JP2001028776A - Phs(登録商標)向けの移動局におけるハンドオーバ方法 - Google Patents
Phs(登録商標)向けの移動局におけるハンドオーバ方法Info
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- JP2001028776A JP2001028776A JP2000020537A JP2000020537A JP2001028776A JP 2001028776 A JP2001028776 A JP 2001028776A JP 2000020537 A JP2000020537 A JP 2000020537A JP 2000020537 A JP2000020537 A JP 2000020537A JP 2001028776 A JP2001028776 A JP 2001028776A
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Abstract
し、切り戻り時の通話切れを防止する。 【解決手段】 通話中に(100)間欠的に(102)
信号受信品質を検出する(104)。その結果、高速ハ
ンドオーバ処理基準が満たされている場合(122)、
それまでの無線接続先CSとの間の通話に係る無線接続
を維持しながら、通話に用いていない残りの送受信系統
を用いて他のCSの検出(124)及びそのCSとの無
線接続を確立するための発呼手順(128〜138)を
実行し、通話がとぎれる時間を短縮する。切り戻り時も
同様の手順を実行し、高速移動中の切り戻り動作による
通話切れを防ぐ。
Description
Handy phone System)向けの移動局に関し、特に当該移
動局におけるハンドオーバ方法に関する。
ム、例えば携帯電話やPHS等のシステムでは、それぞ
れある限られた地理的範囲(セル)をカバーする多数の
固定局(CS)を、その協働により市街地等を隙間無く
カバーすべく、地理的に分散して配置する。システムの
利用者は、通常掌に収まる程の大きさである移動局(P
S)を運搬・携帯しており、必要に応じそのPSを操作
して他の局に対する呼を発し、また他の局からの呼を受
けて、通話を行う。例えばPHSでは、各CSは公衆回
線等を介して他のCSや他の移動通信システムと接続さ
れており、従って、PHSの利用者は、PHSの他の利
用者や、公衆回線に接続されている在来型電話機の使用
者や、他の移動通信システムの利用者と、通話を行うこ
とができる。なお、本願では、音声による通信のみでな
くデータ通信等を含む意味で、“通話”という言葉を使
用している。
す。この図に示すPSは、信号の送受信のためのアンテ
ナ10、高周波集積回路等により実現されアンテナ10
を用いて信号の送受信を行う無線部12、ASIC等に
より実現され各種のディジタル信号処理を実行する信号
処理部14、信号処理部14が使用する記憶空間を提供
すべくRAMやF−ROM等にて構成されるメモリ1
6、キーやダイヤル等を含みその操作に応じて信号処理
部14に使用者からの指令を与える操作部18、液晶等
の小形表示デバイスにて実現され各種の機能メニューや
信号処理部14の動作状態や信号の送受信状態等の情報
を表示する表示部20、使用者が発した音声を電気信号
に変換して信号処理部14に入力するマイク22、信号
処理部14の出力を電気信号から音響へと変換して出力
するスピーカ24等を有している。図示しないが、PS
各部にその駆動電力を供給する電源回路や、パーソナル
コンピュータや携帯情報端末との接続手段等も有してい
る。
PCM−CODEC28、TCH−CODEC30、T
DMA−TDD制御部32及びπ/4QPSKモデム3
4が設けられている。使用者が発しマイク22により信
号処理部14に入力された音声は、ADPCM−COD
EC28にてADPCM方式に従い量子化され、TCH
−CODEC30における符号化によりTCH(Traffic
CHannel)が作成され、TDMA−TDD制御部32を
介しπ/4QPSKモデム34に供給され、π/4QP
SKモデム34を構成する変調部36にてπ/4QPS
K方式に従い変調された上で、無線部12内の送信回路
38による増幅・周波数変換等を経てアンテナ10から
無線送信される。
た信号は、無線部12内の受信回路40による増幅・周
波数変換等を経て、π/4QPSKモデム34を構成す
る復調部42によりπ/4QPSK方式に従い復調さ
れ、TDMA−TDD制御部32を介しTCH−COD
EC30に供給され、TCH−CODEC30にて復号
され、ADPCM−CODEC28によりADPCM方
式に従い再生され、スピーカ24から音響出力される。
MPU26は、これら、信号処理部14全体の動作を制
御する。なお、図中、44は、アンテナ10を送信回路
38と受信回路40とで共用するためのアンテナスイッ
チである。
て用いられる多重化方式であるTDMA−TDD(Time
Division Multiple Access-Time Division Duplex)方式
に従い信号の送受信・変復調動作を制御する。PHSで
は、1キャリア当たり、上り(PS→CS)/下り(C
S→PS)各4個のタイムスロットが準備されており、
制御チャネルを介しPSから要求を発することによっ
て、最寄りのCSからタイムスロットの割当を受け、割
り当てられたタイムスロットを用いてTCHの送受信を
行う。
では、PSとCSとの間を無線接続し通話を行うとき、
そのPSの無線接続先としては、そのPSにて現時点で
最も良い信号受信品質が期待できるCSを選ぶ。例え
ば、そのPSにおける受信電界強度が最も高いCSを選
ぶ。しかし、通話中に使用者ひいてはPSが移動する
と、移動の方向によっては、無線接続先のCSからの信
号受信品質が悪くなり良好な状態での無線接続を維持で
きない状態になる。移動方向に他のCSがある場合、そ
れまでの無線接続先のCSからの信号受信品質が悪くな
るのと並行して、移動方向に存する他のCSからの信号
受信品質が良くなっていく。このような場合、PSの無
線接続先をそれまでの無線接続先CSから移動方向に存
する他のCSへと切り替える処理、即ちハンドオーバ処
