JP2955308B2 - セルラー無線方式 - Google Patents
セルラー無線方式Info
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Description
ではないが、特に、セルの寸法が50m半径程度に小さい
方式に係る。
用いるより比較的近距離(低電力)の基地局のネットワ
ークを用いることにより大きい領域に亘る無線範囲を提
供する無線方式である。基地局は(典型的には2〜20km
半径の)隣るセルを画成する領域に亘って規則的パター
ンで一般的に組織される。移動局(この用語は可搬型を
含む)トランシーバーを備えた各使用者はこれらの基地
局の1つの無線リンクにより接続される。使用者がセル
内を動き回る場合、使用者は通信している基地局から離
れる方に移動し、これに応じて隣接したセル内の他の一
つ以上の基地局に接近する方に移動する可能性がある。
使用者が、範囲外になるよう基地局から更に遠く移動す
る場合、システム使用者を再接続するか又は使用者が近
づいた基地局へ「ハンドオーバー」(引き渡し)する。
システムは、使用者が信号品質パラメータが低下する場
合、使用者が通信している基地局の範囲外に移動するこ
とを検出する。移動交換局(MSC)と呼ばれるシステム
制御装置は、信号品質パラメータが許容レベル以下にな
ることを検出する際、特別な基地局で受信された信号品
質パラメータの状態を伝えるよう隣る全ての基地局に指
示する(通常、信号強度測定に基いた)決定は、隣るセ
ルが呼出しを行なうべきであることについてMSCにより
なされる。セルが自由チャンネルを有する場合、呼出し
ハンドオーバーだけが起こり、発呼者は適切なアクセス
権を有する。現在使われているシステムでは、呼出しハ
ンドオーバー制御を含む無線ネットワーク管理はMSCに
より行なわれる。これは中央で制御されたアプローチで
あり、請求口座,時間単位の請求レート,使用者承認等
のような他の情報と共に使用者により如何なる型の接続
が要求されるかをMSCが知るのを可能にする。最後に、M
SCは、元の基地局に移動局からの受信,移動局への送信
を停止することを指示し、選択された基地局に送信及び
受信を始めるよう指示し、システム管理の為他の処理の
記録を作る。実際、特に移動局が2つのセル間の境界の
近くを移動する場合、いくつかのハンドオーバーが発生
する。
ー無線方式用に割り当てられた存在するスペクトルを十
分に使用する為に、従来のシステムは、マイクロセルと
呼ばれる、50m半径程度のより小さなセルからなると予
想される。各マイクロセルはそれ自体基地局を有し、基
地局の群は、関連したネットワーク制御装置により管理
される。基地局の送信電力を制限することにより、近く
のマイクロセルにより指定された無線チャンネルのバン
ドの更なる再使用は所定の地理的領域内で可能である。
しかし、マイクロセルを設けることは、使用者をマイク
ロセルからマイクロセルへ速やかに通すことによる「ハ
ンドオーバー」(引き渡し)と信号品質が数秒に亘って
許容可能なレベル以下に低下することによるドロップア
ウトの問題をもたらす。これは、隣るマイクロセルが呼
出し連続性を維持するよう無線チャンネルを素早く置き
変えなければらないことを意味する。同じネットワーク
制御装置により管理されたマイクロセルに対して、この
素速いハンドオーバーは、既に呼出し詳細を知らされて
いるので、比較的容易に実行されうる。しかし、隣るマ
イクロセルが異なるネットワーク制御装置により管理さ
れる場合、一つのネットワーク制御装置から他のネット
ワーク制御装置への呼出しハンドオーバーは、システム
に大きな時間クリティカルなオーバヘッドを課し、ハン
ドオーバーがなされうる最大速度を制限するある量のデ
ータの交換を要求する。
ハンドオーバーにおけるこれらの問題を軽滅することに
ある。
画するよう分布された複数の地理的に分離した基地局
と、基地局を互いに通信させる手段と、基地局の群を制
御する少なくとも一つのネットワーク制御装置と、各基
