JP2007524278A - Gsmのハードハンドオフのためのシステムおよび方法 - Google Patents

Gsmのハードハンドオフのためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

GSM1x(206)からGSM(208)へのハンドオフの特徴は、デュアルモード(GSM1xおよびGSMのモード)のハンドセット(204)をもつGSM1xの加入者が、GSM1xの受信可能範囲区域からGSMの受信可能範囲区域へシームレスにロームすることを可能にする。この機能は、CDMAのRANを標準のGSMのコアネットワークと統合したGSM1xのシステム設計によって容易にされている。GSM1xのシステムは、そのエアーインターフェイスとしての標準のCDMAと、MSN(304)への標準のIOSインターフェイスをもつ変更されていないCDMAのRANとを使用して構築されている。変更は、MSN(304)およびMSのみにおいて行われる。
【選択図】 図2

Description

米国特許法第119条における優先権の主張
本特許出願は、2003年6月18日に出願された仮出願第60/479,777号(“GSM1x Hard Handoff Techniques”)、および2003年12月18日に出願された仮出願第60/531,583号(“GSM1x Supplementary Services”)に対し優先権を主張しており、これらは本出願人に譲渡され、これによって、本明細書において参考文献としてとくに取り上げられている。
分野
本発明は、概ね、通信システムに関し、とくに、GSM1xとGSMのシステム間のハードハンドオフのためのシステムおよび技術に関する。
頭辞語
1xRTT−1x無線伝送技術(1x Radio Transmission Technology)
3GPP−第三世代パートナーシッププロジェクト(3rd Generation Partnership Project)
Ack−肯定応答(Acknowledgement)
ACM−アドレス完了メッセージ(Address Complete Message)
ADDS−アプリケーションデータ配信サービス(Application Data Delivery Service)
AGC−自動利得制御(Automatic Gain Control)
AMPS−高度モバイルサービス(Advanced Mobile Service)
APDU−アプリケーションプロトコルデータユニット(Application Protocol Data Unit)
BCCH−同報通信制御チャネル(Broadcast Control Channel)
BSAP−基地局アプリケーションパート(Base Station Application Part)
BSC−基地局制御装置(Base Station Controller)
BSIC−基地局識別コード(Base Station Identity Code)
BSMAP−基地局管理アプリケーションパート(Base Station Management Application Part)
BSS−基地局サブシステム(Base Station Subsystem)
BSSAP−BSSアプリケーションパート(BSS Application Part)
BSSMAP−BSS管理アプリケーションパート(BSS Management Application Part)
BTS−基地局トランシーバサブシステム(Base Station Transceiver Subsystem)
CDMA−符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)
CDMA2000−第三世代CDMA(Third Generation CDMA)
DLCI−データリンク接続識別子(Data Link Connection Identifier)
DTAP−直接転送アプリケーションパート(Direct Transfer Application Part)
EIA−電子機械工業会(Electronic Industries Association)
ETSI−欧州通信標準制定機関(European Telecommunications Standards Institute)
FACCH−高速結合制御チャネル(Fast Associated Control CHannel)
FCCH−周波数修正チャネル(Frequency Correction Channel)
GPS−グローバルポジショニングシステム(Global Positioning System)
GSM−グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(Global System for Mobile communications)
GSM1x−GSMのMAPとCDMAとの収束(Convergence of GSM-MAP with CDMA)
HLR−ホームロケーションレジスタ(Home Location Register)
HPLMN−ホームPLMN(Home PLMN)
IAM−最初のアドレスメッセージ(Initial Address Message)
Id−識別(Identification)
IOS−相互運用性仕様(Inter Operability Specification)
IS−暫定標準(Interim Standard)
LSC−ロケーションサービス(Location Service)
MAP−モバイルアプリケーションパート(Mobile Application Part)
ME−移動装置(Mobile Equipment)
MO−移動体発信(Mobile Originated)
MPC−モバイルポジションセンタ(Mobile Position Center)
MS−移動局(Mobile Station)
MSC−移動交換局(Mobile Switching Center)
MSM−移動局モデム(Mobile Station Modem)
MSN−移動交換ノード(Mobile Switching Node)
MT−移動体終端(Mobile Terminated)
OTD−観測された時間差(Observed Time Difference)
P−プロバイダ(Provider)
PLL−位相ロックループ(Phase Lock Loop)
PLMN−パブリックランドモバイルネットワーク(Public Land Mobile Network)
PN−疑似雑音(Pseudo Noise)
PSMN−パイロット強度測定メッセージ(Pilot Strength Measurement Message)
RAN−無線アクセスネットワーク(Radio Access Network)
Req−要求(Request)
RF−無線周波数(Radio Frequency)
RR−無線資源(Radio Resource)
Rsp−応答(Response)
RTD−実時間差(Real Time Difference)
RX−受信(Receive)
用語
アクティブな組(Active Set):特定の移動局に割り当てられた順方向トラヒックチャネルを含むCDMAチャネルと関係付けられたパイロットの組。
候補の組(Candidate Set):十分な強度で移動局によって受信され、適切に復調されるが、基地局によってアクティブな組の中に置かれていないパイロットの組。アクティブな組、近隣の組、および残りの組も参照。
近隣の組:ハンドオフのための有望な候補であるCDMAチャネルと関係付けられたパイロットの組。通常、近隣の組は、移動局付近の地理的区域をカバーするCDMAチャネルと関係付けられたパイロットから成る。アクティブな組、候補の組、残りの組、および構内の近隣の組も参照。
残りの組:これは、アクティブな組、候補の組、および近隣の組内のパイロットのパイロットオフセットを除く、PILOT INCによって判断される全ての許容パイロットオフセットの組である。アクティブな組、候補の組、および近隣の組も参照。
専用モード:移動体は、RANと専用リンクをもっているとき、専用モードであるとみなされる。このリンクは、トラヒックチャネル(Traffic Channel, TCH)または専用制御チャネル(Dedicated Control Channel, DCCH)であり得る。
本発明の第1の態様では、CDMAのネットワークからGSMのネットワークへのハンドオフ方法は、CDMAの境界セルによってサービスされると判断することと、移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断した後で、候補のGSMのセルのリストを移動体へ送ることと、候補のGSMのセルのリストを受信した後で、候補周波数サーチ応答メッセージを移動交換ノード(Mobile Switching Node, MSN)へ送ることと、移動体が周囲のGSMのネットワークを測定することを示す候補周波数サーチ制御メッセージを移動体へ送ることと、周囲のGSMのネットワークを測定することと、測定の報告をMSNへ送ることと、報告に基づいてハンドオフのためのGSMのセルを選択することとを含む。
別の態様では、移動交換ノード(MSN)は、移動体がCDMAの境界セルによってサービスされるかを判断するための手段と、移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断した後で、候補のGSMのセルのリストを移動体へ送るための手段と、移動体が周囲のGSMのネットワークを測定することを示す候補周波数サーチ制御メッセージを移動体へ送るための手段と、移動体の周囲のGSMのネットワークの測定についての、移動体からの報告に基づいて、ハンドオフのためのGSMのセルを選択するための手段とを含む。
さらに別の態様では、デュアルモードの移動局は、信号を受信および送信するためのアンテナと、送信機と受信機とを切り換えるために送信機および受信機に結合されたデュープレクサと、信号を受信するためにデュープレクサに結合された受信機と、信号を送信するためにデュープレクサに結合された送信機と、CDMAのネットワークへのハンドオフ手続きを行うために使用されるGSM1xのプロトコルスタックと、GSMのネットワークへのハンドオフ手続きを行うために使用されるGSMのプロトコルスタックと、CDMAのネットワークとGSMのネットワークとの間でハンドオフを行うために、GSM1xのプロトコルスタックとGSMのプロトコルスタックとに結合されたプロセッサであって、信号を受信および送信するために受信機および送信機にも結合されたプロセッサとを含む。
本発明の他の実施形態は、本発明の種々の実施形態が例示的に示され、記載されている次の詳細な説明から当業者には容易に明らかになることが分かる。理解されるように、本発明は、他の、および異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの細部は、種々の他の点で、本発明の意図および技術的範囲から逸脱しないならば、変更が可能である。したがって、図面および詳細な説明は、制限的ではなく、本質的に例示的であるとみなされる。
実施形態において、GSM1xからGSMへのハンドオフの特徴は、デュアルモード(GSM1xおよびGSMのモード)のハンドセットをもつGSM1xの加入者が、GSM1xの受信可能範囲区域からGSMの受信可能範囲区域へシームレスにロームすることを可能にする。この機能は、CDMAのRANを標準のGSMのコアネットワークと統合したGSM1xのシステム設計によって容易にされている。GSM1xのシステムは、そのエアーインターフェイスとしての標準のCDMAと、MSNへの標準IOSインターフェイスをもつ変更されていないCDMAのRANとを使用して構築されている。変更は、MSNおよびMSのみにおいて行われる。ハンドオフのシナリオには、2つの主要なタイプがある:
