JP2007336326A - 無線通信システムの輻輳制御方法及び基地局制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線リソースの輻輳時において、システム全体の無線リソースを効率よく使用することにより、輻輳セクタと通信していたコネクションの断や新規発着呼不可状態を減少させる。
【解決手段】 基地局制御装置１０は、各基地局２０のセクタの無線リソース使用量と無線リソース閾値テーブル１０８とを比較する。軽度輻輳状態時には、輻輳状態である基地局２０のセクタをネイバー登録しているセクタのネイバーサーチ窓サイズを変更することにより、該輻輳セクタへのソフトハンドオーバーを規制する。重度輻輳状態時には、輻輳状態である基地局２０のセクタと通信中であり、かつ他のセクタの電波を安定的に受信している移動局３０を強制ソフトハンドオーバーさせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信システムの輻輳制御方法及び基地局制御装置に係り、特に、複数の移動局が一つのセクタと同時に通信を行い、また一つの移動局が複数のセクタの信号を受信できる無線通信システムにおいて、セクタ毎にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）通信方式により通信が行なわれる移動体通信システムの輻輳制御を行うための無線通信システムの輻輳制御方法及び基地局制御装置に関する。

移動体通信は、車載電話や携帯電話などの移動局が最寄りの基地局のセクタからの電波を捕捉して、移動局〜基地局間で電波のやり取りをすることを基本とする。基地局に備えたアンテナのうちの一つから電波が届く通信可能範囲のことを、「セクタ（Ｓｅｃｔｏｒ）」と呼ぶ。基地局は、一つないしは複数のセクタを備える。セクタを隙間なく配置していくことにより、移動体通信サービス・エリアが構成される。ある一定の距離間隔に基地局を設置したマルチセクタ構成をとり、各基地局が提供する複数のセクタを途切れなく（疎にならないように）敷設していくことによって、無線端末は何処からでも通信することができ、広域的なサービス・エリアが構築される。

ここで、一つのセクタが、複数の移動局が同時に通信できる無線リソース数（コネクション数）は有限である。ＣＤＭＡ移動体通信システムの場合、通信開始時に使用できる符号パターンの中で、電波強度の強いものから優先的に使用し、電波強度が通話可能な限り同一の無線チャネルを使用する。移動局が移動したり、環境の変化が生じたりして、受信している電波強度が低下した場合は、通信状態を維持したまま他のセクタの電波にソフトハンドオーバーしている。

しかし、事故あるいはイベント的な要因等により突発的に、同一のセクタに対し、多くの移動局が新規に通信を開始しようとすると、無線リソースの輻輳が発生し通信できなくなるという課題があった。このような、一時的な通信量の増大による無線リソースの輻輳に対応する技術として、いくつかの方法がある。例えば、基地局は送受信機などのリソースの残数が少なくなると、移動局との通信規制を行うことで、対応することができる。ＣＤＭＡ移動体通信システムの場合は、干渉電力量が大きくなると、移動局に対して基地局との通信規制を行っている。通信規制の内容として、例えば、移動局を一般局と優先局にわけ、位置登録の可／不可、発呼許容の可／不可、などをリソースの残数や干渉電力量に応じて段階的に行っている。また、無線リソースの有効活用という観点では、輻輳状態の基地局の送信電力を低下させ、移動局を周辺の基地局に対して強制的にソフトハンドオーバーを行っている（特許文献１、２参照）。

特開平６−６９８６０号公報 特開２００２−７７０４２号公報 ３ＧＰＰ２：Ｃ．Ｓ００２４

しかしながら、従来のように、輻輳状態時に通信規制を行う方式では、システムの利用効率やユーザの利便性が低下するという課題がある。さらに、実際にシステムを運用する上で、伝播環境に応じて通信規制を行う上での適切な値を定める作業は容易ではない。また、送信電力を制御する場合は、電力安定に時間がかかり、基地局間あるいはセクタ間でのソフトハンドオーバーが頻発するという課題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、セクタの無線リソース使用量の変動に応じて、該セクタをネイバー登録したセクタのネイバーサーチ窓サイズ（後述のブロードキャストメッセージ：ＳｅｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓメッセージ）（非特許文献１参照）を制御することにより、あるいは、強制ソフトハンドオーバー制御を行うことにより、システムの利用効率を下げることおよび電力制御することなく、無線リソースの輻輳を制御することができる無線リソース輻輳制御方式を提供することを目的としている。

