JP4313061B2 - 無線通信システムのシステム機器によりセルを切り替える方法。 - Google Patents
無線通信システムのシステム機器によりセルを切り替える方法。 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムに関し、特に、無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムは、通常セルラ通信システムの形態で構築され、このシステムは複数のセルを有し、そしてこの各セルが無線通信システムの一部であるシステム機器を有する。セルは、規定された境界を有する地理的領域であり、システム通信機器、例えば通信信号を移動局の機器との間で伝搬する（即ち、送受信する）を有する基地局を含む。システム機器は、通信信号を通信システム内で搬送する送信器、受信器、プロセッサのようなシステム通信機器を含む。セル用のシステム機器は、セル内で1つあるいは複数のポイントに配置される。以下本明細書においては「基地局」と「システム機器」とは互換性を持って用いる。
【０００３】
システム機器は、サービスプロバイダ又はネットワークプロバイダにより所有され、操作され、管理されている。サービスプロバイダの一例は、無線電話会社、データネットワーク会社、あるいは他の通信サービス事業体である。移動局機器は、通常通信システムのユーザにより所有され、操作され、ある程度まで制御される。移動局機器の一例は、携帯電話、無線個人コンピュータ、ポケベル、パーソナルデジタルアシステント（ＰＤＡ）である。
【０００４】
移動局機器とシステム機器との間で搬送される情報は、音声、画像、データ情報を表す通信信号を含む。データ情報は音声信号、画像信号は、時間に敏感な情報を表し（即ち、音声と画像信号は時間のギャップなく連続的に）送信される。時間ギャップが音声あるいは画像情報の送信中に現われると、このギャップは通信信号により搬送されている情報をユーザが適切に解釈することが困難となる。
【０００５】
移動局機器がシステム内でセルからセルに移動するにつれて移動局機器は、ある時点である基地局から別の基地局へのハンドオフを行なわなければならない。ハンドオフ手順は様々な種類の無線通信システム、例えばＣＤＭＡシステム、ＦＤＭＡシステム、ＴＤＭＡシステム等の様々な種類で用いられる公知の概念である。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムにおいてはハンドオフ手順は、ソフトハンドオフと称し、移動局があるセルから別のセルに移る間複数の基地局との双方向の通信が可能である。複数の基地局と同時に音声／データを送受信するよう配置された移動局はソフトハンドオフ状態にあると称する。
【０００７】
特定のセル内で移動局機器がそのセルの基地局によりサービスされている間（即ち、情報がその移動局機器と基地局との間）で搬送される。情報は、順方向リンクと称する通信リンクを介して基地局から移動局に送信される。情報は逆方向リンクと称する通信リンクを介して移動局から基地局へ送信される。順方向リンク及び逆方向リンクはトラフィック情報あるいはシグナリング情報のいずれかを搬送するための異なる通信チャネルを有する。トラフィック情報はユーザが送受信する情報である。
【０００８】
前述したようにトラフィック情報の一例は音声、画像、データである。シグナリング情報は、システム機器及び移動局機器により生成され、これによりシステムがシステム内のトラフィック情報のフローを制御し、操作し、管理することが出来るようになる情報である。シグナリング情報は、プロトコルに従って配置され、送信され、受信される。プロトコルは、シグナリング情報がいかにフォーマット化され、送信され、受信されるかを示すルールである。プロトコルは私企業あるいは政府の関連団体を含む標準化団体により定義される標準に基づいている。
【０００９】
ハンドオフ手順は特定の環境を指定し、その環境下ではシステムは移動局機器は複数の基地局により同時にサービスされるようにしている。これらの基地局は、基地局の活性状態にある複数の組である。高速データアプリケーションにおいては、そのデータアプリケーションをサービスする基地局として特定される基地局の1つから移動局にデータが送信される。ある時点で移動中の移動局設備は、活性状態の組の別の基地局（即ち、別のセル）からデータを受信するよう選択する。この基地局はデータサービスの目標基地局として指定される。cdma 2000 リリース C 標準に適合するＣＤＭＡシステムにおいては、移動局は順方向パケットデータチャネル Forward-Packet Data Chnnel (Ｆ-ＰＤＣＨ)上のデータをサービス中の基地局から受信する。
【００１０】
セル交換手順の間のある時点で、サービス中の基地局は、Ｆ-ＰＤＣＨ上で移動局への送信を停止する。ほぼ同時に目標基地局がサービス中の基地局となり、Ｆ-ＰＤＣＨ上で移動局への送信を再開する。かくして移動局はサービス中の基地局から目標基地局へ切り替えられセル交換手順を完了する。言い換えると移動局は切り替えられたセルを有する、即ち、移動局はあるセルから別のセルに切り替えられる。このセル切り替え手順は、移動局と、サービス中のシステム機器と、目標システム機器により行なわれる。
【００１１】
セル切り替えの間、様々なパラメータを目標基地局は移動局から及びサービス中の基地局から受信する。同時にサービス中の基地局は移動局からパラメータを受信する。目標基地局が移動局から受信するパラメータの1つは、キャリア対干渉比率 Carrier to Interference ratio (Ｃ/Ｉ)であり、これは通信システム内の全ての基地局によりほぼ連続的に送信されているパイロット信号の測定値である。サービス中の基地局と目標基地局及び他の基地局は、順方向リンクの一部であるそれぞれの順方向パイロットチャネルを介して連続的にパイロット信号を送信する。
【００１２】
基地局がサービスしている移動局は、このパイロット信号を受信し、パイロット信号を測定し、測定値（キャリア対干渉の比率、即ちＣ/Ｉの形態)で基地局に送信する。Ｃ/Ｉは順方向リンク内の順方向チャネルの品質の測定値（表示手段）である。一般的にＣ/Ｉが高くなるにつれて順方向チャネルの品質は向上する。移動局が基地局によりサービスされていると、移動局はＣ/Ｉを所定の期間サービス中の基地局に送信し、その後別の期間、チャネル測定値調整情報の送信が行なわれる。
【００１３】
チャネル測定値調整情報は、基地局（サービス中の基地局と／又は目標基地局）に対し送信パワー（即ち、順方向リンクを介して送信される信号のパワー）を増加させるかあるいは減少させて移動局に十分かつ効率的にサービスするようにしている。チャネル測定値調整情報はまた通信チャネルのパラメータ（例えば、帯域、パワー、データ速度）を調整するよう基地局に指示を与える情報を含む。
【００１４】
多くのＣＤＭＡシステムにおいては移動局は、フレームと称する所定の期間、情報を基地局に送信する。ある種のＣＤＭＡ通信システムにおいてはフレームは２０ミリ秒である。フレームはさらに１６個のタイムスロットに分割される。かくしてタイムスロットは約１．２５ミリ秒の持続時間を有する。２０ミリ秒のフレームを用いるこのようなシステムにおいては移動局は、４ビットを用いて第１のタイムスロットの間Ｃ/Ｉ情報を送信する。残り１５個のタイムスロットを移動局が用いてチャネル測定値調整情報を送信して、サービス中の基地局に対しその送信パワーと、帯域幅と、データ速度と、順方向リンク上で移動局に割り当てられたタイムインターバルと、あるいは他の制御可能なシステムパラメータを指示する。
【００１５】
セル交換手順の間、移動中の移動局機器は、サービス中の基地局のＣ/Ｉをサービス中の基地局に送信する。Ｃ/Ｉの測定値が減少することは移動局がサービス中の基地局から離れる方向に移動することを表し、サービス中の基地局は移動局に十分サービスするために通信信号のパワーを増加させなければならない。移動局は目標基地局のＣ/Ｉを目標基地局に同時に追跡する。通常目標基地局のＣ/Ｉが増加すると目標基地局は、移動中の移動局に十分サービスするための良好な候補であることを示している。
【００１６】
主にデータを搬送するＣＤＭＡシステムにおいては、移動局は目標基地局のＣ/Ｉがセル交換を開始し、完了するのに十分となるまで待機し、システムのダイナミック性を利用して通信の喪失可能性及びハンドオフ中にエラーの発生確立を減少させる。主にデータ情報を搬送するＣＤＭＡ通信システムは１ｘ-ＥＶＤＶ (EVolution for Data and Voice)標準に適合したＣＤＭＡシステムである。
【００１７】
一般的にＣＤＭＡ通信システム特に１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムにおいては、各移動局が送受信する情報はＰＮ（疑似ノイズ符号）と称する符号でもって符号化する。この符号はシステム内の各移動局の特定の通信チャネルを規定する。さらに移動局が特定の基地局に情報を送信しようとする場合には、その基地局を特定するカバー符号と称する拡散符号でもって情報を符号化する。一般的に拡散符号は、通信信号に適合されるとその信号の周波数スペクトラムが拡散符号を適用しない信号の帯域幅よりも広い帯域幅を有するようにさせる符号である。ある種の拡散符号は、ＣＤＭＡシステムで用いられるウォルシュ符号である。
【００１８】
かくして移動局が特定の基地局に送信する情報は、移動局を特定するＰＮ符号と情報が向けられる基地局を特定するカバー符号でもって符号化される。カバー符号は通常拡散符号であり、基地局に割り当てられてカバー符号が適用される情報はその基地局により受信され、他の基地局では受信できないものである。情報は１つあるいは複数のシヌソイド信号（例えば、無線信号）により搬送され、これはＰＮ符号の値とこれらの符号により規定される特定の波形を形成するカバー符号に従って変調され組み合わされる。