・アイドルのハンドオフ;
・専用モード(呼中)のハンドオフ。
アイドルモードでは、設計は、次のシナリオを支援する:
・GSM1xからGSM;
・GSMからGSM1x。
専用モードでは、設計は、GSM1xからGSMへのハードハンドオフを支援する。GSMからGSM1xへのハンドオフは支援されない。
ネットワークトポロジ
GSM1xおよびGSMの両者の能力をもつMSNは、1つのGSM1xのMSNと1つのGSMのMSCとを同じ物理的な箱に収めたと考えられ得る。実施形態では、図1に示されているように、GSM1xのMSNは、MAP−Eインターフェイスを使用してGSMのMSCに接続されている。
図1は、実施形態にしたがって、高レベルのネットワークトポロジを示している。GSM1xのMSNのA102は、GSMのEインターフェイス106を介してシグナリングシステム7(Signaling System 7, SS7)104と通信する。GSM1xのMSNのB108は、GSMのEインターフェイス110を介してシグナリングシステム7 104と通信する。GSM1xのMSNのC112は、GSMのEインターフェイス114を介してシグナリングシステム7 104と通信する。
GSM1x102は、例えば、それぞれ、IOSのAインターフェイス120およびIOSのAインターフェイス122を介して、GSM1xのBSSのA.1 116およびGSM1xのBSSのA.2 118と通信する。GSMのMSCのB108は、Aインターフェイス126を介してGSMのBSSのB124と通信する。GSMのMSCのC112は、それぞれ、Aインターフェイス132およびAインターフェイス134を介して、GSMのBSSのC.1 128およびGSMのBSSのC.2 130と通信する。
GSM1xのMSは、IS−2000のエアーインターフェイスまたはGSMのエアーインターフェイスの何れかによって動作する能力をもつ。
GSM1x
ネイティブのGSM
システム設計は、要求される変更が、GSM1xのMSNまたはGSM1xのMSに制限されることを仮定している。他のGSM1xのシステムの構成要素、とくに、RANは、変更されることができない。
移動局の特徴
実施形態において、GSM1xの移動局は、次の特徴をもつ。
MSは、GSM1xおよびGSMのデュアルプロトコルスタックをもつ。
MSは、GSM1x(1xRTT)およびGSMのエアーインターフェイスを支援する。
MSは、関連するGSM1xおよびGSMのRF周波数帯域を支援する。
MSは、GSM1xモードの動作とGSMモードの動作とを切り換える能力をもつ。
MSは、GSM1xの認証手続きの新しいバージョンを支援する。この手続きは、認証応答メッセージの一部として、移動GSMの階級値のMSNへの伝送を定めている。さらに加えて、MSは、SIM上に暗号化キー系列を記憶している。
MSは、GSM1xとGSMとの間でHHO手続きを行う一方で、レイヤ2のメッセージの保全性を支援する。
MSは、技術間ハンドオフコマンドを、(専用モード中に)それが契約されていないときは、無視する。
MSは、GSM1xモードで動作する一方で、規定されたGSMの移動局の階級値を読み出すことができる。
移動交換ノードの特徴
実施形態において、MSNは、次の特徴をもつ。
MSNは、MAP−Eインターフェイスをもち、所与のGSMのMSCと通信する。
MSNは、IOSインターフェイスをもち、1つ以上の1xRTTのBSCユニットと通信する。
MSNは、MAP−Eインターフェイスの定義を支援する。
MSNは、IOSインターフェイスの定義を支援する。
MSNは、GSM1xの認証手続きを支援する。これらの手続きは、認証応答メッセージの一部として、移動GSMの階級値のMSNへの伝送を定めている。
MSNは、MS認証手続きの一部として伝送された移動GSMの階級値情報を維持して、新しい認証応答メッセージが受信されているときに、この情報を更新する。
MSNは、少なくともGSMのR99の定義を支援する。
無線アクセスネットワークの特徴
実施形態において、RANは、次の特徴をもつ:
外部セルの定義を支援する能力をもつ。これらのセルは、異なるネットワークに属していると定義され、HHO手続きをトリガするために使用される;
オプションのハンドオフが実行されたというメッセージ(HNDOFF PERFORMED message)を支援する。
設計
実施形態において、アイドルモードのハンドオフのためのシステム設計は、GSM1xからGSMおよびGSMからGSM1xへのアイドルモードのハンドオフのシナリオを含む。実施形態において、専用モードのハンドオフのシステム設計は、GSM1xからGSMへの専用モードのハンドオフを含む。設計は、メッセージの流れと、移動体内で行うことを必要とする手続きとを定義している。
実施形態において、異なるハンドオフのシナリオのシステム設計は、移動体が1つのみのRFチェーンをもつことと、ゲートされた伝送が、移動体とRANとの両者によって支援されていないこととを仮定している。
実施形態において、チップは、CDMA1xまたはGSMのプロトコルの何れかを支援することができるデュアルスタックを含む。このチップは、1つのみのRFチェーンをもち、したがって、CDMA1xのネットワークまたはGSMのネットワークの何れかへ同調することができる。実施形態にしたがって、GSM1xのスタックとGSMのスタックとの間のプロトコルの切り換えは、図2に示されている。図2は、実施形態にしたがって、GSM1xとGSMとのプロトコルスタック間の切り換えと関係付けられたタイミング、すなわち、GSM1xからGSMへの内部の流れ(RRレイヤのみ)を示す。
ステップ220では、MSN202は、ハンドオーバコマンドを移動体204へ送る。実施形態では、移動体204は、デュアルモードのハンドセットである。移動体204は、GSM1xのスタック206およびGSMのスタック208を含む。ハンドオーバコマンドを受信した後で、ステップ222では、GSM1xのスタック206はGSM1xモードを一時停止する。ステップ224では、GSM1xのスタック206は、スタンドバイモードに移る。ステップ226では、GSM1xのスタック206は、無線資源ハンドオーバ要求、すなわちRR INTERRAT HANDOVER REQをGSMのスタック208へ送る。ステップ228では、GSMのスタック208は、GSMのハンドオーバを行う。ステップ230では、GSMのスタック208は、RR INTERRAT HANDOVER CNFをGSM1xのスタックへ送る。ステップ232では、GSM1xのスタックはGSM1xモードを止めて、イナクティブに遷移する。
技術間ハードハンドオフ手続きの一部として、移動体はGSMのネットワークを得る。GSMのネットワークの獲得は、いくつかのステップで行われる。移動体は、MSNから受信する、GSMの共通チャネル、すなわちFCCHおよびSCHに関する情報に基づいて、GSM信号を獲得し始める。
GSM信号の獲得
図3は、実施形態にしたがって、GSM信号獲得のためのメッセージの流れを示している。ステップ302では、GSMのMSN304から移動体306へのハンドオーバコマンドは、新しいGSMチャネル、その特性、使用する電力レベル、新しいSACCH、等に関する情報を含む。ステップ308では、移動体306は、無線を適切な周波数に同調させ、FACCH上で“ハンドオーバアクセス”メッセージ310をGSMのBTS312へ送り始める。
実施形態では、GSM1xからGSMへのハンドオーバは非同期であり、移動体306は、適用するタイミングを前もって判断しなければならないであろう。したがって、移動体306は、ステップ312においてRIL3−RR物理情報メッセージを待つであろう。RIL3−RR物理情報メッセージは、移動体が新しいBTSと同期するのを助ける。ステップ314では、移動体306は、非同期平衡モード設定(Set Asynchronous Balanced Mode, SABM)メッセージをGSMのBTS312へ送る。ステップ316では、GSMのBTS312は、UAフレームを移動体306へ送る。タイミング情報が復元されると、ステップ318において、移動体306は、ハンドオーバ処理を完了するであろう。
技術間のハンドオフ
GSM1xとGSMとの間で技術間のハンドオフを行うために、MSは、2つの技術のハードウエア(1xRTTおよびGSM)と、2つの技術のプロトコルスタック(GSM1xおよびGSM)とをもつべきである。
実施形態では、MSは、2つ以上の周波数帯域(2つの帯域または3つの帯域)を支援する。しかしながら、MSが1つのみのRXチェーンをもつ実施形態では、MSは、2つ以上の受信技術チェーンを同時にアクティブにすることができない。2つの基本的なハンドオフのシナリオ、すなわち、アイドルモードのハンドオフおよび専用モードのハンドオフがある。専用モードでは、MSが契約しているサービスのタイプに基づく別の分類がある。音声および回線交換データサービスは、パケット交換データサービスと異なる。次のセクションでは、アイドルモードおよび専用モードにおけるMSC間のハンドオフ(回線交換サービスのみ)を扱う。
アイドルモードのシステム選択
実施形態では、移動体は、次の場合において、アイドルのハードハンドオフを行うであろう:
パワーアップ時(動作モードの選択);
現在の動作モード技術(GSM1xまたはGSM)の信号受信が、ある特定の所与の閾値よりも低いとき(システムは失われていると考えられる);
ネットワークによってそうするように命令されたとき;
ユーザの選択。
パワーアップ
移動体は、パワーアップされているとき、最後の既知のモード、すなわち、GSM1xまたはGSMの何れかを使用することを試みるであろう。移動体は、1分以内の間に、最後の既知モードを得るのに失敗すると、第2の動作モードに戻って、それを得ることを試みるであろう。移動体は、1分以内の間に、選択されたモードを得るのに再び失敗すると、元のモードに戻るであろう。このとき、移動体は、獲得処理を示す前に、TBD時間の間、スリープモードに入るであろう。スリープモードに入ると、バッテリ消費は低減するであろう。処理全体は、移動体が動作モードの1つを得ることができるまで続くであろう。移動体は、動作モードを切り換えるとき、その動作モードの定義された正規のシステム判断アルゴリズムを行なう。
システムの損失
移動体は、自分がキャンプしているモードの信号を失うと、パワーアップモードの獲得に類似したやり方で動作するであろう。移動体は、最後の既知のモード、すなわち、GSM1xまたはGSM上でキャンプすることを試みるであろう。移動体は、TBD連続試行の間に、最後の既知のモードを得ることに失敗すると、第2の動作モードに戻り、それを得ることを試みるであろう。移動体は、1分以内の間に、このモードを得ることに失敗すると、元のノードへ戻るであろう。それが獲得を試みるであろう時間は、1分以内のみの間である。この処理は、移動体が動作モードの1つを得ることができるまで続くであろう。移動体は、深いスリープモードの後で起きると、パワーアップのために定められたのと同じ手続きを行うであろう。
ネットワークコマンド
ある特定の場合において、GSMモード上でキャンプしている移動体に、それがキャンプしているモードを選択し直して、GSM1xモードに切り換わるように命令することが望ましい。デュアルモード(GSM1x/GSM)の移動体は、最初は、GSMモードにキャンプしていて、そこでは、GSMのみの受信可能範囲が与えられていて、GSM1xのモードの受信可能範囲区域に入ると、GSM1xモードに移るように命令され得る。この動作を支援する幾つかの技術がある。
