JP2698233B2 - 移動体通信システムにおけるハンドオーバー方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動体通信システム
にて移動局の移動にともなう基地局間のハンドオーバー
を行なう、移動体通信システムにおけるハンドオーバー
方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来およびこの発明のハンドオ
ーバー方式が適用される移動体通信システムを示す構成
図である。図において、１は蓄積プログラム制御方式に
よる交換機であり、２はこの交換機１に接続された電話
機等の固定端末である。３ａ〜３ｄはそれぞれ前記交換
機１に接続された複数の基地局であり、４ａ〜４ｄはこ
れら各基地局３ａ〜３ｄを交換機１に接続している通信
回線である。

【０００３】５ａ〜５ｄは前記各基地局３ａ〜３ｄがそ
れぞれ無線通信を行う範囲である通信ゾーンであり、６
はこの通信ゾーン５ａ〜５ｄが重なり合ったクロスオー
バーゾーンである。７は各通信ゾーン５ａ〜５ｂの集合
にて形成される当該移動体通信システムの通信エリアで
ある。

【０００４】８ａ，８ｂは通信エリア７内を各通信ゾー
ン５ａ〜５ｄを越えて移動し、移動中の通信ゾーン５ａ
〜５ｄをカバーする基地局３ａ〜３ｄとの間で、設定さ
れた無線回線を介して通信を行う複数の移動局である。

【０００５】次に動作について説明する。ここで、図１
７は従来の移動体通信システムにおけるハンドオーバー
方式の処理の流れを示すシーケンスフロー図である。以
下、この図１７を用いて移動局８ａが通信ゾーン５ａか
ら５ｂに移動する場合について説明する。

【０００６】移動局８ａは通信チャネルで通話中、内蔵
したＳＮ比測定回路によって、基地局３ａからのＳＮ比
を常時監視している。その移動局８ａが通信ゾーン５ａ
よりクロスオーバーゾーン６に移動するにつれて、ＳＮ
比測定値は劣化して行く。ＳＮ比が規定値を割った時、
移動局８ａの制御回路がそれを検出し、通信チャネル上
の通話をただちに中止して制御チャネル上の通信に移行
し、通話の継続を求める通話継続要求信号を送出する。

【０００７】この信号は各基地局３ａ〜３ｄで受信さ
れ、各基地局３ａ〜３ｄに内蔵されたＳＮ比測定回路に
よりＳＮ比が測定される。各基地局３ａ〜３ｄでは制御
回路がそのＳＮ比を処理し、得られたＳＮ比情報を含む
継続受付信号を交換機１に通知する。

【０００８】交換機１は各基地局３ａ〜３ｄから受信し
た継続受付信号を解析、比較し、規格値を満たす値を持
つ基地局、例えば基地局３ｂを選択して該基地局３ｂに
基地局選択信号を送出する。一方、選択しなかった基地
局３ａ，３ｃ，３ｄには復旧信号を送出し、この復旧信
号を送出した基地局３ａ，３ｃ，３ｄからの復旧受付信
号の受信を待って交換機１はそのシーケンスを終了す
る。

【０００９】交換機１からハンドオーバー先として選択
された基地局３ｂは制御チャネル上に、基地局３ｂ自身
が、あるいは交換機１が選択した移行先通信チャネルの
周波数等の情報を含んだ移動体呼出信号を送出し、その
後に該通信チャネル上の通信に移行する。

【００１０】前記移動体呼出信号を受信した移動局８ａ
は、指定された通信チャネル上の通信に移行し、接続確
認信号を基地局３に送出する。この接続確認信号を受け
た基地局３ｂは移動局８ａに接続確認応答信号送出する
とともに、交換機１に通話路設定要求信号を送出し、移
動局８ａとの通話状態に入る。以上の一連の処理を終え
た交換機１は基地局３ａを復旧する。

