JP3515125B2 - Ｇｓｍ及びｃｄｍａ無線通信システムを共存させる方法及びシステム - Google Patents

Ｇｓｍ及びｃｄｍａ無線通信システムを共存させる方法及びシステム

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ I.発明の技術分野 本発明は、無線通信システムに関する。より詳細に
は、本発明は、移動体通信ネットワークについてのグロ
ーバル・システム（Global System for Mobile（GSM）c
ommunication network）を有する領域において符号分割
多重接続（code Division multiple access）無線通信
及び時分割多重接続（time vibision multiple acces
s）無線通信の双方のサービスを提供するための新規で
改良された方法に関する。
II.関連する技術の説明 符号分割多重接続（CDMA）無線通信は、ディジタル無
線通信の次世代の方式である。CDMAによれば、セルラー
電話システムのような無線通信システムにおいて、電話
呼出し（telephone call）を処理することができる無線
周波数（RF）帯域をより効率よく使用することによっ
て、より高品質の無線電話サービスを安価なコストで提
供することができる。さらに、CDMAによれば、既存の無
線通信システム及び方法に比べてより信頼性が高く、耐
フェード性（fade−free）に優れた無線周波数信号イン
ターフェイスを提供することができる。CDMA無線通信の
基準として主流となっているのは、米国電気通信工業会
（Telecommunications Industry Association）（TIA）
により制定された無線CDMAインターフェイス基準IS−95
である。前述したCDMAの一般的な優位性に加えて、IS−
95CDMAでは、加入者ユニット（多くは、セルラー電話）
が同時に複数の無線周波数（RF）インターフェイスと接
続できることにより、ソフト・ハンドオフ（soft hando
ff）の機能を提供する。ソフト・ハンドオフによれば、
加入者ユニットの移動によってインターフェイスの相手
となる基地局のセットが変更された場合でも、その接続
が維持される可能性が高くなる。
CDMA無線通信サービスにおいて、可能な限り広い有用
性を確保するためには、CDMA無線通信システムの配備に
おけるコストを削減することが望ましい。このような方
法及びシステムの一例は、本発明の譲受人に譲渡された
1995年12月20日に出願された出願係属中の米国特許出願
no.575,413、"WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEM UT
ILIZING CDMA RADIO FREQUENCY SIGNAL MODULATION IN
CONJUNCTION WITH THE GSM A−INTERFACE TELECOMMUNIC
ATIONS NETWORK PROTOCOL"に説明されている。このCDMA
−GSMネットワーク出願では、移動体通信ネットワーク
についてのグローバル・システムと協調して動作するIS
−95又はIS−95に相当する無線インターフェイス（over
−the−air interface）の使用について説明されてい
る。GSM通信システムは、これまでのディジタル無線通
信システムを代表するものであり、無線インターフェイ
スにおいて時分割多重接続技術（GSM−TDMA）を使用し
ている。このような無線通信システムでは、GSMの基地
局が既に存在する領域では、既存の基盤の多くをCDMA無
線通信サービスの提供のために使用できることから、安
価なコストでCDMA通信サービスを導入することが可能と
なる。
既存の通信基盤を使用してCDMAに基づいた無線通信シ
ステムを構築することは、CDMA及びGSM−TDMA、あるい
はCDMA及び従来の無線通信システムを同一の地域あるい
は領域内に同時に配備する可能性をもたらすものであ
る。同一の領域内にCDMA無線通信サービスと既存の通サ
ービスを併存させることにより、様々な利点がもたらさ
れる。利点としては、サービス・エリア内でのCDMAサー
ビスを段階的に行うことによってCDMAの導入に際しての
コストをある期間にわたって分散することができるこ
と、また、CDMAのサービスを無線通信サービスに対する
需要が既存の技術によるサービスの提供量を超えた領域
のみに限定して導入しうること等がある。しかしなが
ら、CDMA及び従来技術によるシステムが共存する領域に
おいてCDMAサービスの加入者に対して完全な形での移動
可能性（mobility）を提供するためには、通話中に加入
者ユニットを２種類のサービスの間で切り替えることが
できるシステム及び方法が必要となる。移動可能性は、
無線通信サービスによってもたらされる実質的な利点の
１つであるため、このようなシステム及び方法は、加入
者ユニットをCDMA及び他のセルラー電話サービスの間で
切り替え可能であることが強く要望される。
［発明の概要］ 本発明は、電話呼出し又は他の通信の進行中に、無線
電話呼出しの無線インターフェイス層を符号分割多重接
続（CDMA）による変調からGSM時分割多重接続（TDMA）
による変調に切り替えるための新規で改良された方法及
び装置に関するものである。ここで説明する本発明の実
施例では、GSM基準に従って動作する基地局のセット
は、CDMA技術に従ったパイロット・ビーコン信号（pilo
