JP2980212B2 - 移動通信無線セル選択方式 - Google Patents

移動通信無線セル選択方式

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JP2980212B2 JP27151391A JP27151391A JP2980212B2 JP 2980212 B2 JP2980212 B2 JP 2980212B2 JP 27151391 A JP27151391 A JP 27151391A JP 27151391 A JP27151391 A JP 27151391A JP 2980212 B2 JP2980212 B2 JP 2980212B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は移動通信システムのセル
の選択方式に関し、特にセル形状が不規則な移動通信シ
ステムにおいても移動局の移動に際して良好な通信品質
の無線セルを選択することの可能な、制御方式に係る。
【従来の技術】図7は移動通信システムの通信チャネル
繰り返し利用の例を示す図である。同図に示す様に、移
動通信においては、限られた周波数帯域で多数の加入者
が同時に通信を行なうことを可能にするために、複数の
無線セルにサービスエリアを分割し、近接する無線セル
では異なる周波数を使用し、電波が干渉する可能性の低
い無線セル同士(101,102,103)では同一の
周波数(f1,f2,f3)を使用することで、周波数
の有効利用を図る。これを周波数の繰り返し利用とい
う。移動局はセル間の境界を横断する毎に使用するチャ
ネルを切替えながら通信を続行する。図8は移動局10
4が通信中、無線セル間の境界に近づき、無線基地局1
05からの送信波106の受信レベルが劣化した場合に
ついて説明する図である。このような状況において、移
動局104は無線基地局105に対し、周辺セル電界測
定要求信号107を送出する。図9にこの場合の周辺セ
ル電界測定要求信号のフォーマットを示す。無線基地局
105は周辺セル電界測定要求信号を受信すると、制御
局(図示せず)経由で予め定められた周辺無線基地局1
08,109,110に対して移動局103からの送信
波111,112,113の受信電界測定を要求する。
無線基地局105は周辺無線基地局108,109,1
10から測定結果が送り返されてくると、そのうちの、
空き通信チャネルを有し、もっとも結果が良好な無線セ
ル108を選択して、移動局103に対してチャネル指
定信号を送出する。図10にこの場合のチャネル指定信
号のフォーマットを示す。移動局103は指定信号に従
って周波数を切替え、通信を続行する。移動局103に
おいてレベル劣化を検出した場合には、移動局103は
無線基地局に下り回線レベル劣化報告信号を送出し、以
下、上記と同様の手順によってセル選択を行なう。一
方、ディジタル移動通信においては、TDM/TDMA
方式が一般的である。以下3チャネル時分割多重方式の
場合を例に採って説明する。図11に示すように3チャ
ネル時分割多重方式ディジタル移動通信では移動局は1
フレーム(数字符114で示す)を3つの時間帯114
a,114b,114cに分割し、送信114a、受信
114bに1つずつを用いるので、送信も受信も行なわ
ない空き時間帯114cが1つ生じる。各無線基地局は
移動局制御のために常時送出している一時制御チャネル
(以下止り木チャネルと呼ぶ)を有している。そこで、
移動局は、空き時間帯114cを用いて、周辺無線基地
局の止り木チャネルの受信レベル測定を行ない、下り無
線回線の品質を考慮した移行先のセル選択を実現してい
る。図12は、ディジタル移動通信において移動局がセ
ルの境界に接近し、通信品質劣化が起きた場合について
説明する図である。移動局115は品質劣化が生じたこ
とを無線基地局116に報告する。無線基地局116は
移動局115に対して止り木チャネルの受信レベルを測
定すべき周辺無線基地局(117〜119)を報知する
信号を送出する。図13に該信号のフォーマットを示
す。移動局115は無線基地局116によって指定され
た周辺無線基地局117,118,119について止り
木チャネル(図中に英字符Aで示す)の受信レベルを測
定し、結果が良好な無線基地局を1乃至複数局選んで無
線基地局116に報告する。無線基地局116は報告さ
れた無線基地局117,118…に空きチャネルがある
か否かを問い合わせ、空きチャネルがあれば移動局11
5に対してチャネル指定信号を送出し、移動局115は
指定された周波数に切り替えて通信を続行する。この場
合のチャネル指定信号のフォーマットを図14に示す。
