JP3382922B2 - 移動通信システム、移動機、交換機及び移動通信方法 - Google Patents

移動通信システム、移動機、交換機及び移動通信方法

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JP3382922B2
JP3382922B2 JP2000205542A JP2000205542A JP3382922B2 JP 3382922 B2 JP3382922 B2 JP 3382922B2 JP 2000205542 A JP2000205542 A JP 2000205542A JP 2000205542 A JP2000205542 A JP 2000205542A JP 3382922 B2 JP3382922 B2 JP 3382922B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドオーバ機能
を備えたＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）
方式を採用する移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＤＭＡ方式を採用する移動通信
システムは、移動機が現在通信中の基地局から隣接する
基地局にハンドオーバーする場合、ＣＤＭＡ方式の特徴
である同一周波数で同時に複数の基地局と移動機が通信
を行っている。このような技術をソフトハンドオーバー
と称する。
【０００３】移動機がソフトハンドオーバをするときに
は、その移動機に対して複数の基地局から同じタイミン
グで同じ内容の信号を送信することが必須となる。この
ため、各基地局ではＧＰＳ（Global Positioning Syste
ms）の受信機を備え、複数の基地局間で信号を送信する
際、その受信機を利用して同期をとっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、各基地局にＧ
ＰＳの受信機を備えると、基地局の製造コストが高くな
ったり、システムにかかる負荷が受信機を備えない場合
に比して増大するので、ＧＰＳを利用しないでソフトハ
ンドオーバを行えるような手法が要求されていた。
【０００５】また、ソフトハンドオーバを行う際に移動
機に対して、各基地局間で同期を取りながら信号を送信
するには、複雑なハードの制御、ソフトの制御が必要で
あり、これを改善することが求められている。
【０００６】そこで、本発明は、低廉で簡単にハンドオ
ーバできるようにする技術を提供することを課題とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、他の無線ゾーンへ移動するたびに、該他
の無線ゾーンを管轄する基地局に対してハンドオーバを
要求する移動機を備えた移動通信システムにおいて、前
記移動機は、ハンドオーバ元の基地局に対して送信して
いる信号と該基地局から送信される信号との位相差を第
１の位相差として測定する第１測定手段と、ハンドオー
バを要求する際に前記第１測定手段によって測定された
位相差をハンドオーバ先の基地局に対して送信する第１
送信手段とを備え、前記ハンドオーバ先の基地局は、前
記ハンドオーバしているときに前記移動機に対して送信
する信号と該移動機から送信される信号との位相差を第
２の位相差として測定する第２測定手段と、前記第１の
位相差及び前記第２の位相差が一致するように調整する
調整手段と、前記調整手段による調整後の信号をハンド
オーバ後に前記移動機に対して送信する第２送信手段と
を備え、前記調整手段によって調整された信号を前記第
２送信手段により前記移動機に対して送信することで、
前記ハンドオーバ先の基地局がハンドオーバ元の基地局
が前記移動局に送信していた信号と同期した信号をハン
ドオーバ後に該移動機に対して送信することを特徴とす
る。
【０００８】また、本発明の移動機は、ハンドオーバ元
の基地局に対して送信している信号と該基地局から送信
される信号との位相差を測定する測定手段と、ハンドオ
ーバを要求する際に前記測定手段によって測定された位
相差をハンドオーバ先の基地局に対して送信する送信手
