JP2001511330A - 通信システムにおけるハンドオフを制御する方法および装置 - Google Patents

通信システムにおけるハンドオフを制御する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 高率符号分割多重アクセス(CDMA)リンクの伝送電力を制御する方法および装置が記述される。加入者ユニット(30a,30b,30c)へのチャンネル状態が評価され、ソフトハンドオフにおける高率リンクの構成がチャンネル状態に基づいている。もし退音チャンネルが検出されるなら、高率リンクの補足チャンネル(52)が多重基本局(32a,32b)から伝送される。もし非退音チャンネルが検出されるなら、高率リンクの補足チャンネルが単一の基本局から伝送される。チャンネル状態を決定するため監視されるパラメタはパイロット強度、パイロットコードオフセットおよび誤差率を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システムにおけるハンドオフを制御する方法および装置 背景技術 I.発明の分野 本発明は無線遠隔通信に関する。特に、本発明は通信システムにおけるハンド オフを制御する方法および装置に関する。 II.関連技術の記述 図1はIS−95オーバザエアー(over-the-air)インターフェイス標準の使用 により構成されたセルラー電話の概略図である。IS−95標準は、IS−95 −A、IS−99、IS−657およびANSI J−STD−008等(ここ に纏めてIS−95と呼ぶ)に派生しており、符号分割多重アクセス(CDMA )信号処理技術を使用しているディジタルセルラー電話システムを実行するため のインターフェイスを定義する。また、IS−95の使用により実質的に構成さ れたセルラー電話システムは、本発明の譲受人に譲渡されかつここに引例として 組み込まれた“CDMAセルラー電話システムにおける信号波形を発生するシス テムおよび方法”と題するUS特許5,103,459に記載されている。 最も典型的なセルラー電話システムとして、IS−95は、基本局制御器(B SC)14およびモバイル切換センター(MSC)16により公共切換え電話ネ ットワーク(PSTN)18に結合された基本局12の組を使用して提供される モバイル電話サービスを許容する。電話の呼び中、加入者ユニット10(典型的 にセルラー電話器)はラジオ周波数(RF)信号を変調されたCDMAを使用し ている一つまたはそれ以上の基本局12と接続する。基本局12から加入者ユニ ット10へ伝送されるRF信号は順方向リンクとして引用され、加入者ユニット 10から基本局12へ伝送されるRF信号は逆方向リンクとして引用される。 他のセルラー電話と最も異なっているのは、IS−95通信システムは、加入 者ユニット10が第1の基本局12の適用地域から第2の基本局12の適用地域 に移動するとき、ソフトハンドオフを実行することが可能である。ソフトハンド オフにおいて、加入者ユニット10は第1基本局との通信リンクを終了する前に 第2基本局12との通信リンクを確立する。かくして、ソフトハンドオフは第1 および第2基本局と同時に接続することを必要とし、それは図1に示されたよう に加入者ユニット10bの状態である。ソフトハンドオフを遂行する好ましい実 施例は、本発明の譲受人に譲渡されかつここに引例として組み込まれた“CDM Aセルラー通信システムにおけるソフトハンドオフを補助されたモバイル局”と 題するUS特許No.5,267,261に記載されている。ソフトハンドオフは、第2基 本局とのリンクが確立する前に第1基本局とのリンクが終了するハードハンドオ フと対比される。 ソフトハンドオフはセルラー電話システムに基づいたCDMAにおいて全般的 に必要である。なぜなら、隣接した基本局が同じRFを伝送し、適用地域の境界 で二つの順方向リンク間のインターフェイスがすばやくかつ予想不能に変動する からである。このインターフェイスによりもたらされる退音は加入者ユニット1 0の劣った受信信号対雑音比をもたらし、さらに、基本局12からのより高い伝 送電力またはより高い誤差率のいずれか、あるいはその組み合わせを必要とする 結果をもたらす。ソフトハンドオフ中、第1および第2基本局12は信号源多様 性を提供するため加入者ユニット10に宛てられたユーザデータの複写を伝送す る。かくして、もし一つの基本局12が他の基本局12に関して退音するなら、 加入者ユニット10はまだ一つの信号を適切に受信する。また、二つの順方向信 号が加入者ユニット10で組み合されることが出来、順方向リンク信号だけ十分 なレベルで受信されない時でさえ適切な受信をもたらし得る。 ソフトハンドオフはまた、三つまたはそれ以上の基本局12、加入者ユニット 10に宛てられたデータの全ての伝送複写を含むことができることが注目される べきである。全般的に、ソフトハンドオフにより供給される信号多様性は、呼び が低下されてより小さくなりがちなハードハンドオフより強い。 ソフトハンドオフはハードハンドオフより一層強いという利点があるが、二つ またはそれ以上の同じユーザデータの伝送を必要とする欠点がある。IS−95 順守または他の型のCDMAセルラー電話システムの範囲内で、これら多重伝送 がセルラー電話システムの全体の容量を増加あるいは減少させるかもしれない。 増加するか、減少するかは加入者ユニット10の退音状態による。 しかし、最近、IS−95セルラー電話システムによりすでに提供されたモバ イル電話サービスと結合して高伝送率通信サービスを提供することが望まれるよ うになった。このような高率リンクの例は、共に本発明の譲受け人に譲渡されか つここに引例に組み込まれた(高データ率特許出願)、“拡張スペクトル通信シ ステムにおける計画されたデータ率を提供する方法および装置”と題された19 96年5月31日に申請されたUS特許出願No.08/656,649および“CDMA通 信システムのための高データ率補足チャンネル”と題され、1997年1月15日に申 請されたNo.08/784,281に記載される。 