JP4022744B2 - 移動通信システム及びベストセル変更方法並びにそれに用いる基地局制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の基地局と、複数の移動局と、少なくとも１つの基地局制御装置とを備えた移動通信システムに関し、特に基地局制御装置が移動局に対するベストセルを判定し、その移動局のベストセルを変更するためのベストセル変更方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムの基地局からその基地局が管轄するセル内の移動局へ回線である下り回線に高速データを伝送する方式として、第三世代移動通信システムの国際規格を検討している標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（3rd generation partnership project）の仕様書"3GPP TS 25.211 v4.0.0(2001-03)"等に定義されている下り共用チャネル(ＰＤＳＣＨ:Physical Downlink Shared Channel)を使う方式と、３ＧＰＰの仕様書"3GPP TR 25.848 v.4.0.0(2001-03)"等に定義されている高速下り共用チャネル(ＨＳ-ＰＤＳＣＨ:High Speed-Physical Downlink Shared Channel)を使う方式とが３ＧＰＰで検討されている。
【０００３】
ＰＤＳＣＨ、ＨＳ-ＰＤＳＣＨは、どちらも基地局から複数の移動局へのデータ伝送を行うために用いられる。そして、このＰＤＳＣＨ、ＨＳ-ＰＤＳＣＨを時分割することにより、１本または複数の回線を複数のユーザで共用している。
【０００４】
ＰＤＳＣＨを使ってデータ伝送を行う場合、基地局は管轄するセル内の移動局へのデータ伝送を制御するために、各セル毎に、複数の移動局と各々との間で個別に、上り個別チャネル(ＵＬ ＤＰＣＨ:Uplink Dedicated Physical Channel)と下り個別チャネル(ＤＬ ＤＰＣＨ:Downlink Dedicated Physical Channel)を設定する。ＵＬ ＤＰＣＨは、移動局が基地局にユーザ情報や制御情報を送信するために用いられ、同様に、ＤＬ ＤＰＣＨは基地局が移動局にユーザ情報や制御情報を送信するため用いられる。また、各セルはパイロット信号としてＣＰＩＣＨ(Common Pilot Channel)を送信する。
【０００５】
このような移動通信システムでは、移動局は複数の基地局のうち最も条件の良い基地局との間で回線を設定して通信を行うことになる。そのため、基地局制御装置は、複数の移動局に対して、どの基地局がもっとも条件が良い基地局（ベストセル）であるかを判定し、このベストセルを各移動局に対してそれぞれ通知する。移動局では、基地局制御装置から通知されたベストセルとの間でＰＤＳＣＨを設定する。
【０００６】
しかし、移動局は複数のセル間を移動するため、この移動に伴いベストセルは随時変動する。そのため、基地局制御装置では、一定間隔でその移動局にとってのベストセルを判定し、現在ベストセルとして設定されているセル以外のセルがベストセルとなった場合にはそのセルをベストセルとして設定する処理が必要となる。
【０００７】
従来のベストセル変更方法を以下に説明する。基地局制御装置は制御情報として、ヒステリシスマージンを設定し、各基地局に通知する。ヒステリシスマージンは、ベストセルを変更するか否かを決定するしきい値である。各基地局は管轄するセル内の移動局に、ＤＬ ＤＰＣＨを用いてヒステリシスマージンを通知する。次に、移動局は、設定した時間間隔で、ベストセルと少なくとも１つの他のセルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定し、少なくとも１つの他のセルの受信品質がベストセルの受信品質よりも高く、かつ、その違いが通知されたヒステリシスマージンより大きい場合、受信品質の測定結果に関する情報を、ＵＬ ＤＰＣＨを設定しているセルを介して、基地局制御装置へ通知する。基地局制御装置は、この移動局からの通知に応答して、移動局のベストセルを変更する。
【０００８】
ＨＳ-ＰＤＳＣＨを使うデータ伝送方式は、ＰＤＳＣＨと使う方式と比較してデータ伝送容量が大きく、ＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)と呼ばれる。ＨＳ-ＰＤＳＣＨを使ってデータ伝送を行う場合も、基地局から移動局へのデータ送信を制御するために上り、下りで制御用のチャネルを設定する。ベストセルの変更もＰＤＳＣＨと同様に、下り信号の受信品質とヒステリシスマージンとの比較を行うことにより行われる。
【０００９】
上記で説明した従来のベストセル変更方法では、ヒステリシスマージンが大きい場合、輻輳の度合いが高いセルの負荷状況が改善されないという問題点があった。また、輻輳の度合いが改善されないために、トラフィックバランスが悪化するという問題点もあった。さらに、ＣＰＩＣＨの受信品質に大きな差が生じてからベストセルを変更するので、データ伝送用の送信電力、即ち、情報ビット当たりの送信電力が増加し、データ伝送容量が減少するという問題点があった。また、ヒステリシスマージンが小さい場合、輻輳の度合いが低いセルから高いセルに移動局が移動する現象が起きるので、トラフィックバランスが悪化する問題点や、頻繁にベストセルの変更が発生するために、基地局制御装置の負荷が高くなるという問題点があった。
【００１０】
つまり、上述した従来の移動通信システムでは、輻輳の度合いに関係なくヒステリシスマージンが一定値であるため、輻輳の度合いが高いセルと輻輳の度合いが低いセルが隣接しているような状況があっても、輻輳の度合いが高いセルの負荷状況が改善されずにトラフィックバランスが悪いままになってしまうという問題点があった。
【００１１】
このような問題点を解決すべく、特開平１０−２７６４６３号公報には、基地局の制御を行っている交換機が各基地局におけるトラフィックを測定し、そのトラフィックに応じてハンドオフ処理を起動する際のしきい値を変化させ、トラフィックの大きな基地局の管轄するセルへの移行をし難くし、トラフィックの大きな基地局の管轄するセルから他のセルへの移行をし易くすることにより、トラフィックの配分を最適に制御するようにした移動通信システムが記載されている。ここで、トラフィックとは、上記公報より、接続呼数や接続チャネル数と理解できる。
【００１２】
このような移動通信システムによれば、輻輳をトラフィックによって判定するので、トラフィックの大きなセルの移動局を他のセルに移行させ易くすることができる。例えば、トラフィックの大きなセルとトラフィックの小さなセルが隣接しているような場合には、トラフィックの大きなセルのしきい値が低く設定されることにより、トラフィックバランスを改善するような方向に移動局の移行が行われる。しかし、自セルと隣接セルのトラフィックが共に大きい場合、この従来のベストセル変更方法では、どちらのセルのしきい値も大きな値となるため、セル間の移行はほとんど行われない。
【００１３】
しかし、トラフィックが大きなセルが隣接している場合でも、ユーザ分布や基地局が送信しているデータ量によっては、システムスループットに差のある場合がある。このような場合には、輻輳の度合いを前記システムスループットで判定し、輻輳の度合いが高いセルから少しでも輻輳の度合いが少ないセルへ移動局を移行させたほうがシステムスループットが向上する。しかし、上記公報記載の従来の移動通信システムでは、移動局の移行がほとんど行われずシステムスループットの改善を期待することはできない。ここで、システムスループットとは、セルを管轄する基地局が単位時間当たりに送信に成功したビット数を表す。
【００１４】
また、トラフィックが小さなセルが隣接している場合、上記公報記載の従来の移動通信システムでは、しきい値を一律に低く設定するので、システムスループットの改善効果がほとんどないにも関わらず、ベストセルの変更頻度が増加する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の移動通信システムでは、輻輳をトラフィックで判定するために、輻輳の度合いが高いセルのしきい値を一律に高い値に設定してしまうため、輻輳の度合いが高い２つのセルが隣接しているような場合には、セル間の移行が行われずシステムスループットが改善されないという問題点があった。また、輻輳の度合いが低い２つのセルが隣接しているような場合には、システムスループットの改善は期待できないにも関わらずベストセルの変更頻度が増加し、ＲＮＣの処理負荷を増加させる問題点があった。
【００１６】
本発明の目的は、輻輳の度合いが高い２つのセルが隣接しているような状況においても、輻輳の度合いの高いセルから少しでも輻輳の度合いの低いセルへの移行が行われるようにし、システムスループットを改善することができ、かつ、輻輳の度合いが低い２つのセルが隣接しているような状況においては、システムスループットの改善が期待できない場合、ベスセルの更新頻度を抑制することで、ＲＮＣの処理負荷を低減できる移動通信システム及びベストセル変更方法並びにそれに用いる基地局制御装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動通信システムにおけるベストセル変更方法は、基地局制御装置が、ベストセルの変更を行うか否かを判定するためのしきい値であるヒステリシスマージンを各セル毎に決定し、決定したヒステリシスマージンを基地局を介して各移動局に通知するステップと、
前記移動局が、ベストセルの下り信号の受信品質と、受信品質が最高の他のセルの下り信号の受信品質とを測定し、前記受信品質が最高の他のセルの受信品質が、前記ベストセルの受信品質よりも設定されたヒステリシスマージン以上大きい場合、受信品質の測定結果を受信品質情報として前記基地局制御装置に通知するステップと、
前記基地局制御装置が、移動局からの受信品質情報を受信すると、当該受信品質情報を送信してきた移動局のベストセルを変更する制御を行うステップとを備えたベストセル変更方法において、
前記基地局制御装置が、各セルの輻輳の度合いを測定し、該輻輳の度合いに基づいて当該セルのヒステリシスマージンを変更するステップを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、基地局制御装置は、各セルの輻輳の度合いを測定し、この輻輳の度合いに応じてそれぞれのセルにおけるヒステリシスマージンを設定するようにしているので、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンの値を小さくし、輻輳の度合いが低いヒステリシスマージンを大きな値とすることができる。そのため、輻輳の度合いが高いセルは移動局が他のセルに移り易く、セル内の移動局数が減少しやすくなるため、セル内の負荷が減少し易くなる。また、輻輳の度合いが高いセルでは、ヒステリシスマージンを小さく設定するので、少しでも品質のよいセルを選択する処理が可能となり、適応的な拡散率を選択するシステムでは、データレートの高いＳＦを選択することが可能となる。従って、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットを高めることができる。
【００１９】
