JP3582489B2 - Mobile communication system and channel switching method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム及びチャネル切替方法に係り、特に無線パケット通信機能を有する携帯電話機と相手端末との間で通信する移動通信システム及び使用チャネルを切り替えるチャネル切替方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の移動通信システムでは、中継局としての複数の基地局がそれぞれ固有の通信エリアを有し、携帯電話機等の移動体端末が、在圏する通信エリアの中心に位置する基地局との間で無線通信を行う。基地局は上位の統括局を介して公衆網等に接続されるので、基地局を介して移動体端末と公衆網の相手端末との通話を可能にしている。この移動通信システムにおける基地局は、移動体端末との間で割り当てたチャネルのタイムスロットを使用して無線通信を行う。
【0003】
また、通話品質を向上させるため、移動体端末が通信中以外の一又は二以上の基地局から制御チャネルで送信されている電波の電界強度を測定し、その測定電界強度のうち最も電界強度の強い電波を送信している基地局へ通話チャネルを切り替える(いわゆるハンドオーバする)ことも従来より知られている。更に、従来の移動通信システムでは、パケット通信を行う移動体端末が、受信電界強度が劣化したり、受信データの誤り率が所定のしきい値より悪くなった場合にも、通話チャネルの切り替えを行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、パケット通信機能を有する移動体端末と通信する従来の移動通信システムでは、受信電界強度の劣化や受信データの誤り率、周辺チャネルの電界強度だけを判断基準としてパケット通信を行うチャネルの切替を行っているため、現在パケット通信しているチャネルの受信電界強度が高く、受信データの誤り率も良好な場合であっても、同一のパケット通信可能なチャネルを使用している移動体端末が多数存在していると、通信負荷が多くなり、通信速度が低下してしまう。
【0005】
そのような状況においても、携帯電話機は何もできない状態で、低下した通信速度でパケット通信を継続するしかなく、通信負荷を分散できない状況になっていて、無線資源を有効利用できていない。また、従来は、伝送する情報量を確保するために、パケット通信を行えるチャネル数を複数通知することができない。
【0006】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、通信中の移動体端末側から通信量の低い通話チャネルへ切り替え得る移動通信システム及びチャネル切替方法を提供することを目的とする。
【0007】
また、本発明の他の目的は、パケット通信を行えるチャネル数を複数通知し得る移動通信システム及びチャネル切替方法を提供することにある。
【0008】
更に、本発明の他の目的は、移動体端末自身で自動的に通信負荷の軽いチャネルを選択し得る移動通信システム及びチャネル切替方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の移動通信システムは、複数の基地局が自身の通信エリア内に在圏する移動体端末との間で無線電波でパケット通信する移動通信システムにおいて、複数の基地局は、自身の通信エリア内の第1の通信量を計算する計算手段と、第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出する送出手段と、他の基地局から受信した第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を、自局の通信エリアに在圏する移動体端末に報知する報知手段とをそれぞれ有し、移動体端末は、パケット通信中の基地局から送信された第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する受信手段と、受信したチャネルの情報に基づいて、その情報で指定されたパケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する電界強度測定手段と、パケット通信中の基地局の第2の通信量を計算する通信量計算手段と、受信電界強度の測定結果と所定のしきい値とを比較し、かつ、第2の通信量と受信手段で受信した第1の通信量とを比較する比較手段と、比較手段により受信電界強度の測定結果が所定のしきい値よりも大で、かつ、第2の通信量の方が第1の通信量よりも所定値以上大であるとの比較結果が得られたときは、受信手段により受信したパケット通信可能なチャネルに切り替える切替手段とを有し、移動体端末は通信負荷が軽い方の基地局との間で通信する構成としたものである。
【0010】
この発明では、移動体端末が基地局との間でパケット通信中に、他の基地局で使用している周波数の受信電界強度の測定結果が所定のしきい値よりも大で、かつ、パケット通信中の第2の通信量の方が他の基地局の第1の通信量よりも所定値以上大であるとの比較結果が得られたときは、受信したパケット通信可能なチャネル情報に基づいて、上記の他の基地局のチャネルに切り替えるようにしたため、負荷が少ない方の基地局との間でパケット通信ができる。
【0011】
ここで、上記の報知手段は、アイドルユニットを用いて第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を、パケット通信中の移動体端末に報知することが、パケット通信の負荷軽減にとって望ましい。
【0012】
また、基地局の計算手段は、1スーパーフレーム中の通信使用スロット数の積算値をスーパーフレーム単位で計算し、前回の積算値と今回の積算値に重み付けを行って移動平均を算出し、この移動平均を最新の積算値とすると共に第1の通信量として求めることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の移動通信システムは、上記の目的を達成するため、複数の基地局が自身の通信エリア内に在圏する移動体端末との間で無線電波でパケット通信する移動通信システムにおいて、複数の基地局は、自身の通信エリア内のパケット通信量を計算する計算手段と、パケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出する送出手段と、他の基地局から受信したパケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を、自局の通信エリアに在圏する移動体端末に報知する報知手段とをそれぞれ有する構成とし、また、移動体端末は、パケット通信中の基地局から送信されたパケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する受信手段と、受信したチャネルの情報に基づいて、その情報で指定されたパケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する電界強度測定手段と、パケット通信中の現在のチャネルのすべてのパケットの第1の通信量と、パケット通信中の現在のチャネルの自局宛のパケットの第2の通信量をそれぞれ計算する通信量計算手段と、第1の通信量から第2の通信量に所定値を乗算した値を差し引いた値をしきい値として算出するしきい値計算手段と、受信電界強度の測定結果と所定の判定値とを比較し、かつ、受信手段で受信したパケット通信量としきい値計算手段で計算されたしきい値とを比較する比較手段と、比較手段により受信電界強度の測定結果が判定値よりも大で、かつ、パケット通信量の方がしきい値よりも小であるとの比較結果が得られたときは、受信手段により受信したパケット通信可能なチャネルに切り替える切替手段とを有する構成としたものである。
【0014】
この発明では、移動体端末が基地局との間でパケット通信中に、他の基地局で使用している周波数の受信電界強度の測定結果が所定のしきい値よりも大で、かつ、パケット通信中の現在のチャネルの第1のパケット通信量から自局宛のパケットの第2の通信量に所定の値を乗算した値を差し引いて得られたしきい値よりも、受信した周辺基地局でのパケット通信量の方が小であるときには、受信したパケット通信可能なチャネル情報に基づいて、上記の他の基地局のチャネルに切り替えるようにしたため、負荷が少ない方の基地局との間でパケット通信ができる。
【0015】
また、本発明は、パケット通信可能なチャネルの情報が、群分け数と指定群からなるチャネル切替指定群と周波数コードを少なくとも含んでおり、移動体端末は、移動体端末1つ1つに固有な番号の移動局識別子を、受信したチャネル切替指定群中の群分け数で除算した余りが、受信したチャネル切替指定群中の指定群と一致したときにのみ、比較手段による比較動作を行うことを特徴とする。
【0016】
更に、上記の目的を達成するため、本発明方法は、基地局の通信エリア内に在圏する移動体端末が、該基地局との間で無線電波でパケット通信しているチャネルを切り替える移動通信システムのチャネル切替方法において、基地局は、自身の通信エリア内の第1の通信量を計算し、その第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出すると共に、周辺の基地局からの第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報をパケット通信中の移動体端末に送信し、移動体端末は、パケット通信中の基地局の第2の通信量を計算する第1のステップと、パケット通信中の基地局から送信された第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する第2のステップと、受信したチャネルの情報に基づいて、その情報で指定されたパケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する第3のステップと、受信電界強度の測定結果と所定のしきい値とを比較し、かつ、第2の通信量と第2のステップで受信した第1の通信量とを比較する第4のステップと、受信電界強度の測定結果が所定のしきい値よりも大で、かつ、第2の通信量の方が第1の通信量よりも所定値以上大であるとの比較結果が得られたときは、受信したパケット通信可能なチャネルに切り替える第5のステップとを含むことを特徴とする。
