WO2002104056A1 - Communication traffic control method - Google Patents

Description

明 細 書

通信トラヒック制御方法

技術分野

この発明は、 通信方式に C D MA (符号分割多元接続 ： C 0 d e D i v i s i o n Mu l t i p l e A c c e s s ) 方式を採用し、 移 動局と、 マイクロセルと、 このマイ クロセルを内包するマクロセルとを 備えたハイアラーキ型移動通信システムにおける通信 トラヒック制御方 法に関するものである。

背景技術

従来の技術 1.

都市部等の高トラヒック領域において、 マイクロセル基地局を局所的 にオーバーレイするハイアラーキ型移動通信システムが検討されている 。 このような移動通信システムではマイクロセル基地局のみでシステム を構成した場合に比べ、 数少ない基地局でサービスェリアをカバーでき るため、 システムの建設コス トを軽減できる。 また、 発呼処理や位置登 録などの処理をマクロセル基地局に肩代わりさせることによって、 マイ クロセル基地局の負担の軽減をはかることもできる。

さらに、 高速で移動する移動局をマクロセル基地局に接続することに よって、 マイクロセル基地局におけるハン ドオフの頻発を防ぐことがで きる。 特にマクロセル基地局とマイクロセル基地局で同じチャンネルを 同時に使用する方式は、 両セルクラス間でチヤンネル分割する方式に比 ベて高い容量が得られる。

この場合、 両セルクラス間の干渉が問題となるが、 マイ クロセル基地 局にダイナミ ックチャンネル割当てを適用することによって干渉を軽減 できるが解決される訳ではない。 マクロセル基地局に大きな上り送信電 力で接続するユーザがマイクロセル基地局に接続しているユーザに干渉 する問題は深刻である。

従来の技術 2.

従来、 移動通信方式として C D M A方式が新しく知られており、 携帯 電話でも一方式として新たに採用されるようになってきている。 CDM A方式は、 各ユーザーに対して同一周波数のキャ リアを使用して、 同一 時間に並列的に送受信できる方式であり、 S S (スペク トラム拡散 ： S p r e a d S p e c t r u m ) 通信技術を活用している。

S S通信では、 送信側にて信号を特殊な拡散符号で拡散 （電力密度が 低く、 帯域幅の広い電波に変調化する） して送信し、 受信側にて同一の 拡散符号で復調することによ り元の信号が復元できる。 この場合、 異な る符号で拡散された信号は、 電力の低い雑音に見えるため、 妨害となら ず、 所望の信号だけが分離できることになる。 そのため CDMA方式で は高い通信容量を得ることができる。

このことについては、 例えば、 K. S . G i l h o u s e n, I . M . j a c o b s , R . P a d o v an i , A. J . V i t e r b i , L. A. We av e r J r . a nd C. E . Wh e a t 1 e y III， "O n t h e C a p a c i t y o f C e l l u 1 a r CDMA S s t em" , I E E E T r a n s . V e h i . T e c h. , V o l . 40， N o . 2， p p. 3 03 - 3 1 2 , Ma y 1 9 9 1などに開示されている。

周知のように、 従来の移動局は、 システムの基地局との間で無線回線 を通じ、 所定のプロ トコルにしたがって通信リ ンクを確立し、 通話を行 う。 上記プロ トコルとしては、 米国通信工業会暫定標準規格 T I A/E I A/ I S - 9 5 Aで規定されたものがある。 この I S— 9 5 Aでは移 動局とシステムの基地局との間でなされる、 発呼から通話までの手順は 下記のように規定されている。

まず、 移動局が基地局に対して、 オリジネ一シヨンメ ッセ一ジ （O r i g i n a t i o n Me s s a g e) を送信する。 基地局はこのオリ ジネーシヨンメ ッセージを受信した後、 トラヒックチャンネルをセヅ ト アップし、 移動局にベースステーションァクノーリ ッジメ ン トオーダー ^ B a s e S t a t i o n A c kn ow l e d g eme n t O r d e r ) 、 およびヌル トラヒックチャンネルデ一夕 （Nu l 1 T r a f f i c C h ann e l D a t a) 、 チャンネルアサイ ンメ ン トメ ッセ一ジ (C h ann e l A s s i gnme n t Me s s a g e ) を順次送信する。

これに対して移動局は、 上記ァクノ一リ ッジメ ン トおよびチヤンネル アサイ ンメン トメ ッセージを受信することで、 割り当てられた トラヒ ッ クチヤンネルにセッ トアップする。

そして、 移動局は 2グッ ドフレーム （G o o d F r ame) 連続し てヌルトラヒックチヤンネルを受信すると、 基地局への上り トラヒック チャンネルの捕捉を補助するために、 すべて 「0」 のデ一夕である トラ ヒックチャンネルプリアンブル （T r a f f i c C ha nn e l P r e amb l e ) 送信する。 基地局は上記トラヒックチャンネルブリ ア ンブルを受信すると、 それに対してべ一スステ一ショ ンァクノーリ ッジ メ ン トオーダーを移動局に返す。

