特許 6133814 基地局、ハンドオーバ管理装置、移動通信システム及びハンドオーバ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6133814

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】基地局、ハンドオーバ管理装置、移動通信システム及びハンドオーバ制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/32 20090101AFI20170515BHJP

   H04W 36/04 20090101ALI20170515BHJP

   H04W 36/38 20090101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   H04W36/32

   H04W36/04

   H04W36/38

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-87216(P2014-87216)

(22)【出願日】2014年4月21日

(65)【公開番号】特開2015-207898(P2015-207898A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2015年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100128691

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 弘通

(72)【発明者】

【氏名】藤井 輝也

【審査官】 高野 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５００９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８８０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５９２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４４９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２７６０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０８２６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０１２８９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−２５２６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０８６１０８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成に用いられ、マクロセル基地局のマクロセル内に位置するスモールセルのスモールセル基地局であって、
当該スモールセル基地局と通信しているハンドオーバ対象の移動局から受信したＧＰＳ位置情報に基づいて、当該スモールセル基地局のスモールセルに在圏している前記ハンドオーバ対象の移動局の走行速度を検出する検出手段と、
ハンドオーバの切替先候補基地局がマクロセル基地局の場合に、前記ハンドオーバ対象の移動局の走行速度の検出を行わず、ハンドオーバの切替先候補基地局が当該スモールセル基地局のスモールセルに隣接し前記マクロセル内に位置している他のスモールセルの基地局の場合に、前記ハンドオーバ対象の移動局から受信したＧＰＳ位置情報に基づいて前記ハンドオーバ対象の移動局の走行速度を検出し、その検出結果に基づいて、当該スモールセル基地局のスモールセルに在圏している前記ハンドオーバ対象の移動局が、前記他のスモールセルに向けて移動しているとき、前記移動局の走行速度の検出結果がオーバレイセル構成の変更に応じてスモールセルごとに設定可能な所定の閾値以上の場合は当該スモールセル基地局から前記切替先候補基地局である前記他のスモールセルのスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに当該スモールセル基地局から前記マクロセル基地局へのハンドオーバを行い、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は当該スモールセル基地局から前記切替先候補基地局である前記他のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うように、互いに隣接しているスモールセル間のハンドオーバを行うか否かを判断する判断手段と、を備えることを特徴とするスモールセル基地局。

【請求項2】

請求項１のスモールセル基地局において、
前記切替先候補基地局である前記他のスモールセル基地局及び前記マクロセル基地局の情報を前記移動局から受信する手段を更に備えることを特徴とするスモールセル基地局。

【請求項3】

互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御方法であって、
ハンドオーバの切替先候補基地局が前記オーバレイセル構成におけるマクロセル基地局の場合に、前記マクロセル基地局のマクロセル内に位置するスモールセルのスモールセル基地局と通信しているハンドオーバ対象の移動局の走行速度の検出を行わず、ハンドオーバの切替先候補基地局が前記スモールセル基地局のスモールセルに隣接し前記マクロセル内に位置している他のスモールセルの基地局の場合に、前記ハンドオーバ対象の移動局から受信したＧＰＳ位置情報に基づいて前記ハンドオーバ対象の移動局の走行速度を検出することと、
前記ハンドオーバ対象の移動局の走行速度の検出結果に基づいて、前記スモールセル基地局のスモールセルに在圏している前記ハンドオーバ対象の移動局が、前記他のスモールセルに向けて移動しているとき、前記移動局の走行速度の検出結果がオーバレイセル構成の変更に応じてスモールセルごとに設定可能な所定の閾値以上の場合は前記スモールセル基地局から前記切替先候補基地局である前記他のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに前記スモールセル基地局から前記マクロセル基地局へのハンドオーバを行い、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は前記スモールセル基地局から前記切替先候補基地局である前記他のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うように、互いに隣接しているスモールセル間のハンドオーバを行うか否かを判断することと、
を含むことを特徴とするハンドオーバ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基地局、ハンドオーバ管理装置、移動通信システム及びハンドオーバ制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、セルラー方式の移動通信システムにおいて、セルを走行している通信中の移動局が他のセルに移動した場合、移動局が通信する通信中の基地局を通信元基地局から移動先のセルの基地局に変えて通信を継続するハンドオーバが知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。