位置に基づくSMSセル同報通信(SMS Cell Broadcast, SMSCB)
このセクションの残りは、この目的のためにSMSセル同報通信を使用することについて詳しく説明する。
SMSセル同報通信は、GSM03.41に記載されている。このサービスは、所与の予め定められた地理的区域内の全ての移動体に定期的にメッセージを送ることを可能にする。このサービスを使用して、オペレータは、GSM1xのオーバーレイ受信可能範囲区域の縁端部上の全てのGSMのセルに固有のメッセージを送ることができる。このメッセージは、デュアルモードの移動体に、GSM1xの技術に同調するように命令するであろう。
GSMでは、SMSCBの技術は、異なるタイプのメッセージ(気象情報、ニュース、等)を伝送するのに使用される。各ユーザは、ある特定の組のサービスに加入することができる。アイドルのHHOに必要な特定のサービスに適応するために、2つのオプションがある。
1.ある特定の大域サービス番号が割り振られるであろう。これは、GSM標準の変更を要求するであろう。これは、より魅力のないアプローチであり、GSM標準を変更することは、達成することが困難であり、避けられるべきである。
2.オペレータ専用サービス番号が割り当てられるであろう。この割り当ては、オペレータ専用であり、SIMレベル(EECBMI、EFCBMID、およびEFCBMIR)における移動体の規定の一部であるだろう。これは、より好適なアプローチであり、何れのGSM標準の変更も要求しない。
GSMとGSM1xとの間の不要な技術間のアイドルのハードハンドオフを避けるために、移動体が少なくとも2つの連続するSMSCBメッセージを受信した後でのみ、このハードハンドオフをトリガすることが推奨される。
SMSセル同報通信(SMSCB)は、書込み−置換要求(GSM03.41のセクション9.1.2参照)をセル同報通信局(Cell Broadcast Center, CBS)からBSCへ送ることによって開始される。この要求は、次のフィールドを含む。
メッセージ識別子
GSM03.14のセクション9.2.1参照。GSM03.14のセクション9.3.2.2の定義を使用すると、範囲1100内の値、すなわち9FFF(16進法)を選択し、MEサーチリスト上の値を含むことが推奨される。提案される範囲は、現在は、保留されているが、禁止されていない。
新しい連続番号
GSM03.14のセクション9.2.3参照。GSM03.14のセクション9.3.2.1の定義を使用すると、この16ビットのフィールドを次のように設定することが推奨される。
GS(2ビット)は、01に設定されるであろう(PLMNの幅)。
メッセージコード(10ビット)は、1に設定されるであろう。
更新番号(4ビット)は、ゼロに初期設定されるであろう。
セルリスト
GSM03.14のセクション9.2.5.1参照。このリストは、GSM1xの受信可能範囲区域の境界内の全てのGSMのセルを含むであろう。
反復期間
GSM03.14のセクション9.2.8参照。この基本反復期間は、1.883秒である。このファイルは、1ないし1024の範囲に設定されることができ、なお、各単位は、1つの基本反復期間を定めている。
要求される同報通信無し
GSM03.14のセクション9.2.9参照。このフィールドはゼロに設定され、その結果、メッセージは無限に伝送されるであろう。
ページ数
GSM03.14のセクション9.2.4参照。このフィールドは、1に設定されるべきである。
データ符号化方式
GSM03.14のセクション9.2.18参照。
CBSメッセージ情報ページ #1
GSM03.14のセクション9.2.19参照。このフィールドは、実際のメッセージを含み、82オクテットを越えるべきではない。メッセージがそれよりも少ないときは、メッセージは、パッドされるべきである。このフィールドを空のまま(パッディングのみ)にすることが推奨される。
CBSメッセージ情報長 #1
GSM03.14のセクション9.2.20参照。このフィールドは、情報の実際のサイズを含む。メッセージ情報の内容(上述参照)についての推奨に基づいて、このフィールドはゼロに設定されるべきである。
ユーザの選好
ユーザは、モード選択モードを自動または手動に設定するオプションを与えられるであろう。手動モードを選択するときは、ユーザは、自動選択を無効にして、好ましいモードを手動で選択することができるであろう。ユーザが好む手動モードでは、移動体は、ユーザが選択したモードに同調することを試みるであろう。移動体がモードを得ることに失敗すると、適切なメッセージがユーザに表示され、ユーザが別のモードを選択するか、現在の選択を維持するか、または自動選択モードに戻ることができるであろう。
ユーザがGSMシステムを手動で選択するとき、移動体は、それにGSM1xのシステムに変更するように命令するSMSCBメッセージを無視するであろう。
専用モードのハンドオフ
ハンドオフがGSM1xとGSMとの間で行われる一方で、サービスを維持することを可能にするために、ハンドオフゾーン内に、2つの技術の受信可能範囲区域間のオーバーラップがあるべきである。図4に与えられている例は、HHO検出のためにパイロットビーコンまたは境界セルを使用することを示している。図4は、実施形態にしたがって、パイロットビーコンユニット(遷移セル)を示している。GSM1xのセル402、GSM1xの境界セル404、およびGSMのセル406が示されている。
時間の制約
表1は、CDMA1xのネットワーク特性についての例示的な情報を与えている。
Figure 2007524278
実施形態にしたがって、ハードハンドオフ手続きの時間線を示す。検出点から、移動体にハードハンドオフコマンドが到達するまでの手続きの第1の段階の時間期間は、まだ分からないが、手続き全体は数秒を越えるべきではないと仮定することができる。これは、密集した都市部においてでさえ、移動体の移動速度に対する何らかの厳しい制約を作らない。図5は、検出点502を示す。不明の数秒後504、HHOは移動体に到達する506。830ミリ秒の例示的な時間の後で508、HHO手続きは終了する510。
HHOの検出
技術間のハードハンドオフ手続きの一部分は、ハンドオフを行う必要を適切に選択することを可能にする。検出の方法は、次に示すものを含む:
パイロットビーコンユニットの使用;
境界セルユニットの使用;
所定位置位置特定情報の使用;
デュアルRFチェーンと、1xおよびGSMの信号の同時受信との使用;
変更される候補周波数のサーチの使用;
候補周波数のサーチ。
この方法では、移動体は、予め定められた時間間隔でその伝送を止め、そのRFチェーンに同調して、別の周波数におけるセルの信号強度を測定し、これらの強度測定値を、それが通信しているBSCへ報告する。これらの報告に基づいて、移動体によって使用されている現在のBSCは、移動体に、別の周波数におけるセルを使用するように指示することができる。
GSM1xへの適応
実施形態にしたがって、基本のGSMのネットワークのセルを測定するアルゴリズムは、GSM1xで動作し、GSM1xの受信可能範囲区域の境界に近付くとき、RANによってではなく、MSNによって制御されるであろう。GSM1xのネットワークの各境界セルごとに、MSNは、同じ地理的区域をカバーしているGSMのセルのリストを保持するであろう。各セルごとに、MSNは、その周波数およびBSICを保持するであろう。全てのGSMのセルは、同じPLMNに属すると仮定する。
このメモに記載されている手続き中にMSNと移動体との間で交換されるメッセージは、PROTOCOL TYPE=0100のGSM1xのシグナリングプロトコルを使用するであろう。
標準動作
図6は、実施形態にしたがってメッセージの流れを示す。
ステップ #1
GSM1xからGSMへを開始するためのトリガは、境界セルへのBSC内のハンドオフか、あるいは境界セルまたはパイロットビーコンへのBSC間のハンドオフ要求であり得る。
パイロットビーコンユニットは、余分な装備を取り除いたCDMAのセルであって、パイロットチャネルのみを伝送するので、移動体は、パイロットビーコンへハンドオフされることができない。したがって、全てのパイロットビーコンユニットは、正規のセルによって使用されるBSCユニットとは異なる専用のBSCユニットの組に接続される。この場合に、MSNは、ハンドオフが要求されたというメッセージ(Handoff Required message)においてパイロットビーコンを認識し(ステップ2参照)、パイロットビーコンへのハンドオーバを実際には始めないが、境界セルへのBSC間のハンドオフについてこのセクションに記載されているのと同じ方法で、これをトリガとして使用するであろう。
境界セルへのハンドオフがBSC内のハンドオフである場合は、BSS(GSM1xのRAN)は、ハンドオフが実行されたというメッセージを使用して、ハンドオフの動作についてMSNに知らせる(図6のメッセージ#1参照)。
次のテキストは、IS−2001.4−Bのセクション2.4.9から引用されている。
BS内のハンドオフは、1つのBSの領域のもとで行われるハンドオフである。したがって、MSCは、ハンドオフの実行に関与しない。BS内のハンドオフが適切に完了すると、BSは、ハンドオフが実行されたというメッセージによってMSCに知らせることができる。
“指定セル”として識別されるセクタが呼から取り除かれるとき、呼において、現在、源のBSとしてサービスしているBSは、呼を与えているセクタの組から、新しい“指定セル”を選択し、適切なセルの識別子をMSCに与えるであろう。
上述の引用されたテキストにおいて、“MSC”は、GSM1xのアーキテクチャでは“MSN”によって置き換えられるべきである。
境界セルへのハンドオフがBSC間のハンドオフである場合は、BSS(GSM1xのRAN)は、ハンドオフが要求されたというメッセージを使用して、ハンドオフ動作が要求されていることをMSNに知らせる。
ステップ #2
MSNは、移動体が1つのGSM1xの境界セルまたは1組のGSM1xの境界セルのみによってサービスされると判断すると、移動体によって使用されている境界のGSM1xのセルと同じ地理的区域をカバーしている候補のGSMのセルのリストを移動体に与えるであろう。MSNによって使用されるGSM1x候補周波数サーチ要求メッセージは、候補周波数サーチ要求メッセージに基づく。メッセージ構造は、次の表2のように定められる。
Figure 2007524278
CFSRM SEQ−候補周波数サーチ要求メッセージの連続番号(Candidate Frequency Search Request Message sequence number)
MSNは、このフィールドを、GSM1x候補周波数サーチ要求メッセージの連続番号に設定するであろう。
SEARCH TYPE−サーチコマンド
MSNは、このフィールドを、メッセージの目的を示すための適切なSEARCH TYPEコードに設定するであろう。
GSM1xの有効値は、次のものである:
‘00’−移動体は進行中の定期的なサーチを止めるべきである;
‘01’−移動体は定期的なサーチを行なうべきである。
SEARCH PERIOD−定期的なサーチにおける候補周波数に対する連続的なサーチ間の時間
MSNは、このフィールドを、移動体によって使用されるサーチ期間に対応するSEARCH PERIOD値、すなわち、候補周波数に対する連続的なサーチの開始間の時間に設定するであろう。
SEARCH MODE−サーチモード
MSNは、このフィールドを‘1111’(GSM1x専用)に設定するであろう。
GSM BAND
