JP3856253B2

JP3856253B2 - セルラー無線通信システム及び基地局

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Publication number: JP3856253B2
Application number: JP28326397A
Authority: JP
Inventors: 和之迫田; 三博鈴木; 智也山浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: JPH11122672A; EP0918443A2; US6021125A; EP0918443A3

Description

【０００１】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術（図８）
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
（１）第１の実施の形態（図１）
（２）第２の実施の形態（図２〜図７）
（３）他の実施の形態
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明はセルラー無線通信システム及び基地局に関し、例えば携帯電話システム等に適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】
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所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定局としての基地局を設置し、移動局としての通信端末装置は通信状態が最も良好であると思われる基地局と無線通信するようになされている。その際、通信端末装置と基地局との間の通信方式としては種々の方式が提案されているが、代表的なものとしてＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access ）方式と呼ばれる時分割多元接続方式がある。
【０００５】
このＴＤＭＡ方式は、１つの周波数チヤネルを時間的に分割してスロツトを形成し、自局に割り当てられたスロツトのタイミングで送信信号を送信するようになされた方式であり、同一周波数チヤネルで複数の通信（いわゆる多重通信）を実現して周波数を効率的に使用するようになされた方式である。
【０００６】
ここでＴＤＭＡ方式のセルラー無線通信システムについて、図８を参照しながら以下に具体的に説明する。この図８に示すように、セルラー無線通信システム１においては、サービスエリアを複数のセルＣ１〜Ｃ７に分割して当該セルＣ１〜Ｃ７に対してそれぞれ基地局ＢＳ１〜ＢＳ７を配置するようになされており、これによりサービスエリア内の位置であればどこでも基地局と無線通信し得るようになされている。この場合、各セルＣ１〜Ｃ７に配置された基地局ＢＳ１〜ＢＳ７は、これら基地局ＢＳ１〜ＢＳ７を管理すると共に各基地局ＢＳ１〜ＢＳから送られてくる信号及び各基地局ＢＳ１〜ＢＳ７に送る信号の信号路を回線交換によつて制御する上位階層の接続交換局２に接続されている。
【０００７】
ここで移動局としての通信端末装置ＭＳ１がこのセルラー無線通信システム１のサービスエリア内で通信する場合には、当該通信端末装置ＭＳ１はこれらの基地局ＢＳ１〜ＢＳ７のうち最も通信状態が良好であると思われる基地局を選び、その基地局と無線回線を接続して音声信号等のユーザ情報を通信するようになされている。例えば通信端末装置ＭＳ１が基地局ＢＳ１の近傍に居るときには、当該基地局ＢＳ１が最も通信状態が良好なので、当該基地局ＢＳ１と無線回線を接続する。このとき基地局ＢＳ１は通信端末装置ＭＳ１から受信した受信信号を上位階層の接続交換局２に送信し、また逆に接続交換局２から受けた送信信号を通信端末装置ＭＳ１に向けて送信する。
【０００８】
接続交換局２は、基地局ＢＳ１から受けた受信信号を復号処理いわゆるチヤネルデコーデイングし、その結果得られる受信データを公衆回線網３を介して通信相手の端末装置４に送信する。また接続交換局２は公衆回線網３を介して送られてくる通信相手の端末装置４からのデータを受け、これに符号化処理いわゆるチヤネルエンコーデイングを施して送信信号を生成し、これを基地局ＢＳ１に送る。このような一連の処理により、通信端末装置ＭＳ１は基地局ＢＳ１、接続交換局２及び公衆回線網３を介して通信相手の端末装置４と通信することができる。
【０００９】
ところで通信端末装置ＭＳ１が移動することによつて当該通信端末装置ＭＳ１が無線接続されるべき基地局が変更になる場合がある。例えば通信端末装置ＭＳ１が基地局ＢＳ１のサービスエリアであるセルＣ１から基地局ＢＳ２のサービスエリアであるセルＣ２に移動したときがこの例に当てはまる。このとき通信端末装置ＭＳ１は、基地局ＢＳ１から基地局ＢＳ２に無線回線の接続切換いわゆるハンドオフを行い、新たに接続された基地局ＢＳ２と無線通信を行う。このようなハンドオフを行うことにより、通信端末装置ＭＳ１が移動した場合でも、順次基地局を切り換えて行くことによつて通信を継続することができる。
【００１０】
ハンドオフを行うためには、通信中であつても、常に「移動局がどの基地局と接続するべきか」を模索している必要がある。一般に、セルラー無線通信システム１においては、移動局である通信端末装置ＭＳ１が、各基地局ＢＳ１〜ＢＳ７から送信される制御チヤネル（以下、これをコントロールチヤネルＣＣＨと呼ぶ）の信号を受信してその受信電力をそれぞれ測定し、受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先の基地局候補として決めるようになされており、移動局主体でハンドオフ先の基地局候補を決めるようになされている。
【００１１】
なお、実際にハンドオフを行うか否かの決定権は基地局側に委ねられており、ハンドオフの流れとしては、「移動局がハンドオフ先の候補を探し、この結果に従つて基地局がハンドオフを実行する」といつた形式になつている。すなわち基地局は、現在通信中の通信端末装置からの受信電力が不足していないかどうかを常時監視しており、受信電力の不足により満足な通信品質を得られなくなつた場合には、その通信端末装置を他の基地局にハンドオフすることを決定する。その際、基地局は、その通信端末装置から通告されるハンドオフ先候補の基地局に対してハンドオフを実行するようになされている。因みに、通信端末装置において、基地局からの受信電力が低下したため、当該通信端末装置からハンドオフを要求する場合もある。但し、この場合も、ハンドオフするか否かは最終的に基地局側で決めるようになつている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる従来のセルラー無線通信システム１においては、通信端末装置の移動によつて基地局が順次切り換わつて行くことはあるが、基本的には１つの基地局と通信するようになされている。その際、セルラー無線通信システム１では、受信電力を基準にして通信状態が良好であると思われる基地局を１つ選び、その基地局と通信端末装置とを通信させるようになつている。しかしながら実際には、通信状態が良好な基地局は１つだけとは限らず、複数存在することが多々ある。そのようなときに無理に１つだけ基地局を選んで通信するよりも、それら通信状態の良好な基地局によつて受信した受信信号を利用すれば、容易に上り方向（すなわち通信端末装置から基地局への信号方向）の通信品質を向上し得ると思われる。
【００１３】
またかかる従来のセルラー無線通信システム１においては、基地局から送信される下り方向のコントロールチヤネルＣＣＨの受信電力を通信端末装置において測定し、その測定した受信電力に基づいてハンドオフ先の基地局候補を探してこれを基地局に通告するようになされている。そして基地局においては、通信端末装置から送信される上り方向の信号の受信電力が十分でなくなつたとき、そのタイミングをトリガとしてその通告されたハンドオフ先の基地局候補に当該通信端末装置をハンドオフさせるようになされている。ところがこのような方法によつてハンドオフを行うと、通信端末装置から見て最も良好と思われる基地局にハンドオフが行われるが、必ずしもシステム全体の中で最も良好な基地局にハンドオフされるとは限らないといつた不都合がある。すなわち従来のセルラー無線通信システム１のハンドオフ方法では、一方からの判断によつてハンドオフ先を決めており、このための上述のような不都合が生じている。従つてあらゆる観点からハンドオフ先を決めれば、一番最適な基地局を探すことができ、通信端末装置と基地局との通信品質をより向上することができると思われる。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、一段と通信品質を良好にすることができるセルラー無線通信システム及び基地局を提案しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため発明においては、移動局、基地局及び当該基地局を管理する接続交換局を有し、移動局と基地局との間で時分割多元接続によつて通信するセルラー無線通信システムにおいて、移動局は、所定の基地局と通信中に、各基地局からの制御チヤネルを受信して各基地局とのパスロスを測定し、測定したパスロスを示すパスロス情報を通信中の基地局に対して送信し、通信中の基地局は、パスロス情報又は移動局に対する送信電力の値に基づいて移動局を他の基地局にハンドオフした方が良い可能性があると判断されたとき、移動局が使用している通信チヤネルを所望の基地局に通告し、通信チヤネルが通告された基地局は、通信チヤネルを受信して当該通信チヤネルにおける移動局からの受信電力を測定し、測定した受信電力が予め定められた第１の閾値を超えている場合には、当該受信電力を含む返答情報を通信中の基地局に通告し、通信中の基地局は、返答情報に含まれる受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先として決め、当該基地局に対して移動局をハンドオフする際に所定時間以下の短期間のうちに同一の基地局との間でハンドオフが複数回繰り返される場合には第１の閾値を変更し、移動局との通信に使用する伝送速度を下げるようにする。
