JP2001103532A - 通信装置及び通信方法 - Google Patents
通信装置及び通信方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
費を防ぐと共に通信品質の向上をはかる。 【解決手段】 通信に適した基地局を選定するために、
通信装置に、移動体の現在位置を計測するGPS受信回
路13と、移動目的地を設定入力する操作部18と、移
動体の現在位置から目的地方位を推定する進行方向推定
部15と、現在地を中心に一定領域内の周辺基地局を抽
出し、現在地と抽出された各周辺基地局との方位を演算
し、得られる基地局方位と目的地方位とをそれぞれ対比
して目的地方位に近い基地局方位になる周辺基地局を通
信に適した基地局候補とする係数演算を施し、各周辺基
地局が持つ電界強度に係数演算した結果を反映させるこ
とによって通信に適した基地局を選定する候補基地局選
定部16を付加した。
Description
から通信に適した基地局を選定して通信を行う通信装置
及び通信方法に関する。
A(Code Division Multiple Access:符号分割多重)
方式を用いたものが知られている。例えばCDMA方式
の移動体通信システムでは、複数の基地局がサービスエ
リア毎に配置され、各基地局と各利用者の所有する通信
装置(携帯情報端末)との間で無線による非同期通信を
行うシステム構成が採られている。
な、複数の基地局の中から通信に適した基地局を選定し
て通信を行うための受信回路が設けられている。同図に
おいて、基地局より到来する下り回線の電波を受信する
アンテナ1とフロントエンド2が設けられ、フロントエ
ンド2から出力される受信信号Sinを逆拡散回路3で逆
拡散し、更に逆拡散された信号を検波/復調回路4で検
波して復号することにより、復調信号を生成する。更
に、受信電力検出回路6が受信信号Sinの電力を自動計
測し、その計測電力Pが最も大きくなったときの基地局
を通信に適した基地局として基地局選定回路5が判断
し、その判断結果に基づいて逆拡散回路3及び検波/復
調回路4を制御する。
力検出回路6と基地局選定回路5を備えることで、例え
ば図9に示すように、携帯情報端末を所有する利用者が
a地点、b地点、c地点というように移動した場合で
も、利用者の移動する方向(進行方向)において最も近
距離の基地局A、基地局B、基地局Cの順でハンドオー
バー(セル切り替え)が行われ、利用者が移動中であっ
ても適切な通信が確保されていた。
基地局選定手段は、複数の基地局から到来する電波のう
ち最も電界強度の高い電波を検出し、その電波を発する
基地局を最適な基地局(進行方向において最も近い基地
局)であると判断するものである。
存した基地局選定手段では、例えば図10に示すよう
に、進行方向に対して後方に位置する基地局から発せら
れ建築物などの反射物で反射されてきた電界強度の高い
電波を、進行方向における最も近距離の基地局から到来
した電波であると誤判断してしまい、本来は必要の無い
ハンドオーバーを頻繁に繰り返してしまうという問題が
あった。このように不必要なハンドオーバーが頻繁に繰
り返えされると、移動体通信システムの限りあるリソー
スを効率的に利用できなくなったり、通信切断が起きる
などの通信品質の劣化を招くという問題があった。
ーの発生を低減し、通信品質の向上等を行うことが可能
な通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
に本発明の通信装置は、複数の基地局の中から通信に適
した基地局を選定して通信を行う移動体通信システムに
おいて、移動体の現在位置を検出する手段と、前記移動
体の移動目的地を設定入力する手段と、前記移動体の現
在位置を中心に、移動する方向において最も近い距離に
位置する周辺基地局を通信に適した基地局候補とするよ
うな係数演算を施し、前記各周辺基地局が持つそれぞれ
の電界強度に前記係数演算した結果を反映させることに
より通信に適した基地局を選定する手段とを有すること
を特徴とする。
