JP3941779B2 - 移動体開始のｃｄｍａディスパッチソフトハンドオフのための方法及びその装置 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は次に示す同時係属中の出願に関連しており、これらの出願は全てが同一日に提出され、全てが本出願の譲受人に譲渡され、ここで参照により本願に援用される。「基地サイト開始のＣＤＭＡディスパッチソフトハンドオフのための方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＢＡＳＥ−ＩＮＩＴＩＡＴＥＤ， ＣＤＭＡ−ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ）」、「ＣＤＭＡディスパッチソフトハンドオフのための方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＤＭＡ−ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ）」、「迅速にＣＤＭＡディスパッチコールを確立する方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＱＵＩＣＫＬＹ ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＩＮＧ Ａ ＣＤＭＡ ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＣＡＬＬ）」、及び「迅速にＣＤＭＡディスパッチコールを確立する基地サイト及び方法（ＢＡＳＥ ＳＩＴＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＱＵＩＣＫＬＹ ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＩＮＧ Ａ ＣＤＭＡ ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＣＡＬＬ）」。

本発明は一般に無線通信分野に関し、より詳細には符号分割多重アクセス（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）通信システム及びディスパッチグループコール通信システムに関する。

通常のディスパッチ双方向無線通信システムは、通信ユニット、通信リソース、通信サイト、及び通信リソース分配器を備える。サイトの各々は実質的に別個のカバレージエリア（ｃｏｖｅｒａｇｅ ａｒｅａ）を有し、地理的にシステム全体に亘って位置している。各サイトはそれに割り当てられる多くの通信リソースも有し、その場合通信リソースの内の少なくとも１つが制御チャネルとして使用される一方で、多くの残りの通信リソースは音声チャネルとして使用される。このようなシステムは、周波数分割多重アクセス（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ａｃｃｅｓｓ：ＦＤＭＡ）方式及び時分割多重アクセス（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）方式の両方を使用して再放送伝送を行なうことが知られている。

通信ユニットは普通、通信グループ（トークグループ）の中に配置されてシステム内のどこにでも（どのサイトにでも）位置させることができる。トークグループの通信ユニットがグループコールを要求すると、ユニットはそれが位置するサイトの制御チャネルを介して、インバウンドシグナリングメッセージを通信リソース分配器に送信する（グループコールにより通常、システム内に位置する同じトークグループの全てのメンバーが互いに通信できるようになる）。インバウンドシグナリングメッセージは一般に、要求元の通信ユニット個々の識別番号、要求元の通信ユニットのトークグループ、及びグループコールに対する要求を含む。通信リソース分配器は、インバウンドシグナリングメッセージを受信すると、各サイトの音声チャネルを要求元の通信ユニットのトークグループに割り当てる。

このようにして、ＦＤＭＡ及びＴＤＭＡディスパッチシステムにおいては、順方向リンクが確立され（通信ユニットが存在する各サイトに１つ）、そのサイトのグループコールに含まれる全てのユニットによりモニターされると共に、他のメンバーに向けて現在送信を行なっているグループメンバーによって使用される単一の逆方向リンクが確立される。送信を行なっていないトークグループメンバーは通常、聞くだけモードの状態に在る（す
なわち、別のメンバーが話している時には送信ができない）ため、専用の逆方向リンクは割り当てられない。例えば、ＴＤＭＡシステムでは、タイムスロットが異なるユーザに割り当てられる。割り当てられた逆方向リンクで送信を行なっているトークグループメンバーは、フルパワー送信を使用して割り当てられたタイムスロットの短い信号バーストをサポート（ｓｕｐｐｏｒｔ）できるようになる。この手法は不連続または離散的なものであるにも関わらず、聞き手はあたかも連続サービスであるかのように受信する。

過去十年間、モバイル携帯通信及びパーソナル携帯通信が世界中でかつてない程強く求められるようになった。スペクトラム拡散デジタル技術（そのうちの一種がＣＤＭＡとして知られる）が、所定の無線スペクトラム割当てにおいて、極めて高い帯域効率を実現し、このため、多くの複数回アクセスユーザにサービスを提供するためにはアナログ技術または他のデジタル技術よりもずっと優れた選択肢となり得ることが証明された。ＣＤＭＡは、広範な周波数スペクトラムに亘って、埋め込まれている符号化された信号を抽出するために処理能力を使用する。多くの他の重畳された不所望の信号の中から所望の信号を抽出する唯一の方法は、正しい符号を有することである。符号化を使用することにより、搬送波を重ねることによってより多くのチャネルを導出できると共に、帯域幅の１ヘルツ当たりの導出チャネル数を大きく増大させることができる。

