JP2001045534A - クラスタ構造形移動通信システム、基地局、クラスタ統括局、回線制御局及び移動局 - Google Patents

クラスタ構造形移動通信システム、基地局、クラスタ統括局、回線制御局及び移動局

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JP2001045534A
JP2001045534A JP11214180A JP21418099A JP2001045534A JP 2001045534 A JP2001045534 A JP 2001045534A JP 11214180 A JP11214180 A JP 11214180A JP 21418099 A JP21418099 A JP 21418099A JP 2001045534 A JP2001045534 A JP 2001045534A
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JP
Japan
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station
cluster
control station
mobile
communication system
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JP11214180A
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Yasushi Yamao
泰 山尾
Hiroto Suda
博人 須田
Seishi Umeda
成視 梅田
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NTT Docomo Inc
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NTT Docomo Inc
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20Interfaces between hierarchically similar devices between access points
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/12Interfaces between hierarchically different network devices between access points and access point controllers

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信の品質を向上し、回線制御局及び基地局
―回線制御局間の回線に対する負担を軽減し、基地局の
自律分散処理によって、効率の良い移動通信ネットワー
クを実現することを目的とする。 【解決手段】 移動局20は、基地局31、クラスタ統
括局21、回線制御局40、移動通信交換局13を介し
て、他の交換局又はインターネットと接続されている。
クラスタ統括局21、22は、回線制御局40からの信
号を各基地局31、32に分配し、各基地局からの、同
一移動局からの上り信号を合成して、回線制御局40に
伝送する。各基地局は、クラスタ統括局21、22又は
他の基地局からの下り信号は、自己宛のもの又は必要な
ものを受信する。また必要により他の基地局に中継伝送
する。移動局20は、近くの複数の基地局(図の例では
31 1 、312 、313 )に対して、同時に、無線信号
の送受信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回線制御局及びク
ラスタ化された複数の基地局を有する移動通信システ
ム、該移動通信システムにおける基地局、クラスタ統括
局、回線制御局及び移動局に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、従来の移動通信システムの例を
示す。図6の移動通信システムは、移動局(MS)1
0、基地局(BS)111 〜117 、回線制御局(RN
C)12及び移動通信交換局(MSC)13から構成さ
れている。移動通信交換局13は移動通信網用の交換局
であり、移動通信交換局相互、あるいは固定網(PST
N:Public Switched Telepho
ne Network)の交換局と回線接続されてい
る。また、第3世代の移動通信交換局では、回線交換機
能のみならず、パケット交換機能もサポートされ、イン
ターネットへの接続も行われる。
【0003】回線制御局12は、移動通信交換局13に
接続されると共に、その配下に複数の基地局111 〜1
7 が接続される。回線制御局12は、通信の要求が発
生した場合、基地局111 〜117 で使用する無線チャ
ネルの割り当てや通話の開始、終了等の制御を行う。ま
た、移動局10が基地局111 〜117 間を移行した場
合にハンドオーバ制御を行う。
【0004】基地局111 〜117 は、回線制御局12
に接続され、回線制御局12の制御により複数の移動局
10と無線通信を行う。基地局―移動局間の無線信号プ
ロトコル(エアインタフェース)には、FDMA(周波
数分割多元接続)、TDMA(時間分割多元接続)、C
DMA(符号分割多元接続)などの種類がある。この構
