JP2007228596A - 無線通信装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのネットワークによって確立した呼を放棄することなく他のネットワークにハンドオーバすることができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】第１および第２のフレーム構造を有するそれぞれ第１および第２の時間不連続システムによって時間分割された信号を通信するように構成された無線通信装置において、マルチモードブロック１２０が第１のフレーム構造の期間の間の第１のネットワーク４０による通信信号６０と第２のフレーム構造の期間の間の第２のネットワーク５０による通信信号７０との間で切替えを行う。与えられた期間にわたり、前記装置は第１および第２のネットワークにより時間分割された信号を同時に通信する。
【選択図】図１

Description

この発明は無線通信装置に関し、かつより特定的には、しかしながら排他的ではなく、通信装置が通信している２つの異なるシステムの間でのハンドオフに関する。

種々のデジタル通信ネットワークが世界中に存在しかつ登録されたユーザ装置のために種々のサービスを提供している。多くの領域において、異なるネットワークがオーバラップしかつ１つより多くのネットワークに対するサービスが可能である。

数多くのネットワークから、当該ネットワークの利用可能性に応じて、１つを選択しかつそれに登録することが可能なマルチモード装置が提案されている。
Ｐｈ．Ｄｕｏｌｅｓｓｉｓ， ｅｔ ａｌ “ＴＯＷＡＲＤＳ Ａ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＧＳＭ ９００ ＤＣＳ １８００ ＳＹＳＴＥＭ” ＦＩＦＴＨ ＮＯＲＤＩＣ ＳＥＭＩＮＥＲ ＯＮ ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＯＢＩＬＥ ＲＡＤＩＯ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ． ＤＭＲ Ｖ ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ， （１９９２．１２） ｐ．８８−９２ 特表平０６−５０７０５９号公報 特開平０４−２８７４３４号公報

この構成に伴う問題は単一の送信機／受信機を有するマルチモード装置はデータを失うことなく２つのネットワークに同時に共に確立しかつ共に登録することはできない。従って、１つのネットワークによってすでに確立された呼は該装置が他のネットワークに切替えできるようになる前に終了されなければならない、すなわち、その呼は放棄しなければならない。

２つのネットワークを同時に監視しかつ受信するように、２つの受信機を備えた受信機を構築し、従って確立された呼を保ちかつそれを１つのネットワークから他のものへ切り替えることも可能である。しかしながら、２つの受信機を備えた装置は高価でありかつ単一受信機のターミナルよりも寸法がかなり大きくなる。同様に、２つの送信機を設けて１つのネットワークで呼を維持しかつ第２のネットワークによって前記第１のネットワークによる呼をドロップする前にハンドオーバ期間の間に呼を確立することも可能である。この方法もまた高価である。この発明は上に述べた不都合が軽減される無線通信装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、第１および第２のフレーム構造を有するそれぞれ第１および第２の時間不連続システムによって時間分割された信号を通信するよう構成された、無線通信装置が提供され、該無線通信装置は前記第１のフレーム構造の期間の間に前記第１のシステムによる通信信号と前記第２のフレーム構造の期間の間の前記第２のシステムによる通信信号の間で切替えを行うスイッチング手段を具備し、与えられた期間にわたり前記装置は前記第１および第２のシステムにより時間分割された信号を同時に通信するよう構成される。

好ましくは前記装置はさらに前記スイッチング手段に競合機構に従って通信信号の間で切替えを行わせる制御手段を具備し、前記競合機構は前記第１および第２のシステムによる通信信号の間の競合が解決されるように同時通信の間の前記装置の活動を管理する。

前記競合機構は前記装置が同時に送信および受信できない場合に送信通信信号と受信通信信号との間で競合が解決されるように前記スイッチング手段を管理すると好都合である。

好ましくは前記装置は前記第１および第２のシステムから第１および第２の時間分割された信号を受信するよう構成され、それによって与えられた時間にわたり前記装置が前記第１および第２のシステムから同時に時間分割された信号を受信できるようにする。

前記装置は好ましくは第１および第２の時間分割信号を前記第１および第２のシステムに送信するよう構成され、それによって与えられた時間にわたり前記装置が同時に前記第１および第２のシステムに時間分割された信号を送信するよう構成される。

