JP4224010B2

JP4224010B2 - 基地局装置

Info

Publication number: JP4224010B2
Application number: JP2004270713A
Authority: JP
Inventors: 耕司秋田; 浩嗣小倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: JP2006086910A

Description

本発明は、移動局がハンドオーバを行いながら通信する無線通信システム等に用いられる基地局装置に関する。

複数の基地局と１つ以上の移動局とからなり、各移動局は少なくとも２つ以上の基地局のいずれか１つと接続することによって所望の通信を達成する無線通信システムにおいては、移動局が良好な通信品質を保つためにハンドオーバが必須となる。

ハンドオーバの機能は、一般に、接続中の基地局とは異なる基地局を探索する処理と、探索した基地局と現在接続している基地局を比較して通信品質が良好な基地局を選択する処理の２つの処理から構成される。この２つの処理のうち１つ目の基地局を探索する処理については、基地局が周辺基地局のリストを移動局に対して送信することにより、その処理を削減できることが知られている。

基地局が周辺基地局の情報を取得するには、例えば予め基地局を計画的に設置し相互の情報を入力しておく方法や、基地局どうしで情報をやりとりすることで相互の位置関係を調べる方法などがある。また、移動局から過去に接続した基地局の履歴を教えてもらうことにより、周辺基地局を調べる方法も知られている。

この種の先行技術としては、セル方式無線電話システムにおける基地局において、周辺の他の基地局の情報を感知していることを前提とし、他の基地局の情報を移動局に送信することにより、移動局のハンドオーバ先候補を限定し、ハンドオーバ処理を簡易にする技術が既に考案されている（例えば特許文献１参照）。

また、周辺の基地局の情報を得る方法については、移動局から過去に接続した基地局の履歴を受け取ることにより周辺基地局の情報を調べる方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開平６-７７８８８号公報特開２００３-２５８９００号公報

しかしながら、上記したいずれの方法も、周辺基地局の情報には方向の情報が含まれていないことから、例えば基地局の北に位置する移動局に対して、基地局の南に位置する周辺基地局をハンドオーバ先候補として伝えてしまう、誤通知が起こり得る。
この場合、移動局は、通知されたハンドオーバ先候補の基地局、つまりハンドオーバ先となり得ない基地局に対して通信品質を評価する処理を行うことになり、無駄な電力を消費してしまうという問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、移動局の消費電力を低減することができる基地局装置を提供することを目的としている。

上記した課題を解決するために、本発明の基地局装置は、移動局と通信中に、周辺の基地局装置からの電波を受信して得た電力を測定して、前記移動局が前記周辺の基地局装置へバンドオーバを行うための通信品質情報を作成し前記移動局へ送信する基地局装置において、前記移動局および周辺の基地局装置より電波を受信するアンテナと、前記アンテナの指向性パターンを所望の方向へ向けるように可変するアンテナ指向性パターン可変手段と、前記アンテナ指向性パターン可変手段により前記アンテナの指向性パターンを可変して通信中の前記移動局に対して通信品質が良好となる方向に向いた指向性パターンを選定する選定手段と、前記選定手段により選定された前記移動局への通信品質が良好となる方向に向いたアンテナの指向性パターンの状態で前記周辺の基地局装置の電力を測定する電力測定手段と、前記電力測定手段により前記アンテナの指向性パターンの状態で測定された前記周辺の基地局装置の電力に基づいて前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を作成する通信品質情報作成手段と、前記通信品質情報作成手段により作成された前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を前記通信中の前記移動局へ送信する手段とを具備したことを特徴とする。

また本発明の基地局装置は、移動局と通信中に、周辺の基地局装置からの電波を受信して得た電力を測定して、前記移動局が前記周辺の基地局装置へバンドオーバを行うための通信品質情報を作成し前記移動局へ送信する基地局装置において、前記移動局および周辺の基地局装置より電波を受信するアンテナと、前記アンテナの指向性パターンを所望の方向へ向けるように可変するアンテナ指向性パターン可変手段と、前記アンテナ指向性パターン可変手段により前記アンテナの指向性パターンを可変して通信中の移動局に対して通信品質が良好となる方向に向いた第１の指向性パターンと無指向性の第２の指向性パターンとを選択する手段と、前記選択された前記移動局への通信品質が良好な第１の指向性パターンの状態で前記周辺の基地局装置の電力を測定する第１の電力測定手段と、前記選択された第２の指向性パターンの状態で前記周辺の基地局装置の電力を測定する第２の電力測定手段と、前記第１及び第２の電力測定手段によりそれぞれ測定された前記周辺の基地局装置の電力に基づいて前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を作成する通信品質情報作成手段と、前記通信品質情報作成手段により作成された前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を前記通信中の前記移動局へ送信する手段とを具備したことを特徴とする。

