JP2000503502A - ハンドオーバー方法及びセルラー無線ネットワーク - Google Patents

ハンドオーバー方法及びセルラー無線ネットワーク

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JP2000503502A
JP2000503502A JP10520082A JP52008298A JP2000503502A JP 2000503502 A JP2000503502 A JP 2000503502A JP 10520082 A JP10520082 A JP 10520082A JP 52008298 A JP52008298 A JP 52008298A JP 2000503502 A JP2000503502 A JP 2000503502A
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ペトリ ホッカネン
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ノキア テレコミュニカシオンス オサケ ユキチュア
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ハンドオーバー方法及びセルラー無線ネットワークに係る。ハンドオーバーにおいて、移動ステーション(120)がサービス遂行セル(110)から隣接セル(112)へ移動するときに、サービス遂行セル(110)のベースステーション(102)と移動ステーション(120)との間の両方向無線接続(130)が隣接セル(112)のベースステーション(104)と移動ステーション(120)との間の両方向無線接続(132)へ切り換えられる。本発明によれば、隣接セル(112)のベースステーション(104)は、ハンドオーバーの際に、あたかもサービス遂行セル(110)のベースステーション(102)により送られたかのように移動ステーションへハンドオーバーコマンドを送ることにより、サービス遂行セル(110)のベースステーション(102)をエミュレートする。

Description

【発明の詳細な説明】 ハンドオーバー方法及びセルラー無線ネットワーク発明の分野 本発明は、セルラー無線ネットワークが少なくとも1つのベースステーション システム及び少なくとも1つの移動ステーションを備え、ベースステーションシ ステムは、少なくとも2つのベースステーション及び少なくとも1つのベースス テーションコントローラを含み、そしてベースステーションが有効到達エリア、 即ちセルを有し、ハンドオーバーの際に、移動ステーションがサービス遂行セル から隣接セルへ移動するときに、サービス遂行セルのベースステーションと移動 ステーションとの間の両方向無線接続が隣接セルのベースステーションと移動ス テーションとの間の両方向無線接続へ切り換えられるようなセルラー無線ネット ワークにおいて移動ステーションのハンドオーバーを確実に行う方法に係る。先行技術の説明 ハンドオーバーにおいては、サービス遂行セルのベースステーションと移動ス テーションとの間の既存の無線接続が、隣接セル即ち隣のセルのベースステーシ ョンと他のチャンネルの移動ステーションとの間の両方向無線接続へと切り換え られ、しかも、ユーザは何が行われているか検知せず、或いはハンドオーバーに より無線接続に生じる少なくとも考えられる障害が最小限に保たれる。しかしな がら、常に気付かずにハンドオーバーを行うことはできない。というのは、移動 ステーションがベースステーションに対して移動する動作環境においては、例え ば、トンネルや橋やビルのために無線波の伝播が阻止されることにより無線接続 が失われることがあるからである。しかしながら、短時間の後に、移動ステーシ ョンが他のベースステーションの有効到達エリアに復帰したときに接続を継続す ることができる。 それ故、ハンドオーバーにより接続が失われても、原理的には短い中断の後に 接続を継続することができる。接続が失われる1つの重要な理由は、移動ステー ションがセル間の境界を非常に高速で横切りそしてハンドオーバーを適切に実行 するに充分な時間がないためである。 既に失われた無線接続は、接続を再確立するための公知の機能により回復する よう試みられる。この場合に、移動ステーションは、それが知っているチャンネ ルから信号強度が最も大きいチャンネルを選択し、そしてそのセルのベースステ ーションに接続再確立要求を送る。接続がネットワークレベルで既に切断されい ることが重大な問題であり、この場合に、接続が失われることは不可避である。 このため、接続が失われると、移動交換センターにおいてタイマーがスタートさ れる。タイマーが時間切れする前に移動交換センターが再確立要求に関する情報 を受信する時間がない場合には、失われた接続に関する全ての情報が破壊される ことになる。タイマーが時間切れする前に接続を再確立する時間があった場合で も、接続が切れたように見えたり中断があまり長いときには、通話の他の当事者 が接続をスイッチオフすることもある。「移動通信用のGSMシステム(The GSM System for Mobile Communications)」(ミッシェルモーリ及びマリー・バーナ ーデット・ポーテット、1992年、ISBN:2−9507190−0−0− 7)は、その第412−415ページに、コール再確立機能及びそれに関連した 種々の不確実性を説明していると共に、最後に、それが将来のシステムにおいて 良好なやり方で解決されることを希望している。発明の要旨 本発明の目的は、公知技術に関連した問題を解消することである。 これは、冒頭で述べた方法において、隣接セルのベースステーションがハンド オーバーにおいてサービス遂行セルのベースステーションをエミュレートするこ とを特徴とする方法により達成される。 