JP2002247633A - 階層型セルラシステムで通信する方法 - Google Patents

階層型セルラシステムで通信する方法

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JP2002247633A JP2002022512A JP2002022512A JP2002247633A JP 2002247633 A JP2002247633 A JP 2002247633A JP 2002022512 A JP2002022512 A JP 2002022512A JP 2002022512 A JP2002022512 A JP 2002022512A JP 2002247633 A JP2002247633 A JP 2002247633A
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数資源を有効活用ができる階層型セルレ
イヤーシステムを提供する。 【解決手段】 本発明の一実施例においては、移動機が
第一セルレイヤーのセルに接続されたときにタイマーが
スタートし、移動機がそのセルから切り離された時にタ
イマーが停止する。移動機が第一レイヤーのセル内にい
る時間に依存して、あるいはその関数に依存して、イン
ターレイヤーハンドオフシステムは、移動機が別のセル
レイヤーによりサービスされるべきかを決定する。例え
ばネットワークはタイマーの値あるいはその関数をしき
い値と比較して、ハンドオフの回数が各セルレイヤー
で、あるレベル以下となるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信に関し、特に、
階層型セルラ通信システム用の呼びのハンドオフ、すな
わち呼びを再度方向付けるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のセルラ通信システムは、地域領域
内にある複数の移動無線機（すなわち移動体）に無線通
信サービスを提供している。セルラ通信システムにより
サービスされる地理的領域は、”セル”と称する個々の
領域に分割されている。従来のセルラ通信システムは地
域的に分布した複数のセルサイト（すなわち基地局）を
有し、移動体との間で通信信号を送受信することをサポ
ートしている。
【０００３】各基地局はセルを介して音声通信を処理し
ており、セルラ通信システム用の全体のカバレッジ領域
は、すべての基地局のセルの組により規定されており、
近くの基地局用のカバレッジ領域はある程度はオーバー
ラップして、システムのカバレッジ領域の外側の境界内
の連続的な通信のカバレッジを確実にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】無線サービスの需要が
高まるにつれて、セルラ通信システムの容量を増加させ
る技術が用いられる。例えば階層型（即ち、オーバーレ
イ型）のセルラシステムは、より小型のセルのレイヤ
を、より大きなセルのレイヤに重ねて形成している。よ
り小型のセルを用いて、地理的領域にサービスする無線
チャネルの数を増加させることにより、容量を増加して
いる。
【０００５】階層型セルラ通信システムにおいては、ト
ラフィックの大部分は、小型のセルのレイヤ上でサービ
スされているが、移動体が高速で移動する場合には、小
型のセルのネットワーク内で何回もハンドオフする必要
があり、移動体を、より大きなセルのレイヤ上に配置し
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】階層型セルレイヤの利点
を利用するために、インターレイヤハンドオフシステム
は、移動体がセレイヤのセル（あるいはセル群）内にあ
る時間（期間）の関数で、移動体にサービスするセルレ
イヤを決定している。例えば移動体が第一セルレイヤの
セル内あるいはセル群内にある期間の関数として、移動
体が第二セルレイヤのセルによりサービスされるべきか
否かの決定がなされる。
【０００７】かくして、小さなセルレイヤ内で頻繁にハ
ンドオフを繰り返す、高速で移動する移動体は、より大
きなセルレイヤでサービスされる。かくして、階層型の
セルラ通信システムは、より小さなセルレイヤにより提
供される容量が増加し、かつ、小さなセルレイヤ内を高
速で移動する移動体に対し、ハンドオフの回数を軽減さ
せる。
【０００８】本発明の一実施例においては、移動体が第
一セルレイヤのセルに接続されたときにタイマーがスタ
ートし、移動体がそのセルから離れらた時にタイマーが
停止する。移動体が第一レイヤのセル内にいる時間に依
存して、あるいはその時間関数に依存して、インターレ
イヤ（レイヤ間）ハンドオフシステムは、移動体が別の
セルレイヤによりサービスされるべきかを決定する。例
えばネットワークは、タイマーの値あるいはその関数を
しきい値と比較して、ハンドオフの回数が各セルレイヤ
