JP2938542B2 - 移動通信チャネル切替制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、干渉妨害の発生しない基地局間で同一周波
数を繰り返し利用する小ゾーン方式で無線ゾーンが形成
される移動通信システムにおいて、通話中の移動局が他
の無線ゾーンへ移動したときのチャネル切り替えを制御
する移動通信チャネル切替制御方式に関する。

〔従来の技術〕

移動通信では、移動局が通話中に無線ゾーンを移行し
た場合に、移行先の無線ゾーンで使用している通話チャ
ネルに切り替えて通話を継続させている。この場合に
は、各基地局ごとに切り替え先となる基地局を一つまた
は複数設定した周辺基地局ゾーンテーブルを設け、所定
のチャネル切替条件を満たしたときに該当する基地局へ
の切り替えが行われる。

なお、その切替制御技術は公知であり、また、桑原守
二監修「自動車電話」（社団法人電子情報通信学会編、
昭和60年２月10日発行）の197頁から200頁に詳細に説明
されているので、ここでは簡単に説明する。

第４図は、通話中のチャネル切り替えを説明する図で
ある。

図において、＃１の基地局41の周辺には、その周辺基
地局ゾーンテーブルに登録されている＃２〜＃７の基地
局42〜47があり、これらの各基地局が移動通信制御局48
に収容されている。

いま、＃１の基地局41の無線ゾーン49内で基地局41と
移動局40が通話中であるときに、移動局40からの受信レ
ベルL₁が所定値以下になると、基地局41は移動通信制御
局48にチャネル切替要求を送信する。移動通信制御局48
は、それに応じて＃１の基地局41の周辺基地局ゾーンテ
ーブルに設定されている基地局（＃２〜＃７の基地局42
〜47）に、該当する移動局40が送信している電波の受信
レベル（L₂〜L₇）を測定させ、その測定値を報告させ
る。さらに、移動通信制御局48では、報告されたレベル
情報に基づいて、受信レベルが最大となる基地局を移行
先基地局として通話中チャネルの切り替えを制御する。

以上示した切替制御手順は基地局主体で行われるもの
であり、以下「基地局主体チャネル切替制御」という。

また、移動局40と通話中にある＃１の基地局41で受信
レベルが所定値以下なったことが検出されると、その移
動局40に対して周辺基地局ゾーンテーブルに設定されて
いる各基地局ごとの特定周波数情報を報知する。その情
報を受信した移動局40は、その特定周波数に基づいて該
当する基地局から送信されている電波の受信レベルをそ
れぞれ測定して通話中の基地局41に報告し、さらにその
基地局41は移動通信制御局48に報告する。移動通信制御
局48は、その報告に基づいて受信レベルが最大となる基
地局を移行先基地局として通話中チャネルの切り替えを
制御する。

以上示した切替制御手順は移動局主体で行われるもの
であり、以下「移動局主体チャネル切替制御」という。

ところで、面状に広い地域をサービスエリアとする場
合に、多数の小ゾーンが平面的に並べられるが、特別な
場合を除いて第５図に示す正六角形の単位無線ゾーンが
繰り返される。

なお、干渉妨害の発生しない基地局間では同一周波数
が使用される。第５図に示す構成の場合には、その最小
単位は３つの小ゾーンで構成されるグループとなるが、
ここでは７ゾーンごとに同一周波数を繰り返し使用する
構成を示す（図中、太線で囲まれた部分）。

また、グループ内の各ゾーンに割り当てられる周波数
は、各グループ間で共通した配列になる。すなわち、同
じ周波数が使用されるゾーン間の中心距離（繰り返し距
離）はすべての基地局間で同一になる。

第５図において、［i,j］（ｉ＝０〜６、ｊ＝１〜
７）は基地局番号を示し、ｊが同一の基地局は同一周波
数を使用する。たとえば、［0,1］の基地局と同一周波
数を使用する基地局は、図中破線で示すように、等しい
繰り返し距離にある６つの基地局となり、それぞれ［1,
1］、［2,1］、…、［6,1］である。

