JP4547591B2

JP4547591B2 - Handoff control system and handoff control method

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Publication number: JP4547591B2
Application number: JP2001024487A
Authority: JP
Inventors: 誠次郎石塚; 秀二郎田中; 俊巳安部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002232928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハンドオフ制御システム及びハンドオフ制御方法に関し、例えばセルラー無線通信システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルラー無線通信システムにおいては、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定局としての基地局を設置し、移動局としての携帯電話機を通信状態が最も良好な基地局と無線通信させるようになされている。
【０００３】
その際、携帯電話機と基地局との間では種々の通信方式が提案されているが、近年ではＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式と呼ばれる符合分割多元接続方式が用いられており、干渉波に強く高速データ通信を可能とする等の多くの利点を有している。
【０００４】
このセルラー無線通信システムについて、図５を参照しながら以下具体的に説明する。図５においてセルラー無線通信システム１は、サービスエリアを例えば複数のセルＣ１〜Ｃ７に分割して当該セルＣ１〜Ｃ７に対してそれぞれ基地局ＢＳ１〜ＢＳ７を配置するようになされており、これによりサービスエリア内であれば基地局ＢＳ１〜ＢＳ７のいずれかと携帯電話機ＭＳ１との無線通信を確立し得るようになされている。
【０００５】
この場合、各セルＣ１〜Ｃ７に配置された基地局ＢＳ１〜ＢＳ７は、上位階層の切換制御局２と接続されており、当該切換制御局２は基地局ＢＳ１〜ＢＳ７を管理すると共に各基地局ＢＳ１〜ＢＳ７から送られてくる信号及び各基地局ＢＳ１〜ＢＳ７へ送る信号の信号路（チャネル）を回線交換によって制御するようになされている。
【０００６】
ここで、移動局としての携帯電話機ＭＳ１がセルラー無線通信システム１のサービスエリア内で通信する場合には、当該携帯電話機ＭＳ１は基地局ＢＳ１〜ＢＳ７のうち最も通信状態が良好な基地局を選択し、当該選択した基地局と無線回線（通信チャネル）を接続して音声信号等のユーザ情報を通信するようになされている。
【０００７】
例えば、携帯電話機ＭＳ１が基地局ＢＳ１の近傍に存在するときには、当該基地局ＢＳ１との通信状態が最も良好なので、当該基地局ＢＳ１と無線回線を接続する。このとき基地局ＢＳ１は、携帯電話機ＭＳ１から受信した受信信号を上位階層の切換制御局２に送信し、また逆に切換制御局２から受けた送信信号を携帯電話機ＭＳ１へ向けて送信する。
【０００８】
切換制御局２は、基地局ＢＳ１から受けたデータを公衆回線網３を介して通信相手の端末装置４へ送信し、また公衆回線網３を介して送られてくる通信相手の端末装置４からのデータを基地局ＢＳ１へ送信するようになされており、これにより携帯電話機ＭＳ１は基地局ＢＳ１、切換制御局２及び公衆回線網３を介して通信相手の端末装置４と通信することができる。
【０００９】
ところで、携帯電話機ＭＳ１が移動することによって当該携帯電話機ＭＳ１が無線接続されるべき基地局を変更する場合が生じる。例えば携帯電話機ＭＳ１が基地局ＢＳ１のサービスエリアであるセルＣ１から基地局ＢＳ２のサービスエリアであるセルＣ２へ移動したときのような場合である。
【００１０】
このとき携帯電話機ＭＳ１は、基地局ＢＳ１から新たに接続された基地局ＢＳ２へ無線回線の接続切換いわゆるハンドオフを行って当該基地局ＢＳ２と無線通信するようになされており、このようなハンドオフを行うことにより、当該携帯電話機ＭＳ１が移動した場合でも順次基地局ＢＳ１〜ＢＳ７を切り換えていくことによって無線通信を継続するようになされている。
【００１１】
実際上、セルラー無線通信システム１においてハンドオフを行うためには、通信中であっても常に「移動局がどの基地局と接続するべきか」を模索している必要がある。
【００１２】
一般にセルラー無線通信システム１においては、携帯電話機ＭＳ１が基地局ＢＳ１〜ＢＳ７から送信される制御チャネル（以下、これをコントロールチャネルＣＣＨと呼ぶ）のパイロット信号を受信してその受信電力をそれぞれ測定し、当該受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先の基地局候補として決定するようになされており、携帯電話機ＭＳ１主体でハンドオフ先の基地局候補を模索するようになされている。
【００１３】
なお、実際にハンドオフを行うか否かの決定権は基地局側に委ねられており、ハンドオフを行うまでの流れとしては、「携帯電話機ＭＳ１がまずハンドオフ先の基地局候補を探索し、その探索結果に従って携帯電話機ＭＳ１からハンドオフの依頼を受けた基地局がハンドオフを実行するか否かを判断し、実行すべきと判断した場合にハンドオフを行う」といった方式となっている。
【００１４】
すなわち基地局は、現在通信中の携帯電話機ＭＳ１から送られてくるパイロット信号の受信電力が良好な通信状態を維持するのに不足していないかどうかを常時監視しており、受信電力の不足により良好な通信状態を維持できなくなった場合には、現在通信中の携帯電話機ＭＳ１を他の基地局へハンドオフすることを決定し、その携帯電話機ＭＳ１から通告されるハンドオフ先候補の基地局に対してハンドオフを実行する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる従来のセルラー無線通信システム１においては、携帯電話機ＭＳ１がセルＣ１〜Ｃ７間を移動する際、都会ビル郡等のマルチパス環境下では、受信電力が不安定でかつ基地局からの電波の到来方向に関してもマルチパスの影響によって進行方向先からだけではなく後方や横方向等から等の種々様々であることにより、携帯電話機ＭＳ１が必ずしも正しい基地局候補を探索し得ず、誤ったハンドオフを行ってしまうという問題があった。
【００１６】
またセルラー無線通信システム１においては、誤ったハンドオフを行ってしまったときには、基地局と携帯電話機ＭＳ１との呼が瞬断され易くなり、良好な通信状態を維持し得なくなるという問題があった。
【００１７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、マルチパス環境下等の不安定な通信状態であってもハンドオフを正確に実行し得るハンドオフ制御システム及びハンドオフ制御方法を提案しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、通信エリアを所定の大きさに分割した複数の領域内にそれぞれ設置された基地局のいずれかと無線通信する移動局が複数の領域間を移動する際、基地局の上位切換制御局によってハンドオフを制御するには、移動局が自身の現在位置を所定の測位手段によって検出することにより得た位置データに加えて基地局からの受信電力値を測定することにより得た受信電力値データを所定の送信手段により通信中の基地局へ送信し、基地局が移動局と無線通信を開始した際に当該移動局の位置登録を行い、当該位置登録に対応した地点と、移動局から受信した位置データとに基づいて予測した移動局の移動方向を示す予測結果に加え、受信電力値データを所定の通知手段により上位切換制御局へ通知し、上位切換制御局における所定のチャネル切換制御手段が基地局から通知された予測結果に基づいて次にハンドオフを行うべき移動方向の基地局候補を決定し、受信電力値データが所定の閾値レベルよりも低減し、かつ基地局候補からの受信電力値データが閾値レベルよりも増大したときに、基地局候補に対して移動局との無線回線の接続命令を出力するとともに、基地局に対して移動局との無線回線の切断準備の準備命令を出力し、基地局候補及び基地局の双方と移動局との無線回線を接続したソフトハンドオフ状態を作り出した後、基地局からの受信電力値データに基づいて当該基地局と当該移動局との無線回線接続状態を維持することが困難になったと判断したとき、当該移動局で用いられたのと同じ所定の拡散符号列の復調部に対する供給を停止して無線回線を切断することによりハンドオフを実行するようにする。
【００１９】
これにより、移動局の移動方向を示す予測結果に基づいて次にハンドオフを行うべき移動方向の基地局候補を決定し、現在の基地局及び基地局候補の双方と移動局との無線回線を接続したソフトハンドオフ状態を作り出した後、基地局からの受信電力値データに基づいて当該基地局と当該移動局との無線回線接続状態を維持することが困難になったと判断したとき、当該移動局で用いられたのと同じ所定の拡散符号列の復調部に対する供給を停止して無線回線を切断することによりソフトハンドオフ状態を終了してハンドオフを行うことができるので、マルチパス環境下であっても次にハンドオフを行うべき基地局を間違うことがなく、一段と正確にハンドオフを実行することができる。
【００２０】