移動局はこのベ一スステ一ショ ンァクノーリ ッジメ ン トオーダーを受 信すると、 基地局に対してモービルステーションァクノ一リ ッジメン ト オーダ一 M o b i l e S t a t i o n A c k n ow l e d g e m e n t O r d e r) を返すと同時に、 基地局との接続性を維持するた めに、 ヌルトラヒヅクチャンネルデータを送信する。

基地局はこれらモ一ビルステーションァクノーリ ッジメ ン トオーダ一 およびヌルトラヒックチャンネルデータを受信すると、 サービスコネク トメ ッセージ S e r v i c e C o nn e c t Me s s a g e) を 送信する。 このサービスコネク トメ ッセージを受信した移動局は、 それ に対するモ一ビルステーションァクノ一リ ッジメン トオーダ一と、 サ一 ビスコネク トコンプリーションメ ヅセージ （S e r v i c e C o nn e c t C o mp l e t i o n Me s s a g e) を送信し、 その後、 基地局からベースステーションァクノーリ ッジメ ン トオーダ一を受信す ることで、 呼接続が完了して通話状態に入る。

ところで、 CDMA方式を通信方式とする移動無線システムでは、 多 数の移動局が同じ周波数帯域を通じて通信を行うため、 移動局聞で送信 波が互いに干渉波となる。

そこで各移動局は、 他の移動局への干渉を最小限にとどめるため、 い わゆるオープンループ制御ゃクローズ ドループ制御、 アクセスァテンプ ト制御によ り送信波の電力制御を行っている。

しかしながら、 移動局から基地局に向けて送信される トラヒックチヤ ンネルプリアンブルは、 基地局からァクノーリ ツジメ ン トを受信するま で、 あらかじめ設定した所定の電力で送信し続けられる。 この送信電力 値は I S— 9 5 Aによって規定されており、 その平均値は下記の式で表 される。

(平均送信電力） 二

- (平均受信電力） + (全てのアクセスプローブ補正の和） - 7 3

+ NOM— P OWER + I NT I— P OWE R

なお、 上記式の左辺および右辺の各項の単位は [d Bm] であり、 こ の [d Bm] は電力の絶対値を表すために用いられる伝送単位で、 l m Wを 0レベルとしたものを [dBm] で表している。

ここで、 I NT I— P OWERが 0のとき、 NOM— P OWERは基 地局において正しい受信電力となることが望まれる補正値である。 I N T I— P OWERは、 最初のアクセスチャンネルプローブ信号が要求さ れた信号電力よ り多少低く受信されることが望まれる調整値である。 こ の方法によ り、 上りおよび下りの CDMAチヤンネル間で経路損失の相 関が部分的に無くなるのを必要に応じて補償する。 なお、 上記式におけ る— 7 3という定数は 1 0 X 10 g₁₀ ( 1 0 '⁷³mW² ) に等しい。

これは、 発呼または着呼に対するレスポンスメ ッセージであるァクノ 一リ ッジメ ン トの平均受信電力に、 基地局からのァクノーリ ッジメ ン ト を受信するまで段階的にあげたアクセスチャンネルプローブのパワー補 正値を加え、 さらに定数を引いた値で算出される。 この送信電力値はァ クセスチヤンネルプローブが基地局に届くために必要な最小送信パワー 値である。

このように、 トラヒックチャンネルプリアンブルは、 あらかじめ設定 した所定の電力で送信するものであり、 上述したように、 その電力は基 地局に届く ために必要な最小送信パワー値となっている。 このため、 場 合によっては、 基地局に上記トラヒックチャンネルプリアンブルが届か ず、 呼接続が行えないという不具合が生じていた。 また、 マイ クロセル 基地局とマクロセル基地局のどちらかと リ ンクするかで トラヒックチヤ ンネルプリアンブルの送信電力の設定値が従来では異なり、 隣接移動局 間で送信電力が異なるため、 大きな送信電力の移動局の通信が小さな送 信電力の移動局の通信に干渉するという不具合もあった。

従来の技術 3.

また、 ノキア テレコ ミュニカシオンス ォサケユキチユアは、 「ハ ィアラーキ型移動通信システムの トラヒック制御方法」 という名称の発 明を出願している （特許公表平 1 0— 5 0 1 3 9 3号公報） 。 上記発明 は、 ハイアラーキ型移動通信システムの トラヒック制御方法に関し、 無 線経路の測定とは別に、 移動局の送信電力クラスと隣接セルのセル形式 もハン ドォ一バーの判断を考慮し、 移動局が主としてその送信電力クラ スに基づいて使用すべきセル形式の隣接セルのみがハン ドオーバ一のた めの夕ーゲッ トセルとして選択されるようにハン ドオーバーによ り トラ ヒ ックを制御する、 という内容のものである。

しかしながら、 この発明は、 マクロセル基地局からマクロセル基地局 へ、 あるいはマイクロセル基地局からマイクロセル基地局へのハン ドォ —バーに関するものであり、 マクロセル基地局およびマイ クロセル基地 局とのサイ トダイバーシチ、 ハン ドォ一バーでの送信電力制御、 マクロ セル基地局からマイクロセル基地局へのハン ドオーバーまたはマイクロ セル基地局からマクロセル基地局へのハン ドオーバ一について述べたも のではない。

従来の技術 4 .