以下、［0,1］の基地局の無線ゾーンから通話中の移
動局が他の無線ゾーンに移動する場合について説明す
る。

［0,1］の基地局の周辺基地局ゾーンテーブルには、
一般的にすべての基地局（第５図では、［0,2］〜［6,
7］のすべての基地局）が設定されることはない。それ
は、所定のチャネル切替条件を満たすか否かの判定をす
べての基地局かつ各移動局ごとに行うことは、制御負荷
量が極めて大きくなることと、移動局が複数の無線ゾー
ンを飛び越えて他の無線ゾーンに移動することは稀であ
り、所定以上に離れた基地局との間の条件判定はほとん
ど無駄と言えるからである。

したがって、［0,1］の基地局の周辺基地局ゾーンテ
ーブルには、通常、第６図（ａ）に示すように、隣接す
る［0,2］、［0,3］、…、［0,7］の基地局が設定され
る。

ところで、第６図（ｂ）に示すように、［0,1］の基
地局61と通話中の移動局60が、［0,3］の基地局63の方
向に移動したときには、その間のレベルは徐々に弱くな
り、所定値以下になったときに上述したチャネル切替制
御が開始される。ここで、移動局60と、［0,2］の基地
局62および［0,3］の基地局63との間にビルその他の遮
蔽物64、65があった場合には、［0,1］の基地局の周辺
基地局ゾーンテーブルに設定されているどの基地局との
間のレベルも低くなり、チャネル切り替えができないこ
とがある。

このような状況下では、最悪の場合に通話の継続が困
難になって切断を余儀無くされることがある。しかし、
移動通信特有の電波伝搬環境では周辺基地局ゾーンテー
ブルの設定外の基地局、例えば［1,6］の基地局66に対
しては、十分な受信レベルが確保され、チャネル切替条
件を満たしていることがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような事態を回避するためには、第７図（ａ）に
示すように、周辺基地局ゾーンテーブルに設定する基地
局数を多くすることが考えられる。すなわち、［0,1］
の基地局に隣接する［0,2］、［0,3］、…、［0,7］の
基地局に加えて、さらにそれらに隣接する［1,6］、
［1,5］、［2,7］、［2,6］、…、［6,5］、［6,4］の
基地局を周辺基地局ゾーンテーブルに設定する。

ここで、［0,6］の基地局と［1,6］の基地局は、上述
したように同一周波数が使用されるので以下に示す問題
点が発生する。

例えば、第７図（ｂ）に示すように、［0,1］の基地
局71との間で通話中の移動局70が、［0,3］の基地局73
の方向に移動した場合について考える。通常、移動局70
が［0,3］の基地局73の無線ゾーンに入ったときには、
［0,3］の基地局73の受信レベルが最大となるので、そ
の基地局の無線ゾーンへのチャネル切り替えが行われ
る。

しかし、移動通信特有の電波伝搬環境では、移動局70
が［0,3］の基地局73の無線ゾーン内にいるときに、隣
の［1,6］の基地局86との間の受信レベルが、基地局73
との間の受信レベルを上回ることがある。その場合に
は、最も近い基地局73との間でチャネル切替条件を満た
す受信レベルが確保されているにもかかわらず、最も受
信レベルの高い［1,6］の基地局86に対してチャネル切
り替えが行われる。

一方、このようなチャネル切り替えが実行されると、
［1,6］の基地局86と同一周波数を使用している［0,6］
の基地局76と移動局70との距離が、本来の繰り返し距離
よりもかなり短くなる。したがって、［0,6］の基地局7
6と通話中の移動局70′の上り回線（移動局送信、基地
局受信）で、移動局70と［1,6］の基地局86との間の電
波が干渉波（図中破線）となり、同一チャネル干渉妨害
を発生させて通話品質を著しく劣化させることがある。