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した通信チ
ャネル切り替え操作においては、ネットワーク側の負荷
を軽減するためと、レベル劣化が生じてからチャネル切
替えを完了するまでの時間を短縮するために、受信レベ
ル監視を行なう周辺基地局数(ディジタル移動通信の場
合には止り木チャネルの受信レベル監視を行なう周辺基
地局数)を限定している。その数は置局状況などにより
異なるが平均16程度である。この周辺基地局の指定
は、従来、ネットワークの運用業者によって手作業で行
なわれてきた。しかし、移動通信の大容量化のために無
線セルの半径は縮小される傾向にあり、それに伴って無
線セルの形状は無線基地局置局時には予測しがたいほど
不規則になってきており、品質劣化した移動局の移行先
の無線セルについて、少数に制限された候補のなかに適
当なセルを全て含ませることは困難になってきている。
本発明は、上述のような従来の問題点を解決するため、
セル形状が不規則な移動通信システムにおいて移動局が
セル間通信チャネル切替えを行なうときに、通信品質の
良い無線セルを確実に選択することの可能な制御手段を
提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、サー
ビスエリアを、無線基地局により形成される複数の無線
セルに分割し、移動局が通信中に無線セルを横断する
際、横断前の無線セルの周辺に位置する複数の無線セル
の基地局からの送信波を受信して、その回線品質を測定
し、そのうち最も高い回線品質が得られた無線セルに移
行する移動通信システムにおいて、移行先無線セルとし
て通常候補となる隣接無線セル以外を含む当該無線セル
の周辺無線セルを候補として回線品質測定によるセル選
択を行ない、システム導入時、あるいは、無線基地局増
設時、あるいは、その他の機会に学習期間として、一定
期間を定め、その期間中の、当該無線セルから移行する
移行先無線セルとその移行回数を記録する機能を前記無
線基地局に具備せしめ、前記学習期間として定めた一定
の期間以外においては、前記記録された移行回数をもと
に、移行回数上位の無線基地局のみを移行先無線基地局
の候補として選択することを特徴とする移動通信無線セ
ル選択方式である。また、請求項2の発明は、サービス
エリアを、無線基地局により形成される複数の無線セル
に分割し、移動局が通信中に無線セルを横断する際、横
断前の無線セルの周辺に位置する複数の無線セルの基地
局からの送信波を受信して、その回線品質を測定し、そ
のうち最も高い回線品質が得られた無線セルに移行する
移動通信システムにおいて、システム導入時あるいは、
無線基地局増設時あるいはその他の機会に基地局側で学
習期間として、一定期間を定めその期間中は、移動局が
予め定められた回線品質測定を行なうチャネルの全てに
ついて回線品質測定を行ない、該期間における無線セル
の選択回数により、上記期間終了後に、移動局に回線品
質測定を行なわせる無線チャネルの範囲を限定すること
を特徴とする移動通信無線セル選択方式である。更に請
求項3の発明は、サービスエリアを、無線基地局により
形成される複数の無線セルに分割し、移動局が通信中に
無線セルを横断する際、横断前の無線セルの周辺に位置
する複数の無線セルの基地局からの送信波を受信して、
その回線品質を測定し、そのうち最も高い回線品質が得
られた無線セルに移行する移動通信システムにおいて、
システム導入時あるいは、無線基地局増設時あるいはそ
の他の機会に少なくとも1つの移動局について学習期間
として、一定期間を定めその期間中は、移動局が予め定
められた回線品質測定を行なうチャネルの全てについて
回線品質測定を行ない、無線基地局は随時学習期間中の
移動局のセル選択回数を記録して、非学習期間中の移動
局に回線品質測定を行なわせる無線チャネルの範囲を限
定することを特徴とする移動通信無線セル選択方式であ
る。
【作用】従来、無線セル選択時に移動局において受信レ
ベル測定を行なう移行先セルの候補の数は、チャネル切
替えを短時間に完了させるために少数に制限されていた
が、本発明においては、上記いずれの請求項の発明にお
いても、システム導入時、あるいは、無線基地局増設
時、あるいは、その後に設定された学習期間に移行先と
して可能性がある無線セル全ての通信品質の測定を行な
い、学習期間終了後は学習期間中のセル選択実績から移
行先として可能性の高いセルのみを候補として通信品質
測定の対象とするものである。従来の技術とは、置局時
に移行先候補を絞り込んでしまわずに、学習期間をもう
けて、該期間中の無線セル移行の実績をもとに、移行先
