JP3898432B2 - ゾーン制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゾーン制御システムに関し、特に、サービスの提供が可能なゾーンとサービスの提供が不可能な非ゾーンの情報とを集める技術、非ゾーンとなった領域について既に設置されている基地局のサービス領域を変更する技術に特徴を有するゾーン制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の移動体公衆通信サービスを行う無線通信システムでは、基地局のサービス領域は、端末が基地局をサーチして最初に同期をとるチャネル（通常、同期チャネル、報知チャネル、止まり木チャネルと呼ばれるが、ここでは止まり木チャネルという）の送信パワーで決まる。止まり木チャネルは、端末がサービスをうけようとして電源を入れると接続可能な基地局をサーチできるように、全端末が受信できるチャネルである。止まり木チャネルの送信電力は、通常はサービス領域と装置能力を意識して予め装置に設定されるものであり、止まり木チャネルの送信電力を可変にすることはない。但し、止まり木チャネル以外でユーザの通信に用いられる通信用チャネルに関しては、品質などの諸条件に応じて、各端末に対して独立に送信電力制御を行う技術もあるが、この場合でも、止まり木チャネルの送信電力は固定にして、サービスを提供するゾーン（以下、「サービスを提供するゾーン」を単に「ゾーン」とも記述し、「非ゾーン」は、サービスを提供できない領域、場所等を意味する）を固定し、ゾーン内の端末に対して安定したサービスを行うように設定されるものである。すなわち、止まり木チャネルに関して、置局時に予め決めた送信電力とビーム形状でゾーンを固定しており、ニーズに応じてゾーンを可変にすることは実システムでは行っていない。この様子を図１１に示す。図１１において、各円内は、その中の無線基地局のサービス領域であることを示し、斜線で示した円内は新規設置無線基地局によるにサービス領域であることを示す。図１１に示すように、新規に設置する基地局は、予め止まり木チャネルの送信電力を決定しサービス提供を行うエリアを確定させた上で運用を開始する。従来のようにゾーンの形状が固定でサービス提供エリアが変わることがなければ、計画的に基地局を設置することにより、サービスエリアカバー率を高める方法を用いていた。
【０００３】
一方、図１２の従来技術に示すように、斜線で示す円内への基地局の置局時に、止まり木チャネルを送信開始する前に、周辺の基地局の止まり木チャネルを受信し周辺のゾーンを予測した上、周辺基地局がカバーしていない領域に対して、自律的にサービス提供できるようにエリアを決定し、送信電力および送信ビームを制御する技術が提案されている。
【０００４】
また、基地局がサービス提供中であっても、周辺基地局にトラヒックが集中し呼損が高くなるような状況では、可能な限り基地局のゾーン形状を変更しトラヒックを分散させるという技術もある。
これらの従来技術は、周辺基地局から送信される止まり木チャネルの信号を受信することにより、自局のサービス提供するエリアを決定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術では、基本的には基地局と基地局との間であって、信号の送受信ができる範囲でのみ適用できる。すなわち、図１２に示すように、周辺基地局からの情報に基づいて自局のゾーンを決定するためには、周辺基地局のゾーンを把握する、もしくは、周辺基地局のサービス提供の状況を通知する信号を受信する必要がある。
【０００６】
しかし、基地局と基地局間が必ず信号の送受信が可能な距離でない場合は、装置に機能があっても利用できないことも発生する。
【０００７】
そこで本発明では、周辺基地局との間で信号の送受信が可能である基地局だけに限ることなく、全基地局が自局のゾーンを変更可能にすることを目的としている。
【０００８】
また本発明は、移動通信システムにおいて、基地局を設置する場合に、サービスを提供するエリアを予め決めるため、ゾーンであるか否かをユーザが使用する端末と同等な機能をもつ装置で受信電力などを測定して、サービスエリアであるか否かを確認し、各測定場所がサービスエリアであるか否かに関する情報を一括して管理し、同時に複数の場所でこのような登録を行っても、一つのデータベースとして管理することによって、サービスエリアに関する情報を一括して管理することができるようにし、データを蓄積する装置とエリアを検出する装置が離れた場所にあっても、第２の通信システムを利用して自動的にエリアの検出結果と位置情報の登録および管理ができるようにすることを目的としている。
【０００９】