MSNは、このフィールドを、特定のGSM目標ネットワークによって使用されるGSMの周波数帯域にしたがって設定するであろう。表3は、予想値を与えている。
Figure 2007524278
MODE SPECIFIC LEN−モード別の長さのフィールド
MSNは、このフィールドを、このメッセージのモード別フィールドにおけるオクテットの数に設定するであろう。
モード別フィールド−サーチモード別フィールド
実施形態にしたがって、MSNは、全ての候補のGSMのセルにおいて、表4内の次のフィールドを含むであろう。
Figure 2007524278
GSM CELL ID
MSNは、このフィールドを、特定のGSMセルのセル識別子に設定するであろう。
BSIC
MSNは、このフィールドを、特定のGSMセルによって使用されるBSICに設定するであろう。
GSM CELL FREQ OFFSET
MSNは、このフィールドを、特定のGSMのセルによって使用される200キロヘルツの段の周波数オフセットに設定するであろう。
GSM1x候補周波数サーチ要求メッセージを受信すると、移動体は、受信した情報を記憶し、ステップ#3から開始するであろう。
ステップ #3
MSNからGSM1x候補周波数サーチ要求メッセージを受信した後で、移動体は、MSNに、GSM1x候補周波数サーチ応答メッセージで応答する。このメッセージは、ネイティブのCDMAの候補周波数サーチ応答メッセージと同じである。
ステップ #4
MSNは、移動体が周囲のGSMのネットワークを測定し始めるべきであると判断すると、移動体にそうするように命令するであろう。MSNによって使用されるGSM1x候補周波数サーチ制御メッセージは、候補周波数サーチ制御メッセージに基づく。メッセージ構造は、表5に示されているように定められる。
Figure 2007524278
CFSCM SEQ−GSM1xの候補周波数サーチ制御メッセージの連続番号(GSM1x Candidate Frequency Search Control Message sequence number)
MSNは、このフィールドを、周波数候補サーチ制御メッセージの連続番号に設定するであろう。
SEARCH TYPE−サーチコマンド
MSNは、このフィールドを、メッセージの目的を示すための適切なSEARCH TYPEコードに設定するであろう。
GSM1xの有効値は、次のものである:
‘00’−移動体は進行中の定期的なサーチを止めるべきである;
‘01’−移動体は定期的なサーチを行なうべきである。
ステップ #5
MSNからGSM1xの候補周波数サーチ制御メッセージを受信した後で、移動体は、次の使用可能なフレーム境界(20ミリ秒)において周囲のGSMのネットワークを測定することを試みるであろう。
図7は、GSMのエネルギー測定を示す。実施形態において、1つのGSMのセルを測定するために、250us(702)でRFに同調し、577us(704)で実際の測定し、合計で827usを与えることを要求する。移動体がGSM1xのネットワークから離れる最短時間は、20ミリ秒(1フレーム)(706)であり、したがって、24個までの異なるGSMのセルを測定することができる。実施形態では、この測定は、3回繰返されて、その結果を平均する。
上記数値に基づいて、移動体は、周囲のGSMのネットワークを測定するために、3回ホップする必要があるであろう。各ホップは20ミリ秒であり、ホップ間のギャップは、480ミリ秒である。したがって、全体的な測定は、1.5秒にまたがるであろう(図8参照)。
図8は、候補周波数サーチを使用する、GSM測定を示す。ステップ802では、境界セルへのハンドオフが実行される。ステップ804では、GSM1x候補周波数サーチ要求が発行される。ステップ806では、GSM1x候補周波数サーチ応答が送られる。ステップ808では、GSM1x候補周波数サーチ制御が発行される。ステップ810では、GSM1x候補周波数サーチ報告が発行される。ホップ812、814、および816は、20ミリ秒として示されている。ホップ間のギャップ818、820は、480ミリ秒として示されている。
移動体は、測定を終了すると、結果を、GSM1x候補周波数サーチ報告メッセージを使用して、MSNに報告する。このメッセージは、候補周波数サーチ報告メッセージに基づく。メッセージ構造は、表6に示されているように定められる。
Figure 2007524278
LAST SRCH MSG−報告されているサーチを開始したメッセージのタイプの指標
このメッセージが、GSM1x候補周波数サーチ制御メッセージまたはGSM1x候補周波数サーチ要求メッセージによって開始された1回のサーチまたは定期的なサーチの結果を報告するために送られているときは、移動体は、このフィールドを‘0’に設定し、そうでなければ、移動局は、このフィールドを‘1’に設定するであろう。
LAST SRCH MSG SEQ−報告されているサーチを開始したメッセージにおいて受信された連続番号
このメッセージが、GSM1x候補周波数サーチ制御メッセージに応答して送られているときは、移動体は、このフィールドを、GSM1x候補周波数サーチ制御メッセージから、CFSRM SEQフィールドの値に設定するであろう。
SEARCH MODE−サーチモード
移動体は、このフィールドを、サーチパラメータを特定したGSM1x候補周波数サーチ要求メッセージによって特定されたサーチのタイプに対応するSEARCH MODE値に設定するであろう。このフィールドは、‘1111’(GSM1xに専用)に設定されるであろう。
MODE SPECIFIC LEN−モード別の長さのフィールド
移動体は、このフィールドを、このメッセージのモード別のフィールドにおけるオクテットの数に設定するであろう。
モード別フィールド−サーチモード別フィールド
移動体は、全ての候補のGSMのセルにおいて、次の表7内のフィールドを含むであろう。
Figure 2007524278
GSM CELL ID
移動体は、このフィールドを、特定のGSMのセルのセル識別に設定するであろう。
GSM CELL FREQ OFFSET
移動体は、このフィールドを、特定のGSMのセルによって使用される200キロヘルツの段における周波数のオフセットに設定するであろう。
TOTAL RX PWR
移動体は、このフィールドを、特定のGSMのセルのために測定されたTOTAL RX POWERに設定するであろう。
GSM1x候補周波数サーチ報告メッセージを受信すると、MSNは、メッセージ内に収められている情報をパースするであろう。この情報に基づいて、MSNは、最良の目標のGSMのセルを選択し、HHO手続きを開始し、ハンドオーバ要求メッセージを適切なGSMのMSCへ送るであろう。
異常動作
候補周波数サーチ中、MSNは、BSS(GSM1xのRAN)からハンドオフが実行されたというメッセージも受信し得る。受信されたハンドオフが実行されたというメッセージが、移動体がGSM1x受信可能範囲区域の縁端部上に最早いないことを示唆すると、MSNは、‘00’に等しいSEARCH TYPEフィールドをもつ、GSM1x候補周波数サーチ要求メッセージまたはGSM1x候補周波数サーチ制御メッセージを使用して、候補周波数サーチ動作をアボートするであろう。
信号電力測定
ハードハンドオフは、信号電力の推定値に基づく。目的は、フェージングおよびシャドウイングの影響のあるところで、信号電力の推定値を解析することである。受信機の雑音は、平均化によって、重要でないと仮定される。
フェージング
見通し線外の環境における伝搬作用のフェージングがあると、移動体における受信電力は、パラメータfのレイリー分布(ドップラ拡散)をもつ。
=F v/c
ここで、Fは、搬送波周波数、
vは、移動速度(メートル/秒)、
Cは、光速(3108メートル/秒)、
相関時間定数は、
Figure 2007524278
フェージングによる受信電力のSTDは、5.5デシベルである。
シャドウイング
シャドウイングは、受信機の位置による受信電力の変化(遮断および反射)をモデル化した伝搬効果である。定義によって、シャドウイングの変化はフェージングよりも緩慢であり、搬送波周波数とは無関係に環境によって生じる。
シャドウイングは、対数正規分布によって、7.5デシベルの分散でモデル化される。空間変動値は、自己相関パラメータ、すなわち、8÷20メートルによってモデル化される。仮定は、次の計算において、10メートルである。
表8は、時間定数(@Fcarrier=850メガヘルツ)を示している。
Figure 2007524278
表9は、電力推定誤差(標準偏差)を示す。
Figure 2007524278
全ての数値は、デシベルである。
実施形態において、受信電力は、480ミリ秒の3つの期間で平均化される。この方法は、3.5デシベル未満の受信電力測定値(標準偏差)を与えることになる。平均時間がより長くなると、推定値は向上することになる。
近隣のリストが十分に小さい場合、各20ミリ秒の期間において、各周波数の2つの測定値が10ミリ秒離れるとき、それはより好適になるであろう。この場合は、同じ時間スパンにおいて、6つの測定値があるであろう。電力の平均化は、対数(デシベル)領域ではなく、電力領域であることに注意すべきである。
向上
専用モードで伝送を中断すると、音声品質に影響を与える。したがって、移動体が送信/受信しない時間期間の継続期間は、適切なサービス品質を維持するために、最小であるべきである。
GSMシステムにおいて目標のセルを選択するには、電力測定では十分でないことがある。測定値が、偽の結果を戻し得る原因を次に示す。
トラヒックのみ(BCCHは除かれる)に使用される強い周波数が、近隣のリストに示されているセルと異なる。
2つ以上のBCCHの周波数が、同じ周波数を使用する(4/12の再使用は、あまりロバストではない)。
システム干渉波以外の強いもの。
チャネル干渉波に隣り合う強いもの。
前のセクションに与えられているアルゴリズムを向上し、呼の切断をもたらすであろう偽の検出を無くすために、移動体は、以前と同じ基本的な電力の測定を行うが、MSNに結果を報告しないであろう。その代りに、それは、結果を降順で配列するであろう。最強である、潜在的な目標のGSMのセルの予め定められた数値において、移動体は、FCCHおよびSCHを復号して、これが真のGSMのセルであることを確認することを試みるであろう。
51マルチフレーム構成において、SCHは、フレーム1、11、21、31、41上で伝送され、これは、約47ミリ秒の平均時間を与える。SCHは、常に、簡単なトレーニング系列であるFCCHによって先行される。FCCHが検出されると、SCHの位置が分かり、それは(4.615ミリ秒後)である。移動体は、FCCHを使用して、GSMのフレーミングと同期をとり、その後で、SCHを復号して、PLMNおよびBSICの数を検索するであろう。
目標のGSMのセルのエネルギー測定
目標のGSMのセルのエネルギーを測定する方法は、別途示される。これらの方法は、GSMのFCCHとの適切な同期およびSCHの復号を可能にするために、mDSPをさらに向上する必要がある。
CDMAチップおよびmDSPの使用
CDMAモードのときに、CDMAチップを使用し続けるが、それを、測定されるセルのGSM周波数に同調する。mDSPは、信号をフィルタにかけて、GSMチャネル(200キロヘルツ)を隔離して、電力を測定するであろう。結果は、さらに処理するために、ARMへ報告されるであろう。
GSMチップおよびmDSPの使用
GSMモードのときに、GSMチップに切り換えて、それを、測定されるセルのGSMの周波数に同調させる。mDSPは、信号をフィルタにかけて、GSMチャネル(200キロヘルツ)を隔離して、電力を測定するであろう。この場合に、GSMのチップはGSMチャネルのためのアナログフィルタを含むので、フィルタの要件は軽減される。結果は、さらに処理するために、ARMに報告されるであろう。
