JP3570398B2 - Method for adjusting missing section in mobile station, method for controlling handoff speed of wireless communication system, and mobile station - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動局の欠落時区間を調整する方法、無線通信システムのハンドオフ速度を制御する方法および移動局に関し、より詳しくは無線通信システム内でのハンドオフ制御の向上に関する。
【0002】
【発明の背景】
1993年7月に発表されたTIA/EIA、IS−95「デュアルモード広帯域拡散スペクトラムセルラーシステムの移動局−基地局互換性規格」に記載されているように、符号分割多元接続(CDMA)セルラー方式電話通信システムを含む様々な規格で、セルラー方式電話は機能する。CDMAは、独自の符号列を用いてチャネルを作り出す拡散スペクトル多元接続ディジタル通信技術である。CDMAシステムでは、高レベルの干渉が存在しても信号の受信が可能であり、実際に受信を行う。信号受信の実際上の制約は、チャネルの条件に左右されるが、上述したIS−95規格に記されたシステムにおけるCDMA受信は、静的チャネル用の信号より18dB大きな干渉が存在しても、実行可能である。一般的にこのシステムは、低レベルの干渉と動的チャネル条件で機能する。
【0003】
CDMA規格を用いた移動局は、閾値より十分に強いパイロットを求めて、近隣基地局のパイロットチャネルを常にサーチする。移動局は、一つの基地局でカバーされる範囲から別の基地局の範囲へ移動する際に、あるパイロットをネイバーセット(近隣の集合)からキャンディデートセット(候補の集合)に昇格させ、パイロット強度測定メッセージ(Pilot Strength Measurement Message)を介してネイバーセットからキャンディデートセットへの昇格を一つまたは複数の基地局に通知する。基地局は、パイロット強度測定メッセージにしたがってアクティブセット(Active Set:アクティブな集合)を決定し、ハンドオフ指示メッセージを介して移動局に新たなアクティブセットを通知する。移動局が前の基地局との通信を終了する前に新たなアクティブセットの中の新たな基地局と通信を開始する時には、「ソフトハンドオフ」が発生している。
【0004】
ドロップスレッショルド(drop threshold)は、移動ユニットが受信したパイロット信号の相対強度に基づいて決定される。このドロップスレッショルドは次に、特定基地局との接続の欠落(drop:各セットから基地局を外す)を開始するかどうかを判断するのに用いられる。このような判断では、各パイロット信号の強度または相対強度とドロップスレッショルドとの比較が行われる。ドロップスレッショルドは、移動ユニットにより受信された接続基地局からの一つ以上のパイロット信号の強度に基づいて判断される。TTDROPタイマは、パイロットがドロップスレッショルドを下回った時間を追跡するタイマである。TTDROPタイマの目的は、高速フェード等、伝播環境の短時間変化のため測定されたエネルギーが弱くなった強力パイロットを誤って外すのを回避することである。しかしTTDROPタイマの持続時間は、信号レベル、干渉、動的変化その他のパラメータに関係なくプリセットされる。
【0005】
【発明の概要】
本願では、ハンドオフ決定に伴う遅延を短縮または延長する。ハンドオフ決定は、パイロットからのエネルギーが設定閾値を下回っている時間に基づく。この時間は、局所パラメータに基づいて遅延を調整するため、動的に制御される。この時間は特定のパイロットに固有のものであっても、すべてのパイロットに共通でもよい。この時間に影響するパラメータには、パイロットエネルギーレベルの変動と、移動局の動的変化と、各パイロットエネルギーレベルとが含まれる。この時間はルックアップテーブルに基づいて調整されても、計算式を用いて計算されてもよい。
【0006】
本願は、移動局で欠落時区間(drop time period)を調整する方法を開示する。この方法は、制御パラメータの測定と、制御パラメータに基づく欠落時区間の調整とを有する。この方法はまた、パイロット信号の変動レベルが変化した時またはパイロット信号の将来エネルギーレベルが良好に推定できる時に行われる欠落時区間の変更を有する。
【0007】
本願は、無線通信システムのハンドオフ速度を制御する方法を開示する。この方法は、一つ以上の制御パラメータの選択と、制御パラメータの値に基づく目標欠落時区間の決定とを有する。次に欠落時区間が調整される。この方法は、ルックアップテーブルまたは計算式に基づく目標欠落時区間の決定を有する。
【0008】
本願は、無線通信システムで使用するための移動局を開示する。移動局は、ハンドオフ速度を制御するための欠落時区間タイマと、調整手段を備える。調整手段は、選択された制御パラメータに基づいて欠落時区間の値を変化させる。
【0009】
なお、本発明は、具体的には、特許請求の範囲に記載した通りの種々の特徴を有するものであって、それらの特徴および効果は、後述する実施形態から明らかにされる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、無線通信システムの一例の要素を示す。交換局(mobile switching center)102は基地局104a〜104k(一つの接続のみ図示)と通信する。基地局104a〜104k(まとめて104)は、セル108a〜108k(まとめて108)内の移動局106に対してデータの送受信を行う。セル108は、半径が35キロメートル以内、または可能ならばそれ以上のおおよそ六角形をした地理的範囲である。
【0011】
移動局106は、基地局104に対してデータの送受信を行うことができる。一実施例では、移動局106は符号分割多元接続(CDMA)規格にしたがってデータを送受信する。CDMAは、無線装置へのまたは無線装置からのデータを無線信号が搬送する電話システムにより、移動中の無線通信装置利用者がデータを交換できる通信規格である。
【0012】
