JP3999573B2 - 通信システム、通信方法及び制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ等、移動可能な無線端末と通信基地局との間で行われる無線通信において、無線端末がエリア間を移行する際の通信を制御する通信システム、通信方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＭＡを用いた無線通信において、無線端末は、制御装置の指示、または無線端末の判断で、通信中ではない他の無線基地局が送信する制御信号の受信品質を測定する。この受信品質としては受信電力や信号対雑音電力比がある。
【０００３】
また、従来のＣＤＭＡ等の無線通信においては、管轄エリア内に在圏する無線端末に対して同一の制御信号を送信するとともに、通話（データ通信）用の信号として通信信号を送信しており、制御装置は、必要に応じて通信信号を制御信号に符号多重する方式が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無線端末が、隣接する他のエリアに移動するハンドオーバ時においては、移動先のエリアを管轄する無線基地局が送信する制御信号を受信することとなるが、その際に、受信した移動先の制御信号と同じタイムスロットに、他の通信信号が符号多重されているようなときには、符号間干渉を生じ、移動先の無線基地局から送信される制御信号の受信品質が劣化するといった問題があった。
【０００５】
これに対し、ハンドオーバ時においては、受信品質の劣化を防ぐために、制御信号に他の信号を符号多重しないようにする方式も考えられるが、この方式では、使用可能なタイムスロットが減少するため、通信システム全体の通信容量が小さくなるといった問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、無線端末が隣接するエリアに移動する際のハンドオーバ時における、受信品質の劣化を防止することのできる通信システム、通信方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行う無線通信において、無線端末が、第１の無線基地局から第２の無線基地局へ移行する際のハンドオーバ時に通信制御を行う際、第２の無線基地局とハンドオーバに係る無線端末との間で送受信される制御信号用の制御チャネルを決定し、第１の無線基地局とハンドオーバに係る無線端末以外の無線端末との間で送受信される制御信号以外の信号のチャネルとして、決定された第２の無線基地局の制御チャネル以外のチャネルを設定する。
【０００８】
また、本発明は、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行う無線通信において、無線端末が、第１の無線基地局から第２の無線基地局へ移行する際のハンドオーバ時に通信制御を際、第２の無線基地局とハンドオーバに係る無線端末との間で送受信される制御信号用の制御チャネルを決定し、第２の無線基地局とハンドオーバに係る無線端末以外の無線端末との間で送受信される制御信号以外の信号のチャネルとして、決定された第１の無線基地局の制御チャネル以外のチャネルを設定する。
【０００９】
これらのような本発明によれば、ハンドオーバ中に、移動前後のエリア内において使用されている制御信号以外の信号が、移動先のエリア内において使用されている制御信号と同一のチャネル（タイムスロットなど）で使用されるのを回避することができるため、ハンドオーバに係る端末が受信する移動先の基地局からの制御信号が、他の通信信号と符号多重されるのを防止することができ、制御信号の受信状態を向上させることができる。
【００１０】
上記発明においては、第１又は２の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて制御信号以外の信号のチャネルを設定することが好ましい。この場合には、送信電力の大きさに基づいて、干渉の発生を判断することができ、必要な場合にのみ、チャネルの変更を行うことができる。
【００１１】
なお、この送信電力に基づく判断は、例えば、干渉が生じうる電力量をしきい値として設定し、このしきい値を超えるか否かにより行うことができる。このようにしきい値を設けた場合には、干渉の有無を迅速に判断することができ、処理速度の向上を図ることができる。
【００１２】
上記発明においては、送信電力の測定は、無線端末側で行うことが好ましい。この場合には、無線端末側の受信状況に応じたチャネルの設定が可能となり、より効果的に、ハンドオーバ時における干渉を低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（無線通信システムの基本構成）
以下に本発明の実施形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ決定システムの全体を示す。なお、本実施形態では、無線端末１０が、第１の無線基地局２０が管轄するエリアＡから第２の無線基地局３０が管轄するエリアＢへ移動する際のハンドオーバを例に説明する。
【００１４】