【0003】

図７は、従来のセルラー方式の移動通信システムの構成例を示す説明図である。図７の移動通信システムは、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）方式を用いた第３世代移動通信方式のシステムであり、基地局（ＮＢ：Node B）９１０，９１１と無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）９３０と移動通信交換局（ＭＳＣ：Mobile Switching Center）９４０とを備えている。ここで、例えば図８に示すようにセル９１０Ａで通信している移動局（ＭＳ：Mobile Station）９００がセル９１１Ａに移動した場合には、セル９１０Ａの基地局９１０からセル９１１Ａの基地局９１１に切り替えて通信を継続させるようにハンドオーバが制御される。パケット誤りやパケット損失等で通信品質を劣化させることなくハンドオーバさせるためには、移動局９００、セル９１０Ａの基地局９１０、セル９１１Ａの基地局９１１及び無線ネットワーク制御装置９３０が互いに連携し、無線ネットワーク制御装置９３０において、移動局９００から網側への通信経路を基地局９１０から基地局９１１に切り替えるようにハンドオーバが制御される。このハンドオーバ制御では、移動局９００、基地局９１０、基地局９１１及び無線ネットワーク制御装置９３０の連携に時間を要し、ハンドオーバには数１００ミリ秒から数秒の時間を要する。

【0004】

図９は、従来のセルラー方式の移動通信システムの他の構成例を示す説明図である。図８の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠した第４世代移動通信方式のシステムであり、基地局（ｅＮＢ：evolutional Node B）９１２，９１３と移動管理制御装置（ＭＭＥ：Mobility Management Entity）９５０と移動通信パケット交換局（ＥＰＣ：Evolved Packet Core）９６０とを備えている。基地局（ｅＮＢ：evolutional Node B）９１２，９１３はそれぞれ移動通信パケット交換局９６０から受信したパケットを蓄積する機能を有している。ここで、例えば図１０に示すようにセル１で通信している移動局ＭＳがセル２に移動した場合には、セル９１２Ａの基地局９１２からセル９１３Ａの基地局９１３に切り替えて通信を継続させるようにハンドオーバが制御される。パケット誤りやパケット損失等で通信品質を劣化させることなくハンドオーバするためには、移動局９００、セル９１２Ａの基地局９１２、セル９１３Ａの基地局９１３及び移動管理制御装置９５０が互いに連携し、次にようにハンドオーバが制御される。先ず、移動通信パケット交換局９６０からセル９１２Ａの基地局９１２に送付された送付済みのパケットを、基地局９１２からセル９１３Ａの基地局９１３に転送し、その後、移動通信パケット交換局９６０において、移動局９００から網側への通信経路を基地局９１２から基地局９１３に切り替えるようにハンドオーバが制御される。このハンドオーバ制御では、移動局９００、基地局９１２，９１３及び移動管理制御装置９５０の連携に時間を要し、ハンドオーバには数１００ミリ秒から数秒の時間を要する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、大都市部においては通信トラフィックが急増しており、通信トラフィックを効率よく運ぶセルラー方式の構成として、図１１に示すようにスモールセル基地局９１５のマクロセル９１４Ａにマイクロセル、ピコセル、フェムトセルなどのスモールセル（「極小セル」とも呼ばれる。）９１５Ａを重畳（オーバレイ）して構成したオーバレイセル構成（「階層化セル構成」ともいう。）が知られている。スモールセル基地局９１５のスモールセル９１５Ａのサイズは数十メートル程度である。そのため、高速走行する移動局が短時間でスモールセル９１５Ａを移動する場合、マクロセル９１４Ａとスモールセル９１５Ａとの間のハンドオーバ制御や、互いに隣接するスモールセル９１５Ａ間のハンドオーバ制御が間に合わず、移動局が網側との通信を継続できない場合がある。

