JP3926591B2 - 通信リンクの個数の最適化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多数の通信リンクの最適化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ソフトハンドオフは、無線通信システムで現在使用されているその他のマルチアクセス技術を凌駕する、符号分割多重方式（ＣＤＭＡ）技術の最大の利点のうちの一つである。なぜなら、ソフトハンドオフは、携帯電話がセル間を横断する際に、スムーズに、かつ、継ぎ目無く切り換えるからである。一般的に、ハンドオフは、携帯電話がセル間を横断するのに応じて、呼を稼働状態に維持するために、基地局の順行により呼を処理することを含む。或るタイプのハンドオフ（以下、「ソフトハンドオフ」と呼ぶ）は、携帯電話が多数の基地局と複数の通信リンクを同時に維持している状態である。
【０００３】
ＣＤＭＡに関する周知のＩＳ−９５に基づく無線通信システムでは、ソフトハンドオフは次のようにして行われる。携帯電話が第一の基地局を介して起呼する。この基地局は、携帯電話と通信し、かつ、その呼処理を管理する基地局である。第一の基地局は「アクティブセット」と呼ばれる一連の基地局のうちの一部である。このアクティブセットは、携帯電話が通信する基地局群である。アクティブセットは、第一の基地局を含み、そして、多分、１個以上の第二の基地局も含む。この第二の基地局は、携帯電話と通信はするが、携帯電話の呼処理は管理しない基地局である。呼が最初に起呼されると、アクティブセットは第一の基地局だけを含む。
【０００４】
呼が確立された後、携帯電話は、ソフトハンドオフの適当な候補基地局から伝送されてくるパイロット信号の信号品質を継続的に測定する。このような基地局を以下「隣接基地局」と呼ぶ。この隣接基地局は、「隣接セット」と呼ばれる一連の基地局の一部である。隣接基地局から伝送されてくるパイロット信号が閾値のＴ_ＡＤＤを超える信号品質を有することが検出されると、ソフトハンドオフが起動される。閾値のＴ_ＡＤＤを超えるパイロット信号品質を有するこのような隣接基地局はアクティブセットの候補となる。この基地局を以下「候補基地局」と呼ぶ。この候補基地局は基地局の「候補セット」の一部である。この候補基地局では、閾値Ｔ_ＡＤＤは、閾値Ｔ_ＡＤＤ以上のパイロット信号品質を有する基地局に関連するトラフィックチャネルが携帯電話により首尾良く変調させることができることを示す。候補基地局が検出されると、測定されたパイロット信号品質を示すために、携帯電話はパイロット信号測定メッセージを第一の基地局へ伝送する。
【０００５】
携帯電話が、候補基地局をリストする第一の基地局から伝送されたハンドオフ配向メッセージを処理すると、候補基地局は第二の基地局、すなわち、アクティブセットの一部となる。ひとたびアクティブセットに入れば、携帯電話はソフトハンドオフ状態に入り、第二の基地局（すなわち、前者の候補基地局）と通信することができる。すなわち、ソフトハンドオフでは、アクティブセット基地局は同じ情報信号を移動端末へ伝送し、そして、同じ情報信号（但し、この情報信号は異なるWalshコードにより変調させることができる）を移動端末から受信する。
【０００６】
ソフトハンドオフに伴う問題点は、ソフトハンドオフで使用する可能性のある各基地局においてトラフィックチャネルのプールを予約しなければならないことである。例えば、ＣＤＭＡに基づくＩＳ−９５は合計で６４個の通信チャネルを有する。６４個の通信チャネルのうち、５５個がトラフィックチャネルである。５５個のトラフィックチャネルのうち、１６個のトラフィックチャネルはソフトハンドオフで使用するために予約される。換言すれば、非ソフトハンドオフ状態に割り当てられたＣＤＭＡ基地局に基づく何れのＩＳ−９５でも、３９個のトラフィックチャネルだけしかで利用できない。従って、ソフトハンドオフで使用するために、５５個のトラフィックチャネルのうち１６個が予約されているために、システム容量は２９％低下される。しかし、ソフトハンドオフで使用するために予約されるトラフィックチャネルの個数が減少されれば、セル間を横断する携帯電話の結果としてドロップされる呼の個数を、ソフトハンドオフで利用されないトラフィックチャネルにより増加させることができる。従って、ソフトハンドオフに障害を生じさせることなく、システム容量を増大させることが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ソフトハンドオフで使用される通信リンクの個数を最適化することにより、ソフトハンドオフに障害を生じさせること無く、システム容量を増大させる方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
