(57)【要約】複数の基地局と複数の移動局間で無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバに先立ってハンドオーバ先無線基地局において予め必要な無線リソースを確保し、その後でハンドオーバを実行する。無線リソースを確保するには、ハンドオーバ先の無線基地局で既に通信中の１以上の移動局を他の無線基地局へハンドオーバさせ、これによりハンドオーバ先基地局の無線リソースを確保し、しかる後、ハンドオーバを実行する。
2005025253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ方法おいて、
所定基地局と通信を行っている移動局について、ハンドオーバを実行するか、実行する場合にはハンドオーバ先基地局を決定し、
該ハンドオーバ先基地局で既に通信中の移動局を他の基地局へ強制的にハンドオーバさせ、
前記ハンドオーバ対象の移動局を前記ハンドオーバ先基地局へハンドオーバさせる、
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項２】
ハンドオーバ先基地局の空き無線リソースを収集し、
前記ハンドオーバ対象の移動局を収容するために必要な無線リソースと前記空き無線リソースとを比較し、
空き無線リソースが少ない場合に前記強制ハンドオーバ処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ方法。
【請求項３】
前記強制ハンドオーバさせる移動局は、前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最低の移動局とし、前記強制ハンドオーバ先の基地局は、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局であるとする、
ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ方法。
【請求項４】
前記強制ハンドオーバさせる移動局は、前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最大の移動局とし、前記強制ハンドオーバ先の基地局は、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局であるとする、
ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ方法。
【請求項５】
ハンドオーバを実行するか判定するタイミングを、通信サービスの種別、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも１つあるいは２つ以上の組合せに基づいて制御する、
ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ方法。
【請求項６】
移動局毎に前記ハンドオーバ実行タイミングを決定すると共に、リアルタイムサービスほど、あるいは、高速通信ほど、あるいは高速移動ほど、該ハンドオーバ実行タイミングを早める、
ことを特徴とする請求項５記載のハンドオーバ方法。
【請求項７】
通信サービス、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも１つあるいは２つ以上を変数とする関数を用いて、前記ハンドオーバ実行タイミングを算出する、
ことを特徴とする請求項５記載のハンドオーバ方法。
【請求項８】
強制ハンドオーバ先の基地局の検索範囲をハンドオーバ移動局の移動速度に応じて可変する、
ことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバ方法。
【請求項９】
複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおける無線基地局制御局において、
所定基地局と通信を行っている移動局について、ハンドオーバを実行するか、実行する場合にはハンドオーバ先基地局を決定するハンドオーバ判定処理部、
該ハンドオーバ先基地局で既に通信中の移動局を他の基地局へ強制的にハンドオーバさせる強制ハンドオーバ判定処理部、
強制ハンドオーバ実行後に、前記ハンドオーバ対象の移動局を前記ハンドオーバ先基地局へハンドオーバさせる手段、
を備えたことを特徴とする無線基地局制御局。
【請求項１０】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
ハンドオーバ先基地局の空き無線リソースを収集する手段、
前記ハンドオーバ対象の移動局を収容するために必要な無線リソースと前記空き無線リソースとを比較し、空き無線リソースが少ない場合に前記強制ハンドオーバ処理を実行する手段、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局制御局。
【請求項１１】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最低の移動局を前記強制ハンドオーバさせる移動局とし、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局を前記強制ハンドオーバ先の基地局とする手段、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局制御局。
【請求項１２】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最大の移動局を前記強制ハンドオーバさせる移動局とし、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局を前記強制ハンドオーバ先の基地局とする手段、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局制御局。
【請求項１３】
前記ハンドオーバ判定処理部は、
ハンドオーバを実行するか判定するタイミングを、通信サービスの種別、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも１つあるいは２つ以上の組合せに基づいて決定する手段、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局制御局。
【請求項１４】
前記ハンドオーバ実行タイミング決定手段は、移動局毎に前記ハンドオーバ実行タイミングを決定すると共に、リアルタイムサービスほど、あるいは、高速通信ほど、あるいは高速移動ほど、該ハンドオーバ実行タイミングを早める、
ことを特徴とする請求項１３記載の無線基地局制御局。
【請求項１５】
前記ハンドオーバ判定処理部は、
通信サービス、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも１つあるいは２つ以上を変数とする関数を用いて、前記ハンドオーバ実行タイミングを算出する手段、
を備えたことを特徴とする請求項１３記載の無線基地局制御局。
【請求項１６】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
強制ハンドオーバ先の基地局の検索範囲をハンドオーバ移動局の移動速度に応じて可変する手段、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の無線基地局制御局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ハンドオーバ方法および基地局制御装置に係わり、特に、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する基地局制御装置を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ方法および基地局制御装置に関する。
【背景技術】  近年、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）通信システムの実用化が急速に進んでいる。現在の主サービスである音声や静止画のみならず、動画などの大きなデータをやりとりするための広帯域のＣＤＭＡシステム（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ）の商用サービスも既に開始されている。これらの仕様は、第三世代移動通信システムの標準化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で制定されたものであり、現在もより高品質なサービスが実現できるシステムを目指し様々な仕様が検討・追加され続けている。
図１３は現在の３ＧＰＰ仕様のＷ−ＣＤＭＡシステムの概要構成図である。システムは上位のコア網（ＣＮ：Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１００、無線網制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１０１、無線基地局（ＮｏｄｅＢ）１０２＿０〜１０２＿ｎ及び移動局（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１０３の４種類のノードから構成されている。なお、以降では、無線網制御装置（ＲＮＣ）は無線基地局制御局（基地局制御装置）ということにする。
各ノード１００、１０１、１０２＿０〜１０２＿ｎは、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）伝送路等で物理的に接続されている（有線区間）。無線基地局１０２＿０〜１０２＿ｎと移動局１０３は無線信号によって接続されている（無線区間）。
図示しない端末から移動局１０３宛に発せられたユーザデータは、コア網１００を介して、該移動局１０３を収容する無線基地局制御局１０１に送信される。移動局１０３がセル１０４＿１に在圏していれば、無線基地局制御局１０１は該セルを収容している無線基地局１０２＿１にユーザデータを送信し、無線基地局１０２＿１は該ユーザデータを移動局１０３に送信する。以後、移動局１０３がセル１０４＿１に在圏しつづければ無線基地局制御局１０１は上記経路で移動局１０３が相手端末と通信するように制御する。
しかし、移動局１０３が移動して隣接セル１０４−２に移動すれば、無線基地局制御局１０１はハンドオーバ制御により中継の無線基地局を、無線基地局１０２−１から無線基地局１０２−２に無瞬断で切り替える。図１４はかかるハンドオーバ制御の手順説明図である。
移動局１０３が基地局１０２−１と通信している時、無線基地局制御局１０１は定期的に無線状態を測定して報告するよう移動局１０３に要求する（ステップＳ１）。移動局１０３は無線状態測定報告要求を受信すれば周辺基地局１０２−２等からの受信レベルを測定して通信中の基地局１０２−１を介して無線基地局制御局１０１に報告する（ステップＳ２）。無線基地局制御局１０１は無線状態報告に基づいてハンドオーバの実行が必要であるか判断する。たとえば、隣接基地局１０２−２からの受信電界強度が設定値以上になれば、ハンドオーバが必要であると判断し、該隣接基地局１０２−２にトラヒックチャネルＴＣＨを指示する（無線リンク追加要求、ステップＳ３）。隣接基地局１０２−２は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を無線基地局制御局１０１に返す（ステップＳ４）。
ついで、無線基地局制御局１０１は基地局１０２−１を介して、ハンドオーバの準備をさせる為の要求（アクティブセット更新要求）を移動局１０３に送る（ステップＳ５）。移動局１０３はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を無線基地局制御局１０１に返すと共に（ステップＳ６）、基地局１０２−２とトラヒックチャネルＴＣＨで交信して無線リンクを確立する（ステップＳ７）。
かかる状態において、移動局１０３は基地局１０２−１からの受信電界強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になると、受信レベルを無線基地局制御局１０１に通知する（ステップＳ８）。この通知により、無線基地局制御局１０１は移動局１０３と基地局１０２−１間の通信終了を決定し、移動局１０３にハンドオーバの実行を指示する（ステップＳ９）。移動局１０３はハンドオーバの実行が指示されるとハンドオーバを実行し、基地局１０２−２を介して通信を継続する（ステップＳ１０）。ついで、移動局１０３はハンドオーバ完了を無線基地局制御局１０１に送信すると共に、基地局１０２−１間の無線回線を切断する（ステップＳ１１）。無線基地局制御局１０１はハンドオーバ完了を受信すれば基地局１０２−１にトラヒックチャネルの使用禁止を指示し（ステップＳ１２）、ハンドオーバ制御が完了する。以後、移動局１０３は無線基地局１０２−２を介して通信を継続することができる。