CDMA規格では、セル108bに隣接する追加セル108a、108c、108d、108eにより、移動局106は通信を中断せずにセルの境界線を越えることができる。これは、隣接セルの基地局104a、104c、104d、104eが、移動局106のためにデータ送受信のタスクを引き受けるからである。交換局102は、複数セル範囲において移動局106とのすべての通信を調整する。ゆえに交換局102は、多数の基地局104と通信できる。
【0013】
移動局106は、音声またはデータを送信しながら、セル108内で自由に移動できる。移動局106は、他の電話システム利用者とアクティブ通信状態になくても、この移動局106に向けられる通話やページングメッセージを検出するためセル108内の基地局104の送信をサーチする。
【0014】
この種の移動局106の一例は、セル108内を歩行中に電話が掛かってくることを予想してセルラー方式電話の電源を入れておく歩行者によって使用される、セルラー方式電話である。セルラー方式電話は、基地局104との通信を同期化するため、ある周波数(CDMAで使用される周知の周波数)を走査する。セルラー方式電話は次に、CDMAネットワーク内のアクティブ利用者であることを知らせるため、交換局102に登録する。
【0015】
呼び出しを検出する際に、セルラー方式電話は、基地局104から送られたデータフレームを走査して、このセルラー方式電話に向けられた電話の呼び出しやページングメッセージを検出する。この呼び出し検出モードでセルラー方式電話は、ページングメッセージデータを受信、記憶、検査し、セルラー方式電話の識別子と一致する移動局の識別子がデータに含まれるかどうかを判断する。一致が検出された場合、セルラー方式電話は移動局104を介して交換局102との通話を確立する。一致が検出されなかった場合、セルラー方式電話は所定時間、アイドル状態に入り、次にアイドル状態から出て別のページングメッセージデータ送信を受信する。
【0016】
時に別の基地局104がこの移動局106と通信することが望ましいことがある。これは、最初の基地局104が信号強度を失ったこと、移動局106が最初の基地局104の範囲から出たこと、または他の要因によるものである。移動局106が基地局104を変更する時、これをハンドオフと呼ぶ。現在、ハンドオフすべきかどうかを判断するための一技術は、基地局からのパイロット信号のエネルギーレベルを監視するというものである。パイロット信号のエネルギーレベルが一定の時間、所定閾値を下回ると、移動局106はハンドオフを開始する。図2は、従来のプロセスにしたがってハンドオフが必要かどうかを判断するプロセスを図示したものである。図2は、パイロット信号205のエネルギーレベルが時間とともに変化する様子を示すグラフ200である。パイロット信号205のエネルギーレベルは、所定の閾値レベル210(IDROP閾値)と比較される。パイロット信号205のエネルギーが設定時間225(TTDROP)、所定閾値レベル210を下回ると、移動局106は基地局104を切り換えるためハンドオフを開始する。点220に見られるように、パイロット信号205のエネルギーレベルが所定閾値210に達すると、閾値タイマ(TTDROPタイマ)は作動を開始する。閾値タイマはTTDROPの値により決定される時間、作動する。次に移動局106は、点230に示されたパイロット信号205のエネルギーレベルの値を判断する。図2のようにパイロット信号205のエネルギーレベルが所定閾値210を下回ったままであれば、移動局106はハンドオフを開始する。しかしパイロット信号205のエネルギーレベルが再び所定閾値210以上に上昇すると、移動局106は現在の基地局との接続を維持する。
【0017】
図3は、時間とともに急激に変化するパイロット信号305のエネルギーレベルを示すグラフ300である。パイロット信号305のエネルギーレベルが急激に変化する際には、プリセットされた時間値TTDROPでは所望の結果が得られない。例えば点320でパイロット信号305のエネルギーが所定閾値レベル310を下回ると、TTDROP225の時間が始まる。その後この時間は終わり、点325でパイロット信号305のエネルギーレベルが判断される。この点325では、パイロット信号305のエネルギーレベルは所定閾値310を上回っているため、移動局106は基地局104との接続を維持する。しかしパイロット信号305のエネルギーレベルが急激に変化することにより、移動局104はある時間、低いエネルギーレベル330で作動していたことになる。さらにエネルギーレベルは、範囲335で再び所定閾値310を下回る。
【0018】
本発明は、パラメータの変化に基づいて時間TTDROPの値を調整する。移動局106がハンドオフ決定を行うのに用いる時間を動的に調整することにより、ハンドオフの遅延を短縮できる。動的変化時間は、各パイロット信号に固有であっても、すべてのパイロットに共通であってもよい。時間の調整に用いられるパラメータの中には、パイロットエネルギーレベルの時間的変動や、位置と移動の速度および方向を含む移動局106の動的変化や、各パイロットのエネルギーレベルが含まれる。
【0019】
パイロットエネルギーレベル305の時間的変動は、時間の調整に使用される。エネルギーレベル305が急激に変化する場合、移動局106が新たな基地局104と迅速に接続できるように、時間を短縮することが望ましい。これは図3に図示されている。第1範囲336ではエネルギーレベル305が急激に変化している。新たな基地局への迅速な変更を可能にするため、欠落時区間TTDROP1340が短縮される。第2範囲338ではエネルギーレベル305は急激に変化していない。ゆえに欠落時区間TTDROP2345は欠落時区間TTDROP1340より長い。
【0020】
図4は、移動局106で使用される欠落時区間プロセス400の動的調整を示すフローチャートである。プロセス400は、「スタート」状態405から始まる。状態(ステップ)410に進み、移動局106は現在の欠落時区間を判断する。現在の欠落時区間は、移動局106の初期化の際にプリセットされた量でも、欠落時区間を最終調整した結果でもよい。この値は、一般的に、移動局106のメモリに記憶される。
【0021】