本発明では、移動局と通信中の基地局装置は、通信中の移動局に対して通信品質が良好となるようにアンテナの指向性を可変し、移動局毎に周辺基地局の方向を加味した周辺基地局の情報を基地局リストに載せて移動局へ送信するので、移動局は、ハンドオーバ先として適した方向の基地局へハンドオーバを行えるようになり、方向違いの基地局、つまりハンドオーバ先となり得ない基地局に対して通信品質を評価する処理を無駄に行わずに済むようになる。この結果、移動局は、通信に適した基地局と通信を効率的に行えるようになる。

以上説明したように本発明によれば、移動局の消費電力を低減することができる。

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明に係る無線通信システムの構成について説明する。図１はこの実施形態の無線通信システムの構成を示す図、図２は図１の無線通信システムの基地局の構成を示す図、図３は基地局の基地局リスト作成器の構成を示す図、図４は基地局リストを示す図である。

図１に示すように、この実施形態の無線通信システムは、基地局装置として基地局１と、この基地局１の周辺に点在して配置された少なくとも一つの周辺基地局（周辺基地局３，周辺基地局４）と、基地局１と通信中に、基地局１から通知されたハンドオーバ先候補（周辺基地局３あるいは周辺基地局４）に対して通信品質を評価する処理を行い、現在よりも通信品質のよいハンドオーバ先へハンドオーバを行う移動局２とから構成されている。

基地局１は、図２に示すように、移動局２、周辺基地局３および周辺基地局４より電波を受信するアンテナ２１と、それぞれアンテナ２１を通じて信号を受信する複数の無線部２２と、これら無線部２２によりそれぞれ受信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器２３（アナログ／デジタルコーデック：以下ＡＤＣ２３と称す）と、これらＡＤＣ２３からの信号からアンテナパターンを選択するアンテナパターン選択器２４と、各アンテナ２１により受信された信号に対してウェイトをかける複数の乗算器２５と、アンテナパターン選択器２４により選択されたアンテナパターンへ切り替えるように各乗算器２５を制御するアンテナパターン切り替え器２６と、複数の乗算器２５から入力される信号を加算する加算器２７と、復調器２８と、基地局履歴取得器２９と、受信基地局判定器３０と、電力測定器３１と、トラフィック測定器３２と、基地局リスト作成器３３と、変調器３４と、デジタルアナログ変換器３５（デジタル／アナログコーデック：以下ＤＡＣ３５と称す）と、このＤＡＣ３５により変換された送信用のアナログ信号をアンテナ３７を通じて送信する無線部３６とを備えている。なお、他の周辺基地局３，４についても上記とほぼ同様の構成である。

アンテナパターン選択器２４は、通信中の移動局２に対して通信状態がよくなるウェイトを計算して出力する。アンテナパターン選択器２４により行われるアンテナパターンの選択とは、上記ウェイトを計算することである。通信中の移動局２に対して通信状態がよくなるウェイトを計算する方法としては、例えば最大比合成などを用いる。こうして計算されたウェイトがアンテナパターン切り替え器２６へ出力される。無指向性のアンテナパターンを生成する場合は、複数のアンテナ２１のうち１つを無指向性なものにし、この一つのアンテナ以外のアンテナに対応するウェイトを全て０にすることで実現する。

つまり、アンテナパターン選択器２４は、アンテナパターン切り替え器２６がアンテナ２１の指向性を可変して通信中の移動局に対して通信品質が良好となるアンテナ２１の指向性であるアンテナパターンを選定する選定手段として機能する。

アンテナパターン切り替え器２６は、アンテナパターン選択器２４から受け取ったウェイトを乗算器２５へ出力する。アンテナパターン切り替え器２６は、各乗算器２５へ出力するウェイトを切り替えることで、復調器２８に入力される信号のアンテナパターンをさまざまに可変する。加算器２７には、ウェイトを乗算された信号が入力される。

加算器２７は、各乗算器２５から入力された信号を加算合成することによりアンテナパターンの切り替えを行う。つまり、アンテナパターン切り替え器２６、乗算器２５、加算器２７は、アンテナ２１の指向性であるアンテナパターンを可変する指向性可変手段として機能する。

電力測定器３１は、加算器２７から出力される信号の２乗和をとることにより、信号電力を測定する。つまり、電力測定器３１は、アンテナパターン選択器２４により選定された指向性としたアンテナ２１により周辺基地局３，４の電力を測定する電力測定手段として機能する。

また、電力測定器３１は、指向性可変手段により生成された第１の指向性としたアンテナ２１により周辺基地局３，４の電力を測定する第１の電力測定手段と、指向性可変手段により生成された第２の指向性としたアンテナ２１により周辺基地局３，４の電力を測定する第２の電力測定手段として機能する。

トラフィック測定器３２は、電力測定器３１から出力される電力を一定期間モニタリングして、電力が予め設定された所定の閾値を超える時間の割合を求めることで、トラフィックを測定する。