成において、ある移動局10との通信を行う場合、基本
的にはその移動局10が存在する近くの基地局(図の例
では基地局112 )と1対1で無線信号の送受信を行
う。したがって移動局10からの信号は基地局112
び回線制御局12を介して移動通信交換局13に送られ
る。図示したように移動局10が基地局112 から基地
局113 に向かって移動した場合、通信を継続させるた
めに基地局112 から基地局113 へのハンドオーバが
行われる。すなわち、回線制御局12は移動局10との
通信に用いる基地局を基地局112 から基地局11 3
と変更するよう基地局を制御するとともに、基地局への
回線を基地局112から基地局113 へと切り替える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一つの基地局がカバー
するエリアが狭いマイクロセル移動通信システムでは、
移動局10が高速で移動通信すると、基地局間のハンド
オーバが頻繁に起こり、回線制御局12の制御負荷が著
しく増大するため、ハンドオーバが困難になるという問
題があった。
【0006】また、基地局間の境界付近においては、電
界強度が低下して受信信号に誤りが発生し、ハンドオー
バがスムーズに行なわれなかったり、ハンドオーバに失
敗したりすることがあり、ハンドオーバが頻繁に起こる
マイクロセル移動通信システムでは特に問題であった。
後者の問題を解決するためCDMA移動通信システムに
おいては、ダイバーシチハンドオーバという技術が用い
られる。これは、ハンドオーバ中は移動局10が現在の
基地局112 と移行先の基地局113 の2つの基地局と
同時に無線信号の送受信を行うことにより、どちらか一
方の信号レベルが低下し、信号誤りが発生しても、他方
の信号を通信に用いることにより、スムーズなハンドオ
ーバを行うことを可能とするものである。この場合、回
線制御局12は通常のハンドオーバの制御負荷に加え
て、ダイバーシチ処理の負荷が課せられ、負荷がさらに
増大する。
【0007】さらに、効果的なダイバーシチ効果を得る
ためには、受信された信号の軟判定情報や、受信信号の
電界強度情報を回線制御局12に転送する必要があり、
基地局―回線制御局間でやりとりされる情報量が著しく
増加するので、大容量の回線が必要になるという問題が
あった。ダイバーシチハンドオーバは2基地局に限ら
ず、場合によっては、3基地局或いはそれ以上の数の基
地局との間で実施した方が効果が大きい。また、ハンド
オーバ時のみならず、ビル内など電界強度が低下した場
合に実施しても品質向上に有効である。しかし、これら
の場合、回線制御局と基地局―回線制御局間の回線容量
への負荷はさらに増大するので、従来システムでは実現
が困難であり、移動通信の品質を向上する上で限界があ
った。
【0008】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、通信の品質を向上し、回線制御局及び基地局―回
線制御局間の回線に対する負担を軽減し、基地局の自律
分散処理によって、効率の良い移動通信システムを実現
することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、回線制御局及び複数の基地局を有する移動通信シ
ステムにおいて、前記複数の基地局は、クラスタ化さ
れ、各クラスタには、2以上の前記基地局を配置し、各
クラスタ毎に、前記基地局を統括するクラスタ統括局を
設け、該クラスタ統括局は前記回線制御局と回線接続さ
れ、前記基地局は、所属するクラスタ内の他の基地局及
び/又は前記クラスタ統括局と回線接続され、直接的又
は間接的に当該クラスタ統括局に接続されることを特徴
とする。
【0010】請求項1記載の発明によれば、基地局はク
ラスタ化され、各クラスタ毎に基地局を統括するクラス
タ統括局を設け、クラスタ統括局は回線制御局と回線接
続され、基地局は、クラスタ内の回線接続で、直接的又
は間接的に当該クラスタ統括局に接続されることによ
り、通信の品質を向上し、回線制御局及び基地局―回線
制御局間の回線に対する負担を軽減し、基地局の自律分
散処理によって、効率の良い移動通信システムを実現す
ることが可能となる。
【0011】請求項2に記載された発明は、請求項1記
載の移動通信システムにおいて、前記クラスタ内の回線
接続は高速有線回線又は高速無線回線による接続である
ことを特徴とする。請求項2に記載された発明は、クラ
スタ内の回線を規定したものである。クラスタ内の回線
として、具体的には、ループ、バス等の形式の高速LA
Nが適用できる。
【0012】請求項3に記載された発明は、請求項1記
載の移動通信システムにおいて、前記クラスタ内の回線
接続により、クラスタ内にループ状ネットワークを構成
することを特徴とする。請求項3に記載された発明は、
クラスタ内の回線をループ状ネットワークと規定したも
のである。
【0013】請求項4に記載された発明は、請求項1記
載の移動通信システムにおいて、前記クラスタ内の回線
上で用いる通信プロトコルとしてIPを用いることを特
徴とする。請求項4記載の発明によれば、クラスタ内の
回線上で用いる通信プロトコルとしてIPを用いること
により、クラスタ内に効率良くローカルネットワークを
構成することができる。
【0014】請求項5に記載された発明は、請求項1記
載の移動通信システムにおいて、複数の基地局が、移動
局に対して同時に信号を送信することを特徴とする。請
求項5記載の発明によれば、複数の基地局が、移動局に
