JP2003500953A - Cdma通信システムにおけるソフトハンドオフのための方法及び装置 - Google Patents

Cdma通信システムにおけるソフトハンドオフのための方法及び装置

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JP2003500953A JP2000619959A JP2000619959A JP2003500953A JP 2003500953 A JP2003500953 A JP 2003500953A JP 2000619959 A JP2000619959 A JP 2000619959A JP 2000619959 A JP2000619959 A JP 2000619959A JP 2003500953 A JP2003500953 A JP 2003500953A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CDMA通信システムにおけるソフトハンドオフのための方法及び装置 【手段】セルラ/PCS通信システムにおける高速データ通信のための方法及び装置が提供される。明確には、主要な実施例はソフトハンドオフにおける信号通信チャネル(F−DCCH)用の符号チャネルの初期割当てを規定する。このように、ソフトハンドオフにおける特定の移動局(MS)(116,118)のための信号通信データ用の符号チャネル及びトラフィックデータ用のもう1つを同時に割り当てるよりもむしろ、符号チャネルは信号通信データ用よりも早く割り当てられる。不必要な基地局のある局(BS)(112,114)は信号通信データに関する手順が省かれてもよい。追加の実施例はMS (116,118)からの初期の信号通信の概念を含む。MSは信号通信用の符号チャネルを要請し、随意にトラフィックデータ用の符号チャネルの要請によりフォローされる。これはBS(112、114)がその手順のいずれかをスキップすることを要求せずにソフトハンドオフ内にF−DTCH(順方向専用トラフィックチャネル)を有する前にソフトハンドオフ内にF−DCCHを有することをMS(116,118)にさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線通信システムに関する。さらに明確には、本発明は符
号分割多重アクセス(CDMA)通信システムにおける初期のソフトハンドオフ
のための新規な及び改良された方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
無線通信の分野では、いくつかの技術ベースの標準が、セルラ電話機,個人通
信システム(PCS)ハンドセット,または他の遠隔加入者通信装置,及び無線
基地局のような、移動局間の通信を制御するために存在する。これらはディジタ
ルベース及びアナログベースの標準を含んでいる。例えば、ディジタルベースの
セルラ標準の中では、IS−95A,IS−95B及びIS−95C(またCD
MA2000として知られる)を含む電気通信工業協会/電子工業協会(TIA
/EIA)の臨時標準IS−95シリーズは“デュアルモード・ワイドバンド・
スペクトル拡散セルラシステム用の移動局−基地局互換性標準(Mobile
Station−Base Station Compatibility S
tandard for Dual−Mode Wideband Sprea
d Spectrum Cellular System)”と題される。同様
に、ディジタルベースのPCS標準の中では、米国国家標準学会(ANSI)J
−STD−008シリーズは“1.8乃至2.0GHz符号分割多重アクセス(
CDMA)個人通信システムのための個人局−基地局互換性要求条件 (Per
sonal Station−Base Station Compatibi
lity Requirements for 1.8 to 2.0 GHz
Code Division Multiple Access(CDMA)
Personal Communication System)”と題され
る。他の非CDMAベースのディジタル標準は時分割多重アクセス(TDMA)
ベースの移動通信(GSM)用グローバルシステム、及び米国TDMA標準TI
A/EIA IS−54シリーズを含む。
【0003】 CDMAのスペクトル拡散変調技術は、多重アクセス通信システムについて他
の変調技術を超える有意な利点を有する。多重アクセス通信システムにおけるC
DMA技術の使用は、米国特許番号4,901,307号、1990年2月13
日発行、名称“衛星または地上中継器使用のスペクトル拡散多重アクセス通信シ
ステム(SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS
COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE
OR TERRESTRIAL REPEATERS)”に開示されており、
これは本発明の譲受人に譲渡され、それの開示は引用されてここに組み込まれる
【0004】 スペースまたはパスダイバーシティは2つまたはそれ以上のセルサイトを通っ
た移動ユーザからの同時リンクを通して多重信号パスを供給することにより得ら
れる。さらに、パスダイバーシティは異なる伝播遅延を有して到着している信号
が別々に受信されそして処理されることを可能とすることによりスペクトル拡散
処理を通したマルチパス環境を開発することにより得ることができる。パスダイ
バーシティの例は米国特許番号5,101,501号、1992年3月31日発
行、標題“CDMAセルラ電話システムにおけるソフトハンドオフ(SOFT
HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM)”、及び米国特許番号5,109,390号、1992年4月
28日発行、標題“CDMAセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信器
(DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLUL
AR TELEPHONE SYSTEM)”に説明されており、この両者は本
発明の譲受人に譲渡され、そして引用されてここに組み込まれる。
【0005】 フェージングの有害な影響(deleterious effects) は、送信器パワーを制御す
ることによりCDMAシステム内のある広がりまで(to certain extent) さらに
制御することを可能とする。セルサイト及び移動ユニットパワー制御のためのシ
ステムは米国特許番号5,056,109号、1991年10月8日発行、名称
