JP4401569B2 - 共通チャンネルソフトハンドオフを有するセルラー通信システムおよび連合された方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
発明の背景
1.発明の分野
発明は全般的にデジタルセルラー通信システムに係り、なお特にスペクトラム拡散通信システムにおけるソフトハンドオフに関する。
2.関連技術の記述
符号分割多重接続(CDMA)スペクトラム拡散通信システムでは、分割された周波数帯域がそのシステム中のすべての基地局との通信に使用される。そのようなシステムに関する例は引用文献としてここに組込まれる“二重モード広帯域スペクトラム拡散セルラー通信システムのモバイル局−基地局の互換性標準”と題するTIA/EIA 標準 TIA/EIA-95-Bに記述される。CDMA 信号の発生および受信は共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“サテライトまたは地上中継器を使用するスペクトラム拡散多重接続通信システム”と題する U.S. 特許 No. 4,401,307、および“CDMAセルラー電話システムにおける波形を発生するシステムおよび方法”と題する U.S.特許 No. 5,103,459 に記述される。
【０００２】
無線周波数（RE）信号はそれぞれモバイルユニットと1つまたはそれ以上の基地局の間で交換される。モバイルユニットは直接互いに通信しない。基地局は、例えば地上ベースワイヤまたはマイクロウエーブリンクのような種々のメディアを使用する基地局制御器(BSC)としてここに引用される、基地局セルラーまたは個人通信システム制御器と通信する。BSCはコールを公衆交換電話ネットワーク(PSTN)に発送することができ、またはパケットをインターネットなどのパケット交換ネットワークに発送することができる。また基地局は、例えば、ソフトハンドオフの間システム内で基地局の運転を調整する。
【０００３】
TIA/EIA-95はCDMA通信システムの1つの例である。TIA/EIA-95 CDMAシステムにおいてモバイルユニットからの1つまたはそれ以上の基地局への通信は、それのそれぞれがおよそ1.25MHzの無線周波数帯域幅を占める分割された周波数チャンネルの上で行われる。より明確に、与えられた周波数帯域を占める通信信号が受信局で高レート擬似ノイズ(PN)コードの使用に基づくスペクトラム拡散CDMA波形特性を通して区別される。PNコードは、基地局とモバイルユニットから送信される信号を変調するために使用される。異なった基地局からの信号は異なったPNコードの区別により与えられたモバイルユニットで別々に受信され得る。TIA/EIA-95標準において、これらのコードは単一のコードから構成されるが、それぞれの基地局はPNコードの唯一の時間オフセットを有する。また、高レートPN拡散は信号が別の伝播経路を経由した単一の送信局からの信号を受信局が受信することを許容する。多重信号の復調は、共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“多重信号を受信可能なシステムにおける復調要素の割当て”と題するU.S.特許 No.5,49,165、および“CDMA セルラー電話システムにおけるダイバーシティ受信機”と題するU.S.特許No.5,109,390に開示される。
【０００４】
与えられた“順方向”(基地局からモバイルユニットへ)TIA/EIA-95 CDMAチャンネルは、基地局からモバイルユニットへすべて伝送されるデータチャンネル、同期チャンネル、パイロットチャンネル、および一組のページングチャンネルを含む。パイロットチャンネルは各基地局について異なる位相オフセットの規則的な繰り返しパターンであるパイロット信号を搬送する。パイロットは時間基準のためと振幅および位相追跡のために提供する。パイロット信号は、モバイルユニットが確認しかつそれらの通信能力の範囲内にある種々な基地局と同期されるようになることを許容する。同期チャンネルはモバイルユニットにより使用する付加的な同期情報を搬送する。一組のデータチャンネルは種々の通信セッション（通常電話コール)と関連づけられたデータを搬送し、個々のモバイルユニットに向けられる。これらのデータチャンネルはTIA/EIA-95においてトラフィックチャンネルと呼ばれる。ページングチャンネルは、通信するという要求が受信されたとき、モバイルユニットに通知するために基地局によって使用される。
【０００５】
加入者ユニットを呼び出すためのプロトコルが基地局によって送信される電力を時間に亘って均等にするように、かつモバイルユニットにおける電力消費を減少するように典型的に定義される。あるCDMAシステムにおいて、各基地局のページングチャンネルを一組のページング“スロット”またはモバイルユニットに向けられるページング信号が発生されるタイムウインドウに分割することにより、および各モバイルユニットに平均的に分配される様式で特定のCDMA周波数チャンネル、ページングチャンネル、およびページングスロットを割当てることにより、ページングチャンネルを監視する間のモバイルユニットの電力消費が減少される。この割当ては、例えば、他の唯一な番号が利用され得るけれども、各モバイルユニットに割り当てられた国際モバイル局アイデンティティ(lMSI)に適用されたハッシング（hashing）機能の使用を通して、全般的に実行されるかもしれない。ハッシング機能の組のハッシング機能は、CDMAチャンネル、ページングチャンネル、およびページングスロットを含んでいる特定組のページングパラメタに対応している値を生じる。それからモバイルユニットは、それらの割り当てられたCDMA周波数チャンネルおよび対応しているページングスロット中ページングチャンネルによりページングメッセージを“聴く”ように構成される。ページについて聴くことがある量の電力を必要とするので、時間を制限してモバイルユニットが特定のページングスロットに対して聴取機能を実行し、モバイルユニットの全体の電力消費を減少し、したがって、そのモバイルユニットによって利用される任意のバッテリーまたは他の電力蓄積システムの寿命を増加させる。
【０００６】
“ソフトハンドオフ”と呼ばれる運転のモード中、モバイル局は同時に、2つまたはそれ以上の異なった基地局の間でCDMAトラフィックチャンネルにおける同一の通信トラフィックを交換する。モバイル局による（順方向リンク）受信の場合に、多重経路結合を有するとき、性能を向上させるために多数の基地局からの信号はコヒーレントして結合されることができる。事実上、第2基地局信号は環境によって引き起こされる第1のものの遅れた反射としてよりむしろ、活発にかつ故意に発生された第1のものの遅れたバージョンと見なすことができる。CDMA, Principles of Spread Spectrum Communication, by Andrew J．ViterB1, Addison-Wesley Pub.Co.,1995,pp.181,183-184,198-199および222-224参照。ソフトハンドオフは共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“CDMA セルラー電話システムにおけるソフトハンドオフ”と題するU.S.特許 No.5,101,501、および“CDMA セルラー通信システムにおけるソフトハンドオフを援助されたモバイル局”と題するU.S.特許 No.5,267,261でさらに開示される。同様に、モバイルユニットはソフターハンドオフとして知られるように、同じ基地局の２つのセクターと同時に通信することができ、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“共通の基地局のセクター間でハンドオフを実行する方法および装置”と題するU.S. 特許 No. 5,625,876に開示される。ハンドオフはそれらが既存の接続を切る前に新しい接続を作るので、ソフトまたはソフターとして記述される。
【０００７】
典型的なCDMA通信システムでは、ソフトハンドオフ援助されたモバイルユニットは、モバイルユニットにより測定されるように、複数組の基地局のパイロット信号強度に基づいて運転する。TIA/EIA-95 CDMA通信システムでは、例えば、活動的な組は活動的な通信が確立される基地局の組である。隣接する組は通信を確立するに十分なレベルのパイロット信号強度を持っている高い確率を有する基地局を含んでいる活動的な基地局を囲む一組の基地局である。候補の組は通信を確立するに十分なレベルのパイロット信号強度を有する一組の基地局である。
【０００８】
例えば、少なくとも１つの以前のCDMAシステムでは、モバイルユニットとモバイルユニットの活動的な組にある2つまたはそれ以上の基地局との間でソフトハンドオフをセットアップすることができる。例えば、そのような以前のCDMAシステムにおいて、通信が初めに確立されるとき、モバイルユニットは第1基地局を通して典型的に通信し、そして活動的な組は第１基地局だけを含んでいる。モバイルユニットは活動的な組、候補の組、および隣接の組の基地局のパイロット信号強度を監視する。隣接の組の基地局のパイロット信号が予定された閾値を超えるとき、基地局は候補の組に加えられ、モバイルユニットで隣接の組から取り除かれる。モバイルユニットは新しい基地局を確認している第１基地局にメッセージを通信する。基地局制御器は新しい基地局とモバイルユニットとの通信を確立するかどうか決める。基地局制御器が通信を確立すると決めるならば、それはモバイルユニットに関する確認情報とそれら間の通信を確立する命令を有するメッセージを新しい基地局に送る。また、メッセージは第1の基地局を通してモバイルユニットに伝送される。メッセージは第１および新しい基地局を含む新しい活動的な組を確認する。モバイルユニットは新しい基地局のために伝送された情報信号を検索し、そして新しい基地局とソフトハンドオフで通信が確立される（第１の基地局を通す通信の終了なしに）。こ処理は付加的な基地局と続行することができる。
【０００９】
モバイルユニットが多数の基地局を通して通信しているとき、それは活動的な組、候補の組、および隣接の組の基地局の信号強度を監視し続ける。活動的な組の基地局に対応している信号強度が予定された時間の期間予定された閾値以下に低下するなら、モバイルユニットはその事を報告するためメッセージを発生して伝送する。基地局制御器はモバイルユニットが通信している少なくとも１つの基地局を通してこのメッセージを受信する。セルラーまたはパーソナル通信システム制御器は、弱いパイロット信号強度を持っている基地局を通す通信を終えると決定するかもしれない。
【００１０】
ソフトハンドオフは全般的にモバイルユニットと活動的な組の１つまたはそれ以上の基地局との間のトラフィックチャンネルのような専用のチャンネルで成功しているが、全般的に、ソフトハンドオフは、例えば、ページングチャンネルなどの共通のチャンネルで利用可能ではなかった。典型的なページングチャンネルにおけるソフトハンドオフの不在の１つの理由は、通常ソフトハンドオフが、ソフトハンドオフに参加するあらゆる基地局から同じメッセージを送ることを必要とするということである。しかしながら、先のシステムでは、これはページングチャネル容量においてかなりの減少をもたらし得る。例えば、ページングチャンネルのソフトハンドオフにかかわる基地局の数がＮであるとしよう。そのときページングチャンネル容量がＮの要素により減少され得る。小さい都市でさえ、何10ものセルがあり、ページングチャネル容量は実質的に減少させられた。ネットワークにおけるすべての基地局がソフトハンドオフにあるので、たぶんセルのグループの間の境界がなければならないし、これらのセルのグループ間の性能は減少されるであろう。ソフトハンドオフにあるセルのオーバラップグループの組を使用するのは可能である。しかしながら、これは、多くのメッセージがこれらのセルの多数組によって伝送されねばならないことを意味し、その結果、より低いページングチャネル容量をもたらす。あいにく、ページングチャンネルがソフトハンドオフで全般的に運転されないので、フェーディングおよびシャドウイングは1つの基地局の順方向リンクが別の基地局の順方向リンクよりも強くなることを起こさせ得る。これは、モバイルユニットがシステムアクセスを実行するために試みているとき、それは全般的にシステム接続状態にある(ハード)ハンドオフを容易に実行することができないので、重要な問題をもたらし得る。そのうえ、コールはトラフィックチャンネルがセットアップされた後にモバイルユニットをソフトハンドオフに得ることにおける遅れのためしばしばドロップされる。
