(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、基地局と、前記基地局と前記移動局の通信を制御する基地局制御装置と、を有するセルラー方式の無線通信システムにおいて、前記移動局と前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記基地局と前記移動局のチャネルの切り替えを実行する実行開始時間を一致させ、前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２は、前記基地局制御装置のレイヤ３から送信されたチャネルの切り替えを要求する送信信号を前記移動局へ送信／再送するチャネル切り替え方式であって、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２は、前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３からのチャネルの切り替えを要求する送信信号について、再送回数をカウントし、該送信信号に前記再送回数を情報要素として付与して前記移動局へ送信し、前記移動局への該送信信号の正常な送信を示す送信確認信号を受信すると、該送信確認信号に対する送達信号確認信号を前記移動局に送信し、また、前記送達確認信号についての受信完了及び該信号に含まれる前記再送回数を前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３に通知し、
前記移動局のレイヤ２は、前記送信信号を受信したこと示す前記送信確認信号を前記基地局及び前記基地局制御装置へ送信し、前記送達信号確認信号を受信すると、該信号に付与される前記再送回数を受信通知とともに前記移動局のレイヤ３に通知し、
前記移動局と前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記移動局と前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２から通知された前記再送回数に応じて前記実行開始時間を再計算することにより前記実行開始時間を動的に決定し、該実行開始時間により前記移動局及び前記基地局にチャネルの切り替えを実行させることを特徴とするチャネル切り替え方式。
【請求項２】
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２は、前記移動局への前記送信信号の送達を確認する送達確認信号の送信を要求する情報要素を該送信信号に付与し、前記移動局から受信した前記送達確認信号に付与された前記再送回数を前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３に通知し、
前記移動局のレイヤ２は、前記送信信号を受信すると、前記再送回数を付与した前記送達確認信号を前記基地局及び前記基地局制御装置に送信することを特徴とする請求項１記載のチャネル切り替え方式。
【請求項３】
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２は、前記送信信号の再送を制御するタイマを有し、前記送信信号の前記移動局での受信が確認されずに前記タイマがタイムアウトしたとき、前記送信信号を再送し、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記実行開始時間の再計算処理を、前記実行開始時間に、前記再送回数と１回の再送処理に伴う経過時間とを乗算した値を加算することにより行うことを特徴とする請求項１記載のチャネル切り替え方式。
【請求項４】
前記送信信号には、フレーム番号ＦＮが含まれ、
前記移動局と前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記実行開始時間を、フレーム番号ＦＮにより指定することを特徴とする請求項１記載のチャネル切り替え方式。
【請求項５】
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記送信信号が前記実行開始時間の指示に関する信号であるかどうか判断し、前記実行開始時間に関する信号の場合は、前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２に対し前記再送回数付きのフォーマットでの前記送信信号の送信要求を行い、そうでない場合は、前記再送回数無しのフォーマットでの送信要求を行うことを特徴とする請求項１記載のチャネル切り替え方式。
【請求項６】
前記移動局のレイヤ３は、前記実行開始時間、及び前記再送回数を含むチャネルの切り替えを要求する前記送信信号を前記基地局制御装置側から受信すると、前記実行開始時間の再計算処理を行い、該実行開始時間によりチャネル切り替え動作を行うことを特徴とする請求項１記載のチャネル切り替え方式。
【請求項７】
移動局と、基地局と、前記基地局と前記移動局の通信を制御する基地局制御装置と、を有するセルラー方式の無線通信システムにおいて、前記移動局と前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記基地局と前記移動局のチャネルの切り替えを実行する実行開始時間を一致させ、前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２は、前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３から送信されたチャネルの切替を要求する送信信号を前記移動局へ送信／再送する前記無線通信システムのチャネル切り替え方法であって、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３が、前記実行開始時間を決定し、再送回数付きのモードでのチャネルの切り替えを要求する送信信号の送信を前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２に要求するステップと、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