WO2017199538A1 - ハンドオーバ管理装置 - Google Patents

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WO2017199538A1
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WO
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base station
handover
small cell
cell
station
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PCT/JP2017/008601
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藤井　輝也
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SoftBank Corp
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    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/32—Hierarchical cell structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/04—Reselecting a cell layer in multi-layered cells
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W36/32—Reselection being triggered by specific parameters by location or mobility data, e.g. speed data
    • H04W36/324—Reselection being triggered by specific parameters by location or mobility data, e.g. speed data by mobility data, e.g. speed data

Definitions

  • the present invention relates to a base station, a handover management device, a mobile communication system, and a handover control method.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 Conventionally, in a cellular mobile communication system, when a communicating mobile station traveling in a cell moves to another cell, the communicating base station to which the mobile station communicates is moved from the communication source base station to the destination cell. There is known a handover in which communication is continued by changing to a base station (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2).
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration example of a conventional cellular mobile communication system.
  • the mobile communication system shown in FIG. 7 is a third generation mobile communication system using WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) system, and base station (NB: Node B) 910, 911 and radio network control.
  • a device (RNC: Radio Network Controller) 930 and a mobile switching center (MSC: Mobile Switching Center) 940 are provided.
  • RNC Radio Network Controller
  • MSC Mobile Switching Center
  • FIG. 8 when a mobile station (MS: Mobile Station) 900 communicating in the cell 910A moves to the cell 911A, the base station 910 in the cell 910A changes to the base station 911 in the cell 911A. Handover is controlled to continue communication by switching.
  • MS Mobile Station
  • the mobile station 900, the base station 910 of the cell 910A, the base station 911 of the cell 911A, and the radio network controller 930 cooperate with each other,
  • the control device 930 the handover is controlled so that the communication path from the mobile station 900 to the network side is switched from the base station 910 to the base station 911.
  • time is required for cooperation between the mobile station 900, the base station 910, the base station 911, and the radio network control device 930, and the handover requires time from several hundred milliseconds to several seconds.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing another configuration example of a conventional cellular mobile communication system.
  • the mobile communication system in FIG. 8 is a system of a fourth generation mobile communication system compliant with LTE (Long Term Evolution), and includes base stations (eNB: evolutional Node B) 912, 913 and a mobility management control device (MME: Mobility Management). Entity) 950 and an EPC (Evolved Packet Packet Core) 960.
  • Each of the base stations (eNB: evolutional Node B) 912 and 913 has a function of accumulating packets received from the mobile communication packet switching station 960.
  • LTE Long Term Evolution
  • MME Mobility Management
  • Entity Entity
  • EPC Evolved Packet Packet Core
  • the base station 912 in the cell 912A is switched to the base station 913 in the cell 913A to continue communication.
  • handover is controlled.
  • the mobile station 900, the base station 912 of the cell 912A, the base station 913 of the cell 913A, and the mobility management control device 950 cooperate with each other, Thus, handover is controlled.
  • the transmitted packet sent from the mobile communication packet switching center 960 to the base station 912 of the cell 912A is transferred from the base station 912 to the base station 913 of the cell 913A, and then the mobile communication packet switching center 960 moves
  • the handover is controlled so that the communication path from the station 900 to the network side is switched from the base station 912 to the base station 913.
  • time is required for cooperation between the mobile station 900, the base stations 912 and 913, and the mobility management control device 950, and handover takes time from several hundred milliseconds to several seconds.
  • a macro cell 914A of a small cell base station 915 has a micro cell, a pico cell, a femto cell, etc. as shown in FIG.
  • an overlay cell configuration also referred to as “hierarchical cell configuration” in which small cells (also referred to as “minimal cells”) 915A are superimposed (overlaid).
  • the size of the small cell 915A of the small cell base station 915 is about several tens of meters.
  • the mobile station 900 when the mobile station 900 is traveling at a speed of 100 km / h (speed per second: about 30 m), in the macro cell configuration in which a plurality of macro cells 914A shown in FIG. Will cross.
  • the small cell 915A having a cell size of tens of meters shown in FIG. 12B the mobile station 900 crosses one small cell 915A in several hundred milliseconds to several seconds (for example, around 1 second). . Since handover control requires a time of several hundred milliseconds to several seconds, it is extremely difficult to continue communication of the mobile station 900 that travels at high speed if the current handover control is applied as it is.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a mobile station and a network side even when the mobile station is traveling at high speed in an overlay cell configuration in which a plurality of cells having different sizes overlap each other.
  • a handover management device capable of continuing communication.
  • a base station is a base station used in an overlay cell configuration in which a plurality of cells having different sizes are overlapped, and the traveling speed of a handover target mobile station communicating with the base station is determined.
  • the determination unit compares the detection result of the traveling speed of the mobile station with a predetermined threshold value, and determines whether to perform handover to the switching destination candidate base station based on the comparison result. May be judged.
  • the communication source base station of the handover is a macro cell base station
  • the switching destination candidate base station is a small cell base station
  • the detection result of the traveling speed of the mobile station is equal to or greater than the threshold value.
  • the detection result of the traveling speed of the mobile station is smaller than the threshold without performing handover to the switching destination candidate small cell base station
  • handover to the switching destination candidate small cell base station is performed. May be performed.
  • the communication source base station of the handover is a small cell base station
  • the switching destination candidate base station is a macro cell base station, regardless of the detection result of the traveling speed of the mobile station, You may make it perform the hand-over to the macro cell base station of the said switching destination candidate.
  • the handover source base station is a small cell base station
  • the switching destination candidate base station is a neighboring small cell base station adjacent to the small cell of the source base station.
  • a handover management apparatus is a handover management apparatus that manages a handover in an overlay cell configuration in which a plurality of cells having different sizes overlap each other, and each of the base stations of the plurality of cells in the overlay cell configuration Is a macro cell base station or a small cell base station, and further, means for determining a macro base station of a macro cell where the small cell of the small cell base station is overlaid, and a result of the determination Means for notifying each of the plurality of base stations.
  • the handover management apparatus for each of the plurality of base stations, means for calculating a threshold value to be compared with a detection result of a traveling speed of a mobile station to be handed over when determining whether or not to perform handover to the base station And means for notifying each of the plurality of base stations of the calculated threshold value.
  • a handover control method is a handover control method for controlling handover in an overlay cell configuration in which a plurality of cells having different sizes overlap each other, and is a handover source base station in the overlay cell configuration Detecting a traveling speed of a mobile station in communication with the mobile station, and determining whether to perform a handover to the switching destination candidate base station based on a detection result of the traveling speed of the mobile station. .
