JP4145424B2 - Ｃｄｍａ通信システムにおいて基地局用に隣接リストを獲得する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルラワイヤレス通信システムにおけるハンドオフを制御する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年セルラワイヤレスシステムの最も普及しているタイプの１つは、セルラ移動局と基地局との間をＣＤＭＡ通信を用いるシステムである。このＣＤＭＡのシステムの利点は、より多くの音声チャネルを、ある限られたバンド内で他のセルラシステムよりも多く収容できることである。
【０００３】
移動局にサービスするすべてのセルラシステムは、移動局がある基地局の範囲（セル）を出て、別の基地局の範囲（セル）に入るような状況を取り扱えなければならないことである。このような状況下においては、移動局は別の基地局にハンドオフされる。ＣＤＭＡシステムの場合には、複数の基地局により移動局がサービスされている時間を含むソフトハンドオフを用いるのが好ましい。このような切替時には、移動局と移動局交換センターは基地局から到達する最も強い信号を選択するよう機能している。現在のＣＤＭＡシステム構成では、最大６個の基地局が呼に同時にサービスすることができるようになっているが、このことは、移動局が山岳地帯にいるとき、あるいはビルの谷間を移動中のとき、そしてビルあるいは山が呼にサービスしている基地局の１つからの伝送と干渉しているような状況のときに特に有効である。
【０００４】
主基地局には、呼を制御するために、移動局から受信した測定情報を解析して、どの基地局を呼をサービスするために追加すべきか、そしてどの基地局を呼のサービスから外すべきかを決定するような制御が割り当てられている。この主基地局はこの決定を移動局から受信した測定情報に基づいて行っており、そして一方、移動局は呼にサービスしているすべての近隣の基地局の信号強度を測定し、あるいはどの基地局が呼にサービスするために呼び出されるべきかを、例えば、別の基地局からの信号が強くなり、および／または現在サービス中の基地局からの信号が弱くなるかに応じて決定している。
【０００５】
各基地局は、ある基地局により現在サービスされている呼をサービスするための候補となっている近隣の基地局のリストを保持している。このリストは、各近隣の基地局の識別子、特定ネットワークアドレス、および他の特性を含んでいる。基地局は、近隣の基地局の識別子のリストを移動局に送り、移動局がこれら近隣の基地局のそれぞれからの信号強度を周期的に測定するよう指示を出している。移動局が信号強度の測定値を基地局に送ると、この基地局は近隣リストの他の情報を用いて、ハンドオフの決定および実行を行う。複数の基地局が呼にサービスしているときには、基地局は、呼に関連している基地局のそれぞれからの近隣基地局の完全なリストと、および自分自身のリストとを必要としている。基地局が呼にサービスするために付加された場合には、この主基地局は、呼にサービスしている各基地局からの近隣基地局のリストを１個のリストに合併して、この新たに合併されたリストを移動局に送る。同様に、基地局が呼へのサービスから外されると、この主基地局は、近隣の基地局の外された基地局のリストを考慮の対象から外し、呼に依然としてサービスしているこれらの基地局の近隣基地局のみを含む、新たなリストを移動局に送る。
【０００６】
基地局は互いに、基地局にサービスしている移動交換センターに接続されたデータリンクを介して通信している。基地局が別の移動交換センターによりサービスされている基地局と通信する必要がある場合には、これらの基地局は、基地局とそれぞれサービス中の移動交換センター、および、移動交換センターを相互に接続する別のデータリンクを用いて相互接続している。
【０００７】
各基地局の近隣リストは、移動交換センターを介して技術者により管理されている。この近隣リストは時々変更され、基地局によりサービスされている主領域内の移動局にどの基地局がサービスするかを認識する経験が積まれ、そして、別の基地局がシステムの成長を可能にするよう加えられ、そしてサービス領域の変更において、トラフィック、あるいは利用パターンが考慮される。主基地局は、呼に関連する他のすべての基地局の近隣リストの最新のコピーにアクセスして、近隣の基地局の合併されたリストの移動局に対し、測定するよう指示し、そしてハンドオフの決定を行うようにしなければならない。他の基地局の近隣リストデータを主基地局が利用できるようにする１つの方法は、各基地局が、各その近隣の基地局からの近隣リストのコピーをダウンロードすることである。
【０００８】
