JP4146903B2 - 信号選択方法及びセルラー無線システム - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一般に、テレコミュニケーションシステムに係り、より詳細には、ソフトハンドオフを用いたデジタルセルラー無線システムに係る。
先行技術の説明
典型的なセルラー無線システムは、固定ベースステーションネットワークを備え、加入者ターミナルが該ネットワークの１つ以上のベースステーションと通信する。ベースステーションは、加入者ターミナルから到着する通信を転送する。加入者ターミナルは、移動中又は静止したままである間に、ベースステーションを介して互いにそして他の電話システムの加入者ターミナルへメッセージを送信することができる。加入者ターミナルがベースステーションネットワークの有効到達エリアに位置するときにメッセージの送信が可能となる。加入者ターミナルがセルラー無線システムにより提供されるサービスを利用できるためには、あらゆる状況のもとで少なくとも１つのベースステーションへの接続を維持しなければならない。加入者ターミナルがベースステーションネットワークにより提供されるサービスを利用しないときには、ベースステーションネットワークへの接続を必要とせず、アイドル状態でベースステーションを聴取する。加入者ターミナルがベースステーションネットワークにおいて１つのベースステーションの有効到達エリアから別のベースステーションの有効到達エリアへ移動するときには、チャンネル又はベースステーションを切り換える必要が生じる。
典型的なセルラー無線システムでは、加入者ターミナルは一度に１つのベースステーションのみと通信するが、例えば、特にＣＤＭＡシステムでは、加入者ターミナルは、多数のベースステーションと同時に通信することができる。公知のソフトハンドオフでは、ベースステーションネットワークへの接続がハンドオフに関わりなく維持される。このようなハンドオフでは、通常、ベースステーションが切り換えられる。又、公知技術は、ベースステーションが切り換えられず、使用ベースステーションのセクターが切り換えられるソフターハンドオフも備えている。ソフト及びソフターハンドオフは、メーク・ビフォア・ブレーク（ブレークの前にメークする）型のハンドオフであり、これは、以前のベースステーションへの接続が終了する前に加入者ターミナルに対して新たな接続が設定されることを意味する。いずれのハンドオフにおいても、使用周波数帯域は切り換えられない。
セルラー無線システムは、通常、ＴＲＡＵ（トランスコーダ／レートアダプタユニット）に配置されるボコーダを備えている。ＴＲＡＵは、例えば、ベースステーションコントローラ又は移動サービス交換センターに関連して配置される。ＴＲＡＵは、信号をソースエンコードし、そして信号送信レートを例えば公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）のような送信ネットワークに適応させる。ＴＲＡＵは、ＴＲＡＵフレームを形成し、ベースステーションへ送信する。ボコーダは、例えば、スピーチをエンコードする。このコード化により、例えば、ベースステーションへの送信ラインにおける信号データレートが減少される。ボコーダ及びベースステーションは、上記ＴＲＡＵフレームを形成するデータパケットを互いに送信及び受信する。
ソフトハンドオフにおいては、加入者ターミナルが多数のベースステーションと同時に通信する。ソフトハンドオフでは、加入者ターミナルが同じ情報より成る信号をベースステーションへ送信し、この信号はボコーダへ転送される。又、加入者ターミナルは、同じ情報より成る信号をベースステーションからも受け取る。セルラー無線システムでは、ボコーダから異なるベースステーションへの信号ルートが著しく変化する。
公知のセルラー無線システムでは、ボコーダとベースステーションとの間のデータ送信は、ボコーダが、ソフトハンドオフの間に、同じ情報を含むデータパケットを少なくとも２つのベースステーションへ送信するように実施される。このようなハンドオフ状態では、ボコーダにより送信される同じ情報を含むデータパケットが、ボコーダとベースステーションとの間の送信経路の容量を占有する。又、異なる送信経路に沿って同じデータパケットを送信すると、データパケットが異なる状態で遅延し、データ送信に問題を引き起こす。
発明の要旨
本発明の目的は、ボコーダとベースステーションとの間の接続を形成する信号が、送信経路の容量を節約しそして遅延により生じる問題の数を減少するように選択されるセルラー無線システムを実現することである。
