JP2012029318A

JP2012029318A - 移動体通信方法

Info

Publication number: JP2012029318A
Application number: JP2011200019A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Nakao; 文章中尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】セクタ装置の負荷に応じて該セクタ装置の負荷を減少させる。
【解決手段】移動局装置１へ送信を行う第１の通信装置および第１の通信装置の周辺にある第２の通信装置と、第１の通信装置における送信の負荷を示す情報を、第２の通信装置へ通知する通知手段とを備え、負荷の軽い通信装置へ移動局装置１をハンドオーバさせる。
【選択図】図４

Description

本発明は移動体通信方法に関する。

例えば携帯電話システム等の移動体通信システムにおいては、移動局装置は、基地局装置の各セクタ装置から送信されるパイロット信号のうち、受信可能なものを多数受信する。そして、パイロット信号の受信状態が最も良いセクタ装置と通信を行う。こうして、最も良好な状態での通信ができるようにしている。

なお、特許文献１には、複数の無線基地局、複数の無線端末で構成される無線通信システムにおいて、無線端末のローミング頻度を低減し、複数の無線基地局へ通信負荷を分散し、無線端末を常に受信強度の高い無線基地局と接続し、安定通信することにより、最終的な効果として、無線通信システムのスループットの向上を得ることに関する発明が開示されている。

特開２００３−２３５０６９号公報

しかし、上記従来の方式では、セクタ装置毎の負荷が偏る場合がある。すなわち、多数の移動局装置が局所的に存在する場合等、他のセクタ装置とも通信可能であるにも関わらず、それら移動局装置の多くが１のセクタ装置との通信を行う場合がある。そしてこのような場合には、該セクタ装置の負荷が大きくなって処理能力が不足することがある。その結果、該セクタ装置における送信待ちデータ量（未送信情報符号の総量）が蓄積されていき、通信のスループットが低下していた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、セクタ装置の負荷に応じて該セクタ装置の負荷を減少させることができる通信システム、通信装置及び通信制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、第１の基地局装置が、第２の基地局装置に測定を要求するステップと、前記第２の基地局装置が、前記第１の基地局装置からの測定要求により当該第２の基地局装置が測定した当該第２の基地局装置の状態の測定結果を通知するステップと、を備え、当該通知するステップでは、当該第２の基地局装置の通信エリアの状態の測定結果を通知することを特徴とする。

このようにすることで、セクタ装置（第１の通信装置）の負荷が所定の閾値を超える場合には該セクタ装置と通信中の移動局装置を通信可能な他のセクタ装置（第２の通信装置）にハンドオーバさせることができ、負荷が所定の閾値を超える該セクタ装置の負荷を減少させることができる。

本発明の特徴によれば、負荷が所定の閾値を超える該セクタ装置の負荷を減少させることができる。

本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成図である。本発明の実施の形態に係る基地局装置の構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係る移動局装置の構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る処理のシーケンス図である。本発明の実施の形態に係るハンドオーバ先候補セクタリストの説明図である。本発明の実施の形態に係る周辺セクタスループットリストの説明図である。本発明の実施の形態に係る基地局装置のセクタ装置構成についての説明図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る移動体通信システム４は、図１に示すように、複数の移動局装置１、複数の基地局装置２及び通信ネットワーク３を含んで構成されている。基地局装置２は、通常複数の移動局装置１と通信を行う。

移動局装置１は、図３に示すように、制御部１１と、通信部１２と、記憶部１３と、操作部１４と、表示部１５とを含んで構成されている。制御部１１は、移動局装置１の各部を制御し、通話やデータ通信に関わる処理を実行している。また、制御部１１は、データ通信において使用する通信用パケットを、通信部１２を介して送信する場合、その送信レートを決定するための処理も行っている。通信部１２は、空中線を備え、制御部１１から入力される指示に従って、音声信号や通信用パケット等を変調して空中線を介して出力したり、空中線に到来する音声信号や通信用パケット等を受信して復調し、制御部１１に出力したりする。

記憶部１３は、制御部１１のワークメモリとして動作する。また、この記憶部１３は、制御部１１によって行われる各種処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。

操作部１４は、例えばテンキー等であり、利用者から電話番号や文字列の入力を受けて制御部１１に出力している。表示部１５は、例えば液晶表示装置を含んで構成されており、制御部１１から入力される信号に従って情報を表示出力する。

