JP2001177858A - 移動体通信ハンドオフ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特別な設備やハードウェアを使用することなく
高速に実行できる移動体通信ハンドオフ方法の提供。 【解決手段】基地局及び基地局を制御する交換局におい
て、移動局からのハンドオフ先報告を交換局が受信す
る。交換局及び基地局で下り送信を開始する処理を実行
し、移動局に下りハンドオフ要求を送信する。交換局で
は、再び移動局がハンドオフ先報告を行うのを受信する
か、或いは移動局のハンドオフ完了通知を受信し、再び
ハンドオフ要求を受け取れば、前回下りハンドオフを行
った基地局及び交換局で上り受信を開始する処理を実行
した後、新しい下りハンドオフ処理を実行し、移動局に
ハンドオフ要求を送信して、以後同様に繰り返す。一方
ハンドオフ完了通知を受け取れば、前回下りハンドオフ
を行った基地局及び交換局で上り受信を開始する処理を
実行した後、ハンドオフ処理を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動局の移動に伴っ
て無線通信路の接続先を変更する移動体通信ハンドオフ
方法に関し、特にＣＤＭＡ方式の移動体通信であって、
移動局の移動に伴うハンドオフ時に移動局から基地局方
向への上り送信は元のまま維持される移動体通信に用い
て好適な移動体通信ハンドオフ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動局の移動に伴って無線通信路の接続
先を変更する移動体通信ハンドオフ方法としては、各基
地局が通常送信し続けている止まり木チャネルを移動局
が受信及び受信品質を測定し、特に受信品質の良好な基
地局を選んで、移動局と選ばれた基地局との間で新たな
無線通信路を接続する方法が取られている。無線通信路
の接続のために通常用いられる方法は次の通りである。
まず、移動局から基地局方向への上り無線通信路、基地
局から移動局方向への下り無線通信路のそれぞれを送信
するのに合わせて、上り無線通信路については基地局
へ、下り無線通信路については移動局へ、送信されたそ
れぞれの無線通信路の受信に必要な周波数やタイミング
等の情報を通知する。次に基地局と移動局は、それぞれ
上り、下りの無線通信路の同期確立を、通知された情報
に基づいて行う。無線通信路の同期確立が完了すると上
り及び下りの受信を開始することができ、無線通信路の
接続が完了する。

【０００３】移動体通信ハンドオフは、移動局の移動に
伴ってそれまで通信していた基地局の無線エリアから離
れた場合でも、別の基地局との無線通信路を接続して通
信を継続することを可能にするため、極めて有用であ
る。しかし、一度のハンドオフについて前記の通り止ま
り木チャネル測定、無線通信路送信と受信のための情報
の通知、受信のための同期確立処理が必要であるため、
移動局が高速で移動し、短時間に連続して複数回のハン
ドオフを行う場合に処理が追いつかなくなること、例え
ばハンドオフ処理が完了した時点では、既に別のハンド
オフ先の方がふさわしい場所まで移動局が移動してしま
っていることが考えられる。このために、例えば特開平
１１−１２７１３４号公報に示されるように、移動局ハ
ードウェアの改良によって止まり木チャネル測定の高速
化を行うものがある。あるいは特開平９−２０５６７９
号公報に示されるように、基地局の無線エリアの大きさ
を複数種類用意し、一つの地点を複数種類の無線エリア
が含むように、かつ同じ種類の無線エリア同士の間でハ
ンドオフが可能なように配置して、高速移動する移動局
は大きな無線エリアを持つ基地局と通信し、大きな無線
エリア間でハンドオフすることにより、ハンドオフ頻度
を減少させるという方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法にお
いては、処理能力の高速化のために特別なハードウェア
を必要とするか、あるいはハンドオフ頻度の減少のため
に専用の無線エリアと基地局の配置を必要とするという
問題があった。