理を実行する。特に、PHSでは、各CSによりカバー
される地理的範囲(セル)が他のシステムより小さく設
計されているため、ハンドオーバ処理の実行頻度が他の
システムに比べて高いといえる。
ズムを、図11にハンドオーバ処理の流れを、それぞれ
示す。これらの処理は、図9のPSで言えば、MPU2
6による制御下で、無線部12やTDMA−TDD制御
部32から受け取る情報に基づきかつメモリ16上に記
憶されている各種基準値に基づき、信号処理部14内の
各回路や無線部12の協働により実行される。
である、即ちいずれかのCSとの間でTCHによる通話
に係る無線接続が確立されているとする(100)。通
話中であるとき、信号処理部14は、1.2sec周期
で信号受信品質の劣化検出を実行する(102)。信号
処理部14は、無線部12特にその受信回路40から受
信電界強度を示すRSSI(Receiving Signal Strength
Indicator)信号を入力し、その過去240フレーム分
の移動平均値を演算することにより受信レベルLを求
め、また、TDMA−TDD制御部32やTCH−CO
DEC30における処理結果から過去240フレームに
おけるフレーム誤り率FER(Frame ErrorRate)を求め
る(104)。一般に、受信レベルLが高いほど信号受
信品質が良く、またフレーム誤り率FERが低いほど信
号受信品質が良い。
検出した後、信号処理部14は、フレーム誤り率FER
及び受信レベルLをそれぞれそのハンドオーバ処理基準
と比較する(106,108)。フレーム誤り率FER
のハンドオーバ処理基準THF1は例えば24、受信レ
ベルLのハンドオーバ処理基準THL1は例えば22d
BμVである。FER≧THF1及びL≦THL1とい
う2個の条件がいずれも成立したときには、信号処理部
14は変数Nに1を加算し(110)、そうでなければ
変数Nを0にリセットする(112)。変数Nが2に到
ったとき、即ちFER≧THF1及びL≦THL1とい
う2個の条件が1.2secをおいて連続して成立した
ときには(114)、以上説明した手順即ち図11中2
00で示されている劣化検出手順を終えて、図10では
116でまた図11では202で示されているCS検出
手順に移行する。
周囲のCSからの信号を受信し制御チャネルでの信号受
信品質を検出・評価することにより、新たな無線接続先
の候補たるCSを検索・検出する。その結果、所定のハ
ンドオーバ先選択基準(例えば受信レベルで24dBμ
V)を満たす良好な信号受信品質を期待できるCSが発
見された場合、信号処理部14は、検出したCSとの間
に通話に係る無線接続を確立するための発呼手順を実行
する(図10、118)。この発呼手順は、図9中に途
中を省略して描かれているように、制御チャネルの一つ
であるSCCHを介したリンクチャネル割当要求(即ち
通話に係る無線接続に使用すべきタイムスロットの割当
要求)の送信、これへの応答であるリンクチャネル割当
の受信、割り当てられたタイムスロットを用いた同期バ
ーストの交換にて始まり、制御チャネルの一つであるF
ACCHを用いたCSへのUAの送信及び制御チャネル
の一つであるSACCHを用いたCSからのCC応答の
受信にて終わる手順である。
おけるハンドオーバ処理は、CS検出手順及びこれに続
く発呼手順を含む処理であり、信号受信品質劣化の検出
に応じて起動される。ここで問題となるのは、図11の
右側に示されるように、ハンドオーバ処理実行時に通話
が一旦途切れることである。
ならない理由の一つは、PHSがいわゆる自律分散型ダ
イナミックチャネル配置を採用していることにある。即
ち、セルラーシステム等のようにCS相互間の同期が常
時維持されているシステムと異なり、PHSではCS間
の同期が必ずしもとれていないため、あるCSにおける
制御チャネル用タイムスロットと他のCSにおけるTC
H用タイムスロットとが時間的に重複していることがあ
り得る。そのため、図11に示すように、CS検出手順
を開始するまでに、それまでの無線接続先CS(ハンド
オーバ元CS)との無線接続を切断して、CS検出手順
を実行できるようにしておかねばならない。他方で、新
たな無線接続先CS(ハンドオーバ先CS)との間に通
話に係る無線接続が確立されるのは、発呼手順終了時で
ある。従って、その間、およそ2sec程も通話が断た
れてしまう。
とを課題としてなされたものであり、PHSにおけるハ
ンドオーバに際し通話が一旦断たれる時間の短縮、ひい
てはPSの使用者が覚える不快感の軽減を、その目的と
する。本発明は、更に、電車での移動中等、高速移動中
でも好適に通話を続けることができるようにすること
を、その目的とする。
べく、本発明は、(1)それぞれ使用者により運搬され
る一般に複数のPSを、地理的に分散して配置され相互
に(例えば公衆回線を介して)接続されている複数のC
Sのうちいずれかと、自律分散的にTDMA−TDD方
式に従い無線接続するPHSにて、(2)いずれかのC
Sとの間で通話に係る無線接続即ちTCHによる接続が
確立されている状態にあるPSにより実行されるハンド
オーバ方法であって、(3)現在の無線接続先CS即ち
ハンドオーバ元CSとの間の通話に係る無線接続を切断
した上で、現状で無線接続し得るCSを探し、該当する
CSがあればそのCS即ちハンドオーバ先CSとの間に
通話に係る無線接続を確立する通常ハンドオーバ手順
と、(4)ハンドオーバ元CSとの間の通話に係る無線
接続を第1の回路で維持しつつ、近い将来無線接続し得
るCSを第2の回路で探し、該当するCSがあれば、第
2の回路を用いてそのCS即ちハンドオーバ先CSとの
間に通話に係る無線接続を新たに確立する処理及びこの
処理が終了する以前の所定時点まで第1の回路による無
線接続を維持する処理を実行し、該当するCSがなけれ
ば、引き続き現在の無線接続状態を維持する高速ハンド
オーバ手順とを有し、(5)現在の無線接続先CSから
の信号受信品質を間欠的に検出し、その結果現在の無線
接続先CSとの無線接続を維持できる限界を下回る信号
受信品質が検出された場合には通常ハンドオーバ手順
を、当該限界より高く設定されている高速ハンドオーバ
処理基準を下回る信号受信品質が検出された場合には高
速ハンドオーバ手順を、それぞれ実行することを特徴と