これら高率通信は、ソフトハンドオフ中に多重伝送発生の負の衝撃を実質的に 増大する典型的な音声ベースの通信より実質的により大きな電力で伝送される。 それでもなお高速通信を導く加入者ユニット10が異なった基本局12の適用地域 間を移動することを許すことが好ましいので、ハンドオフを遂行する代わりの方 法および装置が要望される。 発明の概要 CDMAセルラー電話システムの容量は、もし各通信の伝送電力が最小化され 、一方同じ誤差率を維持するならば最大化される。ソフトハンドオフ伝送中退音 が存在するとき、二つの基本局からの順方向リンク信号は電力の最小トータル量 をもたらし、電力のトータル量は基本局により加入者ユニットに放射される電力 の合計である。ソフトハンドオフ中退音が存在しないとき、一つの基本局からの 伝送順方向リンク信号は、信号源多様性から得られる利益がないので、電力の最 小量を使用する。 IS−95/ANSI−J−008ベースのCDMAセルラー/PCSシステム の伝送データ率を増大する幾らかの提案があった。CDMA通信システムの順方 向リンク伝送の有効なデータ率を増大する二つの好ましい方法は、前述の高デー タ率特許出願に開示される。順方向のデータ率を増加するため、多重ウオルシュ (Walsh)コードチャンネルが一つのユーザの伝送データに結合される。順方向リ ンク上の高速データ伝送の第1の実施例において、IS−95に適合している複 数のウオルシュチャンネルが遠隔高速データ受信器にデータ流の部分を独立に運 ぶ。代わりに、高速データチャンネルが設けられ、その高速データチャンネルは より短いウオルシュコードにより等価なコードチャンネル速度を備えるために有 効なウオルシュチャンネルの組み合わせにより発生される。いずれの場合も、高 データ率ユーザは、送信文を運ぶ基本的なコードチャンネルとデータ通信量に加 えて逆リンク電力制御サブチャンネルを譲渡される。加えて、高データ率ユーザ は、上述の方法に従って伝送されるときのみデータ通信量を運ぶ一つまたはそれ 以上の補足のコードチャンネルも譲渡される。補足のコードチャンネルは、基本 的のチャンネルとは別に遠隔高速受信器に伝送されている一組のウオルシュコー ドチャンネルを備えてもよい。代わりに補足のコードチャンネルは、短くされた ウオルシュチャンネルを提供するために使用されるウオルシュチャンネルの組み 合わせを備えてもよい。 多くの場合、データユーザは静止している。加入者ユニットが静止していると き、ソフトハンドオフは順方向リンクに何ら遂行利得を提供しない。加入者ユニ ットが高速デジタルデータ受信しているとき、加入者ユニットにより受信される 最良の基本局のみが順方向リンクの容量の使用を最適にするためにこの加入者ユ ニットにデータを伝送するであろう。しかし、加入者ユニットが静止していない とき、ソフトハンドオフは通常順方向リンクに遂行利得を提供する。その場合、 多重基本局から加入者ユニットにデータを伝送する利点があり得る。かくして、 本発明の一つの目的は、加入者ユニットが静止しているかどうか、および加入者 ユニットがソフトハンドオフに入り込むことを阻止しうるかどうかを検出するこ とである。加えて、加入者ユニットが非静止であるときでさえ、加入者ユニット に最強を受信させる基本局のみが容量を最大にするため加入者ユニットに伝送す るであろう状態にすることである。これは、典型的に特定の基本局から十分な多 重経路があるときに起こる。本発明は単一基本局が非静止加入者ユニットへ伝送 するのための好ましい時を決定することを目的とする。本発明は加入者ユニット により経験されるチャンネル状況に基づいた最も効率的な状態にソフトハンドオ フを導くことにより、CDMAセルラー電話システムの遂行を最適化することを 得ようとするものである。 発明の一面によれば、基礎チャンネルにデータの第1部分集合および少なくと も1つの補足チャンネルにデータの第2部分集合を供給することによりデータが 遠隔局に伝送される通信システムにおけるハンドオフを制御する方法であって、 加入者ユニットからパイロット強度測定電文を受信し、前記パイロット強度測定 電文に基づいた前記基礎チャンネルに前記加入者ユニットへの伝送を供給するた めの複数の基本局を選択し、前記少なくとも1つの補足チャンネルに前記加入者 ユニットへの伝送を供給するため前記複数の基本局の少なくとも1つを独立に選 択することを備えている方法が提供される。 発明の他の面によれば、基礎チャンネルおよび補足チャンネルにおけるデータ の伝送を制御する手段と、基礎チャンネルにデータの伝送のため複数基本局を選 択しかつ補足チャンネルにデータの伝送のため複数基本局の1つまたはそれ以上 を選択する手段とを備えている複数の基本局間で加入者ユニットのハンドオフを 制御する装置が提供される。 発明はまた、基礎チャンネルおよび補足チャンネルにおけるデータの伝送を制御 し、基礎チャンネルにデータの伝送のため複数基本局を選択し、補足チャンネル にデータの伝送のため複数基本局の1つまたはそれ以上を選択することを備えて いる複数の基本局間で加入者ユニットのハンドオフを制御する方法を提供する。 本発明の第1の実施例において、通信システムは順方向リンクに基礎コードチ ャンネルおよび補足コードチャンネルのハンドオフを備える。基礎コードチャン ネルおよび補足コードチャンネルに異なった性能を要求するので、ソフトハンド オフにある補足コードチャンネルなしに基礎コードチャンネルがソフトハンドオ フにあることを許容することは、高速データ伝送の順方向リンクの使用を最適に する自由度を提供する。好ましい実施例において、いずれかの順方向リンクチャ ンネルがソフトハンドオフにあるときは、逆方向リンクもソフトハンドオフ(即 ち、加入者ユニット伝送が多重基本局により受信される)にある。 他の例示的実施例において、基礎コードチャンネルはIS−95および前述の US特許No.5,267,261に述べられた同じハンドオフ標準を使用しているソフト ハンドオフ(即ち、一つの基本局より以上からデータビットを伝送している)に 置かれ、一方、補足コードチャンネルはある状態のもとでのみソフトハンドオフ に置かれる。