さらに本発明は、該データベースに基づいてサービスを提供するゾーンを変更する必要性のある基地局を算出し、該当する基地局が自局のゾーンを変更することができるようにし、さらにゾーンの変更後にも無線リソースの有効利用を図ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、各々複数の基地局を有する第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムであって、前記第２の無線通信システムの基地局がサービスを提供するゾーンが前記第１の無線通信システムの基地局がサービスを提供するゾーンよりも小さく、前記第１の無線通信システムの基地局がサービスを提供するゾーン形状を変更可能である、第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムに接続されたゾーン形成処理装置であって、前記第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムと通信可能な移動機であって、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局からの送信信号を受信する受信手段と、前記受信手段の受信信号に基づいて当該信号の受信地点が前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局のサービス領域であるゾーンに属するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を前記第２の無線通信システムに対して送信する送信手段とを有する移動機から送信された判定結果、前記移動機の位置情報および前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報を前記第２の無線通信システムを介して受信する受信手段と、前記受信手段の受信結果に基づいて、前記第１の無線通信システムのゾーン形状を変更すべき基地局を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された基地局に対して前記移動機の位置情報に基づく前記移動機の位置を含むようにゾーン形状を変更するための指示であって、当該基地局からの方向及び送信電力を含む指示を実行する指示手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記判定手段は、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局からの止まり木チャネルの同期が確立するか否かに基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記選択手段は、前記受信手段の受信結果に基づいて、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局に関するゾーンおよび非ゾーンの領域をマッピングするマッピング手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記選択手段は、前記受信手段の受信した前記移動機の位置情報および前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報に基づいて、前記移動機と前記少なくとも１つの基地局との間の距離を計算する計算手段と、前記計算手段の計算結果に基づいて前記移動機に対して最も距離の短い基地局をゾーン変更対象として選択する手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記選択手段は、無線リソースの使用率の最も小さい基地局をゾーン変更対象として選択することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記受信手段の受信結果を蓄積する蓄積手段をさらに有し、前記蓄積手段の蓄積結果を前記選択手段に供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１または２に記載の移動機によって、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局からの送信信号を受信して、当該受信信号に基づいて当該受信地点が前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局のサービス領域であるゾーンに属するか否かを判定し、前記移動機から前記判定結果を前記第２の無線通信システムを介して請求項１乃至６のいずれかのゾーン形成処理装置に送信し、前記ゾーン形成処理装置によって、前記移動機から送信された判定結果と、前記移動機による判定処理に際して検索された前記移動機の位置情報および前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報とに基づいて、前記第１の無線通信システムのゾーンを変更すべき基地局を選択し、前記ゾーン形成処理装置によって、前記選択にかかる基地局にゾーン変更を指示することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７において、前記移動機の位置情報は、前記第２の無線通信システムによって検索することを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項７において、前記移動機の位置情報は、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局によって検索することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項７乃至９のいずれかにおいて、前記前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報は、前記判定結果とともに前記移動機から送信された当該基地局の識別子に基づいて前記ゾーン形成処理装置によって検索することを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項１または２に記載の移動機と、請求項１乃至６のいずれかのゾーン形成処理装置とを具えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、図１及び図２を用いて本発明の概要を説明する。
【００２３】
本発明は、図１に示すように、面的にサービスを提供する小ゾーンが広がっている無線通信システムＢと、サービス提供できないエリアを含んだ大ゾーンの無線通信システムＡが共存する環境に基づくものである。
【００２４】
図１において、大きな円は、無線通信システムＡのサービス提供エリアを示し、小さな円は、無線通信システムＢのサービス提供エリアを示す。Ａ１〜Ａ３は、無線通信システムＡの基地局を示し、Ｂ１、Ｂ２、…Ｂｎは、無線通信システムＢの基地局を示し、Ｄは移動機としての端末を示す。
【００２５】
図１に示すように、端末Ｄは、無線通信システムＡの基地局と無線通信システムＢの基地局の両方にアクセスできるものであって、後述の図８のような構成を含む。端末Ｄが場所Ｐ（１）から場所Ｐ（２）、場所Ｐ（３）へと移動すると仮定すれば、アクセス可能な基地局の種類は次のように変化する。すなわち、場所Ｐ（１）は、基地局Ａ１と基地局Ｂ１の両方にアクセス可能な場所である。場所Ｐ（２）は、基地局Ｂ２のみにアクセス可能な場所である。場所Ｐ（３）は、再び、基地局Ａ３と基地局Ｂ３の両方にアクセス可能な場所として、両方の基地局にアクセス可能になる。
【００２６】
図２は、本発明の構成を示している。無線通信システムＡおよびＢは異なるネットワーク１および２に接続されている。ネットワーク１および２は共通のネットワーク３に接続され、ネットワーク３を介して相互に通信が可能である。ネットワーク２にはゾーン形成処理装置４が接続され、端末が検索した無線通信システムのサービスエリア判定結果を受信し必要に応じて蓄積し、後述のような処理を行って基地局Ａ＊（無線通信システムＡの基地局）へゾーン形成に関する情報を送出する。ゾーン形成処理装置４はどのネットワークに設置されても通信可能な共通な上位レイヤを有している。ゾーン形成処理装置４の構成は、図９に示す。無線通信システムＢの本発明に関連する構成は、図１０に示す。
【００２７】
端末の構成を示す図８において、５は無線通信システムＡにおいて使用される信号を受信する受信部、６は無線通信システムＢにおいて使用される信号を受信する受信部、７は無線通信システムＢにおいて使用される信号を送信する送信部である。８は、無線通信システムＡのゾーン判定部であって、受信部５からの信号に基づいて後述のようにして判定を行う。９はメッセージ作成／判定部であって、詳細は後述するが、ゾーン判定部８からの信号に基づいて判定結果（メッセージ）を作成し、さらには、無線通信システムＢからの端末の位置検索サービスを提供される際等において受信部６からの信号を判定して端末の位置情報を取得する。ゾーン判定部８およびメッセージ作成／判定部９の機能は、例えば、端末に備えられたシステムメモリに格納されたプログラムを同端末に備えられたＣＰＵが実行することによって実現される。
【００２８】
図９において、１０はゾーン形成処理装置が接続されたネットワークとの間で信号を送受信する送受信部である。１１はメッセージ判定／作成部であって、詳細は後述するが、送受信部１０を介して入力された信号のメッセージ（例えば端末からの判定結果、基地局の識別子など）を判定し、使用率順のソーティング処理部１４または距離計算／ソーティング処理部１３からの信号に基づいてゾーン変更指示のメッセージを作成し、さらに、前記判定結果等を蓄積部１５に蓄積する。１２はマッピング処理部であって、メッセージ判定／作成部１１からの信号に基づいて端末の位置、基地局Ａ＊の位置等をマッピングする。距離計算／ソーティング処理部１３は、メッセージ判定／作成部１１からの信号またはマッピング処理部１２からの信号に基づいて周辺基地局と端末との間の距離を計算（測定）し、距離の小さい順にソートする。使用率順のソーティング処理部１４は、距離計算／ソーティング処理部１３が処理した結果、および周辺基地局のトラヒック情報等に基づいてトラヒックの少ない順にソートし、最もトラヒックの少ない基地局を選択する。メッセージ判定／作成部１１、マッピング処理部１２、距離計算／ソーティング処理部１３および使用率順のソーティング処理部１４は、例えば、コンピュータシステムによって構成することができ、各部の機能は、コンピュータシステムに備えられたシステムメモリに格納されたプログラムを同コンピュータシステムに備えられたＣＰＵが実行することによって実現される。
【００２９】