【００１６】
このように移動局と通信中の基地局は、パスロス情報又は送信電力に基づいて判断したハンドオフ候補の基地局に対する移動局からの受信電力が第１の閾値を超えているとき、その受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先として決定するのだが、所定時間以下の短期間のうちにその基地局との間でハンドオフが複数回繰り返される場合には当該第１の閾値を変更し、移動局との通信に使用する伝送速度を下げることにより、第１の閾値を変更したことに伴つてパスロスが最低とならない基地局と通信するような場合であつても、伝送速度を下げてビツト当たりのエネルギーを増やしパスロス分を補償することができるので、チヤネル当たりの送信電力を上げる必要がない分だけ他の基地局に対する干渉波電力を増大させることもなく、システム全体における通信品質の向上に寄与することができる。
【００１７】
また本発明における通信中の基地局は、ハンドオフした後にもハンドオフする前に移動局が使用していた通信チヤネルを所定期間空きチヤネルとして保持し、定期的に当該空きチヤネルとして保持した通信チヤネルを受信するようにする。これにより、移動局がハンドオフ先の基地局とハンドオフに失敗した場合でも、元の通信チヤネルでハンドオフを失敗したことを通告してくるので、そのことを容易に把握し得、保持しておいた元の通信チヤネルで当該移動局と速やかに通信し直すことができる。
【００１８】
さらに本発明における通信チヤネルが通告された基地局は、通話チヤネルにおける移動局からの受信電力を測定する際、自局のスロツトのタイミングの１／２倍又は１／４倍の周期でスロツトを区切つて測定するようにする。これにより、通信チヤネルが通告された基地局におけるスロツトのタイミングと、移動局におけるスロツトのタイミングとの間でタイミングずれが生じている場合であつても、１／２倍又は１／４倍の周期でスロツトを区切つた分割スロツトのどこかで移動局からの受信信号が必ず納まることになるため、基地局毎に受信電力の測定誤差がばらつくことを未然に回避することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２０】
（１）第１の実施の形態
図８との対応部分に同一符号を付して示す図１において、１０は全体として本発明を適用したセルラー無線通信システムを示す。このセルラー無線通信システム１０においても、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルＣ１〜Ｃ７に分割して当該セル内にそれぞれ固定局としての基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７を設置し、移動局としての通信端末装置ＭＳ１０は通信状態が最も良好であると思われる基地局と無線通信するようになされている。
【００２１】
またこのセルラー無線通信システム１０においては、単にＴＤＭＡ方式によつて基地局ＢＳ１１、ＢＳ１２、ＢＳ１３、ＢＳ１４、ＢＳ１５、ＢＳ１６又はＢＳ１７と通信端末装置ＭＳ１０との間で通信するのではなく、送信及び受信に使用する通信チヤネル（以下、これをトラフイツクチヤネルと呼ぶ）の周波数をスロツト毎に順次切り換えて行くことにより、いわゆる周波数ホツピングを行うようになされている。これにより常に同一チヤネル干渉を受けることを回避して、干渉波によつて通信が妨害されることを未然に回避し得るようになされている。
【００２２】
また一般にこの種の無線システムにおいては、所望の通信を行うとき、移動局の位置によつては大きな送信電力で送信しなければならない場合や低い送信電力でも十分通信し得る場合が存在する。これを鑑みて、このセルラー無線通信システム１０では、基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７及び通信端末装置ＭＳ１０において互いに受信電力（又は受信信号の品質）を監視しており、その監視結果を逆に通知し合うことによつてフイードバツクループを形成し、これによつて必要最低限の送信電力で通信する、いわゆる送信パワーコントロールを行うようになされている。これによりこのセルラー無線通信システム１０では、必要最低限の送信電力で効率的に通信し得、一定電力で送信する場合に比して消費電力を低減し得ることから特に通信端末装置ＭＳ１０にとつては電池の使用時間を延ばせるといつた格別な効果が得られる。
【００２３】
ここでこのセルラー無線通信システム１０において、移動局である通信端末装置ＭＳ１０がサービスエリア内を移動すると、逐次基地局との間のパスロス（すなわち伝送路損失）が変化する。例えば通信端末装置ＭＳ１０が基地局ＢＳ１１と通信中に移動すると、基地局ＢＳ１１とのパスロスが逐次変化して行くので、送信電力の変更が生じると共に、良好な通信を維持し得ない程にパスロスが大きくなつた場合には当然通信中の基地局ＢＳ１１から他の基地局に対してハンドオフする必要が生じる。
【００２４】
このため通信端末装置ＭＳ１０は、基地局ＢＳ１１と通信中に所定のタイミングで各基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７から送信されるコントロールチヤネルＣＣＨ（このコントロールチヤネルＣＣＨは送信電力が一定となつている）をそれぞれ受信することにより、各コントロールチヤネルＣＣＨの受信電力を算出し、その受信電力と送信電力との電力比によつて各基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７とのパスロスを測定する。そして通信端末装置ＭＳ１０は、その測定した各基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７のパスロス値を基地局名と対にしてパスロス情報として通信中の基地局ＢＳ１１に通告する。また通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ１１は、当該通信端末装置ＭＳ１０との通信にどれだけの送信電力を使用しているかを逐次監視している。
【００２５】
現在通信中の基地局ＢＳ１１は、通信端末装置ＭＳ１０から送信されるパスロス情報に基づいて、自局（ＢＳ１１）と通信端末装置ＭＳ１０のパスロス値Ｙと、周辺基地局ＢＳ１２〜ＢＳ１７と通信端末装置ＭＳ１０のパスロス値Ｘとのパスロス比Ｘ／Ｙをそれぞれ求め、当該パスロス比Ｘ／Ｙが所定の閾値ｐ以下となる基地局が存在するか否か調べる。その結果、パスロス比Ｘ／Ｙが閾値ｐ以下となる基地局が存在する場合には、基地局ＢＳ１１は、その基地局に対して通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用しているトラフイツクチヤネル（具体的には、そのトラフイツクチヤネルの周波数ホツピングパターン）を接続交換局１１を介して通告する。例えば基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３のパスロス比Ｘ／Ｙが閾値ｐ以下であれば、基地局ＢＳ１１は、当該基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３に対して通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用しているトラフイツクチヤネルを通告する。なお、ここで使用されるパスロス比Ｘ／Ｙの閾値ｐとしては、「1/8 」〜「１」が妥当であり、特に「1/4 」〜「1/2 」が望ましい。
【００２６】
トラフイツクチヤネルが通告された基地局は、そのトラフイツクチヤネルを受信し、当該トラフイツクチヤネルで送られてくる信号の信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを測定する。その結果、信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが所定の閾値ｑを越えていれば、その基地局はトラフイツクチヤネルの受信によつて得た受信信号を上位の接続交換局１１に送信する。例えば先の例のように、基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３がトラフイツクチヤネルを通告されたとすると、当該基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３はそれぞれそのトラフイツクチヤネルを受信して信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを測定し、その値が閾値ｑを越えていれば、受信した受信信号Ｓ２及びＳ３を上位の接続交換局１１に送信する。なお、ここで使用される信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉの判定閾値ｑとしては、「１」〜「10」程度が妥当であり、特に「４」〜「７」あたりが望ましい。
