JP4362393B2 - 移動通信システム及びそのソフトハンドオフ方法 - Google Patents

Description

本発明は移動通信システム及びそのソフトハンドオフ方法に係り、特に複数の無線基地局が基地局制御装置と順次接続の構成をとっており、移動局が複数の無線基地局と同時に接続されたソフトハンドオフ状態の時に、基地局制御装置で複製された移動局宛の共通通信信号を移動局とソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局へ個別に送信するか、移動局から送信された通信信号を受信した複数の無線基地局が基地局制御装置へ中継送信する移動通信システム及びそのソフトハンドオフ方法に関する。

図７は従来の移動通信システムの一例のシステム構成図を示す。同図において、無線基地局１０は共通通信回線４０により無線基地局２０と接続され、無線基地局２０は共通通信回線５０により無線基地局３０と接続され、無線基地局３０は共通通信回線６０により基地局制御装置８０と接続されている。従って、これらの無線基地局１０、２０、３０は、基地局制御装置８０と順次接続の構成をとっている。

無線基地局１０のサービスエリアをサービスエリア１００、無線基地局２０のサービスエリアをサービスエリア２００、無線基地局３０のサービスエリアをサービスエリア３００とする。ここで、移動局７０が、無線基地局１０、２０、３０のサービスエリア１００、２００、３００の重なる場所に位置するときには、無線基地局１０、２０、３０と同時に接続するソフトハンドオフ状態にある。

このソフトハンドオフは移動局７０が複数の無線基地局１０、２０、３０と同時に接続し、通信を行う技術であり、移動局７０宛の通信信号は基地局制御装置８０で複製され、移動局７０とソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局１０、２０、３０に個別に送信される。また、移動局７０から送信される基地局制御装置８０宛の通信信号も移動局７０とソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局１０、２０、３０で受信されて個別に処理された後、基地局制御装置８０に送信される。

このソフトハンドオフ状態において、下り方向の通信を行う場合、基地局制御装置８０は無線基地局１０、２０、３０から同時刻に移動局７０に送信される通信信号１５、２５、３５を生成し、共通通信回線６０上に送出する。図７の移動局７０が下り方向に通信を行っている場合、図７に表記された通信信号は下りの通信信号として扱うことができ、この時の通信信号１５、２５、３５は無線基地局１０、２０、３０から移動局７０に同時刻に送信する同一の情報を持った下りの通信信号となる。

通信信号１５は、無線基地局３０、２０を経由し無線基地局１０から移動局７０に送信される。通信信号２５は無線基地局３０を経由し無線基地局２０から移動局７０に送信される。通信信号３５は無線基地局３０から移動局７０に送信される。

同様に、通信信号１４、２４、３４は無線基地局１０、２０、３０から移動局７０に同時刻に送信する下りの通信信号で同一の情報を持つ。通信信号１４は無線基地局３０、２０を経由し無線基地局１０から移動局７０に送信される。通信信号２４は無線基地局３０を経由し無線基地局２０から移動局７０に送信される。通信信号３４は無線基地局３０から移動局７０に送信される。移動局７０がソフトハンドオフ状態にある限り、共通通信回線６０には通信信号１５、２５、３５のような同一の情報を持った通信信号が定期的に流れるため、その分共通通信回線６０上の通信量は増加する。

同様に、共通通信回線５０には通信信号１４、２４のような同一の情報を持った通信信号が定期的に流れるため、その分共通通信回線５０上の通信量は増加している。

次に、移動局７０から基地局制御装置８０への上り方向の通信について考えてみると、従来は移動局７０が送出した通信信号は無線基地局１０、２０、３０それぞれで受信し個別に処理され基地局８０に送られている。すなわち、図７の移動局７０が上り方向への通信を行っている場合、図７に表記された通信信号は上りの通信信号として扱うことができ、この時、通信信号１５、２５、３５は移動局７０から無線基地局１０、２０、３０に同時刻に送信した品質の異なる上りの通信信号となる。

上記の通信信号１５は無線基地局１０で受信され、無線基地局２０、３０を経由し基地局制御装置８０に供給される。通信信号２５は無線基地局２０で受信され、無線基地局３０を経由し基地局制御装置８０に供給される。通信信号３５は無線基地局３０で受信され基地局制御装置８０に供給される。

同様に、通信信号１４、２４、３４は移動局７０から無線基地局１０、２０、３０に同時刻に送信した品質の異なる上りの通信信号となる。上記の通信信号１４は無線基地局１０で受信され、無線基地局２０、３０を経由し基地局制御装置８０に供給される。また、上記の通信信号２４は無線基地局２０で受信され、無線基地局３０を経由し基地局制御装置８０に供給される。更に、上記の通信信号３４は無線基地局３０で受信され、基地局制御装置８０に供給される。

この場合、共通通信回線６０には移動局７０から無線基地局１０、２０、３０に同時刻に送信された品質の異なる通信信号１５、２５、３５が定期的に流れ共通通信回線６０上の通信量は増加する。同様に、共通通信回線５０には移動局７０から無線基地局１０、２０に同時刻に送信された品質の異なる通信信号１４、２４が定期的に流れ共通通信回線５０上の通信量も増加している。

このような従来のソフトハンドオフ方法を図７に示した順次接続された無線基地局を有する移動通信システムで使用した場合、次のような問題点がある。図７の移動局７０が下り方向の通信を行っている場合、図７に表記された通信信号は下りの通信信号として扱うことが可能で、この時の通信信号１５、２５、３５は無線基地局１０、２０、３０から移動局７０に同時刻に送信する同一の情報を持った下りの通信信号となる。