であるレベル以下となるようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のインターレイヤハンドオ
フ制御システムの実施例は、同一のサービス領域の少な
くとも一部の上に重ねられる、異なるサイズのセルから
なるセルレイヤを有する、階層型セルラシステムを例に
説明する。
【００１０】図１は階層型セルラ通信システム１０の一
部のブロック図である。階層型セルラ通信システム１０
は、階層型セルラ通信システム１０のサービス領域内に
ある複数の移動体１２ａ―ｃに無線通信サービスを提供
する。セルラ通信システムによりサービスされる領域
は、セルと称する個別の領域に分割されている。
【００１１】階層型セルラ通信システム１０のサービス
領域において移動体（自動車）１２aは、基地局２４を
介してマクロセル１６のマクロセルレイヤ１４aにより
サービスされている。ミクロセル１８a―ｇのミクロセ
ルレイヤ１４bは、マクロセルレイヤ１４aに重なり合っ
ている。ミクロセルレイヤ１４bは、マクロセルレイヤ
１４aによりサービスされている同一のサービス領域の
一部にある移動体に、基地局２６a―ｇを介してサービ
スを提供している。
【００１２】例えば移動体（自転車）１２ｂは、ミクロ
セル１８a内の基地局２６aを介してミクロセルレイヤ１
４bによりサービスされている。最後に、ピコセル２０a
―ｗのピコセルレイヤ１４cはミクロセルレイヤ１４bの
上に重なっており、ミクロセルレイヤ１４bによりサー
ビスされている同一のサービス領域の少なくとも一部内
にある移動体に、基地局２８a―ｗを介してサービスを
提供している。例えば、移動体（徒歩の人）１２ｃはピ
コセル２０a内にある基地局２８aを介してピコセルレイ
ヤ１４cによりサービスされている。
【００１３】基地局は、対応するセル内の移動体と通信
するために、基地局が用いる無線装置とアンテナとを含
む。基地局と移動体は、順方向リンクと逆方向リンクを
介して音声またはデータを通信する。順方向リンクと
は、基地局から移動体への順方向チャネルを介して通信
信号を搬送し、逆方向リンクは、移動体から基地局へ逆
方向チャネルを介して通信信号を搬送する。
【００１４】セルラ電話システム用に順方向リンクと逆
方向リンクを規定する様々なスキームがあり、例えばＴ
ＤＭＡ（time-division multiple access、時分割多重
アクセス）、ＦＤＭＡ（frequency-division multiple
access、周波数分割多重アクセスまたはＡＭＰＳ）、Ｃ
ＤＭＡ（code-division multiple access、符号分割多
重アクセス）がある。
【００１５】基地局は、移動交換センター（ＭＳＣ）３
０と通信するために用いる送信装置を含む。移動交換セ
ンター３０は移動体と有線機器３２（例、固電話）との
間に、ＭＳＣ３０に接続された公衆交換電話ネットワー
ク（ＰＳＴＮ）３４を介して、移動体の呼び、および移
動体とパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）３６との
間の接続を確立し、維持する。
【００１６】本発明の一実施例においてはＭＳＣ３０
は、ＭＳＣ３０によりサービスされるサービス領域内に
分散している複数の基地局に接続され、また、複数の基
地局またはＰＳＴＮ３４またはＰＤＮ３６、例えばイン
ターネットに接続されている。ＭＳＣ３０は、ＭＳＣ３
０のサービス領域内にあるすべての移動体用の加入者情
報および位置情報を含むホームロケーションレジスタ
（ＨＬＲ）３８を含む、いくつかのデータベースに接続
されている。
【００１７】一般的な基地局は、基地局コントローラ
（base station controller、ＢＳＣ）を有し、これが
基地局用の無線資源およびＭＳＣへの中継情報を管理す
る。実施例によってはＢＳＣは、基地局用の無線資源お
よびＭＳＣ３０への中継情報を管理する様々なセルレイ
ヤ内にある、数個の基地局に接続されている。さらに実
施例によっては、移動交換センター（ＭＳＣ）４２は階
層構造のセル内の様々なセルレイヤを処理することがで
きる。
【００１８】ＴＤＭＡまたはＡＭＰＳを用いた階層型の
セルラシステムにおけるセルレイヤ内においては、移動
体が音声／データ品質が悪い状態を経験し、ドロップさ
れそうになるときには、移動体は、呼びをより良好な状
態でサービスすることができるセルレイヤ内の別のセル
サイト（基地局）にハンドオフされる。ＭＳＣ３０は、
移動体１２がセル間を移動する際に、リアルタイムで基
地局間で呼びを交換する。これをハードハンドオフと称
する。
【００１９】ＣＤＭＡ通信においては移動体は、活性状
態の組、候補の組、および近傍の組上の基地局のパイロ
ット信号をサーチしている。活性状態の組とは、通信が
活性状態に維持されている基地局の組を意味する。近傍