“CDMAセルラ移動電話システムにおける送信パワー制御のための方法及び装
置(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLI
NG TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELL
ULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM)”、また本発明
の譲受人に譲渡された出願番号07/433,031号、1989年11月7日
出願に開示されている。多重アクセス通信システムにおけるCDMA技術の使用
はさらに、米国特許番号5,103,459号、1992年4月7日発行、名称
“CDMAセルラ電話システムにおける信号波形を発生するためのシステム及び
方法(SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING
SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR
TELEPHONE SYSTEM)”に開示されており、本発明の譲受人に譲
渡され、それの開示は引用されてここに組み込まれる。
【0006】 前述の特許はすべてCDMA無線通信システム内での捕捉(acquisition) のた
めに使用されたパイロット信号の使用を記述している。セルラまたはPCS電話
機のような無線通信装置が電圧を加えられる(energized) いろいろな時に、それ
は、特に(among other things)、無線通信システム内の基地局からパイロットチ
ャネル信号を探して捕捉することを含む捕捉手順に着手する。例えば、CDMA
システムにおけるパイロットチャネルの復調及び捕捉は出願中の米国特許出願番
号08/509,721号、名称“CDMA通信システムにおける捜索捕捉を実
行するための方法及び装置(METHOD AND APPARATUS FO
R PERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A
CDMA COMMUNICATION SYSTEM)”により詳細に記述
されており、本発明の譲受人に譲渡されそして引用されてここに組み込まれる。
無線通信装置により1以上のパイロットチャネルを捕捉できる時、それは最強の
信号を有するパイロットチャネルを選択する。パイロットチャネルの捕捉におい
て、無線通信装置は通信のために要求される基地局からの追加チャネルを捕捉で
きるようにする。これらの他のチャネルは上に引用された米国特許番号5,10
3,459号にもっと詳細に記述されており、そしてここでは詳細に論議されな
いであろう。
【0007】 上記された標準及び特許は、特に、移動局が近傍の(neighboring) 基地局のそ
れぞれの地理的なカバレージエリア間を移動するようなそれら基地局間で“ハン
ドオフ”を実行すべきである方法を記述している。例えば、CDMAベースの標
準IS−95及びJ−STD−008では、基地局は、移動局が基地局間で“自
律的な”ハンドオフを実行するのを助けるであろうような情報を含み、その近傍
の基地局の多くのシステムパラメータを表にして、メッセージを移動局に送出す
る。自律的なハンドオフは基地局によって開始または指図されないが、むしろ移
動局自身によって開始されるものである。
【0008】 1つのそのような近傍系(neighbor)リストメッセージの1例はJ−STD−0
08の“拡張近傍系リストメッセージ(Extended Neighbor List Message)”であ
る。基地局が移動局に拡張近傍系リストメッセージを送出する時、それは表1の
フォーマットを使用する。
【0009】 表1
【表3】 上記の表はJ−STD−008の3.7.2.3.2.14節から得られ、そ
して例示的な拡張近傍系リストメッセージ内に送信された種々のフィールドを示
す。本発明に特に関係するのは、下記のフィールドである: NGHBR PN−基地局は、64PNチップの単位において、このフィールド
をこの近傍系用のパイロットPNシーケンスオフセットに設定する、及び NGHBR FREQ−基地局はこのフィールドを移動局が探索すべきあるペー
ジングチャネルを含んでいるCDMAチャネルのためのCDMA周波数割当てに
対応するCDMAチャネル番号に設定する。
【0010】 このように、J−STD−008に従って、移動局は各近傍系基地局の周波数
及びPNオフセットを与えられる。これはすべての可能なCDMA周波数割当て
上のすべての可能なPNオフセットを探索しなければならないことよりもむしろ
、移動局が近傍系パイロットのためのより集中された(focused) 探索をするのに
十分な情報を与える。例えば、移動局は、近傍系リストメッセージまたは拡張近
傍系リストメッセージ内でそれへ通過したすべての近傍系の表を保持することが
できる。そのような表は下記の表2に似ているかもしれない。
【0011】 表II
【表4】 “同じ周波数の近傍系”、即ち、周波数f(1)上にあるものについては、C
DMA変調スキームの真の性質は、それがすでにモニタしているいずれかのチャ
ネルを同時に復調し続ける間、前述の米国特許番号5,109,390に記述さ
れたようなダイバーシティ受信器を有する移動局が同じ周波数割当て上の、しか
し異なるPNオフセットを有する、他のパイロット信号を探索することを可能と
する。換言すれば、CDMA移動局は典型的に、その最初の基地局とのデータの
送受信を中断すること無しに、同じ周波数割当て上の他の基地局のパイロット信
号を探索することができる。
【0012】 現行のセルラ/PCSシステムは、インターネット環境を含む計算場面(situa
tions)において発生する大量データ転送を処理する能力(capability)を持たない
ものである。必要なのは、音声に加え大量のデータを運ぶための必要性への回答
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明の1実施例はセルラ/PCS通信システムにおける高速データ通信の
ための方法及び装置を供給する。明確には、この実施例はソフトハンドオフにお
ける信号通信(signaling) チャネル(F−DCCH)用の符号チャネルの初期割
当てを規定する(provides for)。このように、ソフトハンドオフにおける特定の
移動局(MS)のための信号通信データ用の符号チャネル及びトラフィックデー
タ用のもう1つを同時に割り当てるよりもむしろ、符号チャネルは信号通信デー
タ用よりも早く割り当てられる。ある不必要な基地局(BS)は信号通信に関す
る手順が省かれてもよい。1実施例は、MSが信号通信データ用の符号チャネル
を要請するために、MSからの初期の信号通信の概念を含み、随意にトラフィッ
