JP2005065302A - 無線通信システムの機能強化されたコール回復 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムの機能強化されたコール回復を提供する。
【解決手段】無線通信システムにおいて、方法が、アクティブな通信チャネル上で誤り条件を監視すること、同時通信チャネルを設定すること、およびアクティブな通信チャネルを監視することを続けながら、同時通信チャネルを探索することを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般に、モバイル通信システムにおける呼の回復（コール回復）に関する。

ハンドオフは、加入者が無線領域を交渉した際に、ある基地局トランシーバから別の基地局トランシーバにモバイル加入者に関する通信信号を転送する機能を記述する一般的な用語である。無線通信システムにおいてハンドオフを行う２つの一般的な方法、ソフト・ハンドオフおよびハード・ハンドオフが存在する。モバイル加入者が個々のセルに対する基地局間で切り替えを行う際、いずれのハンドオフ法を使用しても品質が低下する可能性がある。

ハード・ハンドオフは、通常、セル間の境界近くで行われる。モバイル加入者からの受信信号電力の継続的な測定を介して、加入者が通信を確立している基地局により、電力が、セル境界近くの公称値を下回って低下しているかどうかが判定される。候補セルの基地局へのハード・ハンドオフは、進行中の呼（コール）を中断することなしに即時に行われる。ハンドオフ時に、候補セルの基地局における受信電力は、理想的なハンドオフを確実にするのに要求されるよりもはるかに大きい。ただし、現在のセルの電力と候補セルの電力の差は、他のユーザに干渉することによってシステム容量を大幅に低下させる。

ソフト・ハンドオフは、現在のセルの基地局および候補セルの基地局からの距離の所与の範囲全体にわたって行われる。ソフト・ハンドオフ法では、モバイル加入者は、加入者が共通のセル境界近くに移動した際に、両方の基地局に接続される。切り替える決定は、モバイル加入者のパイロット信号の受信に応じて行われる。しばしば、モバイル交換局と呼ばれる中央交換局が、どの時点で基地局の１つがドロップされるべきかを決める。有限期間にわたって共同の通信が実行され、その間、現在のセルと候補セルからの伝送が要求される。

通常の無線通信システムでは、複数の信号は、同一の周波数帯域内で伝送される。これは、同一セルにおけるモバイル加入者に当てはまるだけでなく、他のすべてのセルにおける加入者にも当てはまる。同一の周波数が使用されるため、モバイル加入者および基地局からの伝送電力レベルを注意深く監視しなければならない。電力規制が厳密に遵守されない場合、全体的な伝送干渉、ならびに使用可能なチャネルの総数が悪影響を受ける。したがって、うまく送受信することができる信号の数は、すべてのユーザの総電力に関連する。

ソフト・ハンドオフ法とハード・ハンドオフ法はともに、欠点を有する。ハード・ハンドオフは、潜在的に高いドロップアウト率を被る可能性がある。ソフト・ハンドオフ法は、現在の基地局、および少なくとも１つの候補セルからの基地局からの伝送リソースの重複を要求する。モバイル加入者は、２つの同時の通信リンクを設定しなければならず、そうでない場合に要求される伝送電力の２倍が要求される。伝送電力の増加により、電力、無線インタフェースが伝送を担う容量が浪費され、ハンドオフが行われている最中の全体的なシステム干渉に寄与する。無線システムにおいて各モバイル加入者によって伝送される電力またはエネルギーは、情報を伝送するため、および他のユーザに対する干渉を最低限に抑えるため、必要最小限に保たれなければならない。伝送電力の注意深い制御は、電池の電力に頼っている携帯用デバイスの使用時間を延ばすことにも貢献する。さらに、中央交換局における重複信号のダイバーシチ合成は、両方のセル基地局からの遅延がほぼ同一でない限り、面倒である。

本発明の典型的な実施形態によれば、方法は、現在の通信チャネルがドロップされる可能性があると判断された場合、新たな通信チャネルを設定するための動作を実行することを含むことが可能である。

本発明のさらに別の典型的な実施形態によれば、方法は、アクティブな通信チャネル上の誤り条件を監視すること、同時通信チャネルを設定すること、およびアクティブな通信チャネルを監視することを続けながら、同時通信チャネルを探索することを含むことが可能である。