t beacon signal）を生成する。電話呼出し中、加入者
ユニットは、CDMAパイロット信号を検出し、基地局コン
トローラに対してCDMAパイロット信号を検出した時刻と
受信強度を通知する。基地局コントローラは、CDMAパイ
ロット・ビーコンからCDMAパイロット信号を識別し、加
入者ユニット及び受信側のGSM基盤設備に対して無線イ
ンターフェイス層の切り替えの基準を指示する信号メッ
セージのセットを生成することにより、CDMAからGSMへ
のハンドオーバーを開始する。加入者ユニットは、GSM
同期情報を獲得することによって応答し、接続中の電話
呼出しを中断させることなくGSM基地局との無線周波数
（RF）インターフェイスを確立する。
［図面の簡単な説明］ 本発明の特徴、目的及び優位性は、以下の詳細な説明
と、全体を通じて対応する部分に同じ参照符号を付した
以下の図面と共に考慮することによってより明確なもの
となろう。
図１は、本発明に従って構成されたセルラー電話シス
テムを示した図である。
図２は、本発明の一実施例に従って構成された基地局
コントローラのブロック図である。
図３は、本発明の一実施例に従って実行されるハンド
オーバーの過程において交換されるメッセージのタイミ
ングを図示したものである。
［好ましい実施例の詳細説明］ 以下に、電話呼出し又は他の通信の進行中に、無線電
話の無線インターフェイス層を符号分割多重接続（CDM
A）セルラーからGSM時分割多重接続（TDMA）セルラーに
切り替えるための新規で改良された方法及び装置につい
て説明する。以下の説明においては、本発明は、IS−95
CDMA無線プロトコル（IS−95 CDMA over−the−air pr
otocol）の物理的な信号変調技術に従って動作する無線
周波数信号インターフェイスを前提としている。ここで
説明する発明は、このような信号変調技術を使用するの
が最適であるが、他の符号分割多重接続通信プロトコル
を使用することも、本発明を800〜900MHz及び1800〜190
0MHzの帯域や他の帯域を含むさまざまな周波数帯域で使
用する場合や衛星を利用した無線システムでの使用する
場合に他の符号分割多重接続無線通信プロトコルを使用
することは、本発明の趣旨に反するものではない。ま
た、全体を通して、様々な種類の情報の使用と送信は、
メッセージ、リクエスト、オーダ、インストラクション
及びコマンドを含んで説明されている。これらの情報
は、これらのメッセージ、リクエスト、オーダ、インス
トラクション及びコマンドを電流、電圧、電磁気的なエ
ネルギー又はこれらの組み合わせの電子的な表現によっ
て構成されていることを理解すべきである。さらに、以
下の解説では、このような情報の操作と生成についての
さまざまなシステムの参考例を含んでいる。本発明の好
ましい実施の形態においては、このようなシステムは、
互いに様々な導電接続又は電磁気的信号あるいはこれら
の双方を介して結合されたディジタル及びアナログの半
導体集積回路によって構成される。全体を通した他の例
では、様々な周知のシステムがブロック図の形式で説明
されている。このような説明は、本発明の開示内容が不
必要に不明瞭となるのを防止するためのものである。
図１は、本発明の一実施の形態に従って構成された無
線セルラー電話システムのブロック図である。GSM−BTS
（base transceiver station）（GSM基地局）100とCDMA
−BTS（CDMA基地局）102がサービスを提供する領域にわ
たって分配され、CDMAパイロット・ビーコン105がGSM−
BTS100とCDMA−BTS102の間の領域に分配されている。CD
MAパイロット・ビーコン105は、図面の簡略のためにGSM
BTS100とは分離して表示されているが、GSM−BTS100と
同じ位置または内部に配備することは、必須ではないが
一般的に好ましいものとされている。GSM−BTS100はGSM
基地局コントローラ（GSM−BSC）104と結合され、CDMA
−BTS102はCDMA基地局コントローラ（CDMA−BSC）106と
結合されている。GSM−BSC104とCDMA−BSC106は、GSM移
動体交換局（GSM mobile switching center）（GSM−MS
C）108に結合されている。本発明の好ましい実施の形態
においては、GSM−BSC104とGSM−BSC108は、GSMセルラ
ー電話システムを配備するために使用された従来技術に
よるシステムに従って動作する。ここに示すシステムで
は、１つのGSM−MSC108を用いて構成されているが、複
数のGSM−MSC108を用いた場合でも本発明の動作は同じ
である。
図示した実施の形態においては、CDMA−BSC106もGSM
−MSC108に結合されている。位置Ａでは、加入者ユニッ
ト101は、CDMA技術に従って処理される無線周波数（R
F）信号を使用して２つのCDMA−BTS102との間での双方
向インターフェイスを確保し、これを通じてデータがフ
レーム単位で交換される。慣用の技術においては、CDMA
−BTS102から加入者ユニット101に送信される無線周波
数信号は“フォワード・リンク信号”（forward link s
ignal）と呼ばれ、加入者ユニット101からCDMA−BTSへ
送信される無線周波数信号は“リバース・リンク信号”
（reverse link signal）と呼ばれている。さらに、同
時に２又はこれを超えるCDMA−BTS102との間で双方向イ
ンターフェイスを確保することは、“ソフト・ハンドオ