RTRがRFRと同時にアクティブにされることができるかどうかを確認して、同調に要する時間を短縮する必要がある。
CDMAチップおよび外部電力メータの使用(試験のみのため)
CDMAモードでCDMAチップを使用し続けるが、それを、測定されるセルのGSM周波数に同調させる。GSMチャネルフィルタ(200キロヘルツ)を含むべき外部電力メータを追加する。この電力メータは、SBIを介して、ARMに接続されることができる。ARMは、SBIコマンドによって、電力メータの測定値に同期するであろう。
このオプションは、いくつかの追加のハードウエアが移動体に追加されるであろうことを要求するするので、比較的に望ましくない。
境界セルにおける呼設定
移動体は、自分が境界セル内にいることに気付かない。移動体が境界セル内で呼を設定することを試みるとき、MSNは、MSN構成表を使用して、元のセルのIDを確認するであろう。移動体がサービスしているセルが境界セルであり、移動体の階級値が、移動体がデュアルモードの移動体であることを示すとき、MSNは、移動体にGSMのネットワークに移るように命令するであろう。移動体がデュアルモードでないときは、MSNは、呼の設定を続行するであろう。
MSN構成表
現在の設計は、源のGSM1xのセルのフットプリントと、GSM1xの受信可能範囲区域の境界における目標のGSMのセルとの間に1対1の相関があると仮定している。MSNによってサービスされる各セルにおいて、MSNは、次の表10に示されているような情報要素を保持している。表10は、MSN構成表の情報要素を記載している。
Figure 2007524278
表11は、MSN構成表内の2つの一般的なエントリの例を与える。
Figure 2007524278
MSNが、サービスしているセルが境界セルとして示されることに気付くと、技術間ハードハンドオフ手続きがトリガされる。
HHOの実行
GSMのプロトコルレイヤの処理
GSMのプロトコルスタックは、RRレイヤにおいてハンドオーバ手続きを行なう一方で、プロトコルレイヤ(RR、MM、およびCM)の保全性を維持する。GSMでは、これらのレイヤは、移動体側およびアンカーのMSC上に存在する。
CMレイヤは、CC、SS、およびSMSのサブレイヤにさらに分割されることができる。GSMへの技術間ハードハンドオフを行うとき、この場合にアンカーのMSCとして働いている移動体とMSNとの両者において、RR、MM、およびCMのエンティティをインスタンス化する必要がある。これらのエンティティは、GSMをアクティブモードに維持するのに必要とされる全ての関連情報を使用して、アクティブ状態で生成されるべきである。
次の段落では、技術間ハードハンドオフ手続きの一部として、これらのエンティティの生成を扱う。
RRレイヤ
ネットワーク側では、RRレイヤはネイティブのGSMのRRレイヤであり、GSMの仕様にしたがうべきである。
移動体側では、RRレイヤは、何らのアイドル手続きを行うことなく、専用モードへ促されるであろう。それに応じて、アイドル処理に関係する全てのパラメータは初期化されるであろう。その後で、RRレイヤは、GSMの仕様にしたがって、新しいGSMの宛先セルとハンドオーバ手続きを行うであろう(主として、GSM04.18のセクション3.4.4)。
RRレイヤの下のGSMレイヤは、ネイティブのGSMレイヤであり、GSMの仕様に準拠するであろう。物理チャネルの設定は、非同期セルの場合にしたがうであろう。
ネットワークは、技術間HHO手続きの一部として、暗号化モードを設定する。これを可能にするために、ハンドオーバコマンドメッセージのオプションの暗号化モードの設定のIEは、技術間HHOの必須のIEになる。ネットワークは、これが非同期のハンドオーバであると判断するであろう。
MMレイヤ
HHO中に、移動体側とMSN側の両者におけるMMレイヤは、GSMのMMプロトコルのMM接続アクティブ状態へ初期化されるであろう。GSM04.08にしたがって、MMレイヤは、ネットワーク側にそのピアエンティティへのRR接続をもつとき、MM接続アクティブ状態である。1つ以上のMM接続がアクティブである。GSMでは、MMレイヤは、ナル状態から始まる、一連の状態遷移を行った後で、MM接続アクティブ状態に入る。これらの状態遷移中に、MMパラメータのリストは、遷移を駆動しているプリミティブから受信される値で初期化される。技術間HHO手続きにおいて、MMレイヤは、MM接続アクティブ状態に促され、したがって、上述のプリミティブ内に含まれる情報は、他の手段を使用して、MMレイヤによって初期化されるであろう。これらのセクションの残りは、初期化されるパラメータを示し、初期化値を特定する。
全てのシステム情報は削除されるであろう。
MM接続数は、既存のCMのトランザクション数にしたがって初期化されるであろう。1つの音声呼のHHOにおいて、接続数は、1に初期化されるであろう。
暗号化キーは、SIMからの値で初期化されるであろう。
暗号化キーの連続番号は、SIMからの値で初期化されるであろう。
チャネルモードは、HOコマンドメッセージからの値で、第1のチャネル(チャネル組1)のモードのIEから初期化されるであろう。このIEは、GSM1xからのHHOにおいて必須であるが、GSMではオプションである。
チャネルタイプは、第1のチャネルの説明から、IEの時間の後で、HOコマンドメッセージからの値で、初期化されるであろう。
サブチャネルは、第1のチャネルの説明から、IEの時間の後で、HOコマンドメッセージからの値で、初期化されるであろう。
CMのサービスタイプは、次のように初期化されるであろう。
MOでは、音声呼に対しては0001に、緊急呼に対しては0010に設定されるでろう。
MTでは、呼は使用されないであろう。
移動局の階級値。GSMの階級値は、GSM1xモードでも規定される。階級値は、HHO手続きの一部ではない(認証手続きにおいて送られる)。
移動体識別は、GSM1xの呼の移動体識別から、次のように得られるであろう。
GSM1xの呼が、IMSIを使用して初期化されたとき、移動体識別のタイプは、IMSIになるであろう。値は、SIMからEFimiから求められるであろう。
緊急呼では、移動体識別は初期化されるであろう。(1つの選択肢はIMEIを使用することである。ネットワーク側でIMEIを得るやり方を見付ける必要がある。移動体識別が、ハンドオーバ中およびその後に要求されるかどうかでさえ確かではない。)
全ての場合において、TMSIは使用されない。
移動局の更新状態は、更新されていないと示されるであろう。その代りに、移動体は、GSM1xの元のセルの位置区域を識別するSIMにLAI値を書き込むであろう。
“ローミングにおける禁止位置区域”と、“サービスの領域規定における禁止位置区域”のリストとは、HHOの一部として削除されるであろう。(GSMでは、これらはパワーダウン時に削除されるので、GSMモードでなくなること(すなわち、GSM1xになること)は、GSMのパワーダウンに似ている。)
CMレイヤ
GSMのCMレイヤは、3つの構成要素、すなわち、CC、SS、およびSMSから成る。全ての3つの構成要素の文脈は、HHO中に初期化されなければならない。この文書の現在の説明では、CCのみが扱われる。
CCサブレイヤ
CMサブレイヤのCCの構成要素は、呼の制御および呼に関係する補助サービスを担当する。この文書の現在の説明では、CCの1つのみのインスタンスが支援され、いくつかの将来のフックは別にして、呼に関係するSSは支援されない。
HHO中に、移動体側およびMSN側の両者におけるCCサブレイヤは、GSMのCCプロトコルのアクティブ(U10/N10)状態に初期化されるであろう。GSM04.08にしたがうと、CCのサブレイヤがアクティブ状態であるのは、a)移動体が終了する呼において、MSが呼に返答したとき、およびb)移動体が発信する呼において、MSが、遠隔のユーザが呼に返答したという指示を受信したときである。HHO中に、アクティブ状態の全ての補助状態機械は、アイドル状態(例えば、SSを保持および検索するための、補助状態機械のアイドル状態)に初期化されるであろう。GSMでは、CCのサブレイヤは、ナル状態から始まる一連の状態遷移を行った後で、アクティブ状態に入る。これらの状態遷移中に、CCパラメータのリストは、遷移を駆動しているプリミティブから受信される値で初期化される。HHO手続きにおいて、CCサブレイヤは、アクティブ状態へ促され、したがって、上記のプリミティブに含まれる情報は、他の手段を使用して、CCサブレイヤによって初期化されるであろう。このセクションの残りは、初期化されるパラメータを示し、初期化値を特定する。
トランザクションID(Transaction ID)は、GSM1xモードで呼がもつTI値にしたがって初期化されるであろう。GSM1xモードにおける呼のTIの割り振りは、GSM1xの補助サービスに定められており、80−31493−1である。
ベアラ能力1は、次のように設定されるであろう。
IEI: 04H
長さ: 01H
値: A0H
ベアラ能力2は、(音声呼に使用されない)この段階に関連していない。
発呼当事者のBCD番号は、GSM1xモードで呼がもつ発呼当事者のBCD番号にしたがって初期化されるであろう。
発呼当事者のサブアドレスは、GSM1xモードで呼がもつ発呼当事者のサブアドレスにしたがって初期化されるであろう。
被呼当事者のBCD番号は、GSM1xモードで呼がもつ被呼当事者のBCD番号にしたがって初期化されるであろう。
被呼当事者のサブアドレスは、GSM1xモードで呼がもつ被呼当事者のサブアドレスにしたがって初期化されるであろう。
当事者のBCD番号の転送は、この段階において支援されていない。
当事者のサブアドレスの転送は、この段階において支援されていない。
下位レイヤの互換性Iは、(音声呼に使用されない)この段階において支援されていない。
下位レイヤの互換性IIは、(音声呼に使用されない)この段階において支援されていない。
上位レイヤの互換性Iは、(音声呼に使用されない)この段階において支援されていない。
上位レイヤの互換性IIは、(音声呼に使用されない)この段階において支援されていない。
CCの能力は、初期化されるであろう。
CMのサービスタイプは、MMレイヤのように初期化されるであろう。
暗号化キーの連続番号は、IMから読み出されるであろう。これは、GSM1xモードで行われた各認証手続き後に、GSM1xのMSがこの値を記憶する要件を設定する。
移動局の階級値は、規定情報に基づくであろう。
移動体識別は、MMレイヤのように初期化されるであろう。
チャネルモードは、MMレイヤのように初期化されるであろう。
チャネルタイプは、MMレイヤのように初期化されるであろう。
サブチャネルは、MMレイヤのように初期化されるであろう。
SMS(SMSサブレイヤ)の処理
HHO中のSMSの処理は、文書のこの説明によって支援されていない。
注:GSMにおけるSMSメッセージは、SAPI=3を使用する。GSM04.18のセクション3.1.4.2にしたがって、0以外のSAPIにおいて、データリンク手続きは、メッセージの損失または複製に対して何らの保証も与えない。
補助サービス(supplementary service)の処理(SSサブレイヤ)
CMサブレイヤのSSの構成要素は、補助サービスの管理を担当する。HHO中のSSの管理の処理は、文書のこの説明によって支援されていない。
レイヤ2のメッセージの処理