  • the handover control method further includes comparing a detection result of a traveling speed of the mobile station with a predetermined threshold value, and whether to perform handover to the switching destination candidate base station based on the comparison result It may be judged.
  • the handover source base station is a macro cell base station
  • the switching destination candidate base station is a small cell base station
  • the detection result of the traveling speed of the mobile station is the threshold value.
  • the switching destination candidate to the small cell base station Handover may be performed.
  • the communication source base station of the handover is a small cell base station
  • the switching destination candidate base station is a macro cell base station, regardless of the detection result of the traveling speed of the mobile station. The handover to the switching destination candidate macro cell base station may be performed.
  • the handover source base station is a small cell base station
  • the switching destination candidate base station is a neighboring small cell base station adjacent to the small cell of the source base station. If the detection result of the traveling speed of the mobile station is greater than or equal to the threshold value, the small cell of the small cell base station that is the communication source base station is overlaid without performing handover to the surrounding small cell base station. If the detected result of the traveling speed of the mobile station is smaller than the threshold value, a handover to the surrounding small cell base station may be performed.
  • the handover control method may further include receiving information on the switching destination candidate base station from the mobile station.
  • Explanatory drawing which shows an example of schematic structure of the mobile communication system of the overlay cell structure provided with the base station which concerns on embodiment of this invention.
  • Explanatory drawing which shows an example of the detection method of the traveling speed of a mobile station.
  • Explanatory drawing of the handover in which a mutually different control algorithm is applied in the mobile communication system of this embodiment.
  • Explanatory drawing of the handover in which a mutually different control algorithm is applied in the mobile communication system of this embodiment.
  • Explanatory drawing of the handover in which a mutually different control algorithm is applied in the mobile communication system of this embodiment.
  • 5 is a flowchart showing an example of a handover control algorithm when a handover source base station is a macro cell base station in the mobile communication system of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a handover control algorithm when a handover source base station is a small cell base station in the mobile communication system of the present embodiment.
  • Explanatory drawing which shows the mode of an example of a hand-over when the mobile station is drive
  • Explanatory drawing which shows the structural example of the conventional cellular mobile communication system.
  • Explanatory drawing of the handover in the mobile communication system of FIG. Explanatory drawing which shows the other structural example of the conventional cellular mobile communication system.
  • Explanatory drawing of the overlay cell structure comprised by superposing a small cell on a macrocell.
  • Explanatory drawing which shows an example of the relationship between the magnitude
  • Explanatory drawing which shows an example of the relationship between the magnitude
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a schematic configuration of a mobile communication system having an overlay cell configuration including a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a case where two small cells are superimposed on a macro cell
  • the present invention can be applied to a case where one small cell is superimposed on a macro cell or three or more small cells on a macro cell. The same can be applied to the case where is superimposed.
  • the mobile communication system is a cellular mobile communication system, and includes macro cell base stations (eNBs) 111 and 112 as first base stations and a small cell base as a second base station.
  • the small cells 121A and 122A of the small cell base stations 121 and 122 are superimposed on the macro cell 111A of the macro cell base station 111, and the small cells 123A and 124A of the small cell base stations 123 and 124 are superimposed on the macro cell 112A of the macro cell base station 112. is doing.
  • the handover management apparatus 150 is an apparatus that manages handover between cells of the base stations 111, 112, 121-124.
  • a small cell base station has a transmission power of, for example, 1 W or less, and a wireless communication possible distance is about several meters to several hundred meters (for example, about several tens of meters). It is a small-capacity base station that can be installed indoors such as homes, stores, and offices. Since the small cell base station is provided so as to cover an area smaller than the area covered by the wide-area macro cell base station in the mobile communication network, it is called “femto base station”, “Home e-Node B”, Sometimes called “Home eNB”.
  • the small cell base station is connected to the core network 140 of the mobile communication network via a line terminating device and a communication line such as an ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line or a broadband public communication line such as an optical line.
  • a communication line such as an ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line or a broadband public communication line such as an optical line.
  • ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
  • a broadband public communication line such as an optical line.
  • the macro cell base station has a transmission power of about 10 W, for example, and covers a macro cell which is a wide area with a radius of about several hundred m to several km installed outdoors in a mobile communication network.
  • a wide-area base station sometimes called “Macro e-Node B”, “MeNB”, or the like.
  • the macro cell base station is connected to another base station via a wired communication line, for example, and can communicate with a predetermined communication interface.
  • the macro cell base station is connected to the core network 140 of the mobile communication network via a communication line such as a line termination device and a dedicated line, and various nodes such as a server device on the core network 140 and the handover management device 150 described above. Can communicate with each other via a predetermined communication interface.
  • Each of the small cell base stations 121 to 124 and the macro cell base stations 111 and 112 includes hardware such as a computer device having a CPU and a memory, an external communication interface unit for the core network 140, and a wireless communication unit.
  • a handover control described later is executed, or wireless communication with a mobile station that is a user terminal is performed using a predetermined communication method and wireless communication resources. can do.
  • each of the small cell base stations 121 to 124 and the macro cell base stations 111 and 112 allows each of the following (1) to (3) to be executed by reading a predetermined program into the computer device and executing it.
  • a handover control device (bHc) 130 is provided as a handover control unit that functions as a unit.
  • Detection means for detecting the traveling speed v of the handover target mobile station 100 communicating with the base station.
  • Judgment means for judging whether or not to perform handover to the switching destination candidate base station based on the detection result of the traveling speed v of the mobile station 100.
  • the traveling speed v of the mobile station 100 is, for example, (i) a method using the Doppler frequency of the received signal, (ii) a method using the magnitude relationship between the reception levels of a plurality of antennas, and (iii) GPS (Global Positioning) System) can be detected by a method using position information.
  • the traveling speed v of the mobile station 100 is calculated from the number of inversions.
  • the mobile station 100 when the mobile station 100 has a GPS signal reception function, current position information (for example, latitude, longitude, and altitude) periodically transmitted from the mobile station 100 in communication is used. GPS position information) and the traveling speed v of the mobile station 100 is calculated based on the current position information.
  • current position information for example, latitude, longitude, and altitude
  • the mobile station 100 When the mobile station 100 is located in the macro cells 111A, 112A and the small cells 121A to 124A, the mobile station 100 obtains a predetermined communication method and radio communication resources between the macro cell base station and the small cell base station corresponding to the located cell. Can be used for wireless communication.