２が、前記再送回数付きモードでの前記送信信号の送信において、前記基地局及び前記基地局制御装置から前記移動局へ送信するチャネルの切り替えを要求する送信信号について、前記送達確認信号の送信を要求する情報要素及び再送回数を該送信信号に付与して送信するステップと、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２が、前記移動局からチャネルの切り替え要求に対する前記送達確認信号を受信し、該信号に対する送達信号確認信号を前記移動局に送信し、また、前記送達確認信号についての受信完了及び該信号に含まれる前記再送回数を前記基地局制御装置のレイヤ３に通知するステップと、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３が、前記再送回数を参照し、該再送回数に応じて前記実行開始時間の再計算処理を行い、該実行開始時間で前記基地局のレイヤ１に対してチャネル切り替え指示を行うステップと、
前記移動局のレイヤ３が、前記送達信号確認信号を受信し、前記実行開始時間の再計算処理を行い、該実行開始時間で同レイヤ１に対してチャネル切り替え指示を行うステップと、
前記移動局及び前記基地局が、前記再計算された実行開始時間で前記チャネル切り替えを行うステップと、を有することを特徴とするチャネル切り替え方法。
【請求項８】
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ２は、前記送信信号の再送を制御するタイマを有し、前記送信信号の前記移動局での受信が確認されず、かつ前記タイマがタイムアウトしたとき、前記送信信号を再送するステップを有し、
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記実行開始時間の再計算処理を、前記実行開始時間に、前記再送回数と１回の再送処理に伴う経過時間とを乗算した値を加算するステップを有することを特徴とする請求項７記載のチャネル切り替え方法。
【請求項９】
前記送信信号には、フレーム番号ＦＮが含まれ、
前記移動局と前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３は、前記実行開始時間を、フレーム番号ＦＮにより指定することを特徴とする請求項７記載のチャネル切り替え方法。
【請求項１０】
前記基地局及び前記基地局制御装置のレイヤ３が、前記送信信号が前記実行開始時間の指示に関する信号であるかどうか判断し、前記実行開始時間を使用する信号の場合は、前記再送回数付きのフォーマットでの前記送信信号の送信を要求し、そうでない場合は、前記再送回数無しのフォーマットでの前記送信信号の送信を要求するステップをさらに有することを特徴とする請求項７記載のチャネル切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルラー方式の無線通信（移動体通信）システムにおけるチャネル切り替え方式及びチャネル切り替え方法に関し、特に、基地局と移動局のチャネル切り替え動作の実行開始時間を一致させる制御を行う無線通信システムにおけるチャネル切り替え方式及びチャネル切り替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などの通信は、セルラー方式の無線通信（移動体通信）システムで行われる。セルラー方式では、通信サービスエリアは小ゾーン＝セルに分割され、各セルを基地局が管理する。携帯電話機などの移動局は、自機が属するセルの基地局との間で多元接続の制御がなされて通信を行う。多元接続の方式としてはＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡなどがある。また、中央制御方式の場合、各基地局は、基地局制御装置によって統括制御される。基地局及び基地局制御装置は、セル内の各移動局に対して通信チャネルの割り当てを行って通信を行わせる。例えば、ＣＤＭＡの場合にチャネルとは、移動局ごとに異なる拡散符号によって区別される無線リンクである。チャネル割り当ての方式には、静的割り当て、動的割り当てなどがある。静的割り当ての場合、基地局及びセルに対してチャネルが固定的に割り当てられる。動的割り当ての場合、チャネルはトラフィックの状況などに応じて時間的に変動して割り当てられる。
【０００３】
移動局は、セル間を移動する。その際、通信を行う基地局の切り替え制御を行う必要がある。この切り替え制御は、ハンドオーバーと呼ばれる。また、各種方式によっても異なるが、通信チャネルの切り替えを行わなければならない場面は随時発生し、チャネル切り替えを行う必要のある場面として、上記のハンドオーバー時などがある。また、同一セル内においても、チャネル切り替えを行う場面がある。本発明は、このチャネル切り替えの制御に関するものである。
【０００４】
移動局と基地局との間で新たに通信チャネルを設定して通信を開始するためには、双方が適切なタイミングで同期確立を行う必要がある。この同期確立のために、レイヤ３での制御として、基地局制御装置が移動局及び基地局に対して、チャネル切り替え動作に際しての実行開始時間を通知してこのタイミングに基づく同期確立を行わせる方式がある（そのような制御を行う無線通信規格として、例えば、「３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５．３２２  Ｖ３．６．０」がある）。上記実行開始時間は、例えばＷ−ＣＤＭＡの場合、移動局、基地局、及び、基地局制御装置間で同期処理を行うための共通の時間指定単位であるフレーム番号（ＦＮ：Frame Number）を用いて指定される。
【０００５】
従来の上記のような無線通信システムでのチャネル切り替え動作について、図６〜図９を参照して説明する。図６は、セルラー方式の無線通信システムの基本構成を示す図である。図６で、無線通信システムは、移動局１、基地局２、基地局制御装置３、交換機４、及び、他ネットワーク５から構成されている。基地局２ａは、セルａに、基地局２ｂは、セルｂに対応している。移動局１は、携帯電話機などの端末である。基地局２は、対応するセル内の移動局１との間で、多元接続制御を行って所定チャネルで通信を行う。基地局制御装置３は、基地局２群を統括制御する。移動局１は、交換機４を介して他ネットワーク５と接続可能である。