候補を選び出す点が異なり、これによってより良好な通
信品質を有する無線セルを確実に選択することができ
る。以下、実施例に基づいて本発明の作用等に関し詳細
に説明する。
【実施例】本発明の方式においては、システム導入時、
あるいは、無線基地局増設時、あるいは、その後に適宜
設定された期間ごと(例えば数箇月毎)に、学習期間を
設定し、前記システム導入に際しては、全無線基地局に
おいて、また、無線基地局増設の場合は、新しく無線基
地局が増設されたことを報知された無線基地局全て(増
設された無線基地局を含む)において、更に、学習期間
を適宜設定する場合においては周辺基地局と時期を合わ
せる必要はなく、各無線基地局において別個に期間を設
定して、期間中のセル移行実績から、移行先セルの候補
を選択して学習期間終了後のセル選択を行なう。上記学
習期間は例えば数日乃至数週間継続するものとする。以
下これらの具体的な手順を説明する。図1は本発明を実
施する移動通信システムの構成の例を示す図である。同
図において、無線基地局1aは制御局2を介して周辺無
線基地局1b,1c,1dと接続されている。無線基地
局の、内部構成は、無線基地局1aの場合について示す
ように通信用無線送受信装置3a,3b…、共通制御用
無線送受信装置4、個別制御用無線送受信装置5、電界
監視用無線受信装置6、中央処理装置7、システムデー
タメモリ8とそれらを結ぶバスからなる。学習期間中
に、移動局9aあるいは9bがセル間通信チャネル切替
えを行なおうとするとき、無線基地局1aは制御局2に
対し、周辺無線基地局で電界監視を行なわせる様、要求
する。制御局2無線基地局1aに比較的近接している無
線基地局(新しく増設された無線基地局を含む)に対し
て移動局が使用中の周波数を通知し、受信レベルの測定
を要求する。電界監視用無線送受信装置6によって受信
レベルの測定を行なった無線基地局は、その結果良好で
あった場合には空きチャネルの有無、さらに、空きチャ
ネルがある場合にはその周波数コード、を現在移動局9
aが在圏している無線セルの無線基地局1aに報告す
る。無線基地局1aは空きチャネルがある無線基地局の
うち、もっとも結果が良好であった無線基地局を選択
し、報告された周波数コードを移動局に通知するととも
に、システムデータメモリ8にセルの移行回数を図2に
示すフォーマットで保持する。移動局は指定された周波
数に切り替えて、通信を続行する。学習期間終了後、無
線基地局1aは、システムデータメモリ中に蓄えられた
移行回数記録から、自局に在圏する移動局の移行先とし
て可能性の高い無線基地局を一定数選び出し、その情報
をやはりシステムデータメモリ8に蓄える。その後、移
動局9bがセル間通信チャネル切替えを行なおうとする
ときには、現在移動局9bが在圏している無線セルの無
線基地局1aはシステムデータメモリ8を参照し、電界
監視要求は移行先として可能性の高い無線基地局に対し
てのみ送出する。上記実施例において、周辺セルへの移
行実績を記録したテーブルを制御局のメモリにおいて保
持するシステム構成をとっても全く同一の効果が得られ
る。次に請求項2に対応するディジタル移動通信の場合
の実施例について説明する。図3は本発明を実施する3
チャネル時分割多重方式ディジタル移動通信システムの
構成の例を示す図である。同図において無線基地局11
aは制御局12を介して周辺無線基地局11b,11
c,11dと接続されている。無線基地局の内部構成
は、同図に無線基地局11aを例に採って示すように通
信用無線送受信装置13a,13b、共通制御用無線送
受信装置13c、個別制御用無線送受信装置13d、中
央処理装置14、システムデータメモリ15とそれらを
結ぶバスからなる。移動局16aが、セル間通信チャネ
ル切替えを行なおうとする際、移動局16aが通信品質
が劣化したことを無線基地局11aに報告すると(シス
テム導入時や無線基地局増設時あるいはそれ以外に設定
された)学習期間中であれば、無線基地局11aは止り
木チャネルとして用いられている全ての周波数の受信レ
ベルの測定を行なうことを移動局16aに指示する。移
動局16aは無線基地局11aの指示に従い全ての止り
木チャネルの受信レベル測定を空き時間帯を用いて行な
って、結果が良好であった周波数の周波数コードを1つ
乃至複数無線基地局11aに報告する。無線基地局11
aは報告された止り木チャネルを有する無線基地局11
b,11c,11dに対して、空きチャネルがあるかど
うか、制御局12を介して問い合わせる。無線基地局1
1aは各無線基地局11b,11c,11dから送り返
されてきた報告(フォーマットを図4に示す)及び、無
