JP3917377B2 - 無線通信システム及びその同期獲得制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；符号分割多重）方式を用いた無線通信システムに係り、特にアンブレラセルと呼ばれるセル構成を有する無線通信システム及びその同期獲得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいては、通常以下のような３ステップで初期同期を獲得する。
【０００３】
まず、移動局は、全セルで共通のいわゆる初期同期コード（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ；ＰＳＣ）について、例えばシングルマッチドフィルタを用いて相関を採り、最も強い電力が受かっているセルとスロット同期を取る（ステップ１）。
【０００４】
次いで、移動局は、いわゆる第二同期コード（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ；ＳＳＣ）を用いてフレーム同期を取る（ステップ２）。
【０００５】
最後に移動局は、当該セルの使用するスクランブリング・コードを用いて、パイロット・シンボルの同期を取る（ステップ３）。
【０００６】
従来のシステムにおいて、各セルにおいて用いられるコード（ＰＳＣ、ＳＳＣ）は、複数の基地局を統括する無線制御装置（ＲＮＣ）によって割り当てられ、ＰＳＣは全セルで共通であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のシステムは、いわゆるアンブレラセルと呼ばれるセル構成を採る無線通信システムにおいて、所望のエリア同期を獲得できない可能性を生じ得るという課題を有する。以下、この課題について図６及び図７を参照しながら詳述する。
【０００８】
図６はアンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。アンブレラセルとは、１つ若しくは複数の広いエリアをカバーする基地局と、１つ若しくは複数の狭いエリアをカバーする基地局とが同一のＲＮＣ統括下に存在し、狭いエリアをカバーする基地局の各セルは広いエリアをカバーする基地局のいずれかのセル内に完全に含まれているセル構成をいう。
【０００９】
ここでは一例として、広いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「広ＢＳ」とする）６０２と、この基地局６０２の管轄するセルと重なる領域を自セルとする狭いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「狭ＢＳ」とする）６０３、６０４とによってアンブレラセルが形成されているものとする。
【００１０】
ここで、基地局６０３のセル内に位置する（即ち基地局６０２のセル内にも同時に位置する）移動局（ＭＳ）６０１が初期同期を取る場合について考える。
【００１１】
アンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局は、▲１▼狭いエリアをカバーする基地局によってカバーしきれないエリアを補完的にカバーすること、及び▲２▼狭いエリアをカバーする基地局の通信容量が既に最大許容量に達している場合に補完的にカバーすること、が本来の目的である。広いエリアをカバーする基地局のセル内に位置する移動局が通信状況にかかわらず常に広いエリアをカバーする基地局と優先的に回線を接続すると、該基地局の負荷が増大する。又、広いエリアをカバーする基地局としか回線を接続できない場所に位置する移動局が回線を接続できない状況を生じ得るため、回線利用効率の悪化を招く。更には、不必要に遠くの基地局と通信することによって、ＣＤＭＡ方式の無線通信におけるいわゆる「遠近問題」による通信品質の劣化も生じ得る。
【００１２】
このような視点で図６に図示された上記一例を見ると、初期同期を確立しようとしている移動局６０１は、最も近くに存在する狭いエリアをカバーする基地局６０３と同期を取るのがシステム上最も好ましい。
【００１３】
しかしながら、従来システムにおいては、ＲＮＣによって基地局６０２、６０３、及び６０４に割り当てられるＰＳＣ（初期同期コード）が共通であるため、移動局６０１はＰＳＣを用いて同期を取ろうとすると、図７に示すように、すべての基地局からの信号に対して同期信号を検出することとなる。
【００１４】
更に、基地局６０２は、その広いエリアをカバーする必要から狭いエリアをカバーする基地局６０３、６０４よりも強い電力で同期信号を送信しているため、同じく図７に図示するように基地局６０２からの同期信号が最も相関が高くなる。
【００１５】
この結果、移動局６０１は、所望される基地局６０３ではなく、基地局６０２と同期を取ってしまう。よって、基地局６０３の通信容量に余裕があれば、本来的には基地局６０３と接続されるべき回線が基地局６０２と回線接続され、基地局６０２の負荷が増大すると共に、システム全体の回線利用効率が悪化する。
【００１６】
この課題を解決するために広いエリアをカバーする基地局の送信電力を下げると、広いエリアをカバーする基地局のセル内であって、且つ狭いエリアをカバーする基地局のセル内でない場所に位置する移動局の同期獲得が難しくなるという新たな課題が生じ得る。
【００１７】
又、アンブレラセルにおいて、狭いエリアをカバーする基地局のセル内に位置する移動局は常に該基地局と同期を取るようにすると、該基地局の通信容量が既に最大許容量に達していた場合、該移動局が広いエリアをカバーする基地局と同期が取れず、通信ができないという別の新たな問題が生じ得る。
【００１８】
本発明はこのような課題を解決するために為されたものであり、アンブレラセル内に位置する移動局がシステム上最も好ましい所望基地局と初期同期を確立し得る無線通信システムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に係る無線通信システムは、所定の通信エリアを有し、移動局と通信する少なくとも１つの第一の基地局と、前記所定の通信エリアよりも狭い通信エリアを前記第一の基地局の通信エリアに重なるように有し、移動局と通信する少なくとも１つの第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、基地局に優先順位を設定する優先順位設定手段と、移動局が前記優先順位の高い基地局から順に同期獲得を試みるように該移動局を制御する移動局制御手段とを有する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、基地局に優先順位が設定され、移動局は、該優先順位に従って同期獲得を試み、可能な限り該優先順位の高い基地局と同期を確立することによって、システム側からみて好ましい基地局と同期を取ることができる。換言すれば、該システムは、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになる。よって、該システムは、システム全体の回線利用状況に基づいて該優先順位を制御することにより、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第２の態様に係る無線通信システムは、第１の態様において、前記優先順位設定手段は、基地局におけるトラフィック量に基づいて前記優先順位を決定する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、基地局におけるトラフィック量を監視することによって、基地局に掛かっている負荷の状況を把握し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明の第３の態様に係る無線通信システムは、第１又は第２の態様において、前記優先順位設定手段は、前記第一の基地局と前記第二の基地局とに異なる優先順位を設定する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
【００２５】
本発明の第４の態様に係る無線通信システムは、第１乃至第３の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定手段は、設定された優先順位を変更せずに、移動局に該優先順位を無視させ、所定の基地局と同期を取らせる構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、優先順位を変更しないことによって上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみを任意の基地局と同期を取るように制御するため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【００２７】
