JP2003527798A - システム間コネクション転送方法 - Google Patents

システム間コネクション転送方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明によればシステム間コネクション転送において、第１の無線通信システムにおけるサービス中の基地局に対して加入者局により求められたそのつど現時点の伝送品質が第１の閾値と比較される。その際、伝送品質が閾値を下回ったならば圧縮モードがアクティブにされ、加入者局により第２の無線通信システムの隣接基地局に対する伝送特性に関して測定が実行される。この測定に基づき加入者局は、コネクション転送に適した基地局を選び出す。さらに伝送品質が第２の閾値を下回ると、選び出された基地局の制御チャネルにおける情報シーケンスが加入者局により検出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、システム間コネクション転送方法たとえば２つの非同期の無線通信
システムの間におけるコネクション転送方法に関する。
【０００２】 無線通信システムたとえば第２世代のヨーロッパの無線システムＧＳＭ（Glob
al System for Mobile Communications）の場合、たとえば音声、画像情報また
はその他のデータのような情報が電磁波により無線インタフェースを介して伝送
される。無線インタフェースは基地局と多数の加入者局との間のコネクションに
係わり、ここで加入者局をたとえば移動局としてもよいし定置の無線局としても
よい。この場合、電磁波の放射は、個々のシステムに対してまえもって定められ
た周波数帯域内にある搬送波周波数によって行われる。将来の無線通信システム
たとえばＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）あるいは第
３世代の別のシステムのために、約２０００ＭＨｚの周波数帯域にある周波数が
設定されている。第３世代の移動無線ＵＭＴＳのために２つのモードが設けられ
ており、一方のモードはＦＤＤ（frequency division duplex）モードであり、
他方のモードはＴＤＤ（time division duplex）モードである。これらのモード
はそれぞれ異なる周波数帯域で使用され、その際、両者のモードによってＣＤＭ
Ａ加入者分離法（Code Division Multiple Access）がサポートされる。出願時
点での第３世代ディジタル移動無線システムＵＭＴＳのＦＤＤモードを前提とし
てＧＳＭ無線セルの観測に関する従来技術について説明するために、国際標準化
団体３ＧＰＰの以下の文献を基礎とする： Ｄ１： TS 25.212 "Multiplexing and channel coding (FDD)", V3.1.1, 1999-
12 殊に ４．４章 "Compressed mode" Ｄ２： TS 25.215 "Physical layer - Measurements (FDD)", V3.1.1, 1999-12
, 殊に６章 "Measurements for UTRA FDD" Ｄ３： RAN 25.231 "Physical layer - Measurements", V0.3.0, 1999-06, 殊
に５．１．３章以降 "Measurements for the handover preparation from UTRA
FDD at the UE" 第２世代の移動無線システムＧＳＭの説明のために一般的な従来技術として、
J. Biala 著の "Mobilfunk und Intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1995,を
基礎とする。
【０００３】 第２世代の無線通信システムと第３世代の無線通信システムを共存させてそれ
らの望ましい調和をはかることにより、無線通信システムにおいてコネクション
を確立した加入者局に対し、場合によっては他の伝送モードをサポートする別の
無線通信システムへコネクションを転送する可能性が与えらることになる。シス
テム間ハンドオーバとも称するこの種のシステム間コネクション転送が前提とす
るのは、コネクションを引き継ぐことになる無線通信システムに対し加入者局の
