JP2000511377A - Cdmaシステム用ハードハンドオフにおいてダイバシティーを提供するための方法および機器 - Google Patents

Cdmaシステム用ハードハンドオフにおいてダイバシティーを提供するための方法および機器

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Abstract

(57)【要約】 通信ネットワークにおいて、ネットワークユーザは、少なくとも1つの基地局(B1A)を介して別のユーザ(30)と遠隔ユニット(125)を使用して通信する。その通信ネットワークには、第1カバレージエリアを有する第1基地局(B1A)と、第2カバレージエリアを有する第2基地局(B2A)がある。通信が第2基地局(B2A)と遠隔ユニット(125)の間で確立されていない状況においては、遠隔ユニット(125)が第1カバレージエリア内にあり、と同時に第2カバレージエリア内にあるときに遠隔ユニット(125)と第1基地局(B1A)の間で通信を提供するために、第1基地局(B1A)が、遠隔ユニット(125)に向けられるように第1アクティブ通信信号を作成する。第1基地局は第1アクティブ通信信号を第1アンテナ(130)から送信する。基地局は、その第1アクティブ通信信号を遅延させ、第1遅延アクティブ通信信号を作成し、それを第2アンテナ(135)から送信し、その場合第1アクティブ通信信号と第1遅延アクティブ通信信号が遠隔ユニットに知覚されるように無関係にフェージングするように、第2アンテナ(135)は第1アンテナ(130)に関して向けられる。第1基地局(B1A)は、遠隔ユニット(125)が第2カバレージエリア内に位置することを特定するために、第1アクティブ通信信号の往復遅延を測定することがある。

Description

【発明の詳細な説明】 CDMAシステム用ハードハンドオフにおいてダイバシティーを 提供するための方法および機器 発明の背景 I.発明の分野 本発明は、概して、複数の基地局が配置されるセルラー通信システムに関し、 特に、異なるセルラーシステムの基地局の間で通信をハンドオフするための新規 の改善された技術に関する。 II.関連技術の説明 コード分割多重アクセス(CDMA方式:code division multiple occess) 変調技術は、多数のシステムユーザが存在している状況下での通信を容易にする ための技術の内の1つである。他の技術としては時分割多重アクセス方式(TD MA)と周波数分割多重アクセス方式(FDMA)等が既知であるが、CDMA 方式はこれら変調技術に優る重大な優位点を有する。多元アクセス通信システム でのCDMA方式の使用は、本発明の出願人によってなされ、その開示が参照に より本明細書に組み込まれる「衛星または地上中継器を使用するスペクトラム拡 散多元アクセス通信システム(SPREAD SPECTRUM MULTIPL E ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SA TELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS)」と題する 米国特許第4,901,307号に開示されている。 この特許には、それぞれがトランシーバ(遠隔ユニット)を有する大多数の移 動電話システムのユーザが、CDMAスペクトラム拡散通信信号を使用し、衛星 中継器または地上基地局(基地局またはセルサイトともいう)を通して通信する 、多元アクセス技術が開示されている。CDMA方式によれば、周波数スペクト ルを、複数回再利用することができる。このようなCDMA方式によれば、他の 多元アクセス技術と比較してはるかに高いスペクトル効率を得られ、 それによってシステムユーザの容量を増加できる効果がある。 米国内で使用されている従来のFMセルラーシステムは、一般的には、アンプ ス(セルラー式移動体電器サービス)(AMPS:Advonced Mobile Phone Serv ice)と呼ばれ、米国電子工業会規格EIA/TIA−533「移動局−地上局 互換性仕様(Mobile Station−Land Station Com patibility Specification」に詳しく説明されている 。このような従来のFMセルラー電話システムにおいては、使用可能な周波数バ ンドは、典型的には、帯域幅で30キロヘルツ(kHz)のチャンネルに分割さ れる。そして、システムサービスエリアは、地理学的に、サイズがさまざまとな ることがある基地局カバレージエリアに分割される。また、上記使用可能な周波 数チャンネルは、セットに分割される。その周波数セットは同一チャンネル干渉 の可能性を最小限にするように前記カバレージエリアに割り当てられる。例えば 、7つの周波数セットがあり、カバレージエリアが同等なサイズの六角形である システムを考えてみる。この場合1つのカバレージエリアで使用される周波数セ ットは、6つの最も近い隣接するカバレージエリアでは使用されないことになる 。 従来のセルラーシステムでは、遠隔ユニットが2つの異なる基地局のカバレー ジエリアの境界を横切るときでも通信コネクションが続行できるようにするため 、ハンドオフスキームを使用する。前記アンプス(AMPS)システムでは、ア クティブ基地局内の受信機が、遠隔ユニットから受信した信号強度が所定のしき い値を下回ったことの通知を受け取ったことに基づいて、ある基地局から別の基 地局へのハンドオフが開始される。信号強度の低下は、遠隔ユニットが基地局の カバレージエリア境界近くにいることを示す。信号強度レベルが所定しきい値を 下回ると、アクティブ基地局は、システムコントローラに、隣接する基地局が現 在の基地局よりも好ましい状態の信号強度の遠隔ユニット信号を受信するかどう かを判断するように依頼する。 次いで、このシステムコントローラは、アクティブ基地局からの照会に応えて 、ハンドオフ要求と共に隣接する基地局にメッセージを送信する。アクティブ基 地局に隣接する基地局のそれぞれは、それが動作しているチャンネルで遠 隔ユニットからの信号を探す特殊スキャニング受信機を利用する。隣接する基地 局の内の1つがシステムコントローラに対し適切な信号レベルを報告すると、現 在ではターゲット基地局と名称が付けられているその隣接する基地局に対し、ハ ンドオフが試みられる。ついで、ハンドオフが、ターゲット基地局で使用される チャンネルセットからアイドルチャンネルを選択することによって始動される。 制御メッセージは、遠隔ユニットに送信され、それにカレントチャンネルからタ ーゲット基地局によってサポートされる新規チャンネルに切り替えるように命令 する。同時に、システムコントローラは、回線接続をアクティブ基地局からター ゲット基地局に切り替える。このプロセスがハードハンドオフと呼ばれる。「ハ ード」という用語は、ハンドオフの「ブレーク・ビフォア・メーク」という特徴 を特徴付けるために使用される。 従来のシステムでは、ターゲット基地局へのハンドオフが不成功に終わると、 回線接続はドロップ、つまり切断される。ハードハンドオフの失敗が発生するの には多くの理由がある。まず、ターゲット基地局で使用できるアイドルチャンネ ルがない場合、ハンドオフは失敗する可能性がある。ハンドオフは、事実上、基 地局が、実際には離れた基地局と通信するために同じチャンネルを使用して別の 遠隔ユニット信号を受信しているときに、隣接する基地局の内の1つがその遠隔 ユニットからの信号の受信を報告する場合にも失敗する。この報告エラーが発生 すると、誤った基地局、通常は、実際の遠隔ユニットからの信号強度が通信を維 持するのには不十分である基地局に回線接続が転送される結果となる。さらに、 遠隔ユニットがチャンネルを切り替えるためのコマンドを受信できない場合、ハ ンドオフは失敗する。実際の動作経験によれば、ハンドオフ失敗が頻繁に発生す ると、システムの信頼性は著しく低下することになる。 従来のアンプス(AMPS)システムでの別の共通の問題は、遠隔ユニットが 、2つのカバレージエリアの間の境界近くに長時間とどまるときに発生する。こ の状況では、信号レベルは、遠隔ユニットが位置を変更するにつれて、またはカ バレージエリア内の他の反射オブジェクトまたは減衰化オブジェクトが位置を変 更するにつれて、各基地局に関して変動する傾向がある。信号レベルが変動する と、2つの基地局の間で通話をあちこちにハンドオフするように要求 が繰り返しなされる「たらいまわし」状態が発生することがある。このような追加 の不必要なハンドオフのため、通話(call)が不注意に切断されるという確 率が増す。さらに、繰り返されるハンドオフは、たとえ成功しても、信号品質に 悪影響を及ぼす可能性がある。 本特許出願の出願人よる「CDMAセルラー電話システムでの通信でソフトハ ンドオフ(soft handoff)を提供するための方法とシステム(ME THOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HA NDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLU LAR TELEPHONE SYSTEM)」と題する米国特許第5,101, 501号(1992年3月31日に発行)では、CDMA通話のハンドオフ中に 複数の基地局を通した遠隔ユニットとの通信を提供するための方法とシステムが 開示される。セルラーシステムにおいてこの方式によるハンドオフ通信を用いる ことで、通信はアクティブ基地局からターゲット基地局へのハンドオフによって 中断されないことになる。このハンドオフ方式は、第1アクティブ基地局との通 信が終了する前に第2アクティブ基地局になるターゲット基地局と並行通信が確 立されるという点で、「ソフト」ハンドオフと見なされることがある。 さらに改善されたソフトハンドオフ技術が、本特許出願の出願人による261 号特許、すなわち1993年11月30日に発行された、「CDMAセルラー通 信システムで移動局によって補助されるソフトハンドオフ(MOBILESTA TION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CE LLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM)」と題する、米国 特許第5,267,261号内に開示されている。261号特許のシステムでは 、ソフトハンドオフプロセスは、システム内の各基地局によって送信される「パ イロット」信号の強度の遠隔ユニットでの測定値によって基づいて制御される。 これらのパイロット強度測定は、存続可能な(viable)基地局ハンドオフ 候補の識別を容易にすることによってソフトハンドオフプロセスを補助する。 さらに具体的には、261号の特許のシステムでは、遠隔ユニットは、隣接 する基地局からのパイロット信号の信号強度をモニタする。隣接する基地局のカ バレージエリアは、アクティブな通信が確立される基地局のカバレージエリアに 実際に境を接している必要はない。隣接する基地局の内の1つからのパイロット 信号の測定された信号強度が指定されたしきい値を上回る場合、遠隔ユニットは 、アクティブ基地局を介してシステムコントローラに信号強度メッセージを送信 する。システムコントローラは、ターゲット基地局に対し、遠隔ユニットとの通 信を確立するように命令し、アクティブな基地局を介して遠隔ユニットに対し、 アクティブ基地局との通信を維持しつつ、ターゲット基地局を通る同時存在通信 を確立するように命令する。このプロセスは、追加基地局に対しても続行する可 能性がある。 遠隔ユニットが通信している1つ基地局に対応するパイロットの信号強度が所 定レベルを下回るとき、遠隔ユニットは、アクティブ基地局を介し、システムコ ントローラに対し、前記基地局の測定された信号強度を報告する。そのシステム コントローラは、1つまたは複数の他のアクティブ基地局を通した通信を維持す る一方で、特定された基地局を通した通信を終了するように、特定された基地局 と遠隔ユニットにコマンドメッセージを送信する。 この技術は、同じシステムコントローラによって制御される同じセルラーシス テム内の基地局間の通話の転送に適しているが、遠隔ユニットが別のセルラーシ ステムの基地局によってサービスを受けているカバレージエリアに移動する場合 にはさらなる問題が生じる。このような「システム間」ハンドオフでの1つの複 雑な要因とは、各システムが別のシステムコントローラによって制御されており 、通常、第1のシステムの基地局と第2のシステムのシステムコントローラの間 、およびその逆で、直接的なリンクが存在しないという点である。その2つのシ ステムは、それによって同時遠隔ユニット通信をハンドオフプロセス中に複数の 基地局を通して実行されないようになる。2つのシステムの間のシステム間リン クの存在がシステム間ソフトハンドオフを容易にするために使用できるときにも 、その2つのシステム間の特性の相違は、大部分の場合、ソフトハンドオフプロ セスをさらに複雑にする。 システム間ソフトハンドオフを実施するためにリソースが使用できないとき に、連続サービスが維持されなければならないのであれば、あるシステムから別 のシステムへの回線接続の「ハード」ハンドオフは重大になる。システム間ハン ドオフは、システム間の回線接続の転送が無事に行われるようなロケーションで 、一度に実行されなければならない。例えば、以下のときにだけハンドオフを試 行しなければならない結果になる。 (i)アイドルチャンネルがターゲット基地局で使用できるとき。 (ii)遠隔局がターゲットステーションとアクティブ基地局の範囲内にあると き。 (iii)遠隔局が、それがチャンネルを切り替えるためのコマンドを受信する ことを保証される位置にあるとき、および 理想的には、このような各システム間ハードハンドオフは、さまざまなシステム の基地局間でハンドオフ要求を「たらいまわしにする」可能性を最小限にするよ うに実施されなければならない。 既存のシステム問ハンドオフ技術のこれらの短所およびそれ以外の短所は、セ ルラー通信の品質を損なわせ、競合するセルラーシステムが増え続けるにつれて さらに性能を低下させると考えられている。したがって、さまざまなシステムの 基地局の間で通話のハンドオフを確実に実行できるシステム間ハンドオフ技術が 要望されている。 発明の概要 コード分割多重アクセス(CDMA)からCDMAの同じ周波数のハードハン ドオフの1つの側面は、ソフトハンドオフが確率できない基地局からの膨大な信 号エネルギーが存在する場合であっても、遠隔ユニットとその基地局との間の通 信を維持しなければならないことである。その使用できない信号エネルギーは、 遠隔ユニットによって知覚されるように雑音に対する信号比を減少させる。信号 がアクティブ基地局に関してフェージング(減衰)する場合、その雑音対信号比 はさらに減少することがある。したがって、性能を改善するための1つの方法は 、アクティブ基地局に関して深いフェードの確率を最小限に抑えることである。 したがって、この発明は、遠隔ユニットに関して、フェージ ングでの独立性を提供するのに十分な距離離間した2つの異なったアンテナから 、順方向リンク信号を2度送信することによって順方向リンク空間ダイバシティ ーを提供する。 図面の簡単な説明 本発明の特徴、目的、および優位点は、以下に述べられる詳細な説明を図面と ともに解釈するときにさらに明確になるだろう。 図1は、セルラーWLL、PCSまたは無線PBXシステムの例示的な図であ り、 図2は、第1(MSC−I)と第2(MSC−II)移動交換センターによっ てそれぞれ制御される第1セルラーシステムと第2セルラーシステムを具備する セルラー通信網を示し、 図3は、2つの指向性マイクロ波アンテナの間の2地点間マイクロ波リンクと 同じ場所に配置されるセルラー式通信システムを示し、 図4Aは、FMシステムのハードハンドオフ領域のきわめて理想化された表現 を示し、 図4Bは、CDMAシステムのハードハンドオフ領域とソフトハンドオフ領域 のきわめて理想化された表現を示し、 図4Cは、CDMAからCDMAに異なる周波数ハンドオフに対応するハンド オフ領域のきわめて理想化された表現をし、 図5は、内部、遷移、および第2システム基地局のセットを示し、遠隔ユニッ ト測定指向型ハードハンドオフテーブルの機能を示すのに使用され、 図6は、3つのセクタに分割された基地局のアンテナパターンを示し、 図7は、CDMAからCDMAへの同じ周波数ハンドオフでの検出規則の用途 を示し、 図8は、CDMAからCDMAへの異なる周波数ハンドオフでの検出規則の用 途を示し、 図9は、CDMAからCDMAへの異なる周波数ハンドオフを提供する構成の 2つの同じ場所に配置された基地局を示し、 図10は、CDMAシステムから、別の技術を使用してサービスを提供するシ ステムへのハンドオフを示し、 図11は、複数のセクタに分割された単一基地局を使用してCDMAからCD MAへの異なる周波数ハンドオフを提供する代替構成を示し、 図12は、受信ダイバシティを構成する従来の技術による基地局のブロック図 であり、 図13は、経路ダイバシティを作り出すための送信ダイバシティを有する境界 基地局のブロック図であり、 図14は、ハードハンドオフを実行するために同じ場所に配置された基地局の 用途を表し、 図15は、ハードハンドオフを実行するためにカバレージエリアの重複のかな りの部分を有する密接に配置される基地局の用途を表し、 図16は、2地点間マイクロ波リンクによって交差されるCDMAシステムで の「コーンオブサイレンス」の用途を示し、および 図17は、コーンオブサイレンスカバレージエリアとマイクロ波リンクカバレ ージエリアが、実質上同じである2地点間マイクロ波リンクによって交差される CDMAシステムでの「コーンオブサイレンス」の用途を示す。 実施例 セルラーシステム、無線交換機(PBX)システム、無線市内線(WLL)、パ ーソナルコンピュータシステム(PCS)システム、またはそれ以外の類似した 無線通信システムの例示的な図が図1に提供される。変形例においては、図1の 基地局は、衛星をベースにしていても良い。図1に図解されるシステムは、大多 数の遠隔ユニットと、複数の基地局の間での通信を容易にするために多様な多元 アクセス変調技術を示すものである。多元アクセス通信システム技術としては、 時分割多重アクセス方式(TDMA)、周波数分割多重アクセス方式(FDMA)、 コード分割多重アクセス(CDMA)、および振幅圧縮単一波帯のような振幅変調 (AM)スキームなどの数多くがすでに知られている。ただし、CDMAのスペ クトラム拡散変調技術は、多元アクセス通信システム 用のこれらの変調技術に優る重要な優位点を有している。