【0017】
この発明も、受信したパケット通信可能なチャネル情報に基づいて、上記の他の基地局のチャネルに切り替えるようにしたため、負荷が少ない方の基地局との間でパケット通信ができる。
【0018】
また、更に、本発明方法は上記の目的を達成するため、基地局は、自身の通信エリア内のパケット通信量を計算し、そのパケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出すると共に、周辺の基地局からのパケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報をパケット通信中の移動体端末に送信し、移動体端末は、パケット通信中の現在のチャネルのすべてのパケットの第1の通信量と、パケット通信中の現在のチャネルの自局宛のパケットの第2の通信量をそれぞれ計算する第1のステップと、第1の通信量から第2の通信量に所定値を乗算した値を差し引いた値をしきい値として算出する第2のステップと、パケット通信中の基地局から送信されたパケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する第3のステップと、受信したチャネルの情報に基づいて、その情報で指定されたパケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する第4のステップと、受信電界強度の測定結果と所定の判定値とを比較し、かつ、第3のステップで受信したパケット通信量と第2のステップで算出したしきい値とを比較する第5のステップと、受信電界強度の測定結果が判定値よりも大で、かつ、パケット通信量の方がしきい値よりも小であるとの比較結果が得られたときは、受信したパケット通信可能なチャネルに切り替える第6のステップとを含むことを特徴とする。
【0019】
この発明では、移動体端末自身で計算した現在のチャネルの全体のパケット通信量と自局宛のパケット通信量とから計算したしきい値と、受信した周辺基地局でのチャネルのパケット通信量とを比較し、その比較結果に基づいて、チャネル切替を行うか否か選択することにより、常に負荷が少ない方の基地局との間でパケット通信ができる。
【0020】
【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。図1は本発明になる移動通信システムの一実施の形態のシステム構成図を示す。同図において、移動体端末の一例としての、無線パケット通信機能を有した携帯電話機(MS)1及び2が、基地局(BS)3の通信エリアA1内に在圏している。また、携帯電話機2は基地局(BS)4の通信エリアA2内にも在圏している。従って、携帯電話機1は基地局3との間でのみパケット通信可能であり、携帯電話機2は基地局3及び4のどちらともパケット通信可能な位置にある。ここでは、携帯電話機1及び2は基地局3との間で無線パケット通信しているものとする。
【0021】
パケット処理装置5は、基地局3及び4から受信した携帯電話機1、2からのパケットデータを、携帯電話機1、2がチャネル切替した時などに発生する信号の重複及び欠落を補修し、補修後のパケットデータをゲートウェイ装置6に送出する。ゲートウェイ装置6は、入力されたパケットデータに対しプロトコル変換及びアドレス変換等を行った後、インターネット7へ送出する。
【0022】
一方、インターネット7より携帯電話機へデータ送出要求があった時は、ゲートウェイ装置6が、該当する携帯電話機が通信可能なパケット処理装置を検索し、プロトコル変換処理後にパケットデータとして、検索したパケット処理装置(図1の5とする)へ伝送する。また、該当携帯電話機の情報も伝送する。
【0023】
パケット処理装置5は、ゲートウェイ装置6から伝送された該当の携帯電話機が在圏している基地局を探し出し、該当する基地局へパケットデータを伝送する。基地局は無線通信を用いて該当の携帯電話機へパケットデータを送信する。また、基地局3、4間で個々のパケット通信可能なチャネル情報と、パケット通信可能なチャネルの通信量を相互に通知し合う機能を有する。
【0024】
次に、本実施の形態の動作について、図1乃至図6を参照して説明する。本実施の形態では、時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiplex Access)方式のディジタル携帯電話機を使用したパケット通信方式での動作を説明する。いま、基地局3の通信エリアA1内に在圏している携帯電話機1及び2が、基地局3とパケット通信状態にあるものとする。ただし、携帯電話機2は基地局4の通信エリアA2内にも在圏しており、基地局4ともパケット通信可能な位置にある。
【0025】
基地局3は携帯電話機1及び2との間で、無線電波を用いて図2に示すタイミングで信号をTDMA方式で伝送している。すなわち、図2において、無線通信の伝送タイミングには、最小単位である6.67msecのスロットが3つで1つのサブフレーム(20msec)を構成し、また、36個のサブフレームで1つのスーパーフレーム(720msec)を構成している。
【0026】
また、基地局3は携帯電話機1及び2に対して、送出したいパケットデータを同一のスロット番号のタイミングに分割して伝送する。図2では、基地局3は携帯電話機1(MS1)に対して伝送するパケットデータを6個のスロット単位に分割して、スロット番号#0を使用して送出している。また、携帯電話機2(MS2)に対して伝送するパケットデータは2つあり、一つは4個のスロット単位に分割され、もう一つは2個のスロット単位に分割され、いずれもスロット番号#2を使用して伝送される。
【0027】
なお、携帯電話機1及び2に伝送するパケットデータが無い場合は、基地局3は図2に「IDLE」で示す、アイドルユニットと呼ばれる基地局情報(主にレイヤ1レベルの無線通信パラメータ)を携帯電話機1及び2に伝送する。
【0028】
更に、基地局3は携帯電話機1及び2に対して、何スロット分のデータを伝送したいのかを各スロットの先頭の8ビットを用いて通知している。この8ビットの情報をW情報ビットと呼ぶ。W情報ビットの使用方法について図3を用いて説明する。W情報ビットは、図3(A)にフォーマットを示すように、先頭の1ビットをF1と呼び、次の1ビットをF2と呼ぶ。F1は該当のスロットが先頭のユニットがどうかを示し、値が「0」のときは非先頭ユニット、「1」のときは先頭ユニットであることを示す。また、F2は該当のスロットが最終のユニットかどうかを示し、値が「0」のときは非最終ユニット、「1」のときは最終ユニットであることを示す。
【0029】
W情報ビットの残りの6ビットはW0と呼び、F2が最終ユニットを示している場合は有効バイト数を示し、F2が最終ユニットでないことを示している場合は、残りのユニット数(Wr)を示す。Wrについては、図2に示すように、先頭からカウントダウンされて使用される。Wrが「0」のとき、すなわち、W情報ビットのすべてが「0」のスロットがアイドルユニットである。
【0030】
以上をまとめると、F1=1、F2=0のとき図3(B)に示す先頭ユニットであり、F1=F2=0のとき図3(C)に示すように、先頭ユニットでも最終ユニットでもない継続ユニットであり、F1=0、F2=1のとき図3(D)に示す最終ユニットであり、Wrが有効バイト数Lを示し、更に、F1=F2=Wr=0のときは図3(E)に示すアイドルユニットである。
【0031】
本実施の形態は、アイドルユニットの未使用個所に、他のパケット通信可能なチャネルの情報を設定するようにしたものである。このアイドルユニットについて図4と共に更に詳細に説明する。
【0032】
図4において、アイドルユニットの11オクテットまでは従来と同じであり、12オクテットからを本実施の形態で新たに設定した。以下、追加した各オクテットについて説明するに、12オクテット目の8ビットには「チャネル切替指定群」が設定される。このチャネル切替指定群は、該当アイドルユニットを受信しているすべての携帯電話機が一斉に通知するチャネルに切り替わらないように制御するために使用する。このチャネル切替指定群の上位4ビットを使用して、携帯電話機を何群に分割するかを指定し、残りの下位4ビットで群分けした群を指定する。
【0033】
次の13オクテット目と14オクテット目の計16ビットには、他のパケット通信可能なチャネルの周波数コードを通知するために使用する。13オクテット目の上位4ビットには周波数帯識別子を通知するために使用し、13オクテット目の下位4ビットと14オクテット目の計12ビットを周波数コードを通知するために使用する。15オクテット目は、パケット通信可能なカラーコード、16オクテット目は、パケット通信可能なチャネルのスクランブルコードを通知するために使用する。最後の17オクテット目は通信量通知で、他のパケット通信可能なチャネルの現在の通信状態(パケット通信量)を通知するために使用する。
【0034】
次に、本発明による通信状態を示す通信量を計算するアルゴリズムの一実施の形態について、図5のフローチャートと共に説明する。本アルゴリズムは基地局側で使用するが、携帯電話機によってはそのまま使用する。まず、通信量平均値Mavg及び変数Initをそれぞれ0に初期化し(ステップ101)、続いて1スーパーフレームでの通信量積算値Msum及びスロットカウント数nをそれぞれ0に初期化する(ステップ102)。
【0035】
続いて、スロット割り込みを検出すると(ステップ103)、スロットカウント数nが「107」より大であるかどうかチェックし(ステップ104)、「107」以下であるときには、1スーパーフレーム以内のスロットであるので、W情報ビットがすべて「0」かどうかチェックする(ステップ105)。
【0036】
