JP2006261845A - 移動体通信端末、ハンドオーバー解決方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 ハンドオーバーする確率の低いセルの監視を行わないことにより、端末の消費電流を抑えることと品質の良い基地局へのハンドオーバーへの切替も早くすることができる移動体通信端末、ハンドオーバー解決方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】 端末２００は、周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセル２０５等を予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測する移動体通信端末、ハンドオーバー解決方法およびプログラムに関する。

従来、セルラー無線通信システムにおいては、通信サービスを提供するエリアをいくつかのセルに分割して各セル内に基地局を設置し、移動局（以下、「端末」という）が移動時において無線品質の良い基地局に切り替えていくことにより、最もよい待ち受け状態を確保するように制御している。

また、端末は、自端末が存在するセル（在圏セル）の基地局との接続状態を継続すると同時に、在圏セル周辺の複数個のセルの無線状態を監視している。

端末は、在圏セルの報知情報に含まれる周辺セルのコードを基に、周辺の基地局から送信される制御チャネルのパイロット信号を受信し、その受信電力を測定し最も大きい基地局を移動先の基地局候補として決定し、在圏セルの基地局に対し基地局の切り替え依頼を送信する。基地局は依頼に基づき、切り替えを実行するか判断し、実行すべきと判断した場合は、基地局の切り替えを行なう。これをハンドオーバーと呼ぶ。

ここで、基地局より提供する情報（基地局の位置、セルの大きさ、ソフトハンドオーバー許可半径、セルサーチ許可半径、自局の電波が届くセルエリアの地図、ソフトハンドオーバー促進位置、隣接セル等の情報）によりセルラー通信方式のセル配置、構成を移動端末に報知し、移動端末は自端末の現在位置を割り出す機能を有し、提供された情報と自端末の現在位置の情報からソフトハンドオーバーおよびセルサーチの処理を行なうこと、例えば、移動端末の位置が基地局から提供されたセルサーチ許可半径以上離れた時にソフトハンドオーバーにより基地局の切り替えを可能とすることで、基地局から移動通信端末に送信する基地局切り替え用の報知情報の情報量を最小限にし、システム資源を有効活用し、ソフトハンドオーバー等の頻度を抑制し、セルに対する総干渉量を削減して加入者数を増加させることができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１９９１３７号公報

しかしながら、上述した従来例においては次のような問題点があった。

端末は、複数のセルを監視したにもかかわらず、一つのセルにハンドオーバーするため、ハンドオーバー先以外のセルの監視動作は無駄になる。

また、端末のセル監視の結果を複数回分比較すれば、端末の移動方向をある程度推測することができ、端末の移動方向が推測できれば、端末が次にハンドオーバーする先のセルを推測することができる。そして、端末がハンドオーバー先のセルを推測できれば、端末がハンドオーバー先以外のセルの監視動作を行なう必要がなくなる。

そこで、本発明は、過去の周辺セル監視履歴に基づき在圏セルからのハンドオーバー先のセルを予測することができるため、周辺セルの監視を予測セルのみに絞ることにより、ハンドオーバーする確率の低いセルの監視を行わないことにより、端末の消費電流を抑えることと品質の良い基地局へのハンドオーバーへの切替も早くすることができる移動体通信端末、ハンドオーバー解決方法およびプログラムを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とする移動体通信端末である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の移動体通信端末において、監視結果は、受信電力の増減であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の移動体通信端末において、特定のセルの受信電力が単調に増加し所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合、そのセルのみを監視することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体通信端末において、ハンドオーバー先のセルの予測をＧＰＳの測位結果に基づく自機の進行方向情報を加味して行ないハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とするハンドオーバー解決方法である。

請求項６記載の発明は、請求項５記載のハンドオーバー解決方法において、監視結果は、受信電力の増減であることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５または６記載のハンドオーバー解決方法において、特定のセルの受信電力が単調に増加し所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合、そのセルのみを監視することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項５から７のいずれか１項に記載のハンドオーバー解決方法において、ハンドオーバー先のセルの予測をＧＰＳの測位結果に基づく自機の進行方向情報を加味して行ないハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視する処理を実行させることを特徴とするプログラムである。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載のプログラムにおいて、監視結果は、受信電力の増減であることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項９または１０記載のプログラムにおいて、特定のセルの受信電力が単調に増加し所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合、そのセルのみを監視する処理を実行させることを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項に記載のプログラムにおいて、ハンドオーバー先のセルの予測をＧＰＳの測位結果に基づく自機の進行方向情報を加味して行ないハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視する処理を実行させることを特徴とする。