通信信号１５は無線基地局３０、２０を経由し無線基地局１０から移動局７０に送信されるため、この通信信号１５は共通通信回線６０、５０、４０を通る。通信信号２５は無線基地局３０を経由し無線基地局２０から移動局７０に送信されるため、この通信信号２５は共通通信回線６０、５０を通る。同様に、通信信号３５は無線基地局３０から移動局７０に送信されるため、この通信信号は共通通信回線６０を通る。

また、図７の移動局７０が上りの方向の通信を行っている場合、図７に表記された通信信号は上りの通信信号として扱うことが可能で、この時、通信信号１５、２５、３５は移動局７０から無線基地局１０、２０、３０に同時刻に送信した品質の異なる上りの通信信号となる。

すなわち、通信信号１５は無線基地局１０で受信され、無線基地局２０、３０を経由して基地局制御装置８０に供給されるため、この通信信号１５は共通通信回線４０、５０、６０を通る。また、通信信号２５は無線基地局２０で受信され、無線基地局３０を経由し基地局制御装置８０に供給されるため、共通通信回線６０、５０を通る。更に、通信信号３５は無線基地局３０で受信され、基地局制御装置８０に供給されるため、この通信信号３５は共通通信回線６０を通っている。

このように、ソフトハンドオフ状態では共通通信回線６０、５０上に移動局７０から無線基地局１０、２０、３０に同時刻に送信された品質の異なる通信信号や無線基地局１０、２０、３０から移動局７０に同時刻に送信する同じ情報をもった通信信号が常に流れている。このため、共通通信回線５０、６０の回線容量を設定する場合には、移動局７０がソフトハンドオフ状態にある割合を考慮しなくてはならず、その上設定された共通通信回線５０、６０の回線容量は物理的な通信回線の設備投資にかかるコストを増やし、その上移動局がソフトハンドオフしていない状態では余分な回線容量となるため、通信回線の利用効率を落とす要因になる。

そこで、従来より、複数の無線基地局が基地局制御装置と順次接続の構成をとっている移動通信システムにおいて、同時にパケット信号を送信する無線基地局をパケットアドレスで登録しておくことにより、移動局がソフトハンドオフ状態にある場合でも、基地局制御装置が複数の同じパケット信号を送信する必要がないようにすることで、ソフトハンドオフ制御に伴う交換機での制御量を減少させるようにした移動通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２６６１９８号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来の移動通信システムでは、移動局がソフトハンドオフ状態にない場合でも、順次接続された全ての無線基地局までパケット信号が到達してしまうため、無線基地局で廃棄するパケット信号が増えることによる負荷が増し、基地局制御装置と順次接続した最初の無線基地局との間の帯域と、順次接続したすべての無線基地局間の帯域を一様に設計する必要があり、無駄である。

また、上記の特許文献１記載の従来の移動通信システムでは、上り方向の通信の場合、移動局がソフトハンドオフ状態にある場合、順次接続された無線基地局のうちソフトハンドオフ状態にあるすべての無線基地局で受信された通信信号が基地局制御装置まで到達するため、共通通信回線の使用帯域が増加し、上り方向の通信では移動交換機（基地局制御装置）の処理は依然として改善されていない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、ソフトハンドオフをしていない無線基地局がソフトハンドオフ状態に遷移しても共通通信回線の通信量に影響を与えず、かつ、従来と変わらない通信品質を保証し、更に通信回線の利用効率を上げ得る移動通信システム及びそのソフトハンドオフ方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、順次接続した無線基地局間の帯域を後段になるほど狭く設計可能な移動通信システム及びそのソフトハンドオフ方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の移動通信システムは、各々個別のサービスエリアを有する複数の無線基地局が、これら複数の無線基地局を制御する基地局制御装置に対して、共通通信回線で順次接続されており、移動局が複数の無線基地局のうち二以上の無線基地局の各サービスエリアの重複位置に在圏するときに、二以上の無線基地局と同時接続して通信信号を送信するか基地局制御装置からの共通通信信号を受信するソフトハンドオフ状態とされる移動通信システムであって、移動局は、通信可能な無線基地局に対して、送信されるべきデータに、どの無線基地局との間でソフトハンドオフ状態にあるか否かを判別可能とする通信用識別子を付加した通信信号を無線送信する送信手段を有し、
複数の無線基地局のそれぞれは、移動局が無線送信した通信信号を受信する受信手段と、受信した通信信号に時刻情報と品質情報とを付与する情報付与手段と、受信した通信信号中の通信用識別子に基づき、移動局が自局との間でソフトハンドオフ状態にあることを示していることを判別したときは、通信信号を記憶する記憶手段と、受信した通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局へ共通通信回線を介して中継する第２の中継手段と、共通通信回線を介して他の無線基地局からの通信信号を受信したときは、記憶手段に記憶されている記憶通信信号と受信した他の無線基地局からの通信信号とを比較し、通信品質の良好な方の通信信号を選択する選択手段と、選択手段により選択した通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局又は基地局制御装置へ共通通信回線を介して中継する第３の中継手段とを有することを特徴とする。

