に対応する最小ビットレートの変調方式として、１ビットＢＰＳＫが設定される。その次の移動速度については２ビットＱＰＳＫが設定され、移動速度の高速／低速に対応して変調方式のビットレートは順次、低速／高速へと段階的に切り替わる。つまり移動速度は速ければ早いほど変調方式のビットレートは遅くなり、移動速度が遅ければ遅いほど変調方式のビットレートは速くなる。
【００２９】
例えば図４においては２５６ＱＡＭでの割り当てチャネル数を１とし、移動端末ＰＳが高速移動をしていると判断された場合には２５６ＱＡＭからより低ビットレートの変調方式へと変更される。例えば２ビットのＱＰＳＫに変更した場合には、チャネル割り当て数を４に増加させることで、その前後で同等の通信レートを保証することができる。この実施形態では変調方式と割り当てチャネル数とを予め対応付け、変調方式が決まれば割り当てチャネル数が自ずと定まるように設定しておくようにする。すなわち変調方式の切り替えの前後で同等の通信レートを得られるように、割り当てチャネル数が変調方式ごとに予め定められる。
【００３０】
移動端末ＰＳが再び低速での移動に戻った場合には、変調方式を２５６ＱＡＭに変更し、その時点で割り当てられているチャネル数４からチャネル数１へと割り当てチャネル数を減少させる。このように変調方式に応じて割り当てチャネル数を増減させることで、変調方式を変更しても一定の通信レートを維持し続けることができる。
【００３１】
さらに、移動端末ＰＳの移動速度に応じて変調方式のビットレートを変化させることで、セル半径を考慮したハンドオーバを実施することができる。つまり高速移動時には変調ビットレートを下げてセル半径を拡大し、速度に対するハンドオーバの頻度を下げて通信を安定化させることができる。これにより移動速度に関わらず高速かつ安定した通信を行うことが可能となる。
【００３２】
つまりこの実施形態では、移動速度検出部３０４，４０１により移動端末ＰＳが属する速度区分を決定し、変調方式制御部３０３により、その速度区分に応じた変調方式を決定する。割り当てチャネル制御部３０５は決定された変調方式を基に移動端末への割り当てチャネル数を決定する。割り当てチャネル制御部３０５は、高ビットレート変調方式から低ビットレート変調方式へと切り替える際には不足する分のチャネル数を基地局ＣＳに通知し、チャネル数を増加させる。逆に、低ビットレート変調方式から高ビットレート変調方式へと切り替える際には余分なチャネルを解放し、他の移動端末用のリソースを確保するようにする。
【００３３】
なお、チャネル数の増減に関しては多様な手法が考えられるが、例えば割り当てチャネルを周波数方向に増減させるようにすればよい。あるいは割り当てチャネルを時間軸方向（タイムスロットの増減）に増減させるようにすればよい。さらに、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）などの複数アンテナを利用可能なシステムにあっては、低ビットレート変調方式においては使用するアンテナ数を増加させ、高ビットレート変調方式においては使用するアンテナを減らすことで通信レートを安定化させるようにしても良い。
【００３４】
図５は、ハンドオーバ時における変調方式および割り当てチャネルの変更の一例を示す図である。移動端末ＰＳ１１は、２５６ＱＡＭおよびチャネル数１で基地局ＣＳ１１と接続しているとし、そのときの変調方式／割り当てチャネル情報は（ＩＮ１）に示される。この状態から移動端末ＰＳ１１が次のハンドオーバ先として基地局ＣＳ１２のセルに移動することを考える。
【００３５】
ハンドオーバを契機として制御装置Ｇ１１は移動端末ＰＳ１１の移動速度を取得し、その結果から次の変調方式／割り当てチャネルを決定する。ここではＱＰＳＫ／チャネル数４との決定がなされたとする。そうすると制御装置Ｇ１１はハンドオーバ要求ＲＱ１をハンドオーバ先の基地局ＣＳ１２に送信し、ハンドオーバ手順が開始される。その際、制御装置Ｇ１１はハンドオーバ要求ＲＱ１に上記決定された変調方式／割り当てチャネル情報（ＩＮ２）をも付加して基地局ＣＳ１２に送信する。
【００３６】
基地局ＣＳ１２は、通知された変調方式／割り当てチャネル情報（ＩＮ２）をもとにして移動端末ＰＳ１１に対する変調方式／割り当てチャネル数を設定する。これによりハンドオーバ処理後、指定された変調方式、チャネル数で通信を即座に再開することが可能になる。なお、移動端末ＰＳ１１の移動速度を予め定期的に取得しておくことにより、ハンドオーバ時の処理を軽くすることができる。
【００３７】
図６は、ハンドオーバを伴わずに変調方式および割り当てチャネルを変更する処理の一例を示す図である。ここでは高速移動に適した変調方式／割り当てチャネル情報（ＩＮ１）で通信していた移動端末ＰＳ１１が、基地局ＣＳ１１のセルＡ１内で減速、または停止した場合を考える。移動端末ＰＳ１１が基地局ＣＳ１１と接続している期間が規定の長期滞在閾値Ｔを超えると、制御装置Ｇ１１は次のハンドオーバを待たずに、低速移動に適した変調方式／割り当てチャネル情報（ＩＮ２）を基地局ＣＳ１１に通知する。これにより、高速移動をすることがないと見込まれる移動端末に対して、より適切な変調方式／割り当てチャネル数を設定することが可能となる。