また、輻輳の度合いが高いセルは、移動局数が減少しやすいため、輻輳の度合いが低いセルとのトラフィックバランスを改善し易くなる。また、輻輳の度合いが低いセルの移動局は、ベストセル変更の頻度が減少するので、基地局制御装置の処理負荷を低減でき、その分だけ処理能力の限られているＲＮＣは、処理能力の余裕を増加させることができる。
【００２０】
また、前記基地局制御装置が輻輳の度合いに基づいて各セルのヒステリシスマージンを変更するステップを、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さくするステップとしてもよい。
【００２１】
また、前記基地局制御装置が、輻輳の度合いが低いセルのデータ送信チャネルの送信電力が大きくなるような制御を行うステップをさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、前記基地局制御装置が各セルの輻輳の度合いを測定するステップを、前記各セルを管轄している基地局のデータ送信用のチャネルの送信電力の平均値に基づいて輻輳の度合いを判断するステップ、前記セルを管轄している基地局との間で下り共用チャネルを設定している移動局の数に基づいて輻輳の度合いを判断するステップ、前記セルにおけるシステムスループットに基づいて輻輳の度合いを判断するステップ、または、前記セルにおける平均ユーザスループットに基づいて輻輳の度合いを判断するステップとするようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第1の実施形態の移動通信システムの構成を示す図である。図１を参照すると、本実施形態の移動通信システムは、セル４、５、６をそれぞれ管轄する基地局１、２、３と、ＲＮＣ（Radio Network Controller：基地局制御装置）７と、移動局８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄとから構成される。
【００２５】
基地局１、２、３とＲＮＣ７は、図示せぬ通信網で接続されている。セル４〜６には、実際には多数の移動局が存在しているがここでは説明を簡単にするために、基地局１のセル４がベストセルである移動局８ａ〜８ｄのみを図示している。移動局８ａ〜８ｄにとってはセル４がベストセルであるため、移動局８ａ〜８ｄは、各々データ送信用の下り共用チャネルＰＤＳＣＨ(Physical Downlink Shared Channel)を設定して共用する。本実施形態では、ＰＤＳＣＨのＳＦ（Spreading Factor：拡散率）を適応的に選択することで、各移動局のデータレートを変更することができる。
【００２６】
本実施形態では、３つの基地局１、２、３に対して、各々管轄するセルが１つの場合を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの基地局が複数のセルを管轄する場合や、２個または４個以上の基地局が存在する場合についても適用可能である。同様に、本実施形態ではある基地局をベストセルとする移動局が４個の場合を説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１〜３個または５個以上の移動局が存在する場合にも適用可能である。
【００２７】
図２に、図１に示した移動局８ａと基地局１、２により設定されたチャネルの様子を示す。図２を参照すると、移動局８ａは、セル４を管轄する基地局１との間にデータ送信用としてＰＤＳＣＨを設定し、制御用としてＵＬ ＤＰＣＨ１(Uplink Dedicated Physical Channel)とＤＬ ＤＰＣＨ１(Downlink ＤＰＣＨ)を設定している。また、セル４を管轄する基地局１は、パイロット信号としてＣＰＩＣＨ１(Common Pilot Channel)を送信する。同様に、移動局８ａは、セル５を管轄する基地局２との間でＵＬ ＤＰＣＨ２とＤＬ ＤＰＣＨ２を設定しているが、セル５は移動局８ａにとってのベストセルではないため、ＰＤＳＣＨを設定しない。また、同様に、セル５を管轄する基地局２は、パイロット信号としてＣＰＩＣＨ２を送信する。同様に移動局８ｂ〜８ｄも、ベストセルである基地局１を含めた１つ以上の基地局とチャネルを設定しているものとする。
【００２８】
次に、ＵＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を図３に示す。図３を参照すると、ＵＬ ＤＰＣＨのスロットはＤＰＣＣＨ(Dedicated Physical Control Channel)とＤＰＤＣＨ(Dedicated Physical Data Channel)とから構成され、ＤＰＣＣＨはパイロット（Pilot）ビットと、ＴＦＣＩ(Transport Format Combination Indicator)と、ＦＢＩ(Feedback Information)と、ＴＰＣ(Transmit Power Control)とを含んでおり、ＤＰＤＣＨはデータ（Data）で構成されている。ＵＬ ＤＰＤＣＨのデータには、ユーザ情報や制御情報が含まれる。ＣＰＩＣＨの受信品質情報は制御情報として扱われる。
【００２９】
次に、ＤＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を図４に示す。図４を参照すると、ＤＬ ＤＰＣＨのスロットはデータ（Data）１[DPDCH]と、ＴＰＣ[DPCCH]と、ＴＦＣＩ[DPCCH]と、データ（Data）２[DPDCH]と、パイロット（Pilot）[DPCCH]とから構成されている。ＤＬ ＤＰＣＨのデータ（Data）１、データ（Data）２もＵＬ ＤＰＣＨと同様に、ユーザ情報や制御情報が含まれる。ヒステリシスマージンのしきい値や、ベストセル変更通知は制御情報として扱われる。以上、ＴＦＣＩ、ＦＢＩなどは、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)の仕様書"3GPP TS 25.211 v4.0.0(2001-03)"等に詳細に説明されている。
【００３０】
次に、本実施形態の移動通信システムの動作を図５〜９を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図５は、移動通信システムの任意の移動局が各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定する際の動作を示すフローチャートである。
【００３２】
図５を参照すると、先ず、移動局はＤＰＣＨを設定中である各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定する（ステップ１０１）。そして、移動局は、測定結果より、ベストセルと受信品質が最高のセルが異なっているか否かを判定する（ステップ１０２）。ステップ１０２においてベストセルと受信品質が最高セル（セルＮとする）が異なる場合、ベストセルの受信品質とセルＮの受信品質との差がヒステリシスマージンより大きいか否かの判定を行う（ステップ１０３）。そして、ステップ１０３において、その受信品質の差がヒステリシスマージンより大きい場合、移動局は測定した受信品質情報をＲＮＣに送信する（ステップ１０４）。なお、ステップ１０２においてベストセルと受信品質が最高のセル（セルＮ）が同一の場合、およびステップ１０３において受信品質の差がヒステリシスマージン以下の場合には、受信品質情報をＲＮＣに送信することなく処理を終了する。
【００３３】
本実施形態では、受信品質情報は各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を表す情報であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、受信品質が最高のセルのみの品質情報である場合にも適用可能である。基地局は受信した受信品質情報をＲＮＣに送信する。ベストセルと受信品質が最高のセルが同じ場合、あるいは、異なり、かつ、その差がヒステリシスマージン以下の場合は、受信品質の情報を基地局に送信しない。各移動局は、任意のタイミングで受信品質を測定できるものとする。
【００３４】
図６は、ＲＮＣが任意の移動局ｍのベストセルを変更する際の処理を示すフローチャートである。
【００３５】
図６を参照すると、先ず、ＲＮＣは移動局ｍより、受信品質情報を受信し(ステップ１１１)、ベストセルと受信品質が最高のセルが異なっているか否かを判定する（ステップ１１２）。ステップ１１２においてベストセルと受信品質が最高セル（セルＮとする）が異なる場合、ベストセルの受信品質とセルＮの受信品質との差がヒステリシスマージンより大きいか否かの判定を行う（ステップ１１３）。そして、ステップ１１３において、その受信品質の差が移動局ｍに通知したヒステリシスマージンよりも大きい場合、ＲＮＣは、移動局ｍのベストセルをセルＮに変更し、ベストセル変更通知を移動局に送信する（ステップ１１４）。
【００３６】
なお、ステップ１１２においてベストセルと受信品質が最高のセル（セルＮ）が同一の場合、およびステップ１１３において受信品質の差がヒステリシスマージン以下の場合には、ＲＮＣは、ベストセルを変更することなく処理を終了する。
【００３７】
図７は、図５、６のフローチャートに示した処理を説明するためのシーケンスチャートである。具体的には、任意の移動局ｍがベストセルをセルＸからセルＹに切り替える際の動作を示すシーケンスチャートである。
【００３８】
図７を参照すると、セルＸ、セルＹは各々、ＣＰＩＣＨ信号を送信し（ステップ２０１、２０２）、移動局ｍは、ＵＬ ＤＰＣＨ及びＤＬ ＤＰＣＨを設定しているセルＸ、セルＹから送信されるＣＰＩＣＨ信号を受信し、各受信レベルを測定する（ステップ２０３）。ベストセルＸの受信品質よりセルＹの受信品質が高く、かつ、その差がＲＮＣより通知されているヒステリシスマージンよりも大きい場合、移動局ｍは受信品質情報をセルＸ、セルＹ各々に送信する（ステップ２０４、２０５）。この受信品質情報には、誤り検出符号（ＣＲＣ）が付加されており、セルＸ、Ｙの各セルでは、受信品質情報に含まれるＣＲＣから誤りの有無を検出し、受信品質情報をその誤り検出結果の情報とともにＲＮＣに通知する（ステップ２０６、２０７）。ＲＮＣでは、誤りのない受信品質情報を用いて、ベストセルの変更を決定し、ベストセルをセルＸからセルＹに変更する（ステップ２０８）。これにより、受信品質情報は、少なくとも１つのセルで誤りなく受信できれば、ＲＮＣに正確な受信品質情報が届くため、受信品質情報の通知が失敗する確率が小さくなる。なお、両方のセルで受信誤りが発生した場合には、ＲＮＣは移動局に受信品質情報の再送を要求する。
【００３９】
次に、ＲＮＣは、ベストセル変更通知をセルＸ、セルＹの各々に送信し（ステップ２０９、２１０）、セルＸ、セルＹは受信したセル変更通知を移動局ｍに各々送信する（ステップ２１１、２１２）。これにより、移動局ｍはベストセルがセルＹに変更されたことを通知される。
【００４０】
本実施形態では、移動局ｍが受信品質をＵＬ ＤＰＣＨを設定している全セルに送信しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の１つもしくは複数のセルを選択して送信することも可能である。また、本実施形態では、ＲＮＣが移動局ｍとＤＬ ＤＰＣＨを設定している全セルに対してベストセル変更通知を送信しているが、任意のセルを選択して送信することも可能である。