基地局リスト作成器３３は、電力測定器３１で測定された電力とその電力が測定された基地局との関連付けを行う。基地局リスト作成器３３は、トラフィック測定器３２により測定されたトラフィックがどの基地局に対応するものなのかを判定する。基地局リスト作成器３３は、電力測定器３１により測定された周辺基地局３，４の電力に基づいて周辺基地局３，４毎の通信品質情報を作成する通信品質情報作成手段として機能する。

基地局履歴取得器２９は、復調器２８から入力されたデータ（移動局２から受信されたデータ）の中から移動局２が過去に基地局と接続した通信履歴データ（基地局履歴）を抽出して出力する。基地局履歴は、移動局２と基地局１間で通信されるデータの中に埋め込まれて移動局２から送信され、基地局１に受信される。

受信基地局判定器３０は、現在受信している信号がどの基地局のものなのかを判定すると基地局同定手段として機能する。基地局が受信した信号のデータの一部には、これを送信した基地局に対応する情報が含まれており、受信基地局判定器３０は、この情報を取り出すことにより基地局を同定する。ここで同定した基地局を基地局リスト作成器３３へ出力ことにより、電力やトラフィックといったデータがどの基地局に対応したものなのかを同定できる。

基地局リスト作成器３３は、図３に示すように、スイッチ４０、複数の品質算出手段（第１品質算出器４１、第２品質算出器４２、第３品質算出器４３、第４品質算出器４４）と、第２品質算出器４２に入力された電力により通信品質を算出した結果と重み付け値αとを乗算する乗算器４５と、第３品質算出器４３に入力されたトラフィックにより通信品質を算出した結果と重み付け値βとを乗算する乗算器４６と、第４品質算出器４４に入力された基地局履歴により通信品質を算出した結果と重み付け値γとを乗算する乗算器４７と、各周辺基地局との通信品質算出結果の一覧表である基地局リストを保存するメモリ４８と、このメモリ４８より基地局リストを読み出して出力するリスト作成器４９とを備えている。

スイッチ４０には、電力信号が入力される。スイッチ４０は、アンテナパターン切り替え器２６から通知されたアンテナパターンが無指向性に対応するものであった場合には、第１品質算出器４１へ、そうでない場合には、第２品質算出器４２へ電力信号を出力する。
第１品質算出器４１は、入力された電力信号に基づき通信品質を算出する。第２品質算出器４２は、入力された電力信号に基づき通信品質を算出する。第３品質算出器４３は、周辺基地局３，４のトラフィックに基づき通信品質を算出する。第３品質算出器４３は、周辺基地局３，４のトラフィックを測定するトラフィック測定手段として機能する。第４品質算出器４４は、移動局２から受信された基地局履歴に基づき通信品質を算出する。上記アンテナ２１、無線部２２、ＡＤＣ２３、基地局履歴取得器２９、第４品質算出器４４等は、移動局２が作成した過去に接続した基地局の通信履歴を移動局２より取得する手段として機能する。

基地局リスト作成器３３には、基地局リストを保存するためのメモリ４８が設けられている。このメモリ４８には、周辺基地局３，４を同定するための情報と、その基地局３，４の品質を示す情報が対応付けられて保存されている。

基地局リスト作成器３３に電力、トラフィック、基地局履歴といった情報が入力されると、基地局リスト作成器３３では、それぞれに対応する品質算出器４１〜４４によって品質情報に変換されてメモリ４８に記憶される。

第１品質算出器４１以外の品質算出器、つまり第２品質算出器４２〜第４品質算出器４４から出力される品質については、それぞれ重み付け値α、β、γをかけた結果とする。このようにすることで、それぞれの品質算出器４１〜４４から出力される品質に対して重要度に応じた重み付けを行うことができる。

メモリ４８には、これらの品質情報と同時に、受信基地局を同定するための情報も入力される。メモリ４８内にこの基地局が含まれる場合には、その基地局に対応する品質を更新する。メモリ４８内にこの基地局が含まれていない場合には新たに基地局を登録する。以上のようにして基地局リスト保存用のメモリ４８内のデータを更新する。

リスト作成器４９は、基地局リスト保存用のメモリ４８内の全てのデータ、または上位一部のデータを取り出してリストを生成し、このデータを変調器３４へ送る。このデータは変調器３４によって変調された後、ＤＡＣ３５によりアナログ信号に変換され、無線部３６及びアンテナ３７によって移動局２へ送信される。つまり、変調器３４、ＤＡＣ３５、無線部３６及びアンテナ３７は、作成された基地局リスト５０（図４参照）を通信中の移動局２へ送信する手段として機能する。

図４に示すように、基地局リスト５０は、自局から電波を受信可能な基地局毎にそれぞれの通信品質情報が記憶された通信品質管理テーブルである。基地局特定情報とは、例えばＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、基地局識別情報（ＢＳＳＩＤ）といった固有のＩＤ、使用している周波数情報、使用している拡散符号、同期に必要なタイミング情報などがあげられる。また、この基地局特定情報は、基地局１が周辺基地局３、４の電力を測定する際に合わせて取得する。