さらに、上述したように、周辺基地局ゾーンテーブル
に設定する基地局数を多くすると、基地局主体チャネル
切替では基地局の制御負荷量が大きくなる。また、移動
局主体チャネル切替では移動局が多くの周辺基地局のレ
ベル検出を短時間で精度よく行う必要あり、各移動局の
負荷が極めて大きくなる。

また、レベル検出精度を向上させるためにレベル測定
に多くの時間を費やすことは、レベル測定自体がチャネ
ル切り替え時の大きな遅延要素となり、チャネル切り替
えが遅くなって通話品質の低下を招くことになる。

本発明は、移動局の移動に伴うチャネル切り替えに際
して、基地局あるいは移動局の制御負荷を軽減し、かつ
同一チャネル干渉妨害およびレベル劣化による通話品質
の低下を最小限に抑えることができる移動通信チャネル
切替制御方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の基地局がそれぞれ無線ゾーンを形成
し、その一つの基地局と通話中の移動局が該無線ゾーン
を移行したときに、各基地局ごとに複数の切替先基地局
が設定された周辺基地局ゾーンテーブルを参照し、該移
動局との間で所定のチャネル切替条件を満たした一つの
切替先基地局に通話チャネルを切り替えて通話を継続さ
せる移動通信チャネル切替制御方式において、前記周辺
基地局ゾーンテーブルに設定されている複数の切替先基
地局に、互いに異なる周波数を使用する隣接した基地局
のグループを第１ランクとし、その第１ランクの各基地
局に隣接する基地局のグループを第２ランクとし、以下
順次各ランクの各基地局に隣接する基地局のグループを
下位のランクに設定する優先順位を設け、該優先順位の
第１ランクから順に、前記移動局との間で所定のチャネ
ル切替条件を満たす切替先基地局の一つを選択し、該切
替先基地局に通話チャネルを切り替える構成である。

〔作 用〕

本発明は、周辺基地局ゾーンテーブルに多くの基地局
を設定し、かつ優先順位でランク分けし、各ランクごと
にチャネル切替制御処理を行っていくことにより、最小
限の制御負荷で切替先基地局を選択できる。また、優先
順位によって不適切な基地局とのチャネル切り替えが削
減できるので、同一チャネル干渉妨害の発生を最小限に
抑えることができる。

さらに、チャネル切り替え先となる基地局の選択肢が
広がるので、レベル劣化による通話品質の低下を最小限
に抑えることができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。

第１図は、本発明方式の一実施例を説明する図であ
る。

図において、［0,1］〜［6,7］の基地局の配列は、従
来技術の説明に用いた第５図に示すものと同様である。

本発明の特徴とするところは、本実施例では、各基地
局の周辺基地局ゾーンテーブルに設定する周辺基地局に
対して２段階の優先順位を設ける。すなわち、［0,1］
の基地局に隣接する［0,2］、［0,3］、…、［0,7］の
基地局を第１ランクとし、さらにそれらに隣接する［1,
6］、［1,5］、［2,7］、［2,6］、…、［6,5］、［6,
4］の基地局を第２ランクとして、［0,1］の基地局の周
辺基地局ゾーンテーブルに設定する。

以下、この周辺基地局ゾーンテーブルをもとに、基地
局主体チャネル切替と移動局主体チャネル切替に分け
て、本発明方式のチャネル切り替え動作について説明す
る。

第２図は、基地局主体チャネル切替のアルゴリズムを
説明するフローチャートである。

［0,1］の基地局から他の無線ゾーンへ移動局が移動
し、その基地局と通話中の受信レベルが所定値以下にな
ると、その基地局は移動通信制御局にチャネル切替要求
を送信して第２図に示すチャネル切替制御が開始され
る。