ＣＤＭＡ移動体通信システムにおいては、移動局が通信を行う基地局の変更の際に、複数の基地局との通信による信号の合成又は通信路の選択が行われ、無瞬断で通信路を切り換えるソフトハンドオーバー技術が知られている。このソフトハンドオーバーを行うためには、移動局はあらかじめ隣接基地局のセクタからの制御信号を受信する必要がある。移動局は、ソフトハンドオーバーを動作可能な状態になるよう、通信中のセクタで用いているパイロット信号オフセット以外のオフセット値を順次用いて別セクタの電波の探索を行い、別セクタからの電波の捕捉を試みる。
基地局はセクタの制御情報を管理し、周期的に送信（ブロードキャスト）する。このブロードキャストメッセージ（ＳｅｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓメッセージ）の中には、ネイバーリスト（隣接セクタ情報）と呼ばれる周辺のセクタの電波情報が含まれている。

移動局は、このネイバーリストを元に周辺セクタの電波の捕捉を効率的に実施することができ、これによって、ソフトハンドオーバを有効に動作させることが可能となる。移動局は、通信中のセクタから受信した制御情報にネイバーリストが設定されている場合、ネイバーリストに示された周波数、パイロット信号オフセットの電波を、ネイバーリストで示されたネイバーサーチ窓サイズの範囲で、捕捉を試みることで、効率良く隣接セクタからの電波を捕捉することが可能となる。移動局は、複数の基地局からの電波を同時に捕捉、受信品質を比較し、品質の良い方にハンドオフを行っていく。
従ってＣＤＭＡ移動体通信システムでは、各セクタについてネイバーリストを正しく決定したうえで、決定したネイバーリストの情報を基地局の管理情報として設定・登録することで、ブロードキャストメッセージが正しいネイバーリストの情報を送信している状態としておくことが、ソフトハンドオーバを有効に動作させ、品質の高い移動体通信サービスを提供するために必要である。

ネイバーサーチ窓サイズは、移動局がネイバーリストに登録された隣接セクタをサーチするサイズのことであり、後述の図１２のように規定されている（非特許文献１参照）。
このようにネイバーサーチ窓サイズを大小させることは、サーチするチップ数を増減させることと等価である。つまり、サーチするチップ数よりも遅延して受信する遠方のセクタの電波は捕捉されなくなる。

本発明においては、セクタ毎に、軽度輻輳状態と判定する無線リソース使用量閾値、および重度輻輳状態と判定する無線リソース使用量閾値をもつ。また、各々の回復閾値ももつ。そして、セクタが軽度輻輳状態になった場合には、該セクタをネイバー登録している周辺セクタに対して、ブロードキャストメッセージ（ＳｅｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓメッセージ）の一部である、該軽度輻輳状態セクタをサーチするネイバーサーチ窓サイズを制御する。この制御により、該軽度輻輳状態のセクタへソフトハンドオーバーする移動局がなくなり、無線リソース使用量の増加つまりは重度輻輳状態になることを防止できる。また、軽度輻輳状態時には、該軽度輻輳状態セクタへの新規接続の制限は行わないため、移動局が繋がり難くなる等の利便性を損なうことは無い。

しかし、新規接続する移動局が増加した場合には、該セクタが重度輻輳状態に陥ることがある。セクタが重度輻輳状態になった場合には、該セクタと通信しており、なおかつ、他のセクタからの電波を継続的に受信している移動局を抽出し、輻輳していないセクタへ強制ソフトハンドオーバーさせる。この強制ソフトハンドオーバーにより、重度輻輳状態セクタの無線リソース使用量が減少し、無線リソースの輻輳が防止できる。また、重度輻輳状態時には、該セクタへの新規接続の制限は行わないため、移動局が繋がり難くなる等の利便性を損なうことは無い。

また、重度輻輳状態セクタから周辺セクタへ強制ソフトハンドオーバーされた移動局は、軽度輻輳制御のため、周辺セクタにおいて元のセクタをサーチするネイバーサーチ窓サイズが制御されているため、周辺のセクタから元のセクタに再度ソフトハンドオーバーすることはない。
なお、重度輻輳状態の回復閾値を下回った段階で、強制ソフトハンドオーバー制御を抑止する。また、軽度輻輳状態の回復閾値を下回った段階で、ネイバーサーチ窓サイズを元のサイズに復旧する。
このように、無線リソース不足による輻輳状態に陥ったセクタが存在する状況下においても、システムの利用効率やユーザの利便性を損なうことのない輻輳制御を有する移動体通信システムを提供する。