【００１１】
モバイルユニットが第１にトラフィックチャンネルに割当てられるとき、同様の問題は存在し、モバイルユニットは初めに、１つの基地局だけからトラフィックチャンネルを受信する。この同様な問題が“ソフト-チャンネル割当て”と呼ばれる、TIA/EIA-95-B標準に含まれている技術によって扱われた。ソフト-チャンネル割当ては、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“多重接続通信システムにおける遊びハンドオフを実行する方法および装置”と題する特許出願シリアル No.08/660,436に開示される。ソフト-チャンネル割当ては、局をトラフィックチャンネル割当てに続くソフトハンドオフに得ることにおいて遅れの問題を減少する。かかるソフト-チャンネル割当て中、チャンネル割当て管理はモバイル局の活動的な組にあるべき基地局のリストを搬送する。ソフト-チャンネル割当てをすることによって、それがトラフィックチャンネルに割当てられるとすぐに、モバイルユニットはソフトハンドオフに置かれる。これはモバイルユニットがソフトハンドオフに置かれる速度をかなり上昇し、その結果コールセットアップの信頼性を増加させる。
【００１２】
ページングチャンネルのフェーディングから生じるドロップされたコールの発生を減少させるため、種々の技術がTIA/EIA-95-B仕様で提案された。そのような２つの技術が“アクセスプローブハンドオフ”および“アクセスハンドオフ”と呼ばれる。基本的な原理は特許出願シリアルNo.08/66,436で開示される。
【００１３】
アクセスプローブハンドオフは、モバイルユニットがアクセスプローブの間新しい基地局の監視に切り替わることを可能にする。モバイルユニットはモバイルユニットが監視している基地局の順方向のリンクが弱くなり過ぎるときはいつも新しい基地局を監視するのに切り替わるだろう。このようにして、例えば、モバイルユニットがアクセスプローブに承認を受けないなら、およびページングチャンネルが弱いことをモバイルユニットが決定するならば、モバイルユニットは新しい基地局の使用に移行するかもしれない。基地局によってモバイルユニットに送られた拡張されたシステムパラメタメッセージは、アクセスプローブハンドオフを実行するのが許可されているかどうか、およびモバイルユニットがアクセスプローブハンドオフを実行することが許可されている基地局の組をモバイルユニットに知らせる。１つの初期の実施例において、モバイル局の隣接リストの各基地局について、拡張されたシステムパラメタメッセージはアクセスプローブハンドオフがその基地局に許可されているかどうかを示す１ビットのフラグを持っている。
【００１４】
アクセスハンドオフは、モバイルユニットがチャンネル割当てメッセージを待っている間新しい基地局の監視に切り替わることを可能にする。このようにして、例えば、モバイルユニットがそのアクセスプローブに承認を受けたなら、およびページングチャンネルが弱いことをモバイルユニットが決定するならば、モバイルユニットは新しい基地局を使用することに移動するかもしれない。基地局によってモバイルユニットに送られた拡張されたシステムパラメタメッセージはアクセスハンドオフを実行するのが許可されているかどうか、およびアクセスハンドオフを実行することが許可されている基地局の組をモバイルユニットに知らせる。１つの以前の実施例において、モバイル局の隣接リストの各基地局について、拡張されたシステムパラメタメッセージは、アクセスハンドオフがその基地局に許可されたかどうかを示す１ビットのフラグを有する。
【００１５】
アクセスエントリハンドオフとして引用されたTIA/EIA-95-Bで指定された別の以前の方法は、それがページ応答メッセージを伝送するまでモバイルユニットがページを受信する時間から新しい基地局の監視を始めることをモバイルユニットに可能にする。
【００１６】
全般的に、トラフィックチャンネルハンドオフは、ハンドオフを実行するようにモバイルユニットに命令する明白なメッセージをモバイル局が受信することを必要とする。アクセスプローブハンドオフ、アクセスハンドオフ、およびアクセスエントリハンドオフでは、モバイルユニットはそれをハンドオフに命令する明白なメッセージを受け取らないが、それが基地局に知らされ、および基地局によって予め可能にされた基地局の組に限って自主的にハンドオフを実行する。
【００１７】
TIA/EIA-95-B仕様に従って、ソフトチャンネル割当て、アクセスプローブハンドオフ、およびアクセスハンドオフを容易にするために、モバイルユニットにより送られたアクセスチャンネルメッセージは、受信した信号強度がTIA/ELA-95-BでT_ADDと呼ばれるある閾値レベルより上にある基地局の組を確認する。T_ADDの上の強度を持っている基地局は、トラフィックチャンネル上にモバイル局があるならば、活動的な組に典型的に置かれたそれらの基地局である。TIA/EIA-95-Bにおいて、モバイル局はアクセスチャンネルメッセージの基地局の２つの異なったリストを報告する。１つのリストがIDLE_HANDOFF_LISTである。これは受信された信号強度がT_ADDを超えて、モバイルユニットがアクセスプローブまたはアクセスハンドオフを実行することを許容された基地局の組である。後者は隣接している基地局に対応する拡張されたシステムパラメタメッセージの１ビットのフラグによって制御される。基地局の第２の組は、信号強度がT_ADDを超えて、アクセスプローブまたはアクセスハンドオフが許容されないそれらである。ソフトチャンネル割当てを実行するとき、基地局はこの情報を使用することができる。
【００１８】
図1の説明図面はアクセスプローブハンドオフ、アクセスハンドオフ、およびアクセスエントリハンドオフの運転の仮定例を提供する。
【００１９】
それにもかかわらず、まだ、共通のチャンネルにおけるソフトハンドオフの不在によるロストコールの問題がある。例えば、コールセットアップ中、ページングチャンネルの損失によるロストコールの問題がある。これはシステムの顧客にいらだちをもたらす。その上、ページングチャンネルに伝送されるのに必要である電力の大きさはかなり大きくて、その結果、システムの総合的な容量を減少させる。
【００２０】
したがって、スペクトラム拡散通信システムなどのセルラー通信システムにおいて、ページングチャンネルのような共通のチャンネル上のソフトハンドオフの必要があった。本発明はこの需要を満たす。
【００２１】
好ましい実施例の詳細な記述
本発明はセルラー通信システムにおけるページングチャンネルなどの共通の通信チャネル上の新規なソフトハンドオフを含む。以下の記述は当業者が発明を作り、使用することを可能にするように提示され、特定の応用およびその要求に関連して提供される。好ましい実施例に対する種々の変更はこれら当業者に容易に明らかであり、ここに定義される基本的な原理は、発明の精神と範囲から逸脱することなく他の実施例と応用に適用されるかもしれない。したがって、本発明は示された実施例に制限されることを意図されなく、ここに開示された原理と特徴に一致した最も広い範囲に従うべきである。
【００２２】
全体システムアーキテクチュア
発明の好ましい実施例を表わすCDMAセルラー通信システムは、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“ CDMA セルラー通信システムにおけるモバイル局援助ソフトハンドオフ”と題するU.S.特許 No.5,640,414に開示される。図２を参照すると、例示的デジタルセルラー通信システムが示される。基地局制御器10は専用電話回線、光ファイバリンクのような種々の手段またはマイクロ波通信リンクによって基地局と結合される。図２において、３個の例示的基地局、12、14、および16と例示的モバイルユニット18が示される。矢印20a-20bは基地局12とモバイルユニット18の間で可能な無線通信リンクを定義する。矢印の22a-22bは基地局14とモバイルユニット18の間で可能な通信リンクを定義する。同様に、矢印の24a-24bは基地局16とモバイルユニット18の間の可能な無線通信リンクを定義する。モバイル局は単一の基地局のカバー領域にあるか、またはそれが図２で見られるように多数の基地局から信号を受信することができる領域にあるかもしれない。
【００２３】
CDMAセルラー通信システムの好ましい実施例において、それぞれの基地局はパイロットチャンネル上に“パイロットキャリヤー”信号、即ち略してパイロット信号を送信する。パイロット信号は、共通の擬似ランダムノイズ（PN）を使用して各基地局により全ての時間に送信される変調されない、ダイレクトシーケンスのスペクトラム拡散信号である。パイロット信号は、一貫性を持っている復調の位相基準、およびハンドオフ決定のために基地局間の比較の信号強度基準を提供することに加えて、モバイルユニットに初期のシステム同期、すなわち、タイミングを得させる。
【００２４】
本実施例でそれぞれの基地局によって送信されるパイロット信号は、同じPN拡散コードであるが、異なったコード位相オフセットを有する。例えば、本発明の実施例では、パイロット信号拡散コードは２15のPNコード長である。この例では、ゼロオフセットからの511の異なったオフセットがあり、オフセットは64PNチップの増加にある。モバイル局によって互いに区別されるパイロット信号を許容し、それらが生じる基地局間の区別をもたらすのは、この位相オフセットである。同じパイロット信号コードの使用は、モバイル局がすべてのパイロット信号コード位相を通して信号検索によりシステムタイミング同期を見出すことを許容する。それぞれのコード位相のために相関処理を通して確認されるような最も強いパイロット信号は容易に確認可能である。全般的に、確認されたパイロット信号は最も小さい経路遅れで基地局によって送信されたパイロット信号に対応しており、それはしばしば常に最も強い基地局ではない。
【００２５】
また、本発明の実施例におけるそれぞれの基地局は、変調され、コード化され、インターリーブされ、ダイレクトシーケンスであるシンクチャンネル信号、付加的同期、システム時間、およびこれらとともに他のオーバヘッド制御情報を取得するためにモバイル局によって使用されるスペクトラム拡散信号を送信する。システム確認のような情報、ネットワーク確認、パイロットPNシーケンスオフセットインデックス、長いコード状態、他の時間パラメタとともにこのシステム時間、およびページングチャンネルデータレートがシンクチャンネルに伝送される。パイロットPNシーケンスオフセットインデックスがゼロオフセットパイロットPNシーケンスからオフセット値を確認することに注意されるべきである。シンクチャンネル信号はパイロットチャンネルとして同じパイロットPNシーケンスオフセットを使用して脱拡散される。
【００２６】
また、この実施例におけるそれぞれの基地局はページングチャンネル信号に対応している１つまたはそれ以上のページングチャンネルに送信する。発明の好ましい実施例において、ページングチャンネルメッセージは無線送信のため変調された信号に変換される。より明確に、この実施例では、ページングチャンネルメッセージはコード化され、インターリーブされ、スクランブルされ、変調された、ダイレクトシーケンススペクラム拡散信号である。ページングチャンネルに送信されるオーバヘッドメッセージは、全般的なシステムと基地局オーバーヘッド情報を含むシステムパラメタメッセージ、システムにアクセスするときアクセスチャンネル上でモバイルユニットにより使用されるべき情報を含むアクセスパラメタメッセージ、隣接基地局のパイロット信号PNシーケンスオフセットをモバイル局に確認する隣接リストメッセージ、この基地局に利用可能な1.25MHzのCDMAチャンネルを確認するCDMAチャンネルリスト、およびアクセスプローブハンドオフとアクセスハンドオフに関係する情報を有する拡張されたシステムパラメタメッセージを含む。シンクチャンネル信号と同様に、ページングチャンネル信号はパイロットチャンネルと同じパイロットPNシーケンスオフセットを使用して拡散されかつ脱拡散される。この実施例において、ページングチャンネルは、以下により完全に説明されるようにスロットを付けられて多重チャンネル構造として実施される。
【００２７】
各基地局は複数のトラフィックチャンネルの選択され１つで意図されたモバイルユニットにユーザ情報を送信する。各モバイルユニットはこのようにしてモバイルユニットが意図された情報を受信するために唯一のトラフィックチャンネルを割当てられる。本発明の実施例では、トラフィックチャンネル信号は変調され、インターリブされ、スクランブルされた、それぞれのトラフィックチャンネル上でモバイルユニットに送信された、ダイレクトシーケンススペクトラム拡散信号である。シンクチャンネルメッセージに受信される情報はトラフィックチャンネルスクランブル信号を脱スクランブルするモバイルユニットにより使用される。