段とを備えることを特徴とする。
【０００９】さらに、本発明の基地局は、ハンドオーバ
している移動機に対して送信する信号と該移動機から送
信される信号との位相差を測定する測定手段と、少なく
とも前記測定手段によって測定された位相差がなくなる
ように調整した信号をハンドオーバ後に前記移動機に対
して送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】さらにまた、本発明は、他の無線ゾーンへ
移動するたびに、該他の無線ゾーンを管轄する基地局に
対してハンドオーバを要求する移動機を備えた移動通信
システムを用いた移動通信方法において、前記移動機
は、ハンドオーバ元の基地局に対して送信している信号
と該基地局から送信される信号との位相差を第１の位相
差として測定し、ハンドオーバを要求する際に測定され
た位相差をハンドオーバ先の基地局に対して送信し、前
記ハンドオーバ先の基地局は、前記ハンドオーバしてい
るときに前記移動機に対して送信する信号と該移動機か
ら送信される信号との位相差を第２の位相差として測定
し、前記第１の位相差及び前記第２の位相差が一致する
ように調整し、調整後の信号をハンドオーバ後に前記移
動機に対して送信し、調整された信号を前記移動機に対
して送信することで、前記ハンドオーバ先の基地局がハ
ンドオーバ元の基地局が前記移動局に送信していた信号
と同期した信号をハンドオーバ後に該移動機に対して送
信することを特徴とする。
【００１１】すなわち、本発明は、ハンドオーバーの際
に、移動機からの上り信号を契機にハンドオーバー先の
基地局がハンドオーバー元の基地局の送信タイミングを
取得して、基地局側で移動局に対する信号の送信タイミ
ングを調整する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【００１３】図１は、本発明の実施形態の移動通信シス
テムの構成を示すブロック図である。図１に示す基地局
１２，１３は、上位装置１１とＡＴＭ回線によって接続
されている。また、上位装置１１は、移動通信用の交換
機１５にＡＴＭ回線で接続されている。さらに、移動機
１４は、ＣＤＭＡ方式によって基地局１２または基地局
１３と通信を行う。
【００１４】図２は、図１の上位装置１１の内部構成を
示すブロック図であり、ソフトハンドオーバ時に、基地
局１２，１３の双方に対してたとえばフレームナンバ
（以下、「ＦＮ」と称する。）０〜２が付されたパケッ
トデータが同タイミングで送信されている様子を示して
いる。図２において、５４は上位装置１１の信号の符号
化等を行う処理部であり、同タイミングで同じ内容の信
号を基地局１２及び基地局１３へ送信する。なお、ここ
でいう信号とは、音声信号、画像信号を意味する。
【００１５】図３は、図１の基地局１２の内部構成を示
すブロック図である。基地局１２は、上位装置１１から
ＡＴＭ回線を介して出力された信号を入力し及び上位装
置１１に対して移動機１４からの信号をＡＴＭ回線を介
して出力するインタフェースであるＡＴＭスイッチ（Ａ
ＴＭ ＳＷ）７０３と、基地局１２本体における信号の
送受信タイミングを生成する基準タイミング生成部７０
１と、生成されたタイミングで送受信する信号に種々の
処理を行う複数の信号処理部７０４と、送信する信号及
び受信した信号のパワーを増幅する増幅部７１０と、増
幅された信号を送信及び移動機１４から送信された信号
を受信するアンテナ７１１と、信号処理部７０４内の位
相差測定部７０８で測定された位相差に基づいてタイミ
ング調整部７０５に対してハンドオーバ元の基地局とハ
ンドオーバ先の基地局とで同じタイミングで信号を処理
するように制御する制御部７０２とを備えている。
【００１６】また、信号処理部７０４は、上位装置１１
からの信号を変調し及び移動機１４から送信された信号
を復調する送受信部７０９と、ハンドオーバしている移
動機に対して送信する信号とその移動機から送信される
信号との位相差を測定する第２測定手段である位相差測
定部７０８と、送信する信号を拡散する拡散部７０６
と、受信した信号を逆拡散する逆拡散部７０７と、ハン
ドオーバ元の基地局とハンドオーバ先の基地局とで同じ
タイミングで信号を処理するタイミング調整部７０５と