この発明では、複数の無線基地局が基地局制御装置に対して、共通通信回線で順次接続されており、移動局が複数の無線基地局のうち二以上の無線基地局の各サービスエリアの重複位置に在圏するときに、二以上の無線基地局と同時接続するソフトハンドオフ状態とされる移動通信システムにおいて、移動局から送信された基地局制御装置宛の上り方向の通信信号を、ソフトハンドオフ状態にある二以上の無線基地局で受信し、各無線基地局は、自局で受信した通信信号と他の無線基地局から中継送信された通信信号の品質を比較して、品質の優れた方の通信信号だけを上り方向の他の無線基地局又は基地局制御装置へ送信することができる。

ここで、本発明の移動通信システムにおいて、上記の複数の無線基地局のそれぞれは、移動局が無線送信した通信信号を受信し、自局宛の通信信号の処理と基地局制御装置宛の通信信号を中継送信する処理を行う基地局主装置と、隣接する他の第１の無線基地局又は基地局制御装置と接続された第１の共通通信回線を終端し、第１の共通通信回線上を流れる通信信号や共通通信信号の送受信機能を備えた第１の伝送装置と、隣接する他の第２の無線基地局と接続された第２の共通通信回線を終端し、第２の共通通信回線上を流れる通信信号や共通通信信号の送受信機能を備えた第２の伝送装置と、第１及び第２の伝送装置と基地局主装置とそれぞれ内部通信回線を介して接続され、通信信号の宛先と共通通信信号の宛先を判別すると共に、自局が受信した通信信号と第２の伝送装置により受信された他の無線基地局から中継送信された通信信号との品質比較を行い、通信品質の良好な方の通信信号を選択して第１の伝送装置を介して第１の共通通信回線へ送信する機能を有する通信信号スイッチ装置とからなることを特徴とする。

また、本発明の移動通信システムにおいて、上記の無線基地局内の通信信号スイッチ装置は、第１及び第２の伝送装置と基地局主装置から内部通信回線を介して出力された通信信号又は共通通信信号を受信する受信部と、通信信号又は共通通信信号のスイッチング用の情報を記憶するヘッダ情報登録部と、受信部で受信した通信信号又は共通通信信号の通信用識別子とヘッダ情報登録部に登録されている通信用識別子情報とに基づき、通信信号の宛先と共通通信信号の宛先を判別するヘッダ解析部と、ヘッダ解析部により判別された宛先方向へ通信信号又は共通通信信号を内部通信回線を介して送信する送信部と、自無線基地局で受信した通信信号を記憶しておく通信信号バッファと、受信部を介して入力された通信信号の品質と通信信号バッファに記憶されている通信信号の品質とを比較し、良好な品質の方の通信信号を選択して送信部を介して上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局又は基地局制御装置へ送信する品質比較部とを有することを特徴とする。

また、上記のヘッダ情報登録部は、ヘッダ解析部に受信部から供給される通信信号又は共通通信信号に付与された通信用識別子との比較に使用する第１の通信用識別子情報と、第１の通信用識別子情報の値に対応した接続無線基地局及び送信部のポート番号とが対応して記憶された下りのスイッチングテーブルと、ヘッダ解析部に受信部から供給される通信信号に付与された通信用識別子との比較に使用する第２の通信用識別子情報と、第２の通信用識別子情報の値に対応した、移動局との間で通信状態にある無線基地局を示す接続無線基地局と、ヘッダ解析部に受信部から供給される通信信号の品質比較対象となる通信信号の通信用識別子を示す比較対象識別子と、送信先とが対応して記憶された上りのスイッチングテーブルとを有することを特徴とする。

上記の目的を達成するため、本発明のソフトハンドオフ方法は、各々個別のサービスエリアを有する複数の無線基地局が、これら複数の無線基地局を制御する基地局制御装置に対して、共通通信回線で順次接続されており、基地局制御装置が移動局宛のデータを一定の大きさの通信信号に分割して定期的に共通通信回線に送出し、通信信号を受信した無線基地局が通信信号に付与された時刻情報に基づき移動局に通信信号を送信する移動通信システムにおけるソフトハンドオフ方法であって、移動局が、通信可能な無線基地局に対して、送信されるべきデータに、どの無線基地局との間でソフトハンドオフ状態にあるか否かを判別可能とする通信用識別子を付加した通信信号を無線送信する第１のステップと、無線基地局が、通信信号を受信して、時刻情報と品質情報とを付与した上、その受信通信信号中の通信用識別子に基づき、移動局が自局との間でソフトハンドオフ状態にあることを示していることを判別したときは、通信信号を記憶する記憶手段に記憶する第２のステップと、無線基地局が、受信した通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局へ共通通信回線を介して中継する第３のステップと、無線基地局が、共通通信回線を介して他の無線基地局からの通信信号を受信したときは、記憶手段に記憶されている記憶通信信号と他の無線基地局からの通信信号とを比較し、通信品質の良好な方の通信信号を選択する第４のステップと、第４のステップにより選択した通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局又は基地局制御装置へ共通通信回線を介して中継する第５のステップとを含むことを特徴とする。

この発明では、移動局が基地局制御装置宛の上り方向の通信信号を送信する際には、ソフトハンドオフ状態にある二以上の無線基地局において、自局が受信した通信信号と他の無線基地局から中継送信されてきた他の無線基地局で受信した通信信号との品質を比較し、品質が優れた通信信号だけを上り方向の他の無線基地局又は基地局制御装置へ送信することができる。

本発明によれば、基地局制御装置が移動局宛の下り方向の共通通信信号を送信する際には、ソフトハンドオフ状態にある二以上の無線基地局から時刻情報に基づき同時に移動局へ送信する下り方向の通信に対し次の効果を得ることができる。