また、 株式会社東芝は、 「移動無線端末装置」 という名称の発明を出 願している （特開 2 0 0 0— 3 4 1 2 1 1公報） 。 この発明は公衆網に 接続可能な基地局装置との間に、 C D M A方式による無線通信リ ンクを 確立して通信を行う移動無線端末装置において、 前記基地局装置によつ て割り当てられた トラヒックチャンネルを通じて、 前記基地局装置宛て に所定のプリアンブル信号を送信する場合に、 前記基地局装置から前記 プリアンブル信号の受信を示す応答が得られるまで、 段階的に送信電力 を増大させながら、 前記プリアンブル信号の送信を行う送信制御手段を 具備することを特徴とする移動無線端末装置、 という内容のものである しかしながら、 この発明はハイアラーキ型移動通信システムに関する ものではない。 また、 ハン ドオーバ一やサイ トダイバ一シチでの送信電 力制御に関するものでもない。

移動局、 マイ クロセル、 およびこのマイクロセルを内包するマクロセ ルとを備えたハイアラーキ型移動通信システムにおいて、 上記移動局で は、 トラヒックチャンネルプリアンブルはあらかじめ設定した所定の電 力で送信するもので、 その電力はマクロセルを形成するマイクロセル基 地局に届く ために必要な最小送信パワー値となっている場合には、 マク ロセルを形成するマクロセル基地局に上記トラヒックチャンネルプリア ンブルが届かず、 マクロセル基地局とマイクロセル基地局とのサイ トダ ィパーシチが行えないという課題があった。

また、 上記電力はマクロセル基地局に届く ために必要な最小送信パヮ —値となっている場合には、 マイクロセル基地局に接続している移動局 への干^が大き く、 マイクロセル基地局に接続している移動局について 呼損を引き起こすという課題があった。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、 ハイアラー キ型移動通信システムにおいて、 他の移動局への干渉を最小限にとどめ つつ、 トラヒックチャンネルプリアンブルを確実にマクロセル基地局に 送り、 サイ トダイバ一シチを経て呼接続を行う ことが可能な通信トラヒ ック制御方法を提供することを目的とする。 発明の開示

この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 しきい値よ りも長いラウ ン ド ト リ ップ時間を有する移動局、 あるいはラウン ド ト リ ップ時間が計 測不能な基地局を強制ハン ドォ一バーの対象とするようにしたものであ る。 このことによ り、 大きな通信容量を確保することができる。 この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 強制ハン ドオーバ一の可 否判定とラゥン ド ト リ ツプ時間計測にて強制ハン ドオーバー対象を選定 し、 それに基づいてマクロセル基地局が強制ハン ドオーバ一を実行した 移動局の上り送信電力を、 マイクロセルごとに設定されている上り送信 電力基準値以上の範囲で制御するようにしたものである。 このことによ り、 強制ハン ドオーバ一を用いた通信トラヒック制御を行うことができ る。

この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 割り当てられた トラヒ ッ クチャンネルを通じて基地局宛てに所定のプリアンブル信号を送信する 場合に、 基地局からプリアンブル信号の受信を示す応答が得られるまで 、 段階的に送信電力を増大させて、 プリアンブル信号を送信する送信制 御手段を具備して構成するようにしたものである。 このことにより、 他 の移動局への干渉を最小限にとどめつつ、 確実に トラヒックチャンネル プリアンブルを基地局に送信することができる。

この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 上り送信電力の制御を移 動局とマクロセル基地局との間で行い、 マイクロセル基地局との間では 行わないようにしたものである。 このことによ り、 マイクロセル内の移 動局がマクロセルとマイ クロセルとの確実なサイ トダイバーシチを実施 することができる。

この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 マクロセルおよびマイ ク ロセルとサイ トダイバーシチを行う移動局に対して、 強制ハン ドオーバ 一の可否判定とラウン ド ト リ ップ時間計測にて強制ハン ドオーバ一対象 を選定し、 それに基づいてマクロセル基地局が強制ハン ドオーバーを実 行した移動局の上り送信電力を、 マイクロセルごとに設定されている上 り送信電力基準値以上の範囲で制御するようにしたものである。 このこ とによ り、 強制ハン ドオーバ一を用いた通信 トラヒック制御を行うこ と ができる。