ＣＤＭＡは移動体通信に適しているが、従来のディスパッチシステムには全く採用されていない。従来のディスパッチシステムとは異なり、ＣＤＭＡシステムでは、セル（サイト）境界でのソフトハンドオフが必要となる。ソフトハンドオフの間、通信ユニットすなわち移動局（ＭＳ）は、ソフトハンドオフを終えるまでに複数のセルから同時にコール送信を受ける。従来のディスパッチシステムにＣＤＭＡを使用するには、ディスパッチコールに参加している複数の移動局がソフトハンドオフできるようにするという問題に対する解決策が必要となる。このため、ＣＤＭＡ−ディスパッチソフトハンドオフのための方法及び装置が必要となる。

ＣＤＭＡディスパッチソフトハンドオフのための装置及び方法に対するニーズに応えるために、本発明はディスパッチコールに際して移動体開始のソフトハンドオフを可能にする。ディスパッチコール中の移動局は、接続中の基地サイトとの個別のインバウンドリンクを確立する。移動局が隣接サイトとのハンドオフが必要であると判断すると、移動局はその個別のインバウンドリンクを使用して隣接基地サイトとのソフトハンドオフを要求する。接続中の基地サイトは、隣接基地サイトに通知した後、ハンドオフ情報を移動局に送信して移動局が隣接サイトとのソフトハンドオフを開始できるようにする。

本発明は図１〜４を参照することにより一層深く理解され、これらの図においては同一の符号は同様の構成要素を指す。図１は本発明の好適な実施形態による通信システム１００のブロック図である。無線通信システム１００は適切に変更を加えたＣＤＭＡシステムであり、この場合この変更ＣＤＭＡシステムには、例えば米国電子工業会／米国電気通信工業会の暫定標準９５（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ／Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９５：ＥＩＡ／ＴＩＡ ＩＳ−９５）に準拠した当業界で公知の広帯域スペクトラム拡散デジタルセルラーシステムが挙げられる。システム１００は複数の通信ユニットを備えるが、簡潔を期するため図１，２には通信ユニット１２０のみが示されている。好適な実施形態においては、通信ユニットの各々は物理的には双方向通信が可能であるが、通常のグループ通信中には一度に１つの通信ユニ
ットしか送信状態にならない。

固定インフラストラクチャは、通常無線システム１００内での通信をサポートすることが要求される構成要素を備え、好適な実施形態においては、通常のＣＤＭＡアーキテクチャに準拠している。特に、無線ＣＤＭＡ通信インフラストラクチャは基地サイト１１１及び１１２、さらにこれらのそれぞれのカバレージエリア１０２及び１０３のような公知の構成要素を備える。実際には、基地サイト１１１及び１１２は通常、互いに通信し、図示しないが、１つ以上の基地サイト制御装置、１つのスイッチ、及び付加的な公知のインフラストラクチャ機器と通信する。本発明を簡易かつ簡潔に示すために、通信インフラストラクチャは図１に示すものに限定されている。

図２は本発明の好適な実施形態による基地サイト１１１及び１１２及び移動局（ＭＳ）１２０のブロック図である。（広く用いられ、技術分野用語である本明細書を通じて「移動局」は、「通信ユニット」と同義で使用される）。基地サイト１１１は送信機１４１、受信機１４２、及び制御装置１４０を備える。一般に基地サイト、より詳細には基地サイト送信機、基地サイト受信機、及び基地サイト制御装置は当業界で公知である。制御装置１４０は好適にはマイクロプロセッサ及びコンピュータメモリのような１つ以上のメモリ装置及び処理装置を備える。好適な実施形態においては、基地サイト１１１のメモリ装置に記憶されるソフトウェア／ファームウェアアルゴリズムによる制御の下に、基地サイト１１１は公知の基地サイト動作、及びさらに図３に関連して記載される方法に必要とされるタスクを実行する。

通信ユニット１２０は共通の一連の要素を備える。特に、通常１つ以上の処理装置（例えばマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサなど）及びメモリ装置を備えるプロセッサ１５０は送信機１５１及び受信機１５２に接続される。これらの要素の各々は当業界で公知である。好適な実施形態においては、ＭＳ１２０のメモリ装置に記憶されるソフトウェア／ファームウェアアルゴリズムによる制御の下に、ＭＳ１２０は公知のＭＳ動作、及びさらに図４に関連して記載される方法に必要とされるタスクを実行する。