補足コードチャンネルがハンドオフにないとき、補足コードチャン ネルは加入者ユニットで受信された最強のパイロットで基本局によって伝送のみ される。補足および基礎コードチャンネルの独立のハンドオフを実行するため、 加入者ユニットを現にそれにデータを伝送している基本局に指令する拡張された ハンドオフ指令電文(Extended Handoff Direction Message)が、基礎コードチ ャンネルおよび補足コードチャンネルを伝送している基本局(またはパイロット PNオフセット)を別々に指定するであろう。 以下の記述において、補足コードチャンネルをソフトハンドオフに置くとき、 決定に使用されうる一組の標準が開示される。その標準は以下を含む。 1. 加入者ユニットにより送られたパイロット強度測定の内容(パイロット、 PN位相、およびパイロット強度)が変化するとき。 2. 補足コードチャンネルのため使用されるパイロットの強度が重大に変化す るとき。 3. 最良の基本局(加入者ユニットで受信された最強のパイロットを有するも の)がしばしば変わるとき。 4. 加入者ユニットにより受信された全てのパイロットの強度の合計が重大に 変化するとき。 5. 順方向リンクフレームが誤って受信されたことを含んでいる、逆方向リン クフレームに受信された誤差指示ビット(EIB)が反転するとき。 6. 異なるアクティブセットメンバーから受信される逆方向リンクフレームの 質が代わるとき(すなわち、選択器がソフトハンドオフにおいて異なった 基本局から受信したフレームをしばしば選択する)。 7. そのパイロットフィルタを使用しているモバイル局が一つのパイロットの 相対的強度を他に報告するとき。これはパイロットチャンネルが補足チャ ンネルのためにアクティブセットにあるであろう基本局を言う。 8. 基礎チャンネルを伝送している基本局からのパイロットチャンネルの強度 が高速リンクを伝送している基本局からのパイロットチャンネルの強度に 比べて増加するとき。 より良い順方向リンク電力制御はまた大きな順方向容量をもたらす。かくして 、順方向リンク容量を増加するため、基礎コードチャンネルおよび補足コードチ ャンネルの伝送電力を制御する改良された方法を記述することが本発明の目的で ある。補足コードチャンネルが基礎コードチャンネルより異なる電力レベルで伝 送 されてもよいことは想像される。例えば、データが誤差の検出のもとで再伝送さ れうるので、補足コードチャンネル…データのみ運び、シグナリング電文は運ば ない…は基礎コードチャンネルより低い電力で伝送されてもよい。この場合、補 足コードチャンネルのフレーム誤差率(FER)はより高くても許されるので、 再伝送の有用性を有するデータパケット誤差率は再伝送の欠如において基礎コー ドチャンネルのFERと同じかむしろより低くなるであろう。代わりの適用にお いて、非常に低い誤差率を要求するデータ適用のように、補足コードチャンネル は基礎コードチャンネルより高い電力レベルで伝送されてもよい。 基礎コードチャンネルの伝送電力はIS−95およびANSI−J−008に 定義されたのと同じ順方向電力制御方法を使用して制御されてもよい。補足コー ドチャンネルは基礎コードチャンネルの電力から調整可能なオフセット(dBで) を有する電力レベルで伝送される。補足コードチャンネルの電力は、基礎コード チャンネルの電力と同様に順方向電力制御に応答して同じ増加量変化する(それ 故、二つの間のオフセットは変化されないまま残る)。チャンネル状態が変化す るとき、オフセットは補足コードチャンネルに目標FERを維持するために調整 される。 上述された標準はチャンネル状態の変化を検出するために使用され得る。加え て、電力測定報告電文と似た電文が補足コードチャンネルにフレーム誤差を報告 するために定義されうる。ラジオリンクプロトコル(RLP)により発生される NAKはIS−99および以下により詳細に記述されるように設定され、フレー ムを誤る結果として、受信されたフレーム誤差を指示するためにまた使用され得 る。推定されたFERは回ってオフセットの調整に使用され得る。 図面の簡単な説明 本発明の上記および他の特徴は特に添付請求の範囲に他の利点とともに陳述さ れ、参照符号が対応するものを通して同一に示す添付図面を参照して単なる例と して与えられる発明の実施例の詳細な説明からより明らかになるであろう。ここ に、 図1はセルラー電話システムのブロック図; 図2は発明の一実施例により構成されたセルラー電話システムのブロック図; 図3は発明の一実施例によるセルラー電話システムの作動を説明するフローダ イアグラムである。 参照された実施例の詳細な説明 高率リンクの適当な作動のために必要な伝送電力を制御する方法および装置が 記述される。以下の記述において、発明の実施例はIS−95標準により作動す るCDMAセルラー電話システムの環境を陳述する。発明は特にIS−95標準 により作動するセルラー電話システムの作動に適するが、他に混信減少が好まし いワイアレス通信が、遠距離通信システムに基づいたサテライトを含んでいる本 発明の使用を組み込んでもよい。 図2は発明の一実施例により構成されたセルラー電話システムの一部のブロッ ク図である。加入者ユニット30aおよび30bは基本局32aおよび32bの 両方と双方向リンクを確立され、それ故ソフトハンドオフにあり、一方加入者ユ ニット30cは基本局32aとのみ連携しており、それ故単一リンクインターフ ェイスに結合される。基本局32aおよび32bはワイア線結合を経てCDMA 相互連絡サブシステム(CIS)40に結合される。 CIS40は基本局制御器(BSC)36内に配置され、選択器サブシステム 38および管理システム44に結合される。管理システム44は加入者データベ ース46に結合される。基本局32と同様に、BSC36を作る種々のシステム がCIS40により所定手順を許すアドレスを含むネットワークパケットの使用 を経てデータおよび制御情報を交換する。