この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 所定時間ごとにマクロセ ル内で通信に用いられる総通信量が、 所定時間ごとに設定されたマクロ セル通信容量範囲内にあるか否かに基づいて強制ハン ドオーバの制御を 行うようにしたものである。 このことによ り、 確保された大きな通信容 量をダイナミ ックに運用することが可能になる。

この発明に係る通信 トラヒック制御方法は、 必要時には移動中継局の 導入をネッ トワーク管理者に指示するとともに、 中継に必要な情報を通 知するようにしたものである。 このことによ り、 ネッ トワーク管理者の 判断を加えたよ り信頼性の高い通信トラヒック制御方法が実現できる。 図面の簡単な説明

第 1図はこの発明の実施の形態 1 による、 移動局、 マイ クロセル、 お よびこのマイ クロセルを内包するマクロセルを備えたハイアラーキ型移 動通信システムを示す構成図である。

第 2図はこの発明の実施の形態 1 におけるマクロセル基地局と接続し た移動局のマイ クロセル基地局への強制ハン ドオーバーに関するシーケ ンス図である。

第 3図はこの発明の実施の形態 1 におけるマイ クロセル基地局と接続 した移動局が、 マイ クロセル基地局およびマクロセル基地局とのサイ ト ダイバーシチを行う までのシーケンス図である。

第 4図はこの発明の実施の形態 2におけるハイアラーキ型移動通信シ ステムの大きな通信容量をダイナミ ックに運用する方法を示す説明図で める。

第 5図はこの発明の実施の形態 5におけるハイアラーキ型移動通信シ ステムを示す構成図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明をよ り詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について、 添付の図面に従ってこれを説明する。

実施の形態 1 .

第 1図はこの発明の実施の形態 1 による通信トラヒック制御方法が適 用される、 移動局、 マイクロセル、 およびこのマイクロセルを内包する マクロセルを備えたハイアラーキ型移動通信システムを示す構成図であ る。 図において、 1は公衆電話網などの固定電話網である。 2 aはこの 固定電話網 1 に接続された第一の公衆移動通信網、 2 bは同じく固定電 話網 1 に接続された第二の公衆移動通信網であり、 3は固定電話網 1 に 接続された公衆電話である。

4は第一の公衆移動通信網 2 aと互いに通信回線で接続され、 それに 固有の情報である基地局 I Dを含む制御信号を出力するマクロセル基地 局である。 5 aは第一の公衆移動通信網 2 aと互いに通信回線で接続さ れ、 それに固有の情報である基地局 I Dを含む制御信号を出力する第一 のマイ クロセル基地局であり、 5 bは第一の公衆移動通信網 2 aと互い に通信回線で接続され、 それに固有の情報である基地局 I Dを含む制御 信号を出力する第二のマイクロセル基地局である。

6は上記マクロセル基地局 4にて形成され、 そのマクロセル基地局 4 の基地局 I Dをマクロセルコー ドとするマクロセルである。 7 aは上記 第一のマイクロセル基地局 5 aによる第一のマイクロセルであり、 7 b は第二のマイ クロセル基地局 5 bによる第二のマイクロセルである。 8 は第二の公衆移動通信網 2 bに接続され、 それに固有の情報である基地 局 I Dを含む制御信号を出力する基地局である。

9 aはマクロセル基地局 4によるマクロセル 6 と第一のマイ クロセル 基地局 5 aによる第二のマイクロセル 7 aのエリア内にあって、 マクロ セル基地局 4または第一のマイ クロセル基地局 5 aに接続される移動局 である。 9 bは第二の公衆移動通信網 2 bに接続されている基地局 8の エリア内にあって、 基地局 8に接続される移動局である。'

次に動作について説明する。

ここで、 第 2図は移動局 9 aがマクロセル基地局 4に接続され、 第二 の公衆移動通信網 2 bに接続された基地局 8のエリア内の移動局 9 bに 接続された後、 第一のマイ クロセル基地局 5 aに強制ハン ドォ一バーさ れ、 通話が行われるまでのプロセスを示すシーケンス図である。 以下、 この第 2図に基づいて、 第 1図に示したハイアラーキ型移動通信システ ムの動作を説明する。

シーケンス S 1 0 0において、 移動局 9 aに移動局 9 bが有する内線 番号、 例えば移動局 9 bに関する情報を記録している内線番号の情報テ 一ブルの内線番号の欄に記録されている " 2 5 9 5 " が入力される。 そ の後、 シーケンス S 1 0 1のように、 移動局 9 aはマクロセル基地局 4 から送信される報知チヤンネルを受信する。

移動局 9 aはシーケンス S 1 0 2で、 この受信したマクロセル基地局 4からの報知チャンネル情報よ り、 それに含まれるマクロセル基地局 4 に固有の基地局 I Dと、 第一のマイクロセル基地局 5 aに固有の基地局 I Dとを得る。 移動局 9 aはそのマクロセル基地局 4の基地局 I Dをも とに、 シーケンス S 1 0 3でマクロセル基地局 4にリ ンク開設要求を送 信する。