【０００６】
以下、本明細書では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband - Code Division Multiple Access）方式の携帯電話機での通信を例に採って説明する。
【０００７】
図８は、従来システムにおける正常なチャネル切り替え動作を示すシーケンス図である。また、図９は、従来システムにおけるチャネル切り替えが失敗する場合の動作を示すシーケンス図である。図８及び図９中で、移動局側、基地局及び基地局制御装置側のそれぞれの無線通信アーキテクチャの構成は大きく、レイヤ１、２、３に分かれる。レイヤ１は、無線通信におけるハードウェア・物理制御に関わる。レイヤ２は、信号欠落などをカバーするための再送制御などを含む無線リンクでの通信制御を行う。レイヤ３は、システム全体の無線通信制御として、通信の発着信制御やチャネル切り替えなどの基地局制御、及び、レイヤ１、２の制御などを行う。基地局及び基地局制御装置側のレイヤ１の処理は主に基地局２が担当し、レイヤ２、３の処理は、基地局制御装置３が担当している。
【０００８】
図８において、まず、移動局１が、基地局２ａと所定のチャネルで通信を開始しているものとする。システムは、移動局１に、現在のセルａの周辺の基地局との無線通信の状態を測定させる。移動局１は、測定した通信状態を、基地局２ａを通じて基地局制御装置３へ報告する。
【０００９】
基地局制御装置３は、移動局１から報告される通信状態情報を監視して移動局１の位置及び電波状態を把握し、随時、特に、セル境界において、適切な切り替え先の基地局及びチャネルを探索する。例えば、移動局１がセル境界に入った時、基地局制御装置３は、移動局１について、切り替え先として基地局２ｂとの通信の方が良いと判断すると、基地局２ａを通じて移動局１に対して「チャネル切り替え要求」信号を送信する。
【００１０】
この「チャネル切り替え要求」には、切り替え先チャネル情報などに加え、チャネル切り替え動作についての「実行開始時間」情報が含まれる。「実行開始時間」は、移動局１のレイヤ１と、基地局２のレイヤ１と、の間の無線リンクの同期を確立するために使用されるタイミング情報である。これは、移動局、基地局及び基地局制御装置間での時間同期処理のための時間指定単位であるフレーム番号を用いて指定される。フレーム番号は、所定の単位周期（例えば２．５〜２．６ｓｅｃ）中のあるフレームを指定する情報要素である。Ｗ−ＣＤＭＡでは、これをＦＮ（Frame Number）と呼ぶ。１フレームは、１０ｍｓの単位である。以下、この「実行開始時間」情報をＴとする。
【００１１】
基地局制御装置３のレイヤ３は、「チャネル切り替え要求」を送信する際、まず、同レイヤ２に対して、「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」信号の送信要求を通知する。その際、基地局制御装置３のレイヤ３は、同レイヤ２に対し、送達確認付きモードの信号（ＡＭＤ：Acknowledged Mode Data）で送信する指示も併せて行う。図７に、送達確認付き信号フォーマットの一例についてその構成を示す（３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５．３２２  Ｖ３．６．０  ＡＭＤ  ＰＤＵ）。基地局及び基地局制御装置側のレイヤ２は、送信信号の送信順番号を示す「ＳｅｑｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ（ＳＮ）」という情報要素を送信信号に付加する処理を行う。送達確認付きモードでは、上記ＳＮは、信号の再構築と再送制御とに使用される。基地局及び基地局制御装置側は、送信信号に対する送達確認信号を移動局側より受信することにより、どこまでの信号が受信側に届いているかを確認することができる。
【００１２】
基地局制御装置３のレイヤ２は、同レイヤ３からの送信要求に応じて、送信信号に対して、再送制御時に必要となる情報要素（上記送信番号ＳＮなど）を付加する処理を行ってから基地局２ａのレイヤ１へ送信する。基地局２ａのレイヤ１は、基地局制御装置３のレイヤ２からの受信信号（チャネル切り替え要求（＋Ｔ））を、移動局１のレイヤ２に対して送信する。
【００１３】
移動局１のレイヤ２は、基地局２ａから信号（チャネル切り替え要求（＋Ｔ））を受信し、基地局制御装置３のレイヤにおいて付加された情報要素（送信番号ＳＮなど）を解析して信号の再構築を行い、問題が無ければその情報内容を取り除く処理を行い、移動局１のレイヤ３に対して「受信通知」を行う。また、移動局１レイヤ２は、基地局制御装置３からの「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」に対する送達確認信号を基地局制御装置３レイヤ２に対して送信する処理を行う。
【００１４】
基地局制御装置３のレイヤ２は、移動局１側から「チャネル切り替え要求」に対する送達確認信号を受信し、先に送信した「チャネル切り替え要求」が確実に移動局１側で受信できたことを確認すると、このタイミングで同レイヤ３に対し「送信完了」を通知する。
【００１５】
一方、移動局１のレイヤ３は、基地局制御装置３レイヤ３からの「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」を受信すると解析し、移動局１レイヤ１に対して、上記「実行開始時間Ｔ」をパラメータに含ませた「チャネル切り替え指示」を通知する。
【００１６】
基地局制御装置３のレイヤ３は、「チャネル切り替え要求」に対する「送信完了」通知を受信すると、基地局２ｂに対して、「チャネル起動要求」を、その実行開始時間Ｔ（移動局１に通知した実行開始時間と同一）をパラメータに含む形で送信する。
【００１７】