【0006】

例えば、９１５Ａ移動局９００が時速１００ｋｍ（秒速：約３０ｍ）で走行している場合、図１２（ａ）に示す複数のマクロセル９１４Ａが配置されたマクロセル構成では、移動局９００は数十秒で１つのマクロセル９１４Ａを横断することになる。
これに対し、図１２（ｂ）に示すセルの大きさが数十メートルのスモールセル９１５Ａでは、移動局９００は数百ミリ秒〜数秒（例えば１秒前後）で１つのスモールセル９１５Ａを横断することになる。ハンドオーバ制御には数１００ミリ秒から数秒単位の時間を必要とするため、現状のハンドオーバ制御をそのまま適用すると、高速走行の移動局９００の通信を継続することは極めて困難である。

【0007】

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成において移動局が高速走行しているときでも移動局と網側との通信を継続することができる基地局、ハンドオーバ管理装置、移動通信システム及びハンドオーバ制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る基地局は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成に用いられる基地局であって、当該基地局と通信しているハンドオーバ対象の移動局の走行速度を検出する検出手段と、前記移動局の走行速度の検出結果に基づいて、切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断する判断手段と、を備える。
前記基地局において、前記判断手段は、前記移動局の走行速度の検出結果と所定の閾値とを比較し、その比較の結果に基づいて、前記切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断してもよい。
また、前記基地局において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、マクロセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、スモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
また、前記基地局において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、マクロセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果にかかわらず、前記切替先候補のマクロセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
また、前記基地局において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、前記通信元基地局のスモールセルに隣接する周辺のスモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに、前記通信元基地局であるスモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局へのハンドオーバを行い、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
また、前記基地局において、前記切替先候補基地局の情報を前記移動局から受信する手段を、更に備えてもよい。

【0009】

本発明の他の態様に係るハンドオーバ管理装置は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを管理するハンドオーバ管理装置であって、前記オーバレイセル構成における複数のセルの基地局それぞれが、マクロセル基地局及びスモールセル基地局のいずれであるかを決定し、更に、該スモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロ基地局を決定する手段と、前記決定の結果を前記複数の基地局それぞれに通知する手段と、を備える。
前記ハンドオーバ管理装置において、前記複数の基地局それぞれについて、該基地局へのハンドオーバを行うか否かの判断の際にハンドオーバ対象の移動局の走行速度の検出結果と比較される閾値を計算する手段と、前記計算した閾値を前記複数の基地局それぞれに通知する手段と、を更に備えてもよい。

【0010】

本発明の更に他の態様に係るハンドオーバ制御方法は、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成におけるハンドオーバを制御するハンドオーバ制御方法であって、前記オーバレイセル構成におけるハンドオーバの通信元基地局と通信している移動局の走行速度を検出することと、前記移動局の走行速度の検出結果に基づいて、切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断することと、を含む。
前記ハンドオーバ制御方法において、前記移動局の走行速度の検出結果と所定の閾値とを比較すること、を更に含み、前記比較の結果に基づいて、前記切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断してもよい。
また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、マクロセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、スモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記切替先候補のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、マクロセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果にかかわらず、前記切替先候補のマクロセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記ハンドオーバの通信元基地局が、スモールセル基地局であり、前記切替先候補基地局が、前記通信元基地局のスモールセルに隣接する周辺のスモールセル基地局であり、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値以上の場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行わずに、前記通信元基地局であるスモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局へのハンドオーバを行い、前記移動局の走行速度の検出結果が前記閾値よりも小さい場合は、前記周辺のスモールセル基地局へのハンドオーバを行うようにしてもよい。
また、前記ハンドオーバ制御方法において、前記切替先候補基地局の情報を前記移動局から受信することを更に含んでもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、互いにサイズが異なる複数のセルが重複したオーバレイセル構成において移動局が高速走行しているときでも移動局と網側との通信を継続することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る基地局を備えたオーバレイセル構成の移動通信システムの概略構成の一例を示す説明図。