本発明の移動体通信端末、ハンドオーバー解決方法およびプログラムによれば、ハンドオーバーする確率の低いセルの監視を行わないことにより、端末の消費電流を抑えることと品質の良い基地局へのハンドオーバーへの切替も早くすることができる。

次に、本発明の一実施の形態について図を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態における移動体通信端末の構成を示すブロック図である。

本実施の形態の移動体通信端末である携帯電話機は、図１に示すように、基地局−端末間で無線信号を送受信するためのアンテナ１００と、送受信した無線信号を変復調し基地局からの無線信号に従った動作を行なうための無線送受信部１０１と、予め登録された自機の無線情報にしたがい、送信データを主制御部１０４から受け取り無線送受信部１０１に送出するとともに、無線を介して受信したデータを主制御部１０４に与える無線データ制御部１０２と、電話番号や時計等を表示する表示部１０３と、主制御部１０４と、プログラムＲＯＭ１０５と、使用者が電話番号の入力等の各種操作を行なうためのキースイッチ１０６と、セル監視の履歴データを格納するＲＡＭ１０７と、リアルタイムクロック１０８と、音声信号を変換するための音声処理部１０９と、着信音を出力するためのスピーカ１１０と、音声を入力するためのマイク１１１と、通話相手の音声を出力するためのレシーバ１１２から構成されている。

次に、従来の移動体通信端末のハンドオーバー解決処理の動作について、図２および図６を用いて詳細に説明する。

図２に示す、基地局Ａから基地局Ｄのような基地局配置により、セルＡからセルＤのように構成されるサービスエリア内を、端末２００がルート２０９に沿って移動する場合を例に説明する。

また、在圏セルＤの受信電力をＰｄとし、在圏セルがＤの時のセルＡの受信電力をＰｄａとする。

また、ポイントＡでの受信電力をＰｄ（Ａ）とする。

まず、ポイントＡ２１０に存在する端末２００は、基地局Ａ２０１から基地局Ｄ２０４の中から最も受信電力が高い基地局（本実施の形態では基地局Ｄ２０４）を選択し、選択した基地局Ｄ２０４と無線回線を確立する。

その際、端末２００は、基地局Ｄ２０４と無線回線を確立するために報知情報を受信する（４００）。この報知情報には、セルＤ２０８の周辺に存在するセルＡ２０５、セルＢ２０６、セルＣ２０７のコードが含まれており、端末２００はセルＡ２０５、セルＢ２０６、セルＣ２０７の受信電力Ｐｄａ、Ｐｄｂ、Ｐｄｃの監視を開始する（４０１、４０３、４０５）。

端末２００が移動ルート２０９に沿って移動し、ポイントＣ２１２まで来た時点で、セルＤ２０８の受信電力ＰｄよりセルＡ２０５の受信電力Ｐｄａの方が高くなったとする（４０２）。

この時、端末２００は、ハンドオーバー依頼の信号を基地局Ｄ２０４に対して送信する。

基地局Ｄ２０４は、端末２００からの依頼に基づきハンドオーバーを実行するかを判断し、実行すべきであると判断した場合は、ハンドオーバーを実行する（４０７）。

ところで、このようなシステムにおいては、セルＤ２０８に在圏している間には常にセルＡ２０５とセルＢ２０６、セルＣ２０７の受信電力Ｐｄａ、Ｐｄｂ、Ｐｄｃを監視している（４０１、４０３、４０５）。しかし、移動ルート２０１に沿って移動した場合、ハンドオーバーは基地局Ｄ２０４と基地局Ａ２０１の間でしか発生しない。つまり、セルＢ２０６、セルＣ２０７の監視は行なわれなくても無線確立状態が切断されることはないばかりか、ハンドオーバーが行なわれない基地局の監視を行なうことで、端末２００の消費電流が増加するうえに、品質のよい基地局へのハンドオーバー動作にも時間がかかってしまう。

