JP4603392B2 - 通信端末、移動通信システムおよび基地局データ送信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の基地局の通信エリアを移動してこれらの基地局と無線通信を行う通信端末と、これを利用した移動通信システムおよび基地局データ送信制御方法に係わり、特に移動元の通信エリアの基地局と移動先の通信エリアの基地局というように複数の基地局と通信を行う通信端末、移動通信システムおよび基地局データ送信制御方法に関する。

携帯電話網に代表される移動通信システムでは、通信端末が比較的弱い電波で基地局と通信ができるように、１つ１つの基地局の通信エリアを重複させながらセル状に多数配置することで広範囲なエリアでの無線通信を可能にしている。

通信端末が移動して、今まで通信を行っていた基地局の通信エリアから他の基地局の通信エリアにその所在を移すと、これに伴って基地局の切り替えが行われる。この際に、無線通信が途切れることなく行われるような工夫が、従来より提案されている（たとえば特許文献１参照。）。この提案では、通信端末は、移動先の通信エリアに入るとこれを検知し、移動先の基地局と通信を開始するが、そのときに移動元の通信エリアの基地局との通信を停止してしまうのではなく、一時的に移動元の通信エリアの基地局とも継続して通信を行うようにしている。そして、双方の基地局から送られてくる無線信号の受信強度や無線信号で伝送されるデータの伝送エラー等を検出し、いずれかのデータの受信品質が良好となったときに、移動先の通信エリアの電界強度が十分に強いエリアに移動したとして、移動元の通信エリアの基地局に対して通信を停止させるようになっている。このように移動先の通信エリアの電界強度が十分に強いエリアに移動するまで移動元の通信エリアの基地局や他の基地局とも通信を重複して行うので、より信頼性の高い通信を実現することができる。

ところが、移動元の通信エリアの基地局に対して通信を停止させたときに、受信特性が劣化してしまうケースがある。

図１６は、このような受信品質の悪化と従来の基地局の切り替えの様子を表わしたものである。図示しないが、第１の基地局と第２の基地局の各通信エリアが重複している場所に通信端末が位置しているものとする。通信端末は、双方の基地局と通信を行っている状態から、受信品質が良好なものを自端末へのデータの転送を単独で行わせる基地局に選択し、他方の基地局に対して自端末へのデータの転送を停止させる。時間軸上では、同図に示すように、基地局の選択を行う基地局選択区間１０１から、いずれの基地局が選択されたかを各基地局に通知する選択結果通知区間１０２へと移行し、更に送信が完了して新たな基地局との通信を行う基地局通信区間１０３へと移行する。

基地局選択区間１０１では、同図に示すように第１の基地局からの受信品質としての第１の基地局受信品質１１１が第２の基地局からの受信品質としての第２の基地局受信品質１１２よりも良好となっており、ここで第１の基地局が選択されたとする。

ところが、それぞれの基地局から送出される無線信号は、直接波や反射波の互いの干渉によってその電界強度に強弱の波が生ずるようになっている。このため、通信端末が短時間のうちに電界強度の強い場所から弱い場所へと移動することによって、通信端末ではその受信強度が急激に低下することがある。この現象はフェージングと呼ばれている。選択結果通知区間１０２で、第１の基地局が選択された旨が第１の基地局と第２の基地局に通知されるが、その間にこのような現象によって第１の基地局受信品質１１１が急激に悪化したとする。しかしながら、基地局通信区間１０３へと移行したときには第２の基地局との通信は停止されてしまうため、受信品質が悪化してしまった第１の基地局のみと通信が行われることになってしまう。

このような問題を解消するために、前記した従来の提案では、選択されなかった基地局の送信電力を急に停止させるのではなく、基地局選択区間１０１と選択結果通知区間１０２を複数回繰り返し、時間をかけて段階的に弱めるようにしている。これにより、自端末へのデータの転送を単独で行わせる基地局に選択した基地局からの受信品質が急激に悪化してもこれを補うことが可能となっている。
特許第３１４７５０号公報（第００５０、第００５４、第００５５落、図１、図７）

ところが、この従来の提案では、選択した基地局から送られてくるデータの受信品質が特に悪化していないような場合でも、他の基地局から比較的長い間強い送信電力での無線通信が行われることになる。送信電力が強いと、他の通信端末の無線通信に干渉し、雑音を生じさせる等の影響を及ぼす可能性がある。

そこで本発明の目的は、他の無線通信に対する影響を極力抑えた状態で、基地局の切り替え時の各基地局からの受信品質の急激な変化に対応できる通信端末、移動通信システムおよび基地局データ送信制御方法を提供することにある。

本発明では、（イ）複数の基地局のそれぞれが送信するデータの受信を行うデータ受信手段と、（ロ）このデータ受信手段がデータの受信を行っている基地局の中から、データの受信を継続すべき基地局を選択する基地局選択手段と、（ハ）データ受信手段がデータの受信を行っている基地局のうち、この基地局選択手段が選択した基地局以外の基地局に対して、データの送信の停止の指示を行う送信停止指示手段と、（ニ）基地局選択手段が基地局を選択してからこの送信停止指示手段がその選択に対応する指示を完了するまで、基地局選択手段が選択した基地局から送られてくるデータの受信品質を監視する受信品質監視手段と、（ホ）この受信品質監視手段が受信品質が良好ではないことを検出すると、送信停止指示手段に対して対応する指示を中止させる指示中止手段とを通信端末に具備させる。