次に、基地局装置２は、図２に示すように、３つのセクタ装置１０１ｄ，１０２ｄ，１０３ｄを含んで構成される。このセクタ装置は３つでなくてもよく、通常１つから６つのいずれかで構成される。そして、各セクタ装置１０１ｄ、１０２ｄ、１０３ｄは、セクタ制御部２１と、ネットワークインターフェイス部２２と、無線通信部２３と、記憶部２４とをそれぞれ含んで構成されている。セクタ制御部２１は、セクタ装置の各部を制御し、通話やデータ通信に関わる処理を実行している。ネットワークインターフェイス部２２は、通信ネットワーク３と接続されており、通信ネットワーク３からの音声信号や通信用パケット等を受信してセクタ制御部２１に出力したり、セクタ制御部２１の指示に従って音声信号や通信用パケット等を通信ネットワーク３に対して送信したりする。無線通信部２３は、空中線を備え、少なくとも１つの移動局装置１からの音声信号や通信用パケット等をそれぞれ受信して復調し、セクタ制御部２１に出力したり、セクタ制御部２１から入力される指示に従って、セクタ制御部２１から入力される音声信号や通信用パケット等を変調して空中線を介して出力したりする。記憶部２４は、セクタ制御部２１のワークメモリとして動作する。また、この記憶部２４は、セクタ制御部１１によって行われる各種処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。

基地局装置２に含まれる各セクタ装置は、図８に示すように、基地局装置２の周囲の各方向に無線通信エリア、すなわち第１セクタ１０１ａ、第２セクタ１０２ａ、第３セクタ１０３ａを形成する。各セクタは、場合により他のセクタと重複している。そして、セクタ装置１０１ｄは、対応する第１セクタ１０１ａ内に位置する通常複数の移動局装置１と通信を行う。また、セクタ装置１０２ｄは、対応する第２セクタ１０２ａ内に位置する通常複数の移動局装置１と通信を行う。さらに、セクタ装置１０３ｄは、対応する第３セクタ１０３ａ内に位置する通常複数の移動局装置１と通信を行う。同図においては、移動局装置１は、基地局装置２の第１セクタ１０１ａ及び第３セクタ１０３ａのいずれにも入っているため、基地局装置２の第１セクタ装置１０１ｄ及び第３セクタ装置１０３ｄのいずれとも通信可能である。このような場合、従来技術では、移動局装置１は、よりパイロット信号の受信状態のよいセクタ装置を選択して、通信を行う。同図では単一の基地局装置２を記載しているが、他の基地局装置２が存在する場合であって該他の基地局装置２のセクタ装置とも通信可能な場合には、該セクタ装置からのパイロット信号も受信し、最もパイロット信号の受信状態のよいセクタ装置を選択して、通信を行う。

さらに、基地局装置２は各セクタ装置に共通する基地局装置制御部２５及び記憶部２６を含んで構成されている。基地局装置制御部２５は、各セクタ装置のセクタ制御部２１を制御する。また、記憶部２６は、基地局装置制御部２５のワークメモリとして動作する。さらに、この記憶部２６は、基地局装置制御部２５によって行われる各種処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。

基地局装置２の各セクタ装置が無線通信部２３を使用して移動局装置１との間で通信する場合には、論理チャネルとしてトラヒックチャネルと制御チャネルとを使用することができる。トラヒックチャネルには、上りと下りの通信チャネル及びパワー制御チャネルが含まれる。上りと下りの通信チャネルでは音声信号や通信用パケットが送受信される。上りは移動局装置１から基地局装置２の各セクタ装置への通信、下りは基地局装置２の各セクタ装置から移動局装置１への通信を意味する。また、パワー制御チャネルは、移動局装置１の空中線電力を基地局装置２の各セクタ装置が制御するためのチャネルである。また、制御チャネルには、上りのアクセスチャネルと、下りのパイロットチャネル、同期チャネル及びページングチャネルが含まれる。アクセスチャネルは、移動局装置１から基地局装置２の各セクタ装置に信号を送信するためのチャネルであり、上り個別制御チャネルが含まれる。パイロットチャネル及び同期チャネルは、基地局装置２の各セクタ装置と移動局装置１とが同期するためのチャネルである。ページングチャネルは、基地局装置２の各セクタ装置が移動局装置１に対して移動局装置１の制御情報を送信するためのチャネルであり、通信可能な全移動局装置１に対して一斉に送信される共通制御チャネル、個別の移動局装置１と通信を行うための下り個別制御チャネルが含まれる。共通制御チャネルにおいては、具体的には、干渉量を示す情報や発信規制等の情報が、通信可能な全移動局装置に対して一斉に報知される。また個別制御チャネルにおいては、各移動局装置を制御するために通信シーケンスで使用される各種の信号等が送受信される。