【００１９】
通常移動局がセルを切り替えることを望まない場合には、移動局はフレームの第１タイムスロットの間、サービス中の基地局のカバー符号を用いてサービス中の基地局のＣ/Ｉ情報をその基地局に送信する。Ｃ/Ｉ情報はサービス中の基地局の測定されたＣ/Ｉ情報の４ビット量子化値である。現在８個の規定されたカバー符号があり、その内の６個を１ｘ-ＥＶＤＶ標準に適合したＣＤＭＡ通信システムが用いられている。残りの２個のカバー符号は現在のところ１ｘ-ＥＶＤＶ通信システムは使用していない。
【００２０】
その後、移動局は１ビット更新情報（即ち、チャネル測定値調整情報）をフレームの後続の１５タイムスロットのそれぞれで送信してサービス中の基地局が規定された量だけ送信パワーを増加させたり減少させたりする。この通常の送信期間の間、移動局が送信するフレームはノンスイッチフレームと称する。１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡシステムにおいては無線信号に含まれるフレームは Reverse Channel Quality Indicator (Ｒ-ＣＱＩＣＨ)と称する逆方向リンクのシグナリングチャネルを介して送信される（カバー符号とＰＮ符号により組み合わされ変調される。）
【００２１】
移動中の移動局がセルの切り替えを開始しようとするときには、移動局はそのサービス中の基地局にそれを通知する。移動中の移動局がサービス中の基地局に通知する１つの方法は、目標セルの同一のＣ/Ｉ情報をサービス中の基地局と目標基地局に目標基地局のカバー符号を用いて繰り返し（例えば、２０ミリ秒フレームの最初の４個の連続するタイムスロットの間に）送信することである。フレームの残りのタイムスロット（即ち、１２個のタイムスロット）のそれぞれを移動局が用いてサービス中の基地局に関するチャネル測定値調整情報を送信する。Ｃ/Ｉ情報はデータの４ビットブロックで表され、これは目標基地局の順方向リンクのＣ/Ｉ測定値の量子化値である。
【００２２】
この送信はサービス中の基地局と目標基地局の両方が受信する。上記したフレームのフォーマット（即ち、４ビットＣ/Ｉ量子化値と、その後に続く１２個の１ビット調整データ）は、切り替えフレームと称するものを規定する。そのため通常、動作の間（即ち、セルの切り替えを移動局もネットワーク機器も望まないとき）は、非切り替えフレームがＲ-ＣＱＩＣＨシグナリングチャネルを介して移動局により送信される。しかし移動局がセルを切り替えることを望むときには移動局は、上記に規定したフォーマットを有するフレームを切り替える。移動局による切り替えフレームの送信は、ある種の不利益があるがこれはそのパワー資源を十分かつ効率的に移動局が用いるのに悪影響を及ぼしＣ/Ｉ調整情報が移動局に流れるのを遮断し、サービス中の基地局の処理量を増加させる。
【００２３】
図１にセルＢに切り替えられるセルＡ内の移動局が送信する非交換フレームと交換フレームのフォーマットを示す。非交換フレームの第１スロットは、斜線が付されてサービス中のセル（即ち、セルＡ）の４ビット量子化Ｃ/Ｉ情報がそのスロット内に含まれていることを示している。非切り替えフレーム１の後続の１５スロットは取り分けサービス中のセルＡに対する１ビットのチャネル測定値調整情報を含む。切り替えフレームにおいては、最初の４個のタイムスロットが４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み、これにより切り替えフレームの各タイムスロット内の情報が目標セルＢのカバー符号で符号化された信号内に含まれる。
【００２４】
残りの１２個のタイムスロットは、サービス中のセルＡに対するチャネル測定値調整情報を含み、これらのタイムスロット内の情報は、セルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化された信号内に含まれる。注意すべき点として、切り替えフレームが送信中の時には調整情報内に中断が発生する。セルの切り替えが完了するとこれによりセルＢが移動局に現在サービスすることになると非切り替えフレーム２を移動局が送信する。非切り替えフレーム２の第１スロットは、セルＢの順方向リンクで４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含む。残りの１５個のタイムスロットはセルＢの１ビット調整情報を含む。
【００２５】
サービス中の基地局は、切り替えフレームの移動局の送信を検出しなければならず、これは移動局が特定のカバー符号を有する目標セルに切り替えることを望み、そして切り替え手順を開始することを望むことを示している。フレーム（切り替え、非切り替え）内の各タイムスロット内の情報は、調整情報用に用いられる１ビット符号と、カバー符号と、４ビットＣ/Ｉ量子化値の情報により組み合わされ、変調された sinusoidal信号として送信される。サービス中の基地局が移動局から切り替えフレームを受信するがフレームが実際切り替えフレームであることを確認しなければならない。４ビットＣ/Ｉ情報と、カバー符号と、１ビット指示は、通信信号を変調するために（１つあるいは複数のシヌソイドキャリア信号の形態で）、サービス中の基地局は、受信したフレームの最初の４個のタイムスロットの内容を検査し、その内容を全てのカバー符号と自分自身のカバー符号を除く量子化値を含む波形、即ち２４・５、即ち８０個の波形と比較する。
【００２６】
サービス中の基地局は受信したフレームのこれら４個のタイムスロットの内容を、量子化されたＣ/Ｉ値と受信したフレームが非切り替えフレームの場合には、後続の３個のタイムスロット内にある１ビット符号を含む全ての波形、即ち２４．２３ 即ち１２８個の波形と比較する。かくしてサービス中の基地局は受信したフレームが切り替えフレームであり、非切り替えフレームではないことを確認する。かくして送信器が切り替えフレームを受信中の基地局に送信するときは、サービス中の基地局は最大２０８（８０+１２８）個の波形を処理して切り替えフレームを適切に検出し解釈するようにしなければならない。２０８個の波形の処理は、移動局及び他の移動局を切り替えるのに他の処理ステップをすでに実行している目標基地局に対し、重い処理負担をかけることになる。
【００２７】
サービス中の基地局が考慮しなければならない候補となる波形の数が多いと切り替えフレームを検出しない可能性が増える。また移動局は、基地局での受信の信頼性を上げるために送信パワーを増加しなければならない（比較的大量の波形の選択する可能性があるために。）さらにまた切り替えフレームの最初の４個のタイムスロットは、目標基地局のＣ/Ｉ情報を含むために第２、第３、第４のタイムスロットで通常送信される調整情報が遮断される。サービス中の基地局への調整情報のフローの中断は、この切り替えフレームの間、移動中の移動局に適正にサービスするためにサービス中の基地局の能力を削減する。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は無線通信システムの移動局と、サービス基地局と、目標基地局との間における切り替え手順に用いられるセルの切り替え方法を提供する。移動局により選択された期間の間に、移動局は符号化された情報を生成し、それをサービス中の基地局に送信し、移動局は符号化情報により特定された目標基地局を有するセルに切り替える意図を示す。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領するか、あるいは符号化情報が送信された時間からある所定の時間が経過した後に、移動局とサービス中の基地局は切り替え手順を完了しセルの切り替えが行なわれるようにする。
【００２９】
移動局により送信された符号化情報は、移動局がセルの切り替えを意図するものとしてネットワーク設備により解釈されるために、及び符号化情報は移動局が切り替えを望むセルを示す情報を含んでいるために、サービス中の基地局設備により実行される切り替え手順の量を大幅に減らすことが出来る。符号化された情報は移動局からサービス中の基地局設備に連続的に送られるチャネル測定値調整情報を含み、かくして本発明の方法は移動局からサービス中の基地局設備への調整情報のフロー（流れ）を中断することはない。さらにまた移動局はセルの切り替えを開始する時期を選択することが出来るために、サービス中の基地局と目標基地局が検査すべき波形の数を大幅に減らすことが出来、かつ切り替え手順の成功率及びセルの切り替えの成功率が大幅に改善する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は無線通信システムの移動局とサービス基地局と目標基地局との間における切り替え手順に用いられるセルの切り替え方法を提供する。移動局により選択された期間の間に移動局は符号化された情報を生成しそれをサービス中の基地局に送信し、移動局は符号化情報により特定された目標基地局を有するセルに切り替える意図を示す。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領するかあるいは符号化情報が送信された時間からある所定の時間経過した後に、移動局とサービス中の基地局は切り替え手順を完了しセルの切り替えが行なわれるようにする。
【００３１】
サービス中のシステム機器は、移動局が現在存在するセル（即ち、サービス中のセル）にサービスするシステム通信機器を含み、目標システム通信機器は、移動局が移動する先のセル（即ち、目標セル）内のシステム通信機器を含む。
【００３２】