本発明の第１の解決手段によると、
ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）接続方式で無線通信を行う基地局と、複数の前記基地局を制御する基地局制御装置とを備えた無線通信システムの輻輳制御方法において、
前記基地局制御装置は、セクタ毎に無線リソース使用量を記憶した無線リソース使用量データベースを参照して、無線リソース使用量に基づいて、少なくとも２段階の輻輳状態のレベルに応じて軽度又は重度輻輳状態であるセクタを判定し、
（１） あるセクタが軽度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御装置は、
セクタ毎に、隣接セクタと、無線端末が隣接セクタをサーチするサイズ又はチップ数を示すネイバーサーチ窓サイズとを記憶したネイバーリストデータベース、及び、前記無線リソース使用量データベースを参照し、
輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ輻輳していないセクタを抽出し、
ネイバーリストデータベース中の前記抽出されたセクタのデータに対して、前記輻輳しているセクタのネイバーサーチ窓サイズを小さくすることにより、前記抽出されたセクタから前記輻輳しているセクタへのソフトハンドオーバーを抑止し、
（２） あるセクタが重度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御装置は、
セクタ毎に各無線端末の電波捕捉状態の時系列データを記憶した電波捕捉状態データベース、及び、前記無線リソース使用量データベースを参照し、
輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ一定期間以上複数捕捉状態となっている無線端末と、該無線端末を収容しているセクタとを抽出し、
抽出されたセクタの中から無線リソース使用量が比較的少ないセクタを選択し、選択されたセクタに前記無線端末を強制ソフトハンドオーバーさせるようにした
前記無線通信システムの輻輳制御方法が提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）接続方式で無線通信を行う複数の前記基地局を制御するための基地局制御装置であって、
セクタ毎に無線リソース使用量を記憶した無線リソース使用量データベースと、
セクタ毎に、隣接セクタと、無線端末が隣接セクタをサーチするサイズ又はチップ数を示すネイバーサーチ窓サイズとを記憶したネイバーリストデータベースと、
セクタ毎に各無線端末の電波捕捉状態の時系列データを記憶した電波捕捉状態データベースと、
輻輳状態セクタの判定、ネイバーサーチ窓サイズの変更、及び、強制ソフトハンドオーバー対象の無線端末及び／又はセクタを決定するための基地局制御部と
を備え、
前記基地局制御部は、前記無線リソース使用量データベースを参照して、無線リソース使用量に基づいて、少なくとも２段階の輻輳状態のレベルに応じて軽度又は重度輻輳状態であるセクタを判定し、
（１） あるセクタが軽度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御部は、
前記ネイバーリストデータベース及び前記無線リソース使用量データベースを参照し、
輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ輻輳していないセクタを抽出し、
ネイバーリストデータベース中の前記抽出されたセクタのデータに対して、前記輻輳しているセクタのネイバーサーチ窓サイズを小さくすることにより、前記抽出されたセクタから前記輻輳しているセクタへのソフトハンドオーバーを抑止し、
（２） あるセクタが重度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御部は、
前記電波捕捉状態データベース及び前記無線リソース使用量データベースを参照し、
輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ一定期間以上複数捕捉状態となっている無線端末と、該無線端末を収容しているセクタとを抽出し、
抽出されたセクタの中から無線リソース使用量が比較的少ないセクタを選択し、選択されたセクタに前記無線端末を強制ソフトハンドオーバーさせるようにした
前記基地局制御装置が提供される。

本発明によれば、システムの利用効率やユーザの利便性を損なうことなく輻輳制御が可能である。本発明によると、軽度輻輳制御では、基地局−基地局間の無線通信リソースを圧迫することなく輻輳制御が可能である。また、重度輻輳制御では、強制ソフトハンドオーバー対象の移動局の選定には、電波捕捉状態の時系列データを使用するため、安定したソフトハンドオーバーが可能である。

以下、本発明をその好ましい一実施の形態について図面を用いて説明する。
以下、一例として、移動局及び移動体通信システムについて説明するが、本発明は、これに限らず、ＰＣ、ＰＤＡ等の各種無線端末及び無線通信システムに適用することができる。

図１は、移動体通信網の構成を示すブロック図である。
本実施の形態の移動体通信網は、複数の基地局２０と複数の移動局３０、基地局の制御を行う基地局制御装置１０を備える。
基地局２０は、無線通信エリアであるセクタを一つもしくは複数個を収容する。また、セクタ単位に、無線リソース使用量と移動局の電波捕捉状態の時系列データを蓄積する。
基地局制御装置１０の基地局制御部１００は、複数セクタの構成情報を一元管理するセクタデータベース（ＤＢ）１０４、ネイバーリストを一元管理するネイバーリストＤＢ１０５、無線リソース使用量を一元管理する無線リソース使用量ＤＢ１０６、電波捕捉状態を一元管理する電波捕捉状態ＤＢ１０７、および輻輳判定を行う無線リソース閾値テーブル１０８を保持する。
また、基地局制御部１００は、輻輳状態セクタの判定を行う閾値判定処理部１０１、ネイバーサーチ窓サイズの変更を行うネイバーサーチ窓サイズ判定処理部１０２、強制ソフトハンドオーバー対象の移動局およびセクタを決定する強制ハンドオーバー判定処理部１０３を有する。

