CN101640911A - 移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端 - Google Patents

Abstract

一种移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端。该移动通信系统具备多个基站和控制装置，所述多个基站分别形成无线区，所述控制装置通过通信资源来容纳多个基站，控制装置具备：构筑单元，构筑与移动终端的切换的履历有关的数据库；预测单元，预测移动终端的下一个连接目的地的基站和向该下一个连接目的地的基站切换的定时；指示单元，在定时到来前，指示移动终端进行切换。数据库是针对基站依次排列的序列，将该序列的频度和统计信息对应起来的数据库，所述统计信息表示第1个基站和第2个基站与移动终端之间的通信期间的比率。预测单元根据频度来预测下一个连接目的地的基站，根据统计信息来预测定时。

Description

移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端

本申请基于2008年7月28日提出的日本专利申请第2008-193923号提出并主张其优先权，所述在先专利申请的所有内容均通过引用合并在本申请中。

技术领域

本发明涉及以例如微蜂窝(micro cell)方式来形成区(area)的移动通信系统的改良。

背景技术

形成移动通信系统的区的方式大致分为宏蜂窝(macro cell)方式和微蜂窝方式。前者的代表是所谓的蜂窝电话系统，每个无线区的半径是数千米。对此，PHS(Personal Handy-phone System：个人手持电话系统)采用了后者的方式，区半径非常小，最大几百米左右。

在微蜂窝方式中，根据地域的通信需要的变化，需要频繁地增设或拆除基站。由于这样的情况，因此在设置基站时通常进行基站布局设计。作为其结果，通过各个基站自身对所产生的区间的干扰进行处理，能够避免干扰。

在这种系统中进行切换(也称为“hand off”)时，通过来自移动终端的再次发出呼叫来切换区。在微蜂窝方式的系统中，由于切换频繁发生，因此在应对终端的高速移动方面较弱，虽然存在解决该问题的需求，但现状是切换的性能在很大程度上依赖于终端的能力(例如参照日本特开平5-14265号公报)。若使用例如该参考文献的技术来提高高速移动性能，则会导致终端成本增加，甚至会增大用户的负担，因此避免使用该技术。此外，在实施该参考文献的技术时，必须预先确定通信区域(地区(zone)或区(area))的范围，因此不能够适用于未进行基站布局设计的系统。

在上述那样的已知的移动通信系统中，有为了改善切换性能而进一步改良的余地。需要进行能够改善切换性能、提高高速移动性能的技术革新。

发明内容

本发明是基于上述情况而作出的，其目的在于，提供一种能够提高高速移动性能的移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端。

为了达成上述目的，本发明的一个方式提供了一种移动通信系统，具备：分别形成无线区的多个基站；随着在无线区之间的移动而切换至不同的基站的多个移动终端；通过各基站的通信资源来容纳各个基站的控制装置，该控制装置具备构筑单元、预测单元和指示单元。此外，根据本发明的一个方式，还提供了一种移动终端，该移动终端具备根据来自上述指示单元的指示进行切换的切换处理部。

构筑单元伴随着移动通信系统所产生的切换的履历的累积，构筑用于预测切换的定时及切换的对方侧的基站的数据库。在该数据库中，针对例如由3个基站依次排列的各序列，将该序列发生的频度和表示该序列中的第1个基站、第2个基站与同一移动终端的通信期间的比率的统计信息对应起来。

把3个基站依次排列的序列是指在例如有多个基站CS1、CS2、CS3、CS4的情况下，从这些基站中取出3个基站的序列，包括(CS1、CS2、CS3)、(CS1、CS2、CS4)、(CS1、CS3、CS2)、(CS1、CS3、CS4)、(CS1、CS4、CS2)、(CS1、CS4、CS3)、(CS2、CS1、CS3)、(CS2、CS1、CS4)、(CS2、CS3、CS1)、(CS2、CS3、CS4)、(CS2、CS4、CS1)、(CS2、CS4、CS3)、(CS3、CS1、CS2)、(CS3、CS1、CS4)、(CS3、CS2、CS1)、(CS3、CS2、CS4)、(CS3、CS4、CS1)、(CS3、CS4、CS2)、(CS4、CS1、CS2)、(CS4、CS1、CS3)、(CS4、CS2、CS1)、(CS4、CS2、CS3)、(CS4、CS3、CS1)、(CS4、CS3、CS2)。在例如序列(CS2、CS1、CS4)中，第1个是基站CS2，第2个基站是CS1，第3个基站是CS4。

移动终端重复进行基站的切换，随着时间的经过，例如(CS1、CS4、CS2)→(CS4、CS2、CS3)这样连接目的地基站依次排列的序列会接连发生。数据库将各序列与发生频度或者次数对应起来。另外，由于基站的排列方式，还存在不可能发生的序列。例如位置互相远离的基站之间，不论经过多长时间，也不会包含在同一序列中。对于这样的序列，可以不设置数据累积区域。

另外，各序列与时间的统计信息相对应。统计信息是序列中的第1个基站、第2个基站与移动终端的通信期间之比。例如，假设某移动终端与CS1连接30秒，与CS4连接120秒，则上述的序列(CS1、CS4、CS2)与30和120之比4相对应。

能够使用该统计信息来预测切换发生的定时。例如，假设其他的移动终端与CS1连接的期间是15秒，则能够估算出在当前时刻与正在连接的基站CS4的连接期间是15秒×4(统计信息)＝60秒。若将该值与向基站CS4切换的时刻相加，则能够预测向下一个连接目的地CS2切换的定时。