  • the mobile station 100 is configured using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, and the like, and a wireless communication unit, and performs wireless communication with the base station and the like by executing a predetermined program. Can do.
  • the mobile station 100 has a GPS signal reception function as described above, and periodically acquires current position information (for example, GPS position information of latitude, longitude, and altitude) calculated based on the GPS signal. You may comprise so that it may transmit to the base station of the cell which is located.
  • current position information for example, GPS position information of latitude, longitude, and altitude
  • the handover management device 150 is configured by using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, etc., an external communication interface unit for the core network 140, and the following various means are executed by executing a predetermined program. Can function as.
  • the handover management apparatus 150 determines whether each of the base stations of a plurality of cells in the overlay cell configuration is the macro cell base station 111, 112 or the small cell base station 121-124, and further, the small cell base station 121- It also functions as means for determining the macro cell base station of the macro cell in which each of the 124 small cells is overlaid, and means for notifying each of the plurality of base stations of the determination result (type information of each base station, etc.). Based on the type information of each base station notified from the handover management device 150, the handover control device 130 of each of the small cell base stations 121 to 124 determines whether or not to hand over to the switching destination candidate base station.
  • the handover management device 150 compares the macro cells 111A and 112A and the small cells 121A to 124A with the detection result of the traveling speed v of the mobile station 100 to be handed over when determining whether or not to perform handover to the cell.
  • are means and for calculating a traveling speed threshold v th are also functions as a means for notifying the traveling speed threshold v th that the calculated respective macrocell base station 111, 112 and small cell base stations 121-124.
  • the handover management apparatus 150 appropriately calculates the traveling speed threshold value v th set for each of the small cell base stations 121 to 124 according to the size of each small cell, and calculates the value of the traveling speed threshold value v th for each small cell base station.
  • the handover control apparatus 130 of the stations 121 to 124 is notified.
  • the handover control device 130 of each of the small cell base stations 121 to 124 switches the switching destination based on the travel speed threshold v th notified from the handover management device 150 and the detection result of the travel speed v of the mobile station 100 to be handed over. It is determined whether to hand over to the candidate base station.
  • the traveling speed threshold v th may be calculated so as to be appropriately changed according to the change of the overlay cell configuration. For example, when another second small cell is added near the first small cell, the traveling speed threshold for the first small cell is set so as to reduce the substantial area size of the first small cell. You may change so that vth may be made small.
  • 3A, 3B, and 3C are explanatory diagrams of handover to which different control algorithms are applied in the mobile communication system of this embodiment.
  • FIG. 3A shows a case of handover when the mobile station 100 communicating with the macro cell 111A moves to the small cell 122A superimposed on the macro cell 111A.
  • the traveling speed v of the mobile station 100 is compared with a predetermined traveling speed threshold v th set in advance, and when v> v th , it is determined that the handover control is not in time, and the handover is performed to the small cell 122A.
  • the communication with the macro cell 111A is continued as it is.
  • FIG. 3B shows a case of handover when the mobile station 100 communicating with the small cell 122A moves to the macro cell 111A on which the small cell 122A is superimposed.
  • the switching is requested to the macro cell 111A on which the small cell 122A is superimposed, and the handover is performed.
  • FIG. 3C shows a case of handover when the mobile station 100 communicating with the small cell 121A superimposed on the macro cell 111A moves to the small cell 122A adjacent to the small cell 121A.
  • the mobile station 100 can communicate with both the adjacent small cell 122A and the macro cell 111A on which the small cell 121A is superimposed.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a handover control algorithm when the handover source base station is the macrocell base station 111 in the mobile communication system of the present embodiment.
  • the macro cell base station 111 which is the communication source base station of the handover, performs the handover from the mobile station 100 residing in the macro cell 111A together with the information of the switching destination candidate base station (for example, the cell number and the base station number).
  • a request is received (S101).
  • the mobile station 100 receives the transmission signal of the neighboring base station and determines the optimal switching destination candidate base station for the handover based on the reception result.
  • the macro cell base station 111 detects the traveling speed v of the mobile station 100 in communication (S102).
  • the traveling speed v of the mobile station 100 can be detected by the method described above, for example.
  • the macro cell base station 111 obtains information on neighboring base stations previously acquired (the macro cell base station, the small cell base station, and the macro cell base station of the macro cell in which the small cell of the small cell base station is overlaid). , Etc.), it is determined whether the switching destination candidate base station is a small cell base station (S103).
  • the peripheral base station information can be appropriately acquired from the handover management apparatus 150, for example.
  • the macro cell base station 111 When it is determined in step S103 that the switching destination candidate base station is the small cell base station 121 (Yes in S103), the macro cell base station 111 indicates that the detected value of the traveling speed v of the mobile station 100 is the switching destination candidate base station. It is further determined whether or not it is smaller than a predetermined traveling speed threshold v th set for the small cell base station that is a station, that is, whether or not v ⁇ v th is satisfied (S104).
  • the macro cell base station 111 Transmits a handover switching request to the small cell base station 121 which is the switching destination candidate base station (S105).
  • step S103 When it is determined in step S103 that the switching destination candidate base station is not a small cell base station (No in S103), the macro cell base station 111 transmits a handover switching request to another macro cell base station 112 (S106).
  • the macro cell base If the detected value of the travel speed v of the mobile station 100 is greater than or equal to the predetermined travel speed threshold v th in step S104, that is, if it is determined that v ⁇ v th is not satisfied (No in S104), the macro cell base The station 111 continues the communication with the mobile station 100 without performing a handover (S107).
  • the handover from the macro cell base station 111 as the communication source base station to each of the small cell base station 121 and other macro cell base stations 112 is performed. Therefore, it is possible to perform the optimum handover control according to the traveling speed v of the mobile station 100 to be handed over.
  • the switching destination candidate base station is a small cell base station (S103). Before detecting the traveling speed v, it may be determined whether the switching destination candidate base station is a small cell base station. In this case, when it is determined that the switching destination candidate base station is not a small cell base station, since the handover switching request is transmitted to the other macro cell base station 112 regardless of the detection result of the traveling speed v, the traveling speed v is detected. You may control not to perform.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a handover control algorithm when the handover source base station is the small cell base station 121 in the mobile communication system of the present embodiment.
  • the small cell base station 121 which is the communication source base station of the handover, from the mobile station 100 residing in the small cell 121A together with information (for example, cell number and base station number) of the switching destination candidate base station.
  • a handover request is received (S201).
