(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局がセル内にいる移動機と通信を行うと共に、そのセルの形状を制御するセル形状制御方法において、
上記移動機は、上記基地局から通知されたセル形状変更に係る情報により、該基地局がセル形状変更を行った後の自機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出し、
基地局がセル半径を変更することにより、エリア外となる移動機は、ハンドオーバ先基地局の有無に基づいて、セル半径変更を停止させるかエリア内となるようにセル半径を小さくさせる変更停止信号を送信し、
上記基地局は、移動機から通知された変更停止信号から該移動機と基地局間の距離を抽出し、該移動機と基地局間の距離に基づいて、最大の距離を通知した移動機を抽出し、該移動機をエリア内に残すようにセル半径を変更するようにしたセル形状制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のセル形状制御方法において、
移動機は、自機とハンドオーバ先の候補基地局との距離が、ハンドオーバ先の候補基地局の最終セル半径より小さくなる基地局を選択することを特徴とするセル形状制御方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のセル形状制御方法において、
上記基地局は、セル形状を変更する前に、変更予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で報知するようにしたセル形状制御方法。
【請求項４】
請求項３記載のセル形状制御方法において、
上記基地局は、セル形状を変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、一定間隔でセル半径を段階的に変更するようにしたセル形状制御方法。
【請求項５】
請求項４記載のセル形状制御方法において、
基地局は、変更後の最終セル半径と現在のセル半径の差分を変更回数で除した値をセル半径減少間隔として求め、現在のセル半径とセル半径減少間隔の差から半径を求め、該半径にしたがって段階的にセル半径を変更することを特徴とするセル形状制御方法。
【請求項６】
請求項４または５記載のセル形状制御方法において、
移動機は、最終セル半径および段階変更セル半径に基づいて、接続が最も長く維持できる基地局をハンドオーバ先として選択することを特徴とするセル形状制御方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項記載のセル形状制御方法において、
上記基地局は、一定間隔でセル半径を段階的に変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、次段階で変更する予定のセル半径と、最終予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で通知するようにしたセル形状制御方法。
【請求項８】
複数の移動機と、セルの形状を制御する基地局とで構成される移動通信システムにおいて、
上記移動機は、
基地局から通知されるセル形状変更に係る情報から、該基地局がセル形状変更を行った後の当該移動機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出するセル外事前検出手段と、
基地局がセル半径を変更することによりエリア外となる場合に、ハンドオーバ先基地局の有無に基づいて、セル半径変更を停止させるかエリア内となるようにセル半径を小さくさせる変更停止信号を送信する手段と
を有し、
上記基地局は、移動機から通知された変更停止信号から該移動機と基地局間の距離を抽出し、該移動機と基地局間の距離に基づいて、最大の距離を通知した移動機を抽出し、該移動機をエリア内に残すようにセル半径を変更するセル形状変更手段
を有する移動通信システム。
【請求項９】
請求項８記載の移動通信システムにおいて、
上記移動機は、自機とハンドオーバ先の候補基地局との距離が、ハンドオーバ先の候補基地局の最終セル半径より小さくなる基地局を選択する第１のハンドオーバ手段
を有する移動通信システム。
【請求項１０】
請求項８乃至９いずれか一項記載の移動通信システムにおいて、
上記基地局は、セル形状を変更する前に、変更予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で報知する第１のセル情報報知手段を有する移動通信システム。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項記載の移動通信システムにおいて、
上記基地局は、セル形状を変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、一定間隔でセル半径を段階的に変更するセル半径段階的変更手段
を有する移動通信システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の移動通信システムにおいて、
前記セル半径段階的変更手段は、変更後の最終セル半径と現在のセル半径の差分を変更回数で除した値をセル半径減少間隔として求め、現在のセル半径とセル半径減少間隔の差から半径を求め、該半径にしたがって段階的にセル半径を変更することを特徴とする移動通信システム。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の移動通信システムにおいて、
移動機は、最終セル半径および段階変更セル半径に基づいて、接続が最も長く維持できる基地局をハンドオーバ先として選択する第２のハンドオーバ手段を有する移動通信システム。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれか１項記載の移動通信システムにおいて、
上記基地局は、一定間隔でセル半径を段階的に変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、次段階で変更する予定のセル半径と、最終予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で通知する第２のセル情報報知手段を有する移動通信システム。