状態415に進み、移動局106は、制御パラメータを選択および測定する。上述のように、移動局106は、欠落時区間を制御するのに多様なパラメータを使用する。これらパラメータには、パイロットエネルギーレベルの時間的変動、位置と移動速度を含む移動局106の動的変化、各パイロットエネルギーレベルが含まれるが、これらに限定されるわけではない。使用される特定パラメータは移動局106間で変化し、所定の値でも、動的変化により調整される値でもよい。さらに移動局106はパラメータの組合せを用いて欠落時区間を調整する。
【0022】
状態420に進み、選択されたパラメータに基づいて目標欠落時区間が決定される。新たな欠落時区間計算の詳細は本開示の範囲外であるため、ここでは詳述しない。しかし一般的に、高速移動中の移動局106は、静止した移動局よりハンドオフに関する決定を高速で行う必要があるため、欠落時区間は、高速決定を可能にするため短縮されるか、ハンドオフを不要にするため延長される。その結果、非常に短時間内に、欠落されたパイロットの再追加が続いて要求される。さらにパイロットのエネルギーレベルが強い場合、ハンドオフ決定を数多く行う必要がないため欠落時区間が延長される。
【0023】
目標欠落時区間の決定は、多様な方法で得られる。移動局106は測定されたパラメータ値を入力パラメータとして用いるルックアップテーブルを用いてもよい。目標欠落時区間はプリセット範囲内で段階的に変化しても、測定されたパラメータ値を入力変数とする計算式を用いて計算してもよい。また、欠落時区間決定の検討時に各パラメータまたはパラメータ集合に加えられる加重値を、ネットワークによって設定または制御してもよい。基地局104は、欠落時区間が調整される段階、速度、時間を設定できる。例えば基地局104は、移動局106の動的変化には何の調整も加えられないが、パイロットエネルギー値の変動は調整されるように要求できる。
【0024】
状態425に進み、移動局106は欠落時区間を目標欠落時区間に調整する。現在の欠落時区間が目標欠落時区間に等しいこともあり得るが、その場合には変更は行われない。欠落時区間が調整された後、移動局106は新たな欠落時区間での動作を開始する。プロセスは次に「エンド」状態430で終了する。
【0025】
本発明は、多様な変形および変更が容易である。したがって、本発明を、趣旨または基本的特徴から逸脱せずに他の特定形態で具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態で使用される無線通信システムの一例の要素を示す図である。
【図2】従来の技術で実行されるドロップスレッショルド決定を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態により実行される動的変化によるドロップスレッショルド決定を示すグラフである。
【図4】本発明の一実施形態による欠落時区間決定プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
102…交換局、104a〜104k…基地局、
108a〜108k…セル、106…移動局。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for adjusting an interval during which a mobile station is lost, a method for controlling a handoff speed of a wireless communication system, and a mobile station, and more particularly, to an improvement in handoff control in a wireless communication system.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
As described in TIA / EIA, IS-95, "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Broadband Spread Spectrum Cellular Systems", published in July 1993, a code division multiple access (CDMA) cellular system. Cellular phones work with various standards, including telephony systems. CDMA is a spread spectrum multiple access digital communication technology that creates a channel using a unique code sequence. In a CDMA system, a signal can be received even when a high level of interference exists, and the signal is actually received. Although the practical constraints on signal reception depend on channel conditions, CDMA reception in systems described in the IS-95 standard described above can be achieved with 18 dB more interference than signals for static channels. It is feasible. Generally, this system works with low levels of interference and dynamic channel conditions.
[0003]