の組とは、通信を維持するために十分なレベルの信号強
度を有する可能性を有する、活性状態の基地局を包囲す
る基地局の組を意味し、候補の組とは、活性状態の組に
近い確率で移動体との通信を確立するために十分なレベ
ルのパイロット信号強度を有する基地局の組を意味す
る。
【００２０】移動体はパイロット信号の信号強度を測定
し、パイロット強度測定メッセージ（pilot strengte m
esurement message、ＰＳＭＭ）内のパイロット信号測
定値を、サービス中の基地局を介して無線通信システム
に与える。移動体は、パイロット信号強度測定値に基づ
いて、どの基地局が候補の組にあるかを決定する。移動
体はＰＳＭＭで、候補の基地局と活性状態の基地局用に
パイロット信号強度測定値を送信する。近傍の組内の基
地局のパイロット信号が所定のしきい値レベルを超えた
時には、基地局が候補の組に追加される。
【００２１】移動体が、候補の組内の基地局に関連する
十分な強度のパイロット信号を検出すると、無線通信シ
ステムは活性状態の組を更新するか、また基地局から移
動体へのトラフィックチャネルを割り当てるかの決定を
する。移動体に複数の基地局からのトラフィックチャネ
ルが割りあてられている場合には、移動体はソフトハン
ドオフ状態にあると称される。ハンドオフとは、活性の
組内の基地局および／または選択されたあるいは現在の
セルレイヤ内の基地局が、ある方法で変化した状態を称
する。
【００２２】図１の階層型セルラシステムにおいては、
各レイヤ１４ａ−ｃは、他のレイヤ１４ａ−ｃとは独立
に動作することができる。例えば階層型セルラ通信シス
テム１０がＴＤＭＡまたはＡＭＰＳを用いている場合に
は、各レイヤ１４ａ−ｃは周波数再使用プランにより自
分の周波数の組を用いている。ＣＤＭＡ通信において
は、別々のチャネルは別々の音声ベースのストリームを
符号化するのに用いられ、そして同時に送信するために
同一のキャリヤ周波数上で変調される、別個の拡散シー
ケンスにより区別される。
【００２３】受信機は、受信した信号を復号化するため
に適宜の拡散シーケンスを用いて、受信した信号から特
定の音声ベースのストリームを再生している。階層型セ
ルラ通信システム１０がＣＤＭＡ通信を用いている場合
には、各レイヤ１４ａ−ｃは、異なるキャリヤ周波数を
用いている。たとえばマクロセルレイヤ14ａに対しては
キャリヤＡを、ミクロセルレイヤ14ｂに対してはキャリ
ヤＢを、ピコセルレイヤ14ｃに対してはキャリヤＣを用
いている。本発明の他の実施例においては、異なるセル
レイヤは通信チャネルを規定するために異なるスキーム
を用いることができる。例えば、マクロセルレイヤ14ａ
はＡＭＰＳを用い、ミクロセルレイヤ14ｂはＣＤＭＡを
用いている。実施例によっては、移動体は異なるレイヤ
１４ａ−ｃの基地局とソフトハンドオフ状態にある。
【００２４】階層型セルラシステムは、領域をサービス
する無線チャネルの数を増やすことにより、容量を増加
させている。周波数の再利用、例えばＴＤＭＡ、ＧＳ
Ｍ、ＡＭＰＳを用いる階層型セルラシステムにおいて
は、周波数は異なるセルレイヤ間で分離されている。
１）オーバーレイ（より小さなセルレイヤ）が高密度で
あり、２）オーバーレイがアンダーレイ（より大きなセ
ルレイヤ）よりも比例的により高い再利用率を用いるた
め、全体的なトラフィック密度は高くなる。
【００２５】さらにまた、局部的な状態、たとえば建築
物のために、より小さなセルのレイヤは、より大きなセ
ルのレイヤよりも、周波数の再利用が高くなる。そして
低い／方向性のミクロセルパワーは、共通チャネル干渉
の問題を減らす。ＣＤＭＡシステムにおいては、トラフ
ィック密度は増加するが、この増加はセルの密度が高く
なるためであって、周波数の再利用のためではない。
【００２６】移動体が階層型セルシステムにアクセスを
試みると、どのセルレイヤが移動体にサービスするべき
かの最初の決定がなされる。この決定は様々な方法で行
うことができる。最初のセルレイヤは、移動体の以前の
利用パターン、異なるレイヤのトラフィック負荷、所定
のレイヤの利用率、は加入者状況に基づいて決定され
る。たとえばマクロセルレイヤへのハンドオフが行われ
たことのある移動体は、最初にマクロセルレイヤに置か
れる。
【００２７】別法として、最小サイズのセル、最大サイ
ズのセル、あるいは中間サイズのセルを有するレイヤを
デフォルトのアクセスレイヤとして選択することができ
る。あるいはデフォルトのアクセスレイヤは特定の移動
体の特性および／または異なるレイヤの特性に基づいて
行われる。例えば、新たな技術を用いることのできる、
あるいはある通信システムを用いることのできる移動体
は、より小さなサイズのセルレイヤにアクセスし、古い
モデルの移動体はより大きなサイズのセルレイヤにアク
セスするようにすることもできる。
【００２８】移動体が、階層型セルラシステムにアクセ