符号化情報は符号が適用される信号（無線信号波形、サイン波形、あるいは他の種類の波形）であり、この符号はセルを切り替える移動局の意図を指示し、目標セル（即ち、目標システム機器）を特定する。符号は拡散符号、カバー符号、ＰＮ符号、あるいは他の種類の符号であり信号を変調するために用いられるものである。さらにまた符号化情報は、目標セル（即ち、目標システム機器）を特定するフォーマット化された情報を含み、このフォーマット化された情報は、サービス中のシステム機器に対するチャネル測定値調整情報を含む。符号化情報は、目標セルを特定しセルを切り替える移動局の意図を示すフォーマット化された情報を含み、同時にサービス中のシステム機器に対するチャネル測定情報を有するが、この符号化情報はそれに適用される拡散符号を含まない。符号化情報は移動局により送信される。
【００３３】
移動局により符号化情報は移動局がセルの切り替えを意図するものとしてネットワーク設備により解釈されるために及び符号化情報は移動局が切り替えを望むセルを示す情報を含んでいるためにサービス中の基地局設備により実行される切り替え手順の量を大幅に減らすことが出来る。符号化された情報は移動局からサービス中の基地局設備に連続的に送られるチャネル測定値調整情報を含みかくして本発明の方法は移動局からサービス中の基地局設備への調整情報のフロー（流れ）を中断することはない。さらにまた移動局はセルの切り替えを開始する時期を選択することが出来るためにサービス中の基地局と目標基地局が検査すべき波形の数を大幅に減らすことが出来かつ切り替え手順の成功率及びセルの切り替えの成功率が大幅に改善する。
【００３４】
移動局により選択された期間が発生するのは、目標セルの通信リンクのＣ/Ｉ比率（移動局により測定された）が移動局あるいは通信システムにより定義された敷居値以上にあるときか、あるいは目標セルの通信リンクのＣ/Ｉ比率（移動局により測定された）が移動局あるいは通信システムにより規定された範囲以内にあるときである。
【００３５】
議論を明瞭にするために、本発明は１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムを例に議論する。このシステムにおいては移動局はセルの切り替えを、切り替えフレームを具備する符号化情報をサービス中のシステム機器に送信することにより行なう。この際切り替えフレームは２０ミリ秒の持続時間を有し、かつ１６個の等時間のタイムスロットに分割される。さらに移動局はどの基地局がその切り替えフレームを送信しているかを、基地局に割り当てられたカバー符号を有する切り替えフレーム情報を搬送する符号化波形により指示する。現在８個のカバー符号が存在しその内６個のみが１ｘ-ＥＶＤＶシステムで使用されている。本発明の方法の方法は１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムに限定されるものではなく、他の無線ＣＤＭＡ通信システム、あるいは移動局が目標システム機器（基地局機器）に切り替わることを示す符号化情報を用いる無線通信システムに適用可能である。
【００３６】
図２には、１ｘ-ＥＶＤＶ標準に従った無線ＣＤＭＡ通信システムのシステム機器により実行される本発明の方法のフローチャートを示す。ステップ２００において基地局は、そのシグナリングチャネルを介して情報を受信する。このシグナリングチャネルは、通信システムの逆方向リンクのＲ-ＣＱＩＣＨである。受信した情報がセルを切り替えることを欲している移動局からの切り替えフレームを含む符号化情報の場合には、切り替えフレームは本発明の方法に従ってフォーマット化される。移動局はシステムのダイナミック性を利用するために符号化情報を送信する時間を選択する。
【００３７】
例えば目標基地局のＣ/Ｉ比率がある敷居値以上の場合、あるいはＣ/Ｉが特定の範囲以内にある場合（敷居値と特定の範囲は通信システムあるいは移動局により決定される）、移動局は符号化情報を送信する。さらに全ての基地局は符号化情報を送信するタイミングについての知識を有する。特に本発明の第一実施例においては移動局は、基地局に対しヌル符号を具備した切り替えフレーム情報を搬送する波形を符号化することによりセルを切り替えることを望む。このヌル符号は別のタイプの拡散符号であり通信システムがフレームが切り替えフレームであることを示すために定義したものである。
【００３８】
１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムにおいては、ヌル符号は基地局用のカバー符号として最初に指定された２つの残りの符号の内の１つである。他の符号、即ち新たに定義された符号は、ヌル符号の組の一部として用いることが出来る。かくしていずれかの基地局がヌル符号を用いる符号化情報を受領すると、基地局は符号化情報に含まれるフレームは切り替えフレームであること、及びフレームが送信された移動局はセルを切り替えることを望んでいることを自動的に知ることになる。基地局は移動局を特定することが出来るが、その理由は無線通信の全ての移動局からの全ての送信はその移動局を特定する独自のＰＮ符号を使用しているからである。
【００３９】
さらにヌル符号を含むフレームは、第１のタイムスロット内の４ビット符号を含み、この第１のタイムスロットは送信中の移動局にサービスしている基地局のＣ/Ｉ測定値を表し、後続の３個のタイムスロット（即ち、タイムスロット２，３，４）は新たな４ビット符号を含む。この新たな４ビット符号は次のものを表す。最初の３個のビットは８個の目標基地局の内の１つを特定し、最後のビットは移動局にサービスしている基地局のチャネル測定情報を表す。残りの１２個のスロットは前述したように１ビットチャネル測定値調整情報を含む。かくしてヌル符号化された情報がヌル符号化された情報を受信する基地局により切り替えフレームとして定義されるだけでなく、それは目標基地局を特定する情報を含み、さらにまたチャネル測定値調整情報を含み、これにより基地局がこのような情報を中断することなくチャネル調整情報をサービス中の基地局に送信出来るようになる。本発明の方法は現在の１ｘ-ＥＶＤＶ標準に従ったＣＤＭＡシステムに対し透明性を有する。ヌル符号フォーマットは標準に大幅な修正を加えることなく１ｘ-ＥＶＤＶ標準に適合可能である。
【００４０】
図４には、セルＡからセルＢに切り替わる移動局に対しヌル符号化信号に含まれるフレームのフレームフォーマットを示す。第１フレームは、非切り替えフレーム１であり、第１スロットがＣ/Ｉ量子化情報を含み、残りの１５個のスロットが１ビットチャネル測定値調整情報を含む。非切り替えフレーム１の全てのスロットは、セルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化される。切り替えフレームのスロット２，３，４はヌル符号で符号化された信号内に含まれ、これによりこの信号がセルＡと、セルＢと、他のセルにより受信され解釈される。切り替えフレームの第１スロットはセルＡに対する４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み、かくしてこの情報を搬送する信号はセルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化される。切り替えフレームのスロット２，３，４は４ビット情報を含み、最初の３個のスロットが６個のセルの内の１つのセル（即ち、基地局）のいずれかを特定し、４番目のビットがチャネル測定値調整情報ように用いられる。ここでセルＢは目標セルとして特定されている。セル切り替え手順が完了するとセルＢが今度はサービスセルとなり、非切り替えフレーム２の第１スロットが４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み残りの１５個のスロットが１ビットチャネル測定値調整情報を含む。また非切り替えフレーム２の各スロットは、セルＢに割り当てられたカバー符号でもって符号化された情報内に含まれる。
【００４１】
図５には、セルＡからセルＢに切り替わる移動局により送信される符号化情報内のフレームの別のフォーマットを示す。この第２の実施例においては非切り替えフレーム１は、図４の非切り替えフレーム１と同一のフォーマットを有する。しかし切り替えフレームのスロット２，３，４は、移動局により送信された信号に含まれ、その信号はセルＢのカバー符号でもって符号化されている。切り替えフレームの第１スロットは、セルＡに対するＣ/Ｉ４ビット量子化情報を含み、かくしてこのスロットはセルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化された信号内に含まれる。残りの１５個のスロットはセルＡに対する１ビットチャネル測定値調整情報を含む。セルＢは目標セルであると決定されるが、その理由はそのカバー符号を用いてスロット２，３，４用に送信された信号を符号化しているからである。セル切り替え手順が完了するとセルＢがサービス中のセルとなり、セルＢに送信されたフレームのセルＢ用のフォーマットは非切り替えフレームにより示される。非切り替えフレーム２を搬送する符号化情報は、セルＢのカバー符号でもって符号化されるが、しかし今度の第１スロットはセルＢに対する４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含む。
【００４２】
図６には、セルＡからセルＢに切り替わる移動局により送信された符号化情報に含まれるフレームの別のフォーマットを示す。この第３の実施例においては非切り替えフレーム１は、図４，５の非切り替えフレーム１と同一のフォーマットを有するが、セルＡのカバー符号により符号化されていない点は異なる。切り替えフレーム１の第１スロットはセルＡに対する４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み、スロット２，３，４は４ビット符号を含み、その内最初の３個のビットが６個のセルの内のいずれかのセル（即ち、基地局）を特定し、４番目のビットがチャネル測定値調整情報用に用いられる。切り替えフレーム１内のスロットの情報は、拡散符号でもって符号化されておらず、そして移動局がセルＡからセルＢに切り替わることを示している。この移動局の意図はセルＢを目標セルとして特定するスロット２，３，４内の情報から決定される。非切り替えフレーム２のスロット内の情報もまたセルＢのカバー符号でもって符号化されていない。