ＣＤＭＡ通信チャネル１３４〜１３７は公知の技術を用いた符号を使用することによって、例えば直交Ｗａｌｓｈ符号及び疑似乱数ノイズ（ＰＮ）シーケンスの組み合わせによって効率的に設けられる。好適な実施形態においては、チャネル１３４，１３５は、それぞれ基地サイト１１１，１１２が送信するフルレートアウトバウンドトラフィックチャネルを含む。好適には、チャネル１３６はインバウンドアクセスチャネルであり、このチャネルを介してシステム内の全ての移動局（ＭＳ）が基地サイト１１１に信号を送る。最後に、チャネル１３７は１つの個別のＭＳが順方向電力制御情報、ソフトハンドオフ情報、及び／又は逆方向電力情報を送受信するために使用される低速のインバウンドリンクである。このリンクの使用については、「ＣＤＭＡディスパッチシステムにおける迅速なコール設定」と題する米国特許第５，９１４，９５８号、および「ＣＤＭＡディスパッチシステムにおける複数の低速のインバウンドシグナリングリンクの確立」と題する米国特許第６，１１５，３８８号に詳細に記載されており、これら両方の文献がここに参照により本開示に援用される。

好適な通信システム１００の動作はほぼ以下の通りである。ディスパッチコールが始まると、フルレートＣＤＭＡアウトバウンドトラフィックチャネル１３４が基地サイト１１１により確立され、このチャネルを使用してＭＳ１２０へのディスパッチコール送信を開始する。好適には、ＭＳ１２０は、チャネル１３４を介してディスパッチコールの受信を開始した後、アクセスチャネル１３６を介して要求を基地サイト１１１に送信して、基地サイト１１１との低速インバウンドリンクを確立する。インバウンドリンク１３７はこのようにして確立される。この低速インバウンドリンクは、共に上で参照した米国特許第５
，９１４，９５８号の記載内容または米国特許第６，１１５，３８８号の記載内容に従って確立される。

ＭＳ１２０は、ディスパッチコールを受信しながら基地サイト１１２に向かって移動中であると仮定する。ＭＳ１２０が基地サイト１１１から離れる方向に移動すると、ＭＳ１２０は基地サイト１１１にチャネル１３４の送信電力を上げるように要求する。基地サイト１１２及び恐らくは他の基地サイトのパイロット信号をモニターしたＭＳ１２０は、ソフトハンドオフが必要であると判断し、基地サイト１１２が最も望ましい接続先であると判断する。この時点までのこのソフトハンドオフ判断プロセスはＩＳ−９５セルラーＣＤＭＡシステムでは公知である。

基地サイト１１２が望ましいソフトハンドオフ接続先であると判断されると、ＭＳ１２０は低速インバウンドリンク１３７を介して基地サイト１１２とのソフトハンドオフを開始するために要求を基地サイト１１１に送信する。基地サイト１１１は要求を受信し、基地サイト１１２に、ＭＳ１２０がソフトハンドオフの開始したい旨の要求を相互接続インフラストラクチャネットワークを介して通知する。基地サイト１１２は、ソフトハンドオフをサポートするために、フルレートＣＤＭＡアウトバウンドトラフィックチャネル１３５を確立し、進行中のディスパッチコールの送信を開始して、ソフトハンドオフのためにチャネル１３５が利用可能である旨を通知することにより基地サイト１１１に応答する。基地サイト１１１は今度は、ＭＳ１２０に基地サイト１１２とのソフトハンドオフのためにチャネル１３５の識別情報及び利用可能性を知らせる。基地サイト１１１はチャネル１３５に使用するＣＤＭＡ符号、及び基地サイト１１２が使用する疑似乱数ノイズスクランブリング符号オフセットの両方を送信することが好ましい。符号とオフセットとの両方により、ＭＳ１２０へのチャネル１３５及びＭＳ１２０に対応する基地サイト１１２が識別される。加えて、基地サイト１１１は、指標（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）をＭＳ１２０に送る（ａｄｄｒｅｓｓ）手段としてＭＳ１２０の識別情報を知らせてもよい。