【図2】移動局の走行速度の検出方法の一例を示す説明図。

【図3】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態の移動通信システムにおける互いに異なる制御アルゴリズムが適用されるハンドオーバの説明図。

【図4】本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がマクロセル基地局の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャート。

【図5】本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がスモールセル基地局の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャート。

【図6】本実施形態の移動通信システムにおいて第１のスモールセルとマクロセルと第２のスモールセルとをまたがるように移動局が高速走行しているときのハンドオーバの一例の様子を示す説明図。

【図7】従来のセルラー方式の移動通信システムの構成例を示す説明図。

【図8】図７の移動通信システムにおけるハンドオーバの説明図。

【図9】従来のセルラー方式の移動通信システムの他の構成例を示す説明図。

【図10】図９の移動通信システムにおけるハンドオーバの説明図。

【図11】マクロセルにスモールセルを重畳して構成したオーバレイセル構成の説明図。

【図12】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、マクロセル構成及びスモールセル構成におけるセルの大きさと移動局がセルを移動する時間との関係の一例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基地局を備えたオーバレイセル構成の移動通信システムの概略構成の一例を示す説明図である。なお、図１では、マクロセルに２つのスモールセルが重畳している場合について示しているが、本発明は、マクロセルに１つのスモールセルが重畳している場合や、マクロセルに３つ以上のスモールセルが重畳している場合にも、同様に適用することができる。

【0014】

図１において、本実施形態の移動通信システムは、セルラー方式の移動通信システムであり、第１の基地局としてのマクロセル基地局（ｅＮＢ）１１１，１１２と、第２の基地局としてのスモールセル基地局（ｓＮＢ）１２１〜１２４と、移動通信ネットワークのコアネットワーク１４０を介して各基地局１１１，１１２，１２１〜１２４と通信可能なハンドオーバ管理装置（ｎＨｃ）１５０とを備えている。スモールセル基地局１２１，１２２のスモールセル１２１Ａ，１２２Ａは、マクロセル基地局１１１のマクロセル１１１Ａに重畳し、スモールセル基地局１２３，１２４のスモールセル１２３Ａ，１２４Ａは、マクロセル基地局１１２のマクロセル１１２Ａに重畳している。また、ハンドオーバ管理装置１５０は、各基地局１１１，１１２，１２１〜１２４のセル間のハンドオーバを管理する装置である。

【0015】

ここで、スモールセル基地局は、広域のマクロセル基地局とは異なり、例えば１Ｗ以下の送信パワーを有し、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度（例えば数１０ｍ程度）であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局は、移動体通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「フェムト基地局」と呼ばれたり、「Ｈｏｍｅ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」や「Ｈｏｍｅ ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局は、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワーク１４０に接続され、他の基地局や、コアネットワーク１０４０上のサーバ装置、前述のハンドオーバ管理装置１５０などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

【0016】

これに対して、マクロセル基地局は、例えば１０Ｗ程度の送信パワーを有し、移動体通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「Ｍａｃｒｏ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局は、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局は、回線終端装置及び専用回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワーク１４０に接続され、コアネットワーク１４０上のサーバ装置、前述のハンドオーバ管理装置１５０などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

【0017】

また、スモールセル基地局１２１〜１２４及びマクロセル基地局１１１，１１２それぞれの基地局装置は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワーク１４０に対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、後述のハンドオーバ制御を実行したり、所定の通信方式及び無線通信リソースを用いてユーザ端末である移動局との間の無線通信を行ったりすることができる。