本発明のさらに別の典型的な実施形態によれば、方法は、特定のセッション情報を新たなチャネルに供給することによってコール回復を開始することを含むことが可能である。
本発明の例示的な実施形態は、以下に提供する詳細な説明、ならびに同様の要素が同様の符号により表されている添付の図面からより完全に理解されるようになり、図面は、単に例として提示しており、したがって、本発明の典型的な実施形態を制限するものではない。

本明細書で説明する本発明の典型的な実施形態は、単に本発明を例示するものである。したがって、典型的な実施形態は、本発明を限定するものと考えてはならない。
第１に、一般的な無線通信システムを説明する。第２に、本発明の典型的な実施形態によるコール回復を提供する方法を説明する。

（無線通信システム）
図１は、ユーザ局（例えば、モバイル電話機）のユーザとセル・サイトまたは基地局の間で通信するために符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ／ｃｄｍａ２０００）などの多重アクセス技術を使用する無線通信システム１００を示している。

図１では、モバイル局１０２が、１つまたは複数の基地局１０６Ａ、１０６Ｂなどを介して基地局コントローラ１０４と通信する。同様に、固定のユーザ局１０８も、基地局コントローラ１０４と通信するが、基地局１０６Ａや１０６Ｂなどの１つまたは複数の所定の最も近い基地局を介してこれを行う。

基地局コントローラ１０４は、基地局１０６Ａおよび１０６Ｂにシステム制御を与えるためのインタフェースおよび処理回路に結合され、通常、それらを含む。基地局コントローラ１０４は、他の基地局に結合され、通信することも可能であり、場合により、他の基地局コントローラに結合され、通信することさえ可能である。基地局コントローラ１０４は、モバイル交換局１１０に結合され、モバイル交換局１１０は、ホーム・ロケーション・レジスタ１１２に結合される。各コールの開始時における各ユーザ局の登録中、基地局コントローラ１０４およびモバイル交換局１１０は、当技術分野で周知のとおり、ユーザ局から受信された登録信号をホーム・ロケーション・レジスタ１１２の中に含まれるデータと比較する。ハンドオフは、当業者に周知のとおり、基地局コントローラ１０４と他の基地局コントローラの間で行われることが可能であり、モバイル交換局１１０と他のモバイル交換局の間でも行われることが可能である。

システム１００は、音声トラフィック・コールまたはデータ・トラフィック・コールを処理し、基地局コントローラ１０４が、モバイル局１０２および固定局１０８との無線リンクを設定し、維持し、終了し、他方、モバイル交換局１１０は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）との通信を設定し、維持し、終了する。以下の説明は、基地局１０６Ａとモバイル局１０２の間で伝送される信号を中心に扱うが、この説明は、他の基地局および固定局１０８にも同じように当てはまることが、当業者には認識されよう。

図２を参照すると、モバイル局１０２は、基地局１０６Ａに対する信号の送受信を行うアンテナ２０２を含む。送受切替え器２０３が、基地局１０６Ａからモバイル受信機システム２０４への順方向リンクのチャネルまたは信号を提供する。受信機システム２０４は、受信信号をダウンコンバートし、復調し、復号化する。次に、受信機システム２０４は、所定のパラメータまたは所定の１組のパラメータを品質測定回路２０６に提供する。パラメータの例には、測定された信号対雑音比（ＳＮＲ）、測定された受信電力、あるいは記号誤り率、ヤマモト・メトリック、またはパリティ・ビット検査表示などの復号器パラメータが含まれることが可能である。プロセッサ２０７が、本明細書で説明する本発明の典型的な実施形態で使用するために含まれることが可能である。プロセッサ２０７は、モバイル局１０２の１つまたは複数のコンポーネントに物理的に接続されることが可能である。

品質測定回路２０６は、受信機システム２０４からパラメータを受け取り、受信信号の品質測定信号、つまり電力レベルを判定する。この測定に基づき、品質測定回路２０６は、電力レベル信号を生成する。このプロセスは、一般に、当業者に理解されている。

