JPH09205673A

JPH09205673A - 移動通信システム

Info

Publication number: JPH09205673A
Application number: JP8010662A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kusaki; 務草木; Koichi Tanigawa; 晃一谷川; Mikiya Naemura; 幹也苗村; Masato Hayashi; 正人林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本願発明は、マルチレイヤセル構成の移動通信
システムにおいて、最適なセルを選択することを課題と
する。【解決手段】本願発明は、小セル用無線基地局１２０
と、中セル用無線基地局１３０と、大セル用無線基地局
１４０と、移動通信交換局１５０と、セル選択装置１６
０と位置情報データベースを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大きさの異なる無
線ゾーンが層状に構成されるマルチレイヤセルシステム
において、呼毎に、最適な大きさの無線ゾーンをカバー
する無線基地局を選択し通信を行うための移動通信シス
テム。

【０００２】

【従来の技術】一般に知られている単一レイヤ型の移動
通信システムの問題として、端末移動に伴う無線回線品
質の変動の発生、端末の分布密度・トラヒック密度の偏
りに対応した基地局配置によるサービスエリアの偏りの
発生、通話中の端末移動によって発生する基地局間チャ
ネル切替（ハンドオーバ）処理の回数の増加などがあ
る。

【０００３】従来はこれらを解決する手法として、複数
の異なるセルシステムを統合することで一つのマルチレ
イヤを構成する移動通信システムに関連する発明がある
（例えば、特開平６−２２４８２８号公報、特開平３−
７３６２５号公報、特開平５−２５２０９８号公報な
ど）。

【０００４】特開平６−２２４８２８号公報「マイクロ
／マクロセル統合移動通信方式」では、端末が受信する
電波のレベル変動から端末の移動速度を推定し、この推
定された端末移動速度から一定の無線品質を保つことを
目的としたセル選択方法が開示されている。また、特開
平３−７３６２５号公報「移動通信システム」では、セ
ルサイズの大きな上位レイヤセルは、下位レイヤセルを
包含するように構成することで下位レイヤセルがカバー
できない範囲をカバーしつつ、端末呼出時は下位レイヤ
セルから順に呼出し回線接続を行うことで回線使用効率
の向上を図る方法が開示されている。また、特開平５−
２５２０９８号公報「階層構造をもつ移動通信方式」で
は、下位レイヤセルの無線基地局を利用して通信中に一
定ハンドオーバ回数を越えると上位レイヤセルの無線基
地局へ回線切替を行うことで、ハンドオーバ処理回数を
削減する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】今後の移動通信では、
従来の音声伝送中心の需要に比して、音声伝送だけでな
く画像伝送、データ伝送の需要が増すと考えられる。

【０００６】しかし、上記従来技術では、特に音声通
信、画像通信、データ通信といった伝送速度、保留時間
がそれぞれ全く異なる呼に対する区別をせずに通信を行
うものである。従って、音声通信とデータ通信とでは要
求される通信品質が異なるにもかかわらず、同一のセル
選択基準でもってセルが切り替えられるという第１の課
題がある。

【０００７】第１の課題の例をあげると、高速移動しな
がら音声通信を行っている端末においては、音声通信で
必要とされる通信品質は十分保たれているにもかかわら
ず、高速移動しているという事実のみで、さらに品質の
良い上位レイヤセルへの切替られるため、真に高品質な
通信路を要求される他の通信の回線確保を妨げてしま
う。また、逆に高トラヒックエリアで高い通信品質の要
求されるデータ通信を行う場合には、必要とされる品質
が保たれていないにもかかわらず、品質の低い下位レイ
ヤセルへの切替が行われてしまう。

【０００８】また、従来のセル選択技術では、保留時間
や呼種別に関係なくセル選択を行うため、結果として呼
が回線数の少ない大セル基地局に集中するという第２の
課題がある。

【０００９】従来のセル選択方法は、セル半径の小さな
下位レイヤセルを優先して選択するためハンドオーバが
頻発し各装置における処理量及びハンドオーバによる装
置間のトラヒック増加するという第３の課題がある。

【００１０】また、特開平５−２５２０９８号公報に開
示された技術ではハンドオーバ回数をもとにセル切替を
行う。従って、わずかな回数であっても伝送速度、品質
の劣化からハンドオーバが発生しセル切替が行われるた
め、一時的にデータ転送が途切れ伝送レート、伝送品質
が著しく低下するという第４の課題がある。これは連続
性が要求されるデータ通信では致命的である。

【００１１】さらに、上記各従来技術で発呼時に選択さ
れた基地局において、通信回線に空きがない場合は接続
不能となる。それゆえ、切換処理を行っても同一セル種
の無線基地局に空き回線がなければ切り戻し処理を行わ
ねばならず、回線品質の劣化を招き、さらには強制回線
切断となるという第５の課題がある。

【００１２】また、同様に通信中においてもセル切換時
に切り替え先に空きが存在しない場合に起こる切り戻り
による回線品質の低下という第６の課題がある。

【００１３】そこで本発明は、呼の種別等の情報に基づ
いて最適なセルを選択を行うことでこの種別に応じた品
質で通信を行う移動通信システムを提供することを目的
としている。