地局は複数の無線チャンネルのうちの選択されたチャン
ネルでそのセルにある移動局と双方向通信をさせる手段
を有し、移動局と基地局との間での選択されたチャンネ
ルで双方向通信を確立することに応じて、基地局の各々
に利用可能な複数のチャンネルから一つのチャンネルを
予約するため、移動局が現在いるセルに隣るセルの集合
の基地局を要求する手段と、基地局と受容出来なくなる
移動局との間の通信の信号品質パラメータに応じて、移
動局を隣るセルの集合の一つにおける前もって予約して
おいたチャンネルにハンドオーバーする手段とよりなる
ことを特徴とするセルラー無線方式を提供するにある。
するよう分布された複数の地理的に分離した基地局と、
基地局を互いに通信させる手段と、基地局の群を制御す
る少なくとも一つのネットワーク制御装置とよりなるセ
ルラー無線方式を動作させる方法があって、該セルの1
つの内の移動局が該1つのセルの基地局と双方向通信を
する際、該基地局は、信号品質パラメータが受容できな
くなるのに応じて集合の基地局の1つへ移動局との通信
をハンドオーバーの予期されるチャンネルを予約するよ
うセルの該集合の基地局に要求することにより、それ自
身のセルに隣るセルの集合を形成することを特徴とする
方法を提供することにある。
基地局は、各又はそれ自体のセルへ又はこれらからハン
ドオーバートラヒックの統計的データベースを照合する
手段を含み、該手段はチャンネルを予約するよう要求さ
れるのに応じて、セル予約要求と一致するよう決定する
際、その統計的データベースを考慮するよう動作する。
該手段は、ハンドオーバーが要求される前の時間間隔を
予測できる。ハンドオーバートラヒックの統計的データ
ベースを照合することは、各セルへ割り当てられたチャ
ンネルのより効果的使用を可能にする。例えば、移動局
が特別なルートを1つのセルから次のセルへたどること
がわかっている場合、特別なルート上にない各集合のセ
ルの基地局は予約要求に低い優先権を割り当て、一方特
別なルートにある各集合のセルは予約要求に高い優先権
を割り当てうる。ハンドオーバーが要求される前に時間
間隔を予測することができることにより、実際の予約は
要求される時間に近づくまで遅らせられる。その間にチ
ャンネルは他の使用者に利用可能である。
領域は、異なる地理的位置に基地局BSの位置決めにより
複数のセルに分割させる。説明を容易にするため、セル
は同一六角形として示すが、実際は、セルは均一でな
く、いそがしい都市の領域のセルの寸法は、いなかの領
域のセルの寸法より小さい。セルの最小の寸法は、典型
的には50m半径のオーダである。
するネットワーク制御装置NCヘランドラインにより接続
される。例示のため、ネットワーク制御装置NC1は基地
局BS1からBS7を管理し、ネットワーク制御装置NC2はBS
1′からBS3′を管理する。図示はされていないが、特別
なネットワーク制御装置に関連した基地局は、リング,
スター,デルタ配置及び/又は完全又は不完全なメッシ
ュとして相互接続される。
有するセルを通って経路を行くと仮定する。一方、BS1
の無線範囲内で、移動局10は基地局BS1に要求をするこ
とによりコールを始める。要求の一部として移動局は、
自己のアイデンティティと、被呼出者のアイデンティテ
ィと、それ自体の固有識別コードを送る。この情報は、
BS1からネットワーク制御装置NC1へ中継される。この制
御装置は発呼者サービスの詳細,セルの認可,発呼者の
口座,発呼者の家の位置の登録からの信用度のある適宜
の請求率をチェックする。この情報が満足なものである
様にすると、ネットワーク制御装置NC1は、基地局にコ
ールを設定するよう指示し、呼出しは、BS1に割当てら
れた音声チャンネルの1つに進む。更に、移動局10がそ
の現在のセルから外へ移動するのを見越して、NC1は、
移動局10の詳細を隣るセルの集合の基地局BS2からBS7に
送り、これらの詳細に応じて、基地局BS2〜BS7の各々
は、それに利用される群からのチャンネルを予約するか