通信品質情報とは、測定した電力値をそのまま用いてもよく、また値を間引くことによって圧縮した情報を用いてもよく、通信品質の優劣の順番を示す値を用いてもよい。

続いて、図５を参照してこの無線通信システムの動作を説明する。図５はこの無線通信システムの第１動作例を示すフローチャートである。

基地局１では、複数のアンテナ２１で受信される信号に基づいて乗算器２５でウェイトをかけることで、アンテナ２１の指向性パターン（以下アンテナパターンという）を変えつつ、移動局２から受信された信号の電力を測定することで、通信中の移動局２に対して通信品質が良好となるアンテナパターンを選定する。

つまり、基地局１では、アンテナパターン選択器２４が、通信中の移動局２に適切なアンテナ２１の指向性（アンテナパターン）を決定し（図５のＳ１０１）、アンテナパターン切り替え器２６は、その決定したアンテナパターンとなるように乗算器２５のウェイトを可変することで、アンテナ２１の指向性を切り替える。

アンテナパターンを切り替える方法としては、この例のように複数のアンテナ２１からの受信信号を重み付け合成することにより行う方法の他、アンテナ２１自体に指向性があるもの複数用意し、これを切り替えることによって行う方法や、アンテナ２１自体に指向性があるものを１つ用意して、このアンテナ２１の向きを物理的に変えることで行う方法などがある。

通信中の移動局２に対して通信品質が良好となるアンテナパターンを選択する方法としては、複数のアンテナパターンを切り替えて通信品質を比較することによって最良のパターンを見つけ出す方法がある。

複数のアンテナ２１からの受信信号を重み付け合成する場合には、各アンテナ２１から受信した信号を用いて重み付け合成後の信号の受信特性がよくなるように重みを計算することで通信品質が良好となるアンテナパターンを選択（選定）する。受信特性がよくなるように重みを計算する方法としては、例えば最大比合成などの技術を用いる。

このようにして基地局１のアンテナパターン選択器２４が、通信中の移動局２に対して適切なアンテナパターンを決定し、アンテナパターン切り替え器２６が、各乗算器２５へのウェイトを可変してアンテナ２１の指向性を、決定したアンテナパターンへ切り替えると、次に電力測定器３１は、そのアンテナパターンにて周辺基地局３，４の電力を測定する（Ｓ１０２）。

一般に基地局１は、自局（この基地局１）に接続している全移動局２に対して制御情報といった情報をブロードキャスト通信する。例えば８０２．１１の無線ＬＡＮではビーコンパケットがブロードキャストされる。また、Ｗ-ＣＤＭＡではＣＰＩＣＨというチャネルがブロードキャストされる。こういったブロードキャストされる情報を周辺基地局３，４から受信することにより、電力測定器３１は、周辺基地局３，４の電力を測定する。

なお、周辺基地局と搬送周波数が異なる場合には、周波数を切り替えて受信を行うことにより周辺基地局の電力を測定する。周辺基地局と搬送周波数が同じで符号分割多重されている場合には、周波数を切り替えずに受信し、デジタル信号処理により周辺基地局からの信号を分離し電力を測定する。

このようにして測定した周辺基地局３，４の電力は、通信中の移動局２に対してアンテナパターンを向けた状態で測定した電力であるため、この移動局２に近い周辺基地局ほど高い電力が観測される。例えば図１では、基地局１は通信中の移動局２に対してアンテナパターン１を選択し、このアンテナパターン１を用いて周辺基地局３と周辺基地局４の電力を測定する。図１の例では、アンテナパターン１が通信中の移動局２の方向を向いているので、周辺基地局４よりも周辺基地局３の電力の方が高く観測されることが予想される。ここで測定したデータと、基地局１を特定する情報とを組み合わせて基地局リスト５０（図４参照）を作成する（Ｓ１０３）。

このようにして基地局リスト作成器３３で作成された基地局リスト５０は、内部のメモリ４８に記憶された後、リスト作成器４９により所定のタイミングで読み出されて、基地局リスト作成器３３から変調器３４、ＤＡＣ３５、無線部３６、アンテナ３７という順に送られて、基地局１から通信中の移動局２へ送信される（Ｓ１０４）。

基地局リスト５０を送信する手段としては、基地局リスト５０を送信する専用の送信部を用いてもよく、また、通常の通信手段にて他のデータや制御情報を送る際にこれらの情報と共に送信してもよい。基地局リスト５０を送信するタイミングは、定期的であってもよく、電力測定器３１が電力測定を行った結果、移動局２との通信品質が低下したと判定したときでもよい。また、メモリ４８の基地局リスト５０を更新するタイミングは、基地局リスト５０を送信する直前が望ましいが、これができない場合は、事前に基地局リスト５０を作成しておいてもよい。