另外，还能够预测可能成为对方侧的基站。例如，以多个序列(CS1、CS4、CS2)、(CS1、CS4、CS3)中的频度为基准，例如确定频度最大的序列，选择该序列中的第3个基站作为从CS1切换至CS4后的移动终端的下一个切换目的地。

通过构筑单元来构筑上述数据库，通过预测单元来预测切换目的地及切换的定时。根据其结果，由指示单元向通信中的移动终端发出指示。

即，由于在系统侧能够预测切换目的地的基站(下一个连接目的地的基站)及该切换的定时，因此不需要移动终端自身的控制，就能够在网络侧的主导下执行切换。因此，通过活用充裕的系统资源，能够促进切换的高速化。不仅如此，还能够尽可能地减少移动终端的处理所承担的部分，这可以相应地降低终端成本。

根据本发明，能够提供提高了高速移动性能的移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端。

本发明的其他优点会在以下的描述中说明，并且其中的一部分会通过描述变得清楚，或者可以通过实践本发明来理解。通过特别在以下指出的方法和组合能够认识并获得本发明的优点。

附图说明

构成描述的一部分的附图用于解释本发明的实施方式，并且与上述发明内容及后述实施方式的具体描述一起用来解释本发明的概念。

图1是表示本发明的移动通信系统的实施方式的系统图。

图2是表示图1的控制装置4的功能框图。

图3是表示图2的主控制部45所具备的功能的框图。

图4是表示图3的存储器44中存储的信息的一例的图。

图5是表示图4的统计信息数据库44d的一例的图。

图6是表示图1的基站CS的功能框图。

图7是表示移动终端PS的功能框图。

图8是表示现实中的切换的一例的示意图。

图9是表示通信期间比的计算顺序的一例的时序图。

图10是用于说明预测切换目的地基站及该切换的定时的图。

图11是表示本发明的第2实施方式中的主控制部45所具备的功能的框图。

图12是表示本发明的第2实施方式中的存储器44中存储的信息的一例的图。

图13是表示现实中的切换的其他例子的示意图。

具体实施方式

图1是表示本发明的移动通信系统的实施方式的系统图。图1的移动通信系统S的核心构成包括多个基站CS(CS1～CSn)以及通过通信资源来容纳这些基站CS1～CSn的控制装置4。通信资源是有线线路、ISDN(Integrated Service Digital Network：综合业务数字网)线路，或者经由IP(Internet Protocol：互联网协议)网3的包线路等。或者也可以是无线线路。在本实施方式中，从系统实际安装的方面来看，将通信资源的协议统一为IP最合适。此外，固定电话机2也可以与控制装置4连接。

基站CS1～CSn分别形成无线区，移动终端PS(PS1、PS2)在某一个无线区中被基站无线容纳着。移动终端PS伴随着在无线区之间的移动而进行切换，依次切换作为连接目的地的基站。当然，移动终端的数量不仅限于2个。

控制装置4经由网关1而与通信网络连接。通信网络是ISDN40等的交换网，或者是经由网络服务商(ISP：Internet Service Provider)5的IP网络6等。IP网络6是广域以太网(注册商标)、或者IP-VPN(IP-Virtual PrivateNetwork)连接服务等的包通信网。网关1具备用于连接这些不同种类的网和移动通信系统S的协议变换功能。即，若需要在异种网间进行协议变换，则网关1进行通信协议变换，按照通信种类在与对方侧装置(互联网网关等)之间形成通信路，从而实现端到端(end to end)的通信。

图2是表示图1的控制装置4的功能框图。控制装置4具备包交换(packet swith)部41、基站接口部42、网络接口部43、存储器44以及主控制部45。其中，基站接口部42进行通过通信资源容纳基站CS1～CSn的接口处理。网络接口部43进行通过网关1与通信网络连接的接口处理。

基站接口部42和网络接口部43都收发IP包，通过在它们之间设置的包交换部41来实施包交换。包括包交换在内的装置内部的各种动作由主控制部45统一控制，用于该控制的程序以及各种设定数据存储在存储器44中。

即，控制装置4按照指定的通信种类来处理在移动终端PS与其通信对方侧之间收发的声音数据、影像数据、图像数据等的数字信号、以及用于提供各种服务的数据。

图3是表示图2的主控制部45所具备的功能的框图。主控制部45具备通信期间计算部45a、通信期间比计算部45b、数据库生成部45c、连接目的地预测部45d、定时预测部45e、切换控制部45f以及链路形成部45g。这些功能都是基于在存储器44中存储的程序中记载的命令，由CPU(Central Processing Unit)进行运算处理来实现的处理功能。

通信期间计算部45a和通信期间比计算部45b都取得并处理因移动终端PS进行切换而生成的数据。随着移动终端的发出呼叫、连接、移动、结束通话等的事件的发生，或随着时间的经过，这些数据作为履历被累积下来。该履历累积在控制装置4中，也可以将事件信息累积在用于收集的服务器(未图示)等中。

随着移动终端PS反复进行切换，通信期间计算部45a计算出与各基站CS通信的期间。该通信期间可以确定为，从向某基站的切换结束的时刻开始、直到向下一个基站的切换结束的时刻为止。或者不考虑切换，也可以确定为各基站从发送最初的包的时刻开始、直到发送最后的包的时刻为止。重点在于，通信期间是对每个基站与移动终端PS连接的期间进行数据化后的信息。