W情報ビットのいずれかが「0」であれば、アイドルユニット以外のユニットであると判断して通信量積算値Msumを「1」だけインクリメントした後(ステップ106)、スロットカウント数nを「1」だけインクリメントする(ステップ107)。W情報ビットがすべて「0」であれば、アイドルユニットであると判断して、通信量積算値Msumのインクリメントは行わず、スロットカウント数nだけを「1」だけインクリメントする(ステップ107)。ステップ107の処理後は再びステップ103に戻り、スロット割り込みを検出する。
【0037】
一方、ステップ104でスロットカウント数nが「107」より大、すなわち、n=108と判定されたときは、1スーパーフレーム分のスロットの通信量積算が終ったと判断して、変数Initが「0」かどうか判定する(ステップ108)。変数Initはステップ101で最初に「0」に初期化されているので、最初の1スーパーフレームのときにはInitが「0」であり、このときには通信量平均値Mavgに1スーパーフレームでの通信量積算値Msumをそのまま代入し、かつ、変数Initを「1」に設定する(ステップ109)。これにより、2番目以降のスーパーフレームでは、Initの値は「1」である。
【0038】
他方、ステップ108で変数Initが「1」であると判定されたとき、すなわち、2番目以降のスーパーフレームであると判定された時には、
Mavg=(Mavg+Msum×2)/3
なる演算式により、通信量平均値Mavgを算出する(ステップ110)。この演算式は、前回の通信量平均値Mavgと今回の1スーパーフレームでの通信量積算値Msumを2倍した値とを加算し、その加算値を1/3倍に平均化した値を今回の通信量平均値Mavgとしたものである。
【0039】
ステップ109又は110の処理が終ると、再びステップ102に戻り、通信量積算値Msum及びスロットカウント数nを「0」に初期化し、再び上記と同様にして次の1スーパーフレームの通信量平均値Mavgを算出する。すなわち、2番目以降のスーパーフレームについては、スーパーフレーム単位で前回の通信量平均値Mavgと今回の1スーパーフレームでの通信量積算値Msumに重み付けを行って移動平均を計算し、最新の通信量平均値Mavgとする(ステップ103〜108、110)。
【0040】
図1の基地局3及び4は上記のアルゴリズムに従って、各々独立に自局での通信量平均値Mavgを計算しており、算出したその通信量平均値Mavgとパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局(基地局3の場合は基地局4、基地局4の場合は基地局3)に対してパケット処理装置5を通して定期的に送出し合っており、基地局3(4)は他の基地局4(3)から受信した上記の通信量平均値Mavgとパケット通信可能なチャネルの情報を、図4に示したアイドルユニットの追加情報を用いて、自局の通信エリアに在圏する携帯電話機に報知する。携帯電話機は上記の通信量平均値Mavgとパケット通信可能なチャネルの情報を受信すると、必要に応じてチャネル切替を行う。
【0041】
次に、携帯電話機の上記のチャネル切替動作について、図6のフローチャートを参照して説明する。まず、携帯電話機がパケット通信中にアイドルユニットを受信したかどうか監視しており(ステップ201)、アイドルユニットを受信すると、受信したそのアイドルユニットの12オクテット目の「チャネル切替指定群」の群分け数を用いて自群を計算する。その具体的な計算方法は、携帯電話機に書き込まれた携帯電話機1つ1つに固有な番号である移動局識別子を、受信したアイドルユニット内の群分け数で除算し、余りを求める。求めた余りと「チャネル切替指定群」の指定群と一致するかチェックする(ステップ202)。これは、通信負荷が軽いチャネルへ一斉に携帯電話機がチャネル切替をしないようにするためである。
【0042】
一致した場合には、アイドルユニットで指定された周波数コードの周辺基地局のチャネルの受信電界強度を従来と同様の方法で測定する(ステップ203)。続いて、携帯電話機は、測定した受信電界強度を受信したアイドルユニット内で通知されるFEC制御判定パラメータのRSSI判定値と比較する(ステップ204)。FEC制御判定パラメータのRSSI判定値は、無線パケット通信を行う上で誤り訂正機能無しでも問題なくパケット通信が可能な受信電界強度のしきい値を示している。
【0043】
従って、FEC制御判定パラメータのRSSI判定値よりも測定電界強度の方が高ければ、チャネル切替後も問題なくパケット通信を継続できることが保証されていると判断して、携帯電話機は自身が図5と同様のアルゴリズムで算出した、現在パケット通信中の基地局のチャネルのパケット通信量よりも、パケット通信中の基地局からアイドルユニット内の通信量通知で報知された周辺基地局の通信量平均値Mavgに所定の値αを加算した値の方が小さいかどうか比較する(ステップ205)。上記の所定の値αは、後述するチャネル切替によりチャネル切替先の基地局の負荷が、チャネル切替元の基地局の負荷よりも大きくならないようにするための調整量である。
【0044】
携帯電話機は自身のパケット通信量よりも、周辺基地局の通信量平均値Mavgに所定の値αを加算した値の方が小さいとの比較結果が得られたときは、携帯電話機はアイドルユニットで通知されたパケット通信可能な周辺基地局のチャネルへチャネル切替動作を行う(ステップ206)。このチャネル切替動作自体は従来より知られているので詳細には説明しないが、チャネル切替要求を制御チャネルで通信中の基地局へ通知すると、パケット処理装置を介して切替先の基地局とのチャネル切替が行われる。
【0045】
なお、ステップ202で移動局識別子を、受信したアイドルユニット内の群分け数で除算したときの余りと「チャネル切替指定群」の指定群とが一致しないとの比較結果が得られた場合、あるいはステップ204で測定電界強度がFEC制御判定パラメータのRSSI判定値以下であると判定された場合、あるいはステップ205で携帯電話機のパケット通信量が周辺基地局の通信量平均値Mavg以下であると判定された場合は、上記のチャネル切替手順は実行せず、ステップ201に戻りアイドルユニットの受信を監視する。
【0046】
このように、本実施の形態によれば、例えば図1の携帯電話機1及び2が基地局3との間でパケット通信中には、基地局4が算出した自身の通信エリアA2内での通信量平均値Mavgとパケット通信可能なチャネルの情報が基地局3に対してパケット処理装置5を通して定期的に送出されており、基地局3は基地局4から受信した上記の通信量平均値Mavgとパケット通信可能なチャネルの情報を、図4に示したアイドルユニットの追加情報を用いて、自局の通信エリアA1に在圏する携帯電話機1及び2に報知する。
【0047】
ここで、携帯電話機2は、自身が計算した基地局3との間の現在通信中のパケット通信量よりも、アイドルユニット内の通信量通知で報知された基地局4の通信量平均値Msumの方が小さいとの比較結果を得たときは、アイドルユニットで通知されたパケット通信可能な基地局4のチャネルへ携帯電話機主導でチャネル切替動作を行う(ただし、前述したように、移動局識別子を、受信したアイドルユニット内の群分け数で除算したときの余りと「チャネル切替指定群」の指定群とが一致し、かつ、測定電界強度がFEC制御判定パラメータのRSSI判定値より大であるものとする。)。
【0048】
これにより、チャネル切替後は、基地局3との通信よりも高速度で通信が可能になる。また、アイドルユニットを用いて複数のパケット通信可能なチャネルを報知できるので、基地局のパケット通信の負荷をより一層軽減できる。
【0049】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。上記の実施の形態では、通信状態を示す通信量は、図5のフローチャートのアルゴリズムに従って、基地局側が計算するように説明したが、この実施の形態では、図7のフローチャートのアルゴリズムに従って、移動電話機側で自分宛(自局宛)の通信量を計算する点に特徴がある。
【0050】
図7のフローチャートと共に移動電話機による通信量計算アルゴリズムについて説明するに、まず、自局宛の通信量平均値OMavg及び変数Initをそれぞれ0に初期化し(ステップ301)、続いて自局宛の1スーパーフレーム(720msec)での通信量積算値OMsum及びスロットカウント数nをそれぞれ0に初期化する(ステップ302)。
【0051】
続いて、スロット割り込みを検出すると(ステップ303)、スロットカウント数nが「107」より大であるかどうかチェックし(ステップ304)、「107」以下であるときには、1スーパーフレーム以内のスロットであるので、W情報ビットがすべて「0」かどうかチェックする(ステップ305)。
【0052】
W情報ビットのいずれかが「0」であれば、アイドルユニット以外のユニットであると判断して、そのユニットに自局宛のデータが存在するかどうか判定し(ステップ306)、存在する場合は、自局宛通信量積算値OMsumを「1」だけインクリメントした後(ステップ307)、スロットカウント数nを「1」だけインクリメントする(ステップ308)。
【0053】
W情報ビットがすべて「0」であれば、アイドルユニットであると判断して、自局宛通信量積算値OMsumのインクリメントは行わず、スロットカウント数nだけを「1」だけインクリメントする(ステップ305、308)。また、アイドルユニット以外のユニットでも、そのユニットに自局宛のデータが存在しない場合にも、同様に、自局宛通信量積算値OMsumのインクリメントは行わず、スロットカウント数nだけを「1」だけインクリメントする(ステップ306、308)。ステップ308の処理後は再びステップ303に戻り、スロット割り込みを検出する。
【0054】
一方、ステップ304でスロットカウント数nが「107」より大、すなわち、n=108と判定されたときは、1スーパーフレーム分のスロットの通信量積算が終ったと判断して、変数Initが「0」かどうか判定する(ステップ309)。変数Initはステップ301で最初に「0」に初期化されているので、最初の1スーパーフレームのときにはInitが「0」であり、このときには自局宛通信量平均値OMavgに1スーパーフレームでの自局宛通信量積算値OMsumをそのまま代入し、かつ、変数Initを「1」に設定する(ステップ310)。これにより、2番目以降のスーパーフレームでは、Initの値は「1」である。