この方法では、ある基地局の近隣リストデータを技術者の入力により変更する毎に、移動交換センターは更新されたリストのコピーが、それを必要としている他のすべての基地局にダウンロードされていることを確認しなければならない点である。この方法にはいくつかの欠点がある。３個以上の基地局が同時に１つの呼にサービスしているために、主基地局は、それに直接隣接しているのではないがその隣接している基地局に隣接している別の基地局からの隣接リストを必要とする。このことにより、ある基地局が必要とする近隣リストの完全な組を正確に特定することが困難である。多くの近隣基地局における各基地局の近隣リストのコピーを維持することはまた複雑かつ面倒であり、特に、近隣の基地局が異なる移動交換センターに所属する場合はそうである。
【０００９】
この問題を解決する別のアプローチがある。この従来技術においては、基地局が呼に追加されたときには、この追加された基地局は、その近隣リストをハンドオフリクエストメッセージの受領確認と共に主基地局に送信する。かくして、ある呼に対しては、主基地局は呼にサービスしている別の各基地局からの近隣リストデータの最新のコピーを常に受領する。
【００１０】
ＣＤＭＡセルラ通信システムにおけるこの従来技術の問題点は、基地局と移動交換センターを接続するデータリンクを介してのデータトラフィックは、非常に大きい点であり、特に多数の呼の間に多くのハンドオフが発生する場合には当てはまる点である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
データリンクを占有するトラフィックの多くは、近隣リスト情報を呼に関連している基地局に与えるために用いられるトラフィックである。主基地局は、自分自身の近隣の基地局と現在呼にサービスしている他のすべての基地局の近隣の基地局の完全なリストを必要とする。この従来技術においては、この情報は、ハンドオフリクエストメッセージの各受領確認とともに、近隣のリストを送信することにより行われている。従って、本発明の目的は、呼びのハンドオフを容易に行えるＣＤＭＡシステムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、各基地局は、呼をハンドオフしたりあるいはハンドオフされる他の基地局に対し、近隣の基地局（セル）のデータベースを構築し、その結果データベースが最新のものとなった場合には、各呼の近隣の基地局の特定事項を送信する必要はない。特定の基地局の近隣リストの有効性は、基地局の近隣リストを最後に更新したことを受け入れるタイムスタンプにより特定される。ハンドオフのリクエスト（要求）が行われると、主基地局は、ハンドオフ要求メッセージにタイムスタンプを送信して、そのタイムスタンプがハンドオフを受け取る基地局の近隣リストの最後に更新されたもののタイムスタンプである場合には、この基地局は、この呼に対し近隣リストを送信する必要はない。このタイムスタンプがハンドオフ要求メッセージを受信した基地局のタイムスタンプにマッチしない場合には、この基地局は、自分（すなわちホーム基地局）の近隣リストを送信し、主基地局に更新したリストを戻す。このような構成により、近隣リストは、それらが更新されたときのみ送信されるという利点がある。
【００１３】
本発明の特徴によれば、タイムスタンプの基地局向けのすべての登録された近隣リストのタイムスタンプは、周期的にゼロにリセットされ、その結果、これらの近隣リストのどのような誤りも、最初の問い合わせに対する新たな応答によりクリアされる。本発明の一実施例においては、このリセットは１５分ごとに行われる。
【００１４】
本発明のタイムスタンプの特徴によれば、複数のタイムスタンプがハンドオフの呼に参加している第３の基地局に送信される。この複数のタイムスタンプは、呼にすでに参加している別の基地局の近隣リストが登録されている主基地局のタイムスタンプである。受信中の基地局が、呼にサービスしている別の基地局の近隣リスト用データベース内に、受信したタイムスタンプより小さいタイムスタンプを有する場合には、この基地局は、受信したタイムスタンプが、それ自身の近隣リストデータベースエントリーが更新されていない（時代遅れ）のものであることを示すそれに向けた基地局から近隣リストを得る。この構成により、最後に追加された基地局は、主基地局の近隣リストとして少なくとも更新された近隣リストを有することができ、その結果、最後に追加された基地局は、主基地局からの信号が十分に弱くなり、呼にサービスしている基地局の１つとして、主基地局を維持することが望ましくなくなった場合には、最後に追加された基地局は、主基地局として動作できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を用いるためのシステムのブロック図を示す。移動局２０は、２つの基地局５、６によりサービスされている。これらの基地局に加えて、第３の基地局７は移動交換センター（ＭＳＣ）１によりサービスされている。各基地局は、移動交換センター（ＭＳＣ）１にデータリンク（基地局５、６、７に対してそれぞれデータリンク１０、１１、１２）と、これらの３つの基地局に対し、リンク２１、２２、２３を介して搬送されるユーザの音声とデータを搬送する、複数のユーザトラフィックチャネルに接続されている。プログラム制御の下で動作するコントローラは、基地局の動作を制御し、データベースが近隣リストのデータと各近隣リストのエントリーに関係するタイムスタンプとを保持している。