スすると、インターレイヤ（レイヤ間）ハンドオフシス
テムは、移動体がサービス領域を移動する際にインター
レイヤハンドオフを行うべきか否かを決定する。高速の
移動体へのサービスは、より大きなセルのレイヤによる
べきであるし、低速の移動体へのサービスは、より小さ
なセルのレイヤのサービスによるべきである。高速の移
動体へのサービスがより小さなセルのレイヤ上で行われ
ると、移動体はドロップすることがある。その理由は、
移動体が小さなセルを通過する際に、イントラレイヤハ
ンドオフが十分な速度で行われることがないからであ
る。逆に、低速の移動へのサービスがより大きなセルの
レイヤ上で行われる場合には、小型サイズのセルレイヤ
により得られた容量の増加が無駄となってしまう。
【００２９】従って階層型セルラ構造の利点を利用する
ために、移動体は移動速度に従って適宜のセルレイヤに
向けられなければならない。例えば高速道路上の移動体
器１２aはマクロセルレイヤ１４ａ上に存在しなければ
ならず、高速道路から出て市街地地域に入った時にはミ
クロセルレイヤ１４ｂにハンドオフしなければならな
い。これに対し、また高速道路に戻った移動体器１２a
はミクロセルレイヤ１４bに留まることはできない。そ
の理由は、移動体器１２aの速度がマイクロセル間のハ
ンドオフ（イントラセルレイヤハンドオフ）を困難とし
てしまうからである。
【００３０】階層型セルラ通信システム１０において
は、ピコセルのネットワークの容量が増加した利点を得
るために、トラフィックは、ピコセルネットワークすな
わちピコセルレイヤ１４cに向ける必要がある。しか
し、移動体がピコセルネットワーク内で多数のハンドオ
フを必要とするような速度で移動している場合には、処
理回数が増え、潜在的に呼びをドロップしてしまうこと
になる場合には、移動体はマイクロセルネットワークす
なわちミクロセルレイヤ１４b上になければならない。
移動体が高速で移動し、ミクロセルレイヤ１４b内で多
数回のハンドオフを必要とする場合には、移動体はマク
ロセルネットワークすなわちマクロセルレイヤ１４aに
なければならない。
【００３１】本発明によれば、インターレイヤハンドオ
フシステムは、第一レイヤのセルあるいはセル群内に移
動体がいる時間を監視し、それに応答し、移動体にサー
ビスしているセルまたはセル群内のある種の変化間の時
間間隔を監視し、それに応答する。第一レイヤのセル内
に長期滞在する移動体は、低速で移動しているとみなす
ことができる。そのような場合にはインターセルレイヤ
ハンドオフを実行して、移動体をより小型サイズのセ
ル、例えばミクロセルレイヤ１４bまたはピコセルレイ
ヤ１４cで移動体を向けるのが好ましい。これはインタ
ーレイヤハンドオフの前に移動体がマクロセルレイヤ１
４aまたはミクロセルレイヤ１４bのいずれにあるかによ
り行われる。
【００３２】第一レイヤのセル内に短時間しかいない移
動体は、高速で移動しているとみなすことができ、階層
型セルラシステムは、より大きなサイズのセルのより低
いセルレイヤへ、例えばミクロセルレイヤ１４ｂまたは
マクロセルレイヤ１４ａへのインターセルハンドオフを
実行する。これはインターレイヤハンドオフを実行する
前に、移動体がミクロセルレイヤ１４ｂまたはピコセル
レイヤ１４ｃにいるかに基づいて行われる。実施例によ
っては、インターレイヤハンドオフシステムは、マクロ
セルレイヤ１４ａとピコセルレイヤ１４ｃの間のインタ
ーレイヤハンドオフを実行できるような、複数のしきい
値レベルを有することができる。
【００３３】図２は、図１の階層型セルラシステム内の
第一セルレイヤ、例えばミクロセルレイヤ１４ｂ内にあ
る移動体を、第二セルレイヤに向けるよう用いられる、
本発明のインターレイヤハンドオフシステムの一実施例
のフローチャート図である。インターレイヤハンドオフ
システムの異なる実施例は、少なくとも二つのレイヤか
らなる階層型セルラシステム内で各レイヤに対し、異な
るハンドオフの決定を行い、または、さらに余分のしき
い値あるいは異なるしきい値あるいはタイマーの値を決
定する異なる方法を実行するために用いることができ
る。
【００３４】移動体は選択されたセルレイヤのセルを用
いて、ブロック５０で呼びを発信（発呼）したり、受信
（被呼）したりする。レイヤの選択は、ランダムに（例
えば様々な速度に比例して適宜に重みづけする）、少な
くとも負荷層で、最低のレイヤ（例えば図１のマクロセ
ルレイヤ１４ａ）、中間のレイヤ（例えば図１のミクロ
セルレイヤ１４ｂ）、最高のレイヤ（例えば図１のピコ
セルレイヤ１４ｃ）、あるいは特定の移動体に基づいて
（例えば過去のレイヤの利用状態あるいは加入時の決定
に基づいて）、あるいはサービス領域に基づいて行われ
る。
【００３５】階層型セルラシステムにより用いられる多
重アクセスシステムによっては、選択されたセルレイヤ
のセルを介しての呼びの発信と着信は、あるセルレイヤ
