JP3954284B2 - 無線ユニットの動作カテゴリに基づくマクロダイバーシティモードを有するマクロダイバシティ制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は無線通信に関し、特に、異なる動作カテゴリの複数の無線ユニットを伴うセルラ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、典型的な無線通信システム１０の一部を示すもので、これは、一つの地域内にある多数の無線または移動のユニット１２ａ〜１２ｃに対して無線通信サービスを提供するものである。一つの無線通信システムによってサービスを受ける地域は、複数の「セル」と呼ばれる空間的に特定の領域に分割される。各セルは、模式的には、ハニカムパタンの一つの六角形によって代表される。しかし実際には、各セルは、そのセルを取り囲んでいる地形その他の要因に依存する変則的な形状をしている。
【０００３】
従来のセルラ電話システムは、多数のセルサイトすなわち基地局１４ａ〜１４ｄを有し、これらセルサイトは、セルラ電話（しばしば、移動ユニットまたは無線ユニットとも呼ばれる）同士の音声を基礎とした通信信号の送信と受信をサポートするために、地理的に分配されている。
【０００４】
各セルサイトは、セルを通じた音声通信を取り扱い、そのセルラ電話システム全体がカバーする領域は、すべてのセルサイトについてのセルの結合として定義される。ここで、近接するセルサイトのカバー範囲は、（できれば）そのシステムのカバー領域の外側境界内の隣接する(contiguous)通信カバーを保証するために、ある程度重なり合う。一つのセルサイトが数個のセクタをカバーすることもある。この明細書では、セルとセクタということばを互換的に用いる。
【０００５】
基地局１４ａ〜１４ｄは、基地局がそのセル内の移動ユニットと通信を行なうために使用する無線受信器(radio)とアンテナを有し、さらに、基地局が移動交換局（ＭＳＣ）１６と通信するために使用する送信装置をも有する。移動交換局１６は、なかんずく、移動ユニット同士の呼および移動ユニットと有線ユニット（たとえば有線ユニット１８）の間の呼を確立することに責任を負っている。この有線ユニット１８は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２０を経由して、移動交換局（ＭＳＣ）１６に接続されている。移動交換局１６は、基地局１４ａ〜１４ｄのような複数の基地局に接続されている。
【０００６】
基地局１４ａ〜１４ｄは、ＭＳＣ１６によって、そして、ＰＳＴＮ２０および／またはパケットデータ網（ＰＤＮ）２２（たとえばインターネット）へのサービスを受ける地理的領域全体にわたって分配されている。ＭＳＣ１６は、一つのホームローカルレジスタ（ＨＬＲ）２４を含む数個のデータベースに接続されている。ＨＬＲ２４は、ＭＳＣ１６の地域内にあるすべての移動ユニットについての加入者情報および位置情報を持っている。典型的には、各移動ユニットについて、ＨＬＲ２４は、移動識別番号（ＭＩＮ）もしくは国際移動加入者識別番号（ＩＭＳＩ）、移動ディレクトリ番号もしくは移動電話番号（ＭＤＮ）、および／または電子シリアル番号（ＥＳＮ）を記憶している。
【０００７】
一つの移動ユニットは、動作中に、（少なくとも）一つのセルサイトまたは基地局からフォワードリンク信号を受信し、また、（少なくとも）一つのセルサイトまたは基地局に逆リンク信号を送信する。動作中の各移動ユニットは、少なくとも一つのフォワードリンクチャネルでフォワードリンク信号を受信する一つのフォワードリンクと、少なくとも一つの逆リンクチャネルで逆リンク信号を送信する一つの逆リンクとを割り当てられる。
【０００８】
セルラ電話システムのためのフォワードリンクチャネルと逆リンクチャネルを定義するスキームには種々のものがあり、ＴＤＭＡ（時分割多重接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多重接続）、ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）のスキームが含まれる。ＣＤＭＡ通信では、異なるチャネルは、異なる音声基準のストリームを符号化するのに使用される異なる拡散シーケンスによって識別される。その後、同時送信するために、一つまたは複数の搬送波周波数で変調してもよい。受信器は、受信された信号を復号化するための適当な拡散シーケンスを用いて、受信された信号から、特定の音声基準のストリームを再生(recover)することができる。
【０００９】
ＣＤＭＡシステムの複数の移動ユニットで受信したり発信したりする信号同士の干渉を避けるために、一つの特定のセル内のすべての動作中の移動ユニットは、異なるＣＤＭＡ拡散シーケンスを割り当てられる。セルラ電話システムは、各移動ユニットが異なる時刻に（かつおそらくはランダムに）動作状態になったり不動作状態になったりする動的システムであるから、また、移動ユニットは一つのセルから他のセルへの移動が可能であるから、異なる移動ユニットへのチャネルの割り当ては、セルラシステムによってリアルタイムに行われる。隣接するセル内の移動ユニット間の干渉を避けるように移動ユニットでに帯域幅資源を割り当てるために、隣接セルの資源割り当て動作は調整がなされる。
【００１０】
動作の詳細なシーケンスは、典型的には、移動ユニットが一つの呼を確立するか受信するために無線通信システムにアクセスできるようになる前に実行される。従来知られているように、一つのＣＤＭＡ移動ユニットと一つの基地局の間の呼では、典型的には、数種類のチャネルを採用する。初めに、一つの領域内のすべての移動ユニットに対してある種のシステム同期およびタイミング情報を連続的に同報で送るために、一つの「パイロットチャネル」が採用される。一つの移動ユニットで初期同期が得られた後に、その移動ユニットで、より具体的な時間およびフレームの同期を確立するために「同期チャネル」が使用される。