【００２８】
基地局の種々のチャンネルの変調スキームに関する詳細は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“CDMAセルラー電話システムにおける信号波形を発生するシステムおよび方法”と題するU.S.特許 No.5,103,459で説明される。
【００２９】
ハンドオフを開始されたモバイルは、パイロット信号の存在か欠如、およびパイロット信号の信号強度を検出するためにモバイルユニットを頼りにする。モバイルユニットはそれが受信するパイロット信号の信号強度を確認および測定する。この情報はモバイルユニットが基地局制御器(BSC)通して通信している基地局を経て伝送される。この情報を受信するときのBSCはソフトハンドオフを開始するか、または引きおろす。パイロットを検索する処理を能率化するように、異なった４組のパイロットオフセットが定義される:活動的な組、候補の組、隣接の組、および残りの組である。活動的な組はモバイルユニットが通信している基地局かセクターを指す。候補の組は、パイロットがそれらを活動的な組のメンバーにするに十分な信号強度を有してモバイルユニットに受信されるが、基地局によって活動的な組に置かれなかった基地局またはセクターを指す。隣接の組はモバイルユニットとの通信の確立に関して候補と同様である基地局かセクターを指す。残りの組は、現在活動的な、候補の、および隣接の組にあるそれらのパイロットオフセットを除いて、現システムにおける他のすべての可能なパイロットオフセットを持っている基地局かセクターを指す。ハンドオフスキームにおけるこれらの組の使用に関する詳細については後でより詳細に議論する。
【００３０】
コールがセットアップされるとき、擬似ランダムノイズ(PN)コードアドレスはコールの経過中使用のために決定される。全般的に、このコードアドレスは、コードが基地局とモバイルユニットとの通信に唯一である唯一のコードでPNの長いシーケンスコードにマスクをかけるのに使用される。コードアドレスは基地局によって割り当てられるか、または好ましくはモバイルユニットのアイデンティティに基づく予定配列で決定されてもよい。
【００３１】
コールがセットアップされた後に、モバイルユニットは、隣接するセルに位置した基地局によって送信されたパイロット信号を走査し続ける。パイロット信号走査は、隣接している基地局の１つまたはそれ以上が予定された閾値を超えて上昇するなら、通信が基地局とモバイルユニット間で支持されることを示すレベルを決定するために続ける。隣接するセルに位置した基地局によって送信されたパイロット信号が閾値以上に上昇するとき、それはハンドオフが開始されるべきであることをモバイル局に指示するように役立つ。このパイロット信号強度決定に対応して、モバイルユニットは、現にコールをサービスしている基地局に制御メッセージを発生して伝送する。この制御メッセージは基地局制御器(BSC)に中継される。
【００３２】
モバイルユニット
図３は発明の好ましい実施例による例示的モバイルユニットセルラー電話をブロックダイアグラムの形で示す。モバイルユニットは送受切換器32を通してアナログの受信機34および送信電力増幅器36と結合されたアンテナ30を含んでいる。アンテナ30と送受切換器32は標準設計であり、単一のアンテナを通して同時に送信と受信を可能にする。アンテナ30は伝送された信号を集めて送受切換器32を通してアナログ受信機34にそれらを供給する。受信機34は送受切換器32からのRF周波数信号を受信し、この実施例においては、典型的にU.S.セルラーに関して850MHzの周波数帯域、U.S.PCSに関して1.9GHz周波数帯域にある。次に、信号は増幅されて、IF周端数にダウン変換される。この周波数変換処理は標準設計の周波数シンセサイザを使用して達成され、それは受信機が全てのセルラー電話周波数帯域の受信周波数帯域内の任意の周波数に同調されることを可能にする。
【００３３】
次に、IF信号が好ましい実施例で帯域幅の略1.25MHzである表面弾性波(SAW)バンド経路フィルタを通される。SAWフィルタの特性は、好ましい実施例で1.2288MHzである予定されたレートでクロックされるPNシーケンスによって変調されるダイレクトシーケンススペクトラム拡張されたバス局によって伝送された信号の波形に合致するように選ばれる。
【００３４】
また、受信機34がモバイル局送信電力の調整のために電力制御機能を実行する。受信機34は送信電力制御回路38に提供されるアナログの電力制御信号を発生する。モバイル局電力制御の制御と運転は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“ＣＤＭＡセルラー電話システムにおける伝送電力を制御する方法および装置”と題するU.Ｓ．No.5,056,109でさらに開示される。
【００３５】
また、受信機34はＩＦ信号をディジタル信号へ変換するためにアナログデジタル(A/D)コンバータ（示されない）に提供される。デジタル化された信号はそれぞれの3つまたはそれ以上の信号プロセッサかデータ受信機に供給され、その1つはデータ受信機であるリマインダーを有する検索受信機である。図の目的のため、図３に１つの検索受信機と２つのデータ受信機のみが示される。
【００３６】
図３において、受信機34からのデジタル化された信号出力がディジタルデータ受信機40および42と、検索受信機44に供給される。安価で、低い性能のモバイル局には単一のデータ受信機しかないが、より高い性能の局には、多様性受信を許容するために２つ以上、望ましくは最小３つ有することが理解されるべきである。
【００３７】
デジタル化されたＩＦ信号は、この局とすべての隣接している基地局により伝送されたパイロットキャリヤーと共に多くの継続しているコールに関する信号を含む。受信機40と42の機能が適切なPNシーケンスを有するＩＦサンプルを相関することにある。この相関処理は“利得処理”として技術において周知の特性を提供し、それは適切なPNシーケンスに合致する信号の信号対干渉比を高め、一方他の信号を高めない。そして、相関出力はキャリヤー位相基準として相関のために使用されるパイロットキャリヤーオフセットPNシーケンスを使用することをコヒーレントに検出される。この検出処理の結果はコード化されたデータシンボルのシーケンスである。
【００３８】
本発明で使用されるPNシーケンスの特性は、区別が多経路信号に対して提供されるということである。１つ以上の経路を通り抜けた後に信号がモバイル受信機に到達するとき、信号の受信時間に差があるであろう。この受信時差は光速によって割算される距離の違いに対応している。この時間の差が1つのPNチップ、好ましい実施例では、0.8138マイクロセカンドを超えると、相関処理は経路の１つを区別するであろう。受信機は、より早いまたはより遅い経路を追跡して、受信するかどうかを選ぶことができる。2つの受信機が受信機40と42などのように提供されるならば、同時に、2つの独立している経路が追跡され得る。
【００３９】
制御プロセッサ46の制御の下で、検索受信機44は、基地局の受信されたパイロット信号の公称時間の回りに、時間領域を連続して走査するため、同じ基地局からの他の多経路パイロット信号のため、およびパイロット信号を送信された他の基地局のためにある。受信機44は公称時間以外の時には、必要な波形の任意の受信の強度を測定するだろう。受信機44は、パイロット信号強度の基準としてＥc/Ｉoとして示される、全受信スペクトル密度、雑音、および信号に対してチップあたりの受信パイロットエネルギーの比率を使用する。受信機44は、パイロット信号とその信号強度を表わす信号強度測定信号を制御プロセッサ46に供給する。
【００４０】
プロセッサ46は、それぞれが最も強い信号の異なった１つを処理するように、信号をデータ受信機40と42に供給する。受信機40と42は単一の基地局からまたは２つの異なった基地局からの多重経路信号を処理するかもしれない。
【００４１】
受信機40と42の出力は多様性結合器とデコーダ回路48に供給される。回路48内に含まれる多様性結合器回路は受信された信号の2つの流れのタイミングを整列およびそれらを加算して調整する。この加算処理は、２つの流れの相対的な信号強度に対応する数により２つの流れを掛けることによって行なわれ得る。この演算は最大比率多様性結合器を考慮され得る。そして、結果として結合された信号流は、また回路48の中に含まれた順方向流れ誤り検出デコーダを使用することで解読される。
【００４２】
例示的実施例では、旋回コード化が利用される。この型のコードのための最適なデコーダはソフト決定バイタービ（ViterB1）アルゴリズムデコーダ設計のものである。結果としての解読された情報ビットはユーザのデジタルベースバンド回路50に渡される。
【００４３】
ベースバンド回路50はデジタルボコーダ（示されない）を通常含んでいる。ベースバンド回路50はハンドセットまたは任意の他の型の周辺装置とのインタフェースとしてもさらに役立つ。ベースバンド回路50はさまざまな異なったボコーダ設計に対応する。ベースバンド回路50は回路48からそれに提供される情報に応じて、ユーザに出力情報信号を供給する。また、音声以外の他の種々の型のサービスが、ここに開示が等しく評価可能であるように提供されてもよいことが理解されるべきである。
【００４４】
ハンドセットを通して通常提供されるユーザアナログ音声信号は入力としてベースバンド回路50に供給される。ベースバンド回路50はアナログ信号をデジタルフォームに変換するアナログデジタル(A/D)変換器（示されない）を含む。ディジタル信号はデジタルボコーダに供給され、そこでそれがコード化される。ボコーダ出力はエラー修正のために順方向エラー修正コード化回路（示されない）に提供される。この音声デジタル化コード化信号は、変調器52を伝送るためにベースバンド回路50から出力される。
【００４５】
トラフィックチャンネルがセットアップされた後にコールトラフィックの伝送中、送信変調器52はコールのために割り当てられたアドレス機能にしたがってPNシーケンスが選ばれるPNキャリヤー信号にコード化された信号を変調する。PNシーケンスは、基地局および決定された受信機40と42により伝送されたコールセットアップ情報から制御プロセッサ46により決定される。代替手段では、制御プロセッサ46は基地局の予定配列を通してPNシーケンスを決定してもよい。コール解読のために、制御プロセッサ46はPNシーケンス情報を送信変調器52および受信機40と42へ供給する。また送信変調器52は基地局によって使用されるPNコードの共通の移行されないバージョンでデータを変調する。
【００４６】
送信変調器52の出力は送信電力制御回路38に供給される。信号送信電力は受信機34から提供されるアナログ電力制御信号によって制御される。その上、制御ビットは電力調整指令の形で基地局によって送信され、データ受信機40と42によって処理される。電力調整指令は制御プロセッサによってモバイル局伝送における電力レベルの設定に使用される。電力調整指令に応答して、制御プロセッサ46は回路38に提供されるデジタル電力制御信号を発生する。
【００４７】
送信電力制御回路38は送信電力増幅器回路36に電力制御された変調された信号を出力する。信号を適切な出力周波数に同調する周波数シンセサイザ出力信号で混合することにより、回路36はＩＦ信号をRF周波数へ増幅して変換する。回路36は電力を最終的な出力レベルへ増幅する増幅器を含んでいる。意図された送信信号は回路36から送受切換器32へ出力される。送受切換器32は基地局への伝送のためアンテナ30と信号を結合する。
【００４８】
また、制御プロセッサ46はセル多様性モード要求および基地局通信終了指令などの制御メッセージを発生させることができる。これらの指令は、伝送のために送信変調器52へ供給される。制御プロセッサ46はハンドオフおよび多様性結合に関する決定をするためにデータ受信機40、42および検索受信機44から受けたデータに応答可能である。
【００４９】
基地局
図４は発明の好ましい実施例による基地局装置の例示的実施例のブロックダイアグラムを示す。基地局では、２つの受信機システムが利用され、それぞれスペース多様性受信のため別々のアンテナとアナログ受信機を有する。それぞれの受信機システムにおいて、信号が多様性結合処理を受信するまで、信号は同様に処理される。破線内の要素は基地局および１つのモバイル局間の通信に対応している要素に対応する。アナログの受信機の出力はまた他のモバイル局との通信で使用される他の要素に提供される。