また、本発明では、（イ）所定のネットワークに接続するネットワーク接続手段と、所定のネットワークから送られてきたデータをその宛先へと転送するデータ転送手段と、この転送を制御するための転送制御情報が送られてくるとこれを受信する転送制御情報受信手段と、この転送制御情報受信手段が受信した転送制御情報が自装置に対してその転送制御情報の送信元へのデータ転送の停止を指示する内容であるか否かを判別する転送制御情報判別手段と、この転送制御情報判別手段がデータ転送の停止を指示する内容であると判別するとデータ転送手段に対して該当する転送制御情報の送信元へのデータ転送を停止させる転送停止指示手段とを備えた複数の基地局と、（ロ）これら複数の基地局のうちいずれか１つを所定のネットワーク側から送られてきた自装置宛てのデータの転送を単独で行わせる基地局に選択する基地局選択手段と、この基地局選択手段が選択した基地局以外の基地局に対して自装置宛てのデータの転送の停止を指示する内容の転送制御情報を複数の基地局のそれぞれに送信する転送制御情報送信手段と、基地局選択手段がいずれかの基地局を選択してからこの転送制御情報送信手段が対応する転送制御情報の送信を完了するまでその選択された基地局から送られてくるデータの受信品質を監視する受信品質監視手段と、この受信品質監視手段が受信品質が良好ではないことを検出すると対応する転送制御情報の内容を複数の基地局のいずれに対しても自装置宛てのデータの転送の停止を指示しない内容に変更させる転送制御情報変更手段とを備えた通信端末とを移動通信システムに具備させる。

更に、本発明では、（イ）複数の基地局の中から、データの受信を継続すべき基地局を選択する基地局選択ステップと、（ロ）この基地局選択ステップで選択された基地局以外の基地局に自端末に対してデータの送信を停止することを指示する送信停止指示ステップと、（ハ）この送信停止指示ステップで指示が行われた後、これによって該当する基地局が自端末に対する送信を停止するまで基地局選択ステップで受信を継続すべき基地局として選択した基地局の受信品質を監視する受信品質監視ステップと、（ニ）この受信品質監視ステップで受信品質が良好ではないことが検出されると、送信停止指示ステップで送信の停止を指示した基地局に対してその指示を解除する指示解除ステップとを基地局データ送信制御方法に具備させる。

以上説明したように本発明によれば、通信端末がデータの受信を行っている複数の基地局の中からデータの受信を継続すべき基地局を選択し、他の基地局に対してデータの送信を停止させる指示を行う。一方で、この指示が完了するまで選択された基地局から通信端末へと送られるデータの受信品質を監視し、受信品質が良好ではなくなった場合には、この指示を取り消す。これにより、選択された基地局からの受信品質が急激に悪化したような場合には他の基地局にもデータ送信を継続させ、そうではない場合には選択された基地局のみにデータ送信を継続させるようにすることができる。すなわち、他の無線通信に対する影響を極力抑えた状態で、基地局の切り替え時の各基地局からの受信品質の急激な変化に対応させることが可能となる。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例による無線通信システムとしての携帯電話システムの構成を表わしたものである。この携帯電話システム２００では、携帯電話網２０１に第１〜第ｎの基地局２０２₁〜２０２_nが接続されており、これらの無線通信エリアとしてそれぞれ第１〜第ｎの通信エリア２０３₁〜２０３_nを形成している。第１の通信エリア２０３₁と第２の通信エリア２０３₂が重複している重複エリア２０４に、通信端末としての携帯電話機２０５が位置しているものとする。携帯電話網２０１には、第１〜第ｎの基地局２０２₁〜２０２_nのいずれを介して携帯電話機２０５を携帯電話機２０１に接続させるかを管理する通信管理装置２０６が配置されている。

第１〜第ｎの基地局２０２₁〜２０２_nは、国際電気通信連合（ＩＴＵ：International Telecommunication Union）で策定されたＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication - 2000）に準拠した通信方式であるＷ−ＣＤＭＡ（Wideband - Code Division Multiple Access：広帯域符号分割多重接続）方式を採用している。このＷ−ＣＤＭＡ方式は、スペクトラム拡散技術を使用して信号の多重化を行う従来のＣＤＭＡ方式を基本として更に使用する周波数帯域を拡大したものであり、音声データだけでなく動画データをもスムーズに伝送することを可能にしている。携帯電話機２０５もこのＷ−ＣＤＭＡ方式に対応しており、いずれかの基地局２０２の通信エリア２０３に位置しているとき、その基地局２０２との間で無線通信を行い、携帯電話網２０１に接続できるようになっている。通信管理装置２０６は、携帯電話機２０５がいずれの通信エリア２０３に位置しているかを監視するとともに、いずれの基地局２０２を介して携帯電話網２０１に接続しているかを監視するようになっている。

図２は、携帯電話機の構成を表わしたものである。携帯電話機２０５は、各基地局２０２と無線通信を行うためのアンテナ２１１と、無線通信を制御する無線制御部２１２と、携帯電話網２０１（図１）への送信の対象となる音声データやパケットデータ等のユーザデータを符号化しデータ信号として出力する符号化処理部２１３を備えている。また、このデータ信号と無線通信を制御するための制御信号から成る上り信号についてスペクトラム拡散処理を含む送信処理を行う送信処理部２１４を備えている。そして、通話の相手先のユーザデータが符号化されたデータ信号と基地局２０２で生成された無線通信を制御するための制御信号から成る下り信号の受信処理を行う受信処理部２１５と、受信したデータ信号を元のユーザデータに復号する復号処理部２１６を備えている。更に、受信処理部２１５が受信した制御信号を基に上り方向の制御信号を生成して送信処理部２１４に送信させる制御信号生成部２１７を備えている。また、携帯電話網２０１への送信の対象となる音声データやパケットデータ等のユーザデータを生成したり携帯電話網２０１側から受信した音声データを再生したりパケットデータを処理するといった各種データ処理を行うデータ処理部２１８が備えられており、復号処理部２１６および符号化処理部２１３に接続されている。

受信処理部２１５は、無線制御部２１２を介して送られてきた信号を経路ごとに仕分けるパスサーチ部２２１と、仕分けられた信号に対してそれぞれ逆拡散や位相変調等の処理を行う逆拡散処理部２２２を備えている。更に、逆拡散処理部２２２で処理された各信号を基地局２０２ごとに合成し、データ信号を復号処理部２１６へ、制御信号を制御信号生成部２１７へと送ることで一つのより強い電波として合成するレイク（RAKE）合成部２２３を備えている。