同期合わせが転送前にすでに行われていることである。この理由で無線通信シス
テムの基地局から周期的にいわゆる同期チャネル（SCH - Synchronisation Chan
nel）の信号が無線サービスエリア内で送信され、この信号を用いることで加入
者局が無線通信システムの無線インタフェースに同期合わせされ、ついでたとえ
ば転送に関して決定するために考慮される受信レベルなどについての測定を実行
することができる。
【０００４】 ＵＭＴＳ移動無線システムのＦＤＤモードはいわゆるＷ−ＣＤＭＡ加入者分離
法をベースとしており、これは割り当てられた広帯域の伝送チャネルを介して連
続的に送受信を行うことを特徴としている。ＧＳＭ移動無線システムおよびＵＭ
ＴＳ移動無線システムのＴＤＤモードにおける既知のタイムスロット構造と対比
してＦＤＤモードの場合、他の周波数帯域で動作している隣接無線セルまたは共
存する移動無線システムを測定するために、加入者局は送信と受信の切替時に専
用の伝送休止を利用できない。
【０００５】 この問題は加入者局に第２の受信装置を設けることで解決されるが、その欠点
としてコストが高まり付加的にスペースが必要となり、さらに加入者局のエネル
ギー消費も高まってしまう。
【０００６】 この理由から以下のような着想が実現された。すなわち、ただ１つの受信装置
しかもたない加入者局であっても別の周波数帯域の信号を検出することができ、
たとえばシステム内またはシステム間のコネクション転送のために利用すること
ができる。この着想は「圧縮モード Compressed Mode」と呼ばれ、たとえば先に
挙げた文献Ｄ１〜Ｄ３に説明されている。この場合、１０ｍｓの期間内でその中
に含まれている情報がパンクチャリングや拡散係数の変更など様々な手法により
、伝送ギャップが所定の長さとなるよう圧縮される。この伝送ギャップ内で加入
者は受信装置を別の周波数帯域に合わせて調整し、そこにおいて送信される信号
を受信して評価することができる。「圧縮モード」はアップリンク（Uplink）方
向でもダウンリンク（Downlink）方向でも実行できる。
【０００７】 しかしながらこの着想によって欠点も引き起こされる。それというのもたとえ
ば拡散係数を低減すると、一定の伝送品質を確保するためにいっそう高い送信出
力が必要とされるからである。このように送信出力が高められると、同じ周波数
帯域内で並行して確立されるコネクションの干渉が高まってしまう。
【０００８】 さらに不利なことにこの着想によれば、送信出力制御用の閉じられたループが
途切れてしまう。これはＤＳ−ＣＤＭＡシステム（Direct Sequence-CDMA）の原
理と矛盾する。加入者局の個々の送信出力の最小化によりシステムの最適な容量
を保証する目的で、ＤＳ−ＣＤＭＡはアップリンクに対し非常に精確かつ高速な
送信出力制御を必要とする。
【０００９】 伝送ギャップをもつ期間の個数および周期性は、別の周波数帯域もしくはシス
テムを観測するための個々の条件や目下の要求に依存して、ネットワーク側で個
別に調節される。
【００１０】 いわゆるマルチモード加入者局によって将来のＵＭＴＳ移動無線システムの普
及開始にあたり、少なくともＧＳＭ規格もＵＭＴＳ規格のＦＤＤモードも支援さ
れることになる。このことはたとえばＧＳＭ移動無線システムにより全土を広域
的にカバーするサービスも、ＵＭＴＳ移動無線システムによりさしあたり局所的
に限定されたサービスも実現する運用側にとって主として重要である。
【００１１】 ＧＳＭ移動無線システムはＵＭＴＳ移動無線システムに比べ、格段に小さい周
波数チャネル配置パターン（ＦＤＤモードにおいて５ＭＨｚに対し２００ｋＨｚ
）と、いっそう大きい周波数繰り返し間隔（いわゆるリユースファクタ Reuse F
actor 典型的には１に対し７）を有している。このためにいっそう多くの隣接無
線セルの観測が必要とされ、それらの無線セルはＦＤＤモードからＧＳＭシステ
ムへのシステム間コネクション転送にあたり観測しなければならないものである
。
【００１２】 ＧＳＭ規格によれば加入者局によってたとえば、３２個に及ぶ隣接セルの受信
レベル（RSSI -Received Signal Strength Indicator）を３０秒という期間内で
監視しなければならず、さらに最良の伝送特性を提供する６つの隣接セルを４８