【００１４】また、本発明は、呼の種別等の情報に基づ
いて最適なセルを選択を行うことで、各階層のセルにト
ラヒックを分散することを目的としている。

【００１５】また、本発明は、マルチレイヤシステムに
おいてもハンドオーバの発生を減少させ、各装置におけ
る処理量及び装置間のトラヒック増加を改善することを
目的としている。

【００１６】また、本発明は、データ通信の場合は、一
時的にデータ転送が途切れる回数を減少させ、伝送レー
ト、伝送品質の低下を防ぐことを目的としている。

【００１７】また、本発明は、従来のセル選択方法また
は本発明の移動通信システムのセル選択された無線基地
局へ回線接続する際に、当該無線基地局に空き回線がな
い場合には、他のレイヤのセルを選択し回線接続を行う
ことが可能な移動通信システムを提供することを目的と
している。

【００１８】さらに、本発明の他の目的としては、通信
中に無線回線のチャネル切替の必要が発生した際に切り
替えるべきセル種の無線基地局に空き回線がない場合
に、チャネル切替先として他のセル種（他のレイヤのセ
ル）を選択する方法を提供することにある。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。

【００２０】図１は、本発明を適応する移動通信ネット
ワークシステムの概略的構成を示す。

【００２１】このネットワークは複数の移動端末（以
下、ＰＳとする。）１００，１０１，１０２等を収容す
る。小セル用無線基地局（以下、小セル用ＢＳ）１２０
は小セル１２１をサービスエリアとする。中セル用無線
基地局（以下、中セル用ＢＳとする。）１３０は複数の
小セル１２１から構成される中セル１３１をサービスエ
リアとする。大セル用無線基地局（以下、中セル用ＢＳ
とする。）１４０は複数の中セル１３１から構成される
大セル１４１をサービスエリアとする。小セル用基地局
制御局（以下、小セル用ＢＳＣとする。）１２２は、複
数の小セル用ＢＳ１２０を収容する。中セル用基地局制
御局（以下、中セル用ＢＳＣとする。）１３２は、複数
の中セル用ＢＳ１３０を収容する。大セル用基地局制御
局（以下、大セル用ＢＳＣとする。）１４２は複数大セ
ル用ＢＳ１４０を収容する。またこれら各ＢＳＣは、移
動通信交換局（以下、ＭＳＣとする。）１５０と接続さ
れている。さらに当該ＭＳＣ１５０は、セル選択装置１
６０と位置情報データベース（以下、位置情報ＤＢとす
る。）を備えている。このＭＳＣ１５０は関門交換局１
８０を介して、他移動通信網１９０や固定電話１０３を
収容する固定通信網１９１と接続され呼の交換接続を行
う。

【００２２】セル選択装置１６０は、ＰＳとＢＳとの通
信に使用されるセルを選択するものである。

【００２３】図２は、図１に示した移動通信ネットワー
クの大セル１４１が通信衛星２４０によってカバーされ
る無線ゾーンである場合を示している。

【００２４】大セル１４１は、通信衛星２４０が大セル
をカバーし、図１同様に複数の中セル１３１から構成さ
れる複数のＰＳ１００等を収容する。大セル用ＢＳＣ２
４２は通信衛星２４０と通信を行う地球局（以下では、
大セルＢＳと同等に扱うため、大セルＢＳとする。）２
４３と接続される。

【００２５】図３は、セル選択装置１６０の概略的構成
図の例である。

【００２６】セル選択装置１６０は、ＣＰＵ３０１とメ
モリ３０２と網側インタフェース部３０７から構成され
る。網側インタフェース部３０７は、信号線３０８を介
してＭＳＣ１５０と接続する処理を行う。メモリ３０２
は、網側からのセル選択要求メッセージを受信した場合
にセル選択処理を行うセル選択プログラム３０４を有し
ている。また、セル選択処理に用いられるセル選択テー
ブル３０６は、網側から送信されてくる呼情報に基づい
てセル種を選択するためのテーブルである。具体的には
特定の呼情報、回線使用時間等との組み合わせに対応づ
けられるセルとの関係を示しているものである。また、
着信時に無線回線が全塞の場合に他のセル種を選択する
ためのＢＵＳＹ対応セル切替プログラム５５０とセル選
択装置全体を制御するための全体制御プログラム３０３
とを保持している。

【００２７】ＣＰＵ３０１は、上記各プログラム（３０
３，３０４，３０５）に基づいて演算・制御等の処理を
行う。

【００２８】図４は、セル選択プログラム３０４内の詳
細構成の示した図である。

【００２９】セル選択プログラム３０４は、セル選択装
置発側セル選択処理プログラム４０１と、セル選択装置
着側セル選択処理プログラム４０２と、セル選択装置セ
ル選択処理確認プログラム４０３とから構成される。

【００３０】セル選択装置発側セル選択処理プログラム
４０１は、発側ＭＳＣから発側ＰＳの接続先として最適
なセル種別を決定するために発側セル選択処理を要求さ
れた場合に起動されるプログラムである。