  • the mobile station 100 receives the transmission signal of the neighboring base station and determines the optimal switching destination candidate base station for the handover based on the reception result.
  • the small cell base station 121 detects the traveling speed v of the mobile station 100 in communication (S202).
  • the traveling speed v of the mobile station 100 can be detected by the method described above, for example.
  • the small cell base station 121 determines whether or not the switching destination candidate base station is a small cell base station based on the peripheral base station information acquired in advance (S203).
  • the peripheral base station information can be appropriately acquired from the handover management apparatus 150, for example.
  • step S203 If it is determined in step S203 that the switching destination candidate base station is a small cell base station (Yes in S203), the small cell base station 121 determines that the detected value of the traveling speed v of the mobile station 100 is the switching destination candidate base station. It is further determined whether or not it is smaller than a predetermined traveling speed threshold v th set in the small cell base station 122 that is a station, that is, whether or not v ⁇ v th is satisfied (S204).
  • the small cell base station 121 transmits a handover switching request to the small cell base station 122 which is a switching destination candidate base station (S205).
  • step S203 When it is determined in step S203 that the switching destination candidate base station is not a small cell base station (No in S203), the small cell base station 121 determines that the macro cell 111A of the macro cell 111A on which the small cell 121A is superimposed (overlaid). A handover switching request is transmitted to 111 (S206).
  • step S204 if the detected value of the traveling speed v of the mobile station 100 is greater than or equal to a predetermined traveling speed threshold v th , that is, if it is determined that v ⁇ v th is not satisfied (No in S204), the small cell Similarly to the case of S206, the base station 121 transmits a handover switching request to the macro cell base station 111 of the macro cell 111A on which the small cell 121A is superimposed (S207).
  • the macro cell base station 111 and the surrounding small cell bases are transferred from the small cell base station 121 which is the handover source base station.
  • optimal handover control according to the traveling speed v of the mobile station 100 to be handed over can be performed.
  • the switching destination candidate base station is a small cell base station (S203). Before detecting the traveling speed v, it may be determined whether the switching destination candidate base station is a small cell base station. In this case, when it is determined that the switching destination candidate base station is not a small cell base station, handover to the macro cell base station 111 of the macro cell 111A on which the small cell 121A is superimposed (overlaid) is performed regardless of the detection result of the traveling speed v. In order to transmit the switching request, it may be controlled not to detect the traveling speed v.
  • FIG. 6 illustrates an example of a handover when the mobile station 100 is traveling at high speed so as to straddle the first small cell 121A, the macro cell 111A, and the second small cell 122A in the mobile communication system of the present embodiment. It is explanatory drawing shown.
  • the small cell base station 121 receives a handover request together with information of the switching destination candidate base (macro cell base station 111) from the communicating mobile station 100 located in the small cell 121A, Regardless of the traveling speed v of the mobile station 100, the first handover is performed to switch the base station to be communicated to the macro cell base station 111 of the macro cell 111A on which the small cell 121A is superimposed (overlaid).
  • the macro cell base station 111 performs handover with the information of the switching destination candidate base (second small cell base station 122) from the communicating mobile station 100 located in the macro cell 111A.
  • handover is performed according to the traveling speed v of the mobile station 100 in communication. For example, when the travel speed v of the mobile station 100 is smaller than the travel speed threshold vth set for the small cell base station 122, the second base station 122 switches the base station to be communicated to the second small cell base station 122. The handover is performed.
  • processing steps described in this specification and the components of the mobile communication system, the base station, and the user terminal device (mobile station) can be implemented by various means.
  • these steps and components may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • means such as a processing unit used to realize the above steps and components in an entity (for example, various wireless communication devices, NodeNoB, terminal, hard disk drive device, or optical disk drive device)
  • a processing unit used to realize the above steps and components in an entity (for example, various wireless communication devices, NodeNoB, terminal, hard disk drive device, or optical disk drive device)
  • One or more application specific ICs ASICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing units
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors A controller, a microcontroller, a microprocessor, an electronic device, other electronic units designed to perform the functions described herein, a computer, or a combination thereof.
  • firmware and / or software implementation means such as processing units used to implement the above components may be programs (eg, procedures, functions, modules, instructions) that perform the functions described herein. , Etc.).
  • any computer / processor readable medium that specifically embodies firmware and / or software code is means such as a processing unit used to implement the steps and components described herein. May be used to implement
  • the firmware and / or software code may be stored in a memory, for example, in a control device, and executed by a computer or processor.
  • the memory may be implemented inside the computer or processor, or may be implemented outside the processor.
  • the firmware and / or software code may be, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), nonvolatile random access memory (NVRAM), programmable read only memory (PROM), electrically erasable PROM (EEPROM) ), FLASH memory, floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage, etc. Good.
  • the code may be executed by one or more computers or processors, and may cause the computers or processors to perform the functional aspects described herein.