【００１１】
同期チャネルメッセージはまた、他のクラスのチャネルすなわち「ページングチャネル」についての情報も提供する。ページングチャネルは、アクセスパラメータメッセージに入っているアクセスチャネル情報を含む種々の制御情報を同報で送るのに使用される。このアクセスパラメータメッセージは、基地局にアクセスしようとしている移動ユニットに関連するパラメータやその他の情報を含んでいる。音声および／またはデータ情報が伝達される移動ユニットと基地局の間のフォワードおよび逆のリンクトラヒックチャネルを通じて通信が可能なように、その他のオーバヘッドメッセージが、移動ユニットと基地局の間で送受信される。
【００１２】
開発中の従来型ＣＤＭＡシステムは、受信の特性すなわち品質を改善するために、マクロダイバシティを使用する。ＣＤＭＡで使用されるマクロダイバシティの概念は、２以上の基地局からの２以上の同時リンクを含む。移動受信器およびセル受信器は、多数の平行相関器を採用する。平行相関器を使用する受信器（レイク受信器とも呼ばれる）は、個別の経路を通って到着した信号を独立に取り込み、その後、それらの受信された信号の強度の和が、信号の復調に使用される。各着信後にフェージングがあるが、それらのフェージングは独立である。この場合、信号の和に基づく復調の方がはるかに信頼性が高い。しかしこのプロセスでは、セルサイトの資源／機器をたくさん使用するかもしれない。さらに、極めて大きな割合の呼がマクロダイバシティを使用すると予測される。
【００１３】
一つのシステムが設計されると、送受信要素の数は固定され、ユーザの数が増加するに従って、マクロダイバシティが無線資源を使っていく。マクロダイバシティを動作させるために、移動ユニットは、現在その移動ユニットにサービスを提供していない候補リスト上の基地局のパイロット信号を探す。無線ユニットは、たとえばパイロット信号の受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を用いて、信号の強度を測定する。
【００１４】
無線ユニットが、その無線ユニットに割り当てられていない一つの基地局に関連する十分な強度のパイロットを検出したとき、パイロット信号測定を含むパイロット測定メッセージがＭＳＣ１６に与えられる。ＭＳＣ１６は、パイロット信号を用いて、他の基地局からその無線ユニットへ一つのトラヒックチャネルを割り当てるかどうかを判断する。無線ユニットは、２以上の基地局からトラヒックチャネルを割り当てられている場合に、マクロダイバシティ状態にあるといわれる。移動ユニットが複数のセルの間を移動するときに、その地域内でＭＳＣ１６は、一つの基地局から他の基地局へリアルタイムで呼を切り替える。これは呼のハンドオフと呼ばれる。
【００１５】
一つの特定の無線ユニットに接続されたすべての基地局は、その移動ユニットのアクティブ設定を定義し、アクティブ設定更新機能が、パイロット強度測定に基づいてこのアクティブ設定を制御（すなわち評価および更新）する。無線ユニットで、測定プロセスにより、最も強いパイロットが検出され測定される。次に、信号強度値はパイロット測定レポートに集められ、そのレポートはＭＳＣ１６に送られる。
【００１６】
アクティブ設定(set)更新機能が呼び出されたとき、受信されたパイロットの内で、アクティブ設定(set)内で最も強いパイロットを発信する基地局と、最も弱いパイロットを発信する基地局とが特定される。その差が、システムが望む値（以下、アクティブ設定ウィンドウと呼ぶ）よりも大きい場合は、最も弱い基地局が、アクティブ設定から取り除かれる。受信されたパイロット信号の強度が、アクティブ設定しきい値を超えるウィンドウ内にあって、しかもアクティブ設定サイズ（受信器内のレイクフィンガの数）を超えない場合は、一つの基地局がアクティブ設定ウィンドウに追加される。アクティブ設定サイズが満杯の場合は、対応するパイロット信号強度が、最も弱い基地局よりも高いならば、アクティブ設定内で最も弱い基地局が、新しい基地局で置き換えられる。
【００１７】
無線セルラ通信システムには、固定無線ユニットを含むものもある。固定セルラ概念は、大きな注目を集めつつあり、地形が悪くて、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）を実現するにはインフラストラクチャのコストがあまりに高くなる場合に、ＰＳＴＮに代わるものである。固定セルラ概念は、無線ユニットの移動性がホームセル（移動が制限されているか全く移動しない）内に極めて制限された無線ユニットを含む。マクロダイバシティは通常使用されず、複数の基地局間でのハンドオフは許されない。
【００１８】
ＣＤＭＡシステムで使用されるマクロダイバシティは、セルラまたはＰＣＳシステム内の受信品質を改善させるという利点があるが、セルサイトの負荷が満杯の場合（すべての送受信器が使用されている場合）、システムの容量が削られる(suffers)。したがって、マクロダイバシティは、特に固定ユニットと移動ユニットの両方を使用するシステムでは、無線通信システムの資源をより有効に使用するように、調整することが必要である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、無線通信システムのためのマクロダイバシティ制御システムを含むものであって、無線ユニットの動作カテゴリに依存するマクロダイバシティを使用する無線ユニットを提供するものである。たとえば、無線通信システムは、無線ユニットの移動性に関連したカテゴリ（たとえば、固定、限定固定（ホームセル内での移動）、および／または完全移動）で動作する無線ユニットを有する。一つの無線ユニットについて、その無線ユニットの動作モードに基づいて、マクロダイバシティモードを確立することができる。
【００２０】