ソフトハンドオフで使用される通信リンクの個数は、関連通信リンクの信号特性（例えば、信号品質、信号強度及び周波数（ＲＦ）性能など）に基づき、アクティブセット内の基地局の個数を最小化することにより最適化される。アクティブセット内の基地局の個数を最小化することにより、ソフトハンドオフについて予約されたトラフィックチャネルの個数を低下させることができる。なぜなら、ソフトハンドオフには少数のトラフィックチャネルしか必要とされないので、非ソフトハンドオフ状態における携帯電話に割り当てられた利用可能なトラフィックチャネルの個数を増大させることによりシステム容量を増大させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、ソフトハンドオフで使用される通信リンクの個数又はソフトハンドオフ状態において通信できる携帯電話に対するアクティブセット内の基地局の個数を最適化することにより、ソフトハンドオフに障害を生じさせること無く、システム容量を増大させる方法である。通信リンクの個数は、関連通信リンクの信号特性（例えば、信号品質、信号強度及び周波数（ＲＦ）性能など）に基づき、アクティブセット内の基地局の個数を最小化することにより最適化される。アクティブセット内の基地局の個数を最小化することにより、ソフトハンドオフのために予約されるトラフィックチャネルの個数を低下させることができる。なぜなら、ソフトハンドオフには少数のトラフィックチャネルしか必要とされないので、非ソフトハンドオフ状態における携帯電話に割り当てられた利用可能なトラフィックチャネルの個数を増大させることによりシステム容量を増大させることができる。
【００１０】
本発明の或る実施態様では、一連の基準値又は複数の閾値を、アクティブセットに関する基地局の最大数を決定するために使用する。図１は本発明のこの実施態様の原理を説明する流れ図１００である。ステップ１０１０において、移動端末はシステム運用状態である。移動端末がシステム運用状態にある場合、移動端末はアクティブコールを有し、移動端末はソフトハンドオフ状態であることもできるし、ソフトハンドオフ状態でないこともでき、また、アクティブセットは第一の基地局とゼロ又は１個以上の第二の基地局を含む。この用途の目的のために、移動端末はアクティブセット内の全ての基地局と通信するが、移動端末はアクティブセット内の全ての基地局には信号を伝送せず、アクティブセット内の全ての基地局から移動端末へ伝送された信号を復調する。
【００１１】
ステップ１０２０において、移動端末は、現用の通信リンク、すなわち、アクティブセット内の基地局との通信リンクの信号特性（例えば、信号品質、信号強度及び周波数（ＲＦ）性能など）を測定する。一般的に、信号特性について測定されている信号がパイロット信号である。しかし、その他の信号も測定することができる。説明を容易にするために、測定される信号特性として、信号強度及びＲＦ性能を用いて本発明を具体的に説明する。
【００１２】
ステップ１０３０において、アクティブセット内の１個以上の基地局から伝送された通信リンク又は信号が、第一の一連の基準値又は閾値以上の移動端末で測定された信号強度及び／又はＲＦ性能を有するか否か決定する。第一の一連の閾値は、信号強度に関する第一の閾値、ＲＦ性能に関する第一の閾値及び／又は信号強度及びＲＦ性能の幾つかのハイブリッド又は重み付き測定に関する第一の閾値を含む。説明を容易にするため、第一の一連の基準値又は閾値における関連閾値以上の信号強度及び／又はＲＦ性能測定値を有するアクティブセット内の基地局を以下「第一の閾値基地局」と呼ぶ。一方、第一の一連の閾値内の関連閾値以上の信号強度及び／又はＲＦ性能測定値を有しないアクティブセット内の基地局を以下「非第一の閾値基地局」と呼ぶ。好ましくは、第一のセット内の閾値は、フレーム・エラー・レート（ＦＥＲ）、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）、信号エラー・レート（ＳＥＲ）、信号対雑音／インターフェース比率などについて測定されるような移動端末における信号品質の第一のレベルを達成する受信信号を生じる信号強度、ＲＦ性能及び／又はこれらの幾つかのハイブリッドに対応する。
