JP2001016633A - 無線ユニットの動作カテゴリに基づくマクロダイバーシティモードを有するマクロダイバシティ制御システム - Google Patents

無線ユニットの動作カテゴリに基づくマクロダイバーシティモードを有するマクロダイバシティ制御システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線通信システムの資源を有効に活用する。 【解決手段】 マクロダイバシティ制御システムは、無
線ユニットの動作カテゴリに依存するマクロダイバシテ
ィモードを有する無線ユニットを提供する。無線ユニッ
トはその移動性に関連したカテゴリ（たとえば、固定、
限定固定、および完全移動）で動作する。無線ユニット
が固定されていて、ホーム基地局からの受信状態が良好
な場合は、マクロダイバシティは制限できる。固定モー
ドでは移動が制限されているので、マクロダイバシティ
を不動作とする。受信状態が悪い場合、特にセルの端に
近い領域で、固定無線ユニットについてのマクロダイバ
シティは動作する。セルの端部にある固定無線ユニット
は、マクロダイバシティの効果を享受できる。しかし、
無線ユニットが固定されているので、固定無線ユニット
は、他の基地局へハンドオフされることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は無線通信に関し、
特に、異なる動作カテゴリの複数の無線ユニットを伴う
セルラ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、典型的な無線通信システム１０
の一部を示すもので、これは、一つの地域内にある多数
の無線または移動のユニット１２ａ〜１２ｃに対して無
線通信サービスを提供するものである。一つの無線通信
システムによってサービスを受ける地域は、複数の「セ
ル」と呼ばれる空間的に特定の領域に分割される。各セ
ルは、模式的には、ハニカムパタンの一つの六角形によ
って代表される。しかし実際には、各セルは、そのセル
を取り囲んでいる地形その他の要因に依存する変則的な
形状をしている。
【０００３】従来のセルラ電話システムは、多数のセル
サイトすなわち基地局１４ａ〜１４ｄを有し、これらセ
ルサイトは、セルラ電話（しばしば、移動ユニットまた
は無線ユニットとも呼ばれる）同士の音声を基礎とした
通信信号の送信と受信をサポートするために、地理的に
分配されている。
【０００４】各セルサイトは、セルを通じた音声通信を
取り扱い、そのセルラ電話システム全体がカバーする領
域は、すべてのセルサイトについてのセルの結合として
定義される。ここで、近接するセルサイトのカバー範囲
は、（できれば）そのシステムのカバー領域の外側境界
内の隣接する(contiguous)通信カバーを保証するため
に、ある程度重なり合う。一つのセルサイトが数個のセ
クタをカバーすることもある。この明細書では、セルと
セクタということばを互換的に用いる。
【０００５】基地局１４ａ〜１４ｄは、基地局がそのセ
ル内の移動ユニットと通信を行なうために使用する無線
受信器(radio)とアンテナを有し、さらに、基地局が移
動交換局（ＭＳＣ）１６と通信するために使用する送信
装置をも有する。移動交換局１６は、なかんずく、移動
ユニット同士の呼および移動ユニットと有線ユニット
（たとえば有線ユニット１８）の間の呼を確立すること
に責任を負っている。この有線ユニット１８は、公衆交
換電話網（ＰＳＴＮ）２０を経由して、移動交換局（Ｍ
ＳＣ）１６に接続されている。移動交換局１６は、基地
局１４ａ〜１４ｄのような複数の基地局に接続されてい
る。
【０００６】基地局１４ａ〜１４ｄは、ＭＳＣ１６によ
って、そして、ＰＳＴＮ２０および／またはパケットデ
ータ網（ＰＤＮ）２２（たとえばインターネット）への
サービスを受ける地理的領域全体にわたって分配されて
いる。ＭＳＣ１６は、一つのホームローカルレジスタ
（ＨＬＲ）２４を含む数個のデータベースに接続されて
いる。ＨＬＲ２４は、ＭＳＣ１６の地域内にあるすべて
の移動ユニットについての加入者情報および位置情報を
持っている。典型的には、各移動ユニットについて、Ｈ
ＬＲ２４は、移動識別番号（ＭＩＮ）もしくは国際移動
加入者識別番号（ＩＭＳＩ）、移動ディレクトリ番号も
しくは移動電話番号（ＭＤＮ）、および／または電子シ
リアル番号（ＥＳＮ）を記憶している。
【０００７】一つの移動ユニットは、動作中に、（少な
くとも）一つのセルサイトまたは基地局からフォワード
リンク信号を受信し、また、（少なくとも）一つのセル
サイトまたは基地局に逆リンク信号を送信する。動作中
の各移動ユニットは、少なくとも一つのフォワードリン
クチャネルでフォワードリンク信号を受信する一つのフ
ォワードリンクと、少なくとも一つの逆リンクチャネル
で逆リンク信号を送信する一つの逆リンクとを割り当て
られる。
【０００８】セルラ電話システムのためのフォワードリ
ンクチャネルと逆リンクチャネルを定義するスキームに
は種々のものがあり、ＴＤＭＡ（時分割多重接続）、Ｆ
ＤＭＡ（周波数分割多重接続）、ＣＤＭＡ（符号分割多
重接続）のスキームが含まれる。ＣＤＭＡ通信では、異
なるチャネルは、異なる音声基準のストリームを符号化
するのに使用される異なる拡散シーケンスによって識別
される。その後、同時送信するために、一つまたは複数
の搬送波周波数で変調してもよい。受信器は、受信され
た信号を復号化するための適当な拡散シーケンスを用い
て、受信された信号から、特定の音声基準のストリーム
を再生(recover)することができる。
【０００９】ＣＤＭＡシステムの複数の移動ユニットで
受信したり発信したりする信号同士の干渉を避けるため
に、一つの特定のセル内のすべての動作中の移動ユニッ
トは、異なるＣＤＭＡ拡散シーケンスを割り当てられ
る。セルラ電話システムは、各移動ユニットが異なる時
刻に（かつおそらくはランダムに）動作状態になったり
不動作状態になったりする動的システムであるから、ま
た、移動ユニットは一つのセルから他のセルへの移動が