本発明を実施するための無線通信システムを図１を用いて説明する。同図に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、無線端末９〜１２と、これらの無線端末９〜１２と無線通信を行う無線基地局２０，３０と、無線基地局２０，３０と接続された制御装置４０と、制御装置４０に接続される交換機５０と、交換機５０に接続されるネットワーク１とから構成される。
【００１５】
なお、無線基地局２０は、エリアＡにおいて、無線端末１０に対して通信信号（制御信号を除く）２２を送信し、無線端末１０は、エリアＡにおいて、無線基地局２０に対して通信信号２３を送信している。また、無線基地局２０は、エリアＡにおいて無線端末９に対して通信信号（制御信号を除く）２４を送信している。
【００１６】
一方、無線基地局３０は、エリアＢにおいて、制御信号３１を送信しているとともに、無線端末１１に対して、通信信号３２を送信し、無線端末１１は、無線基地局３０に通信信号３３を送信している。また、無線基地局３０は、エリアＢにおいて、無線端末１２に対して、通信信号（制御信号を除く）３４を送信している。
【００１７】
無線端末９〜１２は、無線基地局２０，３０との間で、例えばＩＭＴ−２０００ ＣＤＭＡ−ＴＤＤに代表される無線通信を行う通信端末である。このＩＭＴ−２０００ ＣＤＭＡ−ＴＤＤは、１０ｍｓの長さの１フレームに１５個のタイムスロットが含まれており、タイムスロット単位でチャネルが割り当てられる。同じ搬送波周波数においては、全ての基地局でタイムスロットの同期が確立されている。
【００１８】
本実施形態では、無線基地局２０，３０でフレームの同期が確立されており、フレームの先頭が同じ時間であるとする。１フレームで少なくとも１つのタイムスロットにおいて、無線基地局２０は、エリアＡにおいて制御信号２１を送信し、無線基地局３０は、エリアＢにおいて制御信号３１を送信する。
【００１９】
制御装置４０は、無線基地局２０，３０と交換機５０との間で信号の中継を行うとともに、これら無線基地局２０，３０に関するハンドオーバの制御、チャネル切替の制御、および通信チャネルの割当を行う装置である。制御装置４０は、信号の中継のための手段として各無線基地局２０，３０に接続され、データの送受信を行う送受信手段４２と、送受信手段４２と交換機５０とを接続する中継手段４１とを備えている。
【００２０】
また、制御装置４０は、図２に示すように、制御信号２１，３１を送信するタイムスロットを決定するための手段として、第１又は第２の無線基地局３０，３０とハンドオーバに係る無線端末１０との間で送受信される制御信号用の制御チャネル３１を決定する制御チャネル決定手段４３と、第１又は第２の無線基地局２０，３０とハンドオーバに係る無線端末１０以外の無線端末９との間で送受信される制御信号３１以外の通信信号２４のチャネルとして、制御チャネル決定手段４３が決定した制御信号３１以外のチャネルを設定するキャリア設定手段４４とを有する。
【００２１】
制御チャネル決定手段４３は、本実施形態では、送受信手段４２に接続され、この送受信手段４２を介して、各無線基地局２０，３０の送受信手段５４と接続され、各無線基地局で使用されている信号のチャネルやタイムスロットを取得し、これに基づいて制御信号のチャネルやタイムスロットを決定し、各無線基地局に通知する機能を有する。なお、本実施形態において、通信信号２２，３２はタイムスロット１で、通信信号２３，３３はタイムスロット２で送信するとする。
【００２２】
キャリア設定手段４４は、本実施形態では、送受信手段４２に接続され、この送受信手段４２を介して、各無線基地局２０，３０の送受信手段５４と接続され、各無線基地局で使用されている信号のチャネルやタイムスロットを取得し、これに基づいて制御信号以外の信号のチャネルやタイムスロットを決定し、各無線基地局に通知する機能を有する。
【００２３】
また、キャリア設定手段４４は、第１又は第２の無線基地局３０，３０が送信する無線信号の送信電力に基づいて制御信号３１以外の通信信号のチャネルを設定する機能を有する。なお、本実施形態では、通信信号を切り替えるか否かの判断は、無線端末が測定する受信電力がしきい値を超えるか否かに基づいて行う。
【００２４】
無線基地局２０，３０は、図２に示すように、無線端末９〜１２と通信を行う通信手段５２と、使用するチャンネルを切り替える切替手段５３と、各通信が使用している信号を検出し、制御装置４０に通知する信号検出手段５１とを有している。
【００２５】
（通信システムによる通信方法）
以上説明した通信システムを用いた通信方法は、以下の手順により行う。図３は、本実施形態に係る通信方法の手順を示すフロー図である。
【００２６】
先ず、無線端末１０がエリアＡからエリアＢへと移動することによって、ハンドオーバーが発生し、これに応じて、制御装置４０は、無線端末管理を行うために、無線基地局３０が送信する制御信号３１を測定するように、無線端末１０に対して指示する（ステップＳ１０１）。無線端末１０は、この指示に従って、制御信号３１を測定し、測定結果を制御装置４０に送信する。
【００２７】