クデータ用の符号チャネルを要請するために、MSからの(後の時刻での)信号
通信によりフォローされる。これは、BSがその手順のいずれかをスキップする
ことを要求せずにソフトハンドオフ内にF−DTCH(順方向専用トラフィック
チャネル(Forward Dedicated Traffic Channel))を有する前にソフトハンドオ
フ内にF−DCCHを有することをMSにさせる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1を参照して、システムコントローラ及びスイッチ110は、また移動電話
交換局(MTSO)として参照されて、典型的にセルサイトにシステム制御を提
供するためのインターフェイス及び処理回路を含む。コントローラ110はまた
、適当な移動体または加入者ユニットへの送信用の公衆電話交換網(PSTN)
から適当なセルサイトへの電話呼のルーチングを制御する。コントローラ110
はまた、少なくとも1つのセルサイトを使用して、移動体または遠隔加入者ユニ
ットからPSTNへの呼のルーチングも制御する。コントローラ110は、加入
者ユニットが典型的に互いに直接通信しないので、適当な基地局を使用している
加入者ユーザ間の呼を接続またはリンク(link)できる。
【0015】 コントローラ110は専用電話線,光ファイバリンク,またはマイクロウェー
ブ通信リンクのような種々の手段によりセルサイトに接続されてよい。図1では
、2つのそのような例示的なセルサイト112及び114が移動体ユニット11
6及び118と一緒に(along with)示され、ここで各移動体ユニットはセルラ電
話機を含む。例示的なセルサイト112及び114は、この中で検討されそして
図面に示されるように、全体のセルにサービスを提供するように考慮される。し
かしながら、1つのセルが、異なるカバレージエリアにサービスを提供している
各セクタとともに複数のセクタに地理的に分割され得ることは理解されねばなら
ない。よって、ハンドオフは一般に1つのセル内のセクタ間でなされることを要
求され、一方ダイバーシティもまたセル間でなされるようにセクタ間で達成され
てもよい。
【0016】 図1において、線120A−120B及び122A−122Bは、それらのそ
れぞれの矢印に沿った(along with)信号送信に対応し、それはそれぞれセルサイ
ト112と移動体ユニット116及び118との間の種々のトラフィックチャネ
ルによるデータ送信を含む。同様に、線124A−124B及び126A−12
6Bはセルサイト114と移動体ユニット118及び116との間の通信をそれ
ぞれ表す。セルサイト112及び114は名目上(nominally) 等しいパワーを使
用して送信する。
【0017】 セルサイトサービスエリアのカバレージまたはセルは、移動体ユニットが正規
に1つのセルサイトに最も接近するであろうような地理的な形状内に、そしても
しセルが複数のセクタに分割されるならば唯一のセクタ内に設計されまたはレイ
アウトされる。移動体ユニットが空きである、即ちいずれの呼も処理中でない時
、移動体ユニットは各近くのセルサイトからの、そしてもし適用可能ならば、も
しもセルが扇形分割され(sectorized)れば単一のセルサイトからのパイロット信
号送信を絶えず(constantly)モニタする。移動体ユニット116はセルサイト1
12及び114から送信されたパイロット信号について信号強度を比較すること
によりどのセルの中にあるかを決定することができる。
【0018】 図1に説明された例では、移動体ユニット116はセルサイト112に最も接
近していると考えてよい。移動体ユニット116が呼を始めると、制御メッセー
ジが最も近いセルサイト、ここではセルサイト112に送信される。セルサイト
112は、呼要求メッセージを受信して、被呼番号をシステムコントローラ11
0に転送する。システムコントローラ110はそれから呼をPSTNを通して予
定された(intended)受取人に接続する。
【0019】 もし呼がPSTN内で始められると、コントローラ110は呼情報をエリア内
のセルサイトのすべてに送信する。セルサイトは返しに(in turn) 被呼受取人移
動体ユーザとして予定されるそれぞれのカバレージエリア内にページングメッセ
ージを送信する。予定された受取人移動体ユニットがページメッセージを“聞く
”か受信すると、それは最も近いセルサイトに制御メッセージを送信し応答する
。この制御メッセージは、この特定のセルサイトがページされた移動体ユニット
と通信していることをシステムコントローラに信号する。コントローラ110は
それから呼をこのセルサイトを通して移動体ユニットに送る(routes)。もし移動
体ユニット116が最初のセルサイト112のカバレージエリアから移動すると
、呼をもう1つのセルサイトを通して送ることにより呼を続ける試みがなされる
【0020】 図1の例示的なシステムでは、直交ウォルシュ関数がセル−加入者リンク上の
ユーザチャネルに割り当てられる。音声チャネルの場合には、各音声信号用のデ
ィジタル記号ストリームはその割り当てられたウォルシュシーケンスと掛け合わ
される。各音声チャネル用のウォルシュ符号化された記号ストリームはその後外
部のPN符号化された波形と掛け合わされる。結果としての拡散記号ストリーム
はその後合成(composite) 波形の形式に一緒に加えられる。本発明のもう1つの
実施例は直交ウォルシュ関数を加入者−セルリンク上に割り当てることを含む。
【0021】 結果としての合成波形はその後正弦波の搬送波で変調され、バンドパスフィル
タされ、望ましい動作周波数に翻訳され、増幅されそしてアンテナシステムによ
り放射される。本発明の代替の実施例は、セルサイト送信信号を形成するために
正に記述されたいくつかの演算の順序を入れ替えてもよい。例えば、各音声チャ
ネルを外部のPN符号化波形と掛け合わせること、及びアンテナにより放射され
るべきである全チャネル信号の合計に先立ってフィルタ動作を実行することが好
ましいかもしれない。種々の実施の形態及び別の設計の利点を得るために線形操
作(linear operations)の順序が入れ替えられてよいことは周知の技術である。
【0022】 セルラサービスのための好ましい実施例の波形設計は、米国特許番号4,90
1,307号に記述されるように、セル−加入者リンクのためのパイロット搬送
波アプローチを使用する。すべてのセルは同じ32,768長のシーケンスを使
用するが、相互干渉を避けるために異なるタイミングオフセットを有するパイロ
ット搬送波を送信する。
【0023】 以下においてさらに詳細に記述されるように、特定のセルラユーザのための記
号ストリームは第1の排他的論理和演算においてこのユーザに割り当てられたウ
