JP2012090082A - 無線基地局、移動端末および無線基地局の選択方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザーの移動速度を考慮せず基地局が保持しているネイバーリストによってハンドオーバーが行なわれている。そのため高速移動しているユーザーには不必要なハンドオーバーが発生しデータの欠落や、データレートの揺らぎが大きく、安定的なハンドオーバー通信が悪い状況がある。
【解決手段】無線基地局で保持しているハンドオーバーを行なうネイバーリストに高速移動用に使用するかどうかの判定を行なうビットを用意し、高速移動用で使用するのであれば”1”高速移動用で使用しなければ”0”という様にネイバーリスト設定しておくことが可能であり、移動通信端末が高速移動している際には、上記判定ビットで高速移動用の設定がされているネイバーを使用しハンドオーバーの発生頻度を抑え、データの欠落や、レートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバー通信を可能とする。
【選択図】図4
【解決手段】無線基地局で保持しているハンドオーバーを行なうネイバーリストに高速移動用に使用するかどうかの判定を行なうビットを用意し、高速移動用で使用するのであれば”1”高速移動用で使用しなければ”0”という様にネイバーリスト設定しておくことが可能であり、移動通信端末が高速移動している際には、上記判定ビットで高速移動用の設定がされているネイバーを使用しハンドオーバーの発生頻度を抑え、データの欠落や、レートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバー通信を可能とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、無線基地局、移動端末および無線基地局の選択方法に係り、特に、高速移動ユーザー向けの無線基地局、移動端末および無線基地局の選択方法に関する。
移動通信システムは、全てのサービス地域を複数の無線基地局領域に分割することで、小規模のサービス領域であるセルを含んだサービス領域を構成する。複数の無線基地局(BS:Base Station)を交換機で中央制御することにより加入者がセル間を移動しながらも移動端末を用いて通信を続けることができるように移動性を保障する。移動通信システムでは、移動通信端末が無線基地局のセルから他のセルへ移動する場合、ハンドオーバー機能により通信を続けることができる。移動通信端末がハンドオーバーを正常に行なうためには、現在サービス中のセルに、移動通信端末の移動先のセルの情報が正しく含まれていなくてはならない。移動通信網では、通常このような情報をネイバーリストとし、この情報が正確に登録されていれば、ハンドオーバーを行なうことができる。
特許文献1は、混雑している局へのハンドオーバーを防止する目的で、ハンドオーバー後の推定スループットと、現在のスループットを比較するハンドオーバー制御方法を開示している。
移動通信システムを利用するユーザーは、様々な環境でシステムを利用している。従来のハンドオーバーは、ユーザーが止まっているか、歩行で移動しているか、車両等により高速(30km/h以上)で移動しているかの状況に応じて、どのセルとハンドオーバーしたら良いかの判断は行なわず、無線基地局の記憶装置で保持しているネイバーリストによって、実施している。
一方、高速移動が可能な高速道路、線路等には、道路や路線だけをカバー出来る様に通常のカバーエリアの様な円形ではなく、細長いカバーエリアの無線基地局を設計し、運用している。しかし、無線基地局が保持しているネイバーリストのみでハンドオーバーが行なわれるため、高速移動用の基地局以外の通常基地局に、ハンドオーバーすることがある。その結果、各BSとの通信が発生することによる接続時間増加やBSからセンター装置への接続やりとりも必要となる。最終的には、接続要求等に時間がかかる等、不必要なハンドオーバーが発生し、データの欠落や、データレートの揺らぎが大きく、安定的なハンドオーバー通信が出来ない状況である。
本発明は上述した問題点を解決するためのもので、本発明の目的は高速移動ユーザー向けにネイバーリストを用意し高速移動時には高速移動用ネイバーリストを使用することにより不必要なハンドオーバーが抑制する。ハンドオーバーの発生頻度を抑えることで、データの欠落や、データレートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバーが可能なできる方法を提供することにある。
上記目的は、移動経路に沿ったセルを有し、前記移動経路を移動する移動通信端末を収容する無線基地局において、通信処理部と無線インタフェースとアンテナとを備えるセクタ制御部と、中央処理装置とメモリと記憶装置とを備える装置制御部と、ゲートウェイと接続された回線インタフェースとを備え、前記移動通信端末に、前記移動経路に沿ったセルを有することをネイバー情報報知に含めて送信する無線基地局により、達成できる。