本発明の第５の態様に係る無線通信システムは、第１乃至第３の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定手段は、無線制御装置に設けられ、決定された優先順位を含有する優先順位制御信号を生成し、各基地局に送信する優先順位制御部を有し、基地局は、前記優先順位に対応する複数の同期信号を保持する同期信号保持部と、無線制御装置から送信された優先順位制御信号を受信し、該信号から自局に設定された優先順位を読み取り、該優先順位に対応する同期信号を前記同期信号保持部から読み出し、移動局へ該同期信号を送信する同期信号制御部とを有し、前記同期獲得先制御手段は、移動局に設けられ、前記優先順位に対応する複数の同期信号を保持する同期信号保持部と、複数の基地局から信号を受信し、該受信信号と予め保持する同期信号との相関を取り同期信号を検出する検出部と、前記優先順位に対応する複数の同期信号を、最も高い優先順位に対応する同期信号から順に、一基地局と同期が確立されるまで前記検出部に設定する同期信号制御部とを有する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、初期同期に用いられる同期信号を複数個用意し、それぞれを上記優先順位に対応させ、これら同期信号を基地局及び移動局が予め保持しておくことによって、無線制御装置は基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となる。又、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に相関処理に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。
【００２９】
更に、複数基地局からの信号が受信されても、送信された同期信号の種類が異なるため、相関を取った後に受信レベルを比較する処理を省くことができ、同期獲得に要する時間も短縮される。
【００３０】
本発明の第６の態様に係る無線通信システムは、第５の態様において、前記優先順位制御部は、移動局に対して、同期信号検出に用いる同期信号を指示する切替制御信号を生成し、該移動局と無線通信する基地局を介して該移動局へ送信し、前記同期信号制御部は、前記切替制御信号を受信し、該信号により指示された同期信号を前記同期信号保持部から読み出し、前記検出部に設定する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、上記のような切替制御信号を用いることによって、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、無線制御装置が、優先順位を変更せずに上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみをアンブレラセルを形成する別の基地局へ変更させるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、アンブレラセル全体における回線利用効率を最適化することができる。
【００３２】
本発明の第７の態様に係る同期獲得制御方法は、所定の通信エリアを有し、移動局と通信する少なくとも１つの第一の基地局と、前記所定の通信エリアよりも狭い通信エリアを前記第一の基地局の通信エリアに重なるように有し、移動局と通信する少なくとも１つの第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、基地局に優先順位を設定する優先順位設定工程と、移動局が前記優先順位の高い基地局から順に同期獲得を試みるように該移動局を制御する移動局制御工程とを有する方法を採る。
【００３３】
この方法によれば、基地局に優先順位が設定され、移動局は、該優先順位に従って同期獲得を試み、可能な限り該優先順位の高い基地局と同期を確立することによって、システム側からみて好ましい基地局と同期を取ることができる。換言すれば、該システムは、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになる。よって、該システムは、システム全体の回線利用状況に基づいて該優先順位を制御することにより、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
【００３４】
本発明の第８の態様に係る同期獲得制御方法は、第７の態様において、前記優先順位設定工程は、基地局におけるトラフィック量に基づいて前記優先順位を決定する方法を採る。
【００３５】
この方法によれば、基地局におけるトラフィック量を監視することによって、基地局に掛かっている負荷の状況を把握し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００３６】
本発明の第９の態様に係る同期獲得制御方法は、第７又は第８の態様において、前記優先順位設定工程は、前記第一の基地局と前記第二の基地局とに異なる優先順位を設定する方法を採る。
【００３７】
この方法によれば、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
【００３８】
本発明の第１０の態様に係る同期獲得制御方法は、第７乃至第９の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定工程は、設定された優先順位を変更せずに、移動局に該優先順位を無視させ、所定の基地局と同期を取らせる方法を採る。
【００３９】
この方法によれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、優先順位を変更しないことによって上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみを任意の基地局と同期を取るように制御するため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【００４０】
本発明の第１１の態様に係る同期獲得制御方法は、第７乃至第９の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定工程は、無線制御装置において、決定された優先順位を含有する優先順位制御信号を生成し、各基地局に送信する優先順位制御工程と、基地局において、無線制御装置から送信された優先順位制御信号を受信し、該信号から自局に設定された優先順位を読み取り、該優先順位に対応する同期信号を移動局へ送信する同期信号制御工程とを有し、前記同期獲得先制御工程は、移動局において、複数の基地局から信号を受信し、一基地局と同期が確立されるまで、前記優先順位に対応する複数の同期信号のうち最も高い優先順位に対応する同期信号から順に該受信信号に対する同期信号検出処理に用いる検出工程を有する方法を採る。
【００４１】
この方法によれば、初期同期に用いられる同期信号を複数個用意し、それぞれを上記優先順位に対応させ、これら同期信号を基地局及び移動局が予め保持しておくことによって、無線制御装置は基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となる。又、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。
【００４２】
本発明の第１２の態様に係る同期獲得制御方法は、第１１の態様において、無線制御装置が、移動局に対して同期信号検出処理に用いる同期コードを指示する切替制御信号を生成し、該移動局と無線通信する基地局を介して該移動局へ送信し、移動局が、前記切替制御信号を受信し、該信号により指示された同期信号で同期信号検出処理を行う方法を採る。
【００４３】
この方法によれば、上記のような切替制御信号を用いることによって、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、無線制御装置が、優先順位を変更せずに上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみをアンブレラセルを形成する別の基地局へ変更させるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、アンブレラセル全体における回線利用効率を最適化することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る各基地局は、異なるＰＳＣで符号化された初期同期信号を送信する。
【００４５】