制御信号生成部２１７は、レイク合成部２２３から出力される各基地局２０２からの下り信号のうち制御信号を入力し、それぞれの下り信号についてその受信品質を検出する受信品質監視部２２４を備えている。そして、その検出結果を基に最も良好な受信品質となっている基地局２０２を判別し、その基地局を制御信号だけでなくデータ信号についても送受信を行う基地局、すなわち移動先の通信エリア２０３を形成する基地局としての移動先基地局に選択する基地局選択部２２５を備えている。そして、この基地局選択部２２５によって選択された基地局２０２の識別コードを上り信号の制御信号の所定の領域に格納し、送信処理部２１４に送信させて各基地局２０２にいずれが移動先基地局に選択されたかを通知する識別コード格納処理部２２６を備えている。更に、基地局選択部２２５で選択された基地局２０２からの受信品質の変化を検出する受信品質変化検出部２２７を備えている。

図３は、逆拡散処理部の詳細な構成を表わしたものである。逆拡散処理部２２２は、図２のパスサーチ部２２１によって仕分けられた信号に対してそれぞれ逆拡散や位相変調等の処理を行う第１〜第ｍのフィンガ部２２８₁〜２２８_mを備えている。すなわち、フィンガ部２２８の個数ｍは、携帯電話機２０５が下り信号を受信できる経路の最大数である。そして、これらの各フィンガ部２２８が出力する信号を前記したようにレイク合成部２２３が基地局２０２ごとに合成するようになっている。これらの機能部によって、複数の基地局２０２との間で同時に通信を行ういわゆるソフトハンドオーバ（Soft Hand Over : SHO）を実現できるようになっている。ソフトハンドオーバでは、複数の経路で受信した信号を合成することによっていずれかの信号の受信品質が悪くても他の信号で補うことができるため、通信の信頼性を向上させることが可能となっている。このような複数の経路で同じデータを受信してそれぞれの通信を互いに補完させる手法はダイバーシチと呼ばれている。

図４は、受信品質監視部の詳細な構成を表わしたものである。受信品質監視部２２４は、図２のレイク合成部２２３で基地局２０２ごとに合成された各下り信号について、それぞれの受信品質を検出する第１〜第ｋの受信品質検出部２２９₁〜２２９_mを備えている。すなわち、携帯電話機２０５が同時に通信を行うことができる基地局２０２の最大数は、受信品質検出部２２９の個数ｋとなっている。そして、第１〜第ｋの受信品質検出部２２９₁〜２２９_mによる各検出結果は、図２の基地局選択部２２５へと送られるようになっている。

携帯電話機２０５に備えられたこれら各機能部は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）と制御プログラムを格納したＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶媒体、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等の作業用メモリによって構成されている。すなわち、制御プログラムをＣＰＵが実行することで各機能部が実現するようになっている。またこれら機能部の一部を周知のハードウェアで実現することも可能である。

図５は、第１の基地局の構成を表わしたものである。第１の基地局２０２₁は、携帯電話機２０５と無線通信を行うための基地局アンテナ２３１と、無線通信を制御する基地局無線制御部２３２と、携帯電話網２０１（図１）に接続して有線通信を行うためのネットワーク側通信処理部２３３を備えている。また、このネットワーク側通信処理部２３３を介して携帯電話網２０１側から送られてきた携帯電話機２０５への送信の対象となるデータ信号と図示しない装置部で生成される制御信号から成る下り信号についてスペクトラム拡散処理を含む送信処理を行う基地局送信処理部２３５を備えている。そして、携帯電話機２０５から送られてきた上り信号の受信処理を行うとともに、上り信号に含まれる携帯電話網２０１へと送出すべきデータ信号をネットワーク側通信処理部２３３へ渡す基地局受信処理部２３６を備えている。

第１の基地局２０２₁は更に、第１の通信エリア２０３₁内に位置している携帯電話機２０５を検知するとともにこれを図１の通信管理装置２０６に対して通知する位置登録処理部２４１を備えており、これは基地局受信処理部２３６に接続されている。また、通信管理装置２０６側から他の基地局２０２の識別コードが送られてくるとこれを受け取って格納する他局識別コード格納部２４２を備えている。更に、携帯電話網２０１側から携帯電話機２０４宛てに送られてきたデータ信号の送信を行うか否かの判別を行う送信モード判別処理部２４３を備えており、基地局受信処理部２３６と他局識別コード格納部２４２および基地局送信処理部２３５に接続されている。

これら各機能部は、図示しないＣＰＵと制御プログラムを格納した記憶媒体および作業用メモリによって構成されており、制御プログラムをＣＰＵが実行することで各機能部が実現するようになっている。また、これら装置部の一部を周知のハードウェアで実現することも可能である。第２〜第ｎの基地局２０２₁〜２０２_nも同様の構成となっており、これらについての図示および説明を省略する。

図１の携帯電話システム２００はソフトハンドオーバを適用しており、たとえば携帯電話機２０５は重複エリア２０４に位置するときに第１の基地局２０２₁と第２の基地局２０２₂の双方に接続して通信を行うようになっている。そして、双方からの下り信号を合成したものを１つの下り信号として扱うことによってダイバーシチの効果を得ることができ、基地局の切り替え時の通信の瞬断を防ぐなど、通信品質の向上を図ることができるようになっている。このような１つの通信端末が複数の基地局と通信を行うとともにその受信品質に応じて適宜基地局を切り替える手法は、サイト選択型ダイバーシチ（SSDT : Site Selection Diversity Transmission）と呼ばれている。

ところが、重複エリア２０４に位置している間中、双方と通信を行うようにすると、第１の通信エリア２０３₁と第２の通信エリア２０３₂の双方から携帯電話機２０５へ向けた無線信号が比較的強い電力で送信され続けることになってしまう。すると、図示しない他の携帯電話機の無線通信に干渉し、雑音を生じさせる等の悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、携帯電話機２０５の受信品質監視部２２４はそれぞれの基地局２０２からの受信品質を監視し、その監視結果を基に基地局選択部２２５は受信品質がより良好な相手先を単独でデータ転送を行わせる基地局として選択し、識別コード格納処理部２２６がこれを各基地局２０２に通知するようになっている。

図６は、携帯電話機の基地局選択部の基地局選択処理の流れを表わしたものである。基地局選択部２２５は、基地局２０２から通知される更新周期ごとに（ステップＳ２５１：Ｙ）、受信品質監視部２２４に対して受信処理部２１５が出力する基地局２０２ごとの下り信号を監視させ、各基地局との間の受信品質の検出を行わせる（ステップＳ２５２）。