可能であるから、異なる移動ユニットへのチャネルの割
り当ては、セルラシステムによってリアルタイムに行わ
れる。隣接するセル内の移動ユニット間の干渉を避ける
ように移動ユニットでに帯域幅資源を割り当てるため
に、隣接セルの資源割り当て動作は調整がなされる。
【００１０】動作の詳細なシーケンスは、典型的には、
移動ユニットが一つの呼を確立するか受信するために無
線通信システムにアクセスできるようになる前に実行さ
れる。従来知られているように、一つのＣＤＭＡ移動ユ
ニットと一つの基地局の間の呼では、典型的には、数種
類のチャネルを採用する。初めに、一つの領域内のすべ
ての移動ユニットに対してある種のシステム同期および
タイミング情報を連続的に同報で送るために、一つの
「パイロットチャネル」が採用される。一つの移動ユニ
ットで初期同期が得られた後に、その移動ユニットで、
より具体的な時間およびフレームの同期を確立するため
に「同期チャネル」が使用される。
【００１１】同期チャネルメッセージはまた、他のクラ
スのチャネルすなわち「ページングチャネル」について
の情報も提供する。ページングチャネルは、アクセスパ
ラメータメッセージに入っているアクセスチャネル情報
を含む種々の制御情報を同報で送るのに使用される。こ
のアクセスパラメータメッセージは、基地局にアクセス
しようとしている移動ユニットに関連するパラメータや
その他の情報を含んでいる。音声および／またはデータ
情報が伝達される移動ユニットと基地局の間のフォワー
ドおよび逆のリンクトラヒックチャネルを通じて通信が
可能なように、その他のオーバヘッドメッセージが、移
動ユニットと基地局の間で送受信される。
【００１２】開発中の従来型ＣＤＭＡシステムは、受信
の特性すなわち品質を改善するために、マクロダイバシ
ティを使用する。ＣＤＭＡで使用されるマクロダイバシ
ティの概念は、２以上の基地局からの２以上の同時リン
クを含む。移動受信器およびセル受信器は、多数の平行
相関器を採用する。平行相関器を使用する受信器（レイ
ク受信器とも呼ばれる）は、個別の経路を通って到着し
た信号を独立に取り込み、その後、それらの受信された
信号の強度の和が、信号の復調に使用される。各着信後
にフェージングがあるが、それらのフェージングは独立
である。この場合、信号の和に基づく復調の方がはるか
に信頼性が高い。しかしこのプロセスでは、セルサイト
の資源／機器をたくさん使用するかもしれない。さら
に、極めて大きな割合の呼がマクロダイバシティを使用
すると予測される。
【００１３】一つのシステムが設計されると、送受信要
素の数は固定され、ユーザの数が増加するに従って、マ
クロダイバシティが無線資源を使っていく。マクロダイ
バシティを動作させるために、移動ユニットは、現在そ
の移動ユニットにサービスを提供していない候補リスト
上の基地局のパイロット信号を探す。無線ユニットは、
たとえばパイロット信号の受信信号強度インジケータ
（ＲＳＳＩ）を用いて、信号の強度を測定する。
【００１４】無線ユニットが、その無線ユニットに割り
当てられていない一つの基地局に関連する十分な強度の
パイロットを検出したとき、パイロット信号測定を含む
パイロット測定メッセージがＭＳＣ１６に与えられる。
ＭＳＣ１６は、パイロット信号を用いて、他の基地局か
らその無線ユニットへ一つのトラヒックチャネルを割り
当てるかどうかを判断する。無線ユニットは、２以上の
基地局からトラヒックチャネルを割り当てられている場
合に、マクロダイバシティ状態にあるといわれる。移動
ユニットが複数のセルの間を移動するときに、その地域
内でＭＳＣ１６は、一つの基地局から他の基地局へリア
ルタイムで呼を切り替える。これは呼のハンドオフと呼
ばれる。
【００１５】一つの特定の無線ユニットに接続されたす
べての基地局は、その移動ユニットのアクティブ設定を
定義し、アクティブ設定更新機能が、パイロット強度測
定に基づいてこのアクティブ設定を制御（すなわち評価
および更新）する。無線ユニットで、測定プロセスによ
り、最も強いパイロットが検出され測定される。次に、
信号強度値はパイロット測定レポートに集められ、その
レポートはＭＳＣ１６に送られる。
【００１６】アクティブ設定(set)更新機能が呼び出さ
れたとき、受信されたパイロットの内で、アクティブ設
定(set)内で最も強いパイロットを発信する基地局と、
最も弱いパイロットを発信する基地局とが特定される。
その差が、システムが望む値（以下、アクティブ設定ウ
ィンドウと呼ぶ）よりも大きい場合は、最も弱い基地局
が、アクティブ設定から取り除かれる。受信されたパイ
ロット信号の強度が、アクティブ設定しきい値を超える
ウィンドウ内にあって、しかもアクティブ設定サイズ
（受信器内のレイクフィンガの数）を超えない場合は、
一つの基地局がアクティブ設定ウィンドウに追加され
る。アクティブ設定サイズが満杯の場合は、対応するパ
イロット信号強度が、最も弱い基地局よりも高いなら
ば、アクティブ設定内で最も弱い基地局が、新しい基地
局で置き換えられる。
【００１７】無線セルラ通信システムには、固定無線ユ
ニットを含むものもある。固定セルラ概念は、大きな注
目を集めつつあり、地形が悪くて、公衆交換電話網（Ｐ
ＳＴＮ）を実現するにはインフラストラクチャのコスト
があまりに高くなる場合に、ＰＳＴＮに代わるものであ
る。固定セルラ概念は、無線ユニットの移動性がホーム
セル（移動が制限されているか全く移動しない）内に極
めて制限された無線ユニットを含む。マクロダイバシテ
ィは通常使用されず、複数の基地局間でのハンドオフは
許されない。
【００１８】ＣＤＭＡシステムで使用されるマクロダイ
バシティは、セルラまたはＰＣＳシステム内の受信品質
を改善させるという利点があるが、セルサイトの負荷が
満杯の場合（すべての送受信器が使用されている場
合）、システムの容量が削られる(suffers)。したがっ
て、マクロダイバシティは、特に固定ユニットと移動ユ
ニットの両方を使用するシステムでは、無線通信システ
ムの資源をより有効に使用するように、調整することが