又、本発明は、少なくとも1つのベースステーションシステム及び少なくとも 1つの移動ステーションを備えたセルラー無線ネットワークであって、ベースス テーションシステムは、少なくとも2つのベースステーション及び少なくとも1 つのベースステーションコントローラを含み、そしてベースステーションが有効 到達エリア、即ちセルを有し、ハンドオーバーの際に、移動ステーションがサー ビス遂行セルから隣接セルヘ移動するときに、サービス遂行セルのベースステー ションと移動ステーションとの間の両方向無線接続が隣接セルのベースステーシ ョンと移動ステーションとの間の両方向無線接続へ切り換えられるようなセルラ ー無線ネットワークにも係る。 このシステムは、隣接セルのベースステーションがハンドオーバーにおいてサ ービス遂行セルのベースステーションをエミュレートするよう構成されたことを 特徴とする。 本発明の方法により多数の効果が達成される。非常に顕著な効果は、本発明に よりハンドオーバーが確実に行われることであり、この場合に、不確実な接続再 確立機能を使用する必要がない。このように、一時的に中断した接続をより明確 に救済することができる。ネットワークのユーザは、接続が既に失われた状態に おいて接続のロスが回避されるので、これをサービスの質の向上と理解する。 本発明のシステムは、方法について上記したものと同じ効果を有する。好まし い実施形態及び他のより詳細な実施形態は、本発明の効果を強調する。好ましい 実施形態及び他のより詳細な実施形態を異なる組合せへと互いに合成して意図さ れた技術的作用を達成することができる。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明を詳細に説明する。 図1は、本発明のセルラー無線ネットワークを本発明にとって重要な部分につ いて示す図である。 図2は、隣接セルのベースステーションがサービス遂行セルのベースステーシ ョンをエミュレートするために移動ステーションに信号を送信すべき時間の計算 を説明するための図である。好ましい実施形態の詳細な説明 先ず、図1を説明する。本発明の方法及びシステムは、移動ステーション12 0のハンドオーバーを確実に行うために、いかなるセルラー無線ネットワークに 使用することもできる。以下、GSMシステムに関連して本発明を説明するが、 これに限定されるものではない。セルラー無線ネットワークは、通常、ベーステ ーションシステムを含む。ベースステーションシステムは、少なくとも2つのベ ースステーション102、104と、少なくとも1つのベースステーションコン トローラ100とを含む。ベースステーション102、104は、有効到達エリ ア即ちセル110、112を含む。移動ステーション120は、セル110、1 12において移動する。又、移動ステーション120は、セル110、 112間の境界114を横切って移動することができる。サービス遂行セル11 0のベースステーション102と移動ステーション120との間には両方向無線 接続130がある。ハンドオーバーとは、移動ステーション120がサービス遂 行セル110から隣接セル112へ移動するときに、サービス遂行セル110の ベースステーション102と移動ステーション112との間の両方向無線接続1 30が隣接セル112のベースステーション104と移動ステーション120と の間の両方向無線接続132に切り換えられることを指す。 本発明によれば、隣接セル112のベースステーション104は、ハンドオー バーにおいてサービス遂行セル110のベースステーション102をエミュレー トする。このエミュレーションにおいて、隣接セル112のベースステーション 104は、あたかもサービス遂行セル110のベースステーション102により 送られたかのようにハンドオーバーコマンドを移動ステーション120に送信す る。 本発明の主たる実施形態において、本発明の方法は、次のように実施される。 先ず、通常のやり方で接続130が確立され、即ちベースステーションコントロ ーラ100は、サービス遂行セル110のベースステーション102と移動ステ ーション120との間の接続130をアクチベートする。次いで、ベースステー ションコントローラ100は、サービス遂行セル110の隣接セル112の少な くとも1つのベースステーション104に、使用される無線接続130の特定の パラメータを与えることにより、これをスタンバイ状態へとアクチベートする。 移動ステーション120は、ある隣接セル112に向かって移動し、そしてスタ ンバイ状態にセットされた隣接セル112のベースステーション104は、移動 ステーション120がセル112において検出されるかどうか監視する。移動ス テーション120がサービス遂行セル110と隣接セル112との間の境界11 4を横切って移動するときに、隣接セル112のベースステーション104は、 ベースステーションコントローラ100にそのことを知らせる。状況に応じて、 ベースステーションコントローラ100は、移動ステーション120とサービス 遂行セル110のベースステーション102との間の接続130が切断されてい るか、又はサービス遂行セル110のベースステーション102を経て通常 のハンドオーバーを行うことができないか、又は隣接セル112のベースステー ション104を経て首尾良いハンドオーバーがおそらく行われることが分かり、 この場合に、ベースステーションコントローラ100は、サービス遂行セル11 0のベースステーション102から接続130に関する全ての情報を検索し、そ してその情報を隣接セル112のベースステーション104へ送信し、サービス 遂行セル110のベースステーション102における接続130に関する全ての トラフィックを終了する。