また本発明においては、通信エリアを所定の大きさに分割した複数の領域内にそれぞれ設置された基地局のいずれかと無線通信する移動局が複数の領域間を移動する際、基地局の上位切換制御局によってハンドオフを制御するハンドオフ制御方法において、移動局が自身の現在位置を所定の測位手段によって検出することにより得た位置データに加えて基地局からの受信電力値を測定することにより得た受信電力値データを所定の送信手段により通信中の基地局へ送信し、基地局が移動局と無線通信を開始した際に当該移動局の位置登録を行い、当該位置登録に対応した地点と、移動局から受信した位置データとに基づいて予測した移動局の移動方向を示す予測結果に加え、受信電力値データを所定の通知手段により上位切換制御局へ通知し、上位切換制御局における所定のチャネル切換制御手段が基地局から通知された予測結果に基づいて次にハンドオフを行うべき移動方向の基地局候補を決定し、受信電力値データが所定の閾値レベルよりも低減し、かつ基地局候補からの受信電力値データが閾値レベルよりも増大したときに、基地局候補に対して移動局との無線回線の接続命令を出力するとともに、基地局に対して移動局との無線回線の切断準備の準備命令を出力し、基地局候補及び基地局の双方と移動局との無線回線を接続したソフトハンドオフ状態を作り出した後、基地局からの受信電力値データに基づいて当該基地局と当該移動局との無線回線接続状態を維持することが困難になったと判断したとき、当該移動局で用いられたのと同じ所定の拡散符号列の復調部に対する供給を停止して無線回線を切断することによりハンドオフを実行するようにする。
【００２１】
これにより、移動局の移動方向を示す予測結果に基づいて次にハンドオフを行うべき移動方向の基地局候補を決定し、現在の基地局及び基地局候補の双方と移動局との無線回線を接続したソフトハンドオフ状態を作り出した後、基地局からの受信電力値データに基づいて当該基地局と当該移動局との無線回線接続状態を維持することが困難になったと判断したとき、当該移動局で用いられたのと同じ所定の拡散符号列の復調部に対する供給を停止して無線回線を切断することによりソフトハンドオフ状態を終了してハンドオフを行うことができるので、マルチパス環境下であっても次にハンドオフを行うべき基地局を間違うことがなく、一段と正確にハンドオフを実行することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２３】
（１）ディジタルセルラー無線通信システムの全体構成
図５との対応部分に同一符号を付して示す図１において、１１は全体として本発明におけるハンドオフ制御システムとしてのディジタルセルラー無線通信システムを示し、サービスエリアを分割してなる複数の領域でなるセルＣ２１〜Ｃ２７に各々配置された基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７のうち、携帯電話機ＭＳ１００が現在位置するセルＣ２１の基地局ＢＳ２１と当該携帯電話機ＭＳ１００とを無線接続するようになされている。
【００２４】
この場合、各セルＣ２１〜Ｃ２７に配置された基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７は、上位階層の切換制御局１２と接続されており、当該切換制御局１２は当該基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７を管理すると共に各基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７から送られてくる信号及び各基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７へ送る信号の信号路（チャネル）を回線交換によって制御するようになされている。
【００２５】
ここで、移動局としての携帯電話機ＭＳ１００がセルラー無線通信システム１１のサービスエリア内で通信する場合には、当該携帯電話機ＭＳ１００は基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７のうち最も通信状態（電波の受信電界強度）が良好な基地局を選択し、当該選択した基地局と無線回線を接続して音声信号等のユーザ情報を通信するようになされている。
【００２６】
例えば、携帯電話機ＭＳ１００がセルＣ２１内に存在するときには、基地局ＢＳ２１との通信状態が最も良好なはずであることにより、携帯電話機ＭＳ１００は当該基地局ＢＳ２１との無線回線を接続する。このとき基地局ＢＳ２１は、携帯電話機ＭＳ１００から受信した受信信号を上位階層の切換制御局１２へ送信し、また逆に切換制御局１２から受けた送信信号を携帯電話機ＭＳ１００へ向けて送信する。
【００２７】
切換制御局１２は、基地局ＢＳ２１から受けたデータを公衆回線網３を介して通信相手の端末装置４へ送信し、また公衆回線網３を介して送られてくる通信相手の端末装置４からのデータを基地局ＢＳ２１へ送信するようになされており、これにより携帯電話機ＭＳ１００は基地局ＢＳ２１、切換制御局１２及び公衆回線網３を介して通信相手の端末装置４と通信し得るようになされている。
【００２８】
このディジタルセルラー無線通信システム１１では、携帯電話機ＭＳ１００がセルＣ２１の基地局ＢＳ２１と無線回線を接続した状態で、矢印の方向すなわちセルＣ２３、セルＣ２５へと移動する際に、例えマルチパス環境下であっても切換制御局１２がハンドオフを正確に実行し得るようになされており、以下そのための構成について詳述する。
【００２９】
（２）携帯電話機の回路構成
図２に示すように携帯電話機ＭＳ１００は、アンテナ３０によって受信した基地局ＢＳ２１からの受信信号Ｓ１をアンテナ共用器３１を介して受信部３２へ送出する。
【００３０】
受信部３２は、受信信号Ｓ１を増幅し、周波数シンセサイザ３３から供給される局部周波数信号を乗算することにより周波数変換処理した後、フィルタリング処理及びアナログディジタル変換処理を施すことにより受信データＤ１を取り出し、これをベースバンド変復調部３４及び受信電力測定部４２へ送出する。
【００３１】
ベースバンド変復調部３４は、受信データＤ１に対して所定の復調処理を施すことによってベースバンド信号を生成し、当該ベースバンド信号に基づいて通信相手の音声をスピーカ３５を介して出力するようになされている。
【００３２】
またベースバンド変復調部３４は、メモリ３６、操作ボタン等の操作部３７及びマイクロフォン３８と接続されており、復調したベースバンド信号や各種データ等をメモリ３６に格納し、また操作部３７によって入力された命令等を変調し、マイクロフォン３８によって集音したユーザの音声信号を変調することにより通信データＤ３を生成した後、これを送信部３９へ送出する。
【００３３】
送信部３９は、通信データＤ３に対してフィルタリング処理、ディジタルアナログ変換処理を施すことにより送信信号を生成し、当該送信信号に対して周波数セインセサイザ３３から供給される局部周波数信号を乗算して周波数変換処理することにより所定周波数チャネルの送信信号Ｓ４を生成し、これを所定電力に増幅した後アンテナ共用器３１及びアンテナ３０を介して送信する。
【００３４】
かかる構成に加えて携帯電話機ＭＳ１００は、ＧＰＳ(Global Positioning System)衛星からの衛星信号Ｓ１０をＧＰＳアンテナ４０により受信し、当該衛星信号Ｓ１０をＧＰＳ受信部４１で所定時間（例えば５秒間）間隔毎に解析することにより、携帯電話機ＭＳ１００自身の現在位置（緯度、経度及び高度）を検出し、その結果得られる位置データＤ１１を順次ベースバンド変復調部３４へ送出する。
【００３５】
このとき同時に受信電力測定部４２は、受信データＤ１の受信電界強度を測定しており、その結果得られる受信電力値データＤ２をベースバンド変復調部３４へ送出する。
【００３６】
ベースバンド変復調部３４は、位置データＤ１１及び受信電力値データＤ２を多重化して変調することにより変調データＤ１２を生成し、当該変調データＤ１２を送信部３９へ送出する。
【００３７】
なおベースバンド変復調部３４は、位置データＤ１１及び受信電力値データＤ２については所定時間間隔毎にＧＰＳ受信部４１及び受信電力測定部４２から供給されるので、通信データＤ３が同時に供給されたときには当該通信データＤ３と共に多重化するようになされている。
【００３８】
送信部３９は、変調データＤ１２にフィルタリング処理、ディジタルアナログ変換処理を施すことにより送信信号を生成し、当該送信信号に対して周波数セインセサイザ３３から供給される局部周波数信号を乗算して周波数変換処理することにより所定周波数チャネルのハンドオフ支援信号Ｓ１３を生成し、これを所定電力に増幅した後アンテナ共用器３１及びアンテナ３０を介して送信する。
【００３９】
（３）基地局及び切換制御局の構成
図３に示すように基地局ＢＳ２１は、携帯電話機ＭＳ１００から送信されてくるハンドオフ支援信号Ｓ１３をアンテナ５１により受信し、これを受信信号Ｓ１４として受信部５２へ送出する。
【００４０】
受信部５２は、受信信号Ｓ１４を増幅し、周波数変換処理、フィルタリング処理及びアナログディジタル変換処理を施すことにより受信データＤ１５を生成し、これを復調部５３へ送出する。
【００４１】
復調部５３は、受信データＤ１５に対して所定の復調処理を施すことによって携帯電話機ＭＳ１００で検出したときの位置データＤ１１、受信電力値データＤ２及び通信データＤ３に相当する位置データＤ２１、受信電力値データＤ２２及び通信データＤ２３を生成し、当該受信電力値データＤ２２及び通信データＤ２３を多重化部５５へ送出すると共に、位置データＤ２１を移動方向予測部５４へ送出する。
【００４２】
移動方向予測部５４は、復調部５３から所定時間間隔毎に順次供給される複数の位置データＤ２１に基づいて携帯電話機ＭＳ１００の現在位置（緯度及び経度）を推定すると共に移動方向を予測し、例えば当該携帯電話機ＭＳ１００がセルＣ２１からセルＣ２３へ向けて移動中であることを予測結果データＤ２４として多重化部５５へ送出する。