０μｓ間隔で目下サービス中の基地局へシグナリングしなければならない。個々
の受信レベルのこのような観測に加えて、個々の制御チャネル（BCCH - Broadca
st Control Channel）の情報もデコーディングして評価しなければならない。
【００１３】 ＧＳＭ移動無線システムの場合にはこの問題は、個々の期間（４．６ｍｓ）内
で測定されたＲＳＳＩの平均値を算出することと、いわゆるアイドルフレームす
なわち伝送の行われていない期間を選択された無線セルの情報検出に利用するこ
とにより解決される。
【００１４】 これに対し、ＵＭＴＳ規格のＦＤＤモード中にコネクションを確立した加入者
局はこのような集中的な測定に基づくことはできない。その理由は、圧縮モード
を規則どおりに適用すると伝送品質が著しく低下してしまうからである。このよ
うな理由からＦＤＤモードにおいてはまえもって、１２０ｍｓの周期をもつ伝送
ギャップの生成が取りやめられる。
【００１５】 とはいえ伝送ギャップを複数の周波数帯域の観測に利用することができる。こ
れは高い周期性をもつ観測に比べ効率的である。それというのも、受信装置の制
御に必要とされる時間によりそれ相応の損失が引き起こされてしまうからである
。それにもかかわらず、隣接するＧＳＭ無線セルの制御チャネルに関する情報を
検出するためにもっぱら１つの伝送ギャップ全体を利用すべきである。
【００１６】 伝送品質に対する既述の悪影響ゆえに圧縮モードは持続的に使用されるのでは
なく、たとえば確立されたコネクションを維持するというような必要性が検出さ
れたときに、測定の開始ならびに期間が決定され、加入者局へシグナリングされ
る。圧縮モードをアクティブにしたり非アクティブにしたりする判定のために、
コネクションの現時点の伝送品質と比較する閾値の使用が提案される。
【００１７】 ＦＤＤモードからＧＳＭ規格へのコネクション転送を制御するためのこの解決
手段の欠点は、それ相応の情報のデコーディングを伴う多数の測定が必要とされ
ることであり、これは殊に広い周波数繰り返し間隔ならびに多数の周波数チャネ
ルに起因する。
【００１８】 図２には、伝送品質に対する閾値Ｔｈ（Threshold）のシフトの作用を示すダ
イアグラムが描かれている。これによれば伝送品質Ｑ（Quality）がＳＮ比（Eb/
No）に従い書き込まれており、ここでＥｂは１つの伝送チャネルにおける情報ビ
ットの平均エネルギーに相応する。圧縮モードはそのつど閾値を下回るとアクテ
ィブにされる。
【００１９】 このダイアグラムからわかるように圧縮モードがアクティブにされると、Ｅｂ
／Ｎｏ比が同じであればいっそう低い品質しか達成されず、その結果としてその
つどパフォーマンスの損失となる。
【００２０】 図２の例ｂのように閾値を低く設定すると、単位時間あたりいっそう多くの伝
送ギャップが必要となり、これにより既述の著しいパフォーマンス制約が生じる
ことになる。この場合、できるかぎり短時間のうちにすべてのＲＳＳＩ測定とデ
コーディングを場合によっては生じるコネクションの損失の前に実行する目的で
、多数の伝送ギャップが必要とされる。これにより、加入者局が無線セル境界の
近くに位置しており伝送品質が一般にすでに低い状況では、コネクションが早期
に損失してしまう。
【００２１】 これに対し図２の例ａのように閾値を高く設定すると、いっそう早期に圧縮モ
ードがアクティブにされたことで品質が付加的に劣化するが、この場合にはすべ
ての測定や情報を捕捉して評価するのに十分な時間がある。その結果、コネクシ
ョン転送のために考慮すべき無線セルに関して例ｂよりも信頼性の高い情報が得
られるようになる。
【００２２】 現時点での提案は、ＲＳＳＩ測定ならびに制御チャネルにおける情報シーケン
スのデコーディングにそれぞれ利用される伝送ギャップを連続的なデータ伝送に
周期的に挿入することに基づくものである。しかしこれらの伝送ギャップを小さ
い周期でしか挿入しなければ、考慮の対象となる無線セルに関する情報の信頼性
が小さくなり、それによって加入者局により求められた６つの最良の無線セルの
うち伝送品質のあまりにも低い無線セルをデコーディングする確率が高まってし
まう。
【００２３】 したがって本発明の基礎とする課題は、公知の方法をベースとして圧縮モード
をアクティブにするためのいっそう効率的かつ信頼性の高い方法を提供すること