移動局１のレイヤ１は、同レイヤ３からの「チャネル切り替え指示（＋Ｔ）」に基づき、指示された実行開始時間Ｔになった時点で、同指示に含まれるパラメータで指定された新チャネルに切り替え、基地局２ｂとの同期確立を試み、同期確立が完了した時点で、「チャネル切り替え完了（同期確認）」を同レイヤ３へ通知する。また、基地局２ｂのレイヤ１も同様に、基地局制御装置３からの「チャネル起動要求（＋Ｔ）」に基づいた移動局１との同期確立が完了した時点で、基地局制御装置３に対して「同期確認」を通知する。
【００１８】
移動局１のレイヤ３は、「チャネル切り替え完了」通知を同レイヤ１より受信すると、基地局制御装置３に対して、チャネル切り替えが完了したことを示す「チャネル切り替え完了」信号を送出する。基地局制御装置３のレイヤ３は、「チャネル切り替え完了」信号を移動局１側から受信すると、それに対する送達確認信号を移動局１側に送信すると共に、基地局２ａに対して、今まで移動局１との通信で使用していた旧チャネルを停止させることを指示する「チャネル停止指示」信号を送信してそのチャネルを停止させる。以上のような手順により正常にチャネル切り替えが完了する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以下、上記従来のチャネル切り替え方式で問題となる動作について説明する。図９は、その動作を示すシーケンス図である。基地局制御装置３レイヤ３からの「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」に対する移動局１レイヤ２による送達確認信号が無線区間で欠落し、基地局及び基地局制御装置側へ届かなかった場合を考える。基地局制御装置３レイヤ２は、信号送信時には、再送制御のために再送保護タイマを起動する処理を行っている。同レイヤ２は、この保護タイマが所定のリミットでタイムアウトするまでに、先に送信した信号に対する送達確認信号が戻らない場合は、移動局１に対して再送処理を行う。この場合、基地局制御装置３のレイヤ２は、移動局１からの送達確認信号が届かず上記保護タイマがタイムアウトになってしまったので、「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」の再送を行う。
【００２０】
一方、移動局１レイヤ３では、既に「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」を受信していることになるため、同レイヤ１に対して「チャネル切り替え指示（＋Ｔ）」を通知してしまっている。これにより、同レイヤ１によりチャネル切り替えのために基地局２ｂとの同期確立が試みられるが、上記送達確認信号の欠落の発生により、指示された実行開始時間Ｔに対応する形で基地局２ｂ側が基地局制御装置３からの「チャネル起動指示（＋Ｔ）」を受けていない可能性があり、その場合、上記実行開始時間Ｔでのチャネル切り替えが失敗してしまい、移動局１レイヤ３に対して「チャネル切り替え失敗（同期ＮＧ）」が通知される。
【００２１】
移動局１レイヤ２は、基地局制御装置３から再送されてきた信号「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」を受信すると、再度、送達確認信号を返信する。
【００２２】
基地局制御装置３レイヤ１において、移動局１からの送達確認信号を今度は正常に受信したものとすると、同レイヤ３に対して、「送信完了」が通知される。基地局制御装置３レイヤ３では、「送信完了」通知を受信すると、基地局２ｂに対して「チャネル起動指示（＋Ｔ）」を通知するが、既に１回目の信号送信において移動局１に対して指示していた実行開始時間Ｔを過ぎている可能性があり、実行開始時間Ｔを過ぎて「チャネル起動指示」を出した場合は、移動局１レイヤ１と基地局２ｂレイヤ１との間での同期確立ができずにチャネル切り替えが失敗してしまい、「同期ＮＧ」が基地局制御装置３へ通知される。以上により、結果的に移動局１及び基地局制御装置３共にチャネル切り替えを失敗することになる。
【００２３】
つまり、上記従来方式では、基地局制御装置は、「チャネル切り替え要求」に対する移動局１からの送達確認信号が無線区間で欠落してしまった場合などに、移動局１と基地局２に同じ実行開始時間でチャネル切り替え動作を行わせることができない。このような場合に、チャネル切り替えを高確率で失敗してしまうことになる。
【００２４】
従来のチャネル切り替え方式では、電波状態の悪い環境下の移動局において無線区間での信号の欠落が生じた場合などに、チャネル切り替え動作を失敗する可能性が非常に高かったため、ユーザにとって非常に使い勝手の悪い動作となっていた。
【００２５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、レイヤ２での再送制御の状況を考慮したチャネル切り替え制御を行い、チャネル切り替え動作を失敗する確率を低減することのできるチャネル切り替え方式及びチャネル切り替え方法を提供することを主要な目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、移動局と、基地局と、基地局と移動局の通信を制御する基地局制御装置と、を有するセルラー方式の無線通信システムにおいて、移動局と基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、基地局と移動局のチャネルの切り替えを実行する実行開始時間を一致させ、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２は、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３から送信されたチャネルの切り替えを要求する送信信号を前記移動局へ送信／再送するチャネル切り替え方式であって、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２は、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３からのチャネルの切り替えを要求する送信信号について、再送回数をカウントし、該送信信号に再送回数を情報要素として付与して移動局へ送信し、移動局への該送信信号の正常な送信を示す送信確認信号を受信すると、該送信確認信号に対する送達信号確認信号を移動局に送信し、また、送達確認信号についての受信完了及び該信号に含まれる再送回数を基地局制御装置のレイヤ３に通知し、移動局のレイヤ２は、送信信号を受信したこと示す送信確認信号を基地局及び基地局制御装置へ送信し、送達信号確認信号を受信すると、該信号に付与される再送回数を受信通知とともに移動局のレイヤ３に通知し、移動局と基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、移動局と基地局及び基地局制御装置のレイヤ２から通知された再送回数に応じて実行開始時間を再計算することにより実行開始時間を動的に決定し、該実行開始時間により移動局及び基地局にチャネルの切り替えを実行させることを特徴としている。