そこで、以下に、本発明の実施の形態における移動体通信端末のハンドオーバー解決処理の動作について、図１、図２、図３および図４を参照して詳細に説明する。

まず、端末２００が移動ルート２０９上を移動する際、ポイントＡ２１０にて周辺セルの監視を行なったとする。

この時、セル監視結果をＲＡＭ１０７に保存する（５０３）と同時に、在圏セルの受信電力Ｐｄ（Ａ）とセル監視結果のＰｄａ（Ａ）、Ｐｄｂ（Ａ）、Ｐｄｃ（Ａ）を比較し、ハンドオーバーの要否を確認する（５０４）。

次に、端末２００が移動ルート２０９上を移動し、前回の周辺セル監視から一定時間経過（ポイントＢ２１１に到着）時に周辺セルの監視を行なった（５０２）とする。

この時もポイントＡ２１０にて行なったと同じように、セル監視結果をＲＡＭ１０７に保存し（５０３）、監視結果に基づきハンドオーバーの要否を確認（５０４）する。

また、同時に、前回（ポイントＡ２１０）でのセル監視結果Ｐｄａ（Ａ）、Ｐｓｂ（Ａ）、Ｐｄｃ（Ａ）と今回（ポイントＢ２１１）のセル監視結果Ｐｄａ（Ｂ）、Ｐｓｂ（Ｂ）、Ｐｄｃ（Ｂ）を比較し、受信電力が増加しているセルの有無を確認する。

本実施の形態では、セルＡ２０５の受信電力Ｐｄａが増加し、セルＢ２０６の受信電力Ｐｄｂ、セルＣ２０７の受信電力Ｐｄｃは減少したものとする（５０６）。

端末２００は、次のハンドオーバー先のセルをセルＡ２０５であるものと予測し、受信電力Ｐｄａのみの監視を行なう（５０７）。

したがって、次のハンドオーバー先のセルであるものと予測されなかったセルＢ２０６の受信電力ＰｄｂおよびセルＣ２０７の受信電力Ｐｄｃの監視は行なわれない。

なお、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が単調に増加し（最小二乗法による近似直線が）所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合（１回のみ増加しただけでは偶然であるかもしれないので過去の傾向もみる）、そのセル以外の監視を中止することであってもよい。

また、判定方法としては、測定した周辺セルのレベルまたは品質が、通信中のセルのレベルまたは品質より良くなったかを判定する（判定結果Ａ）。測定した周辺セルのレベルまたは品質が、予め設定されたしきい値以上か否かを判定する（判定結果Ｂ）。少なくとも判定結果Ａまたは判定結果Ｂのどちらかが真の場合には、追加対象セルとする。すなわち、判定結果Ａまたは判定結果Ｂのどちらかが真の場合か、判定結果Ａおよび判定結果Ｂの両方が真の場合には、追加対象セルとなり、これ以外には、追加セルでないと判定される。測定したセルの数の分について、上記の処理を繰り返すことであってもよい。

端末２００がルート２０９上を移動し、前回の周辺セル監視からさらに一定時間経過（ポイントＣ２１２に到着）時に周辺セルの監視を行なった（５０２）とする。

その結果、在圏セルである基地局Ｄ２０４の受信電力Ｐｄより、予測セルである基地局Ａ２０１の受信電力Ｐａｄの方が大きくなった（５０４）場合、端末２００は基地局Ｄ２０４に対しハンドオーバーの要求を送信する。

基地局Ｄ２０４は、端末２００からの要求に基づきハンドオーバーの判断を行ない、実行すべきであると判断した場合はハンドオーバーを行なう（５０５）。

また、予測セルＡ２０５の受信電力Ｐｄａのみ監視を行っている間に、予測セルＡ２０５の受信電力Ｐｄａ（Ｃ）が前回のセルＡの監視結果Ｐｄａ（Ｂ）より減少した場合（５０８）は、通常通り、報知情報に含まれる周辺セル情報に従い周辺セルを監視し（５０９）、セル監視結果に基づきハンドオーバーを行なうことで、端末２００の移動方向が予測から外れた場合でも待ち受け状態を確保できる。