無線ユニットが固定されていて、特にホーム基地局の近くの領域で、ホーム基地局からの受信状態が良好な場合は、その無線ユニットについてのマクロダイバシティは制限できる。固定（または限定固定）モードでは無線ユニットの移動が制限されているので、ホーム基地局と無線ユニットの間の信号のフェージングが厳しくないはずであり、したがって、マクロダイバシティを不動作とする。
【００２１】
受信状態が悪い場合、特にセルの端に近い領域で、固定（または限定固定）無線ユニットについてのマクロダイバシティは動作する。セルの端部にある固定（または限定固定）無線ユニットは、マクロダイバシティの効果を享受することができる。しかし、無線ユニットが固定（または限定固定）されているので、固定（または限定固定）無線ユニットは、他の基地局へハンドオフされることはない（または、限定された基地局群にのみハンドオフすることができる）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
種々の異なる動作カテゴリを有する複数の無線ユニットのセルラシステムについて、マクロダイバシティ／ハンドオフ制御システム（「マクロダイバシティ制御システム」）の実施の形態を以下に説明する。無線ユニットには、たとえば、固定（移動しない）、限定固定（ホームセル内の移動に限定された限定固定）、および／または完全移動などの無線ユニットがある。ある種の実施の形態では、無線ユニットは、固定、限定固定および／または移動の各カテゴリの間で切り替わることができる。
【００２３】
図２は、セル３２のための基地局３０を示す。説明の都合上、セル３２は、固定カテゴリの無線ユニットについてのマクロダイバシティ領域３４と非マクロダイバシティ領域３６とを有するように図示されている。固定動作カテゴリでは、無線ユニットはしっかりと固定することができ、たとえば無線ユニット４０は、基地局に向けられた屋上アンテナを有する。そのような場合は、アンテナはかなり大きなゲインを持ち、方向性のアンテナが受信を助ける。アンテナの位置が分かっているので、無線ユニットのマクロダイバシティ／ハンドオフのモードすなわち動作は、アンテナの位置または方向を調整することによって、設置／高周波最適化のさいに確立して設定することができる。
【００２４】
ある種の実施の形態では、限定固定動作カテゴリは、移動性が限定されているとき（たとえば、限定固定無線ユニットは一つのホームまたは構内にあるので、歩行速度に制限されるとき）、たとえば、フェージングシナリオが完全移動無線ユニットほどに厳しくない場合に確立可能である。限定固定カテゴリにおいて、無線ユニットは、固定無線ユニットに使用されるモードとは異なるマクロダイバシティのモードすなわち動作を使用して動作することができる。たとえば、破線３７は、制限固定カテゴリについてのマクロダイバシティと非マクロダイバシティの間の境界を指定することができる。
【００２５】
異なるマクロダイバシティ領域は、信号の品質の測定値（たとえば、無線ユニットについてのマクロダイバシティを決定するための、フォワードおよび／または逆のトラヒックまたはパイロットチャネルの信号強度の測定値など）との比較において、マクロダイバシティ制御システムで使用されるマクロダイバシティのトリガ値によって定義することができる。他の実施の形態では、特定の無線ユニットについてのマクロダイバシティ／ハンドオフ動作は、その特定の無線ユニットについての個別のマクロダイバシティのトリガ値および／またはハンドオフしきい値によって決定される。無線ユニットの動作カテゴリは、その無線ユニットについてのマクロダイバシティ／ハンドオフ動作を確立するための基礎となりうる。
【００２６】
無線ユニットのマクロダイバシティモードは、加入または設置／無線周波数最適化において確立と維持が可能である。または、ある種の実施の形態では、無線ユニットのマクロダイバシティ／ハンドオフモードは、たとえば、動作カテゴリの変化に基づいて、すなわち、特定の動作カテゴリ、特定の移動ユニット、特定のセルまたはシステムについて、マクロダイバシティモードがいかに定義されているかという面でのシステムの変化に基づいて、変更されうる。
【００２７】
さらに、無線ユニットのマクロダイバシティモードは、ある種の動作パラメータ（たとえば、基地局との間で送受信される信号の品質の測定値および／またはそのセルおよび／またはそのセルを取り囲むセルのトラヒック負荷など）を用いて決定することができる。その無線ユニットの前のトラヒックパタンおよび／または前のハンドオフまたはマクロダイバシティ特性も、無線ユニットのマクロダイバシティ動作を決定するために使用することができる。たとえば、無線ユニットが、夏期にはマクロダイバシティ領域にあり、冬期には非マクロダイバシティ領域にあるということも可能である。実施の形態によって、境界３７は変わりうる。
【００２８】
マクロダイバシティ領域３４で、固定無線ユニット３８は、基地局３０からの受信が弱く、たとえば、固定されたマクロダイバシティのトリガ値未満なので、マクロダイバシティが動作可能になる(enabled)。マクロダイバシティのトリガ値は、たとえば、信号強度から測定された信号品質値、信号対ノイズ比（たとえばＥｃ／Ｉｏ）、ビット誤り率（ＢＥＲ）および／またはフレーム誤り率（ＦＥＲ）などである。マクロダイバシティ領域３４は、典型的には、セル３２の端部すなわちハンドオフ領域内にある。しかし、位置またはその他の干渉シナリオゆえの（典型的には、領域３９などのように基地局３０と物理的に近くても）弱い受信の無線ユニットのために拡張することも可能である。
【００２９】
マクロダイバシティが動作可能にあるとき、無線ユニット３８は、受信を改善するために、他のセルの基地局からの信号を受信できる。しかし、固定動作カテゴリにあるときは、無線ユニット３８は、他のセルにハンドオフされることはない。ある種の実施の形態では、固定無線ユニットは、ハンドオフ手順をブロックするかバイパスするかによって、他のセルにハンドオフされること無しに、マクロダイバシティを使用することができる。これはたとえば、ハンドオフパラメータ測定値要求メッセージ、および／または、典型的なシステムでハンドオフを開始するために使用される固定無線ユニット３８のためのハンドオフ指示メッセージを、ブロックすることによって行なう。