図７は、受信処理部が出力する基地局ごとの下り信号の構成を表わしたものである。下り信号３０１は、ダウンリンクのユーザ情報や制御情報を転送するための物理チャネル（DPCH : Dedicated Physical CHannel）を使用して伝送されるようになっている。１フレームあたり第１〜第１５のスロット３０２₁〜３０３₁₅を有しており、下り信号３０１のそれぞれのスロット３０２は、データ信号３０３と制御信号３０４から成っている。制御信号３０４には、同期検波のためのパイロットシンボル３０５と、携帯電話機２０５側の無線信号の送信電力を制御するためのＴＰＣ（Transmit Power Control：高速電力制御）情報３０６が含まれる。パイロットシンボル３０５やＴＰＣ情報３０６は、制御情報用物理チャネル（DPCCH : Dedicated Physical Control CHannel）を使用して伝送される。また、データ信号３０３は、データ転送用物理チャネル（DPDCH : Dedicated Physical Data CHannel）を使用して伝送されるようになっている。なお図示しないが、共通パイロットチャネル（CPICH : Common PIlot CHannel）でもパイロットシンボルが送信される。

図６に戻って説明を続ける。受信品質監視部２２４の第１〜第ｋの受信品質検出部２２９₁〜２２９_mは、それぞれに割り当てられた基地局２０２からの下り信号３０１について、図７に示したスロット３０２のパイロットシンボル３０５を基にその下り信号３０１の受信品質を検出する。具体的には、パイロットシンボル３０５の受信強度を検出する。そして、その検出結果を、自己が検出を行っている基地局２０２の識別コードとともに基地局選択部２２５へ送るようになっている。基地局２０２の識別コードは、下り信号３０１に付加されており、これを取得するようになっている。

図８は、基地局に割り当てるために用意された識別コードのパターンを表わしたものである。本実施例で識別コードは１５ビットから成り、同図に示すように８パターンが用意されている。そして、図１の携帯電話機システム２００では、隣接する基地局２０２間で一致しないように、第１〜第ｎの基地局２０２₁〜２０２_nのそれぞれに対して予め識別コードが割り当てられている。

図６に戻って説明を続ける。基地局選択部２２５は、通信中の基地局２０２のすべて、すなわち第１の基地局２０２₁と第２の基地局２０２₂についての検出結果を受け取ると（ステップＳ２５３：Ｙ）、これらを比較して最も受信品質が良好なもの、すなわち受信強度が高いものを判別する（ステップＳ２５４）。そして、該当する基地局の識別コードを識別コード格納処理部２２６へ通知し（ステップＳ２５５）、次の更新周期が到来するのを待機する（リターン）。すなわち、ステップＳ２５４で最も電界強度が高いと判別された基地局２０２が、次の移動先基地局に選択される。

このようにして識別コード格納処理部２２６は基地局選択部２２５から識別コードを受け取ると、後述する識別コード格納処理を実行して、その識別コードを１ビットずつ上り信号のうち制御信号の所定の領域に格納させる。識別コードが付加された制御信号は送信処理部２１４へと送られ、送信処理部２１４は、この制御信号と符号化処理部２１３から送られてきたデータ信号を多重化して送信する。

図９は、送信処理部が送信する上り信号の構成を表わしたものである。上り信号３５１は、アップリンクのユーザ情報や制御情報を転送するための物理チャネルを使用して伝送されるようになっており、１フレームあたり第１〜第１５のスロット３５２₁〜３５２₁₅を有している。上り信号３５１のそれぞれのスロット３５２には、制御信号生成部２１７から送られてきた制御信号３５３と、符号化処理部２１３から送られてきたデータ信号３５４とが多重化されている。これらは、それぞれ制御情報用物理チャネルおよびデータ転送用物理チャネルを使用して伝送される。また、制御信号３５３には１ビットの識別コード用領域３５５が用意されており、これはＦＢＩ（Feedback Information）フィールドと呼ばれる領域を使用している。すなわち、基地局２０２の１５ビットの識別コードは、第１〜第１５のスロット３５２₁〜３５２₁₅のそれぞれの識別コード用領域３５５に１ビットずつ格納され、１フレームかけて送信が行われるようになっている。

携帯電話機２０５は、携帯電話網２０１側から送られてきた自己宛てのデータを自己が位置する通信エリア２０３を形成する基地局２０２に転送させるために、どの通信エリア２０３に位置しているかを通信管理装置２０６に伝えるようになっている。この処理は位置登録と呼ばれ、具体的には自己の識別情報を位置登録要求として無線通信が可能となっている各基地局２０２に対して逐次送信する。各基地局２０２の位置登録処理部２４１は、このような位置登録要求を受信するとこれを検知し、その携帯電話機２０５の識別情報と自基地局に割り当てられた識別コードとを対にしてネットワーク側通信処理部２３３を介して通信管理装置２０６へと送るようになっている。

通信管理装置２０６では、この位置登録の処理によって携帯電話機２０５が現在どの基地局２０２の通信エリア２０３に位置しているかを逐次把握することが可能となる。通信管理装置２０６は、送られてきた携帯電話機２０５の識別情報と基地局２０２の識別コードを基に、同じ携帯電話機２０５からの位置登録があった通信エリア２０３のすべてを、携帯電話機２０５に対して携帯電話網２０１側から発呼があった場合の一斉呼出エリアとして設定する。また、この一斉呼出エリアとして設定された通信エリア２０３を形成する各基地局２０２に対して、設定されたすべての基地局２０２の識別コードを携帯電話機２０５の識別情報と併せて通知する。ここでは、携帯電話機２０５が第１の基地局２０２₁と第２の基地局２０２₂の両方に位置登録要求を送るため、携帯電話機２０５の一斉呼出エリアとして第１の通信エリア２０３₁と第２の通信エリア２０３₂とが設定される。したがって、第１の基地局２０２₁と第２の基地局２０２₂の識別コードを、第１の基地局２０２₁と第２の基地局２０２₂の双方に送る。この識別コードの送信は、たとえば第１の基地局２０２₁には第２の基地局２０２₂の識別コードのみを送信するというように、送信先の基地局２０２の識別コードは送らないようにしてもよい。