否かを決める。呼出しが続き、移動局10がBS1により画
成されたセルの縁部へ進む際、基地局BS1は移動局10か
らの信号の信号品質パラメータを監視し、通信の品質
が、許容可能な品質以下に低下することが明らかな場
合、ネットワーク制御装置NC1は、この例では基地局BS2
に対するハンドオーバー手順を始める。ハンドオーバー
処理の一部として、呼出し期間セルが入っている時間及
び以前のセルで過ごした時間の如き情報が伝送される。
呼出し側に関する他の情報は既にネットワーク制御装置
NC1に蓄積されているので、それを転送する必要はな
い。その結果、移動局10をBS1からBS2へ引き渡すのに要
する時間が減少し、基地局BS2は既にそのチャンネルの
1つを予約したので呼出しはクリティカルなハンドシェ
ーキングに必要な時間で転送される。ネットワーク制御
装置NC1は、次に移動局10への伝送及びこれからの呼び
受信を停止するようBS1に指示し、この指示に応じて、
基地局BS1は、移動局10との通信をやめることをセルの
その集合の基地局に告げる。基地局BS2は、移動局10と
の通信を引き継ぐことをその隣りの基地局に伝えること
によりセルの新しい集合を生成する。基地局BS1及びBS2
による信号に応じて、基地局BS4,BS5及びBS6はチャンネ
ルの予約を続けないよう決める。しかし、新しい集合を
形成するに必要とされる動作の一部として、基地局BS2
が呼出しを扱いそしてそれらがそれらのセルの1つに入
る移動局10の可能性に鑑みてチャンネルを予約できる事
実の基地局BS1′,BS2′及びBS3′に伝えることができる
よう、ネットワーク制御装置NC1は、移動局10に関連し
た必要な詳細をネットワーク制御装置NC2へ通信する。
に入り、ネットワーク制御装置NC2(又は基地局BS2′)
についての移動局の呼出しの詳細の早い登録のため、ハ
ンドオーバーは素速く行なわれうる。
概念は、幾つかの他の有利な特徴を有する。例えば、移
動局がそのセルを通る間、基地局が動作しない場合、ネ
ットワーク制御装置は、予約された隣るセル内の基地局
に対して、呼出しを試し、引き継ぎそして呼出しが失わ
れるのを避けるよう配置できる。
び基地局間の機能の切換えを確実にする。しかし、これ
らの機能の分担の方法はシステムの適用を適応し及び/
又はシステムの階層構造を適応するのに異なってもよ
い。
進む場合又は使用者が列車に乗っている場合の様な特別
の状況では、この事実を決める為のネットワーク制御装
置及び/又は基地局は、使用者が通らないと予想できる
それらの「隣る」セル内のチャンネルを予約することを
避ける。しかし、移動局又は列車が相対的に高速で移動
するので、ネットワーク制御装置及び/又は基地局はと
られるルートと揃っているセルの集合を形成し、速度係
数のゆえ、連続的ハンドオーバーが最小の遅れでなされ
るよう、移動路の前の1以上のセルが予約される。
により、完全なセル、セル無し又は否定されたアクセス
の様な係数により、使用者にサービスの可能な予想され
た損失を警告することができる。これを行う1つの方法
は、送られた使用者データが、それと関連した「所有者
からの距離」なるタグを有することである。かかるタグ
は、順方向速度が維持されるのを見越して、それが毎回
進められる度にその値を変え、連続セル内に使われた使
用者時間が、使用者のより早い移動により低下するので
逆の意味でその値を変える。タグに割当てられた値は、
使用者及びその呼出しの詳細が適宜量だけ送られるかど
うかを決めるのに用いられうる。タグの値は必要なら、
使用者と通信するのに隣をセルの基地局に要求させる電
力レベルの指示を与えることにも用いられうる。
いくつかの例を示す。破線は、頂点で始まり下方に動
く、異なる信号モード間の限界を示し、バンド12〜18は
夫々呼出し設定モード,チャンネル監視モード,呼出し
ハンドオーバモード及び呼出し終了モードよりなる。バ
ンド12を参照するに、移動局MOBは呼出しリクエスト(C
R)をそのローカル基地局BS1へ送信する。基地局BS1
は、次に両方向矢印CSUにより示される移動局MOBを有す
