JP2009260448A - 無線端末および基地局制御局ならびに無線通信システムにおけるハンドオフ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線基地局ごとに無線端末と通信を行う無線周波数が異なる無線通信システムにおいて、基地局制御局には、各基地局について、位置情報と、端末との送受信に用いている周波数の情報と、ハンドオフ時の判定条件とが記憶されているテーブルが予め用意されており、無線端末から位置情報を受信すると、テーブルを参照して、無線端末の位置情報と、各基地局の位置情報と、ハンドオフ時の判定条件とに基づいて、ハンドオフ候補の基地局を選択し、ハンドオフ候補の基地局の周波数の情報を含めたハンドオフ要求メッセージを無線端末と通信中の基地局を介して無線端末に送信する。
【選択図】図4
Description
また、特許文献2は、ハンドオフ先のサーチを短時間に効率良く行えるようにすることを目的とし、端末のGPSから受信した端末の位置情報と基地局制御局にある各基地局の設置位置に関わる情報を予め記憶したデータベースとを基に、ハンドオフ先として最適な基地局を判定する。
また、前記特許文献1では、通信中の基地局(BS1)の配下にカバー範囲が小さい基地局(BS2, BS100)が存在する場合に、通信中の基地局からの電力値が十分大きいと、ハンドオフが起きない。そのようなケースでは、通信中の基地局(BS1)が輻輳しており、BS2のリソースに余裕がある場合でも、BS2へハンドオフすることができなかった。
また、特許文献2では、隣接基地局のうち、端末との距離がほぼ同じものが複数存在する場合もあり、位置情報だけで必ずしも最適的なハンドオフができなかった。
以下の実施の形態では、無線通信方式として1xEV-DO Rev.Aを用いた場合を例にとって説明する。
1xEV-DO Rev.Aシステムは、最大上り1.8Mbps、下り3.1Mbpsの通信が可能なシステムである。1つ前のシステムであるEV-DO Rev.0システムと比べ、適応変調符号化が高度化され、マルチキャスト、QoSにも対応している。
図1において、端末100-1は、受信エリア内の基地局200-1と無線回線により接続され、基地局制御局(BSC)300から公衆網400を通じて端末100-2と通信できる。端末100-1は、基地局200-1と通信中に、周期的にGPSから得られた自分の位置情報(経度、緯度)を基地局200-1を介して基地局制御局に報告する。基地局制御局300は、配下の各基地局について、位置情報と送信周波数の情報、およびハンドオフ要否を決定するための距離および電力地の閾値の情報を有している。そして、基地局制御局300は、端末から報告された位置情報と基地局制御局が持っているメモリにある隣接基地局の位置情報を用いて、端末100-1と各隣接基地局200-1, 200-2, 200-3, ・・・・・, 200-100の距離を計算し、メモリにある距離の閾値と比較する。
端末100-1が基地局200-2に向かって移動している途中のある時点で、端末100-1と基地局200-2の距離が閾値s1より下回ったとする。上記の周期的な端末からの位置情報の報告に基づいて、基地局制御局は各隣接基地局との距離を計算し、端末100-1と基地局200-2の距離が閾値s1より下回ったことを検出し、端末100-1に基地局200-2の周波数f2をサーチするよう指示出す。
パイロット信号を受信した端末100-1は、通信中の基地局200-1を通して、基地局200-2のパイロット受信電力値を基地局制御局300に報告する。基地局制御局300は端末100-1から受信した基地局200-2の電力値と、基地局制御局300内のメモリにある電力値閾値p2とを比較する。
図2は、端末のハード構成を説明する図である。
端末は、基地局との間で電波を送受信するために、高周波信号を送信するアンテナ101と、高周波信号を受信して処理する受信RF信号処理部111を有する。また、GPS(Global Positioning System)衛星信号をGPSアンテナにより受信して解析することにより、端末100-1自身の現在位置(緯度、経度)を検出するGPS受信部102を有する。さらに、受信した信号の電力を測る受信電力測定部103と、高周波信号の変復調を行い低周波のベースバンド信号に変換するベースバンド信号変復調部104と、データ信号を音声信号に変換する音声コーデック部105と、入力された音声を電気信号として音声コーデック105に出力するマイク106と、音声コーデック105から出力された音声の電気信号が入力され音声として出力するスピーカー107と、メモリ109と、操作者が音声通話の接続や切断などの操作を行うためのキー入力部108と、各部を制御する制御部112とからなる。端末は基地局の周波数情報を得て、制御部112の制御により端末内部のハードウェアの周波数を切り換えることができる。