フ”（soft hand−off）と呼ばれている。ソフト・ハン
ドオフは、第二の基地局との間で無線周波数インターフ
ェイスが確立される前に第一の基地局との間の無線周波
数インターフェイスを終了する“ハード・ハンドオフ”
或いは“ハンド・オーバー”と対比される。
一般的に、電話呼出し又は他の通信を適切に処理する
ために、トラフィック・データ（traffic data）と信号
データ（signaling data）の交換を行う必要がある。ト
ラフィック・データは、電話呼出しに含まれているエン
ド・パーティ（加入者）によって交換される情報であ
り、通常、ディジタル化されボコードされた（vocode
d）された音声（voice）情報又は他の音響（audio）情
報であるが、データの場合もある。ボコードされた音声
は、音声又は音響信号を示す最小限のディジタルデータ
量を必要とする特別にエンコードされたディジタル音声
情報であり、圧縮された音声情報と考えることができ
る。信号データは、呼出しを処理するために必要な様々
のシステムの設定及びこれらを制御するために使用され
る信号メッセージ（signaling messages）により構成さ
れる。本発明の好ましい実施の形態においては、信号デ
ータ及びトラフィック・データは、データの各フレーム
に含まれているヘッダー・ビットによりフォワード・リ
ンク及びリバース・リンク信号を介して交換される際に
識別される。ヘッダー・ビットは、フレームが信号デー
タ又はトラフィック・データあるいはこれらの双方を含
んでいるか否かを示す。１つの信号メッセージは、信号
データを含む１つ又は複数のフレームを介して送信され
ることを理解すべきである。当業者は、図１に示す様々
な他のシステムの間でトラフィック・データ及び信号デ
ータを交換するための様々な方法を認識することができ
る。そのような方法としては、信号データ及びトラフィ
ック・データのための専用接続を含むもの、またここに
示していない中間的なシステムを使用するもの等が考え
られる。
本発明の好ましい実施の形態においては、CDMA−BTS1
02は、IS−95標準に実質的に準拠して無線周波数信号の
物理的な変調及び送信を行うために、１つ又は複数のパ
イロット・チャンネル（pilot channel）、ページング
・チャンネル（paging channel）及び同期チャンネル
（synchronization channel）並びに処理される電話呼
出し又は他の通信のそれぞれに対するトラフィック・チ
ャンネルを含むフォワード・リンク信号を生成する。ま
た、パイロット・ビーコン105は、好ましくは１又は複
数のパイロット・チャンネルを含む１又は複数のフォワ
ード・リンク信号を送信する。このパイロット・チャン
ネルは、CDMA−BTS102及びパイロット・ビーコン105を
識別し、加入者ユニット100が信号強度の測定結果から
これらのうちどちらに近いかを判定するために使用され
る。本発明の第一の実施の形態では、パイロット・ビー
コン105は１つ又は複数の同期チャンネル及びページン
グ・チャンネルを１つ又は複数のパイロット・チャンネ
ルとともに送信し、本発明の第二の実施の形態では、パ
イロット・ビーコン105はパイロット・チャンネルのみ
を送信する。
パイロット・チャンネルは、好ましくは、IS−95標準
に説明されている方式と同様の方式で、パイロット・デ
ータをパイロット・チャンネル・コード及び拡散コード
（spreading code）によって周期的な直接シーケンス変
調（periodic direct sequence modulation）すること
により生成される。各CDMA−BTS102又はパイロット・ビ
ーコン105では、拡散コードを適用（application）する
ことにより、他のCDMA−BTS102及びパイロット・ビーコ
ン105における拡散コードの適用に対して予め定められ
た相対的な時間オフセットが与えられる。各CDMA−BTS1
02及びパイロット・ビーコン105についてのオフセット
は、そのオフセットがCDMA−BTS102又はパイロット・ビ
ーコン105のいずれについてのものであるかを示す情報
とともに、CDMA−BSC106によってアクセスが可能な、好
ましくはCDMA−BSC106の内部に設けられるパイロット・
データベース（PDB）に格納される。本発明の好ましい
実施の形態においては、これらの時間オフセットは、従
来技術において周知な方法により、グローバル・ポジシ
ョニング・システム（Global Positioning System）（G
PS）で利用可能なUTC時間のような既知の基準信号と同
期化される。さらに、各パイロット・ビーコン105に近
接しているGSM基地局のセットも、時間オフセット・デ
ータベース又は時間オフセットデータベースとの間で相
互に参照することが可能な他のデータベースに格納され
る。
加入者ユニットが起動されているが電話呼出しを処理
していない状態にあるとき、加入者ユニットはアイドル
・モード（idle mode）にあると定義される。アイドル
・モードでは、加入者ユニット101は、アイドル・モー
ド検索手続（idle mode searching procedure）を繰り
返し実行して、CDMA−BTS102及びCDMAパイロット・ビー
コン105からのフォワード・リンク信号の中のCDMAパイ
ロット・チャンネルを検索する。パイロットチャンネル
が検出されると、加入者ユニット101は、関連する同期
チャンネルの処理を試みる。パイロット・チャンネルが
CDMA−BTS102からのものである場合には、同期チャンネ