選定する手段は、移動体の現在位置から目的地方位を推
定する手段と、現在地を中心に一定領域内の周辺基地局
を抽出し、現在地と前記抽出された各周辺基地局との方
位を演算し、得られる基地局方位と前記目的地方位とを
それぞれ対比して目的地方位に近い基地局方位になる周
辺基地局を通信に適した基地局候補とする重み係数演算
を施し、各周辺基地局が持つ電界強度に重み係数演算し
た結果を反映させることにより通信に適した基地局を選
定する手段とを更に有する。また、目的地方位を推定す
る手段は、現在位置検出手段から得られる移動体の現在
位置データと、目的地設定入力手段を介して得られる目
的地位置データがなすベクトルの方向(目的地偏角)を
目的地方位とする。更に、基地局を選定する手段は、現
在位置を中心に所定半径範囲内に存在する全ての周辺基
地局を抽出し、抽出された周辺基地局のそれぞれと現在
位置が成すベクトルの方向(基地局偏角)を演算し、得
られる基地局偏角と目的地偏角との差分を求め、この差
分が小さい基地局ほど通信に適した基地局候補とする重
み係数演算を施し、基地局IDと重み係数演算結果をセ
ットとする基地局候補テーブルを作成する。
辺基地局の電界強度測定結果からハンドオーバ可能な電
界強度レベルを持つ周辺基地局を得、基地局候補テーブ
ルを参照することにより、当該周辺基地局が持つ電界強
度に重み係数演算した結果を反映させることによって電
界強度に重み付けを付し、この重み付け電界強度の大き
い基地局を通信に適した基地局として選定する。
の中から通信に適した基地局を選定して通信を行う移動
体通信システムにおいて、衛星から発せられる電波を一
定間隔毎受信し、現在位置データを前記時間間隔に同期
して出力する受信部と、前記受信部から供給される最新
の現在位置データを記憶する現在位置記憶部と、利用者
により目的地を示す位置情報が設定入力される操作部
と、サービスエリア毎に設置されている各基地局の位置
データを含む地図情報が格納される地図情報記憶部と、
操作部から設定入力された目的地データと、現在位置記
憶部に記憶されている現在位置データがなすベクトルの
方向(目的地偏角)により、利用者が現在移動しようと
している方位を推定しデータとして候補基地局選定部へ
供給する進行方向推定部と、現在位置データに基づいて
地図データ記憶部を検索し、現在位置を中心として所定
範囲内のエリアに存在する全ての基地局位置データを取
得し、取得した各基地局の基地局位置データと現在位置
データとのなすそれぞれのベクトル方向(基地局偏角)
を演算し、得られる基地局偏角と目的地偏角とをそれぞ
れ対比して目的地偏角に近い基地局偏角となる周辺基地
局を通信に適した基地局の候補とする係数演算を施し、
更に、前記各周辺基地局が持つ電界強度に前記係数演算
した結果を反映させることにより、通信に適した基地局
を選定する候補基地局選定部とを有することも特徴とす
る。
ら通信に適した基地局を選定して通信を行う移動体通信
システムに用いられ、移動体の現在位置を所定の間隔で
検出すると共に、移動体の移動目的地を設定入力し、移
動体の現在位置を中心に、移動する方向において最も近
い距離に位置する周辺基地局を通信に適した基地局候補
とするような係数演算を施し、各周辺基地局が持つそれ
ぞれの電界強度に前記係数演算した結果を反映させるこ
とにより通信に適した基地局を選定することを特徴とす
る。
的地方位を推定し、現在地を中心に一定領域内の周辺基
地局を抽出して現在地と前記抽出された各周辺基地局と
の方位を演算し、得られる基地局方位と前記目的地方位
とをそれぞれ対比して目的地方位に近い基地局方位にな
る周辺基地局を通信に適した基地局候補とする重み係数
演算を実行し、各周辺基地局が持つ電界強度に前記係数
演算した結果を反映させることにより、通信に適した基
地局を選定する。
出することによってハンドオーバするため、反射等によ
り複数の基地局からの下り方向信号が同程度であっても
進行方向にある最適な基地局にハンドオーバし、このこ
とから不要なハンドオーバがなくなり、リソースの浪費