【００３０】
他の例として、サービスしている基地局および／または他の基地局から受信した信号の信号品質との比較においてハンドオフ開始に使用されるハンドオフパラメータすなわちしきい値は、無線ユニットごとに設定することができる。これは、限られた条件の下でのみ、ハンドオフされるのを防ぐためである。限られた条件とはたとえば、無線ユニットが限定固定モードにあって、移動無線ユニットのハンドオフを決定するしきい値とは異なるしきい値未満の信号を受信しているときである。
【００３１】
そのようなシナリオにおいて、候補となる基地局の制限されたリストを、マクロダイバシティおよび／またはハンドオフについて審査することもでき、完全移動無線ユニットに比べるとアクティブ設定が制限されているといえる。固定（または限定固定）無線ユニットがマクロダイバシティおよびハンドオフをできるかどうかを決定するもう一つのパラメータは、セル３２および／またはその周りのセルにかかる負荷である。たとえば、トラヒック負荷がしきい値未満のときは、アクティブ設定しきい値および／またはハンドオフに関連するパラメータをマクロダイバシティおよび／またはハンドオフを動作可能に設定することによって、アクティブ設定しきい値および／またはハンドオフを動作可能にすることができる。
【００３２】
固定（または限定固定）無線ユニット４０または４２は、サービスしている基地局３０からの受信が良好な、たとえば、固定（または限定固定）マクロダイバシティしきい値を超えている非マクロダイバシティ領域３６では、マクロダイバシティが不作動である。このマクロダイバシティしきい値はたとえば、サービスしている基地局３０からの信号の信号品質測定値、たとえば、信号強度、フレーム誤り率（ＦＥＲ）またはビット誤り率（ＢＥＲ）などの測定値である。そのような非マクロダイバシティ領域３６は、典型的には基地局３０に近いが、セルの端の近くに位置していても受信状態の良い無線ユニットの領域（たとえば領域４３）に拡張していることもある。
【００３３】
マクロダイバシティ領域（この領域内で、図２に示すように、異なるセルおよびサイトの間のマクロダイバシティが許容される）を適当に調整することによって、無線資源をより効率的に利用することができる。無線ユニット４０または４２を固定したものとして確立し、マクロダイバシティ不作動で運用することによって、マクロダイバシティのために使用されるトラヒックチャネルや無線ユニットを他の基地局に登録するために必要な資源などの無線システム資源が節約される。
【００３４】
さらに、同じ情報を発信している複数の基地局を避けることによって、無線システム内の干渉が少なくなる。マクロダイバシティが動作可能の場合でも、ハンドオフが禁止（または制限）されているときに、アクティブ設定しきい値、制限されたまたは限定されたアクティブ設定および／またはその他のマクロダイバシティ／ハンドオフパラメータを、マクロダイバシティのために使用することも可能である。
【００３５】
ある種の実施の形態では、無線ユニット４０または４２を固定と指定して、呼を発せられるホームセル３２を割り当てることもできる。無線ユニット４０または４２が無線システムへのアクセスを試みるとき、マクロダイバシティ制御システムが、無線ユニット４０または４２に対応するホームセル識別符号を呼び出すことができる。ホームセル識別符号は、ＭＳＣ１６（図１）のホームロケーションレジスタ２４（図１）から、および／または無線ユニットから呼び出すことができる。無線ユニット４０または４２（固定または限定固定モードにある）が他の基地局３０へのアクセスを試みた場合は、システムが再試行指令メッセージで応答することもできる。
【００３６】
基地局３０は、アクセスが試行されたセル内でサービスが支持されないこと、そして他へのアクセスまたは他の動作カテゴリもしくはパラメータでのアクセスを試行するように、無線ユニットに指令するべく、再試行指令メッセージを送ることができる。システムは、単にその無線ユニットへのアクセスを拒絶することも、また、固定もしくは限定固定から移動へと無線ユニットの動作カテゴリを変更することも可能である。
【００３７】
固定（全く移動がない）、限定固定（ホームセル内での移動）および完全移動のユニットを有する無線システムにおいて、無線ユニットは、固定またはホームセル内での限定固定としての加入で指定されることもある。その場合、固定または限定固定の無線ユニットは、基地局３０に登録する必要はない。登録は、無線ユニットがその地域(location)の基地局と識別符号を知らせるプロセスであり、それによって、基地局は、無線端末宛の呼を確立するときに基地局を呼び出す(page)ことができる。
【００３８】
たとえば、１．８ないし２．０ＧＨｚ符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）個人通信システム（ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８）のための個人局−基地局両立性要件という表題の１９９５年３月２４日付の米国標準（ＡＮＳＩ）Ｊ−ＳＴＤ−００８に、種々の登録様式が記述されている。固定（または限定固定）無線ユニットは、いつでも同じホームセルに登録されていて、それによって、セルラ環境において極めて重要な登録関連処理を、無線システムから解放している。完全移動と指定された無線ユニットについて、登録は、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８などの現在の標準に記述されたように、取り扱われ、処理されるべきである。
【００３９】