【００４３】
多重化部５５は、予測結果データＤ２４、受信電力値データＤ２２及び通信データＤ２３を多重化し、その結果得られる多重化データＤ２５を上位の切換制御局１２へ出力する。
【００４４】
切換制御局１２は、基地局ＢＳ２１から受け取った多重化データＤ２５を分離部６１に入力し、当該分離部６１で多重化データＤ２５を分離し、その結果得られる通信データＤ２３を音声処理部６２へ送出すると共に、受信電力値データＤ２２及び予測結果データＤ２４をチャネル切換制御部６４へ送出するようになされている。
【００４５】
音声処理部６２は、通信データＤ２３を音声信号に変換した後、当該音声信号を交換機６３及び公衆回線網３を介して端末装置４（図１）へ出力する。
【００４６】
チャネル切換制御部６４は、位置登録部６５と接続されており、当該位置登録部６５から携帯電話機ＭＳ１００の位置登録データＤ３０の供給を受けるようになされている。
【００４７】
ここで位置登録データＤ３０とは、携帯電話機ＭＳ１００が最初に電源スイッチをオンしたときに当該携帯電話機ＭＳ１００自身が存在するセルＣ２１を表すセルナンバーを基地局ＢＳ２１へ通知し、当該基地局ＢＳ２１から切換制御局１２へ報告される携帯電話機ＭＳ１００の現在位置エリアである。
【００４８】
従ってチャネル切換制御部６４は、位置登録データＤ３０に基づいて最初に位置登録された地点を認識し、予測結果データＤ２４に基づいて最初の位置登録の地点からいずれのセルへ向かって移動中であるかの移動方向を正確に認識し得ると共に、受信電力値データＤ２２に基づいて移動中の携帯電話機ＭＳ１００における基地局ＢＳ２１との受信電界強度の変化を監視し得るようになされている。
【００４９】
なおチャネル切換制御部６４は、このとき移動方向先の基地局候補である基地局ＢＳ２３からも携帯電話機ＭＳ１００の受信電力値データが通知されており、当該移動方向先の基地局ＢＳ２３との受信電界強度の変化についても同時に監視し得るようになされている。
【００５０】
これによりチャネル切換制御部６４は、携帯電話機ＭＳ１００の移動方向を認識した状態で当該携帯電話機ＭＳ１００の基地局ＢＳ２１との受信電界強度が所定の閾値レベルよりも低減し、かつ移動方向先の基地局候補である基地局ＢＳ２３との受信電界強度が所定の閾値レベルよりも増大したと判断した場合、移動方向先のセルＣ２３の基地局ＢＳ２３へハンドオフするためのハンドオフ制御信号Ｓ３２を基地局ＢＳ２３へ出力すると共に、当該携帯電話機ＭＳ１００が現在通信中の基地局ＢＳ２１のチャネル切換部５６へ無線回線の切断準備の準備信号Ｓ３１を出力するようになされている。
【００５１】
基地局ＢＳ２１のチャネル切換部５６は、切換制御局１２のチャネル切換制御部６４から供給された準備信号Ｓ３１に基づいて、次のセルＣ２３の基地局ＢＳ２３及び当該基地局ＢＳ２１の双方と携帯電話機ＭＳ１００との無線回線を接続した状態から当該基地局ＢＳ２１と携帯電話機ＭＳ１００との無線回線を接続することが困難な状態になったときに、当該基地局ＢＳ２１と携帯電話機ＭＳ１００との無線回線を切断するようになされている。
【００５２】
このようにチャネル切換制御部６４は、次のセルＣ２３の基地局ＢＳ２３に無線回線が切り換えられると同時に、基地局ＢＳ２１の無線回線を切断するのではなく、一時的に両方の基地局ＢＳ２１及び基地局ＢＳ２３と無線回線を接続したいわゆるソフトハンドオフ状態を作り出すことにより、呼の瞬断が生じさせることがないように制御している。
【００５３】
実際上、切換制御局１２のチャネル切換制御部６４は、現在通信中の携帯電話機ＭＳ１００との無線回線を切断するには、当該携帯電話機ＭＳ１００で拡散されたときと同じ拡散符号系列でなるウォルシュコードＣ５０の復調部５３に対する供給を停止し、受信データＤ１５を逆拡散させないことにより復調処理を停止して無線回線を切断するようになされている。
【００５４】
一方、次に無線回線を接続する基地局ＢＳ２３のチャネル切換部（図示せず）は、切換制御局１２のチャネル切換制御部６４から供給されたハンドオフ制御信号Ｓ３２に基づいて、当該基地局ＢＳ２３が与える新たなウォルシュコードを復調部に対して供給して逆拡散させることにより、復調処理を開始して携帯電話機ＭＳ１００との無線回線を新たに接続するようになされている。
【００５５】
（４）ディジタルセルラー無線通信システムにおけるハンドオフ制御処理手順
ここで、ディジタルセルラー無線通信システム１の携帯電話機ＭＳ１００と基地局ＢＳ２１及び切換制御局１２によるハンドオフ制御処理手順についてまとめると、図４（Ａ）に示すように、まず携帯電話機ＭＳ１００はルーチンＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１に移る。
【００５６】
ステップＳＰ１において携帯電話機ＭＳ１００は、ＧＰＳ受信部４１で当該携帯電話機ＭＳ１００自身の現在位置（緯度、経度及び高度）を表す位置データＤ１１を検出すると共に、受信電力測定部４２で受信データＤ１の受信電界強度を表す受信電力値データＤ２を検出し、次のステップＳＰ２に移る。
【００５７】
ステップＳＰ２において携帯電話機ＭＳ１００は、検出結果である位置データＤ１１及び受信電力値データＤ２をハンドオフ支援信号Ｓ１３として現在通信中のセルＣ２１における基地局ＢＳ２１へ送信し、次のステップＳＰ３に移る。
【００５８】
ステップＳＰ３において携帯電話機ＭＳ１００は、次に衛星信号Ｓ１０を受信して位置データＤ１１を検出するまでの所定時間が経過したか否かを判定する。
ここで否定結果が得られると、このことは次の位置データＤ１１を検出するタイミングにはなっていないことを表しており、このとき携帯電話機ＭＳ１００は所定時間が経過して次の位置データＤ１１を検出するタイミングが来るのを待ち受ける。
【００５９】
これに対してステップＳＰ３で肯定結果が得られると、このことは既に所定時間が経過して次の位置データＤ１１を検出するタイミングが来たことを表しており、このとき携帯電話機ＭＳ１００はステップＳＰ１に戻って再度上述の処理を繰り返し、所定時間間隔毎に位置データＤ１１及び受信電力値データＤ２を検出し、その検出結果を順次基地局ＢＳ２１へ送信する。
【００６０】
このとき図４（Ｂ）に示すように基地局ＢＳ２１では、ルーチンＲＴ２の開始ステップから入ってステップＳＰ１１に移る。ステップＳＰ１１において基地局ＢＳ２１は、携帯電話機ＭＳ１００から順次受信して得た位置データＤ２１を基に移動方向予測部５４で当該携帯電話機ＭＳ１００の移動方向を予測し、次のステップＳＰ１２に移る。
【００６１】
ステップＳＰ１２において基地局ＢＳ２１は、ステップＳＰ１１で予測した予測結果データＤ２４と、携帯電話機ＭＳ１００から受信して得た受信電力値データＤ２２とをハンドオフ制御処理のために上位の切換制御局１２へ順次送信し、次のステップＳＰ１３に移る。
【００６２】
このとき図４（Ｃ）に示すように切換制御局１２は、ルーチンＲＴ３の開始ステップから入ってステップＳＰ２１に移る。ステップＳＰ２１において切換制御局１２は、基地局ＢＳ２１から受け取った予測結果データＤ２４に基づいて基地局ＢＳ２１と現在通信中の携帯電話機ＭＳ１００がセルＣ２３の基地局ＢＳ２３へ移動中であることを表す移動方向を認識すると共に、受信電力値データＤ２２に基づいて受信電界強度の変化を監視し、次のステップＳＰ２２に移る。
【００６３】
ステップＳＰ２２において切換制御局１２は、監視している受信電界強度が所定の閾値レベルよりも低減したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは基地局ＢＳ２１と携帯電話機ＭＳ１００との通信状態が良好であることを表しており、このとき切換制御局１２はハンドオフする必要がないと判断して次のステップＳＰ２４に移ってハンドオフの指示を出すことなく処理を終了する。
【００６４】
これに対してステップＳＰ２２で肯定結果が得られると、このことは受信電界強度が所定の閾値レベルよりも低減し、基地局ＢＳ２１と携帯電話機ＭＳ１００との通信状態が悪化して呼の瞬断のおそれがあることを表しており、このとき切換制御局１２は次のステップＳＰ２３に移る。
【００６５】
ステップＳＰ２３において切換制御局１２は、認識した移動方向先の基地局候補である基地局ＢＳ２３へハンドオフするためのハンドオフ制御信号Ｓ３２を出力することにより当該基地局ＢＳ２３にハンドオフを指示すると共に、現在通信中の基地局ＢＳ２１へ準備信号Ｓ３１を出力することにより回線切断の準備を指示し、次のステップＳＰ２４に移って切換制御局１２の処理を終了する。
【００６６】
次に、ルーチンＲＴ２のステップＳＰ１３において基地局ＢＳ２１は、切換制御局１２からの準備信号Ｓ３１に基づいて回線切断の指示を認識し、ソフトハンドオフの状態を終了したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはソフトハンドオフの状態を終了していないことを表しており、このとき基地局ＢＳ２１はソフトハンドオフの状態が終了するまで待ち受ける。
【００６７】
これに対してステップＳＰ１３で肯定結果が得られると、このことは移動方向先の基地局ＢＳ２３と携帯電話機ＭＳ１００との回線が完全に接続された上に、もとの基地局ＢＳ２３との無線回線を接続することが困難な状態すなわちソフトハンドオフの状態を終了したことを表しており、このとき基地局ＢＳ２１は、次の基地局ＢＳ２３と携帯電話機ＭＳ１００との無線回線の接続によって呼が瞬断するおそれがないので、次のステップＳＰ１４に移る。
【００６８】