これは、ベースステーションと、信号をエンコードするボコーダとを備え、ボコーダが異なる長さの送信経路を経てベースステーションに作動的に接続され、ベースステーションが順方向に信号を受信しそして逆方向に信号を送信するようなセルラー無線システムに使用される信号選択方法において、逆方向からベースステーションに到着する信号から、ボコーダへ送信するための少なくとも１つの信号を選択し、そして順方向にボコーダにより送信される信号をベースステーションへ分配し、この分配をボコーダから分離して行うという段階を含む本発明の方法により達成される。
又、本発明は、ベースステーションと、信号をエンコードするボコーダとを備え、ボコーダが異なる長さの送信経路を経てベースステーションに作動的に接続され、ベースステーションがボコーダによりエンコードされた信号を順方向に受信しそして逆方向に信号をボコーダへ送信するようなセルラー無線システムにおいて、ベースステーションから分離された選択手段であって、逆方向にベースステーションにより受信された信号からボコーダへ送信されるべき少なくとも１つの信号を選択するように構成された選択手段を備え、この選択手段は、順方向にボコーダから到着する信号をベースステーションへ分配するよう構成されたセルラー無線システムにも係る。
更に、本発明は、ベースステーションと、信号をエンコードするボコーダとを備え、ボコーダが異なる長さの送信経路を経てベースステーションに作動的に接続され、ベースステーションがボコーダによりエンコードされた信号を順方向に受信しそして逆方向に信号をボコーダへ送信するようなセルラー無線システムにおいて、ボコーダから分離された選択手段であって、逆方向にベースステーションにより受信された信号からボコーダへ送信されるべき少なくとも１つの信号を選択するように構成された選択手段を備え、この選択手段は、順方向に到着する信号をベースステーションへ分配するように構成され、そして更に、選択手段により分配及び選択された信号が次々のベースステーションを経てその次のベースステーションへ伝播するようにベースステーションが連結されたセルラー無線システムにも係る。
本発明による構成体は、特にソフトハンドオフにおいて多数の効果を発揮する。上記構成によるセルラー無線システムは、好ましくは、逆方向から到着する信号の１つを選択し、そしてその信号をボコーダへ転送する選択手段を備えている。ハンドオフに関与しているベースステーションによって送信される全ての信号がボコーダへ送信されるのではないから、送信経路を経てのデータ送信を減少することができると共に、他の何らかの使用のために容量を節約することができる。
又、選択手段は、順方向にボコーダによって送信された信号を受信し、そしてそれらをベースステーションへ分配する。この信号分配は、各ベースステーションが、ボコーダにより送信された信号に対応する同じ内容をもつ信号を得るように行なわれる。ボコーダが送信しなければならない信号は、その後の段階に各ベースステーションへ供給されものだけであるから、ボコーダとベースステーションとの間の送信経路の容量が節約される。又、信号の分配は、信号がベースステーションに実質的に同時に到着するようにベースステーション付近で実行される。信号の分配は、ベースステーションにおいて行なわれるのが好ましい。ベースステーションにおける選択手段の配置により、選択手段とベースステーションとの間の送信経路に対する転送遅延を実質的に同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は、公知のセルラー無線システムを示す図である。
図２は、本発明の方法が使用されるセルラー無線システムの第１の実施形態を示す図である。
図３は、本発明の方法が使用されるセルラー無線システムの第２の実施形態を示す図である。