移動局２が基地局リスト５０を受信すると、移動局２は、この基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを試みる（Ｓ１０５）。なお、基地局リスト５０にあるすべての基地局に対してハンドオーバを試みてもよく、通信品質情報に基づいて上位いくつかの基地局に対してのみハンドオーバを試みてもよい。いずれにしても、受信された基地局リスト５０の通信品質情報に基づいて通信品質の良好なものから順にハンドオーバを試みる。

移動局２がハンドオーバを試みるタイミングは、基地局リスト５０を受信した直後でもよく、現在接続中の基地局１との通信品質が低下したことが検知されたときでもよい。

このようにこの第１動作例によれば、基地局１から移動局２へ、方向を加味して作成した周辺基地局３，４毎の通信品質情報である基地局リスト５０が送られ、この基地局リスト５０を受信した移動局２は、通信品質の高い周辺基地局３をハンドオーバ先の候補としてハンドオーバを試みるので、ハンドオーバ先となる可能性が低い周辺基地局４についてハンドオーバを試みることがなくなり、ハンドオーバを効率的に行うことができ、移動局２の低消費電力化を行うことができる。なお、基地局１でスマートアンテナ等を用いることにより、周辺基地局３，４と連携することなく、移動局２との通信により精度よい基地局リスト５０を作成することができる。
すなわち、移動局２は、基地局１から受信した基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを行うことで、ハンドオーバに関わる処理を削減でき、その結果、低消費電力化を実現できる。

次に、図６を参照してこの無線通信システムの第２動作例について説明する。図６はこの無線通信システムの第２動作例を示すフローチャートである。

この第２動作例では、基地局１では、アンテナパターン切り替え器２６およびアンテナパターン選択器２４が、はじめに、通信中の移動局２に対して適切な指向性のあるアンテナパターンを決定し（図６のＳ２０１）、アンテナ２１の指向性をそのアンテナパターンへ切り替える。電力測定器３１は、このアンテナパターンを用いて周辺基地局３，４の電力を測定する（Ｓ２０２）。なお、ここで測定した電力を、後で測定する電力と区別するために個別移動局用の周辺基地局電力と呼ぶことにする。

次に、アンテナパターン切り替え器２６およびアンテナパターン選択器２４は、アンテナ２１の指向性を、無指向性としたアンテナパターンへ切り替え、電力測定器３１は、無指向性のアンテナパターンにて周辺基地局３，４の電力を測定する（Ｓ２０３）。なお、ここで測定した電力を全移動局用の周辺基地局電力と呼ぶことにする。無指向性のアンテナパターンとは、全方向への利得がほぼ同じアンテナ、もしくは水平面３６０度の利得がほぼ同じアンテナを示す。

基地局リスト作成器３３は、このようにして取得した、個別移動局用の周辺基地局電力と全移動局用の周辺基地局電力から通信品質情報を作成する（Ｓ２０４）。個別移動局用の周辺基地局電力では、通信中の移動局２に対してアンテナパターンを向けた状態で測定した電力であるため、この移動局２に近い周辺基地局３ほど高い電力が観測される。

つまり、アンテナパターン切り替え器２６およびアンテナパターン選択器２４は、アンテナ２１の指向性を可変して通信中の移動局に対して通信品質が良好となる第１の指向性と無指向性の第２の指向性とを生成し、電力測定器３１は、それぞれの指向性で周辺基地局３，４の２つの電力を測定し、基地局リスト作成器３３は、２つの電力測定結果に基づいて周辺基地局３，４毎の通信品質情報である基地局リストを作成する。

しかしながら、アンテナパターンが向いていない方向に存在する基地局であっても、距離的に近くにあるものについては電力が強く見えてしまう場合がある。これに対し、全移動局用の周辺基地局電力ではアンテナパターンに指向性がないため、電力が大きいほど距離が近い可能性が高いことが判定できる。

すなわち、個別移動局用の周辺基地局電力が同じ値となる基地局が複数存在した場合、全移動局用の周辺基地局電力の小さい基地局の方が、移動局２の近くに存在する可能性が高いことになる。

このような判定結果に基づいて、例えば、まずは個別移動局用の周辺基地局電力に基づいて通信品質情報の値の設定または順位設定を行い、ここで差がでなかったものについては全移動局用の周辺基地局電力の小さい方の通信品質情報の値を上げるかまたは順位をあげるという方法が考えられる。

他にも、全移動局用の周辺基地局電力に重みをかけて個別移動局用の周辺基地局電力から引いたものを新たな電力値として扱い、これをもとに通信品質情報をつくる方法が考えられる。この場合も、新たな電力値をそのまま通信品質情報として用いてもよく、値を間引くことによって圧縮した情報を用いてもよく、通信品質の優劣の順番を示す値を用いてもよい。このようにして作成した通信品質情報と、基地局を特定する情報を組み合わせて基地局リスト５０を作成する。