次に、各データベース（ＤＢ）の構成例について説明する。
図６は、セクタＤＢ１０４を説明する図である。
セクタＤＢ１０４には、基地局制御装置１０の監視対象である全基地局の全セクタに関するＤＢであり、例えば、基地局制御装置１０で一つ管理する。
「セクタＮｏ．」には、ＤＢ内でのインデックス番号を格納する。セクタＮｏ．毎に、「基地局名」と「セクタ」には、基地局名称とセクタ番号を格納し、「パイロット信号オフセット」には、当該セクタが使用するパイロット信号オフセット値を格納し、「周波数チャネル」には、当該セクタが使用する周波数を格納する。
本ＤＢは、基地局増減設時、セクタ増減設時、あるいは局構成変更時等に更新される。

図７は、ネイバーリストＤＢ１０５を説明する図である。
ネイバーリストＤＢ１０５は、セクタ単位（又は、基地局単位）にハンドオフ対象の隣接セクタ情報（又は、隣接基地局情報）を登録したＤＢである。基地局および移動局は、本ＤＢの内容に従いハンドオフ動作を行う。
本テーブルは、セクタＮｏ．１のネイバーリスト例である。「Ｎｏ．」には、ネイバーリストＤＢ内でのインデックス番号を格納し、「隣接セクタのセクタＮｏ．」には、隣接セクタのセクタＮｏ．を格納し、「ネイバーサーチ窓サイズ」には、移動局が隣接セクタをサーチするチップ数を格納する。「軽度輻輳制御状態」には、軽度輻輳制御の実行状態として［−／制御中］のいずれかを登録する。初期状態は、［−］であり、軽度輻輳制御していないことを表す。
本ＤＢは、基地局増減設時、セクタ増減設時、局構成変更時、あるいは隣接セクタ変更時等に更新される。

図８は、無線リソース使用量ＤＢ１０６を説明する図である
無線リソース使用量ＤＢ１０６は、セクタ単位に現在使用している無線リソース使用量を管理するＤＢであり、本ＤＢの無線リソース使用量に従い、輻輳制御を実施する。
「セクタＮｏ．」には、セクタＤＢ１０４のセクタＮｏ．を格納する。セクタＮｏ．毎に、「無線リソース使用量」には、当該セクタの無線リソース使用量を格納し、「輻輳状態」には、輻輳の状態として［−／軽度／重度］のいずれかを登録する。初期状態は、「−」であり、輻輳していないことを表す。
本ＤＢは、基地局から受信する無線リソース使用量の時系列データに従い更新される。

図９は、電波捕捉状態ＤＢ１０７を説明する図である。
電波捕捉状態ＤＢ１０７は、セクタ単位に管理され、当該セクタと通信している全移動局の捕捉電波を時系列に登録したＤＢである。本ＤＢの電波捕捉状態に従い、重度輻輳制御を実施する。
本テーブルは、セクタＮｏ．１の電波捕捉状態例である。「セクタＮｏ．」には、移動局が電波を捕捉しているセクタのセクタＮｏ．を格納する。捕捉電波の定義は、例えば、「Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｔ」および「Ｃａｎｄｉｄａｔｅ Ｓｅｔ」と認識された電波のことをいう（非特許文献１参照）。
移動局は捕捉している電波情報を基地局に通知し、基地局はそれを基地局制御装置１０に通知する。
本ＤＢは、基地局から受信する移動局の電波捕捉状態の時系列データに従い更新される。
図１２は、サーチ窓サイズとチップ数の関係を説明する図である。
ＣＤＭＡ移動体通信システムでは、例えば、移動局が電波補足を試みるサーチ窓サイズを、４〜４５２チップと規定している（非特許文献１参照）。