【００４３】
上記の全ての実施例においてはサービス中のセルと目標セルとは移動局のセルを切り替える意図を決定することが出来るが、これはサービス中のセル又は目標セルが移動局の切り替え手順の返しを特定し、確認することを容易に行なうことが出来る符号化情報から行なわれる。かくしてシステムはよりスムーズかつ信頼性高く動作することが出来るが、その理由はセルの切り替えの返し及び目標セルの特定を確認するのに必要な手順が大幅に低減されるからである。
【００４４】
ステップ２０２において、ヌル符号化情報を受信した基地局は、実際に受信したフレームが目標セル（即ち、移動局が切り替わろうとするセル）を特定する切り替えフレームであることを確認しなければならない。ヌル符号は自動的に受信したフレームは切り替えフレームであることを特定するために切り替えフレーム情報を搬送する波形は４８個のフレーム、即ち２３・５+８個のフレームとだけ比較される。言い換えると基地局は最初に受信したフレームを３個のスロット（即ち、スロット２，３，４のそれぞれ）に対する自分のカバーフレーム以外のカバーフレームを有する全ての可能性のある波形と比較する。基地局は受信した信号を全ての１・２３即ち８個の波形と比較することによりスロット２，３，４内の１ビットチャネル測定値調整情報が存在しないことを確認する。そのため前述した２０８個の波形を処理する代わりに本発明の方法によれば基地局はわずか４８個の波形を処理するだけでよい。受信したフレームのスロット２，３，４がヌル符号化されていない場合には、本発明の方法はステップ１１０に移行し、そこで受信したフレーム情報が通信システムが従うプロトコルに従って受信した基地局により処理される。
【００４５】
ステップ２０４において、受信中の基地局が、受信したフレームが切り替えフレームであり受信中の基地局はサービス中の基地局であること確認すると本発明の方法のステップ２０６に移行して、そこで受領確認信号を送信中の移動局に送信し、目標基地局で切り替え手順を完了させ、かくして移動局はセルを切り替えることが出来るようになる。サービス中の基地局は受領確認信号を移動局に送信するのを決定する際に別の基準を用いることが出来る。このような基準の一例は移動局に対し未処理の（特別な）サービス中の基地局のデータと、サービス中の基地局と、目標基地局内の移動局のユーザの数を含む。。受信中の基地局が目標基地局の場合には、本発明の方法はステップ２０８に移行し、そこで目標基地局はサービス中の基地局から受領確認信号を受領すると移動局との切り替え手順を完了するか、あるいは移動局からの切り替え指示を繰り返し検出する。切り替え手順は通信システムが採用するプロトコルに従って完了する。
【００４６】
１ｘ-ＥＶＤＶ標準に適合しないＣＤＭＡ通信システムにおいては、移動局はヌル符号（即ち、特定のウォルシュ符号）で符号化された波形と、移動局がセルを切り替えることを望んでいることを示す情報スロットのブロック（即ち、切り替えフレーム）を含む波形を送信する。ある実施例においてはヌル符号は、少なくとも目標システム機器とサービス中のシステム機器により特定することが出来る。ヌル符号化波形内の情報のブロックの一部は目標システム機器（即ち、目標基地局を特定する）情報とチャネル測定更新情報とを含む。情報の残りのブロックのフォーマットは本発明の方法を適用することにより全く変わるものではない。
【００４７】
図３には、通信システムの移動局により実行される本発明の方法を示す。ステップ３００において移動局は周囲環境に応じてセルを切り替えようと決定する。例えばサービス中の基地局のＣ/Ｉ比率が適正な動作をするには不十分と急速になった場合である。同時に１つあるいは複数の目標基地局のＣ/Ｉ比率が移動局にサービスするのに十分となった場合である。移動局は複数の基準の内のいずれかの基準に基づいて移動局により選択された目標基地局に関する情報を含むヌル符号化波形をフォーミュレート（変換）する。例えば移動局はサービス中の基地局から許容可能なサービスの品質を受領することが出来ない。移動局は拡散符号（例えば、ヌル符号）を無線信号で実行されるようにシヌソイド波形に適用することによりヌル符号化波形をフォーミュレートする。
【００４８】
拡散符号をシヌソイド波形に適用することにより波形が組み合わされるか、あるいはヌル符号の値に従って変調される。選択された目標基地局情報及び現在サービス中の基地局に対する更新情報を含むフォーミュレートされたヌル符号化波形を送信器が送信する。別の方法として拡散符号は、フォーマット情報と組み合わされ、その結果得られた情報のブロックの値に従って波形を組み合わせ、あるいは変調する。
【００４９】
ステップ３０２において移動局は、サービス中の基地局からの受領確認信号を受け取るように待機し、この受領確認信号により移動局は、通信システムが採用するプロトコルに従って選択された目標基地局への切り替え手順を進行中であることを示す。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領すると本発明の方法はステップ３０４に移行し、そこで目標基地局は切り替え手順を完了し、次に移動局にサービスする。移動局が所定の時間内に受領確認信号を受領しない場合には、本発明の方法はステップ３０６に移行し、そこで移動局はヌル符号化波形を所定回数だけ再度送信する。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領した後、あるいはフレームを所定回数送信した後、本発明の方法はステップ３０４に移行する。前記の所定回数は通信システム、あるいは移動局により決定される。
【００５０】
以下の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当事者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】セルの切り替え手順を開始しようとする移動局により送信された切り替えフレームと、非切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【図２】無線通信システムのシステム機器により実行される本発明の方法を表すフローチャート図。
【図３】無線通信システムの移動局機器により実行される本発明の方法を表すフローチャート図。
【図４】本発明の方法によりセルＡからセルＢへ切り替わる移動局により送信されるヌル符号化情報に含まれる非切り替えフレームと、切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【図５】本発明の方法によりセルＡからセルＢへ切り替わる移動局により送信されるヌルカバー符号化情報に含まれる非切り替えフレームと、切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【図６】本発明の方法によりセルＡからセルＢへ切り替わる移動局により送信される情報に含まれる非切り替えフレームと、切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【符号の説明】
２００ システム機器がシグナリングチャネルを介して情報を受信する。
２０２ 受信した情報は、チャネル測定更新情報を含み移動局が目標システム機器に切り替わることを意図していることを示す符号化情報であるか？
２０４ 受信中の基地局が目標システム機器かあるいは、サービス中のシステム機器か？
２０６ 基地局は、移動局が目標システム機器によりサービスされるようになるある基準に基づいて受領確認信号を移動局に送信する。
２０８ 目標システム機器が所定のプロトコルに基づいて移動局にサービスする。
２１０ 受信したシグナリング情報は、所定のプロトコルに従って処理される。
３００ 符号化情報をフォーミュレートし、この符号化情報をサービス中のシステム機器と目標システム機器に送信する。
３０２ 目標システム機器から受領確認信号を受領したか？
３０４ 目標システム機器が次のサービスシステム機器である。
３０６ 符号化情報を所定回数あるいは受領確認信号を受領するまで繰り返し送信する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムに関し、特に、無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムは、通常セルラ通信システムの形態で構築され、このシステムは複数のセルを有し、そしてこの各セルが無線通信システムの一部であるシステム機器を有する。セルは、規定された境界を有する地理的領域であり、システム通信機器、例えば通信信号を移動局の機器との間で伝搬する（即ち、送受信する）を有する基地局を含む。システム機器は、通信信号を通信システム内で搬送する送信器、受信器、プロセッサのようなシステム通信機器を含む。セル用のシステム機器は、セル内で1つあるいは複数のポイントに配置される。以下本明細書においては「基地局」と「システム機器」とは互換性を持って用いる。
【０００３】
システム機器は、サービスプロバイダ又はネットワークプロバイダにより所有され、操作され、管理されている。サービスプロバイダの一例は、無線電話会社、データネットワーク会社、あるいは他の通信サービス事業体である。移動局機器は、通常通信システムのユーザにより所有され、操作され、ある程度まで制御される。移動局機器の一例は、携帯電話、無線個人コンピュータ、ポケベル、パーソナルデジタルアシステント（ＰＤＡ）である。