【請求項１５】
セル内にいる移動機と通信を行うと共に、該セルの形状を周辺セルの状況に応じて変更する基地局において、
上記移動機は、上記基地局から通知されたセル形状変更に係る情報により、該基地局がセル形状変更を行った後の自機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出し、
基地局がセル半径を変更することにより、エリア外となる移動機は、ハンドオーバ先基地局の有無に基づいて、セル半径変更を停止させるかエリア内となるようにセル半径を小さくさせる変更停止信号を送信し、
移動機から通知された前記変更停止信号から該移動機と基地局間の距離を抽出し、該移動機と基地局間の距離に基づいて、最大の距離を通知した移動機を抽出し、該移動機をエリア内に残すようにセル半径を変更するセル形状変更手段
を有する基地局。
【請求項１６】
請求項１５に記載の基地局において、
前記セル形状変更手段は、セル形状を変更する際、移動機からの通知に基づいて、予め決められたセル形状変更の内容を変更し、移動機が存在するセル範囲までセル形状を変更することを特徴とする基地局。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の基地局において、
セル形状を変更する前に、変更予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で報知する第１のセル情報報知手段
を有する基地局。
【請求項１８】
請求項１７記載の基地局において、
変更する最終セル半径に到達するまで、一定間隔でセル半径を段階的に変更するセル半径段階的変更手段
を有する基地局。
【請求項１９】
請求項１８に記載の基地局において、
前記セル半径段階的変更手段は、変更後の最終セル半径と現在のセル半径の差分を変更回数で除した値をセル半径減少間隔として求め、現在のセル半径とセル半径減少間隔の差から半径を求め、該半径にしたがって段階的にセル半径を変更することを特徴とする基地局。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載の基地局において、
一定間隔でセル半径を段階的に変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、次段階で変更する予定のセル半径と、最終予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で通知する第２のセル情報報知手段を有する基地局。
【請求項２１】
基地局と通信を行う移動機において、
基地局から通知されるセル形状変更に係る情報から、該基地局がセル形状変更を行った後の当該移動機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出するセル外事前検出手段と、
基地局がセル半径を変更することによりエリア外となる場合に、ハンドオーバ先基地局の有無に基づいて、セル半径変更を停止させるかエリア内となるようにセル半径を小さくさせる変更停止信号を送信する手段と
を有する移動機。
【請求項２２】
請求項２１記載の移動機において、
自機とハンドオーバ先の候補基地局との距離が、ハンドオーバ先の候補基地局の最終セル半径より小さくなる基地局を選択する第１のハンドオーバ手段
を有する移動機。
【請求項２３】
請求項２１または２２記載の移動機において、
最終セル半径および段階変更セル半径に基づいて、接続が最も長く維持できる基地局をハンドオーバ先として選択する第２のハンドオーバ手段
を有する移動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セル形状制御方法及び移動通信システムに係り、詳しくは、複数の移動機と移動機運用中にセル形状を変更する機能を有する基地局とで構成される移動通信システムにおいて、基地局がセル形状変更を行うことによりサービスエリアが変更される移動機のエリア確保に関する。
【０００２】
また、本発明は、そのようなセル形状制御方法に従って通信を行うことのできる基地局及び移動機に関する。
【０００３】
【従来の技術】
基地局がサービス提供可能なエリア、すなわち、セルは、移動機が基地局に接続するために受信する制御信号の受信品質に依存する。基地局がセルを構成する場合、制御信号の送信電力を予め定め、その定められた値を用いることが主な方法であった。しかし、近年、周辺基地局のセル形状を認識し、非カバーーエリアに対して無駄なくエリアをカバーする自律セル形状制御方法が提案されてきた。この自律セル形状制御方法は、周辺セルの輻輳状態に応じてセル形状を制御することで輻輳を回避し、周波数利用効率を向上させることができる技術である。このような自律セル形状制御の技術が移動通信システムにおいて適用されれば、基地局は移動機が接続されている運用状態においても、セル形状を変更するようになり、セル半径を拡大または縮小する。
【０００４】
基地局に接続中の移動機側では、セル半径が拡大されれば、接続可能な基地局が増加するため、トラヒックが少ない基地局に接続を変更してスループットの向上を図るなどの処理が可能となる。一方、セル半径が縮小される基地局に移動機が接続している場合、エリア外になる前に他基地局へ接続を切り換える必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の基地局による自律セル形状制御によると、エリア外になる移動機に対する対策が講じられていない。
【０００６】
例えば、図１６に示すように、基地局３がセル形状を点線のエリアから実線のエリアに変更した場合、基地局３配下の移動機３は、基地局３エリア外になるが、移動機３はハンドオーバによって、他の通信可能なサービスエリアの基地局２に接続先を切り換え、通信を継続することができる。しかし、基地局１がセル形状を点線から実線へ変更した場合、該基地局１配下の移動機１は、切り換え先（ハンドオーバ先）となる基地局がないため、ハンドオーバが実施できない。その結果、基地局１のセル形状変更後、移動機１はエリア外に存在することになり、通信中の場合であれば通信が切断されるという問題があった。
【０００７】