【００１６】
図１はまた、別の基地局８にデータリンク１４と複数の音声チャネル２４により接続された第２の移動交換センターも示す。移動交換センター（ＭＳＣ）１と移動交換センター（ＭＳＣ）２は、データリンク１３により接続され、これによりデータリンク１０、１３、１４を介して例えば基地局５からデータメッセージが送信され、あるいは基地局８にデータメッセージが送信される。移動交換センター（ＭＳＣ）１と移動交換センター（ＭＳＣ）２は、複数のリンク２５により接続されている。図１は、移動交換センター（ＭＳＣ）１がデータリンク１０、１１、１２、１３の１つから受信したメッセージを、別のこれらのデータリンクの１つに切り替え、あるいは、移動交換センター内でこのようなデータメッセージを着信する状態を示す。このデータスイッチは、移動交換センターからのメッセージをこれらのデータリンクの１つに送信する。この移動交換センター１は、音声スイッチ３１を有し、リンク２１、２２、２３、２５の１つを介して受信した音声信号を別のこれらの音声リンクに、あるいは公衆交換ネットワークにに切り替えて逆の接続を行う。
【００１７】
本発明を実行するために、基地局間で交換されるメッセージは、図１ではメッセージ４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０である。これらのメッセージの記号では、「Ｔ」はタイムスタンプを、「Ｌ」は近隣リストを表し、そしてこのタイムスタンプＴ、あるいは近隣リストＬの後に続く２桁の数字は、タイムスタンプまたは近隣リストを記録しているデータベースの識別子と、タイムスタンプＴまたは近隣リストＬが現在記録されている基地局の識別子とを表す。この２桁の数字が同一の場合（メッセージ４５、７０におけるように）、近隣タイムスタンプと近隣リストは、近隣リストが参照する基地局すなわちホーム基地局のタイムスタンプの近隣リストである。
【００１８】
メッセージ４０はハンドオフリクエストメッセージ（ＲＥＱＵＥＳＴ）を表す。このメッセージは、基地局６に向けられ、基地局５に記録されたような基地局６用のデータのタイムスタンプを含む（セグメント４１）。この応答は、２つのメッセージ４５、５０のうちの１つである。タイムスタンプＴ−５６が更新されたことを表す。すなわちＴ−５６とＴ−６６が等しい場合には、後者のＴ−６６はホーム基地局のタイムスタンプであり、メッセージ５０が送信され、これは近隣リストとタイムスタンプのない受領確認（ＡＣＫ）である。Ｔ−５６がＴ−６６以下の場合には、メッセージ４５が送信され、これは更新された近隣リストＬ−６６（セグメント４６）と、更新されたタイムスタンプＴ−６６（セグメント４７）を含む。
【００１９】
メッセージ５５は、第３の基地局がソフトハンドオフ接続に追加された場合のメッセージである。この要求（ＲＥＱＵＥＳＴ）メッセージ５５は、基地局５に記憶されたような基地局６、７用のデータのタイムスタンプ（それぞれセグメント５６、５７）を含む。この場合、基地局５内の基地局７に対するデータが更新されている、すなわちＴ−５７がＴ−７７である基地局７のホーム基地局近隣データベース用のタイムスタンプに等しいと仮定する。従って、受領確認メッセージ６０は、近隣リストとタイムスタンプとを含まない。しかしセグメント５６として、基地局７に送信されたタイムスタンプＴ−５６がＴ−７６（Ｔ−７６である基地局７内の基地局６用に登録されたタイムスタンプ）よりも大きいと仮定する。この場合基地局７は、基地局に対する要求を特定する特定セグメント６６を含む問い合わせメッセージ６５を基地局６に送る。基地局６はメッセージ７０でもって応答し、このメッセージ７０は、更新されたホーム基地局の近隣リストデータＬ−６６（セグメント７１）と、対応するタイムスタンプＴ−６６（セグメント７２）を含むメッセージ７０でもって要求している基地局７に応答する。
【００２０】
メッセージ５５は、タイムスタンプＴ−５５を含んではいなかったことに注意されたい。その理由は、多重のタイムスタンプメッセージの目的は、最後に追加された基地局が、主基地局が呼からドロップオフされた場合に、この主基地局として最後に追加された基地局がそれに取って代わることができるようにするためである。この実施例において、主基地局は、基地局５であり、基地局５が呼からドロップオフされ、基地局７がこの主基地局の役目を採る場合には、基地局７は、この呼に対する基地局５向けの更新された近隣リストを有する必要はない。その理由は、基地局５はこの呼にもはやサービスしていないからである。基地局６は、タイムスタンプ５５を受信していない。その理由は、その役目は現在基地局７が採っているために、呼から基地局５がはずされている場合には、基地局６は主基地局の役目を担わないからである。