【００４１】
図８は、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
図８を参照すると、ＲＮＣは、任意のタイミングでセルｋのＰＤＳＣＨ送信電力の平均値Ｐ（ｋ）を測定し（ステップ１２１）、この平均値Ｐ（ｋ）と任意に設定できる第１のしきい値P_threshold1との比較を行う（ステップ１２２）。第１のしきい値P_threshold1はデータ送信用の電力リソースに十分な余裕があり、輻輳の度合いが低いことを示すしきい値であり、値としては、ＰＤＳＣＨ送信電力の全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するセルのＰＤＳＣＨ送信電力の中央値などが考えられる。ステップ１２２において平均値Ｐ（ｋ）が第１のP_threshold1よりも大きい場合、ＲＮＣは、データの送信用の電力リソースに十分な余裕がないと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する(ステップ１２３)。ステップ１２２において、平均値Ｐ（ｋ）が第１のしきい値P_threshold1以下である場合、ＲＮＣは、データの送信用の電力リソースに十分な余裕があると判定して、セルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する（ステップ１２４）。次に、ＲＮＣは、セルｋとＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００４３】
次に、ＲＮＣは、平均値Ｐ（ｋ）と任意に設定できる第２のしきい値P_threshold2との比較を行う（ステップ１２６）。第２のしきい値P_threshold2は、輻輳の度合いが特に低く、電力リソースに十分余裕があることを示すしきい値であり、通常、第１のしきい値P_threshold1以下に設定する。ステップ１２６において、平均値Ｐ（ｋ）が第２のしきい値P_threshold2よりも大きい場合、ＲＮＣは、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値をP_normalに変更する（ステップ１２７）。ステップ１２６において、平均値Ｐ（ｋ）が第２のしきい値P_threshold2以下の場合、ＲＮＣは電力資源が十分余っていると認識して、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値を、P_normalよりも大きいP_upに変更する（ステップ１２８）。次に、ＲＮＣは、セルｋを管轄する基地局に、変更したＰＤＳＣＨ送信電力の最大値を通知する（ステップ１２９）。
【００４４】
基地局は、ＵＬ ＤＰＣＨのＴＰＣビットを用いて、ＤＬ ＤＰＣＨの送信電力制御を行う。ＰＤＳＣＨの送信電力制御は、ＵＬ ＤＰＣＨのＴＰＣビットに追随して行われる。即ち、基地局に対して、ＴＰＣビットがパワーアップを通知する場合、ＤＬ ＤＰＣＨの送信電力を増加させ、同様に、ＰＤＳＣＨの送信電力も増加させる。しかし、ＰＤＳＣＨの送信電力は、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値よりも大きく設定できない。従って、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値が小さい場合、ＴＰＣビットがパワーアップを通知しても、ＰＤＳＣＨの送信電力を確保できる確率が低く、情報ビット当たりの送信電力が減少することで、ＰＤＳＣＨの受信品質が劣化し、データ伝送の誤りが発生する確率が増加する。
【００４５】
一方、電力リソースに十分余裕があるセルは、ＰＤＳＣＤＨ送信電力の最大値が大きいので、ＴＰＣビットの通知通りにＰＤＳＣＨの送信電力を確保できる確率が高く、データ伝送の誤りが発生する確率を低減できる。
【００４６】
本実施形態では設定できるヒステリシスマージンをhm_a、hm_bの２種類としているが、これに限定されるものではなく、Ｐ（ｋ）の値によって、即ち、輻輳の度合いによって、ヒステリシスマージンを３種類以上設定することも可能である。
【００４７】
図９は、任意の移動局に関するＣＰＩＣＨ信号の受信品質とベストセル変更のタイミングが、ヒステリシスマージンの設定値によって変化する様子を示す図である。図９を参照すると、小さいヒステリシスマージンhm_aを設定した場合、セルＸとセルＹのＣＰＩＣＨの受信品質が逆転した時刻ＴからΔＴa時間経過後、即ち、時刻Ｔ＋ΔＴaに、移動局がＲＮＣにセルＸとセルＹの受信品質情報を送信する。そして、この移動局が、ＲＮＣからベストセル変更通知を受信するΔＴ時間後、即ち、時刻Ｔ＋ΔＴa＋ΔＴに、この移動局のベストセルがセルＸからセルＹに変更される。
【００４８】
大きいヒステリシスマージンhm_b(＞hm_a)を設定した場合も、同様の手順で、移動局のベストセルがセルＸからセルＹに変更されるが、ベストセル変更は時間ΔTb−ΔTaだけ長くなる。つまり、ヒステリシスマージンを小さな値に設定すると、そのセル中の移動局は他のセルに移り易くなり、セル内の移動局数が減少し、セルの負荷が減少する。
【００４９】
そのため、本実施形態の移動通信システムでは、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さく設定するようにして、輻輳の度合いが高いセル中の移動局は他の移動局へ移り易くすることにより、輻輳の度合いが高いセル中の移動局数が減少するようにしている。
【００５０】
また、本実施形態の移動通信システムでは、輻輳の度合いが高いセルが隣接しているような状況においては、２つのセルともにヒステリシスマージンが大きな値に設定される。しかし、２つのセルがいずれもトラフィックが大きくて輻輳の度合いが高い場合であっても、２つのセルの受信品質には大きな差があり、この品質差が設定されているヒステリシスマージン以上となればセル間の移行が行われる。そのため、本実施形態の移動通信システムによれば、例え輻輳の度合いが高いセルが隣接しているような状況下においてもセル間の移行が行われることとなる。
【００５１】
そのため、本実施形態の移動通信システムによれば、少しでも品質のよいセルを選択することが可能になり、データレートを向上させることができるので、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットが向上する。
【００５２】
さらに、輻輳の度合いが高いセルは、移動局数が減少しやすいため、輻輳の度合いが低いセルとのトラフィックバランスを改善し易くなる。また、輻輳の度合いが低いセルの移動局は、ベストセル変更の頻度が減少するので、ＲＮＣの処理負荷を低減でき、その分だけ処理能力の限られているＲＮＣは、処理能力の余裕を増加させることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の移動通信システムについて説明する。
【００５４】
上記第１の実施形態の移動通信システムでは、下り共用チャネルＰＤＳＣＨの送信電力平均値を用いて各基地局における輻輳の度合いを測定する場合を用いて説明したが、本発明の第２の実施形態の移動通信システムでは、高速下り共用チャネルＨＳ-ＰＤＳＣＨ(High Speed-ＰＤＳＣＨ)の送信電力平均値を用いて各基地局における輻輳の度合いを測定する場合を用いて説明する。ＰＤＳＣＨでは、主に送信電力制御を行って受信品質を一定レベルに維持していたが、ＨＳ-ＰＤＳＣＨでは、送信電力を一定とし、ＡＭＣＳ(Adaptive Modulation and Coding Schemes)と呼ばれる、任意に変調方式と符号化率とマルチコード数を変更する制御手法を用いて、情報ビット当たりの送信電力を一定のレベル以上に保つことで、受信品質を一定レベル以上に維持する。
【００５５】
従って、本実施形態の移動通信システムでは、ＨＳ−ＰＤＳＣＨを用いて各基地局の輻輳の度合いを判断する際、送信電力ではなく、測定対象の基地局との間でＨＳ−ＰＤＳＣＨを設定している移動局数を用いて各基地局の輻輳の度合いを判断する。
【００５６】
本実施形態における、移動通信システムの構成は図１のＰＤＳＣＨをＨＳ-ＰＤＳＣＨに変更したものとする。第２の実施形態における、図１の移動局８ａと基地局１、２が設定しているチャネルの様子も図２のＰＤＳＣＨをＨＳ-ＰＤＳＣＨに変更したものとする。
【００５７】
第２の実施形態では、データ送信用のチャネルであるＨＳ-ＰＤＳＣＨの送信電力の平均値を用いて、輻輳の度合いを判断する。
【００５８】
図１０は、本実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【００５９】
図１０を参照すると、先ずＲＮＣは、任意のタイミングでセルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している移動局数ｕ(ｋ)を測定し（ステップ１３１）、移動局数ｕ(ｋ)と任意に設定できるしきい値u_thresholdとの比較を行う（ステップ１３２）。しきい値u_thresholdはセル内の移動局数が少なく、輻輳の度合いが低いことを示すしきい値であり、値としては、ＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している移動局数の全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定しているセル当たりの移動局数の中央値などが考えられる。ステップ１３２において、移動局数ｕ(k)がしきい値u_thresholdよりも大きい場合、ＲＮＣは、セル内の移動局数が多いと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する（ステップ１２３）。ステップ１３２において、移動局数ｕ(k)がしきい値u_threshold以下の場合、ＲＮＣは、セル内の移動局数が少ないと判定して、セルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する（ステップ１２４）。そして、ＲＮＣは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００６０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態の移動通信システムについて説明する。
【００６１】
上記で説明した第２の実施形態の移動通信システムでは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している移動局数ｕ(ｋ)を用いて輻輳の度合いを判断し、セルｋのヒステリシスマージンを変更していたが、本発明の第３の実施形態の移動通信システムでは、セルのシステムスループットを用いて、輻輳の度合いを判断する。
【００６２】