（１）共通通信信号の共通化ができるため、基地局制御装置でソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局に個別に送信していた通信信号を複製する必要が無くなるため、基地局制御装置内での処理にかかる負荷を軽減することができる。

（２）基地局制御装置から送信された通信信号は目的の無線基地局で終端されるため、順次接続した無線基地局間の帯域は後段になるほど狭く設計することが可能である。

（３）通信用識別子から共通通信信号を識別し送受信処理できる装置を各無線基地局に設けることにより、ソフトハンドオフをしていない無線基地局がソフトハンドオフ状態に遷移したと認識した基地局制御装置が、当該無線基地局の通信信号スイッチ装置に設定されている通信用識別子テーブルを変更するだけで対応できるため、移動局と新たにソフトハンドオフ状態になった無線基地局用の通信信号を基地局制御装置で複製し送出する必要が無くなり、これにより共通通信回線の通信量の増加を抑制できる。

また、本発明によれば、移動局が基地局制御装置宛の上り方向の通信信号を送信する際には、ソフトハンドオフ状態にある二以上の無線基地局において、自局が受信した通信信号と他の無線基地局から中継送信されてきた他の無線基地局で受信した通信信号との品質を比較し、品質が優れた通信信号だけを上り方向の他の無線基地局又は基地局制御装置へ送信するようにしたため、上り方向の通信に対し次の効果を得ることができる。

（４）各無線基地局では受信した通信信号と共通通信回線を介して受信した通信信号との通信品質を比較し、通信品質の良好な方の通信信号を共通通信回線を介して基地局制御装置方向へ送信するようにしたため、基地局制御装置では、ソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局から送られてくる品質の異なった通信信号を受けてそれらを比較し、最良の通信信号を選択する処理が不要であるため、基地局制御装置内での処理にかかる負荷を軽減することができる。

（５）ソフトハンドオフ状態にある各無線基地局で上り方向の通信信号の選択合成を行うため、基地局制御装置に到達する同一時刻の通信信号は最大１つであり、基地局制御装置と無線基地局を結ぶ共通通信回線の有効利用ができる。

（６）通信用識別子から移動局とソフトハンドオフ状態にある無線基地局を判断し、通信信号の品質を比較できる装置を各無線基地局に設けるようにしたため、ソフトハンドオフしていない無線基地局がソフトハンドオフ状態に遷移したと基地局制御装置が認識した時、当該無線基地局の通信信号スイッチ装置に設定されている通信用識別子テーブルを変更することで各無線基地局にて受信した通信信号の品質比較を行い共通通信回線上に送信でき、これにより共通通信回線の通信量の増加を抑制することができる。

（７）（１）〜（６）の効果により共通通信回線の回線容量を設定する際にソフトハンドオフ状態にある移動局の割合を考慮する必要がないため、より少ない回線容量で済み、物理的な通信回線の設備投資にかかるコストを軽減することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１及び図２はそれぞれ本発明になる移動通信システムの一実施の形態のシステム構成図で、図１は下り方向通信時、図２は上り方向通信時のシステム構成図を示す。両図中、同一構成部分には同一符号を付してある。

本実施の形態は、図１及び図２に示すように、基地局制御装置８１と、共通通信回線６１により基地局制御装置８１と接続された無線基地局３１と、共通通信回線５１により無線基地局３１と接続された無線基地局２１と、共通通信回線４１により無線基地局２１と接続された無線基地局１１と、無線基地局１１、２１、３１と通信する移動局７１により構成されている。従って、これら無線基地局１１、２１、３１は基地局制御装置８１と順次接続の構成をとっている。

この移動通信システムでは、基地局制御装置８１が移動局７１宛のデータを一定の大きさの通信信号に分割して定期的に共通通信回線６１に送出し、当該通信信号を受信した無線基地局１１、２１、３１が通信信号に付与された時刻情報に基づき移動局７１にデータを送信するシステムである。ここで、無線基地局１１のサービスエリアをサービスエリア４０１、無線基地局２１のサービスエリアをサービスエリア５０１、無線基地局３１のサービスエリアをサービスエリア６０１とし、移動局７１は無線基地局１１、２１、３１のサービスエリア４０１、５０１、６０１の重なる場所に位置し無線基地局１１、２１、３１と同時に接続するソフトハンドオフ状態にある。

ソフトハンドオフは移動局７１が、無線基地局１１、２１及び３１のうち少なくとも２以上の無線基地局と同時に接続し、通信を行う技術で、この時移動局７１宛の下り方向の通信信号は基地局制御装置８１で複製され移動局７１とソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局に個別に送信される。移動局７１宛の通信信号を受信した複数の無線基地局は、この通信信号を同時刻に無線回線上に送信する。また、移動局７１から送信される基地局制御装置８１宛の上り方向の通信信号も、移動局７１とソフトハンドオフ状態にある複数の無線基地局で受信され、基地局制御装置８１へ送信される。

下り方向の通信例を示す図１において、無線基地局１１、２１及び３１は、受信した共通通信信号の通信用識別子を読み込み、その値により決められた受信処理を行う機能を持つ。また、図１において、共通通信信号１６〜１９は、基地局制御装置８１から共通通信回線６１、５１、４１上に送り出される下り方向の共通通信信号で、各無線基地局１１、２１及び３１で受信処理を行うための通信用識別子が付与されている。また、それぞれが持つ時刻情報に基づき決められた時刻に無線基地局１１、２１、３１から移動局７１に送信される。