する。
され、地理的に分散して配置されかつ相互に接続されて
いる複数のCSのうちいずれかと、自律分散的にTDM
A−TDD方式に従い無線接続されるPHS向けのPS
において、(2)それぞれ信号を変調しCSに無線送信
する一方で信号をCSから無線受信し復調する複数の回
路と、(3)上記複数の回路のうち現在通話に用いられ
ている第1の回路及び現在通話に用いられていない第2
の回路をそれらの回路における信号受信品質に応じて制
御することによって、本発明に係るハンドオーバ方法を
実行する制御部とを備えることを特徴とする。
受信品質の検出の結果が、通話に係る信号受信品質が低
下している又は低下しつつあることを示しているとき
に、検出された信号受信品質に応じて2種類のハンドオ
ーバ手順のうちいずれかが実行される。これら2種類の
ハンドオーバ手順を起動する又は選択する指標となって
いるのは、第1に、現在の無線接続先CSとの間に通話
に係る無線接続を維持できる限界即ち(通常)ハンドオ
ーバ処理基準であり、第2に、この限界よりも高く設定
されている高速ハンドオーバ処理基準である。即ち、検
出された信号受信品質が、上記限界よりも低ければ通常
ハンドオーバ手順が、また高速ハンドオーバ手順よりも
低ければ高速ハンドオーバ手順が、それぞれ実行され
る。
無線接続先CSとの間に確立されている通話に係る無線
接続を切断する。次に、現状で無線接続し得るCSを探
す。これは、例えば、従来技術として説明したように、
所定期間に亘る信号受信によって、所定のハンドオーバ
先選択基準よりも高い(良好な)信号受信品質を得るこ
とができるCSを検索する、という方法等により、実現
できる。その結果、該当するCSがあれば、そのCSと
の間に、新たに、通話に係る無線接続即ちTCHに係る
接続を確立する。通話に係る無線接続の確立は、制御チ
ャネルを介したリンクチャネル割当要求の送信/割当の
受信、TCHを介した同期バーストの交換等により行
う。
受信を同時並行的に行うためにPS内に設けた複数の回
路のうち、第1及び第2の回路を使用する。即ち、ま
ず、現在の無線接続先CSとの間に確立されている通話
に係る無線接続を第1の回路を用いて維持しつつ、第2
の回路を用いて、近い将来無線接続し得るCSを探す。
その結果、該当するCSが見つかった場合、そのCSと
の間に新たに通話に係る無線接続を確立する。そのため
にそのCSとの間で行う通信例えばリンクチャネル割当
要求の送信等は、第2の回路で行う。第2の回路で無線
接続確立のための通信を行っている間は、可能な限り、
第1の回路でそれまでの無線接続先CSとの間の無線接
続を維持し、通話状態を継続させる。
手順の間には、通話状態が途切れる時間の長さという相
違がある。まず、通常ハンドオーバ手順では、ハンドオ
ーバ先CSを探し始める時点までにハンドオーバ元CS
との間の無線接続を切断しておかねばならない。これに
対し、高速ハンドオーバ手順では、最大で、第2の回路
による無線接続が確立される直前まで、第1の回路によ
る無線接続ひいてはそれを用いた通話を継続することが
できるため、通常ハンドオーバ手順実行時に比べ、通話
状態が途切れる期間が短い。
起動基準の相違がある。まず、通常ハンドオーバ手順の
起動基準は、現在の無線接続先CSとの間に確立されて
いる無線接続を維持できる限界であるのに対し、高速ハ
ンドオーバ手順の起動基準は、この限界より高く設定さ
れている高速ハンドオーバ処理基準である。即ち、高速
ハンドオーバ手順は、現在の無線接続先CSに係る信号
受信品質がまだ通話に支障になるほど劣化していない
が、近い将来PSの移動に伴い通話に支障になるほど劣
化するであろうとの予測に基づき、開始される。このよ
うに、本発明の特徴の一つは、ハンドオーバが必要にな
るより前の時点で、ハンドオーバ手順の一種乃至改良で
ある高速ハンドオーバ手順が実行されることにある。こ
れによって、高速移動時にもほとんど途切れなく通話を
続けることができる。
を実行する機能と、高速ハンドオーバ手順を実行する機
能とを、併存させている。これは、PSにおける信号受
信品質の検出が間欠的に実行されるため或いはCSの置
局状況によって、高速ハンドオーバ手順が実行されない
うちに通常ハンドオーバ手順の起動条件が成り立つに到
ることがあり、その場合でもハンドオーバできるように
するためである。また、高速ハンドオーバ手順実行中に
通常ハンドオーバ手順の起動条件が成立することがあり
得る。両手順が競合することを防止するには、例えば、
通常ハンドオーバ手順を起動させず高速ハンドオーバ手
順を継続実行すればよい。即ち、現在の無線接続先CS
からの信号受信品質が上記限界を下回った場合であって
も、現在高速ハンドオーバ手順が実行中である場合に
は、通常ハンドオーバ手順を実行せず高速ハンドオーバ
手順の実行を継続することによって、ハンドオーバが滞
りなくかつ支障なく行われることになる。
ば、所定のハンドオーバ先選択基準を上回る信号受信品
質を期待できるCSを探してそのCSを新たな無線接続
先CSとする。ここに、高速ハンドオーバ処理基準を、
ハンドオーバ先選択基準より高く設定しておくことによ
り、高速ハンドオーバ手順実行時にはその前後での信号
受信品質の低下を抑え、通常ハンドオーバ手順実行時に
は比較的信号受信品質が低いCSをも探し出してハンド
オーバすることが可能になる。従って、本発明における
高速ハンドオーバ手順とは、単に、ハンドオーバが必要
になるより前の時点で実行されるハンドオーバ手順をさ
すのではない。本発明における高速ハンドオーバ手順
は、ハンドオーバが必要になるより前の時点で、通常ハ
ンドオーバ手順を実行した場合に比べ良好な信号受信品
質が得られるようにハンドオーバを実行するための手順
であり、それにより、通常ハンドオーバ手順のみでは得
られない良好な信号受信品質をセル境界付近で確保する
手順でもある。
ば、第2の回路を用いた所定時間に亘る信号受信によっ
て、現在の無線接続先CSからの信号受信品質を上回る
信号受信品質を期待できるCSを探す。その結果該当す
るCSがあれば、第2の回路を用い通話に係る無線接続
を新たに確立する先の候補の一つとする。そして、候補
として選ばれたCS(複数あるのであればそのうち一