図４は、本発明の方法が使用されるセルラー無線システムの第３の実施形態を示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１は、公知のセルラー無線システムを示す。図示されたセルラー無線システムは、ベースステーション１００、２００、３００を備えている。これらベースステーション１００、２００、３００は、トランシーバアンテナとして働くアンテナ１０１を含む。又、セルラー無線システムは、ベースステーションコントローラ５００と、移動サービス交換センター６００とを備えている。ベースステーションコントローラ５００の機能は、ベースステーション１００、２００、３００を制御することである。セルラー無線システムは、更に、スピーチコーダ又はボコーダとして働くＴＲＡＵ４００も備えている。移動サービス交換センター６００は、送信ライン５５０によりベースステーションコントローラ５００に接続され、このコントローラは、送信ライン４５０によりボコーダ４００に接続される。ボコーダ４００は、送信ライン１５０を経てベースステーション１００と通信し、送信ライン２５０を経てベースステーション２００と通信し、そして送信ライン３５０を経てベースステーション３００と通信する。セルラー無線システムは、更に、多数の加入者ターミナル１０、２０も備えている。
ボコーダ４００は、移動サービス交換センター６００及びベースステーションコントローラ５００を経てＰＳＴＮから到着する例えば６４ｋビット／ｓのレートの信号を受信する。ボコーダ４００は信号レートを減少し、そして信号をＴＲＡＵフレームに入れる。レート減少の後、信号レートは、例えば、１６ｋビット／ｓとなる。逆方向において、ボコーダ４００は、ベースステーション１００、２００、３００により送信された１６ｋビット／ｓのレートの信号を受信し、そしてボコーダは、ＰＳＴＮに適するように信号レートを適応させる。
図１に示すセルラー無線システムにおいて、ベースステーション１００、２００、３００がソフトハンドオフに関与すると仮定する。このハンドオフ中に、ベースステーション１００、２００、３００は、同じ情報を含む信号を逆方向にボコーダ４００へ送信する。上記状態において、送信経路１５０、２５０、３５０を経て送信されるべき信号は、例えば、同じ情報又はデータを含むデータパケットより成る。換言すれば、ボコーダ４００は、１６ｋビット／ｓのレートを各々有する３つの同一の信号を受信する。又、ボコーダ４００は、同じ情報を含む信号を順方向に各ベースステーション１００、２００、３００へ送信する。それ故、ボコーダ４００は、１６ｋビット／ｓのレートを各々有する３つの同一の信号を送信する。
ベースステーション１００、２００、３００は、ボコーダ４００により送信された信号を受信し、そしてその信号を、無線経路を経て例えば加入者ターミナル２０へ転送する。ベースステーション１００、２００、３００は、同時に送信を行う。従って、セルラー無線システムでは、多量のデータがソフトハンドオフ中に送信され、このデータ送信は、送信経路１５０、２５０、３５０に負荷を与える。又、送信経路１５０、２５０、３５０の長さは実際には相当に変化し、従って、ベースステーション１００、２００、３００は、ボコーダ４００により送信されたデータパケットを異なる時間に受信する。図１に示す構成では、ベースステーションコントローラ５００は、例えば、６４ｋビット／ｓのレートを通常有するＰＣＭ信号を逆方向から受信する。
図２は、本発明によるセルラー無線システムの第１の実施形態を示す。本発明による構成体は、拡散スペクトルシステム、特にＣＤＭＡシステムに適用できるが、本発明は、このシステムに限定されるものではない。セルラー無線システムは、多数の加入者ターミナル１０、２０を備えている。これらの加入者ターミナルは、トランシーバアンテナとして働くアンテナ１１を備えている。又、セルラー無線システムは、ベースステーション１００、２００、３００と、ベースステーションコントローラ５００と、移動サービス交換センター６００とを備えている。ベースステーションコントローラ５００の機能は、ベースステーション１００、２００、３００を制御することである。図示された加入者ターミナル１０、２０は、既知の技術に基づいて実施される。これらの加入者ターミナルは、実際には、例えば移動電話である。
セルラー無線システムは、更に、スピーチコーダとして働くボコーダ４００も備えている。スピーチコード化に関しては、ボコーダは、既知の技術に基づいて実施される。図示された構成では、ボコーダ４００は、移動サービス交換センター６００とベースステーションコントローラ５００との間に配置される。又、図示された構成では、ボコーダ４００の機能的距離、即ち移動サービス交換センター６００までの接続の長さは、ベースステーションコントローラ５００までの接続の長さより短い。実際に、ボコーダ４００は、移動サービス交換センター６００に関連して配置される。ボコーダ４００の効果的な位置により、ベースステーションコントローラ５００とボコーダ４００との間に１６ｋビット／ｓの信号レートが可能になる。図２に示す構成では、送信経路の容量が公知の構成に比して節約される。