対して同時に信号を送信することにより、移動局へのサ
イトダイバーシチ送信が可能となる。請求項6に記載さ
れた発明は、請求項1記載の移動通信システムにおい
て、移動局が、複数の基地局に対して同時に信号を送信
することを特徴とする。
【0015】請求項6記載の発明によれば、移動局が、
複数の基地局に対して同時に信号を送信することによ
り、基地局でのサイトダイバーシチ受信が可能となる。
請求項7に記載された発明は、請求項1記載の移動通信
システムにおいて、前記クラスタ間を相互に回線接続す
ることを特徴とする。請求項7記載の発明によれば、ク
ラスタ間を相互に回線接続することにより、移動局−移
動局間の送受信情報は回線制御局を迂回させることが可
能となり、回線制御局の負担を軽減することができる。
【0016】請求項8に記載された発明は、回線制御
局、クラスタ化された複数の基地局及び該基地局を統括
するクラスタ統括局を有する移動通信システムにおける
クラスタ統括局において、前記クラスタ統括局は、各ク
ラスタ毎に設けられ、また、前記回線制御局と回線接続
され、更に、同一移動局からの信号であって、統括する
クラスタ内の基地局からの信号を合成して、前記回線制
御局に伝送することを特徴とする。
【0017】請求項9に記載された発明は、回線制御
局、クラスタ化された複数の基地局及び該基地局を統括
するクラスタ統括局を有する移動通信システムにおける
クラスタ統括局において、前記クラスタ統括局は、各ク
ラスタ毎に設けられ、また、前記回線制御局と回線接続
され、更に、前記回線制御局からの信号を、直接又は統
括するクラスタ内の他の基地局を介して、所属するクラ
スタ内の複数の基地局に伝送することを特徴とする。
【0018】請求項10に記載された発明は、請求項1
記載の移動通信システムに用いられる請求項8又は9記
載のクラスタ統括局である。請求項8〜10に記載され
た発明によれば、請求項1に記載された移動通信システ
ムに適したクラスタ統括局を提供することができる。特
に、請求項8又は9に記載された発明によれば、ソフト
ハンドオーバ及びサイトダイバーシチが可能となる。
【0019】請求項11に記載された発明は、回線制御
局及びクラスタ化された複数の基地局を有する移動通信
システムにおける基地局において、移動局からの信号を
直接又は所属するクラスタ内の他の基地局を介して、所
属するクラスタ内の基地局を統括するクラスタ統括局に
伝送することを特徴とする。請求項12に記載された発
明は、回線制御局及びクラスタ化された複数の基地局を
有する移動通信システムにおける基地局において、クラ
スタ内の基地局を統括するクラスタ統括局から伝送され
た信号を受信して、必要な信号だけを移動局に送信する
ことを特徴とする。
【0020】請求項13に記載された発明は、請求項1
記載の移動通信システムに用いられる請求項11又は1
2記載の基地局である。請求項11〜13記載の発明に
よれば、請求項1に記載された移動通信システムに適し
た基地局を提供することができる。特に、請求項12記
載の発明によれば、基地局の自律分散処理が可能とな
る。
【0021】請求項14に記載された発明は、回線制御
局及びクラスタ化された複数の基地局を有する移動通信
システムにおける回線制御局において、移動局があるク
ラスタの圏内から別のクラスタの圏内に移行した場合
に、クラスタ間のハンドオーバ制御を行うことを特徴と
する。請求項15に記載された発明は、請求項1記載の
移動通信システムに用いられる請求項14記載の回線制
御局である。
【0022】請求項14又は15記載の発明によれば、
請求項1に記載された移動通信システムに適した回線制
御局を提供することができる。請求項16に記載された
発明は、相互に接続され、クラスタ化された複数の基地
局と通信を行う移動局において、同一クラスタ内の一又
は複数の前記基地局からの信号を同時に受信し、同一ク
ラスタ内の一又は複数の前記基地局へ信号を同時に送信
することを特徴とする。
【0023】請求項17に記載された発明は、請求項1
記載の移動通信システムに用いられる請求項16記載の
移動局である。請求項16又は17記載の発明によれ
ば、請求項1に記載された移動通信システムに適した移
動局を提供することができる。また、これにより、ソフ
トハンドオーバ、サイトダイバーシチが可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。 (1)移動通信システムの構成 本発明の移動通信システムの構成例を図1に示す。図1
の移動通信システムは、移動通信交換局(MSC)1
3、回線制御局40、クラスタ統括局21、22、複数
の基地局31、32及びクラスタ統括局−基地局間を接
続するローカルネットワーク41、42等から構成され
ている。
【0025】移動通信交換局13は、従来のものと同じ
機能を有し、同じ動作を行う。移動通信交換局13は移
動通信網用の交換局であり、移動通信交換局相互、ある
いは固定網の交換局と回線接続されている。また、回線
交換機能のみならず、パケット交換機能/ルーター機能
を有することも可能で、インターネットへの接続も行わ
れる。
【0026】基地局31、32は、通常は地域毎にクラ
スタ化される。各クラスタは複数の基地局31、32
と、基地局を統括する一つのクラスタ統括局21、22
を有し、これらは相互に回線で接続されており、クラス
タ内でローカルネットワーク41、42を構成してい
る。クラスタ統括局21、22は、回線制御局40と回