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Abstract

サービングセルに対する周辺セルからの干渉に起因したハンドオーバ失敗やピンポン・ハンドオーバ現象を防止することができるハンドオーバ管理装置を提供する。互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを管理するハンドオーバ管理装置であって、オーバレイセル構成における複数のセルの基地局それぞれが、マクロセル基地局及びスモールセル基地局のいずれであるかを決定し、更に、スモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局を決定する手段と、前記決定の結果を複数の基地局それぞれに通知する手段と、を備える。

Description

ハンドオーバ管理装置
　本発明は、基地局、ハンドオーバ管理装置、移動通信システム及びハンドオーバ制御方法に関するものである。
　従来、セルラー方式の移動通信システムにおいて、セルを走行している通信中の移動局が他のセルに移動した場合、移動局が通信する通信中の基地局を通信元基地局から移動先のセルの基地局に変えて通信を継続するハンドオーバが知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。
　図７は、従来のセルラー方式の移動通信システムの構成例を示す説明図である。図７の移動通信システムは、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）方式を用いた第３世代移動通信方式のシステムであり、基地局（ＮＢ：Node B）９１０，９１１と無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）９３０と移動通信交換局（ＭＳＣ：Mobile Switching Center）９４０とを備えている。ここで、例えば図８に示すようにセル９１０Ａで通信している移動局（ＭＳ：Mobile Station）９００がセル９１１Ａに移動した場合には、セル９１０Ａの基地局９１０からセル９１１Ａの基地局９１１に切り替えて通信を継続させるようにハンドオーバが制御される。パケット誤りやパケット損失等で通信品質を劣化させることなくハンドオーバさせるためには、移動局９００、セル９１０Ａの基地局９１０、セル９１１Ａの基地局９１１及び無線ネットワーク制御装置９３０が互いに連携し、無線ネットワーク制御装置９３０において、移動局９００から網側への通信経路を基地局９１０から基地局９１１に切り替えるようにハンドオーバが制御される。このハンドオーバ制御では、移動局９００、基地局９１０、基地局９１１及び無線ネットワーク制御装置９３０の連携に時間を要し、ハンドオーバには数１００ミリ秒から数秒の時間を要する。
　図９は、従来のセルラー方式の移動通信システムの他の構成例を示す説明図である。図８の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠した第４世代移動通信方式のシステムであり、基地局（ｅＮＢ：evolutional Node B）９１２，９１３と移動管理制御装置（ＭＭＥ：Mobility Management Entity）９５０と移動通信パケット交換局（ＥＰＣ：Evolved Packet Core）９６０とを備えている。基地局（ｅＮＢ：evolutional Node B）９１２，９１３はそれぞれ移動通信パケット交換局９６０から受信したパケットを蓄積する機能を有している。ここで、例えば図１０に示すようにセル９１２Ａで通信している移動局ＭＳがセル９１３Ａに移動した場合には、セル９１２Ａの基地局９１２からセル９１３Ａの基地局９１３に切り替えて通信を継続させるようにハンドオーバが制御される。パケット誤りやパケット損失等で通信品質を劣化させることなくハンドオーバするためには、移動局９００、セル９１２Ａの基地局９１２、セル９１３Ａの基地局９１３及び移動管理制御装置９５０が互いに連携し、次のようにハンドオーバが制御される。先ず、移動通信パケット交換局９６０からセル９１２Ａの基地局９１２に送付された送付済みのパケットを、基地局９１２からセル９１３Ａの基地局９１３に転送し、その後、移動通信パケット交換局９６０において、移動局９００から網側への通信経路を基地局９１２から基地局９１３に切り替えるようにハンドオーバが制御される。このハンドオーバ制御では、移動局９００、基地局９１２，９１３及び移動管理制御装置９５０の連携に時間を要し、ハンドオーバには数１００ミリ秒から数秒の時間を要する。
進士昌明編「移動通信」、丸善、平成元年 桑原守二監修「自動車電話」、社団法人電子通信学会、昭和６０年
　近年、大都市部においては通信トラフィックが急増しており、通信トラフィックを効率よく運ぶセルラー方式の構成として、図１１に示すようにスモールセル基地局９１５のマクロセル９１４Ａにマイクロセル、ピコセル、フェムトセルなどのスモールセル（「極小セル」とも呼ばれる。）９１５Ａを重畳（オーバレイ）して構成したオーバレイセル構成（「階層化セル構成」ともいう。）が知られている。スモールセル基地局９１５のスモールセル９１５Ａのサイズは数十メートル程度である。そのため、高速走行する移動局が短時間でスモールセル９１５Ａを移動する場合、マクロセル９１４Ａとスモールセル９１５Ａとの間のハンドオーバ制御や、互いに隣接するスモールセル９１５Ａ間のハンドオーバ制御が間に合わず、移動局が網側との通信を継続できない場合がある。
　例えば、移動局９００が時速１００ｋｍ（秒速：約３０ｍ）で走行している場合、図１２Ａに示す複数のマクロセル９１４Ａが配置されたマクロセル構成では、移動局９００は数十秒で１つのマクロセル９１４Ａを横断することになる。
　これに対し、図１２Ｂに示すセルの大きさが数十メートルのスモールセル９１５Ａでは、移動局９００は数百ミリ秒～数秒（例えば１秒前後）で１つのスモールセル９１５Ａを横断することになる。ハンドオーバ制御には数１００ミリ秒から数秒単位の時間を必要とするため、現状のハンドオーバ制御をそのまま適用すると、高速走行の移動局９００の通信を継続することは極めて困難である。
　本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成において移動局が高速走行しているときでも移動局と網側との通信を継続することができる基地局、ハンドオーバ管理装置、移動通信システム及びハンドオーバ制御方法を提供することである。
　本発明の一態様に係る基地局は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成に用いられる基地局であって、当該基地局と通信しているハンドオーバ対象の移動局の走行速度を検出する検出手段と、前記移動局の走行速度の検出結果に基づいて、切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断する判断手段と、を備える。
　前記基地局において、前記判断手段は、前記移動局の走行速度の検出結果と所定の閾値とを比較し、その比較の結果に基づいて、前記切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断してもよい。
　また、前記基地局において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、マクロセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、スモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
　また、前記基地局において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、マクロセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果にかかわらず、前記切替先候補のマクロセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
　また、前記基地局において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、前記通信元基地局のスモールセルに隣接する周辺のスモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに、前記通信元基地局であるスモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局へのハンドオーバを行い、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
　また、前記基地局において、前記切替先候補基地局の情報を前記移動局から受信する手段を、更に備えてもよい。
　本発明の他の態様に係るハンドオーバ管理装置は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを管理するハンドオーバ管理装置であって、前記オーバレイセル構成における複数のセルの基地局それぞれが、マクロセル基地局及びスモールセル基地局のいずれであるかを決定し、更に、該スモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロ基地局を決定する手段と、前記決定の結果を前記複数の基地局それぞれに通知する手段と、を備える。
　前記ハンドオーバ管理装置において、前記複数の基地局それぞれについて、該基地局へのハンドオーバを行うか否かの判断の際にハンドオーバ対象の移動局の走行速度の検出結果と比較される閾値を計算する手段と、前記計算した閾値を前記複数の基地局それぞれに通知する手段と、を更に備えてもよい。