GSMでは、異なるプロトコル層(CM(CC、SS、およびSMS)、MM、およびRR)からの全てのシグナリングメッセージは、レイヤ2において1つの待ち行列によって処理される。ネットワークとの通信は、停止および待機のアプローチを使用して行われる。メッセージがネットワークへ送られると、次のメッセージは、第1のメッセージがネットワークによって肯定応答された後でのみ伝送される。このアプローチでは、複製を避けるために、トグルビットが使用される。ネットワークにおいて、トグルビットの同じ値をもつメッセージが受信されると、それは捨てられるであろう(メッセージは複製である)。しかしながら、肯定応答メッセージは、それでも移動体へ送られるであろう。
GSM1xのみにおいて、技術間HHO手続き中に、補助サービス管理(Supplementary Service Management, SSM)、補助サービス動作(Supplementary Service Operation, SSO)、およびSMS通信の保全性が維持されるべきである。技術間HHOコマンドを受信すると、移動体は、これらのメッセージの伝送を中断し、メッセージ待ち行列および最新の伝送の状態を維持するであろう。技術間HHO手続きが終了し、移動体がGSMのネットワーク上でサービスを再開すると、待ち行列に入れられたメッセージの伝送が再開されるべきである。未処理のメッセージ(肯定応答されていないメッセージ)があるときは、それは再送されるべきである。
音声サービスの処理
GSM1xおよびGSMは異なるボコーダを使用する。したがって、MSNは、要求された音声サービスを、GSMのMSCへ送られている一部のハンドオーバ要求メッセージとして特定すべきである。要求されるサービスとして、EVRCを使用することが提案される。
基本的な技術間のハードハンドオフ
このタイプのハンドオフは、GSM1xのMSNとのGSMのMSNとの間で行われる。GSM1xのMSNは、アンカーのMSNとして働く。ゲート伝送またはデュアル受信チェーン方法が採用されるとき、GSM1xのMSNによってMSへ与えられる情報も使用可能である。
成功の動作
図9は、1つの実施形態にしたがって、GSM1xからGSMへのハンドオフメッセージの流れ図を示す。図9は、GSM1xのMSNとGSMのMSCとの間の回線接続を要求する成功の基本的な技術間のハードハンドオフのシグナリングを示している。
ステップ901において、GSM1xのMSNはハンドオフ手続きを開始する。GSM1xのMSNは、GSMネットワークへの技術間ハードハンドオフを行う全ての基準が満たされていると判断すると、候補の目標のセルのリストを作るであろう。GSM1xのMSNは、候補の目標のセルのリストを設定した後で、完全なハンドオーバ要求メッセージを含むMAPハンドオーバ準備要求メッセージを、目標のGSMのMSCへ送るであろう。
ステップ902では、GSM1xのMSNは、その構成表内に記憶されているGSMのネットワークパラメータを、GSM1xのBSCへ送る。このメッセージは、GSM1xのシグナリングトンネル機構を使用して送られる。
ステップ903では、GSM1xのBSCは、GSM1xのMSNによって送信されたGSMのネットワークパラメータを、MSへ送る。このメッセージは、GSM1xシグナリングトンネル機構を使用して送られる。
ステップ904では、GSMのMSCは、その関係付けられたVLRからハンドオーバ番号を要求する。ハンドオーバ番号は、GSM1xのMSNからGSMのMSCへの呼の接続をルーティングするために使用される。
ステップ905では、目標のGSMのMSCは、ハンドオーバが要求されたというメッセージ(Handover Required message)を受信すると、ハンドオーバ要求メッセージを目標のGSMのBSCへ送るべきである。GSMのMSCは、ハンドオーバが要求されたというメッセージを送ることと並行して、タイマT3103を開始する。
ステップ906では、無線資源が目標のGSMのBSCにおいて使用可能であるときは、これは、ハンドオーバ要求肯定応答(Acknowledge, ACK)メッセージにおいて、GSMのMSCへ反映されるであろう。新しいGSMのBSCによって送られたハンドオーバ要求肯定応答メッセージは、“レイヤ3情報”の情報要素内の無線インターフェイスメッセージのハンドオーバコマンドを含むであろう。
ステップ907では、ローカルVLRは、割り当てられたハンドオーバ番号をGSMのMSCへ戻す。
ステップ908では、GSMのMSCは、ハンドオーバ番号を受信すると、MAPハンドオーバ準備応答を、GSM1xのMSNへ戻す。これは、GSMのBSCから受信された完全なハンドオフ要求Ackメッセージを含んでいる。
ステップ909では、GSM1xのMSNは、SS7のIAMを送って、GSM1xのMSNとGSMのMSCとの間の回線を開始する。
ステップ910では、GSMのMSCは、GSM1xのMSNから呼を受信すると、ハンドオーバ番号を使用して、MAPハンドオーバ報告送付応答を送ることによって、VLRにおいてハンドオーバ番号を解放する。
ステップ911では、GSMのMSCは、GSM1xのMSNに、呼の回線が保留されていることを知らせる。
ステップ912では、GSM1xのMSNは、ハンドオフ要求Ackメッセージの内容を使用して、GSMのRRのレイヤ3のハンドオーバコマンドを形成する。このメッセージは、古いGSM1xのBSCへ送られるべきである。しかしながら、ハンドオフコマンドのIOSのフォーマットは、GSMのハンドオーバコマンドに適応しない。したがって、このメッセージは、(ADDSによって)GSM1xトンネリング機構を使用して、古いGSM1xのBSCへ送られるであろう。
その後で、ステップ913では、GSM1xのBSCは、GSMハンドオーバコマンドのカプセル化をMSへ送るであろう。
ステップ914では、MSは、GSMハンドオーバコマンドを抽出し、ハンドオフの実行を開始する準備が完了する。先ず、MSは、目標のGSMのセルのFCCHおよびSCHを得る(下記の注を参照)。その後で、MSは、GSMハンドオーバコマンドに定められているように、目標のTCHに同調する。
注:実施形態において、GSMのネットワークを得るとき、MSがFCCHを得るのに平均で27.5ミリ秒(最大で110ミリ秒)かかる。
SCHを得るのに、別の4.6ミリ秒が要求される。
ステップ915では、新しいGSMのBSCが、ハンドオーバ検出メッセージをGSMのMSCへ送る。
ステップ916では、MSがネットワークとの通信に成功すると(言い換えると、RRメッセージのハンドオーバ完了が、MSから受信されると)、新しいGSMのBSCは、ハンドオーバ完了メッセージをGSMのMSCへ直ちに送る(ステップ917)。
ステップ918では、GSMのMSCは、MAP終了信号送付要求メッセージをGSM1xのMSNへ送る。これは、完全なハンドオフ完了メッセージを含んでいる。
ステップ919では、GSM1xのMSNは、GSMのMSCからハンドオーバ完了メッセージを受信すると、クリアコマンドメッセージをGSM1xのBSCへ送り、タイマT315を開始する。
ステップ920では、GSM1xのBSCは、GSM1xのMSNからクリアコマンドメッセージを受信すると、全てのMSに割り振られた資源をクリアして、クリア完了メッセージをGSM1xのMSNへ戻す。
GSM1xのMSNは、GSM1xのBSCからクリア完了メッセージを受信すると、タイマT315をリセットする。
ステップ921では、GSMのMSCは、GSMのBSCからハンドオフ完了メッセージを受信すると、GSM1xのMSNへのSS7返答信号を生成する。
ステップ922では、(MSによって、または他のパーティ加入者によって)呼を終了すると、GSM1xのMSNは、自分自身とGSMのMSCとの間の回線をクリアする。
ステップ923では、GSM1xのMSNは、MAP終了信号送付応答メッセージをGSMのMSNへ送って、GSMのMSC内のMAP資源を解放する。
GSMプロトコルスタックの共通の実行は、MSは専用モードである間、GSM1xのようなGSM/UMTS以外の技術から、GSMへのハンドオフを支援しない。したがって、上述の手続きを支援するために、MS側における、GSMプロトコルスタックの変更は要求されない。
上述で定義されている手続きは、1つの開かれた問題をもつハードハンドオフコマンドがMSへ送られた後で、GSM1xのBSCはハンドオフが開始されたというメッセージ(Handoff Commenced message)を送ることを期待される。しかしながら、BSCは、ハードハンドオフコマンドがカプセル化されたメッセージとしてMSへ送られていることについて気付いていない。提案される解決は、CDMAからAMPSへダミーのハンドオフ命令を送ることに基づいている。GSM1xのBSCは、このメッセージをMSへ送り、MSはそれを無視すべきである。しかしながら、GSM1xのBSC側では、このメッセージは、タイマT7およびT8を適切に扱うのに使用されるであろう。このメッセージは、GSM1xのMSNへハンドオフが開始されたというメッセージを送るためのトリガとしても使用されるであろう。
実施形態では、技術間のHHOが許可される呼設定中の最も早い時点は、サービスネゴシエーション手続きが完了した直後である。別の実施形態では、この要件は緩和され、技術間のHHO手続きは、トラヒックチャネルが設定されて直ぐに支援される。
タイマ
タイマは、ハンドオフ手続きに関与する。
GSM1x側のタイマ
GSM1x側においてハンドオフ手続きに関与するタイマは、次のものである:
タイマT7;
タイマT315;
タイムT9;
タイマT11。
タイマT7の特性は、表12に記載されている。
Figure 2007524278
タイマT315の特性は、表13に記載されている。
Figure 2007524278
タイマT9は、ここでは関連がない。その機能は、目標のBSCに関係し、この場合は、GSM側によって含まれる。
タイマT11は、ここでは関連がない。その機能は、目標のBSCに関係し、この場合は、GSM側によって含まれる。
GSM側のタイマ
GSM側のハンドオフ手続きに関与するタイマは、次のものである:
タイマT3124;
タイマT3105;
タイマT3103。
タイマT3124の特性は、表14に記載されている。
Figure 2007524278
タイマT3015の特性は、表15に記載されている。
Figure 2007524278
タイマT3103の特性は、表16に記載されている。
Figure 2007524278
異常の場合
MAPプロトコルのエラー
GSMのMSCにおいてMAPハンドオーバ準備要求を受信した後で、GSMのMSCにおけるMAPプロトコルのエラーは、次に示すものの結果として生じ得る。
検出されたユーザのエラー、
プロバイダのエラー(構成要素の拒絶、MAPのダイアログのアボーション)、および、
不成功のハンドオーバ番号の割り振り。
図10は、実施形態にしたがって、MAPプロトコルのエラーの呼の流れ図を示す。図10は、MS1002、GSM1xのBSC1004、GSM1xのMSN1006、GSMのMSC1008、GSMのBSS1010、およびGSMのVLR1012を示す。MS1002とGSM1xのMSN1006との間に会話1014が示されている。MAPハンドオーバ準備要求(ハンドオーバ要求)1021は、GSM1xのMSN1006から、GSMのMSC1008へ送られる。MAPハンドオーバ準備応答(プロバイダのエラーまたはユーザのエラー)、MAP−P−アボート、MAP−U−アボート、または、MAP−終了1022が、GSMのMSC1008からGSM1xのMSN1006へ送られる。
GSM1xのMSNは、MAPエラーメッセージを受信すると、別の要求を試みるか、または呼を切断することができる。
無線資源割当ての失敗
目標のBSC(GSMのBSC)は、資源を割り振ることができないとき、ハンドオーバ失敗メッセージを発行して、それをGSMのMSCへ送る。
