JP2000514984A - 信号を選択する方法及びセルラー無線システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、送信方法に係ると共に、ベースステーション及び少なくとも１つのボコーダを備えたセルラー無線システムに係る。ベースステーション及びボコーダは互いに信号を送信する。ベースステーションは、ボコーダに実質的に同時に信号を送信し、ボコーダは、その同時に送信された信号を異なる受信時間に受信する。セルラー無線システムは、信号の受信の瞬間を所定のタイムウインドウと比較するための比較手段と、受信した信号の質を測定して比較するための測定手段と、上記信号測定及び比較に基づいて信号を選択するための選択手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 信号を選択する方法及びセルラー無線システム発明の分野 本発明は、一般に、テレコミュニケーションシステムに係る。より詳細には、 本発明は、ソフトハンドオフを用いたデジタルセルラー無線システムに係る。先行技術の説明 典型的なセルラー無線システムは、固定のベースステーションネットワークを 備え、加入者ターミナルは、このネットワークの１つ以上のベースステーション と通信する。ベースステーションは、加人者ターミナルから到着する通信を転送 する。加入者ターミナルは、移動中又は静止している間に、ベースステーション を介してメッセージを互いに送信できると共に、他の電話システムの加入者ター ミナルへ送信することもできる。メッセージの送信は、加入者ターミナルがベー スステーションネットワークの有効到達領域に位置するときに可能となる。加入 者ターミナルがセルラー無線システムにより提供されるサービスを利用できるよ うにするためには、あらゆる状況のもとで少なくとも１つのベースステーション への接続を維持しなければならない。加入者ターミナルがベースステーションネ ットワークにより提供されるサービスを利用しないときは、ベースステーション ネットワークへの接続を必要とせず、アイドル状態でベースステーションを聴取 する。加入者ターミナルがベースステーションネットワークにおいて１つのベー スステーションの有効到達領域から別のベースステーションの有効到達領域へと 移動するときには、これがチャンネル又はベースステーションを切り換える必要 性を生じる。 典型的なセルラー無線システムにおいて、加入者ターミナルは、一度に１つの ベースステーションとしか通信しないが、特に、例えばＣＤＭＡシステムでは、 加入者ターミナルは、多数のベースステーションと同時に通信できる。公知のソ フトハンドオフにおいては、ベースステーションネットワークへの接続がハンド オフにも関わらず維持される。このようなハンドオフでは、ベースステーション が通常切り換えられる。又、公知技術は、ベースステーションが切り換えられず に、使用するベースステーションのセクタが切り換えられるよりソフトなハンド オフも備えている。ソフト及びよりソフトなハンドオフは「メーク・ビフォア・ ブレーク（ブレークの前にメークする）」型のハンドオフと称され、これは、前 のベースステーションへの接続が終了する前に加入者ターミナルに対して新たな 接続が設定されることを意味する。使用する周波数帯域は、いずれのハンドオフ においても切り換えられない。 セルラー無線システムは、通常、例えばベースステーションコントローラ又は 移動サービス交換センターに関連して配置されるＴＲＡＵ（トランスコーダ／レ ートアダプタユニット）を含む。ＴＲＡＵは、信号をソースエンコードし、そし て信号送信レートを、例えば、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）のような 送信ネットワークに適応させる。ＴＲＡＵは、ＴＲＡＵフレームを形成し、これ をベースステーションに送信する。又、ＴＲＡＵは、スピーチコーダ即ちボコー ダとしても働く。信号をコード化すると、例えば、ベースステーションへの送信 ラインにおいて信号データレートが低下する。ボコーダ及びベースステーション は、ＴＲＡＵフレームを形成するデータパケットより成る信号を互いに送信及び 受信する。 ソフトハンドオフにおいては、加入者ターミナルが多数のベースステーション と同時に通信する。ソフトハンドオフでは、加入者ターミナルは、同じ情報より 成る信号をベースステーションに送信し、この信号は、ボコーダへと送られる。 又、加入者ターミナルは、同じ情報より成る信号をベースステーションから受け 取り、ベースステーションはこの信号をボコーダから受け取っている。セルラー 無線システムは、ボコーダから異なるベースステーションへの信号ルートが著し く変化する。これは、ボコーダとベースステーションとの間の異なる送信経路の 長さが著しく変化することを意味する。 公知の構成では、ベースステーションは、同じ情報より成る信号を送信する。 