を防ぐことができる。また、電界強度と受信品質を監視
することにより、反射波による不安定な基地局へのハン
ドオーバを防ぎ、通話が切断されることがなくなって通
話品質の向上がはかれる。
面を参照して説明する。尚、一実施形態として、CDM
A方式の移動体通信システムで用いられる携帯情報端末
装置について説明する。
に示すように、アンテナ7、フロントエンド8、逆拡散
回路9、検波/復調回路10及び受信信号検出回路11
を備えて構成されている。アンテナ7とフロントエンド
8は、基地局より到来する下り回線の電波を受信し、そ
の受信信号Sinを逆拡散回路9と受信電力検出回路11
側へ出力する。逆拡散回路9は受信信号Sinを逆拡散
し、検波/復調回路4は逆拡散された信号を検波し、更
に検波した信号を復号することによって、復調信号を生
成する。受信電力検出回路11は、受信信号Sinの電力
を自動計測し、その計測電力値Pを後述の候補基地局選
定部18に供給する。
アンテナ12、GPS受信回路13、現在位置記憶部1
4、進行方向推定部15、地図データ記憶部17、操作
部18、及び上記の候補基地局選定部16が備えられて
いる。
13は、GPS(Global Positioning System)衛星か
ら発せられる電波を一定時間間隔τ毎に受信し、当該携
帯情報端末装置の現在位置(経度xと緯度y)を示す現
在位置データR(x,y)を時間間隔τに同期して出力す
る。
3から供給される最新の現在位置データR(x,y)を記
憶する。
側面等に設けられ、複数の操作釦スイッチを備えて構成
されている。利用者が所定の操作釦スイッチを操作し、
行こうとする目的地(例えば、目黒駅などの地名)を示
す情報を入力すると、その目的地データDOBが進行方
向推定部15に供給される。尚、操作部18は、操作釦
スイッチを操作する代りに音声入力で代用しても構わな
い。
地図、地名や建物の名称とそれらの位置等を示す地理デ
ータが予め記憶されており、その地理データの中には、
サービスエリア毎に設置されている各基地局の緯度と経
度を示す基地局位置データBSi(x,y)も含まれて
いる。
力された目的地データDOBと現在位置記憶部14に記
憶されている現在位置データR(x,y)に基づいて、
利用者が現在移動しようとしている方角(進行方向の方
角)θmを推定し、その推定データDmを候補基地局選定
部16に供給する。
して目黒駅等の目的地名を示す目的地データDOBを入
力すると、進行方向推定部15は、その目的地データD
OBに基づいて地図データ記憶部17を検索し、上記地
図データの中から目的地の経度と緯度を示す位置データ
S(x,y)を取得する。更に、図2に模式的に示すよ
うに、経度xと緯度yを座標軸とする直交座標系におい
て、現在位置データR(x,y)を原点としたときの、
現在位置データR(x,y)と位置データS(x,y)
とのベクトルの方向(偏角)θmを、利用者が現在移動
しようとしている方角と推定する。そして、この偏角
(以下、目的地偏角という)θmを示す推定データDmを
候補基地局選定部16に供給する。
R(x,y)に基づいて地図データ記憶部17を検索
し、現在位置を中心として所定の半径(例えば、数k
m)内のエリアに存在する全ての基地局の基地局位置デ
ータBSi(x,y)を取得する。すなわち、図3に模
式的に示すように、経度xと緯度yを座標軸とする直交
座標系において、現在位置データR(x,y)を原点と
したときの所定半径範囲内に存在する全ての基地局の位
置を示す基地局位置データBSiを(x,y)を取得す
る。
各基地局の基地局位置データBSi(x,y)と現在位
置データRi(x,y)との成すそれぞれの偏角(以
下、基地局偏角という)θciを演算し、得られた基地局
偏角θciと目的地偏角θmとをそれぞれ対比して、目的
地偏角θmに近い基地局偏角θciとなる基地局を通信に
適した基地局の候補とする。
の基地局BSa〜BSeが得られたとすると、それらの基
地局BSa〜BSeの各基地局位置データBSa(xa,y
a)〜BSe(xe,ye)と現在位置データR(x,y)