あるいは別のセルレイヤの基地局の選択を回避するため
に処理する、付属のシステムあるいは移動体を具備した
従来のセルラシステムにより実行することができる。
【００３６】移動体が階層型セルラシステムを介して呼
びを発信／着信すると（選択されたレイヤのセルとの接
続を確立すると）、ネットワークタイマーがブロック５
２でスタートする。タイマーは、選択されたレイヤの現
在のセルを介した呼びの持続時間を測定する。拡散スペ
クトラムすなわちＣＤＭＡシステム、例えばＩＳ−９
５、ｃｄｍa２０００、ユニバーサル・モバイル・テレ
コミュニケーション・サービス（ＵＭＴＳ）の場合にお
いては、これは選択されたセルレイヤ用の活性の組内の
現在のセルに対応するか、あるいは、移動体がソフトハ
ンドオフ状態にある別のセルレイヤ内にある現在のセル
に対応する。
【００３７】別法として、特定のセルあるいはセル群に
対応するタイマーがスタートする時間は、活性の組ある
いは選択されたすなわち現在のセルレイヤにあるセルの
すべて、または大部分、またはいずれかが、活性の組あ
るいは選択された、すなわち現在のセルレイヤにある新
たなセルに置換される時である。ブロック５４におい
て、インターレイヤハンドオフシステムがブロック５６
でイントラレイヤハンドオフのトリガーが行われるか否
かが決定されるまで、呼び処理が進行する。
【００３８】実施例によっては、イントラレイヤハンド
オフトリガーは、異なる基地局へのハードハンドオフが
行われる時、あるいは行われるべき時に行われる。別法
として実施例によっては、インターレイヤハンドオフシ
ステムのためのハンドオフトリガーは、活性の組および
／または選択された、すなわち現在のセルレイヤ内のセ
ルのすべてまたは大部分またはいずれかが変化する時、
あるいは変化すべき時、例えば活性の組全体（あるいは
他の組）または活性の組の大部分（あるいは他の組）ま
たは活性の組のいずれかの一部（あるいは他の組）が変
化する時に行われる。実施例によっては活性の組（ある
いは他の組）は、異なる層のセルレイヤあるいは同一の
セルレイヤ内の基地局を含む。
【００３９】ハンドオフトリガーが行われない時には、
インターレイヤハンドオフシステムは、ブロック５８
で、タイマーはタイマーのしきい値レベル、例えば現在
のレイヤに対してはしきい値を超えているかが決定す
る。超えていない場合には、呼びはブロック５４で進行
する。超えている場合には、システムがブロック６０
で、より小さなセルのレイヤへのインターレイヤハンド
オフをトリガーすべき期間中、移動体のハンドオフは行
われない。
【００４０】例えば、実施例によって、あるいは現在の
または選択されたセルレイヤがマクロセルレイヤ１４ａ
（図１）またはミクロセルレイヤ１４ｂのいずれである
かによって、インターレイヤハンドオフシステムは、移
動体をミクロセルレイヤ１４ｂ(図１）またはピコセル
レイヤ１４ｃ（図１）にハンドオフする。インターレイ
ヤハンドオフの後、ネットワークタイマーはブロック５
２で再度スタートする。移動体が最上級の層、例えばピ
コセルレイヤ１４ｃに現在いる場合には、移動体は最上
級の層に留まる。
【００４１】ブロック５６でインターレイヤハンドオフ
システムがハンドオフトリガーの発生を決定すると、タ
イマーはブロック６２で停止し、タイマー値を第一のし
きい値、例えば現在のレイヤに対してはブロック６６で
しきい値と比較する。タイマーが第一しきい値以上の時
には、ブロック６０でシステムが、より小さなセルのレ
イヤにインターレイヤハンドオフをトリガーすべきと決
定する期間中、移動体はセル内を移動し、その中にあ
る。
【００４２】例えば実施例によって、あるいは現在のセ
ルレイヤがマクロセルレイヤ１４ａ（図１）またはミク
ロセルレイヤ１４ｂのいずれであるかによって、インタ
ーレイヤハンドオフシステムは、移動体をミクロセルレ
イヤ１４ｂ(図１）またはピコセルレイヤ１４ｃ（図
１）にハンドオフする。インターレイヤハンドオフの
後、ネットワークタイマーはブロック５２で再スタート
する。移動体が最上級の層（レイヤ）、例えばピコセル
レイヤ１４ｃに現在いる場合には、移動体は最上級の層
に留まる。
【００４３】本実施例においては、決定ブロック６６
は、タイマーのしきい値レベルが第一しきい値と同じ場
合、またはタイマーの値が同一の方法で決定された場合
には、ブロック５８は余分となる。かくして、実施例に
よってはブロック６６を取り除き、ブロック６２はブロ
ック６８に進むことができる。
【００４４】タイマー値が第一しきい値未満の場合（あ
るいは実施例によってはブロック５８でタイマーしきい
値がトリガーされずにブロック５６でハンドオフがトリ
ガーされた後）、インターレイヤハンドオフシステムは
ブロック６８でタイマー値を、現在のセルレイヤに対す
る第二しきい値と比較する。タイマー値が第二しきい値
未満の場合には、移動体は高速で移動しており、現在の