これら信号は、ボコーダを経て、例えば、ベースステーションコントローラ又は 移動サービス交換センターへルート指定される。信号がコード化されたスピーチ より成る場合には、ボコーダが信号をデコードする。信号が、例えば、信号より 成る場合には、それらが既知の技術に基づいて、その信号を要求するネットワー ク要素へルート指定される。公知のセルラー無線ネットワークでは、同じ情報を 含む多数の信号が、比較的長い距離にわたって送信される。しかしながら、同じ 情報を含む多数の信号の送信は、セルラー無線ネットワークの送信経路の容量を 消費する。又、公知の構成では、ボコーダは、同じ情報を含む信号を異なる時間 に受け取る。異なる時間に信号を受け取ると、信号のそれ以上の処理に問題を生 じることになる。発明の要旨 本発明の目的は、セルラー無線システムに送信されるべき信号を選択すること により無線システムの容量を増加するようにセルラー無線システムを実現するこ とである。別の目的は、異なる時間における信号の受信により生じる問題を解消 することである。 これは、ベースステーション及び少なくとも１つのボコーダを備え、これらベ ースステーション及びボコーダは互いに信号を送信し、ベースステーションはボ コーダに実質的に同時に信号を送信し、そしてボコーダはその同時に送信された 信号を異なる受信時間に受信するようなセルラー無線システムに使用される方法 において、信号の受信の瞬間を所定のタイムウインドウと比較し、そして所定の タイムウインドウ中に信号が到着するときに、受信した信号の質を測定して比較 し、そしてその後に、信号を選択するという段階を備えた本発明の方法により達 成される。 又、本発明は、ベースステーション及び少なくとも１つのボコーダを備え、こ れらベースステーション及びボコーダは互いに信号を送信し、ベースステーショ ンはボコーダに実質的に同時に信号を送信し、そしてボコーダはその同時に送信 された信号を異なる受信時間に受信するようなセルラー無線システムにおいて、 信号の受信の瞬間を所定のタイムウインドウと比較するための比較手段と、受信 した信号の質を測定して比較するための測定手段と、上記信号測定及び比較に基 づいて信号を選択するための選択手段とを含むセルラー無線システムにも係る。 本発明による構成は、特にソフトハンドオフにおいて多数の効果を発揮する。 この構成では、逆方向に送信されるべき信号の遅延の差のみが大きくなる方法を 使用する。この方法は、ボコーダを経て送られる最良の質をもつ信号を選択する ことを含む。更に、ボコーダは、ベースステーションと同期される必要はない。 本発明による構成では、ボコーダとベースステーションとの間の距離が大きくな い。又、この構成は、スーパーフレームを構成するフレーム信号を送信すること も含み、このスーパーフレームの長さを増加することにより、データパケットの 遅延差裕度を増加することができる。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照して、本発明を一例として詳細に説明する。 図１は、本発明の方法が使用されるセルラー無線システムを示す図である。 図２は、ハンドオフ中のセルラー無線システムにおける加入者ターミナルの移 動を示す図である。 図３は、データパケットが送信されるフレーム構造を示す図である。 図４は、本発明によるセルラー無線システムの構造を詳細に示すブロック図で ある。 図５は、データパケットの選択のタイミングを示す概略図である。好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、本発明による構成体が使用されるセルラー無線システムを示す。本発 明による構成体は、拡散スペクトルシステム、特にＣＤＭＡシステムに適用でき るが、本発明は、このシステムに限定されるものではない。セルラー無線システ ムは、多数の加入者ターミナル１０、２０と、ベースステーション１００、２０ ０、３００と、ベースステーションコントローラ５００と、公知の移動サービス 交換センター６００とを備えている。ベースステーションコントローラ５００の 機能は、ベースステーション１００、２００、３００を制御することである。セ ルラー無線システムは、更に、スピーチコーダとして働くボコーダ４００も備え ている。図示された構成において、ボコーダ４００は、ＴＲＡＵに配置される。 スピーチコード化に関しては、ボコーダ４００は、既知の技術に基づいて実現さ れる。図示された加入者ターミナル１０は、実際には、例えば移動電話である。 移動サービス交換センター６００は、送信ライン５５０によりベースステーシ ョンコントローラ５００に接続され、これは、送信ライン４５０によりボコーダ ４００に接続される。ボコーダ４００は、送信ライン１５０を経てベースステー ション１００と通信し、送信ライン２５０を経てベースステーション２００と通 信し、そして送信ライン３５０を経てベースステーション３００と通信する。