線で接続されている。
【0027】回線制御局40は、従来のものと比べて、
直接接続される局数が少なくなり、図示例では、2局と
なる。従って、回線制御局及び基地局―回線制御局間の
回線に対する負担が軽減され、回線制御局の負担は大幅
に軽減される。回線制御局40は、各クラスタのクラス
タ統括局21、22に対して制御を行う。(クラスタ全
体が、一つの論理上の基地局と認識される)回線制御局
40は、通信の要求が発生した場合、各基地局で使用す
る無線チャネルの割り当てや通話の開始、終了等の制御
を行う。また、移動局(MS)20がクラスタ間を移行
した場合にハンドオーバ制御を行う。
【0028】クラスタ内のローカルネットワークを構成
する回線は高速通信を行い、固定の高速有線回線(含む
光回線)又は高速無線回線で構成されている。ローカル
ネットワークの構成方法には、図1に示したループ型の
他、図2に示すバス型等も考えられる。図2の構成方法
によるネットワークシステムは、基本的に、図1のもの
と変わらないので、その説明は省略する。
【0029】ローカルネットワークの通信プロトコルと
しては、専用プロトコルのほか、一般的なIP(インタ
ーネットプロトコル)を用いることが可能である。この
場合、例えば、各基地局31、32、クラスタ統括局2
1、22にIPアドレスを割り当て、情報をIPパケッ
トにして伝送する。各基地局及びクラスタ統括局21、
22には高速ルーター又はレイヤー3スイッチを配置す
ることにより、必要な情報転送速度を得ることができ
る。クラスタ統括局21、22から複数の基地局に同一
情報を伝送する場合、IPマルチキャスト機能を用いる
と、効率的である。また前述のループ型ネットワークの
場合、どこか1ヶ所の回線が断となった場合にも、IP
であれば逆向きのルートを用いて情報の伝送が可能であ
り、信頼度の高いローカルネットワークを構築すること
ができる。
【0030】クラスタ統括局21、22と回線制御局4
0との間の回線は、クラスタ内のローカルエリアネット
ワークを構成する回線より遅い回線でもよい。さらに、
クラスタ−クラスタ間を相互に接続する回線(例えば、
クラスタ統括局21とクラスタ統括局22の間の回線)
を設ければ、移動局−移動局間の通信時の送受信情報を
回線制御局40を経由せずに、クラスタ統括局−クラス
タ統括局間で直接転送することも可能である。
【0031】これらにより、回線制御局及び基地局―回
線制御局間の回線に対する負担を軽減し、回線制御局4
0の負担を軽減することができる。 (2)移動通信システムの動作 次に、図1の移動通信システムの動作を説明する。回線
制御局40と移動通信交換局13とは、回線接続され、
クラスタを跨るハンドオーバは、回線制御局40を経由
する。
【0032】クラスタ統括局21、22は、回線制御局
40からの信号を各基地局31、32に分配する。ま
た、各基地局からの、同一移動局からの上り信号を合成
して、回線制御局40に伝送する。各基地局は、クラス
タ統括局21、22又は他の基地局からの下り信号は、
自己宛のもの又は必要な信号のみを受信する。また、ク
ラスタ統括局の指示、信号の内容等に応じて、他の基地
局に中継伝送する。
【0033】この構成において、ある移動局20との通
信を行う場合、基本的にはその移動局20が存在する近
くの複数の基地局(図の例では311 、312 、3
3 )が同時に移動局20と無線信号の送受信を行う。
また、移動局20が図示したように、基地局314 方向
に移動した場合、通信の相手は基地局312 、313
314 となる。
【0034】このように、移動局20がクラスタ内を移
動する場合には、クラスタ内の通信相手の基地局が変更
になるだけであり、回線制御局40から見ると移動局2
0はクラスタ統括局21配下にいることは変わりない。
以下ではさらに信号の流れを詳しく説明する。 (2−1)上り信号 移動局20から送信された信号は近くの複数の基地局3
1 、312 、313で受信され、基地局31及びクラ
スタ統括局21を接続する回線41を介してクラスタ統
括局21に伝送される。クラスタ統括局21では、各基
地局311 、312 、313 で受信した上り信号をダイ
バーシチ合成する。
【0035】ダイバーシチ合成の方法としては、様々な
方法が適用できる。例えば、 基地局で受信・検波した軟判定信号を受信信号強度
(RSSI)或いは信号対雑音・干渉総合電力比(S/N+I )
と共にクラスタ統括局に伝送し、クラスタ統括局21で
最大比合成する方法。この方法はもっとも大きなダイバ
ーシチ効果が得られるが、基地局−クラスタ統括局間を
伝送される信号の情報量は多い。
【0036】基地局で復調したビット情報をクラスタ
統括局21に伝送し、クラスタ統括局21でパリティ情
報を用いて誤り訂正語単位で合成する方法。この方法は
多くの場合、ダイバーシチ効果はほどではないが、基
地局−クラスタ統括局間を伝送される信号の情報量は
に比べて少なくできる。などがある。
【0037】合成されて誤り訂正処理を施された受信情
報は、回線制御局40を介して、あるいは直接、移動通
信交換局13へ伝送される。移動通信交換局13から先
は通信の相手先まで、固定網或いはインタネット等によ
って情報が伝達される。 (2−2)下り信号 移動通信交換局13から移動局20が在圏するクラスタ
を配下に持つ回線制御局40を介して、あるいは直接、
在圏クラスタのクラスタ統括局21に下り情報が伝送さ
れる。クラスタ統括局21ではクラスタ内の回線41を