【００２１】
図２は、主基地局で行われる動作を表すフローチャト図である。主基地局は、移動局からの信号強度測定データを受信する（動作ブロック２０１）。主基地局は、この信号強度測定データを評価して、移動局は別の基地局から十分な信号強度を受信しているか否かを決定し、そしてこの別の基地局を呼にサービスするために追加すべきかどうかを決定する。追加する場合には、主基地局はハンドオフ要求を送信する。そしてこのハンドオフ要求には、受信中の基地局の近隣リストの主基地局データベース内に登録されたタイムスタンプを含む（動作ブロック２０３）。主基地局は、受領確認メッセージを受信する。その受領確認メッセージが近隣リストを含む場合には、主基地局は、受領確認をした基地局の近隣リストを更新し、そしてそのリストと共に受信したタイムスタンプを更新する（動作ブロック３０５）。ハンドオフの完了後、主基地局は、呼に現在サービスしているすべての基地局の近隣リストを統合する。これには、呼に追加されたばかりの基地局を含み、この統合したリストを移動局に送信する（動作ブロック２０７）。
【００２２】
図３は、ハンドオフリクエストを受信する基地局の動作を示すフローチャート図である。この基地局は、主基地局からハンドオフ要求を受信する（動作ブロック３０１）。リクエストを受信している基地局を参照するタイムスタンプが、自身の基地局用のローカルタイムスタンプ以下の場合には、最新の隣接リストおよびタイムスタンプを主基地局へ送信し戻す（動作ブロック３０３）。さらにまた、受信中の基地局が呼をサービスすべき第３、第４、第５、第６の基地局のいずれかの場合には、この要求メッセージはそれらが主基地局内に記憶されたように、他の基地局のタイムスタンプ内に含まれる。他の基地局向けの受信したタイムスタンプが、これらの他の基地局向けに記憶されたタイムスタンプよりも大きい場合（このことはこれらの基地局向けの近隣リストの情報は更新されていないことを示すが）には、このハンドオフ要求を受信した基地局は、更新された近隣リストとタイムスタンプをそのデータベースが送れているこれらの基地局から得る（動作ブロック３０５、３０７）。
【００２３】
図４は、動作ブロック３０５で送信された問い合わせを受信する基地局により行われるプロセスを表す。基地局は、問い合わせメッセージを受信する（動作ブロック４０１）。基地局はホーム近隣リストと関連するタイムスタンプを表す応答を送信する（動作ブロック４０３）。
【００２４】
図５は、各基地局の近隣リストデータベース内のエラーをクリアするための本発明の特徴を示す。周期的に登録しているデータベースの近隣リスト以外の各近隣リスト用のタイムスタンプがリセットされ、その結果、近隣リストを所有する基地局のタイムスタンプ以下となる（動作ブロック５０１）。その後、主基地局がハンドオフ要求を送出するときはいつでも、あるいは他の基地局のいずれかが他の基地局のタイムスタンプを含むハンドオフリクエストを送信するときはいつでも、適宜の近隣リストはタイムスタンプと所有している基地局の近隣リストの最新の内容とでもって更新される。
【図面の簡単な説明】
【図１】翻発明のＣＤＭＡセルラーシステムを表すブロック図。
【図２】主基地局とハンドオフ状況において呼にサービスするために、本発明により主基地局で行われる動作を表すフローチャト図。
【図３】主基地局とハンドオフ状況において呼にサービスするために、本発明によりハンドオフリクエストを受信する基地局の動作を示すフローチャート図。
【図４】主基地局とハンドオフ状況において呼にサービスするために、本発明により問い合わせを受信する基地局により行われるプロセスを表すフローチャート図。
【図５】近隣リストデータベースの完全性を確保するために、各基地局で行われる動作を表すフローチャート図。
【符号の説明】
１、２ 移動交換センター（ＭＳＣ）
４ 制御／データベース
５、６、７、８ 基地局（ＢＳ）
１０、１１、１２、１３、１４ データリンク
２０ 移動局
２１、２２、２３ リンク
２４ 音声チャネル
３０ データスイッチ
３１ 音声スイッチ
４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０ メッセージ
４１、４６、４７ セグメント

Claims (5)

1. ワイヤレスセルラＣＤＭＡ通信システムにおいて、呼のソフトハンドオフの際に基地局の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを獲得する方法において、