つ)との間に、通話に係る無線接続を新たに確立する。
この場合に、例えば、そのCSに係る信号受信品質が現
在の無線接続先からの信号受信品質に比べ所定程度以上
高いCSのみを候補として選ぶことにより、ハンドオー
バ前後で信号受信品質を向上させることができる。即
ち、現在の無線接続先CSよりも高い信号受信品質が得
られるであろう他のCSを検索し、当該他のCSとの間
で通話に係る無線接続を確立することにより、それまで
の無線接続先CSとの無線接続を維持していたのでは得
られない良好な信号受信品質をセル境界付近で確保する
ことができる。また、現在の無線接続先CSからの信号
受信品質を上回る信号受信品質を期待できるCSの個数
が所定上限個数を上回っている場合に、信号受信品質が
上位から当該上限個数以内にあるCSのみを候補とする
ようにすれば、期待できる信号受信品質が比較的低いC
Sを候補から除外することができ、また、PS内部に当
該候補を登録乃至記憶するための記憶容量を好適に節約
できる。
る場合、高速ハンドオーバ手順では、例えば、それらの
候補の中から一つずつ選んで第2の回路を用いた無線接
続の確立を試行する処理を、選ぶ候補を変えつつタイム
スロットの割当を受けることに成功するまで但し所定回
数を限度として繰り返し実行する。この経過で、タイム
スロットの割当を受けることに成功した場合、そのCS
との間に通話に係る無線接続を確立する。このようにす
れば、高速ハンドオーバ手順が長時間に亘って続くこと
を防ぐことができる。その結果、先に第2の回路で検出
した信号受信品質が、PSの高速移動に伴い信号受信品
質が短時間で変化したため、現在の状況を正しく反映し
ていない値になること、ひいては高速ハンドオーバ手順
の的確な実行が損なわれることを、防ぐことができる。
における通話切れの防止にも、利用できる。従来は、現
在の無線接続先CSからの信号受信状態が劣化したとき
にはハンドオーバ手順の起動によってそのCSとの間の
無線接続を切断し、その後にCS検索を行っていた。ま
た、無線接続可能なCSをそのCS検索で発見できない
ときには、直前まで無線接続していたCSとの無線接続
を再び確立するための動作即ち切り戻り動作を実行する
ようにしていた。しかしながら、特にPSが高速で移動
している場合、無線接続可能なCSがないとの結果がC
S検索で得られたときには元の無線接続先CSから更に
遠ざかってしまっていて、信号受信状態の更なる劣化の
ため切り戻り動作による接続確立がもはや不可能になっ
ていることがある。そこで、本発明の好ましい実施形態
においては、第1及び第2の回路のうち一方例えば第1
の回路により切り戻り動作を実行しているときに、他方
例えば第2の回路により高速ハンドオーバ手順を実行す
るようにしている。通常の置局状況下では、PSは、そ
の移動に伴い元の無線接続先CSから遠ざかるにつれて
他のCSに接近していくのであるから、切り戻り動作と
高速ハンドオーバ手順を第1及び第2の回路を利用して
並行的に実行するようにすれば、PSが高速移動してい
る最中に切り戻り動作が実行された場合であっても通話
切れが生じなくなる。
にするためのPS構成上の工夫としては、本発明では、
アンテナ又は無線部から信号処理部中の各機能部材に相
当する回路を複数設けている。制御部(従来技術で言え
ば信号処理部特にMPUに相当する部材)は、これら複
数の回路のうち一つである第1の回路を用いて、いずれ
かのCSとの間で通話に係る無線接続が確立されている
ときに、他の回路のうち一つである第2の回路を利用し
て、高速ハンドオーバ手順を実行することができる。こ
のように、複数の回路を設けることによって、本発明の
特徴に係る高速ハンドオーバ手順を、簡便に実現でき
る。
いくつかの形態がある。その一つは、それぞれ変調送信
回路及び受信復調回路を有する少なくとも2個の回路を
設ける形態である(送信2台受信2台方式)。ここでい
う変調送信回路は、信号を変調しCSに無線送信するた
めの一連の回路であり、受信復調回路は、信号をCSか
ら無線受信し復調するための一連の回路である。この形
態では、通話に係る新たな無線接続が第2の回路を用い
て確立される以前の所定時点まで、制御部が、第1の回
路の変調送信回路及び受信復調回路を用いてそれまでの
無線接続先CSとの間に確立済みの通話に係る無線接続
を、維持させる。この形態によれば、通話が途絶える時
間が実質的に0に近い時間となる。
調するための受信復調回路をそれぞれ有すると共に、信
号を変調しCSに無線送信するための変調送信回路を共
有する少なくとも2個の回路を設ける形態である(送信
1台受信2台方式)。共有されているこの変調送信回路
は、第1及び第2の回路のうちいずれかにより通話が行
われているときには、無線接続先CSに通話に係る信号
を送信するために用いられ、高速ハンドオーバ手順を実
行しているときには、新たな無線接続先CSへと通話に
係る信号の送信を行う必要が生じた時点まではそれまで
の無線接続先CSとの無線接続を維持するために、また
その時点以後は新たな無線接続先CSへと通話に係る信
号の送信を行うために、制御部の制御の下に切替使用さ
れる。この形態では、共有に係る変調送信回路を新たな
無線接続先との間に無線接続を確立するための通信に用
いはじめてから、当該新たな無線接続先たるCSとの間
で通話に係る無線接続が確立されるまでの間は、通話が
断たれる。そのため、送信2台受信2台方式に比べると
通話が断たれる時間が長くなるが、従来技術に比べれば
通話が断たれる時間が短くて済む。また、送信2台受信
2台方式に比べると、回路規模が小さくて済む。
回路構成のPSで送信1台受信2台方式を実行してもよ
い(変調送信回路が1個余るだけである)。特に、送信
2台受信2台方式を実行できる回路構成のPSでも、あ
る限られた状況下では、送信1台受信2台方式を実行す
る方がよいことがある。即ち、高速ハンドオーバ手順の
実行に際し、新たな無線接続先CSから、現在の無線接
続先CSとの無線接続に使用されているタイムスロット
と同じタイムスロットが割り当てられた場合には、制御
部による制御の下に、第1の回路による無線接続を切断
する。これによって、自局が送信した信号を自局で受信
してしまうことを防ぐことができ、上り/下り各4タイ