【００２７】
接続交換局１１においては、通信端末装置ＭＳ１０と通信中である基地局ＢＳ１１によつて受信されたトラフイツクチヤネルの受信信号Ｓ１も当然基地局ＢＳ１１から受けるようになされており、接続交換局１１はこの受信信号Ｓ１と周辺基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３から受けた受信信号Ｓ２及びＳ３とを最大比合成法によつて合成し、その合成された受信信号にチヤネルデコーデイングを施して通信端末装置ＭＳ１０から送られたデータを復元し、これを公衆回線網３を介して通信端末装置ＭＳ１０の通信相手である端末装置４に送信する。なお、最大比合成法とは、それぞれの信号を所定の比率で合成するものである。因みに、合成時の比率としては信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉに応じた係数が用いられる。
【００２８】
かくしてこのように通信端末装置ＭＳ１０から送信された信号を基地局ＢＳ１１のみによつて受信するのではなく、受信状態の良い他の基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３によつても受信し、受信したそれらの受信信号Ｓ１〜Ｓ３を接続交換局１１によつて合成するようにしたことにより、システム全体を使用したサイトダイバーシチ受信を行うことができ、上り回線の通信品質を容易に向上することができる。
【００２９】
因みに、トラフイツクチヤネルが通告された基地局は、所定の期間中、通信端末装置ＭＳ１０からの信号の信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを観測した結果、当該信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが閾値ｑを越えない割合が予め定められた閾値ｒよりも大きければ、トラフイツクチヤネルの受信を終了することを接続交換局１１に通告すると共に、そのトラフイツクチヤネルの受信を終了する。これにより通信端末装置ＭＳ１０から通告されたパスロス値Ｘが誤りであつたときや通信端末装置ＭＳ１０の移動により電波状況が変化したとき等、受信状態が悪いにも係わらず無駄に受信処理を継続することを回避し得、速やかに受信処理を終了することができる。なお、ここで使用される閾値ｒとしては「２」〜「30」パーセントが妥当であり、特に「５」〜「10」パーセントあたりが望ましい。
【００３０】
以上の構成において、この実施の形態によるセルラー無線通信システム１０の場合には、例えば通信端末装置ＭＳ１０が基地局ＢＳ１１と通信しているとすると、当該通信端末装置ＭＳ１０は各基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７のコントロールチヤネルＣＣＨを受信することにより各基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１７とのパスロス値を測定し、その測定したパスロス値を通信中の基地局ＢＳ１１に通告する。これを受けた基地局ＢＳ１１は、自局のパスロス値Ｙと周辺基地局ＢＳ１２〜ＢＳ１７のパスロス値Ｘとのパスロス比Ｘ／Ｙを算出し、当該パスロス比Ｘ／Ｙが閾値ｐ以下となるか否か調べる。その結果、パスロス比Ｘ／Ｙが閾値ｐ以下となる基地局が存在する場合には、基地局ＢＳ１１は、その基地局（図１の例では基地局ＢＳ１２及びＢＳ１３）に対して通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用しているトラフイツクチヤネルを通告する。
【００３１】
トラフイツクチヤネルが通告された基地局（ＢＳ１２及びＢＳ１３）は、そのトラフイツクチヤネルを受信して信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを測定し、その信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが閾値ｑを越えているため受信状態が良好であることが判明した場合には、トラフイツクチヤネルの受信によつて得た受信信号（Ｓ２及びＳ３）を上位の接続交換局１１に送信する。接続交換局１１は、基地局ＢＳ１１から送られてくる受信信号Ｓ１と周辺基地局（ＢＳ１２及びＢＳ１３）から送られてくる受信信号（Ｓ２及びＳ３）とを最大比合成法によつて合成し、その結果得られる受信信号にチヤネルデコーデイングを施して通信端末装置ＭＳ１０から送信されたデータを復元する。
【００３２】
このようにして通信端末装置ＭＳ１０から送信された信号を通信対象の基地局ＢＳ１１のみによつて受信するのではなく、受信状態の良い周辺基地局（ＢＳ１２及びＢＳ１３）によつても受信し、受信したそれらの受信信号Ｓ１〜Ｓ３を合成して通信端末装置ＭＳ１０から送信されたデータを復元するようにしたことにより、複数の基地局を使用したダイバーシチ受信を行つて上り回線の通信品質を容易に向上することができる。なお、ダイバーシチ受信によつて通信品質が向上し得る理由は、一方の受信信号が劣化しているときに他方の受信信号によつてこれを補うことができるからである。
【００３３】
以上の構成によれば、通信対象の基地局のみならず、受信状態の良い周辺基地局によつても通信端末装置からの信号を受信し、それらの受信信号を合成して当該通信端末装置から送信されたデータを復元するようにしたことにより、通信端末装置から基地局方向への通信品質を容易に向上することができる。
【００３４】
（２）第２の実施の形態
この第２の実施の形態においては、第１の実施の形態に対してさらにハンドオフに係わる発明を加えたセルラー無線通信システムについて説明する。図１との対応部分に同一符号を付して示す図２において、２０は全体として第２の実施の形態によるセルラー無線通信システムを示し、このセルラー無線通信システム２０においても、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルＣ１〜Ｃ７に分割して当該セル内にそれぞれ固定局としての基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７を設置し、移動局としての通信端末装置ＭＳ１０は通信状態が最も良好であると思われる基地局と無線通信するようになされている。
【００３５】
またこのセルラー無線通信システム２０においても、単にＴＤＭＡ方式によつて基地局ＢＳ２１、ＢＳ２２、ＢＳ２３、ＢＳ２４、ＢＳ２５、ＢＳ２６又はＢＳ２７と通信端末装置ＭＳ１０との間で通信するのではなく、送信及び受信に使用するトラフイツクチヤネルの周波数をスロツト毎に順次切り換えて行くことにより、いわゆる周波数ホツピングを行うようになされている。これにより常に同一チヤネル干渉を受けることを回避して、干渉波によつて通信が妨害されることを未然に回避し得るようになされている。
【００３６】
さらにこのセルラー無線通信システム２０においても、基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７及び通信端末装置ＭＳ１０において互いに受信電力を監視しており、その監視結果を逆に通知し合うことによつてフイードバツクループを形成し、これによつて必要最低限の送信電力で通信する、いわゆる送信パワーコントロールを行うようになされている。これによりこのセルラー無線通信システム２０でも、必要最低限の送信電力で効率的に通信し得、一定電力で送信する場合に比して消費電力を低減し得ることから特に通信端末装置ＭＳ１０にとつては電池の使用時間を延ばせるといつた格別な効果が得られる。
【００３７】
さらにこのセルラー無線通信システム２０においても、通信端末装置ＭＳ１０は、各基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７から送信されるコントロールチヤネルＣＣＨをそれぞれ受信することにより、各基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７とのパスロスを測定しており、その測定したパスロス値をパスロス情報として通信中の例えば基地局ＢＳ２１に通告するようになされている。また通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ２１は、当該通信端末装置ＭＳ１０との通信にどれだけの送信電力を使用しているかを逐次監視するようになされている。
【００３８】