ハンドオフ中に、加入者ターミナル１０は、少なくとも２つのベースステーション１００、２００、３００と通信し、そしてこれらベースステーションへ信号を同時に送信する。加入者ターミナル１０により送信される信号は、データパケットに入れられたデータより成る。ベースステーション１００、２００、３００は、加入者ターミナルにより同時に送信された信号を受信し、そしてそれら信号を逆方向に転送する。
図２に示すセルラー無線システムは、ハンドオフ中にベースステーション１００、２００、３００により送信される信号を処理するための選択手段４２０を備えている。この選択手段４２０は、セルラー無線システムにおけるデータ送信の必要性が減少するように信号を処理する。選択手段４２０は、特に、ベースステーション１００、２００、３００とボコーダ４００との間のデータ送信を減少する。図２に示す構成では、選択手段４２０は、できるだけベースステーション１００、２００、３００の付近に配置される。選択手段４２０は、ベースステーション１００、２００、３００に配置されるのが好ましい。選択手段４２０は、ベースステーション１００、２００、３００に到着する信号から、ボコーダ４００へ逆方向に送信されるべき信号を選択するように構成される。図示された構成では、選択手段４２０は、ボコーダ４００から分離される。
順方向においては、ボコーダ４００は、移動サービス交換センターから到着する信号をエンコードし、そしてベースステーションコントローラ５００を経て選択手段４２０へ信号を転送する。選択手段４２０は、この送信信号を受け取り、そしてそれらをベースステーション１００、２００、３００へ分配する。信号の分配は、選択手段４２０が同じ情報を含む信号を各ベースステーション１００、２００、３００へ送信するように実行される。選択手段４２０は、信号の内容を必ずしも変更しない。順方向においては、ボコーダ４００は、１６ｋビット／ｓのレートを有する信号を送信するのが好ましい。それ故、本発明によるセルラー無線システムは、順方向に好ましくは１つの１６ｋビット／ｓの接続を必要とするだけであり、この接続のデータは、多数のベースステーション１００、２００、３００へ送られる。
選択手段４２０は、逆方向にベースステーション１００、２００、３００により送信された同じ情報を含む信号を互いに比較するように構成される。比較の後に、選択手段４２０は、選択されたベースステーションの信号を、ベースステーションコントローラ５００を経てボコーダ４００へ送信する。ボコーダ４００へ更に送信するために、選択手段４２０は、例えば、データの質が最も良い信号を送信するベースステーション１００、２００、３００の信号を選択する。信号の質は、例えば、信号のビットエラー測定に基づく。又、信号の質は、例えば、エアインターフェイスにおいて行なわれるＳＮＲ（信号対雑音比）の測定に基づいてもよい。更に、信号の質の測定は、コンボリューションコード化から得られる質の情報、ブロックデコードにおけるパリティビットのチェック和の使用、又はこれら方法の組合せに基づいてもよいが、本発明はこれらに限定されるものではない。図示された構成では、ベースステーションコントローラ５００は、選択手段４２０及びボコーダ４００の両方の動作を制御する。選択手段４２０は、ベースステーション１００、２００、３００の付近に配置されるので、ハンドオフ中の信号遅延差は小さい。遅延差が小さいのは、選択手段４２０により送信される信号がベースステーション１００、２００、３００に実質的に同時に到着するからである。これらベースステーションは、選択手段４２０とこれらベースステーション１００、２００、３００との間の接続の長さが例えば公知の構成に比して小さいので、信号を実質的に同時に受信する。
図３は、本発明によるセルラー無線システムの第２の実施形態を示す。図示された構成では、ベースステーション１００、２００、３００が連結される。図示された構成では、これらベースステーション１００、２００、３００は、ソフトハンドオフ中に、加入者ターミナル１０により送信された信号を受信する。ベースステーション３００により受信される信号は、送信経路２５０を経てベースステーション２００へ供給され、そこから、信号は送信経路１５０に沿ってベースステーション１００へ伝播する。ベースステーション１００は、選択手段４２０を備えている。逆方向にベースステーション２００により受信された信号は、送信経路１５０を経て選択手段４２０へ直接送られる。選択手段４２０は、逆方向にベースステーション１００、２００、３００により受信された信号を比較し、これらの信号は、実際には、データを含むデータパケットである。比較の後に、選択手段４２０は、最良の質をもつ信号を選択し、そしてその選択された信号をボコーダ４００へ転送する。