したがって、固定（または限定固定）無線ユニットは割り引いて課金することが可能である。固定ユニットは、移動無線ユニットに比べて少ないシステムの能力および資源しか必要としないからである。無線ユニットによる発呼、ページ応答または登録のとき、システムは、無線ユニット（固定、限定固定または移動）の動作カテゴリまたはマクロダイバシティモードを決定することができる。マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニットから動作カテゴリを受信することによって、および／または、マクロダイバシティ制御システムにアクセス可能なデータベースから無線ユニットのための動作カテゴリおよび／もしくはマクロダイバシティモードを引き出すことによって、無線ユニットのモードを決定することができる。
【００４０】
たとえば、現在動作中のカテゴリおよび／またはマクロダイバシティモード（これは、マクロダイバシティのトリガ値によって決定または定義される）、アクティブ設定しきい値、限定もしくは制限アクティブ設定、限定もしくは制限候補設定、および／または、ハンドオフしきい値もしくはパラメータを、ＨＬＲ２４（図１）のような、基地局３０のＭＳＣ１６にアクセス可能なデータベースに記憶しておくことができる。無線ユニット動作カテゴリおよび／またはマクロダイバシティモードもしくはそのパラメータは、スタンドアローンのＨＬＲ（ＳＨＬＲ）などの他のデータベースに記憶することも可能である。
【００４１】
動作カテゴリおよび／またはマクロダイバシティモードもしくはそのパラメータは、その無線ユニットとの関連、動作カテゴリとの関連、および／または、ホームセル識別符号との関連を付けて、記憶することが可能である。ホームセル識別符号および／または動作カテゴリは、無線ユニットと関連付けて記憶してもよい。また、対応するマクロダイバシティモードとそのパラメータは、動作カタログおよび／またはホームセル識別符号と関連付けて記憶することもできる。
【００４２】
ある種の実施の形態では、無線ユニットの能力は、加入契約または設置／無線最適化によって確立され、維持される。他の実施の形態では、無線ユニットは、固定、限定固定、および／または移動の各モードの間を切り替えることができる。たとえば、無線ユニットは、無線網インタフェースユニット（ＮＩＵ）を含むドッキング局に接続することもできる。ＮＩＵは、家屋の屋根の上にあるようなアンテナに接続された増幅回路を含む。
【００４３】
ドッキング局に接続されたとき、無線ユニットは、固定マクロダイバシティモードを使用した固定動作カテゴリにある可能性がある。固定動作カテゴリは、固定マクロダイバシティのトリガ値、アクティブ設定しきい値、アクティブ設定もしくは候補設定、その他のパラメータによって、かつ／または、その特定の固定無線ユニット構造にとってまたは、セル内のそれらの固定無線ユニットにとって、ハンドオフが禁止されているかどうか、ということによって、定義される。
【００４４】
ドッキング局に接続されているとき、無線ユニット内の増幅器およびアンテナ回路は、そのドッキング局に接続された網インタフェースユニット（ＮＩＵ）回路およびアンテナによってバイパスしてもよい。無線ユニットがドッキング局から切り離されたとき、無線ユニットは、無線ユニットと一体になった増幅回路およびアンテナを使用でき、基地局にメッセージを送ることによって、限定固定動作カテゴリに切り替わることができる。
【００４５】
また、変形例として、無線ユニットのスイッチが無線ユニットの動作カテゴリを変更することもできる。この実施の形態によれば、マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニット４０の動作カテゴリを、固定（または限定固定）から移動へと変えることができる。それによって、無線ユニット４０は、基地局と無線ユニット４０の間をハンドオフすることができる。
【００４６】
他の変形例として、システムアクセスにあたり、無線ユニットは、基地局にホームセル識別符号および／またはその無線ユニットの動作カテゴリをメッセージの中に送ることもできる。ホームセル識別符号と、その無線通信システムにアクセスしようとして要求している基地局とが一致した場合は、無線ユニットは、固定（または限定固定）動作カテゴリに留まる。そうでなければ、無線ユニット内またはＨＬＲ１５内に記憶されたホームセル識別符号が、システムへのアクセスが試行されている基地局のホームセルと一致しない場合は、実施の形態によって、基地局は、その無線ユニットの動作カテゴリを変更できるか、または、無線ユニットがカテゴリ変更を要求する。
【００４７】
たとえば、一つの実施の形態では、無線ユニットのマクロダイバシティ制御システムまたはその一部が、基地局のホームセル識別符号を受信し、その無線ユニットに記憶されたホームセル識別符号と比較する。ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８では、アクセスチャネルを通じて基地局から無線ユニットに送られたアクセスパラメータメッセージ（ＡＰＭ）は、ホームセル識別符号と呼ばれるフィールドを含むように修正できる。
【００４８】
他の実施の形態では、無線ユニットは単に自分自身を識別する（それによって、マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニットのホームセル識別符号を獲得する）か、または、そのホームセル識別符号を基地局に提供する。その無線ユニットに関連するホームセル識別符号は、その無線ユニットがアクセスしようとしている基地局のホームセル識別符号と比較される。無線ユニットに関連するホームセル識別符号が、アクセスされつつある基地局のホームセル識別符号と一致する場合は、動作カテゴリは、固定（または限定固定）のまま維持することができる。一致しない場合は、その無線ユニットの動作カテゴリは、完全移動に変更することができる。