【0055】
他方、ステップ309で変数Initが「1」であると判定されたとき、すなわち、2番目以降のスーパーフレームであると判定された時には、
OMavg=(OMavg+OMsum×2)/3
なる演算式により、自局宛通信量平均値OMavgを算出する(ステップ311)。この演算式は、前回の自局宛通信量平均値OMavgと今回の1スーパーフレームでの自局宛通信量積算値OMsumを2倍した値とを加算し、その加算値を1/3倍に平均化した値を今回の自局宛通信量平均値OMavgとしたものである。
【0056】
ステップ310又は311の処理が終ると、再びステップ302に戻り、自局宛通信量積算値OMsum及びスロットカウント数nを「0」に初期化し、再び上記と同様にして次の1スーパーフレームの自局宛通信量平均値OMavgを算出する。すなわち、2番目以降のスーパーフレームについては、スーパーフレーム単位で前回の自局宛通信量平均値OMavgと今回の自局宛の1スーパーフレームでの通信量積算値OMsumに重み付けを行って移動平均を計算し、最新の自局宛通信量平均値OMavgとする(ステップ303〜309、311)。
【0057】
次に、携帯電話機のチャネル切替動作の他の実施の形態について、図8のフローチャートを参照して説明する。まず、携帯電話機がパケット通信中にアイドルユニットを受信したかどうか監視しており(ステップ401)、アイドルユニットを受信すると、受信したそのアイドルユニットの12オクテット目の「チャネル切替指定群」の群分け数を用いて自群を計算する。その具体的な計算方法は、図6のステップ202で説明した方法と同じであり、携帯電話機に書き込まれた携帯電話機1つ1つに固有な番号である移動局識別子を、受信したアイドルユニット内の群分け数で除算し、余りを求める。求めた余りと「チャネル切替指定群」の指定群と一致するかチェックする(ステップ402)。
【0058】
一致した場合には、アイドルユニットで指定された周波数コードの周辺基地局のチャネルの受信電界強度を従来と同様の方法で測定する(ステップ403)。続いて、携帯電話機は、測定した受信電界強度を受信したアイドルユニット内で通知されるFEC制御判定パラメータのRSSI判定値と比較する(ステップ404)。FEC制御判定パラメータのRSSI判定値よりも測定電界強度の方が高ければ、チャネル切替後も問題なくパケット通信を継続できることが保証されていると判断して、携帯電話機は次式を満足するかどうか判定する(ステップ405)。
【0059】
通信量通知<Mavg−OMavg×2
ここで、上式中、Mavgは携帯電話機が現在パケット通信を行っているチャネルにおいて、携帯電話機内部で図5と同様のアルゴリズムで算出して得たパケット通信量(平均値)であり、自局宛のパケットだけでなく他局宛のパケットも含めた、自局が現在パケット通信しているチャネルでの全体のパケット通信量である。また、OMavgは、現在パケット通信を行っているチャネルにおいて、図7と共に説明したアルゴリズムで算出した自局宛だけのパケットの通信量平均値である。
【0060】
また、上式中の「通信量報知」は、現在通信中の基地局の周辺基地局で図5のフローチャートに従って算出され、パケット通信可能なチャネルの情報と共に周辺基地局から定期的に送出され、現在通信中の基地局を通して携帯電話機により受信された、アイドルユニットの17オクテット目の「通信量通知」が示すパケット通信量(図5、図6のMavgに相当)である。
【0061】
従って、上記の式は、携帯電話機内部で計算したパケット通信量Mavgから自局宛通信量平均値OMavgを2倍した値を差し引いた値をしきい値とし、そのしきい値が、基地局から受信したアイドルユニットの通信量通知(パケット通信量)よりも大きいかどうかの不等式を示しており、この不等式を満足する場合は、アイドルユニットで通知された周辺基地局のチャネルのパケット通信量の方が少ないので、現在パケット通信中のチャネルからアイドルユニット内の通信量通知で報知された周辺基地局のチャネルに切り替えるチャネル切替手順を実行する(ステップ406)。
【0062】
なお、上式において、自局宛通信量平均値OMavgを2倍した値を差し引く理由は、上記のチャネル切替により、携帯電話機がそれまでパケット通信していたチャネルの方が通信量が少なくなり、上記のチャネル切替を繰り返す、ということがないようにするためである。
【0063】
上記のチャネル切替動作自体は従来より知られているので詳細には説明しないが、チャネル切替要求を制御チャネルで通信中の基地局へ通知すると、パケット処理装置を介して切替先の基地局とのチャネル切替が行われる。
【0064】
なお、ステップ402で移動局識別子を、受信したアイドルユニット内の群分け数で除算したときの余りと「チャネル切替指定群」の指定群とが一致しないとの比較結果が得られた場合は指定群と一致しないので、また、ステップ404で測定電界強度がFEC制御判定パラメータのRSSI判定値以下であると判定された場合は、チャネル切替後のパケット通信を継続できることが保証されていないので、また、ステップ405で前述した不等式を満足しないと判定された場合は、チャネル切替後のチャネルのパケット通信量がチャネル切替前のチャネルでの自局宛のパケット通信量よりも確実に少なくなるとはいえないので、上記のチャネル切替手順は実行せず、ステップ401に戻りアイドルユニットの受信を監視する。
【0065】
このように、本実施の形態によれば、移動通信機側で現在通信中のチャネルのパケット通信量及び自局宛のパケット通信量平均値を計算し、それらの計算結果とアイドルユニットで報知された周辺基地局のパケット通信量(通信量通知)に基づいて、チャネル切替手順を実行するか否か決定しているので、チャネル切替実行後には、通信負荷の軽い基地局との間で通信速度の低下をもたらすことなくパケット通信を確実に継続することができる。
【0066】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図5に示す通信量を示すバロメータとしてアイドルユニットの数に変更してもよく、また、通信量計算アルゴリズムにおけるステップ110、311の演算式以外の他の重み付けも可能である。
【0067】
また、以上の実施の形態では、基地局間での通信量の情報交換で説明したが、本来は1つの基地局内でも複数のパケット通信可能チャネルを運用することが可能なため、1つの基地局で複数のパケット通信可能チャネルとした場合でも、同一の方法が適用できる。また、ステップ204と205の順序、ステップ404と405の順序は逆であってもよい。更に、携帯電話機以外のバケット通信機能を持つ携帯型情報端末など他の移動体端末にも適用可能である。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信したパケット通信可能なチャネル情報に基づいて、通信負荷の軽い他の基地局のチャネルに移動体端末主導で切り替えることにより、負荷が少ない方の基地局との間でパケット通信ができるようにしたため、パケット通信可能なチャネルを受信電界強度や受信データの品質だけでなく、その時々の通信状態に応じて通信負荷の軽い基地局との間に切り替え、移動体端末主導で通信速度の低下をもたらすことなくパケット通信を継続することができ、無線資源の有効利用ができる。
【0069】
また、本発明によれば、アイドルユニットの未使用部分を用いて複数のパケット通信可能なチャネルを移動体端末へ通知するようにしたため、パケット通信を行えるチャネルを通知する数を伝送する情報量を従来よりも削減することができ、パケット通信の負荷をより一層軽減することができる。
【0070】
また、更に、本発明によれば、移動体端末自身で計算した現在のチャネルの全体のパケット通信量と自局宛のパケット通信量とから計算したしきい値と、受信した周辺基地局でのチャネルのパケット通信量とを比較し、その比較結果に基づいて、チャネル切替を行うか否か選択することにより、常に負荷が少ない方の基地局との間でパケット通信ができると共に、上記のしきい値の設定により、通信負荷が軽いチャネルへ一斉に移動体端末でチャネル切替しないように制御することができる。また、移動体端末の自局宛のパケット通信量を勘案して上記のチャネル切替ためのしきい値を計算しているので、チャネル切替後にはチャネル切替前よりも確実に通信負荷の軽いチャネルへ切替できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のシステム構成図である。
【図2】図1の基地局から携帯電話機への信号送信タイミングを示す図である。
【図3】W情報ビットの使用方法説明図である。
【図4】本発明で用いるアイドルユニットの一例の説明図である。
【図5】本発明における通信量計算アルゴリズムの一実施の形態を示すフローチャートである。
【図6】本発明における携帯電話機の一実施の形態の動作説明用フローチャートである。
【図7】本発明における通信量計算アルゴリズムの他の実施の形態を示すフローチャートである。
【図8】本発明における携帯電話機の他の実施の形態の動作説明用フローチャートである。
【符号の説明】
1、2 携帯電話機(MS)
3、4 基地局(BS)
5 パケット処理装置
6 ゲートウェイ装置
7 インターネット
A1、A2 通信エリア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile communication system and a channel switching method, and more particularly to a mobile communication system for communicating between a mobile phone having a wireless packet communication function and a partner terminal and a channel switching method for switching a channel to be used.