運転中、管理システム44は加入者デ ータベース46に含まれた加入者情報を使用して選択器サブシステム38および 基本局32を構成および制御する。 発明の一実施例において、基本局32aおよに32bからの順方向リンク信号 はチャンネルとして参照される一組のサブ信号からなる。チャンネルはIS−9 5の使用で構成される64組の直行ウオルシュコードの一つと伝送されたデータ の変調により形成される。かくして、多分64の順方向リンクチャンネル以上が 順方向リンク信号以内に伝送される。 順方向リンクチャンネルは、電話の呼びまたは加入者ユニット30と他の通信 の順方向リンク部分を導通するために使用される一組の通信量チャンネルと同様 に、順方向リンク信号の取得および処理を助長するパイロットチャンネルを含む 。シグナリングと種々のチャンネル上に伝送される通信量データの両方が形式化 されフレーム内に処理される。 示された構成において、加入者ユニット30aは通常のIS−95様式、低率 双方向音声またはデータ通信を導入しており、加入者ユニット30bは上記参照 された高データ率特許出願に述べられた高データ率リンクに従って、低率逆方向 リンク通信と組み合されたより高率順方向リンク通信を導入する。この構成に従 って、基本局32aおよび32bは加入者ユニット30aと通信のため基礎チャ ンネル50として設計された信号順方向リンク通信量チャンネルを割り当てる。 加入者ユニット30bと高率通信を確立するために、基本局32aおよび32b は基礎チャンネル50および一組の補足チャンネル52として設計された一組の 順方向通信量チャンネルを割り当てる。補足チャンネル52は断続線で示され、 なぜなら、以下に述べられるように、ソフトハンドオフ中両基本局32から常に 伝送されない。 発明の参照された実施例において、基礎チャンネルは、一次および二次通信量 データと同様に、両シグナリングデータを伝送するために使用され得、補足チャ ンネルは一次および二次通信量データを伝送するために使用され得るが、シグナ リングデータを伝送しない。一次および二次通信量データは音声とディジタルデ ータのようなユーザデータの2つの異なる型を同時に伝送するため2つのサブチ ャンネルを意味する。 発明の好ましい実施例において、基礎チャンネルは通常のより低率IS−95 順方向リンクチャンネルと同じか同様な方法で処理される。また、補足チャンネ ルは、好ましくは上記参照された高データ率特許出願の一つに従って発生される 。 発明の好ましい実施例において、加入者ユニット30aおよび30bの両方か らの逆方向リンク信号は単一のより低率チャンネルからなる。IS−95システ ムの場合のように、逆方向リンクチャンネルは各加入者ユニット30毎に独特で あるより長いチャンネルコードを有する伝送されたデータの変調を経て形成され る。加えて、IS−95(典型的にRate Set 2として参照された)により提 供された可能な伝送率の一つのため、誤り指示ビット(EIB)は最後の順方向 リンクフレームが正確に受信されたかどうかを指示する各逆方向リンクフレーム に含まれる。 また、より高率逆方向リンク信号が使用されてもよい。高率逆方向リンク信号 は、本発明の譲受人に譲渡されかつここに引例として組み込まれた“位相シフト 暗号化サブチャンネル”と題する出願中のUS特許出願No.08/766,372および“ 高データ率CDMAワイアレス通信システム”と題するUS特許出願No.08/654 ,433に記載される。 逆方向リンク信号を経て基本局32aにより受信されるデータフレームはCI S40によりネットワークパケットとして選択器サブシステム38に送られる。 選択器サブシステム38は処理されている各呼びの選択器手段を割り当てる。発 明の好ましい実施例において、選択器手段は一組のソフトウエア指示(示されな い)を実行するマイクロプロセッサである。 通常のより低率モードで作動している加入者ユニット30aのため、ソフトハ ンドオフが通常の様式で導入される。すなわち、両基本局32aおよび32bが 同じ順方向リンクデータの加入者ユニット30aへの伝送のため基礎チャンネル 50を割り当てる。加えて、基本局32aおよび32bは共に加入者ユニット3 0aからの逆方向リンク信号を処理することを試み、それによりBSC36内で 選択器サブシステム38に向けられた受信されたデータフレームを発生する。ソ フトハンドオフを遂行するシステムおよび方法は、また本発明の譲受人に譲渡さ れかつここに引例として組み込まれた“CDMAセルラー電話システムの通信に おけるソフトハンドオフを提供する方法およびシステム”と題するUS特許5,10 1,501に記載されている。 選択器サブシステム38内の選択器手段は両フレーム選択およびフレーム分配 を遂行することにより通常のソフトハンドオフを導く補助をする。フレーム選択 は、基本局32aおよび32bから受信し、各ネットワークパケットに含まれる 質指示情報に基づいた二つの逆方向リンクフレームの一つの繰り返し選択である 。選択されたフレームはデボコード(devocod)されかつさらなる処理のためMS C16(図1)に向けられる。 フレーム分配は加入者ユニット30aへの伝送のため基本局32aおよび32 bへの順方向リンクフレームの繰り返された反復および分配である。上記に注目 されるように、2個以上の基本局32がソフトハンドオフに巻き込まれ、かくし てフレーム選択およびフレーム分配が2つ以上のフレームの繰り返された処理を 含みうる。 選択器手段はソフトハンドオフを統合するため、加入者ユニット30aとシグ ナリング電文を交換することにより通常のソフトハンドオフの処理を補助する。 一つのこのようなシグナリング電文は加入者ユニット30により発生されかつ選 択器手段により受信されるパイロット強度測定電文(PSMM)である。PSM Mは、加入者ユニット30aにより遂行される繰り返された調査中検出され、各 パイロットチャンネルが受信された際に信号強度とPN位相とを含んでいるパイ ロットチャンネルの組をリストする。PSMMは、加入者ユニット30aが通信 を成功し得る基本局32の組の指示を提供する。