【００５０】
図４において、第1の受信機システムはアンテナ60、アナログ受信機62、検索受信機64、およびディジタルデータ受信機66から成る。また、この受信機システムは任意のディジタルデータ受信機68を含んでもよい。任意のディジタルデータ受信機68が１つだけ示されるが、いくつかの付加的な受信機が使用されてもよいことが理解されるべきである。第２の受信機システムはアンテナ70、アナログ受信機72、検索受信機74、およびディジタルデータ受信機76を含んでいる。再び、付加的な任意のディジタルデータ受信機（示されない）がこの受信機システムに利用されてもよい。また、ハンドオフと多様性のための信号処理と制御に基地局制御プロセッサ78が利用される。両方の受信機システムは多様性結合器とデコーダ回路80に結合される。デジタルリンク82は、制御プロセッサ78の制御の下で基地局送信変調器84と回路80とともに基地局制御器（図５）と双方向の通信信号に利用される。
【００５１】
アンテナ60に受信される信号はアナログの受信機62に供給される。受信機62の増幅器で増幅された受信信号は周波数シンセサイザ出力信号と混合することによりＩＦ周波数に変換される。ＩＦ信号は、モバイル局アナログ受信機に関して説明されたのと同じ処理で、帯域通過フィルターにかけられて、デジタル化される。ディジタル化されたＩＦ信号は、ディジタルデータ受信機66、選択的なデータ受信機68、および検索受信機64に供給され、図３におけるモバイル局のディジタルデータ受信機および検索受信機に関して明らかにされたようにそれと同様の方法でそれぞれ処理される。しかしながら、ディジタルデータ受信機と検索受信機による処理は、モバイルリンクに対して基地ユニットで使用される基地局リンクについていくつかの点でモバイル局と異なっている。
【００５２】
インバウンド、即ちモバイルユニットから基地局リンクへ向かうときでは、モバイルユニットは基地局での信号処理におけるコヒーレントな基準目的のために使用され得るパイロット信号を送信しない。したがって、この実施例では、基地局リンクへのモバイルユニットは、64-アレイの直交信号を使用することで非コヒーレント変調および復調スキームを利用する。
【００５３】
連合されたディジタルデータ受信機66、およびもし使用されるならばデータ受信機68が最も強い使用可能時間領域信号を追跡して処理することを確実にするために、検索受信機64が受信機信号に関して時間領域をスキャンするように再び使用される。この追跡処理はモバイル局に関して説明されたのと同じである。検索受信機64は、処理のため適切な受信信号を選択するために制御信号をディジタルデータ受信機66と68に供給する基地局制御プロセッサ78に信号を提供する。
【００５４】
ディジタルデータ受信機66（および68）は受信された信号の評価を生成し、受信されたデータ信号の重みを提供する。重みの機能は測定された信号強度にリンクされる。重み付けられたデータは多様性結合器およびデコーダ回路80に出力として供給される。
【００５５】
第2の受信機システムは図４の第１の受信機システムに関して議論されたのと同様の方法で受信された信号を処理する。受信機66および76からの出力は多様性結合器およびデコーダ回路80に供給される。回路80は、ディジタルデータ受信機66からシンボルを受信機76からの重みシンボルと結合する加算および他の重み回路を含んでいる。結果は回路80で実行されるバイタービアルゴリズムデコーダ内で使用のための一組のデコーダ重みおよびシンボルを決定するのに使用される。
【００５６】
バイタービデコーダは、最もありそうな情報ビットシーケンスを決定するのに利用される。公称20msecの各ボコーダデータブロックに関して、信号品質評価が得られ、データに伴うモバイル局電力調整指令としてモバイル局へ伝送される。品質評価は20msec間隔にわたる平均信号対ノイズ定量である。
【００５７】
図４において、選択的なディジタルデータ受信機68がシステムの改良された性能のために含まれてもよい。この付加的データ受信機のみあるいは付加的データ受信機との組み合わせは、伝送された信号のモバイル局の他の可能な遅れ経路を追跡して、受信することができる。この受信機における構造と作動はディジタルデータ受信機66と76に関して説明されたそれと同様である。受信機68は付加的多様性モードを得るのに利用される。
【００５８】
BSCからの信号は制御プロセッサ78の制御の下でデジタルリンク82を経て適切な送信変調器に結合される。送信変調器84は、制御プロセッサ78によって割り当てられる予定の拡散機能(PNコード)にしたがって、意図された受け手モバイル局への伝送のためのデータをスペクトラム拡散変調する。送信変調器84の出力は、制御プロセッサ78の制御の下にある送信電力制御回路86に供給され、送信電力が制御される。回路86の出力は、送信電力増幅器回路88に供給される。
【００５９】
好ましい実施例において、各トラフィックチャンネル(ユーザデータ通信チャンネル)、シンクチャンネル、１つまたはそれ以上のページングチャンネル、およびパイロットチャンネルは異なったウォルシュ関数シーケンスによって変調される。トラフィックチャンネルだけがそれぞれ唯一のPNコードで変調されるが、コード、他のチャンネルに伴うそれぞれのトラフィックチャンネルは共通のPNシーケンスによって変調される。例示的実施例において、パイロットチャンネルウォルシュ関数シーケンスは“すべてゼロ”であり、その結果、パイロット信号がそれ自身共通のPNシーケンスである。共通のPNシーケンスによって変調されるすべての信号が、電力増幅器回路88に供給される。
【００６０】
回路88は送信変調器84の出力を基地局における他の送信変調器の出力と合計する合計器を含む。回路88はさらに合計された送信変調器出力信号とともに、発生器90からのパイロットの信号/シンクチャンネル信号/ページングチャンネル信号出力を合計する合計器を含む。また、回路88は、それぞれディジタル信号をアナログ信号に変換し、送信変調器からの出力としてＩＦ周波数信号をRF周波数に変換し、RF信号を増幅する、ディジタルアナログ変換器、周波数アップ変換回路、および増幅器を含んでいる。回路88からの出力はアンテナ92に供給され、それは基地局のサービス領域内でモバイルユニットに送信される。
【００６１】
基地局制御プロセッサ78は特定のコールに対するディジタルデータ受信機と変調器の割当てに責任を持っている。制御プロセッサ78はまた、コールの進行、信号の品質を監視して、信号の損失のときにティアーダウン（teardown）を開始する。基地局はそれが標準の電話ワイヤ、光ファイバ、またはマイクロ波リンクによって結合されるリンク82を通してBSCと通信する。
【００６２】
基地局制御器
図５は本発明の好ましい実施例のBSCに利用された実施例を形成するブロックダイアグラムである。BSCはシステム制御器またはシステム制御プロセッサ100と、デジタルスイッチ102と、多様性結合器 104と、デジタルボコーダ106とデジタルスイッチ108を通常含んでいる。この実施例では、スイッチ102はポケットスイッチである。図示されないが、付加的多様性結合器とデジタルボコーダはデジタルスイッチ102と108の間で結合される。
【００６３】
セル多様性モードが活動的であるか、またはBSCが2つまたはそれ以上の基地局によって処理されたコールでハンドオフ処理にあるとき、信号は名目上は同じ情報と共に１つより多い基地局からBSCに届くだろう。しかしながら、モバイル局から基地局への境界内向きのリンクにおけるフェージングと干渉のために、１つの基地局からの信号は他の基地局からの信号より良い質があるかもしれない。
【００６４】
デジタルスイッチ102は、１つまたはそれ以上の基地局から多様性結合器104へ、またはシステム制御プロセッサ100からの信号により決定されるとき対応する多様性結合器へ与えられたモバイル局に対応する情報ストリームを発送するのに使用される。システムがセル多様性モードでないとき、多様性結合器104は迂回されるか、またはそれぞれの入力ポートに同じ情報を与えられるかもしれない。
【００６５】
多数の直列結合された多様性結合器(またはセレクタ)およびボコーダは名目上並列に、処理されるべき各コールに１つ備えられる。多様性結合器104は２つまたはそれ以上の基地局信号から情報ビットに従って信号品質指示を比較する。多様性結合器104はボコーダ106への出力のため、情報のフレームごとに基づいた最も高い質の基地局信号に対応するビットを選択する。
【００６６】
この実施例では、ボコーダ106はデジタル化された音声信号を標準の64Kbps PCN電話フォーマット、アナログ、または任意の他の標準フォーマットへ変換する。結果の信号はボコーダ106からデジタルスイッチ108へ伝送される。システム制御プロセッサ100の制御の下で、コールはPSTNへ転送される。
【００６７】
モバイルユニットのために意図されるPSTNから来る音声信号はシステム制御プロセッサ100の制御の下でデジタルスイッチ108を経てボコーダ106のような適切なデジタルボコーダへ提供される。ボコーダ106はデジタル化された入力音声信号をコード化して、結果としての情報ビット流を直接デジタルスイッチ102に供給する。システム制御プロセッサの制御の下でデジタルスイッチ102は基地局またはモバイルユニットが通信している基地局にコード化されたデータを向ける。モバイルユニットが複数の基地局と通信するハンドオフモードかセル多様性モードであるならば、デジタルスイッチ102は意図された受け手モバイル局へ適切な基地局送信機によって伝送のために、コールを適切な基地局に発送する。しかしながら、モバイルユニットが単一の基地局だけと、またはセル多様性モードでなく通信しているならば、信号は単一の基地局だけに向けられる。
【００６８】
システム制御プロセッサ100はデジタルスイッチ102および108によってBSCへおよびBSCからのを発送するための制御を提供する。また、システム制御プロセッサ100は基地局へのコールの割当て、BSCでのボコーダの割当てを決定する。その上、システム制御プロセッサ100はBSCおよび基地局間の特定の割当ておよびコールのPNコードの割当てに関して各基地局制御プロセッサと通信する。図５に示されたように、デジタルスイッチ102と108は２つの別々なスイッチとして示されるが、この機能は単一の物理的な切換え局によって実行されてもよいことが理解されるべきである。
【００６９】
また、システム構造に関してここに提供される実施例がシステムの単に例示的実施例であり、他のシステム構造が採用されてもよいことが理解されるべきである。例えば、ここに説明されるように、システム制御器は多くの基地局機能とハンドオフ機能の制御のためにBSCに位置される。等しく好ましいモードにおいて、システム制御器の機能の多くが基地局を通して分配されてもよい。
【００７０】
共通チャンネルソフトハンドオフ中のシステム運転の概観
運転中、検索受信機44は、どのパイロット信号がこの実施例でT_ADDとして参照される規定された閾値を超えるかを決定するために受信パイロット信号を絶えず監視する。制御プロセッサ46は、検索が閾値を超えてパイロット信号レベルを測定した基地局を確認するPMIメッセージを作成する。PMLメッセージは単独で送ることができ、またはそれを他のメッセージに付けることができる。これらは共通のチャンネルソフトハンドオフにあるモバイルユニットによって提案される基地局である。代わりに、基地局は、どの基地局と通信するかを決定するために異なった基地局からの全受信電力のような異なった値を測定することができる。また、制御プロセッサはメッセージを送っているモバイルユニットを確認し、それはこの実施例で共通のチャンネル、F-QPCH、およびF-CCCHをそれが監視する時間スロットを確認することができる。しかしながら、現実施例では、以下で説明されるようにそれがモバイルユニットアイデンティティ（例えばIMSI）に基づいて確かめられるので、時間スロットはモバイルユニットにより送られる必要はない。好ましい実施例において、メッセージが向けられるモバイルユニットを確認するために長いコードが、F-CCCHで使用される。長いコードは最大長さのシーケンスであり、長いコードの位相は、モバイルユニットを確認するために他のユニットが使用され得たが、個々のモバイルユニットを確認するのに使用することができる。F-CCCHの長いコードの使用は、モバイルユニットを確認するためにF-CCCHでアドレスを使用する必要性を取り除くことができる。制御プロセッサ46はまた、多様性結合器および解読器48が閾値以上の信号レベルをもつ最新のPMIメッセージに報告されたそれらの基地局を監視させ、それはまた共通チャンネルソフトハンドオフに関与することを許可された基地局の1つにより確認された。現実施例において、モバイルユニットは普通最も接近し、または最も強いパイロット信号を持っている基地局からソフトハンドオフ許可情報を受信する。許可情報は、どの基地局が共通チャンネルソフトハンドオフに適任であるかを示す。許可情報は以下で詳細に説明されるハンドオフ表に提供される。