まず、図１を用いてシステム全体の概略構成について説明する。図１は、アンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。本実施形態においては、一例として、広いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「広ＢＳ」とする）１０２と、この基地局１０２の管轄するセルと重なる領域を自セルとする狭いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「狭ＢＳ」とする）１０３、１０４とによってアンブレラセルが形成されているものとする。
【００４６】
又、一例として、図示するように、移動局１０１が基地局１０３のセル内に位置し、移動局１０６が基地局１０４のセル内に位置し、移動局１０７及び１０８が基地局１０２のセル内に位置するものとする。
【００４７】
更に、無線制御装置（ＲＮＣ）１０５は、各基地局に異なる初期同期コードを割り当てる。詳しくは後述する。
【００４８】
次いで、図２を用いて、本実施形態に係るＲＮＣ１０５の構成について説明する。図２は、ＲＮＣ１０５の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。ＲＮＣ１０５は、送受信部２０１と、メモリ２０２と、優先順位制御部２０３とを有する。
【００４９】
送受信部２０１は、優先順位制御部２０３によって生成された後述する優先順位制御信号を管轄下の各基地局に送信し、該各基地局からトラフィック量に関する情報を受信し、優先順位制御部２０３に転送する。上記トラフィック量とは、図１に図示された本実施形態においては、移動局１０１、１０６、１０７、及び１０８の通信量及び干渉量である。
【００５０】
メモリ２０２は、ＲＮＣ１０５管轄下の各基地局の最大許容通信容量についての情報を保持する。
【００５１】
優先順位制御部２０３は、管轄下の各基地局のトラフィック量とメモリ２０２に保持される該各基地局の最大許容通信容量とを比較し、各基地局について優先順位を定め、定めた優先順位を優先順位制御信号として送受信部２０１を介して各基地局へ発信する。
【００５２】
又、優先順位制御部２０３は、一基地局（例えば基地局１０３）のトラフィック量が増え、該一基地局と同じ領域をセルとする他の一基地局（例えば基地局１０２）のトラフィック量に余裕がある場合に、基地局に関する上記優先順位を変えることなく、当該両基地局と同期を取ることが可能な場所に位置する移動局（例えば移動局１０１）にトラフィックの空いている基地局と同期を取るように指示する切替制御信号を送受信部２０１を介して各基地局に送信する。
【００５３】
次いで、図３を用いて本実施形態に係る基地局３００の構成について説明する。図３は、基地局３００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。基地局３００は、送受信部３０１と、アンテナ３０２と、同期信号保持部３０３と、同期信号制御部３０４とを有する。
【００５４】
送受信部３０１は、ＲＮＣ１０５から優先順位制御信号を受信し、同期信号制御部３０３へ転送する。又、所定のＰＳＣをアンテナ３０２を介して送信する。更に、基地局３００におけるトラフィック量（通信量及び干渉量）を監視し、ＲＮＣ１０５へ送信する。加えて、ＲＮＣ１０５から切替制御信号を受信し、基地局の切替が指示された移動局へアンテナ３０２を介して送信する。
【００５５】
同期信号保持部３０３は、例えばメモリであり、複数種類のＰＳＣを保持する。該複数のＰＳＣには、移動局が同期を取る基地局の優先順位に対応する序列が定められている。
【００５６】
同期信号制御部３０４は、送受信部３０１を介して受信したＲＮＣ１０５からの優先順位制御信号に基づいて、同期信号保持部３０３から対応する所定のＰＳＣを抽出し、送受信部３０１及びアンテナ３０２を介して送信する。
【００５７】
次いで、図４を用いて本実施形態に係る移動局４００の構成について説明する。図４は、移動局４００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。移動局４００は、送受信部４０１と、アンテナ４０２と、同期信号制御部４０３と、同期信号保持部４０４と、同期信号検出部４０５とを有する。
【００５８】
送受信部４０１は、基地局から送信された同期信号及び切替制御信号をアンテナ４０２を介して受信する。
【００５９】
検出コード制御部４０３は、初期同期を取る際、設定されている優先順位が最も高いＰＳＣから順に同期信号保持部４０４から読み出し、同期信号検出部４０５に設定する。又、一旦同期が取れた後、ＲＮＣ１０５から同期を取る基地局を切り替えるように切替制御信号によって指示された場合、新しく同期を取る基地局において用いられているＰＳＣを同期信号保持部４０４から読み出し、同期信号検出部４０５に設定する。
【００６０】
同期信号保持部４０４は、例えばメモリであり、上記優先順位に対応した複数種類のＰＳＣを保持する。同期信号検出部４０５は、例えばマッチドフィルタであり、同期信号制御部４０３によって設定された同期信号と受信信号との相関を取る。
【００６１】
次いで、本発明に係る無線通信システムにおける移動局の初期同期獲得方法の動作について、図１に図示した一例を参照して説明する。
【００６２】
まず、各基地局に優先順位を設定するための優先順位制御信号が、無線制御装置（ＲＮＣ）１０５の優先順位制御部２０３によって生成され、送受信部２０１を経由して各基地局１０２、１０３、及び１０４へ送信される。優先順位決定の際には、各基地局１０２〜１０４におけるトラフィック量、即ち移動局１０１、１０６〜１０８の通信量及び干渉量が参照され、狭いエリアをカバーする基地局の通信容量に余裕があれば、広いエリアをカバーする基地局よりも優先的に移動局からの回線接続要求を受け付けるように優先順位が決定される。
【００６３】
ここでは、仮に、基地局１０３及び１０４に最も高い優先順位（以下、優先順位１と呼ぶ）が設定され、基地局１０２に最も低い優先順位（以下、優先順位２と呼ぶ）が設定されるものとする。
【００６４】
上記設定内容を含有する優先順位制御信号は、各基地局の送受信部３０１によって受信され、同期信号制御部３０２へ転送される。該優先順位制御信号は、同期信号制御部３０２が該基地局において移動局へ送信する初期同期信号（ＰＳＣ）を同期信号保持部３０３から読み出す際に参照される。即ち、同期信号制御部３０２によって、該基地局に設定された優先順位に対応した同期信号が読み出される。
【００６５】
本一例では、基地局１０３及び１０４の同期信号制御部３０４は、優先順位１に対応する初期同期信号（以下、ＰＳＣ１と呼ぶ）を同期信号保持部３０３から読み出し、基地局１０２の拡散コード制御部３０４は、優先順位２に対応する初期同期信号（以下、ＰＳＣ２と呼ぶ）を同期信号保持部３０３から読み出す。
【００６６】
ここで、基地局１０３のセル内に位置する移動局１０１が初期同期獲得処理を開始すると、同期信号制御部４０３によって、同期信号保持部４０４に保持されたＰＳＣが優先順位に従って順に同期信号検出部４０５に設定され、順に同期信号の検出が試みられる。このようにしてできるだけ優先順位の高い基地局との同期確立が図られる。
【００６７】
ここでは、まずＰＳＣ１が該移動局の同期信号制御部４０３によって同期信号検出部４０５に設定され、優先順位１が設定されている基地局との同期確立が試みられる。すると、基地局１０３及び１０４から送信された同期信号ＰＳＣ１を検出することができ、レベル差から基地局１０３と同期を取ることができる。基地局１０２から送信された同期信号は、ＰＳＣ２であるため、検出されない。
【００６８】
別のケースとして、狭いエリアをカバーする基地局の残通信容量が少ない場合、基地局１０２に優先順位１が設定され、基地局１０３及び１０４に優先順位２が設定されることも可能である。この場合、移動局１０１は同期信号ＰＳＣ１を送信する基地局１０２と初期同期を取ることになる。図５に図示するように、基地局１０３及び１０４からの同期信号ＰＳＣ２は検出されず、これら基地局と初期同期を確立してしまうことはない。
【００６９】
上記２例のいずれの場合においても、移動局１０１は、アンブレラセル内の各基地局のトラフィック量に鑑みて回線利用効率が最適となるようなシステム上望ましい基地局と初期同期を確立することができる。
【００７０】
又、基地局１０２に優先順位１が設定される上記例において、ＲＮＣ１０５の優先順位制御部２０２によって、基地局１０２のトラフィック量若しくは干渉量の増加が認められ、且つ基地局１０３の通信容量に余裕が生じた場合、優先順位制御部２０２によってＰＳＣ１からＰＳＣ２への切替制御信号が生成され、送受信部２０１を介して移動局１０１が接続中の基地局１０２へ送信され、更に基地局１０２から移動局１０１へ送信される。
【００７１】