【０００５】本発明の目的は、特別な設備やハードウェ
アを使用することなく高速に実行できる移動体通信ハン
ドオフ方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動体通信ハ
ンドオフ方法において、基地局が送信し移動局が受信す
る無線通信路の設定を行う下り方向のハンドオフを主と
して連続して行い、移動局から基地局方向への無線通信
路の設定を行う上り方向ハンドオフは、対応する下り方
向ハンドオフよりもタイミングを遅らせて行う。例え
ば、上り方向ハンドオフは、対応する下り方向ハンドオ
フの次の下り方向ハンドオフを行う時に合わせて行う。
この場合、最新の下り方向ハンドオフのための送信処理
を行う基地局と、上り方向ハンドオフのための無線通信
路同期確立を行う基地局が別であることにより、処理負
荷の集中は起きない。

【０００７】また、移動局としては基地局の無線通信路
同期確立を待たずに次の下りハンドオフ処理に移り、高
速な連続ハンドオフを行う。

【０００８】さらに、無線エリアの境界付近で移動局が
停止した場合、連続した止まり木チャネル受信では最適
なハンドオフ先が同じ二つの無線エリア間でふらつい
て、連続ハンドオフが停止しないことが考えられるた
め、元のハンドオフ先に戻るような場合には元に戻ら
ず、若しくは元に戻ってからハンドオフを完了する。

【０００９】さらに、新しいハンドオフを可能にするた
め古い無線通信路を解放する方法については、移動局で
無線通信路の接続時点の記録を取っておき、古い無線通
信路の受信を停止し、これを送信基地局に通知して送信
を停止し、無線通信路の解放を行う。無線通信路の受信
停止を通知するための処理を簡易にするためには、新し
いハンドオフ先の通知と合わせて通知する。

【００１０】さらに、上り無線通信路の通信状態が困難
になった場合、若しくは送信基地局とその制御ノードの
処理能力に余裕がある場合には、即時最新のハンドオフ
先の受信処理を開始する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１２】図１は、本発明を移動局、基地局、基地局
の制御を行う上位ノードである交換局によって構成する
ＣＤＭＡ方式移動体通信システムであって、ハンドオフ
に際して移動局の送信は変更せず、基地局側で周波数、
拡散符号、タイミング等を合わせて受信する方式の移動
体通信システムに適用した場合の、交換局及び交換局に
制御される基地局の処理手順の実施の形態を示すフロー
チャートであり、図２は移動局の処理手順の実施の形態
を示すフローチャートである。

【００１３】図３は、前記移動体通信システムの構成を
示すブロック図であり、図４、図５、図６はそれぞれ交
換局３００、基地局３０１、及び移動局３０２の構成図
である。

【００１４】図４、図５及び図６において、交換局３０
０、基地局３０１、移動局３０２の間で通信及び制御を
行う場合の各部の働きについて記述する。

【００１５】図５の基地局３０１において、制御部５０
０は止まり木チャネル送信部５０２に対して止まり木チ
ャネルの周波数、拡散符号、タイミングを指定して送信
開始を指示する。止まり木チャネル送信部５０２はアン
テナ５０１を介して止まり木チャネルの送信を開始す
る。図６の移動局３０２では制御部６００が止まり木チ
ャネル受信／測定部６０２に対し、周波数と幾つかの拡
散符号を指定し、止まり木チャネルの受信を指示する。
止まり木チャネル受信／測定部６０２はタイミングの検
索を行い、指定された周波数及び拡散符号の何れかに一
致して受信可能な全ての止まり木チャネルを受信し、受
信電力等の受信品質を測定し、制御部６００に通知す
る。