との成す基地局偏角θca〜θceを演算する。更に、それ
ぞれの基地局偏角θca〜θceと目的地偏角θmとの差分
Δθcam〜Δθcemを、次式(1)又は(2)に基づいて
演算する。
θciとなる基地局を通信に適した基地局候補とするた
め、次式(3)に示す重み係数演算を施すことにより、
図6(a)に示す基地局候補テーブルを作成する。基地
局候補テーブルは、周辺基地局ID、その周辺基地局I
D毎重み付け係数演算された結果である優先度重み値を
1エントリとして構成され、図1における進行方向推定
部15中のRAM(図示せず)に割り付けられ、格納さ
れるものとする。 BSi重み=1−(Δθcim/180)×α (例えば、α=0.5) …(3)
に適した候補基地局を選定する基準として、進行方向に
対し後方に在る基地局は不適切と判断され、あくまで進
行方向の基地局のみ候補基地局として選定されるように
なっている。複数の基地局が選択された場合、上述した
重み係数演算により優先度が付される。以上の操作は、
携帯情報端末が一定以上移動した場合に繰り返し行わ
れ、基地局候補テーブルの内容は常に最新の状態に設定
される。図4、図5に、携帯情報端末の移動に伴う、そ
れぞれ、目的地偏角の遷移θ(θm1〜θmi)、現在位置
データ及び所定半径領域範囲の遷移R(R1〜Ri)が
示されている。
の電界強度測定の結果からハンドオーバ可能な電界強度
レベルの基地局を抽出する。図6(b)に、抽出された
基地局ID毎の電界強度計測値が表形式で示されてい
る。ここで、各周辺基地局からの電界強度は、復調信号
中のIDに対応付けることで識別が可能である。
5のRAMから基地局候補テーブルを読み出し、該当基
地局ID毎、先に計測された電界強度に対して基地局候
補テーブルの優先度重み係数を掛け合わせることによっ
て電界強度に重み付け演算を施す。図6(c)に、その
重み付け電界強度が周辺基地局ID毎、表形式で示され
ている。候補基地局選定部16は、この重み付け演算の
結果、値の大きいほうからハンドオーバ先を選択し、ハ
ンドオーバを実行する。ここでは、BScが最優先のハ
ンドオーバ先となる。
ーバ先となるが、CDMA等のように基地局候補を複数
選べる場合には、1に加えて2も同時に選択される。
まとめる意味で動作フローチャートが示されている。以
下、図7に示すフローチャートを参照しながら図1に示
す通信装置の概略動作を説明する。まず、利用者は、携
帯情報端末の電源をONした後、操作部18を介し、操
作釦スイッチにより、あるいは音声入力等により目的地
を設定入力(ステップS71)する。GPS受信回路1
3は、所定間隔で衛星から到来する電波を受信して現在
地を計測し、現在位置記憶部14の記憶内容を都度更新
している(ステップS72)。また、候補基地局選定部
16は、受信電力検出回路11を介してセルサーチ操作
(ステップS73)を行っており、各基地局毎、電界強
度を計測している。
し、利用者により設定入力された目的地データと、前記
現在位置記憶部14に記憶されている現在位置データが
なすベクトルの方向(目的地偏角)により、利用者が現
在移動しようとしている方位θmを推定し、データとし
て候補基地局選定部16へ供給する(ステップS7
4)。候補基地局選定部16は、現在位置データに基づ
いて地図データ記憶部17を検索し、現在位置を中心と
して所定範囲内のエリアに存在する全ての基地局位置デ
ータBSa〜BSeを取得(ステップS75)し、取得し
た各基地局の基地局位置データと現在位置データとのな
すそれぞれのベクトル方向(基地局偏角θca〜θce)を
演算(ステップS76)する。そして、得られた基地局
偏角と前記目的地偏角とをそれぞれ対比((1)(2)
式により、差分Δθcam〜Δcemを求める)して目的地偏
角に近い基地局偏角となる周辺基地局を通信に適した基
地局の候補とする重み係数演算((3)式によりBSi
重みを求める)を実行(ステップS77)する。
地局が持つ電界強度に、先に重み係数演算した結果を反
映させる(ステップS78:電界強度に重み係数を掛け