通信期间比计算部45b计算每个基站的通信期间的比。该比是在相邻的基站之间定义的。例如移动终端PS1按照基站CS1、CS2、CS3的顺序进行切换，若各通信期间是30秒、120秒、45秒，则CS2对CS1的通信期间比是4，CS3对CS2的通信期间比是0.375。数据库生成部45c根据所计算出的通信期间比和切换的履历，构筑图5所示的数据库。该数据库依次表示被切换的基站的顺序，该数据库是切换产生的次数(频度)和通信期间比相对应的数据库。

连接目的地预测部45d根据数据库中记录的次数，预测通信中的移动终端PS的下一个连接目的地的基站。定时预测部45e根据通信期间比，对向所预测的基站的切换的发生定时进行预测。切换控制部45f以在该定时实施切换的方式，指示移动终端向所预测的基站进行切换。该指示是消息包等的形态，在上述预测的定时到来之前发出该指示。若消息中仅包含对方侧的识别符和切换的指令，则在定时到来的同时发送消息，或者在到来之前发送消息。

若消息中明确记载了定时的时刻信息，则移动终端从该时刻信息中读取定时，在该定时到来时进行切换。这样，直到定时到来为止，可以留有一定余地地发送消息。

在移动终端PS的切换结束前，链路形成部45g在该切换目的地的基站CS的通信资源中形成通信链路。该通信链路是用于使通信中的移动终端继续进行与其对方侧之间的通信的链路。这样，通过在切换的定时之前形成链路，能够防止呼叫的中断，而且能够消除无用的时间消耗、促进切换的高速化。这是由于本实施方式能够预测下一个连接目的地的基站及该切换的定时而获得的优点之一。

图4是表示图3的存储器44中存储的信息的一例的图。存储器44用于存储相邻基站数据库44a、经过时间44b、通信期间44c以及统计信息数据库44d。其中，相邻基站数据库44a是对每个基站与其他的相邻的基站的组合进行数据库化而得到的，在不进行基站布局设计的PHS这样的系统中，例如随着切换的履历的累积而构筑相邻基站数据库44a。该数据库包含成为图5所示的统计信息数据库44d的基础的数据。

经过时间44b是用于管理在现在通信中的移动终端PS进行切换后经过的时间的数据库。以事件通知的形式向系统通知表示哪个移动终端切换至哪个基站的信息，在系统内按次序管理该信息。经过时间44b根据这样的通知，管理每个当前时刻所设置的链路的经过时间44b。通信期间44c是由图3的通信期间计算部45a计算出的数据，例如，将每个移动终端PS从切换开始到下一个切换为止所经过的时间进行数据库化的数据。

图5是表示图4的统计信息数据库44d的一例的图。随着切换的履历的累积，通过数据库生成部45c构筑统计信息数据库44d。统计信息数据库44d是将每个基站CS1～CSn的前基站和多个基站(基站No.1、No.2、No.3、…)对应起来的形态。前基站是指对某基站(称为当前基站)而言，移动终端在与该当前基站连接之前所连接的基站(前基站)。在图5中，基站CS1的前基站是CS2、CS3、CS4，这表示存在从基站CS2、CS3、CS4分别向基站CS1切换的履历。与此相对，例如CS10位于相对于基站CS1距离很远的位置，因此不会产生这样的关系。从这方面来讲，统计信息数据库44d和相邻基站数据库44a具有密切的关系。

基站No.1、No.2、No.3、…是某基站接下来有可能切换的某基站的列表。这是对前基站和当前基站的关系进行列表。例如，若某移动终端PS以CS2→CS1的顺序进行了切换，则表示接下来有可能切换的基站是CS3、CS4、CS5、…中的某一个。这些的组合中的每一个组合的通信期间比以及切换的次数都是相对应的。

若着眼于数据库构造，则统计信息数据库44d可以看作是针对3个基站依次排列的各序列，将通信期间比和次数作为参数对应起来的数据库。例如序列(CS2、CS1、CS3)与时间比2、次数138相对应，序列(CS3、CS1、CS5)与时间比2.5、次数236相对应。这些都是以移动通信系统S内所发生的切换的履历为基础而计算出的数据。

参数中的次数是该序列产生的频度。即，移动终端以CS2→CS1→CS3的顺序进行切换的次数合计是138次。与是哪个移动终端进行的切换无关，仅记录切换的次数。通信期间比是将序列中的第1个基站的通信期间和第2个基站的通信期间之比与第3个基站对应起来的值。

例如表示了移动终端以CS2→CS1→CS3的顺序进行切换时，CS2与CS1的通信期间之比是2。该值例如是138次的履历的平均值。还表示了在以CS2→CS1→CS5的顺序进行切换时，CS2与CS1的通信期间之比是2.5。这样，统计信息数据库44d是针对3个基站依次排列的各序列，将该序列出现的次数和该序列中的第1个基站、第2个基站相对于同一移动终端的通信期间比对应起来的数据库。

图6是表示图1的基站CS的功能框图。基站CS具备天线ANT、无线部(RF)102、通信控制部103、数据交换部104、网络接口部105以及控制部106。

无线部102通过天线ANT与移动终端PS之间收发高频的无线信号。通信控制部103进行通信数据的调制、解调等的与无线收发有关的信号处理及控制。数据交换部104按照TDMA-TDD或者OFDMA等的规定的调制方式，进行发送数据的复用、接收数据的分离处理等。网络接口部105通过通信资源与控制装置4连接，进行基站CS以及移动终端PS与通信网络连接的接口处理。

控制部106具备呼叫处理部106a和切换控制部106b。呼叫处理部106a负责连接移动终端PS与其对方侧的呼叫的全部控制。切换控制部106b负责与随着移动终端PS的移动而进行的切换有关的全部控制。