このリ ンク開設要求を受信したマクロセル基地局 4は、 シーケンス S 1 0 4にて リ ンク開設応答を移動局 9 aに送信する。 これによつて、 移 動局 9 aとマクロセル基地局 4 との間で通信接続がなされ、 シーケンス S 1 0 5で送信電力の制御が行われる。 その後、 シーケンス S 1 0 6 において、 マクロセル基地局 4よ り移動 局 9 aに対して、 第一のマイクロセル基地局 5 aへの強制ハン ドオーバ 一可否判定要求を送信する。 この強制ハン ドオーバー可否判定要求を受 信した移動局 9 aは、 シーケンス S 1 0 7にて位置計測を行い、 マクロ セル基地局 4に強制ハン ドオーバー可否判定要求応答を送信する。 マク ロセル基地局 4はこの強制ハン ドオーバー可否判定要求応答を受信する と、 シーケンス S 1 0 8で移動局 9 aに対してラウン ド ト リ ップ時間の 計測を行う。

マクロセル基地局 4はシーケンス S 1 0 9において、 このラウン ド ト リ ップ時間の計測結果に基づいて、 ラウン ド ト'リ ップ時間がしきい値よ り も長い移動局 9 a、 あるいはラゥン ド ト リ ツプ時間が計測できない移 動局 9 aを強制ハン ドォ一バーの対象とし、 移動局 9 aに第一のマイ ク ロセル基地局 5 aへの強制ハン ドオーバ一命令を送信する。

移動局 9 aはこの強制ハン ドオーバー命令を受信すると、 シーケンス S 1 1 0で、 第一のマイクロセル基地局 5 aの基地局 I Dをもとに、 第 一のマイ クロセル基地局 5 aに リ ンク開設要求を送信する。 このリ ンク 開設要求を受信した第一のマイ クロセル基地局 5 aは、 シーケンス S 1 1 1で移動局 9 aに対して、 リ ンク開設応答を送信する。 移動局 9 aは このリ ンク開設応答を受信すると、 シーケンス S 1 1 2で、 第一のマイ クロセル基地局 5 aを経由して、 第一の公衆移動通信網 2 aに発信要求 ¾送 1a る。

第一の公衆移動通信網 2 aはこの発信要求を検出すると、 シーケンス S 1 1 3で移動局 9 bの検索を行い、 シーケンス S 1 1 4で移動局 9 b へ接続要求を発信する。 この接続要求を受けた移動局 9 bは、 シーケン ス S 1 1 5で移動局 9 aへ応答を送信する。 移動局 9 aは移動局 9 bよ り応答があると、 シーケンス S 1 1 6でマクロセル基地局 4に切断通知 を送信する。 この切断通知を受信したマクロセル基地局 4は、 シーケン ス S 1 1 7で移動局 9 aに対して切断通知応答を送信する。

また、 第 3図は移動局、 マイクロセル、 およびこのマイ クロセルを内 包するマクロセルを備えた、 第 1図に示すハイアラーキ型移動通信シス テムにおいて、 移動局 9 aがマイクロセル基地局 （第一のマイ クロセル 基地局 5 a ) に接続された後、 マクロセル基地局 4 とも通信接続して、 サイ トダイバーシチが行われるまでのプロセスを示すシーケンス図であ る。 なお、 第 3図 Aは移動局 9 aと第一のマイ クロセル基地局 5 aの間 の信号の授受を、 第 3図 Bは移動局 9 aとマクロセル基地局 4の間の信 号の授受をそれそれ示している。

以下、 この第 3図に基づいて、 移動局 9 aがマイ クロセル基地局報知 チヤンネルを受信し、 そのマイクロセル基地局報知チヤンネルに含まれ る上り送信電力標準値 （上記マイクロセル内に位置する移動局がマクロ セルと通信接続するに充分な上り送信電力） をダウンロー ドした場合に ついて説明する。 なお、 以下の説明では、 第 1図に示すハイアラーキ型 移動通信システムの各部の参照符号は割愛する。

シーケンス S 2 0 0においてマイ クロセル基地局報知チヤンネルを受 信し、 そのマイ クロセル基地局報知チヤンネルに含まれる上り送信電力 標準値をダウンロー ドした移動局は、 シーケンス S 2 0 1でマイクロセ ル基地局に向けてオリジネ一シヨンメ ッセージを送信する。

このオリジネ一ションメ ッセージを受けたマイクロセル基地局は、 シ —ケンス S 2 0 2で トラヒックチャンネルをセヅ トアップし、 シ一ケン ス S 2 0 3でべ一スステーションァクノ一リ ヅジメ ン トオーダ一を、 そ のマイ クロセル内の移動局に送信する。 また、 このマイ クロセル基地局 は、 シーケンス S 2 0 4にてヌル トラヒックチャンネルデ一夕の送信を 開始し、 シーケンス S 2 0 5でチャンネルアサイ ンメ ン トメ ッセージを 移動局に送信する。