【００１３】
少なくとも１個の第一の閾値基地局が存在する場合、ステップ１０４０において、アクティブセット内で存在できる基地局の最大数を１に設定する。すなわち、アクティブセットは１個の基地局に低下される。例えば、アクティブセット内の３個の基地局が存在すると仮定すると、信号強度測定値だけがアクティブセットを最適化するために使用される。第一の閾値基地局が１個だけしか存在しない場合（又はアクティブセット内の基地局から伝送された１個の信号だけが第一の信号強度閾値以上の移動端末における信号強度測定値を有する場合）、非第一の閾値基地局すなわちアクティブセット内のその他の２個の基地局がアクティブセットからドロップされ、第一の閾値基地局だけがアクティブセット内に残される。２個以上の閾値基地局が存在する場合、１個の第一の閾値基地局が選択されてアクティブセット内に残され、そして、他の第一の閾値基地局及び全ての非第一の閾値基地局はアクティブセットからドロップされる。
【００１４】
複数個の第一の閾値基地局から或る第一の閾値基地局を選択してアクティブセット内に残す方法は、様々な要因に応じて変化する。例えば、選択された第一の閾値基地局は、最高信号強度測定値又は最低エラー・レートのような所望の第一の信号品質を有する。また、選択された第一の閾値基地局は、移動端末が移動し又は該移動端末の位置が突き止められるセルに関連される第一の閾値基地局である。
【００１５】
第一の閾値基地局が存在しない場合、ステップ１０５０において、アクティブセット内の１個以上の基地局から伝送される信号が、第二の一連の基準値又は閾値以上の移動端末で測定された信号強度及び／又はＲＦ性能を有するか否か決定される。第二の一連の基準値又は閾値は、、信号強度に関する第二の閾値、ＲＦ性能に関する第二の閾値及び／又は信号強度及びＲＦ性能の幾つかのハイブリッド又は重み付き測定に関する第二の閾値を含む。説明を容易にするため、第二の一連の基準値又は閾値における関連閾値以上であるが第一の一連の閾値内の関連閾値以下の信号強度及び／又はＲＦ性能測定値を有するアクティブセット内の基地局を以下「第二の閾値基地局」と呼ぶ。一方、第二の一連の閾値内の関連閾値内の関連閾値以上であるが第一の一連の閾値内の関連閾値以下の信号品質測定値を有しないアクティブセット内の基地局を以下「非第二の閾値基地局」と呼ぶ。好ましくは、第二のセット内の閾値は、フレーム・エラー・レート（ＦＥＲ）、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）、信号エラー・レート（ＳＥＲ）、信号対雑音／インターフェース比率などについて測定されるような移動端末における信号品質の第二のレベルを達成する受信信号又はＦＥＲ、ＢＥＲ、ＳＥＲなどについて測定されるような移動端末における信号品質の第一又は第二のレベルを達成する受信信号の組合せを生じる信号品質に対応する。一般的に、第一の一連の閾値内の閾値は第二の一連の閾値内の閾値よりも高い。
【００１６】
少なくとも１個の第二の閾値基地局が存在する場合、ステップ１０６０において、アクティブセット内で存在できる基地局の最大数を２に設定する。すなわち、アクティブセット内には２個の基地局が存在する。ステップ１０５０に進む前に、アクティブセット内に３個以上の基地局が存在する場合、２個以外の全ての基地局をアクティブセットからドロップさせる。ステップ１０５０に進む前に、アクティブセット内に２個の基地局だけしか存在しない場合、アクティブセットは変更しない。ステップ１０５０に進む前に、アクティブセット内に１個の基地局だけしか存在しない場合、候補基地局をアクティブセットに追加する。
【００１７】
例えば、アクティブセット内の３個の基地局が存在すると仮定する。アクティブセット内の基地局のうちの２個だけが第二の閾値基地局である場合、非第二の閾値基地局はアクティブセットからドロップされ、２個の第二の閾値基地局だけがアクティブセット内に残される。アクティブセット内の基地局のうちの１個だけが第二の閾値基地局である場合、１個の非第二の閾値基地局がアクティブセットからドロップされ、その他の非第二の閾値基地局及び第二の閾値基地局がアクティブセット内に残される。３個全てが第二の閾値基地局である場合、２個の第二の閾値基地局が選択されてアクティブセット内に残され、その他の第二の閾値基地局はアクティブセットからドロップされる。（第二の閾値基地局が１個しか存在しない場合に）非第二の閾値基地局を選択してアクティブセット内に残す方法又は（第二の閾値基地局が３個以上存在する場合に）非第二の閾値基地局を選択してアクティブセット内に残す方法は、複数個の第一の閾値基地局から１個の第一の閾値基地局を選択してアクティブセット内に残す前記の方法と同様である。