電力制御プロセッサ２０８が、品質測定回路２０６から電力レベル信号を受け取り、信号を閾値と比較し、その比較に基づいて電力制御メッセージを生成する。各電力制御メッセージは、順方向リンク信号に関する電力の変化を示すことが可能である。代替として、電力制御プロセッサ２０８は、当技術分野で周知のとおり、受信された順方向リンク信号の絶対電力を表す電力制御メッセージを生成する。電力制御プロセッサ２０８は、１フレーム当たりいくつかの電力レベル信号に応答して、いくつかの電力制御メッセージを生成することができる。品質測定回路２０６および電力制御プロセッサ２０８は、一般に、本明細書で別々のコンポーネントとして説明しているが、そのようなコンポーネントは、一体構造として統合されることも可能であり、あるいはそのようなコンポーネントによって実行される動作が、単一のマイクロプロセッサによって実行されることも可能である。

モバイル送信システム２１０が、送受切替え器２０３およびアンテナ２０２を介して、電力制御メッセージを符号化し、変調し、増幅し、アップコンバートする。例示する典型的な実施形態では、モバイル送信システム２１０は、発信される逆方向リンク・フレームの所定の位置で電力制御メッセージを提供する。

また、モバイル送信システム２１０は、モバイル局１０２のユーザから、音声またはデータなどの逆方向リンク・トラフィック・データを受信する。モバイル送信システム２１０は、送信されるべきトラフィック・データに基づき、基地局１０６Ａから特定のサービス（電力／速度を含む）を要求する。詳細には、モバイル送信システム２１０は、特定のサービスに適切な帯域幅割り当てを要求する。次に、基地局１０６Ａが、モバイル局１０２およびその他のユーザからの要求に基づいて帯域幅（電力／速度）リソースをスケジュール設定して、または割り当てて、システムの電力制約を所与としてそのようなリソース割り当てを最適化する。したがって、システムにおける伝送電力を効果的に管理することにより、より効果的な帯域幅使用が可能になる。

基地局１０６Ａは、モバイル局１０２からの逆方向リンク・フレームを受信する受信アンテナ２３０を含む。基地局１０６Ａの受信機システム２３２が、逆方向リンク・トラフィックをダウンコンバートし、増幅し、復調し、復号化する。迂回中継トランシーバ２３３が、逆方向リンク・トラフィックを受信し、基地局コントローラ１０４に転送する。受信機システム２３２は、各逆方向リンク・トラフィック・フレームから電力制御メッセージを分離し、その電力制御メッセージを電力制御プロセッサ２３４に提供することも行う。

電力制御プロセッサ２３４は、電力制御メッセージを監視し、順方向リンク送信機システム２３６に対する順方向リンク送信機電力信号を生成する。順方向リンク送信機システム２３６は、その信号に応答して、順方向リンク信号の電力を増加するか、維持するか、または低減する。次に、順方向リンク信号が、送信アンテナ２３８を介して送信される。さらに、電力制御プロセッサ２３４は、モバイル局１０２からの逆方向リンク信号を解析し、適切なフィードバック制御メッセージを順方向リンク送信機システム２３６に提供する。順方向リンク送信機システム２３６は、そのメッセージに応答して、送信機アンテナ２３８経由で順方向リンク・チャネルを介してモバイル局１０２にフィードバック制御メッセージを送信する。また、送信機システム２３６は、迂回中継トランシーバ２３３を介して基地局コントローラ１０４から順方向リンク・トラフィック・データを受信することも行う。順方向リンク送信機システム２３６は、順方向リンク・トラフィック・データを符号化し、変調し、アンテナ２３８を介して送信する。

順方向リンク信号と逆方向リンク信号はともに、様々なチャネルを含む。一般に、順方向リンク信号は、パイロット・チャネル、ページング・チャネル、同期チャネル、基本チャネル、補足的チャネル、順方向専用共通制御チャネル、クイック・ページング・チャネルを含むことが可能である。逆方向リンク信号は、一般に、パイロット・チャネル、アクセス・チャネル、専用制御チャネル、基本チャネル、逆方向専用制御チャネル、および補足的チャネルを含むことが可能である。順方向信号上および逆方向信号上のその他のチャネルも、無線通信システム１００の動作に応じて存在することが可能である。前述したチャネルの定義、および動作特性は、本明細書では詳細に説明していない。というのは、そのような定義および特性は、当業者に理解されているからである。