かかるハンドオーバ制御には種々の形態が提案されている。
第１の従来技術は各基地局におけるトラヒックの分散を目的とするもので、使用チャネル数がある閾値を超えた基地局が、通信中の移動局を他の基地局へハンドオーバさせることを特徴とする（特許文献１）。
第２の従来技術は、リソースが不足した時のハンドオーバ先決定アルゴリズムを特徴とする（特許文献２）。
第３の従来技術は、ハンドオーバ時における移動局の基地局選択方法に関連し、移動局は空きリソースの多い基地局へのハンドオーバを行うことを特徴とする（特許文献３）。
第４の従来技術は、マルチレイヤセルにおける呼設定時及びハンドオーバ時、移動局は呼種別に対応する基地局を選択して接続要求を行うことを特徴とする（特許文献４−７）。
第５の従来技術は、移動局の速度に応じて移動局をクラス分けし、移動先基地局に空きリソースがない場合、空きができた時点でクラスの高い順に移動局にチャネルを割り当てることを特徴とする（特許文献８）。
第６の従来技術は、階層セル構成に関するもので、移動局の移動速度に応じて基地局エリアの大きさを変えることを特徴とする（特許文献９）。
従来の移動通信システムにおいて、移動局の移動によりハンドオーバを起動する契機は、電界強度あるいは電波干渉量を観測して判断するものであり、ハンドオーバ先の無線基地局の無線リソースの使用状況、空き状況を考慮したハンドオーバ制御は行われていなかった。このため、従来技術ではハンドオーバ先の無線基地局の無線リソースが不足し、使用可能な通信帯域が確保できないという問題が発生する。
すなわち、ハンドオーバに際して、無線基地局制御局は、移動局と通信するためにハンドオーバ元の無線基地局へ割当てていた無線リソースと同等の無線リソース量をハンドオーバ先の無線基地局へ割当て、新しい無線チャネルを設定する必要がある。しかし、同等量の無線リソースを確保できなかった場合や新しく設定した無線チャネルの電界強度が不充分で通信に適さない場合、無線リソースを再選択したり、あるいはハンドオーバを中止している。無線リソースの再選択はハンドオーバ完了までに長時間を要して好ましくなく、ハンドオーバの中止は呼損を招来する。また、たとえ通信自体は継続できたとしても、スループットの大幅な低下を招き、ユーザの不便を生ずる恐れがある。
なお、移動局を一般移動局と優先移動局に分け、優先移動局から発呼があった時、空きリソースがなければ一般移動局を輻輳無線基地局から強制的に近隣無線基地局にハンドオーバさせて空きを作り、優先移動局を該輻輳無線基地局に収容する従来技術はある（特許文献１０）。しかし、この従来技術は移動により発生するハンドオーバ制御に関するものではなく、しかも、優先度と無関係な移動局をハンドオーバさせるものではない。
以上から本発明の目的は、確実にハンドオーバできるようにし、ハンドオーバ不能に起因する無線リソースの再選択やハンドオーバ中止という事態を防止することである。
本発明の別の目的は、ハンドオーバ先無線基地局の無線リソースの使用状況、空き状況を考慮したハンドオーバ制御を行うことにより、確実にハンドオーバ可能にすることである。
本発明の別の目的は、通信サービスや通信速度、移動速度に応じてハンドオーバ判定処理タイミングを可変とすることにより、ハンドオーバを遅延なく、効率良く、また確実に行えるようにすることである。
本発明の別の目的は、移動速度に応じてハンドオーバ対象範囲を制御することにより、速度が変化する環境であっても基地局の無線リソース割当量を均一にすることである。
【特許文献１】    特開平２００１−１７５２４３号
【特許文献２】    特開平２００１−２５１６５８号
【特許文献３】    特許３２０４０８８号
【特許文献４】    特開平９−２００８５８号
【特許文献５】    特開平９−２０５６７９号
【特許文献６】    特開平９−２００８２６号
【特許文献７】    特開平９−２０５６７３号
【特許文献８】    特許３０７２２８９号
【特許文献９】    特許２７８９９８７号
【特許文献１０】  特開平３−１０７２１８号
【発明の開示】
第１の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバに先立ってハンドオーバ先無線基地局において予め必要な無線リソースを確保し、無線リソース確保後にハンドオーバを実行する。すなわち、ハンドオーバ先の無線基地局で既に通信中の１以上の移動局を他の無線基地局へ強制的にハンドオーバさせ、これによりハンドオーバ先基地局の無線リソースを確保し、しかる後、ハンドオーバを実行する。このようにすれば、確実にハンドオーバすることが可能となり、ハンドオーバ不能に起因する無線リソースの再選択やハンドオーバ中止という事態を防止することができる。
第２の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバ実行判定タイミングを、通信サービス、通信速度、移動速度のうちの１以上の組合せに基づいて可変制御する。このようにハンドオーバ実行判定タイミングを可変制御することにより、リアルタイムサービスのハンドオーバ実行判定タイミングを早めることができ、確実に瞬断なくハンドオーバを行うことができる。
又、高速データ通信のハンドオーバに際して、第１の発明ではハンドオーバ先の基地局で多くの無線リソース（多くの移動局）を強制的にハンドオーバさせる必要があり、十分な準備時間が必要となる。第２の発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを早めることにより十分な準備時間の確保が可能となり、効率良く確実にハンドオーバすることが可能となる。
また、高速移動では、移動によるハンドオーバが頻繁に生じるため、必要な無線リソースの確保ができない可能性が高くなる。しかし、第２の発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを移動速度が大きくなるにつれて早める為、かかる問題は解決する。
第３の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバ判定閾値を通信サービス種別、通信速度、移動速度の組合せに依存する関数から求め、関数値をハンドオーバ実行判定タイミング開始の閾値とし、リアルタイムサービス程、通信速度が高速な程、移動速度が高速な程、閾値を小さくしてハンドオーバ実行判定タイミングを早める。第３の発明によれば関数より閾値を計算して簡単にハンドオーバ判定タイミングを制御でき、しかも、第２の発明と同等の作用効果を奏することができる。
第４の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、空き無線リソースの調査対象となる基地局範囲をハンドオーバ移動局の移動速度毎に可変とする。第１の発明では、強制ハンドオーバ先基地局を決めるのに、基地局の空き無線リソースを調査する必要があるが、第４発明によれば、移動速度に応じて該調査対象基地局の範囲を広狭制御することができ、処理負荷を軽減し、かつ基地局の無線リソース割当量を均一にできる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の無線通信システムの構成図ある。
図２は情報収集部の無線リソース管理部の管理内容説明図である。
図３は測定情報管理部の管理内容説明図である。
図４は無線基地局の構成図である。
図５は移動局の構成図である。
図６は本発明のハンドオーバ制御シーケンスの説明図である。
図７は無線基地局制御局の制御部のハンドオーバ制御処理フローである。
図８はハンドオーバ処理タイミングと判定閾値の関係説明図である。
図９はハンドオーバ判定閾値を通信サービス、通信速度、移動速度の組合せによって移動局毎に制御するハンドオーバ判定処理部の判定閾値決定の処理フローである。
図１０は判定閾値を関数により決定する第３実施例の処理フローである。
図１１は第４実施例の概略説明図である。
図１２は第４実施例の強制ハンドオーバ先基地局範囲決定処理フローである。
図１３は３ＧＰＰ仕様のＷ−ＣＤＭＡシステムの概要構成図である。
図１４は従来のハンドオーバ制御の手順説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】  （Ａ）第１実施例
図１は本発明の無線通信システムの構成図であり、コア網１１、無線基地局制御局２１、無線基地局３１，３２，３３，…及び移動局４１，４２，４３，．．．の４種類のノードから構成されている。
（１）無線基地局制御局
無線基地局制御局２１は、コアネットワークインターフェース部２２、制御処理部２３、基地局インターフェース部２４を有している。コアネットワークインターフェース部２２はコアネットワーク１１よりユーザデータ等を受信して、制御処理部２３の信号処理部２５へ送る。
信号処理部２５はコアネットワークインターフェース部２２から入力するユーザデータおよび制御部２６から入力する制御信号（端末間制御信号および基地局間制御信号）を、基地局インターフェース部２４を介して送信する。ここで端末間制御信号とは移動局と無線基地局制御局間で送受する制御信号であり、基地局間制御信号とは無線基地局と無線基地局制御局間で送受する制御信号である。
また、信号処理部２５は基地局インターフェース部２４から入力する制御信号（端末間制御信号および基地局間制御信号）を抽出して制御部２６、情報収集部２７に送る。基地局インターフェース部２４は、信号処理部２５から送られてくるユーザデータ、制御信号を基地局３１，３２，３３．．．に送信し、基地局から送られてくるユーザデータ、制御信号を信号処理部２５へ送る。
情報収集部２７の無線リソース管理部２７ａは、図２ＡのテーブルＴＢ１で配下の無線基地局毎にその最大容量（ユーザ数、帯域）、無線リソース使用状況、無線リソース空き状況を管理する。また、無線リソース管理部２７ａは、図２ＢのテーブルＴＢ２で配下の無線基地局３１，３２，３３．．．に収容されている移動局のＩＤを管理し、かつ、図２ＣのテーブルＴＢ３で各移動局の使用チャネル数、使用帯域を管理する。空きリソース報告要求に対して、各無線基地局３１，３２，．．．．は空きリソース報告応答を返すから、無線リソース管理部２７ａはこの空きリソース報告応答より上記情報を抽出して各管理テーブルＴＢ１〜ＴＢ３に保存して管理する。
測定情報管理部２７ｂは図３に示すように、測定報告要求に対して各移動局から測定報告される複数の基地局の電界強度及び移動局位置（経緯度）を保存する。なお、必ずしも移動局位置（経緯度）は報告されない。
制御部２６はハンドオーバ制御を行う。制御部２６におけるハンドオーバ判定処理部２６ａは、測定報告要求に対して移動局から測定報告される各基地局の電界強度と設定閾値を比較してハンドオーバするか判定し、ハンドオーバする場合にはハンドオーバの準備（ハンドオーバ先基地局と移動局間の無線リンクの確立）を行う。強制ハンドオーバ判定処理部２６ｂは、ハンドオーバすると判定された場合、ハンドオーバ先無線基地局で通信中の１以上の移動局を所定の基準に従って他の無線基地局へ強制的にハンドオーバさせ、これによりハンドオーバ先基地局の無線リソースを確保し、確実にハンドオーバできるようにする。
（２）無線基地局
図４は無線基地局の構成図であり、有線伝送路インターフェース部５１は無線基地局制御局２１から送られてくる、ユーザデータや端末間制御信号を変復調部５２へ送り、基地局間制御信号を制御部５３へ送る。また、変復調部５２から入力するユーザデータや端末間制御信号および制御部５３から入力する基地局間制御信号を無線基地局制御局２１へ送る。変復調部５２は制御部５３からの指示にしたがって有線伝送路インターフェース部５１から送られてきたユーザデータ、端末間制御信号に誤り訂正符号処理，変調処理を施す。また、変復調部５２は、移動局から送られてきた端末間制御信号及びユーザデータを制御部５３からの指示にしたがって復調、誤り訂正を行って有線伝送路インターフェース部５１に入力し、移動局から基地局への制御信号を制御部５３へ入力する。送受信部・増幅部５４は、移動局からの信号を受信し、低雑音アンプにて増幅し、検波を行う。また、変復調部５２から入力する変調信号をＲＦ信号にし、送信電力増幅器で増幅してアンテナより移動局に向けて送信する。