各共通通信信号のうち、共通通信信号１６は無線基地局３１、２１、１１で受信処理され移動局７１に送信中である。共通通信信号１７は無線基地局３１、２１で受信処理され無線基地局１１に向かう途中である。共通通信信号１８は無線基地局３１で受信処理され無線基地局２１、１１に向かう途中であり、共通通信信号１９は基地局制御装置８１から送信された直後の状態である。

次に、上り方向の通信例を行う図２において、無線基地局１１、２１、３１には受信した通信信号の品質を比較する機能があり、移動局７１とソフトハンドオフ状態にある無線基地局１１、２１、３１を通信用識別子から判断する機能を持つ。通信信号１１６、２２６、３３６は移動局７１から無線基地局１１、２１、３１に同時刻に送信した上りの通信信号で、無線基地局１１、２１、３１で受信されたときに時刻情報及び無線状態に応じた品質情報が付与される。

移動局７１が基地局制御装置８１に向けて同時刻に送信する通信信号１１６、２２６、３３６のうち、通信信号１１６は無線基地局１１で受信され、通信信号２２６は無線基地局２１で受信され、通信信号３３６は無線基地局３１で受信される。通信信号２２７は無線基地局２１が移動局７１から直接受信した通信信号２２６と無線基地局１１から共通通信回線４１を介して受信した通信信号１１６とを比較し、品質が優れた方の通信信号である。

また、通信信号３３８は無線基地局３１が移動局７１から直接受信した通信信号３３６と無線基地局２１から共通通信回線５１を介して受信した通信信号２２７を比較し、品質の優れた方の通信信号である。通信信号１１６、２２６、３３６、２２７、３３８には、これらの通信信号を送信した移動局７１とソフトハンドオフ状態にある無線基地局を判別可能にする通信用識別子が付与されている。更に、通信信号２２７、３３８には、時刻情報と品質情報とが付与されている。

すなわち、通信信号１１６は無線基地局１１で受信され共通通信回線４１に送出される。通信信号１１６を受信した無線基地局２１は、通信用識別子から自無線基地局２１に比較対象となる通信信号が存在すると判断し、既に受信していた通信信号２２６と品質を比較する。

比較の結果、より優れた品質を持った通信信号を通信信号２２７として共通通信回線５１に送出する。通信信号２２７を受信した無線基地局３１は、通信用識別子から自無線基地局３１に比較対象となる通信信号が存在すると判断し、既に受信していた通信信号３３６と品質を比較する。比較の結果、より優れた品質を持った通信信号を通信信号３３８として共通通信回線６１に送出する。

このように、移動局７１から同時刻に送信された品質の異なる通信信号１１６、２２６、３３６を各無線基地局１１、２１、３１で比較し品質の優れた通信信号だけを基地局制御装置８１方向へ送出する選択合成を行うことで、上り方向でも共通通信回線の使用帯域増加を防ぐことが可能である。

図３は図１及び図２に示した無線基地局３１の一実施の形態のブロック図を示す。無線基地局２１、１１も図３と同様の構成である。図３において、無線基地局３１は、基地局制御装置８１と接続された共通通信回線６１を終端し、共通通信回線６１上を流れる通信信号や共通通信信号の送受信機能を備えた伝送装置３１１と、無線基地局２１と接続された共通通信回線５１を終端し、共通通信回線５１上を流れる通信信号や共通通信信号の送受信機能を備えた伝送装置３１０と、内部通信回線３０１、３０２により伝送装置３１０、３１１と接続され、自無線基地局３１宛の通信信号か他無線基地局宛の通信信号か、もしくは基地局制御装置８１宛の通信信号か、または自無線基地局３１宛かつ他無線基地局宛の共通通信信号かを判断し、さらに通信信号の品質比較を行う機能を持った通信信号スイッチ装置３２０と、通信信号スイッチ装置３２０に内部通信回線３０３により接続され自無線基地局３１宛の通信信号の処理と基地局制御装置８１宛の通信信号の送信を行う基地局主装置３３０とで構成される。

図４は図３の通信信号スイッチ装置３２０の一実施の形態のブロック図を示す。図４において、通信信号スイッチ装置３２０は内部通信回線３０１、３０２、３０３から通信信号や共通通信信号の受信を行う受信部３２１と、受信部３２１から送られてくる通信信号や共通通信信号を自無線基地局宛か、他無線基地局宛か、基地局制御装置宛か、または自無線基地局宛、かつ、他無線基地局宛かを判断しスイッチングするヘッダ解析部３２３と、ヘッダ解析部３２３が通信信号や共通通信信号をスイッチングするために必要な通信用識別子情報を提供するヘッダ情報登録部３２４と、通信信号の品質を比較する品質比較部３２５と、通信信号を記憶しておく通信信号バッファ３２６と、ヘッダ解析部３２３や品質比較部３２５から渡された通信信号や共通通信信号を内部通信回線３０１、３０２、３０３へ送信する送信部３２２によって構成される。

図５は図４に示すヘッダ情報登録部３２４に登録される下りのスイッチングテーブルの一例を示す図である。図５において、「通信用識別子」はヘッダ解析部３２３で受信した通信信号や共通通信信号に付与された通信用識別子との比較に使用する。「宛先無線基地局」は「通信用識別子」の値に対応する宛先無線基地局である。「送信先」は「通信用識別子」に対応した送信部３２２のＰＯＲＴ番号を書き込んだテーブルとなっている。