各基地局２０２の他局識別コード格納部２４２は、通信管理装置２０６から送られてきた一斉呼出エリア内の各基地局２０２の識別コードを、携帯電話機２０５の識別情報と対応付けて格納する。ここでは、携帯電話機２０５の識別情報に対応付けて、第１の基地局２０２₁と第２の基地局２０２₂の識別コードが格納される。

各基地局２０２の送信モード判別処理部２４３は、携帯電話機２０５から受信した上り信号の第１〜第１５のスロット３５２₁〜３５２₁₅に１ビットずつ分散して格納された識別コードを取得するようになっている。そして、これを基にして携帯電話機２０５に対してＴＰＣ情報３０６やパイロットシンボル３０５等の制御信号３０４のみを送信するか（以下、データ非送信モードと称する。）、データ信号３０３も併せて送信するデータ送信モードとするか（以下、データ送信モードと称する。）を判別する送信モード判別処理を行う。

図１０は、基地局の送信モード判別処理部の送信モード判別処理の流れを表わしたものである。各基地局２０２の送信モード判別処理部２４３は、基地局受信処理部２３６が受信した上り信号３５１（図９）の識別コード用領域３５５に格納された識別コードを取得し（ステップＳ４５１）、まずその識別コードが自基地局に割り当てられた識別コードに一致するか否かを判別する（ステップＳ４５２）。一致した場合には（Ｙ）、データ送信モードを基地局送信処理部２３５に設定する（ステップＳ４５３）。そして、再び次のフレームで識別コードの取得を行う（リターン）。

識別コードが自基地局に割り当てられた識別コードに一致しない場合には（ステップＳ４５２：Ｎ）、次に他局識別コード格納部２４２を参照し、該当する携帯電話機２０５に対応付けて格納されている識別コードのいずれかに一致するか否かを判別する（ステップＳ４５４）。いずれかに一致する場合には（Ｙ）、一斉呼出エリア内の他の基地局２０２が移動先基地局に指定されたので、データ非送信モードを基地局送信処理部２３５に設定し（ステップＳ４５５）、再び次のフレームで識別コードの取得を行う（リターン）。

一方、該当する携帯電話機２０５に対応付けて他局識別コード格納部２４２に格納されている識別コードのいずれにも一致しない場合には（ステップＳ４５４：Ｎ）、一斉呼出エリアに属する基地局２０２すなわち携帯電話機２０５が通信可能となっている基地局２２のいずれも移動先基地局として指定されていないことになる。すなわち、携帯電話機２０５でなんらかの選択ミスが発生したか、伝送エラーが発生した可能性が高い。この場合、どの基地局２０２を移動先基地局とすれば良好な受信品質を確保できるかを判別することができない。そこで、ステップＳ４５３へ進み、基地局送信処理部２３５に対してデータ送信モードを設定するようにする。これにより、一斉呼出エリアに属するすべての基地局２０２がデータ送信モードで通信を行うので、携帯電話機２０５の通信品質が悪化するのを防ぐことができる。

このようにして、重複エリア２０４でいずれかの基地局２０２のみとの無線通信でも十分な受信品質が確保できる場合にはこれ以外の基地局２０２にはデータ信号の送信を行わせないので、他の携帯電話機への影響を最小減に抑えることができるようになっている。

しかしながら、ダウンリンクの急激なフェージング変化等の通信環境の変化によって基地局選択部２２５で選択された基地局２０２からの受信品質が悪化してしまう場合がある。すると、不適切な基地局２０２が移動先基地局に指定されることになってしまう。そこで、携帯電話機２０５では、一旦基地局選択部２２５で選択された基地局２０２からの受信品質を継続して検出し、その検出結果に応じて送信中の識別コードをいずれの基地局２０２の識別コードとも一致しないものに変更させるようになっている。

受信品質変化検出部２２７は、基地局選択部２２５で選択された基地局２０２から送られてくる図７に示した下り信号３０１について、そのパイロットシンボル３０５の電界強度が予め定められたしきい値を下回っていないかどうかを逐次判別する。そして、下回っている場合には、受信品質が悪化したものとしてその旨を識別コード格納処理部２２６へ通知するようになっている。

図１１は、識別コード格納処理部の識別コード格納処理の流れを表わしたものである。識別コード格納処理部２２６は、基地局選択部２２５から選択された基地局の識別コードを受け取ると（ステップＳ４７１：Ｙ）、識別コードの第何ビットであるかを示すパラメータｂを初期化して値「１」にする（ステップＳ４７２）。そして、ステップＳ４７１で受け取った識別コードのうち第ｂビットの値を図９に示した上り信号３５１の対応するスロット３５２の識別コード用領域３５５に格納する（ステップＳ４７３）し、パラメータｂを１ビット増加させる（ステップＳ４７４）。そして、最終ビットの１つ手前のビットまで、ステップＳ４７３とステップＳ４７４を繰り返し、ここでは第１ビットから第１４ビットまで識別コードの対応する値の格納が行われる（ステップＳ４７５：Ｎ）。

最終ビットの１つ手前のビットまで格納が行われ、パラメータｂが値「１５」に達すると（ステップＳ４７５：Ｙ）、受信品質変化検出部２２７から格納が開始されている識別コードの基地局２０２からの受信品質の悪化が通知されたか否かを判別する（ステップＳ４７６）。受信品質の悪化が通知されなかった場合には（Ｎ）、ステップＳ４７１で受け取った識別コードの最終ビットをそのまま格納し（ステップＳ４７７）、再び新たな識別コードが基地局選択部２２５から送られてくるのを待機する（リターン）。一方、受信品質の悪化が通知された場合には（ステップＳ４７６：Ｙ）、ステップＳ４７１で受け取った識別コードの最終ビットの論理を反転させた値を格納し（ステップＳ４７８）、同様に新たな識別コードが送られてくるのを待機する（リターン）。

図８から明らかなように、基地局に割り当てるために用意された識別コードの各パターンは、いずれか１ビットのみを本来の論理と反転させるだけで、他のいずれの識別パターンとも一致しないようになっている。したがって、図１１のステップＳ４７８で最終ビットの値を反転させるだけで、これを受け取った各基地局２０２に、図１０に示した送信モード判別処理のステップＳ４５４で携帯電話機２０５の一斉呼出エリア内のいずれの基地局も移動先基地局に選択されなかったと判別させることができる。この結果、それぞれにデータ送信モードが設定され、それぞれ制御信号３０４とデータ信号３０３の両方を携帯電話機２０５に送信する。