その後、隣接セル112のベースステーション104 は、正しい時間の進行を計算する。ベースステーションコントローラ100は、 隣接セル112のベースステーション104にコマンドを送り、接続130に関 して元のサービス遂行セル110のベースステーション102から得た情報を使 用することによりあたかも元のサービス遂行セル110のベースステーション1 02であるかのように接続132を継続するようにさせる。ベースステーション コントローラ100は、隣接セル112のベースステーション104にハンドオ ーバーコマンドを与え、次いで、隣接セル112のベースステーション104は 通常のハンドオーバー手順を実行し、そしてそのセルが接続132に対するサー ビス遂行セル112となる。最後に、ベースステーションコントローラ100は 、元のサービス遂行セル110のベースステーション102から接続130に繋 がれたリソースをデアクチベートする。 移動ステーション120によるセル110、112間の境界114の横断は、 隣接セル112のベースステーション104による移動ステーション120の無 線電界強度測定に基づいて検出される。 ベースステーション104の負荷を減少するため、ベースステーションコント ローラ100は、ベースステーション104のみをスタンバイ状態にセットし、 このベースステーション104において移動ステーション120がセル110、 112間の境界114を横切って迅速に移動できるように機能を最適化すること ができる。 ハンドオーバーエリア、即ちハンドオーバーが行われるエリアの縁140は、 本発明の効率のために通常より小さい。 最適化によりベースステーション104の負荷を減少する別の方法は、セルの サイズが小さいセルラー無線ネットワークでは、伝播遅延も非常に小さいので、 ベースステーション104と移動ステーション120との間の距離により生じる 伝播遅延を修正する時間の進行について値を計算しないことである。 ここに示す最適化を使用できない場合には、図2に示す次のやり方で計算が行 われる。サービス遂行セル110のベースステーション102は、時間Tに移動 ステーション120へ信号を送信する。移動ステーション120は、時間T1に サービス遂行セル110のベースステーション102により送られた信号を受信 する。移動ステーション120は、時間の進行TAを考慮して時間T2にサービ ス遂行セル110のベースステーション102に信号を送信する。隣接セル11 2のベースステーション104は、隣接セル112のベースステーション104 からサービス遂行セル110のベースステーション102までの距離D1を知っ ており、これは、信号伝播遅延として指示される。隣接セル112のベースステ ーション104は、サービス遂行セル110のベースステーション102により 時間Tに移動ステーション120へ送られた信号を時間T’に受信する。隣接セ ル112のベースステーション104は、サービス遂行セル110のベースステ ーション102が信号を送信したとき、即ち時間Tを計算し、D1がT’から減 少される。隣接セル112のベースステーション104は、移動ステーション1 20がサービス遂行セル110のベースステーション102に信号を送信すると きの時間T2を計算し、TAの半分即ちTA/2が時間Tから減少される。隣接 セル112のベースステーション104は、移動ステーション120によりサー ビス遂行セル110のベースステーション102に送られた信号を時間T2’に 受信する。隣接セル112のベースステーション104は、信号伝播遅延として 指示される移動ステーション120までの距離D2を計算し、T2がT2’から 減少される。最後に、隣接セル112のベースステーション104は、パラメー タT1及びD2を使用することによりあたかもサービス遂行セル110のベース ステーション102であるかのように、隣接セル112のベースステーション1 04が移動ステーション120に信号を送信するときの時間T3を計算する。 この方法は、公知解決策の方法により変更が必要とされるセルラー無線ネット ワークにおいて、ハンドオーバーの際に隣接セル112のベースステーション 104を用いてサービス遂行セル110のベースステーション102をエミュレ ートするように使用される。この場合のシステムの新たな機能は、隣接セル11 2のベースステーション104がサービス遂行セル110の少なくとも1つの移 動ステーション120を監視するように構成することである。更に、隣接セル1 12のベースステーション104及び/又はベースステーションコントローラ1 00は、無線接続130に関連してサービス遂行セル110のベースステーショ ン102により送られる情報を受信し、そして隣接セル112のベースステーシ ョン104が移動ステーション120に信号を送信すべき時間を計算するように 構成される。監視は、ベースステーション104の既存の測定受信器により、例 えば、通常の受信器又は試験装置の受信器により行われる。無線接続130に関 連した情報の受信は、公知のパラメータ処理の場合のように隣接セル112のベ ースステーション104及び/又はベースステーションコントローラ100にお いて行われる。無線接続130に関連した情報は、例えば、無線チャンネルの記 述や、トレーニングシーケンスや、タイミングの進みや、暗号キーを含む。送信 時間の計算は、隣接セル112のベースステーション104及び/又はベースス テーションコントローラ100において上記のように行われる。最も簡単なもの では、本発明はソフトウェアとして実施される。このとき、ソフトウェアは、ベ ースステーション104及び/又はベースステーションコントローラ100に含 まれたメモリに記憶することができ、そして装置に含まれたプロセッサで処理す ることができる。