まず、移動通信制御局は、［0,1］の基地局の周辺基
地局ゾーンテーブルに設定されている第１ランクの各基
地局に、該当する移動局が送信している電波の受信レベ
ルを測定させる。各基地局はそれぞれ測定値を移動通信
制御局に報告する。ここで、移動通信制御局は、報告さ
れたレベル情報が所定のチャネル切替条件を満たしてい
るかを判断し、この条件を満たしている基地局があれ
ば、その基地局を切替先基地局として通話チャネルを切
り替える。なお、チャネル切替条件を満たしている基地
局が複数あれば、その中で受信レベルが最大となる基地
局を選択する。

また、第１ランクの基地局の中に、所定のチャネル切
替条件を満たしているものがなければ、移動通信制御局
は、第２ランクの各基地局に対して同様にして処理を行
う。すなわち、移動通信制御局は、第２ランクの各基地
局の中で、該当する移動局との間の受信レベルが所定の
チャネル切替条件を満たしている基地局を切替先基地局
として通話チャネルを切り替える。

なお、第２ランクの基地局の中にも、所定のチャネル
切替条件を満たしているものがなければ、そのまま通話
を継続させて再び第１ランクの基地局に対する監視に戻
る。

ところで、本実施例では、まず第１ランクの基地局に
該当する移動局との間の受信レベルを報告させ、その中
でチャネル切替条件を満たすものがない場合にのみ、第
２ランクの基地局に受信レベルの報告を求める手順とな
っている。しかし、第１ランクおよび第２ランクのすべ
ての基地局に一斉に受信レベルを報告させ、移動通信制
御局がチャネル切り替え先となる基地局を判定する際
に、チャネル切替条件を満たしている基地局を優先順位
に従ってランクの高いものの中から選択するようにして
もよい。

第３図は、移動局主体チャネル切替のアルゴリズムを
説明するフローチャートである。

移動局と通話中にある［0,1］の基地局は、あらかじ
めその移動局に対して下り制御信号により、周辺基地局
ゾーンテーブルに設定している第１ランクおよび第２ラ
ンクの各基地局ごとの特定周波数情報を報知しておく。

ここで、［0,1］の基地局で受信レベルが所定値以下
となったことが検出されると、その基地局は移動局に対
して第１ランクの基地局との間の受信レベルの報告要求
を出し、第３図に示すチャネル切替制御が開始される。

その要求を受信した移動局は、第１ランクの基地局の
特定周波数に基づき、該当する基地局から送信されてい
る電波の受信レベルをそれぞれ測定して［0,1］の基地
局に報告し、さらにその基地局は移動通信制御局に報告
する。移動通信制御局は、そのレベル情報が所定のチャ
ネル切替条件を満たしているかを判断し、この条件を満
たしている基地局があれば、その基地局を切替先基地局
として通話チャネルを切り替える。なお、チャネル切替
条件を満たしている基地局が複数あれば、その中で受信
レベルが最大となる基地局を選択する。

また、第１ランクの基地局の中に、所定のチャネル切
替条件を満たしているものがなければ、移動通信制御局
は、移動局と通話中にある基地局を介して、その移動局
に第２ランクの基地局の特定周波数に基づい、該当する
基地局から送信されている電波の受信レベルをそれぞれ
測定させ、その基地局を介して報告させる。以下同様
に、移動通信制御局は第２ランクの各基地局との受信レ
ベルを判断して切替先基地局の選択を行う。

ここでもまた、第２ランクの基地局の中に、所定のチ
ャネル切替条件を満たしているものがなければ、そのま
ま通話を継続させて再び第１ランクの基地局に対する監
視を移動局に行わせる。

なお、本実施例では、移動局と通話中にある基地局
が、あらかじめその移動局に対して周辺基地局ゾーンテ
ーブルに設定している第１ランクおよび第２ランクの各
基地局ごとの特定周波数情報を報知する手順を示した
が、例えばチャネル切替制御が開始されてからでも差し
支えない。