る回路を設定する。回路が設定されると、アクセス権が
決められ、呼出しがネットワークを通って接続され、基
地局BS1が呼出し記述及び基地局BS2からBSnを有するそ
の隣のセルに対する要求記録からなるデータパケットDP
を通信する。これでコール設定手順が完成する。
CASQPのチャンネル利用度及び測定の表示を基地局BS1へ
送る隣るセルの基地局BS2〜BSnにより、バンド14が監視
される。移動局MOBは、ダウンリンクDL用の信号品質パ
ラメータを測定し、それは基地局からの送信であり、移
動局は、ハンドオーバーのようなかかる時間が必要であ
ると考えられるまで、基地局BS1に中継し又はそれ自体
を監視する。この処理はハンドオーバー又は呼出し終了
が要求させるまで規則的又は不規則ベースで繰り返され
る。
ーが要求させることを決定する際、それはハンドオーバ
ー要求HORを、この例において、基地局BS2に利用させる
チャンネルを有することを以前に示した最も適宜な隣る
セルへ送る。目的基地局BS2は、次にACKから呼出しを受
けることができるBS1を確認する。基地局BS1は、次にハ
ンドオーバー命令信号HOCOMを、基地局BS2及び移動局MO
Bへ送信する。呼出しは、次に移動局MOB及び基地局BS2
の間で再設定RESETされる。BS2は、次に、移動局MOBが
存在するセルの近隣を形成するそれらのセルの基地局へ
データパケットDPを送る。基地局BS1の場合において、
情報流れを削減するため、更新データパケットDPUPだけ
がBS2によりそれへ送られる。一度、ハンドオーバーが
完全なら、BS1は呼出し終りメッセージCGをその当初の
隣るセルへ送信する。方式は、次にそのチャンネル監視
モードへ復帰する。
が、この例BS2において、いずれかの側の結果が呼出し
を終了させる結果として、問題の移動局MOB又は基地局
のうちどちらかにより、発せられる。終了リクエストTE
RMの受容は要求を確認ACKし、音声チャンネルを空け
る。基地局BS2は、呼出しが終了CTERMしたこと及びネッ
トワーク接続は断ち切られたこと、及び呼出しに関連し
た予約された無線チャンネルが解放されることを隣るセ
ルのその集合の基地局に伝える。最後に、発呼者に請求
が廻る。
るに先だってデータを分配することは、スムースなハン
ドオーバーに役立てることの他に幾多の他の利点を有す
る。これらの他の利点は、方式が、ハンドオーバーに対
してすぐ準備できるよう最も早い可能な瞬間で信号品質
パラメータ測定の教唆を含む。基地局間のアクセス権
は、前もって設定される。基地局は、隣るセル及び使用
者の移動性への及びこれらからのハンドオーバートラヒ
ック流れの統計的データベースを照合する為隣のセルか
らハンドオーバートラヒックを監視しうる。この知識
で、基地局は特別な隣接からハンドオーバーを要求する
使用者の関係、及び関連したハンドオーバーリクエスト
がなされる前の遅れを評価しうる。かかる情報を用い
て、システムが1つのセルから次に転送されると考えら
れる存在する呼出しに対処できる目的で新しい呼出しに
対する割当てに対し予約されるチャンネルのプールを、
基地局は維持及び修正しうる。ネットワーク制御装置又
は基地局は、隣るセルが一杯であることによるサービス
の差し迫った低下を現使用者に警告できる。そのセルは
基地局の故障により一時的に使用されないか移動の予測
される方向に隣るセルがない等の場合である。基地局が
故障した結果、次に、隣るセル内で使用目的の為、既に
予約されたチャンネルを有するそれらの呼出しは、回復
され、継続される機会を有する。呼出しデータパケット
の呼出しヒストリーは、ネットワーク制御装置又は基地
局がセルの継続を介して素速く使用者が動くことを注意
し、もし必要なら処理優先を調整することを可能にす
る。
す系統図である。 10,MOB……移動局、ACK……応答、BS1〜BS7,BS1′〜BS
3′……基地局、CASQR……信号品質パラメータ、CTERM
……終了、DL……ダウンリンク、DP……データパケッ