図１０において、１６はネットワーク２との間で信号を送受信する送受信部、１７は受信メッセージ判定部であって、送受信部１６が受信した信号（メッセージ）を後述のように判定する。１８は当基地局アンテナを含む送受信部であって、受信信号を受信メッセージ判定部１７に供給し、受信メッセージ判定部１７からの信号を送信する。
【００３０】
図３は、本発明における、処理の全体流れを示す図である。図３に示すとおり、処理の流れとして、下記のとおり、大きく５つの段階がある。
（１） 基地局Ａ＊のサービス提供するエリアか否かの判断
（２） ネットワーク上のゾーン形成処理装置へ通知（蓄積）
（３） 端末および基地局Ａ＊の位置情報の蓄積
（４） 端末および基地局Ａ＊の位置情報、エリア判定結果に基づいたゾーン形状の決定
（５） ゾーン形状変更の実施
【００３１】
最初は、端末が一定時間周辺基地局の検索を行う。
【００３２】
検索の結果、接続可能な基地局が１つ以上検出された場合、該当する基地局のゾーンとして判定する。また、一定時間内に接続可能な基地局が検出されない場合は、非ゾーンとして判定する。
【００３３】
ゾーン／非ゾーンの判定結果をネットワークに接続されているゾーン形成処理装置へ通知する。また、端末の位置情報およびゾーンと判定した該当する基地局の情報も通知する。
【００３４】
上記第１段階から第３段階まで、１回以上行った結果、ゾーンの形状の変更を決定し、決定内容を基地局へ指示することにより、基地局ではゾーン形状の変更を実施する。
【００３５】
以下に、上記（１）〜（５）の処理を、図３の処理フローに従って説明する。
【００３６】
（１）第１段階：基地局Ａ＊のサービス提供するエリアか否かの判断
端末において、基地局Ａ＊から送信される止まり木チャネルに同期を実施し受信可能な状態であるか否かを判定する。同期が確立し止まり木チャネルの信号が受信可能状態であれば、基地局Ａ＊がサービスを提供しているゾーンであると判定する。また、複数の基地局の止まり木チャネルが受信可能な場合もありうる。一方、基地局Ａ＊の止まり木チャネルが一定時間以上経っても同期が取れず、止まり木チャネルの信号が受信不可能の状態であれば、ゾーンでないと判定する。
【００３７】
このような判定のために、ゾーン判定部８によって基地局Ａ＊の止まり木チャネルが用いる周波数および送信タイミング全てに対して検索処理を行う。従って、異なる周波数帯の止まり木チャネルが存在する無線通信システムである場合は、対象となる全周波数から検索を行い、異なるタイミングで止まり木チャネルを送信している無線通信システムであれば、止まり木チャネルの送信周期以上の時間をかけて検索を行う。また、ＣＤＭＡのような特別な拡散符号を用いて止まり木チャネルを構成して送信を行っているシステムでは、止まり木チャネルが用いる拡散符号に対して検索処理を行う。
【００３８】
該判定を行うタイミング、すなわち、端末のゾーン判定部８が基地局Ａ＊を検索するためのトリガとして、▲１▼端末側でマンマシンインタフェースを用いて、ハードもしくはソフト的に検索開始の信号をシステムＡの受信部５へ入力する、▲２▼端末側で、後述のような無線通信システムＢ側からの検索開始信号を受け付けた場合は、同じく検索終了信号を受け付けるまで、一定間隔で繰り返し検索を行う、▲３▼ゾーン形成処理装置側で検索開始信号を送出し、これを受けた端末側はゾーン形成処理装置の指示に従って検索を行う、といういずれの方法を用いても実現可能である。
【００３９】
図４に、端末側の処理フローの例を示す。第１段階での処理ステップは、ステップ（Ｓ）１〜Ｓ５までである。まず、Ｓ１で、タイマＴをリセット（ゼロ）する。このタイマＴは、端末が基地局検索を行う時間であり、１回の検索指示にあたりＴ内の検索を行うものとする。ついでＳ２で、端末は周辺基地局の検索処理を開始する。検索処理とは、基地局の送信する止まり木チャネルに同期を取ることである。無線通信システムＡの止まり木チャネルが使用する全周波数に対して検索を行う。また、１つの周波数に対して、止まり木チャネルの送信周期より長い時間を検索する。このため、検索に必要なタイマＴは、同期上必要な条件、例えば、同期符号を連続Ｋ回見つけることができることなど、を満たすように、（止まり木チャネルの送信周期×Ｋ×止まり木チャネルの送信可能な周波数の数）より大きい値で設定されればいい。
【００４０】
Ｓ３では、止まり木チャネルの同期が取れたか否かを判断する。同期が取れたと判断すれば、Ｓ４でその測定場所は、当該止まり木チャネルを送信した基地局のゾーンであると判定し、Ｓ５でタイマＴのタイムアウトか否かを判断し、タイムアウトでなければ、Ｓ２にもどり、タイムアウトであれば、Ｓ６で判定結果を送信する。Ｓ３で同期が取れないと判断した場合は、Ｓ５にすすみ、タイムＴ内は検索処理を続ける。タイムＴ内に検索できる基地局は１つ以上である。タイマＴがタイムアウトした時点で、止まり木チャネルの同期が完了した基地局があれば、該基地局に対してはゾーンであると判定する。同期が取れなければその基地局は非ゾーンと判定する。判定結果は、タイムアウト後にＳ６で、複数の判定結果をまとめて送信する。送信の際、メッセージ作成／判定部９で、判定結果（ゾーン／非ゾーン）に加えて、基地局の識別子、送信端末の識別子の情報を付加し、送信部７から送信する。