【００３１】セル選択装置着側セル選択処理プログラム
４０２は、例えば他網ＰＳ１０２や固定電話１０３等か
らＰＳ１００に対して発呼する際に着側ＭＳＣの要求に
基づいて起動されるプログラムである。具体的には着側
であるＰＳ１００と接続すべきＢＳのセル種を決定する
ためのプログラムである。

【００３２】セル選択装置セル選択処理確認プログラム
４０３は、着側ＭＳＣからの要求に基づいて起動される
プログラムであり、着側セル選択処理によって選択され
た着側ＰＳの接続先セルが、呼種別、端末移動速度等の
諸条件から決定される最適なセルであるか否かを確認す
るためのものである。

【００３３】図５は、セル選択テーブル３０６の論理的
構成の概略を示した例である。

【００３４】セル選択の際に、ＰＳ１００からＢＳ、Ｂ
ＳＣ、ＭＳＣを介してセル選択装置に提供される情報に
は、例えば呼種別５０１、回線使用予想時間５０５、端
末移動速度５０８などがある。呼種別５０１は、通信に
より送られる情報の内容を示すものであり、具体的には
「音声」５０２／「画像」５０３／「データ」５０４な
どである。回線使用予想時間５０５は、通信回線を占有
するであろう時間を通信前に予め予想される時間を示す
ものであり、具体的には「短時間」５０７／「長時間」
５０６等のクラス情報、もしくは「３３分」などの実際
の予想時間である。端末移動速度５０８については、端
末の移動速度を意味しており「高速」５１０／「低速」
５０９等の速度クラス情報、もしくは「１００ｋｍ／
ｈ」などの実際の移動速度で提供される。セル選択テー
ブル３０６は、上記各情報の組み合わせに基づいて選択
されるべきセルを決定する構成をもつ。

【００３５】ここで、セル選択テーブル３０６上を使用
したセル選択について具体例をあげて説明する。今、発
側ＰＳ１００からＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣを介して呼種別
５０１として「データ」５０４、回線使用予想時間５０
５として「長時間」５０６、端末移動速度として「高
速」５１０が送信されてきた場合を考える。この条件を
図５のセル選択テーブル５１０上に配置すると、「デー
タ」５０４と「長時間」５０６と「高速」５１０との交
点に存在するセル種別は「大セル」であり、この「大セ
ル」が選択される。

【００３６】図６は、図１で説明したＢＳ１２０，ＢＳ
１３０，ＢＳ１４０などの無線基地局６００の構成を示
したものである。

【００３７】ＢＳ６００は、ＰＳ１００等との電波の送
受信を行うアンテナ６０１と、基地局ＲＦ部６０２と、
送受信された電波を信号に変換しＰＳ−ＢＳ間の回線を
制御する無線回線制御部６０３と、ＢＳＣとの信号の送
受信を行うＢＳＣ側インタフェース部６０７と、ＢＳ−
ＢＳＣ間の回線を制御する網側回線制御部６０６と、Ｂ
Ｓ内部処理を実行するプログラム及びデータを記憶する
メモリ・固定記憶装置等の記憶装置６０５と、記憶装置
６０５に記憶される各プログラムを実行し各データを演
算するＣＰＵ６０４などから構成される。また、地球局
２４３もほぼ同様の構成であるが、無線区間がＢＳ２４
３−通信衛星２４０であるため使用する周波数によって
はアンテナなどの種類が異なる。

【００３８】図７は、図１で示したＢＳＣ１２２，１３
２，１４２等の構成例である。

【００３９】ＢＳＣ７００は、ＢＳとの信号の送受信を
行うＢＳ側インタフェース部７０３と、ＢＳ−ＢＳＣ間
の回線を制御する網側回線制御部７０２と、ＭＳＣとの
信号の送受信を行う網側インタフェース部７０７と、Ｂ
ＳＣ−ＭＳＣ間の回線を制御する網側回線制御部７０６
と、ＢＳ側とＭＳＣ側の回線の交換処理を行う回線交換
部７０４と、ＢＳＣ内部処理を実行するプログラム及び
データを記憶するメモリ・固定記憶装置等から成る記憶
部７０５と、記憶部７０５に記憶される各プログラムを
実行し各データを演算するＣＰＵ７０１とから構成され
る。も同様の構成である。

【００４０】図８は、ＭＳＣ１５０の構成例を示してい
る。

【００４１】ＭＳＣ１５０は、ＢＳＣと送受信を行うた
めのＢＳＣ側インタフェース部８０３と、ＢＳＣ−ＭＳ
Ｃ間の回線を制御するＢＳＣ側回線制御部８０２と、他
のＭＳＣもしくは関門交換局１８０との信号の送受信を
行う網間インタフェース部８０７と、自ＭＳＣ−他ＭＳ
Ｃ間の回線を制御する網間回線制御部８０６と、各ＢＳ
Ｃ間もしくはＢＳＣと網間の回線の交換処理を行う回線
交換部８０４と、セル選択装置１６０との信号送受信お
よび回線の制御を行うセル選択装置側インタフェース部
８０８と、位置情報ＤＢ１７０との信号送受信および回
線の制御を行う位置情報ＤＢ側インタフェース部８０９
と、ＭＳＣ内部処理を実行するプログラム及びデータを
記憶するメモリ等から成る記憶部８０５と、記憶部８０
５に記憶される各プログラムを実行し、各データを演算
するＣＰＵ８０１とから構成される。