【００１６】図４の交換局３００の制御部４００と図６
の移動局３０２の制御部６００の通信のための通信路
は、図５の基地局３０１と図６の移動局３０２の間の無
線通信路と、図４の交換局３００と図５の基地局３０１
の間の有線通信路を、図５の基地局の制御部５００が通
信チャネル送信部５０３、通信チャネル受信部５０４及
び有線インタフェース５０５を制御して接続することに
より設定する。ユーザ同士の通信のための通信路は前記
の制御部４００と制御部６００の間の通信のための通信
路と同様の設定に加え、図４の交換局において制御部４
００が有線インタフェース４０１及び４０３を制御する
ことにより、それぞれのユーザから交換局までの二本の
通信路を接続することにより設定する。前記の制御部４
００と制御部６００の間の通信及びユーザ同士の通信の
ために、図３の基地局３０１０、３０１１、３０１２の
ような複数の基地局を経由する複数本の通信路を使用し
て同一の通信内容を送受信することがある。本実施例で
は複数の基地局を経由する複数本の通信路を使用する場
合にも、移動局３０２から交換局３００方向の上り通信
路のための移動機３０２からの通信チャネル送信部５０
３による送信は単一の送信をするのみであり、複数の基
地局のそれぞれで周波数、拡散符号及びタイミングを合
わせて受信する。これら複数の受信した無線通信路は、
それぞれに接続された有線通信路を経由し、図４の交換
局の有線インタフェース４０１で受信した後、合成／分
配部４０２で合成する。一方、交換局３００から移動局
３０２方向の下り通信路のための交換局３００からの送
信は、合成／分配部４０２で同一の通信内容を通信路の
経由する基地局数分だけ複製し、有線インタフェース４
０１によって各基地局に送信する。各基地局ではそれぞ
れの基地局毎の拡散符号を用いた無線通信路で通信チャ
ネル送信部５０３から送信する。図６の移動局３０２で
は通信チャネル受信部６０４でそれぞれの基地局からの
無線通信を受信し、合成部６０７で合成する。ハンドオ
フ等により新たな通信路を設定する場合、特に無線通信
路の設定に関しては、図５の基地局３０１と図６の移動
局３０２で上り、下りそれぞれの送受信が可能なように
無線通信路の周波数、拡散符号、タイミングの情報を相
互にあらかじめ揃えておく必要がある。これら情報の通
知のためには以前に設定済みである通信チャネルか、あ
るいは止まり木チャネルによる等の方法であらかじめ通
知済みの情報を用いて設定できる共通通信チャネルを使
用する。

【００１７】図４の移動局接続状態データベース４０４
は、交換局３００が通信路を接続している各移動局を記
録する移動局記録エリア４０４０と、交換局の制御下に
ある各基地局を記録する基地局記録エリア４０４１、及
び各移動局との通信路が経由している基地局を下り通信
路のみ、上り通信路のみあるいは両方の区別と共に記録
する接続状態記録エリア４０４２を持ち、ハンドオフ制
御のための情報として用いると同時に、ハンドオフ制御
に伴って更新する。

【００１８】図６の移動局接続履歴データベース６０６
は、接続時点記録エリア６０６０、接続先基地局記録エ
リア６０６１及び接続状態記録エリア６０６２を持ち、
接続時点の古い無線通信路の解放処理や、止まり木チャ
ネル測定結果と比較して無線エリアを戻ったかの判定に
用いると同時に、ハンドオフ制御に伴って更新する。次
に図１及び図２のフローチャートに基いて図４、図５及
び図６の各部の動作を説明する。

【００１９】まず、図６において止まり木チャネル受信
／測定部６０２は止まり木チャネルの受信及び受信品質
の測定を行い、結果を制御部６００に通知する（ステッ
プ２００）。

【００２０】制御部６００は通知された止まり木チャネ
ル情報に基づき、ハンドオフが必要かどうか判定する
（ステップ２０１）。もし不要であれば処理を終わる。

【００２１】ハンドオフが必要と判断した場合、制御部
６００は図４の交換局３００の制御部４００にハンドオ
フ先の止まり木チャネル情報を報告する（ステップ２０
２）。