図２は、移動局のセクタの時系列データの収集方法を示す図である。
図に示すように、基地局２０のセクタは周期的に無線リソース使用量と、各移動局３０の電波捕捉状態の時系列データを取得し（１）、基地局制御装置１０に通知する（２）（なお、かっこで示した数字は、図中の数字と対応する。以下同様）。通知した時系列データは、基地局制御装置１０内の、無線リソース使用量ＤＢ１０６と電波捕捉状態ＤＢ１０７に保持される。基地局制御装置１０内の閾値判定処理部１０１は、セクタ単位にあらかじめ設定されている無線リソース閾値テーブル１０８と無線リソース使用量ＤＢ１０６との値を比較し、無線リソース使用量が無線リソース閾値ｌｖ１を超えたセクタを軽度輻輳状態と判定し、さらに無線リソース閾値ｌｖ２を超えたセクタを重度輻輳状態と判定する（３）。閾値判定処理部１０１は、輻輳状態で無いと判定したセクタに関しては、次の周期での基地局からの無線リソース使用量通知を待つ。

図３は、軽度輻輳状態時の輻輳制御方法を示す図である。以下に、基地局制御装置１０が、基地局２０−１のセクタを軽度輻輳状態と判定した場合の動作を説明する。この例は、基地局２０−１は一つのセクタで構成されている場合であるが、本発明は、これに限らず、複数のセクタで構成されている場合にも適用することができる。
まず、基地局制御装置１０内のネイバーサーチ窓サイズ判定処理部１０２は、ネイバーリストＤＢ１０５の中から軽度輻輳状態と判定されたセクタをネイバーセクタとして登録しているセクタを抽出する。抽出されたセクタのネイバーリストＤＢ１０５のうち該軽度輻輳状態セクタをサーチするネイバーサーチ窓サイズを縮小する（４）。つぎに、ネイバーサーチ窓サイズ判定処理部１０２は、変更したネイバーサーチ窓サイズを、基地局２０−２、基地局２０−３に通知する（５）。
基地局２０−２、基地局２０−３は、通知されたネイバーサーチ窓サイズをブロードキャストメッセージ（ＳｅｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓメッセージ）として移動局３０−３に通知する（６）。

移動局３０−３は、ブロードキャストメッセージ（ＳｅｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓメッセージ）に従い電波捕捉を行うため、ネイバーサーチ窓サイズが縮小された基地局２０−１の軽度輻輳状態セクタの電波を捕捉しなくなり、基地局２０−２または基地局２０−３のセクタの電波のみを捕捉するようになる。この結果、基地局２０−１の軽度輻輳状態のセクタへソフトハンドオーバーする移動局は無くなり、基地局２０−１、基地局２０−２、基地局２０−３のセクタ間の無線リソース使用量が平滑化される。また、この段階では、軽度輻輳状態のセクタへのソフトハンドオーバーが制限されるのみで、移動局３０−４は基地局２０−１の軽度輻輳状態のセクタへ発呼することは可能である。従って、システム全体の無線リソース使用効率およびユーザの利便性は低下しない。
なお、軽度輻輳状態セクタの無線リソース使用量が回復閾値１ｖ１を下回った場合には、縮小したネイバーサーチ窓サイズを縮小前の値に戻す。

図４は、重度輻輳状態時の輻輳制御方法を示す図である。以下に、基地局制御装置１０が、基地局２０−１のセクタを重度輻輳状態と判定した場合の動作を説明する。
まず、基地局制御装置１０内の強制ソフトハンドオーバー判定処理部１０３は、電波捕捉状態ＤＢ１０７の中から、重度輻輳状態のセクタと通信している移動局のうち継続的に２Ｗａｙまたは３Ｗａｙ状態となっている移動局とその電波補足しているセクタを抽出する（７）。強制ソフトハンドオーバー判定処理部１０３は、抽出されたセクタのうち軽度輻輳状態、重度輻輳状態になっていないセクタに強制ソフトハンドオーバーさせる（８）（９）。なお、複数のソフトハンドオーバー対象の候補がある場合には、強制ソフトハンドオーバー判定処理部１０３は、無線リソース使用量ＤＢ１０６を参照し、無線リソース使用量の最も少ないセクタをソフトハンドオーバー対象とする。
（図９を例にすると、移動局３０−１がセクタＮｏ．１とセクタＮｏ．２の電波を継続的に受信している。さらに図８を参照すると、セクタＮｏ．１の方がセクタＮｏ．２よりも無線リソース使用量が少ないので、セクタＮｏ．１が強制ソフトハンドオーバー先となる。）
こうして、移動局３０−４は、輻輳していない基地局２０−３のセクタと通信を開始する（１０）。
基地局制御装置１０内の閾値判定処理部１０１は、重度輻輳状態が回復するまで、（７）（８）（９）（１０）の操作を繰り返し行う。