このように従来は、基地局がセル形状を変更することにより、エリア内の移動機がエリア外になり、通信の切断、パケットロスなど正常な通信ができない状態が発生してしまう。
【０００８】
また、セル形状の変更時に、周辺に接続可能な他基地局が存在する場合、他基地局へ接続を切り換え、すなわちハンドオーバを実施し、通信状態を継続させる必要がある。しかし、ハンドオーバ実施後、切り換え先の基地局のセル形状変更によりエリア外となってしまう恐れがある。このような場合、移動機はさらなるハンドオーバを実施しなければならなくなり、頻繁にハンドオーバを行わなくてはならない。
【０００９】
そこで、本発明の第一の課題は、セル形状変更時に移動機の通信状態を継続させると共に、他基地局へ接続を切り換える際、切り換える頻度が少なくなるようセル形状を制御するようにしたセル形状制御方法およびその方法が用いられる移動通信システムを提供することである。
【００１０】
また、本発明の第二の課題は、上記移動通信システムで用いられる基地局を提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の第三の課題は、上記移動通信システムで用いられる移動機を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第一の課題を解決するため、本発明によれば、基地局がセル内にいる移動機と通信を行うと共に、そのセルの形状を制御するセル形状制御方法において、上記移動機は、上記基地局から通知されたセル形状変更に係る情報により、該基地局がセル形状変更を行った後の自機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出し、その検出した結果を上記基地局に通知し、上記基地局は、上記移動機から通知された検出結果に基づいてセル形状変更を中止するように構成される。
【００１３】
このようなセル形状制御方法では、移動機は、基地局から通知されたセル形状からセル外になるか否かを検知しセル外になる場合は基地局に通知する。基地局は、その通知により移動機が存在する位置までセル形状を変更することができるので、移動機のセル外になることによる通信切断を防止することが可能である。
【００１４】
移動機が存在するセル内になるようにセル形状変更ができるという観点から、本発明によれば、上記セル形状制御方法において、上記移動機は、自機の位置がセル外になることを検出した場合に、自機と基地局との距離を算出してその結果を基地局に通知し、上記基地局は、該移動機から通知された距離情報に基づいてセル形状変更を行うように構成される。
【００１５】
このようなセル形状制御方法では、移動機は基地局に対し自局の位置を知らせるので、基地局が自局の位置より小さいセル半径に変更することを阻止することができる。
【００１６】
移動機がセル外になることを事前に検知したときに、他局へハンドオーバして通信を継続することができるという観点から、本発明によれば、上記セル形状制御方法において、上記移動機は、自機の位置がセル外になることを検出した場合に、他基地局へ接続切り換えを試みるように構成される。
【００１７】
このようなセル形状制御方法では、移動機は基地局から通知されたセル半径により、自機がセル外になると事前検出した場合は、他基地局に対するハンドオーバを実施する。その結果、基地局のセル形状変更に伴う通信の切断やパケットロスが生じるのを防ぐことができる。
【００１８】
他基地局へのハンドオーバする際に、切り換える頻度を少なくすることができるという観点から、本発明によれば、基地局がセル内にいる移動機と通信を行うと共に、そのセルの形状を制御するセル形状制御方法において、上記移動機は、上記基地局から通知されたセル形状変更に係る情報により、自機が最終的な段階で到達する予定のセル半径より、該基地局までの距離が遠い位置に存在することを検出した場合に、次段階で変更予定のセル半径内に存在していても他基地局へ接続切り換えを試みるように構成される。
【００１９】
このようなセル形状制御方法では、基地局から移動機に通知されるセル形状変更に係る情報として最終変更セル半径の情報が加えられる。このため、移動機では、基地局からの通知を受ける初期の段階から最終セル半径の認識を行うことができるので、セル外になるまでの間、ハンドオーバによる基地局の切り換えを試みることが可能である。その結果、他の通信可能な基地局を検出する際、ハンドオーバ先の基地局がセル半径を変更する処理中である場合でも、ハンドオーバ先の候補基地局との距離が最終セル半径より小さくなる基地局を選択することが可能である。これにより、ハンドオーバの回数を減少させることができる。
【００２０】
基地局から移動機に対して報知される報知信号は、上記セル形状制御方法において、上記基地局は、セル形状を変更する前に、変更予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で報知するように構成される。
【００２１】
セル形状の変更を段階的に行うことができるという観点から、本発明によれば、上記セル形状制御方法において、上記基地局は、セル形状を変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、一定間隔でセル半径を段階的に変更するように構成される。
【００２２】
このようなセル形状制御方法では、基地局は変更するセル半径毎にセル外になりそうな移動機からの制御信号を受信することになる。よって、基地局に通知される制御信号は、最終セル半径になるまでの時間内で分散して受信されることになる。これにより、最終セル半径まで一度変更する場合よりも単位時間内に基地局が受信する制御信号の数が減少するので、セル半径の処理負荷を軽減することができる。
【００２３】
セル外になる移動機が実施するハンドオーバの回数を少なくさせるために、上記報知信号は、上記セル形状制御方法において、上記基地局は、一定間隔でセル半径を段階的に変更する際に、変更する最終セル半径に到達するまで、次段階で変更する予定のセル半径と、最終予定のセル半径をセル内の全移動機に対してある時間内に一定間隔で通知するように構成される。
【００２４】