多元アクセス通信シス テムでのCDMA技術の用途は、本特許出願の出願人により取得され、参照によ ってこの明細書に組み込まれる「衛星または地上中継器を使用するスペクトル拡 散多元アクセス通信システム(SPREAD SPECTRUM MULTIPL E ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SA TELITE OR TERRESTRIAL REPEATERS)」と題する、 1990年2月13日に発行された米国特許第4,901,307号に開示され ている。この明細書に開示される好ましい実施態様はCDMAシステムに関して 説明されるが、この明細書に説明される考えの多くは、多岐に渡る通信技術とと もに使用することができる。 前記米国特許第4,901,307号では、大多数の移動電話システムユーザ のそれぞれが、CDMAスペクトル拡散通信信号を使用して、衛星中継器または 地上基地局を通してトランシーバに通信させる多元アクセス技術が開示される。 CDMA通信を使用する上で、同じ周波数スペクトルは、複数の別個の通信信号 を通信するために、複数回再利用することができる。CDMA方式を使用すると 、他の多元アクセス技術を使用して達成できるよりはるかに高いスペクトル効率 をもたらし、このようにしてシステムユーザの容量を増加することができる。 典型的なCDMAシステムでは、各基地局は一意のパイロット信号を送信する 。好ましい実施態様では、パイロット信号は、1つの共通した擬似ランダム雑音 (PN)拡散符号を使用する各基地局によって連続的に送信される、未変調の直 接シーケンススペクトル拡散信号である。各基地局または基地局セクタは、他の 基地局から、時間内に共通したパイロットシーケンスオフセットを送信する。遠 隔ユニットは、それが基地局から受信するパイロット信号の符号位相オフセット に基づいて基地局を特定することができる。また、パイロット信号は、コヒーレ ントな復調及びハンドオフの決定で使用される信号強度測定の基礎となる基準位 相を提供する。 図1を再び参照すると、移動交換センター(MSC)とも呼ばれる、システム コントローラと交換機10は、通常、システム制御を基地局に提供するため のインタフェースと処理回路を含む。コントローラ10は、適切な遠隔ユニット への伝送のために、公衆加入電話網(PSTN)を通した電話を適切な基地局へ 導くための経路選択を制御する。また、コントローラ10は、逆に、少なくとも 1つの基地局を介する遠隔ユニットからの通話を、前記PSTNへ導くための経 路選択も制御する。さらに、コントローラ10は、適切な基地局を介して遠隔ユ ニット間での通話を接続する。 典型的な無線通信システムは、複数のセクタを有するいくつかの基地局を具備 する。複数のセクタに分割された基地局は、独立した処理回路だけではなく、複 数の独立した送信アンテナと受信アンテナを備える。本発明は、セクタ化された された基地局の各セクタと、単一セクタから成る独立基地局に等しく適用する。 「基地局」という用語は、基地局の1つのセクタか、または単一セクタから成る 基地局のどちらかを指すものとする。 コントローラ10は、専用電話回線、光ファイバーリンクのような多様な手段 によって、またはマイクロ波通信リンクによって基地局に結合されることがある 。図1は、例示的な基地局12、14、16と例示的な遠隔ユニット18を示す 。遠隔ユニット18は、車両をベースにした電話、ハンドーヘルド型携帯型装置 、PCS装置、または固定ロケーション無線市内線装置、あるいはそれ以外の準 拠する音声またはデータ通信デバイスである場合がある。矢印20A、20Bは 、基地局12と遠隔ユニット18の間の考えられる通信リンクを示す。矢印22 A、22Bは、基地局14と遠隔ユニット18の間の考えられる通信リンクを示 す。同様に、矢印24A、24Bは、基地局16と遠隔ユニット18の間の考え られる通信リンクを示す。 基地局ロケーションは、そのカバレージエリア内に位置する遠隔ユニットにサ ービスを提供するために設計されている。遠隔ユニットがアイドルであるとき、 つまり、通話が進行中でないとき、遠隔ユニットはつねに近くの各基地局からの パイロット信号伝送をモニタする。図1に示されるように、パイロット信号は、 基地局12、14、および16によって、通信リンク20B、22Bおよび24 Bそれぞれの上で遠隔ユニット18に送信される。一般的には、「順方向リンク 」という用語は、基地局から遠隔ユニットへのコネクションを 指す。一般的には、「逆方向リンク」という用語は、遠隔ユニットから基地局へ のコネクションを指す。 図1に示される例では、遠隔ユニット18は、基地局16のカバレージエリア 内にあると考えられることがある。この場合、遠隔ユニット18は、それがモニ タする他のパイロット信号より高いレベルで基地局16からパイロット信号を受 信する傾向がある。遠隔ユニット18がトラフィックチャンネル通信(つまり、 電話通話)を開始すると、制御メッセージが基地局16に送信される。基地局1 6は、通話要求メッセージを受け取ると、コントローラ10に信号で知らせ、被 通話者電話番号を転送する。すると、コントローラ10はPSTNを介して意図 された受取人に通話を接続する。 通話がPSTNから開始される場合、コントローラ10は、遠隔ユニットがも っとも最近その存在を登録したロケーションの近傍に位置する基地局のセットに 通話情報を伝送する。基地局は、これに対して、ページングメッセージを一斉送 信する。意図された遠隔ユニットは、そのページメッセージを受信すると、最も 近い基地局に送信される制御メッセージで応答する。その制御メッセージは、コ ントローラ10に、この特定の基地局が遠隔ユニットと通信していることを通知 する。コントローラ10は、最初、この基地局を通して通話を遠隔ユニットに送 る。 遠隔ユニット18が、初期基地局、例えば基地局16のカバレージエリアを出 て行くと、通信が別の基地局に転送される。通信を別の基地局に送信するプロセ スが、ハンドオフと呼ばれる。好ましい実施態様では、遠隔ユニットはハンドオ フプロセスを開始し、補助する。 通常は簡単にIS−95と呼ばれる「二重モード広帯域スペクトル拡散セルラ ーシステム用の移動局−基地局互換性規格(Mobile Station−Ba se Station Compatibility Standard for Dual−Mode Wideband Spread Spectrum Cel lular System)」、TIA/EIA/IS−95に従って、「遠隔ユ ニットによって補助される」ハンドオフは、遠隔ユニット自体によって開始され てもよい。その遠隔ユニットには、それ以外の機能を実行すること に加え、隣接する基地局のパイロット信号伝送がないかスキャンするために使用 される探索受信機が具備される。例えば基地局12である、隣接する基地局の1 つのパイロット信号が指定されたしきい値より大きいと判明すると、遠隔ユニッ ト18は、メッセージを現在の基地局、すなわち、基地局16に送信する。情報 は、基地局16を介して制御装置10に通信される。コントローラ10はこの情 報を受信すると、遠隔局18と基地局12の間のコネクションを開始できる。コ ントローラ10は、基地局12がリソースを通話に割り当てることを要求する。 好ましい実施態様では、基地局12は、通話を処理するためにチャンネル要素を 割り当て、このような割当てをコントローラ10に報告して返す。コントローラ 10は、基地局12からの信号を探索するために基地局16を介して遠隔ユニッ ト18に知らせ、基地局12に遠隔ユニット局トラフィックチャンネルパラメー タを知らせる。遠隔ユニット18は、基地局12と16の両方を通して通信する 。このプロセスの間、遠隔ユニットは、それが受信するパイロット信号の信号強 度を特定、測定し続ける。このようにして、遠隔ユニットによって補助されるハ ンドオフが達成される。 前記プロセスは、遠隔ユニットが、複数の基地局を通して同時に通信するとい う点で「ソフト」ハンドオフであると考えられる可能性がある。ソフトハンドオ フの間、前記MSCは、遠隔ユニットが通信中の各基地局から受信される信号を 結合または選択することができる。MSCは、PSTNからの信号を、遠隔ユニ ットが通信中の各基地局に中継する。遠隔ユニットは、それが各基地局から受信 する信号を結合し、一つに集められた結果を作り出す。 ソフトハンドオフをレビューすると、MSCがプロセスの集中制御を提供する ことが明らかである。遠隔ユニットによって補助されるハンドオフは、遠隔ユニ ットが、同じセルラーシステム内にはない、つまり同じMSCによって制御され ていない2つまたは3つ以上の基地局のカバレージエリア内にたまたま位置する 場合にさらに複雑となる傾向がある。 図2は、それぞれ第1移動交換センターと第2移動交換センター、MSC−I とMSC−IIの制御を受ける第1セルラーシステムと第2セルラーシステムを 備えるセルラー通信網30を示す。MSC−IとMSC−IIは、専用電 話回線、光ファイバーリンクなどの多様な手段によって、またはマイクロ波通信 リンクによってそれぞれ第1セルラーシステムと第2セルラーシステムの基地局 に結合される。図2では、図によって表記される、第1システムのカバレージエ リアC1A−C1E内でそれぞれ提供する5つのこのような例示的な基地局B1A−B1E と、第2セルラーシステムのカバレージエリアC2A−C2E内でそれぞれ提供す る5つの基地局B2A−B2Eがある。 説明の便宜のために、図2のカバレージエリアC1A−C1EとC2A−C2E、およ び、それ以降ここに導入される図3に示されるカバレージエリアは、環状または 六角形であるとして図示され、きわめて理想化されている。実際の通信環境にお いては、基地局カバレージエリアは、サイズと形状が変化する可能性がある。基 地局カバレージエリアは、理想的な環状または六角形の形状とは異なるカバレー ジエリア形状を画定するカバレージエリア境界と重複する傾向がある。さらに、 基地局は、技術でよく知られているように、3つのセクタなどにセクタ分割され ることもある。 以下では、カバレージエリアC1C−C1EとC2C−C2Eは、これらのカバレージ エリアは第1セルラーシステムと第2セルラーシステムの間の境界にもっとも近 いため、境界または遷移カバレージエリアと呼ばれることがある。各システム内 のカバレージエリアの残りは、カバレージエリアの内部または内側と呼ばれる。 図2を参照すると、MSC−IIが、基地局B1A−B1Eと通信するための直接 的なアクセスを持たず、MSC−Iが基地局B2A−B2Eと通信するための直接的 なアクセスを持たないことがすぐに明らかになると思われる。図2に示されるよ うに、MSC−IとMSC−IIは、互いと通信することができる。 例えば、「セルラー無線電気通信システム間運用(Celular Radio Telecommunication Intersystem Operati ons)」と題するEIA/TIA/IS−41と、そのそれ以降の改訂は、図 2のシステム間データリンク34によって示されるような異なった動作領域の交 換機の間の基準を定める。基地局B1C−B1Eの1つと基地局B2C−B2Eの1つの 間でソフトハンドオフを提供するには、多数の通話信号と電力制御情 報が、MSC−IとMSC−IIの間で通過しなければならない。その交換機か ら交換機へのコネクションの遅延性の性質、および大量の通話信号と電力制御の 情報によって、過度な遅延が引き起こされ、不適当なリソースが犠牲にされる可 能性がある。ソフトハンドオフを提供する上でのもう1つの障害は、MSC−I によって制御されるシステムとMSCI−IIによって制御されるシステムのア ーキテクチャが甚だしく異なる可能性があるという点である。また、2つのシス テムによって使用される電力制御の方法もきわめて異なることがある。したがっ て、本発明は、2つのシステムの間でハードハンドオフの機構を提供し、システ ム間ソフトハンドオフの複雑さと費用を回避することに関する。 ハードハンドオフのための機構は、複数の状況で使用することができる。例え ば、MSC−IIによって制御されるシステムは、信号を通信するためにCDM Aを使用するのではなく、代りにFM、TDMAまたは別の方法を使用する可能 性がある。このような場合、システム間ソフトハンドオフのための機構がMSC −Iによって制御されるシステムで提供されるにしても、両方のシステムがCD MAを使用して動作している場合にだけソフトハンドオフが可能であるため、ハ ードハンドオフが必要とされる。したがって、本発明は、さまざまなエアインタ フェースを利用する2つのシステム間の遠隔ユニットをハンドオフするために使 用できるだろう。第2システムは、パイロット信号や他のCDMAビーコンを送 信し、ハードハンドオフプロセスの開始を助けるように修正される必要があるこ とがある。パイロットビーコンを利用するシステムは、1995年3月30日に 提出された、「代替システムハードハンドオフに対する移動局によって補助され るCDMAのための方法と機器(METHOD AND APPARATUS FO R MOBILE UNIT ASSISTED CDMA TO ALTERNAT IVE SYSTEM HARD HANDOFF)」と題する出願中の米国特許出 願番号第08/413,306号に詳しく説明される。代りのシステムは、その 両方ともが本発明の出願人による、1995年8月31日に提出された「同じ周 波数、時分割デュプレックス中継器(SAME FREQUENCY,TIME− DIVISION−DUPLEX REPEATER)」と題する出願中の米国特 許出願番号第08/522, 469号に詳しく説明される。システムは、1995年10月13日に提出され 、本発明の出願人による「さまざまなセルラー通信システムの間のハンドオフの ための方法と機器(METHOD AND APPARATUS FOR HAND OFF BETWEEN DIFFERENT CELLULAR COMMUNI CATIONS SYSTEMS)」と題する出願中の米国特許出願第08/32 2,817号に詳しく説明されるパイロットビーコン装置を使用することがある 。 ハードハンドオフが有効となる可能性があるもう1つの状況とは、遠隔ユニッ トが、それが動作する周波数を変更しなければならない場合である。例えば、P CSバンド内で、2地点間マイクロ波リンクがCDMA通信システムと共存して 動作することがある。図3では、2地点間マイクロ波リンク140は、指向性マ イクロ波アンテナ130と指向性マイクロ波アンテナ135の間に図示される。 基地局40、100、および110は、2地点間マイクロ波リンク140による 周波数バンドの使用を回避し、それによってこの2つのシステムの間の干渉を回 避する必要があることがある。指向性マイクロ波アンテナ130と指向性マイク ロ波アンテナ135はきわめて指向性であるため、2地点間マイクロ波リンク1 40は非常に狭いフィールドを有する。そのようなものとして、基地局115、 120のようなこのシステムの他の基地局と、セクタ50と70は、2地点間マ イクロ波リンク140と干渉しないで動作できる。このようにして、遠隔ユニッ ト125は、2地点間マイクロ波リンク140として同じ周波数バンド内のCD MAチャンネル上で動作する可能性がある。遠隔ユニット125が、遠隔ユニッ ト125が現在その上で動作中の周波数での通信をサポートしない基地局110 に向かって移動する場合、基地局115から基地局110へのソフトハンドオフ を完了することはできない。代りに、基地局115は、基地局110によってサ ポートされる別の周波数バンドへのハードハンドオフを実行するように遠隔ユニ ット125に命令することがある。 ハードハンドオフが有効となることがあるもう1つの状況とは、遠隔ユニット が、さらに均一に負荷を分配するために、それが動作している周波数を変更しな ければならない場合である。例えば、PCSバンド内で、CDMAは、周 波数バンドf1と周波数バンドf2のような複数の周波数バンドでトラフィックチ ャンネル信号と通信している。周波数バンドf2が周波数f1より、アクティブ通 信信号でさらに激しく負荷をかけられる場合、周波数バンドf2から周波数バン ドf1へアクティブ通信信号の一部の負荷を軽減することが有利である可能性が ある。負荷の共用を達成するために、周波数バンドf2で動作中の1つまたは複 数の遠隔ユニットが、システム内ハードハンドオフを実行することによって、周 波数バンドf2での動作を開始するように命令される。 ハードハンドオフを実行する最も信頼できる方法とは、基地局115にそれ自 体の中の代替周波数に対するハードハンドオフを実行させることである可能性が ある。したがって、遠隔ユニット125がかなり大きい信頼できる信号を基地局 115から受信しているある時点で、基地局115は、遠隔局125に、基地局 115によってサポートされる別の周波数で動作するように命令する。基地局1 15は送信を開始し、その新しい周波数で遠隔ユニットによって送信される信号 を受信しようとする。代りに、ハードハンドオフが、基地局115の第1周波数 と基地局110の第2周波数の間で発生することもあるだろう。この2種類のハ ードハンドオフのどちらも、システム間通信を必要としない。 再び図2を参照すると、第1移動交換センター(MSC−I)は、指定された 遠隔ユニットへの伝送のために、PSTNから適切な基地局B1A−B1Eに電話通 話を送ることを制御する。MSC−Iは、少なくとも1つの基地局を介して、カ バレージエリア内での遠隔ユニットからPSTNに対し通話を送ることも制御す る。MSC−IIは、PSTNと基地局B2A−B2の間で通話を送るために基地 局B2A−B2Eの動作を管理する類似した方法で動作する。制御メッセージなどは 、IS−41またはそれ以降の改訂規格のような業界規格を使用して、システム 間データリンク34上でMSC−IとMSC−IIの間で通信されることがある 。 遠隔ユニットが、内部基地局のカバレージエリア内に位置するとき、遠隔ユニ ットは、隣接する基地局のセットからのパイロット信号をモニタするためにプロ グラムされる。遠隔ユニットがカバレージエリアC1D内に位置するが、カバレ ージエリアC2Dに近づいている場合を考える。この例では、遠隔ユニ ットは、基地局B1Dと、遠隔ユニットが現在通信中であるあらゆる他の基地局( 複数の場合がある)に対し報告されるであろう、基地局B2Dからの使用可能な信 号レベルを受信し始める。使用可能な信号レベルが遠隔ユニットによって受信さ れている時間は、受信された信号の1つまたは複数の定量化可能なパラメータ( 例えば、信号強度、信号対雑音比、フレームエラー率、フレーム消去率、ビット エラー率、および/または相対時間遅延)を測定することによって求められる。 好ましい実施態様においては、この測定は遠隔ユニットによって受信されるパイ ロット信号強度に基づいている。遠隔ユニットでの使用できる受信された信号レ ベルのこのような検出と、信号強度または品質メッセージを使用する基地局B1D へのその報告の後、基地局B1Dから基地局B2Dへの同じ周波数の遠隔ユニット によって補助されるハードハンドオフは、以下のように進む。 (i)基地局B1Dは、基地局B2Dから受信された遠隔ユニットの報告された信号 レベルを、基地局B2DがMSC−IIによって制御されていることを認識してい るMSC−Iに中継する。 (ii)MSC−Iは、システム間データリンク34上でMSC−IIから、チ ャンネルリソースと基地局B2での2つのシステムの間のシステム間中継線設備 を要求する。 (iii)MSC−IIは、システム間データリンク34を介して、他の情報だ けではなく、通信が確立されなければならないチャンネルを特定するMSC−I に情報を供給することによって要求に応える。加えて、コントローラは、基地局 B2D内で、遠隔ユニットと中継線リソースとの通信のために指定されたチャン ネルを予約する。 (iv)MSC−Iは、基地局B1Dを介して新しいチャンネル情報を遠隔ユニッ トに供給し、遠隔ユニットが基地局B2Dと通信を開始しなければならない時間を 指定する。 (v)指定された時間に遠隔ユニットと基地局B2Dの間でハードハンドオフを介 して通信が確立される。 (vi)MSC−IIは、MSC−Iに対し、遠隔ユニットのシステム内への 遷移が成功したことを肯定応答する。 このアブローチでの1つの障害は、MSC−Iが、遠隔ユニットからの信号が 、その時点での通信をサポートするのに十分なレベルで基地局B2Dによって受信 されるかどうかを知らないという点である。そのMSC−Iは、遠隔ユニットに 、基地局B2Dとの通信を確立するように命令する。同様に、基地局B2Dは、遠隔 ユニットから使用できる信号レベルを受信していない可能性もある。その結果、 回線接続は、制御をMSC−IIに転送するプロセスの間にドロップされる可能 性がある。回線接続がドロップされると、肯定応答よりむしろエラーメッセージ がMSC−IIからMSC−Iに送信されるであろう。 ハードハンドオフを提供する上でのもう1つの障害とは、CDMAシステムの カバレージエリア境界の性質である。アンプスのようなFMシステムでは、カバ レージエリア重複地域はかなり広い。カバレージエリア重複地域とは、通信が遠 隔局と、2つの異なる基地局のどちらか一方だけの間でサポートできる領域のこ とである。FMシステムでは、このようなカバレージエリア重複地域は、遠隔ユ ニットがカバレージエリア重複地域に配置されるときだけ、ハードハンドオフが 無事に発生できるため、幅広くなければならない。例えば、図4Aは、FMシス テムのきわめて理想化された表現である。基地局150と基地局165は、遠隔 ユニットへの順方向と逆方向のリンクFM通信を提供することができる(順方向 リンクとは、基地局から遠隔ユニットへのコネクションを指す。逆方向リンクと は、遠隔ユニットから基地局へのコネクションを指す)。地域160内では、両 方の基地局150と基地局165からの信号強度は、遠隔ユニット115との通 信をサポートするために十分なレベルにある。FMシステムの性質のため、基地 局150と165は、遠隔ユニット155と同時に通信できないことに注意する 。基地局150から基地局165へのハードハンドオフが地域160内で発生す ると、基地局150と遠隔ユニット155の間で使用されたの比べて、新しい周 波数が基地局165と遠隔ユニット155の間の通信のために使用される。基地 局165は、基地局150によって使用される周波数で絶対に送信しないため、 基地局165は、名目上、基地局150と、それが通信中である遠隔ユニットの 間の通信になんの干渉も与えない。境 界182は、基地局165から遠隔ユニット155への通信が可能ではないロケ ーションを示す。同様に、境界188は、基地局150から遠隔ユニット155 への通信が可能ではないロケーションを示す。明らかに、図4Bと図4Cだけで なく、図4Aは一定の比例に縮小して描画されておらず、現実には、カバレージ エリア重複地域は、各基地局の総カバレージエリアに比較して相対的に狭い。 CDMAソフトハンドオフを使用する場合、通信を2つの基地局の1つだけで 完全にサボートすることができるカバレージエリア重複地域の存在は重大ではな い。ソフトハンドオフが発生する地域では、通信が2つまたは3つ以上の基地局 と同時に確立される場合に、信頼できる通信が維持できることで十分である。C DMAシステムでは、通常、アクティブ基地局と隣の基地局は、同じ周波数で動 作する。したがつて、遠隔ユニットが隣の基地局のカバレージエリアに接近する と、アクティブ基地局からの信号レベルは低下し、隣の基地局からの干渉レベル が増加する。隣の基地局からの干渉が増えるため、ソフトハンドオフが確立しな い場合、アクティブ基地局と遠隔ユニットの間のコネクションは、危険にさらさ れることになる。信号が、隣の基地局に関してではなく、アクティブな基地局に 関してフェードする場合に、そのコネクションは特に危険にさらされる。 図4Bは、CDMAシステムのきわめて理想化された表現である。CDMA基 地局200とCDMA基地局205は、遠隔ユニット155への順方向リンクと 逆方向リンクのCDMA通信を提供することができる。もっとも色が濃い地域1 70内では、両方の基地局200と基地局205からの信号強度は、基地局20 0または基地局205の内の一方とだけ確立されても、遠隔ユニット155との 通信をサポートするのに十分なレベルである。境界184を超えると、基地局2 05だけを通した通信は信頼できない。同様に、境界186を超えると、基地局 200だけを通した通信は信頼できない。 地域175A、170および175Bは、遠隔ユニットが基地局200と20 5の間のソフトハンドオフにあるだろう領域を表す。地域175A内での遠隔ユ ニットとの基地局205に対する通信リンクが、それだけでは通信をサポ ートするのに信頼できない場合にも、両方の基地局200と205を通る通信を 確立することによって、システムの総体的な信頼性は改善される。境界180を 超えると、基地局205からの信号レベルは、ソフトハンドオフでさえ遠隔ユニ ット155との通信をサポートするには不十分である。境界190を超えると、 基地局20からの信号レベルは、ソフトハンドオフでさえ、遠隔ユニット155 との通信をサポートするのに不十分である。 図4Aと図4Bが、互いに関して描画されていることに注意する。境界180 、182、184、186、188および190を指定するために使用される参 照番号は、基地局150と基地局200からの距離が増加するに従って、値が増 加する。そのようなものとして、境界180と190の間のソフトハンドオフ地 域は、最も広い地域である。境界182と188の間のFMカバレージエリア重 複地域は、CDMAソフトハンドオフ地域内にある。CDMA「ハードハンドオ フ」地域は、境界184と186の間のもっとも狭い地域である。 基地局200が第1システムに属し、基地局205が第2システムに属する場 合、基地局200と基地局205は、遠隔ユニット155との同時通信をできな いことがあることに注意する。したがって、通信が、基地局200から基地局2 05に転送される必要がある場合、基地局200から基地局205へのハードハ ンドオフが実行される必要がある。ハードハンドオフが高い成功の確率を得るた めには、遠隔ユニットは、地域170の境界184と186の間のCDMAハー ドハンドオフ地域に位置しなければならないことに注意する。その障害は、ハー ドハンドオフ領域170が厳しく狭く、遠隔措置155がハードハンドオフ地域 170の中に、およびその中から移動するのに要する時間が非常に少ない可能性 があるという事実にある。加えて、遠隔ユニット155がハードハンドオフ地域 170内にあるかどうかを識別することは困難である。遠隔ユニット155がハ ードハンドオフ地域170内にあることがいったん判断されると、どの基地局に 対し、いつハードハンドオフが発生する必要があるのかについて判断が下されな ければならない。本発明は、これらの問題に取り組む。 本発明の第1面は、ハードハンドオフが必要であるだけではなく、無事に達 成されるだろうカバレージエリア内の地域と、基地局のどれにハードハンドオフ を試行する必要があるのかを判断するためのシステムと方法である。図3に示さ れる六角形の並べて表示される配置は、きわめて理想化されている。システムが 実際に配置されると、その結果生じるカバレージエリアはかなり違った形状をし ている。図5は、基地局のセットのさらに現実的な表現を示す。基地局T1−T3 と基地局I1−I3は、システム1コントローラ212によって制御される第1通 信システムの一部である。基地局I1−I3は、同じシステムの他の基地局とだけ 接する内側基地局である。基地局T1−T3は、別のオペレーティングシステムに 属する基地局のカバレージエリアに境を接するカバレージエリアを有する遷移基 地局または境界基地局である。基地局S1−S3は、システムコントローラ214 によつて制御される第2システムの一部である。基地局S3、基地局I1−I3、 および基地局T2−T3を囲む、一番外側の濃い同心円は、対応する基地局との通 信を確立できる基地局の理想化されたカバレージエリアを示す。基地局S1−S2 と基地局T1を囲む一番外側の濃い波状の線は、対応する基地局のさらに現実的 なカバレージエリアを示す。例えば、波状の線228は、基地局S1のカバレー ジエリアを表す。カバレージエリアの形状は、カバレージエリア内の木、丘、お よびその他の障害物だけではなく、カバレージエリア内のアンテナが取り付けら れる高さ、数、反射率、および高い建物の高さのような、基地局がその中にある 地形によって大きく影響を受ける。現実的なカバレージエリアは、図面を簡略化 するために、基地局ごとに図示されない。 実際のシステムでは、基地局のいくつかは、3つのセクタのように、セクタ化 されることがある。図6は、3つのセクタに分割された基地局のアンテナパター ンを示す。図面を簡略化するために、3つのセクタに分割された基地局は、図5 では図示されていない。本発明の概念はセクタ化された基地局に直接的に適用で きる。 図6では、カバレージエリア300Aが、最も細かい幅線によって表される。 カバレージエリア300Bは、媒体幅線によって表される。カバレージエリア3 00Cは、最も濃い線によって表される。図6に示される3つのカバレージ エリアは、標準的な指向性双極子アンテナによって作り出される形状である。カ バレージエリアの縁は、遠隔ユニットがそのセクタを通る通信をサポートするた めに必要な最小信号レベルを受け取るロケーションと考えることができる。遠隔 ユニットがそのセクタの中に移動していくに従って、遠隔ユニットによって知覚 される基地局から受信される信号強度は上昇する。点302での遠隔ユニットは 、セクタ300Aを通して通信できる。点303での遠隔ユニットは、セクタ3 00Aとセクタ300Bを通して通信できる。点304での遠隔ユニットは、セ クタ300Bを通して通信できる。遠隔ユニットがセクタの縁を通り越して移動 すると、そのセクタを通る通信が品質を低下させる可能性がある。図6の基地局 と図示されていない隣の基地局の間でソフトハンドオフモードで動作している遠 隔ユニットは、セクタの内の1つの端近くに位置するだろう。 図3の基地局60は、さらに理想化される3つのセクタに分割される基地局を 表す。基地局60には、そのそれぞれが基地局カバレージエリアの120度を超 えてカバーする3つのセクタがある。途切れていない線55によって示されるカ バレージエリアを持つセクタ50は、粗い破線75によって示されるカバレージ エリアを持つセクタ70のカバレージエリアに重複する。セクタ50は、細かい 破線80によって示されるようなカバレージエリアがあるセクタ80も重複する 。例えば、Xによって示されるロケーション90は、セクタ50とセクタ70の 両方のカバレージエリア内に位置する。 一般的には、基地局は、基地局を通して通信できる遠隔ユニットの数を増加す る一方で、基地局のカバレージエリア内に位置する遠隔ユニットに対する総干渉 電力を削減する。例えば、セクタ80は、ロケーション90にある遠隔ユニット に意図される信号を送信しないので、セクタ80内に位置する遠隔ユニットは、 ロケーション90にある遠隔ユニットの基地局60との通信によって著しく干渉 されない。 ロケーション90に配置される遠隔ユニットの場合、総干渉は、セクタ50と 70、および基地局115と120からの寄与を受ける。ロケーション90にあ る遠隔ユニットは、セクタ50と70とのソフトハンドオフにある可能性がある 。ロケーション90にある遠隔ユニットは、同時に、基地局115と1 20のどちらかまたは両方とのソフトハンドオフにある可能性がある。 遠隔ユニットによって補助されるソフトハンドオフは、その遠隔ユニットによ って測定されるように、複数の基地局セットのパイロット信号強度に基づいて動 作する。アクティブセットとは、アクティブな通信が確立される基地局のセット である。隣のセットとは、通信を確立するために十分なレベルの信号強度を持つ 高い確率のある基地局を含む、アクティブ基地局を囲む基地局のセットである。 候補セットとは、通信を確立するために十分な信号レベルでのパイロット信号強 度を持つ基地局のセットである。 通信が最初に確立されると、リモート装置は、第1基地局を通して通信し、ア クティブセットは、第1基地局だけを含む。遠隔ユニットは、アクティブセット 、候補セット、および近接セットの基地局のパイロット信号強度をモニタする。 近接セットの基地局のパイロット信号が所定のしきい値レベルを超えると、基地 局は候補セットに加えられ、遠隔ユニットで近接セットから除去される。その遠 隔ユニットは、新しい基地局を識別する第1基地局にメッセージを通信する。シ ステムコントローラは、新しい基地局と遠隔ユニットの間で通信を確立するかど うかを判断する。システムコントローラが確立することを決定すると、システム コントローラは、遠隔ユニットについての識別情報とそれとの通信を確立するた めのコマンドのある、新規基地局にメッセージを送信する。また、メッセージは 、第1基地局と新しい基地局を含む新しいアクティブセットを識別する。遠隔ユ ニットは、新しい基地局によって送信された情報信号を探索し、第1基地局を通 る通信を終了せずにこの新しい基地局と通信が確立される。このプロセスは、追 加基地局で続行できる。 遠隔ユニットは、複数の基地局を通して通信するとき、それはアクティブセッ ト、候補セット、および近接セットの基地局の信号強度をモニタし続ける。アク ティブセットの基地局に対応する信号強度が、所定の時間期間の間、所定のしき い値以下にドロップ(drop)すると、遠隔ユニットはそのイベントを報告す るためのメッセージを生成し、送信する。システムコントローラは、遠隔ユニッ トが通信している基地局の少なくとも1つを通してこのメッセージを受け取る。 システムコントローラは、弱いパイロット信号強度を有する基地 局を通る通信を終了することを決定することがある。 そのシステムコントローラは、基地局を通る通信の終了を決定すると、基地局 を識別する新しいアクティブセットを識別するメッセージを生成する。その新し いアクティブセットは、それを通して通信が終了されなければならない基地局を 含まない。それを通して通信が確立される基地局は、メッセージを遠隔ユニット に送信する。また、システムコントローラは、遠隔ユニットとの通信を終了する ために基地局に情報を通信する。遠隔ユニット通信は、このようにして、新しい アクティブセットで特定される基地局を通してだけ送られる。 遠隔ユニットがソフトハンドオフにあるとき、システムコントローラは、アク ティブセットのメンバーである基地局のそれぞれから復号化されたパケットを受 信する。システムコントローラは、その信号のセットから、PSTNに伝送する ための1つの単一の信号を作成しなければならない。各基地局内では、1つの共 通した遠隔ユニットから受信される信号は、それらが復号化され、このようにし て受信された複数の信号を完全に利用する前に結合される。各基地局からの復号 化された結果は、システムコントローラに提供される。いったん信号は復号化さ れると、信号は他の信号と容易にかつ有利に「結合する」ことはできない。好ま しい実施態様では、システムコントローラは、通信が確立されている基地局に1 対1で対応する複数の復号化された信号の間で選択しなければならない。もっと も有利な復号化された信号が基地局からの信号のセットから選択され、他の信号 は単に廃棄される。 ソフトハンドオフに加えて、システムは、「ソフター(softer)」ハンドオ フを利用することがある。ソフターハンドオフとは、通常、1つの共通した基地 局のセクタ間でのハンドオフを指す。1つの共通した基地局のセクタははるかに 親密に接続されているため、1つの共通した基地局のセクタの間のハンドオフは 、復号化されたデータを選択するよりむしろ、復号化されていないデータを結合 することによって実行することができる。本発明は、ソフターハンドオフがどち らのシステムで利用できるかどうかに関係なく、等しく適用する。ソフターハン ドオフのプロセスは、そのそれぞれが本発明の譲請け人に譲渡される、1993 年10月10日に提出され、現在は破棄されている、「1 つの共通した基地局のセクタ間でハンドオフを実行するための方法と機器(ME THOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HAND OFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE ST ATION)」と題する、米国特許出願番号第08/405,611号に記述さ れる。 好ましい実施態様では、選択プロセスは、セレクタバンクサブシステム(SB S)内のシステムコントローラによって実行される。SBSは、セレクタのセッ トを具備する。各セレクタは、1つの遠隔ユニットのアクティブ通信を取り扱う 。回線接続の終了時に、セレクタは、別のアクティブ遠隔ユニットに割り当てら れる。セレクタは、遠隔ユニットと基地局の両方の制御機能のすべての様式を規 定する。セレクタは、基地局からのメッセージを送受する。このようなメッセー ジの例としては、基地局と遠隔ユニットの間の往復遅延がしきい値量分変化する たびに、基地局によって送信されるメッセージである。また、セレクタは基地局 に遠隔ユニットへのメッセージを送信するように命令することができる。このよ うなメッセージの例は、それに遠隔ユニットにパイロット強度測定メッセージ( PSMM)の提供を命令するように命じる基地局に送信される。これらの信号の 両方を使用することは、以下にさらに詳細に説明される。もっとも一般的な実施 例では、ハンドオフプロセスを制御するのはセレクタである必要はなく、どのよ うな様式の通信制御装置でも、好ましい実施態様ではセレクタに委任される機能 を実行することができる。 遠隔ユニットが基地局との通信を確立したとき、基地局は、遠隔ユニットに対 応する往復遅延(RTD)を測定することができる。