ォルシュシーケンスと結合される。音声,ファクシミリ(FAX),及び高/低
速データチャネルを含む例示的な種々のデータレートシステムでは情報記号レー
トが約75Hzから76,800Hzまで変化できる一方で、ウォルシュ関数は
代表的に1.2288MHz,3.6864MHzまたは4.096MHzでク
ロックされる。結果としての符号化された波形は、第2の排他的論理和演算にお
いてまた1.2288MHzでクロックされるバイナリPNシーケンスと結合さ
れる。本発明のもう1つの実施例は3−5MHzまたはそれ以上のレンジ内のク
ロックシーケンスを含む。明確には、好ましい実施例は3.6864MHz及び
4.096MHzのレートを含む。同一のバイナリPNシーケンスはセルラシス
テムのカバレージエリアの特定のセクタ内の各加入者チャネルを符号化するため
に使用される。ウォルシュ符号化シーケンスの直交性の結論として、各シーケン
スはセクタ内のユーザ間の干渉を誘発すること無しにそのような1セクタに対応
する単一のRFチャネル上のユーザデータを処理するために使用されてよい。
【0024】 ウォルシュ符号化の適用の前に、各チャネルにより運ばれる信号は、反復と共
に(with repitition)、畳込み(convolutional) または符号化されたターボであ
ってもよく、そしてシステムがより低い信号対雑音及び干渉比で動作できるよう
にするところのエラー検出及び訂正機能を供給するためにインターリーブされて
もよい。畳込みまたはターボ符号化,反復,及びインターリービングのための技
術は周知である。結果としての信号はその後一般にRF搬送波上で変調されそし
てパイロット及びセットアップ搬送波と、他の音声搬送波と一緒に合計される。
合計は、特定のセル内のチャネルと関連するPNシーケンスとの掛け算の前また
は後のいずれかのIF周波数で、あるいはベースバンド周波数でのような、処理
におけるいくつかの異なるポイントで実現してもよい。
【0025】 各音声/データ搬送波もまた他の音声搬送波のパワーに比例するところの(rel
ative to) その送信パワーを設定する値と掛け合わされてもよい。このパワー制
御の特徴は、パワーが比較的不都合な位置にいる予定された受取人のために高パ
ワーを要するそれらのリンクに割り当てられることを可能にする。手段は、それ
らの受信された信号対雑音比が、パワーを浪費すること無しに適切な動作を準備
するところのレベルで設定されることを可能にするために、それらの受信された
信号対雑音比を報告すべく、加入者を規定する。ウォルシュ関数の直交特性は、
タイムアライメント(time alignment)が維持されるならば、異なる音声搬送波の
ための異なるパワーレベルを使用することにより乱されない。
【0026】 本発明の好ましい1実施例はコヒーレント復調と順方向及び逆方向リンクの両
方の高速パワー制御とを含む。随意に、この好ましい実施例は、しかしその必要
はないが、関連標準のIS−95シリーズと一致しない(backwards compatible)
かもしれない。
【0027】 今図2を調べて(turning to)、本発明の1実施例におけるトランシーバが図示
される。トランシーバは移動局または本質的に固定した外部(基地)局であって
もよい。入力データ204は典型的にボコードされた(vocoded) 音声またはデー
タ信号を含む。信号はその後順方向エラー訂正のための冗長情報ビットが付加さ
れるエンコーダ206において畳み込み符号化される。結果としてのデータ信号
はその後インターリーバ208に向けられ、そこでは最後の受信器で信号上の高
速フェージングの影響を減らすために、信号はその後タイムダイバーシティによ
りインターリーブされる。インターリーブされた信号はミキサ212において、
より低い周波数に、代表的に同定目的のための19.2kbpsにデシメートさ
れた興味のある周波数でユーザマスク210と結合される。好ましい実施例では
、興味のある周波数は(これには限定されないが)1MHzと5MHzとの間の
周波数のレンジから選択されるが、しかし好ましくは1.2288MHz,3.
6864MHzまたは4.096MHzである。
【0028】 ミキサ212からの出力信号は随意に、ミキサ218に送出される前に信号に
パンクチュアされる(punctured) パワー制御信号214と共に、mux216に
結合される。ミキサ218では信号はスプレッダ220からの信号と上述したよ
うな興味のある周波数で結合され、それはこの発明の好ましい実施例では、その
必要はないが、同じ周波数である。スプレッダ220は興味のある周波数で動作
しているウォルシュ符号発生器を含む。
【0029】 結果としての信号は、そのパワー出力レベル226がパワー制御信号入力22
4を介してコントローラ228により制御される増幅器222に送出される。コ
ントローラ228は受信器及び送信器の両方に付けられたように示されるが、し
かしながら、順方向及び逆方向リンクは随意に、好ましい実施例のいくつかの実
施の形態では対称的であってよい。トランシーバ200は基地局及び移動局の両
方に配置されるが、しかし実施の形態によって異なるようにプログラムされる。
【0030】 スプレッダ220はIS−95に記述されたような順方向または逆方向リンク
内で得られたものと同じであってよい。明確には、順方向リンクはそして逆方向
リンクもまた異なるユーザチャネルを分離するために、または代替としては、同
じユーザのための異なるチャネルを分離するために直交ウォルシュ符号を使用し
てもよい。この発明の1実施例は、記号間の干渉を減らすためにウォルシュ符号
化を使用する代わりに、異なるユーザチャネルを分離するために直交ウォルシュ
符号を使用する。その上、逆方向(移動体−基地局)リンクは随意にコヒーレン
ト復調を外部基地局で使用する。
【0031】 その上、この発明の1実施例における逆方向及び順方向リンクの両者がコヒー
レント復調を使用するので、トランシーバ200は移動局および/または外部基
地局内に配置されてもよい。
【0032】 受信器230では、入力信号231はそれが可変局部発振器232と結合され
るダウンコンバータミキサ234に到着する。多段ダウンコンバージョン装置及
び処理は簡単のため1段で図示される。ダウンコンバートされた信号は種々の受
信されたマルチパス信号のコヒーレント復調用のレーキ受信器236にパスされ
る。受信された信号はその後コンバイナ238にパスされ、そこではデインター
リーバ240にパスされる前に信号が同相で加えられる。その後信号はデコーダ
242に送られそして最終出力信号244が受信器230からパスされる。コン
トローラ228は受信器230と送信器202との両者を制御するために必要な
すべての機能を含む。