また、上記第一の課題を解決するため、本発明によれば、複数の移動機と、セルの形状を制御する基地局とで構成される移動通信システムにおいて、上記移動機は、基地局から通知されるセル形状変更に係る情報から、該基地局がセル形状変更を行った後の当該移動機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出するセル外事前検出手段と、その検出した結果を上記基地局に通知する検出結果通知手段とを有し、上記基地局は、上記移動機から通知された検出結果に基づいてセル形状変更を中止するセル形状変更中止手段を有するように構成される。
【００２５】
さらに、上記第二の課題を解決するため、本発明によれば、セル内にいる移動機と通信を行うと共に、該セルの形状を周辺セルの状況に応じて変更する基地局において、移動機からの通知に基づいてセル形状変更を中止するセル形状変更中止手段を有するようい構成される。
【００２６】
また、さらに、上記第三の課題を解決するため、本発明によれば、基地局と通信を行う移動機において、基地局から通知されるセル形状変更に係る情報から、該基地局がセル形状変更を行った後の当該移動機の位置がセル外になるかどうかをセル外になる前に検出するセル外事前検出手段と、該セル外事前検出手段にて検出した結果を上記基地局に通知する検出結果通知手段とを有するように構成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
本発明の実施の一形態に係るセル形状制御方法が適用される移動通信システムは、例えば、図１に示すように構成される。
【００２９】
図１において、この移動通信システムは、例えば、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式のシステムであり、基地局と複数の移動機とで構成される。本例では、移動機Ａ１００が基地局Ａ２００と、移動機Ｂ、Ｃが基地局Ｂ２１０と無線通信を行い、それぞれの基地局にはセル形状を変更する機能が備えられていると仮定する。このセル形状変更は、周辺基地局のセル形状もしくは輻輳状況などに応じて変更される。例えば、基地局Ａ２００のように、セル形状をＡ１からＡ２に変更することができるようになっている。このようなセル形状変更機能は基地局Ｂ２１０にも備えられる。セル形状の変更方法としては、基地局からの止まり木チャネル（移動機が基地局に同期するために用いる制御チャネル）の送信電力を変更し、セル半径を変えることにより実現可能であることから、送信電力の変更がセル形状変更とみなすことができる。また、基地局のアンテナにセクタアンテナを用いることも可能であり、この場合、セクタ毎もしくは全セクタ一括変更の送信電力の変更をセル形状変更とみなすことができる。
【００３０】
本発明では、基地局Ａ２００（例）がセル形状変更を行うことによりサービスエリア（＝セル）が変更（例：Ａ１→Ａ２）される際に、移動機Ａ１００がエリア外にならないよう基地局Ａ２００でセル形状制御が行われる。本発明のセル形状制御方法によれば、基地局で行うセル形状変更は移動機で検出するエリア外か否かの結果通知に基づいて行われるので、該移動機がセル形状変更の際にエリア外となってしまうのを阻止することが可能である。その結果、セル形状変更に伴う移動機の通信の切断を防ぐことができる。
【００３１】
上記基地局は、例えば、図２に示すように構成される。
【００３２】
図２は、本発明に係る基地局のブロック図である。
【００３３】
この基地局は、受信アンテナ１１と、受信部１２と、制御信号検出部１３と、制御情報処理部１４、セル形状処理部１５、報知信号処理部１６、送信部１７と、送信アンテナ１８とから構成される。同図において、矢印は信号の流れを示す。
【００３４】
受信部１２は、移動機から送信された信号を、受信アンテナ１１を介して受信し、次段の制御信号検出部１３に送信する。制御信号検出部１３では、受信部１２で受信した信号から、移動機が送信した制御信号である変更停止信号を検出し、その信号に含まれている情報を次段の制御情報処理部１４へ通知する。制御情報処理部１４は、制御信号検出部１３から通知された情報を抽出および一時記憶する。ここでは、複数の移動機から送信される変更停止信号を検出することから、上記情報が移動機の識別子と共に記憶される。また、制御情報処理部１４は、セル形状変更後のセル半径の値を含む情報（ＬＭＡＸ）をセル形状処理部１５に通知する。このＬＭＡＸについては後述する。セル形状処理部１５は、変更後のセル半径Ｒ１を報知信号処理部１６に通知する。このようにセル形状処理部１５は、変更後のセル半径（変更セル半径）Ｒ１を報知信号処理部１６経由で送信部１７に通知するが、制御情報処理部１４からＬＭＡＸが通知された場合、予定されていたＲ１を制御情報処理部１４から通知されたＬＭＡＸに設定した後でＲ１を報知信号処理部１６を介して送信部１７に通知する。報知信号処理部１６は、報知信号情報を更新して送信部１７に通知する。送信部１７は、その更新された報知信号をセル内の全移動機に対して送信する。また、送信部１７には、通知されたＲ１になるようセル半径を変更する機能が備えられる。
【００３５】
一方、制御信号検出部１３において、移動機からの変更停止信号が検出されない場合は、セル形状処理部１５では予定されていたＲ１を送信部１７に通知し、送信部１７においてセル形状変更が実施される。
【００３６】
上記移動機は、例えば、図３に示すように構成される。
【００３７】
図３は、本発明に係る移動機のブロック図である。
【００３８】
この移動機は、受信アンテナ２１と、受信部２２と、接続可能基地局検出部２３と、距離算出部２４と、報知信号検出部２５と、セル半径比較部２６と、ハンドオーバ処理部２７と、制御信号処理部２８と、送信部２９と、送信アンテナ３０とから構成される。同図において、矢印は信号の流れを示す。
【００３９】
受信部２２では、受信アンテナ２１を介して基地局から送信された信号を受信し、その受信した信号のうち報知信号を報知信号検出部２５と、接続可能基地局検出部２３に送る。接続可能基地局検出部２３では受信部２２から通知された報知信号から通信可能な基地局数、識別子、受信レベルなどハンドオーバ先を決定するのに必要な情報をハンドオーバ処理部２７に通知する。この通知は、ハンドオーバ処理部２７において、セル半径比較部２６から通知されたハンドオーバ制御要求により他の基地局へハンドオーバを行う際の接続先基地局候補に関する情報を含むものとなる。