【００１１】なお、このような従来の移動体通信システ
ムにおけるハンドオーバー方式に関連する技術が記載さ
れた文献としては、例えば特願平２−４３７１８号など
がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動体通信シス
テムにおけるハンドオーバー方式は以上のように構成さ
れているので、ハンドオーバー処理の過程で、移動局８
ａ（８ｂ）が通話チャネルの通信を中止して制御チャネ
ルの通信に移行した場合、当該制御チャネルでの通話中
は音声による通話が途切れてしまうという不具合が生
じ、また、移動局８ａ（８ｂ）および基地局３ａ（〜３
ｄ）が制御チャネルに移行しない方式を採用した場合で
も、移動局８ａ（８ｂ）の接続確認信号送出から交換機
１が通話路を切替るまでの数百ミリ秒間の通話の切断は
避け得ないなどの問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、音声による通話時に、実用上通
話切れが生じることのない移動体通信システムにおける
ハンドオーバー方式を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動体通
信システムにおけるハンドオーバー方式は、移動局の移
動にともなう基地局間ハンドオーバーを行う機能と、ハ
ンドオーバーシーケンス開始時に移動元基地局、移動先
基地局および通信相手端末からの音声、データ情報を加
算／減算し、それぞれの基地局あるいは端末に、他の２
者からの情報を加算した情報を送出する会議トランクの
機能を備えた交換機を用い、基地局に移動局〜基地局間
の無線回線が確立、あるいは切断したことを検出し、自
身の制御回路に通知しする回線確立検出手段と、交換機
への音声、データ信号に無音信号を挿入する音声ミュー
ト手段と、前記無線回線の確立にともなって、前記音声
ミュート手段を無効化し、交換機への音声、データ信号
に移動局からの情報を送出し、無線回線の切断にともな
って、前記音声ミュート手段を有効化し、交換機への音
声、データ信号に移動局からの情報を送出を止める手段
とを持たせたものである。

【００１５】

【作用】この発明におけるハンドオーバー方式は、音声
ミュート手段で交換機への回線上の信号に無音信号を挿
入して、２台の基地局と通信相手端末が三者会議状態に
なった際に、移動局と回線が成立していない基地局が受
信する雑音が通話中の２者に伝わるのを防止し、回線確
立検出手段にて、移動局〜基地局間の無線回線の確立、
切断を検出し、無線回線確立時の前記音声ミュート手段
を無効にして、移動局からの音声、データ信号を交換機
への回線に送出する一方、無線回線切断時に音声ミュー
ト手段を有効にして、移動局からの音声、データ信号の
交換機への回線送出を止めることにより、交換機からの
制御なしにハンドオーバー後の通話路の接続を行うこと
を可能とし、ハンドオーバー処理時に通話の途切れる時
間を実用上なくすことができる移動体通信システムを実
現する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の移動体通信システムにおけるハ
ンドオーバー方式の一実施例にて用いられる基地局３ａ
〜３ｄの構成を示すブロック図である。なお、この実施
例も、図１６に示した従来の場合と同等の移動体通信シ
ステムに適用されるものとする。

【００１７】図において、１１はプロセッサ、記憶手
段、基地局制御情報送受信ＳＩＯなどを含み、当該基地
局３ａ〜３ｄの制御および交換機１との情報の送受等の
機能を実現する制御回路である。

【００１８】１２は交換機１との間の音声、データ信号
および制御信号の送受信を行う回線トランシーバであ
る。なおこの実施例においては、交換機１と各基地局３
ａ〜３ｄの間の音声、データ信号および制御信号は、そ
れぞれ６４Ｋbps 、１６Ｋbpsの回線速度で送受信され
るものとする。

【００１９】１３は６４Ｋbps の音声、データ信号を３
２Ｋbps に圧縮する機能に加えて、交換機１への音声、
データ信号および制御信号に音声信号を挿入する音声ミ
ュート機能を備えた、音声ミュート手段としての音声ミ
ュート／パルス符号変調符号化復号手段（以下、音声ミ
ュート／ＰＣＭ ＣＯＤＥＣという）である。

【００２０】１４は基地局３ａ〜３ｄと移動局８ａ，８
ｂ間の無線回線を設定し、各種情報の送受信を行う無線
送受信手段であり、１５はこの無線送受信手段１４を制
御する無線系制御手段である。１６はこの無線系制御手
段１５と前記制御回路１１との間の情報の送受を行う制
御信号インタフェースである。

【００２１】１７は前記無線送受信手段１４からの信号
に基づいて、移動局８ａ，８ｂと基地局３ａ〜３ｄの間
の同期の確立、切断、および無線信号の有無を検出して
制御回路１１に通知する回線確立検出手段である。