ここでこの実施の形態によるセルラー無線通信システム２０においては、通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ２１は、当該通信端末装置ＭＳ１０からのパスロス情報又は通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用している送信電力の値に基づいて、当該通信端末装置ＭＳ１０を他の基地局に接続した方が良いか否か、すなわちハンドオフした方が良いか否かを判断する。具体的には、通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ２１は、パスロス情報を基に自局と同等又は自局を下回るパスロスの基地局が存在することが判定された場合、もしくは通信端末装置ＭＳ１０に送る送信信号の送信電力が所定の基準値を越えた場合に、他の基地局に対してハンドオフした方が良い可能性があると判断する。そしてそのような判断を下すと、基地局ＢＳ２１は、周辺基地局に対して通信端末装置ＭＳ１０をハンドオフする可能性があることを示す制御情報を接続交換局１１を介して送信する。
【００３９】
因みに、送信電力が基準値を越えた場合には、通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ２１は、この制御情報を全ての周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７に送信し、パスロス情報によつて自局と同等又はそれ以下のパスロスである周辺基地局が存在する場合には、そのパスロスの小さい周辺基地局に対してのみこの制御情報を送信するようになされている。なお、この制御情報には、通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用しているトラフイツクチヤネルの周波数ホツピングパターン（以下、これを単にホツピングパターンと呼ぶ）及び制御情報の通告元である基地局ＢＳ２１では使用していないトラフイツクチヤネルのホツピングパターン（複数チヤネル分）が含まれている。
【００４０】
ここでこのセルラー無線通信システム２０におけるトラフイツクチヤネルのアロケーシヨン例を図３に示す。このセルラー無線通信システム２０では、周波数ホツピングを行つていることにより、各トラフイツクチヤネルは１スロツト毎に占有する周波数帯域を順次変更するようになされている。そのため基地局において使用される周波数リソースを周波数軸及び時間軸を用いて表すと、図３に示すようになる。この図３は、例えば基地局ＢＳ２２におけるトラフイツクチヤネルのアロケーシヨン例であり、スロツトＳＴ１のように右斜めの斜線が付されているスロツトは基地局ＢＳ２２において通信に使用されているスロツトである。この例では、周波数リソースのおよそ1/3 が通信に用いられており、残りの2/3 が通信に使用されていないことになつている。また図３において、左斜めの斜線によつて示されるスロツトＳＴ２〜ＳＴ９は、通信端末装置ＭＳ１０と基地局ＢＳ２１との通信に使用されているスロツトを示しており、仮に基地局ＢＳ２２が基地局ＢＳ２１からの制御情報を受けたとすれば、当該基地局ＢＳ２２はその制御情報によつてこのスロツトのホツピングパターン（ＳＴ２〜ＳＴ９）を把握している。
【００４１】
ここで基地局ＢＳ２２が制御情報を受けたとすると、当該基地局ＢＳ２２は、その制御情報を基に通信端末装置ＭＳ１０が使用するトラフイツクチヤネルのホツピングパターンを把握し、当該通信端末装置ＭＳ１０が占有する周波数及び時間を１スロツトずつ追従して通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトラフイツクチヤネルを受信する。そして基地局ＢＳ２２は、受信した各スロツトの受信電力を測定し、複数スロツト（例えば60〜300 スロツト）にわたつて電力測定を終えると、それらの測定値を基に１スロツト当たりの平均受信電力Ａを算出する。
【００４２】
同様に、制御情報を受けた基地局ＢＳ２２は、その制御情報を基に通告元の基地局ＢＳ２１では使用していないトラフイツクチヤネルのホツピングパターンを把握し、そのトラフイツクチヤネルを受信して１スロツトずつ受信電力を測定し、複数スロツトにわたつて電力測定を終えると、それらの測定値を基に１スロツト当たりの平均受信電力Ｂを算出する。
【００４３】
ここで算出された平均受信電力Ａは、通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力とその他の電波発信元からの干渉波電力とを加算した平均受信電力である。また平均受信電力Ｂは、その他の電波発信元からの干渉波電力となつている。従つて、平均受信電力Ａから平均受信電力Ｂを差し引いた値Ｃが純粋に通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力となる。
【００４４】
基地局ＢＳ２２においては、このようにして平均受信電力Ａから平均受信電力Ｂを差し引いて受信電力Ｃを求め、その受信電力Ｃが予め定められた所定の閾値ｓを越えていれば受信状態が良いと判断して通信端末装置ＭＳ１０を自局に接続した方が良いと判断し、当該通信端末装置ＭＳ１０を自局に接続するように指示する返答情報を制御情報の通告元である基地局ＢＳ２１に送信する。因みに、この返答情報には、算出した受信電力Ｃの情報が含まれている。また判定閾値ｓとしては、基地局ＢＳ２２と通信している通信端末装置からの１スロツト当たりの平均受信電力をＤとすると、当該平均受信電力Ｄに変数Ｎ（変数Ｎの値としては「1.5 」〜「８」が妥当であり、特に「２」ぐらいが好ましい）を掛け合わせた値が用いられる。
【００４５】
なお、基地局ＢＳ２１から複数の基地局に制御情報を送信した場合には、当該制御情報を受けた全ての基地局がこれと同じ処理を行い、通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力Ｃを測定してその値が閾値ｓを越えていれば、自局に通信端末装置ＭＳ１０を接続するように指示する返答情報を通告元である基地局ＢＳ２１に送信するようになされている。
【００４６】
通告元である基地局ＢＳ２１においては、受信した返答情報に基づいて、ハンドオフ先の基地局を決定する。具体的には、返答情報を送つてきた基地局が１つの場合には、基地局ＢＳ２１はその基地局をハンドオフ先として決め、返答情報を送つてきた基地局が複数存在する場合には、返答情報に含まれる受信電力Ｃが最も大きい基地局をハンドオフ先として決める。このようにして返答情報に受信電力Ｃを含ませるようにしたことにより、返答してきた基地局が複数あつた場合にも、最適な基地局を容易に決めることができる。
【００４７】
通告元の基地局ＢＳ２１は、ハンドオフ先の基地局を決めると、そのハンドオフ先の基地局から通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用するトラフイツクチヤネルを示すチヤネル情報（少なくともこのチヤネル情報はトラフイツクチヤネルのホツピングパターンと初期送信電力を含む）を受け取り、そのチヤネル情報を通信端末装置ＭＳ１０に対して無線回線を介して送信する。これにより通信端末装置ＭＳ１０はそのチヤネル情報を基にハンドオフ先の基地局とハンドオフ処理を行つて当該ハンドオフ先の基地局と無線回線を接続する。
【００４８】
なお、先程まで通信していたハンドオフ元の基地局ＢＳ２１においては、ハンドオフ先の基地局から受けたチヤネル情報を保持し、そのチヤネル情報を基に通信端末装置ＭＳ１０が新たに使用しているトラフイツクチヤネルを受信するようになされている。すなわち第１の実施の形態と同様に、ハンドオフ元の基地局ＢＳ２１は通信端末装置ＭＳ１０が新たに使用しているトラフイツクチヤネルを受信してその信号対雑音電力比Ｃ／Ｉを測定し、その信号対雑音電力比Ｃ／Ｉが閾値ｑを越えていれば受信状態が良好であると判断して、受信した受信信号を上位の接続交換局１１に送信する。
【００４９】
接続交換局１１では、ハンドオフ元の基地局ＢＳ２１から送られてくる受信信号、ハンドオフ先の基地局から送られてくる受信信号及びそれ以外の基地局から送られてくる受信信号を最大比合成法によつて合成し、その結果得られる受信信号にチヤネルデコーデイングを施して通信端末装置ＭＳ１０からのデータを復元し、これを公衆回線網３を介して通信端末装置ＭＳ１０の通信相手である端末装置４に送信する。これによりシステム全体としてのダイバーシチ受信を行うことができ、上り回線の通信品質を向上することができる。
【００５０】
因みに、ハンドオフ先の基地局以外で通信端末装置ＭＳ１０のトラフイツクチヤネルを受信する基地局においては（ハンドオフ元の基地局ＢＳ２１も含む）、所定の期間中、通信端末装置ＭＳ１０からの信号の信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを観測した結果、当該信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが閾値ｑを越えない割合が予め定められた閾値ｒよりも大きければ、トラフイツクチヤネルの受信を終了することを接続交換局１１に通告すると共に、そのトラフイツクチヤネルの受信を終了する。これにより受信状態が悪いのにも係わらず、無駄に受信処理を継続することを回避し得る。
【００５１】