制御部５３は、有線伝送路インターフェース部５１から基地局間制御信号（発呼／切断制御信号）を受信し、無線リソース（チャネル種別、無線チャネル）の設定、解除を変復調部５２へ指示すると共に、無線リソースの設定、解除を無線リソース管理部５５に入力する。また、制御部５３は、無線基地局制御局２１から基地局間制御信号（空きリソース報告要求）を受信すれば、無線リソース管理部５５が管理する無線リソース管理情報を空きリソース報告応答で無線基地局制御局２１に通知する。
無線リソース管理部５５は無線基地局における無線リソースの使用状況および空き状況を管理すると共に、収容している移動局のＩＤを管理し、更に収容している各移動局の使用帯域、使用ユーザ数を管理する。テレビ電話サービスでは６４ｋｂｐｓの帯域を必要とし（３ユーザ分）、音声サービスでは１２．２ｋｂｐｓの帯域（１ユーザ分）を必要とし、その他のサービスも所定の帯域を必要とするから、収容する移動局の通信サービスに基づいて、無線リソース管理部５５は無線基地局の無線リソース使用状況、空き状況を管理すると共に、収容している各移動局の使用帯域、使用ユーザ数を管理する。
（３）移動局
図５は移動局の構成図である。受信部６１は基地局からの信号を受信し、高周波信号をベースバンド信号に周波数変換すると共に、検波を行う。復調部６２は制御部６３からの設定にしたがって受信信号に復調、誤り訂正を施してユーザデータを取得し、これらをデータ処理部６４に送る。また、復調部６２は、同様に受信部から送られてきた制御局間制御信号（無線基地局制御局２１との間の制御信号）および基地局間制御信号（無線基地局との間の制御信号）を取得して制御部６３に送る。受信電界強度検出部６５は、在圏ゾーン、周辺ゾーンにおける受信信号強度（受信電界強度）を検出して制御部６３へ測定結果を送る。ＧＰＳ６６は移動局の位置を検出して制御部６３に入力する。
変調部６７は、データ処理部６４から送られてきたデータに制御部６３からの設定にしたがって誤り訂正のための符号化、変調処理を行い、処理結果を送信部６８に送る。また、変調部６７は、制御部６３から入力された制御局間制御信号、基地局間制御信号に同様に制御部からの設定にしたがって誤り訂正のための符号化、変調処理を行い、送信部６８へ送る。なお、制御局間制御信号には、適宜受信電界強度検出部６５の測定結果、位置データを含める。
送信部６８は、変調部６７から入力する変調信号をＲＦ信号にし、送信電力増幅器で増幅してアンテナより基地局に向けて送信する。
データ処理部６４は、復調部６２から送られてきたデータの種類に応じた処理を行い、表示部６９、スピーカ部７０に送り、描画出力、音声出力する。また、データ処理部６４は、送信データを変調部６７に送る。操作部７１は、種々のデータを入力する。
制御部６３は、以下の処理を行う。
・無線基地局制御局、基地局からの制御信号を復調部６２から受信する。
・無線基地局制御局、基地局への制御信号を変調部６７へ送信する。
・無線基地局制御局からの制御信号に基づいて予め決められた制御手順により、無線リソース（例えば、チャネル種別、無線チャネル）の設定を変調部６７、復調部６２へ指示する。
・無線基地局制御局、あるいは、無線基地局からの呼び出しの制御信号を受信し、その応答の制御信号を変調部６７へ送る。
・受信電界強度検出部６５からの測定値、移動局位置情報を無線基地局制御局に通知するために変調部６７に送る。
（４）ハンドオーバ制御シーケンス
・概略
各移動局４１，４２，４３、．．．は、測定報告要求に応答してそれぞれ、電界強度、または符号誤り率、またはパケット廃棄率、またはこれら複数の組合せを計測し、無線基地局制御局２１に報告する（計測報告）。また、各無線基地局３１，３２，３３．．．は、空きリソース報告要求に応答して自局の無線リソース使用状況あるいは無線リソース空き状況を無線基地局制御局２１に報告する（空きリソース報告）。無線基地局制御局２１は、前記計測報告に基づいてハンドオーバする移動局およびハンドオーバ先基地局を決定し、前記空きリソース報告に基づいて強制ハンドオーバ先基地局を決定する。ついで、無線基地局制御局２１は、ハンドオーバ先基地局で通信中の移動局を前記強制ハンドオーバ先基地局に強制ハンドオーバさせ、該ハンドオーバ先基地局に無線リソースを確保する。しかる後、無線基地局制御局２１は該ハンドオーバ先基地局へ前記基地局をハンドオーバさせる。
以上により、ハンドオーバ先無線基地局の無線リソース不足に起因して、ユーザが望む通信帯域を確保できない、またはハンドオーバできないという事態の発生を防止することができる。
・シーケンス
図６は本発明のハンドオーバ制御シーケンスの説明図である。なお、移動局４１が無線基地局３１と通信中であり、移動局４２が無線基地局３２と通信中であるとする。
移動局４１が基地局３１と通信している時、無線基地局制御局２１のハンドオーバ判定処理部２６ａは無線状態（基地局からの受信電界強度）を測定して報告するよう移動局４１に要求する（ステップＳ１）。移動局４１は無線状態測定報告要求を受信すれば周辺基地局からの受信レベルを測定して通信中の基地局３１を介して無線基地局制御局２１に報告する（ステップＳ２）。無線基地局制御局２１の測定情報管理部２７ｂは移動局から受信した測定報告（周辺基地局の受信電界強度）を保存する。
ハンドオーバ判定処理部２６ａは無線状態報告に基づいて、移動局４１を無線基地局３２にハンドオーバさせると決定すれば、ハンドオーバ指示を移動局４１、無線基地局３２にそれぞれ指示する（ステップＳ３）。すなわち、ステップ３において、ハンドオーバ判定処理部２６ａは、測定報告に基づいてハンドオーバの実行が必要であるか判断する。たとえば、隣接基地局３２からの受信電界強度が設定値以上になれば、ハンドオーバが必要であると判断し、該隣接基地局３２をハンドオーバ先基地局とみなして該基地局にトラヒックチャネルＴＣＨを指示する（無線リンク追加要求。図１２参照）。ハンドオーバ先基地局３２は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を無線基地局制御局２１に返す。ついで、無線基地局制御局２１は、ハンドオーバの準備をさせる為の要求（アクティブセット更新要求。図１２参照）を移動局４１に送る。移動局４１はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を無線基地局制御局２１に返すと共に、基地局３２とトラヒックチャネルＴＣＨで交信して無線リンクを確立する。…以上ステップＳ３
しかる後、強制ハンドオーバ判定処理部２６ｂは、各無線基地局に空きリソース報告要求を送信する（ステップＳ４）。これにより、各無線基地局は空きリソース報告応答を返信し、無線リソース管理部２７ａは該空きリソース報告応答に基づいて図２に示す無線リソース状態を保存管理する（ステップＳ５）。
又、ハンドオーバ先基地局３２で通信している移動局４２に対し、強制ハンドオーバ処理部２６ｂは無線状態を測定して報告するよう要求する（ステップＳ６）。移動局４２は無線状態測定報告要求を受信すれば周辺基地局からの受信レベルを測定して通信中の基地局３２を介して無線基地局制御局２１に報告する（ステップＳ７）。無線基地局制御局２１の測定情報管理部２７ｂは移動局４２から受信した測定報告（移動局４２の周辺基地局からの受信電界強度）を保存する。
強制ハンドオーバ処理部２６ｂは測定報告応答に基づいて、移動局４２の強制ハンドオーバ先基地局を無線基地局３３と決定し、強制ハンドオーバさせる為の強制ハンドオーバ指示を移動局４２、無線基地局３３に指示する（ステップＳ８）。
すなわち、ステップ８において、強制ハンドオーバ処理部２６ｂは、測定報告に基づいて移動局４２の強制ハンドオーバ先基地局を決定する。基地局３３からの受信電界強度が設定値以上であり、空きリソースが最大であれば、該基地局３３を強制ハンドオーバ先基地局と決定する。ついで、強制ハンドオーバ処理部２６ｂは、強制ハンドオーバ先基地局である該基地局３３にトラヒックチャネルＴＣＨを指示する（無線リンク追加要求）。基地局３３は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を無線基地局制御局２１に返す。ついで、無線基地局制御局２１は強制ハンドオーバの準備をさせる為の要求（アクティブセット更新要求）を移動局４２に送る。移動局４２はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を無線基地局制御局２１に返すと共に、基地局３３とトラヒックチャネルＴＣＨで交信して無線リンクを確立する。…以上ステップＳ８
しかる後、無線基地局制御局２１は移動局４２に強制ハンドオーバの実行を指示する（ステップＳ９）。移動局４２は強制ハンドオーバの実行が指示されるとハンドオーバを実行し、基地局３３を介して通信を継続する（ステップＳ１０）。ついで、移動局４２はハンドオーバ完了を無線基地局制御局２１に送信すると共に、基地局３２間の無線回線を切断する（ステップＳ１１）。無線基地局制御局２１はハンドオーバ完了を受信すれば基地局３２にトラヒックチャネルＴＣＨの使用禁止を指示し（ステップＳ１２）、強制ハンドオーバ制御が完了する。以後、移動局４２は無線基地局３３を介して通信を継続する。この強制ハンドオーバにより、基地局３２に移動局４１を収容するに十分な空きリソースが確保される。
かかる状態において、移動局４１は、基地局３１からの受信電界強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になると、受信レベルを無線基地局制御局２１に通知する（ステップＳ１３）。この通知により、無線基地局制御局２１は移動局４１と基地局３１間の通信終了を決定し、移動局４１にハンドオーバの実行を指示する（ステップＳ１４）。移動局４１はハンドオーバの実行が指示されるとハンドオーバを実行し、基地局３２を介して通信を継続する（ステップＳ１５）。ついで、移動局４１はハンドオーバ完了を無線基地局制御局２１に送信すると共に、基地局３１間の無線回線を切断する（ステップＳ１６）。無線基地局制御局２１はハンドオーバ完了を受信すれば基地局３１にトラヒックチャネルＴＣＨの使用禁止を指示し（ステップＳ１７）、ハンドオーバ制御が完了する。以後、移動局４１は無線基地局３２を介して通信を継続することができる。
図７は無線基地局制御局２１の制御部２６のハンドオーバ制御処理フローである。制御部２６のハンドオーバ判定処理部２６ａは、測定報告要求制御信号により無線状態を測定して報告するよう各移動局（移動局４１とする）に要求し、移動局４１より測定報告応答メッセージで周辺基地局からの受信レベルを受信し、測定情報管理部２７ｂに保存する（ステップ２０１）。
ついで、ハンドオーバ判定処理部２６ａは、各基地局からの電界強度を調査し（ステップ２０２）、移動局４１をハンドオーバさせるか判断し、ハンドオーバさせる場合には、ハンドオーバする移動局およびハンドオーバ先基地局を決定する（ステップ２０３、なお、移動局４１を無線基地局３２へハンドオーバさせるものとする）。
ついで、ハンドオーバ判定処理部２６ａは、ハンドオーバ指示を移動局４１、無線基地局３２に指示する。これにより、移動局４１と基地局３２間に無線リンクが確立する（ステップ２０４）。
以上によりハンドオーバ判定処理部の処理は終了し、以後、強制ハンドオーバ判定処理部２６ｂの処理に移行する。
強制ハンドオーバ判定処理部２６ｂは、空きリソース報告要求を送信し、該要求に対する空きリソース報告応答に基づいて各無線基地局の空き無線リソース状態を取得する（ステップ２０５）。ついで、強制ハンドオーバ判定処理部２６ｂは、ハンドオーバ先基地局３２に移動局４１を収容させるに十分な空きリソースが存在するかチェックし（ステップ２０６）、存在すれば、強制ハンドオーバ処理することなく、移動局４１に従来と同様のハンドオーバ制御を施す（ステップ２０７）。
しかし、ステップ２０６において、ハンドオーバ先基地局３２に移動局４１をハンドオーバさせるに十分な空きリソースが存在しなければ、十分な空きリソースが発生するように、ハンドオーバ先基地局３２から強制的に１以上の移動局をハンドオーバさせる。このため、十分な空きリソースが発生するように、ハンドオーバ先基地局３２で通信中の移動局を決定する（移動局４２とする。ステップ２０８）。なお、１つの移動局だけでは十分な空きリソースが発生しない場合には複数の移動局を決定する。
ついで、該決定した移動局４２が通信可能で、空き無線リソースが最大の基地局（強制ハンドオーバ先基地局）３３を検索し（ステップ２０９）、移動局４２と強制ハンドオーバ先基地局３３に強制ハンドオーバの指示をする（ステップ２１０）。これにより、該移動局４２と強制ハンドオーバ先基地局３３間の無線リンクが確立する。