本明細書で特に明記しない限り、図１および２、ならびにその他の図に示した様々なブロックおよび要素は、従来の設計および動作のものである。したがって、そのようなブロックまたは要素は、当業者に理解されるため、さらに詳細に説明する必要がない。簡潔にするため、および本発明の典型的な実施形態の詳細な説明を不明瞭にするのを避けるため、さらなる説明は完全に省略する。図１および２に示した無線通信システム１００のブロック、またはそれらの図に示される他のシステムに必要なあらゆる変更は、当業者が容易に行うことができる。

（コール回復方法）
本発明の典型的な実施形態によるコール回復方法を図１および２に示した無線通信システムにおいて実施することができる。例えば、コール回復方法は、モバイル局１０２のプロセッサ２０７の中にソフトウェアとしてコード化される、またはハードウェアとして組み込まれることが可能である。ただし、これは、本発明の典型的な実施形態の実施の一例に過ぎないことを理解されたい。

図３〜４は、本発明の典型的な実施形態によるコール回復方法を流れ図の形態で示している。最初に、送信コール回復タイマが、基地局コントローラ１０４および／またはモバイル交換局１１０を介してモバイル局１０２に送信される（Ｓ４００）。送信コール回復タイマは、基地局１０６Ａと１０６Ｂのいずれか１つを発信元としてもよい。

本発明の１つの典型的な実施形態では、コール回復タイマは、所定の秒数を表す３ビットの値である。例えば、３ビットの数が「０００」である場合、コール回復タイマは、１．５秒の値を有する。一般に、コール回復タイマは、「０００」＝１．５秒、「００１」＝２秒、．．．「１１１」＝５秒のどれかである。当業者には認識されるとおり、コール回復タイマが「１１１」に設定された場合、コール回復タイマは、無線システム１００の動作に対して全く影響を与えない。詳細には、本発明の時点で実用されているほとんどのモバイル通信デバイスは、５秒間が経過した後に特定の信号衰弱が検出された場合、コールをドロップするように機能するフェード・タイマを有する。

コール回復タイマを受信するモバイル局１０２は、現在、音声コール中であるものと想定する（Ｓ３０２）。当業者には認められるとおり、モバイル局１０２は、不良フレームなどの誤りに関して受信信号を監視する（Ｓ３０４）。不良フレームが検出されると、モバイル局は、さらに１１フレーム、合計で２４０ミリ秒間、待って、信号が回復されたかどうかを判定する。回復されていない場合、通常、５秒の持続時間を有するモバイル局フェード・タイマが開始される（Ｓ３０６）。

およそ２４０ミリ秒後、またはモバイル局１０２によって１２の不良フレームが受信された後、モバイル局１０２は、コール回復タイマを開始する（Ｓ３０８〜Ｓ３１０）。コール回復タイマがアクティブである場合、モバイル局１０２は、２つのチャネルを同時に監視する。詳細には、モバイル局１０２は、良好なフレームが受信される可能性に関して現在のチャネルを監視する（Ｓ３１２）。良好なフレームが現在のチャネル上で受信された場合、モバイル局１０２は、現在のチャネルをアクティブに保ち、フェード・タイマおよびコール回復タイマをリセットする（Ｓ３１４）。

第２のチャネルを監視するプロセスは、一般に、コール回復を設定するために行われる予備処理と考えることができる。コール回復のプロセスおよび処理は、以下の段落でさらに説明する。

図４は、図３に示した流れ図の続きを示している。前述したとおり、モバイル局１０２は、コール回復タイマがアクティブである間、２つのチャネルを同時に監視する。現在のチャネル上で繰り返し不良フレームが受信されている時間中、コール回復タイマがアクティブである間に、モバイル局１０２は、アクティブな搬送波上でパイロット・チャネルの探索を開始する（Ｓ４００）。パイロット・チャネルが見つかると、モバイル局１０２は、同期チャネルを復号化する（Ｓ４０２）。次に、モバイル局１０２は、ブロードキャスト共通チャネルおよび／またはページング・チャネルを復号化する（Ｓ４０４）。このプロセス中、コール回復タイマは、依然としてアクティブである。