【０００４】
移動局機器とシステム機器との間で搬送される情報は、音声、画像、データ情報を表す通信信号を含む。データ情報は音声信号、画像信号は、時間に敏感な情報を表し（即ち、音声と画像信号は時間のギャップなく連続的に）送信される。時間ギャップが音声あるいは画像情報の送信中に現われると、このギャップは通信信号により搬送されている情報をユーザが適切に解釈することが困難となる。
【０００５】
移動局機器がシステム内でセルからセルに移動するにつれて移動局機器は、ある時点である基地局から別の基地局へのハンドオフを行なわなければならない。ハンドオフ手順は様々な種類の無線通信システム、例えばＣＤＭＡシステム、ＦＤＭＡシステム、ＴＤＭＡシステム等の様々な種類で用いられる公知の概念である。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムにおいてはハンドオフ手順は、ソフトハンドオフと称し、移動局があるセルから別のセルに移る間複数の基地局との双方向の通信が可能である。複数の基地局と同時に音声／データを送受信するよう配置された移動局はソフトハンドオフ状態にあると称する。
【０００７】
特定のセル内で移動局機器がそのセルの基地局によりサービスされている間（即ち、情報がその移動局機器と基地局との間）で搬送される。情報は、順方向リンクと称する通信リンクを介して基地局から移動局に送信される。情報は逆方向リンクと称する通信リンクを介して移動局から基地局へ送信される。順方向リンク及び逆方向リンクはトラフィック情報あるいはシグナリング情報のいずれかを搬送するための異なる通信チャネルを有する。トラフィック情報はユーザが送受信する情報である。
【０００８】
前述したようにトラフィック情報の一例は音声、画像、データである。シグナリング情報は、システム機器及び移動局機器により生成され、これによりシステムがシステム内のトラフィック情報のフローを制御し、操作し、管理することが出来るようになる情報である。シグナリング情報は、プロトコルに従って配置され、送信され、受信される。プロトコルは、シグナリング情報がいかにフォーマット化され、送信され、受信されるかを示すルールである。プロトコルは私企業あるいは政府の関連団体を含む標準化団体により定義される標準に基づいている。
【０００９】
ハンドオフ手順は特定の環境を指定し、その環境下ではシステムは移動局機器は複数の基地局により同時にサービスされるようにしている。これらの基地局は、基地局の活性状態にある複数の組である。高速データアプリケーションにおいては、そのデータアプリケーションをサービスする基地局として特定される基地局の1つから移動局にデータが送信される。ある時点で移動中の移動局設備は、活性状態の組の別の基地局（即ち、別のセル）からデータを受信するよう選択する。この基地局はデータサービスの目標基地局として指定される。cdma 2000 リリース C 標準に適合するＣＤＭＡシステムにおいては、移動局は順方向パケットデータチャネル Forward-Packet Data Chnnel (Ｆ-ＰＤＣＨ)上のデータをサービス中の基地局から受信する。
【００１０】
セル交換手順の間のある時点で、サービス中の基地局は、Ｆ-ＰＤＣＨ上で移動局への送信を停止する。ほぼ同時に目標基地局がサービス中の基地局となり、Ｆ-ＰＤＣＨ上で移動局への送信を再開する。かくして移動局はサービス中の基地局から目標基地局へ切り替えられセル交換手順を完了する。言い換えると移動局は切り替えられたセルを有する、即ち、移動局はあるセルから別のセルに切り替えられる。このセル切り替え手順は、移動局と、サービス中のシステム機器と、目標システム機器により行なわれる。
【００１１】
セル切り替えの間、様々なパラメータを目標基地局は移動局から及びサービス中の基地局から受信する。同時にサービス中の基地局は移動局からパラメータを受信する。目標基地局が移動局から受信するパラメータの1つは、キャリア対干渉比率 Carrier to Interference ratio (Ｃ/Ｉ)であり、これは通信システム内の全ての基地局によりほぼ連続的に送信されているパイロット信号の測定値である。サービス中の基地局と目標基地局及び他の基地局は、順方向リンクの一部であるそれぞれの順方向パイロットチャネルを介して連続的にパイロット信号を送信する。
【００１２】
基地局がサービスしている移動局は、このパイロット信号を受信し、パイロット信号を測定し、測定値（キャリア対干渉の比率、即ちＣ/Ｉの形態)で基地局に送信する。Ｃ/Ｉは順方向リンク内の順方向チャネルの品質の測定値（表示手段）である。一般的にＣ/Ｉが高くなるにつれて順方向チャネルの品質は向上する。移動局が基地局によりサービスされていると、移動局はＣ/Ｉを所定の期間サービス中の基地局に送信し、その後別の期間、チャネル測定値調整情報の送信が行なわれる。
【００１３】
チャネル測定値調整情報は、基地局（サービス中の基地局と／又は目標基地局）に対し送信パワー（即ち、順方向リンクを介して送信される信号のパワー）を増加させるかあるいは減少させて移動局に十分かつ効率的にサービスするようにしている。チャネル測定値調整情報はまた通信チャネルのパラメータ（例えば、帯域、パワー、データ速度）を調整するよう基地局に指示を与える情報を含む。
【００１４】
多くのＣＤＭＡシステムにおいては移動局は、フレームと称する所定の期間、情報を基地局に送信する。ある種のＣＤＭＡ通信システムにおいてはフレームは２０ミリ秒である。フレームはさらに１６個のタイムスロットに分割される。かくしてタイムスロットは約１．２５ミリ秒の持続時間を有する。２０ミリ秒のフレームを用いるこのようなシステムにおいては移動局は、４ビットを用いて第１のタイムスロットの間Ｃ/Ｉ情報を送信する。残り１５個のタイムスロットを移動局が用いてチャネル測定値調整情報を送信して、サービス中の基地局に対しその送信パワーと、帯域幅と、データ速度と、順方向リンク上で移動局に割り当てられたタイムインターバルと、あるいは他の制御可能なシステムパラメータを指示する。
【００１５】
セル交換手順の間、移動中の移動局機器は、サービス中の基地局のＣ/Ｉをサービス中の基地局に送信する。Ｃ/Ｉの測定値が減少することは移動局がサービス中の基地局から離れる方向に移動することを表し、サービス中の基地局は移動局に十分サービスするために通信信号のパワーを増加させなければならない。移動局は目標基地局のＣ/Ｉを目標基地局に同時に追跡する。通常目標基地局のＣ/Ｉが増加すると目標基地局は、移動中の移動局に十分サービスするための良好な候補であることを示している。
【００１６】
主にデータを搬送するＣＤＭＡシステムにおいては、移動局は目標基地局のＣ/Ｉがセル交換を開始し、完了するのに十分となるまで待機し、システムのダイナミック性を利用して通信の喪失可能性及びハンドオフ中にエラーの発生確立を減少させる。主にデータ情報を搬送するＣＤＭＡ通信システムは１ｘ-ＥＶＤＶ (EVolution for Data and Voice)標準に適合したＣＤＭＡシステムである。
【００１７】
一般的にＣＤＭＡ通信システム特に１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムにおいては、各移動局が送受信する情報はＰＮ（疑似ノイズ符号）と称する符号でもって符号化する。この符号はシステム内の各移動局の特定の通信チャネルを規定する。さらに移動局が特定の基地局に情報を送信しようとする場合には、その基地局を特定するカバー符号と称する拡散符号でもって情報を符号化する。一般的に拡散符号は、通信信号に適合されるとその信号の周波数スペクトラムが拡散符号を適用しない信号の帯域幅よりも広い帯域幅を有するようにさせる符号である。ある種の拡散符号は、ＣＤＭＡシステムで用いられるウォルシュ符号である。
【００１８】
かくして移動局が特定の基地局に送信する情報は、移動局を特定するＰＮ符号と情報が向けられる基地局を特定するカバー符号でもって符号化される。カバー符号は通常拡散符号であり、基地局に割り当てられてカバー符号が適用される情報はその基地局により受信され、他の基地局では受信できないものである。情報は１つあるいは複数のシヌソイド信号（例えば、無線信号）により搬送され、これはＰＮ符号の値とこれらの符号により規定される特定の波形を形成するカバー符号に従って変調され組み合わされる。
【００１９】
通常移動局がセルを切り替えることを望まない場合には、移動局はフレームの第１タイムスロットの間、サービス中の基地局のカバー符号を用いてサービス中の基地局のＣ/Ｉ情報をその基地局に送信する。Ｃ/Ｉ情報はサービス中の基地局の測定されたＣ/Ｉ情報の４ビット量子化値である。現在８個の規定されたカバー符号があり、その内の６個を１ｘ-ＥＶＤＶ標準に適合したＣＤＭＡ通信システムが用いられている。残りの２個のカバー符号は現在のところ１ｘ-ＥＶＤＶ通信システムは使用していない。
【００２０】
その後、移動局は１ビット更新情報（即ち、チャネル測定値調整情報）をフレームの後続の１５タイムスロットのそれぞれで送信してサービス中の基地局が規定された量だけ送信パワーを増加させたり減少させたりする。この通常の送信期間の間、移動局が送信するフレームはノンスイッチフレームと称する。１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡシステムにおいては無線信号に含まれるフレームは Reverse Channel Quality Indicator (Ｒ-ＣＱＩＣＨ)と称する逆方向リンクのシグナリングチャネルを介して送信される（カバー符号とＰＮ符号により組み合わされ変調される。）
【００２１】