又、本発明は、汎用プロセッサ又は信号プロセッサ或いは個別 のロジックにより実施することもできる。 以上、添付図面を参照して本発明を説明したが、本発明は、これに限定される ものではなく、請求の範囲に記載した本発明の考え方の中で種々の形態で変更で きることを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),UA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. セルラー無線ネットワークが少なくとも1つのベースステーションシステム 及び少なくとも1つの移動ステーション(120) を備え、ベースステーションシ ステムは、少なくとも2つのベースステーション(102,104) 及び少なくとも1 つのベースステーションコントローラ(100) を含み、そしてベースステーショ ン(102,104) が有効到達エリア即ちセル(110,112) を有し、ハンドオーバーの 際に、移動ステーション(120) がサービス遂行セル(110) から隣接セル(112) へ移動するときに、サービス遂行セル(110) のベースステーション(102) と移 動ステーション(120) との間の両方向無線接続(130) が隣接セル(112) のベー スステーション(104) と移動ステーション(120) との間の両方向無線接続(132 ) へ切り換えられるようなセルラー無線ネットワークにおいて移動ステーショ ンのハンドオーバーを確実に行う方法において、隣接セル(112) のベースステ ーション(104) がハンドオーバーの際にサービス遂行セル(110) のベースステ ーション(102) をエミュレートすることを特徴とする方法。 2. エミュレーションにおいて、隣接セル(112) のベースステーション(104) は 、あたかもサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) により送られ たかのようにハンドオーバーコマンドを移動ステーション(120) に送信する請 求項1に記載の方法。 3. 上記ベースステーションコントローラ(100) は、サービス遂行セル(110) の ベースステーション(102) と移動ステーション(120) との間の接続をアクチベ ートし、 上記ベースステーションコントローラ(100) は、サービス遂行セル(110) の 隣接セル(112) の少なくとも1つのベースステーション(104) に、上記使用さ れた無線接続(130) の特定のパラメータを与えることにより、そのベースステ ーションをスタンバイ状態へとアクチベートし、 上記移動ステーション(120) は、ある隣接セル(112) に向かって移動し、そ してスタンバイ状態にセットされた隣接セル(112) のベースステーション(104 ) はそれ自身のセル(112) において移動ステーション(120) が検出されるかど うかを監視し、 上記移動ステーション(120) がサービス遂行セル(110) と隣接セル(112) と の間の境界(114) を横切って移動するときに、隣接セル(112) のベースステー ション(104) は、ベースステーションコントローラ(100) にそのことを通知し 、 ベースステーションコントローラ(100) は、移動ステーション(120) とサー ビス遂行セル(110) のベースステーション(102) との間の接続(130) が切断さ れるか、又はサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) を経て通常 のハンドオーバーを行うことができないか、又は隣接セル(112) のベースステ ーション(104) を経て首尾良いハンドオーバーがおそらく行えることを知り、 ベースステーションコントローラ(100) は、サービス遂行セル(110) のベー スステーション(102) から接続(130) に関する全ての情報を検索し、その情報 を隣接セル(112) のベースステーション(104) へ送信し、そしてサービス遂行 セル(110) のベースステーション(102) において接続(130) に関する全てのト ラフィックを終了させ、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、正しい時間の進みを計算し 、 ベースステーションコントローラ(100) は、隣接セル(112) のベースステー ション(104) にコマンドを送り、接続(130) に関して元のサービス遂行セル(1 10) のベースステーション(102) から得た情報を使用することによりあたかも 元のサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) であるかのように接 続(132) を継続するようにさせ、 ベースステーションコントローラ(100) は、隣接セル(112) のベースステー ション(104) にハンドオーバーコマンドを送り、次いで、隣接セル(112) のベ ースステーション(104) は、通常のハンドオーバー手順を実行し、そしてその セル(112) が接続(132) のためのサービス遂行セル(112) になるようにし、 最後に、ベースステーションコントローラ(100) は、元のサービス遂行セル (110) のベースステーション(102) から接続(130) に繋がれたリソースをデア クチベートする請求項1に記載の方法。 4. 移動ステーション(120) によるサービス遂行セル(110) と隣接セル(112) と の間の境界(114) の横断は、隣接セル(112) のベースステーション(104) によ る移動ステーション(120) の無線電界強度測定に基づいて推測される請求項3 に記載の方法。 