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２は、移動局への送信信号の送達を確認する送達確認信号の送信を要求する情報要素を該送信信号に付与し、移動局から受信した送達確認信号に付与された再送回数を基地局及び基地局制御装置のレイヤ３に通知し、移動局のレイヤ２は、送信信号を受信すると、再送回数を付与した送達確認信号を基地局及び基地局制御装置に送信することを特徴としている。
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２は、送信信号の再送を制御するタイマを有し、送信信号の移動局での受信が確認されずにタイマがタイムアウトしたとき、送信信号を再送し、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、実行開始時間の再計算処理を、実行開始時間に、再送回数と１回の再送処理に伴う経過時間とを乗算した値を加算することにより行うことを特徴としている。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、送信信号には、フレーム番号ＦＮが含まれ、移動局と基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、実行開始時間を、フレーム番号ＦＮにより指定することを特徴としている。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、送信信号が実行開始時間の指示に関する信号であるかどうか判断し、実行開始時間に関する信号の場合は、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２に対し再送回数付きのフォーマットでの送信信号の送信要求を行い、そうでない場合は、再送回数無しのフォーマットでの送信要求を行うことを特徴としている。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、移動局のレイヤ３は、実行開始時間、及び再送回数を含むチャネルの切り替えを要求する送信信号を基地局制御装置側から受信すると、実行開始時間の再計算処理を行い、該実行開始時間によりチャネル切り替え動作を行うことを特徴としている。
【００３２】
請求項７記載の発明は、移動局と、基地局と、基地局と移動局の通信を制御する基地局制御装置と、を有するセルラー方式の無線通信システムにおいて、移動局と基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、基地局と移動局のチャネルの切り替えを実行する実行開始時間を一致させ、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２は、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３から送信されたチャネルの切替を要求する送信信号を移動局へ送信／再送する無線通信システムのチャネル切り替え方法であって、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３が、実行開始時間を決定し、再送回数付きのモードでのチャネルの切り替えを要求する送信信号の送信を基地局及び基地局制御装置のレイヤ２に要求するステップと、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２が、再送回数付きモードでの送信信号の送信において、基地局及び基地局制御装置から移動局へ送信するチャネルの切り替えを要求する送信信号について、送達確認信号の送信を要求する情報要素及び再送回数を該送信信号に付与して送信するステップと、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２が、移動局からチャネルの切り替え要求に対する送達確認信号を受信し、該信号に対する送達信号確認信号を移動局に送信し、また、送達確認信号についての受信完了及び該信号に含まれる再送回数を基地局及び基地局制御装置のレイヤ３に通知するステップと、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３が、再送回数を参照し、該再送回数に応じて実行開始時間の再計算処理を行い、該実行開始時間で基地局のレイヤ１に対してチャネル切り替え指示を行うステップと、移動局のレイヤ３が、送達信号確認信号を受信し、実行開始時間の再計算処理を行い、該実行開始時間で同レイヤ１に対してチャネル切り替え指示を行うステップと、移動局及び基地局が、再計算された実行開始時間でチャネル切り替えを行うステップと、を有することを特徴としている。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、基地局及び基地局制御装置のレイヤ２は、送信信号の再送を制御するタイマを有し、送信信号の移動局での受信が確認されず、かつタイマがタイムアウトしたとき、送信信号を再送するステップを有し、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、実行開始時間の再計算処理を、実行開始時間に、再送回数と１回の再送処理に伴う経過時間とを乗算した値を加算するステップを有することを特徴としている。