レイヤのセル間を速すぎる速度でハンドオフする。
【００４５】従ってインターレイヤハンドオフシステム
は、ブロック７０で、より大きなサイズのセルからなる
より低いレイヤにインターレイヤハンドオフをトリガー
する。例えば実施例によっては、あるいは現在のセルレ
イヤがマクロセルレイヤ１４ｃ（図１）またはミクロセ
ルレイヤ１４ｂのいずれであるかによっては、インター
レイヤハンドオフシステムは、移動体をミクロセルレイ
ヤ１４ｂまたはピコセルレイヤ１４aにハンドオフす
る。移動体が最低の層、例えばピコセルレイヤ１４aに
現在いる場合には、移動体はその最低の層に留まらなけ
ればならない。インターレイヤハンドオフの後、ネット
ワークタイマーはブロック５２で再スタートする。
【００４６】タイマー値が第二しきい値以上の場合、移
動体は、移動体が許容可能な速度で現在のレイヤのセル
間をハンドオフできる速度で移動している。従ってイン
ターレイヤハンドオフシステムは、移動体をブロック７
２で、現在のレイヤに保持する。タイマー値は、第一レ
イヤ内の別のセルにハンドオフする前に第一レイヤ内の
セルにより移動体がサービスされている時間量であり、
タイマー値は、各ハンドオフがトリガーされた後、しき
い値と比較される。
【００４７】しかし、ブロック６６、６８でしきい値と
比較されたタイマー値は、移動体に対するイントラレイ
ヤハンドオフ間の前の時間量の関数として計算される。
例えば数回のイントラレイヤハンドオフにわたる、イン
トラレイヤハンドオフ間で測定した時間の平均値、また
は重み付け平均値、あるいは前のタイマーの入り切り間
で測定された時間の平均値、または重み付け平均値、あ
るいは有限インパルス応答（Infinite Inpulse Respons
e、ＩＩＲ）フィルタリングを用いて決定される。この
ような情報が得られるとシステムは、前のセル内の移動
体の活動を反映したタイマー値に応じて、移動体をより
適切なレイヤに再度方向付けるか、あるいは現在のレイ
ヤに留まらせるかの決定を行う。
【００４８】上述したようにタイマー値は、複数回のイ
ントラレイヤハンドオフにわたる、前のタイマー値の関
数として計算することができる。かくしてブロック６
６、６８で、インターレイヤハンドオフの決定を行うの
に用いられたタイマー値は、複数回のイントラレイヤハ
ンドオフの後、あるいは各イントラレイヤハンドオフの
後、計算すなわち更新される。
【００４９】ブロック６６、６８でのインターレイヤハ
ンドオフの決定は、各ハンドオフがトリガーされた後、
または実施例によっては複数回のイントラレイヤハンド
オフの後、行われる。タイマーしきい値レベルをブロッ
ク５８で超えながら、イントラレイヤハンドオフが行わ
れない場合には、インターレイヤハンドオフシステム
は、より小さなサイズのセルのレイヤへのインターレイ
ヤハンドオフを実行することができる。
【００５０】かくして階層型セルシステム用のインター
レイヤハンドオフシステムは、移動体が現在のセルレイ
ヤのセル内で十分な回数ハンドオフすることがない時、
例えば低速で移動しているときには、階層型セルシステ
ムの上位レイヤの、より小さなサイズのセルにハンドオ
フすることにより、容量を増加させることができる。
【００５１】移動体が現在のレイヤのセルで高速でハン
ドオフされる時、例えば移動体が高速で移動していると
きには、インターレイヤハンドオフシステムは、より大
きなサイズのセルのレイヤに移動体をハンドオフして、
移動体に対するイントラレイヤハンドオフの回数を減ら
すことができる。上述した実施例においては、より大き
なセルは、より低いレイヤにあるものとして記載され、
より小さなサイズのセルは、より上位のレイヤにあるも
のとして記載されるが、例えば、より上位のレイヤはよ
り大きなセルを有するものとして、また、より低位のレ
イヤはより小さなサイズのセルを有するものとする、逆
の用語を用いることもできる。
【００５２】上記の実施例に加えて、本発明の階層型セ
ルラシステムのインターレイヤハンドオフシステムは、
様々なセルラシステム、および上記のシステムの変型
例、あるいはこれらの要素を削除したもの、または追加
したものにも使用することができる。
【００５３】例えば、インターレイヤハンドオフシステ
ムが移動体に対し、インターレイヤハンドオフが実行さ
れるべきであると決定すると、インターレイヤハンドオ
フは、標準に記載されたインターシステムハンドオフシ
ステム、例えばＴＩＡ／ＥＩＡ−４１−Ｄ名称”Cellul
ar Radiotelecommunications Intersystem Operation
s”December 1997（”ＩＳ−４１”）、あるいはその発
展例に類似して実行される。あるいはＩＳ−１３６とし
て公知のＴＤＭＡ標準、ＩＳ−９５として公知のＣＤＭ
Ａ標準、あるいは第三世代（３Ｇ）、またはＥＴＳＩに
より規定されたＧＳＭに記載されたネットワーク標準、