発明の好ましい実施例において 、PSMMは、パイロットチャンネルの強度と継続期間が上に引用されたUS特 許No.5,267,261に記載されたところに従って変化するとき発生される。 PSMMに応答して、選択器手段はソフトハンドオフが必要であるかどうかを 決定し、もし必要なら加入者ユニット30aに延長されたハンドオフ指令電文( EHDM)を伝送する。加えて、選択器は加入者ユニット30からの逆方向リン ク信号の調査を始めるため、目標基本局32(すなわち、新しいRFインターフ ェイスが確立されている基本局)を指示する。また、選択器手段は基礎チャンネ ルを確立するための順方向リンク通信量チャンネルを割り当て、基礎チャンネル を経て加入者ユニットに順方向リンクフレームを伝送することを開始するため、 目標基本局32を指示する。一度逆方向リンク信号が目標基本局32により獲得 されたなら、両基本局32は加入者ユニット30bからの逆方向リンク信号を受 信しかつ処理する。 発明の好ましい実施例に従って、基礎チャンネルを伝送している全ての基本局 32は逆方向リンク信号を受信しかつ処理するであろう。上記の注意として、発 明のこの一実施例は2つの基本局32を使用するソフトハンドオフを記載したが 、ソフトハンドオフは2つの基本局32以上を含んでもよい。この点について、 ソフトハンドオフは安定状態に達し、両基本局32は順方向リンクチャンネルを 伝 送しおよび逆方向リンクチャンネルを受信する。 上記の注意として、加入者ユニット30bは、基礎チャンネルおよび一つまた はそれ以上の補足チャンネルを含んでいる高速順方向リンクに結合される。発明 の一実施例に従って、基本局32aおよび32bからの基礎チャンネルおよび補 足チャンネルの伝送はソフトハンドオフ中互いから独立して制御される。ここに 記載された発明の手段において、加入者ユニット30bとの通信を処理するのは 選択器手段であり、それは以下の記載のように制御を遂行する。 発明の例示的実施例にしたがって、選択器手段は、それらが加入者ユニット3 0bからパイロット強度測定電文(PSMM)を追跡する。また、IS−95互 換システムに実施されたように、PSMMは報告されたように各パイロットチャ ンネルのために3つのパラメタを含む。そのパラメタはパイロットチャンネルの 強度、パイロットチャンネルのPN位相、およびパイロットチャンネルの同一性 を含む。同一性はPILOT PNオフセットとして提供され、これは与えられ た地域において各パイロットチャンネルのために独特である。 選択手段はPSMMの組みに報告されるようにパラメタの動作を監視する。加 えて、選択器手段は上に引用した'261特許にしたがってソフトハンドオフが必要 であるかどうかを決定するため各PSMMを監視する。ソフトハンドオフが必要 と決定された時、選択器手段は、ソフトハンドオフが3つのパラメタの何れか一 つに検出された動作に基づいた高率リンクのために導入される方法を調整する。 発明の好ましい実施例において、退音のない(典型的に静止多重経路または付 加的白色ガウシアンノイズ(AWGN))チャンネルが加入者ユニット30bに 存在することを、PSMMの組み上に検出された動作が指示する時、高速リンク は基本局32から補足チャンネルを伝送することによりさらに効果的に導入され 得る。しかし、もし検出された動作が加入者ユニット30bに退音チャンネルが 存在することを指示するなら、補足チャンネルはソフトハンドオフに巻き込まれ た両基本局32から伝送される。両方の場合において、基本局32aおよび32 bは基礎チャンネルを伝送する。多くの実例において、退音チャンネルは移動し ている加入者ユニット30bに対応し、退音のないチャンネルは静止加入者ユニ ット30bに対応する。また、ここに述べられた発明の実施例のために、PSM Mを含んだそれ以上の他の情報はチャンネル状態を決定するために使用される。 一度チャンネル状態が決定されると、選択器手段は加入者ユニット30bに通 知し、基本局32が基礎チャンネルを経て加入者ユニット30bに伝送される拡 張されたハンドオフ指令電文を使用している補足チャンネルを伝送するであろう 。発明の好ましい実施例において、補足チャンネルを伝送するように選択された 基本局32はパイロット強度測定電文に報告された最も強いパイロットを有する 一つである。 図3は、発明の一実施例により構成されたときソフトハンドオフ中セルラー電 話システムの作動を説明する。作動はステップ100およびステップ102で始 まり、加入者ユニット30bにより経験されたチャンネル状態が監視される。ス テップ104で、退音チャンネル状態が存在するかどうかが決定され、もし存在 するなら補足チャンネルがステップ106でソフトハンドオフに含まれる両基本 局から伝送される。ステップ102はそれから再び遂行される。 もし退音チャンネルが存在しないなら、補足チャンネルはステップ110でソ フトハンドオフに含まれるただ一つの基本局から伝送される。発明の好ましい実 施例において、基礎および補足チャンネルの両方に伝送するために選択された基 本局32は、連合させられたパイロットチャンネルが最大の強度を有して受信さ れた基本局である。システムがステップ110で構成された後、ステップ102 が再び遂行される。 チャンネル状態を監視することにより、選択器手段は高データ率ソフトハンド オフを導入するためより最適な方法を決定することができ、そのため全てのシス テム容量を増加する。全般的に、静止した加入者ユニット30bは付加的白色ガ ウシアンノイズ(AWGN)チャンネルをより経験しがちであり、あるいは加入 者ユニット30bが移動中静止多重経路状態が退音チャンネルをより経験しがち である。AWGNまたは静止多重経路チャンネルは信号源の空間多様性から利益 を受けず、一方退音チャンネルを通して伝送される信号は信号源の空間多様性か ら利益を受けることができる。 かくして、AWGNまたは静止多重経路チャンネル状態でただ一つの基本局3 2から補足チャンネルを伝送することにより、ソフトハンドオフにより発生され た付加的なインターフェアレンスの量が性能を衝撃することなく減少される。