図４は、本実施の形態で使用される移動局装置１及び基地局装置２の機能ブロック図である。移動局装置１は、機能的にはデータ受信部４１、ハンドオーバ制御部４３、受信強度測定部４５、データ送信部４７を含んで構成されている。一方、基地局装置２は各セクタ装置にデータ送信部４０、スケジュール管理部４２、パイロット信号送信部４４及びデータ受信部４６を含んで構成されている。さらに、基地局装置２は、各セクタ装置に共通する負荷状態管理部４８も含んで構成されている。なお、この負荷状態管理部４８は基地局装置２以外に、通信ネットワーク３上に設置される交換機やＳＣＰ（Service Control Point）等に設けることもできる。こうすれば、同一基地局装置のセクタ装置間のみでなく、異なる基地局や交換機に跨るセクタ装置間でも、本実施の形態に示す処理によるハンドオーバを行うことができる。本実施の形態では簡単のため、負荷状態管理部４８は基地局装置２に設けるものとして説明する。すなわち、同一基地局装置２内の各セクタ装置において互いにエリアが重なり合う部分に移動局装置１が存在する場合に、本実施の形態に係る処理が行われる。また、本実施の形態の初期状態では、移動局装置１は基地局装置２の第１セクタ装置１０１ｄと通信しているものとする。

以下では、図４乃至図７を参照しながら、本実施の形態で行われる処理の具体的な例を詳述する。なお図５は、本実施の形態に係る処理のシーケンス図である。

第１セクタ装置１０１ｄのデータ送信部４０は、通信ネットワーク３に含まれる交換機等から受信した移動局装置１毎の情報符号を変調・拡散等した変調波として、下り通信チャネルを用いて各移動局装置１に対して送信する。このとき、情報符号の送信レートは、後述する処理により移動局装置１のハンドオーバ制御部４３より通知される。また、情報符号の送信順は後述する処理によってスケジュール管理部４２から通知され、送信待ち情報符号は、送信待ちデータ量としてデータ送信部４０のバッファに蓄積される。すなわち、データ送信部４０は、情報符号を下り通信チャネルを使用して送信する場合に、移動局装置１毎に一時的に記憶装置に記憶し、該記憶手段に記憶された情報符号を読み出して送信する。このときバッファに蓄積された情報符号の量が送信待ちデータ量である。そして、該送信された変調波は、移動局装置１に含まれるデータ受信部４１によって受信され、該データ受信部４１は、第１セクタ装置１０１ｄから送信された該変調波等を逆拡散・復調等することにより、情報符号を取得する。

次に、各セクタ装置のパイロット信号送信部４４は、パイロットチャネルを用いて、パイロット信号を通信可能な全移動局装置１に対して送信する（Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４）。そして、各基地局装置２の各セクタ装置からの該パイロット信号を受信した移動局装置１の受信強度測定部４５は、該パイロット信号の受信強度を、セクタ装置識別情報に対応付けて図６に例示するテーブル（ハンドオーバ先候補セクタリスト）に記憶する。なお、セクタ装置識別情報は、通常各セクタに通信ネットワーク３内で一意に決定されるセクタ番号である。ただし、自基地局装置内若しくは異なる基地局や交換機に跨るセクタ装置であって、異なる周波数帯を利用するセクタ装置にハンドオーバすることもできるが、その場合には、セクタ装置を特定するために、セクタ装置識別情報に上記セクタ番号に加えて周波数帯を示す情報を該リストに追加することが望ましい。

そして、受信強度測定部４５はさらに、通信中のセクタ装置からのパイロット信号の受信強度に基づいて、データ送信部４７が上り通信チャネルを用いて情報符号を送信する際の送信レート及び空中線電力を決定し、データ送信部４７に通知する。

データ送信部４７は、第１セクタ装置１０１ｄに対して、該送信レートの情報符号を変調・拡散等した変調波として送信する。そして第１セクタ装置１０１ｄのデータ受信部４６が該送信された変調波を受信して逆拡散・復号等行うことにより、情報符号を取得し、該情報符号を通信ネットワーク３に対して送信する等のデータ処理を行う。

以上の、基地局装置２の第１セクタ装置１０１ｄと移動局装置１の間における情報符号の送受信及びパイロット信号の送受信とハンドオーバ先候補セクタリストの更新（Ｓ１０５）は、本実施の形態に係る処理の間、継続的に実施される（Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４）。