またハンドオフ元の基地局ＢＳ２１においては、ハンドオフ後にもハンドオフ前に通信端末装置ＭＳ１０が使用していたトラフイツクチヤネルを所定期間空きチヤネルとして保持して定期的にそのトラフイツクチヤネルを受信しており、通信端末装置ＭＳ１０がハンドオフに失敗した場合には、保持しておいた元のトラフイツクチヤネルで当該通信端末装置ＭＳ１０と通信し直す。これにより通信端末装置ＭＳ１０がハンドオフに失敗した場合でも、当該通信端末装置ＭＳ１０を速やかに元の基地局ＢＳ２１に接続し直すことができる。因みに、ハンドオフに失敗した通信端末装置ＭＳ１０は、元のトラフイツクチヤネルで失敗したことを通告してくるので、ハンドオフ元の基地局ＢＳ２１では、元のトラフイツクチヤネルを定期的に受信していれば、通信端末装置ＭＳ１０がハンドオフに成功したか失敗したかを容易に把握することができる。
【００５２】
さらにハンドオフ元の基地局ＢＳ２１は、ハンドオフを行つた通信端末装置ＭＳ１０及びハンドオフ先の基地局を記憶しており、短期間のうちに複数回にわたつて同一の通信端末装置ＭＳ１０が同一の基地局にハンドオフする場合には、上述した判定閾値ｓを変更するようになされている。具体的には、判定閾値ｓを決めるときの変数Ｎの値を大きくして、当該判定閾値ｓの値を変更する。これにより同一の基地局間で度重なるハンドオフが行われる場合に、ハンドオフの回数を低減することができる。なお、このように判定閾値ｓを変更した場合には、通信端末装置ＭＳ１０はパスロスが最低とならない基地局と通信する可能性がある。しかしながらこのような場合には、基地局は送信電力を上げてパスロス分を補償するのではなく、通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用する伝送速度を下げてビツト当たりのエネルギーを増やすことによりパスロス分を補償するようになされており、これによりこのようにパスロスが最低とならない基地局と通信した場合にも、ビツト当たりの信号エネルギー対ノイズエネルギー比Ｅｂ／Ｎｏを保持しつつチヤネル当たりの送信電力を低減した通信を行うことができる。因みに、この場合、送信電力自体を増やさないので、他の基地局に対する干渉波電力を低減し得るといつた効果もある。
【００５３】
ここでこのセルラー無線通信システム２０を構成する基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７の具体的構成について説明する。このセルラー無線通信システム２０においては、実際上、トラフイツクチヤネルのスロツトを複数のサブキヤリアによつて構成し、基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７と通信端末装置ＭＳ１０の間では、これら複数のサブキヤリアに送信データを表す送信シンボルを割り当てて送信するようになされており、いわゆるマルチキヤリア通信を行うようになされている。従つてこれら複数のサブキヤリアに送信シンボルが割り当てられることから周波数軸上に送信シンボルが並べられて送信されることになる。
【００５４】
この場合、送信シンボルをサブキヤリアに割り当てて周波数軸上に並べる作業は逆高速フーリエ変換処理（ＩＦＦＴ）によつて行われ、逆に周波数軸上に並んでいる送信シンボルを時間軸上に取り出す作業は高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）によつて行われる。従つて周辺基地局において、通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力を測定する場合には、受信信号に高速フーリエ変換処理を施せば受信電力を測定することができる。
【００５５】
ところで周辺基地局においては、受信電力を測定するとき、トラフイツクチヤネルのスロツトに対して1/2 倍（又は1/4 倍）の周期で高速フーリエ変換処理を実行するようになされている。これは次に説明する理由によるものである。通信端末装置ＭＳ１０が上述の例と同様に基地局ＢＳ２１と通信しているとすると、通信端末装置ＭＳ１０のスロツトのタイミングは周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７のタイミングと必ずしも一致していない。先に示した図３においても、基地局ＢＳ２２のスロツトのタイミングに対して、通信端末装置ＭＳ１０のスロツトのタイミングは若干ではあるがずれている。
【００５６】
このようなスロツトのタイミングずれは、全ての周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７で同じではなく、基地局毎に異なつている。このように周辺基地局毎にスロツトのタイミングがずれている状態で、各周辺基地局において自局のスロツトタイミングを使用して通信端末装置ＭＳ１０の受信電力を測定すると、基地局毎に受信電力の測定誤差が異なつてしまい、正確に受信電力を測定し得なくなる。例えば通信端末装置ＭＳ１０のスロツトのタイミングと一致している周辺基地局ではほぼ正確に受信電力を測定し得るが、通信端末装置ＭＳ１０に対してスロツトのタイミングが半スロツト分ずれている周辺基地局では実際の受信電力に対して半分の受信電力しか測定し得なくなる。このように測定される受信電力の正確性が失われると、正確にハンドオフ先を決めることができなくなるおそれがある。
【００５７】
そのため周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７においては、トラフイツクチヤネルを受信するとき、自局のスロツトのタイミングの1/2 倍（又は1/4 倍）の周期でスロツトを区切つて通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力を測定するようになつている。このようにすれば、必ずどこかの分割スロツトでは通信端末装置ＭＳ１０からの受信信号が完全に納まつており、基地局毎に受信電力の測定誤差がばらつくことを未然に回避することができる。なお、1/2 倍の周期でスロツトを区切つた場合には、測定される受信電力としては全体の半分しか測定し得なくなるが、干渉波及びノイズ成分も半分になることから、測定誤差の冗長性にはつながらない。また1/4 倍の周期でスロツトを区切つた場合には、分割スロツト４つのうち３つが通信端末装置ＭＳ１０からの受信信号が納まつているので、分割スロツト３つ分の電力を受信電力とすれば良いことになる。
【００５８】
ここで以上説明した内容に基づいて、実際に基地局において受信電力を測定する際の高速フーリエ変換処理の実行タイミングを図４に示す。なお、この図４においては、トラフイツクチヤネルの１スロツトに対して1/2 倍の周期で高速フーリエ変換処理を行つた例を示している。図４における 288〔μｓ〕の区間はそれぞれトラフイツクチヤネルの１スロツトを示しており、その１スロツトのうち 240〔μｓ〕の区間が実際にユーザ情報等の送信シンボルを送信するために用意された区間である（因みに、一般にはこの 240〔μｓ〕の時間が１変調時間と呼ばれている）。また１スロツトのうち残りの48〔μｓ〕の区間は送信シンボルが繰り返されるガードタイムのための区間となつている。
【００５９】
通常、トラフイツクチヤネルで送信された信号を受信して情報を復調する場合には、図４の上段に示すように、この 240〔μｓ〕の信号成分に高速フーリエ変換処理を行つて、サブキヤリアの信号成分を取り出し、これによつて送信された送信シンボルを抽出する。なお、１変調時間が 240〔μｓ〕であることからサブキヤリアの間隔ｆｘとしては、ｆｘ＝1/240 〔μｓ〕＝4.166 〔KHz 〕となつている。
【００６０】
一方、基地局において通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力を測定する場合には、図４の下段に示すように、情報復調時の1/2 倍の周期でスロツトを半分に分割し、その分割スロツト毎に高速フーリエ変換処理を行う。但し、実際にはガードタイムがあることから、分割スロツトの 144〔μｓ〕毎に 120〔μｓ〕分の信号成分を抽出し、これに高速フーリエ変換処理を行つてサブキヤリアの信号成分を取り出し、周波数軸上に並べられた送信シンボルを抽出して電力測定を行う。従つて受信電力測定時には、情報復調時の２倍の頻度で高速フーリエ変換処理が実行されることになる。
【００６１】
ここで図５において、高速フーリエ変換処理によつて取り出されるサブキヤリアの概念を示す。情報復調時には、 240〔μｓ〕分の信号成分に高速フーリエ変換処理を施してサブキヤリアを取り出すことから、図５の上段に示すように、4.166 〔KHz 〕間隔でサブキヤリアが取り出される。これに対して電力測定時には、その半分の 120〔μｓ〕分の信号成分に高速フーリエ変換処理を施してサブキヤリアを取り出すことから、図５の下段に示すように、8.333 〔KHz 〕間隔でサブキヤリアが取り出される。基地局においては、通信端末装置ＭＳ１０の受信電力を測定する際、このように１スロツト毎に8.333 〔KHz 〕間隔でサブキヤリアを取り出し、その取り出したサブキヤリアの電力合計によつて１スロツト分の受信電力を測定するようになされている。
【００６２】