【００１８】
別の具体例では、アクティブセット内に基地局が１個しか存在せず、かつ、このような基地局が第二の閾値基地局であると仮定する。このような状況では、第二の基地局が候補セットからアクティブセットに追加される。すなわち、候補基地局がもし有れば、アクティブセットに追加される。候補セット内に２個以上の基地局が存在する場合、（アクティブセット内に第二の閾値基地局が１個しか存在しない場合に）候補を選択してアクティブセットに追加する方法は、複数個の第一の閾値基地局から１個の第一の閾値基地局を選択してアクティブセット内に残す前記の方法と同様である。
【００１９】
第二の閾値基地局が存在しない場合、ステップ１０７０において、アクティブセット内に存在できる基地局の最大数を２よりも大きな数を設定する。すなわち、アクティブセットは３個以上の基地局を含むように拡大される。現在の時点で、アクティブセット内に少なくとも３個の基地局が存在しない場合、候補基地局がもし有れば、アクティブセットがその最大容量、すなわち、基地局の最大数に達するまで、アクティブセットに追加される。全数未満の候補基地局をアクティブセットに追加させることができる場合、（アクティブセットがその最大容量ではない場合に）候補基地局を選択しアクティブセットに追加する方法は、複数個の第一の閾値基地局から１個の第一の閾値基地局を選択してアクティブセット内に残す前記の方法と同様である。
【００２０】
本発明は基地局又は移動体交換局（ＭＳＣ）若しくは移動端末のような何らかのネットワーク実体において実現させることができる。或る実施態様では、アクティブセットは第一の基地局により最適化される。特に、第一の基地局、ＭＳＣ又はその他のネットワーク実体は、移動端末から（第一の基地局及び移動端末により受信されるその他の基地局により伝送される信号に対応する）信号品質測定値を受信し、そして、受信測定値に基づいて、どの基地局をアクティブセット内に存在させるべきか決定する。前記の方法により決定したら、第一の基地局（又は第二の基地局）は、どの基地局をアクティブセット内に含ませるべきかを示すメッセージを移動端末に伝送する。
【００２１】
別の実施態様では、移動端末は、この移動端末が通信するであろうアクティブセットから基地局を選択する。特に、第一の基地局は、アクティブセット内の基地局を示すメッセージを移動端末に伝送する。アクティブセット内の基地局（及び／又は候補基地局）により伝送された信号の移動端末における信号品質測定値に基づき、移動端末は前記の方法に従って、アクティブセット内のどの基地局が移動端末と通信されるかに関する決定を行う。この実施態様では、アクティブセットは従来技術に従って決定され、また、移動端末は、アクティブセット内に存在させるべき基地局について変更しない。異なる点は、特定の閾値が満たされても、従来技術のように、移動端末は必ずしもアクティブセット内の全ての基地局と通信する必要が無いことである。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ソフトハンドオフで使用される通信リンクの個数を最適化することにより、ソフトハンドオフに障害を生じさせること無く、システム容量を増大させることができる。
【００２３】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は本発明の一実施例の態様関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様の原理を説明する流れ図である。

Claims (10)

1. 移動局により用いられる通信リンクの数を最適化する方法であって、該移動局と通信する複数の基地局と関連する複数の通信リンクについての特性を測定するステップを含み、該複数の通信リンクの各々がトラヒックチャネルであるような方法において、
   該複数の通信リンクのうちの少なくとも１つの測定された特性がアクティブセット内の基地局の最大値を決定するための第１のセットの基準を満足する場合に、該アクティブセット内の最大許容基地局を１つの基地局に対して設定するステップと、
   該複数の通信リンクのいずれの測定特性も該第１のセットの基準を満足しない場合には、該アクティブセット内の最大許容基地局を２以上の基地局に対して設定するステップと、