送 信経路１５０、２５０、３５０、４５０及び５５０は、例えば、ＰＣＭ技術で実 施される。又、これらの送信経路は、例えば、無線リンクで実施されてもよい。 図示された構成では、ボコーダ４００は、ベースステーションコントローラ５０ ０と、ベースステーション１００、２００、３００との間に配置される。しかし ながら、ボコーダ４００は、セルラー無線システムの他の部分に配置されてもよ く、例えば、ベースステーションコントローラ５００又は移動サービス交換セン ター６００に関連して配置されてもよい。 図２は、ハンドオフの間のセルラー無線システムにおける加入者ターミナルの 移動を示す。図示されたように、各ベースステーション１００、２００、３００ は、それ自身の有効到達領域１１０、２１０、３１０を有する。加入者ターミナ ル１０は、最初に、ベースステーション１００の有効到達領域１１０内を移動す る。加入者ターミナル１０が他の加入者ターミナル２０との接続を設定すると、 加入者ターミナル１０は、ベースステーション１００に信号を送信する。信号は 送信経路１５０を経てボコーダ４００へ伝播し、そこから、信号は、更に、既知 の技術に従って経路を経て他の加入者ターミナル２０へ伝播する。加入者ターミ ナル１０からベースステーション１００、２００、３００を経てボコーダ４００ へ至る信号の伝播は、逆方向と称する。 加入者ターミナル１０が、ベースステーション２００の有効到達領域２１０に 位置する加入者ターミナル２０との接続を設定する場合に、信号は、既知の技術 に従って経路に沿って、例えばベースステーションコントローラ５００へ伝播す る。信号は、ベースステーションコントローラ５００からボコーダ４００へ伝播 する。ボコーダ４００は、送信ライン２５０を経てベースステーション２００へ 信号を送信する。ベースステーション２００は、受け取った信号を無線経路を経 て加入者ターミナル２０へ送信する。ボコーダ４００からベースステーション１ ００、２００、３００へそしてこれらベースステーションから加入者ターミナル １０、２０へ至る信号の伝播は、順方向と称する。セルラー無線システムの構造 に基づき、信号は、ベースステーション１００、２００、３００、ボコーダ４０ ０及びベースステーションコントローラ５００のようなシステムの異なるネット ワーク要素間を伝播するときに遅延される。又、ベースステーション１００、２ ００、３００も、信号を処理するときに遅延を生じる。しかしながら、ベースス テーション１００、２００、３００は、実質的に等しい長さの処理遅延を生じさ せると仮定することができる。又、ベースステーション１００、２００、３００ と加入者ターミナル１０との間のエアインターフェイスに生じる遅延は、加入者 ターミナル１０と通信する全てのベースステーション１００、２００、３００に おいて実質的に等しいと仮定することもできる。 加入者ターミナル１０が他の加入者ターミナル２０への接続を設定すると仮定 する。加入者ターミナル１０は、接続中に、図２に示すように、ベースステーシ ョン１００の有効到達領域１１０からベースステーション２００の有効到達領域 ２１０へ移動する。有効到達領域１１０から他の有効到達領域２１０への移行が 生じるときに、セルラー無線システムはソフトハンドオフを使用し、加入者ター ミナル１０により設定された接続がカットオフされたり又は干渉を受けたりしな いようにする。ソフトハンドオフの間に、加入者ターミナル１０は、両ベースス テーション１００、２００と同時に通信し、これらのベースステーションは、同 じデータを含む信号を逆方向にボコーダ４００へ送信する。又、ボコーダ４００ は、同じ情報を含む信号を順方向に各ベースステーション１００、２００に送信 する。ベースステーション１００、２００は、ボコーダにより送信された信号を 受け取り、そして各ベースステーション１００、２００は、その受信した信号を 加入者ターミナル１０へ送信する。 ボコーダ４００及びベースステーション１００、２００、３００により送信さ れる信号は、データパケットより成る。又、ベースステーションにより送信され る信号は、フレーム構成でもある。図３は、上記信号のフレーム構造を示す。こ のフレームは、例えば、０から３までの値が与えられるフレーム番号フィールド ＦＮを含む。図示された例では、４つのフレームでスーパーフレームが構成され る。フレーム番号は、スーパーフレームにおけるフレームの位置に依存する。ス ーパーフレームの長さは、通常、例えば８０ｍｓであり、そしてデータパケット の長さは、２０ｍｓである。図示されたように、２５個のスーパーフレームが０ から２４まで番号付けされる。スーパーフレーム０の開始は、ｅｖｅｎ＿ｓｅｃ ｏｎｄマークと同期される。ｅｖｅｎ＿ｓｅｃｏｎｄマークは、例えば、ＧＰＳ （グローバルポジショニングシステム）受信器から得られる。 図４は、本発明によるセルラー無線システムの構造を詳細に示すブロック図で ある。