その基地局は、時間内に、 遠隔ユニットへのその伝送を、普遍的な時間に基づいて位置調整する。その信号 は、基地局から遠隔ユニットに無線エアリンク上で伝送される。送信された信号 は、基地局から遠隔ユニットへの移動にある程度の時間を必要とする。遠隔ユニ ットは、それが基地局に送り返す伝送を位置調整するために、基地局から受信す る信号を使用する。基地局が遠隔ユニットから受信する信号の時間位置調整を基 地局が遠隔ユニットの送信した信号の位置調整と比較することによって、基地局 は、往復遅延を決定することができる。往復遅延は、基地局と 遠隔ユニットの間の距離を概算するために利用することができる。好ましい実施 態様に従って、往復遅延が所定の量を上回って変化するときにはつねに、基地局 は往復遅延をセレクタに報告する。 本発明の1つの面は、遠隔ユニットのロケーションを識別するために、アクテ ィブセットと候補セットのメンバーである遠隔ユニットと基地局の間の往復遅延 を使用する。候補セットのメンバーである遠隔ユニットと基地局の間の往復遅延 を得ることは、アクティブセットのメンバーの往復遅延を求めるよりいくぶん複 雑である。候補セットのメンバーである基地局が遠隔ユニットからの信号を復調 しないために、往復遅延は候補基地局によって直接的に測定できない。 候補セットとアクティブセットのメンバーのパイロット信号情報を含む遠隔ユ ニットから基地局に送信されるメッセージは、パイロット強度測定メッセージ( PSMM)と呼ばれる。PSMMは、基地局からの要求に答えて、または近接セ ットの基地局の信号強度がしきい値を越えたか、候補セットの基地局の信号強度 が、所定の量、アクティブセットの基地局の内の1つの強度を越えたため、ある いはハンドオフドロップタイマーの満了のために、遠隔ユニットによって送信さ れる。 4つのパラメータがソフトハンドオフプロセスを制御する。第1に、パイロッ ト検出しきい値、T_ADDは、近接セットのメンバーである基地局のパイロッ ト信号強度が、候補セットのメンバーとして分類されるようになるために越えな ければならないレベルを指定する。パイロットドロップしきい値、T_DROP は、アクティブセットまたは候補セットのメンバーである基地局のパイロット信 号強度が、タイマをトリガするためにそれ以下に低下しなければならないレベル を指定する。トリガされたタイマの期間は、T_TDROPによって指定される 。T_TDROPによって指定される時間が過ぎた後、パイロット信号強度が依 然としてT_DROPレベルを下回っている場合、遠隔ユニットは、それが現在 属しているセットから対応する基地局の除去を開始する。アクティブセット対候 補セットの比較しきい値T_COMPは、候補セットのメンバーのパイロット信 号強度が、PSMMをトリガするためにアクティブセ ットのメンバーのパイロット信号強度を越えなければならない量を設定する。こ れら4つのパラメータのそれぞれが、遠隔ユニットに記憶される。これら4つの パラメータのそれぞれは、基地局から送信されるメッセージによって新しい値に プログラムし直すことができる。 PSMMは、本発明に関する2個の情報を含む。そのPSMMは、アクティブ セットまたは候補セットのメンバーである基地局に対応するパイロット信号ごと のレコードを含む。第1に、PSMMは、信号強度の基準を含む。第2に、PS MMは、パイロット信号位相の基準を含む。遠隔ユニットは、候補セットのパイ ロット信号ごとにパイロット信号位相を測定する。パイロット信号位相は、候補 パイロット信号の最も早く到達する使用できるマルチパス構成要素の位相を、ア クティブセットのメンバーの最も早く到達する使用できるマルチパス構成要素に 比較することによって、遠隔ユニットで測定される。そのパイロット信号位相は 、相対的なPNチップで測定されることがある。最も早く到達する信号を提供す るアクティブセット内での基地局のパイロット信号は、基準パイロット信号と呼 ばれる。 システムコントローラは、以下の等式を使用して、パイロット信号位相を往復 遅延の概算に変換できる。 RTDcan1=RTDref+2*(Pilotphasecan1−ChannelO ffsetcan1 *PilotInc) 等式1 この場合、 RTDcan1=候補セットにエントリを有する基地局の往復遅延の計算された概算 である。 RTDref=基準パイロット信号に報告された往復遅延である。 PilotPhasecan1=PNチップ単位の、PSMMで報告される遠隔ユニ ットの知覚される汎用時間を基準にした位相である。 ChannelOffetcan1=単位なし(unitless)の数である候補 基地局のチャンネルオフセットである。 PilotInc=チャンネルあたりPNチップの単位でシステム全体のシーケ ンスオフセットインデックス増分である。 基準パイロット信号に報告される往復遅延、RTDrefは、対応する基地局によ ってセレクタに提供される。基準パイロット信号の往復遅延は、遠隔ユニットと 、候補セットのメンバーである基地局の間の往復遅延を概算するための基礎とし て役立つ。好ましい実施態様では、遠隔ユニットが、パイロット信号の符号位相 オフセットに基づいて基地局を特定できるように、各基地局が時間内に同じパイ ロットシーケンスオフセットを送信する。パイロットシーケンスオフセットイン デックス増分、PilotIncは、基地局パイロット信号がそれによってオフ セットされる符号位相オフセット増分である。候補基地局のチャンネルオフセッ ト、ChannelOffsettcan1は、符号位相のどれが候補基地局に割り 当てられるのかを示す。候補基地局の相対的な位相、PilotPhasecan1 は、PNチップ単位の基準パイロット信号に比較して遠隔ユニットによって測定 されるように、候補基地局の符号位相オフセットである。PilotPhasecan1 は、PSMMの基地局に報告される。ChannelOffsetcan1とP ilotIncは、セレクタに既知である。 システム内の伝送で遅延がないならば、候補基地局の位相は、チャンネルオフ セット、ChannelOffsetcan1と、システム全体パイロットシーケン スオフセットインデックス増分PilotIncの積だろう。システムには伝送 遅延があるため、遠隔ユニットは、さまざまな変化する遅延がある基準パィロッ ト信号と候補基地局パイロット信号の両方を知覚する。システムに誘導されたP Nオフセット(=ChannelOffsetcan1とPilotIncの積)を 知覚されたパイロットオフセット(=PilotPhasecan1)から差し引く と、基準パイロット信号と、候補基地局のパイロット信号の間の相対的なオフセ ットが生じる。差異が負の場合、基準基地局と遠隔ユニットの間のRTDは候補 基地局と遠隔ユニットの間のRTDより大きい。遠隔ユニットによって知覚され る差異は、順方向リンク相対遅延だけを反映する。その順方向リンク相対遅延は 、完全往復遅延を考慮するために二倍にされる。 例のため、システム全体パイロットシーケンスオフセットインデックス増分は 64PNチップであり、往復遅延の測定の基礎には以下の情報が使用される と仮定する。 xxxx(基地局Id=12) xxxx(基地局Id=14、相対オフセット52PN) xxxx(基地局Id、相対オフセット−15PN) 好ましい実施態様では、各基地局または基地局セクタは、時間内に同じパイロッ トシーケンスオフセットを送信し、基地局識別は、パイロット信号を送信するた めに基地局によって使用されるチャンネルPNオフセットと見なすことができる 。さらに、(図1に示される基地局を参照すると仮定される)基地局12と14 がアクティブセットのメンバーであり、基地局12と14によって測定されるR TD測定が、それぞれ137PNチップと244PNチップとして報告されてい ると仮定する。 基地局14のパイロット位相と往復遅延データの右側に注記されるのが、計算 された相対オフセットである。基地局14の測定されたパイロット位相は、94 8PNチップである。基地局14の固定されたオフセットは、基地局ID(14 )に、896PNチップに等しいパイロットシーケンスオフセット増分(64) をかけたものに等しい。測定されたパイロット位相と基地局のパイロット位相オ フセットの間の差異は、基地局と遠隔ユニットの間の相対的なオフセットであり 、この場合は52PNチップ(=948−896)である。基地局14はアクテ ィブセットのメンバーであるため、基地局14は往復遅延測定を直接行うので、 基地局14と遠隔ユニットの間の往復遅延を計算するためにこれらの数を使用す ることは不必要である。 ただし、基地局16は、候補セットのメンバーであるため、往復遅延測定は基 地局16によって直接行われず、上記等式1が往復遅延を求めるために使用され なければならない。基地局16の場合、パラメータは以下の通りである。 RTDref=137PNチップ PilotPhasecan=1009PNチップ ChannelOffsetcan1=16、および PilotInc=チャンネルあたり64PNチップ これらの数を直接的に等式1に差し込む(plugging)と、107PN チップという遠隔ユニットと基地局16の間の往復遅延が生じる。前記に注記さ れたように、候補基地局の絶対オフセットを見つけるためには、Channel Offsetcan1とPilotIncの積が、この場合、−15PNチップを生 じさせるPilotPhasecan1から差し引かれる。1つの興味深い注記は、 基地局16と遠隔ユニットの間の往復遅延は、基地局12の間の往復遅延を下回 るという点である。 遠隔ユニットのロケーションを識別する第1方法は、特殊遠隔ユニット測定指 向型ハードハンドオフ(MDHO)状態の使用に依存する。処理影響を最小限に 抑えるために、システムは、アクティブセットの任意のメンバーが遷移基地局と 記されるときにだけ、MDHO状態になる。代替実施例では、システムは、アク ティブセットのすべてのメンバーが遷移基地局であるときだけMDHO状態にな る。第3の実施例では、システムは、アクティブセット内に1つの基地局だけし かなく、その基地局が遷移基地局である場合にだけMDHO状態になる。第4の 実施例では、MDHO状態がつねにアクティブであるように、十分な処理資源が 存在する。MDHO状態にいる間、セレクタは、アクティブセットのメンバーの 往復遅延をモニタし、候補セットのメンバーの往復遅延を計算する。MDHO状 態をトリガする状態が変化した後、MDHO状態が終了されることがある。 MDHO状態はMDHOテーブルに基づく。MDHOテーブルでは、各行が、 カバレージ領域重複地域であるカバレージ領域地域のセクションを表す。前記に 定められるように、カバレージエリア重複領域は、遠隔ユニットと、2つの異な った基地局の内のどちらか1つの間だけでサポートされる領域のことである。各 行には、基地局識別番号の組と往復遅延範囲のリストが含まれる。往復遅延範囲 は、最小往復遅延と最大往復遅延という点で指定される。 MDHOテーブルを使用するためには、ネットワーク計画ツールまたは経験的 なデータのどちらかが使用され、地域のセットと地域ごとに対応する適切な処置 を識別する。代りに、規則をベースにしたシステム、つまり専門家システムは、 MDHOテーブルを作成するために使用できるだろう。前記に注記されるように 、図5は、内側、遷移、および第2システム基地局のセットを示し、 遠隔ユニット測定指向型ハードハンドオフテーブルの機能を示すために使用され る。基地局の回りの網掛け線は、往復遅延遅延測定しきい値を示す。例えば、基 地局S2を丸で囲む網掛け線222は、基地局S2から網掛け線222上の遠隔ユ ニットへの直接的な経路が、200PNチップという往復遅延を示すロケーショ ンを表す。基地局S2を丸で囲む網掛け線220が、網掛け線222上に位置す る遠隔ユニットに対する基地局S2からの直接的な経路が、220PNチップと いう往復遅延を示すロケーションを表す。したがって、網掛け線220と網掛け 線222の間に位置する任意の遠隔ユニットは、200PNチップと220PN チップの間の往復遅延を示すだろう。 同様に、基地局T1を囲む網掛け線226は、基地局T1から、網掛け線226 上に位置する遠隔局への直接的な経路が160PNチップという往復遅延を示す ロケーションを表す。基地局T1を囲む網掛け線224は、基地局T1から網掛け 線224上に位置する遠隔ユニットへの直接経路が180PNチップという往復 遅延を示すロケーションを表す。したがって、網掛け線224と網掛け線226 の間に位置する遠隔ユニットは、160PNチップと180PNチップの間の往 復遅延を示すだろう。 また、基地局S1を囲む網掛け線232は、基地局S1から網掛け線232に位 置する遠隔ユニットへの直接経路が、170PNチップという往復遅延を示すロ ケーションを表す。基地局S1を囲む網掛け線230は、基地局S1から網掛け線 230に位置する遠隔ユニットへの直接経路が、180PNチップという往復遅 延を示すロケーションを表す。したがって、網掛け線230と網掛け線232の 間に位置する遠隔ユニットは、基地局S1に関して170と180PNチップの 間の往復遅延を示すだろう。 前記に注記されるように、遠隔ユニットと基地局の間の直接経路を取らないマ ルチパス信号が、環境内の反射要素によって作り出される。その信号が直接経路 を取らない場合、往復遅延が増加される。最も早く到着する信号とは、遠隔ユニ ットと基地局の間で最短経路を取った信号のことである。往復遅延を概算するた めに本発明とともに測定されるのは最も早く到着する信号である。 特殊地域は、多様な基地局の間の往復遅延によって識別できることに注意す る。例えば、カバレージ地域240と242は、遠隔ユニットと基地局T1の間 の往復遅延が160PNチップと180PNチップの間であり、遠隔ユニットと 基地局S2の間の往復遅延が200PNチップと220PNチップの間であると いう事実によって識別することができる。カバレージエリア242は、さらに、 往復遅延がどのようであっても、基地局S1からのパイロット信号が知覚できる という事実によって、さらに画定される。領域240内に位置し、現在基地局T1 と通信中である遠隔ユニットに対する適切な処置とは、CDMA基地局S2に対 する同じ周波数ハードハンドオフを実行することであると仮定する。さらに、地 域242では、総干渉が非常に高いので、唯一の代替策は、基地局S1によって サポートされるアンプスシステムへのハードハンドオフを実行することであると 仮定する。 テーブルIは、例示的なMDHOテーブルの一部を示す。第1欄は、どのカバ レージエリア重複地域が、MDHOテーブルの中の行に対応するのかを示す。例 えば、カバレージエリア242は、テーブルIでのカバレージ地域Nに相当し、 カバレージエリア240はテーブルIでのカバレージエリアN+1に相当する。 カバレージエリア242内に位置する遠隔ユニットは、カバレージエリア240 に指定されるパラメータに一致することに注意する。例示的な実施例においては 、MDHOテーブルは、数の順で注意深く検討され(traversed)、指定 されたパラメータに一致する第1地域は、パラメータの指定されたセットを地域 N+1に比較する唯一の方法が、地域Nが考えられるロケーションとしてすでに 排除されている場合にそれとなるように選択される。第2欄には、第1基地局I Dが入る。第3欄には、行によって示されるカバレージ地域に相当する往復遅延 の範囲が含まれる。第4欄と第5欄は、第6欄と第7欄が示すように、第2基地 局IDと往復遅延の組を示す。基地局IDと往復遅延の組を示すさらに多くの欄 が、必要に応じて加えられることがある。 好ましい実施態様では、MDHOテーブルは、セレクタバンクサブシステムコ ントローラ(SBSC)に記憶される。SBSCは、近接リストとパイロットオ フセットを提供するパイロットデータベース、および標準動作に対する他のこの ようなデータニーズをすでに記憶する。好ましい実施態様では、セレク タは、新しいPSMMが受け取られるたびに、およびアクティブ基地局のどれか のRTD測定がかなりの量、変化するときはつねに、SCSCがMDHOテーブ ルにアクセスすることを要求する。 1) カバレージ地域 2) RTD範囲 3)処置 4)システムID 5)ターゲットBSId テーブルI 処置と名前が付けられた欄は、遠隔ユニットのロケーションがカバレージ地域 の内の1つにマップするときに講じられなければならない処置を説明する。以下 のように、講じられる可能性のある処置の複数の例示的なタイプがある。 システム間基地局CDMAからアンプスへのハードハンドオフ、 システム内基地局CDMAからアンプスへのハードハンドオフ、 システム内基地局CDMAからCDMAへのハードハンドオフ、 システム間CDMAから異なる周波数のCDMAへのハードハンドオフ、および システム間CDMAから同じ周波数のCDMAハードハンドオフ。 遠隔ユニットのロケーションを特定するためにさらに多くの往復遅延情報が必 要とされる場合、T_ADDしきい値とT_DROPしきい値は、遠隔ユニット がMDHO状態にあるときに修正できる。T_DROPしきい値とT_ADDし きい値の両方を減少することによって、低い方のパイロット信号強度が、候補セ ットとアクティブセットのメンバーシップに関し対応する基地局を適格化し、低 い方のパイロット信号強度が、ドロップされる前にさらに長く候補セットとアク ティブセットにとどまる。候補セットとアクティブセットに一覧される基地局の 増加した数は、遠隔ユニットの位置を突き止めるために使用できる往復遅延デー タポイントの数を増加する。T_ADDとT_DROPをシス テム全体で減少させると、ハンドオフの各遠隔ユニットが2つの基地局からシス テムリソースを使用するという点で負の影響を及ぼすことがある。各基地局でリ ソースを保全し、容量を最大限にするためには、ハンドオフでの遠隔ユニットの 数を最小限に抑えることが望ましい。したがって、好ましい実施態様では、T_ ADDとT_DROPは、遷移基地局だけで減少される。また、T_TDROP によって指定される時間の長さは、T_DROP以下に低下した後に基地局がア クティブセットに残る時間の量を伸ばすために増加することができる。 好ましい実施態様では、第2システムが、第1システムで使用されている周波 数上の境界基地局からのCDMAパイロット信号をすでに送信していない場合、 第2システムはパイロット信号または他のCDMAビーコンを送信するために修 正され、前述の米国特許出願番号第08/413,306号と米国特許出願第0 8/522,469号に詳しく説明されるようなハードハンドオフの開始を助け る。代替実施例では、システムがすでにCDMAパイロット信号を境界基地局か ら送信していなくても、第2システムの境界基地局はパイロット信号を作成せず 、基地局S1−S3に対応するMDHOテーブルの基地局ID欄にエントリはない 。