性 能はAWGNチャンネル状態で衝撃されないので、同じ順方向リンクチャンネル を伝送することから派生される利益は2倍減少される。かくして、ただ一つの基 本局から補足チャンネルを伝送することはこれらの状態のもとでより最適である 。 さらに、両基本局32から基礎チャンネルを伝送することにより、ソフトハン ドオフ中に伝送されたシグナリング電文の信頼性が維持される。もし音声が基礎 チャンネルで伝送されるなら、高い信頼性が音声のためにまた維持される。シグ ナリング電文伝送を信頼出来るように保つことはソフトハンドオフの強度を維持 し、チャンネル状態の変化は、選択器手段と加入者ユニット30bとの間のより 多いシグナリング電文の交換を経て再構成により補償されうる。 加入者ユニット30bによるチャンネル状態の経験は、全般的に各基本局32 の負荷を含んでいる環境要因および周囲の地形環境の多様性に基づいている。加 えて、チャンネル状態はまた加入者ユニット30bが移動している割合に依存す る。かくして、もし加入者ユニットが静止なら、選択器は典型的に補足チャンネ ルのための一つの基本局32を使用しているソフトハンドオフを確立するであろ う。それ故、選択器によるかかる制御は、加入者ユニット30bが移動していな い時、特に有用である。 発明の種々な手段が加入者ユニット30bから受信したPSMMの組みに基づ いたチャンネル状態を決定するために異なる標準を使用する。発明の一実施例に おいて、選択器は、ソフトハンドオフに巻き込まれた2つまたはそれ以上の基本 局32のために測定されるとき、最も強いパイロットチャンネルの源における変 化を監視する。もし最も強いパイロットチャンネルの源が与えられた割合を超え て変化するなら、選択器手段は補足チャンネルを伝送するため基本局32の組を 構成する。 選択器手段はまた、報告されたパイロットチャンネル強度の合計におけるPS MMの変化を監視しうる。もし報告されたパイロットチャンネル強度の合計が予 定の量以上に変化され、あるいは予定の割合より速いなら、選択器手段は補足チ ャンネルもまた伝送するため他の基本局(あるいは基本局)を構成することによ り応答する。 選択器手段はまた、報告されたパイロット同一性におけるPSMMの変化を監 視する。もし報告されたパイロットの同一性が変化するなら、選択器手段は補足 チャンネルもまた伝送するため他の基本局32(あるいは基本局)を構成するこ とにより応答する。 選択器手段はまた報告されたパイロットPN位相におけるPSMMの変化を監 視する。もし報告されたパイロットPN位相が予定の量より多く、あるいは予定 の割合より速く変化するなら、選択器手段は補足チャンネルもまた伝送するため 他の基本局32(あるいは基本局)を構成することにより応答する。パイロット PN位相はパイロットチャンネルを発生するために使用される擬似ランダムノイ ズ(PN)コードの状態にあり、かつパイロットPN位相における変化は加入者 ユニット30bおよび対応する基本局32間の距離の変化を示す。上述のパラメ タはまた加入者ユニット30bにより監視され、パラメタの一つが組み合された 閾値以上に変化するとき、加入者ユニット30bは使用しているシグナリングの 変化を報告することにより応答する。これは、シグナリング電文の数を最小限に する間に選択器手段が状態の変化に応答することを許し、加入者ユニット30b は、もしパラメタが十分な量変化しないなら、かかるいかなるシグナリングをも 伝送しないであろう。 発明の他の変形例において、選択器手段は逆方向リンクを経て受信されるEI Bビットを監視する。かくして、チャンネル状態はPSMMに含まれない情報を 使用して決定される。上記で注意したように、論理1の値を有するEIBビット は順方向リンクフレームの応接で加入者ユニット30bにおける誤りを指示する 。それ故、1に等しい値を有するEIBビットの重要な数の受取りはチャンネル 状態をその予期された以上に指示する。もしソフトハンドオフが補足チャンネル 順方向リンク信号の信号伝送を使用して導入されており、かつフレーム誤差率が 予定の閾値を超えるなら、選択器は補足チャンネルもまた伝送するため他の基本 局32(あるいは基本局)を構成することにより応答する。 発明のもう一つの実施例において、選択器手段はフレーム選択中、選択された フレームの源を監視する。上述したように、呼び選択は、フレームの量に基づい て基本局32aおよび32bから逆リンクフレーム毎20msの繰り返される選 択である。もし選択されたフレームの源(即ち、基本局)が予定の閾値を超えた 割合で変化するなら、これは、加入者ユニット30bが静止でないことを意味す る退音チャンネル状態を指示する。選択器手段は、ソフトハンドオフに巻き込ま れた両基本局32を補足チャンネルを伝送するために構成することにより、選択 されたフレームの源におけるかかる速い変化に応答する。 ハンドオフが同じ基本局の2つの地域間にあるソフトハンドオフの場合に、フ レーム選択は信号が基本局32で結合されるので遂行されない。ソフトハンドオ フのため、基本局は種々の多重経路実例の相対的強度における変化、または選択 器手段に処理されている逆方向リンク信号の“経路”を報告出来る。そのとき選 択器手段は最も強い経路の源が変化しているかどうかを決定し、もし変化してい るなら、退音に従って地域を構成する。すなわち、選択器手段は基礎および補足 チャンネルを伝送する両地域を構成する。 発明の他の実施例において、加入者ユニット30bは、基礎チャンネルのみ伝 送している基本局32からのパイロットチャンネルの強度が閾値を超えT_CO MP_SUP、補足チャンネルを伝送している基本局32からの最も弱いパイロ ットの強度以下のときPSMMを発生する。選択器手段は補足チャンネルを伝送 する始めに基礎チャンネルのみを伝送する基本局32を指令することにより応答 する。 他の要素は基本局12が補足チャンネルを伝送するであろう決定に使用されて もよい。特に、各基本局12は補足チャンネルのために利用可能な伝送電力の量 を監視し、もしそれが予定の閾値を超えるなら選択器手段にそれを指示する。