【００４１】
（２） 第２段階：ネットワーク上のゾーン形成処理装置へ通知
上述のように、端末は判定結果について基地局Ｂ＊（無線通信システムＢの基地局）を介してネットワークに接続されているゾーン形成処理装置へ通知する（図３のＳ６）。
【００４２】
一方、端末は、基地局Ａ＊のサービス提供するエリアで、基地局Ａ＊と通信できる状況であれば、基地局Ａ＊を介してネットワーク上に接続されているゾーン形成処理装置４へ通知することも可能であるが、この場合は常にゾーンであると判定した場合のみゾーン形成処理装置４に通知することになる。すなわち、判定結果の通知のない位置は非ゾーンであるとして扱うことができる。しかし、ゾーン／非ゾーンの判定は、基地局Ｂ＊を介して行う場合よりは、精度が劣化する。ゾーン／非ゾーンの判定処理を重ねて行うことにより、基地局Ａ＊のゾーン／非ゾーンの判定に関する情報が、ゾーン形成処理装置４にデータベースとして蓄積できる。
【００４３】
（３）第３段階：端末および基地局Ａ＊の位置情報の通知（蓄積）
ゾーン形成処理装置４は、メッセージ判定／作成部１１によって受信信号（メッセージ）を判定し基地局Ａ＊のゾーン／非ゾーンの判定情報を取得すると共に、判定を行った場所の情報も後述のようにして取得する。すなわち、ゾーンの判定場所と判定結果が１対１に関連付けられる。さらに、必要に応じて、これらの情報は、蓄積部１５に蓄積される。
【００４４】
具体的には、端末がゾーンの判定結果の情報を送信する際、判定結果の信号を端末の位置登録信号と同等に扱い、該信号を受信した基地局Ｂ＊は位置情報を登録管理する装置に同時に送信する。必要な位置情報としては、▲１▼端末の位置情報、▲２▼基地局Ａ＊の位置情報、である。端末の位置情報があれば、基地局Ａ＊のゾーン／非ゾーンを判定した位置を知ることができるため、マッピング処理部１２にマッピングできる。また、基地局Ａ＊の位置情報は、ゾーン形成処理装置４においてサービス提供するエリアを拡大するために適した基地局を選択し、該選択された基地局にエリア変更の指示をする信号を送信するために必要な情報である。これらの位置情報は判定結果と共にマッピング処理部１２にマッピングされる。
【００４５】
▲１▼端末の位置情報の送信方法
上記端末の位置情報を送信する方法は、以下に説明する位置検索サービスを利用する方法で実施可能である。ここでは、２つの実施例について示す。
（ｉ）無線通信システムＢが位置検索サービスを提供する場合の実施例
（ｉｉ）基地局Ａ＊が位置検索サービスを提供する場合の実施例
まず、上記（ｉ）について詳細説明をする。ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）で提供されているような位置検索サービスをそのまま用いることにより、端末の位置情報は得られる。従って、本例における無線通信システムＢとしては、ＰＨＳのような、無線アクセス通信サービスと位置検索サービスを同時に提供できる無線通信システムを適用することが望ましい。ＰＨＳの位置検索サービスを用いることにより、ゾーン形成処理装置は端末の位置情報が得られる。但し、この場合は、ゾーン形成処理装置から端末へ位置通知を依頼するため発呼することになる。従って、ゾーン形成処理装置は、ＰＨＳへ自動発呼できるように、基地局Ａ＊のゾーン／非ゾーンの判定開始／終了の指示、および自動発呼を周期的に行うためのタイマを有し該タイマを設定するためのマンマシンインタフェースを有する。ゾーン形成処理装置とは独立した他の装置から発呼することも可能である。この場合は、端末の位置情報を当該他の装置からゾーン形成処理装置に送信する必要がある。端末はこの発呼信号を受信部６で受信し、メッセージ作成／判定部９で判定し当該端末の位置情報を送信部７から送信する。
【００４６】
次に上記（ｉｉ）について詳細説明を行う。基地局Ａ＊が位置検索サービスを提供できるシステムであり、基地局Ａ＊と通信可能な端末の位置情報を無線通信システムＡのネットワーク側で管理することができる場合を前提とする。この場合、端末は基地局Ａ＊のゾーンの判定時に位置登録信号を基地局Ａ＊に送信し、判定時刻と位置検索の時刻が一致するようにする。これは端末側から位置情報の送出を行うようにすれば、判定を行った時刻に端末の位置を登録し、判定場所と判定結果を１対１に関連づけられる。
【００４７】
▲２▼基地局Ａ＊の位置情報の送信方法
次は基地局Ａ＊の位置情報を通知する方法として、端末が基地局Ａ＊の識別子をゾーン形成処理装置４に送信する実施例を示す。すなわち、端末が判定結果をゾーン形成処理装置４へ送信する際、止まり木チャネルにより送信される基地局Ａ＊の識別子を認識し、判定結果と共に該識別子を送信する。送受信部１０で受信した信号からメッセージ判定／作成部１１において識別子を識別したゾーン形成処理装置４は、識別子と該当する基地局Ａ＊の位置を管理するテーブルを有しており、テーブルを検索することにより基地局Ａ＊の位置を知る。該テーブルは、基地局Ａ＊が新設される際に登録を行い、テーブルを更新する。なお、サービスが提供されるエリアでない非ゾーンという判定結果であれば、識別子は送信しないか、もしくはゼロの識別子を送信することにより、ゾーン形成処理装置４のメッセージ判定／作成部１１は判定結果を知ることができる。