【００４９】
動作カテゴリのすべての変更に応じて、無線ユニットのマクロダイバシティモードも変更しうる。したがってこの実施の形態によれば、基地局は、対応するマクロダイバシティのトリガ値、アクティブ設定しきい値、限定、固定もしくは制限された候補のリスト、限定、固定もしくは制限されたアクティブ設定、および／またはその他のマクロダイバシティおよびハンドオフパラメータもしくはしきい値を送信することができる。
【００５０】
モードが変更されたときは、異なるマクロダイバシティおよび／またはハンドオフしきい値を使用することができる。または、無線システムによるモード変更が許されていない場合は、呼が脱落する(drop)可能性もある。ここに示すセルラシステムでは、無線ユニット４０の料金は、移動モードのときよりも、固定（移動無し）モードまたは限定固定（移動がホームセル内に制限される）モードのときにの方が安価にすることができる。
【００５１】
動作カテゴリに応じたマクロダイバシティモードを使用すること、またこれに応じたパラメータ、しきい値、候補リスト、手順、値、および／またはその他の情報もしくはマクロダイバシティ／ハンドオフプロセスを使用することは、無線ユニットごとに、セルごとに、またはシステム全体で採用することができる。
【００５２】
このように、無線システムの無線資源をより効率的に利用することによって、固定無線通信システムが、固定、限定固定、および／または移動のユニットの無線通信システムの容量を増やすことができる。固定無線システムは、スタンドアローンの固定無線システムまたは、固定（または限定固定）無線ユニットおよび移動無線ユニットを有する混合無線システムの、特性改善に利用できる。
【００５３】
図３は、無線ユニットの固定、限定固定または移動の動作カテゴリに応じたマクロダイバシティ制御システムの一実施の形態の流れ図である。無線ユニットの動作カテゴリはこれよりも多くすることも少なくすることも可能である。ブロック５０で、マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニットの動作カテゴリを決定する。無線ユニットの動作カテゴリは、加入または設置のときに確立され、無線ユニット内に記憶され、かつ／または、その無線ユニットの加入情報（たとえば、電子シリアル番号、移動識別番号（ＭＩＮまたはＩＭＳＩ）およびディレクトリもしくは電話番号（ＤＮ））に関連して無線通信システム内に記憶されうる。
【００５４】
さらに、ホームセル識別符号は、ＨＬＲ２４（図１）および／または無線ユニット内に記憶できる。実施の形態により、マクロダイバシティ制御システムおよびその一部が、無線ユニットおよび／または無線通信システム（たとえば、基地局および／またはＭＳＣ（図１））で実行できる。
【００５５】
マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニットの動作カテゴリ（固定、限定固定または移動）を、たとえば基地局へのメッセージ、および／または、基地局から無線ユニットへのメッセージの中で知ることができる。無線ユニットの動作カテゴリ（および対応するマクロダイバシティ／ハンドオフモードパラメータ）は、無線ユニット内、および／または、無線通信システム内（たとえば、基地局またはＨＬＲ２４内）に記憶しておくことができる。
【００５６】
実施の形態により、動作カテゴリおよび／またはマクロダイバシティ／ハンドオフモードは、加入契約の変更があるまでそのまま維持することができる。さらに、ある種の実施の形態では、動作カテゴリおよび／またはマクロダイバシティ／ハンドオフモードおよびそのパラメータは、周期的に、ダイナミックに、または、他の動作パラメータ（たとえば、逆およびフォワードのリンクのチャネルの受信信号強度など）によって、更新することもできる。したがって、マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニットによる無線システムへのアクセスの試行のたびに、動作カテゴリおよび／またはマクロダイバシティモードを決定することができ、または、初期に確立されて維持されることもできる。他の実施の形態も可能である。
【００５７】
ブロック５２において、マクロダイバシティ制御システムは、無線ユニットが、固定動作カテゴリにあるかどうかを判断する。無線ユニットが固定ユニットとして動作している場合は、マクロダイバシティ制御システムは、ブロック５４に示すように、固定されたものとして動作している無線ユニットに対して、またはその特定の無線ユニットに対して、マクロダイバシティのトリガ値を決定する。マクロダイバシティのトリガ値は、各無線ユニットごとにまたは各動作カテゴリごとに相違しうる。
【００５８】
マクロダイバシティモードおよび／または、ホームセルに関連するその他のパラメータ（たとえば、そのセルまたは周囲のセルのトラヒック負荷など）および／または、無線ユニット（たとえば、無線ユニットの信号品質または速度など）や、他のパラメータによって、マクロダイバシティ制御システムは、マクロダイバシティのトリガレベルを設定することができる。マクロダイバシティのトリガ値が決定された後に、マクロダイバシティ制御システムは、その無線ユニットについてのマクロダイバシティモードを確立する。
【００５９】
図３の実施の形態において、マクロダイバシティ／ハンドオフ制御システムは、たとえば、無線ユニットで受信された信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を使用して、信号品質測定を行なう。
【００６０】