[0002]
[Prior art]
In a conventional mobile communication system, a plurality of base stations serving as relay stations each have a unique communication area, and a mobile terminal such as a mobile phone communicates with a base station located at the center of a communication area where the mobile station is located. Perform wireless communication. Since the base station is connected to a public network or the like via a higher-level control station, it is possible to make a call between the mobile terminal and the other terminal of the public network via the base station. A base station in this mobile communication system performs wireless communication using a time slot of a channel allocated to a mobile terminal.
[0003]
Further, in order to improve the communication quality, the mobile terminal measures the electric field strength of the radio wave transmitted from one or more base stations other than the base station which is not communicating with the control channel, and among the measured electric field strengths, Switching a communication channel to a base station transmitting a strong radio wave (so-called handover) has been conventionally known. Further, in the conventional mobile communication system, the mobile terminal performing packet communication switches the communication channel even when the received electric field strength is deteriorated or the error rate of the received data becomes worse than a predetermined threshold. Do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional mobile communication system that communicates with a mobile terminal having a packet communication function, switching of a channel for performing packet communication is performed based only on the deterioration of the received electric field strength, the error rate of received data, and the electric field strength of peripheral channels. Therefore, even if the receiving field strength of the channel currently performing packet communication is high and the error rate of the received data is good, many mobile terminals use the same channel capable of performing packet communication. If it exists, the communication load increases, and the communication speed decreases.
[0005]
Even in such a situation, the mobile phone cannot do anything, but only has to continue packet communication at a reduced communication speed, and the communication load cannot be distributed, and wireless resources cannot be used effectively. Conventionally, in order to secure the amount of information to be transmitted, it is not possible to notify a plurality of channels that can perform packet communication.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a mobile communication system and a channel switching method capable of switching from a communicating mobile terminal to a communication channel with a low traffic.
[0007]
It is another object of the present invention to provide a mobile communication system and a channel switching method capable of notifying a plurality of channels capable of performing packet communication.
[0008]
It is a further object of the present invention to provide a mobile communication system and a channel switching method in which a mobile terminal itself can automatically select a channel with a light communication load.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a mobile communication system according to the present invention provides a mobile communication system in which a plurality of base stations perform packet communication by radio waves with mobile terminals located within their own communication area. A base station for calculating a first traffic in the communication area of the base station; a transmitting means for periodically transmitting information on the first traffic and a channel capable of packet communication to a peripheral base station; Notifying means for notifying the mobile terminal located in the communication area of the own station of the information of the first communication amount and the channel capable of packet communication received from the other base station, respectively, Receiving means for receiving information on a first communication amount and a channel capable of packet communication transmitted from a base station in packet communication, and a base station in packet communication specified by the information based on the received channel information Station Electric field intensity measuring means for measuring the received electric field intensity of the frequency used in the base station, communication amount calculating means for calculating the second communication amount of the base station during packet communication, and the measurement result of the received electric field intensity Comparing means for comparing the second communication amount with the first communication amount received by the receiving means; and comparing the measurement result of the received electric field strength by the comparing means with a predetermined threshold value. If a comparison result that the value is larger than the value and the second communication amount is larger than the first communication amount by a predetermined value or more is obtained, the packet communication enabled channel received by the receiving unit is obtained. Switching means for switching to And the mobile terminal communicates with the base station whose communication load is lighter. It is configured.
[0010]
According to the present invention, during the packet communication between the mobile terminal and the base station, the measurement result of the reception electric field strength of the frequency used by another base station is larger than a predetermined threshold value, and When a comparison result is obtained that the second communication volume during communication is larger than the first communication volume of the other base station by a predetermined value or more, based on the received packet-communicable channel information. Since the channel is switched to the channel of the other base station, packet communication can be performed with the base station having a smaller load.
[0011]
Here, it is desirable for the above-mentioned notifying means to notify the mobile terminal during packet communication of the first communication amount and the information of the channel capable of performing packet communication using the idle unit, in order to reduce the load of packet communication.
[0012]
The calculating means of the base station calculates an integrated value of the number of communication slots used in one superframe in superframe units, weights the previous integrated value and the current integrated value to calculate a moving average, It is characterized in that the moving average is obtained as the latest integrated value and also as the first communication amount.
[0013]
Further, the mobile communication system of the present invention, in order to achieve the above object, in a mobile communication system in which a plurality of base stations perform packet communication with mobile terminals located within their own communication area by radio waves, A plurality of base stations, calculating means for calculating the amount of packet communication within their own communication area, sending means for periodically sending information on the amount of packet communication and a channel capable of packet communication to peripheral base stations; Notifying means for notifying the mobile terminal located in the communication area of its own station of the information on the packet communication volume and the channel capable of packet communication received from the base station, respectively, and the mobile terminal Receiving means for receiving information on the amount of packet communication transmitted from the base station in communication and information on the channels that can perform packet communication, and specifying the information based on the information on the received channel. Electric field intensity measuring means for measuring a received electric field intensity of a frequency used by a base station other than the base station performing packet communication, a first communication amount of all packets of a current channel during packet communication, A communication amount calculating means for calculating a second communication amount of a packet addressed to the own station of a current channel during packet communication; and subtracting a value obtained by multiplying a second communication amount by a predetermined value from the first communication amount. Threshold value calculating means for calculating the value as a threshold value, comparing the measurement result of the received electric field strength with a predetermined judgment value, and calculating the packet communication amount received by the receiving means and the threshold value calculating means. A comparison means for comparing the threshold value with the threshold value, and a comparison result obtained that the measurement result of the received electric field strength is larger than the determination value and the packet communication traffic is smaller than the threshold value. When it is received, Ri is obtained by a configuration having a switching means for switching the received packet communication-possible channels.
[0014]
According to the present invention, during the packet communication between the mobile terminal and the base station, the measurement result of the reception electric field strength of the frequency used by another base station is larger than a predetermined threshold value, and The received peripheral base station is smaller than a threshold value obtained by subtracting a value obtained by multiplying a second communication amount of a packet addressed to the own station by a predetermined value from a first packet communication amount of a current channel under communication. When the amount of packet communication in is smaller, the channel is switched to the channel of the other base station based on the received channel information capable of performing packet communication. Packet communication is possible.
[0015]
Further, in the present invention, the information of the channel capable of performing packet communication includes at least a channel switching designation group including a grouping number and a designation group and a frequency code, and the mobile terminal is unique to each mobile terminal. Only when the remainder obtained by dividing the mobile station identifier having the proper number by the grouping number in the received channel switching designated group matches the designated group in the received channel switching designated group, the comparing operation by the comparing means is performed. It is characterized by.
[0016]
Furthermore, in order to achieve the above object, the method of the present invention is directed to a mobile communication system in which a mobile terminal located in a communication area of a base station switches a channel for performing packet communication with the base station by radio waves. In the system channel switching method, a base station calculates a first traffic in its own communication area, and periodically sends the first traffic and information on a channel capable of packet communication to a neighboring base station. And transmitting the first communication amount from the peripheral base station and information of the channel capable of performing packet communication to the mobile terminal performing packet communication, and the mobile terminal performs the second communication of the base station performing packet communication. A first step of calculating the amount, a second step of receiving the information of the first communication amount and the channel capable of performing the packet communication transmitted from the base station performing the packet communication, and based on the information of the received channel. , The third step of measuring the received electric field strength of the frequency used by the base station other than the base station performing the packet communication specified by the information of the received packet, and comparing the measured result of the received electric field strength with a predetermined threshold value And a fourth step of comparing the second communication amount with the first communication amount received in the second step, and the measurement result of the received electric field strength is larger than a predetermined threshold value, and And a fifth step of switching to a channel capable of receiving a packet when a comparison result that the second traffic is larger than the first traffic by a predetermined value or more is obtained. It is characterized by.