好ましくは前記通信の管理は実質的にデータの喪失を低減しかつ除去することを含む。

本発明の第２の態様によれば、無線通信装置による第１の時間不連続システムから第２の時間不連続システムへのハンドオフ方法が提供され、該方法は、前記第１の時間不連続システムを介して遠隔のユーザと呼を確立する段階、競合機構に従って前記第１の時間不連続システムを介して前記呼を継続する一方で前記第２の時間不連続システムとの通信を確立する段階、前記第２の時間不連続システムを介して前記遠隔のユーザへの呼を維持しながら前記第１の時間不連続システムから前記第２の時間不連続システムへとハンドオフする段階、を具備し、前記競合機構は前記第１および第２の時間不連続システムの通信の間の競合が実質的に除去されかつ前記呼が維持されるように同時通信の間に前記装置の通信活動を管理する。

好ましくは、該通信の管理は実質的にデータ損失を低減しかつ除去することを含む。

好ましくは前記競合機構は前記時間不連続システムの知られた特性にもとづいており、それによって前記時間不連続システムとの通信を維持するためにターミナルによって十分なデータが受信される。

もし前記第１の時間不連続システムのみが信号符号化およびインタリーブを有していれば、前記競合機構は競合が発生した場合に前記第２のシステムの方を選択し前記第１のシステムによる通信信号を中止するよう構成するのが好ましい。

もし前記第１および第２の時間不連続システムが同じであれば、前記競合機構は前記第１および第２のシステムのおのおのからの通信信号を交互に中止するよう構成するのが好ましい。

好ましくは、前記時間不連続システムはＤＥＣＴおよび／またはＧＳＭシステムを含む。

このようにして、単一の受信機を有しかつ１つのネットワークによって確立した呼を有するターミナル（無線受信機）は実質的にデータを失いかつそれによって前記呼を放棄することなく他のネットワークにハンドオーバすることができる。本発明は時間不連続ＣＤＭＡ通信に適用され該通信はＴＤＭＡ通信に適用され、かつ表現ＴＤＭＡは時間不連続ＣＤＭＡに適用されることを意図している。

図１を参照すると、通信システム１０が示されている。該システム１０の電話２０は伝統的な公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）３０に接続されている。あるいは、電話ネットワーク３０は統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）とすることができる。

第１のネットワーク４０はＰＳＴＮ３０に結合されかつ該ＰＳＴＮ３０と第１のネットワーク４０に登録された任意のターミナル装置との間で第１のＴＤＭＡエアインタフェース６０を提供する。第１のネットワーク４０は、後にさらに詳細に説明される、登録ブロック４５を含む。

同様にして、第２のネットワーク５０もＰＳＴＮ３０に結合されかつＰＳＴＮ３０と第２のネットワーク５０に登録された任意のターミナル装置との間で第２のＴＤＭＡエアインタフェース７０を提供する。第２のネットワーク５０も同様に、後にさらに説明する、登録ブロック５５を含む。

第１および第２のＴＤＭＡエアインタフェースはＴＤＭＡチャネルとして構成される。各ＴＤＭＡキャリアは時間フレームに分割される。各フレームはさらにタイムスロットに細分割される。特定の通信はフレームごとに１つまたはそれ以上のスロットに割り当てられる。

システム１０のターミナル１００は後にさらに説明するようにシステム１０との通信を提供するために、送受信機１１０を有する。ターミナル１００のマルチモードブロック１２０は、おのおの選択的に送受信機１１０に結合される、第１のモードブロック１３０および第２のモードブロック１４０を含む。

典型的にはマイクロコントローラである、コントローラ１５０が前記第１および第２のモードブロック１３０および１４０、および前記送受信機に対するそれらの選択的な結合を制御するよう結合されている。このようにして、もしコントローラによって選択されれば、第１のモードブロック１３０は通信が第１のＴＤＭＡエアインタフェース６０によって第１のネットワーク４０と行われるようにターミナルの第１のモードの動作を提供する。同様に、もしコントローラによって選択されれば、第２のモードブロック１４０は通信が第２のＴＤＭＡエアインタフェース７０によって第２のネットワーク５０と行われるようにターミナルの第２のモードの動作を提供する。このようにして、コントローラ１５０はエアインタフェース６０および７０の間で切り替える。メモリ１６０がコントローラ１５０に結合され、以下にさらに説明するデータを格納する。

動作においては、かつ図２をも参照すると、ターミナル１００は始めに第１のネットワーク４０に登録される。これは典型的には登録が行われる時間に、第１のネットワーク４０のみがターミナル１００に見えていたからである。電話２０とターミナル１００との間で生成される呼はＰＳＴＮ３０および第１のネットワーク４０を介して達成される（ブロック２００）。この場合、コントローラ１５０によって制御される、第１のモードブロック１３０は第１のＴＤＭＡエアインタフェース６０によって通信を行うためにターミナル１００の第１のモードの動作を提供する。