图7是表示图1的移动终端PS的功能框图。移动终端PS1具备无线部10、调制解调部20、编解码部30、通话部50、存储部60、用户接口部70以及控制部400。在图7中，从基站CS通过无线通话信道发送过来的射频信号被无线部10的天线11接收，并通过高频交换(SW)12而输入接收部13。在接收部13中，将该射频信号与从频率合成器(synthesizer)14产生的接收局部振荡信号混频，从而变频为接收中频信号。频率合成器14的振荡频率按照无线信道频率由控制部400进行指示。无线部10上设有接收电场强度检测部(RSSI)16。在该接收电场强度检测部16中，检测从基站CS到来的射频信号的接收电场强度(RSSI值)，并将该检测值通知控制部400。

从接收部13输出的接收中频信号被输入调制解调部20的解调部21。解调部21对接收中频信号进行数字解调，由此再生数字通话信号。在编解码部30的解码部31中，按照控制部400的指示，对每个时隙(time slot)进行上述数字通话信号的分解。被分解的多个数字通话信号中的、自身的时隙的数字通话信号被输入通话部50。

通话部50具备声音处理部51，在该声音处理部51中，将数字通话信号译码为模拟通话信号并进行再生。而且，该模拟通话信号被受话放大器(未图示)放大，并从扬声器SP扩声输出。

另一方面，在声音处理部51将输入麦克M的送话声音译码为数字通话信号，并输入编码部32。在编码部32中，向由控制部400指示的时隙中插入从代码转换器(transcoder)51输出的数字通话信号，并输入调制部22。调制部22利用数字通话信号对传送波信号进行数字调制。这样，将调制后的传送波信号输入发送部15。

在发送部15中，调制后的传送波信号与由频率合成器14产生的发送局部振荡信号混频，并被变频为由控制部400指示的无线信道频率，再被放大至规定的发送电力等级。然后，通过高频交换12从天线11向基站CS发送在发送部15中被变频并被信号放大的射频信号。

存储部60是将半导体存储器作为存储媒体，在该存储媒体中存储有控制部400的控制程序及认证所需要的自身终端的ID数据，还存储有多种控制数据、各种设定数据、缩短拨号、电话本等的拨号数据。用户接口部70由显示部71和键输入部72构成。显示部71将自身终端的状态(呼出/呼入、电池电量、接收强度)和/或从存储部60读出的拨号数据等显示在例如LCD(Liquid Crystal Display)上，向用户显示各种视觉信息。键输入部72除了具有用于进行拨号输入的数字键等的、实施与呼入呼出有关的通常功能的键之外，还具备用于进行呼入通知方法(铃声/发光/震动/不通知)的切换等的各种设定的功能设定键。控制部400将微计算机作为主控制部，通过控制图7中的各部而实现移动通信，或者根据从键输入部72输入的用户的要求，进行在存储部60中存储的拨号数据的编辑控制等的多种控制。

然而，控制部400具备呼叫处理部400a和切换处理部400b。呼叫处理部400a根据用户的呼出操作将发出呼叫要求送至移动通信系统S。切换处理部400b在经由连接中的基站CS提供向下一个基站切换的指示消息，在提供该消息的时刻，或者在该消息中明示的定时切换至下一个基站CS。接着，将基于以上的构成的系统的动作分为2个实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图8是表示现实中的切换的一例的示意图。在图8中，基站CS1～CS4分别展开了无线通信区(无线区)A301～A304，移动终端PS在区内从无线通信区A301开始向A304依次移动。移动终端PS若靠近无线通信区A301和无线通信区A302的边界附近，则切换至基站CS2。控制装置4保持实施该切换的时刻的时间。该时间可以是日本标准时间的时刻，或者也可以是呼叫从开始通信后经过的时间。同样地，控制装置4还保持移动终端PS切换至基站CS3的时刻的时间以及切换至基站CS4的实施时刻的时间。

控制装置4根据这些时间之差，将移动终端PS与基站CS1通信的期间、与基站CS2通信的期间以及与基站CS3通信的期间保持在通信期间44c中。根据这些信息计算通信期间比来构筑数据库。另外，由于移动终端PS到最初的切换为止所经过的时间没有规律，因此构筑数据库不必考虑移动终端PS与最初的基站进行通信的期间。参照图8可知，从在无线通信区A301的最左侧的位置发出呼叫开始直到切换至基站CS2为止的时间，与从在无线通信区A301和无线通信区A302的边界附近发出呼叫开始直到切换至基站CS2为止的时间有很大的不同。即，在这些期间之间不存在规律，不适合作为用于生成数据库的信息。

图9是表示与通信期间比的计算有关的顺序的一例的时序图。移动终端PS首先与基站CS1通信，按照从控制装置4接受的切换指示切换至下一个基站CS2。若在与该基站CS2通信时接受了切换指示，则切换至下一个基站CS3、或再下一个基站CS4，这样，若移动终端PS接受切换指示，则依次切换至连接目的地基站。

在到此为止的过程中，控制装置4保持了全部的与各基站CS2、CS3、CS4的通信开始时间。利用所保持的值，控制装置4计算移动终端PS和基站CS2之间的通信期间、以及移动终端PS和基站CS3之间的通信期间。

例如，假设移动终端PS与基站CS2的通信期间是30秒，与基站CS3的通信期间是60秒，则通信期间比是1∶2。另外，优选用1∶X(X为任意数字)的方式来表示比，但也不仅限定于此。