制御装置４０は、エリアＡにおいて、制御信号３１が送信されるタイムスロットで無線基地局２０が制御信号２１以外の信号（ここでは、通信信号２２及び２４）の送信を行っているかどうか判断する（ステップＳ１０２）。具体的には、無線基地局２０の、信号検出手段５１により使用通信信号の割り当て状況を走査し、その走査結果を制御装置４０に送信する。制御装置４０では、この走査結果を取得し、制御チャネル決定手段により判断を行う。ステップＳ１０２において、無線基地局２０で、制御信号２１以外の信号の送信を行っていると判断した場合には、ステップＳ１０３に進み、行っていないと判断した場合には、ステップＳ１０６に進む。なお、ここでは、通信信号２４が、制御信号３１と同一のタイムスロットであるとするため、ステップＳ１０３に進む。
【００２８】
ステップＳ１０３において制御装置４０は、制御信号３１と同じタイムスロットで無線基地局２０が送信する信号である制御信号２１と通信信号２２，２４を他のタイムスロットに切り替えるべきかどうか判断する。タイムスロットを切り替えるかどうかの判断としては、上述したように、無線基地局２０が通信信号２２若しくは２４を送信する電力が先に定めたしきい値以上であれば切り替えると判断する。制御信号２１は可能な限り同じタイムスロットで送信すべきであるので、制御装置４０では、制御信号用のしきい値を超えない限り、制御信号２１の切替を行わないと判断する。ステップＳ１０３において、制御装置４０が、切り替えるべきと判断したならばステップＳ１０４に進み、そうでなければステップＳ１０６に進む。
【００２９】
ステップＳ１０４において、制御装置４０は、無線基地局２０における他のタイムスロットの割当状況から、通信信号２２，２４を他のタイムスロットに切り替えられるか否かを判断する。すなわち、通信信号２２，２４が、制御信号３１と同一のタイムスロットである場合には、通信信号２２，２４のタイムスロットを他のタイムスロットに切り替える。もし、制御装置４０において、切替が可能と判断した場合には、ステップＳ１０５に進み、そうでなければステップＳ１０６に進む。そして、ステップＳ１０５において、制御装置４０は、必要に応じて、通信信号２２又は２４を無線基地局２０における他のタイムスロットに割り当てる。
【００３０】
ステップＳ１０６において制御装置４０は、制御信号３１が送信されるタイムスロットで、エリアＢにおいて、無線基地局３０が制御信号３１以外の通信信号（ここでは、通信信号３２，３４）の送信を行っているかどうか判断する。もし、ステップＳ１０６において、制御信号３１以外の信号の送信を行っているならばステップＳ１０７に進み、そうでなければステップＳ１１０に進む。ここでは、通信信号３２，３４が使用されているため、ステップＳ１０７に進む。
【００３１】
ステップＳ１０７において、制御装置４０は、制御信号３１と同じタイムスロットで無線基地局３０が送信する信号である通信信号３２，３４を他のタイムスロットに切り替えるべきかどうか判断する。もし、切り替えるべきと判断したならばステップＳ１０８に進み、そうでなければステップＳ１１０に進む。
【００３２】
ステップＳ１０８で、制御装置４０は、他のタイムスロットの割当状況から、通信信号３２，３４を他のタイムスロットに切り替えられるか判断する。もし、切替が可能であればステップＳ１０９に進み、そうでなければＳ１１０に進む。
【００３３】
ステップＳ１０９で、制御装置４０は、通信信号３２，３４を他のタイムスロットに割り当てる。ステップＳ１１０で、無線端末１０は、無線基地局３０が送信する制御信号３１を受信し、品質を測定する。
【００３４】
（変更例）
なお、上述した実施形態では、無線基地局２０で送信する信号のタイムスロット切替の判断と、無線基地局３０で送信する信号のタイムスロット切替の判断の順番は逆でもよい。
【００３５】
また、無線端末１０が制御信号３１を受信すると判断した場合には、制御装置４０に制御信号３１と同じ時間に送信される信号のタイムスロットを切替するように要求することもできる。
【００３６】
さらに、制御装置４０から無線端末１０に対して、無線基地局２０が送信する制御信号２１以外の制御信号の測定を要求し、この測定結果に基づいて制御装置４０において、ステップＳ１０２以降の処理を行うようにすることもできる。
【００３７】
また、制御信号３１と同じ時間で無線基地局２０が送信する制御信号２１以外の無線信号が複数ある場合には送信電力が大きい無線信号から優先的に切り替え、制御信号３１と同じ時間で無線基地局３０が送信する制御信号以外の無線信号が複数ある場合には送信電力が大きい無線信号から優先的に切り替えることもできる。
【００３８】
さらに、無線端末１０が制御信号３１の受信品質が劣化した場合のみ、上述した処理を実行するようにしても良い。この場合、上記、ステップＳ１０１において、制御装置４０により無線端末１０に対して、無線基地局２０が送信する制御信号以外の制御信号の測定を指示し、無線端末１０が制御信号３１の受信を行い、制御信号３１の受信品質が先に定めた値以下である場合に制御装置４０に制御信号３１の測定が劣化することを報告することが好ましい。
【００３９】
また、無線端末１０が、無線基地局２０と通信中でない場合であっても、上記実施形態に係る処理を実行するようにしてもよい。すなわち、無線端末１０が、制御信号３１を受信すると判断した場合には、待受けている無線基地局２０と通信を確立し、無線基地局２０を通じて、制御装置４０に無線基地局２０が送信する制御信号２１以外の制御信号の測定を要求し、制御装置４０が、ステップＳ１０２以降の処理を実行する。