【００２２】次に動作について説明する。なお、図２は
この実施例の移動体通信システムにおけるハンドオーバ
ー方式の処理の流れを示すシーケンスフロー図であり、
図３〜図５は移動元の基地局、移動先の基地局および交
換機の処理の流れを示すフローチャートである。以下、
この図２〜図５を用いて移動局８ａが通信ゾーン５ａか
ら５ｂに移動する場合について説明する。

【００２３】ここで、通話中に電界強度の劣化を検出し
た移動局８ａは、通話無線回線上の制御情報送受信チャ
ネルにて通話継続要求信号を通話中の基地局３ａに対し
て送出する。

【００２４】その際の相手固定端末２と移動局８ａの接
続の様子と図６に示す。この時点においては、交換機１
は通常の２者通信の状態にある。ここで、この図２にお
いて、２１は移動元および移動先の基地局３ａ，３ｂと
相手固定端末２からの音声、データ信号を加算／減算
し、各基地局３ａ，３ｂあるいは相手端末２に他の２者
からの情報を加算した情報を送出する会議トランクであ
り、他は図１６に同一符号を付したものにそれぞれ対応
している。

【００２５】なお、この実施例では無線回線はディジタ
ル時分割多重回路とし、その回線情報のフレームフォー
マットを図７に示す。図中、ＧＲはガードタイム、ＣＲ
はキャリア・ロック再生である。

【００２６】また、音声、データ信号は図中のＤＡＴＡ
＃（Ｎ）にて送受され、ここの情報が音声信号を含む場
合、移動局８ａ（８ｂ）からの信号受信の際、基地局３
ａ（〜３ｄ）の内部でこの部分のみがＡＤＰＣＭ（適応
量子化差分ＰＣＭ）デコーダに入力されて６４Ｋbps の
ＰＣＭに復号化される。

【００２７】逆に、移動局８ａ（８ｂ）への信号送信の
際には、６４ＫbpsのＰＣＭ音声信号は基地局３ａ（〜
３ｄ）の内部でＡＤＰＣＭコーダによりＡＤＰＣＭＣ符
号化され、図７のＤＡＴＡ＃（Ｎ）上に送信される。ま
た、送受信される信号がデータの集合の場合、ＡＤＰＣ
Ｍコーダ／デコーダは無効化され、信号の処理を行わず
にスルーに通すものとする。

【００２８】なお、図７のＳＡＣＣＨ＃（Ｎ）は無線回
線のタイムスロット対応の制御情報を送るためのフレー
ムである。

【００２９】前記通話継続要求信号を受信した基地局３
ａは、交換機１に対して通話継続要求受付信号を送出す
る。この信号に含まれる情報には、図８に示すように、
信号種別、付加情報長、移動局ＩＤ、宛先交換機ＩＤ、
発信元基地局ＩＤ、終了識別子などがある。

【００３０】前記通話継続要求受付信号を受信した交換
機１は、基地局３ａに隣接した基地局３ｂに干渉測定通
話信号を送出し、移動局８ａの使用している無線回線の
電波強度と当該基地局３ｂの空きチャネルの電波干渉状
況を基地局３ｂに測定させる。なお、この場合、どちら
か一方の測定のみを行うようにしてもよい。

【００３１】この干渉測定通知信号に含まれる情報に
は、図９に示すように、信号種別、付加情報長、交換機
ＩＤ、宛先基地局ＩＤ、宛先移動局ＩＤ、発信元交換機
ＩＤ，終了識別子などがある。

【００３２】測定を終了した基地局３ｂは交換機１に測
定結果を干渉測定通知応答信号にて通知する。この干渉
測定通知応答信号に含まれる情報には、図１０に示すよ
うに、信号種別、付加情報長、宛先交換機ＩＤ、発信元
基地局ＩＤ、干渉測定結果、終了識別子などがある。

【００３３】なお、この電波強度、干渉測定は基地局３
ｂの無線送受信手段１４にて行われ、この当該無線送受
信手段１４内の局部発信回路に使用される位相ロックド
ループ（ＰＬＬ）の収束時間を短くすることにより、１
台の無線送受信手段１４にて、通話中、通信中以外のタ
イムスロットにて別々の周波数について測定可能なもの
とする。

【００３４】測定結果を受け取った交換機１は、最適な
移動先基地局（この場合は基地局３ｂ）を選定し、移動
先の基地局３ｂの移動先無線回線の情報を基地局３ａに
通知する。さらに、基地局３ｂは前述の通話回線上制御
信号を使用して、移動先無線チャネルの情報を空きスロ
ット通知信号にて移動局８ａに通知する。