ト、DPUP……更新データパケット、HOCOM……ハンドオ
ーバー命令信号、HOR……ハンドオーバーリクエスト、N
C……ネットワーク制御装置、RESET……再設定、TERM…
…終了リクエスト。
Claims (20)
- 【請求項1】複数の連続的な無線セルを区画するように
分布された複数の地理的に分離した基地局と、 基地局を互いに通信させる手段と、 基地局の群を制御する少なくとも一つのネットワーク制
御装置とにより構成され、 各基地局は、所定の無線チャンネル上で該基地局のセル
内に在る移動局との双方向通信を許容する手段と、 上記所定の無線チャンネルの信号品質パラメータが許容
できなくなることに応答して上記移動局との間で上記無
線チャンネル上の無線リンクとは別の無線リンクを確立
する手段とを有するセルラー無線方式において、 所定の無線チャンネル上の移動局と基地局との間の双方
向通信の確立に応答し、上記移動局が現時に存在するセ
ルに隣接した少なくとも一つのセルを含む上記複数の無
線セルの集合の中の基地局毎に、該基地局で利用可能な
複数のチャンネルの中の一つのチャンネルを予約するこ
とを要求する手段が設けられ、 現在の基地局と移動局との間の無線チャンネルの信号品
質パラメータが許容できなくなり始めたことが判定され
るのに応答して、上記隣接したセルの集合の一つの基地
局において先に予約された無線チャンネルに引き渡しが
行われることを特徴とするセルラー無線方式。 - 【請求項2】移動局を引き渡す基地局は、該基地局の隣
接したセルの集合からなるセルの基地局に、上記移動局
との通信を放棄しつつあることを通知する手段よりなる
ことを特徴とする請求項1記載の方式。 - 【請求項3】基地局は、呼の引き継ぎに応じて、隣接し
たセルの基地局に引き継ぎが行われた旨を伝え、チャン
ネルを予約するように要求する手段を有することを特徴
とする請求項1又は2記載の方式。 - 【請求項4】上記ネットワーク制御装置又は基地局は、
移動局の呼の履歴を構築し、移動局が予測可能なルート
に沿って移動していることが判定された場合に、上記ル
ート沿いに並んだセルの集合を形成する手段を有するこ
とを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項記載
の方式。 - 【請求項5】上記ネットワーク制御装置又は基地局は、
移動局が存在するセル内の基地局に故障が生じた場合
に、隣接したセルの集合の中の少なくとも一つの基地局
に、該移動局との通信を引き継ぐように要求する手段を
有することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか
1項記載の方式。 - 【請求項6】上記隣接したセルの集合の中の基地局は、
移動局が在るセル内の基地局と該移動局との間の通信の
信号品質パラメータを監視する手段を有することを特徴
とする請求項1乃至5のうちいずれか1項記載の方式。 - 【請求項7】ネットワーク制御装置は、上記ネットワー
ク制御装置によって制御される夫々のセルへの引き渡し
トラヒック及び夫々のセルからの引き渡しトラヒックの
統計的データベースを照合し、セル予約要求に従うこと
を決定する際に上記統計的データベースを考慮する手段
を含むことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか
1項記載の方式。 - 【請求項8】上記ネットワーク制御装置は、引き渡しが
要求される迄の時間間隔を予測する手段を更に有するこ
とを特徴とする請求項7記載の方式。 - 【請求項9】各基地局は、基地局への引き渡しトラヒッ
ク及び基地局からの引き渡しトラヒックの統計的データ
ベースを照合する手段を含み、 上記手段は、チャンネルを予約するよう要求されるのに
応じて、セル予約要求に従うことを決定する際に上記統
計的データベースを考慮するように動作することを特徴
とする請求項1乃至6のうちいずれか1項記載の方式。 - 【請求項10】各基地局は、引き渡しが要求される迄の