ルは通常の方法によって処理される。パイロット・チャ
ンネルがパイロット・ビーコン105からのものである場
合には、同期チャンネル及びページング・チャンネル
は、パイロット・チャンネルの発信源（source）がパイ
ロット・ビーコン105であること、あるいは同期チャン
ネル及びページング・チャンネルのいずれもが検出され
ないことを示し、さらにパイロット・チャンネルの発信
源がパイロット・ビーコン101であることを加入者ユニ
ットに対して示す。パイロット・チャンネルが検出され
ない場合又は検出された唯一のパイロット信号がパイロ
ット・ビーコン105からのものである場合には、加入者
ユニット101は、GSM−TDMAモードに移行し又はGSM−TDA
モードから復帰する。いずれにも該当しない場合には、
加入者ユニットは、CDMAモードに移行し又はCDMAモード
から復帰する。
上述したように、加入者ユニット101は、CDMAモード
における電話呼出しを１又は複数のCDMA−BTS102との間
の双方向無線周波数インターフェイスを介して処理す
る。このような電話呼出しの間、加入者ユニット101
は、通信を行っている相手方のCDMA−BTS102のセットか
らのパイロットチャンネル並びに他のCDMA−BTS102及び
パイロット・ビーコン105からのパイロット・チャンネ
ルを検索し続ける。検出された各パイロット・チャンネ
ルについて、パイロット強度測定が行われる。本発明の
好ましい実施の形態においては、この強度測定は、チッ
プあたりのパイロット・エネルギーのEcと特定のパイロ
ット・チャンネルに関するマルチパス成分のセットにつ
いての総受信スペクトル密度（雑音及びエネルギー）Ic
の比の合計を求めることによって行われる。当業者は、
信号強度の測定における様々な代替手段を認識すること
ができよう。マルチパスは、加入者ユニット101によっ
て受信される様々な信号強度や受信時刻を持ったフォワ
ード・リンク信号の反射された“複製”（copy）であ
り、後続の処理のために、この分野でよく知られている
様々な技術により合計される。
パイロット強度の測定報告（measurement report）が
受信され、それが１又は複数の特定の状態の存在を示し
ているときには、CDMA−BSC106は、加入者ユニット101
にGSM−BTSのうちの１つとの間で新しい無線周波数イン
ターフェイスを確立させ、新しい無線通信インターフェ
イスを介して呼出しの処理を続行させるための信号メッ
セージのセットを生成する。さらに、CDMA−BSC106は、
それまでCDMA−BTSのいずれかの中で呼び出しの処理を
行っていた資源（resource）と自分自身を新しい呼出し
又は他の通信を処理するために開放する。この特定の状
態又はCDMA−BSC106に、本発明の様々な実施の形態にお
いて異なるこのような信号メッセージのセットを生成さ
せる状態については、以下に詳しく説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に従って構成されたCD
MA−BSC106及びCDMA−BTS102のセットのブロック図であ
る。CDMA−BTS102は、有線によるリンクを介してCDMA−
BSC106に結合されており、本発明の好ましい実施の形態
においては、T1又はE1接続となるが、マイクロ波リンク
の使用を含めた他の接続によって置き換えることもでき
る。CDMA相互接続サブシステム（CDMA interconnect su
bsystem）200は、図示したCDMA−BTS102のセットに結合
されている。CDMA相互接続サブシステム200は、また、
呼出し制御プロセッサ（call control processor）20
0、選択サブシステム・コントローラ（selection subsy
stem controller）203、選択サブシステム（selection
subsystem）204及びBSC・Ａ−インターフェイス206に結
合される。CDMA相互接続サブシステム200は、接続され
た結合要素間のメッセージ及びトラフィックのルータ
（router）として動作し、本発明の好ましい実施の形態
においては、非同期の固定長パケット輸送システム（fi
xed length packet transport system）により構成され
る。データ処理及びサービス・オプション・システム
（date processing and service options system）210
及びBSC・Ａ−インターフェイス206は、図１のGSM−MSC
108に結合される。データ処理及びサービス・オプショ
ン・システム210は、GSM−MSC106とトラフィック・デー
タの交換を行い、BSC・Ａ−インターフェイス206は、GS
M−MSC106と信号データを交換する。本発明の好ましい
実施の形態においては、信号データは、BSC・Ａ−イン
ターフェイス206及びこの分野でよく知られている、GSM
A・Ａインターフェイスに規定されているITU信号システ
ム・ナンバ７・トランスポート・プロトコル（ITU Sign
aling System Number 7（SS7）transport protocol）を
用いるGSM−MSC108の間で送信される。
本発明の好ましい実施の形態においては、CDMA−BTS1
02及びCDMA−BSC106の中のシステムは、固定長データ・
パケットをCDMA相互接続サブシステム200を介して様々
の他のシステムとの間で交換する内部BSSプロトコル（i