また、無線部と、信号処理部と、通話部と、操作部と、制御部と、表示部と、記録部と、高速移動判断部とから構成され、無線基地局に収容される無線通信端末において、無線基地局が報知するネイバー情報に含まれるセル形状情報と、前記高速移動判断部が判断した移動速度とに基づいて、ハンドオーバー先基地局を選択する無線通信端末により、達成できる。
さらに、無線基地局のネイバー報知情報を受信するステップと、高速移動中か判断するステップと、無線品質の劣化を判定するステップと、高速移動用無線基地局が近接基地局群に含まれているか判定するステップと、を含む無線基地局の選択方法であって、高速移動中かつ前記高速移動用無線基地局が前記近接基地局群に含まれているとき、当該高速移動用無線基地局へのハンドオーバー要求を送信する無線基地局の選択方法により、達成できる。
本発明によれば、高速移動時の不必要なハンドオーバー発生を抑制し、データの欠落や、レートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバーができる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。
まず図1を参照して、無線通信システム500の構成を説明する。図1において、無線通信システム500は、3台の無線基地局100と、ゲートウェイ300と、O&M(Operations and Maintenance)装置400と、移動無線端末200とを備える。ゲートウェイ300は、各無線基地局100の制御を行なう。O&M装置400は、無線基地局100にネイバーリスト設定を行なう。無線基地局100は、移動無線端末200を収容する。ゲートウェイ300は、IPサービスネットワークに接続されている。
図2を参照して、無線基地局100の構成を説明する。図2において、無線基地局100は、3台のセクタ制御部110と、装置制御部120と、回線インタフェース(IF)と、内部バス140とから構成されている。セクタ制御部110は、無線IF111と、通信処理部112と、アンテナ113とから構成されている。装置制御部120は、中央処理装置(CPU)121と、メモリ122と、記憶装置123とから構成されている。セクタ制御部110は、区別するときセクタ制御部110−α、セクタ制御部110−β、セクタ制御部110−γと記載する。
装置制御部120は、無線基地局100全体の制御を行なう。記憶装置123は、ネイバーリストを保持する。装置制御部120のCPU121は、メモリ122に蓄積された制御プログラムや記憶装置123に蓄積された各種データ(例えばネイバー情報など)を用いて、無線基地局100全体を制御する。セクタ制御部110は、セクタから送信する制御メッセージの送信、移動通信端末からの各種制御メッセージの受信処理を行なう。内部バス140は、3台のセクタ制御部110と装置制御部120と回線インタフェース(IF)とを接続する。装置制御部120は、無線基地局の呼制御を行ない。装置制御部120は、回線IF130を通して、ゲートウェイ300と通信する。
図3を参照して、無線通信端末200の構成を説明する。図3において、無線通信端末200は、無線部210と、信号処理部220と、通話部230と、操作部240と、制御部250と、表示部260と、記録部270と、高速移動判断部280とから構成される。
無線部210は、アンテナ211からの無線信号を復調する回路で、信号処理部220からの送信信号を変調する回路を含む。信号処理部220は、通話部230にも接続されている。制御部250は、操作部240、表示部260を含め全体を制御する。高速移動判断部280は、移動通信端末の速度を検知するジャイロセンサを備える。記録部270は、ネイバー報知情報を記録保持する。
図4を参照して、図1の各無線基地局100が保持しているネイバーリストを説明する。ここで、図4(A)は、無線基地局100−Aのネイバーリスト150−Aである。図4(B)は、無線基地局100−Bのネイバーリスト150−Bである。図4(C)は、無線基地局100−Cのネイバーリスト150−Cである。なお、以下において、無線基地局100−AをBS Aと略記することがある。
ネイバーリスト150は、それぞれBS ID 151と、Sector 152と、PN(Phase Noise)153と、高速フラグ154とから構成されている。BS ID 151は、ネイバーリストを保持する基地局に近接する基地局のIDである。Sector 152は、近接基地局のセクタ番号である。PN 153は、セクタを認識する固有の電波識別番号である。高速フラグ154は、近接基地局が高速移動用が”1”、非高速移動用が”0”を示すフラグである。図4では、BS A、BS Cの2局に高速フラグが立っている。