【００３４】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の発明において、送信信号には、フレーム番号ＦＮが含まれ、移動局と基地局及び基地局制御装置のレイヤ３は、実行開始時間を、フレーム番号ＦＮにより指定することを特徴としている。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項７記載の発明において、基地局及び基地局制御装置のレイヤ３が、送信信号が実行開始時間の指示に関する信号であるかどうか判断し、実行開始時間を使用する信号の場合は、再送回数付きのフォーマットでの送信信号の送信を要求し、そうでない場合は、再送回数無しのフォーマットでの送信信号の送信を要求するステップをさらに有することを特徴としている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるチャネル切り替え方式を用いる無線通信システムの構成を示す図である。また、図３は、本発明の実施の形態におけるチャネル切り替え方式の動作を示すシーケンス図である。
【００３７】
図１において、本実施例のチャネル切り替え方式を用いる無線通信システムのは、移動局１、基地局２、基地局制御装置３、交換機４、及び、他ネットワーク５を含んで構成される。図１では、基地局２及びそれがカバーするセルを２組だけ図示している。各基地局を、それぞれ２ａ、２ｂとし、対応するセルをａ、ｂとする。本実施例では、従来技術の説明と同様、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話機での通信を例に採って説明する。
【００３８】
本チャネル切り替え方式は、チャネル切り替え制御時に、基地局と移動局とでその実行開始時間を一致させる制御を行う無線通信システムにおけるチャネル切り替え方式である。本方式では、その特徴として、従来レイヤ３のみで決定していた上記実行開始時間について、レイヤ２での再送制御の状況も加味して値を動的に決定する。これにより、チャネル切り替え制御時の通信の際に無線区間で信号の欠落が発生して再送制御が行われる場合でも、上記実行開始時間をこれに対応して変更して移動局と基地局とで実行開始時間を一致させるので、正常にチャネル切り替え動作を完了できるようになる。
【００３９】
また、本方式では、基地局及び基地局制御装置からの移動局に対する送信信号が上記実行開始時間とは関わりの無い信号の場合には、従来通りのレイヤ２フォーマットを使用し、上記実行開始時間を使用する信号の場合は、本方式が設ける専用のレイヤ２フォーマットを使用する。これにより、レイヤ２のオーバーヘッドを増やさない。
【００４０】
移動局１は、セルラー方式、符号分割多元接続などに対応した所定の無線通信機能を備える携帯電話機などの移動端末である。基地局２は、対応するセル内に位置する移動局との無線通信を処理する装置である。基地局制御装置３は、基地局２群を統括制御し、発着信制御、ハンドオーバーやチャネル切り替え制御などを含む各種通信制御を行う。移動局１は、通信中、交換機４を通して、他ネットワーク５へ接続されることが可能である。本無線通信システムのアーキテクチャは、レイヤ１、２、３に分かれ、主な機能や処理は従来方式と同様である。
【００４１】
基地局及び基地局制御装置側のレイヤ３は、従来の方式に基づく所定のチャネル切り替え制御を行うチャネル切り替え制御部を有する。本方式ではさらに、チャネル切り替え制御部は、実行開始時間処理部６を有する。実行開始時間処理部６は、チャネル切り替え動作の際の移動局１と基地局２の「実行開始時間」を決定する処理を行う。また、送信信号が「実行開始時間」付きの信号であるか判断し、信号に応じて「再送カウント」付き／無しを選択してレイヤ２に対して送信要求を行う。また、受信信号が「再送カウント」付き信号かどうか判断し、「再送カウント」値を参照して「実行開始時間」の再計算処理を行う。「再送カウント」は、本方式のレイヤ２が導入する要素である（後述）。
【００４２】
基地局及び基地局制御装置側のレイヤ２は、従来の方式に基づく所定の再送制御を行う再送制御部を有する。本方式ではさらに、再送制御部は、再送カウント処理部７を有する。再送制御部は、再送保護タイマ機能を有し、信号送信時には、この保護タイマを開始させる。このタイマの所定のタイムリミット内に送信信号に対する送達確認信号が戻らずタイムアウトが生じると、先に送信した信号の再送処理を行う。再送カウント処理部７は、送信信号のフォーマットとして「再送カウント（ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ）」情報要素を設けており、送信信号に対し、再送の回数をカウントして情報要素として付与する処理を行う。再送カウント値は、再送無しの通常状態で例えば０とし、再送が行われるごとにインクリメントされる。図２に、再送カウント情報要素を設けた本方式のレイヤ２の送達確認付きモード信号のフォーマット（ＡＭＤ  ＰＤＵ（Acknowledged Mode Data  Protocol Data Unit））について示す。再送カウント（ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ）フィールド以外は、従来方式で示した信号フォーマットと同様の要素である。
【００４３】
基地局制御装置３のレイヤ２は、同レイヤ３の指示に応じて送達確認付き信号（acknowledged mode data）の生成を行い、同レイヤ１より送信する。また、同レイヤ２は、移動局側から送達確認信号を受信すると、同レイヤ３に対して先の送信信号が確かに移動局側に送信されたことを示す「送信完了」の通知を行う。この通知の際、上記再送カウント値も共に通知する。
【００４４】
従来方式で述べたように、「実行開始時間」情報は、フレーム番号ＦＮなどの情報により指定されるチャネル切り替え及び同期確立のためのタイミング情報である。以下、この「実行開始時間」情報要素をＴとする。
【００４５】
移動局１側も、基地局及び基地局制御装置側のレイヤ３が持つ実行開始時間処理部、レイヤ２が持つ再送カウント処理部の行う処理に対応する処理を行う処理部を有する。