GSMのMSCは、ハンドオーバ失敗メッセージをGSM1xのMSNへ送るであろう。GSM1xのMSNは、異なる目標のBSC(GSMのBSC)と別のハンドオフが要求されたというメッセージを開始するか、または呼を切断することができる。MSNが別のハンドオフが要求されたというメッセージを開始しないと決めると、次のように動作するべきである。
MSNがハンドオフが要求されたというメッセージを開始したときは、他のことは行われるべきではない。
BSCがハンドオフが要求されたというメッセージを開始すると、MSNは、ハンドオフ要求拒絶メッセージを送って、要求されたハンドオフを行うことができないことを示す。ハンドオフ要求拒絶メッセージを受信すると、CDMAのBSC(GSM1xのBSC)は、デバイスが処理を開始することに依存して、タイマT7をリセットすべきである。
図11は、GSMのMSCにおいて無線資源の割り振りの失敗の呼の流れ図を示している。図11は、MS1102、GSM1xのBSC1104、GSM1xのMSN1106、GSMのMSC1108、GSMのBSS1110、およびGSMのVLR1112を示している。MS1102とGSM1xのMSN1106との間に会話1114が示されている。
ステップ1121では、MAPハンドオーバ準備要求(ハンドオーバ要求)1121が、GSM1xのMSN1106からGSMのMSC1108へ送られる。ステップ1122では、(カプセル化された)GSMネットワークパラメータメッセージが、GSM1xのMSN1106からGSMのBSC1104へ送られる。ステップ1123では、(カプセル化された)GSMのネットワークパラメータメッセージが、GSM1xのBSC1104からMS1102へ送られる。ステップ1124では、MAPハンドオーバ番号割り振り要求が、GSMのMSC1108からGSMのVLR1112へ送られる。ステップ1125では、ハンドオーバ要求が、GSMのMSC1108からGSMのBSS1110へ送られる。ステップ1126では、ハンドオーバ失敗が、GSMのBSS1110からGSMのMSC1108へ送られる。ステップ1127では、MAPハンドオーバ報告送付要求が、GSMのVLR1112からGSMのMSC1108へ送られる。ステップ1128では、MAPハンドオーバ準備応答(ハンドオフ失敗)が、GSMのMSC1108からGSM1xのMSN1106へ送られる。
不成功のハンドオーバの実行
MSがGSMのネットワークへのハンドオフに失敗すると、呼が切断されるであろう。この場合は、目標のBSC(GSMのBSC)上の割り振られた資源が解放されるであろう。これは、目標のBSC(GSMのBSC)においてタイマT3105によって制御される。
図12は、不成功のハンドオーバの実行の呼の流れ図を示している。図12は、MS1202、GSM1xのBSC1204、GSM1xのMSN1206、GSMのMSC1208、GSMのBSS1210、およびGSMのVLR1212を示している。MS1202とGSM1xのMSN1206との間に会話1214が示されている。
ステップ1221では、MAPハンドオーバ準備要求(ハンドオーバ要求)1221が、GSM1xのMSN1206からGSMのMSC1208へ送られる。ステップ1222では、(カプセル化された)GSMのネットワークパラメータメッセージが、GSM1xのMSN1206からGSM1xのBSC1204へ送られる。ステップ1223では、(カプセル化された)GSMのネットワークパラメータメッセージが、GSM1xのBSC1204からMS1202へ送られる。ステップ1224では、MAPハンドオーバ番号割り振り要求が、GSMのMSC1208からGSMのVLR1212へ送られる。
ステップ1225では、ハンドオーバ要求が、GSMのMSC1208からGSMのBSS1210へ送られる。ステップ1226では、ハンドオーバ要求ACKが、GSMのBSS1210からGSMのMSC1208へ送られる。ステップ1227では、MAPハンドオーバ報告送付要求が、GSMのVLR1212からGSMのMSC1208へ送られる。ステップ1228では、MAPハンドオーバ準備応答(ハンドオフ失敗)が、GSMのMSC1208からGSM1xのMSN1206へ送られる。
ステップ1229では、IAMが、GSM1x1206からGSMのMSC1208へ送られる。ステップ1230では、MAPハンドオーバ報告送付応答が、GSMのMSC1208からGSMのVLR1212へ送られる。ステップ1231では、ACMがGSMのMSC1208からGSM1xのMSN1206へ送られる。ステップ1232では、(カプセル化された)ハンドオーバコマンドが、GSM1xのMSN1206からGSM1xのBSC1204へ送られる。ステップ1233では、(カプセル化された)ハンドオーバコマンドが、GSM1xのBSC1204からMS1202へ送られる。
ステップ1234では、(AMPSへの)ハンドオフコマンドが、GSM1xのMSN1206からGSM1xのBSC1204へ送られる。ステップ1235では、(AMPSへの)ハンドオフコマンドが、GSM1xのBSC1204からMS1202へ送られる。ステップ1236では、ハンドオフ開始メッセージが、GSM1xのBSC1204からGSM1xのMSN1206へ送られる。ステップ1237では、GSMネットワーク獲得関係が、MS1202とGSMのBSS1210との間に作られる。ステップ1238では、ハンドオーバ失敗が、MS1202からGSM1xのBSC1204へ送られる。ステップ1239では、ハンドオーバ失敗が、GSM1xのBSC1204からGSM1xのMSN1206へ送られる。ステップ1240では、MAP−U−アボートがGSM1xのMSN1206から送られる。ステップ1241では、クリアコマンドが、GSMのMSC1208からGSMのBSS1210へ送られる。ステップ1242では、クリア完了が、GSMのBSS1210からGSMのMSC1208へ送られる。
ハンドオフの同期化
実施形態にしたがうと、標準のGSMのハンドオフにおいて、MSが、そのハンドオフ先の新しいBSCとの通信を同期させることができる4つの方法がある。表17は、ハンドオフ同期方法を示している。
Figure 2007524278
実施形態では、新しいGSMのBSCが、ハンドオフ中に使用する同期方法を決定する。しかしながら、CDMA(GSM1x)からGSMへのハンドオフでは、非同期は、選択されることになる唯一の方法であり、選択されることができる唯一の方法である。したがって、CDMA(GSM1x)からGSMへのハンドオーバを行うために、MSは、非同期のハンドオーバ方法を支援する必要がある。
非同期が使用されることができる理由を次に示す。
GSM1x(CDMA)のセルが、有効な“ローカルGSM時間”をもたず、したがって、それと新しいGSMのセルとの間の有効なRTDまたはOTDを測定できない。このために、MSは、新しいBSC(GSMのBSC)と同期するために必要とされるTAを計算することができず、したがって、非同期方法のみを使用することができる。
GSM1x(CDMA)のセルは、標準のGSMのMSが聴くことができる有効なGSMのセルとして働くことができないので、GSMのセルの有効な隣り合う近隣のセルとしてリストに示されることができない。したがって、GSM1x(CDMA)のセルに関与するハンドオフは、新しいBSC(GSMのBSC)によって、未知の隣り合うセルからのハンドオフとしてみなされるであろう。このような場合に、新しいBSC(GSMのBSC)は、非同期方法を選択しなければならないであろう。
GSM1x(CDMA)のセルが新しいBSC(GSMのBSC)のリストに示されている場合でさえ、そのリスティングは、新しいBSCが、GSM1x(CDMA)のBTSからのハンドオーバを受信するときに非同期方法を常に使用することを知っているように構成されることができる。
ハンドオフ検出方法
このセクションは、GSM1xからGSMへのハードハンドオフ手続きの詳細な記述を与える。これは、主として、最後のシステム設計において最終的に採用されなかった案を対象とする。
図13は、境界セルおよびパイロットビーコンを示している。GSMのみの受信可能範囲1302、1304、GSMの受信可能範囲およびオプションのCDMA遷移セル1306、1308、境界セルトリガライン1310、1312、並びにCDMA受信可能範囲およびオプションのGSM受信可能範囲1314、1316が示されている。
技術間ハンドオフ(CDMAからGSM)を行うことを可能にするために、いくつかの検出方法がある。図13は、実施形態にしたがって、CDMA(GSM1x)とGSMとによってカバーされる区域の例を示している。この例は、ハンドオフトリガ方法を説明しているテキストにおいて使用される。セル1ないし4はCDMA(GSM1x)のセルであり、一方でセル5ないし9はGSMのセルである。次のテキストでは、この例を使用して、可能なハンドオフトリガ方法を説明する。
全ての検出方法において、GSM1xのネットワークトポロジに関係する特別な情報は、GSM1xのMSNに保持されている。ネットワーク内の各セルにおいて、全ての近隣セルがリストに示されている。これらのセルがGSMのセルであるとき、FCCHおよびSCHの周波数チャネルに関係する別の情報も与えられる。
パイロットビーコンユニット
パイロットビーコンユニットは、余分な装備を取り除いたCDMAセルであり、パイロットチャネルのみを伝送する。これらは、GSM1xの受信可能範囲区域と境界を接しているGSMのセルと物理的に並置されている。図13において、セル5、7、および8は、パイロットビーコンユニットを含む。MSの観点から、パイロットビーコンユニットは、別のCDMAシステムに属する標準のCDMAの近隣セルである。MSは、その強度を測定し、適切な閾値の条件が満たされると、GSM1xのBSCへ報告する。
MSが、そのアクティブな組に加えられるのに十分強いパイロットビーコンを報告するとき、およびMSの基準パイロットが、報告されたパイロットビーコンの地理的に近隣であるGSM1xのセルのものであるとき、GSM1xのBSCは、MSがGSM1xの受信可能範囲区域の境界に近付いていると仮定する。したがって、GSM1xのBSCは、CDMAのハードハンドオフ手続きをトリガし、要求をGSM1xのMSNへ送る。この要求は、GSM1xのMSNに到達する。GSM1xのネットワークトポロジを知っているGSM1xのMSNは、ハンドオフのための指定セルとして最初に報告されたパイロットビーコンと並置されるGSMのセルへの技術間ハンドオフ手続きを開始する。
パイロットビーコン方法は、試験および実行するのに、信頼でき、かつ比較的に簡単である。しかしながら、これには、いくつかの欠点がある。
GSM1xのネットワークが最初に配備されるとき、および各ネットワークトポロジの変更中に、近隣リスト表を更新する必要がある。
これは、追加のハードウエア(パイロットビーコンユニット)および追加の設置を必要とする。
MSは、ハンドオフを行なうように命令されるまで、GSMのRANに気付かない。MSは、ハンドオフ手続き中に、GSMのRAN上で専用モードに入ることができる前に、GSMのFCCHおよびSCHを獲得しなければならない。
境界セル
GSM1xのMSNは、GSM1xの受信可能範囲区域の境界に沿っていて、各々がGSMのセルと境界を接しているセクタのリストをもつように構成されている。上述の例では、GSM1xのMSNにおいて、セクタ2γ、2β、3β、および4βは境界セルとして構成されている。MSがこのようなセクタに入るとき、MSNの動作は、パイロットビーコンの場合に似ている(0参照)。