用いて、下り情報を各基地局311 〜315 に伝送す
る。基地局では下り信号を移動局20に送信するが、こ
の送信方法としては、以下の2つの方法にまず大別され
る。 クラスタ内の全ての基地局311 〜315 から下り信
号を送信し、移動局20において合成する方法。
【0038】この方法は、近くに移動局20が存在しな
い基地局314 〜315 からも無駄な送信を行い、他の
移動局に干渉を与える欠点があるが、制御が簡単であ
る。クラスタ内の全ての移動局に共通の情報を送信する
場合には、本方法が適している。 移動局20が下り信号を受信可能な基地局311 〜3
3 から、下り信号を送信し、移動局20において合成
する方法。
【0039】移動局20はクラスタ内の各基地局からの
電波の受信信号強度(RSSI)或いは信号対雑音・干渉総
合電力比(S/N+I )を測定する。この測定結果から、通
信可能な1以上の基地局を特定し、これを上り制御信号
に挿入して送信することにより基地局を介してクラスタ
統括局21に、通信可能な基地局を通知する(基地局登
録)。クラスタ統括局21ではこの情報をもとに、下り
信号を送信すべき基地局を決定し、それらの基地局を指
定して下り信号を伝送する。指定された基地局は、クラ
スタ統括局21からの下り信号を受取りこれを、移動局
20に送信する。この方法は、制御はやや複雑になる
が、無駄な送信が減るので、他の移動局に与える干渉が
減り、移動局20への個別通信に適している。
【0040】以上の制御を実現する方法の一例として、
クラスタ内ローカルネットワークのプロトコルとしてI
Pを用いた場合には、例えば、クラスタ統括局21、2
2にDHCP(Dynamic Host Confi
guration Protocol)サーバーを設置
し、移動局20からの基地局登録情報に基づいて該移動
局20に登録基地局数分のIPアドレスをDHCPによ
り割り当て、各基地局31、32がホストとして移動局
20を収容する論理構成が考えられる。
【0041】次に、下り信号の無線上での多重化及び分
離の方法(アクセス方式)は様々な方法が適用できる。
例として、アクセス方式にCDMA方式を用いる場合に
は、例えば基地局毎に異なる拡散符号を用いて同一周波
数で送信し、移動局20では基地局数分の拡散符号によ
り逆拡散して各基地局からの信号を分離したのちそれぞ
れ受信・検波した軟判定信号を用いて、最大比合成ダイ
バーシチを行うことができる。
【0042】また、無線伝送速度が高速な場合には、共
通の拡散符号を用いて各基地局から同一周波数で送信
し、移動局20側では、基地局−移動局間の伝搬遅延時
間差を利用してRAKE受信をすることによりダイバー
シチ効果を得ることも可能である。また、TDMA方式
の場合には、基地局毎に異なるスロットを用いて同一周
波数で送信し、移動局20では各基地局からの信号をス
ロット分離したのちそれぞれ受信・検波した軟判定信号
を用いて、最大比合成ダイバーシチを行うことができ
る。 (2−3)クラスタ間ハンドオーバ 上述の通り、移動局20がクラスタ内を移動する場合に
は、クラスタ内の処理で、ハンドオーバが行われる。し
かし、クラスタを跨るハンドオーバは、クラスタ内で処
理できず、回線制御局40を経由して行われる。
【0043】図1において、移動局20がさらに移動し
てクラスタ1のエリアからクラスタ2のエリアへ移った
場合、移動局20は移行先の基地局(326 、327
・・・・)からの電波の受信信号強度(RSSI)或いは信
号対雑音・干渉総合電力比(S/N+I )を測定し、これか
ら通信可能な1以上の基地局を特定する。移動局20
は、この特定した基地局情報を、上り制御信号を用いて
送信する。これにより、基地局を介して移行先クラスタ
のクラスタ統括局22に通知する(基地局登録)。クラ
スタ統括局22ではこの情報をもとに、回線制御局40
に当該移動局20の登録を行ったことを通知する。
【0044】またクラスタ統括局22では移行先クラス
タで下り信号を送信すべき基地局32を決定し、それら
の基地局32を指定して下り信号を伝送する。回線制御
局40は、これ以降、移行先のクラスタ統括局22との
間で当該移動局20に関する信号のやり取りを行う。な
おCDMA移動通信システムにおいては、従来技術にお
ける場合と同様に、クラスタ1の基地局とクラスタ2の
基地局の間でダイバーシチハンドオーバを行うことも可
能であることは言うまでもない。
【0045】以上述べたように、本発明の移動通信シス
テムによれば、常時、移動局は複数の基地局からの信号
を受信することができ、移動局へのサイトダイバーシチ
送信効果が期待できる。また、複数の基地局が同時に、
一つの移動局からの信号を受信することができ、基地局
でのサイトダイバーシチ受信効果を期待することができ
る。従って、これにより、品質の高い信号の送受信が可
能となる。また、品質を一定とするなら、広範囲の通信
が可能となる。
【0046】移動局の移動がクラスタ内の移動であれ
ば、回線制御局に関係なくクラスタ内で、上記サイトダ
イバーシチ処理が可能で、回線制御局の負担を軽減する
ことができる。また、基地局―回線制御局間でやりとり
される情報量が少なくて済み、基地局と回線制御局間の
回線が従来のものに比して小容量の回線で済む。また、
クラスタ内の移動におけるソフトハンドオーバがクラス
タ内で可能であり、従来に比べて回線制御局の負荷及び
基地局―回線制御局間の回線に対する負担を軽減しつつ