図3は基地局および基地局制御局の構成を示す図である。
基地局制御局は、上記の端末ATのGPS位置情報と基地局制御局が持っているテーブルにある隣接基地局の位置情報に基づいて、端末と各隣接基地局との距離を計算する。計算の結果、基地局nに対して、距離閾値に近くなったら端末に対し例えばルートアップデートリクエスト(Route update request)メッセージで基地局nの周波数、PN情報などを送信する。
このメッセージを受信した端末は、周波数を基地局nの周波数に切り換えて、基地局nのパイロット信号をサーチしてみる。そしてサーチしたパイロットの電力値を例えばルートアップデート(Route Update)メッセージで通信している基地局を経由して基地局制御局に送信する。
基地局制御局は端末から送られてきたパイロットの電力値と基地局nの電力閾値を比較し、閾値を越えたら、端末に対して基地局nへのハンドオフ指示を出す。例えば、基地局が端末にトラフィックチャンネルアサインメントメッセージ(Traffic Channel Assignment)を送信することによって、端末が基地局nのトラフィックチャンネル(Traffic Channel)をアサインされ、基地局nとの通信を開始する。端末が基地局nにトラフィックチャンネル完了(Traffic Channel Complete)メッセージ応答を送信する。
端末ATは、周期的に自身のGPS位置情報をルートアップデートメッセージに載せ、基地局BS1を介して基地局制御局に送信する。
本発明はルートアップデートメッセージに特徴がある。比較のためにまず従来のルートアップデートメッセージを説明する。
表3に基地局nの周波数、PN情報を端末に通知するためのルートアップデートメッセージを示す。表3はルートアップデートリクエストメッセージに一部のパラメータを示している。ルートアップデートリクエストメッセージは基地局から端末に送信するメッセージである。メッセージの中に、セクタの位置を表すセクタの経度、緯度、また隣接基地局の数、隣接基地局のPNコード、隣接基地局の周波数などが含まれる。
端末ATは受信電力値をルートアップデートメッセージにて送信する。基地局nからの受信電力値と距離の両方がそれぞれの閾値を越えたら、基地局は端末ATに対してトラフィックチャンネルをアサインし、ハンドオフを完了する。
表4は、トラフィックチャネルのアサインを端末に通知するメッセージのフォーマットの一例である。このメッセージによって、基地局が端末に対してどのチャンネルを割り当てることが分かる。トラフィックチャンネルアサインメントメッセージの中に、端末ATにアサインするセクタのMACIDが含まれている。
図5は本発明の別の実施例における処理シーケンスを説明する図である。
端末ATから送信されてきた位置情報を受信した基地局制御局は、受信した端末の位置情報と自分が持っているテーブルを比較する。比較の結果、基地局nの距離閾値を下回った場合、端末ATに基地局nへのハンドオフ指示を出し、トラフィックチャンネルをアサインする。端末は周波数を基地局nの周波数に切換、ハンドオフ完了後にトラフィックチャンネル完了のメッセージを基地局に出す。
ハンドオフ完了後に端末が基地局に送信するトラフィックチャンネル完了のメッセージを表5に示す。表4のトラフィックチャンネルアサインメントメッセージを受けた後に、端末がハンドオフ先基地局に対してトラフィックチャンネル完了の応答メッセージを送信する。
200-1,2,3 基地局
300 基地局制御局
400 公衆網
Claims (6)
- 複数の無線端末と、該無線端末と無線通信を行う複数の基地局と、それらの基地局の制御を行う基地局制御局とを有し、前記無線基地局が前記無線端末と通信を行う無線周波数が異なることを許容する無線通信システムにおけるハンドオフ制御方法であって、
前記無線端末は、位置情報検出手段を有し、該位置情報検出手段で検出した位置情報を通信中の無線基地局を介して基地局制御局に送信し、
基地局制御局には、自身に接続されている各基地局について、位置情報と、端末との送受信に用いている周波数の情報と、ハンドオフ時の判定条件とが記憶されているテーブルが予め用意されており、