nternal BBS protocol）を介して、又は含まれている２
つのシステムの間の直接のルートを介して、トラフィッ
クデータ及び信号データを交換する。CDMA相互接続サブ
システム200は、各固定長データ・パケットに含まれて
いるアドレスを利用して、このルーティング（routin
g）を実行する。一般的には、第二のシステムにデータ
・パケットを送信する第一のシステムが、第二のシステ
ムのアドレスをデータ・パケットの中に置き、このデー
タ・パケットをCDMA相互接続サブシステム200に供給す
る。選択サブシステム204やデータ処理及びサービス・
オプション・システム210のような隣接するシステムの
場合には、データ・パケットが直接に受け渡されること
がある。特定の固定長パケットは、トラフィック・デー
タ又は信号データを含むことができ、その内容は各パケ
ットに含まれているパケット・ヘッダ・ビットによって
示される。フォワード及びリバース信号を介して送信さ
れるフレームと同様の方式で、１つの信号メッセージは
１つ又は複数のデータ・パケットを介して送信される。
CDMA−BSC106の動作中は、呼出し制御プロセッサ202
及びBSC・Ａ−インターフェイス206は、CDMA−BSC106の
動作の設定及び制御を行うための信号メッセージを生成
する。この設定及び制御は、電話呼出し又は他の通信を
処理するための選択サブシステム204の内部における選
択器（selectors）の割当てを含む。選択器によって実
行される処理には、加入者ユニット101との間でインタ
ーフェイスを確立したCDMA−BTS102からのフレームを随
時受信し、及び各フレームに含まれる品質指示情報に基
づいて後続の処理のために１つのフレームを選択する作
業が含まれる。さらに選択器は、加入者ユニット101に
対してフォワード・リンクの方向に送信されるフレーム
の複数のインスタンス（instances）を生成し、そのフ
レームのインスタンスを加入者ユニット101がインター
フェイスを行っているCDMA−BTS102のそれぞれに転送す
る。BSC・Ａ−インターフェイス206及び呼出し制御プロ
セッサ202によって実行されるCDMA−BSC106の設定及び
制御には、また、サービス・オプション・システム210
の中の信号処理資源の割当てが含まれる。これらの信号
処理資源によって実行される処理には、加入者ユニット
101に対するトラフィック・データのボコード処理とパ
ケット化、及び加入者ユニットによって生成され選択サ
ブシステム204を経由して受信されるトラフィック・デ
ータの逆ボコード処理（devokoding）が含まれる。
図３は、本発明の一実施の形態に従って加入者ユニッ
ト101がCDMAからGSM−TDMA通信サービスへ移行する間に
おける、図１に示した様々なシステムの間で交換される
メッセージのセットを示すメッセージ・シーケンス図で
ある。図３に示す垂直線は、それぞれ、各線の上部の枠
内に表示されたシステムに対応する。これらのシステム
は、加入者ユニット101、選択サブシステム204、呼出し
制御プロセッサ202、データ処理及びサービス・オプシ
ョン・システム210、BSC・Ａ−インターフェイス206、G
SM−MSC108及びGSM−BSC104である。２つの垂線間の水
平の矢印は、関連するシステムの間での信号メッセージ
の交換を示す。時間は、上方から下方に向かって進行
し、上位の水平線の処理は下位の水平線の処理の前に発
生する。加入者ユニット101と選択サブシステム204の間
で交換されるメッセージは、実際にはCDMA−BTS102を通
過するが、図面の簡略化のため加入者ユニット101と選
択サブシステム204の間は１本の線によって示されてい
る。同様に、GSM−MSC108とGSM−BTS100の間のメッセー
ジは、GSM−BSC104によって処理されるが、同じく１本
の線によって示されている。
上述したように、安定した電話呼出し又は他の通信が
継続している間は、加入者ユニット101は、CDMA−BTS10
2又はパイロット・ビーコン105から送信されるパイロッ
ト・チャンネルを絶え間なく検索し、以下に説明する条
件の組み合わせのいずれかが満たされた場合には、パイ
ロット強度測定報告300をCDMA−BSC106に送信する。加
入者ユニット101からの各強度測定報告は、測定された
パイロット・チャンネルの信号源又はチャンネルを識別
するための識別情報を含んでいる。この識別情報は、パ
イロット・チャンネルについての時間オフセット、又は
CDMA−BSC106及び加入者ユニットの双方によって理解す
ることのできるインデックス値等を含んだ多くの形式を
とることができる。このような強度測定報告を使用した
従来の方法及びシステムは、本発明の譲受人に譲渡され
た1993年11月30日発行の米国特許５、267、261、"MOBIL
E STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR
COMMUNICATIONS SYSTEM"に示されている。
CDMA−BSC106では、選択サブシステム204が各パイロ
ット強度測定報告300を受信し、本発明の好ましい実施
の形態では、選択サブシステム・コントローラ203の中
に設けられているパイロット・データベースを使用して
対応するパイロット・チャンネルがCDMA−BTS102又はパ
イロット・ビーコン105のどちらから送信されたもので
あるかを判定する。以下に詳述するような予め定められ
たいずれかの状態を示すパイロット強度測定報告が受信