図６は図４に示すヘッダ情報登録部３２４に登録される上りのスイッチングテーブルの一例を示す図である。図６において、「通信用識別子」はヘッダ解析部３２３で受信した通信信号に付与された通信用識別子との比較に使用する。「比較対象識別子」は受信した通信信号の品質比較対象となる通信信号の通信用識別子である。

また、図６において、「接続無線基地局」は移動局と接続されているソフトハンドオフ状態にある無線基地局を示している。更に、「送信先」は「通信用識別子」に対応した通信信号スイッチ装置３２０の内部ブロックおよび送信部３２２のＰＯＲＴ番号を書き込んだテーブルとなっている。この内部ブロックには、図４に示した通信信号バッファ３２６と品質比較部３２５がある。

次に、図１、図２の構成をとる移動体通信システムの通信において、通信信号や共通通信信号１９を受信した無線基地局の動作を説明する。まず、図１の基地局制御装置８１から送信された下り方向の共通通信信号１９の処理について説明する。基地局制御装置８１から送信された共通通信信号１９は、共通通信回線６１を通り無線基地局３１にて受信される。

この時の無線基地局３１内での動作を図３、図４、図５を参照して説明する。基地局制御装置８１から共通通信回線６１に送出された共通通信信号１９は、図３に示す無線基地局３１の伝送装置３１１で受信され、通信信号スイッチ装置３２０に送られる。通信信号スイッチ装置３２０内では図４に示す受信部３２１を介し、ヘッダ解析部３２３が受信した共通通信信号１９から通信用識別子を抜き出し、ヘッダ情報登録部３２４に登録されている下りの通信用識別子と比較する。共通通信信号１９はその比較結果により、送信部３２２の決められたポート（ＰＯＲＴ）に送出される。

なお、以下の説明に使用するヘッダ登録部３２４に登録された下りの通信用識別子例を図５に示す。ヘッダ解析部３２３で抜き出した通信用識別子をヘッダ情報登録部３２４に登録されている通信用識別子と比較した結果が図５の自基地局宛を示す通信用識別子１００２と一致した場合、当該の通信用識別子１００２を持つ共通通信信号１９は基地局主装置３３０に通じる送信部３２２のＰＯＲＴ５（内部通信回線３０３）に送出される。

また、共通通信信号１９に付与されている通信用識別子が図５の他基地局宛を示す通信用識別子１０００、１００１、１００３のいずれかと一致した場合、当該の通信用識別子１０００、１００１、１００３を持つ共通通信信号１９は無線基地局２１に通じる送信部３２２のＰＯＲＴ３（内部通信回線３０１）に送出される。

また、共通通信信号１９に付与されている通信用識別子が図５の自基地局かつ他基地局宛を示す通信用識別子１００４、１００５、１００６のいずれかと一致した場合、当該の通信用識別子１００４、１００５、１００６を持つ共通通信信号１９は無線基地局２１に通じる送信部３２２のＰＯＲＴ３（内部通信回線３０１）に送出されると共に、基地局主装置３３０に通じる送信部３２２のＰＯＲＴ５（内部通信回線３０３）にも送出される。こうした機能を順次接続した各無線基地局が持つことで共通通信信号の使用を可能にする。

いま、一例として共通通信信号１７を移動局７１へ送信する動作について説明する。無線基地局３１は共通通信信号１７を後段の無線基地局２１へと中継する際、その通信用識別子から自無線基地局でも取り込み、移動局７１に送信すべき共通通信信号と判断し、受信処理を行う。無線基地局２１でも同様に共通通信信号１７を後段の無線基地局１１へ中継する際に、通信用識別子から自無線基地局でも取り込み移動局７１に送信すべき共通通信信号と判断し、受信処理を行う。無線基地局１１は共通通信信号１７を無線基地局１１から移動局７１に送信する共通通信信号として受信処理する。

この下り方向の通信では、無線基地局１１、２１、３１で受信された共通通信信号１７は、その時刻情報に基づき同時刻に無線基地局１１、２１、３１から移動局７１に向け送信される。この方式を取り入れることにより、ソフトハンドオフ状態にある移動局７１と同時に接続している複数の無線基地局１１、２１、３１に対し、従来は個別に送信していた同じ情報をもつ通信信号が共通化されるため、共通通信回線の使用帯域増加を防ぐことが可能である。

次に、図２の無線基地局３１が移動局７１から直接受信した上り方向の通信信号３３６と共通通信回線５１から受信した上り方向の通信信号２２７の品質比較を行う動作を、図３、図４及び図６を併せ参照して説明する。

無線基地局２１から送信された通信信号２２７は、共通通信回線５１を介して無線基地局３１内の図３に示す伝送装置３１０で受信された後、内部通信回線３０１を介して通信信号スイッチ装置３２０に送られる。一方、移動局７１から送信された通信信号３３６は、無線基地局３１内の図３に示す基地局主装置３３０で受信処理された後、内部通信回線３０３を介して通信信号スイッチ装置３２０に送られる。

通信信号スイッチ装置３２０内では図４の受信部３２１を介し、ヘッダ解析部３２３が受信した上りの通信信号２２７と３３６から通信用識別子を抜き出し、ヘッダ情報登録部３２４に登録されている上りの通信用識別子と比較する。各通信信号はその比較結果により送信部３２２の決められたＰＯＲＴか品質比較部３２５もしくは通信信号バッファ３２６へと送出される。