図５は、輻輳制御方法のフローチャートである。このフローチャートにより、上述の実施の形態の動作（図２、図３、図４）を説明する。
また、図１０は、輻輳制御中のネイバーリストＤＢ１０５を説明する図である。
図７が初期状態であるのに対し、図１０では、セクタＮｏ．３とセクタＮｏ．５のセクタが輻輳状態に陥り、ネイバーサーチ窓サイズが１００ｃｈｉｐから４ｃｈｉｐに変更された例である。

図１１は、輻輳制御中の無線リソース使用量ＤＢ１０６を説明する図である。
図８が初期状態であるのに対し、図１１では、セクタＮｏ．３とセクタＮｏ．５のセクタの無線リソース使用量が上昇し、セクタＮｏ．３が重度輻輳状態、セクタＮｏ．５が軽度輻輳状態に陥った例である。
ここでは、初期状態の一例として、セクタＤＢ１０４は図６、ネイバーリストＤＢ１０５は図７、無線リソース使用量ＤＢ１０６は図１１、電波捕捉状態ＤＢ１０７は図９の状態であるとする。
まず、基地局制御部１００では、閾値判定処理部１０１が、セクタ毎に無線リソース閾値テーブル１０８と無線リソース使用量ＤＢ１０６（図１１）を参照して、軽度輻輳状態／重度輻輳状態／輻輳していない状態のいずれかの判定を行う。判定された状態により、以降のフローの処理を行う（Ｓ１０１、Ｓ１０３）。

（軽度輻輳状態の場合）
ここでは、ステップＳ１０１及びＳ１０３で軽度輻輳状態と判定された場合について、説明する。
まず、ネイバーサーチ窓サイズ判定処理部１０２は、ネイバーリストＤＢ１０５（図７）から該軽度輻輳状態のセクタを隣接セクタとして登録しているセクタを抽出する。さらに、抽出されたセクタの中から、無線リソース使用量ＤＢ１０６（図１１）を参照して、重複リソース使用量が予め定めた閾値以下であるような輻輳していない状態のセクタ（即ち、ネイバーサーチ窓サイズの縮小を行えるセクタ）を抽出する。抽出されたセクタのネイバーリストＤＢ１０５（図１０）のうち該軽度輻輳状態のセクタをサーチして、該当する「ネイバーサーチ窓サイズ」および「輻輳制御状態」を更新する（Ｓ１１３）。例えば、セクタＮｏ．１について、図７から図１０のように更新される。即ち、隣接セクタＮｏ．３とＮｏ．５の、「ネイバーサーチ窓サイズ」を１００ｃｈｉｐから４ｃｈｉｐに更新し、「輻輳制御状態」を制御中とする。基地局制御装置１０は、セクタＤＢ１０４を参照して、ネイバーリストＤＢ１０５を更新したセクタを収容する基地局に、更新後のネイバーサーチ窓サイズを通知する（Ｓ１１５）。
通知を受けた基地局は、配下の移動局に更新後のネイバーサーチ窓サイズを通知する。（Ｓ１１７）移動局は、通知されたネイバーサーチ窓サイズに従って、電波捕捉を行うため、該軽度輻輳状態のセクタの電波（パイロット信号オフセット）を検出しなくなる。
このようにして、軽度輻輳状態時には、隣接セクタから輻輳しているセクタへのソフトハンドオーバーを抑止し、無線リソースに余裕のあるセクタと通信を行うことができ、また、基地局間でやりとりする無線リソースを使用することなく、移動局主導で輻輳制御を行うことができる。

（重度輻輳状態の場合）
ここでは、ステップＳ１０１で、重度輻輳状態と判定された場合について説明する。なお、ネイバーリストＤＢ１０５は図１０の状態であるとする。
強制ソフトハンドオーバー判定処理部１０３は、無線リソース使用量ＤＢ１０６（図１１）とネイバーリストＤＢ１０５（図１０）を参照し、該重度輻輳状態のセクタの隣接セクタであり、なおかつ電波捕捉状態ＤＢ１０７（図９）を参照し、一定期間２Ｗａｙ／３Ｗａｙ状態等の複数捕捉状態になっている移動局と、その移動局を収容しているセクタを抽出する（Ｓ１２１）。図９の例の場合では、仮にセクタＮｏ．１が重度輻輳状態であるとして、移動局３０−１が継続的に（予め定められた時間以上）、セクタＮｏ．１に加え、セクタＮｏ．２とセクタＮｏ．３の電波も捕捉しているので、これらが強制ハンドオーバー候補となる。
つぎに、強制ハンドオーバー判定処理部１０３は、無線リソース使用量ＤＢ１０６（図１１）を参照して、ステップＳ１２１で抽出されたセクタの中から最も無線リソース使用量の少ないセクタを抽出する。図１１の例の場合では、強制ハンドオーバー候補のうちセクタＮｏ．２が輻輳していない状態であり、セクタＮｏ．３が輻輳状態であるため、セクタＮｏ．２が移動局３０−１の強制ハンドオーバー先として抽出される（Ｓ１２３）。そして、基地局制御装置１０は、セクタＤＢ１０４を参照して、抽出されたセクタ及び移動局を収容する基地局に、抽出された移動局（例、移動局３０−１）の強制ハンドオーバーの指示をする。（Ｓ１２５）
抽出された移動局（例、移動局３０−１）は、抽出された無線リソース使用量の少ないセクタにハンドオーバーし、通信を継続する。（Ｓ１２７）
このようにして、重度に輻輳しているセクタの無線リソース使用量を低減し、新規呼の接続を可能とする。