またはＵＭＴＳとして規定された標準に開示されたイン
トラシステムハンドオフにも適用可能である。
【００５４】インターレイヤハンドオフを実行する様々
な方法が、当業者には公知である。さらにまた、インタ
ーレイヤハンドオフシステムの実施例は、階層型セルラ
システムのレイヤ用のＣＤＭＡシステム、あるいはＵＭ
ＴＳシステムを例に説明したが、別の多重アクセスシス
テム、例えばＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、
あるいは異なる通信システム、あるいはその展開例も、
異なる例に対し、用いることが可能である。たとえば下
位レイヤはＴＤＭＡまたはＣＤＭＡシステムで動作さ
せ、上位レイヤは第三世代（３Ｇ）のシステムで動作さ
せることも可能であり、あるいは下位のレイヤはＧＳＭ
システムで動作させ、上位のレイヤはＵＭＴＳの変型例
で動作させることも可能である。
【００５５】様々なアーキテクチャーブロックの異なる
概念、参照、特性を用いることもできる。例えばインタ
ーレイヤハンドオフシステムは、レイヤ間で異なるサイ
ズのセルの複数のセルレイヤを有する、階層型セルラシ
ステムで用いることができる。インターレイヤハンドオ
フシステムあるいはその一部は、移動体、基地局、基地
局コントローラ、ＭＳＣ、ＨＬＲ、ビジターロケーショ
ンレジスタ（ＶＬＲ）、認証センター（authentificati
on center、ＡＣ）、あるいは他のシステムで実行する
ことができる。
【００５６】さらにまた、インターレイヤハンドオフシ
ステムの実施例は、階層型セルラシステム内の移動体に
対する現在のレイヤを例に説明した。しかし実施例によ
っては、移動体は、異なるセルレイヤのセルでソフトハ
ンドオフ状態でも良い。異なる基地局またはセルレイヤ
に対応する異なるタイマー、あるいはタイマー値を用い
ることができる。選択されたセルレイヤに対応するタイ
マー、またはタイマー値を用いて、選択されたレイヤの
セルから別のセルレイヤのセルへのインターレイヤハン
ドオフを決定し、一方、異なるセルレイヤにある基地局
は、活性の組にあっても無くても良い。
【００５７】上記の実施例においては、インターレイヤ
ハンドオフが行われるべきかの決定は、イントラレイヤ
ハンドオフシステムで行われる。実施例によってはイン
ターレイヤハンドオフシステムは、タイマーまたはタイ
マー値に基づいて、一回あるいは複数回のインターレイ
ヤハンドオフの後、インターレイヤハンドオフの決定を
行うことができる。タイマーまたはタイマー値は、セル
レイヤ内の別のセルへハンドオフが行われる前にセルレ
イヤ内のセルにより移動体がサービスされる時間の関数
であり、例えば複数回のイントラレイヤハンドオフにわ
たるタイマー値の関数、あるいは平均、あるいはその重
み付け平均である。
【００５８】タイマーまたはタイマー値とは、選択され
た、あるいは現在のセルレイヤ内の、現在のセルにより
サービスされる時間量である。本発明のある実施例にお
いては、タイマーは現在のセルによりサービスされる時
間量を意味し、タイマー値は、現在のセルにより移動体
がサービスされる時間量の関数を意味する。
【００５９】インターレイヤハンドオフシステムは、異
なるレイヤに対しては異なるしきい値を用いることがで
きる。本明細書に開示されたフローチャートは、異なる
レイヤに対しては異なったものとなる。本発明のインタ
ーレイヤハンドオフシステムは、インターレイヤハンド
オフが行われるべきか否かの決定がなされる毎に、移動
体に対し現在のレイヤの指示を用いることができる。
【００６０】従って、インターレイヤハンドオフシステ
ムの実施例によっては、タイマーあるいは他の値、使用
されるしきい値の決定、インターレイヤハンドオフを実
行するか否かの決定は、セルレイヤに依存して変化する
が、これは当業者には明らかである。
【００６１】インターレイヤハンドオフシステムおよび
その一部は、特定応用向けの集積回路、ソフトウェアを
組み込んだ処理回路、プログラム可能な論理デバイス、
ファームウェア、ハードウェア、あるいは他の個別の素
子の組み合わせで実行することができる。
【００６２】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるインターレイヤハンドオフシス
テムが用いられる、階層型セルラ通信システムを表す
図。
【図２】 本発明によるインターレイヤハンドオフシス
テムの、一実施例を実施するフローチャート図。
【符号の説明】
１０ 階層型セルラ通信システム １２ 移動体 １４a マクロセルレイヤ １４ｂ ミクロセルレイヤ １４ｃ ピコセルレイヤ １６ マクロセル １８ ミクロセル ２０ ピコセル ２４ 基地局 ２６ 基地局 ２８ 基地局 ３０ 移動交換センター（ＭＳＣ） ３２ 有線機器 ３４ 公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ） ３６ パケットデータネットワーク（ＰＤＮ） ３８ ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ） ４０ 基地局コントローラ（ＢＳＣ） ４２ 移動交換センター（ＭＳＣ）