【００７１】
モバイルユニットが絶えず多数の基地局のパイロット信号強度を監視し得ることが認識されるだろう。閾値を超えるパイロット信号の組に変化があるときはいつも、それは新しく更新されたPMIメッセージを送ることができる。そのうえ、モバイルユニットは絶えず、共通チャンネルソフトハンドオフのために監視される基地局の組を変更することができる。結果として、モバイルユニットに監視される基地局の組はパイロット信号強度における変化を説明するため絶えず更新され、以下で説明されるように、共通チャンネルソフトハンドオフメッセージがモバイルユニットの必要性に適合させることができるように、BSCと基地局がこれらの更新について通知される。
【００７２】
モバイルユニットPMIメッセージを受信する基地局はメッセージをBSCに通信す。BSCはPMI情報を読む。コール開始またはコール終了が基地局で開始されるならば、例えば、システム制御プロセッサ100は承認メッセージやページメッセージや例えば、チャンネル割当てメッセージなどの適切なメッセージを組み立てる。BSCは、どの基地局がソフトハンドオフに関与するのが適任であるかを決定するためにハンドオフ表の許可情報を使用する。BSCはこれらの基地局の幾つかの組に適切な時間スロット内で適切なメッセージをモバイルユニットに伝送らせる。共通チャンネルソフトハンドオフのモバイルユニットに伝送するために、BSCによって指定された基地局の組はPMI情報のモバイルユニットによって確認される基地局に依存するかもしれない。コール開始の特定の例は図９に関して以下に提供される。コール終了に関する特定の例が詳細であることは図10-13に関して以下に提供される。
【００７３】
多重共通チャンネル構造
共通チャンネルは絶えず共有される通信チャネルである。例えば共通チャンネル上のメッセージが第1の時間間隔に基地局から第１のモバイルユニットへ向けられ、第1に続いてすぐに第2時間間隔中第2のモバイルユニットに向けられ、第2に続いてすぐに第３時間間隔中第３のモバイルユニットに向けられるかもしれない。
【００７４】
ページングチャンネルは、モバイルユニットがトラフィックチャンネルに割当てられないとき、モバイルユニットと通信するために基地局によって使用された順方向共通通信チャネルである。発明の好ましい実施例のCDMAスペクトラム拡散通信システムは多重共通のチャンネルを持っている。この実施例では、多重スロット共通チャンネルは、モバイルユニットが規定された時間間隔のみ活動的である必要があるので、モバイルユニットの電力消費を抑えるために採用される。
【００７５】
規定された時間間隔、即ちスロット中スロットチャンネルはメッセージを分配する。スロットモードの使用の利点は、規定された時間スロット中のみモバイルユニットがかかるチャンネルを監視することにより電力を保全するかもしれないことである。スロットモードはまた、遊びのときモバイルユニットが電力ダウンおよび眠り、スロットを監視するため起きるので、“眠りモード”として参照された。
【００７６】
順方向の放送チャンネル(F-BCCH)ページングチャンネルはシステムパラメタメッセージ、および放送された短いメッセージなどのオーバヘッド情報を放送する。放送された短いメッセージは多くのモバイル局に向けられる短いメッセージのクラスである。F-BCCHで送られるオーバヘッドメッセージは、全般的に異なった基地局のために異なる情報を含む。順方向の共通制御チャンネル(F-CCCH)はチャンネル割当てメッセージのような特定のモバイルユニットに向けられるメッセージを搬送する。また、F-CCCHは放送された短いメッセージを搬送することができる。順方向の速いページングチャンネル(F-QPCH)はモバイル局に向けられるページの指令を搬送する。スロットモードで作動するモバイルユニットに連絡することが必要であるときはいつも、基地局はF-QPCH上で信号を与えられたモバイル局に送信する。
【００７７】
F-CCCH
本発明のこの実施例では、F-CCCHは断続的に伝送される。その結果として、望ましい配列はそれが可変レート/オンオフであることである。この配列では、送るメッセージがあるならば、チャンネルはフレームに関して伝送される。その結果、送るメッセージがないとき、容量はこのチャンネルを伝送に浪費されない。その上、フレーム中チャンネルは複数の異なったレートの1つで伝送され得、レートはモバイル局に特定のレートでデータを送るのに必要である電力の量を供給するため、基地局の能力に基づいて選ばれる。
【００７８】
F-BCCH
F-BCCHはオーバヘッド情報を運ぶ別々の論理チャネルである。運ばれる情報の多くがセクターに特定であるので、F-BCCHはソフトハンドオフモードで伝送られない。モバイルユニットは、トラフィックチャンネルを確立した後にさえこれらのF-BCCHメッセージを監視し続けるかもしれない。放送された短いメッセージを受け取るため、およびそのオーバヘッド情報を更新するためにF-CCCHを監視しているとき、モバイルユニットはF-BCCHを監視するかもしれない。また、それがオーバヘッド情報を更新することを必要とし、かつF-QPCHを受けているとき、モバイルユニットはF-BCCHを監視するかもしれない。オーバヘッド情報は、まさにいくつかの可能な例について言及するRAND(認承のために使用される擬似ランダム数パターン)、チャンネルコードパラメタおよび隣接の組を含む。
【００７９】
F-BCCHはまたF-CCCHと同様の間欠モードでも作動されることができる。しかしながら、全般的に、F-BCCHは頻繁に変化しない比較的わずかなオーバヘッドメッセージだけしか運ばない。通常、最初の電力オンがあり、またはセクターにオフを渡しているモバイルユニットのみが、これらのオーバヘッドメッセージを受信する必要がある。したがって、通常F-BCCHは電力の量が必要とするのと同じくらい小さい大きさで伝送されるのが望まれる。より効率的である低い電力運転を達成するために、F-BCCHオーバヘッドメッセージは伝送され、次に繰り返される。繰り返しているF-BCCHメッセージの説明に役立った例は図６に示される。より明確に、F-BCCHメッセージは伝送られたシンボルがまさに同じである方法で知られた間隔で繰り返される。
【００８０】
図６の例で、メッセージは80ms間隔中繰り返される。この時間間隔がモバイルユニットによって知られている(またはモバイルユニットに知らされる)任意の値であり得ることに注意されるべきである。その上、図7に示されるように、メッセージ伝送は先のメッセージ伝送でインターリーブされ得る。そのメッセージがある主な要求はモバイルユニットに知られたある間隔で繰り返され、そのためそれは多様性結合を実行することができる。
【００８１】
本発明の実施例では、F-CCCH上のメッセージは個々のモバイルユニットに向けられる。モバイルユニットは、ページングメッセージがF-CCCH上のモバイルユニットに送られるべきであるかどうか決定するためにF-QPCHスロットを監視する。より明確に、モバイルユニットは、それに向けられるページングメッセージがあるかどうか決定するために、F-QPCHのその規定時間のスロットにページ通知情報を監視する。F-QPCH時間のスロットに監視されたページ通知情報が非常に短く、その結果モバイル局は、それに向けられる実際のメッセージが存在するかどうかを決定する重要な電力を費やす必要はない。モバイルユニットに向けられるページングメッセージがないことをページ通知情報が示すならば、モバイルユニットは次の規定F-QPCH時間のスロットまで眠りモードに戻ることができる。モバイルユニットに向けられるページングメッセージがあることをページ通知情報が示すならば、モバイルユニットは図10を参照して以下に説明される、ページメッセージを受信する試みにおける予定された時間間隔の間F-CCCHを監視する。代わりに、モバイルユニットは図11を参照して以下に記述されるクイックページ応答メッセージでR-CCCH上にすぐに応答することができる。そして、モバイルユニットはソフトハンドオフで伝送され得るページメッセージを待つ。別の代替実施例はクイックページ応答メッセージで応答されるモバイルユニットを持つことであり、そのときチャンネル割当てメッセージ、即ちページメッセージが伝送されないことを待つ。
【００８２】
F-OPCH
F-QPCHはページ通知情報を搬送する。それぞれのモバイルユニットはF-QPCHの時間スロットに割り当てられる。任意の与えられたモバイルユニットに割当てられるF-QPCHの時間スロットはモバイルユニットのアイデンティティによって規定される。いくつかを命名するためにESN、IMSIまたはTMSIなどのようにモバイルユニットを確認することができる多数の方法がある。したがって、与えられたモバイルユニットはそれぞれの多数異なった基地局の同じF-QPCH時間スロットを割り当てられ得る。すなわち、F-QPCH時間スロットは基地局のアイデンティティの如何にかかわらず割り当てられる。
【００８３】
発明の好ましい実施例は、次のF-CCCHページングチャンネルスロット中、それがF-CCCHを聞かなければならないモバイル局に通知するために、オンオフキー(00K)シンボルが使用されているハッシュドオンオフキーイング(00K)順方向クイックページングチャンネル(F-QPCH)を実行する。モバイルはF-QPCHスロットにおいて00Kのシンボルの位置によって確認される。
【００８４】
より明確に、この実施例において、クイックページングチャンネルはページングチャンネルの上にそれらの割り当てられたスロットを監視するため、スロットモードモバイル局に向けるように単一ビットメッセージを含んでいる。好ましい実施例において、データレートは9,600bpsに固定され、そして変調はオンオフキーイング(00K)であり、ここで論理“1”が、F-CCCHを監視するようにモバイル局に命令し、論理“0”は眠りに戻るようにモバイル局に命令する。この実施例では、１つの00Kビットはそれぞれの128PNチップ、シンボル期間に伝送される。ソフトハンドオフが使用されていないとき、1ビットを送る間の伝送Ec/lorはパイロットチャンネルEc/lorの3デシベル以下であるべきである。各単一ビットメッセージがビットR１で一度、それからビットR２で再び、80ミリセカンドのスロットあたり2回伝送され、ここで論理“１”は80msタイミング境界で始動する第１のビットを示す。
【００８５】
この実施例では、クイックページングチャンネルが定義される可能なビット位置の組は、F-CCCHの間隔の前80msで始動する。開始点が時間tとして定義され、ここにｔは以下のようなフレームの単位にある。
【数１】
ここにT=2ｉが1.28秒の単位のスロットサイクル長であり、iがスロットサイクルインデックスであり、PGSLOTがページスロットを表す。
【００８６】
モバイル局はスロットあたり1ビットか2ビットに細切れにする。第2のビットは決定の信頼性を増加するために伝送される。各細切れは340非オーバラップビット位置にわたって各ビットをランダマイズする。モバイル局間の反復衝突を防ぐために、脱相関関係値はそれらが各1.28秒(64フレーム)を更新するように定義される。脱相関関係サイクルは23.3時間毎に繰り返される。
【数２】
N=340ビット位置
DECORR1 −−（ｔ−４）/64_mod216
DECORR2 −−（ｔ−４）/64＋1−mod216
HASH_KEY(MINまたはIMSI―S)の0-15ビットにワードＬ
HASH_KEY(MINまたはIMSI―S)の16-31ビットにワードＨ
Ｒ1＝―Ｎ−（（40503―（Ｌ―Ｈ―DECORR1））mod２16）/２16 −＋1
Ｒ2＝―Ｎ−（（40503―（Ｌ―Ｈ―DECORR2））mod２16）/２16 −＋341
図８のF-QPCHとF-CCCHタイミングチャートを参照すると、本発明の実施例におけるF-QPCHメッセージのための可能な位置は、モバイル局が始めるべきであるF-CCCHスロットの前に80ミリセカンドから9.17ミリセカンドまでに位置付けられる。これは、F-CCCHを受信する準備のため、モバイル局のクイックページングチャンネルにおける第2の伝送から少なくとも9.17ミリセカンド残す。クイックページングチャンネルは長いPNコードによってスクランブルされることになっていない。