5. ベースステーションコントローラ(100) は、ベースステーション(104) のみ をスタンバイ状態にセットし、このベースステーション(104) において移動ス テーション(120) がセル(110,112) 間の境界(114) を横切って迅速に移動でき るようにする請求項3に記載の方法。 6. ハンドオーバーエリアの縁(140) が通常よりも小さい請求項3に記載の方法 。 7. セルのサイズが小さいセルラー無線ネットワークでは、伝播遅延も非常に小 さいので、ベースステーション(102,104) と移動ステーション(120) との間の 距離により生じる伝播遅延を修正する時間の進行について値を計算しない請求 項3に記載の方法。 8. サービス遂行セル(110) のベースステーション(102) は、時間Tに移動ステ ーション(120) へ信号を送信し、 移動ステーション(120) は、サービス遂行セル(110) のベースステーション (102) により送られた信号を時間T1に受信し、 移動ステーション(120) は、時間の進みTAを考慮して時間T2にサービス 遂行セル(110) のベースステーション(102) に信号を送信し、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、隣接セル(112) のベースス テーション(104) からサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) ま での距離D1を知っており、これは、信号伝播遅延として指示され、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、サービス遂行セル(110) の ベースステーション(102) により時間Tに移動ステーション(120) へ送られた 信号を時間T’に受け取り、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、パラメータT’及びD1を 使用することによりサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) が信 号を送ったとき、即ち時間Tを計算し、D1がT’から減少され、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、パラメータT及びTAを使 用することにより移動ステーション(120) がサービス遂行セル(110) のベース ステーション(102) に信号を送ったときの時間T2を計算し、TAの半分即ち TA/2が時間Tから減少され、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、移動ステーション(120) に よりサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) に送られた信号を時 間T2’に受け取り、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、パラメータT2及びT2’ を使用することにより信号伝播遅延として指示される移動ステーション(120) までの距離D2を計算し、T2が時間T2’から減少され、 隣接セル(112) のベースステーション(104) は、パラメータT1及びD2を 使用することによりあたかもサービス遂行セル(110) のベースステーション(1 02) であるかのように隣接セル(112) のベースステーション(104) が移動ステ ーション(120) へ信号を送るときの時間T3を計算し、D2がT1から減少さ れる請求項3に記載の方法。 9. 少なくとも1つのベースステーションシステム及び少なくとも1つの移動ス テーション(120) を備えたセルラー無線ネットワークであって、ベースステー ションシステムは、少なくとも2つのベースステーション(102,104) 及び少な くとも1つのベースステーションコントローラ(100) を含み、そしてベースス テーション(102,104) が有効到達エリア、即ちセル(110,112) を有し、ハンド オーバーの際に、移動ステーションがサービス遂行セル(110) から隣接セル(1 12) へ移動するときに、サービス遂行セル(110) のベースステーション(102) と移動ステーション(120) との間の両方向無線接続が隣接セル(112) のベース ステーション(104) と移動ステーション(120) との間の両方向無線接続(132) へ切り換えられるようなセルラー無線ネットワークにおいて、隣接セル(112) のベースステーション(104) がハンドオーバーの際にサービス遂行セル(110) のベースステーション(102) をエミュレートするよう構成されたことを特徴と するセルラー無線ネットワーク。 10. 上記隣接セル(112) のベースステーション(104) は、サービス遂行セル(110 ) の少なくとも1つの移動ステーション(120) を監視するように構成される請 求項9に記載のシステム。 11. 上記隣接セル(112) のベースステーション(104) 及び/又はベースステーシ ョンコントローラ(100) は、 無線接続(130) に関してサービス遂行セル(110) のベースステーション(102 ) により送られた情報を受け取り、そして 隣接セル(112) のベースステーション(104) が移動ステーション(120) へ信 号を送信すべきときを計算する、 ように構成される請求項9に記載のシステム。
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