　本発明の更に他の態様に係るハンドオーバ制御方法は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御方法であって、前記オーバレイセル構成におけるハンドオーバの通信元基地局と通信している移動局の走行速度を検出することと、前記移動局の走行速度の検出結果に基づいて、切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断することと、を含む。
　前記ハンドオーバ制御方法において、前記移動局の走行速度の検出結果と所定の閾値とを比較すること、を更に含み、前記比較の結果に基づいて、前記切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断してもよい。
　また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、マクロセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、スモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
　また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、マクロセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果にかかわらず、前記切替先候補のマクロセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
　また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、前記通信元基地局のスモールセルに隣接する周辺のスモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに、前記通信元基地局であるスモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局へのハンドオーバを行い、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
　また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記切替先候補基地局の情報を前記移動局から受信することを更に含んでもよい。
　本発明によれば、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成において移動局が高速走行しているときでも移動局と網側との通信を継続することができる、という効果を奏する。
本発明の実施形態に係る基地局を備えたオーバレイセル構成の移動通信システムの概略構成の一例を示す説明図。 移動局の走行速度の検出方法の一例を示す説明図。 本実施形態の移動通信システムにおける互いに異なる制御アルゴリズムが適用されるハンドオーバの説明図。 本実施形態の移動通信システムにおける互いに異なる制御アルゴリズムが適用されるハンドオーバの説明図。 本実施形態の移動通信システムにおける互いに異なる制御アルゴリズムが適用されるハンドオーバの説明図。 本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がマクロセル基地局の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャート。 本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がスモールセル基地局の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャート。 本実施形態の移動通信システムにおいて第１のスモールセルとマクロセルと第２のスモールセルとをまたがるように移動局が高速走行しているときのハンドオーバの一例の様子を示す説明図。 従来のセルラー方式の移動通信システムの構成例を示す説明図。 図７の移動通信システムにおけるハンドオーバの説明図。 従来のセルラー方式の移動通信システムの他の構成例を示す説明図。 図９の移動通信システムにおけるハンドオーバの説明図。 マクロセルにスモールセルを重畳して構成したオーバレイセル構成の説明図。 マクロセル構成及びスモールセル構成におけるセルの大きさと移動局がセルを移動する時間との関係の一例を示す説明図。 マクロセル構成及びスモールセル構成におけるセルの大きさと移動局がセルを移動する時間との関係の一例を示す説明図。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る基地局を備えたオーバレイセル構成の移動通信システムの概略構成の一例を示す説明図である。なお、図１では、マクロセルに２つのスモールセルが重畳している場合について示しているが、本発明は、マクロセルに１つのスモールセルが重畳している場合や、マクロセルに３つ以上のスモールセルが重畳している場合にも、同様に適用することができる。
　図１において、本実施形態の移動通信システムは、セルラー方式の移動通信システムであり、第１の基地局としてのマクロセル基地局（ｅＮＢ）１１１，１１２と、第２の基地局としてのスモールセル基地局（ｓＮＢ）１２１～１２４と、移動通信ネットワークのコアネットワーク１４０を介して各基地局１１１，１１２，１２１～１２４と通信可能なハンドオーバ管理装置（ｎＨｃ）１５０とを備えている。スモールセル基地局１２１，１２２のスモールセル１２１Ａ，１２２Ａは、マクロセル基地局１１１のマクロセル１１１Ａに重畳し、スモールセル基地局１２３，１２４のスモールセル１２３Ａ，１２４Ａは、マクロセル基地局１１２のマクロセル１１２Ａに重畳している。また、ハンドオーバ管理装置１５０は、各基地局１１１，１１２，１２１～１２４のセル間のハンドオーバを管理する装置である。
　ここで、スモールセル基地局は、広域のマクロセル基地局とは異なり、例えば１Ｗ以下の送信パワーを有し、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度（例えば数１０ｍ程度）であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局は、移動体通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「フェムト基地局」と呼ばれたり、「Ｈｏｍｅ　ｅ－Ｎｏｄｅ　Ｂ」や「Ｈｏｍｅ　ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局は、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワーク１４０に接続され、他の基地局や、コアネットワーク１０４０上のサーバ装置、前述のハンドオーバ管理装置１５０などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
　これに対して、マクロセル基地局は、例えば１０Ｗ程度の送信パワーを有し、移動体通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「Ｍａｃｒｏ　ｅ－Ｎｏｄｅ　Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局は、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局は、回線終端装置及び専用回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワーク１４０に接続され、コアネットワーク１４０上のサーバ装置、前述のハンドオーバ管理装置１５０などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
　また、スモールセル基地局１２１～１２４及びマクロセル基地局１１１，１１２それぞれの基地局装置は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワーク１４０に対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、後述のハンドオーバ制御を実行したり、所定の通信方式及び無線通信リソースを用いてユーザ端末である移動局との間の無線通信を行ったりすることができる。
　また、スモールセル基地局１２１～１２４及びマクロセル基地局１１１，１１２それぞれの基地局装置は、コンピュータ装置に所定のプログラムが読み込まれて実行されることにより次の（１）～（３）に示す各手段として機能するハンドオーバ制御手段としてのハンドオーバ制御装置（ｂＨｃ）１３０を備えている。
（１）当該基地局と通信しているハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖを検出する検出手段。
（２）上記移動局１００の走行速度ｖの検出結果に基づいて、切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断する判断手段。
（３）ハンドオーバの最適な切替先候補基地局の情報を移動局１００から受信する手段。
　上記移動局１００の走行速度ｖは、例えば（ｉ）受信信号のドップラー周波数を利用する方法、（ii）複数のアンテナの受信レベルの大小関係を利用する方法、及び、（iii）ＧＰＳ（Global Positioning System）位置情報を利用する方法で検出することができる。
　上記（ｉ）の方法は、図２に示すように、移動局１００の走行速度ｖに比例して変動する移動局からの受信信号の変動（伝搬変動）をフーリエ変換し、最大ドップラー周波数（ｆＤ）を測定し、その測定値を、換算式（ｖ＝ｆＤ×波長）を用いて走行速度ｖに換算する方法である。
　また、上記（ii）の方法は、移動局１００からの信号を複数のアンテナ（例えば、アンテナ１、アンテナ２）で受信している場合に、アンテナ１とアンテナ２の受信レベルの大小を比較し、大小の反転回数から、移動局１００の走行速度ｖを計算する方法である。