【００４２】図９は、ＰＳの位置情報を保持／記憶する
位置情報データベース１７０の概略的構成を示す。

【００４３】位置情報データベース１７０（以下、位置
情報ＤＢとする。）は、ＰＳ、階層セル、加入者に関す
る情報を保持するデータベース部９０６と、これら各情
報を管理・処理を行うプログラムを保持するメモリ・固
定記憶装置などの記憶部９０２と、記憶部９００のプロ
グラムを起動するＣＰＵ９０１、ＭＳＣ１５０と接続さ
れるインタフェースを制御する網側インターフェース部
９０５とから構成される。

【００４４】さらに、データベース９０６は、ＰＳ１０
０などの位置情報を記憶する端末位置情報テーブル９０
７と、マルチレイヤシステムに対応した、各セル種のＰ
Ｓ呼出エリアの階層構造を示すテーブルと、各加入者及
びＰＳ個々に異なる情報を保持する加入者情報テーブル
９０９から構成される。また、ＰＳ呼出エリアは、同一
セル種の複数もしくは単数セルから構成されるものであ
り、着信時に呼出エリア内のＰＳを呼び出す場合にエリ
ア内の全てのＢＳから呼出を行うものである。

【００４５】また、メモリ９０２は、ＰＳの位置情報の
検索、読み出し等の処理を行う位置情報ＤＢ管理プログ
ラム９０３と、ＰＳから要求される位置登録処理を実際
に行うための位置登録処理プログラム９０４とから構成
される。

【００４６】図１０は位置情報ＤＢ（データベース）１
７０内で保持するテーブルの構成を示した図である。

【００４７】位置情報ＤＢ１７０は、ＰＳ１００等の位
置情報もしくは在圏エリア情報を記憶するものであり、
ＰＳの移動に伴い逐次位置情報を書き換える。また、位
置情報は着側ＭＳＣはＰＳ１００等への着信・呼出時に
参照される。

【００４８】端末位置情報テーブル１０００は、ＰＳの
在圏エリアを記憶するテーブルである。端末番号（ＰＳ
Ｎ；ＰｅｒｓｏｎａｌＳｔａｔｉｏｎＮｕｍｂｅｒ）１
００１に対応して、そのＰＳの在圏する各階層のエリア
番号を保持する。例えば、端末番号が「１００２」であ
るＰＳからＳ０１２エリアに属する小セルを構成するＢ
Ｓ１２０を介して位置登録が行われると、本テーブル内
には位置情報として「Ｌ００２−Ｍ００４−Ｓ０１２」
が記憶される。また、端末番号「１００１」のＰＳから
Ｍ００６エリアに属する中セルを構成するＢＳ１３０を
介して位置登録が行われると、本テーブル内には位置情
報として「Ｌ００２−Ｍ００６−×」が記憶される。こ
の場合は、小セルに関する位置情報を記憶しないか。も
しくはブランクとする。

【００４９】図１１は、位置情報ＤＢに保持される階層
呼出エリアテーブル１１００である。この階層呼出エリ
アテーブル１１００は、ＰＳ呼出エリアの階層構造を示
すテーブルでありマルチレイヤシステムに対応してい
る。例えば、ＰＳを呼び出すための呼出エリアが、複数
の同一セル種もしくは単数セルから構成されていると仮
定すると、着信時にこの呼出エリア内のＰＳを呼び出す
場合には、同エリア内の全てのＢＳから呼出を行うので
ある。本テーブルを参照すると、任意の階層のエリアに
ついて、そのエリアの上位もしくは下位に位置するエリ
アを容易に把握できる。例えば、エリア番号Ｍ００２の
中セルエリアの上位エリアはＬ００１であり、下位エリ
アはＳ００４及びＳ００５である。

【００５０】図１２は、発側セル選択処理プログラム４
０１の動作フローチャートを示す。セル選択装置１６０
は統合制御プログラム３０３によって統合的に制御さ
れ、網側インタフェース部３０７においてＭＳＣ１５０
から発側セル選択処理の実行を要求するメッセージ（以
下、「セル選択要求メッセージ（発側セル選択処理）」
とする。）が受信されると、ＣＰＵ３０１にて発側セル
選択処理プログラム３０４が実行され、発側セル選択処
理が起動される（１２０１）。