必要である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明は、無線通信シ
ステムのためのマクロダイバシティ制御システムを含む
ものであって、無線ユニットの動作カテゴリに依存する
マクロダイバシティを使用する無線ユニットを提供する
ものである。たとえば、無線通信システムは、無線ユニ
ットの移動性に関連したカテゴリ（たとえば、固定、限
定固定（ホームセル内での移動）、および／または完全
移動）で動作する無線ユニットを有する。一つの無線ユ
ニットについて、その無線ユニットの動作モードに基づ
いて、マクロダイバシティモードを確立することができ
る。
【００２０】無線ユニットが固定されていて、特にホー
ム基地局の近くの領域で、ホーム基地局からの受信状態
が良好な場合は、その無線ユニットについてのマクロダ
イバシティは制限できる。固定（または限定固定）モー
ドでは無線ユニットの移動が制限されているので、ホー
ム基地局と無線ユニットの間の信号のフェージングが厳
しくないはずであり、したがって、マクロダイバシティ
を不動作とする。
【００２１】受信状態が悪い場合、特にセルの端に近い
領域で、固定（または限定固定）無線ユニットについて
のマクロダイバシティは動作する。セルの端部にある固
定（または限定固定）無線ユニットは、マクロダイバシ
ティの効果を享受することができる。しかし、無線ユニ
ットが固定（または限定固定）されているので、固定
（または限定固定）無線ユニットは、他の基地局へハン
ドオフされることはない（または、限定された基地局群
にのみハンドオフすることができる）。
【００２２】
【発明の実施の形態】種々の異なる動作カテゴリを有す
る複数の無線ユニットのセルラシステムについて、マク
ロダイバシティ／ハンドオフ制御システム（「マクロダ
イバシティ制御システム」）の実施の形態を以下に説明
する。無線ユニットには、たとえば、固定（移動しな
い）、限定固定（ホームセル内の移動に限定された限定
固定）、および／または完全移動などの無線ユニットが
ある。ある種の実施の形態では、無線ユニットは、固
定、限定固定および／または移動の各カテゴリの間で切
り替わることができる。
【００２３】図２は、セル３２のための基地局３０を示
す。説明の都合上、セル３２は、固定カテゴリの無線ユ
ニットについてのマクロダイバシティ領域３４と非マク
ロダイバシティ領域３６とを有するように図示されてい
る。固定動作カテゴリでは、無線ユニットはしっかりと
固定することができ、たとえば無線ユニット４０は、基
地局に向けられた屋上アンテナを有する。そのような場
合は、アンテナはかなり大きなゲインを持ち、方向性の
アンテナが受信を助ける。アンテナの位置が分かってい
るので、無線ユニットのマクロダイバシティ／ハンドオ
フのモードすなわち動作は、アンテナの位置または方向
を調整することによって、設置／高周波最適化のさいに
確立して設定することができる。
【００２４】ある種の実施の形態では、限定固定動作カ
テゴリは、移動性が限定されているとき（たとえば、限
定固定無線ユニットは一つのホームまたは構内にあるの
で、歩行速度に制限されるとき）、たとえば、フェージ
ングシナリオが完全移動無線ユニットほどに厳しくない
場合に確立可能である。限定固定カテゴリにおいて、無
線ユニットは、固定無線ユニットに使用されるモードと
は異なるマクロダイバシティのモードすなわち動作を使
用して動作することができる。たとえば、破線３７は、
制限固定カテゴリについてのマクロダイバシティと非マ
クロダイバシティの間の境界を指定することができる。
【００２５】異なるマクロダイバシティ領域は、信号の
品質の測定値（たとえば、無線ユニットについてのマク
ロダイバシティを決定するための、フォワードおよび／
または逆のトラヒックまたはパイロットチャネルの信号
強度の測定値など）との比較において、マクロダイバシ
ティ制御システムで使用されるマクロダイバシティのト
リガ値によって定義することができる。他の実施の形態
では、特定の無線ユニットについてのマクロダイバシテ
ィ／ハンドオフ動作は、その特定の無線ユニットについ
ての個別のマクロダイバシティのトリガ値および／また
はハンドオフしきい値によって決定される。無線ユニッ
トの動作カテゴリは、その無線ユニットについてのマク
ロダイバシティ／ハンドオフ動作を確立するための基礎
となりうる。
【００２６】無線ユニットのマクロダイバシティモード
は、加入または設置／無線周波数最適化において確立と
維持が可能である。または、ある種の実施の形態では、
無線ユニットのマクロダイバシティ／ハンドオフモード
は、たとえば、動作カテゴリの変化に基づいて、すなわ
ち、特定の動作カテゴリ、特定の移動ユニット、特定の
セルまたはシステムについて、マクロダイバシティモー
ドがいかに定義されているかという面でのシステムの変
化に基づいて、変更されうる。
【００２７】さらに、無線ユニットのマクロダイバシテ
ィモードは、ある種の動作パラメータ（たとえば、基地
局との間で送受信される信号の品質の測定値および／ま
たはそのセルおよび／またはそのセルを取り囲むセルの
トラヒック負荷など）を用いて決定することができる。
その無線ユニットの前のトラヒックパタンおよび／また
は前のハンドオフまたはマクロダイバシティ特性も、無
線ユニットのマクロダイバシティ動作を決定するために
使用することができる。たとえば、無線ユニットが、夏
期にはマクロダイバシティ領域にあり、冬期には非マク
ロダイバシティ領域にあるということも可能である。実
施の形態によって、境界３７は変わりうる。
【００２８】マクロダイバシティ領域３４で、固定無線
ユニット３８は、基地局３０からの受信が弱く、たとえ
ば、固定されたマクロダイバシティのトリガ値未満なの
で、マクロダイバシティが動作可能になる(enabled)。
マクロダイバシティのトリガ値は、たとえば、信号強度
から測定された信号品質値、信号対ノイズ比（たとえば
Ｅｃ／Ｉｏ）、ビット誤り率（ＢＥＲ）および／または
フレーム誤り率（ＦＥＲ）などである。マクロダイバシ
ティ領域３４は、典型的には、セル３２の端部すなわち