【0018】

また、スモールセル基地局１２１〜１２４及びマクロセル基地局１１１，１１２それぞれの基地局装置は、コンピュータ装置に所定のプログラムが読み込まれて実行されることにより次の（１）〜（３）に示す各手段として機能するハンドオーバ制御手段としてのハンドオーバ制御装置（ｂＨｃ）１３０を備えている。
（１）当該基地局と通信しているハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖを検出する検出手段。
（２）上記移動局１００の走行速度ｖの検出結果に基づいて、切替先候補基地局へのハンドオーバを行うか否かを判断する判断手段。
（３）ハンドオーバの最適な切替先候補基地局の情報を移動局１００から受信する手段。

【0019】

上記移動局１００の走行速度ｖは、例えば（ｉ）受信信号のドップラー周波数を利用する方法、（ii）複数のアンテナの受信レベルの大小関係を利用する方法、及び、（iii）ＧＰＳ（Global Positioning System）位置情報を利用する方法で検出することができる。

【0020】

上記（ｉ）の方法は、図２に示すように、移動局１００の走行速度ｖに比例して変動する移動局からの受信信号の変動（伝搬変動）をフーリエ変換し、最大ドップラー周波数（ｆ_Ｄ）を測定し、その測定値を、換算式（ｖ＝ｆ_Ｄ×波長）を用いて走行速度ｖに換算する方法である。

【0021】

また、上記（ii）の方法は、移動局１００からの信号を複数のアンテナ（例えば、アンテナ１、アンテナ２）で受信している場合に、アンテナ１とアンテナ２の受信レベルの大小を比較し、大小の反転回数から、移動局１００の走行速度ｖを計算する方法である。

【0022】

また、上記（iii）の方法は、移動局１００がＧＰＳ信号の受信機能を備えている場合に、通信中の移動局１００から定期的に送信される現在位置情報（例えば、緯度、経度及び高度のＧＰＳ位置情報）を受信し、現在位置情報に基づいて、移動局１００の走行速度ｖを計算する方法である。

【0023】

移動局１００は、マクロセル１１１Ａ，１１２Ａやスモールセル１２１Ａ〜１２４Ａに在圏するときに、その在圏するセルに対応するマクロセル基地局やスモールセル基地局と間で所定の通信方式及び無線通信リソースを用いて無線通信することができる。移動局１００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより基地局等との間の無線通信等を行うことができる。

【0024】

また、移動局１００は、前述のようにＧＰＳ信号の受信機能を備え、ＧＰＳ信号に基づいて算出した現在位置情報（例えば、緯度、経度及び高度のＧＰＳ位置情報）を、定期的に、自身が在圏するセルの基地局に送信するように構成してもよい。

【0025】

ハンドオーバ管理装置１５０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワーク１４０に対する外部通信インターフェース部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、次のような各種手段として機能することができる。

【0026】

例えば、ハンドオーバ管理装置１５０は、オーバレイセル構成における複数のセルの基地局それぞれがマクロセル基地局１１１，１１２及びスモールセル基地局１２１〜１２４のいずれであるかを決定し、さらにスモールセル基地局１２１〜１２４のスモールセルそれぞれがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局を決定する手段や、その決定の結果（各基地局の種別情報等）を前記複数の基地局それぞれに通知する手段としても機能する。各スモールセル基地局１２１〜１２４のハンドオーバ制御装置１３０は、ハンドオーバ管理装置１５０から通知された各基地局の種別情報に基づいて、切替先候補基地局にハンドオーバするか否かの判断を行う。

【0027】

また、ハンドオーバ管理装置１５０は、マクロセル１１１Ａ，１１２Ａ及びスモールセル１２１Ａ〜１２４Ａそれぞれについて、セルへのハンドオーバを行うか否かの判断の際にハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖの検出結果と比較される走行速度閾値ｖ_ｔｈを計算する手段や、その計算した走行速度閾値ｖ_ｔｈをマクロセル基地局１１１，１１２及びスモールセル基地局１２１〜１２４それぞれに通知する手段としても機能する。