【００３５】この空きスロット通知信号に含まれる情報
には、図１１に示すように、信号種別、付加情報長、宛
先基地局ＩＤ、宛先移動局ＩＤ、発信元交換機ＩＤ、空
スロット情報、終了識別子などがある。

【００３６】空きスロット通信信号を受けた移動局８ａ
は移動局における移動先無線回線の干渉測定を行い、基
準を満している場合、基地局３ａに対して切替準備信号
を送出する。この信号に含まれる情報には、図１２に示
すように、信号種別、付加情報長、宛先基地局ＩＤ、宛
先交換機ＩＤ、発信元移動局ＩＤ、終了識別子などがあ
る。

【００３７】さらに前記切替準備信号は基地局３ａから
交換機１にも送出される。これに伴い、交換機１は基地
局３ｂにも通話路を設定し、いわゆる三者会議状態とす
る。この場合の相手固定端末２と移動局８ａの接続の様
子を図１３に示す。図示のように、基地局３ａでは音声
ミュートは無効にされ、基地局３ｂでは有効とされてい
る。

【００３８】ここで、この音声ミュートの機能が有効化
された場合、音声による通信の際には、ＡＤＰＣＭデコ
ーダから出力された６４Ｋbps のＰＣＭで信号に代え
て、使用される当該ＡＤＰＣＭ符号化方式における無音
を意味する信号を、また、データ通信の際には、全ての
ビットについて“０”をそれぞれ回線トランシーバ１２
に送出するものとする。

【００３９】また、会議トランク２１は、音声通信の場
合、６４Ｋbps のＰＣＭ信号を一旦音声に変換し、アナ
ログ的に信号を加算／減算することによりその機能を実
現している。ただし、６４Ｋbps のＰＣＭ（通常非直線
符号化方式が使用されている）を直線符号化ＰＣＭ信号
に変換した後、ディジタル的に加算／減算の処理を行う
ようにしてもよい。

【００４０】切替準備信号を受けた交換機１は、基地局
３ａおよび３ｂに対して、切替通信信号を送出する。こ
の切替通知信号を受けた基地局３ａは無線回線の切断の
監視を、基地局３ｂは無線回線の確立をそれぞれの回線
確立検出手段１７にて監視する。

【００４１】移動局８ａと基地局３ｂの間で無線回線が
確立し、基地局３ａとの間の無線回線が切れた場合、基
地局３ｂでは音声ミュートを無効に、基地局３ａでは音
声ミュートを有効にする。その際の相手固定端末２と移
動局８ａの接続の様子を図１４に示す。なお、音声ミュ
ートの有効／無効の切り替えは、制御回路１１からの信
号に基づいて、音声ミュート／ＰＣＭ ＣＯＤＥＣ１３
によって行われる。

【００４２】回線確立検出手段１７にて無線回線の確立
を検出した基地局３ｂは交換機１に対して接続完了信号
を通知する。これ受けた交換機１は、基地局３ａを復旧
させる。この際の相手固定端末２と移動局８ａの接続の
様子を図１５に示す。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、いわ
ゆる会議トランクの機能を備えた交換機を用い、基地局
に回線確立検出手段と音声ミュート手段とを持たせて、
ハンドオーバー発生時に移動元の基地局、移動先の基地
局、および通信相手の端末を一時的に三者会議状態と
し、各基地局において、回線確立検出手段が無線回線の
確立を検出するとその音声ミュート手段を無効にして、
移動局からの音声、データ信号を交換機へ送出し、無線
回線の切断を検出するとその音声ミュート手段を有効に
して、交換機へ送出する音声、データ信号に無音信号を
挿入するように構成したので、音声ミュートの有効化／
無効化の際に交換機の処理が不要で、充分な電界強度が
得られる環境下では、通話の切断時間は、移動元基地局
の無線回線の切断から移動先基地局の無線回線確立まで
の時間差（通常、数十ミリ秒以下）と、プロセッサによ
る高々十数ステップの処理時間の和程度の極めて短かい
時間となり、実用上、音声通話では無切断でハンドオー
バーを行うことができる移動体通信システムにおけるハ
ンドオーバー方式が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による移動体通信システム
におけるハンドオーバー方式に用いられる基地局の構成
を示すブロック図である。