【００３８】
以上述べたようにこの実施形態では、高レート通信をサポートする移動通信システムにおいて、移動端末の移動速度を移動速度検出部により検出し、その結果に基づいてセル内における変調方式を決定する。移動速度が規定値より遅い移動端末に対しては高ビットレート変調方式を設定し、高レート通信を行う。移動速度が規定値以上の移動端末に対しては低ビットレート変調方式を設定し、通信範囲を拡大してハンドオーバの頻度を下げることで通信断を防止する。その際、割り当てチャネルを増加させて低ビットレート変調方式による通信レートの低下を補償することにより、高レート通信を維持するようにする。
【００３９】
既存の移動通信システムでは、移動端末に適用される変調方式は固定的である。このため高レート通信の実施のため高ビットレート変調方式を適用すると全ての移動端末に対する通信範囲（セル領域）が狭くなり、ハンドオーバが頻発して通信が不安定になるという問題があった。
【００４０】
これに対しこの実施形態では、移動端末の移動速度に応じて変調方式を可変し、高速移動時には低ビットレート変調方式を適用することでハンドオーバの頻度を低くし、通信を安定化させることができる。よって全ての端末で通信が切れることなく安定した高レート通信を実現することが可能となる。さらには、変調方式の低ビットレート化に伴う通信レートの低下を通信チャネル数の増加により補うようにしているので、通信レートが過度に低下することもない。これらのことから、移動端末の移動速度によらず安定した高レート通信を実施可能な移動通信システムとその制御装置を提供することが可能となる。
【００４１】
図７は、この実施形態に係わる機能の実装の他の例を示す図である。図７の構成は、図２の構成に代えて主たる機能をゲートウェイ２００に実装するようにしたものである。すなわちゲートウェイ２００は変調方式制御部３０３、移動速度検出部３０４、割り当てチャネル制御部３０５を備え、移動端末の移動速度の検出、変調方式の切り替えおよび割り当てチャネル数の設定を実施する。ゲートウェイ２００は変調方式の切り替えおよびチャネル数割り当てに係わる制御を、制御装置Ｇ１１、Ｇ１２から基地局ＣＳ１１、ＣＳ１２を介して移動端末ＰＳに与える。
【００４２】
図８は、この実施形態に係わる機能の実装の他の例を示す図である。さらに各機能の別の実装形態として、主たる機能を基地局ＣＳに実装することもできる。この形態では、基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２が変調方式制御部３０３、移動速度検出部３０４、割り当てチャネル制御部３０５を備え、移動端末の移動速度の検出、変調方式の切り替えおよび割り当てチャネル数の設定を実施する。基地局ＣＳ１１、ＣＳ１２は変調方式の切り替えおよびチャネル数割り当てに係わる制御を無線チャネルを介して直接、移動端末ＰＳに与える。
【００４３】
また、１つの制御装置Ｇ１１に接続される複数の基地局ＣＳのうち、１つまたは複数の基地局ＣＳに変調方式制御部３０３、移動速度検出部３０４、割り当てチャネル制御部３０５を備え、移動端末の移動速度の検出、変調方式の切り替えおよび割り当てチャネル数の設定を実施するようにすることもできる。このような形態では、基地局ＣＳは、自らのセル内に収容する移動端末ＰＳに対しては、変調方式の切り替えおよびチャネル数割り当てに係わる制御を無線チャネルを介して直接与える。他の基地局ＣＳのセル内の移動端末ＰＳに対しては、制御装置Ｇ１１および当該他の基地局ＣＳを経由し、その基地局ＣＳの無線チャネルを介して変調方式の切り替えおよびチャネル数割り当てに係わる制御を与えるようにする。
【００４４】
さらに、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば移動端末ＰＳの移動速度は、上記したようにネットワーク上のサーバ装置４００などに設けられる移動速度検出部４０１により検出したり、移動端末ＰＳ自身が備える加速度センサなどから取得したりする方法のほか、移動端末ＰＳのハンドオーバの履歴に基づいて、各セルへの滞在期間から検出することも可能である。
【００４５】
さらに、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００…通信ネットワーク、２００…ゲートウェイ、３００…インターネット、Ｇ１１，Ｇ１２…制御装置、４００…サーバ装置、ＣＳ１１，ＣＳ１２…基地局、ＰＳ（ＰＳ１１，ＰＳ１２）…移動端末、１０１，２０１，３０１…呼接続部、１０２，２０２，３０２…ハンドオーバ制御部、３０３…変調方式制御部、３０４…移動速度検出部、３０５…割り当てチャネル制御部、４０１…移動速度検出部、１０３，２０３…変調方式変更部、１０４…移動速度測定部、２０４…チャネル制御部
【図１】
2011061437.tif 000003
【図２】