   該最大許容基地局を越えないように該アクティブセット内の基地局を減少させるステップであって、該アクティブセット内の該最大許容基地局が１つの基地局である場合に、該アクティブセット内に残っている該１つの基地局が該第１のセットの基準を満足する測定特性を有する通信リンクと関連づけられるステップと、を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   該アクティブセット内の基地局を減少させるステップに先がけて、該アクティブセット内の基地局に対する相対的な信号品質に基いて、該１つの基地局が選択される方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   該アクティブセット内の基地局を減少させるステップに先がけて、他の基地局に対する相対的な位置に基いて該１つの基地局が選択される方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   該アクティブセット内の基地局を減少させるステップに先がけて、該アクティブセット内の他の基地局に対する相対的な移動方向に基いて、該１つの基地局が選択される方法。
5. 請求項１に記載の方法において、該アクティブセット内の該最大許容基地局を２つ以上の基地局に認定するステップが、
   該複数の通信リンクのうちの少なくとも１つの該測定特性が該アクティブセット内の基地局の最大数を決定するための第２のセットの基準を満足するが、該第１のセットの基準を満足しない場合に、該アクティブセット内の該最大の許容基地局を２つの基地局に対して設定するステップを含み、該アクティブセット内に残っている基地局が該アクティブセット内の該最大許容基地局が２つの基地局である場合に該第２のセットの基準を満足する測定特性を有する通信リンクと関連づけられている方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   該アクティブセットが２より少ない基地局を含む場合に該アクティブセットに基地局を追加する方法。
7. 請求項１に記載の方法において、該アクティブセット内の最大許容基地局を２つ以上の基地局に設定するステップが
   該複数の通信リンクのいずれの測定特性も、該アクティブセット内の基地局の最大数を決定するための該第１のセットの基準も第２のセットの基準も満足しない場合に、該アクティブセット内の該最大許容基地局を３つ以上の基地局に設定するステップを含む方法。
8. 請求項７に記載の方法において、
   該アクティブセットが２つ以下の基地局を含む場合に基地局が該アクティブセットに追加される方法。
9. 移動局により用いられる通信リンクの数を最適化する方法であって、該移動局と通信する複数の基地局と関連する複数の通信リンクについての特性を測定するステップを含み、該複数の通信リンクの各々がトラヒックチャネルであるような方法において、
   該複数の通信リンクのうちの少なくとも１つの測定された特性が第１のセットの基準を満足する場合に、該複数の通信リンクのうちの１つのリンクを除くすべてのリンクをドロップさせるステップであって、該複数の通信リンクのうちのドロップされない該１つのリンクが該第１のセットの基準を満足するものであるステップと、
   該複数の通信リンクのうちの少なくとも１つの測定特性が第２のセットの基準を満足するか第１のセットの基準を満足しない場合に、該複数の通信リンクのうちの２つのリンクを除くすべてのリンクをドロップさせるステップであって、該複数の通信リンクのうちのドロップされない２つのリンクが該第２のセットの基準を満足する測定特性を有する少なくとも１つの通信リンクを含むものであるステップと、
   該複数の通信リンクのいずれの測定特性も第１または第２のセットの基準を満足するということがない場合に、該複数の通信リンクのうちの少なくとも３つのリンクを維持するステップと、を含む方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    該複数の通信リンクのうちのドロップされない該２つのリンクが、ドロップされた該複数の通信リンクに対する相対的な信号品質に基いて、もしくはドロップされた該複数の通信リンクに対する相対的な位置に基いて選択されるようになっている方法。

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