【００２２】次に、図４において制御部４００はハンド
オフ先報告を受信し（ステップ１０１）、有線インタフ
ェース４０１を介して図５のハンドオフ先基地局３０１
の制御部５００に下り送信の開始を指示する。このとき
下り送信に必要なタイミング情報等を合わせて通知す
る。また、設定する無線通信路に接続する有線通信路を
合成／分配部４０２で複製して生成し、有線インタフェ
ース４０１で送信開始する。図５において有線インタフ
ェース５０５を介して下り送信開始指示を受け取った制
御部５００は、通信チャネル送信部５０３に周波数、拡
散符号、タイミングを指定し、有線通信路と接続して送
信を開始する（ステップ１０２）。

【００２３】図４において制御部４００は図６の移動局
３０２の制御部６００に対し、下りハンドオフ要求を送
信する（ステップ１０３）。

【００２４】図６において下りハンドオフ要求を受信し
た制御部６００は（ステップ２０３）、通信チャネル受
信部６０４に周波数、拡散符号、タイミングを指定し、
受信を開始する。併せて合成部６０７に指示し、以前に
受信していた通信チャネルとの合成を開始する（ステッ
プ２０４）。

【００２５】次に、制御部６００は再度止まり木チャネ
ルの受信及び測定指示を止まり木チャネル受信／測定部
に対して行い、結果を取得し（ステップ２０５）、ハン
ドオフの必要性を判定する（ステップ２０６）。

【００２６】もし今回の止まり木チャネル測定結果が前
回の結果と異なり、更なるハンドオフが必要と判断した
場合、制御部６００は図４の交換局３００の制御部４０
０へ再度ハンドオフ先の報告を行う（ステップ２０
７）。ハンドオフ先報告を受信した交換局３００の制御
部４００は（ステップ１０４）、前回下り送信の開始を
指示した基地局３０１の制御部５００に上り受信開始を
指示すると同時に、移動局３０２が送信に用いている周
波数、拡散符号、タイミング等の受信に必要な情報を通
知し、図５において制御部５００は通信チャネル受信部
５０４に必要な情報と共に受信開始を指示し、有線イン
タフェース５０５を制御して無線通信路と有線通信路を
接続する。図４において制御部４００は有線インタフェ
ース４０１、４０３と合成／分配部４０２を制御して受
信、合成及び通信路接続を行う（ステップ１０５）。合
わせて制御部６００は新しいハンドオフ先基地局からの
送信（ステップ１０２）と新しい下りハンドオフ要求の
送信（ステップ１０３）を前回同様に行い、図６におい
て制御部６００は下りハンドオフ要求の受信（ステップ
２０３）を待って、以後同様に繰り返す。

【００２７】もし今回の止まり木チャネル測定結果では
更なるハンドオフは不要であると判断した場合、制御部
６００は図４の交換局３００の制御部６００にハンドオ
フの完了を通知する（ステップ２０８）。図６において
ハンドオフ完了通知を受けた制御部４００は（ステップ
１０６）、前記ステップ１０５と同様に前回のハンドオ
フ先基地局３０１と交換局３００において上りハンドオ
フの受信、合成及び通信路接続処理を行い、ハンドオフ
処理を完了する（ステップ１０７）。

【００２８】上述の実施の形態においては、止まり木チ
ャネル測定でハンドオフ先が見つかる限り処理を続行す
るとしているが、これは移動局が後戻りをせずに次々に
新たな無線エリアに移動することを想定しているためで
ある。移動局が後戻りした場合には、例えば止まり木測
定の履歴を保持することで後戻りを検出し、ハンドオフ
を行わず、あるいは一つ戻ってハンドオフを行った後に
処理を完了しても良い。