【００８７】
かくして、基地局は、それがすぐに以下のF-CCCH時間スロットにページングメッセージを送っているスロットモードのモバイル局に警告するために、ページングチャンネルスロットの前に、9.17ミリセカンドから80ミリセカンドまでの上記範囲の定義された時間の期間、適正ビット位置に論理“１”を単に送る。
基地局はモバイルユニットのアイデンティティとシステム時間に基づいて上で定義されたビット位置に細切れを実行するようになっていて、これらのビットを論理“１”に設定する。全ての他のビットは論理“0”に設定されるようになっている。
【００８８】
この実施例に従ったモバイルユニットは、各スロットの前に更新されるハッシング機能を実行するために16の16乗数とビット的排他的論理和を採用する。モバイルユニットはビットの監視後に眠りにもどるかもしれない。第１のビットの間違い警報は、第2のビット位置を監視するためにモバイルを必要とする。両方のビットの間違い警報は、F-CCCHを監視するためにモバイルを必要とする。
【００８９】
発明の代替実施例は、次のF-CCCH時間スロットでメッセージを聞かなければならないモバイルユニットに通知するために短いパケットを実行する。モバイルユニットはパケットのキーによって確認される。この代替実施例では、より明確に、クイックページングチャンネルはページングチャンネルスロットあたり1から12のクイックページングチャンネルパケットを搬送する。クイックページングチャンネルパケットの様式は以下のページングチャンネルパケットに示される。
【表１】
この代替実施例において、各パケットは24ビットである。各パケットは2つの電力制御グループ(2.5ミリセカンド)で伝送される。したがってパケットは9600bpsで伝送される。その結果、伝送の間、クイックページングチャンネルはページングチャンネルとほとんど同じ電力を必要とする。
【００９０】
不当に解読されたパケットが検出されないで行くならば、モバイルユニットは、それがページングチャンネルを聞くべきとき、ページングチャンネルを聞かないと決めるかもしれない。したがって、検出されない誤り確率は必要な最小限のコール失敗確率以下で十分とすべきである。この代替実施例では、12ビットのCRCだけを使用して、非検出誤りの確率は1/4096である。これは許容できるコール失敗率よりも40倍少ないので、それは十分小さい。測定されたEs/Ntか再エンコーダシンボル誤り率を使用して、非検出誤りの確率はさらに減少するかもしれない。
【００９１】
HASHの値はモバイルユニット識別(MSID)とフレーム(t)のシステム時間に依存している。
【数３】
クイックページングチャンネルパケットは1つのHASH値だけを含む。それ故、TYPEとCRCフィールドに割当てられたオーバーヘッドは比較的高くし得る。このオーバーヘッドは、各パケットにより多くのHASH値を含んでいることによって減少されることができる。
【００９２】
それぞれのクイックページングチャンネルパケットは、トラフィックチャンネルの上に使用される旋回エンコーダを使用することでコード化される。この実施において、規制長さ9、レート_の旋回エンコーダが採用される。初期のエンコーダ状態は、“0”である。上記のクイックページングチャンネルパケットはどんなテールビットも持たない。パケットが比較的短いので、テールビットのペナルティは比較的高くし得る。
【００９３】
ページングスロットNのページメッセージのクイックページングチャンネルパケットはクイックページングチャンネルスロットN-1に送られる。
【００９４】
この代替実施例では、第１のパケットの始まりはランダマイズされる。これは同じ時間に送られるであろう隣接している基地局から送られるクイックページングチャンネルパケットの機会をランダマイズするために行われる。この実施例において、第１のパケットの始まりは順方向トラフィックチャンネルの上の1.25ms間隔を占める電力制御グループの始まりに整列される。電力制御グループは基地局識別(BASE―ID)とフレーム(t)のシステム時間に依存している。
【数４】
これは80ミリセカンドのスロットの第１の40ミリセカンドによる第１のパケットの開始をランダマイズする。それ故、パケットが長さ2.5ミリセカンドであるので、スロットあたり16パケットまであり得る。
【００９５】
OPCHおよびF-CCCHソフトハンドオフ
ソフトハンドオフにおいて、同一に変換されて、変調された信号で搬送される同じ情報では多数の基地局から送信され、そのため多数の同じ伝送が多様性受信を通して単一のモバイルユニットにより結合され得る。
【００９６】
本発明による共通チャンネルソフトハンドオフにおいて、同じQPCHとF-CCCHメッセージが、同一に変換されて、変調された信号で搬送され、多数の基地局によって送信され、そのためそれらは多様性受信を通して単一のモバイルユニットにより結合され得る。
【００９７】
運転において、各個々の基地局は、他の基地局がF-QPCHとF-CCCH上のソフトハンドオフに関与することを許されることを示すそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにF-QPCHおよびF-CCCHチャンネルソフトハンドオフ許可情報を送る。より明確に、それぞれの個々の基地局は、F-CCCHのソフトハンドオフの与えられたモバイルユニットに、かかる個々の基地局と共に送信することを許可される他の基地局を確認するそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにメッセージをに送ってもよい。同様に、それぞれの個々の基地局は、F-QPCH上のソフトハンドオフの与えられたモバイルユニットに、かかる個々の基地局と共に送信することを許可される他の基地局を確認するそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにメッセージをに送ってもよい。発明の好ましい実施例において、別々の単一ビットフラグは、これら他の基地局のそれがF-CCCHおよびF-QPCHページングチャンネルの与えられたモバイルユニットとソフトハンドオフで通信するかもしれないことを示すため、複数の他の基地局の各々について個々にセットまたはリセットしてもよい。フラグの別々の組はF-CCCHおよびF-QPCHのために使用され得る。代わりに、1つの単一ビットフラグは、それら他の基地局のそれがF-CCCHおよびF-QPCHページングチャンネル上の与えられたモバイルユニットとソフトハンドオフで通信するかもしれないことを示すため、複数の他の基地局の各々についてセットされ得る。
【００９８】
本発明によるページングチャンネルソフトハンドオフの利用性がアクセスハンドオフまたはアクセスプローブハンドオフの使用を排除しないことは評価されるであろう。したがって、この実施例では、それぞれ個々の基地局はまた、他の基地局が(ハード)アクセスハンドオフに関与することを許可されることを示すそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにハードハンドオフ許可情報を送ってもよい。
【００９９】
以下に詳しく説明された例示的ハンドオフ表は、そのF-BCCHのオーバヘッドメッセージにおける基地局“A”のセクター“A1”によって送られたハンドオフ許可フラグを示す。これらのハンドオフ許可フラグは、アクセスハンドオフが許可される、F-CCCHソフトハンドオフが許容される、およびF-QPCHソフトハンドオフが許容される基地局“A”の隣接リストの他の基地局を確認する。この例には、他の4つの基地局が基地局Aの隣接リストにある。それらは基地局B、C、DおよびEである。ハンドオフ表において、アクセスハンドオフが受入れられる他のあらゆる基地局セクターのために個々のフラグがある。また、F-CCCHソフトハンドオフが受入れられる他のあらゆる基地局セクターのために個々のフラグがある。最後に、F-QPCHのソフトハンドオフが受入れられる他のあらゆる基地局セクターのためにフラグがある。この例では、“1”に設定されるフラグは、ハンドオフが許されることを示し、“0” 設定されるフラグはハンドオフが受入れられないことを示す。
【表２】
この例ではセクターA1でカバーされたセル領域のモバイルユニットが、基地局Aの他の任意のセクターと、および基地局Bの全て３つのセクターとF-CCCHソフトハンドオフを実行することが許可される。しかし、セクターA1でカバーされたセル領域のモバイルユニットは基地局C、DまたはEのどれかとF-CCCHのソフトハンドオフを実行することが許可されない。また、この例において、セクターA1セル領域のモバイルユニットは基地局Aのいかなる他のセクターと、および基地局BかCのセクターのいずれかとF-QPCHのソフトハンドオフを実行してもよいが、しかし、基地局DまたはEのいずれかとF-QPCHソフトハンドオフを実行してはならない。最後に、セクターA1のモバイルユニットは基地局AのセクターA2およびA3と、およびセクターB、C、およびDのいずれかとアクセスハンドオフを実行してもよいが、それは基地局Eの任意のセクターとアクセスハンドオフを実行してはならない。
【０１００】
かくして、モバイルユニットが位置するセル領域をカバーする基地局は、モバイルユニットがF-CCCHのソフトハンドオフ、QPCHのソフトハンドオフまたはアクセスハンドオフを実行することが許可される他の基地局をモバイルユニットに示すF-BCCHメッセージを送る。このハンドオフ許可情報は、トラフィックチャンネルが確立される前にハンドオフを達成するために基地局によって使用されてもよい。例えば、コール開始メッセージシーケンスの間に、または以下でより完全に説明されるコール終了メッセージシーケンスの間に、F-CCCHソフトハンドオフ許可情報がコールセットアップ中使用され得る。そのうえ、アクセスハンドオフ許可情報は、トラフィックチャンネルがセットアップされる前にF-CCCHが失われる場合に、基地局がハードハンドオフに利用可能であるモバイルユニットを知らせる。
【０１０１】
与えられた基地局の隣接リストにある基地局がF-QCPHまたはF-CCCHソフトハンドオフを実行することになっている決定は固定されてもよく、またはそれは基地局制御器の制御の下でダイナミックに変えられてもよい。例えば、基地局制御器は、異なった基地局セル領域でコール開始または終了の量を監視して、異なるセル中のコールの量により決定される個々のメッセージを、そのような個々の基地局とF-QCPHまたはF-CCCHソフトハンドオフを実行するかもしれない他の基地局の組を変更する個々の基地局に送るようにプログラムされてもよい。また、上記のハンドオフ表に関して、いくつかの基地局がF-QPCHソフトハンドオフだけに関与することを許可され、他がF-QCPHおよびF-CCCHソフトハンドオフの両方に関与することが許可され、および他がF-QPCHまたはF-CCCHソフトハンドオフのどちらかに関与することのが許可されないことに注意されるであろう。本発明のこの実施例では、大多数の基地局がF-CCCHソフトハンドオフよりもF-QPCHソフトハンドオフに関与することを許可されることが可能である。この1つの理由は通常F-QCPHページングチャンネルメッセージが1ビットか2ビットだけの短いものであり、F-CCCHページングチャンネルメッセージは典型的にかなり長いからである。その結果、基地局制御器は短いメッセージ長のF-QCPHソフトハンドオフを整合するほうがより長いメッセージ長のF-CCCHソフトハンドオフを整合するよりもはるかにしばしば簡単であるので、少数の基地局はF-QPCHソフトハンドオフよりもF-CCCHソフトハンドオフに関与することを許可されるかもしれない。
【０１０２】
与えられた基地局の隣接リストの基地局がページングチャンネルソフトハンドオフを実行することになっている決定も全体的なセルラーシステムの特定のレイアウトと構成に頼るかもしれない。例えば、上記の例では、基地局DがF-QPCHのソフトハンドオフに関与するのが許可されていない。これは例えば、基地局Dが他の基地局よりも異なった登録帯域にあるからである。F-QCPHソフトハンドオフもF-CCCHソフトハンドオフもアクセスハンドオフも、基地局Eのために許可されない。これは例えば、基地局Eが別のBSCによって制御されるからである。そのうえ、ある環境においては、単一の基地局セルからソフトハンドオフを同期しかつ制御するために、同じ基地局のセクターのみにF-CCCHページングチャンネルのソフトハンドオフを制限することは望ましいかもしれない。上記の例のような環境の下では、F-CCCHソフトハンドオフはA1に加えてセクターA2とA3のみを含むであろう。