パイロットビーコン装置は、2地点間マイクロ波リンクによって影響を受ける 地方を識別するのに役立つように内側基地局で使用できることもある。 いくつかの状況では、遠隔ユニットのロケーションを識別する手段としての候 補基地局の使用を排除し、それによってアクティブ基地局情報だけを残し、遠隔 ユニットロケーションを求めることも可能である場合がある。例えば、賢いネッ トワークプランニングを使用すると、カバレージエリア重複地域は、アクティブ セットのメンバーの往復遅延だけを使用して効果的に識別することができる可能 性がある。 前記に注記されるように、セクタ化されていない基地局が、図面を簡略化する ために図5に示される。実際には、セクタ化の存在は、遠隔ユニットが位置する 可能性がある地域を狭めることによって位置発見プロセスを助ける。例えば、図 3の基地局60のジオメトリに注意する。往復遅延が考慮される前に、 基地局60のカバレージエリアは6つの異なった地域に分割されている。つまり 、セクタ50だけによってカバーされる領域、セクタ50とセクタ70によって カバーされる領域、およびセクタ70だけによってカバーされる領域、セクタ7 0とセクタ80によってカバーされる領域、セクタ80だけによってカバーされ る領域、およびセクタ80とセクタ50によってカバーされる領域である。3つ のセクタに分割された局を2つのシステム間の境界に沿ってだけ向けるためにネ ットワークプランニングが使用される場合、システム2境界基地局内でのパイロ ットビーコンの使用と候補基地局往復遅延決定の使用を排除することができる。 システムの各基地局は、最初は、デシベルで測定された負荷をかけられていな い(unloaded)受信機経路とデシベル単位で測定された希望されるパイ ロット電力の総計がある定数に等しくなるように校正される。この校正定数は、 基地局のシステム全体で一貫している。システムが負荷をかけられるようになる と(つまり、遠隔ユニットが基地局との通信を開始すると)、逆方向リンクハンド オフ境界が、基地局に向かって効果的に接近してくる。したがって、順方向リン クで同じ効果を模倣するために、補償ネットワークは、負荷が増加するに従って パイロット電力を減少させることによって、基地局で受け取られる逆方向リンク 電力と基地局から送信されるパイロット電力の間の一定の関係性を維持する。順 方向リンクハンドオフ境界を逆方向リンクハンドオフ境界に釣り合わせるプロセ スが、1996年8月20日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された「セルラ ー通信システムで順方向リンクハンドオフ境界を逆方向リンクハンドオフ境界に 釣り合わせるための方法と機器(METHOD AND APPARATUS FO R BALANCING THE FORWARD LINK HANDOFF BO UNDARY TO THE REVERSE LINK HANDOFF BOUN DARY IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTE M)」と題する、米国特許番号第5,548,812号に詳しく説明される、基 地局休止と呼ばれる。 休止のプロセスは、MDHO状態での動作に悪影響を及ぼす可能性がある。再 び図4Bを参照すると、基地局200によって伝えられる電力が基地局20 5によって伝えられる電力に比較して減少すると、カバレージエリア重複境界は 基地局200により近く、基地局205からより遠く移動する。その信号レベル は、任意の1つのロケーションにある遠隔ユニットと基地局の間の往復遅延に影 響を及ぼさない。したがって、実際の境界が変化した可能性があるときは、MD HOテーブルは、ハンドオフに適宜に同じロケーションを特定し続ける。 休止の問題に対処する複数の方法がある。1つの方法は、カバレージエリア重 複地域が、休止の現在の状態に関係なく有効であり続けるように、MDHOテー ブルに記憶される画定されたカバレージエリア重複地域を十分に狭めることであ る。 基地局休止の問題に対処する第2の方法とは、境界基地局での休止をディスエ ーブルするか、制限することである。休止機構は、順方向リンク信号で動作し、 順方向リンク性能に、強制的に逆方向リンクの自然な反応を負荷のレベルまで模 倣させる。したがって、休止の排除によって、境界が逆方向リンクでの負荷に伴 い変化し、それによってシステムが休止を利用しなくても負荷が要因であり続け るリスクは取り除かれない。 基地局休止の問題に対処する第3の方法は、ネットワークプランニングを通し てである。第2システムの境界基地局が、第1システムの境界基地局によって使 用される周波数でトラフィックチャンネル信号(つまり、アクティブ遠隔ユニッ ト特殊信号)を送信しない場合、休止の影響は最小限に抑えられる。境界基地局 がパイロットビーコン装置からのパイロット信号を送信すると、パイロットビー コン装置を使用するときにトラフィックチャンネル信号が作成されないため、や はり休止の影響は最小限に抑えられる。パイロットビーコン装置によって出力さ れる電力は、時間を経ても一定のままである。 基地局休止の問題点に対処する第4の方法とは、規則をベースにしたシステム を使用することによる。境界基地局が休止している場合、休止パラメータが、各 基地局からシステムコントローラに送信される。システムコントローラは、休止 の現在の値に基づいてMDHOテーブルを更新する。通常、システムコントロー ラは、MDHOテーブルの往復遅延値を増大し、休止の影響を反映する。 休止の影響は、大部分の状況ではまったく問題ではない。これらの境界領域は 従来技術的な問題点かつ事業の問題点であったため、ネットワークプランニング は、通常、低いトラフィック領域内の2つのシステムの間に境界を配置しようと 努力する。トラフィックの量が低いほど、休止の影響はさらに小さくなる。 MDHOテーブルを記憶し、アクセスすることを回避することが望ましい場合 がある。このような場合には、ハンドオフを達成するために、他の方法が使用で きる。例えば、代替実施例では、ハンドオフをトリガするために2つの手段が使 用される。第1方法は、検出規則と呼ばれる。一定の基地局(または基地局セク タ)は、基準基地局、Rと呼ばれる。遠隔ユニットが基準基地局のカバレージエ リア内にあって、それがトリガパイロット信号PBの検出を報告すると、セレク タは、データセット(R、PB)によって決定されるターゲット基地局とのハン ドオフをトリガする。検出規則は、通常パイロットビーコン装置といっしょに使 用されるが、つねにパイロットビーコン装置と使用されるわけではない。 第2方法はハンドダウン(hand−down)規則と呼ばれる。一定の基地 局は、境界基地局と記される。遠隔ユニットアクティブセットが1つしか基地局 を具備せず、その基地局が境界基地局であり、基準パイロット信号往復遅延がし きい値を超えると、セレクタはハンドオフをトリガする。代りに、遠隔ユニット アクティブセットに、境界基地局である基地局だけが含まれ、基準パイロット信 号往復遅延がしきい値を超えると、セレクタがハンドオフをトリガする。通常、 しきい値は基地局の間で変化し、アクティブセットの残りから独立してる。ハン ドダウン処置は、現在の基準パイロットによって決定される。ハンドダウン規則 は、測定指向型ハンドオフに対する一式の規則の中で初めての規則である可能性 がある。境界基地局と呼ばれる基地局に、別のシステムの基地局のカバレージエ リアに境を接するカバレージエリアがあることが必要とされていないことに注意 する。ハンドダウン規則は、システム間ハンドオフとシステム内ハンドオフの両 方に使用することができる。 検出規則とハンドダウン規則の両方とも、システムの物理的な特性に依存す る可能性がある。これらの2つの規則の使用は、基地局の配置、複数のセクタに 分割される基地局内でのセクタの向き、およびアンテナの物理的な配置のような ネットワークの設計に負担をかける可能性がある。 遠隔ユニットまたは基地局が境界基地局内で通話を開始しようとすると、遠隔 ユニットと基地局はアクセスチャンネル上で発呼メッセージを交換する。好まし い実施態様では、架空チャンネルマネージャが基地局内に常駐し、アクセスチャ ンネルを制御する。架空チャンネルマネージャは、発呼メッセージから計算され る往復遅延概算を調べる。往復遅延概算がしきい値を超えると、架空チャンネル マネージャが、基地局に命令することがある移動交換センターが遠隔ユニットに サービス向け直し(redirection)メッセージを送信することを通知 する。サービス向け直しメッセージは、アンプス機能のある遠隔ユニットをアン プスシステムまたは別のCDMA周波数やシステムに向けることがある。向け直 しメッセージは、遠隔ユニットによって要求されているサービスのタイプにも依 存する。音声コネクションよりむしろデータコネクションが要求される場合、ア ンプスシステムがコネクションをサポートできない可能性がある。このため、講 じられる処置は、一般的には遠隔ユニットの機能とステータスに依存しなければ ならない。通常、システム内の各遠隔局には、その機能を指定するクラス名称が 付けられている。遠隔ユニットのカレントステータスは基地局によって照会され 、決定が返される情報に基づいて下すことができる。 図7は、CDMAからCDMAへの同じ周波数ハンドオフでの検出規則の使用 を説明する。遠隔ユニットが、C1A/C2地域内のシステムS1からシステム S2に移動すると仮定する。遠隔ユニットはC2に近づくにつれて、それは、そ れによって送信されるパイロット信号を知覚し始める。検出規則を使用すると、 C1Aが基準基地局である場合、セレクタはカバレージエリアC1Aと一所に置かれ たアンプス基地局へのハンドオフを要求する。前記に注記されるように、FMア ンプスシステムから別のFMアンプスシステムへのハードハンドオフは、CDM Aシステムから同じ周波数で動作する別のCDMAシステムへのハードハンドオ フよりはるかに広い実際の地域で達成されることがある。 境界基地局のCDMA基地局カバレージエリアとアンプス基地局カバレージエリ アの間には、1対1のマッピングまたは少なくともかなりの重複がなければなけ ればならないことに注意する。FMアンプス動作に切り替わるならば、FMシス テムの間のシステム間ハードハンドオフの成功の確率は高い。 図8は、CDMAからCDMAへの異なる周波数ハンドオフでの検出規則の使 用を説明する。図8では、システムS2に対応する領域は、システムS2が周波 数f2でトラフィックチャンネル信号と通信中であるが、周波数f1でトラフィッ クチャンネル信号と通信中ではないことを示すために網掛けされている。図8で は、システムS1に対応する領域は、システムS1が周波数f1でトラフィックチ ャンネル信号と通信中であるが、周波数f2ではトラフィックチャンネル信号と 通信中ではないことを示すために網掛けされていない。システムS1またはシス テムS2のどちらかまたは両方の境界基地局で動作するパイロットビーコン装置 がある場合もあれば、ない場合もある。パイロットビーコン装置がある場合、検 出規則を使用することができる。代りに、C1AとC1Bがアクティブセットで唯一 の基地局となる場合には、いったん往復遅延測定がしきい値を超えると、ハンド ダウン規則を適用することができる。どちらの場合でも、ハンドオフは、C1Aま たはC1B内の一所に置かれるアンプス基地局に対して行われるだろう。 図8の構成は、図7の構成に優る大きな優位点を持つ。図4Cは、図4Aと図 4Bと同じ形式に従う2つの異なるCDMA周波数を利用するハンドオフ地域の きわめて理想化された表記である。図4Cでは、基地局205は、基地局205 と遠隔ユニット155から出る破線の伝送矢印によって表されるように、基地局 200と同じ周波数でトラフィックチャンネル信号を送信していない。境界18 9は、それに対する信頼できる通信が、周波数F1で遠隔ユニット155と基地 局200の間で確立できる点を表す。境界180と境界189の間の地域176 は、基地局200と通信中に基地局205がパイロットビーコン装置を具備する 場合に、遠隔ユニット155がパイロット信号を基地局205から検出できる領 域を表す。 図4Bと図4Cの間の比較は、異なる周波数のハンドオフの優位点を明らか にする。基地局205がパイロット信号を送信していない場合、基地局205か ら基地局200と遠隔ユニット155の間の信号に対する干渉はない。基地局2 05がパイロット信号を送信していると、基地局205から基地局200と遠隔 ユニット155の間の信号へのパイロット信号のための干渉の量は、基地局20 5がトラフィックチャンネル信号を送信している場合に生じる干渉よりはるかに 少ない。したがって、境界189は、境界186より基地局205にはるかに近 くなる。 境界181は、それに対する信頼できる通信が、周波数F2で遠隔ユニット1 55と基地局205の間で確立できる点を表す。境界181と境界190の間の 地域178は、基地局205を通して通信している間に、基地局200が周波数 F2で動作しているパイロットビーコン装置を具備する場合に、基地局200か らのパイロット信号を検出することができる領域を表す。再び、境界181が、 境界184よりどれほど基地局200に近いのかに注意する。境界181と境界 189の間の地域174は、周波数F1での基地局200からの周波数F2での 基地局205への通信のハンドオフまたはその逆が達成できる領域を示す。地域 174が図4Bの地域170よりどれほど大きいのかに注意する。地域174の 大きい方のサイズは、ハードハンドオフプロセスに大いに有利である。2つの異 なった周波数が使用されるという事実は、同じ周波数または異なった周波数のケ ースのどちらかで、通信の転送が「ブレークビフォアメーク」ハードハンドオフ 特徴を持つため、ハードハンドオフプロセスに大きく影響しない。異なる周波数 のケースの唯一のわずかに不利な点とは、遠隔ユニットが第1周波数から第2周 波数に動作を切り替えるためにある程度の量の時間が必要とされるという点であ る。 好ましい実施態様では、基地局と遠隔ユニットの両方が、受信用とは異なる伝 送用の周波数を使用する。図4Cと他の図、および2つの異なるCDMA動作周 波数の間でのハンドオフを説明する本文では、本文と図面が、簡略さを期すため に、送信周波数と受信周波数のセットの使用を指定するために(周波数F1のよ うな)単一周波数を参照していても、ハンドオフが行われた後に送信周波数と受 信周波数の両方が異なっていると仮定される。 図8を再び参照すると、システムS2の各基地局は、周波数F1で動作するのを やめる必要はない。システムS2の境界基地局と、おそらく内側基地局の次の層 が周波数F1で動作するのをやめることが必要なだけである。システムS2での内 側基地局は、CDMA、またはFM、またはTDMA、または2地点間マイクロ 波リンク、あるいはそれ以外の任意の機能のために周波数F1を使用する可能性 がある。 図9は、まだ2つのシステムの間の遷移領域の別の代替実施例を示す。図9の 構成は、第1システムと第2システムのサービスプロバイダ間の協力を必要とし 、2つのシステムが同じサービスプロバイダに属する場合、もっとも適切である 可能性がある。図9は、CDMAからCDMAへの異なる周波数ハンドオフを提 供する、2つの一所に置かれた、または実質上一所に置かれた基地局B1とB2を 示す。基地局B1と基地局B2の両方とも、カバレージエリア310にカバレー ジを提供する二分割された基地局である。システムS1の基地局B1は、セクタα とセクタβの両方の周波数F1でCDMAサービスを提供し、システムS2の基地 局B2は、周波数F2での両方のセクタαとセクタβの両方でCDMAサービスを 提供する。 カバレージエリア310が、高速道路312によって交差されていることに注 意する。遠隔ユニットは、周波数F1を使用してシステムS1からカバレージエリ ア310の中に移動するので、標準的なシステム内ソフトハンドオフが、通話制 御を基地局B1、セクタβに移すために使用される。遠隔ユニットが高速道路3 12を下り続けると、ソフトハンドオフまたはソフターハンドオフが使用され、 通信を基地局B1、セクタβから基地局B1、セクタαに移す。基地局B1のセク タαがアクティブセット内の唯一のセクタになると、ハンドダウン規則が、周波 数F2で、基地局B2のシステムS2セクタBへハンドオフのトリガを適用する。 システムS2からシステムS1へ移動する遠隔ユニット用ハンドオフは、基地 局B2のセクタαと基地局B1のセクタβの間で同じように発生する。基地局B1 のセクタαは基地局B2のセクタβと一所に置かれ、基地局B2のセクタαは基 地局B1のセクタβと一所に置かれるため、各ケースでは、遠隔ユニ ットがターゲット基地局のカバレージエリア内にないことを恐れなくてもハード ハンドオフを無事に完了することができる。 図9の構成には複数の優位点がある。システムS1からシステムS2へのハン ドオフが実行される領域が、システムS2からシステムS1へのハンドオフが実行 される領域と同じではないため、たらいまわし状況の確率は最小限に抑えられる 。例えば、システムS1からシステムS2へのハンドオフが実行される領域が、シ ステムS2からシステムS1へのハンドオフが実行される領域と実質上同じである 場合、ハンドオフ領域に入り、それから移動を停止するか、地域内で移動する遠 隔ユニットは、1つのシステムに引き続いてハンドオフしてから、別のシステム に戻る。図9の構成は、空間ヒステリシスを導入する。いったん遠隔ユニットが 、カバレージエリア310の下半分でシステムS1からシステムS2へ制御を遷 移すると、遠隔ユニットは、基地局B2セクタαが遠隔ユニットのアクティブセ ットの唯一のメンバーであるように、それが方向を変更し、カバレージエリア3 10の上半分に完全に入り直さない限り、システムS1に戻る制御を遷移しない だろう。 図8の構成での場合のように、システム2内の各基地局が周波数F1を使用す るのをやめることは図9の構成では必要ではない。システムS2の境界基地局と おそらく内側基地局の次の層が周波数F1を使用するのを止めることが必要なだ けである。システム2での内側基地局は、CDMAまたはFMまたはTDMAま たは2地点間マイクロ波リンクを送信するため、またはそれ以外の機能のために 周波数F1を使用することがある。また、図9では、基地局が正確に2つのセク タを含むことは必要ではなく、相当数のセクタが使用できるだろう。 図10は、CDMAシステムが別の技術を使用してサービスを提供するシステ ムの境をなす状況を示す。この状況は、図8より類似する様式で処理できる。図 10は、米国ミシガン州デトロイトの特殊トポロジーを示す。デトロイトは一方 の側でカナダに境を接している。川がデトロイトとカナダの間の境界を定める。 いくつかの橋が川を渡って、2つの国を繋いでいる。 川の米国側では、CDMAシステムS1が配備されている。