JPH088706B2 - 移動通信システムのハンドオーバ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、事業所内等に設置されるマイクロセル型携
帯電話システムまたはビジネスコードレス電話システム
等に利用する移動通信システムのハンドオーバ方法に関
する。

従来の技術 従来から使用されてきた簡易型の事業所コードレス電
話システム等では、エリア内を通話中に移動することに
より通話品質が劣化した場合、より良い無線ゾーンに通
話を切替えるハンドオーバ機能をサポートしていないシ
ステムが多い。

一般に、ハンドオーバを行う場合、次に切り替えるべ
き無線ゾーンを探索する方法として、通話中の基地局の
周辺の基地局が現在通話中の移動局の送信電波をモニタ
ーして行う基地局主導型の方法と、通話品質が劣化して
来た場合に、移動局が周辺ゾーンの基地局の送信電波を
モニターすることによってハンドオーバする基地局の候
補を探索する移動局主導型の二通りの方法がある。

基地局主導型の探索方法は基地局に通話用の無線機と
は別に、移動局の電波をモニターする電界強制測定用受
信機（SSR）を必要とする等、構成が複雑でコスト的に
も高価なものとなりやすい。

一方、移動局主導型の探索方法は、移動局が自己の受
信機で周辺基地局の電界強度をモニターするので、特別
な受信機を必要とせず、簡単で安価にハンドオーバ機能
を提供できるメリットがある。

特に、無線方法が最近の主流であるデジタルTDMA（時
分割多重アクセス）方式である場合は、自己が送受信す
るタイムスロット以外のスロットでは通信中の回線を中
断すること無く、他のチャネルをモニターできるので、
この移動局主導型によるハンドオーバ候補の基地局探索
方法が適している。

ところが、自動車電話システム等では通話用のチャネ
ルが全チャネル空きでも、制御用のチャネルを各基地局
が常時送信しているので、移動局は何時でも、周辺ゾー
ン基地局の電界強度を測定することが可能であるが、マ
イクロセル型の携帯電話システムのようなダイナミック
チャネル割当を行うシステムでは、他のシステムとの共
存の問題もあって、基地局ら常時電波を送出することは
禁止されていることが多い。この場合、周辺の基地局か
何時でも電波が送信されているわけでないので、このま
までは移動局主導でハンドオーバの基地局候補を探索す
ることはできない。

第２図はTDMA/TDD方式による通信を行うマイクロセル
型携帯電話システムにおける基地局の制御／通話チャネ
ルの動作状況の一例を示した送受信タイミング図であ
る。

第２図において、FS（Fixed Station）は基地局、PS
（Portble Stotion）は移動局である。

ここでは1TDMAフレームを基地局送信／移動局受信の
タイムスロット群（FS→PS）と移動局送信／基地局受信
のタイムスロット群（PS→FS）２通りに分け、各々に８
タイムスロットを割り当てている。

横軸の２本の線は基地局FSが各々制御チャネル（以
下、Cchと略称する）とＳチャネル（以下、Schと略称す
る）の周波数での動作するタイミングを示しており、Cc
hでは発着呼等の制御を行ない、Schでは移動局との個別
通話を行っている。また、横軸の上側のタイミングは基
地局FSの送信を示し、下側は受信タイミングを示してい
る。

CchでBCCHとあるのは報知用のタイムスロットであ
り、CCCHとあるのは制御用のタイムスロットである。基
地局FSはこの図に示すとおり、Cchでは間欠的に送信す
るだけであり、またこの例では一つの基地局FSはCC（CC
CH）とBC（BCCH）の２つの送信スロットで送信した後
は、それに続く送信スロットでは送信せず、受信するの
みである。

これは例えば特願平２−180814号明細書に示されるよ
うに、他のFSの送信をモニタすることによりFS間での相
互干渉をお互いに検出し、システムで使用する周波数を
ダイナミックに且つ自律的に割り当てるメカニズムを実
現するために行われるものである。

また２〜８までのSchでのタイムスロットはこの図で
は全てのタイムスロットが使用されて送受信が行われて
いるように示されているが、実際には通信に使用されて
いないスロットでは送受信は行われない。