ブロック５６で、マクロダイバシティのトリガ値が信号強度測定値よりも小さい場合は、ブロック５８に示すように、無線ユニットのマクロダイバシティは不動作にされる。実施の形態によって、システム側から、特定の無線ユニットへの送信は、サービスしている基地局に限定されることもありうる。マクロダイバシティは、サービスしている基地局へのアクティブ設定を制限することによって（たとえば、無線最適化(RF optimization)のときにホーム基地局との比較において、アクティブ設定しきい値または他のパラメータを設定することによって）、不動作とすることができる。したがって、無線ユニットは、ホーム基地局とのみ通信することができる。
【００６１】
ブロック５６で、マクロダイバシティのトリガ値が信号強度測定値よりも大きい場合は、マクロダイバシティが動作する。ブロック６０に示すように、無線ユニットのアクティブ設定しきい値および／または候補基地局（たとえば、ホームセルに隣接するセルの基地局）の制限されたまたは限定された設定が、その無線ユニットに対して確立される。マクロダイバシティが動作するのに伴い、無線ユニットは、アクティブ設定で、基地局から信号を受信することができるが、ホーム基地局からのハンドオフはない。したがってハンドオフは不動作となる。
【００６２】
マクロダイバシティ／ハンドオフ制御システムは、これを種々の方法で達成できる。これにはたとえば、無線ユニットがハンドオフを要求するのを防ぐこと、ハンドオフ要求を無視すること、および／または、所望の動作が達成されるようなハンドオフパラメータを設定する方法がある。実施の形態によって、トリガ値、アクティブ設定しきい値および／またはハンドオフパラメータは、同じおよび／または異なることが可能である。
【００６３】
マクロダイバシティ制御システムは、固定動作カテゴリのほかに、他の動作カテゴリ、たとえば、限定固定や完全移動カテゴリと、その他のカテゴリ（たとえば、速度に基づいたカテゴリ）を含む。前述のように、動作カテゴリは、加入または設置によって確定し、維持することもできる。また、たとえば、固定ドッキング局から無線ユニットを取り去ることによって、または、無線ユニットのスイッチを使用することによって動作カテゴリ間を切り替えて、固定から限定固定に変更することもできる。
【００６４】
いずれにしても、ブロック５２で、マクロダイバシティ制御システムが、無線ユニットの動作カテゴリが固定でないと判断した場合は、マクロダイバシティ制御システムは、ブロック６２で、無線ユニットの動作カテゴリが限定固定かどうかを判断する。限定固定でない場合は、ブロック６４に示すように、無線ユニットは、たとえばＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８に記載されているように、ハンドオフとマクロダイバシティを動作させて、完全移動無線ユニットとして動作する。そうでない場合、制御システムが、無線ユニットが限定固定として動作していると判断した場合は、制御システムは、ブロック６６で、その無線ユニットに対するマクロダイバシティのトリガ値を決定する。
【００６５】
実施の形態によって、限定固定無線ユニットについてのマクロダイバシティのトリガ値は、固定無線ユニットの、またはその他の限定固定無線ユニットのマクロダイバシティのトリガ値と、同じであることも異なることもありうる。
【００６６】
ブロック６８で、制御システムは、限定固定マクロダイバシティのトリガ値と、信号品質測定値（たとえば、受信した信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を使用する）とを比較する。無線ユニットで（または、実施の形態によっては基地局で）の信号品質測定値が、マクロダイバシティのトリガ値よりも大きい場合は、ブロック７０で、制御システムは、マクロダイバシティを不動作とし、それによってハンドオフを不動作とする。トリガ値よりも大きくない場合は、ブロック７２で、マクロダイバシティが動作される。それに加えて、無線ユニットのアクティブ設定しきい値および／または、候補基地局の（たとえば、ホームセルに隣接する特定のセルの）制限されたもしくは限定された設定が、その無線ユニットについて確立できる。
【００６７】
マクロダイバシティが動作するのに伴い、無線ユニットは、アクティブ設定で基地局から信号を受信できるが、ホーム基地局からハンドオフはされない。したがって、ハンドオフは不動作である。マクロダイバシティ制御システムはこれを種々の方法で達成できる。たとえば、無線ユニットがハンドオフを要求するのを防ぐ方法、ハンドオフ要求を無視する方法、および／またはハンドオフパラメータを設定する方法がある。
【００６８】
さらに、無線ユニットのマクロダイバシティモードに応じて、無線システムは、ハンドオフの動作／不動作を切り替えたり、またはハンドオフパラメータを異なるレベルに設定することができる。たとえば、固定無線ユニットは、ハンドオフの能力がなくともよく、マクロダイバシティの能力がなくともよい。また、限定固定無線ユニットは、ハンドオフの能力が全くないか、または限定された能力があればよく、または、マクロダイバシティの能力が、全くないか、限定された能力か、完全な能力があればよい。移動無線ユニットは、完全ハンドオフ能力と、完全マクロダイバシティ能力とを持ちうる。
【００６９】
動作モードおよび／またはパラメータ（たとえば、信号品質測定値、移動速度、および／または、セル３２および／または周囲のセルのトラヒック負荷）によって、マクロダイバシティモードを定義するマクロダイバシティおよび／またはハンドオフパラメータは、各無線ユニットごとに、および／または各呼ごとに確立することができる。たとえば、トラヒック負荷が軽いとき、限定固定無線ユニットは、限定されたハンドオフ能力を持ち、その後トラヒック負荷がもっと重くなったときには、ハンドオフ能力を持たないように、あるいはもっと制限されたハンドオフ能力となるように切り替えることもできる。
【００７０】
さらに、ある種の実施の形態では、異なるモードにある無線ユニットについては登録手順が異なる。たとえば、固定（または限定固定）無線ユニットがハンドオフ能力を持たない場合は、これらの無線ユニットの登録手順を省略することができる。
【００７１】