該切替制御信号を受信した移動局１０１の同期信号制御部４０３は、同期信号検出部４０５に設定している初期同期信号をＰＳＣ１からＰＳＣ２へ切り替え、新たにＰＳＣ２を用いて初期同期を取り直す。するとここでは、移動局１０１は新たに基地局１０３を同期を確立することとなる。
【００７２】
このように切替制御信号を用いることによって、ＲＮＣ１０５は、各基地局に設定された優先順位を変更せずに特定の移動局の接続先のみをアンブレラセルを形成する別の基地局へ変更させることができるため、回線利用状況が変化した場合でもあっても、アンブレラセル全体における回線利用効率が最適となるように各基地局のトラフィック量を制御することができる。
【００７３】
即ち、一旦初期同期が確立された移動局は、同期信号のレベル低下などによるハンドオーバーと、無線制御装置による優先順位変更若しくは切替制御信号によるハンドオーバーと、によって同期を取る先の基地局を変えながら通信を継続することになる。
【００７４】
以上の説明においては、基地局におけるトラフィック量に基づいて優先順位を決定する場合について述べたが、優先順位の決定方法は任意でよく、システム全体における回線利用状況、及び負荷の分散・集中の程度に基づくことが好ましい。例えば、基地局における残処理能力に基づいて決定してもよい。
【００７５】
又、上記実施形態においては、いわゆるアンブレラセルと呼ばれるセル構成の場合について述べたが、本発明は、移動局が複数の基地局と同期獲得が可能な場所に位置する場合にシステム側から同期獲得先を指定するシステムであれば、他のセル構成を有する無線通信システムであっても適用可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る無線通信システムによれば、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになるため、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
また、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
また、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
さらに、基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となり、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。更に、複数基地局からの信号が受信されても、同期信号の種類が異なるため、受信レベルを比較する処理を省くことができ、同期獲得に要する時間も短縮される。
【００７７】
又、本発明の請求項２に係る無線通信システムによれば、基地局におけるトラフィック量を監視し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００８０】
また、本発明の請求項３に係る無線通信システムによれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【００８１】
又、本発明の請求項４に係る同期獲得制御方法によれば、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになるため、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
また、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
また、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
さらに、基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となり、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。更に、複数基地局からの信号が受信されても、同期信号の種類が異なるため、受信レベルを比較する処理を省くことができ、同期獲得に要する時間も短縮される。
【００８２】
又、本発明の請求項５に係る同期獲得制御方法によれば、基地局におけるトラフィック量を監視し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００８５】
又、本発明の請求項６に係る同期獲得制御方法によれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。
【図２】ＲＮＣ１０５の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。
【図３】基地局３００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。
【図４】移動局４００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。
【図５】本発明に係るシステムにおける一移動局において検出される各基地局からの同期信号の受信レベルの一例を示すグラフである。
【図６】アンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。
【図７】従来システムにおける一移動局において検出される各基地局からの同期信号の受信レベルの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１、１０６、１０７、１０８ 移動局
１０２ 広いエリアをカバーする基地局
１０３、１０４ 狭いエリアをカバーする基地局
１０５ 無線制御装置（ＲＮＣ）
２０１ 送受信部
２０２ メモリ
２０３ 優先順位制御部
３００ 基地局
３０１ 送受信部
３０２ アンテナ
３０３ 同期信号保持部
３０４ 同期信号制御部
３０５ 拡散部
４００ 移動局
４０１ 送受信部
４０２ アンテナ
４０３ 同期信号制御部
４０４ 同期信号保持部
４０５ 同期信号検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；符号分割多重）方式を用いた無線通信システムに係り、特にアンブレラセルと呼ばれるセル構成を有する無線通信システム及びその同期獲得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいては、通常以下のような３ステップで初期同期を獲得する。
【０００３】
まず、移動局は、全セルで共通のいわゆる初期同期コード（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ；ＰＳＣ）について、例えばシングルマッチドフィルタを用いて相関を採り、最も強い電力が受かっているセルとスロット同期を取る（ステップ１）。
【０００４】
次いで、移動局は、いわゆる第二同期コード（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ；ＳＳＣ）を用いてフレーム同期を取る（ステップ２）。
【０００５】
最後に移動局は、当該セルの使用するスクランブリング・コードを用いて、パイロット・シンボルの同期を取る（ステップ３）。
【０００６】
従来のシステムにおいて、各セルにおいて用いられるコード（ＰＳＣ、ＳＳＣ）は、複数の基地局を統括する無線制御装置（ＲＮＣ）によって割り当てられ、ＰＳＣは全セルで共通であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のシステムは、いわゆるアンブレラセルと呼ばれるセル構成を採る無線通信システムにおいて、所望のエリア同期を獲得できない可能性を生じ得るという課題を有する。以下、この課題について図６及び図７を参照しながら詳述する。
【０００８】
図６はアンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。アンブレラセルとは、１つ若しくは複数の広いエリアをカバーする基地局と、１つ若しくは複数の狭いエリアをカバーする基地局とが同一のＲＮＣ統括下に存在し、狭いエリアをカバーする基地局の各セルは広いエリアをカバーする基地局のいずれかのセル内に完全に含まれているセル構成をいう。
【０００９】
ここでは一例として、広いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「広ＢＳ」とする）６０２と、この基地局６０２の管轄するセルと重なる領域を自セルとする狭いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「狭ＢＳ」とする）６０３、６０４とによってアンブレラセルが形成されているものとする。
【００１０】