前記呼の間に、現在ターミナル１００に登録されていない、第２のネットワーク５０はターミナルにとって利用できるようになるかもしれない。これは数多くの方法で生じ得る。ターミナル１００は第１のネットワーク４０の特定のセル内に移動するかもしれず、かつもしこのセル内で第２のネットワーク５０も利用できれば、メモリ１６０はその特定のセルに関するデータを含んでいるかも知れない。コントローラ１５０は次に第１のＴＤＭＡエアインタフェース６０によるサンプルされた送信の間のギャップ（すなわち、送受信機１１０がアイドルであるとき）を使用して第２のネットワーク５０の存在を確認しあるいは確認しないことになる。

あるいは、コントローラ１５０は第１のＴＤＭＡエアインタフェース６０によるサンプルされた送信の間のギャップ（すなわち、送受信機１１０がアイドルであるとき）を使用して第２のＴＤＭＡエアインタフェース７０によって第２のモードブロック１４０を介し周期的に第２のネットワーク１５０をサーチする。

いずれの場合ももし第２のネットワーク５０から送信が聴取されなければ、呼は第１のネットワーク４０を介して第１のエアインタフェース６０によって継続する。試みられた決定（ブロック２１０）はその呼の間に規則的なインターバルで反復される。

両方の方法で、ターミナル１００は第２のネットワーク５０への登録が可能であることに気がつくようになることができる。いったんターミナル１００が第２のネットワーク５０の利用可能性を知ると、それは次に以下の情報にもとづきどのネットワークが最適のサービスを提供するかを決定しなければならない。

メモリ１６０は、データ形式で、コスト、利用可能な特徴的機能、ハンドオーバの可能性および品質のような、２つのネットワークについての情報を含んでいる。このデータは２つのネットワーク４０および５０から受信されあるいは製造またはサービスの間にメモリに直接プログラムすることができる。さらに、メモリ１６０は、後にさらに説明する、競合対決データを含む。さらに、メモリ１６０は、もしあれば、ユーザの好みまたは選択（ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を示すデータを含むことができる。コントローラ１５０は前記ネットワーク情報データならびにユーザの好みのデータを使用して最適のネットワーク、すなわちどれが最適のサービスを提供するか、を選択する（ブロック２３０）。

コントローラ１５０は次に該最適のネットワークが現在登録されているもの、この場合第１のネットワーク４０であるか否かを判定する（ブロック２４０）。もしそうであれば、その呼およびターミナル登録が第１のネットワーク４０に維持される。

もし最適のネットワークが現在登録されているものでなければ（すなわち、最適のネットワークが第２のネットワーク５０であれば）、ターミナル１００は第２のネットワーク５０にハンドオフすることを探求する。しかしながら、ターミナル１００は第１のネットワーク４０からハンドオフが可能になる前に第２のネットワーク５０に登録しなければならない。呼が失われないようにするため、ターミナル１００は、ターミナル１００と電話２０との間で第２のネットワーク５０を介して通信リンクが確立されるまで、実質的に２つのネットワークと並列に通信できなければならない。

コントローラ１５０はメモリ１６０内の競合解決データから、第１および第２のネットワーク４０および５０のための適切な競合解決機構を調べる。該競合解決データは製造の間にプログラムされあるいはネットワークから受信することができ、かつ２つのネットワークの間での同時通信の間における何らかのデータ喪失を低減しかつ可能な場合はデータ喪失をなくするために２つのネットワークのそれぞれの組合せに対し競合解決機構を含む。

例えば、かつまた図３を参照すると、第１のネットワーク４０はＤＥＣＴネットワークであり、送信および受信スロットに分割された単一のＴＤＭＡ周波数４００を有し、かつ第２のネットワーク５０はＧＳＭネットワークであり送信タイムスロットに分割されたＴＤＭＡ送信周波数５００および受信スロットに分割されたＴＤＭＡ受信周波数６００を有する。

２つのネットワークの間での同時通信の間に、スロットの間の競合が矢印４１０，４２０，４３０および４４０で示される時間に発生する。矢印４１０においては、送信は周波数４００および５００において同時に要求される。同様に、矢印４２０において、受信は周波数４００および６００において同時に要求される。矢印４３０および４４０においては、送信および受信が同時に要求される。すべての他の時間には、同時通信は首尾よく行うことができ、それはスロットの間に競合がないからであり、かつコントローラ１５０は従って周波数４００，５００および６００の間で切り替える。