以上説明した実施の形態に加えて、この発明の原理に基づく固定モードを持つ無線通信システムは、以上述べたシステムの一部の要素を省略したり、要素を追加したり、また、修正したり、一部を使用したりした、異なるセルラシステムおよび構造で採用することも可能である。たとえば、ここでは、マクロダイバシティ制御システムは、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８を使ったセルラ網アーキテクチャを特に参照して説明したが、データおよび／または音声を送るシステムとして、異なる多重接続技術（たとえばＴＤＭＡ）を使った他の無線システムを使うことも可能である。
【００７２】
種々のアーキテクチャブロックの異なる表現、見出し、記述が可能であるのは言うまでもない。たとえば、固定、限定固定、および／または移動のモードを使う無線システムを、特定の無線システムを用いて説明したが、システムおよびその一部および記載されたアーキテクチャのシステムは、異なる場所（たとえば無線ユニット、基地局および／またはＭＳＣ）で、または、応用特定集積回路、ソフトウェア駆動の処理回路、ファームウェアまたは別々の複数の要素の他の配置において、実行が可能である。これは、以上の記載から、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の原理による無線通信システムを使用できるセルラ通信システムの一般的な模式図。
【図２】この発明の原理を使用したセルラシステムの模式図。
【図３】この発明の原理によるマクロダイバーシティ制御システムの実施の形態の流れ図。

Claims (16)

1. 複数の基地局と複数の無線ユニットとを含む無線通信システム用のマクロダイバーシティ／ハンドオフ制御システムであって、
   無線ユニットの動作パラメータを検出する手段と、
   該無線ユニットの動作モードを決定する手段とを含み、
   該動作モードが完全移動である場合に、
   該動作モードを決定する手段は、該無線ユニットにマクロダイバーシティを許可すると共にハンドオフを許可し、
   該動作モードが完全移動ではない場合において、
   該動作パラメータがしきい値を超えていないときは、該動作モードを決定する手段は、該無線ユニットにマクロダイバーシティを許可する一方でハンドオフを制限し、
   該動作パラメータがしきい値を超えているときは、該動作モードを決定する手段は、該無線ユニットに対してマクロダイバーシティを制限すると共にハンドオフを制限するマクロダイバーシティ／ハンドオフ制御システム。
2. 請求項１のシステムにおいて、該動作パラメータは、該無線ユニットと基地局との間でやり取りされる信号の品質であるシステム。
3. 請求項１に記載のシステムにおいて、該動作パラメータは、該無線ユニットと関連するセルにおける信号トラフィック負荷であり、及び／又は該無線ユニットと関連する複数の隣接セルにおける信号トラフィック負荷であるシステム。
4. 請求項１に記載のシステムにおいて、該動作パラメータは、該無線ユニットの前の信号トラフィックパターンであるシステム。
5. 請求項１に記載のシステムにおいて、該動作パラメータは、該無線ユニットの前のマクロダイバーシティ特性及び／又は前のハンドオフ特性であるシステム。
6. 請求項１に記載のシステムにおいて、該完全移動ではない動作モードは、該無線ユニットが限定移動又は固定モードにあることを意味するシステム。
7. 請求項１に記載のシステムにおいて、無線通信の間に該無線ユニットの動作モードを維持するか又は変更することが可能であるシステム。
8. 請求項１のシステムにおいて、該動作モードは、無線ユニットの加入のときに確立されるシステム。
9. 請求項１に記載のシステムにおいて、該動作モードは、無線ユニットの設置のときに確立されるシステム。
10. 請求項１に記載のシステムにおいて、該動作モードに関する情報は、該無線ユニット内に格納されるシステム。
11. 請求項１に記載のシステムにおいて、該動作モードに関する情報は、該無線通信システム内に格納されるシステム。
12. 請求項１に記載のシステムにおいて、該マクロダイバーシティの許可は、該動作モードを決定する手段がマクロダイバーシティを動作させ、及び／又は無線ユニットのマクロダイバーシティパラメータを変更することを伴うシステム。
13. 請求項１に記載のシステムにおいて、該マクロダイバーシティの制限は、該動作モードを決定する手段がマクロダイバーシティを不動作にし、及び／又は該無線ユニットのマクロダイバーシティパラメータを変更することを伴うシステム。
14. 請求項１に記載のシステムにおいて、該ハンドオフの許可は、該動作モードを決定する手段がハンドオフを動作させ、及び／又は該無線ユニットのハンドオフパラメータを変更することを伴うシステム。
15. 請求項１に記載のシステムにおいて、該ハンドオフの制限は、該動作モードを決定する手段がハンドオフを不動作にし、及び／又は該無線ユニットのハンドオフパラメータを変更することを伴うシステム。
16. 複数の基地局と複数の無線ユニットとを含む無線通信システムにおいてマクロダイバーシティ／ハンドオフ制御の方法であって、
    無線ユニットの動作パラメータを検出するステップと、
    該無線ユニットの動作モードを決定するステップと、
    該動作モードが完全移動である場合に、
    該無線ユニットにマクロダイバーシティを許可すると共にハンドオフを許可するステップと、
    該動作モードが完全移動ではない場合において、
    該動作パラメータがしきい値を超えていないときに、該無線ユニットにマクロダイバーシティを許可する一方でハンドオフを制限するステップと、
    該動作パラメータがしきい値を超えているときに、該無線ユニットに対してマクロダイバーシティを制限すると共にハンドオフを制限するステップとを含むマクロダイバーシティ／ハンドオフ制御の方法。

Images