しかる後、制御部２６は移動局４２に強制ハンドオーバの実行を指示する（ステップ２１１）。移動局４２は強制ハンドオーバの実行が指示されると、ハンドオーバを行い基地局３３を介して通信を継続する。この強制ハンドオーバにより、基地局３２に移動局３１を収容するに十分な空きリソースが確保される。
以後、移動局４１に従来と同様のハンドオーバ制御を施す（ステップ２０７）。すなわち、基地局３１からの受信電界強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になったのを確認して、移動局４１を無線基地局３２にハンドオーバさせる。
・まとめ
以上要約すれば、無線基地局制御局２１は基地局３１で通信中の移動局４１の通信品質が劣化したことを判断し、基地局３２へのハンドオーバを判断する。そして、無線基地局制御局２１は基地局３２の空き無線リソースを調査し、移動局４１がハンドオーバ可能かどうか確認する。もし、基地局３２に十分な空き無線リソースがなければ、基地局３２で通信中の移動局の中から他の基地局に移すことが可能な移動局があるか調査する。例えば、移動局４２が基地局３３へ移動可能であると判断できたなら、まず移動局４２を基地局３３へ強制ハンドオーバさせ、基地局３２に移動局４１を収容するに十分な空きリソースを確保し、しかる後、移動局４１を基地局３２へハンドオーバさせる。
・強制ハンドオーバ先基地局と強制ハンドオーバ移動局の決定判断
ハンドオーバ先基地局から他の基地局（強制ハンドオーバ先基地局）へ強制ハンドオーバさせる移動局を選択する基準としては、以下の２つの方法が考えられる。
第１の方法は、ハンドオーバ先基地局における無線リソース割当て量が最低の移動局を、空き無線リソースが最大の無線基地局（現在通信中の基地局を除く）へ強制ハンドオーバさせる方法であり、第２の方法は、ハンドオーバ先基地局における無線リソース割当て量が最大の移動局を、空き無線リソースが最大の無線基地局（現在通信中の基地局を除く）へハンドオーバさせる方法である。
第１、第２の方法によれば、無線リソース割当て量を各無線基地局間で均一になるように強制ハンドオーバ先基地局を決定することができる。また、第１の方法によれば、きめこまかく均一化が可能であるが、ハンドオーバ移動局が増える可能性がある。一方、第２の方法によれば、均一化の度合が粗いが、ハンドオーバ移動局数を少なくすることができる。
（Ｂ）第２実施例
リアルタイム通信（動画、音声サービス）では、瞬断時間をできるだけ短くする必要がある。また、高速データ通信において、ハンドオーバは、ハンドオーバ先の基地局内で多くの無線リソース（多くの移動局）を強制的にハンドオーバさせるため、十分な準備時間が必要となる。また、高速移動している場合には、移動によるハンドオーバが頻繁に生じるため、必要な無線リソース確保ができない可能性が高くなる。そこで、リアルタイム通信、高速データ通信、高速移動時の通信では、第１実施例のハンドオーバ実行タイミングを早める必要がある。
ハンドオーバ実行タイミングを早めるには、ハンドオーバ開始の判定閾値を小さくすれば良い。図８Ａ、図８Ｂはハンドオーバ実行タイミングと判定閾値の関係説明図であり、横軸は移動局の位置、縦軸は無線基地局からの受信電界強度であり、ＰＡは基地局Ａの位置、ＰＢは基地局Ｂの位置、ＥＡは基地局Ａからの受信電界強度、ＥＢは基地局Ｂからの受信電界強度である。現在、基地局Ａのセル内に移動局が存在しているとき、移動局が移動して位置ＰＨを超えて隣接基地局Ｂからの受信電界強度ＥＢが閾値ＴＨ以上になると無線基地局制御局はハンドオーバ処理を開始する。この閾値ＴＨが図８Ｂに示すようにＴＨ′と低くなると位置ＰＨの手前ＰＨ′から無線基地局制御局はハンドオーバ処理を開始する。すなわち、ハンドオーバ開始の判定閾値を小さくすればハンドオーバ実行タイミングを早めることができる。
以上より、第２実施例では、通信サービス、通信速度、移動速度の組合せによってハンドオーバ実行開始の判定閾値を可変することによってハンドオーバ実行タイミングを制御する。すなわち、
（１）ビデオや音声などのリアルタイム通信ユーザとＥメールやＷＷＷなどの非リアルタイム通信ユーザの区別によって閾値を設定する。たとえば、リアルタイム通信ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを早くし、非リアルタイムのハンドオーバ実行判定タイミングを遅くする。
（２）高速レートの高速データ通信ユーザと低速データ通信ユーザの区別によって閾値を設定する。高速データ通信ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを早くし、低速データ通信ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを遅くする。
（３）高速移動ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを早くし、低速移動ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを遅くする。
図９はハンドオーバ判定閾値を通信サービス、通信速度、移動速度の組合せによって移動局毎に制御する判定閾値決定の処理フローである。なお、Ｔｈは、非リアルタイムサービスで、かつ低速通信で、さらに低速移動時における閾値である。
着目移動局のサービスがリアルタイムサービスであるか判定し（ステップ３０１）、リアルタイムサービスであれば、閾値Ｔｈｉを次式
Ｔｈｉ＝Ｔｈｉ−Ｔｈｒ
によりＴｈｒ（リアルタイム用閾値マージン）分減少する（ステップ３０２）。しかし、非リアルタイムサービスであれば閾値を変更しない。
ついで、サービスが高速データ通信であるか判定し（ステップ３０３）、高速データ通信であれば、次式
Ｔｈｉ＝Ｔｈｉ−Ｔｈｈ
によりＴｈｈ（高速データ通信用閾値マージン）分減少する（ステップ３０４）。しかし、低速データ通信の場合は閾値を変更しない。
ついで、移動速度は高速移動であるか判定し（ステップ３０５）、高速移動であれば、次式
Ｔｈｉ＝Ｔｈｉ−Ｔｈｆ
によりＴｈｆ（高速移動用閾値マージン）分減少し（ステップ３０６）、閾値決定処理を終了する。なお、低速移動の場合は閾値を変更しない。
以上により、１つの移動局の判定閾値を決定することができるが、他の移動局についても同様の処理により判定閾値を決定することができる。
以上では３つ以上のパラメータ（通信サービス、通信速度、移動速度）の組合せに基づいて判定閾値を決定した場合であるが、１つあるいは２つのパラメータを用いて判定閾値を決定することもできる。
第２実施例によれば、リアルタイム通信、高速データ通信、高速移動時の通信においてハンドオーバ実行タイミングを早めることにより、リアルタイム通信（動画、音声サービス）における瞬断時間を短くでき、また、高速データ通信、高速移動している場合であっても、ハンドオーバ先基地局に必要な無線リソースを確実に確保してハンドオーバを行わせることができる。
（Ｃ）第３実施例
第３実施例は、ハンドオーバ判定閾値を通信サービス、通信速度、移動速度の組合せに依存する関数から求める実施例で、求めた判定閾値に基づいてハンドオーバ判定処理タイミングを決定する。
基地局と複数の移動局とを有する無線通信システムにおいて、移動局ｉのハンドオーバ判定閾値Ｔｈｉは次のように求められる。
Ｔｈｉ＝ＦｕｎｃＡｉ［Ｔｈ，リアルタイム性，要求通信速度，移動速度］      （１）
ＦｕｎｃＡｉ［］＝リアルタイム性と要求通信速度と移動速度に依存する関数    （２）
ＦｕｎｃＡｉ［］は特に規定しないが、例えば次のような関数として表すことができる。
ＦｕｎｃＡｉ［Ｔｈ，リアルタイム性，要求通信速度，移動速度］
＝Ｔｈ＋ｆ［リアルタイム性］＋ｇ［要求通信速度］＋ｈ［移動速度］          （３）
上式において、Ｔｈは従来用いられていたハンドオーバ判定閾値である。また、関数ｆ，ｇ，ｈは例えば一次関数である。
図１０はＮ個の移動局の各判定閾値を関数により決定する第３実施例の処理フローである。ただし、Ｎは移動局の数である。
ｉ＝１とし（ステップ５０１）、ついで、第ｉ移動局のパラメータ（通信サービス、通信速度、移動速度）を求め（ステップ５０２）、これらを（３）式の関数Ｆｕｎｃ［］に代入して第ｉ移動局の判定閾値を計算する（ステップ５０３）。ついで、ｉ＜Ｎであるかチェックし、「ＹＥＳ」であればｉ＋１→ｉによりｉを歩進し（ステップ５０５）、ステップ５０２以降の処理を行って他の移動局の判定閾値を計算する。
以上では通信サービス、通信速度、移動速度の組合せに基づいて判定閾値を決定する場合であるが、１つあるいは２つのパラメータを用いて判定閾値を決定することもできる。
第３実施例によれば、関数を用いてより柔軟に判定閾値を決定することができる。
（Ｄ）第４実施例
移動速度が高速になると、移動によるハンドオーバ処理が頻繁に生じる。このため、無線リソース割当て量が各無線基地局間で均一になるようにする強制ハンドオーバ処理も頻繁に生じる。強制ハンドオーバ先基地局を決定するための空き無線リソース調査対象となる基地局範囲をハンドオーバ移動局の移動速度が高速になるほど拡大することによって、空き無線リソース調査処理の負荷低減が可能となる。
図１１は第４実施例の概略説明図であり、Ｚをハンドオーバ先基地局エリアとすれば、低速時の強制ハンドオーバ先基地局対象エリアをＱ〜Ｘとし、高速時の強制ハンドオーバ先基地局対象エリアはＡ〜Ｘと拡大する。
図１２は本発明の強制ハンドオーバ先基地局範囲決定処理フローである。無線基地局制御局の強制ハンドオーバ判定処理部２６ｂ（図１）は、ハンドオーバ先基地局３２の移動局４２から各基地局の電界強度を受信すれば（ステップ６０１）、同時に移動局から通知される移動局位置データ（経緯度）と所定時間前に受信した移動局位置データとから該移動局の速度を計算する（ステップ６０２）。
ついで、移動局の移動速度が高速であるか低速であるか判定し（ステップ６０３）、低速の場合には、ハンドオーバ先基地局より距離的に近いエリアＱ〜Ｘを強制ハンドオーバ先基地局対象エリアとし（ステップ６０４）、その中から通信可能で、空きリソースが最大の基地局をサーチして強制ハンドオーバ先基地局として決定する（ステップ６０５）。一方、移動局の移動速度が高速の場合には、ハンドオーバ先基地局より距離的に遠いエリアを含めたＡ〜Ｘを強制ハンドオーバ先基地局対象エリアとし（ステップ６０６）、その中から通信可能で、空きリソースが最大の基地局をサーチして強制ハンドオーバ先基地局として決定する（ステップ６０５）。
以上のように、第４実施例によれば、強制ハンドオーバ先基地局範囲をハンドオーバ対象移動局の移動速度に基づいて可変とすることにより、高速移動時に距離的に遠い基地局を強制ハンドオーバ先基地局に選定することが可能となり、強制ハンドオーバ先基地局探索処理負荷を低減することができる。
・発明の効果
本発明によれば、ハンドオーバする前に移行先無線基地局に対して、予め必要な無線リソースを確保してから、ハンドオーバを実行すると共に、通信サービスや移動速度に応じてハンドオーバ実行判定タイミングを可変としたから、効率良く確実にハンドオーバすることが可能となった。
【図１】
2005025253.tif 000003
【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】
2005025253.tif 000011
【図１０】
2005025253.tif 000012
【図１１】
2005025253.tif 000013
【図１２】
2005025253.tif 000014
【図１３】
2005025253.tif 000015
【図１４】
2005025253.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月17日(2005.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドオーバ方法および基地局制御装置に係わり、特に、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する基地局制御装置を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ方法および基地局制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、CDMA (Code Division Multiple Access) 通信システムの実用化が急速に進んでいる。現在の主サービスである音声や静止画のみならず、動画などの大きなデータをやりとりするための広帯域のCDMAシステム(W-CDMA：Wideband-CDMA)の商用サービスも既に開始されている。これらの仕様は、第三世代移動通信システムの標準化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)で制定されたものであり、現在もより高品質なサービスが実現できるシステムを目指し様々な仕様が検討・追加され続けている。