にある。この課題は請求項１の特徴を備えた方法により解決される。従属請求項
には本発明の有利な実施形態が示されている。
【００２４】 本発明による方法は有利にはたとえば、第１の無線通信システムがＦＤＤ伝送
方式をサポートしている事例のために使用される。この場合、たとえばＧＳＭ伝
送方式をサポートする第２の無線通信システムにおける同期チャネルの時間構造
に関する情報を利用して、所期のように伝送休止いわゆる伝送ギャップを連続的
なデータ伝送に挿入することができ、その目的は並行して存在する無線通信シス
テムの同期チャネルを受信して評価することである。伝送休止はＣＤＭＡ加入者
分離方式の場合にはたとえば、上述のように拡散係数の低減あるいは伝送すべき
データのパンクチャリングにより形成される。これにより残りのデータについて
いっそう高い送信出力が必要とされ、さらにこのことで無線セル内の干渉条件が
劣化する。したがって別の無線通信システムの基地局を２段階で検出することに
より伝送休止の個数を制限することで、有利には伝送容量を高めることができる
し、伝送品質を改善することができる。
【００２５】 殊に有利には、本発明による既述の方法は移動無線システムまたはコードレス
の加入者ラインシステムとして実現された無線通信システムに使用される。
【００２６】 次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施例について詳しく説明する。
【００２７】 図１は、隣り合う２つの無線通信システムのブロック図である。
【００２８】 図２は、従来技術による方法に関する一例を示すダイアグラムである。
【００２９】 図３は、本発明による方法による一例を示すダイアグラムである。
【００３０】 図４は、本発明による方法の時間的な流れを示すフローチャートである。
【００３１】 図１には、無線通信システムの一例として２つの移動無線システムＲＳ１，Ｒ
Ｓ２から成るセクションが描かれている。１つの移動無線システムはそれぞれ、
複数の移動交換局ＭＳＣもしくはＵＭＳＣ（Mobile Switching Center もしくは
UMTS-Mobile Switching Center）と、それらの移動交換局ＭＳＣ，ＵＭＳＣと
接続された１つまたは複数の基地局システムＢＳＳ（Base Station Subsystem）
によって構成されている。この場合、移動無線交換局は１つの交換ネットワーク
（ＳＳＳ - Switching Subsystem）に属していて互いにネットワークで結合され
ており、あるいは固定回線へのアクセスを確立する。基地局システムＢＳＳはさ
らに、無線技術的な資源の割り当てを行う少なくとも１つの装置ＢＳＣ（Base S
tation Controller）もしくはＲＮＣ（Radio Network Controller）と、これと
接続された少なくとも１つの基地局ＢＴＳ（Base Transceiver Station）もしく
はＮＢ（Node B）とを有している。基地局ＢＴＳ，ＮＢは無線インタフェースを
介して、たとえば移動局や他の移動端末機器および定置端末機器などのような加
入者局ＵＥ（User Equipment）へのコネクションを確立することができる。各基
地局ＢＴＳ，ＮＢにより少なくとも１つの無線セルＺが形成される。無線セルの
大きさは通常、基地局ＢＴＳ，ＮＢからそれぞれトラフィックチャネルよりも高
い送信出力で送信される一般的なシグナリングチャネルＢＣＨ（Beacon Channel
）もしくはＢＣＣＨ（Broadcast Control Channel）の到達距離により決定され
る。その際にセクタ化や階層的なセル構造によって、基地局ＢＴＳ，ＮＢごとに
複数の無線セルをサービスすることもできる。この構造の機能を本発明を適用で
きる他の無線通信システムに転用可能であり、たとえばコードレスの加入者ライ
ンを備えた加入者アクセスネットワークに転用可能である。
【００３２】 図１の実施例には加入者局ＵＥが示されており、これは移動局として構成され
ていて、ＵＭＴＳ規格のＦＤＤモードをサポートする第１の移動無線システムＲ
Ｓ１の無線セルＺから、ＧＳＭ規格をサポートする第２の移動無線システムＲＳ
２の無線セルＺへ、速度Ｖで移動している。加入者局ＵＥは、一例として描かれ
た第１の移動無線システムＲＳ１の基地局ＮＢに対しコネクションを確立する。