【００４０】
（通信システム及び通信方法による効果）
本実施形態に係る通信システム及び通信方法によれば、無線端末１０が制御信号３１を受信する際に、制御信号３１と同じタイムスロットの通信信号を、無線基地局２０と無線基地局３０において減少させることにより、無線端末１０が制御信号３１を受信する品質を向上することができる。また、制御信号３１と同一のタイムスロットを用いて通信を行っていた他の無線端末９や１１、１２においても、受信品質を向上することができる。また、無線端末１０が制御信号を３１を受信する場合の品質が向上するために、制御装置４０が、制御信号３１に通信信号を符号多量することができ、容量を増加することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の通信システム、通信方法及び制御装置によれば、無線端末が隣接するエリアに移動する際のハンドオーバ時に、隣接する他の無線基地局から送信される制御信号と同一のタイムスロットの符号多重を低減させることにより、受信品質の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る通信システムの全体構造を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に係る制御装置及び無線基地局の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る通信方法の手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ…エリア
１…ネットワーク
９〜１２…無線端末
２０…第１の無線基地局
２１，３１…制御信号
２２〜２４，３２〜３４…通信信号
３０…第２の無線基地局
４０…制御装置
４１…中継手段
４２…送受信手段
４３…制御チャネル決定手段
４４…キャリア設定手段
５０…交換機
５１…信号検出手段
５２…通信手段
５３…切替手段
５４…送受信手段

Claims (15)

1. 無線端末が第１の無線基地局から第２の無線基地局にハンドオーバを行うハンドオーバ時に通信制御を行うＣＤＭＡを用いた通信システムであって、
   前記第２の無線基地局と前記無線端末との間で送受信される制御信号用の制御チャネルを決定する制御チャネル決定手段と、
   前記無線端末以外の他の無線端末と、前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局の間で送受信される制御信号以外の信号用の非制御チャネルとして、前記制御チャネル決定手段が決定した前記制御チャネル以外のチャネルを設定するキャリア設定手段と
   を有し、
   前記制御チャネル決定手段は、前記第１の無線基地局と前記他の無線端末との間で設定される前記非制御チャネルのタイムスロットと、前記制御チャネルのタイムスロットとが同一か否かを判断するとともに、前記第２の無線基地局と前記他の無線端末との間で設定される前記非制御チャネルのタイムスロットと、前記制御チャネルのタイムスロットとが同一か否かを判断し、
   前記キャリア設定手段は、前記制御チャネル決定手段によって前記非制御チャネルのタイムスロットと前記制御チャネルのタイムスロットとが同一と判断された場合、前記非制御チャネルのタイムスロットを、前記制御チャネルのタイムスロット以外のタイムスロットに切り替える切替処理を実行することを特徴とする通信システム。
2. 前記キャリア設定手段は、前記第１の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて、前記非制御チャネルを設定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記キャリア設定手段は、前記第２の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて、前記非制御チャネルを設定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記キャリア設定手段は、前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局から前記制御信号以外の無線信号が複数送信される場合、当該送信される無線信号のうち、送信電力が大きい前記無線信号に対応する前記非制御チャネルのタイムスロットを、他の非制御チャネルよりも優先して前記制御チャネルのタイムスロット以外のタイムスロットに切り替える請求項２または３に記載の通信システム。
5. 前記キャリア設定手段は、前記第２の無線基地局が送信する前記制御信号の前記無線端末における受信品質が所定の閾値以下に劣化した場合のみ、前記切替処理を実行する請求項１乃至４の何れか一項に記載の通信システム。
6. 無線端末が第１の無線基地局から第２の無線基地局にハンドオーバを行うハンドオーバ時に通信制御を行うＣＤＭＡを用いた通信方法であって、
   前記第２の無線基地局と前記無線端末との間で送受信される制御信号用の制御チャネルを決定するステップ（１）と、
   前記無線端末以外の他の無線端末と、前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局の間で送受信される制御信号以外の信号用の非制御チャネルとして、前記ステップ（１）で決定した前記制御チャネル以外のチャネルを設定するステップ（２）と