品質の良い移動通信システムを実現することができる。 (3)クラスタ統括局の構成と動作 クラスタ統括局の構成と動作を説明する。
【0047】クラスタ統括局は、回線制御局40からの
信号を各基地局に分配し、各基地局からの、同一移動局
からの上り信号を合成して、回線制御局40に伝送す
る。クラスタ統括局のブロック構成の例を図3に示す。
図3のクラスタ統括局は、回線終端部50、統括制御部
51、回線I/F部54から構成されている。また、統
括制御部51は、送信処理部52及び受信処理部53か
ら構成されている。
【0048】図において回線制御局40からの信号は、
回線終端部50を介して、統括制御部51に印加され
る。統括制御部51は、その信号が基地局から移動局に
向けて送信すべき信号の場合には、送信処理部52で送
信する基地局及び基地局からの送信方法/多重化方法を
指定し、回線I/F部54を介して、各基地局へ信号を
転送する。
【0049】また、各基地局からの上り信号は、回線I
/F部54で受信され、受信処理部53でダイバーシチ
合成、誤り訂正処理を行う。この結果、誤りなく受信さ
れた上り信号の情報は、回線制御局40を介して、ある
いは直接、移動通信交換局13へ伝送される。ダイバー
シチ合成、誤り訂正処理後も誤りが除去できない場合に
は、その上り信号は符号語、フレーム或いはパケットな
どの単位で破棄するか、或いはARQ(Automat
ic Request)処理を行う。
【0050】クラスタ内ローカルネットワークのプロト
コルとしてIPを用いた場合には、回線I/F部54
は、IPルーター又はレイヤ3スイッチを使用する。ま
た、例えば、統括制御部51にDHCPサーバーを設置
し、移動局20からの基地局登録情報に基づいて該移動
局20に登録基地局数分のIPアドレスをDHCPによ
り割り当て、各基地局がホストとして移動局20を収容
してもよい。
【0051】本発明のクラスタ統括局は、クラスタ内の
基地局を統括し、クラスタ内で処理可能なものは、クラ
スタ内で処理し、回線制御局又は移動通信交換局に負担
をかけない。また、クラスタ統括局は、基地局の自律分
散処理を可能とする信号の授受を基地局と行う。 (4)基地局の構成と動作 各基地局は、他の基地局又はクラスタ統括局からの信号
を、他の基地局に中継伝送する。そのとき、自己宛のも
の又は必要なものを受信し、通信可能な移動局と原則全
て通信をおこなう。また、アクセス方式は、各種方式
(CDMA、TDMA、FDMA)が可能である。
【0052】基地局のブロック構成の例を図4に示す。
図4の基地局は、アンテナ59、送受共用部60、送信
部61、受信部62、BS制御部63、回線I/F部6
4から構成されている。図においてクラスタ統括局から
の下り信号は、回線I/F部64で受信され、BS制御
部63ではその信号が自局から送信すべき信号か否か、
またその送信方法/多重化方法について認識し、その基
地局から送信すべき信号の場合には、定められたエアイ
ンタフェースで符号化し、送信部61、送受共用部6
0、アンテナ59を介して送信する。
【0053】また、移動局からの上り信号は、アンテナ
59、送受共用部60を介して受信部62で受信・検波
し、クラスタ統括局でダイバーシチ合成を行うのに必要
な情報(受信信号強度(RSSI)或いは信号対雑音・干渉
総合電力比(S/N+I )など)を含めて、回線I/F部6
4からクラスタ統括局へ向けて転送される。クラスタ内
ローカルネットワークのプロトコルとしてIPを用いた
場合には、回線I/F部及64びBS局制御部63の一
部をIPルーター又はレイヤ3スイッチで構成する。
【0054】上記構成により、本発明の基地局は自律分
散処理を行う。 (5)回線制御局の動作 回線制御局40は、通信の要求が発生した場合、各基地
局で使用する無線チャネルの割り当てや通話の開始、終
了等の制御を行う。また、移動局がクラスタ間を移行し
た場合にハンドオーバ制御を行う。 (5)移動局の構成と動作 移動局の構成と動作を説明する。
【0055】移動局は、原則、通信可能な全ての基地局
と信号の授受を行う。また、複数の前記基地局からの信
号を同時に受信し、複数の基地局へ信号を同時に送信す
る。このとき、複数の基地局との信号の送受信に用いる
チャネルは、同じでも、異なってもよい。また、複数の
基地局からの信号を合成して受信しても良いし、最良の
基地局の信号を選択して受信してもよい。また複数の基
地局へ送信する信号は単一であってもよいし、基地局毎
に異なる信号を複数送信してもよい。
【0056】移動局のブロック構成の例を図5に示す。
図5の移動局は、アンテナ69、送受共用部70、送信
部71、受信部72、MS制御部73、外部I/F部7
4、音声CODEC75から構成されている。図におい
て、基地局からの下り信号は、アンテナ69、送受共用
器70を介して受信部72で受信され、複数の基地局か
らの下り信号を分離受信した後、ダイバーシチ合成す
る。
【0057】例として、アクセス方式にCDMA方式を
用いる場合には、例えば基地局毎に異なる拡散符号を用
いて同一周波数で送信し、移動局では基地局数分の拡散
符号により逆拡散して各基地局からの信号を分離したの
ち、それぞれ受信・検波した軟判定信号を用いて、最大
比合成ダイバーシチを行うことができる。また、無線伝
送速度が高速な場合には、共通の拡散符号を用いて各基
地局から同一周波数で送信し、移動局側では、基地局−
移動局間の伝搬遅延時間差を利用してRAKE受信をす
ることによりダイバーシチ効果を得ることも可能であ
る。