【図２】上記実施例におけるハンドオーバーの処理の流
れを示すシーケンスフロー図である。

【図３】上記実施例の移動元の基地局の処理の流れを示
すフローチャートである。

【図４】上記実施例の移動先の基地局の処理の流れを示
すフローチャートである。

【図５】上記実施例の交換機の処理の流れを示すフロー
チャートである。

【図６】上記実施例におけるハンドオーバー開始の際の
相手端末と移動局の接続の様子を示す説明図である。

【図７】上記実施例における回線情報のフレームフォー
マットを示す説明図である。

【図８】上記実施例における通話継続要求受付信号の構
成を示す説明図である。

【図９】上記実施例における干渉測定通知信号の構成を
示す説明図である。

【図１０】上記実施例における干渉測定通知応答信号の
構成を示す説明図である。

【図１１】上記実施例における空きスロット通知信号の
構成を示す説明図である。

【図１２】上記実施例における切替準備信号の構成を示
す説明図である。

【図１３】上記実施例における移動先基地局へ通話路を
設定した当初の相手端末と移動局の接続の様子を示す説
明図である。

【図１４】上記実施例における移動先基地局と移動局の
無線回線が確立した直後の相手端末と移動局の接続の様
子を示す説明図である。

【図１５】上記実施例におけるハンドオーバー終了時の
相手端末と移動局の接続の様子を示す説明図である。

【図１６】従来およびこの発明によるハンドオーバー方
式が適用される移動体通信システムを示す構成図であ
る。

【図１７】従来の移動体通信システムにおけるハンドオ
ーバー方式の処理の流れを示すシーケンスフロー図であ
る。

【符号の説明】

１ 交換機 ３ａ〜３ｄ 基地局 ５ａ〜５ｄ 通信ゾーン ７ 通信エリア ８ａ，８ｂ 移動局 １１ 制御回路 １３ 音声ミュート／ＰＣＭ ＣＯＤＥＣ（音声ミュー
ト手段） １７ 回線確立検出手段 ２１ 会議トランク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが無線通信を行う通信ゾーンを
   持ち、各通信ゾーンの集合によって当該システムの通信
   エリアが形成される複数の基地局と、前記通信エリア内
   を移動して無線回線にて前記基地局と通信を行い、音
   声、データ通信、および当該移動局の制御情報、ダイヤ
   ル情報の送受を行う複数の移動局と、前記各基地局が接
   続され、前記移動局の移動にともなう前記基地局間のハ
   ンドオーバーを行う機能、前記移動局の位置管理を行う
   機能、及び３以上の音声信号を加算／減算する会議トラ
   ンクの機能を備えた交換機とから成る移動体通信システ
   ムおけるハンドオーバー方式において、前記基地局に、
   前記移動局との間の無線回線の確立を検出して、当該基
   地局の制御、前記交換機との情報の授受等の機能を実現
   する制御回路にそれを通知する回線確立検出手段と、前
   記制御回路によって制御され、前記交換機への回線上の
   信号に無音状態を示す信号を送出する音声ミュート手段
   を持たせ、前記移動局がある基地局のゾーンから他の基
   地局のゾーンに移動する際に、移動元の基地局と当該移
   動局との前記無線回線が切れる前に、移動先の基地局が
   当該移動局の移行する無線チャネル上で送受信を開始
   し、移動元および移動先の音声、データ信号を前記会議
   トランクの機能を用いて加算／減算し、前記各基地局お
   よび当該移動局への音声、データ信号には他の２者の情
   報を加算したものを送出し、前記移動先の基地局は、当
   該移動局との無線回線が確立するまで前記交換機への音
   声、データ信号上に無音を示す信号を送出し、当該移動
   局との無線回線が確立した後に前記交換機への無音を示
   す信号の送出を停止して、当該無線回線を介して送られ
   てくる信号を送出し、前記移動元の基地局は、当該移動
   局との無線回線が確立している間は当該移動局からの信
   号を前記交換機に送出し、前記無線回線が切れた後は無
   音を示す信号を送出し、前記交換機は前記一連の追跡交
   換の処理が終了した後に、前記移動元の基地局との回線
   を復旧させることを特徴とする移動体通信システムにお
   けるハンドオーバー方式。