移動局はこのマイ クロセル基地局からのべ一スステーションァクノー リ ッジメ ン トオーダ一、 およびチャンネルアサイ ンメ ン トメ ッセージを 受信すると、 シーケンス S 2 0 6で トラヒックチャンネルをセッ トアツ プする。 また、 マイ クロセル基地局よ りヌル トラヒックチャンネルデ一 夕を連続して 2グッ ドフレーム受信すると、 移動局はシーケンス S 2 0 7において、 その後、 上記上り送信電力標準値まで、 あるいは上記マイ クロセル基地局設定受信電力以上の電力強度の トラヒックチャンネルプ リアンブルをマイクロセル基地局が受信した後に送信するべ一スステ一 シヨンァクノ一リ ッジメン トオーダーを受信するまで、 上り送信電力を 段階的に上昇させながら、 トラヒックチャンネルプリアンブルの送信を 開始する。

マイ クロセル基地局はシーケンス S 2 0 8で、 このマイ クロセル基地 局設定受信電力以上の電力強度の トラヒックチャンネルプリアンブルを 受信すると、 ベースステーションァクノーリ ッジメン トオーダーを移動 局に送信する。 移動局はこのベースステーションァクノーリ ッジメ ン ト オーダ一を受信すると、 シーケンス S 2 0 9において送信電力の上昇を 停止する。 その後、 移動局はシーケンス S 2 1 0でモービルステ一ショ ンァクノーリ ッジメ ン トオーダーを、 シーケンス S 2 1 1でヌル トラヒ ツクチャンネルデ一夕をマイ クロセル基地局に送信する。

この移動局からのモービルステーションァクノーリ ヅジメン トオーダ 一とヌル トラヒックチヤンネルデータを受信すると、 マイ クロセル基地 局はシーケンス S 2 1 2において、 サービスコネク トメ ッセージを移動 局に送信する。 このマイクロセル基地局からのサービスコネク トメ ッセ ージを受信すると、 移動局はシーケンス S 2 1 3において、 モービルス テーシヨ ンァクノ一リ ッジメ ン トオーダ一とサービスコネク トコンプリ —シヨンメ ヅセージをマイクロセル基地局に送信する。

この移動局からのモービルステーションァクノ一リ ヅジメン トオーダ 一とサービスコネク トコンプリーションメ ッセージを受信すると、 マイ クロセル基地局はシーケンス S 2 1 4にて、 ベースステーションァクノ 一リ ッジメ ン トオーダ一を移動局に送信する。 移動局はシーケンス S 2 1 5でこのマイ クロセル基地局からのべ一スステーションァクノーリ ッ ジメ ン トオーダーを受信する。

次に、 シーケンス S 2 1 6では、 移動局がマクロセル基地局に向けて オリジネ一シヨ ンヌ ッセージを送信する。 このオリジネ一シヨンヌ ヅセ —ジを受けたマクロセル基地局は、 シーケンス S 2 1 7で トラヒックチ ヤンネルをセッ トアップし、 シーケンス S 2 1 8でベースステーショ ン ァクノーリ ッジメン トオーダ一を移動局に送信する。 また、 このマクロ セル基地局は、 シーケンス S 2 1 9にてヌル トラヒックチャンネルデ一 夕の送信を開始し、 シーケンス S 2 2 0でチャンネルアサイ ンメン トメ ッセージをそのマクロセル内の移動局に送信する。

移動局はこのマクロセル基地局からのベースステーショ ンァクノーリ ッジメ ン トオーダ一、 およびチャンネルアサイ ンメ ン トメ ヅセ一ジを受 信すると、 シーケンス S 2 2 1で トラヒックチャンネルをセッ トアップ する。 また、 マクロセル基地局よ りヌル トラヒックチャンネルデータを 連続して 2 グッ ドフ レーム受信すると、 移動局はシーケンス S 2 2 2 に おいて、 マクロセル基地局に対して トラヒックチャンネルプリアンブル の送信を開始する。

マクロセル基地局はこの移動局からの トラヒックチャンネルプリアン ブルを受信すると、 シーケンス S 2 2 3でベースステーションァクノー リ ッジメン トオーダーを移動局に送信し、 移動局はシーケンス S 2 2 4 において、 このベースステーションァクノ一リ ッジメ ン トオーダーを受 信する。 移動局はその後、 シーケンス S 2 2 5でモービルステーショ ン ァクノーリ ッジメ ン トオーダーを、 シーケンス S 2 2 6でヌノレ トラヒヅ クチヤンネルデータをマクロセル基地局に対して送信する。

この移動局からのモ一ビルステーションァクノ一リ ッジメン トオーダ —とヌル トラヒックチャンネルデ一夕を受信すると、 マクロセル基地局 はシーケンス S 2 2 7において、 サービスコネク トメ ッセージを移動局 に送信する。 このマクロセル基地局からのサ一ビスコネク トメ ッセージ を受信すると、 移動局はシーケンス S 2 2 8において、 モ一ビルステー シヨンァクノーリ ッジメン トオーダ一とサービスコネク トコンプリーシ ヨンメ ッセージをマクロセル基地局に送信する。