図13は現在の3GPP仕様のW-CDMAシステムの概要構成図である。システムは上位のコア網(CN：Core Network)100、無線網制御装置 (RNC：Radio Network Controller) 101、無線基地局(NodeB)102_0〜102_n及び移動局(UE：User Equipment)103の4種類のノードから構成されている。なお、以降では、無線網制御装置 (RNC)は無線基地局制御局（基地局制御装置）ということにする。
各ノード100、101、102_0〜102_nは、ATM (Asynchronous Transfer Mode) 伝送路等で物理的に接続されている(有線区間)。無線基地局102_0〜102_nと移動局103は無線信号によって接続されている(無線区間)。
【０００３】
図示しない端末から移動局103宛に発せられたユーザデータは、コア網100を介して、該移動局 103を収容する無線基地局制御局 101に送信される。移動局103がセル104_1に在圏していれば、無線基地局制御局 101は該セルを収容している無線基地局 102_1にユーザデータを送信し、無線基地局 102_1は該ユーザデータを移動局103に送信する。以後、移動局103がセル104_1に在圏しつづければ無線基地局制御局 101は上記経路で移動局103が相手端末と通信するように制御する。
しかし、移動局103が移動して隣接セル104-2に移動すれば、無線基地局制御局 101はハンドオーバ制御により中継の無線基地局を、無線基地局102-1から無線基地局102-2に無瞬断で切り替える。
【０００４】
図14はかかるハンドオーバ制御の手順説明図である。
移動局103が基地局102-1と通信している時、無線基地局制御局 101は定期的に無線状態を測定して報告するよう移動局103に要求する(ステップS1)。移動局103は無線状態測定報告要求を受信すれば周辺基地局102-2等からの受信レベルを測定して通信中の基地局102-1を介して無線基地局制御局 101に報告する（ステップＳ2）。無線基地局制御局 101は無線状態報告に基づいてハンドオーバの実行が必要であるか判断する。たとえば、隣接基地局102-2からの受信電界強度が設定値以上になれば、ハンドオーバが必要であると判断し、該隣接基地局102-2にトラヒックチャネルTCHを指示する(無線リンク追加要求、ステップS3)。隣接基地局102-2は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を無線基地局制御局 101に返す(ステップS4)。
ついで、無線基地局制御局 101は基地局102-1を介して、ハンドオーバの準備をさせる為の要求（アクティブセット更新要求）を移動局103に送る(ステップS5)。移動局103はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を無線基地局制御局 101に返すと共に(ステップS6)、基地局102-2とトラヒックチャネルTCHで交信して無線リンクを確立する（ステップS7)。
【０００５】
かかる状態において、移動局103は基地局102-1からの受信電界強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になると、受信レベルを無線基地局制御局 101に通知する(ステップS8)。この通知により、無線基地局制御局 101は移動局103と基地局102-1間の通信終了を決定し、移動局103にハンドオーバの実行を指示する（ステップS9）。移動局103はハンドオーバの実行が指示されるとハンドオーバを実行し、基地局102-2を介して通信を継続する(ステップS10)。ついで、移動局103はハンドオーバ完了を無線基地局制御局 101に送信すると共に、基地局102-1間の無線回線を切断する（ステップS11)。無線基地局制御局 101はハンドオーバ完了を受信すれば基地局102-1にトラヒックチャネルの使用禁止を指示し(ステップS12)、ハンドオーバ制御が完了する。以後、移動局103は無線基地局102-2を介して通信を継続することができる。
【０００６】
かかるハンドオーバ制御には種々の形態が提案されている。
第1の従来技術は各基地局におけるトラヒックの分散を目的とするもので、使用チャネル数がある閾値を超えた基地局が、通信中の移動局を他の基地局へハンドオーバさせることを特徴とする(特許文献1)。
第２の従来技術は、リソースが不足した時のハンドオーバ先決定アルゴリズムを特徴とする(特許文献2)。
第3の従来技術は、ハンドオーバ時における移動局の基地局選択方法に関連し、移動局は空きリソースの多い基地局へのハンドオーバを行うことを特徴とする(特許文献３)。
第４の従来技術は、マルチレイヤセルにおける呼設定時及びハンドオーバ時、移動局は呼種別に対応する基地局を選択して接続要求を行うことを特徴とする(特許文献４−７)。
第5の従来技術は、移動局の速度に応じて移動局をクラス分けし、移動先基地局に空きリソースがない場合、空きができた時点でクラスの高い順に移動局にチャネルを割り当てることを特徴とする(特許文献8)。
第6の従来技術は、階層セル構成に関するもので、移動局の移動速度に応じて基地局エリアの大きさを変えることを特徴とする(特許文献9)。
【０００７】
従来の移動通信システムにおいて、移動局の移動によりハンドオーバを起動する契機は、電界強度あるいは電波干渉量を観測して判断するものであり、ハンドオーバ先の無線基地局の無線リソースの使用状況、空き状況を考慮したハンドオーバ制御は行われていなかった。このため、従来技術ではハンドオーバ先の無線基地局の無線リソースが不足し、使用可能な通信帯域が確保できないという問題が発生する。
すなわち、ハンドオーバに際して、無線基地局制御局は、移動局と通信するためにハンドオーバ元の無線基地局へ割当てていた無線リソースと同等の無線リソース量をハンドオーバ先の無線基地局へ割当て、新しい無線チャネルを設定する必要がある。しかし、同等量の無線リソースを確保できなかった場合や新しく設定した無線チャネルの電界強度が不充分で通信に適さない場合、無線リソースを再選択したり、あるいはハンドオーバを中止している。無線リソースの再選択はハンドオーバ完了までに長時間を要して好ましくなく、ハンドオーバの中止は呼損を招来する。また、たとえ通信自体は継続できたとしても、スループットの大幅な低下を招き、ユーザの不便を生ずる恐れがある。
なお、移動局を一般移動局と優先移動局に分け、優先移動局から発呼があった時、空きリソースがなければ一般移動局を輻輳無線基地局から強制的に近隣無線基地局にハンドオーバさせて空きを作り、優先移動局を該輻輳無線基地局に収容する従来技術はある(特許文献10)。しかし、この従来技術は移動により発生するハンドオーバ制御に関するものではなく、しかも、優先度と無関係な移動局をハンドオーバさせるものではない。
特許文献１    特開平2001-175243号
特許文献２    特開平2001-251658号
特許文献３    特許3204088号
特許文献４    特開平9-200858号
特許文献５    特開平9-205679号
特許文献６    特開平9-200826号
特許文献７    特開平9-205673号
特許文献８    特許3072289号
特許文献９    特許2789987号
特許文献１０  特開平3-107218号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上から本発明の目的は、確実にハンドオーバできるようにし、ハンドオーバ不能に起因する無線リソースの再選択やハンドオーバ中止という事態を防止することである。
本発明の別の目的は、ハンドオーバ先無線基地局の無線リソースの使用状況、空き状況を考慮したハンドオーバ制御を行うことにより、確実にハンドオーバ可能にすることである。
本発明の別の目的は、通信サービスや通信速度、移動速度に応じてハンドオーバ判定処理タイミングを可変とすることにより、ハンドオーバを遅延なく、効率良く、また確実に行えるようにすることである。
本発明の別の目的は、移動速度に応じてハンドオーバ対象範囲を制御することにより、速度が変化する環境であっても基地局の無線リソース割当量を均一にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第1の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバに先立ってハンドオーバ先無線基地局において予め必要な無線リソースを確保し、無線リソース確保後にハンドオーバを実行する。すなわち、ハンドオーバ先の無線基地局で既に通信中の1以上の移動局を他の無線基地局へ強制的にハンドオーバさせ、これによりハンドオーバ先基地局の無線リソースを確保し、しかる後、ハンドオーバを実行する。このようにすれば、確実にハンドオーバすることが可能となり、ハンドオーバ不能に起因する無線リソースの再選択やハンドオーバ中止という事態を防止することができる。
第２の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバ実行判定タイミングを、通信サービス、通信速度、移動速度のうちの1以上の組合せに基づいて可変制御する。このようにハンドオーバ実行判定タイミングを可変制御することにより、リアルタイムサービスのハンドオーバ実行判定タイミングを早めることができ、確実に瞬断なくハンドオーバを行うことができる。
又、高速データ通信のハンドオーバに際して、第1の発明ではハンドオーバ先の基地局で多くの無線リソース（多くの移動局）を強制的にハンドオーバさせる必要があり、十分な準備時間が必要となる。第２の発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを早めることにより十分な準備時間の確保が可能となり、効率良く確実にハンドオーバすることが可能となる。
また、高速移動では、移動によるハンドオーバが頻繁に生じるため、必要な無線リソースの確保ができない可能性が高くなる。しかし、第２の発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを移動速度が大きくなるにつれて早める為、かかる問題は解決する。
第３の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、ハンドオーバ判定閾値を通信サービス種別、通信速度、移動速度の組合せに依存する関数から求め、関数値をハンドオーバ実行判定タイミング開始の閾値とし、リアルタイムサービス程、通信速度が高速な程、移動速度が高速な程、閾値を小さくしてハンドオーバ実行判定タイミングを早める。第３の発明によれば関数より閾値を計算して簡単にハンドオーバ判定タイミングを制御でき、しかも、第2の発明と同等の作用効果を奏することができる。
第４の発明では、複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ制御に際して、空き無線リソースの調査対象となる基地局範囲をハンドオーバ移動局の移動速度毎に可変とする。第1の発明では、強制ハンドオーバ先基地局を決めるのに、基地局の空き無線リソースを調査する必要があるが、第4発明によれば、移動速度に応じて該調査対象基地局の範囲を広狭制御することができ、処理負荷を軽減し、かつ基地局の無線リソース割当量を均一にできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ハンドオーバする前に移行先無線基地局に対して、予め必要な無線リソースを確保してから、ハンドオーバを実行するようにしたから、確実にハンドオーバすることが可能となり、ハンドオーバ不能に起因する無線リソースの再選択やハンドオーバ中止という事態を防止することができる。
本発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを可変制御するようにしたから、リアルタイムサービスのハンドオーバ実行判定タイミングを早めることができ、確実に瞬断なくハンドオーバを行うことができる。