　また、上記（iii）の方法は、移動局１００がＧＰＳ信号の受信機能を備えている場合に、通信中の移動局１００から定期的に送信される現在位置情報（例えば、緯度、経度及び高度のＧＰＳ位置情報）を受信し、現在位置情報に基づいて、移動局１００の走行速度ｖを計算する方法である。
　移動局１００は、マクロセル１１１Ａ，１１２Ａやスモールセル１２１Ａ～１２４Ａに在圏するときに、その在圏するセルに対応するマクロセル基地局やスモールセル基地局と間で所定の通信方式及び無線通信リソースを用いて無線通信することができる。移動局１００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより基地局等との間の無線通信等を行うことができる。
　また、移動局１００は、前述のようにＧＰＳ信号の受信機能を備え、ＧＰＳ信号に基づいて算出した現在位置情報（例えば、緯度、経度及び高度のＧＰＳ位置情報）を、定期的に、自身が在圏するセルの基地局に送信するように構成してもよい。
　ハンドオーバ管理装置１５０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワーク１４０に対する外部通信インターフェース部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、次のような各種手段として機能することができる。
　例えば、ハンドオーバ管理装置１５０は、オーバレイセル構成における複数のセルの基地局それぞれがマクロセル基地局１１１，１１２及びスモールセル基地局１２１～１２４のいずれであるかを決定し、さらにスモールセル基地局１２１～１２４のスモールセルそれぞれがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局を決定する手段や、その決定の結果（各基地局の種別情報等）を前記複数の基地局それぞれに通知する手段としても機能する。各スモールセル基地局１２１～１２４のハンドオーバ制御装置１３０は、ハンドオーバ管理装置１５０から通知された各基地局の種別情報に基づいて、切替先候補基地局にハンドオーバするか否かの判断を行う。
　また、ハンドオーバ管理装置１５０は、マクロセル１１１Ａ，１１２Ａ及びスモールセル１２１Ａ～１２４Ａそれぞれについて、セルへのハンドオーバを行うか否かの判断の際にハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖの検出結果と比較される走行速度閾値ｖｔｈを計算する手段や、その計算した走行速度閾値ｖｔｈをマクロセル基地局１１１，１１２及びスモールセル基地局１２１～１２４それぞれに通知する手段としても機能する。
　一般に、走行速度閾値ｖｔｈは切替先候補のスモールセルの大きさに依存するため、その値は各スモールセル毎に異なる。そこで、ハンドオーバ管理装置１５０は、各スモールセル基地局１２１～１２４に設定する走行速度閾値ｖｔｈを各スモールセルのサイズに応じて適宜計算し、その走行速度閾値ｖｔｈの値を各スモールセル基地局１２１～１２４のハンドオーバ制御装置１３０に通知する。各スモールセル基地局１２１～１２４のハンドオーバ制御装置１３０は、ハンドオーバ管理装置１５０から通知された走行速度閾値ｖｔｈと、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖの検出結果とに基づいて、切替先候補基地局にハンドオーバするか否かの判断を行う。
　なお、走行速度閾値ｖｔｈは、オーバレイセル構成の変更に応じて適宜変更するように計算してもよい。例えば、第１のスモールセルの近くに他の第２のスモールセルが追加された場合は、第１のスモールセルの実質的なエリアサイズを小さくするように、第１のスモールセルに対する走行速度閾値ｖｔｈを小さくするように変更してもよい。
　図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ、本実施形態の移動通信システムにおける互いに異なる制御アルゴリズムが適用されるハンドオーバの説明図である。
　図３Ａは、マクロセル１１１Ａと通信中の移動局１００が、そのマクロセル１１１Ａに重畳しているスモールセル１２２Ａに移動するときのハンドオーバの場合を示している。この場合、移動局１００の走行速度ｖと予め設定した所定の走行速度閾値ｖｔｈとを比較し、ｖ＞ｖｔｈの場合にはハンドオーバ制御が間に合わないと判断して、スモールセル１２２Ａにハンドオーバをさせないでマクロセル１１１Ａとの通信をそのまま継続させる。一方、ｖ＜＝ｖｔｈの場合にはハンドオーバ制御が間に合うと判断して、切替先候補のスモールセル１２２Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。
　図３Ｂは、スモールセル１２２Ａと通信中の移動局１００が、そのスモールセル１２２Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａに移動するときのハンドオーバの場合を示している。この場合、移動局１００の走行速度ｖに関係なく、スモールセル１２２Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。
　図３Ｃは、マクロセル１１１Ａに重畳しているスモールセル１２１Ａと通信中の移動局１００が、スモールセル１２１Ａに隣接するスモールセル１２２Ａに移動するときのハンドオーバの場合を示している。この場合、移動局１００は、隣接するスモールセル１２２Ａ及びスモールセル１２１Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａの両方に通信可能である。ｖ＜＝ｖｔｈの場合にはハンドオーバ制御が間に合うと判断して、隣接する切替先候補のスモールセル１２２Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。一方、ｖ＞ｖｔｈの場合には、隣接する切替先候補のスモールセル１２２Ａにはハンドオーバをさせないで、スモールセル１２１Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。
　図４は、本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がマクロセル基地局１１１の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
　図４において、まず、ハンドオーバの通信元基地局であるマクロセル基地局１１１は、マクロセル１１１Ａに在圏する移動局１００から、切替先候補基地局の情報（例えばセル番号や基地局番号）とともにハンドオーバの要求を受信する（Ｓ１０１）。ハンドオーバの最適な切替先候補基地局は、例えば、移動局１００が周辺基地局の送信信号を受信し、その受信結果に基づいて決定する。
　次に、マクロセル基地局１１１は、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出する（Ｓ１０２）。この移動局１００の走行速度ｖは例えば前述の方法で検出することができる。
　次に、マクロセル基地局１１１は、予め取得しておいた周辺の基地局情報（マクロセル基地局、スモールセル基地局、及び、そのスモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局、等）に基づいて、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断する（Ｓ１０３）。周辺の基地局情報は、例えばハンドオーバ管理装置１５０から適宜取得しておくことができる。
　上記ステップＳ１０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局１２１であると判断した場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、マクロセル基地局１１１は、移動局１００の走行速度ｖの検出値が、切替先候補基地局であるスモールセル基地局に設定された所定の走行速度閾値ｖｔｈよりも小さいか否か、すなわち、ｖ＜ｖｔｈを満たすか否かを更に判断する（Ｓ１０４）。
　上記ステップＳ１０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖｔｈよりも小さい場合、すなわち、ｖ＜ｖｔｈを満たすと判断した場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、マクロセル基地局１１１は、切替先候補基地局であるスモールセル基地局１２１に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ１０５）。
　上記ステップＳ１０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断した場合（Ｓ１０３でＮｏ）、マクロセル基地局１１１は、他のマクロセル基地局１１２にハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ１０６）。
　また、上記ステップＳ１０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖｔｈ以上の場合、すなわち、ｖ＜ｖｔｈを満たさないと判断した場合（Ｓ１０４でＮｏ）、マクロセル基地局１１１は、ハンドオーバさせないで移動局１００との通信をそのまま継続する（Ｓ１０７）。
　図４のハンドオーバ制御によれば、マクロセルとスモールセルとが重複したオーバレイセル構成において、通信元基地局であるマクロセル基地局１１１からスモールセル基地局１２１及び他のマクロセル基地局１１２それぞれへのハンドオーバについて、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖに応じた最適なハンドオーバ制御を行うことができる。