川のカナダ側に は、TDMAシステムS2が配備されている。米国側とカナダ側の両方とも、選 択されたデジタル技術に加えてアンプスシステムを運用している。システムのデ トロイト側を移動する遠隔ユニットは、おそらくソフトハンドオフとソフターハ ンドオフで、連続的にCDMAカバレージ内にいる。ただし、遠隔ユニットがカ バレージエリアCAのセクタαのカバレージ内、またはカバレージエリアCCの セクタα内だけにあるとき、それぞれのひとまとめにされるアンプス基地局への ハンドオフは、ハンドダウン規則を使用し、いったん往復遅延が所定しきい値を 超えるとトリガされる。水上での遠隔ユニットは、選択されたRTDしきい値に 応じてCDMAカバレージエリア内にとどまることもあれば、とどまらないこと もある。ネットワークプランニングが、アンプス基地局が遷移セクタに基づいて 一意にに決定でき、これらのセクタがアクティブセットの唯一のセクタとなると きに、通話がドロップしないように、アンテナが適切に向けられ、基地局が配置 されることを保証しなければならない。 図14は、2つのシステムを運用する通信事業者が2つの基地局をひとまとめ にできる本発明の実施例を示す。図14は、図による表記である。カバレージエ リアC1Aは、周波数f1で動作するシステムS1の内側基地局に相当する。カバ レージエリアC1Bは、周波数f1で動作するシステムS1の遷移基地局に相当する 。パイロットビーコンP1は、カバレージエリアC2Aとひとまとめにされる周波 数f1で動作するパイロットビーコン装置である。カバレージエリアC2Aは、 周波数f2で動作するシステムS2での内側基地局に相当する。カバレージエリ アC2Bは、周波数f2で動作するシステムS2での遷移基地局に相当する。パイロ ットビーコンP2は、カバレージエリアC1Aとひとまとめにされる周波数f2 で動作するパイロットビーコン装置である。 図14の構成では、基地局C1Bと基地局C2Bの間のハードハンドオフが、遠隔 ユニットがシステムS1とシステムS2の間で移動するのに従って実行されなけ ればならないことに注意する。内側基地局は、ハードハンドオフが行われる周波 数でトラフィックチャンネル信号を送信していないため、周波数f1での基地局 C1BとカバレージエリアC1BとC2に位置する遠隔ユニットの間の通信の信頼性 は高い。同様に、周波数f2での基地局C2Bとカバレージエリ アC1BとC2B内に位置する遠隔ユニットの間の通信の信頼性も高い。 図14の構成での1つの問題点とは、カバレージエリアC1BとC2Bが一所に配 置されていることである。基地局のひとまとめの配置には、通常、2つのシステ ムオペレータの間である程度の調整が必要になる。2つのシステムが異なる通信 事業者によって運用される場合、その通信事業者が物理的な施設を共用したいと 考えることがある。また、ひとまとめに配置すると、規制上の問題が持ち上がる 可能性もある。図15は、カバレージエリアC1BとカバレージエリアC2Bが完全 にいっしよに配置されないという点を除き、図14に類似している。この実施例 の原則は、2つの基地局カバレージエリアが実質上重複するケースに適用する。 空間ヒステリシス地域は、ほぼ2つのカバレージエリアが互いにオフセットされ る量縮小される。 図14または図15のどちらかを使用する場合、運用は同じで、きわめて単純 である。システムS1内をシステムS2に向かって移動する遠隔ユニットは、最 初は、周波数f1を使用してカバレージエリアC1Aと通信している。遠隔ユニッ トが2つのひとまとめにされたカバレージエリアに近づくにつれて、周波数f1 でのソフトハンドオフが、カバレージエリアC1Bへ通信を移すために使用される 。遠隔ユニットがシステムS2に向かって続行すると、遠隔ユニットはパイロッ トビーコンP1からパイロット信号を検出し始める。アクティブセットにカバレ ージエリアC1Bに対応する基地局だけしか含まれない、および/またはパイロッ ト信号P1のパイロット信号強度が一定のしきい値を超えるときには、カバレー ジエリアC1Bに対応する基地局から、カバレージエリアC2Bに対応する基地局へ のハードハンドオフが実行される。遠隔ユニットがシステムS2に向かって続行 するに従って、ソフトハンドオフが、カバレージエリアC2Bに対応する基地局と 、カバレージエリアC2Aに対応する基地局の間の通信を遷移するために使用され る。互恵的な運用は、システムS2からシステムS1へのハンドオフを完了するた めに使用される。 図14と図15の構成は、それらが空間ヒステリシスのなんらかの基準を導入 するという点で図9の構成に類似している。例えば、システムS1からシステム S2に移動する遠隔ユニットのコネクションは、破線356で表される。 遠隔ユニットが矢印350によって示されるロケーションに到達するまで、それ が、カバレージエリアC1Bに対応する基地局の側で、周波数f1でのシステムS1 によってサービスを受けるままとなることに注意する。同様に、システムS2か らシステムS1に移動する遠隔ユニットのコネクションは、破線354によって 表される。遠隔ユニットは、矢印352によって示されるロケーションに達する まで、それはカバレージエリアC2Bに対応する基地局によってサービスを受ける ままとなる。したがって、矢印350と矢印352の間では、通信を遠隔ユニッ トに提供するサービスは、遠隔ユニットがその地域に入ったときにどのシステム が通信を提供していたのかに依存する。遠隔ユニットは、2つのシステムの間で ハンドオフしないで、矢印352と350の間の地域内で動き回る可能性がある 。 再び図4Bを参照すると、ハードハンドオフのジレンマに対するもう1つの解 決策とは、ハードハンドオフ地域170のサイズを拡大することである。地域が 非常に狭い理由の1つは、フェージングの影響のためである。ハードハンドオフ 地域170内に位置する遠隔ユニットは基地局200または基地局205の内の どちらかと通信を確立することができるだけなので、信号がアクティブ基地局に 関してフェージングするが、イナクティブ基地局に関してフェージングしない場 合、イナクティブ基地局からの干渉はかなりなものになる。地域のサイズを拡大 し、その地域内での通信の信頼性を上げる1つの方法は、この地域内の遠隔ユニ ットによって経験されるフェージングの量を最小限に抑えることである。ダイバ シティーは、フェージングの心身に有害な影響を弱めるための1つのアプローチ である。3つの主要なタイプのダイバシティーが存在する。つまり、時間ダイバ シティー、周波数ダイバシティー、および空間ダイバシティーである。時間ダイ バシティーと周波数ダイバシティーは、スペクトル拡散CDMAシステムに固有 に存在する。 経路ダイバシティーとも呼ばれる空間ダイバシティーは、1つの共通した信号 の複数の信号経路によって作成される。経路ダイバシティーは、さまざまな伝播 遅延で到着する信号を別個に受信、処理することによってスペクトル拡散処理を 通して有利に利用できる。経路ダイバシティー利用の例は、ともに本発 明の譲受人に譲渡される、1992年3月31日に発行された、「CDMAセル ラー電話システムでのソフトハンドオフ(SOFT HANDOFF IN A C DMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)」と題する米国特 許番号第5,101,501号と、1992年4月28日に発行された「CDM Aセルラー電話システムでのダイバシティー受信機(DIVERSITY REC EIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYST EM)」と題する米国特許番号第5,109,390号に説明される。 マルチパス環境が存在することによって、経路ダイバシティーが広帯域CDM Aシステムに提供できる。2つまたは3つ以上の信号経路が1チップ期間より大 きい差動経路遅延で作成されると、単一基地局または遠隔ユニット受信機で別個 に信号を受信するために2台またはそれ以上の受信機を利用することができる( 必要とされる1チップ経路遅延差動は、時間追跡調査を受信機内で達成する手段 の関数である)。信号は別個に受信されてから、それらは復号化プロセスの前に ダイバシティー結合することができる。したがって、複数の経路から結合された 総エネルギーは、復号化プロセスで使用され、このようにして復号化プロセスの エネルギーと確度を高める。マルチパス信号は、通常、フェージングでの独立性 を示す。つまり、さまざまなマルチパス信号は、通常同時にフェージングしない 。したがって、2つの受信機の出力がダイバシティー結合できる場合は、両方の マルチパス信号が同時にフェージングするときにだけ、性能のかなりの損失が発 生する。 再び、図4Bを参照する場合、基地局200がアクティブ基地局であると仮定 する。遠隔ユニット155によって受信される基地局200からの2つの別個の 信号構成要素がある場合、その2つの別個の信号は、独立してまたはほぼ独立し てフェージングする。したがって、基地局200からの総合的な信号は、1個の 別個の信号だけを受信するときに発生する深いフェードを経験しない。その結果 、基地局205からの信号が基地局200から遠隔ユニット155までの信号を 支配するという尤度はさらに少なくなる。 自然におよび統計的に作成されたマルチパス信号に頼るよりむしろ、マルチ パスは人工的に導入することができる。典型的な基地局には2本の受信アンテナ と1本の送信アンテナがある。たいていの場合、その送信アンテナは受信アンテ ナの内の1本と同じである。このような基地局構成は、図12に示される。 図12では、送信機330が、同様に信号をアンテナ334に供給するダイプ レクサ332に送信信号を供給しする。アンテナ334は、第1受信信号を受信 機338のポート1に供給し、アンテナ336は第2受信信号を受信機338の ポート2に供給する。受信機338内では、ポート1とポート2の受信信号が別 個に受信されてから、最大利点を得るための復号化の前に結合される。アンテナ 334とアンテナ336は、各アンテナからの信号が他方から受信された信号と は無関係にフェージングするように構成される。アンテナ334と336からの 受信信号はさまざまな受信機に供給され、信号が受信機338内で復調された後 まで結合されないため、アンテナ334で受信される信号は、少なくとも1PN チップ方向分、アンテナ336で受信される信号からオフセットされることは重 大ではない。 図12のシステムにダイバシティーを導入するには、第2ダイプレクサが使用 され、以前は受信専用だったアンテナに送信信号を遅延回線を通して結合する。 このような構成が図13に示される。 図13では、送信機330が、同様に信号をアンテナ334に供給するダイプ レクサ332に送信信号を供給する。加えて、送信機330が、遅延回線340 とダイプレクサ342、およびアンテナ336に(大部分の基本的な実施例では オリジナルの送信信号と同じ信号を含む)送信信号を供給する。図12でのよう に、アンテナ334とアンテナ336は、遠隔ユニットでの各アンテナから受信 されるような信号が個別にフェージングするように構成される。両方の信号とも 遠隔ユニットで単一アンテナを通して受信されるため、フェージングでの独立性 に加え、2つの信号は、遠隔ユニットが信号を別個に区別できるように時間的に 十分に分離されなければならない。遅延回線は、アンテナ336によって発射さ れる信号が遠隔ユニットに、その遠隔ユニットが信号を区別し、それらを別個に 受信し、変調できるように、アンテナ334からの信号を基準として1チップを 上回る遅延をもって到達するように十分な遅延を追加 する。好ましい実施態様では、図13のダイバシティー基地局構成は、境界基地 局だけで使用される。 代替実施例では、遅延回線340は利得調整要素を備える。その利得調整要素 は、アンテナ336によって送信される信号のレベルをアンテナ334によって 送信される信号を基準にして調整するために使用することができる。この構成の 利点とは、アンテナ336からの信号がシステムの他の信号と著しく干渉しない という点である。しかし、アンテナ336からの、アンテナ334からの信号レ ベルを基準にした信号レベルはアンテナ334からの信号がフェージングすると かなりになる。したがって、好ましい実施態様では、アンテナ334からの信号 が遠隔ユニットに関して深いフェードを経験する場合、アンテナ336からの信 号はそのフェードの期間信頼できる通信を提供するほど十分に大きい。 少なくとも1つの遠隔ユニットがハードハンドオフ領域に位置するときにだけ 、アンテナ336から信号を供給することが有利となる可能性がある。この技術 は、以下の代替実施例のどれかにも適用できる。 さらに異なる実施例が、アンテナ336での伝送用に別の信号のセットを搬送 する別個の信号経路を作り出すことがある。この実施例では、基地局は、どの遠 隔ユニットがダイバシティーを必要とするのか(つまり、どの遠隔ユニットがハ ードハンドオフ地域に位置するのか)を判断する。アンテナ336上で送信され る信号のセットは、ハードハンドオフ地域の遠隔ユニットのためのトラフィック チャンネル信号とパイロット信号だけを含むことがある。代りに、ページングと 同期チャンネル伝送も含めることができるだろう。前記に直接的に注記されるよ うに、少なくとも1つの遠隔ユニットがハードハンドオフ地域に位置するときに だけ、アンテナ336からパイロット信号と他の信号を供給することが有利とな る可能性がある。ダイバシティーを必要とする遠隔ユニットは、例えば、なんら かのしきい値より大きい送信電力を必要とする遠隔ユニットを検出することによ つて、あるいは往復遅延に基づいて特定できるだろう。2つの送信機を使用する と、送信される電力の正味の量が削減され、したがって、基地局205との通信 中である、ハードハンドオフ地域170内の遠隔ユ ニットに対する干渉を含む、システム内の干渉が削減されるだろう。図13では 、破線348は、別の信号のセットを搬送する2つの別個の信号経路が使用され る第2実施例を示す。必要であるその2つの信号の間の遅延は、送信機330内 で誘導されると仮定される。 第2放熱器が基地局とひとまとめにされる必要がないことにも注意しなければ ならない。それは、大きな距離別個にされ、ハードハンドオフ境界の近くに位置 する可能性がある。代りに、以前は受信専用だったアンテナを使用してダイバシ ティー信号を送信する代りに、信号は、別個のアンテナから送信できるだろう。 別個のアンテナは、エネルギーをハードハンドオフ領域に集中するきわめて指向 性のスポットアンテナとなるだろう。 特に有利な構成は、別個のアンテナとともに別の信号経路を使用することによ って達成される可能性がある。この場合、さらに多くのダイバシティーが、別個 のアンテナによって送信される信号を、名目上送信機330に割り当てられるP Nオフセットとは異なるPNオフセット分割り当てることによって達成される可 能性がある。このようにして、基地局は、遠隔ユニットが別個のアンテナのカバ レージエリアに入ると、ソフターハンドオフを実行する。別個のPNオフセット を使用することは、遠隔ユニットがハードハンドオフ領域内に位置するときを識 別する上で有効である。前記実施例は、同じ結果を提供するために、種々の異な るトポロジーで実現することができる。 また、システムにダイバシティーを導入する複数の方法があることも注記され る。例えば、フェージングの影響は、ダイバシティーアンテナからの信号の位相 の動揺(vacillation)によって最小限に抑えることができる。位相 の動揺は、チャンネルで深いフェードを作り出すことがあるマルチパス信号の振 幅と位相の位置調整を混乱させる。このようなシステムの例は、1996年7月 25日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された、「屋内マイクロセルラー通信 システムでのマルチパスダイバシティー用アンテナシステム(ANTENNA S YSTEM FOR MULTIPATH DIVERSITY IN AN IND OOR MICROCELLULAR COMMUNICATION SYSTE M)」米国特許番号第5,437,055号に詳しく説明さ れる。 フェージングの体に有害な影響は、送信電力を制御することによって、CDM Aシステム内である程度までさらに制御できる。遠隔ユニットによって基地局か ら受信される電力を削減するフェードは、基地局によって送信される電力を増加 することによって、補償することができる。電力制御機能は、時間定数に従って 動作する。電力制御ループの時間定数とフェードの時間の長さに応じて、システ ムは、基地局の送信電力を増大することによってフェードを補償できる。基地局 から遠隔ユニットに送信される名目電力レベルは、遠隔ユニットが、ハードハン ドオフが実行される地域内にあるときに上げることができるだろう。再び、増大 された電力を必要とする遠隔ユニットが、例えば、往復遅延に基づいて、あるい はしきい値を超えるパイロット信号の報告によって特定できるだろう。必要とさ れるそれらの遠隔ユニットに伝達される電力を増大することによって、送信され た電力の正味の量が削減され、このようにしてシステムの総干渉が削減される。 図3に関連して前記に注記されるように、ハードハンドオフが実行される必要 がある1つの状況とは、遠隔ユニットが、それが単一システム内で動作する周波 数を変更しなければならない状況である。例えば、このようなハンドオフが、C DMAからCDMAへの異なる周波数のハンドオフがシステムの境界で発生でき るように、CDMA通信システムと共存して動作するか、あるいはすべてのトラ フィックチャンネル信号を単一周波数に遷移する2地点間マイクロ波リンクとの 干渉を回避するために行われることがある。図3では、2地点間マイクロ波リン ク140は、指向性マイクロ波アンテナ130と指向性マイクロ波アンテナ13 5の間に図示される。指向性マイクロ波アンテナ130と指向性マイクロ波アン テナ135は、きわめて指向性であるため、2地点間マイクロ波リンク140は 非常に狭いフィールドを有する。そのようなものとして、基地局115、120 、およびセクタ50、70、および80のようなシステムのそれ以外の基地局は 、2地点間マイクロ波リンク140との干渉なしに動作できる。 好ましい実施態様では、CDMA信号は、マイクロ波周波数で送信されてお り、したがってシステムを交差する2地点間リンクは、それがマイクロ波周波数 と動作する場合にだけ、干渉する。もっとも一般的な実施例の2地点間リンクは 、マイクロ波周波数と一般的に呼ばれる周波数より高いか、低い周波数で動作で きる。 ここに前述された技術はこのようなハードハンドオフにとって適切であるが、 通常、その間でハンドオフが完了されなければならない2つの基地局が同じコン トローラによって完了され、制御されるという点で、システム内ハードハンドオ フは、システム間ハードハンドオフに優る利点を持つ。