本発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを早めるようにしたから、十分な準備時間の確保が可能となり、効率良く確実にハンドオーバすることが可能となる。
本発明によれば、ハンドオーバ実行判定タイミングを移動速度が大きくなるにつれて早めるようにしたから、高速移動によるハンドオーバが頻繁に生じても、必要な無線リソースの確保ができる。
本発明によれば、関数より閾値を計算して簡単にハンドオーバ判定タイミングを制御できる。
本発明によれば、移動速度に応じて該調査対象基地局の範囲を広狭制御するようにしたから、処理負荷を軽減し、かつ基地局の無線リソース割当量を均一にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ方法おいて、所定基地局と通信を行っている移動局について、ハンドオーバを実行するか、実行する場合にはハンドオーバ先基地局を決定し、該ハンドオーバ先基地局で既に通信中の移動局を他の基地局へ強制的にハンドオーバさせ、前記ハンドオーバ対象の移動局を前記ハンドオーバ先基地局へハンドオーバさせ、前記強制ハンドオーバさせる移動局は、前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最低もしくは最大の移動局とし、前記強制ハンドオーバ先の基地局は、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局であるとする。
【実施例】
【００１２】
（Ａ）第１実施例
図1は本発明の無線通信システムの構成図であり、コア網11、無線基地局制御局21、無線基地局31，32，33，…及び移動局41，42，43，…の4種類のノードから構成されている。
(1)無線基地局制御局
無線基地局制御局21は、コアネットワークインターフェース部22、制御処理部23、基地局インターフェース部24を有している。コアネットワークインターフェース部22はコアネットワーク１1よりユーザデータ等を受信して、制御処理部23の信号処理部25へ送る。
信号処理部25はコアネットワークインターフェース部22から入力するユーザデータおよび制御部26から入力する制御信号（端末間制御信号および基地局間制御信号）を、基地局インターフェース部24を介して送信する。ここで端末間制御信号とは移動局と無線基地局制御局間で送受する制御信号であり、基地局間制御信号とは無線基地局と無線基地局制御局間で送受する制御信号である。
また、信号処理部25は基地局インターフェース部24から入力する制御信号（端末間制御信号および基地局間制御信号）を抽出して制御部26、情報収集部27に送る。基地局インターフェース部24は、信号処理部25から送られてくるユーザデータ、制御信号を基地局31，32，33．．．に送信し、基地局から送られてくるユーザデータ、制御信号を信号処理部25へ送る。
【００１３】
情報収集部27の無線リソース管理部27aは、図2ＡのテーブルTB1で配下の無線基地局毎にその最大容量(ユーザ数、帯域)、無線リソース使用状況、無線リソース空き状況を管理する。また、無線リソース管理部27aは、図2BのテーブルTB2で配下の無線基地局31,32,33．．．に収容されている移動局のIDを管理し、かつ、図2CのテーブルTB3で各移動局の使用チャネル数、使用帯域を管理する。空きリソース報告要求に対して、各無線基地局31,32,．．．．は空きリソース報告応答を返すから、無線リソース管理部27aはこの空きリソース報告応答より上記情報を抽出して各管理テーブルTB1〜TB3に保存して管理する。
測定情報管理部27bは図3に示すように、測定報告要求に対して各移動局から測定報告される複数の基地局の電界強度及び移動局位置(経緯度)を保存する。なお、必ずしも移動局位置(経緯度)は報告されない。
制御部26はハンドオーバ制御を行う。制御部26におけるハンドオーバ判定処理部26aは、測定報告要求に対して移動局から測定報告される各基地局の電界強度と設定閾値を比較してハンドオーバするか判定し、ハンドオーバする場合にはハンドオーバの準備(ハンドオーバ先基地局と移動局間の無線リンクの確立)を行う。強制ハンドオーバ判定処理部26bは、ハンドオーバすると判定された場合、ハンドオーバ先無線基地局で通信中の1以上の移動局を所定の基準に従って他の無線基地局へ強制的にハンドオーバさせ、これによりハンドオーバ先基地局の無線リソースを確保し、確実にハンドオーバできるようにする。
【００１４】
(2)無線基地局
図4は無線基地局の構成図であり、有線伝送路インターフェース部51は無線基地局制御局21から送られてくる、ユーザデータや端末間制御信号を変復調部52へ送り、基地局間制御信号を制御部53へ送る。また、変復調部52から入力するユーザデータや端末間制御信号および制御部53から入力する基地局間制御信号を無線基地局制御局21へ送る。変復調部52は制御部53からの指示にしたがって有線伝送路インターフェース部51から送られてきたユーザデータ、端末間制御信号に誤り訂正符号処理,変調処理を施す。また、変復調部52は、移動局から送られてきた端末間制御信号及びユーザデータを制御部53からの指示にしたがって復調、誤り訂正を行って有線伝送路インターフェース部51に入力し、移動局から基地局への制御信号を制御部53へ入力する。送受信部・増幅部54は、移動局からの信号を受信し、低雑音アンプにて増幅し、検波を行う。また、変復調部52から入力する変調信号をRF信号にし、送信電力増幅器で増幅してアンテナより移動局に向けて送信する。
【００１５】
制御部53は、有線伝送路インターフェース部51から基地局間制御信号(発呼／切断制御信号)を受信し、無線リソース（チャネル種別、無線チャネル）の設定、解除を変復調部52へ指示すると共に、無線リソースの設定、解除を無線リソース管理部55に入力する。また、制御部53は、無線基地局制御局21から基地局間制御信号(空きリソース報告要求)を受信すれば、無線リソース管理部55が管理する無線リソース管理情報を空きリソース報告応答で無線基地局制御局２１に通知する。
無線リソース管理部55は無線基地局における無線リソースの使用状況および空き状況を管理すると共に、収容している移動局のIDを管理し、更に収容している各移動局の使用帯域、使用ユーザ数を管理する。テレビ電話サービスでは64kbpsの帯域を必要とし(3ユーザ分)、音声サービスでは12.2kbpsの帯域(1ユーザ分)を必要とし、その他のサービスも所定の帯域を必要とするから、収容する移動局の通信サービスに基づいて、無線リソース管理部55は無線基地局の無線リソース使用状況、空き状況を管理すると共に、収容している各移動局の使用帯域、使用ユーザ数を管理する。
【００１６】
(3)移動局
図5は移動局の構成図である。受信部61は基地局からの信号を受信し、高周波信号をベースバンド信号に周波数変換すると共に、検波を行う。復調部62は制御部63からの設定にしたがって受信信号に復調、誤り訂正を施してユーザデータを取得し、これらをデータ処理部64に送る。また、復調部62は、同様に受信部から送られてきた制御局間制御信号(無線基地局制御局21との間の制御信号)および基地局間制御信号(無線基地局との間の制御信号)を取得して制御部63に送る。受信電界強度検出部65は、在圏ゾーン、周辺ゾーンにおける受信信号強度(受信電界強度)を検出して制御部63へ測定結果を送る。GPS 66は移動局の位置を検出して制御部63に入力する。
変調部67は、データ処理部64から送られてきたデータに制御部63からの設定にしたがって誤り訂正のための符号化、変調処理を行い、処理結果を送信部68に送る。また、変調部67は、制御部63から入力された制御局間制御信号、基地局間制御信号に同様に制御部からの設定にしたがって誤り訂正のための符号化、変調処理を行い、送信部68へ送る。なお、制御局間制御信号には、適宜受信電界強度検出部65の測定結果、位置データを含める。
送信部68は、変調部67から入力する変調信号をRF信号にし、送信電力増幅器で増幅してアンテナより基地局に向けて送信する。
データ処理部64は、復調部62から送られてきたデータの種類に応じた処理を行い、表示部69、スピーカ部70に送り、描画出力、音声出力する。また、データ処理部64は、送信データを変調部67に送る。操作部71は、種々のデータを入力する。
【００１７】
制御部63は、以下の処理を行う。
・無線基地局制御局、基地局からの制御信号を復調部62から受信する。
・無線基地局制御局、基地局への制御信号を変調部67へ送信する。
・無線基地局制御局からの制御信号に基づいて予め決められた制御手順により、無線リソース（例えば、チャネル種別、無線チャネル）の設定を変調部67、復調部62へ指示する。
・無線基地局制御局、あるいは、無線基地局からの呼び出しの制御信号を受信し、その応答の制御信号を変調部67へ送る。
・受信電界強度検出部65からの測定値、移動局位置情報を無線基地局制御局に通知するために変調部67に送る。
【００１８】
(4)ハンドオーバ制御シーケンス
・概略
各移動局41,42,43、…は、測定報告要求に応答してそれぞれ、電界強度、または符号誤り率、またはパケット廃棄率、またはこれら複数の組合せを計測し、無線基地局制御局21に報告する(計測報告)。また、各無線基地局31,32,33…は、空きリソース報告要求に応答して自局の無線リソース使用状況あるいは無線リソース空き状況を無線基地局制御局21に報告する(空きリソース報告)。無線基地局制御局21は、前記計測報告に基づいてハンドオーバする移動局およびハンドオーバ先基地局を決定し、前記空きリソース報告に基づいて強制ハンドオーバ先基地局を決定する。ついで、無線基地局制御局21は、ハンドオーバ先基地局で通信中の移動局を前記強制ハンドオーバ先基地局に強制ハンドオーバさせ、該ハンドオーバ先基地局に無線リソースを確保する。しかる後、無線基地局制御局21は該ハンドオーバ先基地局へ前記基地局をハンドオーバさせる。
以上により、ハンドオーバ先無線基地局の無線リソース不足に起因して、ユーザが望む通信帯域を確保できない、またはハンドオーバできないという事態の発生を防止すること  【００１９】
ができる。
・シーケンス
図6は本発明のハンドオーバ制御シーケンスの説明図である。なお、移動局41が無線基地局31と通信中であり、移動局42が無線基地局32と通信中であるとする。
移動局41が基地局31と通信している時、無線基地局制御局21のハンドオーバ判定処理部26aは無線状態(基地局からの受信電界強度)を測定して報告するよう移動局41に要求する(ステップS1)。移動局41は無線状態測定報告要求を受信すれば周辺基地局からの受信レベルを測定して通信中の基地局31を介して無線基地局制御局21に報告する（ステップＳ2）。無線基地局制御局21の測定情報管理部27bは移動局から受信した測定報告（周辺基地局の受信電界強度）を保存する。
ハンドオーバ判定処理部26aは無線状態報告に基づいて、移動局41を無線基地局32にハンドオーバさせると決定すれば、ハンドオーバ指示を移動局41、無線基地局32にそれぞれ指示する(ステップS3)。すなわち、ステップ3において、ハンドオーバ判定処理部26aは、測定報告に基づいてハンドオーバの実行が必要であるか判断する。たとえば、隣接基地局32からの受信電界強度が設定値以上になれば、ハンドオーバが必要であると判断し、該隣接基地局32をハンドオーバ先基地局とみなして該基地局にトラヒックチャネルTCHを指示する(無線リンク追加要求。図12参照)。ハンドオーバ先基地局32は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を無線基地局制御局21に返す。ついで、無線基地局制御局 21は、ハンドオーバの準備をさせる為の要求（アクティブセット更新要求。図12参照）を移動局41に送る。移動局41はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を無線基地局制御局21に返すと共に、基地局32とトラヒックチャネルTCHで交信して無線リンクを確立する。…以上ステップS3
【００２０】
しかる後、強制ハンドオーバ判定処理部26bは、各無線基地局に空きリソース報告要求を送信する(ステップS4)。これにより、各無線基地局は空きリソース報告応答を返信し、無線リソース管理部27aは該空きリソース報告応答に基づいて図2に示す無線リソース状態を保存管理する(ステップS5)。