図１１は、本実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。図１１は、図１０に示したフローチャートに対して、ステップ１３１、１３２をそれぞれステップ１４１、１４２に変更したものになっている。即ち、ＲＮＣはセルｋのシステムスループットＳＴ(ｋ)を測定し（ステップ１４１）、このシステムスループットＳＴ(ｋ)と任意に設定できるしきい値ST_thresholdとの比較を行う（ステップ１４２）。しきい値ST_thresholdは単位時間当たりの送信データ量が少なく、輻輳の度合いが低いこと示すしきい値であり、値としては、システムスループットの全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するセルのシステムスループットの中央値などが考えられる。ステップ１４２において、システムスループットＳＴ(ｋ)がしきい値ST_thresholdよりも大きい場合、ＲＮＣは、単位時間当たりの送信データ量が多いと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する（ステップ１２３）。ステップ１４２において、システムスループットＳＴ(ｋ)がしきい値ST_threshold以下の場合、ＲＮＣは、単位時間当たりの送信データ量が少ないと判定して、ＲＮＣはセルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する(ステップ１２４)。そして、ＲＮＣは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００６３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の移動通信システムについて説明する。
【００６４】
上記で説明した本発明の第３の実施形態の移動通信システムでは、セルｋのシステムスループットＳＴ(ｋ)を用いて、輻輳の度合いを判断し、セルｋのヒステリシスマージンを変更していたが、本発明の第４の実施形態の移動通信システムでは、セルの平均ユーザスループットを用いて、輻輳の度合いを判断する。ユーザスループットとは、遅延を考慮して算出する、移動局が単位時間当たりに受信に成功したビット数を表す。
【００６５】
図１２は、本実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。図１２は、図１１に示したフローチャートに対して、ステップ１４１、１４２をそれぞれステップ１５１、１５２に変更したものになっている。即ち、ＲＮＣはセルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを接続している各ユーザのスループットの平均値、即ち、平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)を測定し(ステップ１５１)、この平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)と任意に設定できるしきい値UT_thresholdとの比較を行う(ステップ１５２)。しきい値UT_thresholdはセル内の各ユーザへの送信遅延が小さく、輻輳の度合いが低いこと示すしきい値であり、値としては、平均ユーザスループットの全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するセル当たりの平均ユーザスループットの中央値などが考えられる。ステップ１５２において、平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)がしきい値UT_thresholdよりも小さい場合、ＲＮＣは、セル内の各ユーザへの送信遅延が大きいと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する（ステップ１２３）。ステップ１５２において、平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)がしきい値UT_threshold以上の場合、ＲＮＣは、セル内の各ユーザへの送信遅延が小さいと判定して、セルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する(ステップ１２４)。そして、ＲＮＣは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００６６】
以上の第１〜第４の実施形態においては、ヒステリシスマージンを変更するとき、セル内の全ての移動局に対してヒステリシスマージンを変更しているが、全ての移動局に対して変更するのではなく、セル内で新規にＤＰＣＨを設定する移動局（ハンドオーバによりＤＰＣＨを設定する場合を含む）に対して変更後のヒステリシスマージンを適用しても本発明は同様に実施できる。また、輻輳の度合いの判定には、ＤＬ ＤＰＣＨの送信電力の送信電力の合計値を用いてもよい。
【００６７】
また、近年では、下り共用チャネルＰＤＳＣＨのＳＦ（Spreading Factor：拡散率）を適応的に選択することで、各移動局のデータレートを変更することができるようにした移動通信システムや、高速下り共用チャネルＨＳ-ＰＤＳＣＨの送信電力を一定とし、任意に変調方式と符号化率とマルチコード数を変更するＡＭＣＳ（Adaptive Modulation and Coding Schemes）と呼ばれる制御手法を用いて、情報ビット当たりの送信電力を一定のレベル以上に保つことで、受信品質を一定レベル以上に維持するようにした移動通信システムが提案されている。
【００６８】
このような適応的なＳＦ選択やＡＭＣＳを用いていることを前提とした移動通信システムに対して本発明によるベストセル変更方法を適用した場合、少しでも品質のよいセルをベストセルとして選択する処理が可能となり、適応的なＳＦを選択するシステムでは、データレートの高いＳＦを選択することが可能となる。さらに、ＡＭＣＳを用いた移動通信システムに対して本発明におけるベストセル変更方法を適用した場合、少しでも品質のよいセルが選択されることによりデータレートの高いＡＭＣＳを選択することが可能となり、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットを高めることできる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下記のような効果を得ることができる。
（１）本発明によれば、輻輳の度合いが高い２つのセルが隣接しているような状況においても、輻輳の高いセルから少しでも輻輳の低いセルへの移行が行われるため、少しでも品質のよいセルを選択することが可能になり、データレートを向上させることができるので、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットを向上することができる。
（２）輻輳の度合いが低いセルのヒステリシスマージンを大きな値に設定することにより、輻輳の度合いの低いセルをベストセルとする移動局は、ベストセル変更の頻度が減少するので、基地局制御装置の負荷を低減でき、ＲＮＣの処理能力の余裕が増える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１中の移動局８ａと基地局１、２が設定しているチャネルの様子を示す。
【図３】ＵＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を示す図である。
【図４】ＤＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を示す図である。
【図５】移動通信システムの任意の移動局が各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定する際の動作を示すフローチャートである。
【図６】ＲＮＣが任意の移動局ｍのベストセルを変更する際の処理を示すフローチャートである。
【図７】移動局ｍがベストセルをセルＸからセルＹに切り替える際の動作を示すシーケンスチャートである。
【図８】第１の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【図９】任意の移動局に関するＣＰＩＣＨ信号の受信品質とベストセル変更のタイミングが、ヒステリシスマージンの設定値によって変化する様子を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１〜３ 基地局
４〜６ セル
７ 基地局制御装置（ＲＮＣ）
８ａ〜８ｄ 移動局
１０１〜１０４ ステップ
１１１〜１１４ ステップ
１２１〜１２９ ステップ
１３１、１３２ ステップ
１４１、１４２ ステップ
１５１、１５２ ステップ
２０１〜２１２ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の基地局と、複数の移動局と、少なくとも１つの基地局制御装置とを備えた移動通信システムに関し、特に基地局制御装置が移動局に対するベストセルを判定し、その移動局のベストセルを変更するためのベストセル変更方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムの基地局からその基地局が管轄するセル内の移動局へ回線である下り回線に高速データを伝送する方式として、第三世代移動通信システムの国際規格を検討している標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（3rd generation partnership project）の仕様書"3GPP TS 25.211 v4.0.0(2001-03)"等に定義されている下り共用チャネル(ＰＤＳＣＨ:Physical Downlink Shared Channel)を使う方式と、３ＧＰＰの仕様書"3GPP TR 25.848 v.4.0.0(2001-03)"等に定義されている高速下り共用チャネル(ＨＳ-ＰＤＳＣＨ:High Speed-Physical Downlink Shared Channel)を使う方式とが３ＧＰＰで検討されている。
【０００３】
ＰＤＳＣＨ、ＨＳ-ＰＤＳＣＨは、どちらも基地局から複数の移動局へのデータ伝送を行うために用いられる。そして、このＰＤＳＣＨ、ＨＳ-ＰＤＳＣＨを時分割することにより、１本または複数の回線を複数のユーザで共用している。
【０００４】
ＰＤＳＣＨを使ってデータ伝送を行う場合、基地局は管轄するセル内の移動局へのデータ伝送を制御するために、各セル毎に、複数の移動局と各々との間で個別に、上り個別チャネル(ＵＬ ＤＰＣＨ:Uplink Dedicated Physical Channel)と下り個別チャネル(ＤＬ ＤＰＣＨ:Downlink Dedicated Physical Channel)を設定する。ＵＬ ＤＰＣＨは、移動局が基地局にユーザ情報や制御情報を送信するために用いられ、同様に、ＤＬ ＤＰＣＨは基地局が移動局にユーザ情報や制御情報を送信するため用いられる。また、各セルはパイロット信号としてＣＰＩＣＨ(Common Pilot Channel)を送信する。
【０００５】
このような移動通信システムでは、移動局は複数の基地局のうち最も条件の良い基地局との間で回線を設定して通信を行うことになる。そのため、基地局制御装置は、複数の移動局に対して、どの基地局がもっとも条件が良い基地局（ベストセル）であるかを判定し、このベストセルを各移動局に対してそれぞれ通知する。移動局では、基地局制御装置から通知されたベストセルとの間でＰＤＳＣＨを設定する。
【０００６】