を有している。なお、ここでは、送受信部７０９によっ
て信号を変調して、増幅部７１０でその信号を増幅した
後にアンテナ７１１によって移動機１４へ送信するもの
を第２送信手段とする。
【００１７】ちなみに、本実施形態では、基地局１３
も、図３と同様の構成としている。
【００１８】図４は、図１の移動機１４の内部構成を示
すブロック図である。図４には、送受信する信号を処理
するためのタイミングを生成する基準タイミング生成部
８０１と、基地局１２，１３に対して送信する信号と基
地局１２，１３から送信される信号との位相差を測定す
る第１測定手段である位相差測定部８０５と、送信する
信号を拡散する拡散部８０３と、測定された位相差に基
づいて拡散部８０３で信号を拡散するタイミングを調整
する制御部８０２と、生成されたタイミングに応じて受
信した信号を逆拡散する逆拡散部８０４と、送信する信
号を変調し及び受信した信号を復調する送受信部８０６
と、基地局１２，１３から送信された信号及び基地局１
２，１３に対して送信する信号を増幅する増幅部８０７
と、増幅された信号を送信及び基地局１２，１３から送
信された信号を受信するアンテナ８０８と示している。
なお、ここでは、送受信部８０６によって信号を変調し
て、増幅部８０７でその信号を増幅した後にアンテナ８
０８によって移動機１４へ送信するものを第１送信手段
とする。
【００１９】図５は、移動機１４と基地局１２，１３と
の間で送受信される信号の構成図であり、ＡＴＭセル
（パケットデータ）を示している。この信号は、他の移
動機などから交換機１５を中継して送信された信号を上
位装置１１にて符号化等の処理を行うことにより生成さ
れるものであり、基地局１２，１３と移動機１４との間
で送受信される信号は、たとえば１０ｍｓ毎にパケット
化し、各パケット毎にＦＮを付与する。ＦＮは、たとえ
ば０〜１２７の繰り返しでカウントされ、これを１つの
無線フレームとしている。
【００２０】なお、図５では、ＦＮ０〜ＦＮ１２７によ
って１無線フレームを構成している様子を図示してお
り、パケットデータの間隔はそれぞれ１０ｍｓとしてい
るが、これは例示であり、これらに限定されるものでは
ない。
【００２１】（動作の説明）図６は、図１に示す移動機
１４が、基地局１２の無線ゾーンから基地局１３の無線
ゾーンへ移動する際のソフトハンドオーバーする前の状
態を示している。ここでは、基地局１２から移動機１４
へ、たとえば周波数ｆ１、拡散符号ｃ１で図５に示すよ
うなフレーム構成の信号が送信され、移動機１４から基
地局１２へ、たとえば周波数ｆ２、拡散符号ｃ２で図５
に示すようなフレーム構成の信号が送信されている。
【００２２】なお、基地局１２から移動機１４への下り
通信の信号は、上位装置１１からＡＴＭ回線を通じて出
力された信号が基地局１２で拡散及び無線変調された後
に移動機１４へ送信されるものである。
【００２３】具体的には、上位装置１１からの信号はＡ
ＴＭスイッチ７０３を介して基地局１２に入力される。
基地局１２では、拡散部７０６にこの信号が出力され、
拡散部７０６では制御部７０２の指示に基づいて入力し
た信号拡散して、送受信部７０９へ出力する。
【００２４】送受信部７０９では、入力した信号を変調
して増幅部７１０へ出力する。増幅部７１０は、入力し
た信号のパワーを増幅してアンテナ７１１を介して移動
機１４へ、周波数ｆ１，拡散符号ｃ１で送信する。な
お、拡散部７０６から出力された信号は位相差測定部７
０８にも入力されるが、ここでは、位相差測定部７０８
で破棄される。
【００２５】ちなみに、移動差測定部７０８が信号の位
相差を測定するのは、移動機１４からハンドオーバ要求
があったときであり、その場合には、以下説明する移動
機１４における位相差の測定処理と同様の手法によっ
て、位相差が測定される。
【００２６】移動機１４では、基地局１２から送信され
た信号を、アンテナ８０８を介して受信して増幅部８０
７へ出力する。増幅部８０７では、受信した信号のパワ
ーを増幅して送受信部８０６へ出力する。送受信部８０
６では、入力した信号を復調して逆拡散部８０４及び位
相差測定部８０５へ出力する。逆拡散部８０４では入力
した信号を基準タイミング生成部８０１で生成されたタ