ステップＳＰ１４において基地局ＢＳ２１は、復調部５３に対するウォルシュコードＣ５０の供給を停止して携帯電話機ＭＳ１００との回線を切断することにより、当該携帯電話機ＭＳ１００の通信先を基地局ＢＳ２１から移動方向に即した次の基地局ＢＳ２３へ最もふさわしいタイミングでかつ正確にハンドオフし得、次のステップＳＰ１５に移って基地局ＢＳ２１における処理を終了する。かくしてディジタルセルラー無線通信システム１におけるハンドオフ制御処理手順を全て終了する。
【００６９】
（５）動作及び効果
以上の構成において、ディジタルセルラー無線通信システム１は、まず最初に携帯電話機ＭＳ１００がＧＰＳ衛星から受信した衛星信号Ｓ１０を解析することにより、携帯電話機ＭＳ１００自身の現在位置（緯度、経度及び高度）を表す位置データＤ１１を検出すると共に、受信データＤ１の受信電界強度を測定することにより受信電力値データＤ２を生成し、当該位置データＤ１１及び当該受信電力値データＤ２をハンドオフ支援信号Ｓ１３として基地局ＢＳ２１へ送信する。
【００７０】
基地局ＢＳ２１は、携帯電話機ＭＳ１００から受信して得た位置データＤ２１に基づいて携帯電話機ＭＳ１００の現在位置を推定すると共に移動方向を予測し、その結果得られる予測結果データＤ２４を、携帯電話機ＭＳ１００から受信して得た受信電力値データＤ２２と共に上位の切換制御局１２へ通知する。
【００７１】
切換制御局１２は、予測結果データＤ２４に基づいて最初の位置登録の地点からの移動方向を正確に認識すると共に、受信電力値データＤ２２に基づいて移動中の携帯電話機ＭＳ１００における受信電界強度の変化を監視し、その結果、基地局ＢＳ２１との受信電界強度が所定の閾値レベルよりも低減し、かつ移動方向先の基地局ＢＳ２３との受信電界強度が所定の閾値レベルよりも増大したと判断した場合、移動方向先のセルＣ２３の基地局ＢＳ２３へハンドオフするためのハンドオフ制御信号Ｓ３２を出力すると共に、当該携帯電話機ＭＳ１００が現在通信中の基地局ＢＳ２１のチャネル切換部５６へ回線切断のための準備信号Ｓ３１を出力する。
【００７２】
このとき基地局ＢＳ２１のチャネル切換部５６は、切換制御局１２のチャネル切換制御部６４から供給された準備信号Ｓ３１に基づいてソフトハンドオフの終了後に現在通信中の携帯電話機ＭＳ１００との無線回線接続を切断することにより、呼の瞬断が生じること確実に防止することができる。
【００７３】
このようにディジタルセルラー無線通信システム１は、携帯電話機ＭＳ１００の移動方向をハンドオフの前に予め正確に予測し、携帯電話機ＭＳ１００の移動による受信電界強度の変化に応じて予め予測した移動方向先のセルＣ２３の基地局ＢＳ２３へハンドオフすることにより、ビル郡等のマルチパス環境下で本来の移動方向先の基地局ＢＳ２３以外の基地局から得られる受信電界強度が大きくなるような場合でも、ハンドオフ先の基地局を間違えることなく、正確にハンドオフを行うことができる。
【００７４】
これによりディジタルセルラー無線通信システム１は、誤った基地局へハンドオフすることが無くなるので、無駄な通信チャネルの使用を防止して当該通信チャネルの有効利用を図ることができる。
【００７５】
またディジタルセルラー無線通信システム１は、当該携帯電話機ＭＳ１００の受信電界強度が所定の閾値レベルよりも低減し、かつ移動方向先の基地局ＢＳ２３における受信電界強度が所定の閾値レベルよりも増大したと判断したときに、ハンドオフを実行することにより、携帯電話機ＭＳ１００の移動方向先の基地局ＢＳ２３へ最適なタイミングでハンドオフを実行することができ、かくして呼の瞬断についても確実に防止することができる。
【００７６】
以上の構成によれば、ディジタルセルラー無線通信システム１は携帯電話機ＭＳ１００から得られる位置データＤ１１に基づいて予測した移動方向先における基地局ＢＳ２３へ正確にハンドオフを実行することができるので、マルチパス環境下等の不安定な通信状態の中であっても常に正確にハンドオフを実行することができる。
【００７７】
（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、測位手段としてのＧＰＳ受信部によってＧＰＳ衛星からの衛星信号Ｓ１０を解析することにより位置データＤ１１を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ロランシステム等の他の種々の測位手段を用いて測位するようにしても良い。
【００７８】
また上述の形態においては、位置データＤ１１の緯度及び経度に基づいて携帯電話機ＭＳ１００の現在位置を認識し、移動方向先を予測するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、位置データＤ１１の高度情報を用いて３次元的に移動方向先をも予測するようにしても良い。例えば基地局ＢＳ２１は、携帯電話機ＭＳ１００がビルの最上階へ移動中であることを位置データＤ１１の高度情報に基づいて予測した場合、ビルの最上階方向をセルとする基地局へハンドオフするように制御しても良い。
【００７９】
さらに上述の実施の形態においては、ハンドオフをセル単位で実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、予測した移動方向先のセルのセクタ単位でハンドオフを実行するようにしても良い。この場合、基地局は電波の放射方向をセクタ単位で切り換えることにより、セクタ単位でハンドオフを実行し、一段と細かなハンドオフを行って良好な通信状態を維持することができる。
【００８０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、移動局の移動方向を示す予測結果に基づいて次にハンドオフを行うべき移動方向の基地局候補を決定し、現在の基地局及び基地局候補の双方と移動局との無線回線を接続したソフトハンドオフ状態を作り出した後、基地局からの受信電力値データに基づいて当該基地局と当該移動局との無線回線接続状態を維持することが困難になったと判断したとき、当該移動局で用いられたのと同じ所定の拡散符号列の復調部に対する供給を停止して無線回線を切断することによりソフトハンドオフ状態を終了してハンドオフを行うことができるので、マルチパス環境下であっても次にハンドオフを行うべき基地局を間違うことがなく、一段と正確にハンドオフを実行することができ、かくしてマルチパス環境下等の不安定な通信状態であってもハンドオフを正確に実行し得るハンドオフ制御システムを実現することができる。
【００８１】
また本発明によれば、移動局の移動方向を示す予測結果に基づいて次にハンドオフを行うべき移動方向の基地局候補を決定し、現在の基地局及び基地局候補の双方と移動局との無線回線を接続したソフトハンドオフ状態を作り出した後、基地局からの受信電力値データに基づいて当該基地局と当該移動局との無線回線接続状態を維持することが困難になったと判断したとき、当該移動局で用いられたのと同じ所定の拡散符号列の復調部に対する供給を停止して無線回線を切断することによりソフトハンドオフ状態を終了してハンドオフを行うことができるので、マルチパス環境下であっても次にハンドオフを行うべき基地局を間違うことがなく、一段と正確にハンドオフを実行することができ、かくしてマルチパス環境下等の不安定な通信状態であってもハンドオフを正確に実行し得るハンドオフ制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるディジタルセルラー無線通信システムの構成を示す略線図である。
【図２】携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。
【図３】基地局及び切換制御局の構成を示すブロック図である。
【図４】ディジタルセルラー無線通信システムにおけるハンドオフ制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５】従来の一般的なセルラー無線通信システム構成を示す略線図である。
【符号の説明】
１、１１…ディジタルセルラー無線通信システム、２、１２……切換制御局、３……公衆回線網、４……端末装置、３２、５２……受信部、３４……ベースバンド変復調部、３９……送信部、４１……ＧＰＳ受信部、４２……受信電力測定部、５３……復調部、５４……移動方向予測部、５６……チャネル切換部、６４……チャネル切換制御部、６５……位置登録部、ＢＳ１〜ＢＳ７、ＢＳ２１〜ＢＳ２７……基地局、ＭＳ１、ＭＳ１００……携帯電話機。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a handoff control system and a handoff control method, and is suitably applied to, for example, a cellular radio communication system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a cellular radio communication system, an area for providing communication services is divided into cells of a desired size, base stations as fixed stations are installed in the cells, and mobile phones as mobile stations communicate with each other. Is designed to communicate wirelessly with the best base station.