【００４０】
報知信号検出部２５では、受信部２２からの報知信号からセル半径の情報を抽出する。例えば、信号の受信電力Ｐｒ、変更後セル半径Ｒ１、現在の基地局送信電力ＰＳなどの情報を抽出する。これらの情報から、変更セル半径の値Ｒ１はセル半径比較部２６へ、その他のＰＳのような距離（基地局と移動機間の距離）の算出に必要となる情報は距離算出部２４にそれぞれ通知する。
【００４１】
セル半径比較部２６では、予定されている変更セル半径と移動機の現在位置と基地局間距離を比較し、セル半径変更後に、該移動機が当該基地局のエリア内にいるかどうかの判断を行う。この判断の結果、ハンドオーバ処理部２７から通知されたハンドオーバ先基地局の有無に基づいて、ハンドオーバの指示もしくは変更停止の処理の指示をハンドオーバ処理部２７もしくは制御信号処理部２８に送出する。制御信号処理部２８では、変更停止信号もしくはハンドオーバに関する制御信号を生成し、これら制御信号が送信部２９から送信される。
【００４２】
次に、本発明のセル形状制御方法に基づいて基地局がセル形状変更を行う第１のセル半径変更処理の概要について図４を参照しながら説明する。
【００４３】
（第１実施例）
図４（ａ）は、第１実施例の概要を説明するために用いる移動通信システム図である。同図では基地局が形成するサービスエリア（Ｒ０＝初期のセル半径）内に移動機ＡとＢが在圏し、それぞれの移動機は該基地局と接続をして通信を行うことができるようになっている。また、基地局は、あるタイミングでセル半径の変更（Ｒ０→Ｒ１：変更後のセル半径）を行う。さらに、同図では基地局と移動機Ａの距離をＬＡ、基地局と移動機Ｂの距離をＬＢと表す。
【００４４】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の移動通信システムにおいて、ある基地局が形成するセル半径Ｒ０内に移動機Ａのみ存在する場合の基地局が行うセル半径変更処理の概要を示したものである。尚、本図の横軸は、ある基地局がセル半径を決定した時からの時間経過を表し、縦軸は当該基地局からの距離（セル半径）を表す。
【００４５】
図４（ｂ）において、基地局は、ｔ＝０の時、セル形状変更を決定し、変更内容を報知信号の一部としてセル内の全移動機に通知する。ｔ＝０からＴまでが変更前の報知信号による通知する期間であり、ｔ＝Ｔに報知した変更内容とおりにセル半径を小さくする。変更後のセル半径は前述のとおり「Ｒ１」である。ここでは、移動機Ａの位置をｔ＝０からＴまで変化がないと仮定して説明する。移動機Ａは図４（ａ）に示すように、セル半径の変更前後のいずれもエリア内となっている。この場合は、移動機Ａは基地局が行うセル形状変更に対して何の処理も必要ない。
【００４６】
図４（ｃ）は、図４（ａ）の移動通信システムにおいて、ある基地局が形成するセル半径Ｒ０内に移動機Ｂのみ存在する場合のセル半径変更処理の概要を示したものである。
【００４７】
前述した図４（ｂ）と同様に、ｔ＝Ｔに報知した変更内容とおりにセル半径を小さくした場合、移動機Ｂは、セル半径が小さくなったｔ＝Ｔ後はエリア外となる。しかし、本発明のセル形状制御方法では、移動機Ｂは、ｔ＝０からＴまでの間の報知信号を受信することにより、セル半径が小さくなり、その結果、エリア外となることを事前に検出して他基地局への切り換えを試みる。このとき、該移動機Ｂが他基地局への切り換えが可能である場合は、ハンドオーバを実施するため、通信が途断されることはない。しかし、他基地局へ切り換えることが不可能な場合、セル半径が小さくなるとエリア外になるため、セル半径変更を停止させるかもしくはエリア内になるようにセル半径の減少値を小さくする必要がある。このような場合、移動機Ｂは、基地局のへ変更停止信号を送信し、該制御信号を受信した基地局はセル半径の変更を中止もしくは移動機Ｂの位置までセル半径の内容を変える。
【００４８】
次に、この第１実施例の詳細な処理手順について説明する。
【００４９】
図５は、基地局の処理手順を示すフローチャートであり、図６は、移動機の処理手順を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、図５を参照しながら、基地局の処理手順について説明する。
【００５１】
基地局において、セル半径変更を決定した場合、報知信号処理部１６では、変更後のセル半径Ｒ１と、現在の送信電力ＰＳの情報を情報要素として含む報知信号を生成する。そして、該報知信号をセル内の移動機へ定期的に繰り返し送信（Ｓ１）し、タイマを作動させて移動機からの応答を待つ（Ｓ２）。該報知信号の送信開始時刻からセル半径変更実施予定時刻までの長さは、図４で示すＴに相当する。制御信号検出部１３は、一定時間の応答を待った後、すなわち、タイムアウト後（Ｓ２でＹＥＳ）、一機以上の移動機から変更停止信号を受信したかどうかを判定（Ｓ３）し、この判定（Ｓ３）で、一機以上の移動機から変更停止信号を受信したと判定した（Ｓ３でＹＥＳ）ときは、通知元の移動機と基地局間の距離の値Ｌｉを該変更停止信号から抽出して制御情報処理部１４へ通知（Ｓ４）する。
【００５２】
一方、上記判定（Ｓ３）で、いずれの移動機からも変更停止信号を受信していない判定した（Ｓ３でＮＯ）とき処理を終了して最初の処理戻る。
【００５３】
制御情報処理部１４は、上記のようにして通知されたＬｉから最大のＬＭＡＸの移動機を抽出してセル形状処理部１５に通知（Ｓ５）する。セル形状処理部１５は、当該移動機（ＬＭＡＸの移動機）をエリア内に残すようにセル半径を変更するため、予定していた変更セル半径Ｒ１の値にＬＭＡＸの値を設定（Ｓ６）する。本設定完了後は最初の処理に戻って上記手順を繰り返す。
【００５４】
次に、移動機の処理手順について図６を参照しながら説明する。
【００５５】
移動機の受信部２２は、通信先となる基地局からの報知信号を受信した場合、その受信した信号を報知信号検出部２５に送る。報知信号検出部２５は、受信した信号から受信電力Ｐｒと、変更後のセル半径Ｒ１と、基地局の現在の送信電力ＰＳを抽出（Ｓ１１）して距離算出部２４に送出する。距離算出部２４では、報知信号検出部２５から受信した受信電力ＰｒおよびＰＳから次に示す信号電力と距離の関係式（数式１）を用いて当該移動機と基地局間の距離（移動機−基地局間距離）Ｌｉを算出（Ｓ１２）する。
【００５６】
（数式１）