たとえば、携帯電話機２０５で一旦第１の基地局２０２₁を移動先基地局に選択したにもかかわらず識別コードの送信中に第１の基地局２０２₁からの受信品質が悪化したとしても、第２の基地局２０２₂もデータ送信モードで下り信号３０１の送信を行うことになる。したがって復号処理部２１６は第１の基地局２０２₁からの下り信号３０１のデータ信号３０３だけでなく第２の基地局２０２₂からの下り信号３０１のデータ信号３０３も受け取るので、これらを合成してより信頼性の高い信号として得ることができる。

以上説明したように本実施例によれば、ソフトハンドオーバ時に各基地局２０２との間の受信品質を基に移動先基地局を選択し、その識別コードを通信中の各基地局２０２に送信することで他の基地局２０２からのデータ信号の送信を停止させる。これにより、データ信号が送信されるエリアとその送信電力を最小限に抑えることができるため、他の無線通信への影響を抑えることができる。また、一旦移動先基地局に選択した基地局２０２からの受信品質がフェージング環境の変化等によって急激に悪化した場合にはこれを検知し、送信中の識別コードを一斉呼出エリア内のいずれの基地局とも一致しないパターンに変更させる。一方、各基地局２０２側では自己が移動先基地局に指定された場合だけでなく同じ携帯電話機２０５についての一斉呼出エリア内のいずれの基地局とも異なる識別コードが送られてきた場合には、制御信号だけでなくデータ信号についても送信を行うようになっている。これにより、受信品質が劣化する恐れがある場合には、即座に複数の基地局２０２からデータ信号を受信できるように変更でき、基地局の切り替え時の瞬断といった通信品質の劣化を効果的に防ぐことができる。

なお、受信品質変化検出部２２７は移動先基地局に選択された基地局２０２から送られてくる信号の受信強度をしきい値と比較することによって該当する基地局２０２からの受信品質の悪化を検知したが、他の検知手法を採用してもよい。たとえば、受信強度の変化率を検出し、変化率がしきい値を超えた場合には選択した基地局からの受信品質が悪化したと判別するようにしてもよい。あるいは、フェージング環境の変化によって受信品質が悪化する場合には他の基地局２０２からの受信品質が逆に良くなることが多いという前提で、他の基地局２０２の受信品質がしきい値以上となったときに、選択した基地局からの受信品質が悪化したと判別するようにしてもよい。また、移動先基地局に選択されなかった他の基地局についても受信品質を継続して検出してこれらを比較し、移動先基地局に選択された基地局から送られる無線信号の受信品質が他の基地局から送られる無線信号の受信品質よりも劣化した場合に、識別コードの変更を行うようにしてもよい。

また、識別コードのパターンやビット数は図８で説明した内容に限るものではなく、たとえば５ビットに設定してフレームごとに３回、識別コードの送信を行えるようにしてもよい。この場合、基地局を切り替えるための更新周期は１フレームの３分の１となる。また、１スロットあたりの識別コード用領域も１ビットに限るものではなく、２ビットあるいはそれ以上としてもよい。

＜発明の変形例＞

図１２は、本発明の変形例による携帯電話機の構成を表わしたものであり、実施例の図２に対応するものである。そこで、図２と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。携帯電話機５０５には、図２の識別コード格納処理部２２６に替えて、これとは異なる識別コード格納処理を行う識別コード格納処理部５２６を備えており、これに対応して制御信号生成部２１７は制御信号生成部５１７となっている。

図１３は、本変形例による第１の基地局の構成を表わしたものであり、実施例１の図５に対応するものである。そこで、図５と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。第１の基地局５０６₁には、基地局受信処理部２３６と基地局送信処理部２３５に接続されて、図９で説明した上り信号３５１の識別コード用領域３５５の受信レベルを判別するコード受信強度判別処理を実行するコード受信強度判別処理部５４４が備えられている。

なお、図示しないが、実施例と同様に第１の基地局５０６₁は同様の構成を有する第２〜第ｎの基地局５０６₂〜５０６_nと共に、通信管理装置２０６が配置された携帯電話網２０１に接続されている。そして、第１〜第ｎの基地局５０６₁〜５０６_nはそれぞれ第１〜第ｎの通信エリア２０３₁〜２０３_nを形成し、第１の通信エリア２０３₁と第２の通信エリア２０３₂との重複エリア２０４に携帯電話機５０５が位置しているものとする。

図１４は、第１の基地局のコード受信強度判別処理部のコード受信強度判別処理の流れを表わしたものである。第１の基地局５０６₁のコード受信強度判別処理部５４４は、基地局受信処理部２３６が受信する上り信号３５１の各識別コード用領域３５５の受信強度をスロット３５２ごとに検出する（ステップＳ５３１）。そして、フレーム内のすべての識別コード用領域３５５の受信強度が、予め定められたしきい値以上となっている場合には（ステップＳ５３２：Ｙ）、そのまま処理を終了して再び次のフレームで識別コード用領域３５５の受信強度の検出を行う（リターン）。このしきい値は、識別コード用領域３５５が値「０」をとったときの受信強度と値「１」をとったときの受信強度のいずれの値よりも低く設定されている。すなわち、しきい値を下回るということは、いずれの値も格納されていないことを示している。

一方、フレーム内のいずれかの識別コード用領域３５５の受信強度がしきい値を下回っている場合には（ステップＳ５３２：Ｎ）、データ送信モードを基地局送信処理部２３５に設定する（ステップＳ５３３）。そして、再び次のフレームで識別コード用領域３５５の受信強度の検出を行う（リターン）。