[0003]
At that time, various communication methods have been proposed between the mobile phone and the base station, but in recent years, a code division multiple access method called a CDMA (Code Division Multiple Access) method has been used, which is highly resistant to interference waves. It has many advantages such as enabling high-speed data communication.
[0004]
The cellular radio communication system will be specifically described below with reference to FIG. In FIG. 5, the cellular radio communication system 1 is configured such that a service area is divided into, for example, a plurality of cells C1 to C7, and base stations BS1 to BS7 are arranged for the cells C1 to C7, respectively. If it is within the area, wireless communication between any one of the base stations BS1 to BS7 and the mobile phone MS1 can be established.
[0005]
In this case, the base stations BS1 to BS7 arranged in the cells C1 to C7 are connected to the upper layer switching control station 2, and the switching control station 2 manages the base stations BS1 to BS7 and each base station. Signal paths (channels) of signals sent from BS1 to BS7 and signals sent to the base stations BS1 to BS7 are controlled by circuit switching.
[0006]
Here, when the mobile phone MS1 as a mobile station communicates within the service area of the cellular radio communication system 1, the mobile phone MS1 selects the base station with the best communication state among the base stations BS1 to BS7. The selected base station is connected to a radio line (communication channel) to communicate user information such as an audio signal.
[0007]
For example, when the mobile phone MS1 exists in the vicinity of the base station BS1, since the communication state with the base station BS1 is the best, the base station BS1 and the radio line are connected. At this time, the base station BS1 transmits the received signal received from the mobile phone MS1 to the upper layer switching control station 2, and conversely transmits the transmission signal received from the switching control station 2 to the mobile phone MS1.
[0008]
The switching control station 2 transmits the data received from the base station BS1 to the communication partner terminal device 4 via the public line network 3, and from the communication partner terminal device 4 sent via the public line network 3. The mobile phone MS1 can communicate with the communication partner terminal device 4 via the base station BS1, the switching control station 2, and the public line network 3.
[0009]
By the way, when the mobile phone MS1 moves, the base station to which the mobile phone MS1 should be wirelessly connected may be changed. For example, this is the case when the mobile phone MS1 moves from the cell C1 which is the service area of the base station BS1 to the cell C2 which is the service area of the base station BS2.
[0010]
At this time, the cellular phone MS1 performs wireless communication connection switching from the base station BS1 to the newly connected base station BS2 to perform wireless communication with the base station BS2, and performs such handoff. Thus, even when the mobile phone MS1 moves, wireless communication is continued by sequentially switching the base stations BS1 to BS7.
[0011]
In practice, in order to perform handoff in the cellular radio communication system 1, it is necessary to always search for “which base station the mobile station should connect to” even during communication.
[0012]
In general, in the cellular radio communication system 1, the mobile phone MS1 receives a pilot signal of a control channel (hereinafter referred to as a control channel CCH) transmitted from the base stations BS1 to BS7, measures its received power, The base station with the highest received power is determined as a handoff destination base station candidate, and the mobile phone MS1 itself searches for a handoff destination base station candidate.
[0013]
The right to decide whether or not to actually perform handoff is left to the base station, and the flow up to handoff is as follows: “The mobile phone MS1 first searches for a base station candidate for handoff, According to the result, the base station that has received a handoff request from the mobile phone MS1 determines whether or not to perform handoff, and performs handoff when it is determined that it should be performed ".
[0014]
That is, the base station constantly monitors whether the reception power of the pilot signal transmitted from the mobile phone MS1 that is currently communicating is insufficient to maintain a good communication state. When it becomes impossible to maintain a good communication state, it decides to handoff the currently communicating mobile phone MS1 to another base station, and the handoff destination candidate base station notified from the mobile phone MS1 Perform a handoff.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a conventional cellular radio communication system 1, when the mobile phone MS1 moves between the cells C1 to C7, the reception power is unstable and the radio wave from the base station is unstable in a multipath environment such as an urban building county. With respect to the arrival direction, the mobile phone MS1 cannot always search for a correct base station candidate due to various influences such as from the back direction and the lateral direction as well as from the destination in the traveling direction due to the influence of the multipath, and erroneous handoff is performed. There was a problem of going.
[0016]
The cellular radio communication system 1 has a problem that when an erroneous handoff is performed, a call between the base station and the mobile phone MS1 is easily interrupted and a good communication state cannot be maintained.
[0017]
The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose a handoff control system and a handoff control method capable of accurately executing handoff even in an unstable communication state such as in a multipath environment. It is.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, when a mobile station that wirelessly communicates with any of base stations respectively installed in a plurality of areas divided into a predetermined size, the communication area moves between the plurality of areas. In order to control handoff by the upper switching control station of the base station, the position data obtained by the mobile station detecting its current position by a predetermined positioning means Received power value data obtained by measuring the received power value from the base station in addition to The By predetermined transmission means Sent to the communicating base station, When the wireless communication with the mobile station is started, the location of the mobile station is registered, and the location corresponding to the location registration, Position data received from the mobile station When Prediction result indicating the direction of movement of the mobile station predicted based on In addition, received power value data The By a predetermined notification means Notify the host switching control station and host switching control station Predetermined channel switching control means in Based on the prediction result notified from the base station, determine a base station candidate in the moving direction to be handed off next, When the received power value data is reduced below a predetermined threshold level and the received power value data from the base station candidate is increased above the threshold level, a command to connect a radio channel to the mobile station is issued to the base station candidate. After outputting a command to prepare for disconnection of the radio link with the mobile station to the base station, and creating a soft handoff state in which the radio link between the base station candidate and the base station is connected to the mobile station. When it is determined that it is difficult to maintain the wireless channel connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station, the same predetermined as that used by the mobile station Stop supplying the spread code string to the demodulator and disconnect the radio link To perform a handoff.
[0019]
This Based on the prediction result indicating the moving direction of the mobile station, a base station candidate in the moving direction to be handed off next is determined, and soft handoff in which both the current base station and the base station candidate are connected to the mobile channel Used by the mobile station when it was determined that it was difficult to maintain the wireless line connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station after creating the state. The soft handoff state is terminated by stopping the supply of the same predetermined spreading code sequence to the demodulator and disconnecting the radio line. Since handoff can be performed, even in a multipath environment, it is possible to execute handoff more accurately without mistaken base stations to be handed off next time.