【００４６】
図３、４、５を参照しながら、本発明の実施の形態におけるチャネル切り替え方式の動作を説明する。図３のシーケンス図は、無線区間で信号欠落が発生し、移動局１からの送達確認信号が基地局制御装置３側に届かなかった場合の動作について示している。
【００４７】
まず、移動局１が、基地局２ａと所定のチャネルで既に通信を開始しているものとする。システムは、移動局１に、現在位置するセルの周辺の基地局との無線通信状態を測定させ、基地局２ａを通じて基地局制御装置３へ報告させる。基地局制御装置３は、移動局１から報告される通信状態情報を監視し、移動局１の位置及び電波状態などに基づき、随時、切り替え先の基地局、切り替え先のチャネルを探索する。ここで、移動局１についてのチャネル切り替えの必要性が発生したものとする。例えば、移動局１がセル境界に入った時、基地局制御装置３は、切り替え先として基地局２ｂとの通信の方が良い状況になったと判断したものとする。基地局制御装置３は、この判断に基づき、切り替え先チャネルやチャネル切り替え動作の実行開始時間Ｔを決定し、基地局２ａを通じて移動局１に対して「チャネル切り替え要求」信号を送達確認機能付きのフォーマットで送信する。
【００４８】
図４に、基地局制御装置３のレイヤ３の送受信処理についてのフローチャートを示す。まず、基地局制御装置３レイヤ３は、送信処理の開始時（ステップＳ１）、移動局１に対して送信する信号（ここでは「チャネル切り替え要求」）に、「実行開始時間」情報が含まれるかどうか確認する（ステップＳ２）。実行開始時間情報を含まない信号である場合は、従来方式通りのフォーマット（再送カウント無し）での送信要求をレイヤ２に通知する（ステップＳ３）。実行開始時間情報を含む信号である場合は、移動局１に対して指示する実行開始時間Ｔなどの情報と共に、「再送カウント（ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ）」付きのフォーマットでの送信要求をレイヤ２に対して通知する（ステップＳ４）。通知後、レイヤ２からの「送信完了」通知を待つ（ステップＳ５）。
【００４９】
図５に、基地局制御装置３のレイヤ２の再送カウント付きの送受信処理についてのフローチャートを示す。基地局制御装置３のレイヤ２は、同レイヤ３から、「再送カウント付きを指定された送信要求（実行開始時間Ｔの指示を含む）」の通知を受けると（ステップＳ１１）、情報要素「ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ」をまず初期化し（ステップＳ１２）、再送カウント付きかつ送達確認機能付きの送信信号を生成し（ステップＳ１３）、同レイヤ１により移動局１に対して送信する（ステップＳ１４）。このとき、再送保護タイマを開始させる。そして、送信信号に対する送達確認信号の受信を待つ（ステップＳ１５）。
【００５０】
図３で、（１ｓｔ）、（２ｎｄ）の付いた信号は、再送カウントを付与されている信号である。（１ｓｔ）は１回目の送信を示し、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ＝０、（２ｎｄ）は２回目の送信つまり１回目の再送を示し、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ＝１とする。上記手順で、基地局及び基地局制御装置側から「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」信号が移動局１側に送信される。移動局１のレイヤ２は、再送カウント付き信号を受信した場合は、そのＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値を情報要素として折り返し付加して送達確認信号を返信する。移動局１のレイヤ２は、このタイミングでは、同レイヤ３に対してチャネル切り替え要求についての「受信通知」は行わない。
【００５１】
この送達確認信号が無線区間で紛失した場合、基地局制御装置３のレイヤ２は、再送保護タイマのタイムアウトのタイミングで信号（ここでは「チャネル切り替え要求（＋Ｔ）」）の再送を行うが、この時、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値をカウントアップ（ここでは０→１）して（図５、ステップＳ１６）、再送を行う。
【００５２】
移動局１のレイヤ２は、基地局制御装置３からの受信信号（２回目のチャネル切り替え要求）に対して、再びＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔを折り返し設定して送達確認信号を送信する。１回目と同様、「受信通知」は行わない。
【００５３】
基地局制御装置３のレイヤ２は、移動局１からの送達確認信号を正常に受信すると、それに含まれるＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値を参照して、同レイヤ２が再送した信号（２回目のチャネル切り替え要求）に対する送達確認信号であることを確認し、送達確認信号を確かに受信したことを示す「送達信号確認信号」を実行開始時間Ｔ、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値を含む形で移動局１に対して送信する。また、同レイヤ３に対して、チャネル切り替え要求についての「送信完了」をＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値と共に通知する（図５、ステップＳ１８）。
【００５４】