コネクションの間、加入者局ＵＥは、たとえば第２の移動無線システムＲＳ２に
おける既述の基地局ＮＢなどのようにその周囲の基地局に対する無線インタフェ
ースの伝送状態を周期的に評価する。その目的は、たとえば第１の移動無線シス
テムＲＳ１の基地局ＮＢに対する伝送品質が劣化したとき、それよりも良好な伝
送特性をもつ第２の移動無線システムＲＳ２の基地局ＢＴＳへのコネクション転
送を行わせることである。これと同じやり方はたとえば階層ネットワーク構造の
場合でも用いられ、その場合、それぞれ異なる階層レベル間でコネクションが転
送され、たとえばそれぞれ異なる周波数帯帯域で動作するマイクロセルからマク
ロセルへコネクションが転送される。
【００３３】 このようなコネクション転送はたとえばＵＭＴＳ移動無線システムなどのよう
な将来の無線通信システムであれば、それぞれ異なる伝送方式をサポートする複
数の移動無線システム間でも実行できるようにすべきである。この場合、たとえ
ばＦＤＤシステムからＧＳＭシステムへの、あるいは階層ネットワーク構造にお
ける下位の階層レベルのＴＤＤシステムから上位の階層レベルのＦＤＤシステム
もしくはＧＳＭシステムへ、音声コネクションを転送することができる。さらに
、同じまたは異なるシステム間や伝送方式間でコネクションを転送するというシ
ナリオも考えられる。
【００３４】 図３には本発明による方法を説明するため、一例として冒頭で説明した図２の
ダイアグラムに対応するダイアグラムが描かれている。目下サービスしている基
地局に対するコネクションについて求められた伝送品質Ｑ（Quality）と１つの
閾値との比較を行う公知の方法とは異なり、本発明によれば求められた目下の伝
送品質すなわち現時点の伝送品質が２つの閾値Ｔｈ１およびＴｈ２（Threshold
）と比較される。
【００３５】 伝送品質が第１の閾値Ｔｈ１を下回ると、圧縮モードは少なくともダウンリン
ク方向での伝送についてアクティブにされ、加入者局へシグナリングされる。図
２による公知の方法とは異なり、第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２との間の
品質インターバル中、周囲の基地局のＲＳＳＩだけがたとえばシグナリングされ
た隣接セルリストに従い加入者局ＵＥの側で求められる。
【００３６】 １つの伝送ギャップ内で複数の隣接セルを監視できることから相前後する２つ
の伝送ギャップ間の期間を、監視される隣接セルの評価と順序の十分な信頼性が
まだ許容される上限まで高めることができる。したがって両方の閾値Ｔｈ１とＴ
ｈ２の間のインターバルＰＬ（パフォーマンス損失）は、たとえば個々の伝送品
質に従い求められ場合によっては評価された、コネクション転送のために考慮さ
れる無線セルもしくは基地局の順序をもつリストを求めるために用いられる。こ
の場合、加入者局ＵＥによって、たとえば最も適した６つの基地局をもつリスト
が作成される。
【００３７】 ついで伝送品質が第２の閾値Ｔｈ２よりも低くなると加入者局ＵＥは、選択さ
れた隣接無線セルの基地局から個々の制御チャネルを介して送られる情報シーケ
ンスのデコーディングを実行する。この場合、ＲＳＳＩはもはや求められず、有
利なことにこれによって伝送ギャップ生成のための周期を高める必要がなくなる
。ＲＳＳＩを求めるためにすでに選択されている周期をデコーディングのために
も引き続き利用することができるので、伝送品質がさらに劣化することはない。
【００３８】 有利には本発明による方法によれば、ＲＳＳＩ測定と情報シーケンスのデコー
ディングとの間で妥協をする必要がない。この着想によって、隣接セルの候補に
ついて信頼性の高いランキングのリストを同時に形成しながら、伝送ギャップの
周期をできるかぎり小さくすることに関して方法が最適化される。伝送品質が第
２の閾値Ｔｈ２よりも下がったときにのみ、効率の低いデコーディング手順がア
クティブにされるが、とはいえこれはもっぱら伝送ギャップを利用する。第１の
閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２との間におけるすべてのアクションがＲＳＳＩ測
定に用いられることから、有利には関連する隣接セル候補のデコーディングの信
頼性が高まる。
【００３９】 図４には、本発明による方法が図２に対する上述の説明に従った時間に流れに