[0020]
Further, in the present invention, when a mobile station that wirelessly communicates with any one of base stations installed in a plurality of areas obtained by dividing a communication area into a predetermined size moves between the plurality of areas, the upper level switching of the base stations is performed. In the handoff control method for controlling handoff by the control station, the position data obtained by the mobile station detecting its current position by a predetermined positioning means Received power value data obtained by measuring the received power value from the base station in addition to The By predetermined transmission means Sent to the communicating base station, When the wireless communication with the mobile station is started, the location of the mobile station is registered, and the location corresponding to the location registration, Position data received from the mobile station When Prediction result indicating the direction of movement of the mobile station predicted based on In addition, received power value data The By a predetermined notification means Notify the host switching control station and host switching control station Predetermined channel switching control means Determines a base station candidate in the moving direction to be handed off next based on the prediction result notified from the base station, When the received power value data is reduced below a predetermined threshold level and the received power value data from the base station candidate is increased above the threshold level, a command to connect a radio channel to the mobile station is issued to the base station candidate. After outputting a command to prepare for disconnection of the radio link with the mobile station to the base station, and creating a soft handoff state in which the radio link between the base station candidate and the base station is connected to the mobile station. When it is determined that it is difficult to maintain the wireless channel connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station, the same predetermined as that used by the mobile station Stop supplying the spread code string to the demodulator and disconnect the radio link To perform a handoff.
[0021]
This Based on the prediction result indicating the moving direction of the mobile station, a base station candidate in the moving direction to be handed off next is determined, and soft handoff in which both the current base station and the base station candidate are connected to the mobile channel Used by the mobile station when it was determined that it was difficult to maintain the wireless line connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station after creating the state. Since the soft handoff state can be terminated and the handoff can be performed by stopping the supply of the same predetermined spreading code sequence to the demodulator and disconnecting the radio line, the next handoff is possible even in a multipath environment. Execute the handoff more accurately without mistaken base station to perform can do.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
(1) Overall configuration of digital cellular radio communication system
In FIG. 1, in which parts corresponding to those in FIG. Among the base stations BS21 to BS27 respectively arranged in the cells C21 to C27, the base station BS21 of the cell C21 where the mobile phone MS100 is currently located and the mobile phone MS100 are wirelessly connected.
[0024]
In this case, the base stations BS21 to BS27 arranged in the cells C21 to C27 are connected to the upper layer switching control station 12, and the switching control station 12 manages the base stations BS21 to BS27 and each base station. The signal paths (channels) of signals sent from the stations BS21 to BS27 and signals sent to the base stations BS21 to BS27 are controlled by circuit switching.
[0025]
Here, when the mobile phone MS100 as a mobile station communicates within the service area of the cellular radio communication system 11, the mobile phone MS100 has the highest communication state (reception field strength of radio waves) among the base stations BS21 to BS27. A good base station is selected, and user information such as a voice signal is communicated by connecting the selected base station and a wireless line.
[0026]
For example, when the mobile phone MS100 exists in the cell C21, the mobile phone MS100 connects the radio line with the base station BS21 because the communication state with the base station BS21 should be the best. At this time, the base station BS21 transmits the received signal received from the mobile phone MS100 to the upper layer switching control station 12, and conversely transmits the transmission signal received from the switching control station 12 to the mobile phone MS100.
[0027]
The switching control station 12 transmits the data received from the base station BS21 to the communication partner terminal device 4 via the public line network 3, and from the communication partner terminal device 4 sent via the public line network 3. The mobile phone MS100 can communicate with the communication partner terminal device 4 via the base station BS21, the switching control station 12, and the public line network 3. ing.
[0028]
In the digital cellular radio communication system 11, when the mobile phone MS100 moves to the direction of the arrow, that is, the cell C23 and the cell C25, with the base station BS21 of the cell C21 connected, for example, in a multipath environment. Even so, the switching control station 12 can accurately perform the handoff, and the configuration for that will be described in detail below.
[0029]
(2) Circuit configuration of mobile phone
As shown in FIG. 2, the mobile phone MS100 transmits a reception signal S1 received from the base station BS21 by the antenna 30 to the reception unit 32 via the antenna duplexer 31.
[0030]
The reception unit 32 amplifies the reception signal S1, performs frequency conversion processing by multiplying the local frequency signal supplied from the frequency synthesizer 33, and then performs filtering processing and analog-digital conversion processing to extract reception data D1. This is sent to the baseband modem unit 34 and the received power measuring unit 42.
[0031]
The baseband modulation / demodulation unit 34 performs a predetermined demodulation process on the received data D1 to thereby generate a baseband signal. Issue Generate the baseband signal To issue Based on this, the voice of the communication partner is output via the speaker 35.
[0032]
The baseband modulation / demodulation unit 34 is connected to a memory 36, an operation unit 37 such as operation buttons, and a microphone 38. Issue or Various data and the like are stored in the memory 36, and the command inputted by the operation unit 37 is modulated, and the user's voice signal collected by the microphone 38 is modulated to generate communication data D3, which is then transmitted To the unit 39.
[0033]
The transmitter 39 generates a transmission signal by performing filtering processing and digital analog conversion processing on the communication data D3, and multiplies the transmission signal by a local frequency signal supplied from the frequency synthesizer 33 to perform frequency conversion. By processing, a transmission signal S4 of a predetermined frequency channel is generated, amplified to a predetermined power, and then transmitted via the antenna duplexer 31 and the antenna 30.
[0034]
In addition to this configuration, the mobile phone MS100 receives a satellite signal S10 from a GPS (Global Positioning System) satellite by the GPS antenna 40, and the GPS receiver 41 receives the satellite signal S10 every predetermined time (for example, 5 seconds). By analyzing, the current position (latitude, longitude and altitude) of the mobile phone MS100 itself is detected, and the position data D11 obtained as a result is sequentially sent to the baseband modem unit 34.
[0035]
At the same time, the received power measuring unit 42 measures the received electric field strength of the received data D1 and sends the received power value data D2 obtained as a result to the baseband modem unit 34.
[0036]
The baseband modulation / demodulation unit 34 generates modulation data D12 by multiplexing and modulating the position data D11 and the received power value data D2, and sends the modulation data D12 to the transmission unit 39.
[0037]
The baseband modulation / demodulation unit 34 supplies the position data D11 and the reception power value data D2 from the GPS reception unit 41 and the reception power measurement unit 42 at predetermined time intervals. Therefore, when the communication data D3 is supplied at the same time, It is multiplexed with the communication data D3.
[0038]
The transmission unit 39 generates a transmission signal by performing filtering processing and digital analog conversion processing on the modulation data D12, and multiplies the transmission signal by a local frequency signal supplied from the frequency synthesizer 33 to perform frequency conversion processing. As a result, a handoff support signal S13 of a predetermined frequency channel is generated, amplified to a predetermined power, and transmitted through the antenna duplexer 31 and the antenna 30.
[0039]
(3) Configuration of base station and switching control station
As shown in FIG. 3, the base station BS21 receives the handoff support signal S13 transmitted from the mobile phone MS100 by the antenna 51, and sends this to the receiving unit 52 as the received signal S14.
[0040]
The reception unit 52 amplifies the reception signal S14, generates reception data D15 by performing frequency conversion processing, filtering processing, and analog-digital conversion processing, and sends this to the demodulation unit 53.
[0041]
The demodulating unit 53 performs predetermined demodulation processing on the received data D15 to detect position data D11, received power value data D2 and communication data D3 corresponding to position data D11 and received power value detected by the mobile phone MS100. Data D22 and communication data D23 are generated, and the received power value data D22 and communication data D23 are sent to the multiplexing unit 55, and the position data D21 is sent to the movement direction prediction unit 54.
[0042]
The movement direction prediction unit 54 estimates the current position (latitude and longitude) of the mobile phone MS100 based on a plurality of position data D21 sequentially supplied from the demodulation unit 53 at predetermined time intervals, and predicts the movement direction. Information indicating that the mobile phone MS100 is moving from the cell C21 toward the cell C23 is sent to the multiplexing unit 55 as prediction result data D24.
[0043]
The multiplexing unit 55 multiplexes the prediction result data D24, the received power value data D22, and the communication data D23, and outputs the multiplexed data D25 obtained as a result to the upper switching control station 12.
[0044]
The switching control station 12 inputs the multiplexed data D25 received from the base station BS21 to the separation unit 61, separates the multiplexed data D25 by the separation unit 61, and sends the communication data D23 obtained as a result to the voice processing unit 62. At the same time, the received power value data D22 and the prediction result data D24 are sent to the channel switching control unit 64.