【0028】

一般に、走行速度閾値ｖ_ｔｈは切替先候補のスモールセルの大きさに依存するため、その値は各スモールセル毎に異なる。そこで、ハンドオーバ管理装置１５０は、各スモールセル基地局１２１〜１２４に設定する走行速度閾値ｖ_ｔｈを各スモールセルのサイズに応じて適宜計算し、その走行速度閾値ｖ_ｔｈの値を各スモールセル基地局１２１〜１２４のハンドオーバ制御装置１３０に通知する。各スモールセル基地局１２１〜１２４のハンドオーバ制御装置１３０は、ハンドオーバ管理装置１５０から通知された走行速度閾値ｖ_ｔｈと、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖの検出結果とに基づいて、切替先候補基地局にハンドオーバするか否かの判断を行う。

【0029】

なお、走行速度閾値ｖ_ｔｈは、オーバレイセル構成の変更に応じて適宜変更するように計算してもよい。例えば、第１のスモールセルの近くに他の第２のスモールセルが追加された場合は、第１のスモールセルの実質的なエリアサイズを小さくするように、第１のスモールセルに対する走行速度閾値ｖ_ｔｈを小さくするように変更してもよい。

【0030】

図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態の移動通信システムにおける互いに異なる制御アルゴリズムが適用されるハンドオーバの説明図である。

【0031】

図３（ａ）は、マクロセル１１１Ａと通信中の移動局１００が、そのマクロセル１１１Ａに重畳しているスモールセル１２２Ａに移動するときのハンドオーバの場合を示している。この場合、移動局１００の走行速度ｖと予め設定した所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈとを比較し、ｖ＞ｖ_ｔｈの場合にはハンドオーバ制御が間に合わないと判断して、スモールセル１２２Ａにハンドオーバをさせないでマクロセル１１１Ａとの通信をそのまま継続させる。一方、ｖ＜＝ｖ_ｔｈの場合にはハンドオーバ制御が間に合うと判断して、切替先候補のスモールセル１２２Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。

【0032】

図３（ｂ）は、スモールセル１２２Ａと通信中の移動局１００が、そのスモールセル１２２Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａに移動するときのハンドオーバの場合を示している。この場合、移動局１００の走行速度ｖに関係なく、スモールセル１２２Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。

【0033】

図３（ｃ）は、マクロセル１１１Ａに重畳しているスモールセル１２１Ａと通信中の移動局１００が、スモールセル１２１Ａに隣接するスモールセル１２２Ａに移動するときのハンドオーバの場合を示している。この場合、移動局１００は、隣接するスモールセル１２２Ａ及びスモールセル１２１Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａの両方に通信可能である。ｖ＜＝ｖ_ｔｈの場合にはハンドオーバ制御が間に合うと判断して、隣接する切替先候補のスモールセル１２２Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。一方、ｖ＞ｖ_ｔｈの場合には、隣接する切替先候補のスモールセル１２２Ａにはハンドオーバをさせないで、スモールセル１２１Ａが重畳しているマクロセル１１１Ａに切替を要求し、ハンドオーバをさせる。

【0034】

図４は、本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がマクロセル基地局１１１の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
図４において、まず、ハンドオーバの通信元基地局であるマクロセル基地局１１１は、マクロセル１１１Ａに在圏する移動局１００から、切替先候補基地局の情報（例えばセル番号や基地局番号）とともにハンドオーバの要求を受信する（Ｓ１０１）。ハンドオーバの最適な切替先候補基地局は、例えば、移動局１００が周辺基地局の送信信号を受信し、その受信結果に基づいて決定する。

【0035】

次に、マクロセル基地局１１１は、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出する（Ｓ１０２）。この移動局１００の走行速度ｖは例えば前述の方法で検出することができる。

【0036】

次に、マクロセル基地局１１１は、予め取得しておいた周辺の基地局情報（マクロセル基地局、スモールセル基地局、及び、そのスモールセル基地局のスモールセルがオーバレイしているマクロセルのマクロセル基地局、等）に基づいて、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断する（Ｓ１０３）。周辺の基地局情報は、例えばハンドオーバ管理装置１５０から適宜取得しておくことができる。