若控制装置4计算出通信期间比，则在图5所示的统计信息数据库44d中检索与该值的计算有关的基站，与过去的统计值整合后进行数据的再登记。例如，假设计算出移动终端PS和CS2之间的通信期间与同一移动终端PS和CS3之间的通信期间之比是1∶4。根据图5，过去的比率是1∶2，且统计次数是138次。由此，通过下面的算式来计算通信期间比。

新的通信期间比＝1∶(统计信息比×统计次数)+通信期间比/(统计次数+1)

＝1∶(2×138)+4/(138+1)

＝1∶2.01

将计算出的2.01新登记到统计信息数据库44d中。这样，统计信息数据库44d随着切换的履历的累积而被更新。

参照图10，对切换目的地基站及该切换的定时的预测进行详细说明。在图10中，基站CS1、CS2、CS4通过通信资源与控制装置4连接，各基站CS1、CS2、CS4分别展开了无线通信区A301、A302、A304。假设移动终端PS通过切换而来到基站CS1的无线通信区A301，从该区A301开始沿着虚线箭头在区A302、A304中移动。另外，假设从开始构筑图5的统计信息数据库44d后，就不再进行基站的设置、删除。

若移动终端PS切换至基站CS2，则参照统计信息数据库44d，根据作为前基站的CS1、作为当前基站的CS2和在CS1的区A301中的通信期间，能够计算出下一个连接目的地的基站及切换的定时。参照图4，按CS1→CS2的顺序的接下来移动的基站在图中下部的记载顺序为CS4、CS5、CS3。并且可知这些基站中移动的频度的最高的基站是次数为568的基站CS4。换言之，发生序列(CS1、CS2、CS4)的履历是568次。由于该履历最多，因此可知从CS1移动至CS2的移动终端PS接下来切换的基站是CS4的可能性最大。

这样，在统计信息数据库44d中的前基站(CS1)为第1个基站、当前基站(CS2)为第2个基站的序列中，连接目的地预测部45d确定了次数最多的序列(CS1、CS2、CS4)。而且，选择所确定的序列中的第3个基站(CS4)作为移动终端PS的下一个连接目的地的基站。

若通过连接目的地预测部45d预测出了下一个连接目的地的基站，则通过定时预测部45e预测该切换的定时。定时预测部45e利用所确定的序列(CS1、CS2、CS4)中记录的通信期间比的数值3，通过与CS1的通信期间进行按比例分配，计算与CS2的通信期间。例如，若与CS1的通信期间是30秒，则由于该30秒和与CS2的通信期间是1∶3的关系，因此可知若按比例分配，与CS2的通信期间是90秒。这意味着从移动终端PS切换至基站CS2开始直到下一次切换为止的时间是90秒。

若计算出了这些信息，则切换控制部45f至少在经过上述90秒之前指示移动终端PS向所预测的基站CS4进行切换。此时，若已知基站CS4的通信资源的链路的形成需要3秒，则链路形成部45g在移动终端切换至CS2的时刻开始的87秒后开始进行基站CS4的通信资源的链路形成。

这样，在第1实施方式中，在移动通信系统内，反复进行多个移动终端PS在基站间的切换，并伴随着该履历的累积来构筑统计信息数据库44a。在该数据库中，针对把3个基站依次排列的各序列，将序列发生的次数与该序列的第1个基站以及第2个基站对同一移动终端的通信期间比作为参数并对应起来。这样，将现在通信中的移动终端在过去切换过的基站的顺序作为关键字，在统计信息数据库44d中进行检索，根据次数参数来确定接下来切换可能性最高的基站。若确定了下一个基站，利用通信期间比参数对与之前的基站的通信期间进行按比例分配，由此确定发生向下一个基站切换的定时。

以上的处理在移动通信系统S内的控制装置4中实施。因此，在系统侧的机器即控制装置4中，能够预测切换发生的时机和连接目的地，能够在系统侧的主导下实行切换。即，能够以控制装置4的切换控制部45f发送指示消息、接收该消息的移动终端PS响应指示的形式来实现切换。

因此，移动终端PS不再需要进行检测电场强度或者确定切换目的地等的处理，从而能够将移动终端PS的切换功能的必要处理控制为最小限度，由此来降低终端成本。不仅如此，由于能够在实际需要切换之前预先从系统侧发出指示，因此不论终端的移动速度多快，也不用担心切换性能变差。而且，能够在切换发生之前，形成所预测的基站CS的通信资源的链路。

即，只要预测了下一个基站，能够在切换前完成用于使呼叫(通话)继续的呼叫连接次序(sequence)。对于例如SIP(Session Initiation Protocol：会话初始化协议)这样的需要复杂顺序的系统而言，这一优点特别重要。另外，还能够消除切换连接开始后的通信控制延迟、通信断开之类的问题，除了能够促进通信的高速化，还能够进一步提高高速移动性能。特别是对于在高速公路或新干线等上的移动终端PS而言，在移动速度某种程度上一定、且移动方向也大致一定的情况下，能够获得很好的效果。

此外，由于能够配合所预测的定时来开始通信资源部分的链路形成，因此能够在开始链路形成之前释放与该链路有关的资源。从而能够有效地利用资源。

另外，统计信息数据库44d除了记录切换发生次数之外，还记录时间的统计信息即通信期间比，通过考虑该通信期间比，能够高精度地预测切换的定时。此外，次数自身也随着切换的履历积累而逐渐偏重于特定的序列，切换目的地的预测精度也随着时间的结果而逐渐提高。由于这样，也能够高精度地预测切换目的地的基站。在现有技术中，实现这样的预测精度是一个难点，但本实施方式能够解决这样的难点。