この移動局からのモ一ビルステーションァクノーリ ッジメン トオーダ —とサービスコネク トコンプリーションメ ッセージを受信すると、 マク ロセル基地局はシーケンス S 2 2 9 にて、 ベースステーションァクノー リ ッジメ ン トオーダ一をそのマクロセル内の移動局に送信する。 移動局 はシーケンス S 2 3 0でこのマクロセル基地局からのべ一スステ一ショ ンァクノーリ ッジメン トオーダ一を受信し、 シーケンス S 2 3 1で移動 局とマイクロセル基地局とマクロセル基地局の間でサイ トダイバーシチ 通信接続を行う。

以上のように、 この実施の形態 1 によれば、 移動局、 マイクロセル、 およびそのマイクロセルを内包するマクロセルを備えたハイアラーキ型 移動通信システムを構成することで、 大きな通信容量を確保することが 可能となり、 また、 隣接するマクロセルから上記マクロセルへとハン ド オーバ一してきた移動局、 またはマクロセルのェリァ境界近傍における 移動局の上り送信電力の、 上記マイクロセル内の移動局の通信への干渉 に対して、 強制ハン ドォ一バー等を用いた通信トラヒ ック制御を行う こ とで、 マイクロセル内に位置する移動局が充分な通信品質を維持できる などの効果がある。 実施の形態 2 .

第 4図はこの発明の実施の形態 2における、 上記ハイアラーキ型移動 通信システムの大きな通信容量をダイナミ ックに運用する方法を示す説 明図である。 この第 4図において、 縦軸は通信量であり、 横軸は時刻で ある。 また、 実線による曲線は所定時間ごとにマクロセル内で通信に用 いられる総通信量を示す通信量であり、 破線による曲線は高ビッ トレ一 トコ一デックを用いた値を上限、 低ビッ ト レー トコ一デックを用いた値 を下限値として示したマクロセル通信容量範囲である。

なお、 この第 4図では、 マクロセル通信容量、 通信量ともに連続値に よる曲線で示されているが、 これらは実施の形態に依存して、 3 0分ご と、 あるいは 1時間ごとなど、 ある一定時間の累積値で与えられる棒グ ラフでも同じである。

この実施の形態 2によれば、 第 4図に示すように、 マクロセル通信容 量範囲を時間的に変更することができる。 第 4図に示す例によれば、 6 時〜 1 4時、 5時〜 6時は通信量がマクロセル通信容量の下限を下回つ ているため、 マクロセル通信容量内である。 また、 1 7時〜 4時半は通 信量がマクロセル通信容量の上限を上回っているため、 マイ クロセルを 利用する必要がある。 このマクロセル通信容量範囲の上限と通信量との 差分に相当する分だけ、 実施の形態 1の第 2図に示すようなシーケンス で、 マクロセル基地局に接続したチヤンネルの一部はマイ クロセル基地 局に強制ハン ドオーバ一される。

以上のように、 この実施の形態 2 によれば、 移動局と、 マイクロセル と、 このマイ クロセルを内包するマクロセルとを備えたハイアラーキ型 移動通信システムの通信容量を、 所定時間ごとに制御することで確保で きる大きな通信容量の、 ダイナミ ックな運用が可能になるという効果が ある 実施の形態 3 .

なお、 上記各実施の形態では、 自動的に強制ハン ドオーバ一を実施し て通信トラヒック制御を行う場合について説明したが、 移動中継装置の 要/不要の判断結果をネッ トワーク管理者に通知するとともに、 中継に 必要な内容を通知するようにしてもよい。

第 5図はそのようなこの発明の実施の形態 3による通信トラヒック制 御方法が適用される、 移動局、 マイクロセル、 およびこのマイクロセル を内包するマクロセルを備えたハイアラーキ型移動通信システムを示す 構成図であり、 相当部分には第 1図と同一符号を付してその説明を省略 する。

図において、 1 0は公衆移動通信網 （図示の例では第一の公衆移動通 信網 2 a ) に無線接続された移動中継局であり、 1 1は公衆移動通信網 (図示の例では第一の公衆移動通信網 2 a ) に接続されて、 移動中継局 1 0の要/不要の判断結果に基づいて移動中継局 1 0の導入を制御する ネッ トワーク管理者である。

マクロセル基地局 4は移動中継局 1 0の導入が必要か否かを判断し、 必要と判断された場合には、 第一の公衆移動通信網 2 a等のネッ トヮー クを介して移動中継局 1 0の導入を、 ネッ トワーク管理者 1 1 に対して 指示するとともに、 中継に必要な内容の通知を行う。 移動中継局 1 0の 導入指示を受けたネッ トワーク管理者 1 1は、 通知された中継に必要な 内容に従って移動中継局 1 0の導入を制御する。