【0037】

上記ステップＳ１０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局１２１であると判断した場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、マクロセル基地局１１１は、移動局１００の走行速度ｖの検出値が、切替先候補基地局であるスモールセル基地局に設定された所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈよりも小さいか否か、すなわち、ｖ＜ｖ_ｔｈを満たすか否かを更に判断する（Ｓ１０４）。

【0038】

上記ステップＳ１０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈよりも小さい場合、すなわち、ｖ＜ｖ_ｔｈを満たすと判断した場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、マクロセル基地局１１１は、切替先候補基地局であるスモールセル基地局１２１に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ１０５）。

【0039】

上記ステップＳ１０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断した場合（Ｓ１０３でＮｏ）、マクロセル基地局１１１は、他のマクロセル基地局１１２にハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ１０６）。

【0040】

また、上記ステップＳ１０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈ以上の場合、すなわち、ｖ＜ｖ_ｔｈを満たさないと判断した場合（Ｓ１０４でＮｏ）、マクロセル基地局１１１は、ハンドオーバさせないで移動局１００との通信をそのまま継続する（Ｓ１０７）。

【0041】

図４のハンドオーバ制御によれば、マクロセルとスモールセルとが重複したオーバレイセル構成において、通信元基地局であるマクロセル基地局１１１からスモールセル基地局１２１及び他のマクロセル基地局１１２それぞれへのハンドオーバについて、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖに応じた最適なハンドオーバ制御を行うことができる。

【0042】

なお、図４のハンドオーバ制御では、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出した（Ｓ１０２）後、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断している（Ｓ１０３）が、走行速度ｖの検出前に、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かの判断を行ってもよい。この場合、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断したとき、走行速度ｖの検出結果にかかわらず他のマクロセル基地局１１２にハンドオーバの切替要求を送信するため、走行速度ｖの検出を行わないように制御してもよい。

【0043】

図５は、本実施形態の移動通信システムにおいてハンドオーバの通信元基地局がスモールセル基地局１２１の場合のハンドオーバ制御アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
図５において、まず、ハンドオーバの通信元基地局であるスモールセル基地局１２１は、スモールセル１２１Ａに在圏する移動局１００から、切替先候補基地局の情報（例えばセル番号や基地局番号）とともにハンドオーバの要求を受信する（Ｓ２０１）。ハンドオーバの最適な切替先候補基地局は、例えば、移動局１００が周辺基地局の送信信号を受信し、その受信結果に基づいて決定する。

【0044】

次に、スモールセル基地局１２１は、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出する（Ｓ２０２）。この移動局１００の走行速度ｖは例えば前述の方法で検出することができる。

【0045】

次に、スモールセル基地局１２１は、予め取得しておいた周辺の基地局情報に基づいて、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断する（Ｓ２０３）。周辺の基地局情報は、例えばハンドオーバ管理装置１５０から適宜取得しておくことができる。

【0046】

上記ステップＳ２０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局であると判断した場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、スモールセル基地局１２１は、移動局１００の走行速度ｖの検出値が、切替先候補基地局であるスモールセル基地局１２２に設定された所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈよりも小さいか否か、すなわち、ｖ＜ｖ_ｔｈを満たすか否かを更に判断する（Ｓ２０４）。

【0047】

上記ステップＳ２０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈよりも小さい場合、すなわち、ｖ＜ｖ_ｔｈを満たすと判断した場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、スモールセル基地局１２１は、切替先候補基地局であるスモールセル基地局１２２に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ２０５）。

【0048】

上記ステップＳ２０３において、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断した場合（Ｓ２０３でＮｏ）、スモールセル基地局１２１は、スモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ２０６）。

【0049】

また、上記ステップＳ２０４において、移動局１００の走行速度ｖの検出値が所定の走行速度閾値ｖ_ｔｈ以上の場合、すなわち、ｖ＜ｖ_ｔｈを満たさないと判断した場合（Ｓ２０４でＮｏ）、スモールセル基地局１２１は、上記Ｓ２０６の場合と同様に、スモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に、ハンドオーバの切替要求を送信する（Ｓ２０７）。