されると、選択サブシステム204は、ハンドオーバー・
コマンド（handover command）302をBSC・Ａ−インター
フェイス206に送信することによりハンドオーバーを開
始する。BSC・Ａ−インターフェイス206は、ハンドオー
バー要求（handover request）302に応答して所要のハ
ンドオーバー（handover required）304をGSM−MSC108
に送信し、加入者ユニット101の識別子（identity）を
示すとともに、加入者ユニット101が好ましい順序でオ
フセット・データベース中に示されるように近傍に位置
する場合には１又は複数のGSM−BSCの識別子を示す。GS
M−MSC108の従来技術における動作では、ハンドオーバ
ー要求306は、呼出しを処理するフォワード及びリバー
ス・リンクGSM−BSCチャンネルを示す、要求されたハン
ドオーバー304により指定された１又は複数のGSM−MSC1
06に送信される。GSM−BSC、これに応答し、ハンドオー
バー・アクノリッジ308をGSM−MSC108に送信し、加入者
ユニットから送信されたGSMリバース・リンク信号の検
索を開始する。さらに、GSM−MSC108は、ハンドオーバ
ー要求アクノリッジ308に応答して、呼出しを処理するG
SM−TDMAフォワード及びリバース・リンク・チャンネル
を示すハンドオーバー・コマンド310をBSC・Ａ−インタ
ーフェイス206に送信する。BSC・Ａ−インターフェイス
206は、これに応答して、フォワード及びリバース・リ
ンクGSM−TDMAチャンネル情報をGSM−TDMAハンドオフ応
答312を介して選択サブシステム204に受け渡す。同様に
して、選択サブシステム204は、GSM−TDMAチャンネル情
報をハンドオーバー・コマンド314を介して加入者ユニ
ット101に受け渡す。加入者ユニット101は、これに応答
して、CDMAモードからGSM−TDMAモードへの切り替えを
行い、割り当てられたGSM−TDMAリバース・リンク・ト
ラフィック・チャンネルを介してリバース・リンクTDMA
信号317を送信するとともに、GSM−BTS100からのフォワ
ード・リンクGSM−TDMAトラフィック及びコントロール
・チャンネルを検索する。次に、GSM−BTS100は、加入
者ユニット100からのリバース・リンクTDMA信号317の検
索を開始し、これを検出すると電話による通話呼出しを
処理するために割り当てられているフォワード・リンク
GSM−TDMAトラフィック・チャンネルを介して加入者ユ
ニット101に対してハンドオーバー検出316を送信する。
さらに、GSM−BTS100は、GSM−MSC108に対してハンドオ
ーバー完了318を送信する。GSM−MSC108は、これに応答
して、BSC・Ａ−インターフェイス206にBBSMAPクリア
（BSSMAP clear）320を送信する。BSSMAPクリア320を受
信すると、BSC・Ａ−インターフェイスは、他の電話呼
出しを処理するために、CDMA−BSC106及び現行の呼出し
に関連したCDMA−BTS102の中にある資源を開放する資源
開放シーケンス（resource release sequence）を開始
する。ここで、GSM−MSC108及びGSM−BSC104によって生
成され及び受信される信号メッセージのセットは、本発
明の好ましい実施の形態においては、このようなシステ
ムの従来技術による動作と実質的に対応することに注意
されたい。
ここで説明する本発明の基本的な実施の形態において
は、加入者ユニット101は、パイロット・パラメータ・
データベース（PPDB）を保持し、これにより強度測定方
向を作成し、これをBSC106の内部の選択サブシステム20
4に送信すべき時期を決定する。PPDBには、パイロット
・チャンネルのリスト、関連するパイロット・チャンネ
ル・セットのカテゴリ（associated pilot channel set
category）、パイロット・セットのスレッショルド値
であるT_ADD、T_COMP、T_DROP及びT_TDROPが含まれる。
カテゴリのセットには、アクティブ・セット（Active S
et）、キャンディデート・セット（Candidate Set）、
ネイバー・セット（Neighbor Set）及びリメイニング・
セット（Remaining Set）が含まれる。アクティブ・セ
ットには、双方向インターフェイスが確立されているCD
MA−BTS102からのすべてのパイロット・チャンネルが含
まれる。キャンディデート・セットには、アクティブ・
セットには含まれないが、T_ADDを超えるパイロット強
度測定で受信されたパオロット・チャンネルが含まれ
る。ネイバー・セットには、アクティブ又はキャンディ
デート・セットには含まれないが、CDMA−BSC106からの
信号メッセージによってハンドオフの候補となる可能性
があることが示されているものが含まれる。リメイニン
グ・セットには、アクティブ・セット、キャンディデー
ト・セット又はネイバー・セットのいずれのセットにも
含まれない、システム内の他のすべてのチャンネルが含
まれる。T_ADD、T_COMP、T_DROP及びT_TDROPの値は、初
期化時にデフォルト値に設定されて加入者ユニット101
内に格納されるが、CDMA−BSC106から送信される信号メ
ッセージによって書き換えることが可能である。また、
T_DROPの値は、T_ADDの値よりも小さい。
PPDBを使用して、加入者ユニット101は、次のいずれ
かの条件が満たされたときに強度測定報告をCDMA−BSC1