ここで各基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７に設けられた電力測定部を図６に示す。このセルラー無線通信システム２０の基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７には、それぞれこの図６に示すような電力測定部３０が設けられており、この電力測定部３０を使用することにより、現在通信中の基地局から通告された制御情報を基に通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトラフイツクチヤネルを受信して当該通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力を測定し、その受信電力を基に通信端末装置ＭＳ１０をハンドオフするべきか否かを判断し、ハンドオフするべきか否かを示す上述の返答情報を生成するようになされている。
【００６３】
まず図示せぬアンテナによつて受信された受信信号Ｓ１０は入力端子３１を介してそれぞれ電力測定のための信号処理回路３２Ａ〜３２Ｎに入力される。信号処理回路３２Ａは、まず受信信号Ｓ１０を受信回路３３Ａに入力する。受信回路３３Ａは、受信信号Ｓ１０を増幅した後、当該受信信号Ｓ１０に周波数変換を施してベースバンド信号を取り出し、このベースバンド信号にフイルタリング処理を施して所望の信号成分を取り出し、これにアナログデイジタル変換処理を施して出力する。高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）３４Ａは、受信回路３３Ａから出力されるデイジタルのベースバンド信号Ｓ１１Ａに窓かけ処理を行つて上述したような 120〔μｓ〕分の信号成分を取り出した後、その信号成分に高速フーリエ変換処理を施すことによつて 8.333〔KHz 〕間隔でサブキヤリアの信号成分を取り出す。電力測定回路３５Ａは、高速フーリエ変換回路３４Ａから出力されるサブキヤリアの信号成分Ｓ１２Ａから１スロツト分の受信電力を測定し、その測定値Ｓ１３Ａを電力集計回路３６に出力する。なお、信号処理回路３２Ａは、このような電力測定処理を 120〔μｓ〕毎に繰り返し行つて、１スロツトの1/2 の周期で順次受信電力を測定して行く。
【００６４】
信号処理回路３２Ａにおいても、同様の処理を行つて信号処理回路３２Ａで算出したスロツトに対して周波数軸上で隣に位置するスロツトの受信電力を測定し、その測定値Ｓ１３Ｂを電力集計回路３６に出力する。同様に、信号処理回路３２Ｂ〜３２Ｎにおいては、それぞれ異なる周波数チヤネルのスロツト電力を測定し、その測定値Ｓ１３Ｃ〜Ｓ１３Ｎをそれぞれ電力集計回路３６に出力する。このように複数の信号電力回路３２Ａ〜３２Ｎを設けて並列的に受信電力を測定することにより、図３に示したように周波数軸上に複数用意されている全ての周波数チヤネルの受信電力を一挙に測定することができる。
【００６５】
ところで現在通信中の基地局から通告されてきた制御情報Ｓ１４はホツピングパターン記憶回路３７に供給される。ホツピングパターン記憶回路３７は、その制御情報Ｓ１４から通信端末装置ＭＳ１０が現在使用しているトラフイツクチヤネルのホツピングパターン及び通告元の基地局では使用していないトラフイツクチヤネルのホツピングパターンのパターン情報を抽出し、それを内部の記憶領域に記憶する。そしてホツピングパターン記憶回路３７はその記憶した通信端末装置ＭＳ１０が現在使用しているトラフイツクチヤネルのホツピングパターン及び通告元の基地局では使用していないトラフイツクチヤネル（ここではそのチヤネル数をＭとする）のホツピングパターンのパターン情報Ｓ１５を電力集計回路３６に出力する。
【００６６】
電力集計回路３６は、ホツピングパターン記憶回路３７から供給されるパターン情報Ｓ１５に基づいて、通信端末装置ＭＳ１０が使用していると思われるスロツトの受信電力をピツクアツプし、それを数スロツト（例えば16〜64スロツト）にわたつて集計し、その集計した受信電力を集計数で割ることによつて平均受信電力Ｓ１６を算出し、これを判定回路３８に出力する。同様に、電力集計回路３６は、ホツピングパターン記憶回路３７から供給されるパターン情報Ｓ１５に基づいて、通告元の基地局では使用していないトラフイツクチヤネルに該当するスロツトの受信電力をそれぞれピツクアツプし、それを数スロツト分集計して平均受信電力Ｓ１７Ａ〜Ｓ１７Ｍを算出し、これを判定回路３８に出力する。
【００６７】
判定回路３８は、受信電力Ｓ１６をさらに複数回集めてその平均を求めることにより上述した平均受信電力Ａを算出すると共に、受信電力Ｓ１７Ａ〜Ｓ１７Ｍを複数回集めてその平均を求めることにより上述した平均受信電力Ｂを算出する。そして判定回路３８は、その平均受信電力Ａから平均受信電力Ｂを差し引いて受信電力Ｃを求めた後、閾値記憶回路３９から判定閾値ｓを示す閾値情報Ｓ１８を受け、その判定閾値ｓと受信電力Ｃとを比較する。その結果、受信電力Ｃが判定閾値ｓを越えていれば、通信端末装置ＭＳ１０を自局に接続した方が良いと判断し、その旨を示す返答情報Ｓ１９を送信回路（図示せず）を介して通告元の基地局に送信する。なお、この返答情報Ｓ１９には、上述したように受信電力Ｃの情報が含まれている。
【００６８】
因みに、上述の説明では、短期間のうちに複数回にわたつて同一の通信端末装置ＭＳ１０が同一の基地局にハンドオフする場合には判定閾値ｓを変更すると述べたが、その場合には、閾値記憶回路３９に記憶されている判定閾値ｓを変更するようになされている。
【００６９】
ここで基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７における情報復調のための受信系回路及び接続交換局１１におけるタイバーシチ受信のための合成回路を図７に示す。各基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７は、この図７に示すように、それぞれ同じ構成の受信系回路を有しており、この受信系回路によつて通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトラフイツクチヤネルを受信し、その結果得られる受信信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｇをそれぞれ上位の接続交換局１１に出力するようになされている。具体的には、基地局ＢＳ２１は、アンテナ４０Ａ、受信回路４１Ａ、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）４２Ａ、ＤＱＰＳＫ復調回路４３Ａ及び重み付け回路４４Ａからなる受信系回路を有しており、この受信系回路によつて受信信号Ｓ２０Ａを生成する。なお、基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７が有する受信系回路もこれと同じ構成なので、ここでは説明を省略する。
【００７０】
基地局ＢＳ２１において、アンテナ４０Ａによつて受信したトラフイツクチヤネルの受信信号Ｓ２１Ａをまず受信回路４１Ａに入力する。受信回路４１Ａは、受信信号Ｓ２１Ａを増幅した後、当該受信信号Ｓ２１Ａに周波数変換を施してベースバンド信号を取り出し、このベースバンド信号にフイルタリング処理を施して所望の信号成分を取り出し、これにアナログデイジタル変換処理を施して出力する。
【００７１】
高速フーリエ変換回路４２Ａは、受信回路４１Ａから出力されるデイジタルのベースバンド信号Ｓ２２Ａに窓かけ処理を行つて上述したような 240〔μｓ〕分の信号成分を取り出した後、その信号成分に高速フーリエ変換処理を施すことによつて 4.166〔KHz 〕間隔でサブキヤリアの信号成分を取り出す。ＤＱＰＳＫ復調回路４３Ａは、高速フーリエ変換回路４２Ａから供給される信号成分Ｓ２３ＡにＤＱＰＳＫ復調（差動４相位相復調）を行つてＱＰＳＫ変調された状態の受信シンボルＳ２４Ａを生成し、これを重み付け回路４４Ａに出力する。
【００７２】
重み付け回路４４Ａは、高速フーリエ変換回路４２Ａから供給される信号成分Ｓ２３ＡとＤＱＰＳＫ復調回路４３Ａから供給される受信シンボルＳ２４Ａを基に受信信号Ｓ２１Ａの受信電力を算出すると共に、当該受信信号Ｓ２１Ａに含まれる干渉波成分の電力を算出し、これらの電力値を基に信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを算出する。そして重み付け回路４４Ａは、その信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが上述した閾値ｑを越えていれば、その信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉに応じた重み係数を受信シンボルＳ２４Ａに乗算することによつて当該受信シンボルＳ２４Ａに重み付けを行い、これを受信信号Ｓ２０Ａとして上位の接続交換局１１に出力する。
【００７３】
同様に、基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７においても、同様の処理によつてトラフイツクチヤネルを受信して信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉを算出し、その信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが閾値ｑを越えていれば、当該信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉに応じた重み係数を乗算して重み付けを行つた受信信号Ｓ２０Ｂ〜Ｓ２０Ｇを出力するようになされいてる。