次に、第１セクタ装置１０１ｄのスケジュール管理部４２は、データ送信部４０が送信する移動局装置１毎の情報符号の送信優先順位の割当を行う。この割当は、後述する処理により移動局装置１のハンドオーバ制御部４３より通知される下り通信チャネルの情報符号の送信レートに基づいて行われる。スケジュール管理部４２は、データ送信部４０における一定時間内の情報符号送信量（トータルスループット）を測定する。そして、該トータルスループットを、基地局装置２に含まれる負荷状態管理部４８に対して該負荷状態管理部４８からのスループット問合（Ｓ１１５）があった場合に送信する。ここで、スケジュール管理部４２は、常にトータルスループットを測定し、該問合があった場合に最新のトータルスループットを送信することとしてもよいし、問合があってから、トータルスループットを測定してもよい。負荷状態管理部４８は、各セクタ装置からのトータルスループットを、セクタ装置識別情報に対応付けて図７に例示するテーブル（周辺セクタスループットリスト）に記憶する。周辺セクタスループットリストもハンドオーバ先候補セクタリストと同様、自基地局装置内若しくは異なる基地局や交換機に跨るセクタ装置であって、異なる周波数帯を利用するセクタ装置にハンドオーバする場合には、セクタ装置を特定するために、セクタ装置識別情報に上記セクタ番号に加えて周波数帯を示す情報を該リストに追加することが望ましい。なお、トータルスループットが高いほど、該セクタ装置は負荷が高い状態であるということができる。また、トータルスループットに代えて後述するトータル送信待ちデータ量を用いてもよい。

さらに、スケジュール管理部４２は、移動局装置毎の送信待ちデータ量を常時測定する。そして、通信中の全移動局装置の送信待ちデータ量の合計（トータル送信待ちデータ量）が閾値を超えた場合に、該セクタ装置が過負荷状態になったと判断する（Ｓ１０６）。なお、該判断は送信待ちデータ量の合計以外の他の統計的量を用いてもよいし、上記トータルスループット等のスループットに基づく量を用いてもよい。そして過負荷状態になったと判断した場合には、過負荷になったことを移動局装置１のハンドオーバ制御部４３に対して、共通制御チャネルを用いて通知する（Ｓ１０８）とともに、負荷状態管理部４８に対して、周辺セクタ状態問合を行う（Ｓ１０７）。負荷状態管理部４８は、各セクタ装置にスループット問合（Ｓ１１５）を行うことにより、周辺セクタスループットリストを新たに作成し（Ｓ１１６）、第１セクタ装置１０１ｄに通知する（Ｓ１０９）。

一方、ハンドオーバ制御部４３は、第１セクタ装置１０１ｄのスケジュール管理部４２から過負荷になったことが通知された場合に、受信強度測定部４５が記憶したハンドオーバ先候補セクタリストを読み出し、個別制御チャネルを用いて第１セクタ装置１０１ｄに送信する（Ｓ１１０）。ここで、送信するのは該リストに含まれるセクタ装置識別情報のみでもよい。そして、第１セクタ装置１０１ｄは負荷状態管理部４８から受信した周辺セクタスループットリストの中から、ハンドオーバ制御部４３から受信したハンドオーバ先候補セクタリストに存在するセクタ装置のみを取り出して周辺セクタスループットリストと同様のセクタスループットリストを作成し（Ｓ１１１）、ハンドオーバ制御部４３に通知する（Ｓ１１２）。そして、ハンドオーバ制御部４３は、該セクタスループットリストに含まれる各セクタ装置のトータルスループットに関する情報に基づいて、最も好適となるセクタ装置（パイロット信号の受信状態がよく、負荷が軽いセクタ装置）を選択する。なお、例えば「パイロット信号受信強度が１０ｄＢ以上かつトータルスループットが１０００ｋｂｐｓ以下のセクタ装置」、或いは「パイロット信号の受信強度が最も高いセクタ装置に比較して−５ｄＢ以内かつ該セクタ装置の中で最もトータルスループットが小さいセクタ装置」のように具体的な選択条件を課して、該選択条件を満たすセクタ装置の中から選択することもできる。そして、移動局装置１のデータ送信部４７は、該選定されたセクタ装置に対して、ハンドオーバ要求を送信する（Ｓ１１３）。そして、ハンドオーバ要求を送信したセクタ装置からハンドオーバ要求応答があった場合（Ｓ１１４）には、該セクタ装置との間でハンドオーバ処理を行う。