図示されたセルラー無線システムにおいて、加入者ターミナル１０は、３ つのベースステーション１００、２００、３００と同時に通信する。これらベー スステーション１００、２００、３００の各々は、受信した信号を個々の送信経 路１５０、２５０、３５０に沿ってボコーダ４００へ送信する。ベースステーシ ョンは、それらの信号をボコーダへ同時に送信する。ベースステーションは同期 されるので、同時送信が可能となる。送信経路１５０、２５０、３５０の長さが 異なるために、信号は、ボコーダ４００に異なる瞬間に受信される。図示された セルラー無線システムは、選択手段４１０、測定手段４２０及び比較手段４３０ を備えている。 ベースステーション１００、２００、３００により送信される信号は、比較手 段４３０に送られ、この手段は、信号の受信の瞬間を所定のタイムウインドウと 比較するように構成される。又、セルラー無線システムは、受信信号の質を測定 して比較するための測定手段４２０も備えている。信号が所定のタイムウインド ウの間に少なくとも部分的に受け取られる場合に、信号の質が測定される。測定 手段４２０は、ボコーダにより受信された信号であって、同じフレーム番号を有 しそして同じ情報を含む信号の質を比較する。信号の質の測定は、例えば、信号 の正しさ、信号対雑音比、又は信号の質を示す他の値に基づいている。測定手段 ４２０は、フレームに使用されるフレーム番号に基づいて信号を互いに区別する ように構成される。更に、測定手段４２０は、スーパーフレームの長さのせいぜ い半分に等しい間隔で受け取られる信号の質も測定する。 セルラー無線システムは、更に、測定手段４２０によって行われた信号の質の 測定及び比較に基づいて、測定された信号の中で実質的に最良の質の信号を選択 するための選択手段４１０を備えている。選択手段４１０により選択された信号 は、選択の後に、例えば、ベースステーションコントローラ５００へルート指定 される。選択手段は、同じフレーム番号を有する全ての信号が受け取られた後に のみ信号を選択する。 セルラー無線システムは、更に、同期手段４４０を備えている。この同期手段 ４４０は、ボコーダによるベースステーション１００、２００、３００への信号 の送信と、ボコーダによるベースステーション１００、２００、３００からの信 号の受信とを同期するように構成される。同期手段４４０は、ボコーダ４００が ベースステーション１００、２００、３００から第１の信号を受信するのと実質 的に同時にベースステーション１００、２００、３００へ信号を送信するように ボコーダ４００を同期する。実際に、比較手段４３０、測定手段４２０、選択手 段４１０及び同期手段４４０は、ボコーダ４００に配置される。ボコーダ４００ は、実際に、ＴＲＡＵに関連して配置される。又、同期手段は、スーパーフレー ムの開始時間を、例えば、グローバルタイム信号又は同期パルスと同期する。 図５は、信号選択のタイミングを概略的に示す。この図において、ベースステ ーション１００、２００、３００は、ボコーダ４００へ信号を送信する。この図 において、ベースステーションが時間Ｔ０に同時に送信を開始するときに時間の 経過が開始すると仮定する。時間Ｔ０に、ベースステーションは、フレーム番号 ０のフレームを送信する。信号の遅延は等しくないので、信号は、異なる時間に 受け取られる。ボコーダは、ベースステーション１００により送信された信号を 最初に受信する。受信は、時間Ｔ１において行われる。ボコーダ４００は、ベー スステーション３００によって送信された信号を時間Ｔ２＝６０ｍｓに受信し、 そしてベースステーション２００によって送信された信号を時間Ｔ３＝８０ｍｓ に受信する。 信号がボコーダに達すると、比較手段４３０は、遅延の差をタイムウインドウ と比較する。タイムウインドウは、通常、スーパーフレームの長さのせいぜい半 分に等しい。図示された構成では、タイムウインドウの長さが４０ｍｓである。 図示の例では、全ての信号がタイムウインドウの間に少なくとも部分的に到着す る。この状態において、３つの受信信号が全て測定手段４２０に供給される。測 定手段４２０は、上記信号の質を測定しそして比較する。その後、選択手段４１ ０は、比較された信号のうちの実質的に最良の質の信号を、既に行われた測定に 基づいて選択する。図示された構成では、選択手段４１０は、ボコーダが最後の 信号を受信するのと実質的に同時に最良の質の信号を選択する。選択された信号 は、例えば、デコードされ、或いはセルラー無線システムのネットワーク要素、 例えば、ベースステーションコントローラへ供給される。 