【0058】また、TDMA方式の場合には、基地局毎
に異なるスロットを用いて同一周波数で送信し、移動局
では各基地局からの信号をスロット分離したのちそれぞ
れ受信・検波した軟判定信号を用いて、最大比合成ダイ
バーシチを行うことができる。MS制御部73では、ダ
イバーシチ合成、誤り訂正終了後の信号の内容を確認し
て必要な処理を行う。例として下り信号が音声信号であ
れば、音声CODEC74を起動し、音声に変換して送
受話器から出力する。また下り信号が移動局20に接続
された携帯情報端末向けのデータ信号であれば、外部I
/F部74から出力する。
【0059】また移動局から基地局への上り信号をMS
制御部73で定められたエアインタフェースで符号化
し、送信部71、送受共用部72、アンテナ69を介し
て送信する。移動局はクラスタ内の各基地局からの電波
の受信信号強度(RSSI)或いは信号対雑音・干渉総合電
力比(S/N+I )を測定し、これから通信可能な1以上の
基地局を特定し、これを上り制御信号を送信することに
より基地局を介してクラスタ統括局に通知する(基地局
登録)。
【0060】本発明の移動局は、同一クラスタ内の一又
は複数の前記基地局からの信号を同時に受信し、同一ク
ラスタ内の一又は複数の前記基地局へ信号を同時に送信
する。これにより、ソフトハンドオーバ、サイトダイバ
ーシチが可能となる。なお、上記実施の形態では、クラ
スタ統括局と基地局を別装置とした例について説明した
が、クラスタ統括局は、機能的に基地局を兼ねてもよ
い。
【0061】上述の如く本発明によれば、回線制御局の
負担が軽減されし、効率の良いネットワーク化が図れ
る。また、ソフトハンドオーバが、容易にかつ効率良く
行えるので、移動局と無線基地局間の通信品質が向上
し、移動通信のエリアのカバー率が向上する。
【0062】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、基地局は
クラスタ化され、各クラスタ毎に基地局を統括するクラ
スタ統括局を設け、クラスタ統括局は回線制御局と回線
接続され、基地局は、クラスタ内の回線接続で、直接的
又は間接的に当該クラスタ統括局に接続されることによ
り、通信の品質を向上し、回線制御局及び基地局―回線
制御局間の回線に対する負担を軽減し、基地局の自律分
散処理によって、効率の良い移動通信システムを実現す
ることが可能となる。
【0063】請求項4記載の発明によれば、クラスタ内
の回線上で用いる通信プロトコルとしてIPを用いるこ
とにより、クラスタ内に効率良くローカルネットワーク
を構成することができる。請求項5記載の発明によれ
ば、複数の基地局が、移動局に対して同時に信号を送信
することにより、移動局へのサイトダイバーシチ送信が
可能となる。
【0064】請求項6記載の発明によれば、移動局が、
複数の基地局に対して同時に信号を送信することによ
り、基地局でのサイトダイバーシチ受信が可能となる。
請求項7記載の発明によれば、クラスタ間を相互に回線
接続することにより、移動局−移動局間の送受信情報は
回線制御局を迂回させることが可能となり、回線制御局
の負担を軽減することができる。
【0065】請求項8〜10に記載された発明によれ
ば、請求項1に記載された移動通信システムに適したク
ラスタ統括局を提供することができる。特に、請求項8
又は9に記載された発明によれば、ソフトハンドオーバ
及びサイトダイバーシチが可能となる。請求項11〜1
3記載の発明によれば、請求項1に記載された移動通信
システムに適した基地局を提供することができる。
【0066】特に、請求項12記載の発明によれば、基
地局の自律分散処理が可能となる。請求項14又は15
記載の発明によれば、請求項1に記載された移動通信シ
ステムに適した回線制御局を提供することができる。請
求項16又は17記載の発明によれば、請求項1に記載
された移動通信システムに適した移動局を提供すること
ができる。
【0067】また、これにより、ソフトハンドオーバ、
サイトダイバーシチが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クラスタ構造移動通信システムの例(ループ
型)を説明するための図である。
【図2】クラスタ構造移動通信システムの例(バス型)
を説明するための図である。
【図3】クラスタ統括局のブロック構成例を説明するた
めの図である。
【図4】基地局のブロック構成例を説明するための図で
ある。
【図5】移動局のブロック構成例を説明するための図で
ある。
【図6】従来の移動通信システムを説明するための図で
ある。
【符号の説明】
10、20 移動局 11、31、32 基地局 12、40 回線制御局 13 移動通信交換局 21、22 クラスタ統括局 50 回線終端部 51 統括制御部 52 送信処理部 53 受信処理部 54、64 回線I/F部 59、69 アンテナ 60、70 送受共用部 61、71 送信部 62、72 受信部 73 BS制御部 74 外部I/F部 75 音声CODEC
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04L 12/46 (72)発明者 梅田 成視 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 Fターム(参考) 5K033 AA01 AA03 CB01 CB14 DA01 DA14 DA19 DB18 5K067 CC14 CC24 DD17 DD57 EE02 EE10 EE16 GG01 GG11 HH05 JJ35 JJ39 JJ41