───────────────────────────────────────────────────── 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 スタンレー ビテブスキー アメリカ合衆国、07054 ニュージャージ ー州、パーシッパニー、レザボア ロード 124 Ｆターム(参考） 5K067 AA11 CC04 CC10 DD30 DD43 DD44 DD57 EE02 EE10 EE16 EE23 EE54 EE56 FF03 FF05 HH22 JJ39 JJ52 JJ54 JJ64 JJ72

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ） 第一レイヤのセル内で移動体が
    動作する時間の関数としてタイマー値を決定するステッ
    プと、 （Ｂ） 前記移動体が第二レイヤのセルにハンドオフさ
    れるべきかを決定する際に、前記タイマー値を用いるス
    テップ、 を含むことを特徴とする、階層型セルラシステムで通信
    する方法。
  2. 【請求項２】 前記（Ａ）ステップは、 （Ａ１） 前記移動体が第一レイヤの第一セル内で動作
    する際に、タイマーをスタートさせるステップと、 （Ａ２） 前記移動体を第一レイヤの第二セルにハンド
    オフするトリガーを検出した後、前記タイマーを停止さ
    せるステップと、 を含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記（Ａ）ステップは、 （Ａ３） 前記第一レイヤの第二セルにハンドオフする
    前に、第一レイヤの第一セル内に前記移動体がいる時間
    量を決定するステップ、 を含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記（Ａ）ステップは、 （Ａ４） 前記移動体が前記第一セル内にいる時間量
    を、前記タイマー値として用いるステップ、 を含むことを特徴とする、請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記（Ａ）ステップは、 （Ａ５） 前記タイマー値を、前記移動体が前記第一セ
    ル内にいる時間量の関数として決定するステップを含む
    ことを特徴とする、請求項３記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記（Ａ）ステップは、 （Ａ６） 前記タイマー値を、前記移動体が前記第一レ
    イヤのセル内にいる時間量の関数として決定するステッ
    プを含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記（Ｂ）ステップは、 （Ｂ１） 前記タイマー値を第一しきい値と比較するス
    テップと、 （Ｂ２） 前記比較結果に基づいて、前記移動体を第二
    レイヤにハンドオフステップとを含むことを特徴とす
    る、請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記（Ｂ）ステップは、 （Ｂ３） 前記タイマー値を第一しきい値と比較するス
    テップと、 （Ｂ４） 前記タイマー値が前記第一しきい値を超えた
    時には、より小さいセルのレイヤにハンドオフするステ
    ップとを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記（Ｂ）ステップは、 （Ｂ５） 前記タイマー値を第二しきい値と比較するス
    テップと、 （Ｂ６） 前記タイマー値が前記第二しきい値未満の時
    には、より大きいセルのレイヤにハンドオフするステッ
    プとを含むことを特徴とする、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 階層型セルラシステムで通信するイン
    ターレイヤハンドオフシステムにおいて、 前記システムは処理回路を有し、 前記処理回路は、 （Ａ） 第一レイヤのセル内で移動体が動作する時間の
    関数としてタイマー値を決定し、 （Ｂ） 前記移動体が第二レイヤのセルにハンドオフさ
    れるべきかを決定する際に、前記タイマー値を用いるこ
    とを特徴とする、階層型セルラシステムで通信するイン
    ターレイヤハンドオフシステム。
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