A mobile station using the CDMA standard always searches for a pilot channel of a neighboring base station for a pilot sufficiently stronger than the threshold. When a mobile station moves from a range covered by one base station to a range of another base station, the mobile station promotes a pilot from a neighbor set (a set of neighbors) to a candidate set (a set of candidates), and The promotion from the neighbor set to the candidate set is notified to one or a plurality of base stations via a pilot strength measurement message (Pilot Strength Measurement Message). The base station determines an active set (Active Set) according to the pilot strength measurement message, and notifies the mobile station of the new active set via a handoff instruction message. A "soft handoff" has occurred when a mobile station starts communicating with a new base station in a new active set before terminating communication with a previous base station.
[0004]
The drop threshold is determined based on the relative strength of the pilot signal received by the mobile unit. This drop threshold is then used to determine whether to initiate a drop in connection with a particular base station (drop: remove base station from each set). In such a determination, the strength or relative strength of each pilot signal is compared with the drop threshold. The drop threshold is determined based on the strength of one or more pilot signals from the connected base station received by the mobile unit. The TTDROP timer is a timer that keeps track of when the pilot falls below the drop threshold. The purpose of the TTDROP timer is to avoid falsely removing a strong pilot whose measured energy has been weakened due to short-term changes in the propagation environment, such as a fast fade. However, the duration of the TTDROP timer is preset regardless of signal level, interference, dynamic changes and other parameters.
[0005]
Summary of the Invention
In this application, the delay associated with a handoff decision is reduced or extended. The handoff decision is based on the time during which the energy from the pilot is below a set threshold. This time is dynamically controlled to adjust the delay based on local parameters. This time may be specific to a particular pilot or common to all pilots. Parameters that affect this time include pilot energy level variations, mobile station dynamic changes, and each pilot energy level. This time may be adjusted based on a look-up table or calculated using a calculation formula.
[0006]
The present application discloses a method for adjusting a drop time period in a mobile station. The method includes measuring a control parameter and adjusting a missing section based on the control parameter. The method also includes a change in the missing interval when the variation level of the pilot signal changes or when the future energy level of the pilot signal can be well estimated.