【００７４】
このようにして基地局ＢＳ２１〜ＢＳ２７から出力される受信信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｇは既に信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉに応じた重み付けが行われているので、上位の接続交換局１１では、その受信信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｇを加算回路５０によつて加算するだけで最大比合成法による合成受信信号Ｓ３０を容易に得ることができる。かくして接続交換局１１においては、この合成受信信号Ｓ３０をチヤネルデコーデイング回路５１に入力してチヤネルデコーデイングを行えば、サイトダイバーシチ受信によつて通信品質が向上されたデータを復元することができる。
【００７５】
以上の構成において、このセルラー無線通信システム２０では、通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ２１は、当該通信端末装置ＭＳ１０から送られてくるパスロス情報又は通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用している送信電力の値に基づいて、当該通信端末装置ＭＳ１０を他の基地局にハンドオフした方が良いか否か判断する。具体的には、通信中の基地局ＢＳ２１は、パスロス情報を基に自局と同等又は自局を下回るパスロスの基地局が存在することが判定された場合、又は通信端末装置ＭＳ１０への送信電力が所定の基準値を越えた場合に、他の基地局にハンドオフした方が良い可能性があると判断し、そのような判断を下した場合には、通信端末装置ＭＳが使用しているトラフイツクチヤネル及び当該基地局ＢＳ２１では使用していないトラフイツクチヤネルの情報を含んだ制御情報を周辺基地局に対して送信する。
【００７６】
制御情報を受けた周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７は、その制御情報を基に通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトラフイツクチヤネルを把握して当該トラフイツクチヤネルを受信することにより、通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトラフイツクチヤネルの平均受信電力Ａを算出する。またこれと並行して周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７は、受けた取つた制御情報を基に基地局ＢＳ２１では使用していないトラフイツクチヤネルを把握して当該トラフイツクチヤネルを受信することにより、基地局ＢＳ２１では使用していないトラフイツクチヤネルの平均受信電力Ｂを算出する。この場合、平均受信電力Ａは通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力と干渉波電力とを合わせた電力になつており、平均受信電力Ｂは干渉波電力のみからなつている。従つて制御情報を受けた基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７は、算出した平均受信電力Ａから平均受信電力Ｂを差し引くことによつて通信端末装置ＭＳ１０からの純粋な受信電力Ｃを算出する。
【００７７】
受信電力Ｃを算出すると、周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７は、その受信電力Ｃを判定閾値ｓと比較する。その結果、受信電力Ｃが判定閾値ｓを越えていれば、周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７は、通信端末装置ＭＳを自局に接続した方が良いと判断し、自局への接続を指示する返答情報（この返答情報は算出した受信電力Ｃを含む）を制御情報の通告元である基地局ＢＳ２１に送る。
【００７８】
通告元の基地局ＢＳ２１は、返答情報に含まれる受信電力Ｃが最も大きい基地局をハンドオフ先の基地局として決定する。そして通告元の基地局ＢＳ２１は、その基地局から通信端末装置ＭＳ１０との通信に使用するトラフイツクチヤネルに関するチヤネル情報を受け、これを当該通信端末装置ＭＳ１０に無線回線を介して送る。これにより通信端末装置ＭＳ１０は、そのチヤネル情報を基にハンドオフ先の基地局とハンドオフ処理を行つて、当該基地局に無線回線を接続する。
【００７９】
このようにしてこのセルラー無線通信システム２０では、パスロス情報又は通信端末装置ＭＳ１０への送信電力の値に基づいて、通信端末装置ＭＳ１０をハンドオフした方が良い可能性があると判断されたとき、当該通信端末装置ＭＳ１０と通信中の基地局ＢＳ２１は周辺基地局に対して制御情報を出力して当該通信端末装置ＭＳ１０を監視するように指示する。そして周辺基地局では、その制御情報を基に通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力Ｃを測定し、その受信電力Ｃが判定閾値ｓを越えていれば自局に通信端末装置ＭＳ１０を接続することを示す返答情報を通告元の基地局ＢＳ２１に送る。かくして通告元の基地局ＢＳ２１では、返答情報に含まれる受信電力Ｃが最も大きい基地局を受信状態が最も良い基地局（すなわちパスロスが最も小さい基地局）と判断し、その基地局をハンドオフ先として決定して当該基地局に対して通信端末装置ＭＳ１０をハンドオフさせる。
【００８０】
このような処理により、このセルラー無線通信システム２０では、通信端末装置ＭＳ１０とのパスロスが最も小さい基地局をハンドオフ先として決めることができる。またこの結果、パスロスの最も小さい基地局にハンドオフできることから、通信端末装置ＭＳ１０と基地局との通信品質を向上することができる。さらにこのセルラー無線通信システム２０では、パスロスの最も小さい基地局と通信し得るようになることから、無闇に送信電力を増やすことを回避し得、その結果、干渉波を低減してシステム全体の端末収容数すなわちシステム容量を増やすことができる。
【００８１】
以上の構成によれば、通信端末装置と通信中の基地局は当該通信端末装置をハンドオフした方が良い可能性があるとき、周辺基地局にその通信端末装置を観測させて当該通信端末装置からの受信電力を測定させ、その受信電力が最も大きい基地局に通信端末装置をハンドオフするようにしたことにより、パスロスが最も小さい基地局に通信端末装置をハンドオフすることができる。かくするにつきパスロスが最も小さい基地局に通信端末装置をハンドオフし得ることから、基地局と通信端末装置との通信品質を容易に向上することができる。
【００８２】
（３）他の実施の形態
なお上述の第１の実施の形態においては、スロツト毎に使用する周波数を変更する周波数ホツピングを行つた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、周波数ホツピングを行わずに使用する周波数を固定にするようにしても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。要は、通信中の基地局から通告された通信端末装置が使用しているトラフイツクチヤネルを受信して、そのチヤネルの信号対干渉波電力比Ｃ／Ｉが所定の閾値よりも大きいため受信状態が良いと思われたとき、そのチヤネルを受信して得た受信信号を上位の接続交換局に送出し、当該接続交換局において各基地局から送られてくる受信信号を合成するようにすれば、システム全体でのダイバーシチ受信を行うことができるので、上り方向の通信品質を容易に向上することができる。
【００８３】
また上述の第１の実施の形態においては、自局のパスロス値Ｙと周辺基地局のパスロス値Ｘのパスロス比Ｘ／Ｙが所定の閾値ｐ以下となる基地局が存在する場合、その基地局に通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトラフイツクチヤネルを通告した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他の方法によつて自局を下回る基地局を見つけても良い。要は、通信端末装置からのパスロス情報に基づいて、パスロスが自局を下回る基地局を見つけ、当該基地局に対して通信端末装置が使用するトラフイツクチヤネルを通告するようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また上述の第２の実施の形態においても、スロツト毎に使用する周波数を変更する周波数ホツピングを行つた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、周波数ホツピングを行わずに使用する周波数を固定にするようにしても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。要は、通信中の基地局は通信端末装置をハンドオフした方が良いと思われるとき、当該通信端末装置が使用しているトラフイツクチヤネルを周辺基地局に通告し、周辺基地局ではそのトラフイツクチヤネルを受信して通信端末装置からの受信電力を測定してこれを通告元の基地局に知らせ、通告元の基地局ではこの受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先として決めるようにすれば、パスロスが最も小さい基地局に通信端末装置をハンドオフすることができ、基地局と通信端末装置との通信品質を容易に向上することができる。