[0045]
The voice processing unit 62 converts the communication data D23 into a voice signal, and then outputs the voice signal to the terminal device 4 (FIG. 1) via the exchange 63 and the public line network 3.
[0046]
The channel switching control unit 64 is connected to the location registration unit 65 and receives the location registration data D30 of the mobile phone MS100 from the location registration unit 65.
[0047]
Here, the location registration data D30 indicates to the base station BS21 the cell number representing the cell C21 in which the mobile phone MS100 itself exists when the mobile phone MS100 first turns on the power switch, and switches from the base station BS21. This is the current position area of the mobile phone MS100 reported to the control station 12.
[0048]
Therefore, the channel switching control unit 64 recognizes the location registered first based on the location registration data D30 and is moving toward any cell from the location of the first location registration based on the prediction result data D24. The moving direction can be accurately recognized, and the change in the received electric field strength with the base station BS21 in the mobile phone MS100 that is moving can be monitored based on the received power value data D22.
[0049]
At this time, the channel switching control unit 64 is also notified of the received power value data of the mobile phone MS100 from the base station BS23 which is a base station candidate in the moving direction, and the received electric field with the base station BS23 in the moving direction. Changes in intensity can be monitored at the same time.
[0050]
Thereby, the channel switching control unit 64 recognizes the moving direction of the mobile phone MS100, the received electric field strength with the base station BS21 of the mobile phone MS100 is reduced below a predetermined threshold level, and the base station in the moving direction When it is determined that the received electric field strength with the candidate base station BS23 has increased beyond a predetermined threshold level, a handoff control signal S32 for handing off to the base station BS23 of the cell C23 ahead in the moving direction. The In addition to outputting to the base station BS23, the mobile phone MS100 is also configured to output a preparation signal S31 for preparing to disconnect the radio line to the channel switching unit 56 of the base station BS21 that is currently communicating.
[0051]
Based on the preparation signal S31 supplied from the channel switching control unit 64 of the switching control station 12, the channel switching unit 56 of the base station BS21 and both the base station BS23 of the next cell C23 and the base station BS21 and the mobile phone MS100. When it becomes difficult to connect the radio line between the base station BS21 and the mobile phone MS100 from the state where the radio line is connected to the mobile station MS100, the radio line between the base station BS21 and the mobile phone MS100 is disconnected. It is made like that.
[0052]
In this way, the channel switching control unit 64 does not disconnect the radio line of the base station BS21 at the same time as the radio line is switched to the base station BS23 of the next cell C23. By creating a so-called soft handoff state in which the station BS 23 and the radio line are connected, control is performed so as not to cause a call interruption.
[0053]
In practice, the channel switching control unit 64 of the switching control station 12 cuts the radio line with the mobile phone MS100 that is currently in communication, and the Walsh code consisting of the same spreading code sequence as that spread by the mobile phone MS100. The supply of the C50 to the demodulator 53 is stopped, and the received data D15 is not despread so that the demodulation process is stopped and the radio line is disconnected.
[0054]
On the other hand, the channel switching unit (not shown) of the base station BS23 to which the next radio line is connected is based on the handoff control signal S32 supplied from the channel switching control unit 64 of the switching control station 12, and the base station BS23 A new Walsh code to be supplied is supplied to the demodulator and despread, thereby starting a demodulation process and newly connecting a wireless line with the mobile phone MS100.
[0055]
(4) Handoff control processing procedure in digital cellular radio communication system
Here, summarizing the handoff control processing procedure by the mobile phone MS100, the base station BS21 and the switching control station 12 of the digital cellular radio communication system 1, as shown in FIG. 4A, the mobile phone MS100 starts the routine RT1 first. Enter from step and go to step SP1.
[0056]
In step SP1, the mobile phone MS100 detects position data D11 representing the current position (latitude, longitude, and altitude) of the mobile phone MS100 itself with the GPS receiving unit 41, and receives the received electric field of the received data D1 with the received power measuring unit 42. The received power value data D2 representing the intensity is detected, and the process proceeds to the next step SP2.
[0057]
In step SP2, the mobile phone MS100 transmits position data D11 and received power value data D2 as detection results to the base station BS21 in the currently communicating cell C21 as the handoff support signal S13, and proceeds to the next step SP3.
[0058]
In step SP3, the mobile phone MS100 determines whether or not a predetermined time elapses after receiving the satellite signal S10 and detecting the position data D11.
If a negative result is obtained here, this means that it is not time to detect the next position data D11. At this time, the mobile phone MS100 passes the predetermined position data D11 after a predetermined time has passed. Wait for the timing to detect.
[0059]
On the other hand, if an affirmative result is obtained in step SP3, this means that the timing for detecting the next position data D11 has come after a predetermined time has elapsed, and at this time, the mobile phone MS100 is in step SP1. Then, the above-described processing is repeated again to detect the position data D11 and the received power value data D2 at predetermined time intervals, and the detection results are sequentially transmitted to the base station BS21.
[0060]
At this time, as shown in FIG. 4B, the base station BS21 enters from the start step of the routine RT2 and proceeds to step SP11. In step SP11, the base station BS21 predicts the moving direction of the mobile phone MS100 by the moving direction prediction unit 54 based on the position data D21 obtained sequentially from the mobile phone MS100, and proceeds to the next step SP12.
[0061]
In step SP12, the base station BS21 sequentially transmits the prediction result data D24 predicted in step SP11 and the received power value data D22 obtained from the mobile phone MS100 to the upper switching control station 12 for handoff control processing. Then, the process proceeds to the next step SP13.
[0062]
At this time, as shown in FIG. 4C, the switching control station 12 enters from the start step of the routine RT3 and proceeds to step SP21. In step SP21, the switching control station 12 moves based on the prediction result data D24 received from the base station BS21 and indicates that the mobile phone MS100 currently communicating with the base station BS21 is moving to the base station BS23 of the cell C23. And the change in the received electric field strength is monitored based on the received power value data D22, and the process proceeds to the next step SP22.
[0063]
In step SP22, the switching control station 12 determines whether the monitored received electric field strength has decreased below a predetermined threshold level. If a negative result is obtained here, this indicates that the communication state between the base station BS21 and the mobile phone MS100 is good. At this time, the switching control station 12 determines that there is no need to handoff, and next The process proceeds to step SP24 and ends without issuing a handoff instruction.
[0064]
On the other hand, if an affirmative result is obtained in step SP22, this means that the received electric field strength is lower than a predetermined threshold level, the communication state between the base station BS21 and the mobile phone MS100 deteriorates, and the call is interrupted. At this time, the switching control station 12 proceeds to the next step SP23.
[0065]
In step SP23, the switching control station 12 instructs the base station BS23 to perform handoff by outputting a handoff control signal S32 for handing off to the base station BS23 that is a candidate base station ahead of the recognized moving direction, and currently communicates. The preparation signal S31 is output to the base station BS21 in the middle to instruct preparation for line disconnection, and the process proceeds to the next step SP24, where the processing of the switching control station 12 is terminated.
[0066]
Next, in step SP13 of the routine RT2, the base station BS21 recognizes the line disconnection instruction based on the preparation signal S31 from the switching control station 12, and determines whether or not the soft handoff state is finished. If a negative result is obtained here, this means that the soft handoff state has not ended. At this time, the base station BS21 waits until the soft handoff state ends.
[0067]
On the other hand, if an affirmative result is obtained in step SP13, this means that the line between the base station BS23 in the moving direction and the mobile phone MS100 is completely connected and the radio line with the original base station BS23 is connected. The base station BS21 at this time terminates the call due to the connection of the radio line between the next base station BS23 and the mobile phone MS100. Since there is no fear, the process proceeds to the next step SP14.
[0068]
In step SP14, the base station BS21 stops supplying the Walsh code C50 to the demodulator 53 and disconnects the line with the mobile phone MS100, so that the communication destination of the mobile phone MS100 matches the moving direction from the base station BS21. Handoff can be accurately performed at the most appropriate timing for the next base station BS23, and the process proceeds to the next step SP15 to end the processing in the base station BS21. Thus, all the handoff control processing procedures in the digital cellular radio communication system 1 are completed.
[0069]
(5) Operation and effect
In the above configuration, the digital cellular radio communication system 1 first represents the current position (latitude, longitude, and altitude) of the mobile phone MS100 itself by analyzing the satellite signal S10 received from the GPS satellite by the mobile phone MS100. The received power value data D2 is generated by detecting the position data D11 and measuring the received electric field strength of the received data D1, and the position data D11 and the received power value data D2 are transmitted to the base station BS21 as the handoff support signal S13. Send.