又、ハンドオーバ先基地局32で通信している移動局42に対し、強制ハンドオーバ処理部26ｂは無線状態を測定して報告するよう要求する(ステップS６)。移動局42は無線状態測定報告要求を受信すれば周辺基地局からの受信レベルを測定して通信中の基地局32を介して無線基地局制御局21に報告する（ステップS7）。無線基地局制御局21の測定情報管理部27bは移動局42から受信した測定報告（移動局42の周辺基地局からの受信電界強度）を保存する。
【００２１】
強制ハンドオーバ処理部26bは測定報告応答に基づいて、移動局42の強制ハンドオーバ先基地局を無線基地局33と決定し、強制ハンドオーバさせる為の強制ハンドオーバ指示を移動局42、無線基地局33に指示する(ステップS8)。
すなわち、ステップ8において、強制ハンドオーバ処理部26bは、測定報告に基づいて移動局42の強制ハンドオーバ先基地局を決定する。基地局33からの受信電界強度が設定値以上であり、空きリソースが最大であれば、該基地局33を強制ハンドオーバ先基地局と決定する。ついで、強制ハンドオーバ処理部26bは、強制ハンドオーバ先基地局である該基地局33にトラヒックチャネルTCHを指示する(無線リンク追加要求)。基地局33は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を無線基地局制御局 21に返す。ついで、無線基地局制御局 21は強制ハンドオーバの準備をさせる為の要求（アクティブセット更新要求）を移動局42に送る。移動局42はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を無線基地局制御局21に返すと共に、基地局33とトラヒックチャネルTCHで交信して無線リンクを確立する。…以上ステップS８
【００２２】
しかる後、無線基地局制御局21は移動局42に強制ハンドオーバの実行を指示する(ステップS9)。移動局42は強制ハンドオーバの実行が指示されるとハンドオーバを実行し、基地局33を介して通信を継続する(ステップS10)。ついで、移動局42はハンドオーバ完了を無線基地局制御局21に送信すると共に、基地局32間の無線回線を切断する（ステップS11)。無線基地局制御局 21はハンドオーバ完了を受信すれば基地局32にトラヒックチャネルTCHの使用禁止を指示し(ステップS12)、強制ハンドオーバ制御が完了する。以後、移動局42は無線基地局33を介して通信を継続する。この強制ハンドオーバにより、基地局32に移動局41を収容するに十分な空きリソースが確保される。
かかる状態において、移動局41は、基地局31からの受信電界強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になると、受信レベルを無線基地局制御局21に通知する(ステップS13)。この通知により、無線基地局制御局21は移動局41と基地局31間の通信終了を決定し、移動局41にハンドオーバの実行を指示する（ステップS14）。移動局41はハンドオーバの実行が指示されるとハンドオーバを実行し、基地局32を介して通信を継続する(ステップS15)。ついで、移動局41はハンドオーバ完了を無線基地局制御局21に送信すると共に、基地局31間の無線回線を切断する（ステップS16)。無線基地局制御局21はハンドオーバ完了を受信すれば基地局31にトラヒックチャネルTCHの使用禁止を指示し(ステップS17)、ハンドオーバ制御が完了する。以後、移動局41は無線基地局32を介して通信を継続することができる。
【００２３】
図7は無線基地局制御局21の制御部26のハンドオーバ制御処理フローである。制御部26のハンドオーバ判定処理部26aは、測定報告要求制御信号により無線状態を測定して報告するよう各移動局（移動局41とする）に要求し、移動局41より測定報告応答メッセージで周辺基地局からの受信レベルを受信し、測定情報管理部27bに保存する(ステップ201)。
ついで、ハンドオーバ判定処理部26aは、各基地局からの電界強度を調査し(ステップ202)、移動局41をハンドオーバさせるか判断し、ハンドオーバさせる場合には、ハンドオーバする移動局およびハンドオーバ先基地局を決定する(ステップ203、なお、移動局41を無線基地局32へハンドオーバさせるものとする)。
ついで、ハンドオーバ判定処理部26aは、ハンドオーバ指示を移動局41、無線基地局32に指示する。これにより、移動局41と基地局32間に無線リンクが確立する(ステップ204)。
以上によりハンドオーバ判定処理部の処理は終了し、以後、強制ハンドオーバ判定処理部26bの処理に移行する。
【００２４】
強制ハンドオーバ判定処理部26bは、空きリソース報告要求を送信し、該要求に対する空きリソース報告応答に基づいて各無線基地局の空き無線リソース状態を取得する(ステップ205)。ついで、強制ハンドオーバ判定処理部26bは、ハンドオーバ先基地局32に移動局41を収容させるに十分な空きリソースが存在するかチェックし(ステップ206)、存在すれば、強制ハンドオーバ処理することなく、移動局41に従来と同様のハンドオーバ制御を施す(ステップ207)。
しかし、ステップ206において、ハンドオーバ先基地局32に移動局41をハンドオーバさせるに十分な空きリソースが存在しなければ、十分な空きリソースが発生するように、ハンドオーバ先基地局32から強制的に1以上の移動局をハンドオーバさせる。このため、十分な空きリソースが発生するように、ハンドオーバ先基地局32で通信中の移動局を決定する(移動局42とする。ステップ208)。なお、1つの移動局だけでは十分な空きリソースが発生しない場合には複数の移動局を決定する。
ついで、該決定した移動局42が通信可能で、空き無線リソースが最大の基地局(強制ハンドオーバ先基地局)33を検索し(ステップ209)、移動局42と強制ハンドオーバ先基地局33に強制ハンドオーバの指示をする（ステップ210)。これにより、該移動局42と強制ハンドオーバ先基地局33間の無線リンクが確立する。
しかる後、制御部26は移動局42に強制ハンドオーバの実行を指示する(ステップ211)。移動局42は強制ハンドオーバの実行が指示されると、ハンドオーバを行い基地局33を介して通信を継続する。この強制ハンドオーバにより、基地局32に移動局31を収容するに十分な空きリソースが確保される。
以後、移動局41に従来と同様のハンドオーバ制御を施す(ステップ207)。すなわち、基地局31からの受信電界強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になったのを確認して、移動局41を無線基地局32にハンドオーバさせる。
【００２５】
・まとめ
以上要約すれば、無線基地局制御局21は基地局31で通信中の移動局4１の通信品質が劣化したことを判断し、基地局3２へのハンドオーバを判断する。そして、無線基地局制御局21は基地局32の空き無線リソースを調査し、移動局41がハンドオーバ可能かどうか確認する。もし、基地局32に十分な空き無線リソースがなければ、基地局32で通信中の移動局の中から他の基地局に移すことが可能な移動局があるか調査する。例えば、移動局4２が基地局33へ移動可能であると判断できたなら、まず移動局4２を基地局33へ強制ハンドオーバさせ、基地局32に移動局41を収容するに十分な空きリソースを確保し、しかる後、移動局4１を基地局3２へハンドオーバさせる。
【００２６】
・強制ハンドオーバ先基地局と強制ハンドオーバ移動局の決定判断
ハンドオーバ先基地局から他の基地局(強制ハンドオーバ先基地局)へ強制ハンドオーバさせる移動局を選択する基準としては、以下の２つの方法が考えられる。
第1の方法は、ハンドオーバ先基地局における無線リソース割当て量が最低の移動局を、空き無線リソースが最大の無線基地局（現在通信中の基地局を除く）へ強制ハンドオーバさせる方法であり、第2の方法は、ハンドオーバ先基地局における無線リソース割当て量が最大の移動局を、空き無線リソースが最大の無線基地局（現在通信中の基地局を除く）へハンドオーバさせる方法である。
第1、第2の方法によれば、無線リソース割当て量を各無線基地局間で均一になるように強制ハンドオーバ先基地局を決定することができる。また、第1の方法によれば、きめこまかく均一化が可能であるが、ハンドオーバ移動局が増える可能性がある。一方、第２の方法によれば、均一化の度合が粗いが、ハンドオーバ移動局数を少なくすることができる。
【００２７】
（Ｂ）第２実施例
リアルタイム通信(動画、音声サービス)では、瞬断時間をできるだけ短くする必要がある。また、高速データ通信において、ハンドオーバは、ハンドオーバ先の基地局内で多くの無線リソース（多くの移動局）を強制的にハンドオーバさせるため、十分な準備時間が必要となる。また、高速移動している場合には、移動によるハンドオーバが頻繁に生じるため、必要な無線リソース確保ができない可能性が高くなる。そこで、リアルタイム通信、高速データ通信、高速移動時の通信では、第1実施例のハンドオーバ実行タイミングを早める必要がある。
ハンドオーバ実行タイミングを早めるには、ハンドオーバ開始の判定閾値を小さくすれば良い。図8Ａ、図８Ｂはハンドオーバ実行タイミングと判定閾値の関係説明図であり、横軸は移動局の位置、縦軸は無線基地局からの受信電界強度であり、PAは基地局Aの位置、PBは基地局Ｂの位置、EAは基地局Ａからの受信電界強度、EBは基地局Bからの受信電界強度である。現在、基地局Aのセル内に移動局が存在しているとき、移動局が移動して位置PHを超えて隣接基地局Ｂからの受信電界強度EBが閾値TH以上になると無線基地局制御局はハンドオーバ処理を開始する。この閾値THが図8Bに示すようにTH′と低くなると位置PHの手前PH′から無線基地局制御局はハンドオーバ処理を開始する。すなわち、ハンドオーバ開始の判定閾値を小さくすればハンドオーバ実行タイミングを早めることができる。
【００２８】
以上より、第2実施例では、通信サービス、通信速度、移動速度の組合せによってハンドオーバ実行開始の判定閾値を可変することによってハンドオーバ実行タイミングを制御する。すなわち、
(1)ビデオや音声などのリアルタイム通信ユーザとＥメールやＷＷＷなどの非リアルタイム通信ユーザの区別によって閾値を設定する。たとえば、リアルタイム通信ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを早くし、非リアルタイムのハンドオーバ実行判定タイミングを遅くする。
(2)高速レートの高速データ通信ユーザと低速データ通信ユーザの区別によって閾値を設定する。高速データ通信ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを早くし、低速データ通信ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを遅くする。
(3)高速移動ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを早くし、低速移動ユーザのハンドオーバ実行判定タイミングを遅くする。
【００２９】
図9はハンドオーバ判定閾値を通信サービス、通信速度、移動速度の組合せによって移動局毎に制御する判定閾値決定の処理フローである。なお、Thは、非リアルタイムサービスで、かつ低速通信で、さらに低速移動時における閾値である。
着目移動局のサービスがリアルタイムサービスであるか判定し(ステップ301)、リアルタイムサービスであれば、閾値Thiを次式
Thi=Thi−Thr
によりThr(リアルタイム用閾値マージン)分減少する(ステップ302)。しかし、非リアルタイムサービスであれば閾値を変更しない。
ついで、サービスが高速データ通信であるか判定し(ステップ303)、高速データ通信であれば、次式
Thi=Thi−Thh
によりThh(高速データ通信用閾値マージン)分減少する(ステップ30４)。しかし、低速データ通信の場合は閾値を変更しない。
【００３０】
ついで、移動速度は高速移動であるか判定し(ステップ305)、高速移動であれば、次式
Thi=Thi−Thf
によりThf(高速移動用閾値マージン)分減少し(ステップ306)、閾値決定処理を終了する。なお、低速移動の場合は閾値を変更しない。
以上により、１つの移動局の判定閾値を決定することができるが、他の移動局についても同様の処理により判定閾値を決定することができる。
以上では３つ以上のパラメータ(通信サービス、通信速度、移動速度)の組合せに基づいて判定閾値を決定した場合であるが、1つあるいは２つのパラメータを用いて判定閾値を決定することもできる。