2011061437.tif 000004
【図３】
2011061437.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011061437.tif 000007
【図６】
2011061437.tif 000008
【図７】
2011061437.tif 000009
【図８】
2011061437.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、自律分散方式でセルを形成するように配置され、それぞれが形成するセル内の移動端末を無線収容する複数の基地局を具備する移動通信システムにおいて、前記移動端末の移動速度を検出する速度検出手段と、検出された移動速度の速度区分に対応して前記移信端末の変調方式を複数段階のビットレート変調方式のうちから選択的に切り替える変調方式制御手段と、前記変調方式制御手段による前記変調方式の切り替えによるビットレートの低下に応じて、前記セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる割り当てチャネル制御手段とを具備することを特徴とする移動通信システムが提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は、移動端末間のエンド・ツウ・エンドの通信を実現するため、対向装置（ゲートウェイ２００や通信相手方の制御装置など）間での交換処理あるいはプロトコル変換などの種々の制御を担う。また制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は基地局を経由して通信される信号（音声データや映像、画像データなどのデジタル信号、各種サービスを行なうためのデータなど）を、通信ネットワーク１００を経由して指定の通信種別に従って処理する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
変調方式制御部３０３は、検出された移動端末ＰＳ１１の移動速度に基づいて、この移動端末ＰＳ１１の各セル内における変調方式を切り替える。すなわち変調方式制御部３０３は、検出された移動速度が段階的に区分される速度範囲のいずれに属するか判断し、判断された速度範囲に対応して移動端末ＰＳ１１の変調方式を低ビットレート変調方式から高ビットレート変調方式にわたって段階的に切り替える。変調方式の切り替えにあたり変調方式制御部３０３は、まず基地局ＣＳ１１，ＣＳ１２の変調方式変更部２０３に切り替え指示を与える。この切り替え指示は無線区間の制御チャネルを介して移動端末ＰＳ１１の変調方式変更部１０３に与えられ、これにより移動端末ＰＳ１１の使用する変調方式が変更される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律分散方式でセルを形成するように配置され、それぞれが形成するセル内の移動端末を無線収容する複数の基地局を具備する移動通信システムにおいて、
前記移動端末の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記検出された移動速度の速度区分に対応して、前記移信端末の変調方式を複数段階のビットレート変調方式のうちから選択的に切り替える変調方式制御手段と、
前記変調方式制御手段による前記変調方式の切り替えによるビットレートの低下に応じて、前記セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる割り当てチャネル制御手段とを具備することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記速度検出手段は、前記基地局ごとに形成されるセル間を移動端末がハンドオーバする滞在期間から前記移動速度を求めることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記変調方式制御手段は、前記検出された移動速度が規定の閾値よりも遅い場合には当該移動速度が前記閾値以上である場合に比べてビットレートの高い変調方式に切り替え、前記検出された移動速度が前記閾値以上である場合には当該移動速度が前記閾値よりも遅い場合に比べてビットレートの低い変調方式に切り替え、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を、前記セル内における変調方式ごとに予め対応付けられたチャネル数に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記変調方式制御手段は、前記閾値が複数設けられ、それぞれの閾値により区切られる移動速度範囲ごとに前記変調方式を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記変調方式制御手段は、前記移動端末のハンドオーバを契機にして前記移動端末の変調方式を切り替える判断を行い、