図5を参照して、移動通信端末200で記録保持しているネイバー報知情報を説明する。図5において、図5(A)は、移動通信端末が現在通信中のBS情報であるActiveSET(ASETと図示)290−Aである。一方、図5(B)は、近接する各BS情報であるNeighborSET(NSETと図示)290−Nである。各情報290は、pilotSET290、PN292、pilotStr293、高速フラグ294を含んでいる。pilotSET290に記載されたNeighborは、移動通信端末に近接する基地局であることを意味する。PN292は、セクタ固有の電波識別番号である。pilotStr293は、電波の無線品質情報であり、大きいほうが好ましい。高速フラグ294は、当該セクタの基地局が高速移動用が”1”、非高速移動用が”0”を示すフラグである。
図6を参照して、複数のセルで構成された無線通信システムにおける移動無線端末の高速移動を説明する。図6において、長円形にセルを設計された無線基地局100−Aおよび無線基地局100−Cは、高速道路ユーザー向けにエリア設計されている。無線基地局100−Aおよび無線基地局100−Cは、アンテナも指向性の高いアンテナを使用している。その結果、セル160は、160−A、160−Cに示すように細長く、できる限り高速道路10だけをカバーするように設計されている。高速移動中とは、30km/h以上で移動しているものと定義する。
移動通信端末200は、高速移動判断部280に備えたジャイロセンサにより現在の速度の把握を行なう。移動通信端末200は、基地局100−Aと基地局100−Cのネイバー報知情報に高速フラグ294を”1”とし設定している。移動通信端末200が高速移動で移動経路(矢印X)のように移動すると、無線品質劣化によりハンドオーバーが必要な場合には、保持しているネイバー報知情報290−Nにある高速フラグ設定されているネイバー候補にハンドオーバー要求送信して、ハンドオーバーを行なう。
高速移動用ネイバー設定によりハンドオーバーの発生頻度を抑えることで、データの欠落や、レートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバー通信が可能になる。
高速移動用ネイバー設定によりハンドオーバーの発生頻度を抑えることで、データの欠落や、レートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバー通信が可能になる。
図7参照して、複数のセルで構成された無線通信システムにおける移動通信端末が高速エリアから離れた場合を説明する。図7において、長円形にセルを設計された無線基地局100−Aおよび無線基地局100−Cは、高速道路ユーザー向けにエリア設計されている。無線基地局100−Aおよび無線基地局100−Cは、アンテナも指向性の高いアンテナを使用している。その結果、セル160は、160−A、160−Cに示すように細長く、できる限り高速道路10だけをカバーするように設計されている。
移動通信端末200は、高速移動判断部280に備えたジャイロセンサにより現在の速度の把握を行なう。移動通信端末200は、基地局100−Aと基地局100−Cのネイバー報知情報に高速フラグ294を”1”とし設定している。移動通信端末200が高速移動で移動経路(矢印Y)のように高速道路から出口を出て低速で移動し、無線品質劣化によりハンドオーバーが必要な場合には、ネイバー報知情報内291−Nにある高速フラグ設定の有無に関わらず、無線品質の良いネイバー候補にハンドオーバー要求を送信して、ハンドオーバーをおこなう。
図8を参照して、高速移動中の高速フラグ設定局へのハンドオーバーシーケンスを説明する。図8において、移動通信端末200は、BS Aに収容されていて、高速移動中である。BS AおよびBS Cは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100である。一方、BS Bは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100ではないとする。