以上のように、 この実施の形態 3によれば、 ネッ トワーク管理者によ る人的な判断が加わった、 よ り信頼性の高い通信トラヒックの制御が可 能になるという効果がある。 産業上の利用可能性

以上のように、 この発明にかかる通信トラヒック制御方法は、 通信方 式として C D M A方式を採用し、 移動局、 マイ クロセル、 およびこのマ イクロセルを内包するマクロセルとを備えたハイアラーキ型移動通信シ ステムにおける通信トラヒック制御として有用であり、 特に、 公衆網に 接続可能な基地局との間に、 C D M A方式による無線通信リ ンクを確立 して通信を行う移動局において、 基地局よ り割り当てられた トラヒック チャンネルを通じて、 基地局宛てに所定のプリアンブル信号を送信する 場合に、 基地局装置からプリアンブル信号の受信を示す応答が得られる まで、 段階的に送信電力を増大させながら、 プリアンブル信号を送信す る送信制御手段を具備して通信トラヒック制御を行うシステムに用いて 有効である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 移動局と、 マイクロセルと、 前記マイクロセルを内包するマクロセ ルとを備えたハイアラーキ型移動通信システムの通信 トラヒックを制御 する通信トラヒック制御方法において、

ラウン ド ト リ ップ時間がしきい値よ り も長い前記移動局、 'も しくはラ ゥン ド ト リ ッブ時間が計測できない移動局を、 強制ハン ドオーバ一の対 象とすることを特徴とする通信 トラヒック制御方法。

2 . マクロセルと通信接続する移動局がマクロセル基地局と送信電力制 御を行い、

前記マクロセル基地局が、 前記マクロセル内の全移動局の該当マイ ク ロセルへの強制ハン ドオーバーの可否判定と、 ラウン ド ト リ ツプ時間測 定を行って、 強制ハン ドオーバー対象の移動局を選定してその強制ハン ドオーバーを実行し、 強制ハン ドオーバーされた前記移動局は、 該当マイクロセルごとに設 定されている上り送信電力標準値以上の範囲で、 前記該当マイクロセル と上り送信電力制御を行うことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の通 信 トラヒック制御方法。

3 . 移動局と、 マイ クロセルと、 前記マイクロセルを内包するマクロセ ルとを備えたハイアラーキ型移動通信システムの通信 トラヒックを制御 する通信 トラヒック制御方法において、

前記マイクロセルはそのマイ クロセル内に位置する前記移動局が、 前 記マクロセルと通信接続するに必要な上り送信電力標準値を有し、

その上り送信電力標準値と、 該当するマクロセルのマクロセルコー ド とを報知チヤンネルにて前記移動局に報知し、

前記報知チヤンネルを受信した移動局は、 前記上り送信電力標準値に 到達するまで、 または前記マイ クロセル基地局設定受信電力以上の電力 強度の トラヒヅクチャンネルプリアンブルを前記マイ クロセル基地局が 受信した後に送信されるペースステーションァクノーリ ッジメ ン トォ一 ダーを受信するまで、 上り送信電力を段階的に上昇させながら トラヒッ クチヤンネルプリアンブルを送信し、

前記移動局は、 前記マイ クロセル基地局および該当マクロセル基地局 とも通信接続して、 サイ トダイバーシチを行うことを特徴とする通信 ト ラヒック制御方法。

4 . マイクロセル内に位置する移動局がマクロセルと前記マイ クロセル とのサイ トダイパーシチを行うにあたり、

前記移動局の上り送信電力制御を前記マクロセルとで行い、 前記マイ クロセルとは行わないことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の通信 ト ラヒック制御方法。

5 . マクロセルおよびマイクロセルとサイ トダイバーシチを行う移動局 に対して、 マクロセル基地局が、 前記マイクロセルへの強制ハン ドォー バー可否判定とラウン ド ト リ ップ時間の測定を行って、 強制ハン ドォー バー対象の移動局を選定してその強制ハン ドオーバ一を実行し、

強制ハン ドオーバ一された前記移動局は、 該当マイ クロセルごとに設 定されている上り送信電力標準値以上の範囲で、 前記該当マイクロセル と上り送信電力制御を行うことを特徴とする請求の範囲第 4項記載の通 信トラヒック制御方法。

6 . マクロセルにおける通信容量範囲を、 所定時間ごとに設定されたマ クロセル通信容量範囲とし、

所定時間ごとに前記マクロセル内で通信に用いられる総通信量が、 前 記マクロセル通信容量範囲内であるか否かに基づいて強制ハン ドオーバ の制御を行うことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の通信トラヒック 制御方法。

7 . 移動中継局の導入が必要か否かを判断し、

必要と判断された場合に、 前記移動中継局の導入をネッ トワークを介 してネッ トワーク管理者に指示するとともに、

中継に必要な内容を通知することを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の通信トラヒック制御方法。