【００５１】発側セル選択処理では、まず発側ＰＳから
ＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣを介して送信されるセル選択要求
メッセージに含まれる呼種別５０１（「音声」／「画
像」／「データ」）の識別を行い（１２０２）呼種別情
報をメモリ３０２に記憶する。さらに、「データ」５０
４と回線予想時間５０５（「長時間」／「短時間」また
は時間値）も発側ＰＳから送信されている場合もメモリ
５０３に記憶する。また、同様に発側ＰＳから送信され
て来た場合には、端末移動速度５０８（「低速」／「高
速」もしくは移動速度値）の識別を行い（１２０３）同
情報をメモリ５０３に記憶する。次に、メモリ５０３上
に記憶された上記各情報をセル選択テーブル３０６上に
割当て、発側ＰＳが接続すべき最良のセル種（「大セ
ル」／「中セル」／「小セル」）を選択（１２０４）す
る。次に発側ＢＳから送信されるＢＳのセル種が選択さ
れた最良のセル種と一致するか否かを確認し（１２０
５）、不一致の場合は、発側ＰＳに対して、セル切替
（ＢＳ切替）の指示を行う（１２０７）。ここで切替先
として指定されるセル種は、１２０４の処理によって選
択された最良のセル種を用いる。切替先のセル種を含む
セル種切替を指示するセル切換必要メッセージを生成し
セル選択応答メッセージを網側インタフェース部３０７
からＭＳＣへ送信し（１２０８）処理を終了する（１２
０９）。

【００５２】一方、発側ＰＳと接続されているＢＳのセ
ル種が１２０４の処理で選択された最良のセル種と一致
する場合は、発側ＰＳに対してセル切替不要の指示を行
うものとする（１２０６）。この処理で、セル切替不要
を指示するセル切替不要メッセージを生成し網側インタ
フェース部３０７からＭＳＣへ送信し（１２０８）、処
理を終了する（１２０９）。

【００５３】図１３は、着側の無線端末（ＰＳ）の使用
すべきセルを選択するために使用される着側セル選択処
理プログラム４０２の動作フローチャートを示す。統合
制御プログラム３０３によって統合的に制御されるセル
選択装置１６０は、網側インタフェース部３０７におい
てＭＳＣ１５０から着側セル選択処理の実行を要求する
メッセージ（以下、「セル選択要求メッセージ（着側セ
ル選択処理）」とする。）が受信されると、ＣＰＵ３０
１において着側セル選択処理プログラム４０２が実行さ
れ、着側セル選択処理を行う（１３０１）。

【００５４】着側セル選択処理では、まず、セル選択要
求メッセージに、発側ＰＳから発側ＢＳ、発側ＢＳＣ、
発側ＭＳＣ、着側ＭＳＣを介して送信される呼種別５０
１が含まれるか否かを判別する（１３０２）。

【００５５】セル選択要求メッセージに呼種別５０１が
含まれている場合、呼種別の識別を行い（１３０３）呼
種別情報をメモリ３０２に記憶する。呼種別「データ」
５０４と回線予想時間５０５も発側ＰＳから送信されて
いる場合も同様にメモリ３０２に記憶する。端末移動速
度である着側ＰＳの移動速度は、着側セル選択処理起動
時においては不明（ただし、位置登録側で常に端末の位
置を移動速度と共に管理する場合は起動時に既知である
場合を除く。）である。従って、端末の移動速度を算出
せねばならない。この移動速度の算出例を一つ示すと、
ＭＳＣから送信されるセル選択要求メッセージ中に包含
される着側ＰＳの位置情報を含めて受信し、この受信さ
れた着側ＰＳ位置情報に基づいて着側端末の移動速度を
推定する。このようにして着側ＰＳ移動速度推定処理
（１４００）を行うことで求められた着側ＰＳ移動速度
（推定速度）をメモリ３０２に記憶する。次に、メモリ
３０２上に記憶された上記各情報をセル選択テーブル３
０６上に割当て、着側ＰＳが接続すべき最良のセル種を
選択する（１３０４）。続いて１３０４の処理によって
選択されたセル種を含むセル選択応答メッセージを生成
し、網側インタフェース部３０７からＭＳＣへ送信し
（１３０６）処理を終了する（１３０７）。

【００５６】一方、セル選択要求メッセージに呼種別５
０１が含まれていない場合、着側ＰＳの位置情報、すな
わちセルの階層構造に従って保持される階層形式のエリ
ア番号に基づいて最下層エリアを構成するセル種を着側
ＰＳの接続先に決定する（１３０５）。例えば、位置情
報として大セル呼出エリア番号と中セル呼出エリア番号
が登録されている場合には中セルを接続先に選択する。
そして、１３０５の処理によって選択されたセル種を含
むセル選択応答メッセージを生成し、網側インタフェー
ス部３０７からＭＳＣへ送信し（１３０６）処理を終了
する（１３０７）。

【００５７】図１４は、着側ＰＳ速度推定処理プログラ
ム１４００の動作フローチャートを示す。

【００５８】セル選択装置１６０はＣＰＵ３０１におい
て着側セル選択処理プログラム４０２を実行する。この
着側セル選択処理において、着側ＰＳ速度推定処理の要
求があった場合にＣＰＵ３０１において着側ＰＳ速度推
定処理プログラム１４００が実行される。