ハンドオフ領域内にある。しかし、位置またはその他の
干渉シナリオゆえの（典型的には、領域３９などのよう
に基地局３０と物理的に近くても）弱い受信の無線ユニ
ットのために拡張することも可能である。
【００２９】マクロダイバシティが動作可能にあると
き、無線ユニット３８は、受信を改善するために、他の
セルの基地局からの信号を受信できる。しかし、固定動
作カテゴリにあるときは、無線ユニット３８は、他のセ
ルにハンドオフされることはない。ある種の実施の形態
では、固定無線ユニットは、ハンドオフ手順をブロック
するかバイパスするかによって、他のセルにハンドオフ
されること無しに、マクロダイバシティを使用すること
ができる。これはたとえば、ハンドオフパラメータ測定
値要求メッセージ、および／または、典型的なシステム
でハンドオフを開始するために使用される固定無線ユニ
ット３８のためのハンドオフ指示メッセージを、ブロッ
クすることによって行なう。
【００３０】他の例として、サービスしている基地局お
よび／または他の基地局から受信した信号の信号品質と
の比較においてハンドオフ開始に使用されるハンドオフ
パラメータすなわちしきい値は、無線ユニットごとに設
定することができる。これは、限られた条件の下での
み、ハンドオフされるのを防ぐためである。限られた条
件とはたとえば、無線ユニットが限定固定モードにあっ
て、移動無線ユニットのハンドオフを決定するしきい値
とは異なるしきい値未満の信号を受信しているときであ
る。
【００３１】そのようなシナリオにおいて、候補となる
基地局の制限されたリストを、マクロダイバシティおよ
び／またはハンドオフについて審査することもでき、完
全移動無線ユニットに比べるとアクティブ設定が制限さ
れているといえる。固定（または限定固定）無線ユニッ
トがマクロダイバシティおよびハンドオフをできるかど
うかを決定するもう一つのパラメータは、セル３２およ
び／またはその周りのセルにかかる負荷である。たとえ
ば、トラヒック負荷がしきい値未満のときは、アクティ
ブ設定しきい値および／またはハンドオフに関連するパ
ラメータをマクロダイバシティおよび／またはハンドオ
フを動作可能に設定することによって、アクティブ設定
しきい値および／またはハンドオフを動作可能にするこ
とができる。
【００３２】固定（または限定固定）無線ユニット４０
または４２は、サービスしている基地局３０からの受信
が良好な、たとえば、固定（または限定固定）マクロダ
イバシティしきい値を超えている非マクロダイバシティ
領域３６では、マクロダイバシティが不作動である。こ
のマクロダイバシティしきい値はたとえば、サービスし
ている基地局３０からの信号の信号品質測定値、たとえ
ば、信号強度、フレーム誤り率（ＦＥＲ）またはビット
誤り率（ＢＥＲ）などの測定値である。そのような非マ
クロダイバシティ領域３６は、典型的には基地局３０に
近いが、セルの端の近くに位置していても受信状態の良
い無線ユニットの領域（たとえば領域４３）に拡張して
いることもある。
【００３３】マクロダイバシティ領域（この領域内で、
図２に示すように、異なるセルおよびサイトの間のマク
ロダイバシティが許容される）を適当に調整することに
よって、無線資源をより効率的に利用することができ
る。無線ユニット４０または４２を固定したものとして
確立し、マクロダイバシティ不作動で運用することによ
って、マクロダイバシティのために使用されるトラヒッ
クチャネルや無線ユニットを他の基地局に登録するため
に必要な資源などの無線システム資源が節約される。
【００３４】さらに、同じ情報を発信している複数の基
地局を避けることによって、無線システム内の干渉が少
なくなる。マクロダイバシティが動作可能の場合でも、
ハンドオフが禁止（または制限）されているときに、ア
クティブ設定しきい値、制限されたまたは限定されたア
クティブ設定および／またはその他のマクロダイバシテ
ィ／ハンドオフパラメータを、マクロダイバシティのた
めに使用することも可能である。
【００３５】ある種の実施の形態では、無線ユニット４
０または４２を固定と指定して、呼を発せられるホーム
セル３２を割り当てることもできる。無線ユニット４０
または４２が無線システムへのアクセスを試みるとき、
マクロダイバシティ制御システムが、無線ユニット４０
または４２に対応するホームセル識別符号を呼び出すこ
とができる。ホームセル識別符号は、ＭＳＣ１６（図
１）のホームロケーションレジスタ２４（図１）から、
および／または無線ユニットから呼び出すことができ
る。無線ユニット４０または４２（固定または限定固定
モードにある）が他の基地局３０へのアクセスを試みた
場合は、システムが再試行指令メッセージで応答するこ
ともできる。
【００３６】基地局３０は、アクセスが試行されたセル
内でサービスが支持されないこと、そして他へのアクセ
スまたは他の動作カテゴリもしくはパラメータでのアク
セスを試行するように、無線ユニットに指令するべく、
再試行指令メッセージを送ることができる。システム
は、単にその無線ユニットへのアクセスを拒絶すること
も、また、固定もしくは限定固定から移動へと無線ユニ
ットの動作カテゴリを変更することも可能である。
【００３７】固定（全く移動がない）、限定固定（ホー
ムセル内での移動）および完全移動のユニットを有する
無線システムにおいて、無線ユニットは、固定またはホ
ームセル内での限定固定としての加入で指定されること
もある。その場合、固定または限定固定の無線ユニット
は、基地局３０に登録する必要はない。登録は、無線ユ
ニットがその地域(location)の基地局と識別符号を知ら
せるプロセスであり、それによって、基地局は、無線端
末宛の呼を確立するときに基地局を呼び出す(page)こと
ができる。
【００３８】たとえば、１．８ないし２．０ＧＨｚ符号
分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）個人通信システム（ＡＮ
ＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８）のための個人局−基地局両
