[0001]【発明の属する技術分野】本発明は、移動体と無線通信を行なう移動通信システムに係り、特に同一の大きさの複数のセルで構成するサービス領域で定義するレイヤが階層構造となるマルチレイヤセル構造の無線通信システムにおいて、端末を用いて移動通信を行なう際に実施する基地局切替えに関する。speed,高速度のときはセル半径の大きいマクロセルを選択することで基地局切替えに対処していること、により通信回線の品質の維持、呼損率の増大の防止、移動先セルの回線が不足して発生する強制切断率の低下を図っている。[0003]【発明が解決しようとする課題】移動端末を用いて、通信中に例えば、交通渋滞につかまり長時間低速度になり、セル当たりのトラヒックが増加し回線が不足するようになる。逆に移動端末が低速度の移動端末速度から高速度へ変化して基地局切替頻度が大きくなることもある。以上述べたような、マクロセル及びマイクロセルの2階層による移動無線通信システムでは最初にレイヤセルを選択し固定してしまうために、交通渋滞等が発生する場合等の時間的にトラヒックが大きく変動する状況では回線が不足する事態に対処できなくなる。通信中に移動速度が変化して大きくなる場合には基地局切替回数が増加して通信断となる可能性が高くなり回線品質の維持が困難になったり、切替制御データの急激な増加により制御回線が不足したり、制御処理遅延が発生することによるサービス品質の低下に対して対処できなくなることが課題である。セル選択を移動速度を基準とするだけでは、移動方向によっては必ずしも基地局切替え回数の変化に影響を与えず実質的には不必要なセル選択が行われることがある。きくなる状況において、通信中のレイヤセルの切替えを可能とする。communication.【0005】本発明は、通信中の適切なレイヤセルの切替えにより、移動局の移動速度が大きくなり基地局切替頻度が増加して通信断となる可能性が高くなり回線品質の維持が困難になったり、切替制御データの急激な増加により制御回線が不足したり、制御処理遅延が発生することによるサービス品質が低下することを防ぐことができる。基地局切替頻度を基準としているため、不必要なセル選択が行われることなく、トラヒックに見合うセルを選択することになるため基地局への処理負荷の分散化を図ることができる。実施例を図面を用いて詳細に説明する。invention.【0007】図1は本発明における移動無線通信システムの構成を示したものである。図1において、1はNレイヤを構成するセルを、2は(N+1)レイヤを構成するセルを、3は(N−1)レイヤを構成するセルを示しており、レイヤ内の全セルは完全にあるいは部分的に周波数を共用する。4A〜4KはNレイヤを構成するセルを形成する基地局を、5Aは(N+1)レイヤを構成するセルを形成する基地局を、6A〜6Cは(N+1)レイヤを構成するセルを形成する基地局を示しており移動局が通信を行なうための無線インターフェースの制御を行なう。communicating.7は移動端末局であり、音声、データ、画像等を無線チャネルを介して基地局と交信する。(N-1)レイヤ交換局を示す。layer,基地局4A〜4K、基地局5A、基地局6A〜6Cが接続されている。交換局8A,11A,12Aは公衆網10に接続されている。破線9は共通信号線を表しており制御データのみの通信に利用される。line.【0008】このように構成された移動無線通信システムで、本発明によるシステム動作の概要を説明する。invention.【0009】実施例1として、移動端末局7を用いて通信中に歩行から自動車、電車等に乗移るとき或いは移動速度が変化するときに実行される。いま移動端末局7が歩行速度でNレイヤセルの基地局と交信中である。このとき交信信号は、Nレイヤ基地局4、信号線13を介してNレイヤ交換局8Aを介して公衆網10から着信先へ送られる。歩行速度の該移動端末局7が自動車等の高速の移動速度へ変化する場合を以下に説明する。移動端末局7はNレイヤ基地局4Bと交信している。高速の移動速度となり該移動端末局7がセルを横切る時間間隔が短くなり交信する基地局の切替え頻度が大きくなる。して基地局切替えに係る交換局8Aの制御量が増大して、制御回線の容量が不足する事態が発生するようになる。交換局8Aは、移動端末局7からの通知もしくは交換局8A自体で該当する移動端末局7の基地局切替頻度を集計しており、平均の基地局切替頻度が規定値を越える場合切替頻度が小さくなるよう、よりセル半径の大きいレイヤへ切替える。図1では(N+1)レイヤセル2へ切替が行われることを示す。指示を受けた交換局11Aは移動相手先の基地局5Bへ移動端末局7との交信の準備を指示する。