【００５９】本処理において、セル選択要求メッセージ
に含まれる着側ＰＳの位置情報から最下層エリアのセル
種が特定される（１４０１）。具体的な特定方法として
は、送信されてきたセルエリア番号が単一であればその
セルエリアを特定し、複数のセルエリア番号が送信され
てきた場合は、より下位のセルエリアを特定する。例え
ば、着側ＰＳ位置情報として大セルエリア番号Ｌ００１
と中セルエリア番号Ｍ００３がＭＳＣから送信されてき
ている場合は、大セルよりもより下位に位置する中セル
エリアが特定される。次に、１４０１の処理で特定され
たセル種をセル種／速度対応テーブル５４４に対応させ
る（１４０２）。図１４のテーブル１４０４は１例とし
て示したものである。このテーブルの構成は、小セル内
の端末高速移動に伴う頻発するハンドオーバを解消する
目的から、より広いサービスエリア・セルで通信サービ
スを行いこの欠点を解消することに由来している。しか
し、必ずしもこのテーブル形式である必要はなく、ハン
ドオーバに伴う不利益を解消できるテーブル構成であれ
ば如何なるものであってもよい。このテーブル１４０４
に基づいて端末の移動速度を決定する一例を挙げると、
例えば１４０１の処理で特定されたセル種が「中セル」
の場合にはテーブルから「高速」と決定される。続いて
１４０２の処理によりＰＳの速度推定処理を行い着側Ｐ
Ｓ速度推定処理を終了する。また、本処理終了の際に着
側セル選択処理へ着側ＰＳの推定速度を渡す。

【００６０】図１５は、セル選択処理確認プログラム４
０３をＣＰＵにて実行したときの処理フローチャートを
示す。セル選択装置統合制御プログラム３０４によって
制御されるセル選択装置１６０は、網側インタフェース
部３０７においてＭＳＣ１５０からのセル選択確認要求
メッセージを受信すると、ＣＰＵ５０１にてセル選択処
理確認プログラム４０３を実行することでセル選択処理
確認を行う（１５０１）。セル選択確認メッセージ内に
は、着側ＰＳ−着側ＢＳ−着側ＢＳＣと介して送信され
てきた着側ＰＳの端末移動速度５０８の情報が含まれて
いる。

【００６１】セル選択処理確認では、まず、本処理に先
立って行われる着側セル選択処理時に、メモリ３０２に
記憶された呼種別５０１を呼び出す（１５０２）。ま
た、着側ＰＳから送信されてきた端末移動速度５０８を
（１５０３）メモリ３０２に記憶する。次に、メモリ３
０２に記憶された呼種別等の上記各情報をセル選択テー
ブル３０６上に割当て、着側ＰＳが接続すべき最良のセ
ル種を選択（１５０４）する。次に、このステップ１５
０４にて選択された最良のセル種とこの時点での着側Ｐ
Ｓが接続されているＢＳのセル種とが一致しているか否
かを判断する（１５０５）。不一致と判断された場合に
は、発側ＰＳに対して最良のセル・ＢＳへの切替指示処
理に移行し（１５０７）、セル選択応答メッセージの一
種であるセル切替必要メッセージを生成し網側インタフ
ェース部３０７からＭＳＣへ送信し（１５０８）処理を
終了する（１５０９）。一方、着側ＰＳが接続されるＢ
Ｓのセル種と１５０４の処理で選択された最良のセル種
とが同一と判断された場合には、着側ＰＳに対してセル
切替不要の指示を行うものとする（１５０６）。ここ
で、１５０６の処理は、「セル切換不要」の意味するこ
とは「セル種を維持」することであるため、何ら切換指
示を出さない構成であってもよい。その後セル選択応答
メッセージの一種であるセル切替不要メッセージを生成
し網側インタフェース部３０７からＭＳＣへ送信し（１
５０８）処理を終了する（１５０９）。

【００６２】図１６は、位置情報ＤＢ１７０で行われる
位置登録処理プログラム９０４の動作フローチャートを
示す。

【００６３】以下位置登録処理を説明する。ＰＳ１００
が任意の呼出エリアから他の呼出エリアへ移動した時
に、ＢＳ−ＢＳＣ−ＭＳＣを介して位置情報ＤＢに位置
登録要求メッセージを送信する。本メッセージを受信し
た位置情報ＤＢは位置登録処理を起動する。位置登録処
理では、まず、ＭＳＣ１５０が位置登録処理を発するメ
ッセージ（以下、位置登録メッセージとする。）を位置
情報ＤＢ１７０が受信する。なお、位置登録メッセージ
は位置登録を要求しているＰＳの端末番号と、同ＰＳが
在圏するエリア番号などが含まれるている（１６０
１）。次に受信されたエリア番号を番号解析し「大セル
エリア番号」、「中セルエリア番号」、「小セルエリア
番号」の何れであるかを識別する（１６０２，１６０
３）。

【００６４】１６０３の解析結果が大セルエリア番号で
ある場合は、同番号のみを位置情報テーブル１０００へ
の書込み、中セル／小セル番号欄はブランクとする（１
６０４）。