【００２９】また、上述の実施の形態においては、ハン
ドオフ後にハンドオフ以前から接続していた無線通信路
をどうするかについて触れていないが、移動局が同時に
設定できる下り無線通信路の数は通常有限であるため、
移動局が現在使用中の各無線通信路についてそれらを接
続した時点を対応づけて記録し、新たなハンドオフが可
能であるように接続時点の古い無線通信路を、移動局の
判断で解放する処理を設けても良い。その際、無線通信
路のトラフィックの負荷軽減のため、新しいハンドオフ
先の報告に付随する形で送信しても良い。

【００３０】また、上述の実施の形態においては上り方
向ハンドオフを、対応する下り方向ハンドオフに一回遅
れて実行しているが、上り無線通信路の受信品質が悪化
した場合、あるいは処理能力に余裕がある場合には、任
意のタイミングに前倒しして上り方向ハンドオフを行っ
ても良い。

【００３１】また、上述の実施の形態においてはハンド
オフに伴う移動局側送信の変更はないものとしている
が、新たに下り無線通信路を設定して受信開始した基地
局への移動局側の送信先切替えを、例えば次の下り無線
通信路設定タイミングに合わせて移動局側及び基地局、
交換局側で行うことで、移動局側送信の変更を行うこと
も可能である。

【００３２】さらに、以上の説明では、ＣＤＭＡ方式移
動体通信を例にとり説明したが、ハンドオフを行う各種
無線通信システムへ応用することができる。例えば、Ｃ
ＤＭＡ方式移動体通信や無線ＬＡＮにも適用可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、下
りハンドオフに必要な時間のみで次のハンドオフ処理に
移れるので、高速に連続ハンドオフできる。また、止ま
り木チャネル測定結果から不要と判断すれば連続ハンド
オフを停止できると共に、通信チャネルリソース不足を
防いであらかじめ古い無線通信路を解放でき、さらに必
要に応じて上りハンドオフタイミングを前倒しすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基地局を制御する装置である交換
局と、交換局に制御される基地局の処理手順の実施の形
態を示すフローチャートである。