図１５は、携帯電話機の識別コード格納処理部の識別コード格納処理の流れを表わしたものであり、実施例の図１１と対応するものである。そこで、図１１と同一部分には同一のステップ番号を付し、これについての説明を省略する。識別コード格納処理部５２６は、図１１と同様にステップＳ４７１からステップＳ４７４までの処理を行うが、ステップＳ４７２とステップＳ４７３の間に、移動先基地局に選択された基地局５０６からの受信品質の悪化が受信品質変化検出部２２７から通知されたか否かの判別を行うようになっている（ステップＳ５７１）。受信品質の悪化が通知されない場合は（Ｎ）、そのままステップＳ４７３へ進み、識別コードの第ｂビットの値を識別コード用領域に格納する。そして、まだ格納を行うべきビットが残っている場合、すなわちステップＳ４７４でパラメータｂが増加してもまだ値「１６」に達していない場合には（ステップＳ５７２：Ｎ）、ステップＳ５７１へ戻って受信品質の悪化が通知されない間は第ｂビットの値を識別コード用領域３５５に格納する処理を繰り返す。識別コードの格納が完了すると（ステップＳ５７２：Ｙ）、再び新たな識別コードが基地局選択部２２５から送られてくるのを待機する（リターン）。

一方、受信品質変化検出部２２７から受信品質の悪化が通知された場合には（ステップＳ５７１：Ｙ）、そのフレーム内での上り信号３５１の識別コード用領域３５５への識別コードの格納を停止する（ステップＳ５７３）。そして同様に新たな識別コードが基地局選択部２２５から送られてくるのを待機する（リターン）。これにより、一旦選択された基地局５０６からの受信品質が悪化した場合にはその識別コードの送信を停止するので、上り信号３５１の該当するフレームではそれ以降の識別コード用領域が空となる。すると、図１４で説明したように、各基地局５０６ではコード受信強度判別処理部５４４がこれを検知し、データ送信モードに設定される。

以上説明したように本変形例によれば、識別コードの送信を途中で停止することによって各基地局５０６に対してデータ送信モードを設定することができる。これにより、各基地局５０６に設定されている識別コードのパターンの内容にかかわらず確実にデータ送信モードを設定して良好な通信環境を確保することができる。また、携帯電話機側では次に識別コード用領域に格納する値をチェックしてこれを反転させるといった処理がなくなるため、実施例に比べて装置を単純化し、携帯電話機の小型化を実現することが可能となる。

なお、以上説明した実施例および変形例ではＷ−ＣＤＭＡの携帯電話システムへ適用した場合について説明したが、各通信端末がそれぞれ複数の基地局に接続して無線通信を行うサイト選択型ダイバーシチが用いられている他の各種通信端末や移動通信システムにも適用可能であることはもちろんである。

本発明の一実施例による無線通信システムとしての携帯電話システムの構成を表わしたシステム構成図である。 本実施例による携帯電話機の構成を表わした構成図である。 本実施例による逆拡散処理部の詳細な構成を表わした構成図である。 本実施例による受信品質監視部の詳細な構成を表わした構成図である。 本実施例による第１の基地局の構成を表わした構成図である。 本実施例による基地局選択部の基地局選択処理の流れを表わした流れ図である。 本実施例による基地局ごとの下り信号の構成を表わした説明図である。 本実施例による基地局に割り当てるために用意された識別コードのパターンを表わした説明図である。 本実施例による上り信号の構成を表わした説明図である。 本実施例による送信モード判別処理部の送信モード判別処理の流れを表わした流れ図である。 本実施例による識別コード格納処理部の識別コード格納処理の流れを表わした流れ図である。 本発明の変形例による携帯電話機の構成を表わした構成図である。 本変形例による第１の基地局の構成を表わした構成図である。 本変形例によるコード受信強度判別処理部のコード受信強度判別処理の流れを表わした流れ図である。 本変形例による識別コード格納処理部の識別コード格納処理の流れを表わした流れ図である。 従来の受信品質の悪化と従来の基地局の切り替えの様子を表わした説明図である。

符号の説明

２００ 携帯電話システム
２０１ 携帯電話網
２０２、５０６ 基地局
２０３ 通信エリア
２０４ 重複エリア
２０５、５０５ 携帯電話機
２０６ 通信管理装置
２１１ アンテナ
２１２ 無線制御部
２１３ 符号化処理部
２１４ 送信処理部
２１５ 受信処理部
２１６ 復号処理部
２１７、５１７ 制御信号生成部
２１８ データ処理部
２２１ パスサーチ部
２２２ 逆拡散処理部
２２３ レイク合成部
２２４ 受信品質監視部
２２５ 基地局選択部
２２６、５２６ 識別コード格納処理部
２２７ 受信品質変化検出部
２２８ フィンガ部
２２９ 受信品質検出部
２３１ 基地局アンテナ
２３２ 基地局無線制御部
２３３ ネットワーク側通信処理部
２３５ 基地局送信処理部
２３６ 基地局受信処理部
２４１ 位置登録処理部
２４２ 他局識別コード格納部
２４３ 送信モード判別処理部
５４４ コード受信強度判別処理部

Claims (12)