なお、以下の説明に使用するヘッダ登録部３２４に登録された上りの通信用識別子例は図６に示す通りである。通信信号に付与された通信用識別子が図６に示す２０００、２００１、２００２、２００３であった場合、当該の通信信号を送信した移動局７１が自無線基地局３１を含んだソフトハンドオフ状態になっていないため、これらの通信用識別子２０００、２００１、２００２、２００３を持つ通信信号は基地局制御装置８１に通じる送信部３２２のＰＯＲＴ４（内部通信回線３０２）に送出される。

他方、受信した通信信号の通信用識別子が図６に示す２００４、２００５、２００６の何れかだった場合、当該の通信用識別子２００４、２００５、２００６が付与された通信信号３３６を送信した移動局７１は自無線基地局３１を含んだソフトハンドオフ状態になっていると判断する。更に、これらの通信用識別子から通信信号３３６は無線基地局３１が移動局７１から直接受信し基地局主装置３３０を介して通信信号スイッチ装置３２０に送られた通信信号と判断し通信信号バッファ３２６に記憶される。

通信用識別子が図６に示す２００７、２００８、２００９の何れかだった場合、当該の通信用識別子２００７、２００８、２００９が付与された通信信号２２７を送信した移動局７１は自無線基地局３１を含んだソフトハンドオフ状態になっていると判断する。更に、これらの通信用識別子から通信信号は無線基地局３１が共通通信回線５１から受信し受信部３２１を介して通信信号スイッチ装置３２０に送られた通信信号２２７と判断する。

この場合、ヘッダ解析部３２３は通信信号２２７と図６の比較対象識別子を品質比較部３２５に送る。比較対象識別子は図６に示す通り無線基地局３１で受信した通信信号が比較対象となる通信信号を持っている場合に、その比較対象となる通信信号の通信用識別子を明記したもので通信信号バッファ３２６の検索に使用する。

通信信号２２７と比較対象識別子を受けた品質比較部３２５は、通信信号２２７の比較対象となる通信信号バッファ３２６内の通信信号３３６を比較対象識別子で検索し、その品質を通信信号２２７と比較し、より品質の優れた通信信号の方を基地局制御装置８１へ通じる送信部３２２のＰＯＲＴ４（内部通信回線３０２）へと送出する。

このようにして、本実施の形態によれば、移動局７１から同時刻に送信された品質の異なる通信信号を各無線基地局で比較し、品質の優れた通信信号だけを基地局制御装置８１方向へ送信することで上り方向でも共通通信回線の使用帯域増加を防ぐことが可能である。

なお、図１及び図２では、移動局７１が３つのサービスエリア４０１、５０１及び６０１が重複するエリアに在圏する場合のソフトハンドオフについて説明したが、３つのサービスエリア４０１、５０１及び６０１のうち、任意の２つのサービスエリアが重複するエリアに移動局７１が在圏する場合のソフトハンドオフについても上記の実施の形態と同様の動作が行われる。また、ソフトハンドオフ状態にある無線基地局２１、３１が上り方向の通信信号を中継送信する際に、自局で受信した通信信号と他の無線基地局１１、２１から中継送信された通信信号との品質を比較したときに、同一品質であったときには、予め定めたどちらか一方の通信信号だけを後段へ中継送信する。

本発明になる移動通信システムの一実施の形態の下り方向の動作説明用システム構成図である。 本発明になる移動通信システムの一実施の形態の上り方向の動作説明用システム構成図である。 図１及び図２中の無線基地局の一実施の形態のブロック図である。 図３中の通信信号スイッチ装置の一実施の形態のブロック図である。 図４中のヘッダ情報登録部に登録される下りのスイッチングテーブルの一例を示す図である。 図４中のヘッダ情報登録部に登録される上りのスイッチングテーブルの一例を示す図である。 従来の移動通信システムの一例のシステム構成図である。

符号の説明

１１、２１、３１ 無線基地局
１６〜１９ 基地局制御装置が送信する共通通信信号
４１、５１、６１ 共通通信回線
７１ 移動局
８１ 基地局制御装置
４０１、５０１、６０１ サービスエリア
１１６、２２６、３３６ 移動局が送信する通信信号
２２７、３３８ 無線基地局にて比較済みの通信信号
３０１〜３０３ 内部通信回線
３１０、３１１ 伝送装置
３２０ 通信信号スイッチ装置
３２１ 受信部
３２２ 送信部
３２３ ヘッダ解析部
３２４ ヘッダ情報登録部
３２５ 品質比較分
３２６ 通信信号バッファ
３３０ 基地局主装置

Claims (5)