ムスロットであるため1/8の確率で生じうるタイムス
ロットの一致に、対処できる。
関し図面に基づき説明する。なお、図9乃至11に示し
た従来技術と同様の又は対応する構成には同一の符号を
付し、説明を省略する。
向けPSの構成を示す。この図に示すPSは、図9に示
した従来回路中の信号送受信に関連する部分を2系統設
けた構成を有している。即ち、アンテナ、アンテナスイ
ッチ、無線部12A内の送信回路及び受信回路、π/4
QPS系モデム34A内の変調部及び復調部は、それぞ
れ2個ずつ設けられており、また、信号処理部14A内
のTDMA−TDD制御部32A及びTCH−CODE
C30Aもそれぞれ送受信系統2個分の制御乃至処理機
能を内蔵している。図中、第1の回路乃至第1の送受信
系統に係る部材については符号の末尾に−1を付し、第
2の回路乃至第2の送受信系統に係る部材については−
2を付している。
能上複数の送受信系統を設けている点で従来回路と相違
している。しかし、相違点はそれだけではない。本実施
形態は、ハンドオーバに関連する基準として従来と同様
のハンドオーバ処理基準、ハンドオーバ先選択基準のみ
でなく、新たに高速ハンドオーバ処理基準や高速ハンド
オーバ先選択基準差分をメモリ16A例えばEEPRO
M上に予め格納しておき、ハンドオーバ処理に際してこ
れを使用する点で、従来回路と相違している。
図3に高速ハンドオーバ処理の流れを、それぞれ示す。
まず、図2に示すように、前述の2個の送受信系統のう
ち一方を用いて、いずれかのCSとの間に通話に係る無
線接続が確立されているものとする(100)。ここで
は、仮に、第1の送受信系統を用いて当該通話が行われ
ているものとする。信号処理部14A内のMPU26A
は、1.2sec周期で(102)、現在の無線接続先
たるCSからの信号受信品質の検出を行う(104)。
即ち、RSSI信号を過去240フレームにわたって移
動平均することにより受信レベルLを算出し、過去24
0フレーム中のエラーをカウントすることにより、フレ
ーム誤り率FERを算出する。
バ手順の起動に関する手順及び高速ハンドオーバ手順の
起動に関する手順を、並列的に実行する。これらのう
ち、通常ハンドオーバ手順の起動手順は、図10に示し
た従来のそれとほぼ同じである。但し、現時点で高速ハ
ンドオーバ手順を実行中である場合に通常ハンドオーバ
手順の実行をやめ、ステップ112へと移行する処理
が、付加されている(120)。この処理により、通常
ハンドオーバ手順と高速ハンドオーバ手順との間の競合
を防止できる。即ち、通常ハンドオーバ手順を起動する
ための条件(106,108,114)が成り立ってい
る場合でも、既に高速ハンドオーバ手順が実行中である
のなら、高速ハンドオーバ手順の実行継続によってより
早期にかつより信号受信品質がよいCSを選んでハンド
オーバを達成することができる。また、通常ハンドオー
バ手順は、現在通話に用いられている第1の送受信系統
を用いて実行する。
は、まず、MPU26Aは、ステップ104で算出した
受信レベルLが高速ハンドオーバ処理基準THL2以下
であるか否かを判定する(122)。この高速ハンドオ
ーバ処理基準THL2は、ハンドオーバ処理基準THL
1に比べ高い値、即ち通話に係る無線接続を維持できる
限界に対して十分余裕を持つ値に設定されている。ま
た、高速ハンドオーバ処理基準THL2又はこれと後述
の高速ハンドオーバ先選択基準差分Xとの和がハンドオ
ーバ先選択基準に比べて高くなるよう、設定し、高速ハ
ンドオーバ手順実行により信号受信品質ができる限り向
上するようにするのが、望ましい。前述のようにハンド
オーバ処理基準THL1が22dBμVに設定されてお
りハンドオーバ先選択基準が34dBμVに設定されて
いるのであれば、高速ハンドオーバ処理基準THL2は
例えば35dBμVに設定する。L≦THL2が成り立
たない場合は、現在の無線接続先CSを介した通話が実
行される。
った場合、MPU26Aは、300msecに亘り、現
在通話に係る無線接続に使用されている送受信系統とは
異なる送受信系統を用いて即ち第2の送受信系統を用い
て、信号受信を行うことにより、候補セル乃至候補CS
を検出する(124)。即ち、図3に示されるように、
第1の送受信系統を用いて通話が行われている場合図2
中のステップ124に係るCS検出は第2の送受信系統
を用いて実行する(202A)。このCS検出を実行し
た結果、ステップ104にて算出した信号受信レベルL
に比べ、所定の高速ハンドオーバ先選択基準差分X(d
B)以上高い信号受信レベルがいずれかのCSについて
得られた場合(126)、MPU26Aは、TDMA−
TDD制御部32A等の制御を介して、そのCSを、ハ
ンドオーバ先の候補とする。高速ハンドオーバ先選択基
準差分Xは例えば、6〜10dB程度の値にする。ま
た、一般に、L+X(dB)以上の信号受信レベルが得
られるCSは複数存在しうる。また、どのCSが候補な
のかを記憶しておくための記憶容量もできる限り節約す
る必要がある。そのため、ステップ126では、L+X
(dB)以上の信号受信レベルに係る一般に複数のCS
の中から、信号受信レベルで上位所定個数(例えば8
個)を選択して候補とし、残りは候補から除外する。
選ばれた候補の中から一つを選ぶ(128)。例えば、
次に述べるリンクチャネル割当をまだ試行していない候
補の中から、最も信号受信品質のよいものを選ぶ。MP
U26Aは、選んだ候補に対し、第2の送受信系統を用
いてリンクチャネル割当要求を送信する(130)。こ
の送信は、制御チャネルの一つであるSCCHを用いて
行う。SCCHを介しその候補からリンクチャネル割当
を受信でき、TCHとして用いるべきタイムスロットの
割当を受けるのに成功した場合(132)、MPU26
Aは、そのタイムスロットを用いた同期バーストの交換
等、通話に係る無線接続を確立するための通信を、引き
続き第2の送受信系統を用いて行わせる(134)。逆
に、リンクチャネル割当を受けられなかった場合、MP
U26Aは、次の候補についてリンクチャネル割当要求
を送信すべくステップ128に戻る。但し、リンクチャ
ネル割当の試行回数が上限回数例えば2回に達している
場合(136)や、次の候補が存在しない場合(13