線基地局11aにおける受信レベルの測定結果に従っ
て、空きチャネルを有する無線基地局のうちもっとも通
信品質の良好な無線基地局11bを選択し、無線基地局
11bから報告されてきた空きチャネルの周波数コード
を無線基地局11aに通知するとともに、システムデー
タメモリ15に、セルの移行回数を図2に示すフォーマ
ットで保持する。移動局は指定された周波数に切り替え
て、通信を続行する。学習期間終了後、無線基地局11
aは、システムデータメモリ15中に蓄えられた移行回
数記録から、自局に在圏する移動局の移行先として可能
性の高い無線基地局を一定数選び出し、その情報をやは
りシステムデータメモリ15に蓄える。学習期間終了後
は、セル間通信チャネル切替えを行なおうとする移動局
(例えば移動局16b)には、移行先としての可能性の
高いセルを選び出して報知し、止り木チャネルの受信レ
ベル測定をさせる。上記実施例においては、移動局の移
行回数記録を無線基地局で保持する場合について示して
いるが、周辺セルへの移行実績を記録したテーブルを制
御局において保持するシステム構成をとっても全く同様
の効果が得られる。また、学習期間を無線基地局におい
て設定することなく、移動局が独自に学習期間を設定
し、全ての止り木チャネルの受信レベル測定を行なっ
て、無線基地局に図5に示すフォーマットでセル選択結
果を報告し、無線基地局は上記と同じようなフォーマッ
トでシステムデータメモリにセル移行回数を記録して、
学習期間中ではない移動局の移行先セルの候補の選定に
利用しても上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。上記実施例では回線品質として電界強度(受信レベ
ル)によりセルを選択する例について説明したが、本発
明はこれに限るものではなく、C/Nや、ビット誤り率
等回線品質に係る他のバロメータを、セル選択の条件と
して用いることができることは言う迄もない。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ル形状が不規則でシステム導入時や、無線基地局増設時
には、その形状が予測しえない様な移動通信システム
や、電波の伝搬条件や無線基地局の置局数が頻繁に変動
する移動通信システムにおいて、セル間通信チャネル切
替えの成功率を高めることができる。以下、本発明の効
果について、更に詳細に説明する。近年無線セルの小ゾ
ーン化に伴い、セルの形状は図6に示すように極めて複
雑になってきている。このようなセル構成の移動通信シ
ステムにおいて、無線基地局相互の距離のみに基づい
て、セル境界の接近しつつある移動局17について、移
行先の候補を選定すると、18aのような、現在の無線
基地局18bとは距離があるが、移動局17の移行先と
しての可能性の高いセルが電界監視の対象(ディジタル
移動通信方式の場合には止り木チャネルの受信レベル測
定の対象)とならず、通信を続行できる条件があるのに
通信が中断してしまう場合があった。しかし、本発明の
方式によって適宜学習期間を設け、セル移行先の実績を
蓄積して、移行先としての可能性の高いセルを選定すれ
ば、18aのような無線基地局のセルを電界監視あるい
は止り木チャネルの受信レベル測定の対象として含める
ことが出来、的確なセル選択が可能となる。また、上記
実施例はシステム導入期間終了後も無線基地局増設時に
学習期間を設定しているので、新しい無線基地局の移行
先セルの候補に速やかに含ませることが可能である。ま
た、一定周期毎に適宜学習期間を設定しているため、新
無線基地局が設置されたことを報知されていない無線基
地局や、電波の伝搬条件が変動した無線基地局において
も的確なセル選択が行なえる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する移動通信システムの構成の例
を示す図である。
【図2】セルの移行回数を記録するためのシステムデー
タメモリ上のフォーマットを示す図である。
【図3】本発明を実施するディジタル移動通信システム
の構成の例を示す図である。
【図4】空きチャネルの有無についての問合せに対する
報告のフォーマットを示す図である。
【図5】セルの選択結果の報告のフォーマットを示す図
である。
【図6】複雑なセル形状を示す図である。
【図7】移動通信システムの通信チャネル繰り返し利用
の例を示す図である。
【図8】移動局が通信中受信レベルが劣化した場合につ
いて説明する図である。
【図9】電界測定要求信号のフォーマットを示す図であ
る。
【図10】チャネル指定信号のフォーマットを示す図で
ある。
【図11】3チャネル時分割多重方式ディジタル移動通