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回線制御局及び複数の基地局を有する移
    動通信システムにおいて、 前記複数の基地局は、クラスタ化され、 各クラスタには、2以上の前記基地局を配置し、 各クラスタ毎に、前記基地局を統括するクラスタ統括局
    を設け、該クラスタ統括局は前記回線制御局と回線接続
    され、 前記基地局は、所属するクラスタ内の他の基地局及び/
    又は前記クラスタ統括局と回線接続され、直接的又は間
    接的に当該クラスタ統括局に接続されることを特徴とす
    る移動通信システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の移動通信システムにおい
    て、 前記クラスタ内の回線接続は高速有線回線又は高速無線
    回線による接続であることを特徴とする移動通信システ
    ム。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の移動通信システムにおい
    て、 前記クラスタ内の回線接続により、クラスタ内にループ
    状ネットワークを構成することを特徴とする移動通信シ
    ステム。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の移動通信システムにおい
    て、 前記クラスタ内の回線上で用いる通信プロトコルとして
    IPを用いることを特徴とする移動通信システム。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の移動通信システムにおい
    て、 複数の基地局が、移動局に対して同時に信号を送信する
    ことを特徴とする移動通信システム。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の移動通信システムにおい
    て、 移動局が、複数の基地局に対して同時に信号を送信する
    ことを特徴とする移動通信システム。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の移動通信システムにおい
    て、 前記クラスタ間を相互に回線接続することを特徴とする
    移動通信システム。
  8. 【請求項8】 回線制御局、クラスタ化された複数の基
    地局及び該基地局を統括するクラスタ統括局を有する移
    動通信システムにおけるクラスタ統括局において、 前記クラスタ統括局は、各クラスタ毎に設けられ、 また、前記回線制御局と回線接続され、 更に、同一移動局からの信号であって、統括するクラス
    タ内の基地局からの信号を合成して、前記回線制御局に
    伝送することを特徴とするクラスタ統括局。
  9. 【請求項9】 回線制御局、クラスタ化された複数の基
    地局及び該基地局を統括するクラスタ統括局を有する移
    動通信システムにおけるクラスタ統括局において、 前記クラスタ統括局は、各クラスタ毎に設けられ、 また、前記回線制御局と回線接続され、 更に、前記回線制御局からの信号を、直接又は統括する
    クラスタ内の他の基地局を介して、所属するクラスタ内
    の複数の基地局に伝送することを特徴とするクラスタ統
    括局。
  10. 【請求項10】 請求項1記載の移動通信システムに用
    いられる請求項8又は9記載のクラスタ統括局。
  11. 【請求項11】 回線制御局及びクラスタ化された複数
    の基地局を有する移動通信システムにおける基地局にお
    いて、 移動局からの信号を直接又は所属するクラスタ内の他の
    基地局を介して、所属するクラスタ内の基地局を統括す
    るクラスタ統括局に伝送することを特徴とする基地局。
  12. 【請求項12】 回線制御局及びクラスタ化された複数
    の基地局を有する移動通信システムにおける基地局にお
    いて、 クラスタ内の基地局を統括するクラスタ統括局から伝送
    された信号を受信して、必要な信号だけを移動局に送信
    することを特徴とする基地局。
  13. 【請求項13】 請求項1記載の移動通信システムに用
    いられる請求項11又は12記載の基地局。
  14. 【請求項14】 回線制御局及びクラスタ化された複数
    の基地局を有する移動通信システムにおける回線制御局
    において、 移動局があるクラスタの圏内から別のクラスタの圏内に
    移行した場合に、クラスタ間のハンドオーバ制御を行う
    ことを特徴とする回線制御局。
  15. 【請求項15】 請求項1記載の移動通信システムに用
    いられる請求項14記載の回線制御局。
  16. 【請求項16】 相互に接続され、クラスタ化された複
    数の基地局と通信を行う移動局において、 同一クラスタ内の一又は複数の前記基地局からの信号を
    同時に受信し、同一クラスタ内の一又は複数の前記基地
    局へ信号を同時に送信することを特徴とする移動局。
  17. 【請求項17】 請求項1記載の移動通信システムに用
    いられる請求項16記載の移動局。
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