イミングで逆拡散して制御部８０２へ出力する。一方、
位相差測定部８０５は、入力した信号を一時的に図示し
ない内部に備えるメモリに格納する。
【００２７】その後、移動機１４側から基地局１２に対
して、信号を送信しようとすると、まず、図示しない信
号生成手段によって生成された信号が拡散部８０３へ出
力される。拡散部８０３では、入力した信号を基準タイ
ミング生成部８０１で生成されたタイミングで拡散し
て、送受信部８０６及び位相差測定部８０５へ出力す
る。
【００２８】送受信部８０６では、入力された信号を変
調して増幅部８０７へ出力する。増幅部８０７では、入
力した信号を増幅して、アンテナ８０８を介して基地局
１２に対して周波数ｆ２，拡散符号ｃ２で送信する。一
方、位相差測定部８０５では、先にメモリに記憶してい
る信号と送信しようとしている信号の位相差を測定し
て、測定結果を制御部８０２へ通知する。制御部８０２
では、これを図示しないメモリに格納する。
【００２９】そして、基地局１２では、アンテナ７１１
を介して信号を受信する。受信した信号は増幅部７１０
へ出力される。増幅部７１０では、入力した信号のパワ
ーを増幅して、送受信部７０９へ出力する。送受信部７
０９では入力した信号を変調して逆拡散部７０７へ出力
する。逆拡散部７０７では、入力した信号を基準タイミ
ング生成部７０１で生成されたタイミングで逆拡散し
て、ＡＴＭスイッチ７０３を介して上位装置１１側へ出
力する。なお、送受信部７０９から出力された信号は位
相差測定部７０８にも入力されるが、位相差測定部７０
８で破棄される。
【００３０】ここで、送受信する信号の位相差について
説明する。図７は、基地局１２，１３と移動機１４との
間でそれぞれ送受信される信号の位相差を示すタイムチ
ャートである。
【００３１】図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、基
地局１２から移動機１４へ送信する信号と、移動機１４
から基地局１２へ送信する信号とでは、たとえば２フレ
ーム分、すなわち２０ｍｓの位相差が生じており、ま
た、図７（ｃ），図７（ｄ）に示すように、基地局１３
から移動機１４へ送信する信号と移動機１４から基地局
１３に対して送信する信号とでは、たとえば１フレーム
分、すなわち１０ｍｓの位相差が生じていると仮定した
ときに、図７（ａ），図７（ｄ）に示すように、基地局
１２から移動機１４へ送信する信号と基地局１３から移
動機１４へ送信する信号とでは３０ｍｓの位相差が生じ
ることになる。これは、基地局１２と基地局１３との間
で送信する信号の同期をとっていないからである。
【００３２】また、図７（ｂ），図７（ｃ）はともに移
動機１４の送信する信号のタイミングを図示しているも
のであるため、同じタイミングとなる。
【００３３】ところで、先に位相差測定部８０５で測定
され制御部８０２に通知されている位相差に関する情報
は２０ｍｓであり、後述するように、この情報をハンド
オーバ先の基地局である基地局１３へ送信する。また、
移動機１４が基地局１２から基地局１３に対してハンド
オーバしているときに、基地局１３と移動機１４との間
で信号を送受信することで、これらの信号にはたとえば
１０ｍｓの位相差が生じているということを基地局１３
側で取得することができる。
【００３４】そこで、以下説明するように、ハンドオー
バ先の基地局である基地局１３側で、移動機１４に対し
て送信する信号が、ハンドオーバ元の基地局である基地
局１２が移動機１４に対して送信している信号に同期し
て送信するようにしている。
【００３５】図８は、移動機１４が基地局１２の無線ゾ
ーンから基地局１３の無線ゾーンへ移動する際にソフト
ハンドオーバーしている様子を示す図である。図８に示
すように、移動機１４が、基地局１２の無線ゾーンから
基地局１３の無線ゾーンへ移動していくと、移動機１４
は、基地局１３に対してたとえば周波数ｆ２、拡散符号
ｃ２の上り通信の信号を送信する。
【００３６】このとき、移動機１４から基地局１３に対
して送信する信号には、位相差に関する情報が格納され
ており、そのため、基地局１３側では、基地局１２から
移動機１４へ送信する信号と、移動機１４から基地局１
２へ送信する信号とでは、たとえば図７（ａ），図７