第2実施例によれば、リアルタイム通信、高速データ通信、高速移動時の通信においてハンドオーバ実行タイミングを早めることにより、リアルタイム通信(動画、音声サービス)における瞬断時間を短くでき、また、高速データ通信、高速移動している場合であっても、ハンドオーバ先基地局に必要な無線リソースを確実に確保してハンドオーバを行わせることができる。
【００３１】
（Ｃ）第3実施例
第3実施例は、ハンドオーバ判定閾値を通信サービス、通信速度、移動速度の組合せに依存する関数から求める実施例で、求めた判定閾値に基づいてハンドオーバ判定処理タイミングを決定する。
基地局と複数の移動局とを有する無線通信システムにおいて、移動局iのハンドオーバ判定閾値Thiは次のように求められる。
Thi=FuncAi[Th，リアルタイム性，要求通信速度，移動速度]    (1)
FuncAi[ ]= リアルタイム性と要求通信速度と移動速度に依存する関数   (2)
FuncAi[ ]は特に規定しないが、例えば次のような関数として表すことができる。
FuncAi[Th，リアルタイム性，要求通信速度，移動速度]
＝Th＋ｆ[リアルタイム性]+g[要求通信速度]+h[移動速度]    (3)
上式において、Thは従来用いられていたハンドオーバ判定閾値である。また、関数ｆ，ｇ，ｈは例えば一次関数である。
【００３２】
図10はN個の移動局の各判定閾値を関数により決定する第3実施例の処理フローである。ただし、Ｎは移動局の数である。
ｉ＝１とし(ステップ501)、ついで、第ｉ移動局のパラメータ（通信サービス、通信速度、移動速度）を求め(ステップ502)、これらを(3)式の関数Func［ ］に代入して第ｉ移動局の判定閾値を計算する(ステップ503)。ついで、ｉ＜Ｎであるかチェックし、「YES」であればｉ＋１→ｉによりｉを歩進し(ステップ505)、ステップ502以降の処理を行って他の移動局の判定閾値を計算する。
以上では通信サービス、通信速度、移動速度の組合せに基づいて判定閾値を決定する場合であるが、1つあるいは２つのパラメータを用いて判定閾値を決定することもできる。
第3実施例によれば、関数を用いてより柔軟に判定閾値を決定することができる。
【００３３】
(D)第4実施例
移動速度が高速になると、移動によるハンドオーバ処理が頻繁に生じる。このため、無線リソース割当て量が各無線基地局間で均一になるようにする強制ハンドオーバ処理も頻繁に生じる。強制ハンドオーバ先基地局を決定するための空き無線リソース調査対象となる基地局範囲をハンドオーバ移動局の移動速度が高速になるほど拡大することによって、空き無線リソース調査処理の負荷低減が可能となる。
図11は第4実施例の概略説明図であり、Zをハンドオーバ先基地局エリアとすれば、低速時の強制ハンドオーバ先基地局対象エリアをＱ〜Xとし、高速時の強制ハンドオーバ先基地局対象エリアはＡ〜Ｘと拡大する。
【００３４】
図12は本発明の強制ハンドオーバ先基地局範囲決定処理フローである。無線基地局制御局の強制ハンドオーバ判定処理部26b(図1)は、ハンドオーバ先基地局32の移動局42から各基地局の電界強度を受信すれば(ステップ601)、同時に移動局から通知される移動局位置データ(経緯度)と所定時間前に受信した移動局位置データとから該移動局の速度を計算する(ステップ602)。
ついで、移動局の移動速度が高速であるか低速であるか判定し(ステップ603)、低速の場合には、ハンドオーバ先基地局より距離的に近いエリアＱ〜Xを強制ハンドオーバ先基地局対象エリアとし(ステップ604)、その中から通信可能で、空きリソースが最大の基地局をサーチして強制ハンドオーバ先基地局として決定する(ステップ605)。一方、移動局の移動速度が高速の場合には、ハンドオーバ先基地局より距離的に遠いエリアを含めたＡ〜Xを強制ハンドオーバ先基地局対象エリアとし(ステップ606)、その中から通信可能で、空きリソースが最大の基地局をサーチして強制ハンドオーバ先基地局として決定する(ステップ605)。
以上のように、第4実施例によれば、強制ハンドオーバ先基地局範囲をハンドオーバ対象移動局の移動速度に基づいて可変とすることにより、高速移動時に距離的に遠い基地局を強制ハンドオーバ先基地局に選定することが可能となり、強制ハンドオーバ先基地局探索処理負荷を低減することができる。
以上、本発明によれば、ハンドオーバする前に移行先無線基地局に対して、予め必要な無線リソースを確保してから、ハンドオーバを実行すると共に、通信サービスや移動速度に応じてハンドオーバ実行判定タイミングを可変としたから、効率良く確実にハンドオーバすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】
本発明の無線通信システムの構成図ある。
【図２】
情報収集部の無線リソース管理部の管理内容説明図である。
【図３】
測定情報管理部の管理内容説明図である。
【図４】
無線基地局の構成図である。
【図５】
移動局の構成図である。
【図６】
本発明のハンドオーバ制御シーケンスの説明図である。
【図７】
無線基地局制御局の制御部のハンドオーバ制御処理フローである。
【図８】
ハンドオーバ処理タイミングと判定閾値の関係説明図である。
【図９】
ハンドオーバ判定閾値を通信サービス、通信速度、移動速度の組合せによって移動局毎に制御するハンドオーバ判定処理部の判定閾値決定の処理フローである。
【図１０】
判定閾値を関数により決定する第3実施例の処理フローである。
【図１１】
第4実施例の概略説明図である。
【図１２】
第4実施例の強制ハンドオーバ先基地局範囲決定処理フローである。
【図１３】
3GPP仕様のW-CDMAシステムの概要構成図である。
【図１４】
従来のハンドオーバ制御の手順説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
11  コア網
21  無線基地局制御局
22  コアネットワークインターフェース部
23  制御処理部
24  基地局インターフェース部
25  信号処理部
26  制御部
26a  ハンドオーバ判定処理部
26b  強制ハンドオーバ判定処理部
27  情報収集部
27a  無線リソース管理部
27b  測定情報管理部
31，32，33，…  無線基地局
41，42，43，…  移動局
【手続補正２】
【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】
複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ方法おいて、
所定基地局と通信を行っている移動局について、ハンドオーバを実行するか、実行する場合にはハンドオーバ先基地局を決定するステップ、
該ハンドオーバ先基地局で既に通信中の移動局を他の基地局へ強制的にハンドオーバさせるステップ、
前記ハンドオーバ対象の移動局を前記ハンドオーバ先基地局へハンドオーバさせるステップ、
を備え、前記強制ハンドオーバさせる移動局は、前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最低もしくは最大の移動局とし、前記強制ハンドオーバ先の基地局は、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局であるとする、
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項２】
ハンドオーバ先基地局の空き無線リソースを収集し、
前記ハンドオーバ対象の移動局を収容するために必要な無線リソースと前記空き無線リソースとを比較し、
空き無線リソースが少ない場合に前記強制ハンドオーバ処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1記載のハンドオーバ方法。
【請求項３】
複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおけるハンドオーバ方法おいて、
所定基地局と通信を行っている移動局について、ハンドオーバを実行するか、実行する場合にはハンドオーバ先基地局を決定するステップ、
該ハンドオーバ先基地局で既に通信中の移動局を他の基地局へ強制的にハンドオーバさせるステップ、
前記ハンドオーバ対象の移動局を前記ハンドオーバ先基地局へハンドオーバさせるステップ、
を備え、ハンドオーバを実行するか判定するタイミングを、通信サービスの種別、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも1つあるいは2つ以上の組合せに基づいて制御する、
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項４】
移動局毎に前記ハンドオーバ実行タイミングを決定すると共に、リアルタイムサービスほど、あるいは、高速通信ほど、あるいは高速移動ほど、該ハンドオーバ実行タイミングを早める、
ことを特徴とする請求項3記載のハンドオーバ方法。
【請求項５】
通信サービス、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも1つあるいは2つ以上を変数とする関数を用いて、前記ハンドオーバ実行タイミングを算出する、
ことを特徴とする請求項3記載のハンドオーバ方法。
【請求項６】
複数の基地局と、該複数の基地局を制御する無線基地局制御局を備え、基地局と移動局が無線により通信を行う無線通信システムにおける無線基地局制御局において、
所定基地局と通信を行っている移動局について、ハンドオーバを実行するか、実行する場合にはハンドオーバ先基地局を決定するハンドオーバ判定処理部、
該ハンドオーバ先基地局で既に通信中の移動局を他の基地局へ強制的にハンドオーバさせる強制ハンドオーバ判定処理部、
強制ハンドオーバ実行後に、前記ハンドオーバ対象の移動局を前記ハンドオーバ先基地局へハンドオーバさせる手段、
を備えたことを特徴とする無線基地局制御局。
【請求項７】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
ハンドオーバ先基地局の空き無線リソースを収集する手段、
前記ハンドオーバ対象の移動局を収容するために必要な無線リソースと前記空き無線リソースとを比較し、空き無線リソースが少ない場合に前記強制ハンドオーバ処理を実行する手段、
を備えたことを特徴とする請求項6記載の無線基地局制御局。
【請求項８】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最低の移動局を前記強制ハンドオーバさせる移動局とし、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局を前記強制ハンドオーバ先の基地局とする手段、
を備えたことを特徴とする請求項6記載の無線基地局制御局。
【請求項９】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
前記ハンドオーバ先基地局で既に通信中で、無線リソース割当て量が最大の移動局を前記強制ハンドオーバさせる移動局とし、通信可能な、空き無線リソースが最大の基地局を前記強制ハンドオーバ先の基地局とする手段、
を備えたことを特徴とする請求項6記載の無線基地局制御局。
【請求項１０】
前記ハンドオーバ判定処理部は、
ハンドオーバを実行するか判定するタイミングを、通信サービスの種別、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも1つあるいは2つ以上の組合せに基づいて決定する手段、
を備えたことを特徴とする請求項6記載の無線基地局制御局。
【請求項１１】
前記ハンドオーバ実行タイミング決定手段は、移動局毎に前記ハンドオーバ実行タイミングを決定すると共に、リアルタイムサービスほど、あるいは、高速通信ほど、あるいは高速移動ほど、該ハンドオーバ実行タイミングを早める、
ことを特徴とする請求項10記載の無線基地局制御局。
【請求項１２】
前記ハンドオーバ判定処理部は、
通信サービス、あるいは、通信速度、あるいは移動局の移動速度のうち、少なくとも1つあるいは2つ以上を変数とする関数を用いて、前記ハンドオーバ実行タイミングを算出する手段、
を備えたことを特徴とする請求項10記載の無線基地局制御局。
【請求項１３】
前記強制ハンドオーバ判定処理部は、
強制ハンドオーバ先の基地局の検索範囲をハンドオーバ移動局の移動速度に応じて可変する手段、
を備えたことを特徴とする請求項6記載の無線基地局制御局。
【国際調査報告】
2005025253.tif 000017
2005025253.tif 000018
2005025253.tif 000019
2005025253.tif 000020