Ｓ４０２〜Ｓ４０４で説明した復号化プロセスを完了した後、モバイル局１０２は、逆方向アクセス・チャネルを介して音声セッションを設定するのに十分な情報を入手している。詳細には、モバイル局１０２は、新たなチャネルを介して音声情報を送受信する準備ができている。

基地局１０２は、コール回復タイマが満了するまで、良好なフレームを求めて現在のチャネルを監視することを続ける（Ｓ４０８）。コール回復タイマが満了する前に、２つ以上の連続する良好なフレームが受信された場合、現在のチャネルが維持される。しかし、２つ以上の連続する良好なフレームが受信される前にコール回復タイマが満了した場合、後に復号化される逆方向アクセス・チャネルを介してコール回復が開始される。

すなわち、コール回復を完了させるため、モバイル局１０２は、後に復号化される逆方向アクセス・チャネルを介して回復されているコールに関連する情報を含む発信メッセージを送信する。発信メッセージは、元のチャネル上で失われたセッションのシステムＩＤ、ネットワークＩＤ、およびパケット領域ＩＤを含むことが可能である。さらに、発信メッセージは、コール回復が使用されているという指示を含むことが可能である。発信メッセージに応答して、モバイル局１０２が、基地局１０６Ａおよび１０６Ｂ、基地局コントローラ１０４、およびモバイル交換局１１０の１つからチャネル割り当てメッセージを受信すると、コール回復が設定される。つまり、基地局１０６Ａおよび１０６Ｂ、基地局コントローラ１０４、およびモバイル交換局１１０の１つが、発信メッセージに関連する妥当なコール・データを取り出し、元のチャネル上で失われたセッションの情報を新たなチャネル上で使用することができるようにする。この時点で、新たなチャネルを介するトラフィックが開始されることが可能であり、ただし、トラフィックは、不良フレームが生じた元のチャネル上に存在していたものである。したがって、本発明の典型的な実施形態によれば、通常、ドロップされるコールが回復され、新たなチャネルを介して継続して開始される。

以上、本発明の典型的な実施形態を説明したが、実施形態を多くの形で変更することができることが明白であろう。そのような変形形態は、本発明の典型的な実施形態の趣旨および範囲を逸脱するものと見なされるべきではなく、当業者には明白なすべてのそのような変更形態は、本願特許請求の範囲に含まれるものとする。

一般的な無線通信システムを示す図である。 図１の無線通信システムにおいて見られる一般的なコンポーネントを示すブロック図である。 本発明の典型的な実施形態によるコール回復方法を示す流れ図である。 図３に示したコール回復方法の続きを示す図である。

Claims (10)

1. 現在の通信チャネルがドロップされる可能性があると判断される場合、新たな通信チャネルを設定するステップを含む方法。
2. 新たな通信チャネルを設定するステップが、前記現在の通信チャネル上で少なくとも複数の不良フレームの存在を検出するステップを含む請求項１に記載の方法。
3. 新たな通信チャネルを確立するステップが、前記現在の通信チャネル上で少なくとも１２の不良フレームが検出された後、タイマをアクティブにするステップをさらに含む請求項２に記載の方法。
4. 前記設定するステップが、コール回復タイマを受信するステップを含む請求項１に記載の方法。
5. 前記コール回復タイマが、５秒未満である請求項４に記載の方法。
6. 前記設定する動作が、前記新たな通信チャネルを設定しながら、前記現在の通信チャネルを監視するステップを含む請求項１に記載の方法。
7. 前記新たな通信チャネルを設定するステップが、アクティブな搬送波上でパイロット・チャネルを探索するステップを含む請求項６に記載の方法。
8. 前記新たな通信チャネルを確立するステップが、同期チャネル、およびブロードキャスト共通チャネルとページング・チャネルの少なくともどちらかを復号化するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
9. 前記新たな通信チャネルを使用して前記現在の通信チャネル上でセッションを継続するステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
10. アクティブな通信チャネル上で誤り条件を監視するステップと、
    同時通信チャネルを設定するステップと、
    前記アクティブな通信チャネルを監視することを続けながら、前記同時通信チャネルを探索するステップとを含む方法。
    

Images