しかし、移動局は複数のセル間を移動するため、この移動に伴いベストセルは随時変動する。そのため、基地局制御装置では、一定間隔でその移動局にとってのベストセルを判定し、現在ベストセルとして設定されているセル以外のセルがベストセルとなった場合にはそのセルをベストセルとして設定する処理が必要となる。
【０００７】
従来のベストセル変更方法を以下に説明する。基地局制御装置は制御情報として、ヒステリシスマージンを設定し、各基地局に通知する。ヒステリシスマージンは、ベストセルを変更するか否かを決定するしきい値である。各基地局は管轄するセル内の移動局に、ＤＬ ＤＰＣＨを用いてヒステリシスマージンを通知する。次に、移動局は、設定した時間間隔で、ベストセルと少なくとも１つの他のセルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定し、少なくとも１つの他のセルの受信品質がベストセルの受信品質よりも高く、かつ、その違いが通知されたヒステリシスマージンより大きい場合、受信品質の測定結果に関する情報を、ＵＬ ＤＰＣＨを設定しているセルを介して、基地局制御装置へ通知する。基地局制御装置は、この移動局からの通知に応答して、移動局のベストセルを変更する。
【０００８】
ＨＳ-ＰＤＳＣＨを使うデータ伝送方式は、ＰＤＳＣＨと使う方式と比較してデータ伝送容量が大きく、ＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)と呼ばれる。ＨＳ-ＰＤＳＣＨを使ってデータ伝送を行う場合も、基地局から移動局へのデータ送信を制御するために上り、下りで制御用のチャネルを設定する。ベストセルの変更もＰＤＳＣＨと同様に、下り信号の受信品質とヒステリシスマージンとの比較を行うことにより行われる。
【０００９】
上記で説明した従来のベストセル変更方法では、ヒステリシスマージンが大きい場合、輻輳の度合いが高いセルの負荷状況が改善されないという問題点があった。また、輻輳の度合いが改善されないために、トラフィックバランスが悪化するという問題点もあった。さらに、ＣＰＩＣＨの受信品質に大きな差が生じてからベストセルを変更するので、データ伝送用の送信電力、即ち、情報ビット当たりの送信電力が増加し、データ伝送容量が減少するという問題点があった。また、ヒステリシスマージンが小さい場合、輻輳の度合いが低いセルから高いセルに移動局が移動する現象が起きるので、トラフィックバランスが悪化する問題点や、頻繁にベストセルの変更が発生するために、基地局制御装置の負荷が高くなるという問題点があった。
【００１０】
つまり、上述した従来の移動通信システムでは、輻輳の度合いに関係なくヒステリシスマージンが一定値であるため、輻輳の度合いが高いセルと輻輳の度合いが低いセルが隣接しているような状況があっても、輻輳の度合いが高いセルの負荷状況が改善されずにトラフィックバランスが悪いままになってしまうという問題点があった。
【００１１】
このような問題点を解決すべく、特開平１０−２７６４６３号公報には、基地局の制御を行っている交換機が各基地局におけるトラフィックを測定し、そのトラフィックに応じてハンドオフ処理を起動する際のしきい値を変化させ、トラフィックの大きな基地局の管轄するセルへの移行をし難くし、トラフィックの大きな基地局の管轄するセルから他のセルへの移行をし易くすることにより、トラフィックの配分を最適に制御するようにした移動通信システムが記載されている。ここで、トラフィックとは、上記公報より、接続呼数や接続チャネル数と理解できる。
【００１２】
このような移動通信システムによれば、輻輳をトラフィックによって判定するので、トラフィックの大きなセルの移動局を他のセルに移行させ易くすることができる。例えば、トラフィックの大きなセルとトラフィックの小さなセルが隣接しているような場合には、トラフィックの大きなセルのしきい値が低く設定されることにより、トラフィックバランスを改善するような方向に移動局の移行が行われる。しかし、自セルと隣接セルのトラフィックが共に大きい場合、この従来のベストセル変更方法では、どちらのセルのしきい値も大きな値となるため、セル間の移行はほとんど行われない。
【００１３】
しかし、トラフィックが大きなセルが隣接している場合でも、ユーザ分布や基地局が送信しているデータ量によっては、システムスループットに差のある場合がある。このような場合には、輻輳の度合いを前記システムスループットで判定し、輻輳の度合いが高いセルから少しでも輻輳の度合いが少ないセルへ移動局を移行させたほうがシステムスループットが向上する。しかし、上記公報記載の従来の移動通信システムでは、移動局の移行がほとんど行われずシステムスループットの改善を期待することはできない。ここで、システムスループットとは、セルを管轄する基地局が単位時間当たりに送信に成功したビット数を表す。
【００１４】
また、トラフィックが小さなセルが隣接している場合、上記公報記載の従来の移動通信システムでは、しきい値を一律に低く設定するので、システムスループットの改善効果がほとんどないにも関わらず、ベストセルの変更頻度が増加する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の移動通信システムでは、輻輳をトラフィックで判定するために、輻輳の度合いが高いセルのしきい値を一律に高い値に設定してしまうため、輻輳の度合いが高い２つのセルが隣接しているような場合には、セル間の移行が行われずシステムスループットが改善されないという問題点があった。また、輻輳の度合いが低い２つのセルが隣接しているような場合には、システムスループットの改善は期待できないにも関わらずベストセルの変更頻度が増加し、ＲＮＣの処理負荷を増加させる問題点があった。
【００１６】
本発明の目的は、輻輳の度合いが高い２つのセルが隣接しているような状況においても、輻輳の度合いの高いセルから少しでも輻輳の度合いの低いセルへの移行が行われるようにし、システムスループットを改善することができ、かつ、輻輳の度合いが低い２つのセルが隣接しているような状況においては、システムスループットの改善が期待できない場合、ベスセルの更新頻度を抑制することで、ＲＮＣの処理負荷を低減できる移動通信システム及びベストセル変更方法並びにそれに用いる基地局制御装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動通信システムにおけるベストセル変更方法は、基地局制御装置が、ベストセルの変更を行うか否かを判定するためのしきい値であるヒステリシスマージンを各セル毎に決定し、決定したヒステリシスマージンを基地局を介して各移動局に通知するステップと、
前記移動局が、ベストセルの下り信号の受信品質と、受信品質が最高の他のセルの下り信号の受信品質とを測定し、前記受信品質が最高の他のセルの受信品質が、前記ベストセルの受信品質よりも設定されたヒステリシスマージン以上大きい場合、受信品質の測定結果を受信品質情報として前記基地局制御装置に通知するステップと、
前記基地局制御装置が、移動局からの受信品質情報を受信すると、当該受信品質情報を送信してきた移動局のベストセルを変更する制御を行うステップとを備えたベストセル変更方法において、
前記基地局制御装置が、各セルの輻輳の度合いを測定し、該輻輳の度合いに基づいて当該セルのヒステリシスマージンを変更するステップを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、基地局制御装置は、各セルの輻輳の度合いを測定し、この輻輳の度合いに応じてそれぞれのセルにおけるヒステリシスマージンを設定するようにしているので、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンの値を小さくし、輻輳の度合いが低いヒステリシスマージンを大きな値とすることができる。そのため、輻輳の度合いが高いセルは移動局が他のセルに移り易く、セル内の移動局数が減少しやすくなるため、セル内の負荷が減少し易くなる。また、輻輳の度合いが高いセルでは、ヒステリシスマージンを小さく設定するので、少しでも品質のよいセルを選択する処理が可能となり、適応的な拡散率を選択するシステムでは、データレートの高いＳＦを選択することが可能となる。従って、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットを高めることができる。
【００１９】
また、輻輳の度合いが高いセルは、移動局数が減少しやすいため、輻輳の度合いが低いセルとのトラフィックバランスを改善し易くなる。また、輻輳の度合いが低いセルの移動局は、ベストセル変更の頻度が減少するので、基地局制御装置の処理負荷を低減でき、その分だけ処理能力の限られているＲＮＣは、処理能力の余裕を増加させることができる。
【００２０】
また、前記基地局制御装置が輻輳の度合いに基づいて各セルのヒステリシスマージンを変更するステップを、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さくするステップとしてもよい。
【００２１】
また、前記基地局制御装置が、輻輳の度合いが低いセルのデータ送信チャネルの送信電力が大きくなるような制御を行うステップをさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、前記基地局制御装置が各セルの輻輳の度合いを測定するステップを、前記各セルを管轄している基地局のデータ送信用のチャネルの送信電力の平均値に基づいて輻輳の度合いを判断するステップ、前記セルを管轄している基地局との間で下り共用チャネルを設定している移動局の数に基づいて輻輳の度合いを判断するステップ、前記セルにおけるシステムスループットに基づいて輻輳の度合いを判断するステップ、または、前記セルにおける平均ユーザスループットに基づいて輻輳の度合いを判断するステップとするようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第1の実施形態の移動通信システムの構成を示す図である。図１を参照すると、本実施形態の移動通信システムは、セル４、５、６をそれぞれ管轄する基地局１、２、３と、ＲＮＣ（Radio Network Controller：基地局制御装置）７と、移動局８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄとから構成される。
【００２５】
基地局１、２、３とＲＮＣ７は、図示せぬ通信網で接続されている。セル４〜６には、実際には多数の移動局が存在しているがここでは説明を簡単にするために、基地局１のセル４がベストセルである移動局８ａ〜８ｄのみを図示している。移動局８ａ〜８ｄにとってはセル４がベストセルであるため、移動局８ａ〜８ｄは、各々データ送信用の下り共用チャネルＰＤＳＣＨ(Physical Downlink Shared Channel)を設定して共用する。本実施形態では、ＰＤＳＣＨのＳＦ（Spreading Factor：拡散率）を適応的に選択することで、各移動局のデータレートを変更することができる。
【００２６】
本実施形態では、３つの基地局１、２、３に対して、各々管轄するセルが１つの場合を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの基地局が複数のセルを管轄する場合や、２個または４個以上の基地局が存在する場合についても適用可能である。同様に、本実施形態ではある基地局をベストセルとする移動局が４個の場合を説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１〜３個または５個以上の移動局が存在する場合にも適用可能である。