   を有し、
   前記ステップ（１）では、前記第１の無線基地局と前記他の無線端末との間で設定される前記非制御チャネルのタイムスロットと、前記制御チャネルのタイムスロットとが同一か否かを判断するとともに、前記第２の無線基地局と前記他の無線端末との間で設定される前記非制御チャネルのタイムスロットと、前記制御チャネルのタイムスロットとが同一か否かを判断し、
   前記ステップ（２）では、前記ステップ（１）において前記非制御チャネルのタイムス ロットと前記制御チャネルのタイムスロットとが同一と判断された場合、前記非制御チャネルのタイムスロットを、前記制御チャネルのタイムスロット以外のタイムスロットに切り替えする切替処理を実行することを特徴とする通信方法。
7. 前記ステップ（２）では、前記第１の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて、前記非制御チャネルを設定することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
8. 前記ステップ（２）では、前記第２の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて、前記非制御チャネルを設定することを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
9. 前記ステップ（２）では、前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局から前記制御信号以外の無線信号が複数送信される場合、当該送信される無線信号のうち、送信電力が大きい前記無線信号に対応する前記非制御チャネルのタイムスロットを、他の非制御チャネルよりも優先して前記制御チャネルのタイムスロット以外のタイムスロットに切り替える請求項７または８に記載の通信方法。
10. 前記ステップ（２）では、前記第２の無線基地局が送信する前記制御信号の前記無線端末における受信品質が所定の閾値以下に劣化した場合のみ、前記切替処理を実行する請求項６乃至９の何れか一項に記載の通信方法。
11. 無線端末が第１の無線基地局から第２の無線基地局にハンドオーバを行うハンドオーバ時に通信制御を行うＣＤＭＡを用いた通信システムにおける制御装置であって、
    前記第２の無線基地局と前記無線端末との間で送受信される制御信号用の制御チャネルを決定する制御チャネル決定手段と、
    前記無線端末以外の他の無線端末と、前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局の間で送受信される制御信号以外の信号用の非制御チャネルとして、前記制御チャネル決定手段が決定した前記制御チャネル以外のチャネルを設定するキャリア設定手段と
    を有し、
    前記制御チャネル決定手段は、前記第１の無線基地局と前記他の無線端末との間で設定される前記非制御チャネルのタイムスロットと、前記制御チャネルのタイムスロットとが同一か否かを判断するとともに、前記第２の無線基地局と前記他の無線端末との間で設定される前記非制御チャネルのタイムスロットと、前記制御チャネルのタイムスロットとが同一か否かを判断し、
    前記キャリア設定手段は、前記制御チャネル決定手段によって前記非制御チャネルのタイムスロットと前記制御チャネルのタイムスロットとが同一と判断された場合、前記非制御チャネルのタイムスロットを、前記制御チャネルのタイムスロット以外のタイムスロットに切り替える切替処理を実行することを特徴とする制御装置。
12. 前記キャリア設定手段は、前記第１の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて、前記非制御チャネルを設定することを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記キャリア設定手段は、前記第２の無線基地局が送信する無線信号の送信電力に基づいて、前記非制御チャネルを設定することを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記キャリア設定手段は、前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局から前記制御信号以外の無線信号が複数送信される場合、当該送信される無線信号のうち、送信電力が大きい前記無線信号に対応する前記非制御チャネルのタイムスロットを、他の非制御チャネルよりも優先して前記制御チャネルのタイムスロット以外のタイムスロットに切り替える請求項１２または１３に記載の制御装置。
15. 前記キャリア設定手段は、前記第２の無線基地局が送信する前記制御信号の前記無線端末における受信品質が所定の閾値以下に劣化した場合のみ、前記切替処理を実行する請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の制御装置。

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