【００６５】１６０３の解析結果が中セルエリア番号の
場合は、階層呼出エリアテーブル１１００を参照し、中
セルエリア番号１１０３から大セルエリア番号１１０１
を抽出し（１６０５）、大／中セルエリア番号の位置情
報テーブル１０００へ書込(１６０６）。また、小セル
エリア番号欄はブランクとする。なお、ブランクとする
のは登録された最小の階層を判断する際に有用となる。

【００６６】１６０３の解析結果が小セルエリア番号の
場合は、階層呼出エリアテーブル１１００を参照し、小
セルエリア番号１１０３から中セルエリア番号１１０２
を、中セルエリア番号１１０２から大セルエリア番号１
１０１と辿るようにして抽出し（１６０７）、大／中／
小セルのエリア番号を位置情報テーブル１０００へ書込
む（１６０８）。エリア番号書込終了すると書込完了を
位置登録応答メッセージに含めてＭＳＣへ送信し（１６
０９）本処理を終了する（１６１０）。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、マルチレイヤセルシス
テムの移動通信システムにおいて、呼接続を行う端末
が、呼種別、同端末移動速度、回線使用予想時間の各情
報を交換局に接続されるセル選択装置へ送信し、同セル
選択装置のセル選択テーブルにおいて、同情報をもと
に、上記端末が回線接続を行うのに最も適したセル種を
選択し、同セル種を端末に通知し、端末は同セル種の無
線基地局と回線接続を行うことで、各呼に適した通信品
質を確保し、かつ、特定のセル種の無線基地局にトラヒ
ックが集中しないようにすることが可能となり、また、
セル選択処理後、同セル種の無線基地局と端末間の無線
回線に空きがない場合、もしくは、通信中、チャネル切
替の必要が発生したにもかかわらず、同無線基地局と端
末間に他の空き回線がない場合、他のセル種の選択を行
い、同セル種の無線基地局の回線へチャネル切替を行う
ことで、通信不可や、電波状況悪化に伴う通信品質の極
端な劣化、強制回線切断の発生率を低下させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に関する移動体通信システムの構成を
示す図である。