時間間隔を予測する手段を更に有することを特徴とする
請求項9記載の方式。 - 【請求項11】複数の連続的な無線セルを区画するよう
に分布された複数の地理的に分離した基地局と、基地局
を互いに通信させる手段と、基地局の群を制御する少な
くとも一つのネットワーク制御装置とにより構成され、 各基地局は、所定の無線チャンネル上でその基地局のセ
ル内に在る移動局との双方向通信を許容する手段と、上
記所定の無線チャンネルの信号品質パラメータが許容で
きなくなることに応答して上記移動局との間で上記無線
チャンネル上の無線リンクとは別の無線リンクを確立す
る手段とを有するセルラー無線方式を動作させる方法に
おいて、 上記セルの中の一つのセル内の移動局が上記一つのセル
内の基地局と双方向通信を確立したとき、該基地局は、
該基地局自体のセルに隣接している少なくとも一つのセ
ルを含むセルの集合を形成し、信号品質パラメータが許
容できなくなるのに応じて上記移動局との通信を上記集
合の中の一つの基地局に引き渡すことを見越して、上記
セルの集合の中の基地局にチャンネルを予約するよう要
求することを特徴とする方法。 - 【請求項12】引き渡しの際に、移動局との通信を引き
継ぐ基地局は、該基地局固有の隣接したセルの集合を形
成することを特徴とする請求項11記載の方法。 - 【請求項13】移動局が先に通信していた基地局は、該
基地局が呼を放棄している旨を伝えるメッセージを少な
くとも該基地局の集合の中の基地局に伝達することを特
徴とする請求項11又は12記載の方法。 - 【請求項14】上記ネットワーク制御装置又は基地局
は、移動局の呼の履歴を構築し、移動局が予測可能なル
ートに沿って移動していることが判定された場合に、上
記ルート沿いに並んだセルの集合を形成することを特徴
とする請求項11乃至13のうちいずれか1項記載の方法。 - 【請求項15】移動局が存在するセル内の基地局に故障
が生じた場合に、上記ネットワーク制御装置は、隣接し
たセルの集合の中の少なくとも一つの基地局に、該移動
局との通信を引き継ぐように要求することを特徴とする
請求項11乃至14のうちいずれか1項記載の方法。 - 【請求項16】上記隣接したセルの集合の中の基地局
が、移動局が存在するセル内の基地局と該移動局との間
の通信の信号品質パラメータを監視することを特徴とす
る請求項11乃至15のうちいずれか1項記載の方法。 - 【請求項17】ネットワーク制御装置が、上記ネットワ
ーク制御装置によっえ制御される夫々のセルへの引き渡
しトラヒック及び夫々のセルからの引き渡しトラヒック
の統計的データベースを照合し、セル予約要求に従うこ
とを決定する際に上記統計的データベースを考慮するこ
とを特徴とする請求項11乃至16のうちいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項18】上記ネットワーク制御装置が、引き渡し
が要求される迄の時間間隔を予測することを特徴とする
請求項17記載の方法。 - 【請求項19】各基地局は、基地局への引き渡しトラヒ
ック及び基地局からの引き渡しトラヒックの統計的デー
タベースを照合し、チャンネルを予約するよう要求され
るのに応じて、チャンネル予約要求に従うことを決定す
る際に上記統計的データベースを考慮することを特徴と
する請求項11乃至16のうちいずれか1項記載の方法。 - 【請求項20】各基地局は引き渡しが要求される迄の時
間間隔を予測することを特徴とする請求項19記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8826751.3 | 1988-11-16 | ||
GB8826751A GB2225196A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Cellular radio system |
Publications (2)
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