順方向において、ボコーダ４００は、ベースステーションコントローラ５００を経て、ベースステーション１００に配置された選択手段４２０へ信号を送信する。その後、選択手段４２０は、ベースステーション１００、２００、３００へ信号を分配する。この分配は、各ベースステーション１００、２００、３００が同じ情報を含む信号を順方向に受信するように行なわれる。信号が受信された後に、ベースステーション１００、２００、３００は、同じ情報を含む信号を加入者ターミナル１０へ送信する。信号の分配は、ベースステーション１００、２００、３００の付近で行なわれるので、特にベースステーション１００とボコーダ４００との間のデータ送信の必要性が低減する。図３に示す構成は、容量の利用度を改善することができる。ベースステーションの連結は、送信経路を集中することができ、それ故、送信経路の設定コストが減少される。又、このような連結は、トラフィックを集中できるようにし、使用可能な容量の利用度が改善される。
図４は、本発明によるセルラー無線システムの第３の好ましい実施形態を示す。図示された構成では、ベースステーション１００、２００が選択手段４２０を備えている。図示された構成では、ベースステーション１００、２００、３００は、ソフトハンドオフ中に、加入者ターミナル１０により送信される信号を受信する。ベースステーション３００及びベースステーション２００は、送信経路２５０で接続される。ベースステーション２００は、送信経路１５０を経てベースステーション１００に接続される。ベースステーション３００により受信された信号は、送信経路２５０を経て、ベースステーション２００に設けられた選択手段４２０へ供給される。ベースステーション２００の選択手段４２０は、ベースステーション３００から到着する信号を、ベースステーション２００で受信された信号と比較する。この比較に基づいて、上記信号の一方が送信経路１５０を経てベースステーション１００の選択手段４２０へ供給される。ベースステーション１００の選択手段４２０は、無線経路を経てベースステーション１００へ到着する信号の質を、ベースステーション２００の選択手段４２０から到着する信号の質と比較する。この比較後に、質が良い方の信号が例えばボコーダ４００へ送信される。図４に示すようにベースステーションに選択手段４２０を配置することにより、できるだけ早期に信号の選択を行うことができ、ひいては、データ送信の量を減少することができる。上記構成体は、ベースステーション間のデータ送信の必要性を減少することができる。
添付図面の例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、請求項に記載した本発明の範囲内で種々の変更がなされ得ることが理解されよう。

Claims (13)

1. 複数の基地局と、信号をエンコードするボコーダと、該ボコーダを前記複数の基地局の各々に接続する異なる長さの送信経路とを含んで、前記複数の基地局が順方向に各信号を受信し逆方向に各信号を送信するように構成されているセルラー無線システムにおいて信号を選択する方法であって、
   前記ボコーダから地理的に分離した位置において前記複数の基地局のうちの対応する１つの基地局に配置された少なくとも１つの選択手段を設ける段階と、
   前記送信経路の各々を介して前記逆方向に到着する信号から、前記ボコーダに送信するための少なくとも１つの逆方向信号を、前記少なくとも１つの選択手段により選択する段階と、
   前記ボコーダからの順方向信号を、前記少なくとも１つの選択手段により前記送信経路の各々を介して前記順方向に前記複数の基地局の各々に分配する段階と、
   前記送信経路が基地局から基地局に延び、かつ、前記順方向信号が基地局から基地局に１つの信号として伝播するように、前記複数の基地局を連結する段階と、を含み、
   前記選択する段階が、
   前記少なくとも１つの逆方向信号の質を測定及び比較する段階と、前記少なくとも１つの逆方向信号から最高の質を有する信号を前記ボコーダに送信する段階と、を含む、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記送信経路のうちの１つの送信経路が、前記ボコーダを前記複数の基地局のうちの対応する１つの基地局に接続する最短の送信経路であり、