【００８５】
また上述の第２の実施の形態においては、測定した受信電力Ｃが予め定められた閾値ｓを越えていれば、通信端末装置ＭＳ１０を自局に接続した方が良いと判断して、当該受信電力Ｃを含む返答情報を送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、測定した受信電力Ｃが閾値ｓを越えていない場合でも、所定の期間内は受信電力Ｃの測定を続け、当該期間内に測定した受信電力Ｃが閾値ｓを越えたら当該受信電力Ｃを含む返答情報を通告元の基地局に通告し、当該期間内に受信電力Ｃが閾値ｓを越えなかつた場合にはその通信チヤネルの受信を終了するようにしても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
また上述の第２の実施の形態においては、返答情報に含まれる受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先として決めた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、通信端末装置と通信中の基地局においても当該通信端末装置からの受信電力を測定して当該基地局もハンドオフ先の候補に入れ、これら全ての受信電力の中から最も大きい受信電力を有する基地局をハンドオフ先として決めるようにしても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また上述の第２の実施の形態においては、通信端末装置ＭＳ１０をハンドオフした方が良い可能性があると判断したとき、周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７に対して通信端末装置ＭＳ１０が使用しているトライフイツクチヤネルのホツピングパターン及び基地局ＢＳ２１では使用していないトラフイツクチヤネルのホツピングパターンを通告し、これらの情報を基に受信電力Ａ及びＢを算出してその差を求めることにより周辺基地局ＢＳ２２〜ＢＳ２７において通信端末装置ＭＳ１０からの受信電力Ｃを求めた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他の方法によつて通信端末装置からの受信電力を求めるようにしても良い。要は、通告されたトラフイツクチヤネルにおける通信端末装置からの受信電力を測定し、その受信電力が所定の閾値を越えていれば、当該受信電力を含む返答情報を通信チヤネルの通告元の基地局に送るようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、第１の閾値を変更したことに伴つてパスロスが最低とならない基地局と通信するような場合であつても、伝送速度を下げてビツト当たりのエネルギーを増やしパスロス分を補償することができるので、チヤネル当たりの送信電力を上げる必要がない分だけ他の基地局に対する干渉波電力を増大させることもなく、システム全体における通信品質の向上に寄与することができる。
【００８９】
また上述のように本発明によれば、通信中の基地局は、ハンドオフした後にもハンドオフする前に移動局が使用していた通信チヤネルを所定期間空きチヤネルとして保持し、定期的に当該空きチヤネルとして保持した通信チヤネルを受信することにより、移動局がハンドオフ先の基地局とハンドオフに失敗した場合でも、元の通信チヤネルでハンドオフを失敗したことを通告してくるので、そのことを容易に把握し得、保持しておいた元の通信チヤネルで当該移動局と速やかに通信し直すことができる。
さらに上述のように本発明によれば、通信チヤネルが通告された基地局は、通話チヤネルにおける移動局からの受信電力を測定する際、自局のスロツトのタイミングの１／２倍又は１／４倍の周期でスロツトを区切つて測定することにより、通信チヤネルが通告された基地局におけるスロツトのタイミングと、移動局におけるスロツトのタイミングとの間でタイミングずれが生じている場合であつても、１／２倍又は１／４倍の周期でスロツトを区切つた分割スロツトのどこかで移動局からの受信信号が必ず納まることになるため、基地局毎に受信電力の測定誤差がばらつくことを未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態によるセルラー無線通信システムを示すブロツク図である。
【図２】第２の実施の形態によるセルラー無線通信システムを示すブロツク図である。
【図３】トラフイツクチヤネルのアロケーシヨン例の説明に供する略線図である。
【図４】受信電力測定時の高速フーリエ変換処理のタイミング説明に供する略線図である。
【図５】受信電力測定時に取り出されるサブキヤリアの説明に供する略線図である。
【図６】基地局に設けられた電力測定部の構成を示すブロツク図である。
【図７】システム全体のダイバーシチ受信のために設けられた回路構成の説明に供するブロツク図である。
【図８】一般的なセルラー無線通信システムの構成を示すブロツク図である。
【符号の説明】
１、１０、２０……セルラー無線通信システム、２、１１……接続交換局、３……公衆回線網、４……端末装置、３０……電力測定部、３２Ａ〜３２Ｎ……信号処理回路、３３Ａ〜３３Ｎ、４１Ａ〜４１Ｇ……受信回路、３４Ａ〜３４Ｎ、４２Ａ〜４２Ｇ……高速フーリエ変換回路、３５Ａ〜３５Ｎ……電力測定回路、３６……電力集計回路、３７……ホツピングパターン記憶回路、３８……判定回路、３９……閾値記憶回路、４３Ａ〜４３Ｇ……ＤＱＰＳＫ復調回路、４４Ａ〜４４Ｇ……重み付け回路、５０……加算回路、５１……チヤネルデコーデイング回路、ＢＳ１〜ＢＳ７、ＢＳ１１〜ＢＳ１７、ＢＳ２１〜ＢＳ２７……基地局、ＭＳ１、ＭＳ１０……通信端末装置。

Claims

移動局、基地局及び当該基地局を管理する接続交換局を有し、上記移動局と上記基地局との間で時分割多元接続によつて通信するセルラー無線通信システムにおいて、
上記移動局は、
所定の基地局と通信中に、各基地局からの制御チヤネルを受信して各基地局とのパスロスを測定し、測定したパスロスを示すパスロス情報を上記通信中の基地局に対して送信し、
上記通信中の基地局は、
上記パスロス情報又は上記移動局に対する送信電力の値に基づいて上記移動局を他の基地局にハンドオフした方が良い可能性があると判断されたとき、上記移動局が使用している通信チヤネルを所望の基地局に通告し、
上記通信チヤネルが通告された基地局は、
上記通信チヤネルを受信して当該通信チヤネルにおける上記移動局からの受信電力を測定し、測定した受信電力が予め定められた第１の閾値を超えている場合には、当該受信電力を含む返答情報を上記通信中の基地局に通告し、
上記通信中の基地局は、
上記返答情報に含まれる受信電力が最も大きい基地局をハンドオフ先として決め、当該基地局に対して上記移動局をハンドオフする際に所定時間以下の短期間のうちに同一の基地局との間でハンドオフが複数回繰り返される場合には上記第１の閾値を変更し、上記移動局との通信に使用する伝送速度を下げる
ことを特徴とするセルラー無線通信システム。
上記通信中の基地局は、
上記ハンドオフした後にも上記ハンドオフする前に上記移動局が使用していた通信チヤネルを所定期間空きチヤネルとして保持し、定期的に当該空きチヤネルとして保持した上記通信チヤネルを受信する
ことを特徴とする請求項１に記載のセルラー無線通信システム。
上記通信チヤネルが通告された基地局は、
上記通話チヤネルにおける上記移動局からの受信電力を測定する際、自局のスロツトのタイミングの１／２倍又は１／４倍の周期でスロツトを区切つて測定する
ことを特徴とする請求項１に記載のセルラー無線通信システム。
移動局と共にセルラー無線通信システムを構築する基地局において、
上記移動局と通信中に、当該移動局が測定した各基地局とのパスロス情報を受け、当該パスロス情報又は上記移動局に対する送信電力の値に基づいて上記移動局を他の基地局にハンドオフした方が良い可能性があると判断されたとき、上記移動局が使用している通信チヤネルを上記他の基地局に通告し、
他の基地局は、上記通信チヤネルが通告された場合、当該通信チヤネルを受信して上記移動局からの受信電力を測定し、測定した受信電力が予め定められた第１の閾値を超えている場合には、当該受信電力を含む返答情報を上記通信チヤネルの通告元である基地局に通告し、
上記移動局と通信中に上記他の基地局から上記返答情報を受けた場合には、当該返答情報に含まれる受信電力が最も大きい基地局を上記移動局のハンドオフ先として決め、当該基地局に対して上記移動局をハンドオフする際に所定時間以下の短期間のうちに同一の基地局との間でハンドオフが複数回繰り返される場合には上記第１の閾値を変更し、上記移動局との通信に使用する伝送速度を下げる
ことを特徴とする基地局。