8)には、高速ハンドオーバ手順によるハンドオーバを
断念して、ステップ100に戻る。
立するための発呼手順は、リンクチャネル割当要求の送
信、リンクチャネル割当の受信、同期バーストの交換等
から始まり、CC応答の受信にて終わる一連の通信手順
である。新たな無線接続先のCS即ちハンドオーバ先C
Sとの間に通話に係る無線接続が確立されるのは、UA
の送信又はCC応答の受信時点である。従って、高速ハ
ンドオーバ手順実行時には、UAの送信又はCC応答受
信時点までは、第1の送受信系統を用いてそれまでの無
線接続先たるCS(ハンドオーバ元CS)を介した通話
を継続することができる。従って、本実施形態によれ
ば、高速ハンドオーバ手順実行時の通話がとぎれる時間
は、高々、UAの送信からCC応答の受信までの間の極
短い時間である。図9に示した従来型ハンドオーバ手順
では、CS検出(202)の開始からCC応答の受信ま
での間通話がとぎれていたのと比べると、本実施形態に
おける高速ハンドオーバ手順が、PSの使用者にとって
違和感のないハンドオーバの実現に寄与できることが明
らかである。
順の実現において重要なのは、高速ハンドオーバ処理基
準THL2及び高速ハンドオーバ先選択基準差分Xを用
いた制御の導入である。しかし、本実施形態における改
良点は、通常ハンドオーバ手順とはその起動基準、判定
基準等が異なる新たなハンドオーバ手順(高速ハンドオ
ーバ手順)を導入・追加した、という点にとどまるもの
ではない。
手順が実行されるのは、高速ハンドオーバ処理基準TH
L2及び高速ハンドオーバ先選択基準差分Xにより定め
られている条件が成立した場合である。即ち、第1の送
受信系統における信号受信品質が劣化の傾向を見せ始め
たときであって、周囲に現在の無線接続先CSよりも高
い信号受信品質を期待できる他のCSが存在している場
合にのみ、高速ハンドオーバ手順が実行されることにな
る。従って、本実施形態における高速ハンドオーバ手順
は、通常ハンドオーバ手順を実行する必要はないもの
の、ハンドオーバすればより良好な信号受信品質が得ら
れるという条件が満たされているときに、そのことを検
出して実行されるハンドオーバ手順である。これによっ
て、本実施形態では、特にセル境界付近での信号受信品
質を改善すると共に、PSが高速で例えば時速80km
程度(実測値。理論的には200km程度でもよい)で
移動しているときに通話を継続できるようにしている。
速ハンドオーバ手順ではなく通常ハンドオーバ手順が起
動される。例えば、受信レベルLやフレーム誤り率FE
Rの算出の実行間隔である1.2secの間にPSがセ
ル境界付近を高速で移動した場合、高速ハンドオーバ手
順を実行するための条件が一度も満たされることが無い
ままに(或いは2回連続して満たされることが無いまま
に)それまでの無線接続先CSとの間の無線接続を維持
困難な状態になることがある。そのような場合には、本
実施形態では通常ハンドオーバ手順が実行される。この
ように、受信信号品質の劣化検出を間欠的に行っている
ことと対応して、本実施形態では、高速ハンドオーバ手
順と通常ハンドオーバ手順とが選択的に実行される。
手順を実行すべく送受信系統を2系統設けている。この
ような回路構成とする理由の一つは、PHSが自律分散
型ダイナミックチャネル配置に係るシステムであり、セ
ルラシステムのようにCS間が必ずしも同期していない
ことによる。即ち、セルラシステムでは、CS間で同期
が確保されているため、受信回路内のPLLを一時的に
他の周波数に同期させるといった方法で他のCSに係る
信号受信品質の検出等を行うことができるが、PHSで
はあるセルに係るCSで制御信号用に用いているタイム
スロットとこれに隣接するセルに係る他のCSでTCH
に用いているタイムスロットとが、時間的に一致乃至重
複することがあり得る。そのために、図2で言えばステ
ップ116又は124で実行されるCS検出は、300
msecといった時間をかけて、かつその間はTCHに
係る同期をいったんはずして、行わねばならない。この
必要があるため、図11に示した従来型の手順では、C
S検出(202)を実行する際に通話が切断されてい
た。本実施形態では、通話に使用していない第2の送受
信系統を用いてCS検出を行っているため、従来に比べ
通話が切断される時間が短くなる。
のうちの一方を用いて通話を行いながら他方を用いてC
S検出手順及び発呼手順を実行するのに伴い新たに発生
する不具合を、次のような手法で解消している。
に、第1の送受信系統で通話に用いているタイムスロッ
トと、第2の送受信系統でハンドオーバ先CSから割り
当てられたタイムスロットとが、ほぼ同じタイミングで
あった場合に、そのPSが自局からの送信波を受信して
しまうことである。このような現象を避けるべく、本実
施形態では、図5に示すように、第2の送受信系統を用
いてリンクチャネル割当要求を送信した相手即ちハンド
オーバ先CSから、第1の送受信系統にて通話に用いて
いるタイムスロット即ちハンドオーバ元CSから既に割
り当てを受けているタイムスロットと同一のタイムスロ
ットが割り当てられた場合に(300)、MPU26A
の制御の下に、これまで述べてきた送信2台受信2台方
式ではなく、送信1台受信2台方式を実行するようにし
ている。
各2系統ずつ設けられている送信機能及び受信機能のう
ち、送信機能については1系統、受信機能については2
系統を用いて、ハンドオーバ元CSとの無線接続の維持
等、CS検出及びハンドオーバ先CSとの無線接続の確
立とを、実行する方式である。この方式に従い、前述の
ステップ134を実行した場合、図6に示すように、ハ
ンドオーバ先CSからのリンクチャネル割当を受信し、
その結果割り当てられたタイムスロットを用いて同期バ
ーストを送信する時点で、それまで通話に用いていた送
信系統をハンドオーバ先CSへの信号の送信に用いなけ
ればならなくなるため、通話が切断される。従って、図
3に示した方式即ち送信2台受信2台方式に比べ通話が
とぎれる時間が長くはなるものの、図11に示した従来
のハンドオーバ手順に比べると、通話がとぎれる時間が
短くなる。本実施形態においては、このような手法によ
って、送信2台受信2台方式を補完している。