（輻輳していない状態の場合）
ここでは、ステップＳ１０１及びＳ１０３で、輻輳していない状態と判定された場合について説明する。
まず、ネイバーサーチ窓サイズ判定処理部１０２が、ネイバーリストＤＢ１０５を参照し、前の周期でネイバーサーチ窓サイズを変更していたネイバーリストを元に戻す。基地局制御装置１０は、戻したネイバーサーチ窓サイズを基地局に、基地局は移動局へ通知する（Ｓ１３１）。例えば、ネイバーリストＤＢ１０５が図１０から図７に戻される。基地局制御部１００は、輻輳ではない状態の該セクタに対しては、輻輳制御は行わない（Ｓ１３３）。

以上のフロー制御を、セクタ単位に周期的に実施する。
このようにして、基地局のセクタが輻輳状態である場合には、一元管理データを元に、輻輳状態でないネイバーセクタの無線リソースを効率的に使用することによりシステム全体の無線リソース使用率を高めることができる。

本発明は、各種無線端末及び無線通信システムに幅広く応用することができる。

移動体通信網の構成を示すブロック図である。 移動局のセクタの時系列データの収集方法を示す図である。 軽度輻輳状態時の輻輳制御方法を示す図である。 重度輻輳状態時の輻輳制御方法を示す図である。 輻輳制御方法のフローチャートである。 セクタＤＢを説明する説明図である。 輻輳状態基地局がない場合の、ネイバーリストＤＢを説明する説明図である。 輻輳状態基地局がない場合の、無線リソース使用量ＤＢを説明する説明図である。 電波捕捉状態ＤＢを説明する説明図である。 輻輳状態基地局がある場合の、ネイバーリストＤＢを説明する説明図である。 輻輳状態基地局がある場合の、無線リソース使用量ＤＢを説明する説明図である。 サーチ窓サイズとチップ数の関係を説明する図である。

符号の説明

１０ 基地局制御装置
１００ 基地局制御部
１０１ 閾値判定処理部
１０２ ネイバーサーチ窓サイズ判定処理部
１０３ 強制ソフトハンドオーバー判定処理部
１０４ セクタＤＢ
１０５ ネイバーリストＤＢ
１０６ 無線リソース使用量ＤＢ
１０７ 電波捕捉状態ＤＢ
１０８ 無線リソース閾値テーブル
２０−１ 基地局１
２０−２ 基地局２
２０−３ 基地局３
３０−１ 移動局１
３０−２ 移動局２
３０−３ 移動局３
３０−４ 移動局４
３０−５ 移動局５
４０−１ 無線通信エリア１
４０−２ 無線通信エリア２
４０−３ 無線通信エリア３

Claims (10)

1. ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）接続方式で無線通信を行う基地局と、複数の前記基地局を制御する基地局制御装置とを備えた無線通信システムの輻輳制御方法において、
   前記基地局制御装置は、セクタ毎に無線リソース使用量を記憶した無線リソース使用量データベースを参照して、無線リソース使用量に基づいて、少なくとも２段階の輻輳状態のレベルに応じて軽度又は重度輻輳状態であるセクタを判定し、
   （１） あるセクタが軽度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御装置は、
   セクタ毎に、隣接セクタと、無線端末が隣接セクタをサーチするサイズ又はチップ数を示すネイバーサーチ窓サイズとを記憶したネイバーリストデータベース、及び、前記無線リソース使用量データベースを参照し、
   輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ輻輳していないセクタを抽出し、
   ネイバーリストデータベース中の前記抽出されたセクタのデータに対して、前記輻輳しているセクタのネイバーサーチ窓サイズを小さくすることにより、前記抽出されたセクタから前記輻輳しているセクタへのソフトハンドオーバーを抑止し、
   （２） あるセクタが重度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御装置は、
   セクタ毎に各無線端末の電波捕捉状態の時系列データを記憶した電波捕捉状態データベース、及び、前記無線リソース使用量データベースを参照し、
   輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ一定期間以上複数捕捉状態となっている無線端末と、該無線端末を収容しているセクタとを抽出し、
   抽出されたセクタの中から無線リソース使用量が比較的少ないセクタを選択し、選択されたセクタに前記無線端末を強制ソフトハンドオーバーさせるようにした
   前記無線通信システムの輻輳制御方法。
2. 前記基地局は、セクタ毎の無線リソース使用量及び無線端末の電波捕捉状態の時系列データを前記基地局制御装置に通知し、
   前記基地局制御装置は、通知された情報に従い、前記無線リソース使用量データベース及び前記電波捕捉状態データベースを更新すること
   を特徴とする請求項１に記載の無線通信システムの輻輳制御方法。
3. 前記基地局制御装置は、前記ネイバーリストデータベースにおいてネイバーサーチ窓サイズが更新されたセクタを収容する基地局に、更新後のネイバーサーチ窓サイズを通知し、
   通知を受けた前記基地局は、配下の無線端末に更新後のネイバーサーチ窓サイズを通知すること
   を特徴とする請求項１に記載の無線通信システムの輻輳制御方法。
4. 前記基地局制御装置は、前記抽出されたセクタ及び無線端末を収容する基地局に強制ハンドオーバーの指示をすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムの輻輳制御方法。
5. 前記基地局制御装置は、軽度輻輳状態の回復閾値を下回った段階で、ネイバーサーチ窓サイズを元のサイズに復旧することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムの輻輳制御方法。
6. 前記基地局制御装置は、重度輻輳状態の回復閾値を下回った段階で、強制ソフトハンドオーバー制御を抑止することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムの輻輳制御方法。
   
7. ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）接続方式で無線通信を行う複数の前記基地局を制御するための基地局制御装置であって、
   セクタ毎に無線リソース使用量を記憶した無線リソース使用量データベースと、
   セクタ毎に、隣接セクタと、無線端末が隣接セクタをサーチするサイズ又はチップ数を示すネイバーサーチ窓サイズとを記憶したネイバーリストデータベースと、
   セクタ毎に各無線端末の電波捕捉状態の時系列データを記憶した電波捕捉状態データベースと、
   輻輳状態セクタの判定、ネイバーサーチ窓サイズの変更、及び、強制ソフトハンドオーバー対象の無線端末及び／又はセクタを決定するための基地局制御部と
   を備え、
   前記基地局制御部は、前記無線リソース使用量データベースを参照して、無線リソース使用量に基づいて、少なくとも２段階の輻輳状態のレベルに応じて軽度又は重度輻輳状態であるセクタを判定し、
   （１） あるセクタが軽度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御部は、
   前記ネイバーリストデータベース及び前記無線リソース使用量データベースを参照し、
   輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ輻輳していないセクタを抽出し、
   ネイバーリストデータベース中の前記抽出されたセクタのデータに対して、前記輻輳しているセクタのネイバーサーチ窓サイズを小さくすることにより、前記抽出されたセクタから前記輻輳しているセクタへのソフトハンドオーバーを抑止し、
   （２） あるセクタが重度輻輳状態であると判定されたとき、前記基地局制御部は、
   前記電波捕捉状態データベース及び前記無線リソース使用量データベースを参照し、
   輻輳しているセクタを隣接セクタとして登録しており且つ一定期間以上複数捕捉状態となっている無線端末と、該無線端末を収容しているセクタとを抽出し、
   抽出されたセクタの中から無線リソース使用量が比較的少ないセクタを選択し、選択されたセクタに前記無線端末を強制ソフトハンドオーバーさせるようにした
   前記基地局制御装置。
8. 前記基地局制御装置は、基地局から通知された、セクタ毎の無線リソース使用量及び無線端末の電波捕捉状態の時系列データに従い、前記無線リソース使用量データベース及び前記電波捕捉状態データベースを更新することを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
9. 前記基地局制御部は、前記ネイバーリストデータベースにおいてネイバーサーチ窓サイズが更新されたセクタを収容する基地局に、更新後のネイバーサーチ窓サイズを通知することを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
10. 前記基地局制御部は、前記抽出されたセクタ及び無線端末を収容する基地局に強制ハンドオーバーの指示をすることを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
    

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