【００２７】
図２に、図１に示した移動局８ａと基地局１、２により設定されたチャネルの様子を示す。図２を参照すると、移動局８ａは、セル４を管轄する基地局１との間にデータ送信用としてＰＤＳＣＨを設定し、制御用としてＵＬ ＤＰＣＨ１(Uplink Dedicated Physical Channel)とＤＬ ＤＰＣＨ１(Downlink ＤＰＣＨ)を設定している。また、セル４を管轄する基地局１は、パイロット信号としてＣＰＩＣＨ１(Common Pilot Channel)を送信する。同様に、移動局８ａは、セル５を管轄する基地局２との間でＵＬ ＤＰＣＨ２とＤＬ ＤＰＣＨ２を設定しているが、セル５は移動局８ａにとってのベストセルではないため、ＰＤＳＣＨを設定しない。また、同様に、セル５を管轄する基地局２は、パイロット信号としてＣＰＩＣＨ２を送信する。同様に移動局８ｂ〜８ｄも、ベストセルである基地局１を含めた１つ以上の基地局とチャネルを設定しているものとする。
【００２８】
次に、ＵＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を図３に示す。図３を参照すると、ＵＬ ＤＰＣＨのスロットはＤＰＣＣＨ(Dedicated Physical Control Channel)とＤＰＤＣＨ(Dedicated Physical Data Channel)とから構成され、ＤＰＣＣＨはパイロット（Pilot）ビットと、ＴＦＣＩ(Transport Format Combination Indicator)と、ＦＢＩ(Feedback Information)と、ＴＰＣ(Transmit Power Control)とを含んでおり、ＤＰＤＣＨはデータ（Data）で構成されている。ＵＬ ＤＰＤＣＨのデータには、ユーザ情報や制御情報が含まれる。ＣＰＩＣＨの受信品質情報は制御情報として扱われる。
【００２９】
次に、ＤＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を図４に示す。図４を参照すると、ＤＬ ＤＰＣＨのスロットはデータ（Data）１[DPDCH]と、ＴＰＣ[DPCCH]と、ＴＦＣＩ[DPCCH]と、データ（Data）２[DPDCH]と、パイロット（Pilot）[DPCCH]とから構成されている。ＤＬ ＤＰＣＨのデータ（Data）１、データ（Data）２もＵＬ ＤＰＣＨと同様に、ユーザ情報や制御情報が含まれる。ヒステリシスマージンのしきい値や、ベストセル変更通知は制御情報として扱われる。以上、ＴＦＣＩ、ＦＢＩなどは、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)の仕様書"3GPP TS 25.211 v4.0.0(2001-03)"等に詳細に説明されている。
【００３０】
次に、本実施形態の移動通信システムの動作を図５〜９を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図５は、移動通信システムの任意の移動局が各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定する際の動作を示すフローチャートである。
【００３２】
図５を参照すると、先ず、移動局はＤＰＣＨを設定中である各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定する（ステップ１０１）。そして、移動局は、測定結果より、ベストセルと受信品質が最高のセルが異なっているか否かを判定する（ステップ１０２）。ステップ１０２においてベストセルと受信品質が最高セル（セルＮとする）が異なる場合、ベストセルの受信品質とセルＮの受信品質との差がヒステリシスマージンより大きいか否かの判定を行う（ステップ１０３）。そして、ステップ１０３において、その受信品質の差がヒステリシスマージンより大きい場合、移動局は測定した受信品質情報をＲＮＣに送信する（ステップ１０４）。なお、ステップ１０２においてベストセルと受信品質が最高のセル（セルＮ）が同一の場合、およびステップ１０３において受信品質の差がヒステリシスマージン以下の場合には、受信品質情報をＲＮＣに送信することなく処理を終了する。
【００３３】
本実施形態では、受信品質情報は各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を表す情報であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、受信品質が最高のセルのみの品質情報である場合にも適用可能である。基地局は受信した受信品質情報をＲＮＣに送信する。ベストセルと受信品質が最高のセルが同じ場合、あるいは、異なり、かつ、その差がヒステリシスマージン以下の場合は、受信品質の情報を基地局に送信しない。各移動局は、任意のタイミングで受信品質を測定できるものとする。
【００３４】
図６は、ＲＮＣが任意の移動局ｍのベストセルを変更する際の処理を示すフローチャートである。
【００３５】
図６を参照すると、先ず、ＲＮＣは移動局ｍより、受信品質情報を受信し(ステップ１１１)、ベストセルと受信品質が最高のセルが異なっているか否かを判定する（ステップ１１２）。ステップ１１２においてベストセルと受信品質が最高セル（セルＮとする）が異なる場合、ベストセルの受信品質とセルＮの受信品質との差がヒステリシスマージンより大きいか否かの判定を行う（ステップ１１３）。そして、ステップ１１３において、その受信品質の差が移動局ｍに通知したヒステリシスマージンよりも大きい場合、ＲＮＣは、移動局ｍのベストセルをセルＮに変更し、ベストセル変更通知を移動局に送信する（ステップ１１４）。
【００３６】
なお、ステップ１１２においてベストセルと受信品質が最高のセル（セルＮ）が同一の場合、およびステップ１１３において受信品質の差がヒステリシスマージン以下の場合には、ＲＮＣは、ベストセルを変更することなく処理を終了する。
【００３７】
図７は、図５、６のフローチャートに示した処理を説明するためのシーケンスチャートである。具体的には、任意の移動局ｍがベストセルをセルＸからセルＹに切り替える際の動作を示すシーケンスチャートである。
【００３８】
図７を参照すると、セルＸ、セルＹは各々、ＣＰＩＣＨ信号を送信し（ステップ２０１、２０２）、移動局ｍは、ＵＬ ＤＰＣＨ及びＤＬ ＤＰＣＨを設定しているセルＸ、セルＹから送信されるＣＰＩＣＨ信号を受信し、各受信レベルを測定する（ステップ２０３）。ベストセルＸの受信品質よりセルＹの受信品質が高く、かつ、その差がＲＮＣより通知されているヒステリシスマージンよりも大きい場合、移動局ｍは受信品質情報をセルＸ、セルＹ各々に送信する（ステップ２０４、２０５）。この受信品質情報には、誤り検出符号（ＣＲＣ）が付加されており、セルＸ、Ｙの各セルでは、受信品質情報に含まれるＣＲＣから誤りの有無を検出し、受信品質情報をその誤り検出結果の情報とともにＲＮＣに通知する（ステップ２０６、２０７）。ＲＮＣでは、誤りのない受信品質情報を用いて、ベストセルの変更を決定し、ベストセルをセルＸからセルＹに変更する（ステップ２０８）。これにより、受信品質情報は、少なくとも１つのセルで誤りなく受信できれば、ＲＮＣに正確な受信品質情報が届くため、受信品質情報の通知が失敗する確率が小さくなる。なお、両方のセルで受信誤りが発生した場合には、ＲＮＣは移動局に受信品質情報の再送を要求する。
【００３９】
次に、ＲＮＣは、ベストセル変更通知をセルＸ、セルＹの各々に送信し（ステップ２０９、２１０）、セルＸ、セルＹは受信したセル変更通知を移動局ｍに各々送信する（ステップ２１１、２１２）。これにより、移動局ｍはベストセルがセルＹに変更されたことを通知される。
【００４０】
本実施形態では、移動局ｍが受信品質をＵＬ ＤＰＣＨを設定している全セルに送信しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の１つもしくは複数のセルを選択して送信することも可能である。また、本実施形態では、ＲＮＣが移動局ｍとＤＬ ＤＰＣＨを設定している全セルに対してベストセル変更通知を送信しているが、任意のセルを選択して送信することも可能である。
【００４１】
図８は、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
図８を参照すると、ＲＮＣは、任意のタイミングでセルｋのＰＤＳＣＨ送信電力の平均値Ｐ（ｋ）を測定し（ステップ１２１）、この平均値Ｐ（ｋ）と任意に設定できる第１のしきい値P_threshold1との比較を行う（ステップ１２２）。第１のしきい値P_threshold1はデータ送信用の電力リソースに十分な余裕があり、輻輳の度合いが低いことを示すしきい値であり、値としては、ＰＤＳＣＨ送信電力の全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するセルのＰＤＳＣＨ送信電力の中央値などが考えられる。ステップ１２２において平均値Ｐ（ｋ）が第１のP_threshold1よりも大きい場合、ＲＮＣは、データの送信用の電力リソースに十分な余裕がないと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する(ステップ１２３)。ステップ１２２において、平均値Ｐ（ｋ）が第１のしきい値P_threshold1以下である場合、ＲＮＣは、データの送信用の電力リソースに十分な余裕があると判定して、セルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する（ステップ１２４）。次に、ＲＮＣは、セルｋとＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００４３】
次に、ＲＮＣは、平均値Ｐ（ｋ）と任意に設定できる第２のしきい値P_threshold2との比較を行う（ステップ１２６）。第２のしきい値P_threshold2は、輻輳の度合いが特に低く、電力リソースに十分余裕があることを示すしきい値であり、通常、第１のしきい値P_threshold1以下に設定する。ステップ１２６において、平均値Ｐ（ｋ）が第２のしきい値P_threshold2よりも大きい場合、ＲＮＣは、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値をP_normalに変更する（ステップ１２７）。ステップ１２６において、平均値Ｐ（ｋ）が第２のしきい値P_threshold2以下の場合、ＲＮＣは電力資源が十分余っていると認識して、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値を、P_normalよりも大きいP_upに変更する（ステップ１２８）。次に、ＲＮＣは、セルｋを管轄する基地局に、変更したＰＤＳＣＨ送信電力の最大値を通知する（ステップ１２９）。
【００４４】