立性要件という表題の１９９５年３月２４日付の米国標
準（ＡＮＳＩ）Ｊ−ＳＴＤ−００８に、種々の登録様式
が記述されている。固定（または限定固定）無線ユニッ
トは、いつでも同じホームセルに登録されていて、それ
によって、セルラ環境において極めて重要な登録関連処
理を、無線システムから解放している。完全移動と指定
された無線ユニットについて、登録は、ＡＮＳＩ Ｊ−
ＳＴＤ−００８などの現在の標準に記述されたように、
取り扱われ、処理されるべきである。
【００３９】したがって、固定（または限定固定）無線
ユニットは割り引いて課金することが可能である。固定
ユニットは、移動無線ユニットに比べて少ないシステム
の能力および資源しか必要としないからである。無線ユ
ニットによる発呼、ページ応答または登録のとき、シス
テムは、無線ユニット（固定、限定固定または移動）の
動作カテゴリまたはマクロダイバシティモードを決定す
ることができる。マクロダイバシティ制御システムは、
無線ユニットから動作カテゴリを受信することによっ
て、および／または、マクロダイバシティ制御システム
にアクセス可能なデータベースから無線ユニットのため
の動作カテゴリおよび／もしくはマクロダイバシティモ
ードを引き出すことによって、無線ユニットのモードを
決定することができる。
【００４０】たとえば、現在動作中のカテゴリおよび／
またはマクロダイバシティモード（これは、マクロダイ
バシティのトリガ値によって決定または定義される）、
アクティブ設定しきい値、限定もしくは制限アクティブ
設定、限定もしくは制限候補設定、および／または、ハ
ンドオフしきい値もしくはパラメータを、ＨＬＲ２４
（図１）のような、基地局３０のＭＳＣ１６にアクセス
可能なデータベースに記憶しておくことができる。無線
ユニット動作カテゴリおよび／またはマクロダイバシテ
ィモードもしくはそのパラメータは、スタンドアローン
のＨＬＲ（ＳＨＬＲ）などの他のデータベースに記憶す
ることも可能である。
【００４１】動作カテゴリおよび／またはマクロダイバ
シティモードもしくはそのパラメータは、その無線ユニ
ットとの関連、動作カテゴリとの関連、および／また
は、ホームセル識別符号との関連を付けて、記憶するこ
とが可能である。ホームセル識別符号および／または動
作カテゴリは、無線ユニットと関連付けて記憶してもよ
い。また、対応するマクロダイバシティモードとそのパ
ラメータは、動作カタログおよび／またはホームセル識
別符号と関連付けて記憶することもできる。
【００４２】ある種の実施の形態では、無線ユニットの
能力は、加入契約または設置／無線最適化によって確立
され、維持される。他の実施の形態では、無線ユニット
は、固定、限定固定、および／または移動の各モードの
間を切り替えることができる。たとえば、無線ユニット
は、無線網インタフェースユニット（ＮＩＵ）を含むド
ッキング局に接続することもできる。ＮＩＵは、家屋の
屋根の上にあるようなアンテナに接続された増幅回路を
含む。
【００４３】ドッキング局に接続されたとき、無線ユニ
ットは、固定マクロダイバシティモードを使用した固定
動作カテゴリにある可能性がある。固定動作カテゴリ
は、固定マクロダイバシティのトリガ値、アクティブ設
定しきい値、アクティブ設定もしくは候補設定、その他
のパラメータによって、かつ／または、その特定の固定
無線ユニット構造にとってまたは、セル内のそれらの固
定無線ユニットにとって、ハンドオフが禁止されている
かどうか、ということによって、定義される。
【００４４】ドッキング局に接続されているとき、無線
ユニット内の増幅器およびアンテナ回路は、そのドッキ
ング局に接続された網インタフェースユニット（ＮＩ
Ｕ）回路およびアンテナによってバイパスしてもよい。
無線ユニットがドッキング局から切り離されたとき、無
線ユニットは、無線ユニットと一体になった増幅回路お
よびアンテナを使用でき、基地局にメッセージを送るこ
とによって、限定固定動作カテゴリに切り替わることが
できる。
【００４５】また、変形例として、無線ユニットのスイ
ッチが無線ユニットの動作カテゴリを変更することもで
きる。この実施の形態によれば、マクロダイバシティ制
御システムは、無線ユニット４０の動作カテゴリを、固
定（または限定固定）から移動へと変えることができ
る。それによって、無線ユニット４０は、基地局と無線
ユニット４０の間をハンドオフすることができる。
【００４６】他の変形例として、システムアクセスにあ
たり、無線ユニットは、基地局にホームセル識別符号お
よび／またはその無線ユニットの動作カテゴリをメッセ
ージの中に送ることもできる。ホームセル識別符号と、
その無線通信システムにアクセスしようとして要求して
いる基地局とが一致した場合は、無線ユニットは、固定
（または限定固定）動作カテゴリに留まる。そうでなけ
れば、無線ユニット内またはＨＬＲ１５内に記憶された
ホームセル識別符号が、システムへのアクセスが試行さ
れている基地局のホームセルと一致しない場合は、実施
の形態によって、基地局は、その無線ユニットの動作カ
テゴリを変更できるか、または、無線ユニットがカテゴ
リ変更を要求する。
【００４７】たとえば、一つの実施の形態では、無線ユ
ニットのマクロダイバシティ制御システムまたはその一
部が、基地局のホームセル識別符号を受信し、その無線
ユニットに記憶されたホームセル識別符号と比較する。
ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８では、アクセスチャネル
を通じて基地局から無線ユニットに送られたアクセスパ
ラメータメッセージ（ＡＰＭ）は、ホームセル識別符号
と呼ばれるフィールドを含むように修正できる。
【００４８】他の実施の形態では、無線ユニットは単に
自分自身を識別する（それによって、マクロダイバシテ
ィ制御システムは、無線ユニットのホームセル識別符号
を獲得する）か、または、そのホームセル識別符号を基
地局に提供する。その無線ユニットに関連するホームセ
ル識別符号は、その無線ユニットがアクセスしようとし