このようにして作成した基地局リスト５０は、基地局１から移動局２へ送信される（Ｓ２０５）。
移動局２は、基地局１から受信した基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを試みる（Ｓ２０６）。

このようにこの第２動作例によれば、アンテナパターン切り替え器２６およびアンテナパターン選択器２４は、アンテナ２１の指向性を可変して通信中の移動局に対して通信品質が良好となる第１の指向性と無指向性の第２の指向性とを生成し、電力測定器３１は、それぞれの指向性で周辺基地局３，４の２つの電力を測定し、基地局リスト作成器３３は、２つの電力測定結果に基づいて周辺基地局３，４毎の通信品質情報である基地局リストを作成することで、周辺基地局３，４と移動局２との方向差の同定精度が向上するので、第１動作例と比べてさらに精度のよい基地局リスト５０を作成できるので、ハンドオーバを効率的に行うことができ、移動局２の低消費電力化を行うことができる。

次に、この無線通信システムの第３動作例について説明する。図７はこの無線通信システムの第３動作例を示すフローチャートである。

この第３動作例の場合、基地局１では、アンテナパターン切り替え器２６およびアンテナパターン選択器２４が、はじめに、第１動作例と同様に、通信中の移動局２に対して適切なアンテナパターンを決定し（図７のＳ３０１）、電力測定器３１は、このアンテナパターンを用いて周辺基地局３，４の電力を測定する（Ｓ３０２）。

まて、基地局１では、第３品質算出器４３が、周辺基地局３，４のトラフィックを測定する（Ｓ３０３）。周辺基地局３，４のトラフィックを測定する方法は、例えば時分割多重されているシステムであれば、時間的にみて電力が強くなる割合を測定することでトラフィックを推定できる。また周波数分割多重されているシステムであれば、全帯域のうち電力が強くなっている帯域の割合を測定することでトラフィックを推定できる。
基地局リスト作成器３３は、このようにして取得した、周辺基地局の電力と周辺基地局のトラフィックから通信品質情報を作成する（Ｓ３０４）。

一般に、移動局２は、電力が強くなる基地局と接続することが望ましい。しかしながら、電力が強くなる基地局のトラフィックが多かった場合、この移動局が占有できる帯域が狭まってしまうため、場合によっては多少電力が小さくてもトラフィックが少ない基地局と接続する方が通信品質を向上できることがある。

このようなケースを前提にして、基地局リスト作成器３３は、電力測定器３１により測定された周辺基地局３，４の電力に基づいて基地局リスト５０の通信品質情報の値の設定または順位設定を行い、ここで差が生じなかったものについてはトラフィックの小さい方の通信品質情報の値を上げるか、または順位を上げるという方法により差を出す。

他にも、トラフィックの大きさに重みをかけて周辺基地局３，４の電力から差し引いたものを新たな電力値として扱い、これを基に通信品質情報を作るといった方法が考えられる。この場合も、新たな電力値をそのまま通信品質情報として用いてもよく、値を間引くことによって圧縮した情報を用いてもよく、通信品質の優劣の順番を示す値を用いてもよい。

このようにして作成した通信品質情報と、基地局を特定する情報を組み合わせて基地局リスト５０を作成する。
このようにして基地局リスト作成器３３が作成した基地局リスト５０は、基地局リスト作成器３３から、変調器３４、ＤＡＣ３５、無線部３６という順に送られて、移動局２へ送信される（Ｓ３０５）。
移動局２は、受信した基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを試みる（Ｓ３０６）。

このようにこの第３動作例によれば、周辺基地局３，４のトラフィックを測定するトラフィック測定手段としての第３品質算出器４３を備え、基地局リスト作成器３３は、電力測定器３１により測定された周辺基地局３，４の電力と第３品質算出器４３により測定された周辺基地局３，４のトラフィックとを基に周辺基地局３，４毎の通信品質情報を作成するので、距離的には近くてもトラフィックが多いせいで通信品質がよくならないといったケースを回避でき、第１動作例と比べてさらに精度のよい基地局リスト５０を作成できるので、ハンドオーバを効率的に行うことができ、移動局２の低消費電力化を行うことができる。

次に、図８，図９を参照してこの無線通信システムの第４動作例について説明する。図８はこの無線通信システムの第４動作例を示すフローチャート、図９はメモリ４８に設定される基地局履歴管理テーブルを示す図である。

この第４動作例では、移動局２が基地局１に対して接続する際、この移動局２が過去に接続していた基地局１，３，４などの接続履歴の情報をこれから接続する基地局１に対して送信する（図８のＳ４０１）。
基地局１では、基地局履歴取得器２９が、移動局２から受信して取得した接続履歴を基地局履歴としてメモリ４８の基地局履歴管理テーブル７１に保存する。

図９に示すように、基地局履歴管理テーブル７１は、基地局１に接続してきた全ての移動局２からの情報を一つにまとめて管理するためのテーブルであり、移動局が過去の通信履歴として基地局にどのくらい接続していたかを表している。