選 択器手段は補足チャンネルを伝送するため異なった基本局12を設計することに より応答する。選ばれた基本局12は最も強い次に受信された一つである。予定 の閾値は基本局12の最大伝送電力容量を含んでいる要素の多様性に基づいてい る。 ソフトハンドオフが導入されるので、選択器は常にチャンネル状態を評価し、 もしチャンネル状態が変化するなら、ソフトハンドオフは再構成される。たとえ ば、もし退音チャンネルが非退音チャンネルになったなら、選択器手段は補足チ ャンネルの伝送を停止するため一つの基本局12を構成する。 基本局12はまた、報告されたパイロットチャンネルの強度が、第2基本局1 2から補足チャンネルを伝送するかどうかを決定する前に、補足チャンネルをす でに伝送している最も弱いパイロットチャンネルの強度の第2の閾値、T_AD D_SUP以内であるか否かを試験してもよい。 加入者ユニット30bはまた基礎チャンネルと使用のためIS−95にT_D ROP閾値に非常に似た振る舞いをするT_DROP_SUPを持ってもよい。 この場合、もし補足チャンネルに対応するパイロットが、補足チャンネルを有す る最も強いパイロットに関してT_DROP_SUP以下に落ちるなら、加入者 ユニットはパイロットを報告する。この場合、選択器手段は補足チャンネルの伝 送から報告された基本局12の伝送を停止してもよい。 発明の他の例示的実施例において、システムの容量上高率データの伝送の衝撃 が、ソフトハンドオフまたは単一インターフェイス通信の何れか、あるいはその 両方中、補足チャンネルより異なった電力で基礎チャンネルを伝送することによ りさらに減少される。発明の一実施例において、補足チャンネルは基礎チャンネ ルよりも低い電力レベルで伝送される。補足チャンネルはラジオリンクプロトコ ル(IS−99およびIS−657に設定され、以下により詳細に説明される) により保護されるデータのみならず、シグナリングも運ぶので、この低伝送電力 により起されるフレーム誤差率の控えめな増加はデータ保全に損害をもたらさな い。 加えて、もし補足チャンネル上でデータの伝送に誤りが経験されるなら、影響 されたデータフレームはある遅れた時間に再伝送され得る。確かに、IS−95 の使用のために設計されたデータ転送プロトコル標準IS−99およびIS−6 57は、ラジオリンクプロトコル(RLP)を提供し、それにより誤って受信さ れたフレームは再伝送される。再伝送は音声と比較されるときデータ伝送のため により適しており、なぜなら、データ伝送は全般的に音声伝送より遅れにより寛 大であるからである。音声伝送のため、100ms以上の遅れ(第2の10倍) は会話中目立つ。 誤って受信されたフレームの再伝送はデータチャンネルの実効誤差率(またパ ケット誤差率と呼ばれる)を実際のフレーム誤差率(FER)に関して実質的に 減少する。多くの実例において、RLP再伝送の利点は十分に大きく、補足チャ ンネルの実効誤差率はRLP(フレーム誤差率)なしで基礎チャンネルの実効誤 差率より小さい。かくして、補足チャンネルの伝送電力の減少、および悪いフレ ームの再伝送により、高速順方向リンクの全伝送電力は性能の衝撃なく減少され る。 発明のある実施例において、基礎および補足チャンネルの結合された伝送電力 が、また他の電力制御指令に応答して一斉に調整される。これらの結合された調 整中、補足および基礎チャンネルの相対的伝送電力は同じままである。 本発明の代替的実施例において、補足チャンネルは、基礎チャンネルが伝送さ れる電力レベルより予定のオフセットがある電力レベルで伝送される。発明のこ の第2の実施例において、オフセットはチャンネル状態における変化の検出のも とで調整される。チャンネル状態の変化は上述の方法の何れかにより検出され得 る。 基礎および補足チャンネルの伝送電力は好ましくは選択器手段により制御され 、それは基礎および補足チャンネルを伝送する基本局32に電力調整シグナリン グを伝送する。各基本局は補足チャンネルおよび基礎チャンネルの伝送電力を調 整することにより応答する。 選択器が電力調整を決定することを許容するため、基礎チャンネルおよび補足 チャンネルのフレーム誤差情報が逆方向リンクシグナリング電文またはEIBビ ットを経て加入者ユニット30bにより伝送される。例えば、電力強度測定報告 (PSMR)電文が定義され、それは各補足チャンネルの誤差率を提供する。誤 差情報はまた、IS−99またはIS−657の使用に従って、加入者ユニット 30bにより逆方向リンクに伝送されるRLP否定応答(NAK)を使用して運 ばれる。NAKはデータフレームが適正に受信されないことを指示し、選択器手 段が正確に受信されなかったフレーム、およびかくして再伝送後の実際の誤差率 と同様にフレーム誤差率を決定することを許す。 発明の代替的実施例において、誤差率は、電力制御指令から、あるいは逆方向 リンク信号に含まれる電力制御サブチャンネルに伝送された他の誤差率指示情報 から決定される。電力制御サブチャンネルを含む逆方向リンク信号の例は、本発 明の譲受人に譲渡されかつここに引例として組み込まれた“位相シフト暗号化サ ブチャンネル”と題する出願中US特許出願No.08/766,372および“高データ率 CDMAワイアレス通信システム”と題するUS特許出願No.08/654,433に提供 される。さらに、逆方向リンクサブチャンネルはまた、本発明の譲受人に譲渡さ れかつここに引例として組み込まれた“コード分割多重アクセスシステムにおけ る速い順方向リンク電力制御”と題するUS特許No.5,383,219に記載されている 。 誤差率はまた、Rate Set2に含まれる誤差指示ビットを使用して決定され得 る。 発明の他の実施例において、補足チャンネルは基礎チャンネルよりも高い伝送 電力で伝送されうる。これは、補足チャンネルを経て伝送されるデータが非常に 低い誤差率を要求し、または遅れに敏感でありかつ再伝送出来ない、あるいはそ の両方の場合である。