ここで、基地局６０３のセル内に位置する（即ち基地局６０２のセル内にも同時に位置する）移動局（ＭＳ）６０１が初期同期を取る場合について考える。
【００１１】
アンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局は、▲１▼狭いエリアをカバーする基地局によってカバーしきれないエリアを補完的にカバーすること、及び▲２▼狭いエリアをカバーする基地局の通信容量が既に最大許容量に達している場合に補完的にカバーすること、が本来の目的である。広いエリアをカバーする基地局のセル内に位置する移動局が通信状況にかかわらず常に広いエリアをカバーする基地局と優先的に回線を接続すると、該基地局の負荷が増大する。又、広いエリアをカバーする基地局としか回線を接続できない場所に位置する移動局が回線を接続できない状況を生じ得るため、回線利用効率の悪化を招く。更には、不必要に遠くの基地局と通信することによって、ＣＤＭＡ方式の無線通信におけるいわゆる「遠近問題」による通信品質の劣化も生じ得る。
【００１２】
このような視点で図６に図示された上記一例を見ると、初期同期を確立しようとしている移動局６０１は、最も近くに存在する狭いエリアをカバーする基地局６０３と同期を取るのがシステム上最も好ましい。
【００１３】
しかしながら、従来システムにおいては、ＲＮＣによって基地局６０２、６０３、及び６０４に割り当てられるＰＳＣ（初期同期コード）が共通であるため、移動局６０１はＰＳＣを用いて同期を取ろうとすると、図７に示すように、すべての基地局からの信号に対して同期信号を検出することとなる。
【００１４】
更に、基地局６０２は、その広いエリアをカバーする必要から狭いエリアをカバーする基地局６０３、６０４よりも強い電力で同期信号を送信しているため、同じく図７に図示するように基地局６０２からの同期信号が最も相関が高くなる。
【００１５】
この結果、移動局６０１は、所望される基地局６０３ではなく、基地局６０２と同期を取ってしまう。よって、基地局６０３の通信容量に余裕があれば、本来的には基地局６０３と接続されるべき回線が基地局６０２と回線接続され、基地局６０２の負荷が増大すると共に、システム全体の回線利用効率が悪化する。
【００１６】
この課題を解決するために広いエリアをカバーする基地局の送信電力を下げると、広いエリアをカバーする基地局のセル内であって、且つ狭いエリアをカバーする基地局のセル内でない場所に位置する移動局の同期獲得が難しくなるという新たな課題が生じ得る。
【００１７】
又、アンブレラセルにおいて、狭いエリアをカバーする基地局のセル内に位置する移動局は常に該基地局と同期を取るようにすると、該基地局の通信容量が既に最大許容量に達していた場合、該移動局が広いエリアをカバーする基地局と同期が取れず、通信ができないという別の新たな問題が生じ得る。
【００１８】
本発明はこのような課題を解決するために為されたものであり、アンブレラセル内に位置する移動局がシステム上最も好ましい所望基地局と初期同期を確立し得る無線通信システムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に係る無線通信システムは、所定の通信エリアを有し、移動局と通信する少なくとも１つの第一の基地局と、前記所定の通信エリアよりも狭い通信エリアを前記第一の基地局の通信エリアに重なるように有し、移動局と通信する少なくとも１つの第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、基地局に優先順位を設定する優先順位設定手段と、移動局が前記優先順位の高い基地局から順に同期獲得を試みるように該移動局を制御する移動局制御手段とを有する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、基地局に優先順位が設定され、移動局は、該優先順位に従って同期獲得を試み、可能な限り該優先順位の高い基地局と同期を確立することによって、システム側からみて好ましい基地局と同期を取ることができる。換言すれば、該システムは、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになる。よって、該システムは、システム全体の回線利用状況に基づいて該優先順位を制御することにより、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第２の態様に係る無線通信システムは、第１の態様において、前記優先順位設定手段は、基地局におけるトラフィック量に基づいて前記優先順位を決定する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、基地局におけるトラフィック量を監視することによって、基地局に掛かっている負荷の状況を把握し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明の第３の態様に係る無線通信システムは、第１又は第２の態様において、前記優先順位設定手段は、前記第一の基地局と前記第二の基地局とに異なる優先順位を設定する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
【００２５】
本発明の第４の態様に係る無線通信システムは、第１乃至第３の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定手段は、設定された優先順位を変更せずに、移動局に該優先順位を無視させ、所定の基地局と同期を取らせる構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、優先順位を変更しないことによって上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみを任意の基地局と同期を取るように制御するため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【００２７】
本発明の第５の態様に係る無線通信システムは、第１乃至第３の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定手段は、無線制御装置に設けられ、決定された優先順位を含有する優先順位制御信号を生成し、各基地局に送信する優先順位制御部を有し、基地局は、前記優先順位に対応する複数の同期信号を保持する同期信号保持部と、無線制御装置から送信された優先順位制御信号を受信し、該信号から自局に設定された優先順位を読み取り、該優先順位に対応する同期信号を前記同期信号保持部から読み出し、移動局へ該同期信号を送信する同期信号制御部とを有し、前記同期獲得先制御手段は、移動局に設けられ、前記優先順位に対応する複数の同期信号を保持する同期信号保持部と、複数の基地局から信号を受信し、該受信信号と予め保持する同期信号との相関を取り同期信号を検出する検出部と、前記優先順位に対応する複数の同期信号を、最も高い優先順位に対応する同期信号から順に、一基地局と同期が確立されるまで前記検出部に設定する同期信号制御部とを有する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、初期同期に用いられる同期信号を複数個用意し、それぞれを上記優先順位に対応させ、これら同期信号を基地局及び移動局が予め保持しておくことによって、無線制御装置は基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となる。又、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に相関処理に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。
【００２９】
更に、複数基地局からの信号が受信されても、送信された同期信号の種類が異なるため、相関を取った後に受信レベルを比較する処理を省くことができ、同期獲得に要する時間も短縮される。
【００３０】
本発明の第６の態様に係る無線通信システムは、第５の態様において、前記優先順位制御部は、移動局に対して、同期信号検出に用いる同期信号を指示する切替制御信号を生成し、該移動局と無線通信する基地局を介して該移動局へ送信し、前記同期信号制御部は、前記切替制御信号を受信し、該信号により指示された同期信号を前記同期信号保持部から読み出し、前記検出部に設定する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、上記のような切替制御信号を用いることによって、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、無線制御装置が、優先順位を変更せずに上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみをアンブレラセルを形成する別の基地局へ変更させるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、アンブレラセル全体における回線利用効率を最適化することができる。