る)ことにより、通信に適した基地局を選定する。すな
わち、重み係数により補正電界強度の高いものを上位と
して選定し、携帯電話端末はこの選定された優先順位の
高い基地局に接続(ステップS79)され、以降、通常
の通信を行う。尚、上記各ステップS71〜S79の処
理は、所定時間間隔で繰り返される。
equence:DS)法を用いたCDMA方式に適用する場
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、周波数ホッピング(Frequency Hopping:F
H)法を用いたCDMA方式に適用することが可能であ
る。また、本発明はCDMA方式のみならず、FDMA
(Frequency Division Multiple Access)方式やTDM
A(Time Division Multiple Access)方式にも適用す
ることが可能である。また、デジタル通信とアナログ通
信の何れにも本発明を適用することが可能である。
ift Keying)方式で変調され信号を受信する場合を説明
したが、ASK(Amplitude Shift Keying)や、OOK
(On-Off Shift Keying)、FSK(Frequency Shift K
eying)等の他の変調方式にも適用することができる。
更に、本実施形態では、移動体としてセルラ式の携帯情
報端末に地図情報を含むナビゲーションシステムを搭載
した例のみ説明したが、これに制限されることなく、ナ
ビゲーションシステムにセルラ式の携帯情報端末が含ま
れても、また、両者が別体に構成されても構わない。
なハンドオーバをなくすることからリソースの浪費を防
ぎ、通信品質の向上がはかれる。すなわち、移動体の移
動方向を検出、算出することによってハンドオーバする
ため、反射等により複数の基地局からの下り信号が同程
度であっても、移動進行方向にある最適な基地局にハン
ドオーバし、このことにより不要なハンドオーバを防げ
る。また、電界強度と受信品質を監視することにより、
反射波による不安定な基地局へのハンドオーバを防ぎ、
このことにより、通話が切断されることがなくなるため
通話品質が向上する。
めに引用した図であり、経度xと緯度yを座標軸とする
直交座標上に模式的に示した図である。
ために引用した図であり、経度xと緯度yを座標軸とす
る直交座標上に模式的に示した図である。
めに引用した図であり、経度xと緯度yを座標軸とする
直交座標上に模式的に示した図である。
ために引用した図であり、経度xと緯度yを座標軸とす
る直交座標上に模式的に示した図である。
た図であり、ハンドオーバ先基地局を選択するための手
順を表形式で示した図である。
トである。
図である。
バの様子を概念的に示す図である。
ーバの様子を概念的に示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 複数の基地局の中から通信に適した基地
局を選定して通信を行う移動体通信システムにおいて、
移動体の現在位置を検出する手段と、前記移動体の移動
目的地を設定入力する手段と、前記移動体の現在位置を
中心に、移動する方向において最も近い距離に位置する
周辺基地局を通信に適した基地局候補とするような係数
演算を施し、前記各周辺基地局が持つそれぞれの電界強
度に前記係数演算した結果を反映させることにより通信
に適した基地局を選定する手段とを有することを特徴と
する通信装置。 - 【請求項2】 前記基地局を選定する手段は、更に、前
記移動体の現在位置から目的地方位を推定する進行方向
推定手段と、現在地を中心に一定領域内の周辺基地局を
抽出し、現在地と前記抽出された各周辺基地局との方位
を演算し、得られる基地局方位と前記目的地方位とをそ
れぞれ対比して目的地方位に近い基地局方位になる周辺
基地局を通信に適した基地局候補とする係数演算を施
し、前記各周辺基地局が持つ電界強度に前記係数演算し
た結果を反映させることにより通信に適した基地局を選
定する候補基地局選定手段とを有することを特徴とする