【０１０３】
コール開始中のF-CCCHソフトハンドオフの例
図９の図面を参照すると、モバイル局によるコールの開始の間にモバイルユニットと、多数の基地局および基地局制御器との間のコール開始メッセージシーケンスを示すタイミングチャートが提供される。コール開始の間、モバイルユニットは、モバイルユニットによりコールが開始されるべきであることを示す最も強いパイロット信号で開始メッセージを基地局に送り、基地局および基地局制御器はトラフィックチャンネルをモバイルユニットに割当てる処理を調整する。図９に示された例で、モバイルユニットはそれが開始メッセージを発するとき、基地局AのセクターA1に位置すると仮定する。本発明の実施例では、モバイルユニットは以前にアクセスチャンネルに関するメッセージごとに説明されたパイロット測定情報を送る。基地局セクターB1とClパイロット信号が規定されたパイロット信号強度レベルを超えていると仮定する。そのとき、モバイルユニットはB1とClのパイロット信号強度が閾値を超えるという指示を基地局A1に送る。好ましい実施例では、これらの基地局の任意の指示器を使用することができるが、この指示は基地局のB1とClのパイロットPN位相である。その上、モバイルユニットは、モバイル局が直接監視している基地局A1の強度と同様に基地局B1とClの強度を送るのが好ましい。モバイルユニットが以前にF-BCCHに関するオーバヘッドメッセージを通して例示的ハンドオフ表を受信し、それは例えば基地局A1からモバイルユニットに基地局A1のカバー領域へのエントリーを伝送し、結果として電力アップ、隣接している基地局から入ることまたは別の周波数から切り替わることをもたらすことを注意すべきである。ハンドオフ表は、F-CCCHソフトハンドオフがB1で許可され、アクセスハンドオフがClで許可されることを示す。
【０１０４】
開始メッセージはメッセージをその基地局制御器に送る基地局“A”によって受信される。承認メッセージはBSCで発生され、BSCから基地局局A1とBlへ伝送される。
【０１０５】
規定閾値を越えるパイロット信号強度を有する基地局は、モバイルユニットにより測定されるとき、それがB1であるハンドオフ表において“１”にセットされるF-CCCH-ソフトハンドオフを有する。したがって、これら2つの基地局が承認メッセージをソフトハンドオフにあるモバイル局に送信する。
【０１０６】
アクセスプローブハンドオフが基地局Clで有効にされるならば、基地局制御器は、基地局Clに承認を送るであろう。基地局Clはソフトハンドオフモードあるいはそうでなくメッセージをモバイルユニットに送ることができ、基地局Clがソフトハンドオフモードで作動することをモバイルユニットが伝えられなかったので、モバイル局はソフトハンドオフモードで基地局Clに結合しないであろう。実際にメッセージを送る基地局の組を決定しなければならないことを避けるために、BSCは承認メッセージをより大きい基地局に送るかもしれない。これらの基地局が直接メッセージを送信してもよいし、それらはそれら自身のフィルタを持って、あるメッセージが特定の基地局に伝送される必要はないことを決定してもよい。一度低い局が承認メッセージを受信し、それが送られるべきであると決定すると、それはF-CCCHにそれを送る。ソフトハンドオフにあるそれらの基地局は、2つの基地局からメッセージの送信の同期を課すソフトハンドオフ方法で承認メッセージを送らなければなず、例えばIS-95-Aトラフィックチャンネルでなされるとき、正確に同時にメッセージを送信することに注意すべきである。一度モバイルユニットが開始メッセージを送ると、モバイルユニットはしばらくの間F-CCCHを監視することが注意されるべきである。モバイルユニットがある短い時間間隔内に承認メッセージを受信しなかったならば、それは開始メッセージを再送する。これは例えば、IS-95-Aで行われることと同様である。
【０１０７】
その間、BSCはモバイルユニットにより使用のためにトラフィックチャンネルをセットアップして、チャンネル割当てメッセージ(またはチャンネル割当てメッセージを決定するために使用される情報)を基地局A、BおよびCに送る。B1が開始メッセージのパイロット測定情報において、モバイルユニットにより測定されるとき規定閾値を超えるパイロット信号強度を持つように報告され、およびF-CCCH-ソフトハンドオフが“１”に設定されたので、BSCは基地局Bにチャンネル割当てメッセージを送る。また、Clが開始メッセージのパイロット測定情報において、モバイルユニットにより測定されるとき規定閾値を超えるパイロット信号強度を持つように報告され、およびF_ACCESS_HOが“１”に設定されたので、基地局制御器は基地局Cにチャンネル割当てメッセージを送る。チャンネル割当て メッセージは基地局A1とB1からソフトハンドオフモードでF-CCCH上に伝送される。TIA/EIA-95-Bと合致すると、チャンネル割当てメッセージはまた基地局Clにより送信される。基地局Clからの送信は、モバイルユニットがCl伝送をA1およびB1伝送と結合しないので、ソフトハンドオフにない。
【０１０８】
コール終了中のF-OPCHのソフトハンドオフの例
図10の図面を参照すると、モバイルユニットと、多数の基地局および基地局制御器との間の例示的コール終了メッセージシーケンスを示すタイミングチャートが提供される。コール終了シーケンスの間、BSCと多数の基地局は、モバイルユニットと1つまたはそれ以上の基地局との通信のためにトラフィックチャンネルの割当てを調整する。より明確に、図10の例において、モバイルユニットが基地局Aのセル領域セクターA1に位置される間、基地局セクターA1、B1、およびClは、モバイルユニットと基地局の構成の国際モバイル加入者局アイデンティティ(LMSI)により決定される特定の時間に同じF-QPCHメッセージを送る。例えばモバイルユニットがコール登録中基地局にそのIMSIを送るかもしれないことが評価されるであろう。また、上述されたように、BSCは全体的なシステムの中で基地局の構成を知っている。全般的に与えられたページング領域の基地局は、それらが全て実質的に同じ時間にF-QPCHを伝送するように構成される。発明によれば、実質的に同時間にそれらのクイックページを伝送するそれらの基地局のF-QPCHはソフトハンドオフにあるモバイル局によって結合される。モバイルユニットはF-BCCH上のオーバヘッドメッセージを経て基地局A1からのハンドオフ表を受信する。
【０１０９】
基地局Aによってモバイルユニットに送信された例示的ハンドオフ表を参照すると、これらの基地局セクターが同じページング領域にあるか、またはそうでなければ同時にクイックページを送ることができので、F-QPCH-ソフトハンドオフフラグが基地局セクターのA1、A2、B1、B2、B3、Cl、C2、およびC3について論理“１”であることがわかるであろう。この基地局が同じページング領域にないか、そうでなければ他の基地局のように同時にクイックページを送ることができないので、基地局A1は基地局Dのために論理“0”にF-QPCH-ソフトハンドオフフラグを設定する。
【０１１０】
図10に示された例において、モバイルユニットは基地局セクターA1、B1、およびClからソフトハンドオフでクイックページ(F-QPCH)を受信する。モバイルユニットは上述されたように、その指定された時間スロットの間、F-QPCHスロットを監視する。モバイルユニットがA1、BlおよびClからF-QPCHメッセージを受信するとき、それはソフトハンドオフモードでそれらを結合する。そして、上述されたように、モバイルユニットはクイックページメッセージがそれに向けられたかどうか決定する。モバイルユニットは、それがその指定された時間スロットの間に論理“１”に設定されたクイックページを事実上受信したことをいったん決定すると、モバイルユニットはF-CCCHにおいてその規定時間スロットを監視し始める。次に、基地局制御器は、そのIMSI、TMSIまたは電子シリアル番号(ESN)のようなモバイルユニットの完全なアドレスでページメッセージを送るように基地局に命令する。モバイル局のアイデンティティに加えて、ページメッセージは提案されたサービスオプションなどの他の情報を含んでいる。
【０１１１】
ページメッセージを送ることへの多くの代替アプローチがある。好ましい実施例では、ある基地局は、ちょうどF-QPCHのようにソフトハンドオフを使用しているこのメッセージを送り出す。代替のアプローチでは、基地局の異なった組がソフトハンドオフにおいてページメッセージを送るように使用され得る。ハンドオフ表の付加的コラムのフラグによってこの異なった組の基地局が特定され得る。
【０１１２】
別の代替手段は全てのページメッセージでソフトハンドオフを使用しないことである。
【０１１３】
そのうえ、好ましい実施例において、BSCがモバイルユニットとの最近の通信などのモバイルユニットの位置に関するある付加的情報を有するなら、ページメッセージを送信している基地局の組は、FQPCHソフトハンドオフフラグにより確認された組より実際に小さくできる。これは、BSCがそうでなければ使用されるだろうよりもより小さい基地局をメッセージを送るのに決定することを許容するであろう。適した方法に戻って、モバイルユニットがセクターA1にあり、F-QPCH-ソフトハンドオフフラグがハンドオフ表においてＢ1について論理“１”に設定され、かつB1パイロット信号が閾値以上であるので、モバイルユニットはA1、B1およびClのページメッセージをソフトハンドオフに結合する。モバイル局は、それが最強のパイロット信号があるので、ページ応答メッセージを基地局A1に送ることによりソフトハンドオフページメッセージに応じる。ページ応答メッセージは隣接している基地局に関するパイロット測定情報をリストアップする。図10に示されるこの例で基地局A1、B1およびClは閾値を超えていて、報告される。
【０１１４】
この点からの処理は本質的に以前に説明されたコール開始処理と同じである。基地局A1はページ応答メッセージを基地局制御器に通信する。次に、基地局制御器は、基地局のA1とBlが別の承認メッセージをソフトハンドオフにあるそれらのF-CCCH上でモバイル局に送るように命令する。別の承認メッセージはまたそのF-CCCHでClによってモバイルユニットに送られるが、このCl承認メッセージはソフトハンドオフで送られない。最後に、基地局制御器は、モバイル局により使用のためのトラフィックチャンネルをセットアップして、チャンネル割当てメッセージ(またはチャンネル割当てメッセージを決定するために使用される情報)を基地局局A、BおよびCに送る。モバイルユニットが規定閾値を超えているようにBlパイロット信号強度を測定し、そのためF-CCCH-ソフトハンドオフがB1について“１”に設定されたので、基地局制御器は基地局Bにチャンネル割当てメッセージを送る。モバイル局が規定閾値を超えているようにClパイロット信号を測定し、その結果F_ACCESS_HOがClについて“１”に設定されたので、基地局制御器は、基地局Cにチャンネル割当てメッセージを送る。チャンネル割当てメッセージはソフトハンドオフで基地局A1とBlから伝送される。TIA/EIA-95-Bと合致するとき、また、チャンネル割当てメッセージは基地局Clからも伝送される。モバイル局がCl伝送をA1とB1伝送に結合していないので、基地局Clからの伝送がソフトハンドオフでない。
【０１１５】
代わりに、ページメッセージを排除することができ、そしてモバイル局は代わりにページ応答メッセージと共に直接クイックページメッセージに応じることができる。しかしながら、クイックページングチャンネルの間違い警報レートは、ページ応答メッセージを送る前にモバイル局がページメッセージを待つのが望ましいように、十分高くしてもよい。
【０１１６】
図11の図面を参照すると、最強測定パイロット信号強度を有する基地局、例えば基地局A1にモバイル局についてのパイロット測定情報を報告するため、モバイルユニットにより送られるクイックページ応答メッセージを含むコール終了メッセージの例が示される。これはページメッセージを送る最新の活動的な組を基地局に有利に知らせる。BSCがパイロット測定情報を知らされるので、これはページメッセージがより少ない基地局から伝送されることを必要とされる利点がある。これはBSCがモバイル局に関するパイロット測定情報を知らされないと推定され、かくして多くの異なった基地局でページメッセージを送らなければならなかった前の例と対称的である。