以上、添付図面を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明は、これに限定 されるものではなく、請求の範囲に述べた本発明の概念の範囲内で多数の仕方で 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，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，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，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベースステーション及び少なくとも１つのボコーダを備え、これらベース ステーション及びボコーダは互いに信号を送信し、ベースステーションはボコー ダに実質的に同時に信号を送信し、そしてボコーダはその同時に送信された信号 を異なる受信時間に受信するようなセルラー無線システムに使用される信号選択 方法において、 信号の受信の瞬間を所定のタイムウインドウと比較し、そして所定のタイムウ インドウ中に信号が到着するときに、 受信した信号の質を測定して比較し、そしてその後に、信号を選択するという 段階を備えたことを特徴とする方法。 ２．所定のタイムウインドウ中に受け取った信号の質が測定される請求項１に 記載の方法。 ３．信号測定から得られた質に関する結果が、測定されるべき全ての信号のう ちの実質的に最良のものである場合に、信号が更なる処理のために選択される請 求項１に記載の方法。 ４．信号に質は、例えば、信号の正しさ、信号対雑音比、又は信号の質を示す 他の値に基づく請求項３に記載の方法。 ５．フレーム式の信号を使用し、フレームはスーパーフレームを形成し、そし てフレームに使用されるフレーム番号に基づいて異なる信号が互いに区別される 請求項１に記載の方法。 ６．同じフレーム番号を有する信号の質が測定されて比較される請求項５に記 載の方法。 ７．スーパーフレームの長さのせいぜい半分に等しい間隔で受け取られた信号 の質を測定することを含む請求項５に記載の方法。 ８．同じフレーム番号を有する全ての信号が受け取られた後に最良の質の信号 が選択される請求項５に記載の方法。 ９．スーパーフレームの開始は、例えば、グローバルタイム信号又は同期パル スと同期される請求項５に記載の方法。 １０．上記方法は、ソフト及び／又はよりソフトなハンドオフの間に使用され る請求項１に記載の方法。 １１．ボコーダによる信号の送信及び受信は、ボコーダが第１信号を受信する のと同時にベースステーションへ信号を送信するように同期される請求項１に記 載の方法。 １２．ベースステーション及び少なくとも１つのボコーダを備え、これらベー スステーション及びボコーダは互いに信号を送信し、ベースステーションはボコ ーダに実質的に同時に信号を送信し、そしてボコーダは、その同時に送信された 信号を異なる受信時間に受信するようなセルラー無線システムにおいて、 信号の受信の瞬間を所定のタイムウインドウと比較するための比較手段と、 受信した信号の質を測定して比較するための測定手段と、 上記信号測定及び比較に基づいて信号を選択するための選択手段と、 を含むことを特徴とするセルラー無線システム。 １３．上記測定手段は、所定のタイムウインドウ中にボコーダが受信する信号 の質を測定するように構成された請求項１２に記載のセルラー無線システム。 １４．上記選択手段は、信号測定から得られた質に関する結果が、測定される べき全ての信号のうちの実質的に最良のものである場合に、信号を選択するよう に構成された請求項１２に記載のセルラー無線システム。 １５．測定手段によって測定される信号の質は、例えば、信号の正しさ、信号 対雑音比、又は信号の質を示す他の値に基づく請求項１２に記載のセルラー無線 システム。 １６．フレーム式の信号を使用し、フレームは、スーパーフレームを形成し、 そして測定手段は、フレームに使用されるフレーム番号に基づいて異なる信号を 互いに区別するように構成された請求項１２に記載のセルラー無線システム。 １７．測定手段は、ベースステーションによりボコーダに送信された同じフレ ーム番号を有する信号の質を測定して比較するように構成された請求項１６に記 載のセルラー無線システム。 １８．測定手段は、スーパーフレームの長さのせいぜい半分に等しい間隔で受 け取られた信号の質を測定するように構成された請求項１６に記載のセルラー無 線システム。 １９．選択手段は、同じフレーム番号を有する全ての信号が受け取られたとき に最良の質の信号を選択するように構成された請求項１６に記載のセルラー無線 システム。 ２０．上記システムは、ソフト及び／又はよりソフトなハンドオフの間に使用 される請求項１２に記載のセルラー無線システム。 ２１．上記システムは、ボコーダによる信号の送信及び受信を同期するように 構成された同期手段を含む請求項１２に記載のセルラー無線システム。 ２２．上記同期手段は、ボコーダが第１信号を受信するのと同時にベースステ ーションへ信号を送信するようにボコーダを同期する請求項２１に記載のセルラ ー無線システム。 ２３．上記同期手段は、スーパーフレームの開始を、例えば、グローバルタイ ム信号又は同期パルスと同期させる請求項１６に記載のセルラー無線システム。