06に送出する。
１）ネイバー・セット又はリメイニング・セットのパイ
ロット・チャンネルの強度測定結果がT_ADDを超えてい
る。
２）キャンディデート・セットのパイロット・チャンネ
ルの強度測定結果が、アクティブ・セットのパイロット
・チャンネルの強度をT_COMPに0.5dBを乗じた値だけ超
えており、最後のハンドオフ指令が受信されてからこの
パイロット・チャンネルについてのパイロット強度測定
報告が送出されていない。
３）加入者ユニットの中にも保持されているハンドオフ
・ドロップ・タイマ（handoff drop timer）が経過し、
最後のハンドオフ指令又は拡張ハンドオフ指令が受信さ
れてからパイロット強度測定報告が送出されていない。
４）アクティブ・セットのメンバ（Active Set membe
r）の強度が、時間間隔T_TDROPにわたってT_DROPの値を
下回っている。
このように、位置が位置Ａから位置Ｂへ変化すると、
加入者ユニット101は、距離が減少し又は障害物（block
age）が減少することにより、パイロット・ビーコン105
からのパイロット・チャンネルをより強い信号強度で検
出するようになる。パイロット・ビーコン105からのパ
イロット・チャンネルのパイロット強度測定結果が初め
てT_ADDの値を超えると、加入者ユニット101は、そのパ
イロット・チャンネルをキャンディデート・セットに加
え、CDMA−BSC106に対する信号強度測定報告を生成す
る。次いで、そのパイロット・チャンネルの強度測定結
果が、無線周波数インターフェイスが確立されているCD
MA−BTS102からのパイロットの値をT_COMPの値に0.5dB
を乗じた量だけ上回ると、加入者ユニット101は、第二
の強度測定報告をCDMA−BSC104に送信する。位置Ａから
位置Ｂへの送信の間において、１又は複数のCDMA−BTS1
02からのパイロット・チャンネル強度が時間間隔T_TDRO
PにわたりT_DROPの値を下回った場合にも、加入者ユニ
ット101は、パイロット強度測定報告を生成する。
パイロット強度測定報告を受信すると、CDMA−BSC106
は、識別情報及び上述のパイロット・データベース（PD
B）を使用して、そのパイロット・チャンネルがCDMA−B
TS又はパイロット・ビーコンのいずれに関するものであ
るかを判定する。本発明の第一の実施の形態において
は、CDMA−BSC106は、パイロット・ビーコン105からの
パイロット・チャンネルの強度が、T_COMPの値に0.5dB
を加算した量だけアクティブ・セット内のパイロット・
チャンネルの強度を上回ったことを示すパイロット強度
測定報告を監視する。このような強度を示す報告を受信
すると、CDMA−BSC106は、上述したように、GSMサービ
スへのハンドオーバーを開始する。第一の実施の形態に
おいては、GSMサービスへのハンドオーバーは必要とさ
れる時点よりやや早めに発生させることとしているが、
これによって、CDMAリンクがサービスが切り替えられる
前に実質的に悪化することを防止し、呼出しの品質を確
保している。この第一の実施の形態は、ハンドオーバー
処理が開始される時にGSMサービスの有効性が確保され
るため、特にCDMAのカバー領域がGSMのカバー領域と重
複する（collocated）場所で特に有効である。
本発明の第二の実施の形態では、CDMA−BSC106は、CD
MA−BTS102からのアクティブ・セット内の最後のパイロ
ット・チャンネルの強度が、時間間隔T_TDROPにわたりT
_DROPを下回ったことを示すパイロット強度測定報告を
監視する。このような強度を示す報告を受信すると、CD
MA−BSC106は、上述したように、GSMサービスへのハン
ドオーバーを開始する。この第二の実施の形態は、GSM
サービスへの移行前になるべく長くCDMAサービスを保持
したい場合に有用である。本発明の第三の実施の形態に
おいても、CDMA−BTS102からのアクティブ・セット内の
最後のパイロット・チャンネルの強度が、時間間隔T_TD
ROPにわたりT_DROPを下回ったときにハンドオーバーの
手順が実行されるが、パイロット・ビーコン105は使用
されず、したがってパイロット・ビーコン105からのパ
イロット・チャンネルに対する強度測定は行われない。
この第３の実施の形態は、パイロット・ビーコンの設置
が困難な場所で特に有用である。
本発明の他の実施の形態では、加入者ユニット101
は、PPDBに追加して格納されるT_HANDOFFの値を使用す
る。上述した他の変数を使用する場合と同様に、T_HAND
OFFのデフォルト値が加入者ユニット101に格納される
が、T_HANDOFFの値はCDMA−BSC106から送信される信号
メッセージによって書き換えることができる。T_HANDOF
Fを使用する本発明の第一の実施の形態では、CMDA−BSC
106は、パイロット・ビーコン105からのパイロット・チ
ャンネルがT_ADDを超えたことが検出されたことをパイ
ロット強度測定報告が示しているときに、これを加入者
ユニット101に通知する。これにより、加入者ユニット1
01は、そのパイロット・チャンネルがパイロット・ビー
コン105によって生成されたことをPPDB内に格納し、そ
のパイロット・チャンネルがT_HANDOFFを超える強度で
受信されたときにパイロット強度測定報告300を生成す
る。このパイロット強度測定報告を受信すると、CDMA−
BSC106は、上述したようにGSM−TDMAサービスへのハン