【図２】本発明に係る移動局の処理手順の実施の形態を
示すフローチャートである。

【図３】本発明に係る基地局を制御する装置である交換
局と基地局と移動局とのシステムブロック図である。

【図４】図３における交換局の構成図である。

【図５】図３における基地局に共通な基地局の構成図で
ある。

【図６】図３における移動局の構成図である。

【符号の説明】

３００…交換局、３０１・３０１０・３０１１・３０１
２…基地局、３０２…移動局、４００・５００・６００
…制御部、４０１・４０３・５０５…有線インタフェー
ス、４０２…合成／分配部、４０４…移動局接続状態デ
ータベース、４０４０…移動局記録エリア、４０４１…
基地局記録エリア、４０４２…接続状態記録エリア、５
０１・６０１…アンテナ、５０３・６０３…通信チャネ
ル送信部、５０４・６０４…通信チャネル受信部、５０
２…止まり木チャネル送信部、６０２…止まり木チャネ
ル受信／測定部、６０５…ユーザインタフェース、６０
７…合成部、６０６…移動局接続履歴データベース、６
０６０…接続時点記録エリア、６０６１…接続先基地局
記録エリア、６０６２…接続状態記録エリア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 正 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 松本 謙尚 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Ｆターム(参考） 5K067 AA11 BB02 CC10 DD25 EE02 EE10 EE16 EE24 FF03 HH23 JJ13 JJ35 JJ39 JJ52 JJ54 KK15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局の移動に伴って無線通信路の接続
   先を変更する移動体通信ハンドオフ方法であって、 移動局が基地局の無線エリアを検知するための止まり木
   チャネルを受信し、 止まり木チャネルの受信状態から一つ又は複数のハンド
   オフ先基地局を選出し、 選出したハンドオフ先基地局を基地局又は基地局を制御
   する装置に報告し、 ハンドオフ先基地局の報告を受けた基地局又は基地局を
   制御する装置は、報告されたハンドオフ先基地局の一つ
   から移動局方向への下り送信を開始し、 送信開始したハンドオフ先基地局へのハンドオフ要求を
   移動局に通知し、 移動局は通知されたハンドオフ先基地局の送信する無線
   通信路との同期確立を行って下り受信を開始し、 再度止まり木チャネルを受信して新たなハンドオフ先基
   地局の選出を試み、 もし移動局が新たなハンドオフ先基地局を選出したので
   あれば、 選出した新たなハンドオフ先基地局を基地局又は基地局
   を制御する装置に報告し、 一方で新たなハンドオフ先基地局の報告を受けた基地局
   又は基地局を制御する装置は、報告された新たなハンド
   オフ先基地局の一つから下り送信を開始し、 送信開始した新たなハンドオフ先基地局へのハンドオフ
   要求を移動局に通知し、 移動局は通知された新たなハンドオフ先基地局の送信す
   る無線通信路との同期確立を行って下り受信を開始し、 再度止まり木チャネルを受信してさらに新たなハンドオ
   フ先基地局の選出を試みるところから同様の処理を繰り
   返し、 他方で新たなハンドオフ先基地局の報告を受けた基地局
   又は基地局を制御する装置は、前回下り送信を開始した
   ハンドオフ先基地局が未だ移動局からの上り受信中でな
   ければ、前回下り送信を開始したハンドオフ先基地局に
   おいて移動局からの無線通信路との同期確立を行って上
   り受信を開始し、 もし移動局が新たなハンドオフ先基地局を選出しなけれ
   ば、基地局又は基地局を制御する装置にハンドオフの完
   了を通知し、 基地局又は基地局を制御する装置は、前回のハンドオフ
   先基地局報告時に下り送信を開始した基地局が未だ上り
   受信中でなければ、前回下り送信を開始したハンドオフ
   先基地局において移動局との無線通信路との同期確立を
   行って上り受信を開始することを特徴とする移動体通信
   ハンドオフ方法。
2. 【請求項２】 移動局が一つまたは複数の過去に受信し
   ていた無線通信路の情報を記録し、 止まり木チャネルを受信した時、記録した無線通信路の
   みに関してハンドオフ先基地局に成り得る基地局は、ハ
   ンドオフ先基地局から除外することを特徴とする請求項
   １記載の移動体通信ハンドオフ方法。
3. 【請求項３】 移動局が一つまたは複数の過去に受信し
   ていた無線通信路の情報を記録し、 止まり木チャネルを受信した時、記録した無線通信路を
   対象とするハンドオフ先基地局がある場合、これを基地
   局又は基地局を制御する装置に報告し、 ハンドオフ先基地局からの下り受信を開始した後、再度
   止まり木チャネルを受信することに替えて、実際には止
   まり木チャネルの受信を行わず、ハンドオフ先基地局の
   選出をしなかったものとして基地局又は基地局を制御す
   る装置にハンドオフの完了を通知することを特徴とする
   請求項１記載の移動体通信ハンドオフ方法。
4. 【請求項４】 移動局が受信している無線通信路の受信
   開始時点を記録し、受信開始時点の古い無線通信路の受
   信を停止し、 受信停止した無線通信路の送信元基地局を、ハンドオフ
   先基地局の報告と合わせて若しくは独立に基地局又は基
   地局を制御する装置に報告し、 基地局又は基地局を制御する装置は移動局が受信停止し
   た基地局の下り送信を停止することを特徴とする請求項
   １記載の移動体通信ハンドオフ方法。
5. 【請求項５】 最も新しく下り送信を開始した基地局に
   おいて上り受信を行っていない場合で、 上り受信を行っていた全ての基地局において上り受信が
   困難になるか、若しくは基地局又は基地局を制御する装
   置の処理能力に余裕がある場合に、 基地局又は基地局を制御する装置は、最も新しく下り送
   信を開始した基地局において移動局との無線通信路の同
   期確立を行って上り受信を開始することを特徴とする請
   求項１記載の移動体通信ハンドオフ方法。