図11は、複数のセクタ に分割されたただ1つの基地局を使用してCDMAからCDMAへの異なる周波 数のハンドオフを提供するための代替実施例を示す。基地局B1Aと基地局B1Bの 両方とも、セクタαとセクタβと名前が付けられた2つの指向性セクタを有する 。基地局B1Aでは、セクタαとセクタβは周波数f1で動作する。基地局B1Bで は、セクタαとセクタβは周波数f2で動作する。基地局B1Aと基地局B1Bの両 方とも、その基地局内の指向性セクタとは異なる周波数で動作する1つの無指向 性セクタγを有する。例えば、基地局B1Aでは、セクタγは周波数f2で動作し 、基地局B1Bでは、セクタγは周波数f1で動作する。 図11は、ハンドダウン規則を使用する。その無指向性セクタγは、0という 往復遅延しきい値が設定される境界セクタとして記され、γセクタのどちらかが アクティブセット内の唯一の基地局である場合には、往復遅延がいくつであるの かに関係なく、ハンドオフがただちにトリガされることを意味する。γセクタが 実際には2つのシステムの間の境界セクタではないが、遠隔ユニットの視点から は、講じられる処置は同じであることに注意する。遠隔ユニットが、周波数f1 でシステムS1内の境を接するカバレージエリアから基地局B1Aの中に移動して くると、ソフトハンドオフが使用され、基地局B1Aのセクタαとの通信を確立し 、ソフトハンドオフまたはソフターハンドオフが使用され、そのコネクションを 基地局B1Aのセクタβに移す。それから、ソフトハンドオフが使用され、境界基 地局と記される基地局B1Bのセクタγにコネクションを移す。基地局B1Bのセク タγがアクティブセットの唯一のメンバーにな るとすぐに、基地局B1Bのセクタγから基地局B1Bのセクタβへのハードハン ドオフが行われる。 この構成も、動作がいったん周波数f2に移されると、遠隔ユニットが基地局 B1Aのセクタγのカバレージエリアに、それがアクティブセットの唯一のメンバ ーとなる程度まで入り込まない限り動作は周波数f1に戻されないという点で、 空間ヒステリシスを導入することに注意する。また、3つの異なったセクタを使 用する選択肢が、大部分の複数のセクタに分割された基地局が、3つのセクタか ら構成されており、したがって使用可能な基地局設備は通常3つのセクタをサポ ートするという事実を当てにしていることにも注意する。そのようなものとして 、3つのセクタを使用する設計は、実際的な意味をなす。言うまでもなく、さら に多いまたはさらに少ない数のセクタを利用できるだろう。 これらは、このような構成が使用できる2種類の異なった状況である。図11 の構成は、すべてのトラフィックが周波数を変更しなければならないロケーショ ンで使用することができる。このようなケースでは、基地局B1Aの左側の基地局 は、周波数f2を使用せず、基地局B1Bの右側にある基地局は周波数f1を使用 しない。このようなケースでは、一方の側に入り、他方の側から出るすべての遠 隔ユニットは周波数を遷移しなければならない。代替状況では、基地局B1Bの右 側の基地局は、例えば、マイクロ波リンクがその領域での周波数f1の使用を禁 じるなどのため、周波数f2だけを使用する。ただし、基地局B1Aの左側の基地 局は、周波数f1または周波数f2のどちらかで動作できる。このようなケースで は、基地局B1Bから基地局B1Aに移動する遠隔ユニットのすべて、いくつかが周 波数f2から周波数f1に遷移するか、あるいはどれも遷移しない。 2地点間マイクロ波リンクまたは1つのスペクトルがクリアされる必要のある その他の領域に対処する第2の非常に異なった方法が、図16に示される。図1 6では、「コーンオブサイレンス」が、ビーム364と366によって示される ように、2地点間マイクロ波リンク140の回りに構築される。そのコーンオブ サイレンスとは、それを検出する遠隔ユニットにとって基準信号の役を勤めるパ イロット信号のことである。遠隔ユニットが、そのコーンオブサイ レンスに対応するパイロット信号の検出を報告すると、システムコントローラは 、パイロット信号が、実行可能な候補パイロット信号というよりむしろコーンオ ブサイレンスの表示であることを理解する。そのシステムコントローラは、コー ンオブサイレンスに対応するパイロット信号の受信をハードハンドオフを開始す るための刺激として使用する。他の種類のハンドオフを実行することもできるが 、通常、実行されるハンドオフは、システム内のCDMAからCDMAへの異な る周波数のハンドオフのことである。 コーンオブサイレンスの興味深い面とは、コーンオブサイレンスパイロット信 号が、特に任意の基地局と対応していないという点である。通常、コーンオブサ イレンスパイロット信号は、指向性マイクロ波アンテナ130と135と一所に 置かれたパイロットビーコン装置によって生成される。使用することができる2 種類の異なったコーンオブサイレンストポロジーがある。図6に示される第1の トポロジーでは、ビーム364と366は、実際には、2地点間マイクロ波リン ク140のどちらかの側を防護する狭い伝送バンドである。図17に示される第 2のトポロジーでは、ビーム360と362はパイロット信号伝送カバレージエ リアの縁を画定する。図17では、パイロット信号カバレージエリアと2地点間 マイクロ波リンク140カバレージエリアは、実際には、同じ地域に重なる。通 常、ビーム364と366は、マイクロ波アンテナとは別個の2つの別々のアン テナによって作成される。ビーム360と362は、マイクロ波信号と同じアン テナ、別であるが同一のアンテナまたは前記マイクロ波アンテナよりわずかに幅 広いカバレージエリアを画定するアンテナによって作成される。 図16の第1トポロジーは、コーンオブサイレンスパイロット信号が、2地点 間マイクロ波リンクがコーンオブサイレンスパイロット信号と同じ周波数で動作 する場合にも、2地点間マイクロ波リンクと干渉しないという利点を備える。第 1トポロジーは、遠隔ユニットが、信号を検出せず、周波数を変更せずにコーン オブサイレンスパイロット信号ビームを通過する場合、コネクションがドロップ されるか、コネクションが続行し、2地点間マイクロ波リンクに干渉を生じさせ る可能性があるという不利な点を有する。また、電力が、遠隔ユ ニットがビーム364と366内に位置する間に遠隔ユニットに適用される場合 、遠隔ュニットはパイロット信号を検出できず、マイクロ波リンクに干渉を引き 起こす可能性がある。 マイクロ波リンクは双方向であることがあり、そのようなものとして、リンク の動作には2つのCDMA周波数チャンネルを必要とすることがある。1つの実 施例では、2つのCDMA逆方向リンクチャンネルが、2地点間マイクロ波リン クを処理するためにクリアされる。2つの異なる順方向リンクコーンオブサイレ ンスパイロット信号は、2地点間マイクロ波リンクのためにクリアされた2つの 逆方向リンクチャンネルのそれぞれに対応するコーンオブサイレンスカバレージ エリアで送信される。このようにして、2つのパイロット信号は、周波数ダイバ シティーのために2つの指向性アンテナ間の実際の通信と干渉しないで、2地点 間マイクロ波リンクカバレージエリアに重なる。 さらに第3実施例では、パイロット信号は、2地点間マイクロ波リンクにかな りの量の干渉を生じさせずに、2地点間マイクロ波リンクと、同じ周波数で共存 できる可能性がある。CDMAパイロット信号は、広帯域低電力スペクトラム拡 散信号である。この種の信号は、他の種類の通信システムにとっての単なるガウ ス雑音として知覚される。固有のCDMA信号特性によって、かなりの干渉を誘 導しなくても、それは独特に他の通信システムと共存できるようになる。 2地点間マイクロ波リンクアンテナの間の距離は、典型的な基地局と、それが 画定するカバレージエリアの縁の間の距離よりはるかに大きくなる。したがって 、遠隔ユニットがコーンオブサイレンスパイロット信号を知覚する遅延は、セル ラーシステムに通常対応する遅延よりかなり長くなることがある。そのようなも のとして、コーンオブサイレンスパイロット信号が、連続パイロット信号オフセ ットの内の1つとして認識されることが必要である可能性がある。例えば、コー ンオブサイレンスパイロット信号で誘導される遅延は、パイロット信号間の通常 のオフセットより大きく、知覚されたパイロット信号オフセットを次の連続パイ ロット信号オフセットにマッピングさせる。典型的なシステムは、7つごと、つ まり8番目のオフセットだけを使用するため、この種の動作 は通常問題ではない。コーンオブサイレンス信号が予想されるオフセットのセッ トは、遠隔ユニットが、それが他の近接リストエントリを探索するのと同じ方法 でこれらの信号を探索するように、近接セットに追加される。 コーンオブサイレンスパイロット信号を検出すると、講じられる処置は、アク ティブ通信が確立される基地局に応じる。同じコーンオブサイレンスパイロット 信号は、多くの基地局カバレージエリアを横断するため、パイロット信号自体は 、遠隔ユニットのロケーションや講じる必要のある処置に関して、ほとんど情報 を提供しない。基地局と、ハンドオフが行われなければならない周波数は、パイ ロット信号が知覚されるときのアクティブセットのメンバーに基づいている。ま た、講じられる処置は、アクティブセットと候補セットのメンバーによって決定 されるだろう。さらに、講じられる処置は、コーンオブサイレンスパイロット信 号の知覚されたPNオフセットに基づくだろう。また、コーンオブサイレンスパ イロット信号の信号強度が第2に高いしきい値を超えるまで、講じられる処置を 前記することが有利である場合がある。コーンオブサイレンスパイロット信号は ほとんど情報を提供しないため、同じパイロット信号オフセットが、システム全 体で使用され、複数の異なる2地点間マイクロ波リンクを保護する。図16では 、ビーム364と366のすべては、同じまたは4つの異なったPNオフセット で動作できる。 2つの2地点間マイクロ波リンクアンテナの間の距離が長くなりすぎるとパイ ロット信号のカバレージを拡張するために中継器を使用することが必要になる可 能性がある。中継器をCDMAシステムで提供するための方法と機器は、199 5年8月31日に提出され、本発明の譲受人に譲渡された「同じ周波数、時分割 デュプレックス中継器(Same Frequency,Time−Divisi on−Duplex Repeater)」と題する同時出願中の米国特許出願番 号第08/522,469号に詳しく説明される。 代りに、同じまたは異なったオフセットパイロットシーケンスを提供する一連 のアンテナは、コーンオブサイレンス領域をさらに狭く、正確に、かつ確実に画 定するために、マイクロ波調の経路に沿って設置することができる。 本発明の概念の多くは、結合することができる。例えば、システム内とシス テム間の空間ヒステリシスの両方を提供する、検出とハンドダウンの規則は、物 理的なカバレージエリア構成とともに使用することができる。規則は、CDMA からCDMAの異なる周波数のハンドオフの使用のような最大利点を提供するた めに、他のネットワークプランニング構成と結合することもできる。ソフトハン ドオフプロセスを制御するパラメータは、候補セットとアクティブセットのメン バーの数を増加するために増大できる。基地局休止も増大される可能性がある。 遠隔ユニット測定指向型ハードハンドオフ概念は、システム内とシステム間の空 間ヒステリシスの両方を提供する物理的なカバレージエリア構成と結合すること ができる。また、それは、CDMAからCDMAへの異なる周波数のハンドオフ の使用のような、最大利点を提供するために、他のネットワークプランニング構 成と結合することもできる。 好ましい実施態様の以前の説明は、当業者が、本発明を作成または使用できる ようにするために提供される。これらの実施例に対する多様な修正は、当業者に 容易に明らかとなり、ここに定められる一般原則は、本発明の機能を使用しなく とも他の実施例に適用できる。したがって、本発明は、ここに示される実施例に 限られることを意図されるのではなく、ここに開示される原則と新規機能と一貫 したもっとも広い範囲を与えられなければならない。
───────────────────────────────────────────────────── 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),EA(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,FI,G B,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP ,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU, LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,N Z,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI ,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ, VN 【要約の続き】 に、第2アンテナ(135)は第1アンテナ(130) に関して向けられる。第1基地局(B1A)は、遠隔ユニ ット(125)が第2カバレージエリア内に位置するこ とを特定するために、第1アクティブ通信信号の往復遅 延を測定することがある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ネットワークユーザが少なくとも1つの基地局を介して別のユーザと遠隔 ユニットを使用して通信する通信ネットワークであって、第1カバレージエリア を有する第1基地局と第2カバレージエリアを有する第2基地局を含む前記通信 ネットワークにおいて、 前記遠隔ユニットが前記第1カバレージ内にあり、同時に前記第2カバレージ エリア内にあり、かつ通信が前記第2基地局と前記遠隔ユニットの間で確立され ていない場合に、前記遠隔ユニットと前記第1基地局の間で通信を提供するため の方法であって、 第1基地局で、前記遠隔ユニット向けの第1アクティブ通信信号を作成するス テップと、 前記第1基地局から、前記第1アクティブ信号を第1アンテナを用いて送信す るステップと、 前記第1アクティブ通信信号を遅延させ、第1遅延アクティブ通信信号を作成 するステップと、 前記第1基地局から、前記第1遅延アクティブ通信信号を第2アンテナを用い て送信するステップであって、前記第1アクティブ通信信号と前記第1遅延アク ティブ通信信号が独立してフェージングし前記遠隔ユニットによって知覚される するように前記第2アンテナを構成し、 前記第2の基地局でアクティブ通信信号の第2セットを生成するステップであ って、そのセットのいずれもが前記遠隔ユニットに向けられていない通信信号の 第2のセットを生成するステップと、 前記第2基地局から前記アクティブ通信信号の第2セットを送信するステップ と を有することを特徴とする方法。 2.請求項1に記載された方法において、 前記第1アクティブ通信信号は、一連の擬似ランダム雑音チップで拡散される スペクトル拡散信号であり、各チップが固定された期間を有し、 前記遅延させるステップにおいて、前記第1アクティブ信号は、少なくとも 前記固定された期間分遅延される ことを特徴とする方法。 3.請求項2に記載された方法において、 前記アクティブ通信信号の第2セットが代替通信技術で変調されるものである ことを特徴とする方法。 4.請求項1に記載された方法において、 さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置することに基 づき、前記第1アクティブ通信信号を、前記第1アンテナから送信される他のア クティブ信号のセットに比較して増加されたレベルで送信するステップを備える ことを特徴とする方法。 5.請求項1に記載された方法において、 さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリアに位置することを特定 するために、前記第1アクティブ通信信号の往復遅延を前記第1基地局で測定す るステップを備えることを特徴とする方法。 6.請求項1に記載された方法において、 さらに、 前記第1アクティブ通信信号の信号レベルを前記遠隔ユニットで測定するステ ップと、 前記第1基地局に対し、前記遠隔ユニットによって前記信号レベルを報告する ステップと、 前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置することを前記信号レ ベルから決定するステップと、 を備えることを特徴とする方法。 7.請求項1に記載された方法において、 前記第2アンテナが前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置し、前記 基地局には位置されない ことを特徴とする方法。 8.請求項1に記載された方法において、 前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置する カバレージエリアを有するきわめて指向性のスポット(spot)アンテナであ る ことを特徴とする方法。 9.請求項1記載の方法において、 前記第2アンテナからの前記第1遅延アクティブ通信信号を前記第1基地局か ら送信する前記ステップが、少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレー ジエリアの近くに位置するときだけに実行される ことを特徴とする方法。 10.請求項10記載の方法において、 前記第1アクティブ通信信号より低い電力レベルで、前記第1遅延アクティブ 通信信号が前記第2アンテナから送信される ことを特徴とする方法。 11.請求項10記載の方法において、 前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置するカ バレージエリアを有するきわめて指向性のスボットアンテナであることを特徴と する方法。 12.請求項10記載の方法において、 前記第2アンテナからの前記第1遅延アクティブ通信信号を前記第1基地局か ら送信する前記ステップが、少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレー ジエリアの近くに位置するときだけに実行される ことを特徴とする方法。 13.請求項12記載の方法において、 前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置するカ バレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである ことを特徴とする方法。 14.