例えばある移動局２がこの基地局１に接続する際に、これよりも２つ前に他の基地局に接続していたものとすると、基地局履歴管理テーブル７１の「Ｘ_１２」が１つインクリメントされる。基地局履歴管理テーブル７１の基地局履歴情報は、定期的にリセットしてもよく、バッファを規定して、これを超える情報については古いものから順に消去するようにしても良い。

このようにして作成した基地局履歴管理テーブル７１の基地局履歴情報から、基地局１に対してハンドオーバをする可能性の高い周辺基地局が分かる。例えば、道路や障害物といった地理的な条件から、ここを移動する移動局がハンドオーバする際にたどる可能性が高い経路が存在する場合は、基地局履歴管理テーブル７１を参照することで、これを推定することができる。

移動局２が基地局１に接続すると、第１動作例と同様に、基地局１では、アンテナパターン選択器２４およびアンテナパターン切り替え器２６が、通信中の移動局２に対して適切なアンテナパターンを決定し（Ｓ４０２）、電力測定器３１は、このアンテナパターンにて周辺基地局３，４の電力を測定する（Ｓ４０３）。

基地局リスト作成器３３は、このようにして取得した、周辺基地局３，４の電力と基地局履歴管理テーブル７１の基地局履歴情報とから通信品質情報を作成する（Ｓ４０４）。この場合、基地局リスト作成器３３は、まず周辺基地局３，４の電力に基づいて通信品質情報の値の設定または順位設定を行い、ここで差がでなかったものについては基地局履歴情報の１回前の接続回数が大きい方の基地局の通信品質情報の値を上げるか、または順位を上げるという方法で差を出す。他にも、基地局履歴情報の１回前の接続回数に重みをかけて周辺基地局の電力に加えたものを新たな電力値として扱い、これを基に通信品質情報を作る方法等が考えられる。

この場合も、新たな電力値をそのまま通信品質情報として用いてもよく、値を間引くことによって圧縮した情報を用いてもよく、通信品質の優劣の順番を示す値を用いてもよい。このようにして作成した通信品質情報と、基地局を特定する情報とを組み合わせて基地局リスト５０を作成する。
このようにして基地局リスト作成器３３により作成された基地局リスト５０は、基地局リスト作成器３３から、変調器３４、ＤＡＣ３５、無線部という順に送られて、移動局２へ送信される（Ｓ４０５）。
移動局２は、受信した基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを試みる（Ｓ４０６）。

このようにこの第４動作例によれば、基地局１は、移動局２が作成した過去に接続した基地局の通信履歴を移動局２より取得する手段としての基地局履歴取得器２９を備え、基地局リスト作成器３３は、電力測定器３１により測定された周辺基地局３，４の電力と移動局２より受信された通信履歴とを基に周辺基地局３，４毎の通信品質情報である基地局リスト５０を作成するので、例えば地理的な条件などでハンドオーバ候補となりやすい周辺基地局３，４を特定することができ、基地局１は、この通信履歴を用いることで、より精度の高い基地局リスト５０を作成し、移動局２へ送ることができる。つまり、第１動作例と比べてさらに精度のよい基地局リスト５０を作成できるので、ハンドオーバを効率的に行うことができ、移動局２の低消費電力化を行うことができる。

次に、図１０を参照してこの無線通信システムの第５動作例について説明する。図１０はこの無線通信システムの第５動作例を示すフローチャートである。

この第５動作例では、移動局２は、基地局１に対して、基地局リスト５０の送信を要求する（Ｓ５０１）。このタイミングは、定期的であっても良く、基地局１との通信品質が低下したことが検出されたときでも良い。
移動局２からの基地局リストの送信要求を基地局１が受信すると、基地局１のリスト作成器４９は、最近作成した基地局リスト５０がメモリ４８にあるかどうかを、メモリ４８をチェックすることで判定する（Ｓ５０２）。

この判定の結果、最近作成した基地局リスト５０が存在する場合（Ｓ５０２のＹｅｓ）、リスト作成器４９は、その基地局リスト５０をメモリ４８から読み出して移動局１へ送信する（Ｓ５０６）。
移動局１は、基地局１から送信されてきた基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを試みる（Ｓ５０７）。

一方、最近作成した基地局リスト５０がメモリ４８に存在しない場合（Ｓ５０２のＮｏ）、第１動作例と同様に、基地局１では、アンテナパターン選択器２４が、通信中の移動局２に対して適切なアンテナパターンを決定し（Ｓ５０３）、そのアンテナパターンとなるようにアンテナ２１の指向性をアンテナパターン切り替え器２６が切り替える。
電力測定器３１は、切り替えられたアンテナパターンにて受信された周辺基地局３，４の信号の電力を測定し（Ｓ５０４）、電力測定結果を基地局リスト作成器３３へ送る。