ＤＥＣＴ／ＧＳＭのための競合解決機構は、ＧＳＭネットワークが符号化およびインタリーブを有しており、一方ＤＥＣＴネットワークは有していないという事実を考慮する。従って、矢印４１０，４２０，４３０および４４０で示されるような、任意の１つの時間にターミナル１００が両方のネットワークで通信することを要求されていれば、競合解決機構はＧＳＭスロット（またはＧＳＭスロットの一部）をドロップするよう要求し、それはＧＳＭスロットで伝達されるデータは符号化されかつインタリーブされているからである。従って、それはより前のおよび／または後の送信から復元可能であり、一方これはＤＥＣＴスロットにおいて伝達されるデータについては可能ではない。従って、矢印４２０の場合を考えると、競合機構はコントローラ１５０に送受信機１１０がこの時間の間に、周波数６００ではなく周波数４００で受信するようにセットさせる。競合機構はまたターミナルが同時に送信および受信が可能であるか否かを決定するデュプレクサの存在または不存在を考慮する。デュプレクサにより、矢印４３０および４４０で示される競合（同時の送信および受信）が克服され、これらの場合におけるいずれのスロットもドロップする必要はなくなる。

共に符号化およびインタリーブを備えた２つのネットワークに対する競合解決機構はＴＤＭＡネットワークのフレームごとにスロットの数または番号を考慮し、この場合競合が発生すればより高い番号を有するネットワークがドロップされ、従ってより高い割合のデータがドロップされたシステムによって保たれる。あるいはこの場合、特定の技術の組合せに対して、競合解決機構は両方のネットワークの間でデータ損失を共有することを要求できる。これは競合事象ごとに単純な交互のドロップ戦略によって、あるいは例えば各システムのインタリーブするブロックごとに発生している最大の許容可能なデータ損失を考慮するより込み入った手法により行うことができる。

前記競合解決機構はまた各ネットワークに対しかつ各ネットワークから通信されるデータの性質を考慮することもできる。例えば、シグナリング用データはトラフィックデータに対して優先度を持たせることができる。他の例は各ネットワークから同じユーザの情報が送信されている場合でありこの場合はターミナルは一時単一のネットワークからのみ受信することを選択することができる。第２の例が発生する状況は複数パーティ呼をセットアップしかつ次に該パーティの１つをドロップすることによって継ぎ目のないハンドオーバが行われる場合である。複数パーティの呼の状態にある間は、ターミナルはネットワークの１つから受信するのみでよい。

メモリ１６０における競合解決データから得られる競合解決機構がこのようにしてコントローラ１５０によって使用され同時通信の間の送受信機１１０の活動を管理し、それによって効果的な競合解決が達成されかつ通信が各ネットワークに対して維持される。

ターミナル１００は次に第２のネットワーク５０に登録を試み（ブロック２６０）、この場合第１のネットワーク４０を通して呼を維持し、コントローラ１５０は上に述べた競合解決方法を使用する。

もし第２のネットワーク５０への登録が首尾よく行われなければ、それに対する通信は終了されかつ第２のネットワーク５０は最適のネットワークであることを終了する（ブロック２８０）。コントローラ１５０は次に利用可能な知られたネットワークから他の最適なネットワークを選択し（ブロック２３０）かつ上のステップを反復する。

もし第２のネットワーク５０への登録が首尾よく行われれば、コントローラ１５０は第２のモードブロック１４０および送受信機１１０を介して第２のＴＤＭＡエアインタフェース７０により第２のネットワーク５０に呼を開始する（ブロック２９０）。

あるいは、いくつかの構成のシステム間ハンドオーバに対しては、第２のモードブロックは第２のＴＤＭＡエアインタフェース７０によってネットワーク５０から呼を受信することができる。競合解決を備えた同時通信はこの時間の間第２のネットワーク５０を介した呼が達成されるまで継続する（ブロック３００および３１０）。この時点で、前記呼は第１のネットワーク４０から第２のネットワーク５０へと切り替えられ、かつターミナル１００は第１のネットワーク４０による通信および登録をドロップする（ブロック３２０）。

前記呼はＰＳＴＮ３０、第２のネットワーク５０、第２のＴＤＭＡエアインタフェースおよびターミナル１００の第２のモードブロック１４０を介して電話２０に対し継続される。