ネットワークユーザが、少なくとも1つの基地局を介して別のユーザと 遠隔ユニットを使用して通信する通信ネットワークであって、第1カバレージエ リアを有する第1基地局と、第2カバレージエリアを有する第2基地局を含む前 記通信ネットワークにおいて、 前記第1基地局で、前記遠隔ユニットに向けた第1アクティブ通信信号を作成 するステップと、 第1アンテナからの前記第1アクティブ通信信号を前記第1基地局から送信す るステップと、 第2アンテナからの前記第1アクティブ通信信号を前記第1基地局から送信す るステップと、 前記第1アンテナと第2アンテナを結合し、前記第1カバレージエリアを作成 するステップと、 前記遠隔ユニットによって知覚される信号フェージング損失を削減するのに十 分な速度(rate)で第1アンテナの位相を基準にして前記第2アンテナの位 相を経時的に変化させるステップと、 その内のどれも前記遠隔ユニットに向けられていないアクティブ通信信号の前 記セットを前記第2基地局で作成するステップと、 前記第2セットのアクティブ通信信号を前記第2基地局から送信するステップ と、 を備える、前記遠隔ユニットが前記第1カバレージ内にあり、と同時に前記第 2カバレージエリア内にあるときに、および通信が前記第2基地局と前記遠隔ユ ニットの間で確立されていない場合に、前記遠隔ユニットと前記第1基地局の間 で通信を提供するための方法。 15.前記第1アクティブ通信信号がスペクトラム拡散信号であり、 アクティブ通信信号の前記第2セットが代替通信技術で変調される、 請求項14に記載される方法。 16.さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置するの で、前記第1アンテナから送信される他のアクティブ信号のセットに比較して増 加したレベルで前記第1アクティブ通信信号を送信するステップを備える、請求 項14に記載される方法。 17.さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置するこ とを確定するために、前記第1アクティブ通信信号の往復遅延を、前記第1基地 局で測定するステップを備える、請求項14に記載される方法。 18.さらに、 前記第1アクティブ通信信号の信号レベルを前記遠隔ユニットで測定するステ ップと、 前記遠隔ユニットによって前記第1基地局に対し、前記信号レベルを報告する ステップと、 前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置することを、前記信号 レベルから決定するステップと、 を備える、請求項14に記載される方法。 19.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項14に記載される方法。 20.さらに、少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内 に位置するときにだけ、前記第2アンテナからパイロット信号を送信するステッ プを備える、請求項14に記載される方法。 21.さらに、前記第1アクティブ通信信号より低い電力レベルで、前記第2 アンテナからの前記第1遅延アクティブ通信信号を送信するステップを備える、 請求項14に記載される方法。 22.さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリアに位置するとき だけ、前記第2アンテナから前記第2アクティブ通信信号を送信するステップを 備える、請求項14に記載される方法。 23.さらに、前記第2アンテナからパイロット信号を送信するステップを備 える、請求項14に記載される方法。 24.さらに、前記第1基地局から、前記第2アンテナからページおよび同期 チャネル信号を送信するステップを備える、請求項23に記載される方法。 25.さらに、前記第1アンテナから送信される第1パイロット信号とは異な るPNオフセットで、前記第2アンテナから前記パイロット信号を送信するステ ップを備える、請求項23に記載される方法。 26.ネットワークユーザが、少なくとも1つの基地局を介して、別のユーザ と、遠隔ユニットを使用して通信する通信ネットワークであって、第1カバ レージエリアを有する第1基地局と、第2カバレージエリアを有する第2基地局 を含む前記ネットワークにおいて、 前記第1基地局で、前記遠隔ユニットに向けた第1アクティブ通信信号を作成 するステッブと、 第1アンテナからの前記第1アクティブ通信信号を、前記第1基地局から送信 するステップと、 前記第1基地局で、前記遠隔ユニットに向けた第2アクティブ通信信号を作成 するステップと、 前記第2アンテナが、前記第1アクティブ通信信号と前記第2アクティブ通信 信号が前記遠隔ユニットによって知覚されるように独立してフェージングし、前 記遠隔ユニットによって個別に受信可能である場合に、第2アンテナからの前記 第2アクティブ通信信号を、前記第1基地局から送信するステップと、 その内のどれも前記遠隔ユニットに向けられていないアクティブ通信信号のセ ットを、前記第2基地局で作成するステップと、 アクティブ通信信号の前記セットを前記第2基地局から送信するステップと、 を備える、 前記遠隔ユニットが前記第1カバレージ内にあり、と同時に前記第2カバレー ジエリア内にあるときに、および通信が前記第2基地局徒然機遠隔ユニットの間 で確立されていない場合に、前記遠隔ユニットと前記第1基地局の間で通信を提 供するための方法。 27.前記第1アクティブ通信信号が、その各チップが固定された期間を有す る一連の擬似ランダム雑音によって拡散されるスペクトラム拡散信号であり、 前記第2アクティブ信号が、少なくとも前記固定期間、前記第1アクティブ信 号から時間でオフセットされるため、前記第1アクティブ信号と前記第2アクテ ィブ信号が前記遠隔ユニットによって別個に受信可能である、請求項26に記載 される方法。 28.アクティブ通信信号の前記セットが、時分割多重アクセスを使用して変 調される、請求項26に記載される方法。 29.アクティブ通信信号の前記セットが、コード分割多重アクセスによっ て変調される、請求項26に記載される方法。 30.アクティブ通信信号の前記セットが周波数変調される、請求項26に記 載される方法。 31.さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリアに位置するので 、前記第2アクティブ通信信号を送信するステップを備える、請求項26に記載 される方法。 32.さらに、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリアに位置すること を特定するために、前記第1アクティブ通信信号の往復遅延を、前記第1基地局 で測定するステップを備える、請求項31に記載される方法。 33.さらに、 前記第1アクティブ通信信号の信号レベルを、前記遠隔ユニットで測定するス テップと、 前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置することを特定するた めに、前記遠隔ユニットによって、前記第1基地局に対し前記信号レベルを報告 するステップと、 を備える、請求項31に記載される方法。 34.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリア内に位置する、請求項 26に記載される方法。 35.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項26に記載される方法。 36.さらに、前記第1アクティブ通信信号より低い電力レベルで前記第2ア ンテナからの前記第1遅延アクティブ通信信号を送信するステップを備える、請 求項26に記載される方法。 37.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項36に記載される方法。 38.前記第2アンテナからの前記第1遅延アクティブ通信信号を前記第1基 地局から前記送信するステップが、少なくとも1つの遠隔ユニットが前記 第2カバレージエリアの近くに位置するときにだけ実行される、請求項36に記 載される方法。 39.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項38に記載される方法。 40.さらに、少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内 に位置するときにだけ、前記第2アンテナからパイロット信号を送信するステッ プを備える、請求項26に記載される方法。 41.さらに、前記第2アンテナからパイロット信号を送信するステップを備 える、請求項26に記載される方法。 42.さらに、前記第1基地局から、前記第2アンテナから、ページ同期チャ ネル信号を送信するステップを備える、請求項41に記載される方法。 43.前記第2アンテナから送信される前記パイロット信号が、前記第1アン テナから送信される第1パイロット信号とは異なるPNオフセットを有する、請 求項41に記載される方法。 44.第1アクティブ通信信号を作成する第1アンテナと、 第2アクティブ通信信号を作成する第2アンテナと、 前記第2アクティブ通信信号が、前記第1アクティブ通信信号に関して時間で オフセットされるように、前記第1アンテナと前記第2アンテナの間に補間され る遅延回線と、 を備える、第1カバレージエリアを画定する第1アクティブ基地局と、 第2カバレージエリアを画定し、通信信号のセットを作成する第2ターゲット 基地局と、 前記第1カバレージエリアと第2カバレージエリア内に位置し、前記第1アク ティブ通信信号と前記第2アクティブ通信信号を受信する遠隔ユニットと、 を具備する、通信ネットワーク。 45.前記第1アクティブ通信信号と前記第2アクティブ通信信号が、その各 チップが固定された期間を有する一連の擬似ランダム雑音チップで拡散される、 スペクトラム拡散信号であり、 前記第1アクティブ信号が前記第2アクティブ通信信号から、少なくとも前記 固定期間分、オフセットされる、 請求項44に記載される機器。 46.通信信号の前記セットが、代替通信技術で変調される、請求項44に記 載される方法。 47.前記遠隔ユニットが前記第1カバレージエリアと前記第2カバレージエ リアに位置するので、前記第2アクティブ通信信号が、前記第2アンテナから送 信される、請求項44に記載される機器。 48.前記第1アクティブ基地局が、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージ エリアに位置することを特定するために、前記第1アクティブ通信信号の往復遅 延を測定する、請求項47に記載される機器。 49.前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリアに位置することを特定す るために、前記遠隔ユニットが、前記第1アクティブ通信信号の信号レベルを測 定し、前記信号レベルを前記第1アクティブ基地局に報告する、請求項47に記 載される機器。 50.前記第2アンテナが、前記第2カバレージの近くに、または前記第2カ バレージ内に位置し、前記第1アクティブ基地局と一所に置かれない、請求項4 4に記載される機器。 51.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項44に記載される機器。 52.少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレージエリアの近くまた は中に位置するときにだけ、前記第2アンテナが前記第2アクティブ通信信号を 作成する、請求項44に記載される機器。 53.前記第2アクティブ通信信号が、前記第1アクティブ通信信号より低い 電力レベルで送信される、請求項44に記載される機器。 54.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項53に記載される機器。 55.前記第2アンテナによって作成される前記第2アクティブ通信信号が、 少なくとも1つの遠隔ユニットが、前記第2カバレージエリアの近くに位置する ときにだけ実行される、請求項53に記載される機器。 56.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項55に記載される機器。 57.第1アクティブ通信信号を備える通信信号の第1セットを作成し、第2 アクティブ通信信号を備える通信号の第2セットを作成する送信機と、 通信信号の前記第1セットを発射する第1アンテナと、 通信信号の前記第2セットを発射する第2アンテナと、 を備える第1カバレージエリアを画定する第1アクティブ基地局と、 第2カバレージエリアを画定し、通信信号の第3セットを作成する第2ターゲ ット基地局と、 前記第1カバレージエリアと前記第2カバレージエリア内に位置し、前記第1 アクティブ通信信号と前記第2アクティブ通信信号を受信する、遠隔ユニットと 、 を具備する通信ネットワーク。 58.前記第1アクティブ通信信号と前記第2アクティブ通信信号が、その各 チップが固定された期間を有する一連の擬似ランダム雑音チップで拡散されるス ペクトラム拡散信号であり、 前記第1アクティブ信号が、少なくとも前記固定期間分、遅延された、請求項 57に記載される機器。 59.通信信号の前記第3セットが、代替通信技術で変調される、請求項57 に記載される、請求項57に記載される機器。 60.前記遠隔ユニットが前記第1カバレージエリアと前記第2カバレージエ リア内に位置するため、前記第2アクティブ通信信号が、前記第2アンテナから 送信される、請求項57に記載される機器。 61.前記第1アクティブ基地局が、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージ エリア内に位置することを特定するために、前記第1アクティブ通信信号の 往復遅延を測定する、請求項60に記載される機器。 62.前記遠隔ユニットが、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内 に位置することを特定するために、前記第1アクティブ通信信号の信号レベルを 測定し、前記アクティブ基地局に対し、前記信号レベルを報告する、請求項60 に記載される機器。 63.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 し、前記第1アクティブ基地局と一所に置かれない、請求項57に記載される機 器。 64.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリア近くまたは中に位置す るカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求項 57に記載される機器。 65.少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内にあると きに、通信信号の前記第2セットが、前記第2アンテナから発射される、請求項 57に記載される機器。 66.前記第2セットの通信信号が、前記第1セットの通信信号が前記第1ア ンテナから発射されるより低い電力レベルで前記第2アンテナから発射される、 請求項57に記載される機器。 67.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項66に記載される機器。 68.少なくとも1つの遠隔ユニットが、前記第2カバレージエリアの近くに 位置するときにだけ、前記第2セットの通信信号が、前記第2アンテナから発射 される、請求項66に記載される機器。 69.前記第2アンテナが、前記第2カバレージエリアの近くまたは中に位置 するカバレージエリアを有するきわめて指向性のスポットアンテナである、請求 項68に記載される機器。 70.前記第2アンテナが、少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレ ージエリア内に位置するときにだけ、パイロット信号を送信する、請求項57に 記載される機器。 71.前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置する場合にだけ 、前記第2アクティブ通信信号が、前記第2アンテナから発射される、請求項5 7に記載される機器。 72.前記第2アンテナがパイロット信号を発射する、請求項57に記載され る機器。 73.前記第2アンテナからの前記第1基地局がページおよび同期チャネル信 号を発射する、請求項57に記載される機器。 74.前記第2アンテナから送信される前記パイロット信号が、前記第1アン テナから送信される第1パイロット信号とは異なるPNオフセットを有する、請 求項57に記載される機器。 75.第1アクティブ通信信号を作成する第1アンテナと、 第2アクティブ通信信号を作成する第2アンテナと、 前記第1カバレージエリア内で知覚される信号フェージング損失を削減するよ うに、前記第1アンテナと前記第2アンテナの間で補間される、位相動揺(VA CILLATION)機構と、 を備える第1カバレージエリアを画定する第1アクティブ基地局と、 第2カバレージエリアを画定し、通信信号のセットを作成する第2ターゲット 基地局と、 前記第1カバレージエリアと前記第2カバレージエリア内に位置し、前記第1 アクティブ通信信号と前記第2アクティブ通信を受信する遠隔ユニットと、 を具備する通信ネットワーク。 76.通信信号の前記セットが、代替通信技術で変調される、請求項75に記 載される機器。 77.前記遠隔ユニットが前記第1カバレージエリアと前記第2カバレージエ リア内にあるために、前記第2アクティブ通信信号が、前記第2アンテナから送 信される、請求項75に記載される機器。 78.前記第1アクティブ基地局が、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージ エリア内に位置することを特定するために、前記第1アクティブ通信信号の往復 遅延を測定する、請求項77に記載される機器。 79.前記遠隔ユニットが、前記遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内 に位置することを特定するために、前記第1アクティブ通信信号の信号レベルを 測定し、前記アクティブ第1基地局に対し前記信号レベルを報告する、請求項7 7に記載される機器。 80.少なくとも1つの遠隔ユニットが前記第2カバレージエリア内に位置す るときに、前記第2アクティブ通信信号が、前記第2アンテナから発射される、 請求項77に記載される機器。 81.前記第2アクティブ通信信号が、前記第1セットの通信信号が前記第1 アンテナから発射されるより低い電力レベルで、前記第2アンテナから発射され る、請求項77に記載される機器。
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