基地局リスト作成器３３は、電力測定器３１から受け取った電力測定結果、つまり周辺基地局３，４の電力に基づいて基地局リスト５０を作成し（Ｓ５０５）、この基地局リスト５０を移動局２へ送信する（Ｓ５０６）。移動局２は基地局１から受信された基地局リスト５０に基づいてハンドオーバを試みる（Ｓ５０７）。

このようにこの第５動作例によれば、移動局２が基地局リスト送信要求を基地局１へ自発的に送信し、この要求に応答する形で基地局１から送られてきた基地局リスト５０を基にハンドオーバを行う。つまり、移動局２がハンドオーバを必要としているときに基地局１で基地局リスト５０を作成あるいはメモリから読み出して移動局２に送るので、基地局１との無線通信がさらに少なくなり、ハンドオーバをより効率的に行うことができる。すなわち、移動局２の側から要求があったときだけ、基地局リスト５０を作成し送信するので、不要な通信を削減でき、移動局２の低消費電力化を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図。図１の無線通信システムの基地局の構成示す図。図２の基地局の基地局リスト作成器の構成を示す図。基地局リストを示す図。この無線通信システムの第１動作例を示すフローチャート。この無線通信システムの第２動作例を示すフローチャート。この無線通信システムの第３動作例を示すフローチャート。この無線通信システムの第４動作例を示すフローチャート。基地局履歴管理テーブルを示す図。この無線通信システムの第５動作例を示すフローチャート。

符号の説明

１…基地局、２…移動局、３…周辺基地局、４…周辺基地局、２１…アンテナ、２１…各アンテナ、２２…無線部、２３…デジタル変換器（ＡＤＣ）、２４…アンテナパターン選択器、２５…乗算器、２６…アンテナパターン切り替え器、２７…加算器、２８…復調器、２９…基地局履歴取得器、３０…受信基地局判定器、３１…電力測定器、３２…トラフィック測定器、３３…基地局リスト作成器、３４…変調器、３５…デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、３６…無線部、３７…アンテナ、４０…スイッチ、４１…第１品質算出器、４２…第２品質算出器、４３…第３品質算出器、４４…第４品質算出器、４５，４６，４７…乗算器、４８…メモリ、４９…リスト作成器、５０…基地局リスト、７１…基地局履歴管理テーブル。

Claims

移動局と通信中に、周辺の基地局装置からの電波を受信して得た電力を測定して、前記移動局が前記周辺の基地局装置へバンドオーバを行うための通信品質情報を作成し前記移動局へ送信する基地局装置において、
前記移動局および周辺の基地局装置より電波を受信するアンテナと、
前記アンテナの指向性パターンを所望の方向へ向けるように可変するアンテナ指向性パターン可変手段と、
前記アンテナ指向性パターン可変手段により前記アンテナの指向性パターンを可変して通信中の前記移動局に対して通信品質が良好となる方向に向いた指向性パターンを選定する選定手段と、
前記選定手段により選定された前記移動局への通信品質が良好となる方向に向いたアンテナの指向性パターンの状態で前記周辺の基地局装置の電力を測定する電力測定手段と、
前記電力測定手段により前記アンテナの指向性パターンの状態で測定された前記周辺の基地局装置の電力に基づいて前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を作成する通信品質情報作成手段と、
前記通信品質情報作成手段により作成された前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を前記通信中の前記移動局へ送信する手段と
を具備したことを特徴とする基地局装置。
移動局と通信中に、周辺の基地局装置からの電波を受信して得た電力を測定して、前記移動局が前記周辺の基地局装置へバンドオーバを行うための通信品質情報を作成し前記移動局へ送信する基地局装置において、
前記移動局および周辺の基地局装置より電波を受信するアンテナと、
前記アンテナの指向性パターンを所望の方向へ向けるように可変するアンテナ指向性パターン可変手段と、
前記アンテナ指向性パターン可変手段により前記アンテナの指向性パターンを可変して通信中の移動局に対して通信品質が良好となる方向に向いた第１の指向性パターンと無指向性の第２の指向性パターンとを選択する手段と、
前記選択された前記移動局への通信品質が良好な第１の指向性パターンの状態で前記周辺の基地局装置の電力を測定する第１の電力測定手段と、
前記選択された第２の指向性パターンの状態で前記周辺の基地局装置の電力を測定する第２の電力測定手段と、
前記第１及び第２の電力測定手段によりそれぞれ測定された前記周辺の基地局装置の電力に基づいて前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を作成する通信品質情報作成手段と、
前記通信品質情報作成手段により作成された前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を前記通信中の前記移動局へ送信する手段と
を具備したことを特徴とする基地局装置。
請求項１，２いずれか１記載の基地局装置において、
前記移動局より送信された通信品質情報の取得要求を受信する手段を備え、
前記通信品質情報作成手段は、
前記移動局より通信品質情報の取得要求が受信されたときに前記周辺の基地局装置毎の通信品質情報を作成することを特徴とする基地局装置。