【0033】 IS−95C順方向リンク−専用制御チャネル(Forward Link-Dedicated Cont
rol Channel)特性 IS−95Cにおける順方向リンク−専用制御チャネル(F−DCCH)は、
ユーザトラフィックへの潜在的な混乱(potential disruption)を減らす一方で、
基地局(BS)から移動局(MS)へのユーザ−特定信号通信メッセージの送信
を容易にする。ユーザ−特定信号通信メッセージはMSとBSとの間の(即ち、
ハンドオフ方向メッセージ)無線リンクを維持するために必要であり、そしてさ
らに、メディアアクセス制御(MAC)の管理のためにユーザに関連して発行す
る。さらに、F−DCCH上でBSからMSへの情報交換はいかなる通信も進行
中でない時でさえ必要である。
【0034】 通常音声サービスについて信号通信データの周波数は低くてよい。低い信号通
信活動のため、TIA/EIA−95標準はBSがディム−アンド−バースト(d
im-and-burst) 及びブランク−アンド−バースト(blank-and-burst) メカニズム
の方法を使用して、この信号通信データをユーザトラフィックフレームと多重化
することを可能とする。明瞭に、これらの方法は、もし情報データが実時間内に
送信されることを要求されないならば、あるいはサービス品質がある程度の劣化
(some degradation)を我慢できるならば、良く働く。ビデオや動きイメージデー
タ(motion image data) のような実時間サービスについては、この方法はサービ
ス品質の劣化を蒙る(suffers from)。さらに、もし信号通信データがマルチメデ
ィアサービスのような多様なサービスの場合であってもよい時に頻繁に起こると
、この問題はもっと厳しくなる。IS−95Cは主としてパケットデータ及びマ
ルチメディアサービスのためのむしろ洗練されたMACレイヤをサポートする。
この場合には、MACメッセージの形式における大量の信号通信データがBSと
MSとの間で送信されることが期待される。
【0035】 この発明の好ましい実施例は、MSがある所定のモードで動作する時に、トラ
フィックデータ用の実チャネル(physical channel)から分かれた信号データへの
実チャネルのための能力を供給する。この信号通信(または制御)データを運ぶ
実チャネルはF−DCCH(順方向専用制御チャネル)として引用される。2つ
の方法が考えられる。1つは信号通信データが複合MSにより分配されるための
共通実チャネルである。他の方法は各MSに対して信号通信データ用の専用実チ
ャネルを割り当てることである。前の方法はウォルシュ符号資源のより効率的な
使用を行う。しかしながら、後の方法と共に、特にBSからMSへの信号通信デ
ータが多量の時に専用信号通信データにより発生する遅延はより小さい。さらに
、いかなる複雑なスケジューリングアルゴリズムも第2の方法にとっては必要が
ない。さらに、ユーザが基本パケットデータサービスのための動作の“P2”モ
ードのようなあるモードで動作する時、順方向リンクの連続性及び外部ループパ
ワー制御はF−DCCHにより維持され、そしてそれでF−DCCHはこのモー
ド内で分配できなくなる。結果として、第2のアプローチはIS−95C内でサ
ポートされる。
【0036】 もし信号通信データが、リンクレイヤ(link layer)内で有効か否かには無関係
に常にF−DCCH上の実レイヤ(physical layer)内に送信され、その後無効な
信号通信データのため容量が無駄にされることは注意されねばならない。システ
ム容量の使用を有効に行うために、信号通信能力が開発されてもよい。即ち、信
号通信データが無効であるかまたはリンクレイヤ内に存在しない時、そのパワー
は信号通信チャネルから取り除かれ、即ち不連続送信(DTX)がIS−95C
内で使用される。
【0037】 F−DCCHは随意にソフトハンドオフモード内で使用されてよい。もしMA
Cメッセージがあるサービスモード内のF−DCCH上に送信されるならば、M
ACの制御は集中され、そうではなく、もしF−DCCHがソフトハンドオフモ
ード内で使用されるならば、ソフトハンドオフモード内にない時にMAC制御は
分配される。
【0038】 IS−95C F−DCCH情報 種々のモードによるIS−95C F−DCCHにより運ばれた信号通信デー
タ及びサービスが下に与えられる。
【0039】 ・音声サービス用の“V1”モードでは、F−DCCHは使用されない。
【0040】 ・音声サービス用の“V2”モードでは、上位層の信号通信フレーム(一般的ハ
ンドオフ方向メッセージ,イントラフィック・システムズ・パラメータ・メッセ
ージ,近傍系リスト更新命令,局部制御命令等)がF−DCCH上に送られる。
【0041】 ・パケットデータサービス用の“P1”モードでは、F−DCCHは使用されな
い。
【0042】 ・パケットデータサービス用の“P2”モードでは、上位層の信号通信メッセー
ジ及びMACメッセージがF−DCCH上に送られる。
【0043】 ・パケットデータサービス用の“P3”モードでは、MACメッセージがF−D
CCH上に送られる。
【0044】 ・同時(concurrent)音声及びパケットデータサービス用の“VP1”モードでは
、F−DCCHは使用されない。
【0045】 ・同時音声及びパケットデータサービス用の“VP2”モードでは、上位層の信
号通信メッセージ及びMACメッセージがF−DCCH上に送られる。
【0046】 MAC信号通信のRLPフレームまたは上位層の信号通信情報とのミキシング
をサポートするために、F−DCCHは二重フレームサイズ演算(5及び20m
s)をサポートする。
【0047】 基本的なTIA/EIA−95,TIA/EIA−95Bソフトハンドオフ手
順 IS−95は、1組の固定しきい値、即ち、T ADD,T DROP及びT COMPに基づいてパイロット強度測定メッセージ(PSMM)を基地局に送
るためにMS用の手順を規定する。MSからBSへのPSMMはそのようなしき
い値を横切るパイロットとしてトリガされる。特に、MSのアクティブセット(
即ち、MSにより復調されている順方向トラフィックチャネルと関連するパイロ
ット)内に無い十分な強度(即ち、T ADDを超えているパイロット強度)の
パイロットをそれが発見すると、MSはPSMMを送出する。BSの観点から、
PSMMはそのアクティブセット内に新パイロットを付加するためのMSからの
要求である。PSMMを受信してBSはアクティブセットのパイロットがソフト
ハンドオフのため変更されねばならないかどうかを決定するために(報告された
パイロット強度を使用している)あるアルゴリズムを使用できる。
【0048】 IS−95システムにおける過度のソフト/よりソフト(soft/softer)ハンド