0msecを使いCSの検索・検出を行っている。その
結果ハンドオーバ先選択基準を満たす良好な信号受信品
質を期待できるCSが発見された場合にはそのCSとの
無線接続を確立すべくステップ118が実行されるが、
逆に、そのようなCSを発見できなかった場合には切り
戻り動作が実行される。切り戻り動作とは、CS検出開
始に先立って(図11参照)無線接続を切断したCSと
の無線接続を再度確立するための動作であり、そのCS
からの同期バーストを利用して実行される。
04)に信号受信品質が劣化し図2に示す手順を通じて
切り戻り動作が起動されると(206)、MPU26A
が、それまで通話に用いていた送受信系統(第1の送受
信系統とする)により切り戻り動作を実行させる。ここ
で、切り戻り先のCSから送信される同期バーストの受
信レベルが十分高ければそのCSとの間に再び無線接続
を確立することも可能であろうが、そうでなければ再び
無線接続を確立することはできない。そのため、MPU
26Aは、第1の送受信系統を用いて切り戻り先CSか
らの同期バーストを受信させ、同期バースト受信時にお
ける第1の送受信系統からのRSSI信号等に基づき、
同期バーストの受信レベルが切り戻り可能レベル以上で
あるか否かを判定する(図7、140)。切り戻り可能
レベル以上のレベルを有する同期バーストを受信できな
いときは、MPU26Aは、スピーカ24から或いは図
示しない他の鳴音部材や振動部材から、サービス圏外で
あることを示す圏外警報音又はそれに相当する機械振動
を出力させる(142)。MPU26Aは、10秒を限
度として同期バースト受信レベルを監視し、この期間の
満了前に切り戻り可能レベル以上のレベルを有する同期
バーストが検出されたときや、この期間が満了したとき
には、圏外鳴動音又は振動を停止させる(144)。
レベルを有する同期バーストが10秒以内に検出されな
ければいずれのCSとの無線接続も確立できず、通話切
れとなっていた。これに対して、本実施形態において
は、図7及び図8に示すように、第1の送受信系統によ
り実行される切り戻り動作と並行して、第2の送受信系
統により高速ハンドオーバ手順を実行しているため、高
速ハンドオーバ手順によりハンドオーバに成功できれ
ば、通話切れとはならない。図7中、高速ハンドオーバ
手順に相当するのはステップ124A〜138A及び1
02Aである。ステップ124A〜138Aにおける処
理は図2中のステップ124〜138における処理とほ
ぼ同じである。ステップ126Aにおける“再発呼ハン
ドオーバ先処理基準”は、ハンドオーバ先選択基準より
高く設定するのが望ましい。また、ステップ102Aは
ステップ102と同様1.2secを計数するステップ
である。図8中の202Cはステップ124A等に相当
している。
レーム誤り率FERを用いて信号受信品質を検出及び評
価していたが、本発明はこれ以外の指標を用いて実行す
ることも可能である。本発明は、ハンドオーバが必要と
なる環境であれば、事業所/公衆の別を問わず、適用す
ることができる。図7に従い高速ハンドオーバ手順を実
行する際に、図5に示す手順即ち送信1台受信2台方式
への切替を行ってもよい。
ブロック図である。
を示すフローチャートである。
ーバの流れを示すタイムチャートである。
である。
式の切替条件を示すフローチャートである。
ーバの流れを示すタイムチャートである。
る。
る。
図である。
フローチャートである。
である。
A 信号処理部、16A メモリ、26A MPU、2
8 ADPCM−CODEC、30A TCH−COD
EC、32A TDMA−TDD制御部、34A π/
4QPSKモデム、36−1,36−2 変調部、38
−1,38−2 送信回路、40−1,40−2 受信
回路、42−1,42−2 復調部、FER フレーム
誤り率、L 受信レベル、THL1,THF1 ハンド
オーバ処理基準、THL2 高速ハンドオーバ処理基
準、X 高速ハンドオーバ先選択基準差分。
Claims (13)
- 【請求項1】 それぞれ使用者により運搬される一般に
複数の移動局を、地理的に分散して配置され相互に接続
されている複数の固定局のうちいずれかと、自律分散的
にTDMA−TDD方式に従い無線接続するPHSに
て、いずれかの固定局との間で通話に係る無線接続が確
立されている状態にある移動局により実行されるハンド
オーバ方法であって、 現在の無線接続先固定局との間の通話に係る無線接続を
切断した上で、現状で無線接続し得る固定局を探し、該
当する固定局があればその固定局との間に通話に係る無
線接続を確立する通常ハンドオーバ手順と、 現在の無線接続先固定局との間の通話に係る無線接続を
第1の回路で維持しつつ、近い将来無線接続し得る固定
局を第2の回路で探し、該当する固定局があれば、第2
の回路を用いてその固定局との間に通話に係る無線接続
を新たに確立する処理及びこの処理が終了する以前の所
定時点まで第1の回路による無線接続を維持する処理を
実行し、該当する固定局がなければ、引き続き現在の無
線接続状態を維持する高速ハンドオーバ手順とを有し、 現在の無線接続先固定局からの信号受信品質を間欠的に
検出し、その結果現在の無線接続先固定局との無線接続
を維持できる限界を下回る信号受信品質が検出された場
合には通常ハンドオーバ手順を、当該限界より高く設定
されている高速ハンドオーバ処理基準を下回る信号受信
品質が検出された場合には高速ハンドオーバ手順を、そ
れぞれ実行することを特徴とするハンドオーバ方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のハンドオーバ方法におい
て、 現在の無線接続先固定局からの信号受信品質が上記限界
を下回った場合であっても、現在高速ハンドオーバ手順
が実行中である場合には、通常ハンドオーバ手順を実行
せず高速ハンドオーバ手順の実行を継続することを特徴
とするハンドオーバ方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のハンドオーバ方法
であって、通常ハンドオーバ手順では、所定のハンドオ
ーバ先選択基準を上回る信号受信品質を期待できる固定
局を探してその固定局を新たな無線接続先固定局とする