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記変調方式の切り替えに伴って前記移動端末への割り当てチャネル数を変更させることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項６】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を周波数方向に増減させることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項７】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を時間軸方向に増減させることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項８】
前記速度検出手段は、前記移動端末のハンドオーバの履歴に基づいて前記移動速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項９】
前記速度検出手段は、前記移動端末が前記基地局と接続している期間を規定の滞在閾値と比較し、その比較結果に基づいて移動速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項１０】
自律分散方式でセルを形成するように配置される複数の基地局をそれぞれ個別回線を介して収容し、前記基地局ごとに形成されるセル間をハンドオーバして移動する移動端末を前記基地局を介して通信ネットワークに接続する制御装置であって、
前記移動端末の移動に伴って検出される移動速度の速度区分に対応して、前記移動端末の変調方式を複数段階のビットレート変調方式のうちから選択的に切り替える変調方式制御手段と、
前記変調方式制御手段による前記変調方式の切り替えによるビットレートの低下に応じて、前記セル内における移動端末への割り当てチャネル数を増加させる割り当てチャネル制御手段とを具備することを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
さらに、前記移動端末の移動速度を検出する速度検出手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の制御装置。
【請求項１２】
前記速度検出手段は、前記基地局ごとに形成されるセル間を移動端末がハンドオーバする滞在期間から前記移動速度を求めることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記変調方式制御手段は、前記検出された移動速度が規定の閾値よりも遅い場合には当該移動速度が前記閾値以上である場合に比べてビットレートの高い変調方式に切り替え、前記検出された移動速度が前記閾値以上である場合には当該移動速度が前記閾値よりも遅い場合に比べてビットレートの低い変調方式に切り替え、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を、前記セル内における変調方式ごとに予め対応付けられたチャネル数に切り替えることを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記変調方式制御手段は、前記閾値が複数設けられ、それぞれの閾値により区切られる移動速度範囲ごとに前記変調方式を切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記変調方式制御手段は、前記移動端末のハンドオーバを契機にして前記移動端末の変調方式を切り替える判断を行い、
前記割り当てチャネル制御手段は、前記変調方式の切り替えに伴って前記移動端末への割り当てチャネル数を変更させることを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を周波数方向に増減させることを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記割り当てチャネル制御手段は、前記移動端末への割り当てチャネル数を時間軸方向に増減させることを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記速度検出手段は、前記移動端末のハンドオーバの履歴に基づいて前記移動速度を検出することを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記速度検出手段は、前記移動端末が前記基地局と接続している期間を規定の滞在閾値と比較し、その比較結果に基づいて移動速度を検出することを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011061437.tif 000011
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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