移動中の移動局がセルの切り替えを開始しようとするときには、移動局はそのサービス中の基地局にそれを通知する。移動中の移動局がサービス中の基地局に通知する１つの方法は、目標セルの同一のＣ/Ｉ情報をサービス中の基地局と目標基地局に目標基地局のカバー符号を用いて繰り返し（例えば、２０ミリ秒フレームの最初の４個の連続するタイムスロットの間に）送信することである。フレームの残りのタイムスロット（即ち、１２個のタイムスロット）のそれぞれを移動局が用いてサービス中の基地局に関するチャネル測定値調整情報を送信する。Ｃ/Ｉ情報はデータの４ビットブロックで表され、これは目標基地局の順方向リンクのＣ/Ｉ測定値の量子化値である。
【００２２】
この送信はサービス中の基地局と目標基地局の両方が受信する。上記したフレームのフォーマット（即ち、４ビットＣ/Ｉ量子化値と、その後に続く１２個の１ビット調整データ）は、切り替えフレームと称するものを規定する。そのため通常、動作の間（即ち、セルの切り替えを移動局もネットワーク機器も望まないとき）は、非切り替えフレームがＲ-ＣＱＩＣＨシグナリングチャネルを介して移動局により送信される。しかし移動局がセルを切り替えることを望むときには移動局は、上記に規定したフォーマットを有するフレームを切り替える。移動局による切り替えフレームの送信は、ある種の不利益があるがこれはそのパワー資源を十分かつ効率的に移動局が用いるのに悪影響を及ぼしＣ/Ｉ調整情報が移動局に流れるのを遮断し、サービス中の基地局の処理量を増加させる。
【００２３】
図１にセルＢに切り替えられるセルＡ内の移動局が送信する非交換フレームと交換フレームのフォーマットを示す。非交換フレームの第１スロットは、斜線が付されてサービス中のセル（即ち、セルＡ）の４ビット量子化Ｃ/Ｉ情報がそのスロット内に含まれていることを示している。非切り替えフレーム１の後続の１５スロットは取り分けサービス中のセルＡに対する１ビットのチャネル測定値調整情報を含む。切り替えフレームにおいては、最初の４個のタイムスロットが４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み、これにより切り替えフレームの各タイムスロット内の情報が目標セルＢのカバー符号で符号化された信号内に含まれる。
【００２４】
残りの１２個のタイムスロットは、サービス中のセルＡに対するチャネル測定値調整情報を含み、これらのタイムスロット内の情報は、セルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化された信号内に含まれる。注意すべき点として、切り替えフレームが送信中の時には調整情報内に中断が発生する。セルの切り替えが完了するとこれによりセルＢが移動局に現在サービスすることになると非切り替えフレーム２を移動局が送信する。非切り替えフレーム２の第１スロットは、セルＢの順方向リンクで４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含む。残りの１５個のタイムスロットはセルＢの１ビット調整情報を含む。
【００２５】
サービス中の基地局は、切り替えフレームの移動局の送信を検出しなければならず、これは移動局が特定のカバー符号を有する目標セルに切り替えることを望み、そして切り替え手順を開始することを望むことを示している。フレーム（切り替え、非切り替え）内の各タイムスロット内の情報は、調整情報用に用いられる１ビット符号と、カバー符号と、４ビットＣ/Ｉ量子化値の情報により組み合わされ、変調された sinusoidal信号として送信される。サービス中の基地局が移動局から切り替えフレームを受信するがフレームが実際切り替えフレームであることを確認しなければならない。４ビットＣ/Ｉ情報と、カバー符号と、１ビット指示は、通信信号を変調するために（１つあるいは複数のシヌソイドキャリア信号の形態で）、サービス中の基地局は、受信したフレームの最初の４個のタイムスロットの内容を検査し、その内容を全てのカバー符号と自分自身のカバー符号を除く量子化値を含む波形、即ち２４・５、即ち８０個の波形と比較する。
【００２６】
サービス中の基地局は受信したフレームのこれら４個のタイムスロットの内容を、量子化されたＣ/Ｉ値と受信したフレームが非切り替えフレームの場合には、後続の３個のタイムスロット内にある１ビット符号を含む全ての波形、即ち２４．２３ 即ち１２８個の波形と比較する。かくしてサービス中の基地局は受信したフレームが切り替えフレームであり、非切り替えフレームではないことを確認する。かくして送信器が切り替えフレームを受信中の基地局に送信するときは、サービス中の基地局は最大２０８（８０+１２８）個の波形を処理して切り替えフレームを適切に検出し解釈するようにしなければならない。２０８個の波形の処理は、移動局及び他の移動局を切り替えるのに他の処理ステップをすでに実行している目標基地局に対し、重い処理負担をかけることになる。
【００２７】
サービス中の基地局が考慮しなければならない候補となる波形の数が多いと切り替えフレームを検出しない可能性が増える。また移動局は、基地局での受信の信頼性を上げるために送信パワーを増加しなければならない（比較的大量の波形の選択する可能性があるために。）さらにまた切り替えフレームの最初の４個のタイムスロットは、目標基地局のＣ/Ｉ情報を含むために第２、第３、第４のタイムスロットで通常送信される調整情報が遮断される。サービス中の基地局への調整情報のフローの中断は、この切り替えフレームの間、移動中の移動局に適正にサービスするためにサービス中の基地局の能力を削減する。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は無線通信システムの移動局と、サービス基地局と、目標基地局との間における切り替え手順に用いられるセルの切り替え方法を提供する。移動局により選択された期間の間に、移動局は符号化された情報を生成し、それをサービス中の基地局に送信し、移動局は符号化情報により特定された目標基地局を有するセルに切り替える意図を示す。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領するか、あるいは符号化情報が送信された時間からある所定の時間が経過した後に、移動局とサービス中の基地局は切り替え手順を完了しセルの切り替えが行なわれるようにする。
【００２９】
移動局により送信された符号化情報は、移動局がセルの切り替えを意図するものとしてネットワーク設備により解釈されるために、及び符号化情報は移動局が切り替えを望むセルを示す情報を含んでいるために、サービス中の基地局設備により実行される切り替え手順の量を大幅に減らすことが出来る。符号化された情報は移動局からサービス中の基地局設備に連続的に送られるチャネル測定値調整情報を含み、かくして本発明の方法は移動局からサービス中の基地局設備への調整情報のフロー（流れ）を中断することはない。さらにまた移動局はセルの切り替えを開始する時期を選択することが出来るために、サービス中の基地局と目標基地局が検査すべき波形の数を大幅に減らすことが出来、かつ切り替え手順の成功率及びセルの切り替えの成功率が大幅に改善する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は無線通信システムの移動局とサービス基地局と目標基地局との間における切り替え手順に用いられるセルの切り替え方法を提供する。移動局により選択された期間の間に移動局は符号化された情報を生成しそれをサービス中の基地局に送信し、移動局は符号化情報により特定された目標基地局を有するセルに切り替える意図を示す。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領するかあるいは符号化情報が送信された時間からある所定の時間経過した後に、移動局とサービス中の基地局は切り替え手順を完了しセルの切り替えが行なわれるようにする。
【００３１】
サービス中のシステム機器は、移動局が現在存在するセル（即ち、サービス中のセル）にサービスするシステム通信機器を含み、目標システム通信機器は、移動局が移動する先のセル（即ち、目標セル）内のシステム通信機器を含む。
【００３２】
符号化情報は符号が適用される信号（無線信号波形、サイン波形、あるいは他の種類の波形）であり、この符号はセルを切り替える移動局の意図を指示し、目標セル（即ち、目標システム機器）を特定する。符号は拡散符号、カバー符号、ＰＮ符号、あるいは他の種類の符号であり信号を変調するために用いられるものである。さらにまた符号化情報は、目標セル（即ち、目標システム機器）を特定するフォーマット化された情報を含み、このフォーマット化された情報は、サービス中のシステム機器に対するチャネル測定値調整情報を含む。符号化情報は、目標セルを特定しセルを切り替える移動局の意図を示すフォーマット化された情報を含み、同時にサービス中のシステム機器に対するチャネル測定情報を有するが、この符号化情報はそれに適用される拡散符号を含まない。符号化情報は移動局により送信される。
【００３３】
移動局により符号化情報は移動局がセルの切り替えを意図するものとしてネットワーク設備により解釈されるために及び符号化情報は移動局が切り替えを望むセルを示す情報を含んでいるためにサービス中の基地局設備により実行される切り替え手順の量を大幅に減らすことが出来る。符号化された情報は移動局からサービス中の基地局設備に連続的に送られるチャネル測定値調整情報を含みかくして本発明の方法は移動局からサービス中の基地局設備への調整情報のフロー（流れ）を中断することはない。さらにまた移動局はセルの切り替えを開始する時期を選択することが出来るためにサービス中の基地局と目標基地局が検査すべき波形の数を大幅に減らすことが出来かつ切り替え手順の成功率及びセルの切り替えの成功率が大幅に改善する。
【００３４】