【００４８】
図３に示す、第１段階から第３段階までの処理を繰り返すと、ゾーン形成処理装置４の蓄積部１５には、ゾーン／非ゾーンのデータが逐次蓄積される。この繰り返しの回数が多ければ、ゾーン変更の実施回数が少なくなり、繰り返しの回数が少なければ、ゾーン変更の実施回数が多くなる。繰り返し処理終了後にゾーン変更を行うか否かを判定する際、変更を決定するための基準（例えば、後述する
【００４９】
（４）第４段階：ゾーン形状の決定の説明中の「変更対象基地局の検索処理」の項の▲２▼および▲３▼の内容が該当する）を設け、基準以上である場合のみ、ゾーンを変更する。これによって不要なゾーン変更を避けることができ、システムへの負荷を軽減する。
【００５０】
また、第１から第３段階の処理を行う毎にゾーン変更の必要性について判定を行うことも可能である（例えば、後述するの後述する（４）第４段階：ゾーン形状の決定の説明中の「ゾーン形状変更の契機」の項の説明を参照）。この場合は、環境変化に対して迅速なゾーン変更が実施可能となる。しかし、判定のための情報は１度の測定のみとなるため、判定の精度は繰り返しの場合よりは劣化する。
【００５１】
（４）第４段階：ゾーン形状の決定
本発明では、端末および基地局Ａ＊の位置情報、エリア判定結果に基づいて、基地局Ａ＊のゾーン形状を必要に応じて変更し、常に適切なゾーンを形成することにより、サービス性を向上する。
以下に、第４段階の詳細な例を説明する。
【００５２】
「ゾーン形状変更の契機」
ゾーン形状変更を実施するためには、変更を実施することを決定する契機およびタイミングを明確にする必要がある。本発明では、変更の契機として、端末が基地局Ａ＊の止まり木チャネルの同期が取れないとき、すなわち、非ゾーンであると判断したときとすることができる。止まり木チャネルの同期が取れるということは、接続可能であると同等の意味であり、接続可能であればその時点での端末の位置はゾーン内であると判定できる。端末の処理フローは、図４に示す通りである。
【００５３】
「変更対象基地局の検索処理」
端末側からの判定結果通知に基づいて、ゾーン形成処理装置４では、どの基地局がゾーン形状を変更するかを決定する変更対象基地局の検索処理を行う。変更対象基地局の検索処理は、▲１▼非ゾーンの判定結果を受信するたびに行う、▲２▼非ゾーンの通知からゾーンの通知に変わることがＮ回発生した時に行う、▲３▼非ゾーンの通知が連続Ｍ回あったときに行う、というタイミングで処理が開始できる。
【００５４】
変更対象となる基地局の選択は、新しいゾーンとしようとする場所（Ｐ）と周辺基地局との間の距離に依存する。すなわち、基地局の止まり木チャネルの送信電力には最大値があり、該最大値を越えて送信電力を上げることは物理的に困難である。このため、最大送信電力によってカバーできるゾーンが該基地局のサポート可能なゾーンの最大値になる。従って、図５に示すように、ある場所Ｐと周辺基地局との間の間の距離をＬ、Ｌ'、Ｌ''とし、基地局の送信電力の最大値をそれぞれ、Ｐｍａｘ、Ｐｍａｘ'、Ｐｍａｘ''、とし、該最大送信電力で形成可能なゾーンの最大値をＬｍａｘ、Ｌｍａｘ'、Ｌｍａｘ''（ここでは、基準距離と呼ぶ）とする。この場合、
（ｉ） Ｌ ≦ Ｌｍａｘ
（ｉｉ） Ｌ' ≦ Ｌｍａｘ'
（ｉｉｉ） Ｌ'' ≦ Ｌｍａｘ''
の条件を満たす基地局を検索する。この検索の結果として求められた基地局を変更対象の候補とする。この処理は距離計算／ソーティング部１３において行われる。
【００５５】
さらに、変更対象の候補から変更対象基地局の選択の詳細な実施方法としては、以下の２つの実施方法がある。
ａ．場所Ｐから最も近い基地局のゾーンを拡大する。すなわち、最小の送信電力でカバーできる基地局を選択する。
ｂ．サービス提供しているトラヒックの量が少ない基地局のゾーンを拡大する。
すなわち、基地局のリソース使用率の一定時間内の平均値を求めて、該平均使用率の小さい基地局のゾーンを大きくして無線リソースを有効に利用する。
【００５６】
「ゾーン形成処理装置の処理順序」
変更対象基地局の選択の詳細な実施例を含むゾーン形成処理装置の動作例について図６、図７を用いて説明する。
【００５７】
図６は、変更対象基地局の検索処理ａの方法を採用した場合の例である。まず、Ｓ１１で端末が送信するゾーン／非ゾーンの判定結果を受信する（送受信部１０、メッセージ判定／作成部１１の処理）。本例では、上記のとおり、変更対象基地局の検索処理が非ゾーンの判定結果を受信するたびに行うというタイミングで開始される方法を採用した場合の例である。
【００５８】
次にＳ１２で、該受信結果をマッピング処理部１２においてマッピングする。この時、第３段階の説明において記述したとおり、判定した場所の位置情報が必要となる。
【００５９】
ついで、Ｓ１３で判定結果がゾーンか否かを判断し、判定結果がゾーンである場合は、特に処理は必要ないので終了し、一方、判定結果が非ゾーンである場合は、周辺基地局のゾーン形状を変更する処理が必要となるため、Ｓ１４にすすみ、そこで、マッピング処理部１２のマッピング状態から、距離計算／ソーティング処理部１３において周辺の基地局を選び出し、各基地局と判定結果を送信した端末との間の距離を計算する。この距離のことを測定距離と呼ぶ。ついでＳ１５で該計算結果に基づいて、測定距離の小さい順にソーティングを行う。