（ｂ）に示すように２０ｍｓの位相差が生じているとい
う情報を取得することができる。
【００３７】また、上記のように、基地局１３側では、
基地局１３と移動機１４との間で信号を送受信すること
によって、これらの信号の位相差を取得することができ
る。具体的には、基地局１３に対して移動機１４からハ
ンドオーバ要求があると、送受信部７０９から出力され
位相差測定部７０８に入力された信号は、図示しないメ
モリに一時的に格納される。その後、基地局１３側から
移動機１４に対して信号を送信する際に、拡散部７０６
から出力された信号は位相差測定部７０８に入力され、
位相差測定部７０８で先に記憶している信号との位相差
が測定される。
【００３８】その後、基地局１３は、移動機１４に対し
て、図７（ｄ）に示すようなタイミングで、基地局１３
から移動機１４へ送信している信号を、図７（ｄ’）に
示すように、たとえば制御部７０２に備える図示しない
バッファなどの調整手段を用いて調整することで、図７
（ａ）に示すようなタイミングに同期させて、移動機１
４に対してたとえば周波数ｆ１、拡散符号ｃ３で送信す
るようにしている。
【００３９】また、上位装置１１は、基地局１２，１３
の双方を管轄しているため、移動機１４側へ送信する信
号を、同じタイミングで基地局１２，１３に対して出力
することができる。したがって、基地局１３から移動機
１４に対して周波数ｆ１、拡散符号ｃ３で送信する下り
信号のタイミングが、基地局１２から周波数ｆ１、拡散
符号ｃ１で送信する下り信号と同じになりソフトハンド
オーバーが実現できる。
【００４０】なお、基地局１３側で信号の位相量が大き
くてメモリ（バッファ）の容量がオーバーしそうな場合
は、その旨を上位装置１１に報知する。上位装置１１側
は、これをトリガとして、上位装置１１側で信号の送信
のタイミングを調整する。
【００４１】以上説明したように、本実施形態による
と、ＧＰＳの受信機を各基地局１２，１３に備える必要
がなくなるため、基地局１２，１３を小型化することも
できる。なお、基地局１２，１３は、上位装置１１と同
期をとることなく信号を移動機１４に対して送信してい
るため、上位装置１１と同期を取るシステムとでは、上
位装置１１の同期回路が障害した場合、配下の基地局１
２，１３に影響を及ぼすと考えられるが、本実施形態の
移動通信システムによると、このような影響が想定され
ず、システムの信頼性が向上する。
【００４２】また、本実施形態では、フレーム単位で同
期をとる場合を例に説明したが、たとえばChip Rateレ
ベルで同期をとるように制御してもよい。こうすると、
より細かく同期の調整を行うことができるようになる。
【００４３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、移動
機と基地局との双方で送受信する信号の位相差を測定
し、位相差がなくなるようにした信号を、ハンドオーバ
先の基地局から移動機へ送信するため、基地局間で同期
をとることなく低廉で簡単にハンドオーバすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の移動通信システムの構成を
示すブロック図である。
【図２】図１の上位装置の内部構成を示すブロック図で
ある。
【図３】図１の基地局の内部構成を示すブロック図であ
る。
【図４】図１の移動機の内部構成を示すブロック図であ
る。
【図５】図１の移動機と基地局との間で送受信される信
号の構成図である。
【図６】図１の移動機が、基地局の無線ゾーンから基地
局の無線ゾーンへ移動する際のソフトハンドオーバーす
る前の状態を示している。
【図７】基地局と移動機との間でそれぞれ送受信される
信号の位相差を示すタイムチャートである。
【図８】移動機が基地局の無線ゾーンから基地局の無線
ゾーンへ移動する際にソフトハンドオーバーしている様
子を示す図である。
【符号の説明】
１１ 上位装置 １２，１３ 基地局 １４ 移動機 １５ 交換機 ５４ 処理部 ７０１，８０１ 基準タイミング生成部 ７０２，８０２ 制御部 ７０３ ＡＴＭスイッチ（ＡＴＭ ＳＷ） ７０４ 信号処理部 ７０５ タイミング調整部 ７０６，８０３ 拡散部 ７０７，８０４ 逆拡散部 ７０８，８０５ 位相差測定部 ７０９，８０６ 送受信部 ７１０，８０７ 増幅部 ７１１，８０８ アンテナ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 他の無線ゾーンへ移動するたびに、該他