【００３２】
本発明の第７の態様に係る同期獲得制御方法は、所定の通信エリアを有し、移動局と通信する少なくとも１つの第一の基地局と、前記所定の通信エリアよりも狭い通信エリアを前記第一の基地局の通信エリアに重なるように有し、移動局と通信する少なくとも１つの第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、基地局に優先順位を設定する優先順位設定工程と、移動局が前記優先順位の高い基地局から順に同期獲得を試みるように該移動局を制御する移動局制御工程とを有する方法を採る。
【００３３】
この方法によれば、基地局に優先順位が設定され、移動局は、該優先順位に従って同期獲得を試み、可能な限り該優先順位の高い基地局と同期を確立することによって、システム側からみて好ましい基地局と同期を取ることができる。換言すれば、該システムは、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになる。よって、該システムは、システム全体の回線利用状況に基づいて該優先順位を制御することにより、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
【００３４】
本発明の第８の態様に係る同期獲得制御方法は、第７の態様において、前記優先順位設定工程は、基地局におけるトラフィック量に基づいて前記優先順位を決定する方法を採る。
【００３５】
この方法によれば、基地局におけるトラフィック量を監視することによって、基地局に掛かっている負荷の状況を把握し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００３６】
本発明の第９の態様に係る同期獲得制御方法は、第７又は第８の態様において、前記優先順位設定工程は、前記第一の基地局と前記第二の基地局とに異なる優先順位を設定する方法を採る。
【００３７】
この方法によれば、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
【００３８】
本発明の第１０の態様に係る同期獲得制御方法は、第７乃至第９の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定工程は、設定された優先順位を変更せずに、移動局に該優先順位を無視させ、所定の基地局と同期を取らせる方法を採る。
【００３９】
この方法によれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、優先順位を変更しないことによって上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみを任意の基地局と同期を取るように制御するため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【００４０】
本発明の第１１の態様に係る同期獲得制御方法は、第７乃至第９の態様のいずれか一態様において、前記優先順位設定工程は、無線制御装置において、決定された優先順位を含有する優先順位制御信号を生成し、各基地局に送信する優先順位制御工程と、基地局において、無線制御装置から送信された優先順位制御信号を受信し、該信号から自局に設定された優先順位を読み取り、該優先順位に対応する同期信号を移動局へ送信する同期信号制御工程とを有し、前記同期獲得先制御工程は、移動局において、複数の基地局から信号を受信し、一基地局と同期が確立されるまで、前記優先順位に対応する複数の同期信号のうち最も高い優先順位に対応する同期信号から順に該受信信号に対する同期信号検出処理に用いる検出工程を有する方法を採る。
【００４１】
この方法によれば、初期同期に用いられる同期信号を複数個用意し、それぞれを上記優先順位に対応させ、これら同期信号を基地局及び移動局が予め保持しておくことによって、無線制御装置は基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となる。又、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。
【００４２】
本発明の第１２の態様に係る同期獲得制御方法は、第１１の態様において、無線制御装置が、移動局に対して同期信号検出処理に用いる同期コードを指示する切替制御信号を生成し、該移動局と無線通信する基地局を介して該移動局へ送信し、移動局が、前記切替制御信号を受信し、該信号により指示された同期信号で同期信号検出処理を行う方法を採る。
【００４３】
この方法によれば、上記のような切替制御信号を用いることによって、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができる。即ち、回線利用状況が変化した場合に、無線制御装置が、優先順位を変更せずに上記特定の移動局以外の移動局は該優先順位に従わせたまま、上記特定の移動局の接続先のみをアンブレラセルを形成する別の基地局へ変更させるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、アンブレラセル全体における回線利用効率を最適化することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る各基地局は、異なるＰＳＣで符号化された初期同期信号を送信する。
【００４５】
まず、図１を用いてシステム全体の概略構成について説明する。図１は、アンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。本実施形態においては、一例として、広いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「広ＢＳ」とする）１０２と、この基地局１０２の管轄するセルと重なる領域を自セルとする狭いエリアをカバーする基地局（図中では簡略化のため「狭ＢＳ」とする）１０３、１０４とによってアンブレラセルが形成されているものとする。
【００４６】
又、一例として、図示するように、移動局１０１が基地局１０３のセル内に位置し、移動局１０６が基地局１０４のセル内に位置し、移動局１０７及び１０８が基地局１０２のセル内に位置するものとする。
【００４７】
更に、無線制御装置（ＲＮＣ）１０５は、各基地局に異なる初期同期コードを割り当てる。詳しくは後述する。
【００４８】
次いで、図２を用いて、本実施形態に係るＲＮＣ１０５の構成について説明する。図２は、ＲＮＣ１０５の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。ＲＮＣ１０５は、送受信部２０１と、メモリ２０２と、優先順位制御部２０３とを有する。
【００４９】
送受信部２０１は、優先順位制御部２０３によって生成された後述する優先順位制御信号を管轄下の各基地局に送信し、該各基地局からトラフィック量に関する情報を受信し、優先順位制御部２０３に転送する。上記トラフィック量とは、図１に図示された本実施形態においては、移動局１０１、１０６、１０７、及び１０８の通信量及び干渉量である。
【００５０】
メモリ２０２は、ＲＮＣ１０５管轄下の各基地局の最大許容通信容量についての情報を保持する。
【００５１】
優先順位制御部２０３は、管轄下の各基地局のトラフィック量とメモリ２０２に保持される該各基地局の最大許容通信容量とを比較し、各基地局について優先順位を定め、定めた優先順位を優先順位制御信号として送受信部２０１を介して各基地局へ発信する。
【００５２】
又、優先順位制御部２０３は、一基地局（例えば基地局１０３）のトラフィック量が増え、該一基地局と同じ領域をセルとする他の一基地局（例えば基地局１０２）のトラフィック量に余裕がある場合に、基地局に関する上記優先順位を変えることなく、当該両基地局と同期を取ることが可能な場所に位置する移動局（例えば移動局１０１）にトラフィックの空いている基地局と同期を取るように指示する切替制御信号を送受信部２０１を介して各基地局に送信する。
【００５３】
次いで、図３を用いて本実施形態に係る基地局３００の構成について説明する。図３は、基地局３００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。基地局３００は、送受信部３０１と、アンテナ３０２と、同期信号保持部３０３と、同期信号制御部３０４とを有する。