在现有技术中，由于是在终端侧管理自身的切换履历，并基于该切换履历来预测下一个切换，因此终端的负荷重。或者，由于是根据基站间收发的数据来进行与切换有关的预测，因此在精度方面是一个难点。

对此，由于在本实施方式中是在控制装置4的主导下进行预测，因此能够容易地实现负荷的分散、预测精度的提高。另外，对于移动终端PS没有连接过的路线也能够进行预测。即，即使移动终端PS1没有从基站CS1切换至CS2的经历，但如果其他的移动终端有经历过这样的路线的履历，则也能够确定基站CS1来作为切换目的地。这是由于，使控制装置4持有统计信息数据库44d，而移动终端PS不持有统计信息数据库44d，由于使该数据库与移动终端PS相互独立而得到了上述优点。通过这样，能够提供提高了高速移动性能的移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端。

[第2实施方式]

图11是表示本发明的第2实施方式的主控制部45(控制装置4)所具备的功能的框图。图12是表示本第2实施方式中的在图3的存储器44中存储的信息的一例的图。在图11中对于与图3相同的部分附加相同的附图标记，在图12中对于与图4相同的部分附加相同的附图标记。在此，仅对不同的部分进行说明。在第2实施方式中，主控制部45除了具备图3的构成之外，还具备剩余资源管理部45h。剩余资源管理部45h管理并把握各个基站CS1～CSm的剩余资源量。即，剩余资源管理部45h具有实时地把握时刻变化的剩余资源量的功能。该资源包括通信信道的剩余或者通信资源中能够形成的链路的剩余数等。所把握的最新的剩余资源量保持在图12的剩余资源数据44e中。

连接目的地预测部45d以不同于第1实施方式的基准来预测下一个连接目的地的基站。即，连接目的地预测部45d按照次数多的顺序，从统计信息数据库44d中所记录的序列中确定多个序列。然后，从这些特定的序列中选择出剩余资源量最多的基站来作为下一个切换目的地。例如移动终端从CS1→CS2移动时，根据图5，作为次数多的序列，可以确定(CS1、CS2、CS4)和(CS1、CS2、CS5)。若其中基站CS5的剩余资源量的更多，则连接目的地预测部45d选择基站CS5作为下一个切换目的地。

图13是表示现实中的切换的其他例子的示意图。在图13中，基站CS1、CS2、CS3、CS4通过通信资源与控制装置4连接，各基站CS1、CS2、CS3、CS4分别展开无线通信区A301、A302、A303、A304。移动终端PS通过切换而来到基站CS1的无线通信区A301，从该区A301开始沿着虚线箭头移动。在此，也假设从开始构筑统计信息数据库44d后，就不再进行基站的设置、删除。

若移动终端PS切换至基站CS2，则参照统计信息数据库44d，根据作为前基站的CS1、作为当前基站的CS2和在CS1的区A301中的通信期间，能够计算出下一个连接目的地的基站及该切换的定时。连接目的地预测部45d确定了3个基站作为切换目的地的候补。若参照图5，则CS4、CS5、CS3变为上述候补，若着眼于次数则是CS4、CS5、CS3的顺序。

另一方面，连接目的地预测部45d参照图12的剩余资源数据44e，从这些候补中选择剩余资源量最多的基站。若假设基站CS4的剩余资源量最多，则连接目的地预测部45d选择该基站CS4作为下一个切换目的地。

通过按上述顺序来确定多个基站作为候补，按剩余资源多的顺序提高优先度来进行选择，从而能够消除各基站CS1～CSn的使用资源的不平衡。若能够选择1个基站作为切换目的地，则能够使用通信期间比，以与第1实施方式相同的顺序计算出切换的定时。

这样，在第2实施方式中，实时管理着各基站CS1～CSn的剩余资源量。此外，作为切换目的地，从统计信息数据库44d确定多个基站。而且，能够从多个候补中选择剩余资源量最多的基站作为切换目的地基站。

由此，除了能够获得与第1实施方式相同的优点之外，与原来通信资源的资源相比，能够进一步有效地活用基站CS1～CSn的资源。通过这样，第2实施方式也能够提供提高了高速移动性能的移动通信系统及其控制装置、切换控制方法以及移动终端。

另外，本发明不仅限于上述实施方式。例如，有时在链路形成部45g在通信资源中形成链路之后通话结束，因此变得不能够再实施切换。在这样的情况下，若链路保持连接的状态，反而不能够有效利用资源，因此若在链路形成之后无切换的状态持续了一定时间，也可以开放该链路。此外，若在形成链路之后，虽然到了切换的定时但没有进行切换，同样也可以释放链路。

此外，在生成图5的统计信息数据库44d时，为了计算通信期间比，利用切换时的通信期间是有效的。但不仅限于此，也可以利用移动终端向等待中的基站切换时的已等待时间。

此外，将指示切换的消息从控制装置4提供给移动终端PS的方法也有多种方式。在实施方式中，在预测的定时之前，指示消息从控制装置4经由基站CS被发送至移动终端PS。或者，将包含定时的时刻信息的指示消息从控制装置4经由基站CS发送至移动终端PS，移动终端PS利用从时刻信息读取的定时来进行切换。

此外，也可以使指示消息在基站CS中临时缓冲。即，也可以将包含切换定时的时刻信息的指示消息从控制装置4发送至当前基站的基站CS，接受了该指示消息的基站CS从时刻信息中读取定时，在适当的时刻向移动终端PS发送切换的指示。这样能够分散在控制装置4和基站CS的负荷。