   さらに、前記少なくとも１つの選択手段を、前記対応する１つの基地局に配置する段階を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の基地局を連結する段階が、
   前記少なくとも１つの選択手段により選択される基地局から基地局への前記少なくとも１つの逆方向信号を前記ボコーダに伝播させ、
   前記少なくとも１つの選択手段により分配される基地局から基地局への前記順方向信号を前記複数の基地局の各々に伝播させる、
   ためのものである、請求項１に記載の方法。
4. 前記複数の基地局は、前記選択する段階及び前記分配する段階が前記複数の基地局において別々に実行されるように、連結される、請求項１に記載の方法。
5. 前記最高の質を有する信号を選択する段階が、正しさを測定すること、正しさを測定すること、正確性を測定すること、コンボリューションコード化から得られる信号対雑音比を測定すること、及び、パリティビットのチェック和を用いること、のうちの少なくとも１つに基づいている、請求項１に記載の方法。
6. 前記分配する段階が、前記複数の基地局の各々に伝播するときに前記順方向信号に情報を含ませることを含み、
   前記順方向信号に含まれる前記情報が同一である、請求項１に記載の方法。
7. 前記複数の基地局のうちの或る基地局から別の基地局に対するモバイルステーションのソフトハンドオフを実行する段階に関連して、前記選択する方法を実行する段階をさらに含み、
   前記ソフトハンドオフを実行する段階では、前記選択する段階及び前記分配する段階に際して、前記複数の基地局のうちの前記或る基地局及び前記別の基地局の両方が、情報を含んだ逆方向信号を送信し、情報を含んだ順方向信号を受信し、前記順方向信号に含まれる信号が同一であり、前記逆方向信号に含まれる信号が同一である、請求項１に記載の方法。
8. 前記セルラー無線システムが、前記複数の基地局を制御する基地局コントローラと、移動サービス交換センタとをさらに含み、
   前記設ける段階が、前記基地局コントローラから地理的に分離している前記移動サービス交換センタ内に前記ボコーダを配置する段階をさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 複数の送信経路が基地局から基地局に延び、かつ、順方向信号が基地局から基地局に１つの信号として伝播するように、連結された複数の基地局と、
   信号をエンコードするボコーダと、
   を備えたセルラー無線システムであって、
   異なる長さの前記複数の送信経路のうちの少なくともいくつかの送信経路が、前記ボコーダを前記複数の基地局の各々に作動的に接続するように相互に関連して、前記複数の基地局が、前記ボコーダによってエンコードされた信号を順方向に受信しかつ前記ボコーダに向かう信号を逆方向に送信するように構成されており、
   さらに、
   前記ボコーダから地理的に分離した位置において前記複数の基地局のうちの対応する１つの基地局に配置された選択手段であって、前記複数の基地局によって受信された信号から、前記ボコーダに送信するための少なくとも１つの信号を選択し、かつ、前記選択手段に到着する前記ボコーダからのエンコードされた信号を前記複数の基地局の各々に分配するように構成された選択手段を備え、
   前記選択手段が、前記複数の基地局によって送信された信号の質を測定及び比較する、ことを特徴とするセルラー無線システム。
10. 前記複数の送信経路は、前記選択手段によって選択及び分配された信号が基地局から基地局に伝播するように連結された、前記複数の基地局を含む、請求項９に記載のセルラー無線システム。
11. 前記選択手段が、前記測定及び比較することに基づいて、前記複数の基地局によって送信された前記信号から最高の質の信号を選択する、請求項９に記載のセルラー無線システム。
12. 前記選択手段が、前記複数の基地局のうちの対応する１つの基地局とともに配置され、該１つの基地局は、前記複数の送信経路のうちの最短の送信経路である、請求項９又は請求項１０に記載のセルラー無線システム。
13. 前記複数の基地局を制御する基地局コントローラと、
    移動サービス交換センタと、をさらに備え、
    前記ボコーダが、前記移動サービス交換センタ内に配置され、
    前記移動サービス交換センタが、前記基地局コントローラから地理的に分離している、請求項９又は請求項１０に記載のセルラー無線システム。

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