また、該ハンドオーバ制御部４３は、受信強度測定部４５が受信するパイロット信号の受信強度から、下りの通信チャネルにおける情報符号の送信レートを決定する処理も行う。そしてデータ送信部４７に該送信レートを通知する。そしてデータ送信部４７は、上り通信チャネルを通じて第１セクタ装置１０１ｄのデータ受信部４６経由でデータ送信部４０及びスケジュール管理部４２に該送信レートを通知する。

なお、Ｓ１０８において移動局装置１に過負荷状態を通知する場合に、特定の移動局装置にのみ過負荷状態を通知することとしてもよい。具体的には、例えば第１セクタ装置１０１ｄにおける送信待ちデータ量が所定量を超える移動局装置１にのみ通知することとしてもよい。また、通信中の移動局装置１のうち、最も送信待ちデータ量が多い移動局装置１のみに通知することとしてもよい。さらに、トータル送信待ちデータ量に所定の閾値を設け、送信待ちデータ量が多い移動局装置１の送信待ちデータ量を、多い順にトータル送信待ちデータ量から差し引いていき、残りのトータル送信待ちデータ量が該所定の閾値以下となることとなる該移動局装置１のみに通知してもよい。これらの場合には、Ｓ１０８の過負荷状態通知は個別制御チャネルを通じて行われることとしてもよい。これらにより、第１セクタ装置１０１ｄは、特定の移動局装置１を指定して、ハンドオーバさせることができる。

本実施の形態により、多数の移動局装置が局所的に存在する場合に一部の移動局装置を他のセクタ装置にハンドオーバさせることができるので、セクタ装置毎の負荷の偏りを減少させることができる。結果として、各セクタ装置における通信のスループットが向上され得る。また、移動局装置１は、ハンドオーバ後も通信を継続できる。また、ハンドオーバに際しては、通信可能なセクタ装置の中から条件が最もよいセクタ装置を選択することができる。さらに、ハンドオーバされるセクタ装置は、自セクタ装置の負荷が大きい場合にはハンドオーバ先とならないので、ハンドオーバ先のセクタ装置の処理に悪影響を与える恐れも少なくできる。さらに、移動局装置１毎の送信待ちデータ量からハンドオーバさせる移動局装置１を決定することにより、移動局装置１毎の送信待ちデータ量の減少の効果も期待できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、図５のＳ１１１及びＳ１１２における処理において、第１セクタ装置１０１ｄは負荷状態管理部４８から受信した周辺セクタスループットリストと、ハンドオーバ制御部４３から受信したハンドオーバ先候補セクタリストの中からハンドオーバ先となる候補のセクタ装置を選定して、ハンドオーバ制御部４３に通知することとしてもよい。すなわち、第１セクタ装置１０１ｄでは、移動局装置１が通信可能なセクタ装置に関する情報と、各セクタ装置のトータルスループットに関する情報とに基づいて、最も好適となるセクタ装置（パイロット信号の受信状態がよく、負荷が軽いセクタ装置）を選択して、ハンドオーバ制御部４３に通知する。また、ハンドオーバ制御部４３が第１セクタ装置１０１ｄに対してハンドオーバ先候補セクタリストを通知しない場合には、第１セクタ装置１０１ｄは周辺セクタスループットリストをハンドオーバ制御部４３に送信してもよい。なお、好適となるセクタ装置の基準は、該セクタ装置の設置場所やフェージングの影響、時間帯等、個々の基地局装置の事情に応じた適切な範囲の決定を可能にするため、局データによる設定とすることとしてもよい。

１移動局装置、２基地局装置、３通信ネットワーク、４移動体通信システム、１１制御部、１２通信部、１３記憶部、１４操作部、１５表示部、２１セクタ制御部、２２ネットワークインターフェイス部、２３無線通信部、２４記憶部、２５基地局装置制御部、２６記憶部、４０データ送信部、４１データ受信部、４２スケジュール管理部、４３ハンドオーバ制御部、４４パイロット信号送信部、４５受信強度測定部、４６データ受信部、４７データ送信部、４８負荷状態管理部、１０１ａ，１０２ａ，１０３ａセクタ、１０１ｄ，１０２ｄ，１０３ｄセクタ装置

Claims

第１の基地局装置が、第２の基地局装置に測定を要求するステップと、
前記第２の基地局装置が、前記第１の基地局装置からの測定要求により当該第２の基地局装置が測定した当該第２の基地局装置の状態の測定結果を通知するステップと、
を備え、
当該通知するステップでは、
前記第２の基地局装置の通信エリアの状態の測定結果を通知することを特徴とする移動体通信方法。