ハンドオーバ方法において、 上記高速ハンドオーバ処理基準が、上記ハンドオーバ先
選択基準より高く設定されていることを特徴とするハン
ドオーバ方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のハン
ドオーバ方法において、 高速ハンドオーバ手順では、第2の回路を用いた所定時
間に亘る信号受信によって、現在の無線接続先固定局か
らの信号受信品質を上回る信号受信品質を期待できる固
定局を探し、その結果該当する固定局があれば、第2の
回路を用いて通話に係る無線接続を新たに確立する先の
固定局の候補の一つとすることを特徴とするハンドオー
バ方法。 - 【請求項5】 請求項4記載のハンドオーバ方法におい
て、 高速ハンドオーバ手順では、その固定局に係る信号受信
品質が現在の無線接続先からの信号受信品質に比べ所定
程度以上高い固定局のみを、上記候補とすることを特徴
とするハンドオーバ方法。 - 【請求項6】 請求項4又は5記載のハンドオーバ方法
において、 高速ハンドオーバ手順では、現在の無線接続先固定局か
らの信号受信品質を上回る信号受信品質を期待できる固
定局の個数が所定上限個数を上回っている場合に、信号
受信品質が上位から当該上限個数以内にある固定局のみ
を、上記候補とすることを特徴とするハンドオーバ方
法。 - 【請求項7】 請求項4乃至6のいずれかに記載のハン
ドオーバ方法において、 高速ハンドオーバ手順では、上記候補が複数ある場合
に、その中から一つずつ選んで第2の回路を用いた無線
接続の確立を試行する処理を、選ぶ候補を変えつつタイ
ムスロットの割当を受けることに成功するまで但し所定
回数を限度として繰り返し実行し、タイムスロットの割
当を受けることに成功した場合その固定局との間に通話
に係る無線接続を確立することを特徴とするハンドオー
バ方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載のハン
ドオーバ方法であって、通常ハンドオーバ手順にて現状
で無線接続し得る固定局を探し当てられなかった場合
に、それに先立って切断済の無線接続に係る固定局との
無線接続を再び確立するための切り戻り動作を実行する
移動局により実行されるハンドオーバ方法において、 第1及び第2の回路のうち一方で切り戻り動作を実行
し、並行して他方で高速ハンドオーバ手順を実行するこ
とを特徴とするハンドオーバ方法。 - 【請求項9】 それぞれ使用者により運搬される一般に
複数の移動局を、地理的に分散して配置され相互に接続
されている複数の固定局のうちいずれかと、自律分散的
にTDMA−TDD方式に従い無線接続するPHSに
て、いずれかの固定局との間で通話に係る無線接続が確
立されている状態にある移動局により実行されるハンド
オーバ方法において、 現在の無線接続先固定局との間の通話に係る無線接続を
切断した上で、現状で無線接続し得る固定局を探し、該
当する固定局があればその固定局との間に通話に係る無
線接続を確立し、なければそれに先立って切断済の無線
接続に係る固定局との無線接続を再び確立するための切
り戻り動作に移行する通常ハンドオーバ手順と、 現在の無線接続先固定局との間の通話に係る無線接続を
第1の回路で維持しつつ、近い将来無線接続し得る固定
局を第2の回路で探し、該当する固定局があれば、第2
の回路を用いてその固定局との間に通話に係る無線接続
を新たに確立する処理及びこの処理が終了する以前の所
定時点まで第1の回路による無線接続を維持する処理を
実行し、該当する固定局がなければ、引き続き現在の無
線接続状態を維持する高速ハンドオーバ手順とを有し、 現在の無線接続先固定局からの信号受信状態を間欠的に
検出し、その結果現在の無線接続先固定局との無線接続
を維持できる限界を下回る信号受信品質が検出された場
合には通常ハンドオーバ手順を実行し、通常ハンドオー
バ手順から切り戻り動作に移行する場合には第1及び第
2の回路のうち一方で切り戻り動作を実行し並行して他
方で高速ハンドオーバ手順を実行することを特徴とする
ハンドオーバ方法。 - 【請求項10】 使用者により運搬され、地理的に分散
して配置されかつ相互に接続されている複数の固定局の
うちいずれかと、自律分散的にTDMA−TDD方式に
従い無線接続されるPHS向けの移動局において、 それぞれ信号を変調し固定局に無線送信する一方で信号
を固定局から無線受信し復調する複数の回路と、 上記複数の回路のうち現在通話に用いられている第1の
回路及び現在通話に用いられていない第2の回路をそれ
らの回路における信号受信品質に応じて制御することに
よって、請求項1乃至9のいずれかに記載のハンドオー
バ方法を実行する制御部とを備えることを特徴とする移
動局。 - 【請求項11】 請求項10記載の移動局において、 第1及び第2の回路が、それぞれ、信号を変調し固定局
に無線送信するための変調送信回路及び信号を固定局か
ら無線受信し復調するための受信復調回路を有すること
を特徴とする移動局。 - 【請求項12】 請求項11記載の移動局において、 高速ハンドオーバ手順の実行に際し、新たな無線接続先
固定局から、現在の無線接続先固定局との無線接続に使
用されているタイムスロットと同じタイムスロットが割
り当てられた場合に、制御部が、第1の回路による無線
接続を切断することを特徴とする移動局。 - 【請求項13】 請求項10記載の移動局において、 第1及び第2の回路が、信号を固定局から無線受信し復
調するための受信復調回路をそれぞれ有すると共に、信
号を変調し固定局に無線送信するための変調送信回路を
共有しており、 この変調送信回路は、第1及び第2の回路のうちいずれ
かにより通話が行われているときには、無線接続先固定
局に通話に係る信号を送信するために用いられ、高速ハ
ンドオーバ手順を実行しているときには、新たな無線接
続先固定局へと通話に係る信号の送信を行う必要が生じ
た時点まではそれまでの無線接続先固定局との無線接続
を維持するために、またその時点以後は新たな無線接続
先固定局へと通話に係る信号の送信を行うために、制御
部の制御の下に切替使用されることを特徴とする移動
局。
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