基地局制御装置３のレイヤ３は、同レイヤ２からの受信信号について、再送カウント付きの「送信完了」通知かどうか判断し（図４、ステップＳ６）、「送信完了（＋ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値）」通知の場合、初めに（１回目の送信時に）決定した実行開始時間Ｔを再送状況に応じて更新するために、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値を参照して（同ステップＳ７）、その値に基づく実行開始時間Ｔの再計算処理を行う（同ステップＳ８）。再計算された実行開始時間をＴ’とする。Ｔ’＝Ｔ＋αで計算する。αは、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値（ここでは１回の再送を行っているので値は１）に、１回の再送処理の間隔時間、つまり、図３での保護タイマの経過時間ｔを乗算して求める。つまり、Ｔ’＝Ｔ＋ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ×ｔとする。
【００５５】
基地局制御装置３のレイヤ３は、基地局２ｂのレイヤ１に対して、上記再計算された新たな実行開始時間Ｔ’（＝Ｔ＋α）の指示を含む「チャネル切り替え指示」を通知してチャネル切り替えを行わせる。
【００５６】
一方、移動局１のレイヤ２では、基地局制御装置３から「送達信号確認信号（＋Ｔ、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ）」を受信すると、チャネル切り替え要求についての「受信通知」を同レイヤ３に対して行う。その際、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値も併せて通知する。移動局１レイヤ３は、同レイヤ２から「受信通知」を受信すると、基地局制御装置３レイヤ３での処理と同様に、実行開始時間Ｔを再送状況に応じて更新するために、ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ値を参照して実行開始時間Ｔの再計算処理を行う。再計算される実行開始時間をＴ’とすると、Ｔ’＝Ｔ＋α＝Ｔ＋ＲｅｔｒｙＣｏｕｎｔ×ｔで求める。ｔは、１回の再送処理に伴う経過時間である。移動局１レイヤ３は、同レイヤ１に対して、その新たなＴ’の指示を含む「チャネル切り替え指示」を通知してチャネル切り替えを行わせる。実行開始時間が、レイヤ２による再送回数を加味して決定されるので、移動局１側、基地局２側共に、実行開始時間内に同期確立を行うことができ、チャネル切り替えを正常に完了することができる。
【００５７】
以後は、従来と同様の処理である。移動局１レイヤ１及び基地局２レイヤ１は、それぞれ再計算された実行開始時間Ｔ’でチャネル切り替えを行う。移動局１レイヤ１は、同期確立を成功すると、「チャネル切り替え完了（同期確認）」を同レイヤ３に対して送信する。基地局２レイヤ１は、同期確立を成功すると、「チャネル切り替え完了（同期確認）」を基地局制御装置３レイヤ３に対して送信する。移動局１レイヤ３は、同レイヤ１から「チャネル切り替え完了」を受信すると、基地局制御装置３レイヤ３に対して「チャネル切り替え完了」を送信する。基地局制御装置３レイヤ２は、「チャネル切り替え完了」を受信すると、同レイヤ３に対してチャネル切り替え完了の「受信通知」を通知する。同レイヤ３は、この「受信通知」を受信すると、移動局１レイヤ３に対して、先の「チャネル切り替え完了」に対する送達確認信号を送信し、また、基地局２に対して「チャネル停止指示」を送信して旧チャネルを停止させる。以上により、再送制御を行った場合でも正常にチャネル切り替え動作を完了することができる。
【００５８】
本方式の他の適用例について説明する。上記の実施例では、基地局間のチャネル切り替えの場合について説明したが、これは、同一セル内でのチャネル切り替えの場合にも適用できるものである。また、通信しているチャネルのパラメータを変更する処理を行うような場合、例えばパケット通信時の通信速度（データレート）の変更を行う場合などでも、同様にその制御のための実行開始時間が設定されるので、前述の実施例と同様に再送カウント付きの送信要求信号を使用して動作を行わせ、動作の失敗確率を低減させることができる。
【００５９】
以上により本発明の実施形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、チャネル切り替え制御時、電波状態の悪い移動局において無線区間での信号欠落が発生した場合などに、実行開始時間内に信号の処理が完了できずに失敗する確率の高かったチャネル切り替え動作を、レイヤ２での再送制御の状況を考慮したチャネル切り替え制御にすることにより改善して成功確率を高くし、通信サービス品質を向上させることができる。また、そのための新規のレイヤ２信号フォーマットを定義し、実行開始時間一致制御に関係の無いその他の信号に対しては従来のレイヤ２フォーマットを用いることにより、レイヤ２のオーバーヘッドを増やすことなく本効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるチャネル切り替え方式を用いる無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の方式での送達確認付きモード信号のフォーマットを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるチャネル切り替え方式の動作を示すシーケンス図である。
【図４】基地局制御装置のレイヤ３の送受信処理について示すフローチャートである。
【図５】基地局制御装置のレイヤ２の再送カウント付きの送受信処理について示すフローチャートである。
【図６】従来のチャネル切り替え方法を用いる無線通信システムの構成を示す図である。
【図７】従来の方式での送達確認付き信号フォーマットを示す図である。
【図８】従来の方式における正常なチャネル切り替え動作について示すシーケンス図である。
【図９】従来の方式における再送発生時のチャネル切り替え動作の失敗について示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１  移動局
２ａ、２ｂ  基地局
３  基地局制御装置
４  交換局
５  他ネットワーク
ａ、ｂ  セル
６  実行開始時間処理部
７  再送カウント処理部
【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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