信について説明する図である。
【図12】移動局がセルの境界に近付き通信品質の劣化
が起きた場合について説明する図である。
【図13】受信レベルを測定すべき周辺無線基地局を報
知する信号のフォーマットを示す図である。
【図14】チャネル指定信号のフォーマットを示す図で
ある。
【符号の説明】
1a,1b,1c,1d,11a,11b,11c,1
1d,18a,18b 無線基地局 2,12 制御局 3a,3b 通信用無線送受信装置 4,13c 共通制御用無線送受信装置 5,13d 個別制御用無線送受信装置 6 電界監視用無線受信装置 7,14 中央処理装置 8,15 システムデータメモリ 9a,9b,16a,16b,17 移動局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 充 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 小林 勝美 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−234130(JP,A) 特開 平3−131131(JP,A) 特開 平3−117230(JP,A) 特開 平1−243739(JP,A) 特開 昭63−227224(JP,A) 特開 平3−128536(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サービスエリアを、無線基地局により形
    成される複数の無線セルに分割し、移動局が通信中に無
    線セル境界を横断する際、横断前の無線セルの周辺に位
    置する複数の無線セルの基地局からの送信波を受信し
    て、その回線品質を測定し、そのうち最も高い回線品質
    が得られた無線セルに移行する移動通信システムにおい
    て、 システム導入時、あるいは、無線基地局増設時、あるい
    は、その他の機会に学習期間として、一定期間を定め、
    その期間中は、移行先無線セルとして通常候補となる隣
    接無線セル以外を含む当該無線セルの周辺無線セルを候
    補として回線品質測定によるセル選択を行ない、当該無
    線セルから移行する移行先無線セルとその移行回数を記
    録する機能を前記無線基地局に具備せしめ、 前記学習期間として定めた一定期間以外においては、前
    記記録された移行回数をもとに、移行回数上位から一定
    数局の無線基地局を移行先無線基地局の候補として選択
    することを特徴とする移動通信無線セル選択方式。
  2. 【請求項2】 サービスエリアを、無線基地局により形
    成される複数の無線セルに分割し、移動局が通信中に無
    線セル境界を横断する際、横断前の無線セルの周辺に位
    置する複数の無線セルの基地局からの送信波を受信し
    て、その回線品質を測定し、そのうち最も高い回線品質
    が得られた無線セルに移行する移動通信システムにおい
    て、 システム導入時あるいは、無線基地局増設時、あるい
    は、その他の機会に基地局側で学習期間として、一定期
    間を定めその期間中は、移動局が予め定められた回線品
    質測定を行なうチャネルの全てについて回線品質測定を
    行ない、該期間における無線セルの選択回数に基づい
    て、上記期間終了後に、移動局に回線品質測定を行なわ
    せる無線チャネルの範囲を選択回数上位の無線チャネル
    に限定することを特徴とする移動通信無線セル選択方
    式。
  3. 【請求項3】 サービスエリアを、無線基地局により形
    成される複数の無線セルに分割し、移動局が通信中に無
    線セル境界を横断する際、横断前の無線セルの周辺に位
    置する複数の無線セルの基地局からの送信波を受信し
    て、その回線品質を測定し、そのうち最も高い回線品質
    が得られた無線セルに移行する移動通信システムにおい
    て、 システム導入時あるいは、無線基地局増設時あるいはそ
    の他の機会に少なくとも1つの移動局について学習期間
    として、一定期間を定めその期間中は、当該移動局が予
    め定められた回線品質測定を行なうチャネルの全てにつ
    いて回線品質測定を行ない、 無線基地局は随時学習期間中の移動局のセル選択回数を
    記録して、非学習期間中の移動局に回線品質測定を行な
    わせる無線チャネルの範囲を選択回数上位のセルに限定
    することを特徴とする移動通信無線セル選択方式。
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