[0017]
According to the present invention, the channel is switched to the channel of the other base station based on the received channel information capable of packet communication, so that packet communication can be performed with the base station having the smaller load.
[0018]
Furthermore, in order to achieve the above object, the method of the present invention calculates the amount of packet communication within its own communication area, and stores the information on the amount of packet communication and the channel capable of performing packet communication with the neighboring base stations. To the mobile terminal that is performing packet communication, and transmits information on the amount of packet communication from neighboring base stations and information on the channels that can perform packet communication to the mobile terminal that is currently performing packet communication. A first step of calculating a first communication amount of all packets, a second communication amount of a packet addressed to the own station of the current channel during the packet communication, and a second communication from the first communication amount A second step of calculating, as a threshold, a value obtained by subtracting a value obtained by multiplying the amount by a predetermined value, and information on a packet communication amount and a channel capable of packet communication transmitted from the base station during packet communication A third step of receiving, and a fourth step of measuring, based on the received channel information, the received field strength of a frequency used by a base station other than the base station in packet communication specified by the information. And a fifth step of comparing the measurement result of the received electric field strength with a predetermined judgment value, and comparing the packet traffic received in the third step with the threshold value calculated in the second step. When the comparison result that the measurement result of the received electric field strength is larger than the determination value and the packet communication amount is smaller than the threshold value is obtained, the channel for the received packet communication is set. And a sixth step of switching.
[0019]
In the present invention, the threshold calculated from the total packet traffic of the current channel calculated by the mobile terminal itself and the packet traffic addressed to the own station, the received packet traffic of the channel at the peripheral base station received, and Are compared, and whether or not to perform channel switching is selected based on the comparison result, so that packet communication can always be performed with the base station having a smaller load.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system according to the present invention. In the figure, mobile phones (MS) 1 and 2 having a wireless packet communication function as an example of a mobile terminal are located in a communication area A1 of a base station (BS) 3. The
[0021]
The
[0022]
On the other hand, when there is a data transmission request from the
[0023]
The
[0024]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an operation in a packet communication system using a digital mobile phone of a time division multiple access (TDMA: Time Division Multiplex Access) system will be described. Now, it is assumed that the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
If there is no packet data to be transmitted to the
[0028]
Further, the
[0029]
The remaining 6 bits of the W information bit are called W0, indicating the number of valid bytes when F2 indicates the last unit, and indicating the number of remaining units (Wr) when F2 indicates that it is not the last unit. Show. As shown in FIG. 2, Wr is used after being counted down from the head. When Wr is "0", that is, the slot in which all the W information bits are "0" is an idle unit.
[0030]
In summary, when F1 = 1 and F2 = 0, the head unit is as shown in FIG. 3B, and when F1 = F2 = 0, as shown in FIG. 3C, the head unit is neither the head unit nor the last unit. When F1 = 0 and F2 = 1, this is the last unit shown in FIG. 3D, Wr indicates the number of valid bytes L, and when F1 = F2 = Wr = 0, FIG. This is the idle unit shown in E).
[0031]
In the present embodiment, information of another channel capable of packet communication is set in an unused portion of an idle unit. This idle unit will be described in more detail with reference to FIG.
[0032]
In FIG. 4, up to 11 octets of the idle unit is the same as the conventional one, and 12 octets are newly set in the present embodiment. In the following, each added octet will be described. A “channel switching designation group” is set in 8 bits of the 12th octet. The channel switching designation group is used to control not to switch to the channel to which all the mobile phones receiving the idle unit are notified at the same time. Using the upper 4 bits of the channel switching designation group, the number of groups into which the mobile phone is to be divided is designated, and the group divided by the remaining lower 4 bits is designated.
[0033]
A total of 16 bits at the next 13th octet and 14th octet are used to notify the frequency code of another channel capable of packet communication. The upper 4 bits of the 13th octet are used to report the frequency band identifier, and the lower 4 bits of the 13th octet and the total of 12 bits of the 14th octet are used to report the frequency code. The fifteenth octet is used for notifying a color code capable of performing packet communication, and the sixteenth octet is used for notifying a scramble code of a channel capable of performing packet communication. The last 17 octet is a communication amount notification, which is used to notify the current communication state (packet communication amount) of another channel capable of packet communication.
[0034]
Next, an embodiment of an algorithm for calculating a communication amount indicating a communication state according to the present invention will be described with reference to a flowchart of FIG. Although this algorithm is used on the base station side, it is used as it is for some mobile phones. First, the communication average value Mavg and the variable Init are initialized to 0 (step 101), and subsequently, the communication integrated value Msum and the slot count n in one superframe are initialized to 0 (step 102).
[0035]
Subsequently, when a slot interrupt is detected (step 103), it is checked whether or not the slot count number n is greater than “107” (step 104). If the slot count number n is less than “107”, the slot is within one superframe. Therefore, it is checked whether all W information bits are "0" (step 105).
[0036]
If any of the W information bits is "0", it is determined that the unit is a unit other than the idle unit, and the communication amount integrated value Msum is incremented by "1" (step 106). "(Step 107). If all the W information bits are "0", it is determined that the unit is an idle unit, and the communication count integrated value Msum is not incremented, and only the slot count n is incremented by "1" (step 107). After the process of
[0037]
On the other hand, when it is determined in
[0038]
On the other hand, when it is determined in
Mavg = (Mavg + Msum × 2) / 3
An average traffic value Mavg is calculated by the following equation (step 110). This arithmetic expression is obtained by adding the previous traffic average value Mavg and a value obtained by doubling the current traffic integrated value Msum in one superframe, and averaging the sum to 1/3 times the current value. Is the communication traffic average value Mavg.
[0039]
When the processing of
[0040]
Each of the
[0041]
Next, the above-described channel switching operation of the mobile phone will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is monitored whether or not the mobile phone has received an idle unit during packet communication (step 201). When the idle unit is received, a grouping of the "channel switching designation group" of the received octet in the 12th octet is performed. Calculate your group using numbers. The specific calculation method is to divide the mobile station identifier, which is a number unique to each mobile phone written in the mobile phone, by the number of groups in the received idle unit to obtain a remainder. It is checked whether the obtained remainder matches the designated group of the “channel switching designated group” (step 202). This is to prevent the mobile phone from switching channels simultaneously to a channel with a light communication load.
[0042]
If they match, the received electric field strength of the channel of the peripheral base station of the frequency code specified by the idle unit is measured by the same method as the conventional one (step 203). Subsequently, the mobile phone compares the measured received electric field strength with the RSSI determination value of the FEC control determination parameter notified in the idle unit that has received the signal (step 204). The RSSI determination value of the FEC control determination parameter indicates a threshold value of the received electric field strength at which packet communication can be performed without any problem without performing an error correction function in performing wireless packet communication.
[0043]
Therefore, if the measured electric field strength is higher than the RSSI determination value of the FEC control determination parameter, it is determined that packet communication can be continued without any problem even after the channel switching, and the mobile phone determines itself as shown in FIG. The average traffic value Mavg of the neighboring base stations notified by the communication amount notification in the idle unit from the base station performing the packet communication rather than the packet communication amount of the channel of the base station currently performing the packet communication calculated by the same algorithm. Then, it is determined whether or not a value obtained by adding a predetermined value α to is smaller (step 205). The above-mentioned predetermined value α is an adjustment amount for preventing the load of the base station of the channel switching destination from becoming larger than the load of the base station of the channel switching source due to the channel switching described later.
[0044]
When the mobile phone obtains a comparison result that the value obtained by adding the predetermined value α to the average traffic value Mavg of the peripheral base station is smaller than its own packet communication traffic, the mobile phone is an idle unit. A channel switching operation is performed to the channel of the peripheral base station which can communicate the notified packet (step 206). This channel switching operation itself is conventionally known, and will not be described in detail. However, when a channel switching request is notified to a base station that is communicating on a control channel, a channel with a switching destination base station is transmitted via a packet processing device. Switching is performed.
[0045]
Note that if a comparison result is obtained in
[0046]
As described above, according to the present embodiment, for example, while the
[0047]
Here, the
[0048]
Thereby, after the channel switching, communication at a higher speed than communication with the
[0049]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the above embodiment, the description has been made such that the communication amount indicating the communication state is calculated by the base station according to the algorithm of the flowchart of FIG. 5, but in this embodiment, the mobile telephone is calculated according to the algorithm of the flowchart of FIG. It is characterized in that the side calculates the communication traffic addressed to itself (addressed to its own station).
[0050]
A description will be given of the communication volume calculation algorithm by the mobile phone together with the flowchart of FIG. 7. First, the communication volume average value OMavg and the variable Init destined for the own station are each initialized to 0 (step 301). The communication amount integrated value OMsum and the slot count number n in the frame (720 msec) are initialized to 0 (step 302).