移動局により選択された期間が発生するのは、目標セルの通信リンクのＣ/Ｉ比率（移動局により測定された）が移動局あるいは通信システムにより定義された敷居値以上にあるときか、あるいは目標セルの通信リンクのＣ/Ｉ比率（移動局により測定された）が移動局あるいは通信システムにより規定された範囲以内にあるときである。
【００３５】
議論を明瞭にするために、本発明は１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムを例に議論する。このシステムにおいては移動局はセルの切り替えを、切り替えフレームを具備する符号化情報をサービス中のシステム機器に送信することにより行なう。この際切り替えフレームは２０ミリ秒の持続時間を有し、かつ１６個の等時間のタイムスロットに分割される。さらに移動局はどの基地局がその切り替えフレームを送信しているかを、基地局に割り当てられたカバー符号を有する切り替えフレーム情報を搬送する符号化波形により指示する。現在８個のカバー符号が存在しその内６個のみが１ｘ-ＥＶＤＶシステムで使用されている。本発明の方法の方法は１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムに限定されるものではなく、他の無線ＣＤＭＡ通信システム、あるいは移動局が目標システム機器（基地局機器）に切り替わることを示す符号化情報を用いる無線通信システムに適用可能である。
【００３６】
図２には、１ｘ-ＥＶＤＶ標準に従った無線ＣＤＭＡ通信システムのシステム機器により実行される本発明の方法のフローチャートを示す。ステップ２００において基地局は、そのシグナリングチャネルを介して情報を受信する。このシグナリングチャネルは、通信システムの逆方向リンクのＲ-ＣＱＩＣＨである。受信した情報がセルを切り替えることを欲している移動局からの切り替えフレームを含む符号化情報の場合には、切り替えフレームは本発明の方法に従ってフォーマット化される。移動局はシステムのダイナミック性を利用するために符号化情報を送信する時間を選択する。
【００３７】
例えば目標基地局のＣ/Ｉ比率がある敷居値以上の場合、あるいはＣ/Ｉが特定の範囲以内にある場合（敷居値と特定の範囲は通信システムあるいは移動局により決定される）、移動局は符号化情報を送信する。さらに全ての基地局は符号化情報を送信するタイミングについての知識を有する。特に本発明の第一実施例においては移動局は、基地局に対しヌル符号を具備した切り替えフレーム情報を搬送する波形を符号化することによりセルを切り替えることを望む。このヌル符号は別のタイプの拡散符号であり通信システムがフレームが切り替えフレームであることを示すために定義したものである。
【００３８】
１ｘ-ＥＶＤＶ ＣＤＭＡ通信システムにおいては、ヌル符号は基地局用のカバー符号として最初に指定された２つの残りの符号の内の１つである。他の符号、即ち新たに定義された符号は、ヌル符号の組の一部として用いることが出来る。かくしていずれかの基地局がヌル符号を用いる符号化情報を受領すると、基地局は符号化情報に含まれるフレームは切り替えフレームであること、及びフレームが送信された移動局はセルを切り替えることを望んでいることを自動的に知ることになる。基地局は移動局を特定することが出来るが、その理由は無線通信の全ての移動局からの全ての送信はその移動局を特定する独自のＰＮ符号を使用しているからである。
【００３９】
さらにヌル符号を含むフレームは、第１のタイムスロット内の４ビット符号を含み、この第１のタイムスロットは送信中の移動局にサービスしている基地局のＣ/Ｉ測定値を表し、後続の３個のタイムスロット（即ち、タイムスロット２，３，４）は新たな４ビット符号を含む。この新たな４ビット符号は次のものを表す。最初の３個のビットは８個の目標基地局の内の１つを特定し、最後のビットは移動局にサービスしている基地局のチャネル測定情報を表す。残りの１２個のスロットは前述したように１ビットチャネル測定値調整情報を含む。かくしてヌル符号化された情報がヌル符号化された情報を受信する基地局により切り替えフレームとして定義されるだけでなく、それは目標基地局を特定する情報を含み、さらにまたチャネル測定値調整情報を含み、これにより基地局がこのような情報を中断することなくチャネル調整情報をサービス中の基地局に送信出来るようになる。本発明の方法は現在の１ｘ-ＥＶＤＶ標準に従ったＣＤＭＡシステムに対し透明性を有する。ヌル符号フォーマットは標準に大幅な修正を加えることなく１ｘ-ＥＶＤＶ標準に適合可能である。
【００４０】
図４には、セルＡからセルＢに切り替わる移動局に対しヌル符号化信号に含まれるフレームのフレームフォーマットを示す。第１フレームは、非切り替えフレーム１であり、第１スロットがＣ/Ｉ量子化情報を含み、残りの１５個のスロットが１ビットチャネル測定値調整情報を含む。非切り替えフレーム１の全てのスロットは、セルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化される。切り替えフレームのスロット２，３，４はヌル符号で符号化された信号内に含まれ、これによりこの信号がセルＡと、セルＢと、他のセルにより受信され解釈される。切り替えフレームの第１スロットはセルＡに対する４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み、かくしてこの情報を搬送する信号はセルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化される。切り替えフレームのスロット２，３，４は４ビット情報を含み、最初の３個のスロットが６個のセルの内の１つのセル（即ち、基地局）のいずれかを特定し、４番目のビットがチャネル測定値調整情報ように用いられる。ここでセルＢは目標セルとして特定されている。セル切り替え手順が完了するとセルＢが今度はサービスセルとなり、非切り替えフレーム２の第１スロットが４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み残りの１５個のスロットが１ビットチャネル測定値調整情報を含む。また非切り替えフレーム２の各スロットは、セルＢに割り当てられたカバー符号でもって符号化された情報内に含まれる。
【００４１】
図５には、セルＡからセルＢに切り替わる移動局により送信される符号化情報内のフレームの別のフォーマットを示す。この第２の実施例においては非切り替えフレーム１は、図４の非切り替えフレーム１と同一のフォーマットを有する。しかし切り替えフレームのスロット２，３，４は、移動局により送信された信号に含まれ、その信号はセルＢのカバー符号でもって符号化されている。切り替えフレームの第１スロットは、セルＡに対するＣ/Ｉ４ビット量子化情報を含み、かくしてこのスロットはセルＡに割り当てられたカバー符号でもって符号化された信号内に含まれる。残りの１５個のスロットはセルＡに対する１ビットチャネル測定値調整情報を含む。セルＢは目標セルであると決定されるが、その理由はそのカバー符号を用いてスロット２，３，４用に送信された信号を符号化しているからである。セル切り替え手順が完了するとセルＢがサービス中のセルとなり、セルＢに送信されたフレームのセルＢ用のフォーマットは非切り替えフレームにより示される。非切り替えフレーム２を搬送する符号化情報は、セルＢのカバー符号でもって符号化されるが、しかし今度の第１スロットはセルＢに対する４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含む。
【００４２】
図６には、セルＡからセルＢに切り替わる移動局により送信された符号化情報に含まれるフレームの別のフォーマットを示す。この第３の実施例においては非切り替えフレーム１は、図４，５の非切り替えフレーム１と同一のフォーマットを有するが、セルＡのカバー符号により符号化されていない点は異なる。切り替えフレーム１の第１スロットはセルＡに対する４ビットＣ/Ｉ量子化情報を含み、スロット２，３，４は４ビット符号を含み、その内最初の３個のビットが６個のセルの内のいずれかのセル（即ち、基地局）を特定し、４番目のビットがチャネル測定値調整情報用に用いられる。切り替えフレーム１内のスロットの情報は、拡散符号でもって符号化されておらず、そして移動局がセルＡからセルＢに切り替わることを示している。この移動局の意図はセルＢを目標セルとして特定するスロット２，３，４内の情報から決定される。非切り替えフレーム２のスロット内の情報もまたセルＢのカバー符号でもって符号化されていない。
【００４３】
上記の全ての実施例においてはサービス中のセルと目標セルとは移動局のセルを切り替える意図を決定することが出来るが、これはサービス中のセル又は目標セルが移動局の切り替え手順の返しを特定し、確認することを容易に行なうことが出来る符号化情報から行なわれる。かくしてシステムはよりスムーズかつ信頼性高く動作することが出来るが、その理由はセルの切り替えの返し及び目標セルの特定を確認するのに必要な手順が大幅に低減されるからである。
【００４４】
ステップ２０２において、ヌル符号化情報を受信した基地局は、実際に受信したフレームが目標セル（即ち、移動局が切り替わろうとするセル）を特定する切り替えフレームであることを確認しなければならない。ヌル符号は自動的に受信したフレームは切り替えフレームであることを特定するために切り替えフレーム情報を搬送する波形は４８個のフレーム、即ち２３・５+８個のフレームとだけ比較される。言い換えると基地局は最初に受信したフレームを３個のスロット（即ち、スロット２，３，４のそれぞれ）に対する自分のカバーフレーム以外のカバーフレームを有する全ての可能性のある波形と比較する。基地局は受信した信号を全ての１・２３即ち８個の波形と比較することによりスロット２，３，４内の１ビットチャネル測定値調整情報が存在しないことを確認する。そのため前述した２０８個の波形を処理する代わりに本発明の方法によれば基地局はわずか４８個の波形を処理するだけでよい。受信したフレームのスロット２，３，４がヌル符号化されていない場合には、本発明の方法はステップ１１０に移行し、そこで受信したフレーム情報が通信システムが従うプロトコルに従って受信した基地局により処理される。