チャネル１３５がソフトハンドオフに利用可能であることをＭＳ１２０に知らせるために、基地サイト１１１はチャネル１３４の帯域内信号方式を使用してチャネル１３５及び基地サイト１１２の識別情報を示すことが好ましい。しかし別の実施形態においては、これに代えて、基地サイト１１１は呼び出しチャネルを使用して上記情報を知らせてもよい。より詳細には、基地サイト１１１は、ＭＳ１２０に個別呼び出しを送信するか、または基地サイト１１２でのチャネル１３５の識別情報及び利用可能性を知らせる一斉呼び出しを送信する。一斉呼び出しを使用する場合、その一斉呼び出しはディスパッチコールに含まれるトークグループに対して呼び出しを行なうためのトークグループＩＤも含み得る。従って、同時に呼び出しチャネルを走査するディスパッチコール中の全てのＭＳは、ＭＳ１２０が必要とするソフトハンドオフ情報を受信することができる。ＭＳ１２０は、チャネル１３５が利用可能であることを示す通知を受信すると、帯域内信号方式または帯域内呼び出し方式のいずれを使用するかを問わず、チャネル１３４及び１３５を介してディスパッチコールを同時に受信することにより、基地サイト１１２とのソフトハンドオフを開始する。ＭＳ１２０は、ディスパッチコール用にリンク１３７のような基地サイト１１２とのインバウンドリンクを確立するために要求を送信することもできる。

図３は本発明の好適な実施形態に従って基地サイトが実行するステップの論理フロー図である。論理フロー３００は、ディスパッチコールが基地サイトにより設定されているときに開始する（３０２）。基地サイトは、フルレートアウトバウンドトラフィックチャネルを確立し（３０４）、これによりディスパッチコールを基地サイトのカバレージエリア内のＭＳに送信する（３０６）ことが好ましい。基地サイトはまた、ＭＳから要求を受信するとディスパッチコール用にＭＳとの低速インバウンドリンクを確立する（３０８）。

ＭＳがディスパッチコールを維持するためにソフトハンドオフが必要であると判断すると、ＭＳは基地サイトに要求を送信して特定の隣接基地サイトとのソフトハンドオフを要求する。基地サイトはこの要求を受信し（３１０）、ＭＳのソフトハンドオフ要求を隣接基地サイトに通知する（３１２）。この隣接基地サイトが新規のアウトバウンドトラフィックチャネルを割り当てるために利用可能なチャネルリソースを有するか、または隣接基地サイトが既にディスパッチコールを伝送するトラフィックチャネルを有すると仮定すると、基地サイトはアウトバウンドトラフィックチャネルが隣接基地サイトでソフトハンドオフに利用可能であることを示す通知を受信する（３１４）。次に基地サイトはＭＳに、隣接サイトチャネルを特定するＣＤＭＡ符号を知らせると共に、隣接基地サイトを特定するＰＮオフセットを知らせ（３１６）、ＭＳが隣接基地サイトとのソフトハンドオフを開始できるようにすることが好ましい。このようにして論理フロー３００が終了する（３１８）。

図４は本発明の好適な実施形態に従って移動局が実行するステップの論理フロー図である。論理フロー４００が開始し（４０２）、ＭＳが基地サイトからアウトバウンドトラフィックチャネルを介してディスパッチコールを受信し始める（４０４）。ＭＳは、基地サイトからのそのようなリンクを要求することにより基地サイトとの低速インバウンドリンクを確立する（４０６）。ディスパッチコールの間に、ＭＳが、ソフトハンドオフが必要であり、隣接基地サイトが望ましいハンドオフ接続先であると判断すると、ＭＳはインバウンドリンクを使用して隣接基地サイトとのソフトハンドオフを求める要求を送信する（４０８）。（しかし別の実施形態においては、この要求は信号強度報告を含むことができ、ソフトハンドオフを開始すべきかどうかの決定がインフラストラクチャにより下される）。

この要求を受けて、ＭＳは隣接サイトチャネルを特定するＣＤＭＡ符号と、隣接基地サイトを特定するＰＮオフセットとを受信する（４１０）ことが好ましい。ＭＳは、このハンドオフ情報によって、ディスパッチコールを元のトラフィックチャネル及び隣接基地サイトトラフィックチャネルを介して同時に受信することにより、隣接基地サイトとのソフトハンドオフを開始することができる（４１２）。このようにして論理フロー４００が終了する（４１４）。

本発明をその特定の実施形態を参照しながら特定の形で示し、記載してきたが、当業界の当業者であれば本発明の技術思想及び技術範囲から逸脱しない範囲において実施形態の形式及び詳細に種々の変更を加え得ることは明らかであろう。

本発明の好適な実施形態による通信システムのブロック図である。 本発明の好適な実施形態による図１の通信システムの基地サイト及び移動局（ＭＳ）を示すブロック図である。 本発明の好適な実施形態に従って基地サイトが実行するステップの論理フロー図である。 本発明の好適な実施形態に従って移動局が実行するステップの論理フロー図である。

Claims (10)