[0051]
Subsequently, when a slot interrupt is detected (step 303), it is checked whether the slot count number n is greater than “107” (step 304). If the slot count number n is less than “107”, the slot is within one superframe. Therefore, it is checked whether all the W information bits are "0" (step 305).
[0052]
If any of the W information bits is "0", it is determined that the unit is a unit other than the idle unit, and it is determined whether or not the unit has data addressed to its own station (step 306). Then, after incrementing the communication amount integrated value OMsum to the own station by "1" (step 307), the slot count number n is incremented by "1" (step 308).
[0053]
If all the W information bits are "0", it is determined that the unit is an idle unit, and the own station-addressed communication amount integrated value OMsum is not incremented, and only the slot count n is incremented by "1" (step 305). , 308). Also, in the case of a unit other than the idle unit, even when there is no data addressed to the own station in that unit, similarly, the increment of the communication amount integrated value OMsum addressed to the own station is not performed, and only the slot count n is set to “1”. Is incremented by one (
[0054]
On the other hand, when it is determined in
[0055]
On the other hand, when it is determined in
OMavg = (OMavg + OMsum × 2) / 3
The following formula is used to calculate the local station average communication amount OMavg (step 311). This equation is obtained by adding the previous average value OMavg of the communication amount addressed to the own station and the value obtained by doubling the integrated value OMsum of the communication amount addressed to the own station in one superframe this time, and reducing the added value to 1/3. The averaged value is used as the current average communication amount OMavg addressed to the own station.
[0056]
When the processing of
[0057]
Next, another embodiment of the channel switching operation of the mobile phone will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is monitored whether or not the mobile phone has received an idle unit during packet communication (step 401). When the idle unit is received, a grouping of the "channel switching designation group" of the received octet of the 12th octet is performed. Calculate your group using numbers. The specific calculation method is the same as the method described in
[0058]
If they match, the received electric field strength of the channel of the peripheral base station of the frequency code specified by the idle unit is measured by a method similar to the conventional method (step 403). Subsequently, the mobile phone compares the measured received electric field strength with the RSSI determination value of the FEC control determination parameter notified in the idle unit that has received the signal (step 404). If the measured electric field strength is higher than the RSSI determination value of the FEC control determination parameter, it is determined that packet communication can be continued without any problem even after channel switching, and whether the mobile phone satisfies the following equation. A determination is made (step 405).
[0059]
Communication amount notification <Mavg-
Here, in the above equation, Mavg is the packet communication amount (average value) calculated by the same algorithm as in FIG. 5 inside the mobile phone in the channel where the mobile phone is currently performing packet communication. This is the total packet traffic on the channel on which the local station is currently performing packet communication, including not only packets addressed to other stations but also packets addressed to other stations. Further, OMavg is an average value of the communication amount of the packet addressed to the own station calculated by the algorithm described with reference to FIG. 7 in the channel currently performing the packet communication.
[0060]
In addition, the “communication amount notification” in the above equation is calculated according to the flowchart of FIG. 5 in the peripheral base station of the base station that is currently communicating, and is periodically transmitted from the peripheral base station along with information of a channel that can perform packet communication. This is the packet traffic (corresponding to Mavg in FIGS. 5 and 6) received by the mobile phone through the currently communicating base station and indicated by the “communication traffic notification” on the 17th octet of the idle unit.
[0061]
Therefore, the above equation sets the threshold value to be a value obtained by subtracting a value obtained by doubling the average value OMavg of the communication traffic addressed to the own station from the packet communication traffic Mavg calculated inside the mobile phone. An inequality indicating whether or not the received traffic is larger than the received traffic notification (packet traffic) of the idle unit. If this inequality is satisfied, the packet traffic of the channel of the peripheral base station reported by the idle unit is shown. Therefore, a channel switching procedure for switching from the channel currently performing packet communication to the channel of the neighboring base station notified by the communication amount notification in the idle unit is executed (step 406).
[0062]
In the above formula, the reason why the value obtained by doubling the average value OMavg of the communication amount to the own station is subtracted is that the channel switching causes the communication amount of the channel on which the mobile phone has been performing packet communication to be smaller, This is to prevent the above-described channel switching from being repeated.
[0063]
The above-described channel switching operation itself is conventionally known, and therefore will not be described in detail.However, when a channel switching request is notified to a base station that is communicating on a control channel, communication with a switching destination base station is performed via a packet processing device. Channel switching is performed.
[0064]
If it is determined in
[0065]
As described above, according to the present embodiment, the mobile communication device calculates the packet communication amount of the currently communicating channel and the average value of the packet communication amount addressed to its own station, and reports the calculation result and the idle unit. Since it is determined whether or not to execute the channel switching procedure based on the packet communication amount (communication amount notification) of the neighboring base station, the communication speed with the base station with a light communication load after executing the channel switching is determined. Packet communication can be surely continued without causing a decrease in the packet communication.
[0066]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the barometer indicating the traffic shown in FIG. 5 may be changed to the number of idle units. Weighting other than the
[0067]
Further, in the above embodiment, the information exchange of the communication amount between base stations has been described. However, since a plurality of packet communicable channels can be operated even within one base station, one base station can be operated. , The same method can be applied even when a plurality of packet communication channels are used. Also, the order of
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, based on the received packet-communicable channel information, the mobile terminal takes the initiative to switch to another base station channel with a lighter communication load, so that the base station with the smaller load can be used. Packet communication with stations has been made possible, so that the channels that can perform packet communication can be switched between the base station and the base station with a light communication load according to the current communication conditions as well as the reception field strength and received data quality. In addition, packet communication can be continued without lowering the communication speed led by the mobile terminal, and wireless resources can be effectively used.
[0069]
Further, according to the present invention, since a plurality of channels capable of performing packet communication are notified to the mobile terminal using the unused portion of the idle unit, the information amount for transmitting the number of notification of the channels capable of performing packet communication is reduced. Thus, the load can be reduced as compared with the conventional case, and the load of packet communication can be further reduced.
[0070]
Further, according to the present invention, a threshold calculated from the total packet traffic of the current channel calculated by the mobile terminal itself and the packet traffic addressed to the own station, By comparing the amount of packet communication with the channel and selecting whether or not to perform channel switching based on the comparison result, packet communication can always be performed with the base station having a smaller load, and the above-described operation can be performed. By setting the threshold value, it is possible to control so that the mobile terminal does not simultaneously switch channels to a channel with a light communication load. In addition, since the above-mentioned threshold for channel switching is calculated in consideration of the amount of packet communication addressed to the mobile station of the mobile terminal, a channel having a lighter communication load after the channel switching than the channel switching before the channel switching is reliably performed. Can be switched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a signal transmission timing from the base station to the mobile phone in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of how to use W information bits.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of an idle unit used in the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of a traffic calculation algorithm according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the embodiment of the mobile phone according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing another embodiment of the traffic calculation algorithm according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of another embodiment of the mobile phone according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2 mobile phone (MS)
3, 4 base station (BS)
5 Packet processing device
6 gateway device
7 Internet
A1, A2 communication area
Claims (11)
前記複数の基地局は
自身の通信エリア内の第1の通信量を計算する計算手段と、
前記第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出する送出手段と、
他の基地局から受信した前記第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を、自局の通信エリアに在圏する前記移動体端末に報知する報知手段と
をそれぞれ有し、前記移動体端末は、
パケット通信中の前記基地局から送信された前記第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する受信手段と、
受信した前記チャネルの情報に基づいて、その情報で指定された前記パケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する電界強度測定手段と、
パケット通信中の前記基地局の第2の通信量を計算する通信量計算手段と、
前記受信電界強度の測定結果と所定のしきい値とを比較し、かつ、前記第2の通信量と前記受信手段で受信した前記第1の通信量とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記受信電界強度の測定結果が所定のしきい値よりも大で、かつ、前記第2の通信量の方が前記第1の通信量よりも所定値以上大であるとの比較結果が得られたときは、前記受信手段により受信した前記パケット通信可能なチャネルに切り替える切替手段と
を有し、前記移動体端末は通信負荷が軽い方の基地局との間で通信することを特徴とする移動通信システム。In a mobile communication system in which a plurality of base stations perform packet communication by radio waves with mobile terminals located within their own communication area,
Calculating means for calculating a first traffic in the communication area of the plurality of base stations;
Sending means for periodically sending the information of the first communication amount and the channel capable of performing packet communication to a peripheral base station;
Notifying means for notifying the mobile terminal located in the communication area of the own station of the information on the first communication amount and the channel capable of packet communication received from another base station, The terminal is
Receiving means for receiving information on the first communication amount and a channel capable of packet communication transmitted from the base station during packet communication;
Based on the received information on the channel, an electric field intensity measuring unit that measures a received electric field intensity of a frequency used by a base station other than the base station performing the packet communication specified by the information,
Communication amount calculation means for calculating a second communication amount of the base station during packet communication;
Comparing means for comparing the measurement result of the reception electric field strength with a predetermined threshold value, and comparing the second communication amount with the first communication amount received by the receiving unit;
A comparison is made that the result of the measurement of the received electric field strength by the comparing means is larger than a predetermined threshold value and that the second traffic is larger than the first traffic by a predetermined value or more. when the result is obtained, that have a switching means for switching to the packet communication-possible channels received by the receiving unit, the mobile terminal is communicating with the base station towards the communication load is light Characteristic mobile communication system.