Ｐｒ＝Ａ×ＰＳ×（１/Ｌｉ）４
Ａ：基地局と移動機間の伝搬状況を示す係数
尚、本例では、当該移動機と基地局間の距離を算出するのに、上式を用いるが、上記式の他にもシステムの伝搬特性に適した信号電力と距離の関係式を用いることができ、本発明は上式（数式１）に限定されるものではない。
【００５７】
距離算出部２４でＬｉが算出されると、その算出結果がセル半径比較部２６に入力される。セル半径比較部２６では、ＬｉとＲ１が比較（Ｓ１３）される。この比較で、Ｒ１がＬｉより大きいと判定された場合（Ｓ１３でＮＯ）は、セル半径変更後も当該移動機がエリア内に位置することになるため処理を終了する。一方、Ｒ１がＬｉより小さいと判定された場合（Ｓ１３でＹＥＳ）は、次の処理（Ｓ１４）に移行し、他基地局への切り換えが可能であるかどうかが判定（Ｓ１４）される。この判定（Ｓ１４）は次のようにして行われる。
【００５８】
ハンドオーバ処理部２７では接続可能基地局検出部２３から逐次送られる情報を受信し、その受信した情報からハンドオーバの可能性について判断した結果（この場合、接続可能な基地局の有無に関する情報が判断結果として得られる）を定期的にセル半径比較部２６へ通知する。セル半径比較部２６は、このハンドオーバ処理部２７から通知された接続可能な基地局の有無に関する情報を利用して他の基地局への通信切り換えが可能であるかどうかを判定する。
【００５９】
セル半径比較部２６は、上記のようにして判定（Ｓ１４）を行い、他基地局へのハンドオーバが可能であると判定した場合（Ｓ１４でＮＯ）、移動機がハンドオーバするのに必要となる制御信号を生成するよう制御信号処理部２８に指示する。そして、その制御信号が移動機に送られることで、該移動機は他基地局へのハンドオーバを行って通信を継続する。
【００６０】
一方、上記判定（Ｓ１４）で、他の基地局へハンドオーバが不可能であると判定した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）は、当該移動機の送信部２９は、Ｌｉを情報要素として含む変更停止信号を基地局へ送信（Ｓ１６）する。すなわち、本実施例によれば、移動機が基地局にＬｉを通知することにより、自機の位置を基地局に知らせ、基地局がＬｉよりも小さいセル半径に変更することを阻止させることが可能になる。
【００６１】
次に、本発明のセル形状制御方法に基づいて基地局がセル形状変更を行う第２のセル半径変更処理の概要について図７を参照しながら説明する。
【００６２】
（第２実施例）
図７は図４と同様、横軸は、ある基地局がセル半径を決定した時からの時間経過を表し、縦軸は当該基地局からの距離（セル半径）を表す。ここでは、ある基地局において、現在のセル半径をＲ０とし、変更後のセル半径をＲ１にしようとしている。本発明の第２実施例では、セル半径をＲ０からＲ１に変更する際、一回で変更せずにＮ段階にわけて変更する。例えば、同図に示すように、Ｒ０→Ｒｔ、→Ｒｔ、→Ｒｔと３（＝Ｎ）段階のセル半径の減少を実施し、最終セル半径Ｒ１まで減少させる。つまり、この場合、
ｔ＝０〜Ｔ間は、「Ｒｔ」、
ｔ＝Ｔ〜２Ｔ間は、「Ｒｔ」、
ｔ＝２Ｔ〜３Ｔ間は、「Ｒｔ」
を変更するセル半径として移動機に報知する。上記のような場合、移動機がＬＢの距離に位置するとすると、ｔ＝０〜２Ｔ間に受信する報知信号に対してはエリア内となるため、何の処理も必要としない。しかし、ｔ＝２Ｔ〜３Ｔ間に受信する報知信号に対しては、ｔ＝３Ｔ後はエリア該となるため移動機は基地局へ変更停止信号を送信してセル半径変更を中止させ、当該移動機がエリア外となるのを阻止する。
【００６３】
次に、この第２実施例の詳細な処理手順について説明する。
【００６４】
図８及び図９は、基地局の処理手順を示すフローチャートであり、図１０は、移動機の処理手順を示すフローチャートである。
【００６５】
まず、図８及び図９を参照しながら、基地局の処理手順について説明する。
【００６６】
基地局において、セル半径変更を決定した場合、下記の（数式２）のように、変更後の最終セル半径Ｒ１と現在のセル半径Ｒ０の差分を変更回数Ｎで除した値をセル半径減少間隔ＲＬとして求める（Ｓ２１）。
【００６７】
（数式２）
ＲＬ＝（Ｒ０−Ｒ１）/Ｎ
次に、Ｒ０とＲＬの差から基地局が段階的に変更する半径（段階変更セル半径）Ｒｔを（数式３）のように求める（Ｓ２２）。
【００６８】
（数式３）Ｒｔ＝Ｒ０−ＲＬ
これらの処理はセル形状処理部１５で行う。報知信号処理部１６はセル形状処理部１５から得られるＲｔと、現在の送信電力ＰＳの情報とを含む報知信号を生成し、送信部１７を介してセル内の移動機へ定期的に繰り返し送信し、タイマを作動させて移動機からの応答を待つ（Ｓ２３）。該報知信号の送信開始時刻からセル半径変更実施予定時刻までの長さは、図７で示すＴに相当する。基地局は一定時間の応答を待った後、すなわち、タイムアウト後（Ｓ２４でＹＥＳ）、一機以上の移動機から変更停止信号を受信したかどうかを判定（Ｓ２５）し、この判定（Ｓ２５）で、一機以上の移動機から変更停止信号を受信したと判定した（Ｓ２５でＹＥＳ）ときは、当該移動機をエリア内に残すために、セル変更内容の報知を中止し、セル形状処理部１５に設定されているセル半径設定値の値を削除してセル半径変更処理を中止する。すなわち、Ｒ１をＲｔに設定（Ｓ２６）すれば移動機がエリア内になる最も小さいセル半径をまで変更されたことになる。
【００６９】
一方、タイムアウト後（Ｓ２４でＹＥＳ）、いずれの移動機からも変更停止信号が送られていない場合（Ｓ２５でＮＯ）、Ｒｔ＝Ｒ１であれば（Ｓ２７でＹＥＳ）最終段階まで処理が進んだため処理が完了となるが、Ｒｔ≠Ｒ１であれば（Ｓ２７でＮＯ）、Ｒ１をＲｔ−ＲＬに設定を変更し送信部に通知（Ｓ２８）する。
【００７０】
次に、移動機の処理手順について図１０を参照しながら説明する。
【００７１】
移動機において、受信部２２で通信先となる基地局からの報知信号を受信した場合、報知信号検出部２５は、受信電力Ｐｒと、報知信号に含まれている変更後のセル半径Ｒｔと、基地局の現在の送信電力ＰＳを抽出（Ｓ３１）して距離算出部２４に送出する。距離算出部２４では、受信した受信電力ＰｒおよびＰＳから前述の（数式１）を用いて当該移動機と基地局間の距離（移動機−基地局間距離）Ｌｉを算出（Ｓ３２）する。
【００７２】