かかる通信の例として、加入者ユニット30bは遅れを許 さないデータが伝送されているシグナリングを経て選択器手段を通知し、選択器 は基本局32に伝送された付加的なシグナリングを経て補足チャンネルの伝送電 力を増加することにより応答する。より高い電力で補足チャンネルを伝送するこ とは、ソフトハンドオフ中2つの基本局32から補足チャンネルの多重伝送を発 生する必要を減少するので、セルラー電話システムの容量を増加できる。 かくして、高率リンクの適切な操作のために必要な伝送電力を制御する新規で 改良された方法および装置が説明される。好ましい実施例の上記説明は技術に熟 練したいかなる人が本発明を製作しまたは使用することを可能にするように提供 される。例えば、上述されたチャンネル状態を検出する方法の幾つかの結合は使 用されうる。これらの実施例に対する種々の変形例が技術に熟練した人に難なく 明白であり、ここに定義された基本原則が発明能力の使用なく他の実施例に適用 されうる。かくして、本発明はここに示された実施例に限定されることを意図せ ず、ここに述べられた原理および新規な特徴を備えた広い範囲を与えられるべき である。
───────────────────────────────────────────────────── 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,UZ,VN,Y U,ZW (72)発明者 ジョウ、ユー−チェウン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92129、サン・ディエゴ、リバーヘッド・ ドライブ 9979

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.基礎チャンネルにデータの第1部分集合および少なくとも1つの補足チャ ンネルにデータの第2部分集合を供給することによりデータが遠隔局に伝送され る通信システムにおけるハンドオフを制御する方法であって、 加入者ユニットからパイロット強度測定電文を受信し、 前記パイロット強度測定電文に基づいた前記基礎チャンネルに前記加入者ユニ ットへの伝送を供給するための複数の基本局を選択し、 前記少なくとも1つの補足チャンネルに前記加入者ユニットへの伝送を供給す るため前記複数の基本局の少なくとも1つを独立に選択する ことを備えている方法。 2.前記データの第1部分集合の通信のため前記複数の基本局の同一性を指示 しかつ前記データの第2部分集合の通信のため前記複数の基本局の前記少なくと も1つの同一性を指示する拡張されたハンドオフ指令電文を前記加入者ユニット に伝送することを、さらに備えている請求項1の方法。 3.前記複数の基本局の少なくとも1つを独立に選択するステップが 前記加入者ユニットが静止しているか否かを検出し、 前記加入者ユニットが静止していると検出されたとき、前記パイロット強度測 定電文における最も強いパイロット信号に対応している基本局を前記複数の基本 局の前記少なくとも1つとして選択する ステップを備えている請求項1または2の方法。 4.前記複数の基本局の少なくとも1つを独立に選択するステップが パイロット強度の変化の量を検出するため、前のパイロット強度測定電文のパ イロット強度と前記パイロット強度測定電文のパイロット強度とを比較し、 前記パイロット強度の前記変化の量が予定の閾値を超えるとき、前記遠隔局と 通信するため複数の基本局を選択する ステップを備えている請求項1ないし3のいずれかの方法。 5.前記パイロット強度の前記変化の量が前記パイロット強度の変化の率であ る請求項4の方法。 6.前記複数の基本局の少なくとも1つを独立に選択するステップが 前記パイロット強度測定電文のパイロット強度を合計し、 パイロット強度の前記合計の変化を検出するため、前のパイロット強度測定電 文のパイロット強度の合計と前記パイロット強度測定電文のパイロット強度の合 計とを比較し、 パイロット強度の前記合計が予定の閾値を超えるとき、前記遠隔局と通信する ため複数の基本局を選択する ことを備えた請求項1ないし5のいずれかの方法。 7.前記加入者ユニットで前記データのフレーム誤差の存在を決定し、 前記データのフレーム誤差の存在の前記決定にしたがって誤差指示電文を発生 し、 前記誤差指示電文を伝送し、 前記複数の基本局の少なくとも1つを選択するステップが前記誤差指示電文に したがって遂行される ことをさらに備えている請求項1ないし6のいずれかの方法。 8.前記誤差指示電文にしたがって前記複数の基本局の少なくとも1つを選択 することは、誤差率が閾値を超えるとき複数の基本局を選択することを備える請 求項7の方法。 9.基礎チャンネルおよび補足チャンネルにおけるデータの伝送を制御する手 段と、 基礎チャンネルにデータの伝送のため複数基本局を選択しかつ補足チャンネル にデータの伝送のため複数基本局の1つまたはそれ以上を選択する手段と を備えている複数の基本局間で加入者ユニットのハンドオフを制御する装置。 10.信号の質を決定するため加入者ユニットにより受信された基礎および補 足チャンネル信号に関するパラメタを評価する手段と、 質が非退音信号を指示するなら単一の基本局から、質が退音信号を指示するな ら複数基本局からハンドオフ中補足チャンネルの信号の伝送を制御する手段と をさらに備えている請求項9の装置。 11.基礎チャンネルおよび補足チャンネルにおけるデータの伝送を制御し、 基礎チャンネルにデータの伝送のため複数基本局を選択し 補足チャンネルにデータの伝送のため複数基本局の1つまたはそれ以上を選択 する ことを備えている複数の基本局間で加入者ユニットのハンドオフを制御する方 法。 12.信号の質を決定するため加入者ユニットにより受信された基礎および補 足チャンネル信号に関するパラメタを評価し、 質が非退音信号を指示するなら単一の基本局から、質が退音信号を指示するな ら複数基本局からハンドオフ中補足チャンネルの信号の伝送を制御する ことをさらに備えている請求項11の方法。
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