境界セル方法の主な長所は、これが何らの追加のハードウエアを必要としないことである。しかしながら、これはいくつかの欠点をもつ。
GSM1xのネットワークが最初に配備されるとき、および各ネットワークトポロジの変更中に、近隣リスト表を更新する必要がある。
MSは、ハンドオフを行うように命令されるまで、GSMのRANに気付かない。MSは、ハンドオフ手続き中に、GSMのRAN上で専用モードに入ることができる前に、GSMのFCCHおよびSCHを獲得しなければならない。
遷移セル
遷移セルは、低容量のGSM1xのセルであり、これは、パイロットビーコンユニットと同様に、GSMの受信可能範囲区域にオーバーラップしている。例では、GSMのセル5、7、および8は、それらと並置されるGSM1xの遷移セルをもち得る。MSが遷移セルに(CDMAのように)ソフトハンドされると、GSM1xのMSNは、GSMのネットワークへの技術間ハードハンドオフを直ちに開始する。
遷移セル方法の長所は、パイロットビーコン方法のそれと非常に似ている。さらに加えて、この方法は、ハンドオフのトリガからハンドオフの実行への予想遅延に対して、より寛容である。しかしながら、これはいくつかの欠点をもつ。
GSM1xのネットワークが最初に配備されるとき、および各ネットワークトポロジの変更中に、近隣リスト表を更新する必要がある。
この方法は、冗長インフラストラクチャ装置を使用することに基づく。遷移セルは、実際には、GSM1xのネットワークとGSMのネットワークとの間の円滑な伝送を可能にするための緩衝器である。
MSは、ハンドオフを行うように命令されるまで、GSMのRANに気付かない。MSは、ハンドオフ手続き中に、GSMのRAN上で専用モードに入ることができる前に、GSMのFCCHおよびSCHを獲得しなければならない。
変更される候補周波数のサーチ
この方法では、MSは、その伝送を所定の時間間隔で停止し、そのRFチェーンに同調して、GSMのネットワークセルを受信し、復号し、その強度をGSM1xのMSNに報告する。この方法は、いくつかの欠点をもつ。
専用チャネル上での伝送の中断は、音声品質に影響を及ぼすであろう。したがって、MSが送信/受信しない時間期間の継続期間は、適切なサービス品質の維持は最低限であるはずである。
これは、2つの周波数間におけるRFチェーンの高速同調を必要として、他の技術から十分な情報を受信し、復号することができる。
デュアルRXチェーン
この方法では、MSは第2のRXチェーンをもち、これは、GSMネットワークのセルを受信し、復号し、その強度をGSM1xのRANへ報告するように、変えられることができる。この方法を使用して、呼は、GSM1xのネットワーク上での何らの中断なく、続行することができ、一方で、MSも、GSMのネットワークを監視する。この方法はいくつかの欠点をもつ:
GSMのネットワークを監視するための特別のハードウエアが必要である;
第2のRXチェーンのために、電力消費がより高い;
2つのプロトコルスタック(GSM1xおよびGSM)を並行して実行する必要がある。
ハンドオフ検出方法の選択
前のセクションでは、いくつかの検出技術が提示された:
パイロットビーコン;
(位置に基づく)境界セル;
遷移セル;
ゲート伝送;
デュアルRXチェーン。
2つのMSに援助される方法、すなわち、ゲート伝送およびデュアルRXチェーンは、目標のMSM(MSM−6300)の制約のために、最初の製品発売のオプションではない。さらに加えて、RAN側(CDMA)で要求される支援のレベルは保証されず、(CDMAおよびGSMの両者の)MSのソフトウエアの複雑さのレベルは、比較的に高い。他の3つの方法は、ネットワークが開始する。
パイロットビーコンユニットまたは遷移セルを使用することに基づく2つの技術は、配備が非常に複雑で、コスト高であることを伴うが、これらは、基本的なCDMAのRANの特徴を使用する。これらのユニットの再配備に関係する動作の複雑さのレベルは、ネットワークトポロジが変わるたびに、それらに不利に働く。
残された唯一の関連する技術は、(位置に基づく)境界セルのアプローチを使用することに基づく。これは、システム間のハードハンドオフを開始するためのGSM1xのMSNの決定基準が、MSと、サービスしているセルとの間の距離を考慮に入れることを仮定する。この方法は、MSにおけるgpsOne技術の使用、およびGSM1xのMSNレベルにおけるハンドオフ手続きの制御を必要とする。
したがって、この文書において定められている別の設計は、ハンドオフ検出技術として、境界セルを使用することに基づく。同システム設計は、パイロットビーコンユニットまたは遷移セルに非常に小さい変更を加えて適用されることができる。
本明細書において詳しく示され、記載されているGSMのハードハンドオフのための特定のシステムおよび方法は、本発明の上述の目的を十分に実現することができる一方で、これは、本発明の現在の好ましい実施形態であり、したがって、本発明によって広く検討されている主題を表わしていること、本発明の技術的範囲は、当業者には明らかになり得る他の実施形態を十分に含むこと、並びに、したがって、本発明の技術的範囲は、特許請求項以外のものによって制限されないことが理解される。特許請求項の中で、要素が単数形で参照されていることは、“1つ、しかも1つのみ”を意味することを、そのように明示的に記載されていない限りは、意図されておらず、むしろ、“1つ以上”であることを意図されている。当業者に知られている、または後で知られることになる上述の好ましい実施形態の要素の、構造上および機能上の全ての対応するものは、本明細書において参照によって取り入れられ、本明細書の特許請求項によって含まれることが意図されている。さらに加えて、デバイスまたは方法が、本発明によって解決されることが求められる各および全ての問題に対処していること、すなわち、それが、本発明の特許請求項によって含まれることは、必須ではない。さらに加えて、本発明の開示における要素、構成要素、または方法ステップは、特許請求項内に明示的に記載されている要素、構成要素、または方法ステップであるかどうかとは無関係に、何れも、一般向けであることを意図されていない。この中で権利を主張している要素は、“のための手段(means for)”という語句を使用して明示的に記載されていないならば、または方法の特許請求項の場合は、“動作(act)”ではなく、“ステップ(step)”として記載されていない限り、米国特許法第112条、第6項の規定のもとで解釈されない。
方法ステップは、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、交換されることができる。
実施形態にしたがって、高レベルのネットワークトポロジを示す図。 実施形態にしたがって、GSM1xとGSMのプロトコルスタックとの間の切り換えと関係付けられたタイミングを示す図。 実施形態にしたがって、GSM信号獲得のためのメッセージの流れを示す図。 実施形態にしたがって、パイロットビーコンユニット(遷移セル)を示す図。 検出点502を示す図。 実施形態にしたがって、メッセージの流れ図。 実施形態にしたがって、GSMのエネルギー測定を示す図。 候補周波数サーチを使用するGSMの測定を示す図。 実施形態にしたがって、GSM1xからGSMへのハンドオフメッセージの流れ図。 実施形態にしたがって、MAPプロトコルのエラーの呼の流れ図。 GSMのMSCにおいて無線資源の割り振りの失敗の呼の流れ図。 実施形態にしたがって、不成功のハンドオーバの実行の呼の流れ図。 実施形態にしたがって、CDMA(GSM1x)とGSMとによってカバーされる区域の例を示す図。 実施形態にしたがって、GSM1xおよびGSMのスタックに結合された受信機/送信機チェーンのブロック図。

Claims (6)

  1. CDMAのネットワークからGSMのネットワークへのハンドオフ方法であり、
    移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断することと、
    移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断した後で、候補のGSMのセルのリストを移動体へ送ることと、
    候補のGSMのセルのリストを受信した後で、候補周波数サーチ応答メッセージを移動交換ノード(Mobile Switching Node, MSN)へ送ることと、
    移動体が周囲のGSMのネットワークを測定することを示す候補周波数サーチ制御メッセージを移動体へ送ることと、
    周囲のGSMのネットワークを測定することと、
    測定の報告をMSNへ送ることと、
    報告に基づいてハンドオフのためのGSMのセルを選択することとを含む方法。
  2. ハンドオフメッセージを移動交換ノード(MSN)へ送ることをさらに含む請求項1記載の方法。
  3. 選択されたGSMのセルに対応するGSMのMSCへハンドオーバメッセージを送ることをさらに含む請求項1記載の方法。
  4. 移動体がCDMAの境界セルによってサービスされるかを判断するための手段と、
    移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断した後で、候補のGSMのセルのリストを移動体へ送るための手段と、
    移動体が周囲のGSMのネットワークを測定することを示す候補周波数サーチ制御メッセージを移動体へ送るための手段と、
    移動体の周囲のGSMのネットワークの測定についての、移動体からの報告に基づいて、ハンドオフのためのGSMのセルを選択するための手段とを含む移動交換ノード(MSN)。
  5. デュアルモードの移動局であって、
    信号を受信および送信するためのアンテナと、
    送信機と受信機とを切り換えるために送信機および受信機に結合されたデュープレクサと、
    信号を受信するためにデュープレクサに結合された受信機と、
    信号を送信するためにデュープレクサに結合された送信機と、
    CDMAのネットワークへのハンドオフ手続きを行うために使用されるGSM1xのプロトコルスタックと、
    GSMのネットワークへのハンドオフ手続きを行うために使用されるGSMのプロトコルスタックと、
    CDMAのネットワークとGSMのネットワークとの間でハンドオフを行うために、GSM1xのプロトコルスタックとGSMのプロトコルスタックとに結合されたプロセッサであって、信号を受信および送信するために受信機および送信機にも結合されたプロセッサとを含むデュアルモードの移動局。
  6. CDMAのネットワークからGSMのネットワークへのハンドオフの方法を行うコンピュータプログラムによって実行可能な命令のプログラムを具体化するコンピュータ読み出し可能媒体であって、方法が、
    移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断することと、
    移動体がCDMAの境界セルによってサービスされると判断した後で、候補のGSMのセルのリストを移動体へ送ることと、
    候補のGSMのセルのリストを受信した後で、候補周波数サーチ応答メッセージを移動交換ノード(MSN)へ送ることと、
    移動体が周囲のGSMのネットワークを測定することを示す候補周波数サーチ制御メッセージを移動体へ送ることと、
    周囲のGSMのネットワークを測定することと、
    測定の報告をMSNへ送ることと、
    報告に基づいてハンドオフのためのGSMのセルを選択することとを含むコンピュータ読み出し可能媒体。
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