切替相手先の(N+1)レイヤ基地局5Bは切替準備完了すると共通信号線9を介して(N+1)レイヤ交換局11Aから切替要求元の交換局8Aへ通知して、交換局8Aは移動端末局7が位置する基地局4Bを通じて移動端末局7へ無線チャネル指定を通知する。7は切替相手先のセル基地局5Aと指定されたは無線チャネルにより交信を継続する。channel.【0010】実施例1の応用例として、例えば歩行速度から新幹線の速度への変化のように移動端末局7の移動速度変化が非常に大きくなる場合があるが、本発明では以下のようにセルレイヤを切替える。(N+2)レイヤへ切替えることになる。切替えのシステム動作の概要は前記実施例1と同様である。1.【0011】図2はセルレイヤ間の交換局階層構造を示す説明図である。ここの説明では主に呼制御を行なう加入者系交換機と他の網との中継等を行なう関門交換局を同一交換局で実現する構成としている。8A~8Jが接続され、Nレイヤ交換局8Aには(N−1)レイヤ交換局12A〜12Mが接続されている。このように各交換局間はセルレイヤ階層に対応して共通信号線9及び通信用信号線14でツリー状の接続構造となっている。hierarchy.各交換局は信号線15で公衆網10に接続されている。15.実施例1は加入者系交換局と関門交換局を分離する2階層による構成に対しても適用できるものである。1)レイヤ交換局11Aが切替相手先である。セルレイヤ切替えの実施を判断した交換局8Aは、公衆網10からの加入者線を切替先の交換局11Aまで信号線14を介して延長接続する。10.【0012】図3は実施例1のレイヤ切替シーケンスを示す説明図である。この図を用いて実施例1のレイヤ切替手順を説明する。通知31をNレイヤ基地局4Bを通じてNレイヤ交換局8Aに送信する。Nレイヤ交換局8Aは、通知された平均切替頻度がレイヤ切替え基準値に達しているかを判定する(30a)。平均切替頻度が規定値を越えない場合は通常処理30bに戻る。11A(N+1)レイヤ基地局5Aに切替相手先の回線品質状況及び空きチャネル有無の問合わせ32を行う。32は、問合せ結果を基に切替実行判定30cを行い、切替基準に達してなければ通常処理30bに戻る。line(N+1)レイヤ基地局5Aまで延長する(30d)。一方でレイヤ切替え指示34を受けた(N+1)レイヤ基地局5Aは移動端末局7との無線チャネルの設定完了36をNレイヤ交換局8Aに通知する。Nレイヤ交換局8Aは切替え同期のための基地局切替え指示37,38をそれぞれ移動端末局7と(N+1)レイヤ基地局5Aを通知する。移動端末局7、Nレイヤ交換局8A、(N+1)レイヤ交換局11A及び(N+1)レイヤ基地局5Aはレイヤ切替え処理30eを実施する。30e.【0013】切替え実施判定30cにおいて、以下の状況のとき以外はレイヤ切替え実行判断を下す。集計する場合は、図3で信号31が不要となるだけである。described.【0016】図4にNレイヤ交換局8Aのブロック構成図を示す。15及び14によりそれぞれ公衆網10及び他の交換局に接続されている。交換制御装置43は共通信号線9を介して他の交換局と制御データをやりとりする。41は基地局と信号線13を介して接続されており、主に基地局との呼制御信号処理を行う。交換制御装置43は交換スイッチ回路42の接続制御処理、セルレイヤ切替判定処理等を行う。41を通じて送受する。41.【0017】図5は切替履歴テーブル44の構成を示す。この切替履歴テーブル44の記録対象となる移動端末局は、交換局8Aに接続されている基地局のセルの下で通信を開始した移動端末局である。51は移動端末局のID、52は移動端末局の所属するホーム交換局識別番号、53は移動端末局の現在位置で、そのセルゾーンを直接制御している交換局識別番号と基地局識別番号の組合せで表す。54は移動端末局の動作ステータスを示す。55は基地局切替え頻度、56は55における切替頻度の継続時間を示す。55.【0018】図6に移動端末局7の構成を示す。etc.,65はマイク66、スピーカ67が接続され音声の符号/復号を行うコーディック装置、68は移動端末局7の操作装置、69は基地局切替えを制御する切替制御装置を示す。station.【0019】図7と図8を用いて、実施例1における切替元のNレイヤ交換局8A及び切替相手先の(N+1)レイヤ交換局11Aの交換制御装置43のレイヤ切替処理フローを説明する。図7でNレイヤ交換局8Aの交換制御装置43の処理フローを説明する。durationからNレイヤ基地局4Bを介して周期毎に受信する。規定値を越えて、しかも規定期間以上継続したか否かを判定する。