沿うフローチャートとして描かれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 隣り合う２つの無線通信システムのブロック図である。
【図２】 従来技術による方法に関する一例を示すダイアグラムである。
【図３】 本発明による方法による一例を示すダイアグラムである。
【図４】 本発明による方法の時間的な流れを示すフローチャートである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の伝送方式（ＦＤＤ）をもつ第１の無線通信システム（
    ＲＳ１）から第２の伝送方式（ＴＤＤ，ＧＳＭ）をもつ第２の無線通信システム
    （ＲＳ２）へのシステム間コネクション転送の制御方法において、 加入者局（ＵＥ）により第１の無線通信システム（ＲＳ１）におけるサービス
    中の基地局（ＮＢ）に対する伝送特性に関して求められた伝送品質（Ｑ）を第１
    の閾値（Ｔｈ１）と比較し、 伝送品質が該第１の閾値（Ｔｈ１）を下回ると圧縮モードプロセスがアクティ
    ブにされ、前記加入者局（ＵＥ）は、第１の伝送方式（ＦＤＤ）の期間内で生成
    された少なくとも１つの伝送ギャップ内で、第２の無線通信システム（ＲＳ２）
    における少なくとも１つの基地局（ＢＴＳ）からのまたはそこへの伝送特性を求
    め、 伝送品質が第２の閾値（Ｔｈ２）を下回ると加入者局（ＵＥ）は、第２の無線
    通信システム（ＲＳ２）の基地局（ＢＴＳ）から制御チャネル（ＢＣＣＨ）を介
    して送られた情報シーケンスを検出し、 該加入者局（ＵＥ）は測定に基づき、コネクション転送に適した少なくとも１
    つの基地局（ＢＴＳ，ＮＢ）を選択することを特徴とする、 システム間コネクション転送の制御方法。
  2. 【請求項２】 加入者局（ＵＥ）により伝送品質（Ｑ）として個々の受信レ
    ベル（ＲＳＳＩ）を求める、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 伝送ギャップを生成するための周期を、第１の無線通信シス
    テム（ＲＳ１）におけるサービス中の基地局（ＮＢ）からのまたはそこへの現時
    点の伝送品質（Ｑ）に依存して選択する、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 伝送ギャップを生成するための開始および／または周期を第
    １の無線通信システム（ＲＳ１）における基地局（ＮＢ）により求め、加入者局
    （ＵＥ）へシグナリングする、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 圧縮モードプロセスをアップリンク方向および／またはダウ
    ンリンク方向での信号伝送のためにアクティブにする、請求項１から４のいずれ
    か１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 加入者局（ＵＥ）の測定を、第１の無線通信システム（ＲＳ
    １）の基地局（ＮＢ）と加入者局（ＵＥ）との間および／または第２の無線通信
    システム（ＲＳ２）の基地局（ＢＴＳ）と加入者局（ＵＥ）との間の無線インタ
    フェースの伝送特性に関する別の特性値とともにシグナリングする、請求項１か
    ら５のいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 第１の無線通信システム（ＲＳ１）はＦＤＤ伝送方式（ＦＤ
    Ｄ）をサポートし、第２の無線通信システム（ＲＳ２）はＴＤＤ伝送方式（ＴＤ
    Ｄ）またはＧＳＭ伝送方式（ＧＳＭ）をサポートする、請求項１から６のいずれ
    か１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項記載の方法を実施するための
    無線通信システム（ＲＳ１，ＲＳ２）の基地局システム（ＢＳＳ）において、 無線通信システム（ＲＳ１，ＲＳ２）は移動無線システムまたはコードレスの
    加入者ラインシステムとして実現されていることを特徴とする基地局システム。
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