上記の実施の形態では、端末の移動方向の推測手段として周辺セルの監視結果のみを使用していた。

本発明の他の実施の形態として、携帯電話機に搭載されてきているＧＰＳ機能を使用することで、ハンドオーバーが予測されるセルの特定の強化を図ることができる。

図５を参照すると、まず、ＧＰＳの測位結果を元に端末２００の進行方向を算出する（６０２）。

ステップ６０２にて算出した移動方向を基地局Ｄ２０４を介してネットワークに通知する（６０３）。

移動方向に存在するセル（推測セル）のコードを基地局Ｄ２０４を介してネットワークから受信する（６０４）。

上記の一実施の形態で特定されたハンドオーバーが予測されるセルを、上記のステップ６０４で特定された推測セルの情報も加味して判断し、端末２００は、推測セル以外のセルの監視を中止する（６０５）。

端末２００は推測セルの受信レベルが増加の有無を確認する（６０６）。

増加している場合、ハンドオーバーの要否を確認する（６０７）。

ハンドオーバーが必要な場合は、端末２００は基地局Ｄ２０４に対しハンドオーバーの要求を送信する（６０８）。

ステップ６０５にて受信レベルが減少している場合は、通常通り、報知情報に含まれる周辺セル情報に従い周辺セルを監視し（６１０）、セル監視結果に基づきハンドオーバーを行なう。

この方法により、端末２００はＧＰＳの測位結果とネットワークからの通知によりハンドオーバー先のセルを予測することができるため、周辺セルの監視を予測セルのみに絞ることができる。これにより、ハンドオーバーする確率の低いセルの監視を行なわないことにより、端末の消費電流を抑えることと品質の良い基地局へのハンドオーバーへの切替も早くすることができる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、上記の実施の形態における携帯電話機の機能を実現するためのプログラムを装置に読込ませて実行することにより本移動体通信端末の機能を実現する処理を行なってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスク等を介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線等を介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。

本発明の実施形態における移動体通信端末の概略構成図である。 ハンドオーバー解決処理の概念を示す図である。 周辺監視の結果データの一例を示す図である。 本発明の一実施形態における移動体通信端末のハンドオーバー解決処理の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態における移動体通信端末のハンドオーバー解決処理の動作を示す図である。 従来の移動体通信端末のハンドオーバー解決処理の動作を示す図である。

符号の説明

２００ 端末
２０１、２０２、２０３、２０４ 基地局
２０５ セルＡ
２０６ セルＢ
２０７ セルＣ
２０８ セルＤ
２０９ 移動ルート
２１０ ポイントＡ
２１１ ポイントＢ
２１２ ポイントＣ

Claims (12)

1. 周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とする移動体通信端末。
2. 前記監視結果は、受信電力の増減であることを特徴とする請求項１記載の移動体通信端末。
3. 特定のセルの受信電力が単調に増加し所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合、そのセルのみを監視することを特徴とする請求項１または２記載の移動体通信端末。
4. ハンドオーバー先のセルの予測をＧＰＳの測位結果に基づく自機の進行方向情報を加味して行ないハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体通信端末。
5. 周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とするハンドオーバー解決方法。
6. 前記監視結果は、受信電力の増減であることを特徴とする請求項５記載のハンドオーバー解決方法。
7. 特定のセルの受信電力が単調に増加し所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合、そのセルのみを監視することを特徴とする請求項５または６記載のハンドオーバー解決方法。
8. ハンドオーバー先のセルの予測をＧＰＳの測位結果に基づく自機の進行方向情報を加味して行ないハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のハンドオーバー解決方法。
9. 周辺セルの監視結果に基づきハンドオーバー先のセルを予測し、ハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視する処理を実行させることを特徴とするプログラム。
10. 前記監視結果は、受信電力の増減であることを特徴とする請求項９記載のプログラム。
11. 特定のセルの受信電力が単調に増加し所定値以上の傾きである場合、過去のセル監視結果と比較し、特定のセルの受信電力が過去の所定時間範囲のその特定のセルの受信電力値のどれよりも大きく、かつ、過去の所定時間内におけるその特定のセルの受信電力の変化の最小二乗法による近似直線の傾きが所定値以上の正の値である場合、そのセルのみを監視する処理を実行させることを特徴とする請求項９または１０記載のプログラム。
12. ハンドオーバー先のセルの予測をＧＰＳの測位結果に基づく自機の進行方向情報を加味して行ないハンドオーバーする確率の高いセルのみを監視する処理を実行させることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のプログラム。

Images