基地局は、ＵＬ ＤＰＣＨのＴＰＣビットを用いて、ＤＬ ＤＰＣＨの送信電力制御を行う。ＰＤＳＣＨの送信電力制御は、ＵＬ ＤＰＣＨのＴＰＣビットに追随して行われる。即ち、基地局に対して、ＴＰＣビットがパワーアップを通知する場合、ＤＬ ＤＰＣＨの送信電力を増加させ、同様に、ＰＤＳＣＨの送信電力も増加させる。しかし、ＰＤＳＣＨの送信電力は、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値よりも大きく設定できない。従って、ＰＤＳＣＨ送信電力の最大値が小さい場合、ＴＰＣビットがパワーアップを通知しても、ＰＤＳＣＨの送信電力を確保できる確率が低く、情報ビット当たりの送信電力が減少することで、ＰＤＳＣＨの受信品質が劣化し、データ伝送の誤りが発生する確率が増加する。
【００４５】
一方、電力リソースに十分余裕があるセルは、ＰＤＳＣＤＨ送信電力の最大値が大きいので、ＴＰＣビットの通知通りにＰＤＳＣＨの送信電力を確保できる確率が高く、データ伝送の誤りが発生する確率を低減できる。
【００４６】
本実施形態では設定できるヒステリシスマージンをhm_a、hm_bの２種類としているが、これに限定されるものではなく、Ｐ（ｋ）の値によって、即ち、輻輳の度合いによって、ヒステリシスマージンを３種類以上設定することも可能である。
【００４７】
図９は、任意の移動局に関するＣＰＩＣＨ信号の受信品質とベストセル変更のタイミングが、ヒステリシスマージンの設定値によって変化する様子を示す図である。図９を参照すると、小さいヒステリシスマージンhm_aを設定した場合、セルＸとセルＹのＣＰＩＣＨの受信品質が逆転した時刻ＴからΔＴa時間経過後、即ち、時刻Ｔ＋ΔＴaに、移動局がＲＮＣにセルＸとセルＹの受信品質情報を送信する。そして、この移動局が、ＲＮＣからベストセル変更通知を受信するΔＴ時間後、即ち、時刻Ｔ＋ΔＴa＋ΔＴに、この移動局のベストセルがセルＸからセルＹに変更される。
【００４８】
大きいヒステリシスマージンhm_b(＞hm_a)を設定した場合も、同様の手順で、移動局のベストセルがセルＸからセルＹに変更されるが、ベストセル変更は時間ΔTb−ΔTaだけ長くなる。つまり、ヒステリシスマージンを小さな値に設定すると、そのセル中の移動局は他のセルに移り易くなり、セル内の移動局数が減少し、セルの負荷が減少する。
【００４９】
そのため、本実施形態の移動通信システムでは、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さく設定するようにして、輻輳の度合いが高いセル中の移動局は他の移動局へ移り易くすることにより、輻輳の度合いが高いセル中の移動局数が減少するようにしている。
【００５０】
また、本実施形態の移動通信システムでは、輻輳の度合いが高いセルが隣接しているような状況においては、２つのセルともにヒステリシスマージンが大きな値に設定される。しかし、２つのセルがいずれもトラフィックが大きくて輻輳の度合いが高い場合であっても、２つのセルの受信品質には大きな差があり、この品質差が設定されているヒステリシスマージン以上となればセル間の移行が行われる。そのため、本実施形態の移動通信システムによれば、例え輻輳の度合いが高いセルが隣接しているような状況下においてもセル間の移行が行われることとなる。
【００５１】
そのため、本実施形態の移動通信システムによれば、少しでも品質のよいセルを選択することが可能になり、データレートを向上させることができるので、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットが向上する。
【００５２】
さらに、輻輳の度合いが高いセルは、移動局数が減少しやすいため、輻輳の度合いが低いセルとのトラフィックバランスを改善し易くなる。また、輻輳の度合いが低いセルの移動局は、ベストセル変更の頻度が減少するので、ＲＮＣの処理負荷を低減でき、その分だけ処理能力の限られているＲＮＣは、処理能力の余裕を増加させることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の移動通信システムについて説明する。
【００５４】
上記第１の実施形態の移動通信システムでは、下り共用チャネルＰＤＳＣＨの送信電力平均値を用いて各基地局における輻輳の度合いを測定する場合を用いて説明したが、本発明の第２の実施形態の移動通信システムでは、高速下り共用チャネルＨＳ-ＰＤＳＣＨ(High Speed-ＰＤＳＣＨ)の送信電力平均値を用いて各基地局における輻輳の度合いを測定する場合を用いて説明する。ＰＤＳＣＨでは、主に送信電力制御を行って受信品質を一定レベルに維持していたが、ＨＳ-ＰＤＳＣＨでは、送信電力を一定とし、ＡＭＣＳ(Adaptive Modulation and Coding Schemes)と呼ばれる、任意に変調方式と符号化率とマルチコード数を変更する制御手法を用いて、情報ビット当たりの送信電力を一定のレベル以上に保つことで、受信品質を一定レベル以上に維持する。
【００５５】
従って、本実施形態の移動通信システムでは、ＨＳ−ＰＤＳＣＨを用いて各基地局の輻輳の度合いを判断する際、送信電力ではなく、測定対象の基地局との間でＨＳ−ＰＤＳＣＨを設定している移動局数を用いて各基地局の輻輳の度合いを判断する。
【００５６】
本実施形態における、移動通信システムの構成は図１のＰＤＳＣＨをＨＳ-ＰＤＳＣＨに変更したものとする。第２の実施形態における、図１の移動局８ａと基地局１、２が設定しているチャネルの様子も図２のＰＤＳＣＨをＨＳ-ＰＤＳＣＨに変更したものとする。
【００５７】
第２の実施形態では、データ送信用のチャネルであるＨＳ-ＰＤＳＣＨの送信電力の平均値を用いて、輻輳の度合いを判断する。
【００５８】
図１０は、本実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【００５９】
図１０を参照すると、先ずＲＮＣは、任意のタイミングでセルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している移動局数ｕ(ｋ)を測定し（ステップ１３１）、移動局数ｕ(ｋ)と任意に設定できるしきい値u_thresholdとの比較を行う（ステップ１３２）。しきい値u_thresholdはセル内の移動局数が少なく、輻輳の度合いが低いことを示すしきい値であり、値としては、ＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している移動局数の全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定しているセル当たりの移動局数の中央値などが考えられる。ステップ１３２において、移動局数ｕ(k)がしきい値u_thresholdよりも大きい場合、ＲＮＣは、セル内の移動局数が多いと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する（ステップ１２３）。ステップ１３２において、移動局数ｕ(k)がしきい値u_threshold以下の場合、ＲＮＣは、セル内の移動局数が少ないと判定して、セルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する（ステップ１２４）。そして、ＲＮＣは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００６０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態の移動通信システムについて説明する。
【００６１】
上記で説明した第２の実施形態の移動通信システムでは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している移動局数ｕ(ｋ)を用いて輻輳の度合いを判断し、セルｋのヒステリシスマージンを変更していたが、本発明の第３の実施形態の移動通信システムでは、セルのシステムスループットを用いて、輻輳の度合いを判断する。
【００６２】
図１１は、本実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。図１１は、図１０に示したフローチャートに対して、ステップ１３１、１３２をそれぞれステップ１４１、１４２に変更したものになっている。即ち、ＲＮＣはセルｋのシステムスループットＳＴ(ｋ)を測定し（ステップ１４１）、このシステムスループットＳＴ(ｋ)と任意に設定できるしきい値ST_thresholdとの比較を行う（ステップ１４２）。しきい値ST_thresholdは単位時間当たりの送信データ量が少なく、輻輳の度合いが低いこと示すしきい値であり、値としては、システムスループットの全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するセルのシステムスループットの中央値などが考えられる。ステップ１４２において、システムスループットＳＴ(ｋ)がしきい値ST_thresholdよりも大きい場合、ＲＮＣは、単位時間当たりの送信データ量が多いと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する（ステップ１２３）。ステップ１４２において、システムスループットＳＴ(ｋ)がしきい値ST_threshold以下の場合、ＲＮＣは、単位時間当たりの送信データ量が少ないと判定して、ＲＮＣはセルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する(ステップ１２４)。そして、ＲＮＣは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００６３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の移動通信システムについて説明する。
【００６４】
上記で説明した本発明の第３の実施形態の移動通信システムでは、セルｋのシステムスループットＳＴ(ｋ)を用いて、輻輳の度合いを判断し、セルｋのヒステリシスマージンを変更していたが、本発明の第４の実施形態の移動通信システムでは、セルの平均ユーザスループットを用いて、輻輳の度合いを判断する。ユーザスループットとは、遅延を考慮して算出する、移動局が単位時間当たりに受信に成功したビット数を表す。
【００６５】
図１２は、本実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。図１２は、図１１に示したフローチャートに対して、ステップ１４１、１４２をそれぞれステップ１５１、１５２に変更したものになっている。即ち、ＲＮＣはセルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを接続している各ユーザのスループットの平均値、即ち、平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)を測定し(ステップ１５１)、この平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)と任意に設定できるしきい値UT_thresholdとの比較を行う(ステップ１５２)。しきい値UT_thresholdはセル内の各ユーザへの送信遅延が小さく、輻輳の度合いが低いこと示すしきい値であり、値としては、平均ユーザスループットの全セルの平均値、或いは、全セルを対象にして算出するセル当たりの平均ユーザスループットの中央値などが考えられる。ステップ１５２において、平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)がしきい値UT_thresholdよりも小さい場合、ＲＮＣは、セル内の各ユーザへの送信遅延が大きいと判定して、セルｋの輻輳の度合いが高いと判断し、小さなヒステリシスマージンhm_aを設定する（ステップ１２３）。ステップ１５２において、平均ユーザスループットＵＴ(ｋ)がしきい値UT_threshold以上の場合、ＲＮＣは、セル内の各ユーザへの送信遅延が小さいと判定して、セルｋの輻輳の度合いが低いと判断し、大きなヒステリシスマージンhm_bを設定する(ステップ１２４)。そして、ＲＮＣは、セルｋとＨＳ-ＰＤＳＣＨを設定している各移動局に、変更したヒステリシススマージンを通知する（ステップ１２５）。