当業者は上に述べたものに対し別の実施形態が可能であることを理解するであろう。例えば、メモリ１６０に格納された競合解決データおよび各ネットワークについてのデータは送受信機１１０を通して各ネットワークから受信することができる。

上に述べた原理は同様にＣＤＭＡシステムのハンドオフに適用できる。
ダイレクトシーケンスＣＤＭＡはＴＤＭＡと比較してそれがハンドオフの状況になった場合に、ＣＤＭＡ送信が一般に時間的に連続している点で固有の不都合を有している。これは複数の送信機／受信機なしにシステム間監視、登録および呼確立を困難にしている。ＲＡＣＥ ＣＯＤＩＴリサーチプログラムにおいては、時間不連続モードに入り周波数間ＣＤＭＡハンドオフを可能にする。不連続モードのパラメータを制御する移動ユニットを備えた将来のＣＤＭＡシステムにおいてＣＤＭＡ／ＴＤＭＡハンドオフについて同様のプロセスが考えられる。この領域は多分近い将来の別の開示の主題となるであろう。

時間不連続はまたクオルコム（Ｑｕａｌｃｏｍｍ）ＣＤＭＡシステムについての以下の場合に発生する。低減された情報を速度のモード（例えば、音声不活動の間）においては、アップリンクは時間的に不連続であり、１．２５ｍｓ（またはその倍数）のオーダでギャップが発生し、これはもし空き期間およびＴＤＭＡタイムスロットが一致すればランダムアクセスおよびＴＤＭＡシステムによるシグナリングを行うためにスイッチングを行うのを原理的に可能にする。

当業者にはまた前記ネットワークおよびターミナル１１０は、競合が起こりそうな場合に、ターミナル１００がネットワークの１つに非競合スロットへのハンドオーバを促し、それによって競合を除去するよう構成できることも理解されるであろう。これは特にＴＤＭＡフレーム時間が調波的に関係している場合に適用可能である。

さらに、前記競合解決機構は、音声およびデータサービスのような、２つのネットワーク４０および５０からの複数の同時サービスを得るために利用できる。

ターミナルが２つより多くのモードを有する場合、各モードで１つまたはそれ以上のネットワークが利用可能である場合、かつ従ってそれらの間で選択するのに２つより多くのネットワークがある場合に容易に一般化または普遍化することができる。

本発明に係わる無線受信機の好ましい実施形態を含む通信システムの機能ブロック図である。 図１の無線受信機の動作のフローチャートを示す。 図１の無線受信機の動作の説明図を示す。

符号の説明

１０ 通信システム
２０ 電話
３０ 公衆交換電話ネットワーク
４０ 第１のネットワーク
５０ 第２のネットワーク
６０ 第１のＴＤＭＡエアインタフェース
７０ 第２のＴＤＭＡエアインタフェース
１００ ターミナル
１１０ 送受信機
１２０ マルチモードブロック
１３０ 第１のモードブロック
１４０ 第２のモードブロック
１５０ コントローラ
１６０ メモリ

Claims (4)

1. 無線通信装置による第１の時間不連続システムから第２の時間不連続システムへのハンドオフ方法であって、
   前記第１の時間不連続システムを介して遠隔のユーザと呼を確立する段階、
   前記第１の時間不連続システムおよび第２の時間不連続システムに適した競合機構をルックアップする段階であって、前記競合機構は前記遠隔のユーザが前記第１および第２の時間不連続システムと同時に通信している場合にデータを維持する、段階、
   前記第１の時間不連続システムを介して前記呼を継続する一方で前記第２の時間不連続システムとの通信を確立する段階、および
   前記第２の時間不連続システムを介して前記遠隔のユーザに前記呼を維持する一方で前記第１の時間不連続システムから前記第２の時間不連続システムへとハンドオフを行う段階であって、前記競合機構は前記第１および第２の時間不連続システムの通信の間の競合が実質的に解消されかつ前記呼が維持されるように前記ハンドオフ期間の間における前記装置の通信活動を管理する、段階、
   を具備することを特徴とする無線通信装置による第１の時間不連続システムから第２の時間不連続システムへのハンドオフ方法。
2. 前記競合機構は時間不連続システムの知られた特性にもとづくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の時間不連続システムのみが信号の符号化およびインタリーブを備えておれば、前記競合機構は競合が生じた場合に前記第２のシステムを選択し前記第１のシステムによる通信信号を中止するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記第１および第２の時間不連続システムが同じものである場合は、前記競合機構は前記第１および第２のシステムのおのおのからの通信信号を交互に中止するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の方法。

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