    の無線ゾーンを管轄する基地局に対してハンドオーバを
    要求する移動機を備えた移動通信システムにおいて、 前記移動機は、ハンドオーバ元の基地局に対して送信し
    ている信号と該基地局から送信される信号との位相差を
    第１の位相差として測定する第１測定手段と、ハンドオ
    ーバを要求する際に前記第１測定手段によって測定され
    た位相差をハンドオーバ先の基地局に対して送信する第
    １送信手段とを備え、 前記ハンドオーバ先の基地局は、前記ハンドオーバして
    いるときに前記移動機に対して送信する信号と該移動機
    から送信される信号との位相差を第２の位相差として測
    定する第２測定手段と、前記第１の位相差及び前記第２
    の位相差が一致するように調整する調整手段と、前記調
    整手段による調整後の信号をハンドオーバ後に前記移動
    機に対して送信する第２送信手段とを備え、 前記調整手段によって調整された信号を前記第２送信手
    段により前記移動機に対して送信することで、前記ハン
    ドオーバ先の基地局がハンドオーバ元の基地局が前記移
    動局に送信していた信号と同期した信号をハンドオーバ
    後に該移動機に対して送信することを特徴とする移動通
    信システム。
  2. 【請求項２】 前記基地局を複数備え、複数の該基地局
    の各々が同じ周波数帯域の信号を使って複数の通信を同
    時に行うことを特徴とする請求項１に記載の移動通信シ
    ステム。
  3. 【請求項３】 前記ハンドオーバ元の基地局と前記ハン
    ドオーバ先の基地局とが同じ上位装置に接続されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信シス
    テム。
  4. 【請求項４】 ハンドオーバ元の基地局に対して送信し
    ている信号と該基地局から送信される信号との位相差を
    測定する測定手段と、ハンドオーバを要求する際に前記
    測定手段によって測定された位相差をハンドオーバ先の
    基地局に対して送信する送信手段とを備えることを特徴
    とする移動機。
  5. 【請求項５】 ハンドオーバしている移動機に対して送
    信する信号と該移動機から送信される第１の位相差の情
    報を含む信号との位相差を第２の位相差として測定する
    測定手段と、第１の位相差と第２の位相差とが一致する
    ように調整した信号をハンドオーバ後に前記移動機に対
    して送信する送信手段とを備えることを特徴とする基地
    局。
  6. 【請求項６】 他の無線ゾーンへ移動するたびに、該他
    の無線ゾーンを管轄する基地局に対してハンドオーバを
    要求する移動機を備えた移動通信システムを用いた移動
    通信方法において、 前記移動機は、ハンドオーバ元の基地局に対して送信し
    ている信号と該基地局から送信される信号との位相差を
    第１の位相差として測定し、ハンドオーバを要求する際
    に測定された位相差をハンドオーバ先の基地局に対して
    送信し、 前記ハンドオーバ先の基地局は、前記ハンドオーバして
    いるときに前記移動機に対して送信する信号と該移動機
    から送信される信号との位相差を第２の位相差として測
    定し、前記第１の位相差及び前記第２の位相差が一致す
    るように調整し、調整後の信号をハンドオーバ後に前記
    移動機に対して送信し、 調整された信号を前記移動機に対して送信することで、
    前記ハンドオーバ先の基地局がハンドオーバ元の基地局
    が前記移動局に送信していた信号と同期した信号をハン
    ドオーバ後に該移動機に対して送信することを特徴とす
    る移動通信方法。
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