【0050】

図５のハンドオーバ制御によれば、マクロセル１１１とスモールセル１２１、１２２とが重複したオーバレイセル構成において、ハンドオーバの通信元基地局であるスモールセル基地局１２１からマクロセル基地局１１１及び周辺のスモールセル基地局１２２それぞれへのハンドオーバについて、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖに応じた最適なハンドオーバ制御を行うことができる。

【0051】

なお、図５のハンドオーバ制御では、通信中の移動局１００の走行速度ｖを検出した（Ｓ２０２）後、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かを判断している（Ｓ２０３）が、走行速度ｖの検出前に、切替先候補基地局がスモールセル基地局か否かの判断を行ってもよい。この場合、切替先候補基地局がスモールセル基地局でないと判断したとき、走行速度ｖの検出結果にかかわらずスモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に、ハンドオーバの切替要求を送信するため、走行速度ｖの検出を行わないように制御してもよい。

【0052】

図６は、本実施形態の移動通信システムにおいて第１のスモールセル１２１とマクロセル１１１と第２のスモールセル１２２とをまたがるように移動局１００が高速走行しているときのハンドオーバの一例の様子を示す説明図である。
図６において、スモールセル基地局１２１がスモールセル１２１Ａに在圏している通信中の移動局１００から切替先候補基地（マクロセル基地局１１１）の情報とともにハンドオーバの要求を受信すると、その通信中の移動局１００の走行速度ｖにかかわらず、通信対象の基地局を、スモールセル１２１Ａが重畳（オーバレイ）しているマクロセル１１１Ａのマクロセル基地局１１１に切り替える第１のハンドオーバが実施される。

【0053】

次に、上記第１のハンドオーバの後、マクロセル基地局１１１がマクロセル１１１Ａに在圏している通信中の移動局１００から切替先候補基地（第２のスモールセル基地局１２２）の情報とともにハンドオーバの要求を受信すると、その通信中の移動局１００の走行速度ｖに応じてハンドオーバが実施される。
例えば、移動局１００の走行速度ｖがスモールセル基地局１２２に対して設定されている走行速度閾値ｖｔｈよりも小さい場合は、通信対象の基地局を第２のスモールセル基地局１２２に切り替える第２のハンドオーバが実施される。
一方、移動局１００の走行速度ｖがスモールセル基地局１２２に対して設定されている走行速度閾値ｖｔｈ以上の場合は、ハンドオーバを実施せずに、移動局１００とマクロセル基地局１１１との通信がそのまま継続される。

【0054】

以上、本実施形態によれば、互いにサイズが異なるマクロセルとスモールセルとが重複したオーバレイセル構成において、マクロセル基地局とスモールセル基地局との間のハンドオーバ及びスモールセル基地局と隣接する周辺のスモールセル基地局との間のハンドオーバそれぞれについて、ハンドオーバ対象の移動局１００の走行速度ｖに応じた最適なハンドオーバ制御を行うことができる。従って、互いにサイズが異なるマクロセルとスモールセルとが重複したオーバレイセル構成において、パケット誤りやパケット損失等で通信品質を劣化させることなくスムーズなハンドオーバ制御を実現できる。

【0055】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局及びユーザ端末装置（移動局）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

【0056】

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

【0057】

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

【0058】

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

【符号の説明】

【0059】

１００ 移動局
１１１，１１２ マクロセル基地局（ｅＮＢ）
１１１Ａ，１１２Ａ マクロセル
１２１〜１２４ スモールセル基地局（ｓＮＢ）
１２１Ａ〜１２４Ａ スモールセル
１３０ ハンドオーバ制御装置（ｂＨｃ）
１４０ コアネットワーク
１５０ ハンドオーバ管理装置（ｎＨｃ）

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0060】

【非特許文献1】進士昌明編「移動通信」、丸善、平成元年

【非特許文献2】桑原守二監修「自動車電話」、社団法人電子通信学会、昭和６０年

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】