基地局制御局は、無線端末から位置情報を受信すると、前記テーブルを参照して、前記無線端末の位置情報と、各基地局の位置情報と、前記ハンドオフ時の判定条件とに基づいて、ハンドオフ候補の基地局を選択し、該ハンドオフ候補の基地局の周波数の情報を含めたハンドオフ要求メッセージを前記無線端末と通信中の基地局を介して前記無線端末に送信することを特徴とする無線通信システムにおけるハンドオフ制御方法。 - 前記テーブルに記憶されているハンドオフの判定条件としては、各基地局毎に、無線端末と各基地局との距離の閾値および無線端末における各基地局の無線信号の電力値の閾値が設定されており、
基地局制御局は、
無線端末より受信した位置情報および前記テーブルに格納された各基地局の位置情報とから前記無線端末と各基地局との距離を求めて各基地局毎に設定されている距離の閾値と比較し、
比較結果が距離の閾値以下の場合には、その基地局をハンドオフ候補の基地局として、前記無線端末に該ハンドオフ候補の基地局の周波数に変換するよう指示し、
周波数の変換指示を受け取った無線端末は、指示に従い周波数の変更を行って、前記ハンドオフ候補の基地局からの無線信号の電力値を測定して通信中の基地局を介して基地局制御局に通知し、
基地局制御局は、前記テーブルを参照し、前記通知された電力値が前記テーブルに記憶されたハンドオフ候補の基地局の電力値の閾値以上である場合には、前記無線端末に対して該ハンドオフ候補の基地局にハンドオフを行うように制御することを特徴とする前記請求項1に記載のハンドオフ制御方法。 - 複数の無線端末と、該無線端末と無線通信を行う複数の基地局と、それらの基地局の制御を行う基地局制御局とを有し、前記無線基地局が前記無線端末と通信を行う無線周波数が異なることを許容する無線通信システムにおける無線端末であって、
位置情報検出手段と、端末内部のハードウェアの周波数を切り換える手段を有し、
該位置情報検出手段で検出した位置情報を通信中の無線基地局を介して基地局制御局に周期的送信するとともに
基地局制御局から、ハンドオフ候補の基地局の周波数の情報を含めたハンドオフ要求メッセージを受信すると、
前記周波数切り換え手段により無線端末内部のハードウェアの周波数を切り換えて、前記ハンドオフ候補の基地局からの無線信号を受信することを特徴とする無線端末。 - 前記無線端末は、基地局制御局からのメッセージに従い無線端末内部のハードウェアの周波数の変更を行って、前記ハンドオフ候補の基地局からの無線信号の電力値を測定して通信中の基地局を介して基地局制御局に通知した後、
基地局制御局からのハンドオフ候補の基地局にハンドオフを行うようハンドオフ指示にしたがって、前記ハンドオフ候補の基地局にハンドオフすることを特徴とする前記請求項3記載の無線端末。 - 複数の無線端末と、該無線端末と無線通信を行う複数の基地局と、それらの基地局の制御を行う基地局制御局とを有し、前記無線基地局が前記無線端末と通信を行う無線周波数が異なることを許容する無線通信システムにおける基地局制御局であって、
自身に接続されている各基地局について、位置情報と、端末との送受信に用いている周波数の情報と、ハンドオフ時の判定条件とが記憶されているテーブルを有し、
無線端末から周期的に送信されてくる位置情報を受信すると、前記テーブルを参照して、前記無線端末の位置情報と、各基地局の位置情報と、前記ハンドオフ時の判定条件とに基づいて、ハンドオフ候補の基地局を選択し、該ハンドオフ候補の基地局の周波数の情報を含めたハンドオフ要求メッセージを前記無線端末と通信中の基地局を介して前記無線端末に送信することを特徴とする基地局制御局。 - 前記テーブルに記憶されているハンドオフの判定条件としては、各基地局毎に、無線端末と各基地局との距離の閾値および無線端末における各基地局の無線信号の電力値の閾値が設定されており、
基地局制御局は、
無線端末より受信した位置情報および前記テーブルに格納された各基地局の位置情報とから前記無線端末と各基地局との距離を求めて各基地局毎に設定されている距離の閾値と比較し、
比較結果が距離の閾値以下の場合には、その基地局をハンドオフ候補の基地局として、前記無線端末に該ハンドオフ候補の基地局の周波数に変換するよう指示し、
前記無線端末において測定した前記ハンドオフ候補の基地局の電力値の情報を受信すると、前記テーブルを参照し、前記電力値が前記テーブルに記憶されたハンドオフ候補の基地局の電力値の閾値以上である場合には、前記無線端末に対して該ハンドオフ候補の基地局にハンドオフを行うように制御することを特徴とする前記請求項5に記載の基地局制御局。
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