　なお、図４のハンドオーバ制御では、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出した（Ｓ１０２）後、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断している（Ｓ１０３）が、走行速度ｖの検出前に、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かの判断を行ってもよい。この場合、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断したとき、走行速度ｖの検出結果にかかわらず他のマクロセル基地局１１２にハンドオーバの切替要求を送信するため、走行速度ｖの検出を行わないように制御してもよい。
　図５は、本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がスモールセル基地局１２１の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
　図５において、まず、ハンドオーバの通信元基地局であるスモールセル基地局１２１は、スモールセル１２１Ａに在圏する移動局１００から、切替先候補基地局の情報（例えばセル番号や基地局番号）とともにハンドオーバの要求を受信する（Ｓ２０１）。ハンドオーバの最適な切替先候補基地局は、例えば、移動局１００が周辺基地局の送信信号を受信し、その受信結果に基づいて決定する。
　次に、スモールセル基地局１２１は、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出する（Ｓ２０２）。この移動局１００の走行速度ｖは例えば前述の方法で検出することができる。
　次に、スモールセル基地局１２１は、予め取得しておいた周辺の基地局情報に基づいて、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断する（Ｓ２０３）。周辺の基地局情報は、例えばハンドオーバ管理装置１５０から適宜取得しておくことができる。
　上記ステップＳ２０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局であると判断した場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、スモールセル基地局１２１は、移動局１００の走行速度ｖの検出値が、切替先候補基地局であるスモールセル基地局１２２に設定された所定の走行速度閾値ｖｔｈよりも小さいか否か、すなわち、ｖ＜ｖｔｈを満たすか否かを更に判断する（Ｓ２０４）。
　上記ステップＳ２０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖｔｈよりも小さい場合、すなわち、ｖ＜ｖｔｈを満たすと判断した場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、スモールセル基地局１２１は、切替先候補基地局であるスモールセル基地局１２２に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ２０５）。
　上記ステップＳ２０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断した場合（Ｓ２０３でＮｏ）、スモールセル基地局１２１は、スモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ２０６）。
　また、上記ステップＳ２０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖｔｈ以上の場合、すなわち、ｖ＜ｖｔｈを満たさないと判断した場合（Ｓ２０４でＮｏ）、スモールセル基地局１２１は、上記Ｓ２０６の場合と同様に、スモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ２０７）。
　図５のハンドオーバ制御によれば、マクロセル１１１Ａとスモールセル１２１Ａ、１２２Ａとが重複したオーバレイセル構成において、ハンドオーバの通信元基地局であるスモールセル基地局１２１からマクロセル基地局１１１及び周辺のスモールセル基地局１２２それぞれへのハンドオーバについて、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖに応じた最適なハンドオーバ制御を行うことができる。
　なお、図５のハンドオーバ制御では、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出した（Ｓ２０２）後、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断している（Ｓ２０３）が、走行速度ｖの検出前に、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かの判断を行ってもよい。この場合、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断したとき、走行速度ｖの検出結果にかかわらずスモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に、ハンドオーバの切替要求を送信するため、走行速度ｖの検出を行わないように制御してもよい。
　図６は、本実施形態の移動通信システムにおいて第１のスモールセル１２１Ａとマクロセル１１１Ａと第２のスモールセル１２２Ａとをまたがるように移動局１００が高速走行しているときのハンドオーバの一例の様子を示す説明図である。
　図６において、スモールセル基地局１２１がスモールセル１２１Ａに在圏している通信中の移動局１００から切替先候補基地（マクロセル基地局１１１）の情報とともにハンドオーバの要求を受信すると、その通信中の移動局１００の走行速度ｖにかかわらず、通信対象の基地局を、スモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に切り替える第１のハンドオーバが実施される。
　次に、上記第１のハンドオーバの後、マクロセル基地局１１１がマクロセル１１１Ａに在圏している通信中の移動局１００から切替先候補基地（第２のスモールセル基地局１２２）の情報とともにハンドオーバの要求を受信すると、その通信中の移動局１００の走行速度ｖに応じてハンドオーバが実施される。
　例えば、移動局１００の走行速度ｖがスモールセル基地局１２２に対して設定されている走行速度閾値ｖｔｈよりも小さい場合は、通信対象の基地局を第２のスモールセル基地局１２２に切り替える第２のハンドオーバが実施される。
　一方、移動局１００の走行速度ｖがスモールセル基地局１２２に対して設定されている走行速度閾値ｖｔｈ以上の場合は、ハンドオーバを実施せずに、移動局１００とマクロセル基地局１１１との通信がそのまま継続される。
　以上、本実施形態によれば、互いにサイズが異なるマクロセルとスモールセルとが重複したオーバレイセル構成において、マクロセル基地局とスモールセル基地局との間のハンドオーバ及びスモールセル基地局と隣接する周辺のスモールセル基地局との間のハンドオーバそれぞれについて、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖに応じた最適なハンドオーバ制御を行うことができる。従って、互いにサイズが異なるマクロセルとスモールセルとが重複したオーバレイセル構成において、パケット誤りやパケット損失等で通信品質を劣化させることなくスムーズなハンドオーバ制御を実現できる。
　なお、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局及びユーザ端末装置（移動局）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
　ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
　また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
　また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
　１００　移動局
　１１１，１１２　マクロセル基地局（ｅＮＢ）
　１１１Ａ，１１２Ａ　マクロセル
　１２１～１２４　スモールセル基地局（ｓＮＢ）
　１２１Ａ～１２４Ａ　スモールセル
　１３０　ハンドオーバ制御装置（ｂＨｃ）
　１４０　コアネットワーク
　１５０　ハンドオーバ管理装置（ｎＨｃ）

Claims (2)

  1. 　互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを管理するハンドオーバ管理装置であって、
    　前記オーバレイセル構成における複数のセルの基地局それぞれが、マクロセル基地局及びスモールセル基地局のいずれであるかを決定し、更に、該スモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局を決定する手段と、
    　前記決定の結果を前記複数の基地局それぞれに通知する手段と、を備えることを特徴とするハンドオーバ管理装置。
  2. 　請求項１のハンドオーバ管理装置において、
    　前記複数の基地局それぞれについて、該基地局へのハンドオーバを行うか否かの判断の際にハンドオーバ対象の移動局の走行速度の検出結果と比較される閾値を計算する手段と、
    　前記計算した閾値を前記複数の基地局それぞれに通知する手段と、を更に備えることを特徴とするハンドオーバ管理装置。
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