否の場合は通常処理のステップ7aに戻る。ステップ7cで移動予定相手先のセルの回線品質を問合わせて、劣化している場合はステップ7aに戻る。insufficientに戻る。ステップ7eで切替相手先のレイヤ及びセルゾーンを決定し、無線チャネル等の情報を入れたレイヤ切替指示を(N+1)レイヤ基地局及び移動端末局7に通知する。規定値との差(頻度の変化量)に応じて切替相手先のセルレイヤを決定する。実施例1の応用例で述べたように、例えばこのとき規定値との差が大きい場合はNレイヤから(N+2)レイヤへのように2階層分レイヤを切替えることになる。ステップ7fで加入者線を交換スイッチ回路42に指令して、切替相手先の交換局11Aまで延長する。7h(N+1)レイヤ基地局5A及び移動端末局7に通知して切替えの同期をとる。ステップ7iで位置管理を行うロケーションレジスタの更新を実行してステップ7jで切替履歴テーブルの当する移動端末局7のデータを更新する。11Aの交換制御装置43の処理を説明する。ステップ8aで切替予定相手先セルの回線品質の状況及び空きチャネル有無の問合せの有無をチェックして問合わせが無ければステップ8aへ戻る。問合わせがあればステップ8bで指定された切替相手先の基地局5Aへ問合わせて回線品質と空きチャネル情報を得る。ステップ8cでレイヤ切替え指示の有無をチェックして無ければステップ8aへ戻る。ステップ8dで指定された基地局5Aへ切替指示を行う。ステップ8eで(N+1)レイヤ交換局11Aまで延長された加入者線を基地局5Aまで延長する。ステップ8fで基地局5Aから無線チャネル設定完了通知の有無を調べ無ければ待ち状態になる。8で無線チャネル設定完了通知をNレイヤ交換局8Aへ送信する。7の切替制御装置69の切替処理フローを説明する。ステップ9cで算出毎に選出結果をNレイヤ交換局8Aへ通知する。9dでレイヤ切替え指示の有無を調べて無ければステップ9aへ戻る。ステップ9eで基地局切替指示の有無を調べ、無ければステップ9aへ戻る。ステップ9gで無線チャネル切替えを実施する。9g.【0022】実施例1によれば、通信中に移動端末7の移動速度と共に基地局切替頻度が大きくなる場合、より大きな半径のセルへ交信する基地局を切替えることで切替頻度を小さくするため、それに伴う制御データの増大を防ぎ制御データ処理時間による遅延の増大を阻止できる。切替頻度を小さくするため、切替えに伴う通信中の瞬断の発生を低減でき信頼性を高めることができる。7を用いて通信中に自動車、電車等の移動速度から歩行速度へ変化する際に実施される。移動速度が歩行速度程度に減速して基地局切替頻度が減少する現象には、信号待ち等が原因で生じるような比較的短期間だけ切替頻度が低下する場合と渋滞や低速の乗物への乗換えにより比較的長期間にわたり切替頻度が低下する場合がある。する場合は以下の条件のとき以外は基本的にレイヤの切替えを実施する。Nレイヤから(N−1)レイヤへの切替えとなるが基本的な処理は図3と同様となる。(N−1)レイヤ交換局12Aのレイヤ切替処理フローも図7及び図8と同様である。移動端末局7の切替制御装置69の処理についても図9と同様である。7.【0025】実施例2によれば、通信中に移動端末局の速度が低下する場合、基地局の切替頻度が小さくなりセルを通過する時間が大きくなり、セル内のトラヒック増加へつながることから、チャネル容量を大きくできるより小さい半径のセルレイヤへ切替えることにより、切替元のセルレイヤのチャネルを開放しチャネル不足を事前に防止することができる。speed,ネットワークからみて無駄なセルレイヤ切替えを行うことなく、制御データの増大を防ぎ、制御遅延の小さい信頼性の高い移動無線通信システムを提供する。切替頻度によるセルレイヤ切替えのため、トラヒックに見合うセルを選択することになるため基地局への処理負荷の分散化を図ることができる。DRAWINGS【図1】本発明のマルチセルレイヤ構造の移動無線通信システムの説明図。invention.【図2】本発明の交換局間の階層的接続の説明図。invention.【図3】本発明のレイヤ切替シーケンスを示す説明図。invention.【図4】本発明の交換局のブロック図。管理するテーブルの説明図。invention.【図6】本発明の移動端末局のブロック図。invention.【図7】本発明の移動元の交換局の交換制御装置のレイヤ切替処理フローチャート。invention.【図8】本発明の移動相手先の交換局の交換制御装置のレイヤ切替処理フローチャート。invention.【図9】本発明の移動端末局の切替制御装置のレイヤ切替処理フローチャート。11...(N+1)レイヤ交換局。