移動通信端末200は、BS Bからのネイバー報知情報を受信する(S601)。BS Bは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100ではないので、ネイバー報知情報には、高速フラグが設定されていない。移動通信端末200は。BS Cからのネイバー報知情報を受信する(S602)。BS Cは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100なので、ネイバー報知情報には、高速フラグが設定されている。移動通信端末200は、データをBS Aに送信する(S603)。移動通信端末200は、高速移動中に、無線品質の劣化を検出する(S604)。移動通信端末200は、高速フラグが設定されたネイバー報知情報を送信したBS Cへのハンドオーバー要求RouteUpdateをBS Aへ送る(S605)。ハンドオーバー要求を受け取ったBS Aは、BS Cへハンドオーバー準備を行なうHandoffRequestを送信する(S606)。BS Cは、これに応答するHandoffResponceを返信する(S607)。BS Aは、移動通信端末200に、ハンドオーバー許可であるTrafficChannelAssignmentを送信する(S608)。移動通信端末200は、ハンドオーバーを完了し、TrafficChannelCompleteをBS Aに送信する(S609)。移動通信端末200は、BS Cにデータ送信を開始する(S610)。
図9を参照して、高速移動中でない移動通信端末のハンドオーバーシーケンスを説明する。図9において、移動通信端末200は、BS Aに収容されていて、高速移動中ではない。BS AおよびBS Cは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100である。一方、BS Bは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100ではないとする。
移動通信端末200は、BS Bからのネイバー報知情報を受信する(S701)。BS Bは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100ではないので、ネイバー報知情報には、高速フラグが設定されていない。移動通信端末200は。BS Cからのネイバー報知情報を受信する(S702)。BS Cは、高速道路ユーザー向けにエリア設計された基地局100なので、ネイバー報知情報には、高速フラグが設定されている。ここで、BS Bが送信したネイバー報知情報に含まれるpilot強度293がBS Cのそれより高いとする。
移動通信端末200は、データをBS Aに送信する(S703)。移動通信端末200は、無線品質の劣化を検出する(S704)。移動通信端末200は、pilot強度293が高いBS Bへのハンドオーバー要求RouteUpdateをBS Aへ送る(S705)。ハンドオーバー要求を受け取ったBS Aは、BS Bへハンドオーバー準備を行なうHandoffRequestを送信する(S706)。BS Bは、これに応答するHandoffResponceを返信する(S707)。BS Aは、移動通信端末200に、ハンドオーバー許可であるTrafficChannelAssignmentを送信する(S708)。移動通信端末200は、ハンドオーバーを完了し、TrafficChannelCompleteをBS Aに送信する(S709)。移動通信端末200は、BS Bにデータ送信を開始する(S710)。
なお、ネイバーリストは、基地局の設置時にO&M装置400から、ゲートウェイ300を介して基地局100に設定する。
図10を参照して、高速移動ネイバーリストを運用した際の移動通信端末の処理を説明する。図10において、移動通信端末200は、BS100からネイバー報知情報を受信する(S901)。移動通信端末200は、高速で移動しているかどうかの判断を行なう(S902)。高速移動と判断したとき(YES)、移動通信端末200は、無線品質が劣化しているかどうかの判断を行なう(S903)。無線品質が劣化していれば(YES)、移動通信端末200は、高速ネイバー設定されている無線基地局情報は受信しているかの判断を行なう(S904)。高速ネイバー設定されている無線基地局があれば(YES)、移動通信端末200は、その基地局へのハンドオーバー要求を運用中の基地局へ行なう(S905)。移動通信端末200は、運用中の無線基地局からのハンドオーバー指示に従ってハンドオーバーして(S906)、終了する。
ステップ902で高速移動中では無いとき(NO)、移動通信端末200は、無線品質が劣化したか判定する(S907)。YESのとき、移動通信端末200は、無線品質の良いBSへのハンドオーバー要求を運用中の基地局へ行なって(S908)、ステップ906に遷移する。ステップ903およびステップ907でNOのとき、移動通信端末200は、そのまま終了する。ステップ904でNOのとき、移動通信端末200は、ステップ908に遷移する。
図11を参照して、移動無線端末200が送信するハンドオーバー要求メッセージを説明する。ここで、図11は、図5(B)のNeighborSET290−Nを保持する移動無線端末200が送信するハンドオーバー要求メッセージである。また、図11(A)は、非高速移動中のハンドオーバー要求メッセージである。図11(B)は、高速移動中のハンドオーバー要求メッセージである。