請求項1に記載の通信装置。 - 【請求項3】 前記進行方向推定手段は、前記現在位置
検出手段から得られる移動体の現在位置データと、前記
目的地設定入力手段を介して得られる目的地位置データ
がなすベクトルの方向(目的地偏角)を目的地方位とす
ることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれか1
項に記載の通信装置。 - 【請求項4】 前記候補基地局選定手段は、現在位置を
中心に所定半径範囲内に存在する全ての周辺基地局を抽
出し、抽出された周辺基地局のそれぞれと現在位置が成
すベクトルの方向(基地局偏角)を演算し、得られる基
地局偏角と前記目的地偏角との差分を求め、この差分が
小さい基地局ほど通信に適した基地局候補とする係数演
算を施し、基地局IDと前記係数演算の結果をセットと
する基地局候補テーブルを作成することを特徴とする請
求項2に記載の通信装置。 - 【請求項5】 前記候補基地局選定手段は、更に、前記
周辺基地局の電界強度測定結果からハンドオーバ可能な
電界強度レベルを持つ周辺基地局を得、前記基地局候補
テーブルを参照することにより、当該周辺基地局が持つ
電界強度に係数演算した結果を反映させることにより各
電界強度に重み付けを付し、この重み付け電界強度の大
きい基地局を通信に適した基地局として選定することを
特徴とする請求項4に記載の通信装置。 - 【請求項6】 複数の基地局の中から通信に適した基地
局を選定して通信を行う移動体通信システムにおいて、
衛星から発せられる電波を一定間隔毎受信し、現在位置
データを前記時間間隔に同期して出力する受信部と、前
記受信部から供給される最新の現在位置データを記憶す
る現在位置記憶部と、利用者により目的地を示す位置情
報が設定入力される操作部と、サービスエリア毎に設置
されている各基地局の位置データを含む地図情報が格納
される地図情報記憶部と、前記操作部から設定入力され
た目的地データと、前記現在位置記憶部に記憶されてい
る現在位置データがなすベクトルの方向(目的地偏角)
により、利用者が現在移動しようとしている方位を推定
しデータとして候補基地局選定部へ供給する進行方向推
定部と、現在位置データに基づいて地図データ記憶部を
検索し、現在位置を中心として所定範囲内のエリアに存
在する全ての基地局位置データを取得し、取得した各基
地局の基地局位置データと現在位置データとのなすそれ
ぞれのベクトル方向(基地局偏角)を演算し、得られる
基地局偏角と前記目的地偏角とをそれぞれ対比して目的
地偏角に近い基地局偏角となる周辺基地局を通信に適し
た基地局の候補とする係数演算を施し、更に、前記各周
辺基地局が持つ電界強度に前記係数演算した結果を反映
させることにより、通信に適した基地局を選定する候補
基地局選定部とを有することを特徴とする通信装置。 - 【請求項7】 複数の基地局の中から通信に適した基地
局を選定して通信を行う移動体通信システムに用いら
れ、移動体の現在位置を所定の間隔で検出すると共に、
前記移動体の移動目的地を設定入力し、前記移動体の現
在位置を中心に、移動する方向において最も近い距離に
位置する周辺基地局を通信に適した基地局候補とするよ
うな係数演算を施し、前記各周辺基地局が持つそれぞれ
の電界強度に前記係数演算した結果を反映させることに
より通信に適した基地局を選定することを特徴とする通
信方法。 - 【請求項8】 前記移動体の現在位置から目的地方位を
推定し、現在地を中心に一定領域内の周辺基地局を抽出
して現在地と前記抽出された各周辺基地局との方位を演
算し、得られる基地局方位と前記目的地方位とをそれぞ
れ対比して目的地方位に近い基地局方位になる周辺基地
局を通信に適した基地局候補とする係数演算を実行し、
前記各周辺基地局が持つ電界強度に前記係数演算した結
果を反映させることにより、通信に適した基地局を選定
することを特徴とする請求項7に記載の通信方法。
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