【００６０】
ついでＳ１６で、測定距離と基準距離を比較し、測定距離の方が小さい基地局が存在するか否かを判断し、存在すれば、変更対象となる基地局の候補を抽出し、Ｓ１７に進む。Ｓ１７では、使用率順のソーティング処理部１４において、この候補の中から測定距離の最も小さい基地局を変更対象の基地局として選択する。最後にＳ１８では選択した基地局へゾーン形状変更の指示を送信する。
【００６１】
図７は、変更対象基地局の検索処理ｂの方法を採用した場合の例である。ここでは、測定距離と基準距離を比較する処理（Ｓ２１〜Ｓ２６）まで、図６のＳ１１〜Ｓ１６と同じ処理となる。変更対象基地局の候補がある場合は、Ｓ２７で候補となる基地局のある一定時間内の平均使用率をゾーン形成処理装置４内のメモリに蓄積されている情報から収集し、Ｓ２８で、該データに基づいて平均使用率が小さい順にソーティングを行い、Ｓ２９で、最も平均使用率の小さい基地局を変更対象の基地局として選択する（使用率順のソーティング処理部１４の処理）。最後にＳ３０で、選択した基地局へゾーン形状変更の指示を送信する（送受信部１０、メッセージ判定／作成部１１の処理）。
【００６２】
ここで新たに必要となる平均使用率は、各基地局から一定周期で平均使用率をゾーン形成処理装置に直に送信するか、もしくは止まり木チャネルに平均使用率を送信し、端末がゾーンの判定結果を該ゾーン形成処理装置へ送信する際、判定結果と一緒に送信する方法により、実現できる。
【００６３】
（５）第５段階：ゾーン形状変更の実施
基地局へのゾーン変更の指示は、該当する基地局へ変更内容を指示することからなる。この場合、方向および送信電力を指示することにより、基地局におけるゾーン形状変更が実施できる。基地局がセクタアンテナもしくはアダプティブアレイアンテナを用いている場合には方向に関する指示が必要となる。セクタアンテナ使用時にはセクタ番号、アダティブアレイアンテナの使用時は変更後の形状を想定した場合のビーム形状を通常のアダプティブアレイアンテナの信号処理アルゴリズムを用いて計算し、指示することにより実現できる。指示を受けた基地局は、指示に従ってゾーン形状を変更する。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、周辺基地局と信号の送受信が可能である基地局だけに限ることなく、全基地局が自局のゾーンを可変にし、サービス提供可能なエリアを柔軟に変えることができる。従って、伝搬状況に基づいた設計法による計画的な置局設計を行う従来方法より、需要を重んじた置局を行っても設備を無駄なく利用することが可能となる。特に、ある特定の場所を対象としたスポット的なサービス提供から全エリアをサービス対象とする面的なサービス提供へ移行する場合でも、小さいエリアをカバーするために置局するより、周辺に既に設置されている基地局を有効に運用することに本発明は有効である。
【００６５】
また、本発明では、周辺基地局と信号の送受信ができない非ゾーンにおいて、第２の無線通信システムを利用し非ゾーンであることをゾーン形成処理装置に通知するため、非ゾーンをゾーンに変更するように基地局制御が可能となる。
【００６６】
さらにまた、本発明の自律的で自動的なゾーン／非ゾーン検出結果および検出位置情報の登録処理により、サービスエリアに関する情報を一つのデータベースとして管理できるため、運用、メンテナンスの効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を説明する図である。
【図２】本発明のシステム構成図である。
【図３】本発明の実施例を示す図である。
【図４】端末の実施例を示すである。
【図５】非ゾーンに位置する端末と基地局の距離と送信電力の関係を示す図である。
【図６】ゾーン形成処理装置の処理フローチャートである。
【図７】ゾーン形成処理装置の他の処理フローチャートである。
【図８】端末の構成図である。
【図９】ゾーン形成処理装置の構成図である。
【図１０】無線通信システムＢの基地局の構成図である。
【図１１】従来技術を説明する図である。
【図１２】別の従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ３ 無線通信システムＡの基地局
Ｂ１〜Ｂ３ 無線通信システムＢの基地局
Ｄ 端末

Claims (11)

1. 各々複数の基地局を有する第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムであって、前記第２の無線通信システムの基地局がサービスを提供するゾーンが前記第１の無線通信システムの基地局がサービスを提供するゾーンよりも小さく、前記第１の無線通信システムの基地局がサービスを提供するゾーン形状を変更可能である、第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムに接続されたゾーン形成処理装置であって、