ドオフを開始する。本発明のこの実施の形態では、T_HA
NDOFFの値はT_ADDの値よりも大きい。
T_HANDOFFを使用する本発明の第二の実施の形態で
は、加入者ユニット101は、CDMA_BTS102からの各パイロ
ット・チャンネルが時間間隔T_THANDOFFにわたってT_HA
NDOFFを下回る強度で受信されたときに、パイロット強
度測定報告を生成する。T_THANODOFFは、加入者ユニッ
ト100内に追加して格納される値であるが、CDMA−BSC10
6からの信号メッセージによって書き換えることができ
る。このパイロット強度測定報告を受信すると、CDMA−
BSC106は、上述したようにGSM−TDMAサービスへのハン
ドオフを開始する。本実施の形態の好ましい実施におい
ては、CDMAサービスが受容できない程度までに劣化する
前にハンドオフを実行することが望ましいため、T_HAND
OFFの値はT_DROPの値よりも大きい。しかしながら、T_D
ROPの値を下回るT_HANDOFFの値を用いることも、本発明
の趣旨に反するものではない。
上述したような様々な方法でハンドオーバーを実行す
ることにより、CDMA無線通信サービスをGSM通信ネット
ワークの中で提供することができ、またGSM−TDMA無線
通信サービスとの組み合わせによって、電話呼出しの進
行中に加入者がある種類のサービスから他の種類のサー
ビスへの切り替えを行うことができる。これにより、無
線通信サービスの加入者は、CDMA通信サービスの恩恵を
最大限に利用しうる場所ではそのサービスの恩恵を受け
ることができる一方で、同じサービスシステムによって
提供される完全な移動可能性の利益を受けることができ
る。さらには、上述した方法及びシステムによれば、GS
Mシステムによって必要とされるコマンド及びレスポン
スが通常のGSM対GSMのシステム間におけるハンドオーバ
ー又はハード・ハンドオフの進行の間にすでに実行され
ているという点において、既存のGSMの基盤に僅かな修
正を加えるだけで又は全く修正を加えることなしに、CD
MAサービスを導入することが可能となる。これにより、
CDMAサービスを最小限のコストで、したがって高効率の
方法で導入することが可能となる。
このように、CDMA無線通信システムをGSM−TDMA無線
通信システムと共存させる方法及びシステムについて説
明した。当業者にとっては、本発明の様々な代りの実施
の形態が明らかであろう。上述した実施の形態は、もっ
ぱら発明の図解と例示のみを目的とするものであり、以
下に添付する請求の範囲によって画定される発明の範囲
を制限するものと解釈すべきではない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−222227（ＪＰ，Ａ) 米国特許5267261（ＵＳ，Ａ) Ｍｉｃｈｅｌ ＭＯＵＬＹ ｅｔ．ａ ｌ，Ｔｈｅ ＧＳＭ Ｓｙｓｔｅｍ ｆ ｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃ ａｔｉｏｎｓ，フランス，ＣＥＬＬ ＆ ＳＹＳ，1992年 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電話呼出しの間、無線通信システムの加入
    者ユニット（101）をCDMA−BTS（102）からGSM−BTS（1
    00）に切り替える方法であって、 （ａ）加入者ユニット（101）がCDMA方式で受信可能な
    エリアに、パイロットチャンネルを発進するCDMA−BTS
    （102）を設置し、 （ｂ）加入者ユニット（101）がTDMA方式で受信可能な
    エリアに、パイロットチャンネルを発進するCDMAパイロ
    ットビーコン（105）を設置し、 前記CDMAパイロットビーコン（105）とCDMA−BTS（10
    2）からのパイロットチャンネル強度測定報告に基づい
    て、CDMA−BTS（102）からGSM−BTS（100）に切り替え
    る方法。
  2. 【請求項２】前記CDMAパイロットビーコン（105）から
    のパイロットチャンネル強度が、アクティブセット内の
    パイロット信号の強度をT_COMPの値より0.5dB上回った
    とき、パイロットチャンネル強度測定報告を行う請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】CDMA−BTS（102）からのパイロットチャン
    ネルのいずれもが時間間隔T_TDROPにわたりT_DROPの値
    を上回る強度で受信されない場合に、パイロットチャン
    ネル強度測定報告を行う請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】加入者ユニット（101）がCDMA−BTS（10
    2）からのパイロットチャンネルが時間間隔T_TDROPにわ
    たってT_DROPを上回る信号強度で受信されたとき及び前
    記CDMAパイロットビーコン（105）からのパイロットチ
    ャンネルの強度がT_HANDOFFの値を上回る強度で受信さ
    れたときにパイロットチャンネル強度測定報告を行う請
    求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】T_HANDOFFの値はT_DROPの値より大きい請
    求項４に記載の方法。
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