【００６６】
以上の第１〜第４の実施形態においては、ヒステリシスマージンを変更するとき、セル内の全ての移動局に対してヒステリシスマージンを変更しているが、全ての移動局に対して変更するのではなく、セル内で新規にＤＰＣＨを設定する移動局（ハンドオーバによりＤＰＣＨを設定する場合を含む）に対して変更後のヒステリシスマージンを適用しても本発明は同様に実施できる。また、輻輳の度合いの判定には、ＤＬ ＤＰＣＨの送信電力の送信電力の合計値を用いてもよい。
【００６７】
また、近年では、下り共用チャネルＰＤＳＣＨのＳＦ（Spreading Factor：拡散率）を適応的に選択することで、各移動局のデータレートを変更することができるようにした移動通信システムや、高速下り共用チャネルＨＳ-ＰＤＳＣＨの送信電力を一定とし、任意に変調方式と符号化率とマルチコード数を変更するＡＭＣＳ（Adaptive Modulation and Coding Schemes）と呼ばれる制御手法を用いて、情報ビット当たりの送信電力を一定のレベル以上に保つことで、受信品質を一定レベル以上に維持するようにした移動通信システムが提案されている。
【００６８】
このような適応的なＳＦ選択やＡＭＣＳを用いていることを前提とした移動通信システムに対して本発明によるベストセル変更方法を適用した場合、少しでも品質のよいセルをベストセルとして選択する処理が可能となり、適応的なＳＦを選択するシステムでは、データレートの高いＳＦを選択することが可能となる。さらに、ＡＭＣＳを用いた移動通信システムに対して本発明におけるベストセル変更方法を適用した場合、少しでも品質のよいセルが選択されることによりデータレートの高いＡＭＣＳを選択することが可能となり、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットを高めることできる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下記のような効果を得ることができる。
（１）本発明によれば、輻輳の度合いが高い２つのセルが隣接しているような状況においても、輻輳の高いセルから少しでも輻輳の低いセルへの移行が行われるため、少しでも品質のよいセルを選択することが可能になり、データレートを向上させることができるので、輻輳の度合いが高いセルのシステムスループットを向上することができる。
（２）輻輳の度合いが低いセルのヒステリシスマージンを大きな値に設定することにより、輻輳の度合いの低いセルをベストセルとする移動局は、ベストセル変更の頻度が減少するので、基地局制御装置の負荷を低減でき、ＲＮＣの処理能力の余裕が増える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１中の移動局８ａと基地局１、２が設定しているチャネルの様子を示す。
【図３】ＵＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を示す図である。
【図４】ＤＬ ＤＰＣＨのスロット構成の一例を示す図である。
【図５】移動通信システムの任意の移動局が各セルのＣＰＩＣＨの受信品質を測定する際の動作を示すフローチャートである。
【図６】ＲＮＣが任意の移動局ｍのベストセルを変更する際の処理を示すフローチャートである。
【図７】移動局ｍがベストセルをセルＸからセルＹに切り替える際の動作を示すシーケンスチャートである。
【図８】第１の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【図９】任意の移動局に関するＣＰＩＣＨ信号の受信品質とベストセル変更のタイミングが、ヒステリシスマージンの設定値によって変化する様子を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態の移動通信システムにおいて、ＲＮＣが任意のセルｋをベストセルとする移動局のヒステリシスマージンを変更する際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１〜３ 基地局
４〜６ セル
７ 基地局制御装置（ＲＮＣ）
８ａ〜８ｄ 移動局
１０１〜１０４ ステップ
１１１〜１１４ ステップ
１２１〜１２９ ステップ
１３１、１３２ ステップ
１４１、１４２ ステップ
１５１、１５２ ステップ
２０１〜２１２ ステップ
Claims (21)
- 基地局制御装置が、ベストセルの変更を行うか否かを判定するためのしきい値であるヒステリシスマージンを各セル毎に決定し、決定したヒステリシスマージンを基地局を介して各移動局に通知するステップと、
前記移動局が、ベストセルの下り信号の受信品質と、受信品質が最高の他のセルの下り信号の受信品質とを測定し、前記受信品質が最高の他のセルの受信品質が、前記ベストセルの受信品質よりも設定されたヒステリシスマージン以上大きい場合、受信品質の測定結果を受信品質情報として前記基地局制御装置に通知するステップと、
前記基地局制御装置が、移動局からの受信品質情報を受信すると、当該受信品質情報を送信してきた移動局のベストセルを変更する制御を行うステップとを備えたベストセル変更方法において、
前記基地局制御装置が、各セルの輻輳の度合いを測定し、該輻輳の度合いに基づいて当該セルのヒステリシスマージンを変更するステップを備えたことを特徴とするベストセル変更方法。 - 前記基地局制御装置が輻輳の度合いに基づいて各セルのヒステリシスマージンを変更するステップが、
輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さくするステップである請求項１記載のベストセル変更方法。 - 前記基地局制御装置が、輻輳の度合いが低いセルのデータ送信チャネルの送信電力を大きくする制御を行うステップをさらに備えた請求項１記載のベストセル変更方法。
- 前記基地局制御装置が各セルの輻輳の度合いを測定するステップが、前記各セルを管轄している基地局のデータ送信用のチャネルの送信電力の平均値に基づいて輻輳の度合いを判断するステップである請求項１から３のいずれか１項記載のベストセル変更方法。
- 前記基地局制御装置が各セルの輻輳の度合いを測定するステップが、前記セルを管轄している基地局との間で下り共用チャネルを設定している移動局の数に基づいて輻輳の度合いを判断するステップである請求項１から３のいずれか１項記載のベストセル変更方法。
- 前記基地局制御装置が各セルの輻輳の度合いを測定するステップが、前記セルにおけるシステムスループットに基づいて輻輳の度合いを判断するステップである請求項１から３のいずれか１項記載のベストセル変更方法。
- 前記基地局制御装置が各セルの輻輳の度合いを測定するステップが、前記セルにおける平均ユーザスループットに基づいて輻輳の度合いを判断するステップである請求項１から３のいずれか１項記載のベストセル変更方法。
- それぞれセルの管轄を行う複数の基地局と、
ベストセルの変更を行うか否かを判定するためのしきい値であるヒステリシスマージンを各セル毎に決定し、決定したヒステリシスマージンを基地局を介して各移動局に通知し、移動局からの受信品質情報を受信すると、当該受信品質情報を送信してきた移動局のベストセルを変更する、少なくとも１つの基地局制御装置と、
ベストセルの下り信号の受信品質と、受信品質が最高の他のセルの下り信号の受信品質とを測定し、前記受信品質が最高の他のセルの受信品質が、前記ベストセルの受信品質よりも設定されたヒステリシスマージン以上大きい場合、受信品質の測定結果を受信品質情報として前記基地局制御装置に通知する複数の移動局と、を備えた移動通信システムにおいて
前記基地局制御装置が、各セルの輻輳の度合いを測定し、該輻輳の度合いに基づいて当該セルのヒステリシスマージンを変更することを特徴とする移動通信システム。 - 前記基地局制御装置は、輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さくする制御を行う請求項８記載の移動通信システム。
- 前記基地局制御装置は、輻輳の度合いが低いセルのデータ送信チャネルの送信電力を大きくする制御を行う請求項８記載の移動通信システム。
- 前記基地局制御装置は、各セルを管轄している基地局のデータ送信用のチャネルの送信電力の平均値に基づいて輻輳の度合いを判断する請求項８から１０のいずれか１項記載の移動通信システム。
- 前記基地局制御装置は、各セルを管轄している基地局との間で下り共用チャネルを設定している移動局の数に基づいて輻輳の度合いを判断する請求項８から１０のいずれか１項記載の移動通信システム。
- 前記基地局制御装置は、各セルにおけるシステムスループットに基づいて輻輳の度合いを判断する請求項８から１０のいずれか１項記載の移動通信システム。
- 前記基地局制御装置は、各セルにおける平均ユーザスループットに基づいて輻輳の度合いを判断する請求項８から１０のいずれか１項記載の移動通信システム。
- ベストセルの変更を行うか否かを判定するためのしきい値であるヒステリシスマージンを、基地局が管轄している各セル毎に決定し、決定したヒステリシスマージンを基地局を介して各移動局に通知し、ベストセル以外の他のセルの受信品質が、前記ベストセルの受信品質よりも設定されたヒステリシスマージン以上大きいと各移動局が判断して通知してきた受信品質情報を受信すると、当該受信品質情報を送信してきた移動局のベストセルを変更する基地局制御装置において、
各セルの輻輳の度合いを測定し、該輻輳の度合いに基づいて当該セルのヒステリシスマージンを変更することを特徴とする基地局制御装置。 - 輻輳の度合いが高いセルのヒステリシスマージンを小さくする制御を行う請求項１５記載の基地局制御装置。
- 輻輳の度合いが低いセルのデータ送信チャネルの送信電力を大きくする制御を行う請求項１５記載の基地局制御装置。
- 各セルを管轄している基地局のデータ送信用のチャネルの送信電力の平均値に基づいて輻輳の度合いを判断する請求項１５から１７のいずれか１項記載の基地局制御装置。
- 各セルを管轄している基地局との間で下り共用チャネルを設定している移動局の数に基づいて輻輳の度合いを判断する請求項１５から１７のいずれか１項記載の基地局制御装置。
- 各セルにおけるシステムスループットに基づいて輻輳の度合いを判断する請求項１５から１７のいずれか１項記載の基地局制御装置。
- 各セルにおける平均ユーザスループットに基づいて輻輳の度合いを判断する請求項１５から１７のいずれか１項記載の基地局制御装置。
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