次に第３図は本システムが周波数のダイナミック割り
当てを行うために、各基地局FSが相互に送信する電波を
モニタし合えるようマルチフレーム構成をとって、Cch
で送信するタイムスロットが重ならないようにずらして
配置されている様子を示す。

ここでは、FSIがCCCHとBCCHを送信した後、FS2に送信
タイミングが割り当てられ、その次はFS3と順に送信タ
イミングをずらしていき、ｎ個のFSでマルチフレームを
組むように工夫されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のシステムでは、各基地局FSは通
話のないときは、他の通信の邪魔にならないように、比
較的長周期のTDMAマルチフレーム構成を取って、間欠的
にCchで報知信号を送出している。この間欠送信の頻度
（デューティーレシオ）は、他のシステムとの共存を図
るため、一定の限度以上に密にすることはできない。

従って、移動局PSは基地局FSのCchの電波発射をモニ
タすることで周辺ゾーンの電界強度を計測することにす
れば、最長このマルチフレーム周期の時間をかける必要
がある。

ところが、通話中の電界状態が劣化してきた移動局に
とっては、それ程長い間を掛けてハンドオーバ候補を探
索している間に通話が切断してしまう恐れがあり、これ
は実際的でない。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであ
り、構内用のビジネスコードレスシステムにおいても、
通話中の移動に伴うハンドオーバ機能を安価に提供し、
より高度なマイクロセル型携帯電話を普及させる移動通
信システムのハンドオーバ方法を提供することを目的と
するものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、移動局がハンド
オーバ候補の基地局探索をはじめる際、現在通話中の基
地局に対し、周辺の基地局からこの移動局によって受信
できるようなタイミングで測定用の電波を発射するよう
要請する信号を発射し、この信号を受信した基地局から
通報されたセンタのシステム制御装置が周辺のハンドオ
ーバ候補となる基地局に対し、電界測定用電波を発射す
るように制御するものである。

作用 したがって、本発明によれば、使用するTDMA/TDDシス
テムの移動局は、通常通信に使用する送信及び受信のタ
イムスロット以外のタイミングでハンドオーバのための
電界計測を行えるようにする。

この場合、ハンドオーバの対象となる周辺基地局は当
該移動局の通話に使用している無線搬送波以外の周波数
を用いて通信していることが多いため、移動局側で受信
周波数の切り替えを行う必要がある。

一般に無線機が送受信周波数の切り替えを行うときに
はシンセサイザの発振周波数変更のための応答時間が必
要である。従って電界計測用電波を発射する基地局はこ
れらのタイミングを見計らってその制御を行う必要があ
る。

実施例 第１図は本発明の一実施例の方法を示す移動局PSにと
って電界のモニタが可能なタイミング図である。第１図
では現在通話中の移動局PSがキャリア周波数f1でスロッ
ト番号T4のタイムスロットを用いて、基地局FS（図では
旧FSと記述されている）と通信を行っている様子を示し
ている。

ここで、この移動局PSが受信周波数切り替えを行うた
めに、TDMAタイムスロット３個分の時間が必要であると
仮定する。第１図ではハンドオーバ候補としてモニタす
る基地局FSを新FSと記述しているが、この新FSは旧FSと
は異なったキャリア周波数f2で通信を行っているものと
する。

従って、当該の移動局PSが旧FSからの電波をスロット
番号T4のタイムスロットで受信した後、キャリア周波数
f1からキャリア周波数f2に周波数切り替えを行うとすれ
ば、スロット番号T5〜T7の時間が経過した後、スロット
番号T8の時間になってはじめて新FSの電波が受信できる
ようになる。図ではこのタイミングを移動局PSがモニタ
Ｍのスロットで電波を受信しているように表現されてい
る。

スロット番号T8のタイムスロットで新FSの電界測定を
行った後、当該の基地局FSは再び周波数切り替えを行っ
て、スロット番号T4にタイミングで今度は移動局PSから
送信を行っている。このようにすることによって、移動
局PSは通信を中断することなく、他の基地局FSの電界強
度をモニタＭすることが可能となるわけである。