前記複数の基地局は
自身の通信エリア内のパケット通信量を計算する計算手段と、
前記パケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出する送出手段と、
他の基地局から受信した前記パケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を、自局の通信エリアに在圏する前記移動体端末に報知する報知手段と
をそれぞれ有し、前記移動体端末は、
パケット通信中の前記基地局から送信された前記パケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する受信手段と、
受信した前記チャネルの情報に基づいて、その情報で指定された前記パケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する電界強度測定手段と、
パケット通信中の現在のチャネルのすべてのパケットの第1の通信量と、前記パケット通信中の現在のチャネルの自局宛のパケットの第2の通信量をそれぞれ計算する通信量計算手段と、
前記第1の通信量から前記第2の通信量に所定値を乗算した値を差し引いた値をしきい値として算出するしきい値計算手段と、
前記受信電界強度の測定結果と所定の判定値とを比較し、かつ、前記受信手段で受信した前記パケット通信量と前記しきい値計算手段で計算された前記しきい値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記受信電界強度の測定結果が前記判定値よりも大で、かつ、前記パケット通信量の方が前記しきい値よりも小であるとの比較結果が得られたときは、前記受信手段により受信した前記パケット通信可能なチャネルに切り替える切替手段と
を有し、前記移動体端末は通信負荷が軽い方の基地局との間で通信することを特徴とする移動通信システム。In a mobile communication system in which a plurality of base stations perform packet communication by radio waves with mobile terminals located within their own communication area,
Calculating means for calculating the packet traffic in its own communication area,
Sending means for periodically sending the information of the packet communication amount and the channel capable of packet communication to a peripheral base station;
Notifying means for notifying the mobile terminal located in the communication area of its own station with information on the packet communication amount and the channel capable of packet communication received from another base station, and the mobile terminal ,
Receiving means for receiving information on the packet communication volume and the channel capable of packet communication transmitted from the base station during packet communication,
Based on the received information on the channel, an electric field intensity measuring unit that measures a received electric field intensity of a frequency used by a base station other than the base station performing the packet communication specified by the information,
Communication amount calculation means for calculating a first communication amount of all packets of the current channel during the packet communication and a second communication amount of packets addressed to the own station of the current channel during the packet communication;
Threshold calculation means for calculating, as a threshold, a value obtained by subtracting a value obtained by multiplying the second traffic by a predetermined value from the first traffic;
Comparing means for comparing the measurement result of the received electric field strength with a predetermined judgment value, and comparing the packet traffic received by the receiving means with the threshold value calculated by the threshold value calculating means; When,
When the result of measurement of the received electric field strength is larger than the determination value by the comparing means, and the comparison result that the packet traffic is smaller than the threshold is obtained, mobile communication system have a switching means for switching to the packet communication-possible channels received by the receiving means, said mobile terminal, characterized in that the communication with the base station towards the communication load is light.
前記基地局は、自身の通信エリア内の第1の通信量を計算し、その第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出すると共に、前記周辺の基地局からの前記第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報をパケット通信中の前記移動体端末に送信し、前記移動体端末は、
パケット通信中の前記基地局の第2の通信量を計算する第1のステップと、パケット通信中の前記基地局から送信された前記第1の通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する第2のステップと、受信した前記チャネルの情報に基づいて、その情報で指定されたパケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する第3のステップと、前記受信電界強度の測定結果と所定のしきい値とを比較し、かつ、前記第2の通信量と前記第2のステップで受信した前記第1の通信量とを比較する第4のステップと、前記受信電界強度の測定結果が所定のしきい値よりも大で、かつ、前記第2の通信量の方が前記第1の通信量よりも所定値以上大であるとの比較結果が得られたときは、受信した前記パケット通信可能なチャネルに切り替える第5のステップとを含み、前記移動体端末は通信負荷が軽い方の基地局のチャネルに切り替えることを特徴とするチャネル切替方法。In a channel switching method of a mobile communication system, a mobile terminal located in a communication area of a base station switches a channel that performs packet communication with the base station by radio waves.
The base station calculates a first traffic in its own communication area, periodically transmits the first traffic and information of a channel capable of packet communication to a nearby base station, The first communication amount from the base station and information of a channel capable of packet communication are transmitted to the mobile terminal performing packet communication, and the mobile terminal includes:
A first step of calculating a second communication amount of the base station during packet communication, and receiving information of the first communication amount and a channel capable of packet communication transmitted from the base station during packet communication A second step, and a third step of measuring, based on the received information on the channel, a received electric field strength of a frequency used by a base station other than the base station performing the packet communication specified by the information. A fourth step of comparing the measurement result of the reception electric field strength with a predetermined threshold value, and comparing the second communication amount with the first communication amount received in the second step; And a comparison result that the measurement result of the reception electric field strength is larger than a predetermined threshold value and the second traffic is larger than the first traffic by a predetermined value or more. When it is obtained, the received packet And a fifth step of switching the possible channels, the mobile terminal channel switching method characterized by switching the channel of the base station towards the communication load is light.
前記基地局は、自身の通信エリア内のパケット通信量を計算し、そのパケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を周辺の基地局へ定期的に送出すると共に、前記周辺の基地局からの前記パケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報をパケット通信中の前記移動体端末に送信し、前記移動体端末は、
パケット通信中の現在のチャネルのすべてのパケットの第1の通信量と、前記パケット通信中の現在のチャネルの自局宛のパケットの第2の通信量をそれぞれ計算する第1のステップと、前記第1の通信量から前記第2の通信量に所定値を乗算した値を差し引いた値をしきい値として算出する第2のステップと、パケット通信中の前記基地局から送信された前記パケット通信量とパケット通信可能なチャネルの情報を受信する第3のステップと、受信した前記チャネルの情報に基づいて、その情報で指定されたパケット通信中の基地局以外の基地局で使用している周波数の受信電界強度を測定する第4のステップと、前記受信電界強度の測定結果と所定の判定値とを比較し、かつ、前記第3のステップで受信した前記パケット通信量と前記第2のステップで算出したしきい値とを比較する第5のステップと、前記受信電界強度の測定結果が前記判定値よりも大で、かつ、前記パケット通信量の方が前記しきい値よりも小であるとの比較結果が得られたときは、受信した前記パケット通信可能なチャネルに切り替える第6のステップとを含み、前記移動体端末は通信負荷が軽い方の基地局のチャネルに切り替えることを特徴とするチャネル切替方法。In a channel switching method of a mobile communication system, a mobile terminal located in a communication area of a base station switches a channel that performs packet communication with the base station by radio waves.
The base station calculates the amount of packet communication in its own communication area, periodically transmits the information on the amount of packet communication and the channel capable of performing packet communication to peripheral base stations, and transmits the information from the peripheral base station. The packet communication amount and information of a channel capable of packet communication are transmitted to the mobile terminal during packet communication, and the mobile terminal includes:
A first step of calculating a first communication amount of all packets of the current channel during packet communication and a second communication amount of packets of the current channel during packet communication addressed to the own station; A second step of calculating, as a threshold, a value obtained by subtracting a value obtained by multiplying the second communication amount by a predetermined value from the first communication amount, and the packet communication transmitted from the base station during packet communication A third step of receiving information on the amount and the channel capable of packet communication, and a frequency used by a base station other than the base station in packet communication specified by the information based on the received information on the channel. A fourth step of measuring the received electric field intensity of the packet, comparing the measurement result of the received electric field intensity with a predetermined determination value, and comparing the packet communication amount received in the third step with the second A fifth step of comparing with the threshold value calculated in the step, and the measurement result of the received electric field strength is larger than the determination value, and the packet communication amount is smaller than the threshold value. when the comparison result is obtained with it are seen including a sixth step of switching in the received packet communication-possible channels, the mobile terminal is to switch to the channel of the base station towards the communication load is light A channel switching method characterized by the following.
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