[0007]
The present application discloses a method for controlling a handoff speed of a wireless communication system. The method includes selecting one or more control parameters and determining a target missing interval based on the values of the control parameters. Next, the missing section is adjusted. The method comprises determining a target missing interval based on a look-up table or formula.
[0008]
The present application discloses a mobile station for use in a wireless communication system. The mobile station includes a missing section timer for controlling a handoff speed, and an adjusting unit. The adjusting means changes the value of the missing section based on the selected control parameter.
[0009]
Note that the present invention specifically has various features as described in the claims, and those features and effects will be apparent from embodiments described later.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows elements of an example of a wireless communication system. An exchange (mobile switching center) 102 communicates with
[0011]
The
[0012]
According to the CDMA standard,
[0013]
The
[0014]
One example of this type of
[0015]
In detecting a call, the cellular telephone scans data frames sent from the
[0016]
Sometimes it is desirable for another
[0017]
FIG. 3 is a graph 300 showing the energy level of
[0018]
The present invention adjusts the value of the time T TDROP based on the change in the parameter. By dynamically adjusting the time used by the
[0019]
Temporal variations in
[0020]
FIG. 4 is a flowchart illustrating the dynamic adjustment of the
[0021]
Proceeding to a
[0022]
Proceeding to
[0023]
The determination of the target missing section can be obtained in various ways. The
[0024]
Proceeding to
[0025]
The present invention can be easily modified and changed in various ways. Thus, the present invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating elements of an example of a wireless communication system used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating a drop threshold determination performed in the prior art.
FIG. 3 is a graph illustrating a dynamic change drop threshold determination performed according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a missing section determination process according to an embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
102 ... exchange station, 104a-104k ... base station,
108a to 108k: cell, 106: mobile station.
Claims (22)
前記移動局と前記基地局とが接続している状態から前記ハンドオフを行う前に、前記欠落時区間の調整に用いられる制御パラメータの値を得、その制御パラメータの値に基づいて前記欠落時区間を動的に調整することを特徴とする、移動局における欠落時区間の調整を行う方法。 A method for adjusting the missing section of the mobile station , which determines whether a handoff for changing the base station is necessary based on whether or not the energy level of the pilot signal from the base station is below a predetermined missing section and a threshold level. Law,
Wherein the state of the mobile station and the base station is connected before performing the handoff, to obtain the value of the control parameter used to adjust the missing time slot, the missing time slot based on the value of the control parameter characterized by dynamically adjusting the method of adjusting the missing time slot in the mobile station.
前記移動局と前記基地局とが接続している状態から前記ハンドオフを行う前に、欠落時区間の調整に用いられる制御パラメータの値を得、その制御パラメータの値に基づいて目標欠落時区間を決定し、前記欠落時区間を前記決定された目標欠落時区間に調整し、この調整された新たな欠落時区間により前記ハンドオフが必要か否かを決定する動作を開始することを特徴とする、無線通信システムのハンドオフ速度を制御する方法。 Energy level is predetermined missing time interval of the pilot signal from the base station, depending on whether is below a threshold level, controls the speed of the handoff of a wireless communication system for determining whether it is necessary to handoff to change the base station A way to
Before performing the handoff from the state where the mobile station and the base station are connected , obtain the value of the control parameter used for adjustment of the missing section, the target missing section based on the value of the control parameter Determining , adjusting the missing time section to the determined target missing time section, and starting an operation of determining whether the handoff is required by the adjusted new missing time section, A method for controlling a handoff speed of a wireless communication system .
前記欠落時区間の値がセットされる欠落時区間タイマと、
前記移動局と前記基地局とが接続している状態から前記ハンドオフを行う前に、前記欠落時区間の調整に用いられる制御パラメータの値を得、その制御パラメータの値に基づいて、前記欠落時区間タイマにセットされる前記欠落時区間の値を動的に変化させる調整手段と、を備えた移動局。 In the mobile station to determine whether the handoff to change the base station is necessary, based on whether or not the energy level of the pilot signal from the base station is lower than the predetermined loss interval or the threshold level,
A missing section timer in which the value of the missing section is set ;
Wherein the state of the mobile station and the base station is connected before performing the handoff, to obtain the value of the control parameter used to adjust the missing time slot, based on the value of the control parameter, said missing and adjusting means for dynamically changing the value of the missing time interval which is set when the interval timer, with a transfer Dokyoku.
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