もちろん新FSがSchにおいて、このスロット番号T4の
タイミングで既に他の通信を行っている場合は、特別な
制御を行うことなく、この通話中の移動局PSに対して送
信している基地局FSの電波を受信することで電界計測が
可能である。

しかし、無通話であるため、新FSがこのタイムスロッ
トでの電波の発射を停止している場合は、このハンドオ
ーバ先の基地局FS候補探索を行おうとする移動局PSに受
信可能なタイムスロットで電波を発射するよう特別に制
御を行うものである。

第１図の例では、基地局FSがCchとSchを区別して送信
してはいないが、スロット番号T8のタイミングはSchで
あってもCchであっても特に問題はない。

但し、これがSchであって、移動局PSがキャリア周波
数f2を計測すべきであるということを知らない場合は、
移動局PSからハンドオーバ候補基地局探索を要求を行っ
た後、通話中の基地局PSを通じて、システムは移動局PS
に新FSについての周波数及びその他の情報を通知する必
要がある。

これらの基地局探索要求や新FS周波数通知等の信号に
は、通信中の基地局FSと移動局PSの通話を中断すること
なく行うために、通話と重畳して行われる低速のCch（C
CITT勧告Q.1063で規定するところのFACCH）を用いるこ
とができる。

なお、上記説明はTDMA/TDD方式システムの移動局主導
ハンドオーバを行うための例であったが、FM方式のコー
ドレス電話方式を使用するビジネスコードレスシステム
等の場合でも同様の方法が適用できる。

これらのコードレスシステムでは無通話の基地局（接
続装置）は通常電波の発射を停止しているので、移動局
主導のシステムでハンドオーバを行おうとする場合は、
全く同じように周辺の基地局から電界強度測定のための
電波を発射するよう制御する必要があるからである。

発明の効果 本発明は上記実施例から明らかなように、基地局が常
時電波を発射しない移動通信システムにおいて、移動局
が切り替え先の候補となる１または複数の基地局の電波
を受信するようにしたことにより、移動局主導でハンド
オーバを行えるようになり、個人がいつでもどこにいて
も携帯端末を用いて通信が行えるという高度な個人通信
システムを安価に提供することができるという効果があ
り、その産業的利用価値は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の方法を示す移動局によって
電荷のモニタが可能なタイミング図、第２図はTDMA/TDD
方式の基地局の送受信タイミング図、第３図はTDMA/TDD
方式の基地局間送信タイミングの分散図である。 FS……基地局、PS……移動局、f1,f2……キャリア周波
数、T1〜T8……スロット番号。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動局から現在通話中の基地局に対し、切
   替え先の候補となる無線ゾーンの基地局から電界強度計
   測のための電波を発射するよう要請する信号を送出し、
   この信号により該当する無線ゾーンの基地局は一定期間
   該当する移動局による電界強度計測が可能となるように
   タイミングを制御して電波を発射し、この移動局によっ
   て計測された電界強度情報を現在通話中の基地局経由で
   収集し分析し、ハンドオーバ切替え先の基地局を特定し
   通信回線の切替えを行うことを特徴とする移動通信シス
   テムのハンドオーバ方法。
2. 【請求項２】ハンドオーバ切替え先候補となる無線ゾー
   ンの基地局が、電界強度測定のための電波を発射するこ
   とを要請する移動局からの信号を受信した現在通話中の
   基地局経由で、この移動局に対し、切替え先候補の基地
   局が電界強度測定のために発射する電波のキャリア周波
   数または、スロット番号とキャリア周波数を通知する信
   号を送出することを特徴とする請求項（１）項記載の移
   動通信システムのハンドオーバ方法。
3. 【請求項３】移動局が通話中のキャリア周波数から、電
   界強度計測用のキャリア周波数に切替えるために一定の
   切替え時間が必要な場合、ハンドオーバの切替え先候補
   となる無線ゾーン基地局は、移動局が通話に使用中のTD
   MAタイムスロットから周波数切替えのために必要な時間
   が経過した後に、電界強度計測かできるように電波を発
   射するようにタイミングを制御することを特徴とする請
   求項（１）項記載の移動通信システムのハンドオーバ方
   法。