另外，也可以考虑在统计信息数据库44d使用4个以上的基站的序列来取代3各基站的序列。与此同时，不仅利用前基站的统计信息，通过利用在前基站之前与移动终端PS连接的基站的统计信息，能够提高下一个基站的预测精度。

另外，本发明不仅限定于上述实施方式，在实施阶段可以不脱离本发明宗旨的范围内对构成要素进行变形和/或具体化。此外，通过适当地组合上述实施方式中公开的多个构成要素，能够形成多种发明。例如，也可以从实施方式中所示的全部构成要素中删除几个构成要素。另外，也可以适当地组合不同的实施方式中的构成要素。

本发明的其他优点和变更对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明并不限于这里表示和描述的具体细节和优选的实施方式。因而，在不脱离由权利要求书定义的发明的主旨和技术范围的情况下能够进行各种变更。

Claims (23)

1.一种移动通信系统，具备多个基站和控制装置，所述多个基站分别形成用于无线容纳移动终端的无线区，所述控制装置通过各基站的通信资源来容纳上述多个基站，该移动通信系统的特征在于，

上述控制装置具备：

构筑单元，构筑与上述移动终端的切换的履历有关的数据库；

预测单元，基于上述数据库，预测通信中的移动终端的下一个连接目的地的基站和向该下一个连接目的地的基站切换的定时；以及

指示单元，在上述定时到来之前，指示上述通信中的移动终端进行向上述预测的基站的切换，

上述数据库是针对把3个基站依次排列的各序列，将该序列在上述切换的履历中出现的频度和统计信息对应起来的数据库，所述统计信息表示该序列中的第1个基站与上述移动终端之间的通信期间和该序列中的第2个基站与上述移动终端之间的通信期间的比率，

上述预测单元根据上述频度来预测上述下一个连接目的地的基站，并根据上述统计信息来预测上述定时。

2.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，上述指示单元在上述定时发出上述指示。

3.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，上述指示单元通过包含时刻信息的消息来发出上述指示，其中该时刻信息表示上述定时。

4.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，

将与上述通信中的移动终端正在连接的基站称为当前基站，将在该当前基站之前曾与该移动终端连接的基站称为前基站时，

上述预测单元将上述数据库中的上述前基站为第1个基站、上述当前基站为第2个基站的序列中的上述频度最高的序列之中的第3个基站预测为上述下一个连接目的地的基站，

利用上述频度最高的序列的上述统计信息，对上述通信中的移动终端和上述前基站之间的通信期间进行按比例分配，从而预测上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间，

根据上述预测的通信期间来预测上述定时。

5.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，

上述控制装置还具备把握单元，该把握单元把握上述多个基站各自的剩余资源量，

将与上述通信中的移动终端正在连接的基站称为当前基站，将在该当前基站之前曾与该移动终端连接的基站称为前基站时，

上述预测单元从上述数据库中的上述前基站为第1个基站、上述当前基站为第2个基站的序列之中，按照上述频度高的顺序确定多个序列，

选择在这些被确定的序列的第3个基站之中上述剩余资源量最多的基站作为上述下一个连接目的地的基站，

利用包含上述所选择的基站的序列的统计信息，对上述通信中的移动终端与上述前基站的通信期间进行按比例分配，从而预测上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间，

根据上述预测的上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间来预测上述定时。

6.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，

上述控制装置还具备链路形成单元，该链路形成单元在上述定时之前，在上述下一个连接目的地的基站的通信资源中形成链路，该链路用于使上述通信中的移动终端继续进行与其对方侧的通信。

7.如权利要求6所述的移动通信系统，其特征在于，在上述定时经过后，在上述下一个连接目的地的基站没有实施切换的情况下，上述链路形成单元释放上述链路。

8.一种控制装置，通过多个基站各自的通信资源来容纳分别形成用于无线容纳移动终端的无线区的所述多个基站，其特征在于，具备：

构筑单元，构筑与上述移动终端的切换的履历有关的数据库；

预测单元，基于上述数据库，预测通信中的移动终端的下一个连接目的地的基站和向该下一个连接目的地的基站切换的定时；以及

指示单元，在上述定时到来之前，指示上述通信中的移动终端进行向上述预测的基站的切换，

上述数据库是针对把3个基站依次排列的各序列，将该序列在上述切换的履历中出现的频度和统计信息对应起来的数据库，所述统计信息表示该序列中的第1个基站与上述移动终端之间的通信期间和该序列中的第2个基站与上述移动终端之间的通信期间的比率，

上述预测单元根据上述频度来预测上述下一个连接目的地的基站，根据上述统计信息来预测上述定时。

9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，

将与上述通信中的移动终端正在连接的基站称为当前基站，将在该当前基站之前曾与该移动终端连接的基站称为前基站时，

上述预测单元将上述数据库中的上述前基站为第1个基站、上述当前基站为第2个基站的序列中的上述频度最高的序列之中的第3个基站预测为上述下一个连接目的地的基站，

利用上述频度最高的序列的上述统计信息，对上述通信中的移动终端和上述前基站之间的通信期间进行按比例分配，从而预测上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间，

根据上述预测的通信期间来预测上述定时。

10.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，

还具备把握单元，该把握单元把握上述多个基站各自的剩余资源量，

将与上述通信中的移动终端正在连接的基站称为当前基站，将在该当前基站之前曾与该移动终端连接的基站称为前基站时，

上述预测单元从上述数据库中的上述前基站为第1个基站、上述当前基站为第2个基站的序列之中，按照上述频度高的顺序确定多个序列，

选择在这些被确定的序列的第3个基站之中上述剩余资源量最多的基站作为上述下一个连接目的地的基站，

利用包含上述所选择的基站的序列的统计信息，对上述通信中的移动终端与上述前基站的通信期间进行按比例分配，从而预测上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间，