【００５４】
送受信部３０１は、ＲＮＣ１０５から優先順位制御信号を受信し、同期信号制御部３０３へ転送する。又、所定のＰＳＣをアンテナ３０２を介して送信する。更に、基地局３００におけるトラフィック量（通信量及び干渉量）を監視し、ＲＮＣ１０５へ送信する。加えて、ＲＮＣ１０５から切替制御信号を受信し、基地局の切替が指示された移動局へアンテナ３０２を介して送信する。
【００５５】
同期信号保持部３０３は、例えばメモリであり、複数種類のＰＳＣを保持する。該複数のＰＳＣには、移動局が同期を取る基地局の優先順位に対応する序列が定められている。
【００５６】
同期信号制御部３０４は、送受信部３０１を介して受信したＲＮＣ１０５からの優先順位制御信号に基づいて、同期信号保持部３０３から対応する所定のＰＳＣを抽出し、送受信部３０１及びアンテナ３０２を介して送信する。
【００５７】
次いで、図４を用いて本実施形態に係る移動局４００の構成について説明する。図４は、移動局４００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。移動局４００は、送受信部４０１と、アンテナ４０２と、同期信号制御部４０３と、同期信号保持部４０４と、同期信号検出部４０５とを有する。
【００５８】
送受信部４０１は、基地局から送信された同期信号及び切替制御信号をアンテナ４０２を介して受信する。
【００５９】
検出コード制御部４０３は、初期同期を取る際、設定されている優先順位が最も高いＰＳＣから順に同期信号保持部４０４から読み出し、同期信号検出部４０５に設定する。又、一旦同期が取れた後、ＲＮＣ１０５から同期を取る基地局を切り替えるように切替制御信号によって指示された場合、新しく同期を取る基地局において用いられているＰＳＣを同期信号保持部４０４から読み出し、同期信号検出部４０５に設定する。
【００６０】
同期信号保持部４０４は、例えばメモリであり、上記優先順位に対応した複数種類のＰＳＣを保持する。同期信号検出部４０５は、例えばマッチドフィルタであり、同期信号制御部４０３によって設定された同期信号と受信信号との相関を取る。
【００６１】
次いで、本発明に係る無線通信システムにおける移動局の初期同期獲得方法の動作について、図１に図示した一例を参照して説明する。
【００６２】
まず、各基地局に優先順位を設定するための優先順位制御信号が、無線制御装置（ＲＮＣ）１０５の優先順位制御部２０３によって生成され、送受信部２０１を経由して各基地局１０２、１０３、及び１０４へ送信される。優先順位決定の際には、各基地局１０２〜１０４におけるトラフィック量、即ち移動局１０１、１０６〜１０８の通信量及び干渉量が参照され、狭いエリアをカバーする基地局の通信容量に余裕があれば、広いエリアをカバーする基地局よりも優先的に移動局からの回線接続要求を受け付けるように優先順位が決定される。
【００６３】
ここでは、仮に、基地局１０３及び１０４に最も高い優先順位（以下、優先順位１と呼ぶ）が設定され、基地局１０２に最も低い優先順位（以下、優先順位２と呼ぶ）が設定されるものとする。
【００６４】
上記設定内容を含有する優先順位制御信号は、各基地局の送受信部３０１によって受信され、同期信号制御部３０２へ転送される。該優先順位制御信号は、同期信号制御部３０２が該基地局において移動局へ送信する初期同期信号（ＰＳＣ）を同期信号保持部３０３から読み出す際に参照される。即ち、同期信号制御部３０２によって、該基地局に設定された優先順位に対応した同期信号が読み出される。
【００６５】
本一例では、基地局１０３及び１０４の同期信号制御部３０４は、優先順位１に対応する初期同期信号（以下、ＰＳＣ１と呼ぶ）を同期信号保持部３０３から読み出し、基地局１０２の拡散コード制御部３０４は、優先順位２に対応する初期同期信号（以下、ＰＳＣ２と呼ぶ）を同期信号保持部３０３から読み出す。
【００６６】
ここで、基地局１０３のセル内に位置する移動局１０１が初期同期獲得処理を開始すると、同期信号制御部４０３によって、同期信号保持部４０４に保持されたＰＳＣが優先順位に従って順に同期信号検出部４０５に設定され、順に同期信号の検出が試みられる。このようにしてできるだけ優先順位の高い基地局との同期確立が図られる。
【００６７】
ここでは、まずＰＳＣ１が該移動局の同期信号制御部４０３によって同期信号検出部４０５に設定され、優先順位１が設定されている基地局との同期確立が試みられる。すると、基地局１０３及び１０４から送信された同期信号ＰＳＣ１を検出することができ、レベル差から基地局１０３と同期を取ることができる。基地局１０２から送信された同期信号は、ＰＳＣ２であるため、検出されない。
【００６８】
別のケースとして、狭いエリアをカバーする基地局の残通信容量が少ない場合、基地局１０２に優先順位１が設定され、基地局１０３及び１０４に優先順位２が設定されることも可能である。この場合、移動局１０１は同期信号ＰＳＣ１を送信する基地局１０２と初期同期を取ることになる。図５に図示するように、基地局１０３及び１０４からの同期信号ＰＳＣ２は検出されず、これら基地局と初期同期を確立してしまうことはない。
【００６９】
上記２例のいずれの場合においても、移動局１０１は、アンブレラセル内の各基地局のトラフィック量に鑑みて回線利用効率が最適となるようなシステム上望ましい基地局と初期同期を確立することができる。
【００７０】
又、基地局１０２に優先順位１が設定される上記例において、ＲＮＣ１０５の優先順位制御部２０２によって、基地局１０２のトラフィック量若しくは干渉量の増加が認められ、且つ基地局１０３の通信容量に余裕が生じた場合、優先順位制御部２０２によってＰＳＣ１からＰＳＣ２への切替制御信号が生成され、送受信部２０１を介して移動局１０１が接続中の基地局１０２へ送信され、更に基地局１０２から移動局１０１へ送信される。
【００７１】
該切替制御信号を受信した移動局１０１の同期信号制御部４０３は、同期信号検出部４０５に設定している初期同期信号をＰＳＣ１からＰＳＣ２へ切り替え、新たにＰＳＣ２を用いて初期同期を取り直す。するとここでは、移動局１０１は新たに基地局１０３を同期を確立することとなる。
【００７２】
このように切替制御信号を用いることによって、ＲＮＣ１０５は、各基地局に設定された優先順位を変更せずに特定の移動局の接続先のみをアンブレラセルを形成する別の基地局へ変更させることができるため、回線利用状況が変化した場合でもあっても、アンブレラセル全体における回線利用効率が最適となるように各基地局のトラフィック量を制御することができる。
【００７３】
即ち、一旦初期同期が確立された移動局は、同期信号のレベル低下などによるハンドオーバーと、無線制御装置による優先順位変更若しくは切替制御信号によるハンドオーバーと、によって同期を取る先の基地局を変えながら通信を継続することになる。
【００７４】
以上の説明においては、基地局におけるトラフィック量に基づいて優先順位を決定する場合について述べたが、優先順位の決定方法は任意でよく、システム全体における回線利用状況、及び負荷の分散・集中の程度に基づくことが好ましい。例えば、基地局における残処理能力に基づいて決定してもよい。
【００７５】
又、上記実施形態においては、いわゆるアンブレラセルと呼ばれるセル構成の場合について述べたが、本発明は、移動局が複数の基地局と同期獲得が可能な場所に位置する場合にシステム側から同期獲得先を指定するシステムであれば、他のセル構成を有する無線通信システムであっても適用可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る無線通信システムによれば、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになるため、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
また、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
また、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
さらに、基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となり、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。更に、複数基地局からの信号が受信されても、同期信号の種類が異なるため、受信レベルを比較する処理を省くことができ、同期獲得に要する時間も短縮される。
【００７７】
又、本発明の請求項２に係る無線通信システムによれば、基地局におけるトラフィック量を監視し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００８０】