1. 各々個別のサービスエリアを有する複数の無線基地局が、これら複数の無線基地局を制御する基地局制御装置に対して、共通通信回線で順次接続されており、移動局が前記複数の無線基地局のうち二以上の無線基地局の各サービスエリアの重複位置に在圏するときに、該二以上の無線基地局と同時接続して通信信号を送信するか前記基地局制御装置からの共通通信信号を受信するソフトハンドオフ状態とされる移動通信システムであって、
   前記移動局は、通信可能な前記無線基地局に対して、送信されるべきデータに、どの無線基地局との間で前記ソフトハンドオフ状態にあるか否かを判別可能とする通信用識別子を付加した通信信号を無線送信する送信手段を有し、
   前記複数の無線基地局のそれぞれは、
   前記移動局が無線送信した前記通信信号を受信する受信手段と、
   前記受信した通信信号に時刻情報と品質情報とを付与する情報付与手段と、
   前記受信した通信信号中の前記通信用識別子に基づき、前記移動局が自局との間で前記ソフトハンドオフ状態にあることを示していることを判別したときは、該通信信号を記憶する記憶手段と、
   受信した前記通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局へ前記共通通信回線を介して中継する第２の中継手段と、
   前記共通通信回線を介して他の無線基地局からの前記通信信号を受信したときは、前記記憶手段に記憶されている記憶通信信号と受信した他の無線基地局からの前記通信信号とを比較し、通信品質の良好な方の通信信号を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択した通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局又は前記基地局制御装置へ前記共通通信回線を介して中継する第３の中継手段とを有することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記複数の無線基地局のそれぞれは、前記移動局が無線送信した通信信号を受信し、自局宛の通信信号の処理と前記基地局制御装置宛の通信信号を中継送信する処理を行う基地局主装置と、隣接する他の第１の無線基地局又は前記基地局制御装置と接続された第１の共通通信回線を終端し、該第１の共通通信回線上を流れる通信信号や共通通信信号の送受信機能を備えた第１の伝送装置と、隣接する他の第２の無線基地局と接続された第２の共通通信回線を終端し、該第２の共通通信回線上を流れる通信信号や共通通信信号の送受信機能を備えた第２の伝送装置と、前記第１及び第２の伝送装置と前記基地局主装置とそれぞれ内部通信回線を介して接続され、前記通信信号の宛先と前記共通通信信号の宛先を判別すると共に、自局が受信した前記通信信号と前記第２の伝送装置により受信された他の無線基地局から中継送信された通信信号との品質比較を行い、通信品質の良好な方の通信信号を選択して前記第１の伝送装置を介して前記第１の共通通信回線へ送信する機能を有する通信信号スイッチ装置とからなることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記通信信号スイッチ装置は、前記第１及び第２の伝送装置と前記基地局主装置から前記内部通信回線を介して出力された前記通信信号又は前記共通通信信号を受信する受信部と、前記通信信号又は前記共通通信信号のスイッチング用の情報を記憶するヘッダ情報登録部と、前記受信部で受信した前記通信信号又は前記共通通信信号の通信用識別子と前記ヘッダ情報登録部に登録されている通信用識別子情報とに基づき、前記通信信号の宛先と前記共通通信信号の宛先を判別するヘッダ解析部と、該ヘッダ解析部により判別された宛先方向へ前記通信信号又は前記共通通信信号を前記内部通信回線を介して送信する送信部と、自無線基地局で受信した通信信号を記憶しておく通信信号バッファと、前記受信部を介して入力された通信信号の品質と前記通信信号バッファに記憶されている通信信号の品質とを比較し、良好な品質の方の通信信号を選択して前記送信部を介して上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局又は前記基地局制御装置へ送信する品質比較部とを有することを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
4. 前記ヘッダ情報登録部は、前記ヘッダ解析部に前記受信部から供給される前記通信信号又は前記共通通信信号に付与された前記通信用識別子との比較に使用する第１の通信用識別子情報と、該第１の通信用識別子情報の値に対応した接続無線基地局及び前記送信部のポート番号とが対応して記憶された下りのスイッチングテーブルと、前記ヘッダ解析部に前記受信部から供給される前記通信信号に付与された前記通信用識別子との比較に使用する第２の通信用識別子情報と、該第２の通信用識別子情報の値に対応した、前記移動局との間で通信状態にある無線基地局を示す接続無線基地局と、前記ヘッダ解析部に前記受信部から供給される前記通信信号の品質比較対象となる通信信号の通信用識別子を示す比較対象識別子と、送信先とが対応して記憶された上りのスイッチングテーブルとを有することを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
5. 各々個別のサービスエリアを有する複数の無線基地局が、これら複数の無線基地局を制御する基地局制御装置に対して、共通通信回線で順次接続されており、前記基地局制御装置が移動局宛のデータを一定の大きさの通信信号に分割して定期的に前記共通通信回線に送出し、該通信信号を受信した前記無線基地局が該通信信号に付与された時刻情報に基づき前記移動局に該通信信号を送信する移動通信システムにおけるソフトハンドオフ方法であって、
   前記移動局が、通信可能な前記無線基地局に対して、送信されるべきデータに、どの無線基地局との間で前記ソフトハンドオフ状態にあるか否かを判別可能とする通信用識別子を付加した通信信号を無線送信する第１のステップと、
   前記無線基地局が、前記通信信号を受信して、時刻情報と品質情報とを付与した上、その受信通信信号中の前記通信用識別子に基づき、前記移動局が自局との間で前記ソフトハンドオフ状態にあることを示していることを判別したときは、該通信信号を記憶する記憶手段に記憶する第２のステップと、
   前記無線基地局が、受信した前記通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局へ前記共通通信回線を介して中継する第３のステップと、
   前記無線基地局が、前記共通通信回線を介して他の無線基地局からの前記通信信号を受信したときは、前記記憶手段に記憶されている記憶通信信号と他の無線基地局からの前記通信信号とを比較し、通信品質の良好な方の通信信号を選択する第４のステップと、
   前記第４のステップにより選択した通信信号を上り方向に接続された最寄りの他の無線基地局又は前記基地局制御装置へ前記共通通信回線を介して中継する第５のステップと
   を含むことを特徴とする移動通信システムにおけるソフトハンドオフ方法。

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