根据上述预测的上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间来预测上述定时。

11.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，还具备链路形成单元，该链路形成单元在上述定时之前，在上述下一个连接目的地的基站的通信资源中形成链路，该链路用于使上述通信中的移动终端继续进行与其对方侧的通信。

12.如权利要求11所述的控制装置，其特征在于，在上述定时经过后，在上述下一个连接目的地的基站没有实施切换的情况下，上述链路形成单元释放上述链路。

13.一种在移动通信系统中使用的切换控制方法，该移动通信系统具备多个基站和控制装置，所述多个基站分别形成用于无线容纳移动终端的无线区，所述控制装置通过各基站的通信资源来容纳上述多个基站，

该切换控制方法的特征在于，包括如下步骤：

构筑数据库，该数据库是针对把3个基站依次排列的各序列，将该序列在上述切换的履历中出现的频度和统计信息对应起来的数据库，所述统计信息表示该序列中的第1个基站与上述移动终端之间的通信期间和该序列中的第2个基站与上述移动终端之间的通信期间的比率；

根据上述频度来预测通信中的移动终端的下一个连接目的地的基站；

根据上述统计信息来计算进行向该预测的基站切换的定时；

在上述定时到来之前，指示上述通信中的移动终端进行向上述预测的基站的切换；

上述移动终端根据上述指示，进行向上述预测的基站的切换。

14.如权利要求13所述的切换控制方法，其特征在于，

上述指示在上述定时被发送给上述移动终端，

上述移动终端在接收到上述指示时进行上述切换。

15.如权利要求13所述的切换控制方法，其特征在于，

上述指示通过包含时刻信息的消息而被发送给上述移动终端，其中该时刻信息表示上述定时，

上述移动终端在上述时刻信息所示的时刻进行切换。

16.如权利要求13所述的切换控制方法，其特征在于，

将与上述通信中的移动终端正在连接的基站称为当前基站，将在该当前基站之前曾与该移动终端连接的基站称为前基站时，

上述预测包括：

从上述数据库中的上述前基站为第1个基站、上述当前基站为第2个基站的序列之中，确定上述频度最高的序列；以及

选择该确定的序列中的第3个基站作为上述下一个连接目的地的基站，

上述计算包括：

利用上述确定的序列中的统计信息，对上述通信中的移动终端与上述前基站的通信期间进行按比例分配，从而求出上述通信中的移动终端与上述当前基站的通信期间，

根据上述求出的通信期间来计算上述定时。

17.如权利要求13所述的切换控制方法，其特征在于，

还包括把握上述多个基站各自的剩余资源量的步骤，

将与上述通信中的移动终端正在连接的基站称为当前基站，将在该当前基站之前曾与该移动终端连接的基站称为前基站时，

上述预测包括：

从上述数据库中的上述前基站为第1个基站、上述当前基站为第2个基站的序列之中，按照上述频度高的顺序确定多个序列；以及

选择在这些被确定的序列的第3个基站之中上述剩余资源量最多的基站作为上述下一个连接目的地的基站，

上述计算包括：

利用包含上述所选择的基站的序列的统计信息，对上述通信中的移动终端与上述前基站的通信期间进行按比例分配，从而预测与上述当前基站的通信期间，

根据上述求出的通信期间来计算上述定时。

18.如权利要求13所述的切换控制方法，其特征在于，还包括在上述定时之前，在上述下一个连接目的地的基站的通信资源中形成链路的步骤，该链路用于使上述通信中的移动终端继续进行与其对方侧的通信。

19.如权利要求18所述的切换控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：在上述定时经过后，在上述下一个连接目的地的基站没有实施切换的情况下，释放上述链路。

20.一种移动终端，在由移动通信系统所具备的多个基站分别形成的无线区之间切换并移动，其特征在于，

具备切换处理部，该切换处理部在基于指示的定时进行上述切换，所述指示是经由上述基站从上述移动通信系统接收的指示。

21.如权利要求20所述的移动终端，其特征在于，

上述移动通信系统具备容纳上述多个基站的控制装置，

该控制装置具备：

构筑单元，构筑与上述移动终端的切换的履历有关的数据库；

预测单元，基于上述数据库，预测通信中的移动终端的下一个连接目的地的基站和向该下一个连接目的地的基站切换的定时；以及

指示单元，在上述定时到来之前，指示上述通信中的移动终端进行向上述预测的基站的切换，

上述数据库是针对把3个基站依次排列的各序列，将该序列在上述切换的履历中出现的频度和统计信息对应起来的数据库，所述统计信息表示该序列中的第1个基站与上述移动终端之间的通信期间和该序列中的第2个基站与上述移动终端之间的通信期间的比率，

上述预测单元根据上述频度来预测上述下一个连接目的地的基站，根据上述统计信息来预测上述定时，

上述切换处理部根据来自上述指示单元的指示来进行上述切换。

22.如权利要求21所述的移动终端，其特征在于，

上述指示单元在上述定时发出上述指示，

上述切换处理部在接收到上述指示的时刻进行切换。

23.如权利要求21所述的移动终端，其特征在于，

上述指示单元通过包含时刻信息的消息来发出上述指示，其中该时刻信息表示上述定时，

上述切换处理部在上述消息中所包含的时刻信息的定时进行切换。

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