ている基地局のホームセル識別符号と比較される。無線
ユニットに関連するホームセル識別符号が、アクセスさ
れつつある基地局のホームセル識別符号と一致する場合
は、動作カテゴリは、固定（または限定固定）のまま維
持することができる。一致しない場合は、その無線ユニ
ットの動作カテゴリは、完全移動に変更することができ
る。
【００４９】動作カテゴリのすべての変更に応じて、無
線ユニットのマクロダイバシティモードも変更しうる。
したがってこの実施の形態によれば、基地局は、対応す
るマクロダイバシティのトリガ値、アクティブ設定しき
い値、限定、固定もしくは制限された候補のリスト、限
定、固定もしくは制限されたアクティブ設定、および／
またはその他のマクロダイバシティおよびハンドオフパ
ラメータもしくはしきい値を送信することができる。
【００５０】モードが変更されたときは、異なるマクロ
ダイバシティおよび／またはハンドオフしきい値を使用
することができる。または、無線システムによるモード
変更が許されていない場合は、呼が脱落する(drop)可能
性もある。ここに示すセルラシステムでは、無線ユニッ
ト４０の料金は、移動モードのときよりも、固定（移動
無し）モードまたは限定固定（移動がホームセル内に制
限される）モードのときにの方が安価にすることができ
る。
【００５１】動作カテゴリに応じたマクロダイバシティ
モードを使用すること、またこれに応じたパラメータ、
しきい値、候補リスト、手順、値、および／またはその
他の情報もしくはマクロダイバシティ／ハンドオフプロ
セスを使用することは、無線ユニットごとに、セルごと
に、またはシステム全体で採用することができる。
【００５２】このように、無線システムの無線資源をよ
り効率的に利用することによって、固定無線通信システ
ムが、固定、限定固定、および／または移動のユニット
の無線通信システムの容量を増やすことができる。固定
無線システムは、スタンドアローンの固定無線システム
または、固定（または限定固定）無線ユニットおよび移
動無線ユニットを有する混合無線システムの、特性改善
に利用できる。
【００５３】図３は、無線ユニットの固定、限定固定ま
たは移動の動作カテゴリに応じたマクロダイバシティ制
御システムの一実施の形態の流れ図である。無線ユニッ
トの動作カテゴリはこれよりも多くすることも少なくす
ることも可能である。ブロック５０で、マクロダイバシ
ティ制御システムは、無線ユニットの動作カテゴリを決
定する。無線ユニットの動作カテゴリは、加入または設
置のときに確立され、無線ユニット内に記憶され、かつ
／または、その無線ユニットの加入情報（たとえば、電
子シリアル番号、移動識別番号（ＭＩＮまたはＩＭＳ
Ｉ）およびディレクトリもしくは電話番号（ＤＮ））に
関連して無線通信システム内に記憶されうる。
【００５４】さらに、ホームセル識別符号は、ＨＬＲ２
４（図１）および／または無線ユニット内に記憶でき
る。実施の形態により、マクロダイバシティ制御システ
ムおよびその一部が、無線ユニットおよび／または無線
通信システム（たとえば、基地局および／またはＭＳＣ
（図１））で実行できる。
【００５５】マクロダイバシティ制御システムは、無線
ユニットの動作カテゴリ（固定、限定固定または移動）
を、たとえば基地局へのメッセージ、および／または、
基地局から無線ユニットへのメッセージの中で知ること
ができる。無線ユニットの動作カテゴリ（および対応す
るマクロダイバシティ／ハンドオフモードパラメータ）
は、無線ユニット内、および／または、無線通信システ
ム内（たとえば、基地局またはＨＬＲ２４内）に記憶し
ておくことができる。
【００５６】実施の形態により、動作カテゴリおよび／
またはマクロダイバシティ／ハンドオフモードは、加入
契約の変更があるまでそのまま維持することができる。
さらに、ある種の実施の形態では、動作カテゴリおよび
／またはマクロダイバシティ／ハンドオフモードおよび
そのパラメータは、周期的に、ダイナミックに、また
は、他の動作パラメータ（たとえば、逆およびフォワー
ドのリンクのチャネルの受信信号強度など）によって、
更新することもできる。したがって、マクロダイバシテ
ィ制御システムは、無線ユニットによる無線システムへ
のアクセスの試行のたびに、動作カテゴリおよび／また
はマクロダイバシティモードを決定することができ、ま
たは、初期に確立されて維持されることもできる。他の
実施の形態も可能である。
【００５７】ブロック５２において、マクロダイバシテ
ィ制御システムは、無線ユニットが、固定動作カテゴリ
にあるかどうかを判断する。無線ユニットが固定ユニッ
トとして動作している場合は、マクロダイバシティ制御
システムは、ブロック５４に示すように、固定されたも
のとして動作している無線ユニットに対して、またはそ
の特定の無線ユニットに対して、マクロダイバシティの
トリガ値を決定する。マクロダイバシティのトリガ値
は、各無線ユニットごとにまたは各動作カテゴリごとに
相違しうる。
【００５８】マクロダイバシティモードおよび／また
は、ホームセルに関連するその他のパラメータ（たとえ
ば、そのセルまたは周囲のセルのトラヒック負荷など）
および／または、無線ユニット（たとえば、無線ユニッ
トの信号品質または速度など）や、他のパラメータによ
って、マクロダイバシティ制御システムは、マクロダイ
バシティのトリガレベルを設定することができる。マク
ロダイバシティのトリガ値が決定された後に、マクロダ
イバシティ制御システムは、その無線ユニットについて
のマクロダイバシティモードを確立する。
【００５９】図３の実施の形態において、マクロダイバ
シティ／ハンドオフ制御システムは、たとえば、無線ユ
ニットで受信された信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）
を使用して、信号品質測定を行なう。
【００６０】ブロック５６で、マクロダイバシティのト
リガ値が信号強度測定値よりも小さい場合は、ブロック
５８に示すように、無線ユニットのマクロダイバシティ
は不動作にされる。実施の形態によって、システム側か