1. 基地サイトが移動体開始のＣＤＭＡディスパッチソフトハンドオフを容易にできるようにする方法であって、
   ディスパッチコールのために第１アウトバウンドリンクを基地サイトによって確立するステップと、
   前記第１アウトバウンドリンクを介して前記ディスパッチコールを基地サイトによって送信するステップと、
   前記ディスパッチコールのために移動局（ＭＳ）とのインバウンドリンクを基地サイトによって確立するステップと、
   隣接基地サイトとのソフトハンドオフの開始を求める要求を前記インバウンドリンクを介して基地サイトによって送信するステップと、
   前記ＭＳの前記ソフトハンドオフ要求を前記隣接基地サイトに通知するステップと、
   前記ＭＳの前記ソフトハンドオフ要求に応じて前記ソフトハンドオフを可能にする前記隣接基地サイトにおける第２アウトバウンドリンクを示す指標を前記基地サイトによって受信するステップと、
   前記第２アウトバウンドリンクの識別情報を前記ＭＳに前記基地サイトによって示すステップとを有する方法。
2. 前記インバウンドリンクは、順方向電力制御情報及び逆方向電力制御情報の内の少なくとも１つを伝達するために使用される低速インバウンドリンクを含む請求項１記載の方法。
3. 前記第１アウトバウンドリンク及び前記第２アウトバウンドリンクの各々は、フルレートＣＤＭＡアウトバウンドトラフィックチャネルを含む請求項１記載の方法。
4. 前記第２アウトバウンドリンクの識別情報と共に前記第１ＭＳの識別情報を示すステップをさらに有する請求項１記載の方法。
5. 前記第２アウトバウンドリンクの識別情報と共に前記隣接基地サイトの識別情報を示すステップをさらに有する請求項１記載の方法。
6. 移動局（ＭＳ）がＣＤＭＡディスパッチソフトハンドオフを開始する方法であって、
   基地サイトとの第１アウトバウンドリンクを介してディスパッチコールを受信するステップと、
   前記ディスパッチコールのために前記基地サイトとのインバウンドリンクを確立するステップと、
   隣接基地サイトとのソフトハンドオフの開始を求める要求を前記インバウンドリンクを介して送信するステップと、
   前記ソフトハンドオフの開始を求める要求に応じて前記ソフトハンドオフを開始すべき相手先である前記隣接サイトにおける第２アウトバウンドリンクの識別情報を示す指標を前記基地サイトから受信するステップとを有する方法。
7. 前記第１アウトバウンドリンクと前記第２アウトバウンドリンクとを介して前記ディスパッチコールを同時に受信することによって前記ソフトハンドオフを開始するステップをさらに有する請求項６記載の方法。
8. 前記ディスパッチコールのために前記隣接基地サイトとのインバウンドリンクの確立を求める要求を送信するステップをさらに有する請求項７記載の方法。
9. 送信機と、
   受信機と、
   前記送信機及び前記受信機に結合された制御装置とを備え、
   前記制御装置はディスパッチコールのために第１アウトバウンドリンクを確立するために適合され、前記第１アウトバウンドリンクを介して前記ディスパッチコールを送信するよう前記送信機に指示するために適合され、前記ディスパッチコールのために移動局（ＭＳ）とのインバウンドリンクを確立するために適合され、隣接基地サイトとのソフトハンドオフの開始を求める要求を前記インバウンドリンクを介して前記ＭＳから前記受信機を使用して受信するために適合され、前記ＭＳの前記ソフトハンドオフ要求を前記隣接基地サイトに通知するために適合され、前記ソフトハンドオフの開始を求める要求に応じて前記ソフトハンドオフを可能にする前記隣接基地サイトにおける第２アウトバウンドリンクを示す指標を受信するために適合され、前記第２アウトバウンドリンクの識別情報を示す指標を前記ＭＳに送信するよう前記送信機に指示するために適合されている基地サイト。
10. 送信機と、
    受信機と、
    前記送信機及び前記受信機に結合されたプロセッサとを備え、
    前記プロセッサは指示して基地サイトとの第１アウトバウンドリンクを介してディスパッチコールを受信するよう前記受信機に指示するために適合され、前記ディスパッチコールのために前記基地サイトとのインバウンドリンクを確立するために適合され、隣接基地サイトとのソフトハンドオフの開始を求める要求を前記インバウンドリンクを介して送信するよう前記送信機に指示するために適合され、前記ソフトハンドオフを開始すべき相手先である前記隣接サイトにおける第２アウトバウンドリンクの識別情報を示す指標を前記受信機を使用してかつ前記ソフトハンドオフの開始を求める要求に応じて前記基地サイトから受信するために適合されている移動局（ＭＳ）。

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