   （Ａ）各基地局が、それ自身の有する近隣リストのデータベースに、複数の基地局の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを記録するステップと、
   （Ｂ）呼にサービスしている主基地局が、それ自身の記録する別の基地局の近隣リストのタイムスタンプを含むハンドオフリクエストメッセージを別の基地局に送信するステップと、
   （Ｃ）別の基地局が、受信したハンドオフリクエストメッセージの含む近隣リストのタイムスタンプと同一の、それ自身の近隣リストのタイムスタンプを有している場合には、近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを含まない受領確認メッセージを送信するステップと、
   （Ｄ）別の基地局が、受信したハンドオフリクエストメッセージの含む近隣リストのタイムスタンプよりも大きい、それ自身の近隣リストのタイムスタンプを有している場合には、それ自身の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを含む受領確認メッセージを、呼にサービスしている主基地局へ送信するステップと、
   （Ｅ）呼にサービスしている主基地局が、前記受領確認メッセージの受信に応答して、それ自身の有する近隣リストのデータベースに、別の基地局のエントリーとして、前記受領確認メッセージの含む近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを記録するステップとを有することを特徴とする基地局の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを獲得する方法。
2. （Ｆ）呼にサービスしている主基地局が、呼に同時にサービスするために、第３の基地局を追加する毎に、呼にサービスしている他の基地局のそれぞれの近隣リストのタイムスタンプを第３の基地局に送信するステップと、
   （Ｇ）第３の基地局が、それ自身の記録する他の基地局の近隣リストのタイムスタンプよりも呼にサービスしている主基地局から受信した他の基地局の近隣リストのタイムスタンプが大きい場合に、他の基地局の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを他の基地局に要求するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. （Ｈ）呼にサービスしている主基地局が、呼にサービスすることから外されたときに、呼にサービスする主基地局の役目を、呼に同時にサービスするために最後に追加された第３の基地局に割り当てることにより、新たな主基地局が自動的に呼に対する更新された近隣リストのデータベースを有するようにさせるステップをさらに有することを特徴とする請求項２記載の方法。
4. （Ｉ）各基地局が、ホーム基地局の近隣リストのタイムスタンプを除いて、それ自身の有する基地局の近隣リストのデータベース内のすべての基地局の近隣リストのタイムスタンプを周期的に減分するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。
5. ワイヤレスセルラＣＤＭＡ通信システムにおいて用いられる基地局用装置において、
   （Ａ）複数の基地局の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを記録する近隣リストのデータベースを有し、
   （Ｂ）プログラム制御のもとで、呼にサービスしている主基地局として、
   （ａ）それ自身の記録する別の基地局の近隣リストのタイムスタンプを含むハンドオフリクエストメッセージを別の基地局に送信し、
   （ｂ）別の基地局が、受信したハンドオフリクエストメッセージの含む近隣リストのタイムスタンプと同一の、それ自身の近隣リストのタイムスタンプを有している場合に送 信する、近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを含まない受領確認メッセージを受信し、
   （ｃ）別の基地局が、受信したハンドオフリクエストメッセージの含む近隣リストのタイムスタンプよりも大きい、それ自身の近隣リストのタイムスタンプを有している場合に送信する、それ自身の近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを含む受領確認メッセージを受信し、
   （ｄ）前記受領確認メッセージの受信に応答して、それ自身の有する近隣リストのデータベースに、別の基地局のエントリーとして、前記受領確認メッセージの含む近隣リストおよび近隣リストのタイムスタンプを記録する動作を行うプロセッサ手段とを有することを特徴とする基地局用装置。

Images