尚、本例では、当該移動機と基地局間の距離を算出するのに、（数式１）を用いる場合を例にするが、上記式の他にもシステムの伝搬特性に適した信号電力と距離の関係式を用いることができ、本発明は上式に限定されるものではない。
【００７３】
上記のようにして距離算出部２４でＬｉが算出されると、その算出結果がセル半径比較部２６に入力される。セル半径比較部２６では、ＲｔとＬｉが比較（Ｓ３３）される。この比較で、ＲｔがＬｉより大きいと判定された場合（Ｓ３３でＮＯ）は、セル半径変更後も当該移動機がエリア内に位置することになるため処理を終了して最初の処理に戻る。
【００７４】
一方、ＲｔがＬｉより小さいと判定された場合（Ｓ３３でＹＥＳ）は、次の処理に移行し、他基地局への切り換えが可能であるかどうかが判定（Ｓ３４）される。
この判定（Ｓ３４）は次のようにして行われる。
【００７５】
ハンドオーバ処理部２７では接続可能基地局検出部から逐次送られる情報を受信し、その受信した情報からハンドオーバの可能性について判断した結果（この場合、接続可能な基地局の有無に関する情報が判断結果として得られる）を定期的にセル半径比較部２６へ通知する。セル半径比較部２６は、このハンドオーバ処理部から通知された接続可能な基地局の有無に関する情報を利用して他の基地局への通信切り換えが可能であるかどうかを判定する。
【００７６】
セル半径比較部２６は、上記判定（Ｓ３４）で他の基地局へハンドオーバが可能であると判定した場合（Ｓ３４でＮＯ）、移動機がハンドオーバするのに必要となる制御信号を生成するよう制御信号処理部２８に指示する。そして、その制御信号が移動機に送られることで、該移動機は他基地局へのハンドオーバを行って通信を継続する。
【００７７】
一方、上記判定（Ｓ３４）で、他の基地局へのハンドオーバが不可能であると判定した場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、当該移動機は、変更停止信号を基地局へ送信（Ｓ３５）する。これにより、移動機は基地局に対しセル半径変更処理を中止させることができ、通信中の切断を回避することができる。
【００７８】
次に、本発明のセル形状制御方法に基づいて基地局がセル形状変更を行う第３のセル半径変更処理の概要について図１１を参照しながら説明する。
【００７９】
（第３実施例）
図１１は図７と同様、横軸は、ある基地局がセル半径を決定した時からの時間経過を表し、縦軸は当該基地局からの距離（セル半径）を表す。ここでは、ある基地局において、現在のセル半径をＲ０とし、変更後のセル半径をＲ１にしようとしている。本発明の第３実施例では、セル半径をＲ０からＲ１に変更する際、Ｎ段階にわけて変更する。例えば、同図に示すように、Ｒ０→Ｒｔ、→Ｒｔ、→Ｒｔと３（＝Ｎ）段階のセル半径の減少を実施し、最終セル半径Ｒ１まで減少させる。この場合は、変更内容を報知する際は、前述の第２の実施例と同様、
ｔ＝０〜Ｔ間は、「Ｒｔ」
ｔ＝Ｔ〜２Ｔ間は、「Ｒｔ」
ｔ＝２Ｔ〜３Ｔ間は、「Ｒｔ」
を変更するセル半径として報知する。さらに、第３の実施例では、変更するセル半径に加えて、各段階で最終変更セル半径Ｒ１の情報を報知信号に追加する。
【００８０】
本例では、移動機がＬＢの距離に位置すると、ｔ＝０〜２Ｔ間に受信する報知信号に対してはエリア内となるため、何の処理も必要としない。しかし、第３の実施例では、ｔ＝０の段階から最終セル半径がＲ１になるとの予測が移動機側で認識可能である。従って、他の通信可能な基地局を検出する際、ハンドオーバ先の基地局がセル半径を処理変更する処理を行っていても、ハンドオーバ先の候補基地局との距離が最終セル半径より小さくなる基地局を選択することが可能となる。これにより、ハンドオーバの回数を減少することができる。また、ハンドオーバ先候補の基地局の距離が最終セル半径より小さくなる候補の基地局がない場合でも、最終セル半径は、Ｒ１および段階変更セル半径Ｒｔに基づいて接続が最も長く維持できる基地局をハンドオーバ先として選択することも可能である。その結果、ハンドオーバ回数を少なくすることができ、かつ変更停止信号などの制御信号の送受信を少なくできるため、無線区間のリソースを有効利用することができる。
【００８１】
次に、この第３実施例の詳細な処理手順について説明する。
【００８２】
図１２及び図１３は、基地局の処理手順を示すフローチャートであり、図１４及び図１５は、移動機の処理手順を示すフローチャートである。
【００８３】
まず、図１２、１３を参照しながら、基地局の処理手順について説明する。
【００８４】
基地局において、セル半径変更を決定した場合、変更後の最終セル半径Ｒ１と現在のセル半径Ｒ０の差分を変更回数Ｎで除した値（前述の数式２参照）をセル半径減少間隔ＲＬとして求める（Ｓ４１）。次に、Ｒ０とＲＬの差から基地局が段階的に変更する半径（段階変更セル半径）Ｒｔを前述の数式３を用いて求める（Ｓ４２）。これらの処理はセル形状処理部１５で行う。報知信号処理部１６は、Ｒ１、Ｒｔ、Ｐｓ、ＲＬ、Ｔの情報を生成し、送信部１７を介してセル内の移動機へ定期的に繰り返し送信し、タイマを作動させて移動機からの応答を待つ（Ｓ４３）。該報知信号を送信開始時刻からセル半径変更実施予定時刻までの長さは、図１１で示すＴに相当する。一定時間の応答を待った後、すなわち、タイムアウト後（Ｓ４４でＹＥＳ）、一機以上の移動機から変更停止信号を受信したかどうかを判定（Ｓ４５）し、この判定（Ｓ４５）で、一機以上の移動機から変更停止信号を受信したと判定した（Ｓ４５でＹＥＳ）ときは、当該移動機をエリア内に残すために、セル変更内容の報知を中止し、セル形状処理部１５に設定されているセル半径設定値の値を削除してセル半径変更処理を中止する。すなわち、Ｒ１をＲｔに設定（Ｓ４６）すれば移動機がエリア内になる最も小さいセル半径をまで変更されたことになる。
【００８５】
一方、タイムアウト後（Ｓ４４でＹＥＳ）、いずれの移動機からも変更停止信号が送られていない場合（Ｓ４５でＮＯ）、Ｒｔ＝Ｒ１であれば（Ｓ４７でＹＥＳ）最終段階まで処理が進んだため処理が完了となるが、Ｒｔ≠Ｒ１であれば（Ｓ４７でＮＯ）、Ｒ１をＲｔ−ＲＬに設定を変更し送信部に通知（Ｓ２８）して最初の処理に戻る。
【００８６】
次に、移動機の処理手順について図１４、１５を参照しながら説明する。
【００８７】