ら、特定の無線ユニットへの送信は、サービスしている
基地局に限定されることもありうる。マクロダイバシテ
ィは、サービスしている基地局へのアクティブ設定を制
限することによって（たとえば、無線最適化(RF optimi
zation)のときにホーム基地局との比較において、アク
ティブ設定しきい値または他のパラメータを設定するこ
とによって）、不動作とすることができる。したがっ
て、無線ユニットは、ホーム基地局とのみ通信すること
ができる。
【００６１】ブロック５６で、マクロダイバシティのト
リガ値が信号強度測定値よりも大きい場合は、マクロダ
イバシティが動作する。ブロック６０に示すように、無
線ユニットのアクティブ設定しきい値および／または候
補基地局（たとえば、ホームセルに隣接するセルの基地
局）の制限されたまたは限定された設定が、その無線ユ
ニットに対して確立される。マクロダイバシティが動作
するのに伴い、無線ユニットは、アクティブ設定で、基
地局から信号を受信することができるが、ホーム基地局
からのハンドオフはない。したがってハンドオフは不動
作となる。
【００６２】マクロダイバシティ／ハンドオフ制御シス
テムは、これを種々の方法で達成できる。これにはたと
えば、無線ユニットがハンドオフを要求するのを防ぐこ
と、ハンドオフ要求を無視すること、および／または、
所望の動作が達成されるようなハンドオフパラメータを
設定する方法がある。実施の形態によって、トリガ値、
アクティブ設定しきい値および／またはハンドオフパラ
メータは、同じおよび／または異なることが可能であ
る。
【００６３】マクロダイバシティ制御システムは、固定
動作カテゴリのほかに、他の動作カテゴリ、たとえば、
限定固定や完全移動カテゴリと、その他のカテゴリ（た
とえば、速度に基づいたカテゴリ）を含む。前述のよう
に、動作カテゴリは、加入または設置によって確定し、
維持することもできる。また、たとえば、固定ドッキン
グ局から無線ユニットを取り去ることによって、また
は、無線ユニットのスイッチを使用することによって動
作カテゴリ間を切り替えて、固定から限定固定に変更す
ることもできる。
【００６４】いずれにしても、ブロック５２で、マクロ
ダイバシティ制御システムが、無線ユニットの動作カテ
ゴリが固定でないと判断した場合は、マクロダイバシテ
ィ制御システムは、ブロック６２で、無線ユニットの動
作カテゴリが限定固定かどうかを判断する。限定固定で
ない場合は、ブロック６４に示すように、無線ユニット
は、たとえばＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８に記載され
ているように、ハンドオフとマクロダイバシティを動作
させて、完全移動無線ユニットとして動作する。そうで
ない場合、制御システムが、無線ユニットが限定固定と
して動作していると判断した場合は、制御システムは、
ブロック６６で、その無線ユニットに対するマクロダイ
バシティのトリガ値を決定する。
【００６５】実施の形態によって、限定固定無線ユニッ
トについてのマクロダイバシティのトリガ値は、固定無
線ユニットの、またはその他の限定固定無線ユニットの
マクロダイバシティのトリガ値と、同じであることも異
なることもありうる。
【００６６】ブロック６８で、制御システムは、限定固
定マクロダイバシティのトリガ値と、信号品質測定値
（たとえば、受信した信号強度インジケータ（ＲＳＳ
Ｉ）を使用する）とを比較する。無線ユニットで（また
は、実施の形態によっては基地局で）の信号品質測定値
が、マクロダイバシティのトリガ値よりも大きい場合
は、ブロック７０で、制御システムは、マクロダイバシ
ティを不動作とし、それによってハンドオフを不動作と
する。トリガ値よりも大きくない場合は、ブロック７２
で、マクロダイバシティが動作される。それに加えて、
無線ユニットのアクティブ設定しきい値および／また
は、候補基地局の（たとえば、ホームセルに隣接する特
定のセルの）制限されたもしくは限定された設定が、そ
の無線ユニットについて確立できる。
【００６７】マクロダイバシティが動作するのに伴い、
無線ユニットは、アクティブ設定で基地局から信号を受
信できるが、ホーム基地局からハンドオフはされない。
したがって、ハンドオフは不動作である。マクロダイバ
シティ制御システムはこれを種々の方法で達成できる。
たとえば、無線ユニットがハンドオフを要求するのを防
ぐ方法、ハンドオフ要求を無視する方法、および／また
はハンドオフパラメータを設定する方法がある。
【００６８】さらに、無線ユニットのマクロダイバシテ
ィモードに応じて、無線システムは、ハンドオフの動作
／不動作を切り替えたり、またはハンドオフパラメータ
を異なるレベルに設定することができる。たとえば、固
定無線ユニットは、ハンドオフの能力がなくともよく、
マクロダイバシティの能力がなくともよい。また、限定
固定無線ユニットは、ハンドオフの能力が全くないか、
または限定された能力があればよく、または、マクロダ
イバシティの能力が、全くないか、限定された能力か、
完全な能力があればよい。移動無線ユニットは、完全ハ
ンドオフ能力と、完全マクロダイバシティ能力とを持ち
うる。
【００６９】動作モードおよび／またはパラメータ（た
とえば、信号品質測定値、移動速度、および／または、
セル３２および／または周囲のセルのトラヒック負荷）
によって、マクロダイバシティモードを定義するマクロ
ダイバシティおよび／またはハンドオフパラメータは、
各無線ユニットごとに、および／または各呼ごとに確立
することができる。たとえば、トラヒック負荷が軽いと
き、限定固定無線ユニットは、限定されたハンドオフ能
力を持ち、その後トラヒック負荷がもっと重くなったと
きには、ハンドオフ能力を持たないように、あるいはも
っと制限されたハンドオフ能力となるように切り替える
こともできる。
【００７０】さらに、ある種の実施の形態では、異なる
モードにある無線ユニットについては登録手順が異な
る。たとえば、固定（または限定固定）無線ユニットが
ハンドオフ能力を持たない場合は、これらの無線ユニッ