【図２】本願発明に関する移動体通信システムの構成を
示す図である。

【図３】本願発明に関するセル選択装置を示す図であ
る。

【図４】本願発明に関するセル選択プログラムの構成を
示す図である。

【図５】本願発明に関するセル選択テーブルを示す図で
ある。

【図６】本願発明の無線基地局を示す図である。

【図７】本願発明の無線基地局制御局を示す図である。

【図８】本願発明の移動通信交換局を示す図である。

【図９】本願発明の位置情報データベースを示す図であ
る。

【図１０】本願発明の端末位置情報テーブルを示す図で
ある。

【図１１】本願発明の階層呼出エリアテーブルを示す図
である。

【図１２】本願発明に関する発呼側セル選択処理を示す
フロー図である。

【図１３】本願発明に関する着呼側セル選択処理を示す
フロー図である。

【図１４】本願発明に関する着呼側無線端末速度推定処
理を示すフロー図である。

【図１５】本願発明に関するセル選択確認処理を示すフ
ロー図である。

【図１６】本願発明に関する位置登録処理を示すフロー
図である。

【符号の説明】

１００…移動端末、１０１…セル選択装置付移動端末、
１０２…他網の移動端末、１０３…固定電話、１２０…
小セル用無線基地局、１２１…小セル、１３０…中セル
用無線基地局、１３１…中セル、１４０…大セル用無線
基地局、１４１…大セル、１５０…移動通信交換局、１
６０…セル選択装置、１７０…位置情報ＤＢ、１８０…
関門交換局、１９０…他移動通信網、１９１…固定通信
網。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林正人神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動通信サービスエリアを複数のセルに区
分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記大セル、中セル及び小セルのそれぞれには、前記サ
ービスエリアの大きさに対応する無線基地局が設けら
れ、前記各無線基地局は呼の交換サービスを行う移動通
信交換局に接続されており、前記各セル間を移動可能な移動端末は呼制御時に呼種別
情報を送信する手段を備えており、前記移動端末から送信された呼種別情報に基づいて前記
移動端末と前記無線基地局との間の通信に利用するセル
を前記大セル・中セル・小セルの内のいずれか一つを選
択するセル選択装置が含まていることを特徴とする移動
通信システム。
【請求項２】請求項１記載の移動通信システムにおい
て、移動端末が送信する、前記呼種別情報は設定しようとす
る呼の種別が音声、画像もしくはデータのいずれかであ
ることを示す信号から成ることを特徴とする移動通信シ
ステム。
【請求項３】移動通信サービスエリアを複数のセルに区
分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末は回線使用時間情報
を送信する手段と備えており、前記移動通信交換局には、前記移動端末から通知された
回線使用時間情報に基づいて通信に利用するセルを前記
大セル・中セル・小セルの内のいずれか一つを選択する
セル選択装置が含まれていることを特徴とする移動通信
システム。
【請求項４】請求項３記載の移動通信システムにおい
て、回線使用時間情報は、該移動端末が送信する情報に基づ
いて算出する回線使用時間であることを特徴とする移動
通信システム。
【請求項５】移動通信サービスエリアを複数のセルに区
分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末は呼制御時に端末移
動速度情報を送信する手段を備えており、前記移動通信交換局には、前記移動端末から通知された
端末移動速度情報に基づいて通信に利用するセルを前記
大セル・中セル・小セルの内のいずれか一つを選択する
セル選択装置が含まれていることを特徴とする移動通信
システム。
【請求項６】請求項５記載の移動通信システムにおい
て、移動端末速度情報は、移動端末が算出する端末の移動速
度であることを特徴とする移動通信システム。
【請求項７】請求項５記載の移動通信システムにおい
て、移動端末速度情報は、移動端末が算出する端末の移動速
度に基づいて区分される複数の速度帯域情報であること
を特徴とする移動通信システム。
【請求項８】移動通信サービスエリアを複数のセルに区
分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末はセル選択装置を備
えており、通信に利用するセルを前記大セル・中セル・
小セルのうちいずれか一つを選択することを特徴とする
移動通信システム。
【請求項９】請求項８記載の移動通信システムにおい
て、セルの選択は、設定しようとする呼の種類が音声、画像
もしくはデータのいずれかであることを表す呼種別情報
に基づいて行われることを特徴とする移動通信システ
ム。
【請求項１０】移動通信サービスエリアを複数のセルに
区分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末はセル選択装置を備
えており、通信に利用するセルを回線使用時間情報に基
づいて前記大セル・中セル・小セルのうちいずれか一つ
を選択することを特徴とする移動通信システム。
【請求項１１】請求項１０記載の移動通信システムにお
いて、回線使用時間情報は、該移動端末が送信する情報に基づ
いて算出する回線使用時間であることを特徴とする移動
通信システム。
【請求項１２】移動通信サービスエリアを複数のセルに
区分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末はセル選択装置を備
えており、通信に利用するセルを端末移動速度情報に基
づい前記大セル・中セル・小セルのうちいずれか一つを
選択することを特徴とする移動通信システム。
【請求項１３】請求項１２記載の移動通信システムにお
いて、移動端末速度情報は、移動端末が算出する端末の移動速
度であることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１４】請求項１２記載の移動通信システムにお
いて、移動端末速度情報は、移動端末が算出する端末の移動速
度に基づいて区分される複数の速度帯域情報であること
を特徴とする移動通信システム。
【請求項１５】複数のサイズの異なるセルを階層的に有
する移動通信システムのセル選択に使用されるセル選択
テーブルにおいて、前記セル選択テーブルは、呼種別情報、端末移動速度情報もしくは回線使用時間情
報のうち少なくとも一つをテーブルパラメータとして有
し、該テーブルパラメータの組み合わせから発側無線端
末の利用すべきセルを決定することを特徴とするセル選
択テーブル。
【請求項１６】移動通信サービスエリアを複数のセルに
区分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末は呼制御時に呼種別
情報を送信する手段を備えており、前記移動通信交換局には、前記移動端末が通信に利用す
べきセルを前記大セル・中セル・小セルの内からいずれ
か一つ選択するセル選択装置と、前記セル選択装置には、前記セル選択の際に使用され、
呼種別情報、端末移動速度情報もしくは回線使用時間情
報のうち少なくとも一つをテーブルパラメータとして有
し該テーブルパラメータの組み合わせから発側移動端末
の利用すべきセルを決定するセル選択テーブルが含まれ
ていることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１７】複数のサイズの異なるセルを階層的に有
する移動通信システムのセル選択装置に使用される記憶
手段であって、前記記憶手段は、呼種別情報、端末移動速度情報もしくは回線使用時間情
報のうち少なくとも一つをテーブルパラメータとして有
し、該テーブルパラメータの組み合わせから発側無線端
末の利用すべきセルを対応づけるセル選択テーブルを記
憶することを特徴とする記憶手段。
【請求項１８】移動通信サービスエリアを複数のセルに
区分してサービスを行う移動通信システムにおいて、前記複数のセル区分は、大きなサービスエリアから成る
大セルと、該大セルより小さなサービスエリアから成る
中セルと、該中セルより小さなサービスエリアから成る
小セルとから階層的に構成されており、前記各セルには無線基地局が設けられ、各無線基地局は
呼の交換サービスを行う移動通信交換局に接続されてお
り、前記各セル内を移動可能な移動端末は呼制御時に呼種別
情報を送信する手段を備えており、前記移動通信交換局には、前記移動端末から送信された
端末情報に基づいて通信に利用するセルを前記大セル・
中セル・小セルの内のいずれか一つ選択するセル選択装
置と、前記セル選択装置に接続され／含まれ、前記端末情報で
ある呼種別情報、端末移動速度情報もしくは回線使用時
間情報のうち少なくとも一つをテーブルパラメータとし
て有し、該テーブルパラメータの組み合わせから発側無
線端末の利用すべきセルを対応づけるセル選択テーブル
を記憶することを特徴とする記憶手段と、が含まれてい
ることを特徴とする移動通信システム。