[0070]
The base station BS21 estimates the current position of the mobile phone MS100 based on the position data D21 received from the mobile phone MS100 and predicts the moving direction, and obtains the prediction result data D24 obtained as a result from the mobile phone MS100. The received power value data D22 obtained by reception is notified to the upper switching control station 12.
[0071]
The switching control station 12 accurately recognizes the moving direction from the first position registration point based on the prediction result data D24, and changes in the received electric field strength in the moving mobile phone MS100 based on the received power value data D22. As a result, the received electric field strength with the base station BS21 has decreased below a predetermined threshold level, and the received electric field strength with the base station BS23 in the moving direction has increased above the predetermined threshold level. When If it is determined, a handoff control signal S32 for handing off to the base station BS23 of the cell C23 in the moving direction is output, and the mobile phone MS100 disconnects the channel to the channel switching unit 56 of the base station BS21 that is currently communicating. The preparation signal S31 is output.
[0072]
At this time, the channel switching unit 56 of the base station BS21 establishes a wireless line connection with the mobile phone MS100 that is currently communicating after the end of the soft handoff based on the preparation signal S31 supplied from the channel switching control unit 64 of the switching control station 12. By disconnecting, it is possible to reliably prevent a call from being interrupted.
[0073]
As described above, the digital cellular radio communication system 1 accurately predicts the moving direction of the mobile phone MS100 in advance before handoff, and predicts the cell in the moving direction ahead according to the change in the received electric field strength due to the movement of the mobile phone MS100. Even if the received electric field strength obtained from the base station other than the base station BS23 in the original moving direction increases in a multipath environment such as Bill County by handing off to the base station BS23 of C23, the handoff destination Accurate handoff can be performed without making a mistake in the base station.
[0074]
As a result, the digital cellular radio communication system 1 does not perform handoff to an erroneous base station, so that useless communication channels can be prevented and effective use of the communication channels can be achieved.
[0075]
Also, the digital cellular radio communication system 1 determines that the received electric field strength of the mobile phone MS100 has decreased below a predetermined threshold level, and that the received electric field strength at the base station BS23 in the moving direction has increased above the predetermined threshold level. When handoff is performed, handoff can be performed at the optimal timing to the base station BS23 in the moving direction of the mobile phone MS100, and thus instantaneous interruption of the call can be reliably prevented.
[0076]
According to the above configuration, the digital cellular radio communication system 1 can accurately perform handoff to the base station BS23 in the moving direction predicted based on the position data D11 obtained from the mobile phone MS100. Even in an unstable communication state such as a lower one, the handoff can always be performed accurately.
[0077]
(6) Other embodiments
In the above-described embodiment, the case where the position data D11 is detected by analyzing the satellite signal S10 from the GPS satellite by the GPS receiving unit as the positioning means has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, positioning may be performed using various other positioning means such as a Loran system.
[0078]
Further, in the above-described form, the case where the current position of the mobile phone MS100 is recognized based on the latitude and longitude of the position data D11 and the moving direction destination is predicted is described, but the present invention is not limited to this. The destination in the moving direction may be predicted three-dimensionally using the altitude information of the position data D11. For example, when the base station BS21 predicts that the mobile phone MS100 is moving to the top floor of the building based on the altitude information of the position data D11, the base station BS21 hands off to the base station having the cell in the top floor direction of the building. You may control.
[0079]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the handoff is performed in units of cells has been described. However, the present invention is not limited to this, and the handoff is performed in units of sectors of the predicted destination cell in the moving direction. May be. In this case, the base station can perform handoff in units of sectors by switching the radiation direction of radio waves in units of sectors, and can perform a finer handoff to maintain a good communication state.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, Based on the prediction result indicating the moving direction of the mobile station, a base station candidate in the moving direction to be handed off next is determined, and soft handoff in which both the current base station and the base station candidate are connected to the mobile channel Used by the mobile station when it was determined that it was difficult to maintain the wireless line connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station after creating the state. The soft handoff state is terminated by stopping the supply of the same predetermined spreading code sequence to the demodulator and disconnecting the radio line. Since handoff can be performed, even in a multipath environment, the base station to which the next handoff should be performed is not mistaken, and the handoff can be executed more accurately, thus unstable in a multipath environment. Handoff control system capable of accurately performing handoff even in a difficult communication state The Can be realized.
[0081]
According to the present invention, a mobile station Based on the prediction result indicating the moving direction of the mobile station, the base station candidate in the moving direction to be handed off next is determined, and the soft handoff state in which the current base station and the base station candidate are both connected to the mobile station is determined. After it was created, when it was determined that it was difficult to maintain the wireless line connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station, it was used by the mobile station Since the soft handoff state can be terminated and the handoff can be performed by stopping the supply of the same predetermined spreading code sequence to the demodulator and disconnecting the radio line, the next handoff is performed even in a multipath environment. It is possible to perform handoff more accurately without making a mistake in the base station to be operated, and thus correct handoff even in an unstable communication state such as in a multipath environment. Run to Can Ru A turn-off control method can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a digital cellular radio communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a mobile phone.
FIG. 3 is a block diagram showing configurations of a base station and a switching control station.
FIG. 4 is a flowchart showing a handoff control processing procedure in the digital cellular radio communication system.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional general cellular radio communication system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 ... Digital cellular radio | wireless communications system, 2,12 ... Switching control station, 3 ... Public network, 4 ... Terminal device, 32, 52 ... Reception part, 34 ... Baseband modulation / demodulation part, 39 ... ... Transmitter, 41 ... GPS receiver, 42 ... Received power measuring unit, 53 ... Demodulator, 54 ... Moving direction predicting unit, 56 ... Channel switching unit, 64 ... Channel switching control unit, 65 ... ... Location registration unit, BS1 to BS7, BS21 to BS27 ... base station, MS1, MS100 ... mobile phone.

Claims

When a mobile station that wirelessly communicates with any of base stations installed in a plurality of areas each having a communication area divided into a predetermined size moves between the plurality of areas, a handoff is performed by the upper switching control station of the base station. In the handoff control system for controlling
The mobile station
The received power value data obtained by measuring the received power value from the base station in addition to the position data obtained by detecting its current position by a predetermined positioning means is communicated by the predetermined transmitting means. To the base station,
The base station
Performs location registration of the mobile station when you start the mobile station and the radio communication, and the point corresponding to the location registration, the moving direction of the mobile station that predicted on the basis of the received said position data from said mobile station In addition to the prediction result indicating , the received power value data is notified to the upper switching control station by a predetermined notification means ,
The upper switching control station is
Based on the prediction result notified from the base station, a predetermined channel switching control means determines a base station candidate in the moving direction to be handed off next, and the received power value data is reduced below a predetermined threshold level. And, when the received power value data from the base station candidate increases above the threshold level, outputs a radio link connection command with the mobile station to the base station candidate, and In response, the base station outputs a preparation command for preparation for disconnection of the radio link with the mobile station, and creates a soft handoff state in which the base station candidate and the base station are connected to the radio link. When it was determined that it was difficult to maintain the wireless line connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the station, it was used by the mobile station Executing the handoff by cutting radio channel to stop the supply to the demodulation section of the same predetermined spreading code sequence
(C) hand-off control system.

When a mobile station that wirelessly communicates with any of base stations installed in a plurality of areas each having a communication area divided into a predetermined size moves between the plurality of areas, a handoff is performed by the upper switching control station of the base station. In a handoff control method for controlling
In addition to the position data obtained by detecting the current position of the mobile station by the predetermined positioning means, the received power value data obtained by measuring the received power value from the base station is transmitted by the predetermined transmitting means. a transmit step that sends to the base station in communication,
It performs location registration of the mobile station when the base station starts the radio communication the mobile station, and the point corresponding to the location registration, the mobile predicted on the basis of the said position data received from the mobile station in addition to the prediction result indicating a moving direction of the station, and notification steps that notifies to said upper switching control station by predetermined notification means the received power value data,
Based on the prediction result notified from the base station, a predetermined channel switching control means in the higher-level switching control station determines a base station candidate in the moving direction to be handed off next, and the received power value data is predetermined. When the received power value data from the base station candidate increases above the threshold level, a command to connect a radio channel to the mobile station is output to the base station candidate. In addition, a preparation command for preparation for disconnection of the radio channel with the mobile station is output to the base station, and a soft handoff state in which the radio channel between the base station candidate and the base station and the mobile station is connected is set. When it is determined that it has become difficult to maintain the wireless line connection state between the base station and the mobile station based on the received power value data from the base station after creation Handoff control method and a handoff control step for executing the handoff by cutting radio channel to stop the supply to the demodulation section of the same predetermined spreading code sequence as that used in the mobile station.