第３実施例における移動機の処理手順は、同図に示すように第２実施例における処理手順と同等である。本例における移動機は、前述のとおり、ハンドオーバ先の基地局選択において、より長時間接続を継続できる基地局をハンドオーバ先として決定できることに特徴がある。すなわち、移動機はハンドオーバ先候補の基地局の送信する報知信号を受信し、Ｒｔ、Ｒ１、ＲＬ、ＴからＲ１のセル半径になるまでの残り時間が算出できるので、エリア外になるまでの残時間を用いてハンドオーバを試みることが可能でなる。
【００８８】
また、ＰＳと候補基地局からの報知信号の受信レベルから候補基地局との距離が算出でき、その結果、Ｒ１を比較することにより、最終セル半径の変更後にエリア内になるか否かも移動機側で判断できる。従って、移動機は、これらの情報に基づいてハンドオーバ回数が少なくできる候補の基地局をハンドオーバ先として選択すればよい。
【００８９】
尚、これまで説明してきた実施形態は、基地局が自律的にセル形状を制御する形態であったが、本発明のセル形状制御方法が適用される実施形態はこれに限らず基地局を統括する統括局（例：無線回線制御局）でセル形状を制御するような形態であってもよい。その場合、統括局は配下にある基地局からセル形状制御のための情報を取得してセル制御を行う。
【００９０】
上記例において、基地局のセル形状処理部１５のセル形状制御機能がセル形状変更中止手段、セル形状変更手段、セル半径段階的変更手段に対応し、報知信号処理部１６の報知機能が第１のセル情報報知手段、第２のセル情報報知手段に対応する。
【００９１】
また、移動機のセル半径比較部２６の判断機能がセル外事前検出手段に、送信部２９の信号送信機能が検出結果通知手段、距離情報通知手段に対応し、距離算出部２４の距離演算機能が距離算出手段に、ハンドオーバ処理部２７のハンドオーバ処理機能が第１のハンドオーバ手段、第２のハンドオーバ手段に対応する。
【００９２】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１乃至１６記載の本願発明によれば、基地局は移動機からの通知により、その移動機の位置までセル半径を変更することができるので、移動機のエリア外になることによる通信切断を防止できるセル形状制御方法及び移動通信システムを提供することができる。
【００９３】
また、請求項１７乃至２１記載の本願発明によれば、上記のようなセル形状制御方法に従ってセル形状を変更することのできる基地局を実現することができる。
【００９４】
さらに、請求項２２乃至２５記載の本願発明によれば、上記のようなセル形状制御方法に従って通信を途断なく維持することのできる移動機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るセル形状制御方法が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の基地局構成を示す図である。
【図３】本発明の移動機構成を示す図である。
【図４】第１のセル半径変更処理の概要を示す図（第１実施例）である。
【図５】第１実施例における基地局の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第１実施例における移動機の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第２のセル半径変更処理の概要を示す図（第２実施例）である。
【図８】第２実施例における基地局の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施例における基地局の処理手順（図８の続き）を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施例における移動機の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３のセル半径変更処理の概要を示す図（第３実施例）である。
【図１２】第３実施例における基地局の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】第３実施例における基地局の処理手順（図１２の続き）を示すフローチャートである。
【図１４】第３実施例における移動機の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】第３実施例における移動機の処理手順（図１４の続き）を示すフローチャートである。
【図１６】従来の技術を説明する図である。
【符号の説明】
１００  移動機Ａ
１１０  移動機Ｂ
１２０  移動機Ｃ
２００  基地局Ａ
２１０  基地局Ｂ
１１  受信アンテナ
１２  受信部
１３  制御信号検出部
１４  制御情報処理部
１５  セル形状処理部
１６  報知信号処理部
１７  送信部
１８  送信アンテナ
２１  受信アンテナ
２２  受信部
２３  接続可能基地局検出部
２４  距離算出部
２５  報知信号検出部
２６  セル半径比較部
２７  ハンドオーバ処理部
２８  制御信号処理部
２９  送信部
３０  送信アンテナ
Ａ１  基地局Ａが形成するサービスエリア
Ａ２  基地局Ａがセル形状変更後に形成するサービスエリア
Ｂ１  基地局Ｂが形成するサービスエリア
【図１】
0003987699.tif 000002
【図２】
0003987699.tif 000003
【図３】
0003987699.tif 000004
【図４】
0003987699.tif 000005
【図５】
0003987699.tif 000006
【図６】
0003987699.tif 000007
【図７】
0003987699.tif 000008
【図８】
0003987699.tif 000009
【図９】
0003987699.tif 000010
【図１０】
0003987699.tif 000011
【図１１】
0003987699.tif 000012
【図１２】
0003987699.tif 000013
【図１３】
0003987699.tif 000014
【図１４】
0003987699.tif 000015
【図１５】
0003987699.tif 000016
【図１６】
0003987699.tif 000017