1. 複数の基地局のそれぞれが送信するデータの受信を行うデータ受信手段と、
   このデータ受信手段がデータの受信を行っている基地局の中から、データの受信を継続すべき基地局を選択する基地局選択手段と、
   前記データ受信手段がデータの受信を行っている基地局のうち、この基地局選択手段が選択した基地局以外の基地局に対して、前記データの送信の停止の指示を行う送信停止指示手段と、
   前記基地局選択手段が基地局を選択してからこの送信停止指示手段がその選択に対応する前記指示を完了するまで、前記基地局選択手段が選択した基地局から送られてくるデータの受信品質を監視する受信品質監視手段と、
   この受信品質監視手段が前記受信品質が良好ではないことを検出すると、前記送信停止指示手段に対して対応する前記指示を中止させる指示中止手段
   とを具備することを特徴とする通信端末。
2. 前記受信品質監視手段は、前記複数の基地局から送られてくるデータの受信品質をそれぞれ検出して前記基地局選択手段が選択した基地局から送られてくるデータの受信品質を他の基地局から送られてくるデータの受信品質と比較する受信品質比較手段を更に備え、
   前記指示中止手段は、この受信品質比較手段が前記基地局選択手段が選択した基地局から送られてくるデータの受信品質が他の基地局から送られてくるデータの受信品質よりも劣っていることを検出すると、前記送信停止指示手段に対して対応する前記指示を中止させる手段であることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
3. 前記複数の基地局から送られてくるデータの受信品質をそれぞれ検出する基地局別受信品質検出手段を更に具備し、
   前記基地局選択手段は、この基地局別受信品質検出手段が受信品質が良好であることを検出した基地局の中から選択を行う手段であることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
4. 前記複数の基地局から送られてくるデータの受信品質をそれぞれ検出する基地局別受信品質検出手段と、
   この基地局別受信品質検出手段が検出した各基地局についての受信品質を比較する基地局別受信品質比較手段とを更に具備し、
   前記基地局選択手段は、この基地局別受信品質比較手段が最も受信品質が良好であると判別した基地局を選択する手段であることを特徴とする請求項１記載の通信端末。
5. 所定のネットワークに接続するネットワーク接続手段と、前記所定のネットワークから送られてきたデータをその宛先へと転送するデータ転送手段と、この転送を制御するための転送制御情報が送られてくるとこれを受信する転送制御情報受信手段と、この転送制御情報受信手段が受信した転送制御情報が自装置に対してその転送制御情報の送信元へのデータ転送の停止を指示する内容であるか否かを判別する転送制御情報判別手段と、この転送制御情報判別手段が前記データ転送の停止を指示する内容であると判別すると前記データ転送手段に対して該当する転送制御情報の送信元へのデータ転送を停止させる転送停止指示手段とを備えた複数の基地局と、
   これら複数の基地局のうちいずれか１つを前記所定のネットワーク側から送られてきた自装置宛てのデータの転送を単独で行わせる基地局に選択する基地局選択手段と、この基地局選択手段が選択した基地局以外の基地局に対して自装置宛てのデータの転送の停止を指示する内容の前記転送制御情報を前記複数の基地局のそれぞれに送信する転送制御情報送信手段と、前記基地局選択手段がいずれかの基地局を選択してからこの転送制御情報送信手段が対応する転送制御情報の送信を完了するまでその選択された基地局から送られてくるデータの受信品質を監視する受信品質監視手段と、この受信品質監視手段が受信品質が良好ではないことを検出すると対応する転送制御情報の内容を前記複数の基地局のいずれに対しても自装置宛てのデータの転送の停止を指示しない内容に変更させる転送制御情報変更手段とを備えた通信端末
   とを具備することを特徴とする移動通信システム。
6. 前記複数の基地局はそれぞれ、自装置の前記転送制御情報判別手段が前記データ転送の停止を指示する内容ではないと判別すると前記データ転送手段に対して該当する転送制御情報の送信元へのデータ転送を実行させる転送実行指示手段を更に備えていることを特徴とする請求項５記載の移動通信システム。
7. 前記通信端末は、前記複数の基地局から送られてくるデータの受信品質をそれぞれ検出する基地局別受信品質検出手段を更に備え、前記基地局選択手段は、この基地局別受信品質検出手段が受信品質が良好であることを検出した基地局の中から選択を行う手段であることを特徴とする請求項５記載の移動通信システム。
8. 前記複数の基地局にはそれぞれ異なる識別情報が割り当てられており、前記転送制御情報送信手段は、前記基地局選択手段が選択した基地局に割り当てられた識別情報を前記転送制御情報として送信する手段であり、前記転送制御情報変更手段は、該当する前記転送制御情報を前記複数の基地局に割り当てられたいずれの識別情報にも一致しない情報に変更させる手段であり、前記転送制御情報判別手段は、前記転送制御情報受信手段が受信した転送制御情報が自装置に割り当てられた識別情報に一致せずなおかつ前記複数の基地局のうち自装置以外のいずれかの装置に割り当てられた識別情報と一致するときに該当する転送制御情報が前記データ転送の停止を指示する内容であると判別する手段であることを特徴とする請求項５記載の移動通信システム。
9. 前記転送制御情報送信手段は、前記複数の基地局のそれぞれに無線信号を送信する無線信号送信手段と、この無線信号送信手段が前記複数の基地局へと送信する無線信号の所定の領域に前記基地局選択手段が選択した基地局に割り当てられた識別情報を格納する転送制御情報格納手段とを備え、前記転送制御情報変更手段は、この転送制御情報格納手段に対して該当する前記識別情報の格納を中止させる手段であり、前記転送制御情報受信手段は、前記無線信号が送られてくるとこれを受信する無線信号受信手段と、この無線信号受信手段が受信した無線信号の前記所定の領域から前記転送制御情報を取得する転送制御情報取得手段とを備え、前記複数の基地局はそれぞれ、自装置の前記無線信号受信手段が受信する無線信号の前記所定の領域に前記識別情報が格納されているか否かを判別する識別情報格納有無判別手段と、この識別情報格納有無判別手段が前記所定の領域に前記識別情報が格納されていないと判別すると自装置の前記データ転送手段に対して該当する無線信号の送信元へのデータ転送を実行させる識別情報非格納時転送実行指示手段を更に備えていることを特徴とする請求項８記載の移動通信システム。
10. 前記所定の領域は、前記通信端末から前記複数の基地局に送信される前記無線信号のそれぞれに時分割で配置された複数のスロットに分散して用意されていることを特徴とする請求項９記載の移動通信システム。
11. 複数の基地局の中から、データの受信を継続すべき基地局を選択する基地局選択ステップと、
    この基地局選択ステップで選択された基地局以外の基地局に自端末に対して前記データの送信を停止することを指示する送信停止指示ステップと、
    この送信停止指示ステップで前記指示が行われた後、これによって該当する基地局が自端末に対する送信を停止するまで前記基地局選択ステップで受信を継続すべき基地局として選択した基地局の受信品質を監視する受信品質監視ステップと、
    この受信品質監視ステップで受信品質が良好ではないことが検出されると、前記送信停止指示ステップで送信の停止を指示した基地局に対してその指示を解除する指示解除ステップ
    とを具備することを特徴とする基地局データ送信制御方法。
12. 前記送信停止指示ステップは、送信を停止させる指示を連続して送出開始させるステップであり、前記指示解除ステップは、この送信を停止させる指示の送出を停止させるステップであることを特徴とする請求項１１記載の基地局データ送信制御方法。

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