【００４５】
ステップ２０４において、受信中の基地局が、受信したフレームが切り替えフレームであり受信中の基地局はサービス中の基地局であること確認すると本発明の方法のステップ２０６に移行して、そこで受領確認信号を送信中の移動局に送信し、目標基地局で切り替え手順を完了させ、かくして移動局はセルを切り替えることが出来るようになる。サービス中の基地局は受領確認信号を移動局に送信するのを決定する際に別の基準を用いることが出来る。このような基準の一例は移動局に対し未処理の（特別な）サービス中の基地局のデータと、サービス中の基地局と、目標基地局内の移動局のユーザの数を含む。。受信中の基地局が目標基地局の場合には、本発明の方法はステップ２０８に移行し、そこで目標基地局はサービス中の基地局から受領確認信号を受領すると移動局との切り替え手順を完了するか、あるいは移動局からの切り替え指示を繰り返し検出する。切り替え手順は通信システムが採用するプロトコルに従って完了する。
【００４６】
１ｘ-ＥＶＤＶ標準に適合しないＣＤＭＡ通信システムにおいては、移動局はヌル符号（即ち、特定のウォルシュ符号）で符号化された波形と、移動局がセルを切り替えることを望んでいることを示す情報スロットのブロック（即ち、切り替えフレーム）を含む波形を送信する。ある実施例においてはヌル符号は、少なくとも目標システム機器とサービス中のシステム機器により特定することが出来る。ヌル符号化波形内の情報のブロックの一部は目標システム機器（即ち、目標基地局を特定する）情報とチャネル測定更新情報とを含む。情報の残りのブロックのフォーマットは本発明の方法を適用することにより全く変わるものではない。
【００４７】
図３には、通信システムの移動局により実行される本発明の方法を示す。ステップ３００において移動局は周囲環境に応じてセルを切り替えようと決定する。例えばサービス中の基地局のＣ/Ｉ比率が適正な動作をするには不十分と急速になった場合である。同時に１つあるいは複数の目標基地局のＣ/Ｉ比率が移動局にサービスするのに十分となった場合である。移動局は複数の基準の内のいずれかの基準に基づいて移動局により選択された目標基地局に関する情報を含むヌル符号化波形をフォーミュレート（変換）する。例えば移動局はサービス中の基地局から許容可能なサービスの品質を受領することが出来ない。移動局は拡散符号（例えば、ヌル符号）を無線信号で実行されるようにシヌソイド波形に適用することによりヌル符号化波形をフォーミュレートする。
【００４８】
拡散符号をシヌソイド波形に適用することにより波形が組み合わされるか、あるいはヌル符号の値に従って変調される。選択された目標基地局情報及び現在サービス中の基地局に対する更新情報を含むフォーミュレートされたヌル符号化波形を送信器が送信する。別の方法として拡散符号は、フォーマット情報と組み合わされ、その結果得られた情報のブロックの値に従って波形を組み合わせ、あるいは変調する。
【００４９】
ステップ３０２において移動局は、サービス中の基地局からの受領確認信号を受け取るように待機し、この受領確認信号により移動局は、通信システムが採用するプロトコルに従って選択された目標基地局への切り替え手順を進行中であることを示す。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領すると本発明の方法はステップ３０４に移行し、そこで目標基地局は切り替え手順を完了し、次に移動局にサービスする。移動局が所定の時間内に受領確認信号を受領しない場合には、本発明の方法はステップ３０６に移行し、そこで移動局はヌル符号化波形を所定回数だけ再度送信する。移動局がサービス中の基地局から受領確認信号を受領した後、あるいはフレームを所定回数送信した後、本発明の方法はステップ３０４に移行する。前記の所定回数は通信システム、あるいは移動局により決定される。
【００５０】
以下の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当事者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】セルの切り替え手順を開始しようとする移動局により送信された切り替えフレームと、非切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【図２】無線通信システムのシステム機器により実行される本発明の方法を表すフローチャート図。
【図３】無線通信システムの移動局機器により実行される本発明の方法を表すフローチャート図。
【図４】本発明の方法によりセルＡからセルＢへ切り替わる移動局により送信されるヌル符号化情報に含まれる非切り替えフレームと、切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【図５】本発明の方法によりセルＡからセルＢへ切り替わる移動局により送信されるヌルカバー符号化情報に含まれる非切り替えフレームと、切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【図６】本発明の方法によりセルＡからセルＢへ切り替わる移動局により送信される情報に含まれる非切り替えフレームと、切り替えフレームのフォーマットを表す図。
【符号の説明】
２００ システム機器がシグナリングチャネルを介して情報を受信する。
２０２ 受信した情報は、チャネル測定更新情報を含み移動局が目標システム機器に切り替わることを意図していることを示す符号化情報であるか？
２０４ 受信中の基地局が目標システム機器かあるいは、サービス中のシステム機器か？
２０６ 基地局は、移動局が目標システム機器によりサービスされるようになるある基準に基づいて受領確認信号を移動局に送信する。
２０８ 目標システム機器が所定のプロトコルに基づいて移動局にサービスする。
２１０ 受信したシグナリング情報は、所定のプロトコルに従って処理される。
３００ 符号化情報をフォーミュレートし、この符号化情報をサービス中のシステム機器と目標システム機器に送信する。
３０２ 目標システム機器から受領確認信号を受領したか？
３０４ 目標システム機器が次のサービスシステム機器である。
３０６ 符号化情報を所定回数あるいは受領確認信号を受領するまで繰り返し送信する。
Claims (10)
- 受信した情報がサービス中のシステム機器から特定の目標システム機器に移動局が切り替わることを示す符号化情報であるかをシステム機器が決定するステップを有する無線通信システムのシステム機器によりセルを切り替える方法であって、
前記受信した情報は、システム機器が配置されているセルの逆方向リンクシグナリングチャネルを介して受信され、
前記目標システム機器は、移動局が複数のシステム機器からの信号に基づき測定したＣ／Ｉ情報に基づいて、移動局により決定され、
前記符号化情報は、複数のタイムスロットへ分割されるフレームを形成するフォーマット化された情報を有する信号を含み、少なくとも１つのタイムスロットが前記特定の目標システム機器を識別する情報を有し、少なくとも他の１つのタイムスロットが前記サービス中のシステム機器用のＣ／Ｉ情報を有し、残りのタイムスロットが前記サービス中のシステム機器のチャネル測定値調整情報を有することを特徴とする方法。 - 前記符号化情報は、拡散符号が適用される信号であり
前記信号は、サービス中のシステム機器のチャネル測定値調整情報を有するフォーマット化された情報を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記拡散符号は、ヌル符号であることを特徴とする請求項２記載の方法。
- 前記拡散符号は、カバー符号であることを特徴とする請求項２記載の方法。
- 前記拡散符号は、目標システム機器を特定することを特徴とする請求項２記載の方法。
- 無線通信システムの移動局によりセルを切り替える方法において、
サービス中のシステム機器から目標システム機器に移動局が切り替わることを示す符号化情報を、移動局により送信するステップを有し、
前記目標システム機器は、移動局が複数のシステム機器からの信号に基づき測定したＣ／Ｉ情報に基づいて、移動局により決定され、
前記符号化情報は、システム機器が配置されているセルの逆方向リンクシグナリングチャネルを介して送信され、そして、
前記符号化情報は、複数のタイムスロットへ分割されるフレームを形成するフォーマット化された情報を有する信号を含み、少なくとも１つのタイムスロットが前記特定の目標システム機器を識別する情報を有し、少なくとも他の１つのタイムスロットが前記サービス中のシステム機器用のＣ／Ｉ情報を有し、さらに他のタイムスロットが前記サービス中のシステム機器のチャネル測定値調整情報を有する
ことを特徴とする無線通信システムのシステム機器によりセルを切り替える方法。 - 前記符号化情報は、拡散符号が適用される信号であり、
前記信号はサービス中のシステム機器のチャネル測定値調整情報を有するフォーマット化された情報を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 前記拡散符号は、目標システム機器を特定することを特徴とする請求項６記載の方法。
- 前記拡散符号は、ヌル符号であることを特徴とする請求項８記載の方法。
- 前記拡散符号は、カバー符号であることを特徴とする請求項８記載の方法。
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