オフがシステム容量及びネットワーク資源に否定的な影響力を有することがフィ
ールドデータに基づいて観察されたので、性能を改善するためにいくつかの変更
がTIA/EIA−95−B標準内のソフトハンドオフ手順になされた。TIA
/EIA−95−B内で規定された改良ソフトハンドオフ(ISH)の特徴は、
MSがシステム性能に影響を与えずにソフトハンドオフ中である時間のパーセン
テージを減らすことを意味する(intended to) 。ISHの特徴の主要な利益は、
このように、ソフトハンドオフのための容量と資源配置との両方における効率を
改善するように不必要なハンドオフ区間(legs)を減らすことである。
【0049】 TIA/EIA−95−Bでは、ISHの特徴はMSがダイナミックなしきい
値を使用することを可能にし、このしきい値はPSMMをBSに送るためにトリ
ガとして現行のアクティブセットのパイロットの結合されたパイロット強度に基
づいて、新パイロットのパイロット強度がクロスすることを必要とする。明確に
、近傍系セットまたは残存セット(Remaining Set) 内のいずれかのパイロットの
パイロット強度(PS)が下記を満足する時、MSはPSMM(パイロット要求
を付加する)を送出する。
【0050】
【数5】 ここで合計は現在アクティブセット内にある全パイロットに渡って実行され、
SOFT SLOPE,ADD INTERCEPTは(あるオーバヘッドまた
はトラフィックチャネルメッセージ内でBSによりMSに送られた)BS設定可
能パラメータである。このように、この特徴は、MSがアクティブセットパイロ
ットの結合されたパイロット強度に基づいてアクティブセットをそれらに加えま
たはそれらから取り除くための要求内に送出する前に候補パイロットをスクリー
ンすることを可能にする。上記不同のRHS上の量はT dyn ADDにより
示されるであろう。
【0051】 現IS−95/IS−95B性能 IS−95/IS−95Bシステムについて、大部分の他のメッセージとは違
って、移動体によるハンドオフ方向メッセージ(HDM)の信頼性のある受信は
重大(critical)である。多くの場合HDMは1つの呼において最も弱いリンク(l
ink)であり、HDMを受信することに移動体が失敗することは中断呼(dropped c
all)に終わることがありうる。
【0052】 特に、IS−95/IS−95Bベースのシステムにおける問題領域の1つは
、高速増大(fast rising) パイロットのシナリオであった。このシナリオでは、
MSはそのアクティブセットに属さない高速増大パイロットを検出しそしてPS
MMをBSに送出する。BSはMSからのこの要求を処理しそしていくらかの潜
伏後に(some latency)ハンドオフ方向メッセージを送出する。しかしながら、こ
の時間の間、新パイロットのパイロット強度は有意に(significantly) 増大した
かもしれず、結果としての干渉は極端に重大(serious) であるかもしれない。こ
れはMSにBSにより送出されたハンドオフ方向メッセージを失わせるかもしれ
ず、そして最終的に中断呼に終わるかもしれない。明瞭にMSがBSからハンド
オフ方向メッセージを受信する信頼性を増加するスキームは、そのようなシナリ
オにおいて呼中断の確率を有意に減らすことができる。
【0053】 初期符号チャネル割り当てを制御すること 図3に図示された初期符号チャネル割り当ての実施例では、BS112はMS
116からのPSMMを処理しそしてMS116ができるだけ速くソフトハンド
オフ内のF−DCCHを使用することができるようにF−DCCHのためのウォ
ルシュ符号チャネルを直ちに割り当てる。BS112はウォルシュ関数をMS1
16に割り当てる。F−DCCHは、すでに同じMSのためのソフトハンドオフ
内にあるF−DTCHチャネルに対するウォルシュ関数の割り当てに先立ってソ
フトハンドオフモード内にある。F−DTCHと向かい合っている(vis-a-vis)
F−DCCHに対するウォルシュ関数のこの迅速な割り当ては、F−DCCHに
より運ばれた信号通信データに関して不必要であるかもしれないいくつかのBS
手順をスキップすることにより実行される。例えば、MS116からPSMMを
受信して、BS112は随意に、このようにPSMMのセレクタ処理の大部分を
スキップして、ウォルシュ関数を無条件でF−DCCHのための新しいセクタ/
セルA(図示せず)で、MS116に割り当ててよい。
【0054】 新しいセル/セクタA内のF−DCCHのための割り当てられたウォルシュ関
数は、タイムライン(timeline)のステップ308において新しい初期一般ハンド
オフ方向メッセージ(EGHDM)経由でMS116にBS112により伝送さ
れてよい。MS112の観点から、初期のF−DCCHチャネル割り当ては単純
に、指定された符号チャネル上のF−DCCHにより運ばれた(GHDMのよう
な)メッセージの受信を開始するための勧告である。EGHDMにおいてタイム
インターバルT dcchをMS112に伝送することはBSにとって望ましい
。ステップ310でMS112はタイマがEGHDMを受信し始める。ステップ
312でタイマ値がT dcchを超えるや否や、MS112はパイロットA(
図示せず)のパイロット強度Ec/Ioを測定する。この時に、パイロットAの
パイロット強度がIS−95Bにおける適当なソフトハンドオフしきい値を超え
ると、MSはF−DCCH用のそのアクティブセット内のパイロットAを使用し
始める。代わりに、もしパイロットAのパイロット強度がIS−95Bにおける
適当なソフトハンドオフしきい値以下であると、MSはF−DCCH用のそのア
クティブセット内のパイロットAを付加しない。図3におけるタイミング図は、
ステップ314でパイロット強度PSc(dBでの)を有するMSの(強い)近
傍系セットパイロットとしてCを表示することにより、この技術をさらに説明す
る。
【0055】 もう1つの実施例は、近傍系セクタにおける各MS112のためのセル/セク
タ内のF−DCCH用の符号チャネルを指定する(reserve) ことである。この符
号チャネル指定スキームはMS(及び随意にはセル)に特有の所定のパラメータ
に基づいている。
【0056】 MSからの初期の信号通信を制御すること 今、図4を参照して、MSからの初期信号通信の実施例では、MS116での
パイロット信号はステップ404において測定される。MS116は最初に、ス
テップ406においてF−DCCH用のそのアクティブセット内に新パイロット
Aを付加するためにMS116からBS112への要求として初期のPSMMを
BS112に送出する。随意に、これは、なおF−DTCH用のそのアクティブ