図11(A)において、ハンドオーバー要求メッセージは、ハンドオーバー要求メッセージを表すRoute Updateと、現在のPNであるpilot 100と、現在の受信強度であるpilotStrength −6.00dBと、ハンドオーバー先候補3基地局分のPNとpilotStrengthとから構成されている。
一方、図11(B)のハンドオーバー要求メッセージは、ハンドオーバー要求メッセージを表すRoute Updateと、現在のPNであるpilot 100と、現在の受信強度であるpilotStrength −6.00dBと、ハンドオーバー先候補2基地局分のPNとpilotStrengthとから構成されている。すなわち、図11(B)のハンドオーバー要求メッセージには、図5(B)で高速フラグ294が立っていないPN200のレコードが削除されている。
上述した実施例によれば、電車または自動車等の高速移動時の不必要なハンドオーバー発生を抑制し、データの欠落や、レートの揺らぎを抑えて、安定的なハンドオーバーができる。
100…無線基地局(BS)、110…セクタ制御部、120…装置制御部、130…回線インタフェース(IF)、140…内部バス、150…ネイバーリスト、160…セル、200…無線通信端末、210…無線部、220…信号処理部、230…通話部、240…操作部、250…制御部、260…表示部、270…記録部、280…高速移動判断部、290…ネイバー報知情報、300…ゲートウェイ、400…O&M装置、500…無線通信システム。
Claims (3)
- 移動経路に沿ったセルを有し、前記移動経路を移動する移動通信端末を収容する無線基地局において、
通信処理部と無線インタフェースとアンテナとを備えるセクタ制御部と、中央処理装置とメモリと記憶装置とを備える装置制御部と、ゲートウェイと接続された回線インタフェースとを備え、
前記移動通信端末に、前記移動経路に沿ったセルを有することをネイバー情報報知に含めて送信することを特徴とする無線基地局。 - 無線部と、信号処理部と、通話部と、操作部と、制御部と、表示部と、記録部と、高速移動判断部とから構成され、無線基地局に収容される無線通信端末において、
無線基地局が報知するネイバー情報に含まれるセル形状情報と、前記高速移動判断部が判断した移動速度とに基づいて、ハンドオーバー先基地局を選択することを特徴とする無線通信端末。 - 無線基地局のネイバー報知情報を受信するステップと、高速移動中か判断するステップと、無線品質の劣化を判定するステップと、高速移動用無線基地局が近接基地局群に含まれているか判定するステップと、を含む無線基地局の選択方法であって、
高速移動中かつ前記高速移動用無線基地局が前記近接基地局群に含まれているとき、当該高速移動用無線基地局へのハンドオーバー要求を送信することを特徴とする無線基地局の選択方法。
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JP2010235183A JP2012090082A (ja) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | 無線基地局、移動端末および無線基地局の選択方法 |
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Cited By (2)
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GB2519561A (en) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | Vodafone Ip Licensing Ltd | Increasing cellular communication data throughput |
JP2016519553A (ja) * | 2013-05-21 | 2016-06-30 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 移動通信ネットワークでのセル選択方法及び装置 |
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2010
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GB2519561A (en) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | Vodafone Ip Licensing Ltd | Increasing cellular communication data throughput |
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