   前記第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムと通信可能な移動機であって、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局からの送信信号を受信する受信手段と、前記受信手段の受信信号に基づいて当該信号の受信地点が前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局のサービス領域であるゾーンに属するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を前記第２の無線通信システムに対して送信する送信手段とを有する移動機から送信された判定結果、前記移動機の位置情報および前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報を前記第２の無線通信システムを介して受信する受信手段と、
   前記受信手段の受信結果に基づいて、前記第１の無線通信システムのゾーン形状を変更すべき基地局を選択する選択手段と、
   前記選択手段によって選択された基地局に対して前記移動機の位置情報に基づく前記移動機の位置を含むようにゾーン形状を変更するための指示であって、当該基地局からの方向及び送信電力を含む指示を実行する指示手段とを有することを特徴とするゾーン形成処理装置。
2. 請求項１において、
   前記判定手段は、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局からの止まり木チャネルの同期が確立するか否かに基づいて前記判定を行うことを特徴とするゾーン形成処理装置。
3. 請求項１または２において、
   前記選択手段は、前記受信手段の受信結果に基づいて、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局に関するゾーンおよび非ゾーンの領域をマッピングするマッピング手段を有することを特徴とするゾーン形成処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記選択手段は、前記受信手段の受信した前記移動機の位置情報および前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報に基づいて、前記移動機と前記少なくとも１つの基地局との間の距離を計算する計算手段と、前記計算手段の計算結果に基づいて前記移動機に対して最も距離の短い基地局をゾーン変更対象として選択する手段とを有することを特徴とするゾーン形成処理装置。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記選択手段は、無線リソースの使用率の最も小さい基地局をゾーン変更対象として選択することを特徴とするゾーン形成処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記受信手段の受信結果を蓄積する蓄積手段をさらに有し、前記蓄積手段の蓄積結果を前記選択手段に供給することを特徴とするゾーン形成処理装置。
7. 請求項１または２に記載の移動機によって、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局からの送信信号を受信して、当該受信信号に基づいて当該受信地点が前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局のサービス領域であるゾーンに属するか否かを判定し、
   前記移動機から前記判定結果を前記第２の無線通信システムを介して請求項１乃至６のいずれかのゾーン形成処理装置に送信し、
   前記ゾーン形成処理装置によって、前記移動機から送信された判定結果と、前記移動機による判定処理に際して検索された前記移動機の位置情報および前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報とに基づいて、前記第１の無線通信システムのゾーンを変更すべき基地局を選択し、
   前記ゾーン形成処理装置によって、前記選択にかかる基地局にゾーン変更を指示することを特徴とするゾーン制御方法。
8. 請求項７において、
   前記移動機の位置情報は、前記第２の無線通信システムによって検索することを特徴とするゾーン制御方法。
9. 請求項７において、
   前記移動機の位置情報は、前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局によって検索することを特徴とするゾーン制御方法。
10. 請求項７乃至９のいずれかにおいて、
    前記前記第１の無線通信システムの少なくとも１つの基地局の位置情報は、前記判定結果とともに前記移動機から送信された当該基地局の識別子に基づいて前記ゾーン形成処理装置によって検索することを特徴とするゾーン制御方法。
11. 請求項１または２に記載の移動機と、
    請求項１乃至６のいずれかのゾーン形成処理装置とを具えたことを特徴とするゾーン制御システム。

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