セット内にパイロットAを付加するためにMSからBSへの要求として後刻にも
う1つのPSSMによりフォローされる。このように、MS116はBS112
からの信号通信データの信頼性のある受信のためにソフトハンドオフ内の新パイ
ロットにおいてできるだけ早くF−DCCHを持つことができる。
【0057】 IS−95B内に導入されたソフトハンドオフの改善は、データレートが順方
向リンク(FL)上で高くてもよい時、容量を増加する部分に向けられる。しか
しながら、F−DCCH上のメッセージレートはトラフィックチャネル上のデー
タレートより有意に低くてよい。このように、初期ソフトハンドオフ内に信号通
信チャネルを有することはFL容量に有意に影響を与えないかもしれない。さら
に、MSからの初期信号通信後のソフトハンドオフ権利(right) 内の新パイロッ
トにF−DTCHを有することが、もし必要のない時に符号チャネルが割り当て
られるならば、役に立たない(inefficient) かもしれないことは注意されねばな
らない。
【0058】 MSを有するために存在するいくつかのオプションは、初期ソフトハンドオフ
内にF−DCCHを持つように初期PSMM信号通信を送信する。1実施例はI
S−95Bソフトハンドオフ・パラメータまたはソフトハンドオフ手順そのもの
さえも扱うこと(manipulating)によっている。1つのこのような例の1例が次に
与えられる。
【0059】 BSは拡張システムパラメータ・メッセージ(ESPM)内及び(GHDMの
ような)ハンドオフ方向メッセージ内に新しいADD INTERCEPT
cchフィールドを、さらにもっと初期に記述されたようにADD INTER
CEPTフィールドを含む。MS112は、近傍系セットまたは残存セット内の
いずれかのパイロットのパイロット強度(PS)が下記を満足する時、PSMM
(F−DCCH用のパイロットを付加する)を送出する。
【0060】
【数6】 ここで合計は現在アクティブセット内にある全パイロットに渡って実行され、
SOFT SLOPE,ADD INTERCEPTは(あるオーバヘッドまた
はトラフィックチャネルメッセージ内でBSによりMSに送られた)BS設定可
能パラメータである。上記不同のRHS上の量は、ステップ404におけるよう
にT dyn ADD dcchにより示されるであろう。
【0061】 ADD INTERCEPT dcch<ADD INTERCEPT
を有することにより、MS112は、ステップ406におけるようにF−DCC
H用のそのアクティブセット内に新パイロットを付加するためにBS116を要
求して初期のPSMMを送出してよい。
【0062】 再び、新セル/セクタA内のF−DCCH用の割り当てられたウォルシュ関数
はBS116によりステップ408におけるEGHDMメッセージ経由でMS1
12に伝送されてよい。再び、BSはタイムインターバルT dcchをEGH
DM内のMSに伝送してもよく、そしてMSはステップ410においてタイマが
EGHDMを受信し始める。ステップ412においてタイマ値がT dcchを
超えると、MS116はパイロットAのパイロット強度Ec/Ioを測定する。
ステップ414では、もしパイロットAのパイロット強度が(上記のようにAD
INTERCEPT dcchを使用して)上記ダイナミックソフトハンド
オフしきい値を超えると、MS116はF−DCCH用のそのアクティブセット
内のパイロットAを使用し始める。随意に、もしパイロットAのパイロット強度
がIS−95Bにおける上記のソフトハンドオフしきい値以下であると、MSは
F−DCCH用のそのアクティブセット内のパイロットAを付加しない。パイロ
ット強度PSc(dBでの)を有するMSの(強い)近傍系セットパイロットと
してCを表示する。ステップ416では、ステップ418でBS112がDCC
Hを通してGHDMを送出する一方でMS116はPSMMを送出する。
【0063】 好都合にも、初期符号チャネル割り当て法が使用された場合と対照して、もし
MSからの初期信号通信法が使用されれば、内部基地局手順はスキップされる必
要はない。
【0064】 好ましい実施例の前の説明は、この分野のいかなる技術者も本発明を製作しま
たは使用することができるように提供される。これらの実施例への種々の変更は
、この分野の技術者には容易に明白であるだろうし、その中に定義された包括的
な原理はさらなる発明を必要とせずに他の実施例に適用されてもよい。このよう
に、本発明はその中に示された実施例に制限されるつもりはなく、しかしむしろ
この中に開示された原理及び新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲が許容される
べきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例が属する代表的なシステムを図示する。
【図2】 符号分割多重アクセスシステム・トランシーバの機能ブロック図を図示する。
【図3】 本発明の1実施例の方法(methodology) を表すタイムラインを図示する。
【図4】 本発明のもう1つの実施例の方法を表すタイムラインを図示する。
【符号の説明】
112…セルサイト,114…セルサイト,116…移動体ユニット,118
…移動体ユニット,200…トランシーバー,230…受信機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM, HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW, MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR ,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA, ZW Fターム(参考) 5K022 EE01 EE11 5K067 AA21 BB04 CC10 DD34 DD43 DD44 EE02 EE10 EE22 JJ35 JJ39 JJ51 JJ55 【要約の続き】 クチャネル)を有する前にソフトハンドオフ内にF−D CCHを有することをMS(116,118)にさせ る。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記工程を具備する、無線通信システムにおいて移動局と複
    数のセルとの間でハンドオフを開始する方法: 移動局から基地局に第1のパイロット強度測定メッセージを送信する; 第1の順方向リンク専用制御チャネルに対してウォルシュ符号チャネルを割り
    当てる; 該移動局にウォルシュ関数を割り当てて、第1の順方向専用トラフィックチャ
    ネルに初期ソフトハンドオフ能力を供給する;及び 前記第1のメッセージの該順方向専用制御チャネル上で該移動局による受信を