トの登録手順を省略することができる。
【００７１】以上説明した実施の形態に加えて、この発
明の原理に基づく固定モードを持つ無線通信システム
は、以上述べたシステムの一部の要素を省略したり、要
素を追加したり、また、修正したり、一部を使用したり
した、異なるセルラシステムおよび構造で採用すること
も可能である。たとえば、ここでは、マクロダイバシテ
ィ制御システムは、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８を使
ったセルラ網アーキテクチャを特に参照して説明した
が、データおよび／または音声を送るシステムとして、
異なる多重接続技術（たとえばＴＤＭＡ）を使った他の
無線システムを使うことも可能である。
【００７２】種々のアーキテクチャブロックの異なる表
現、見出し、記述が可能であるのは言うまでもない。た
とえば、固定、限定固定、および／または移動のモード
を使う無線システムを、特定の無線システムを用いて説
明したが、システムおよびその一部および記載されたア
ーキテクチャのシステムは、異なる場所（たとえば無線
ユニット、基地局および／またはＭＳＣ）で、または、
応用特定集積回路、ソフトウェア駆動の処理回路、ファ
ームウェアまたは別々の複数の要素の他の配置におい
て、実行が可能である。これは、以上の記載から、当業
者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の原理による無線通信システムを使用
できるセルラ通信システムの一般的な模式図。
【図２】この発明の原理を使用したセルラシステムの模
式図。
【図３】この発明の原理によるマクロダイバーシティ制
御システムの実施の形態の流れ図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 モハメド アニサー ラーマン アメリカ合衆国、07945 ニュージャージ ー、メンドハム、ルイス ホロウ ロード ４

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基地局と無線ユニットとを含む無線通信
    システム内での通信方法において、 前記無線ユニットの移動性に関連する前記無線ユニット
    についての動作カテゴリに基づいて、マクロダイバシテ
    ィモードで前記無線ユニットを動作させる工程を含むこ
    と、 を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１の方法において、前記動作させ
    る工程は、 前記無線ユニットが固定されているものとしての動作に
    基づいて、また、前記基地局からの受信品質に基づい
    て、前記マクロダイバシティモードで前記無線ユニット
    を動作させる工程を含むこと、 を特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項２の方法において、前記動作させ
    る工程は、 前記基地局からの受信品質がしきい値よりも上にある場
    合は、前記無線ユニットについてのマクロダイバシティ
    を不動作とする工程を含むこと、 を特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項２の方法において、前記動作させ
    る工程は、 前記基地局からの受信品質がしきい値よりも下にある場
    合は、前記無線ユニットについてのマクロダイバシティ
    を動作させる工程を含むこと、 を特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項４の方法において、前記無線ユニ
    ットについてのハンドオフを不動作とする工程をさらに
    含むこと、を特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５の方法において、前記不動作と
    する工程は、前記無線ユニットについてのハンドオフパ
    ラメータを設定する工程をさらに含むこと、を特徴とす
    る方法。
  7. 【請求項７】 請求項５の方法において、前記無線ユニ
    ットについてのハンドオフメッセージを阻止する工程を
    さらに含むこと、を特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項５の方法において、 前記無線ユニットを、前記固定カテゴリから限定固定カ
    テゴリに切り替える工程と、 前記無線ユニットを、限定固定マクロダイバシティモー
    ドで動作させる工程と、 をさらに含むこと、を特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項５の方法において、 前記無線ユニットを、前記固定カテゴリから移動カテゴ
    リに切り替える工程と、 前記無線ユニットを、移動マクロダイバシティモードで
    動作させる工程と、 をさらに含むこと、を特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９の方法において、前記無線ユ
    ニットについてハンドオフを動作させる工程をさらに含
    むこと、を特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 請求項２の方法において、 前記無線ユニットの前記ホーム基地局に関連するホーム
    セル識別符号を記憶する工程と、 前記無線通信システムにアクセスするときに前記ホーム
    セル識別符号を使用する工程と、 をさらに含むこと、を特徴とする方法。
JP2000166159A 1999-06-03 2000-06-02 無線ユニットの動作カテゴリに基づくマクロダイバーシティモードを有するマクロダイバシティ制御システム Expired - Lifetime JP3954284B2 (ja)

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