このように、周辺基地局ゾーンテーブルに多くの基地
局を設定することにより、チャネル切り替え先となる基
地局の選択肢が広がってレベル劣化による通話品質の低
下を最小限に抑えることができるとともに、優先順位に
従って順次チャネル切替制御処理を行っていけば、最小
限の制御負荷で対応することができる。

また、周辺基地局ゾーンテーブルに設定する基地局に
優先順位を設けることにより、最寄り（高優先順位側）
の基地局との間で所定のチャネル切替条件が満たされて
いれば、仮に他の（低優先順位側）基地局との間の受信
レベルが大きくても、最寄りの基地局に通話チャネルを
切り替えて通話を継続させることができる。すなわち、
第７図を参照して説明した問題点は、各基地局に優先順
位を設定することにより容易に解決され、同一チャネル
干渉妨害の発生を最小限に抑えることができる。

また、優先順位の群分けを３段階あるいはそれ以上に
した場合には、さらにきめ細かいチャネル切替制御が可
能になる。

また、移動通信制御局に対して基地局からあるいは移
動局から基地局を介して行う移動局と各基地局との間の
受信レベルの報告は、所定の閾値を越える場合とし、閾
値以下のレベル情報は報告しなくても移動通信制御局で
０として処理する方式をそれば、基地局あるいは移動局
の制御負荷をさらに軽減することができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明は、周辺基地局ゾーンテーブ
ルに設定する基地局に優先順位を設け、かつその優先順
位の高い群にチャネル切り替え先となる確率の高い基地
局を最小限に設定し、優先順位に従ってチャネル切り替
え先を選択することにより、最小限の制御負荷で確実に
チャネル切替制御を行うことができる。

また、優先順位の高い基地局群に該当する切替先基地
局がない場合には、次に低い優先順位の基地局群の中か
ら選択できるので、チャネル切り替えができずに生ずる
レベル劣化、および不適切な基地局にチャネル切り替え
を行ったために生ずる同一チャネル干渉妨害による通話
品質の低下を最小限に抑えることができる。

すなわち、本発明方式は、軽微な制御負荷で最適なチ
ャネル切り替え先となる基地局を容易に選択することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の一実施例を説明する図。 第２図は基地局主体チャネル切替のアルゴリズムを説明
するフローチャート。 第３図は移動局主体チャネル切替のアルゴリズムを説明
するフローチャート。 第４図はチャネル切り替えを説明する図。 第５図は正六角形の中心に基地局を据える無線ゾーン構
成例を示す図。 第６図は周辺基地局ゾーンテーブルに設定する基地局数
が少ない場合の問題点を説明する図。 第７図は周辺基地局ゾーンテーブルに設定する基地局数
が多い場合の問題点を説明する図。 40……移動局、41〜47……基地局、48……移動通信制御
局、49……無線ゾーン、60……移動局、61、62、63、66
……基地局、64、65……遮蔽物、70、70′……移動局、
71、73、76、86……基地局。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の基地局がそれぞれ無線ゾーンを形成
   し、その一つの基地局と通話中の移動局が該無線ゾーン
   を移行したときに、各基地局ごとに複数の切替先基地局
   が設定された周辺基地局ゾーンテーブルを参照し、該移
   動局との間で所定のチャネル切替条件を満たした一つの
   切替先基地局に通話チャネルを切り替えて通話を継続さ
   せる移動通信チャネル切替制御方式において、 前記周辺基地局ゾーンテーブルに設定されている複数の
   切替先基地局に、互いに異なる周波数を使用する隣接し
   た基地局のグループを第１ランクとし、その第１ランク
   の各基地局に隣接する基地局のグループを第２ランクと
   し、以下順次各ランクの各基地局に隣接する基地局のグ
   ループを下位のランクに設定する優先順位を設け、該優
   先順位の第１ランクから順に、前記移動局との間で所定
   のチャネル切替条件を満たす切替先基地局の一つを選択
   し、該切替先基地局に通話チャネルを切り替えることを
   特徴とする移動通信チャネル切替制御方式。