    開始するための情報を含む第1のメッセージタイプ(eghdm)を基地局から
    移動局に送信する。
  2. 【請求項2】 下記工程をさらに含む請求項1における方法: 前記第1のメッセージタイプ内で該移動局への所定のタイムインターバルを伝
    送する。
  3. 【請求項3】 下記工程をさらに含む請求項2の方法: 前記第1のメッセージタイプの受信時刻に基づいてタイマを起動する。
  4. 【請求項4】 下記工程をさらに含む請求項3の方法: 該タイマをその値が所定のしきい値(t dcch)を超えるまで増加する; 受信されたパイロット信号強度を測定する;及び もし前記受信されたパイロット信号強度が所定の(IS95B)しきい値を超
    えるならば、関連するパイロットを順方向専用制御チャネル用のアクティブセッ
    トに加える。
  5. 【請求項5】 下記工程を具備する、無線通信システムにおいて移動局と複
    数の基地局との間でハンドオフを開始する方法: 新しいパイロットを順方向データ制御チャネル用のそのアクティブセットに加
    えるために移動局から基地局に第1のパイロット強度測定メッセージを送信する
    ;及び 該移動局から該基地局に少なくとも1つの追加のパイロット強度測定信号を随
    意に送信して、パイロットを順方向専用トラフィックチャネル用のそのアクティ
    ブセットに加える。
  6. 【請求項6】 下記工程をさらに含む請求項5の方法: 所定のグループ内の測定されたパイロット強度が計算されたしきい値を超える
    時に第1のメッセージ(ESPM)及び第2のメッセージ(GHDM)に1フィ
    ールドを加える。
  7. 【請求項7】前記所定のグループが近傍系セット及び残存セットの1つであ
    る請求項6の方法。
  8. 【請求項8】 前記測定されたパイロット強度が下記を満足する請求項7の
    方法; 【数1】 ここで該合計はアクティブセット内のすべてのパイロットに渡って実行され、
    そしてSOFT SLOPE及びADD INTERCEPTは基地局設定可能
    なパラメータである。
  9. 【請求項9】 下記工程をさらに含む請求項8における方法: 前記第1のメッセージタイプ内で所定のタイムインターバルを該移動局に伝送
    する。
  10. 【請求項10】 下記工程をさらに含む請求項9の方法: 前記第1のメッセージタイプの受信時刻に基づいてタイマを起動する。
  11. 【請求項11】 下記工程をさらに含む請求項10の方法: タイマをその値が所定のしきい値(t dcch)を超えるまで増加する; 受信されたパイロット信号強度を測定する;及び もし前記受信されたパイロット信号強度が所定の(IS95B)しきい値を超
    えるならば、関連するパイロットを順方向専用制御チャネル用のアクティブセッ
    トに加える。
  12. 【請求項12】 下記を具備する、移動局と複数のセルとの間の無線通信シ
    ステムにおいてハンドオフを開始するための装置: 移動局から基地局に第1のパイロット強度測定メッセージを送信するための手
    段; 第1の順方向リンク専用制御チャネルに対してウォルシュ符号チャネルを割り
    当てるための手段; 第1の順方向専用トラフィックチャネルに初期ソフトハンドオフ能力を供する
    ために該移動局にウォルシュ関数を割り当てるための手段;及び 前記第1のメッセージの該順方向専用制御チャネル上での該移動局による受信
    を開始するための情報を含む第1のメッセージタイプ(eghdm)を基地局か
    ら移動局に送信するための手段。
  13. 【請求項13】 下記をさらに含む請求項12におけるような装置: 前記第1のメッセージタイプ内に該移動局への所定のタイムインターバルを伝
    送するための手段。
  14. 【請求項14】 下記をさらに含む請求項13の装置: 前記第1のメッセージタイプの受信時刻に基づいてタイマを起動するための手
    段。
  15. 【請求項15】 下記をさらに含む請求項14の装置: タイマをその値が所定のしきい値(t dcch)を超えるまで増加するため
    の手段; 受信されたパイロット信号強度を測定するための手段;及び もし前記受信されたパイロット信号強度が所定(IS95B)のしきい値を超
    えるならば、関連するパイロットを順方向専用制御チャネル用のアクティブセッ
    トに加えるための手段。
  16. 【請求項16】 下記を具備する、移動局と複数の基地局との間の無線通信
    システムにおいてハンドオフを開始する装置: 移動局から基地局に第1のパイロット強度測定メッセージを送信し、新しいパ
    イロットを順方向データ制御チャネル用のそのアクティブセットに加えるための
    手段;及び 移動局から基地局に少なくとも1つの追加のパイロット強度測定信号を随意に
    送信し、パイロットを順方向専用トラフィックチャネル用のそのアクティブセッ
    トに加えるための手段。
  17. 【請求項17】 下記をさらに含む請求項16の装置: 所定グループ内の測定されたパイロット強度が計算されたしきい値を超える時
    に第1のメッセージ(ESPM)及び第2のメッセージ(GHDM)に1要素を
    加えるための手段。
  18. 【請求項18】 前記所定グループが近傍系セット及び残存のセットの1つ
    である請求項17の装置。
  19. 【請求項19】 前記測定されたパイロット強度が下記を満足する請求項1
    8の装置; 【数2】 ここで合計はアクティブセット内のすべてのパイロットに渡って実行され、及
    びSOFT SLOPE及びADD INTERCEPTは基地局の設定可能な
    パラメータである。
  20. 【請求項20】 下記をさらに含む請求項8における装置: 前記第1のメッセージタイプ内で所定のタイムインターバルを該移動局に伝送
    するための手段。
  21. 【請求項21】 下記工程をさらに含む請求項9における装置: 前記第1のメッセージタイプの受信時刻に基づいてタイマを起動するための手
    段。
  22. 【請求項22】 下記をさらに含む請求項21の装置: タイマをその値が所定のしきい値(t dcch)を超えるまで増加するため
    の手段; 受信されたパイロット信号強度を測定するための手段;及び もし前記受信されたパイロット信号強度が所定の(IS95B)しきい値を超
    えるならば、関連するパイロットを順方向専用制御チャネル用のアクティブセッ
    トに加えるための手段。
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