また、本発明の請求項３に係る無線通信システムによれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【００８１】
又、本発明の請求項４に係る同期獲得制御方法によれば、移動局に対して、システム側からみてシステム上望ましい所望基地局と同期を取らせることができるようになるため、システム全体の回線利用効率を向上させることができる。
また、いわゆるアンブレラセルにおいて、広いエリアをカバーする基地局に不必要に回線が集中することを防ぐことができるため、広いエリアをカバーする基地局の負荷が不必要に増加することを防止できる。更に、移動局が不必要に遠くの基地局と通信することがなくなり、いわゆる遠近問題による通信品質の劣化を防ぐことができる。
また、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
さらに、基地局毎に異なる同期信号を割り当てることにより各基地局に優先順位を設定することが可能となり、移動局側でも、高い優先順位に対応する同期信号から順に用いることによって、その同期信号が割り当てられた基地局からの同期信号のみを検出することができるため、システム側によって設定されたシステム上望ましい基地局と容易に同期を取ることができる。更に、複数基地局からの信号が受信されても、同期信号の種類が異なるため、受信レベルを比較する処理を省くことができ、同期獲得に要する時間も短縮される。
【００８２】
又、本発明の請求項５に係る同期獲得制御方法によれば、基地局におけるトラフィック量を監視し、負荷がシステム全体に分散するように優先順位を決定することによって、負荷集中の解消及び回線利用効率の向上を図ることができる。
【００８５】
又、本発明の請求項６に係る同期獲得制御方法によれば、特定の移動局に優先順位に背かせ、システム側の指定する基地局と同期を取らせることができるため、システム側から任意に回線利用状況を制御でき、システム全体の回線利用効率を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。
【図２】ＲＮＣ１０５の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。
【図３】基地局３００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。
【図４】移動局４００の本発明に関連する構成要素のみを概略的に示した概略構成図である。
【図５】本発明に係るシステムにおける一移動局において検出される各基地局からの同期信号の受信レベルの一例を示すグラフである。
【図６】アンブレラセルが採用されたＲＮＣ統括下の複数のセルを模式的に表した図である。
【図７】従来システムにおける一移動局において検出される各基地局からの同期信号の受信レベルの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１、１０６、１０７、１０８ 移動局
１０２ 広いエリアをカバーする基地局
１０３、１０４ 狭いエリアをカバーする基地局
１０５ 無線制御装置（ＲＮＣ）
２０１ 送受信部
２０２ メモリ
２０３ 優先順位制御部
３００ 基地局
３０１ 送受信部
３０２ アンテナ
３０３ 同期信号保持部
３０４ 同期信号制御部
３０５ 拡散部
４００ 移動局
４０１ 送受信部
４０２ アンテナ
４０３ 同期信号制御部
４０４ 同期信号保持部
４０５ 同期信号検出部
Claims (6)
- 所定の通信エリアを有し、移動局と通信する少なくとも１つの第一の基地局と、前記所定の通信エリアよりも狭い通信エリアを前記第一の基地局の通信エリアに重なるように有し、移動局と通信する少なくとも１つの第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、
前記第一の基地局と前記第二の基地局とに異なる優先順位を設定する優先順位設定手段と、
移動局が前記優先順位の高い基地局から順に同期獲得を試みるように該移動局を制御する移動局制御手段と、を有し、
前記優先順位設定手段は、前記第一の基地局と前記第二の基地局のうち設定された優先順位が高い方の基地局と通信する移動局の数を減らし、優先順位が低い方の基地局と通信する移動局の数を増やしたいとき、設定した優先順位を変更せずに、前記第一の基地局及び前記第二の基地局の双方と通信可能で且つ設定された優先順位が高い方の基地局と通信している移動局に該優先順位を無視させ、優先順位の低い方の基地局と同期を取らせるように構成され、
前記優先順位設定手段は、
無線制御装置に設けられ、決定された優先順位を含有する優先順位制御信号を生成し、各基地局に送信する優先順位制御部を有し、
基地局は、
前記優先順位に対応する複数の同期コードを保持する同期信号保持部と、
無線制御装置から送信された優先順位制御信号を受信し、該信号から自局に設定された優先順位を読み取り、該優先順位に対応する同期コードを前記同期信号保持部から読み出し、移動局へ該同期コードを送信する同期信号制御部とを有し、
前記同期獲得先制御手段は、移動局に設けられ、
前記優先順位に対応する複数の同期コードを保持する同期信号保持部と、
複数の基地局から信号を受信し、該受信信号と予め保持する同期コードとの相関を取り同期コードを検出する検出部と、
前記優先順位に対応する複数の同期コードを、最も高い優先順位に対応する同期コードから順に、一基地局と同期が確立されるまで前記検出部に設定する同期信号制御部とを有する、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項１記載の無線通信システムであって、
前記優先順位設定手段は、基地局におけるトラフィック量に基づいて前記優先順位を決定する、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項１又は２記載の無線通信システムであって、
前記優先順位制御部は、移動局に対して、同期信号検出に用いる同期コードを指示する切替制御信号を生成し、該移動局と無線通信する基地局を介して該移動局へ送信し、
前記同期信号制御部は、前記切替制御信号を受信し、該信号により指示された同期コードを前記同期信号保持部から読み出し、前記検出部に設定する、ことを特徴とする無線通信システム。 - 所定の通信エリアを有し、移動局と通信する少なくとも１つの第一の基地局と、前記所定の通信エリアよりも狭い通信エリアを前記第一の基地局の通信エリアに重なるように有し、移動局と通信する少なくとも１つの第二の基地局とを有する無線通信システムにおいて、移動局による基地局との同期獲得を制御する方法であって、
前記第一の基地局と前記第二の基地局とに異なる優先順位を設定する優先順位設定工程と、
移動局が前記優先順位の高い基地局から順に同期獲得を試みるように該移動局を制御する移動局制御工程と、
前記第一の基地局と前記第二の基地局のうち設定された優先順位が高い方の基地局と通信する移動局の数を減らし、優先順位が低い方の基地局と通信する移動局の数を増やしたいとき、設定した優先順位を変更せずに、前記第一の基地局及び前記第二の基地局の双方と通信可能で且つ設定された優先順位が高い方の基地局と通信している移動局に該優先順位を無視させ、優先順位の低い方の基地局と同期を取らせる切替制御工程と、を有し、
前記優先順位設定工程は、
無線制御装置において、決定された優先順位を含有する優先順位制御信号を生成し、各基地局に送信する優先順位制御工程と、
基地局において、無線制御装置から送信された優先順位制御信号を受信し、該信号から自局に設定された優先順位を読み取り、該優先順位に対応する同期コードを移動局へ送信する同期信号制御工程とを有し、
前記同期獲得先制御工程は、
移動局において、複数の基地局から信号を受信し、一基地局と同期が確立されるまで、前記優先順位に対応する複数の同期コードのうち最も高い優先順位に対応する同期コードから順に該受信信号に対する同期信号検出処理に用いる検出工程を有する、ことを特徴とする同期獲得制御方法。 - 請求項４記載の同期獲得制御方法であって、
前記優先順位設定工程において、前記優先順位は、基地局におけるトラフィック量に基づいて決定される、ことを特徴とする同期獲得制御方法。 - 請求項４又は５記載の同期獲得制御方法であって、
無線制御装置が、移動局に対して同期信号検出処理に用いる同期コードを指示する切替制御信号を生成し、該移動局と無線通信する基地局を介して該移動局へ送信し、
移動局が、前記切替制御信号を受信し、該信号により指示された同期コードで同期信号検出処理を行う、ことを特徴とする同期獲得制御方法。
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