【０１１７】
同期基地局に関するページングチャンネルソフトハンドオフ
F-CCCH上の承認メッセージ、ページメッセージ、またはチャンネル割当てメッセージの何れかの受信において、モバイルユニットがソフトハンドオフにあるとき、モバイルユニットはちょうどトラフィックチャンネルにされるようにソフトハンドオフの基地局からの信号を多様性結合するであろう。多様性結合が正しく働くように、基地局のすべてが実質的に同じ時間にF-CCCHページングメッセージを送り出さなければならない。過去に、これはそれらの送信に同期された順方向リンクフレーム時間のすべてを持っているトラフィックチャンネルで行われた。トラフィックチャンネルが専用チャンネルであり、どんな特定の制御も必要でないので、これは比較的簡単である。それにもかかわらず、モバイルユニットは、多数通路遅れを条件として信号を同期させるようにデスキュー（deskew）バッファを通常備えられる。
【０１１８】
しかしながら、F-CCCHは共通の、即ち共有されたチャンネルであり、異なったセル領域において多数の基地局による実質的に同時なページング信号の伝達は、それらのそれぞれの伝送の整合を必要とする。例えば、ソフトハンドオフでF-CCCHメッセージの伝送を必要とするのは1つのモバイルユニットより多いかもしれない。そのうえ、そのようなそれぞれのモバイルユニットは規定閾値を超えるパイロット信号を有する基地局の異なった活動的な組を同一視するかもしれない。例えば図12を参照すると、２つの異なった、しかし基地局のオーバーラップしている組によって送信されるべきである異なった2組のメッセージの例が示される。発明の好ましい実施例によるソフトハンドオフにおいて、A1、A2またはB1によって伝送されたメッセージMlの各例は、メッセージが多様性結合され得るように、同様に変換され、変調される同じ情報を有する。メッセージM2-M5の各例についても同じことがいえる。この例において、Mlはセクター｛A1、A2、Bl｝で伝送されるべきであり、M2はセクター｛A1、A2、Cl｝で伝送されるべきである。
【０１１９】
発明の好ましい実施例において、BSCは、それぞれの基地局によって使用された単一の共通F-CCCHが適切に利用されるように、スケジューリングアルゴリズムを実行する。基地局は適切な許可フラグが上述の例で説明されたように設定されている活動的な組のそれらである。メッセージの各例は図12に示された同じメッセージの他の各例と同時に送られるように予定される。メッセージスケジューリング情報はBSCによって種々の基地局に送られる。
【０１２０】
この発明が単一のF-CCCHに関して説明されたのに注意されるべきである。多数のF-CCCHは、モバイル局のLMSIまたはTIA/EIA-95-Bのページングチャンネルで成されるそれと似た他のアイデンティティに基づいて特定のF-CCCHに細切れで使用され得る。そのときF-CCCH上で送られるメッセージはモバイル局のIMSIに基づく適切なF-CCCHに向けられる。
【０１２１】
非同期基地局に関するページングチャンネルソフトハンドオフ
発明の代替実施例では、モバイルユニットは非同期に運転される異なった基地局によって送信されたF-CCCHまたはF-QPCHメッセージの同期を実現しなければならないかもしれない。非同期な基地局はタイミングがそれらの間で必ずしも整列されない基地局である。例えば、フレームは1つの基地局から別の局へオフセットされるかもしれない。
【０１２２】
モバイルユニットは、多様性を達成するためにメッセージが結合され得る前に異なった非同期な基地局により送信されるメッセージのタイミングをデスキューしなければならない。図13のメッセージタイム図は、基地局A、BおよびCによるメッセージの伝送を示し、そこでは、セクターA1とA2が互いに同期するが、セクターB1とClは非同期である。メッセージは図12と同じである。非同期な基地局のため、各チャンネル内の相対的タイミングが維持され、しかしながら、1つのチャンネルがチャンネル間で食い違わされることに注意すべきである。
【０１２３】
異なった基地局の非同期なページングチャンネルの上で受信されるデスキューメッセージのために、モバイルユニットは基地局の間の少なくとも最大量の食い違いである長さで脱インターリーブバッファを実行する。恐らくこれらの基地局の順方向リンクに埋め込まれている同期パターンによって得られるように、モバイルユニットは、種々の基地局のタイミングオフセットを知っていると推定される。モバイルユニットが特定の基地局からシンボルを受信するように、モバイルユニットは、図３の40と42である脱拡散、直交カバーの取り外し、その各レーキ（rake）受信機フィンガーにおける復調のような、正常な受信機処理機能をする。しかしながら、それらが多様性結合され得るように非同期なメッセージを同期させるため、メッセージ情報を脱インターリーブすることは各レーキ受信機フィンガーについて異なって実行されなければならないかもしれない。なお特に、異なった基地局に対応するあらゆる各レーキ受信機フィンガーの出力は、非同期なメッセージが整列され得るように別々に脱インターリーブされる。図３を参照すると、この脱インターリーブは多様性結合器とデコーダ48で実行される。
【０１２４】
例えば、図13の例を推定すると、第１のモバイルユニットはF-QPCHおよびF-CCCHページングチャンネルメッセージを基地局セクターA1、A2およびB1から受信するようになっている。また、図３の形40と42の4つのレーキ受信機フィンガーがあると推定され、2つのフィンガーが多数経路のために異なった基地局セクターA1から割り当てられ、残っている2つフィンガーはA2およびB1に割当てられている。これらのメッセージが互いに整列されるので、モバイルユニットは通常それがするように、セクターA1からの2つのレーキフィンガーからの信号を結合する。その結果、A1(2つの指に結合された信号)の各々から1つ、A2およびB1の３つの残存している流れがある。
【０１２５】
例えば、モバイルユニットは第１の到達している基地局メッセージストリーム(2つの多数経路ストリームから結合された)から与えられたシンボルを取って、それを脱インターリーババッファに置く。対応するシンボルが第2基地局メッセージストリーム(第1の基地局より遅いタイミングを持っているもの)から到着するとき、モバイルユニットは脱インターリーババッファからシンボルを取って、それを新たに到達しているシンボルに結合して、そのシンボルを脱インターリーババッファの中に置き換える。対応するシンボルが第3基地局メッセージストリーム(第2基地局より遅いタイミングを持っているもの)から到達するとき、モバイルユニットは脱インターリーババッファからシンボルを取って、それを新たに到達しているシンボルに結合して、そのシンボルを脱インターリーババッファの中に置き換える。すべてのシンボルがすべての基地局からの脱インターリーババッファに置かれたとき、モバイルユニットは脱インターリーブを実行して、次に解読を実行する。かくして、脱インターリーブと解読は全体のシンボルがすべて3つの基地局から到達されるまで遅らせられる。すべての基地局から対応するシンボルを受信する前にモバイルユニットが解読を試みることができることに注意すべきである。これは多分高い誤り率を有するが、より速いレート処理をもたらすであろう。また、シンボルが前のインターリーバフレームから完全に受け取られる前に次のインターリーバフレームから受信されたシンボルをバッファリングしはじめるため、モバイルユニットが第2の脱インターリーババッファを必要とするかもしれないことに注意すべきである。また、当業者において明白であるべきこれを実行する他の多くの同等な方法があることの注意すべきである。
【０１２６】
ヘッダーを有するF-CCCH_ソフトハンドオフの例
さらに別の代替手段において、ページングメッセージはソフトハンドオフでF-CCCHメッセージを受信することである与えられたモバイルユニットを確認するそれらに加えられる情報を持つことができる。ソフトハンドオフでBSCの下に多くの基地局があるとき、例えば、この代替のアプローチはかなり役に立つ場合がある。F-CCCHのソフトハンドオフが異なったBSCの制御のもとで多数の基地局の間で調整されなければならないとき、この代替のアプローチはまた特に役に立つかもしれない。この代替手段は、基地局が同時に同じメッセージを送るのを必要としない。むしろ、各モバイルユニットは短い識別子を割り当てられる。例えば、この識別子は12ビット数であるかもしれない。基地局からのそれぞれのメッセージ伝送の始めに、この識別子のコード化されたバージョンが伝送される。それは、モバイルユニットが比較的低信号レベルでさえ識別子を受信することができるように、十分なコード化で伝送される。ソフトハンドオフ結合が使用されていないとき、例えば、このコード化は、識別子の誤り率が低くなるように、識別子の特別なブロックコード化表現であるかもしれない。代わりに、増加された電力レベルが使用され得る。また、当業者に身近な他の方法がまた使用され得る。F-CCCH上でメッセージを受信するとき、モバイルユニットは第１に識別子を解読し、次に、モバイルユニットはメッセージを受信するのを試みる。モバイルユニットが復調することができなく、重要な誤りを被らないでメッセージを解読するなら、そのときモバイルユニットはバッファにコードシンボルを維持し、別の基地局からの識別子を検索する。それが第2の指示を受信するとき、それはメッセージを復調し、第１の試みからバッファに記憶されたシンボルを結合する。終わりに、モバイルユニットは、再びメッセージが正しく受信されたかどうかを決定する。
【０１２７】
基地局識別子が初めにソフトハンドオフで送られないことに注意すべきである。１つ以上の基地局がそのような識別子を使用することを確認した後にだけ、それは、このアプローチのもとでソフトハンドオフのF-CCCHメッセージを結合することを可能にする。
【０１２８】
発明の特定の実施例が詳細に説明されたが、発明の精神と範囲から逸脱することなく、好ましい実施例に対する種々の変更をすることができる。したがって、発明は添付された特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 モバイルユニットがTIA/EIA-95-B仕様に従ってシステムアクセス状態にあるとき、モバイルユニットと１つまたはそれ以上の基地局を含む通信と監視活動の例示的シーケンスの図である。
【図２】 本発明の実施例に従った例示的CDMAセルラー通信システムの概要図である。
【図３】 図2のCDMAセルラー通信システムの通信のために構成された本発明の実施例に従ったモバイルユニットのブロックダイアグラムである。
【図４】 図2のCDMAセルラー通信システムの通信のために構成された本発明の好ましい実施例による基地局のブロックダイアグラムである。
【図５】 図2のCDMAセルラー通信システムの通信のために構成された本発明の実施例に従った基地局制御器のブロックダイアグラムである。
【図６】 本発明の実施例に従って、F-BCCHにおけるページングメッセージの再伝送を示すメッセージシーケンスダイヤグラムの図である。
【図７】 発明の代替の実施例に従ってF-BCCHにおける再伝送されたページングメッセージのインターリービングを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図８】 本発明の実施例による、F-QPCHとF-CCCHページングチャンネルタイムチャートである。
【図９】 本発明の実施例による、モバイルユニット、多数の基地局および基地局制御器間のページングチャンネルソフトハンドオフにおいて伝送されるコールオリジネーションメッセージシーケンスを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１０】 本発明の実施例に従って、モバイル局、多数の基地局および基地局制御器間のページングチャンネルソフトハンドオフで伝送されるコール終了メッセージシーケンスを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１１】 本発明の実施例による、モバイル局、多数の基地局および基地局制御器間のページングチャンネルソフトハンドオフで伝送される代替コール終了メッセージシーケンスを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１２】 本発明の実施例による、同時に運転している基地局の２つのオーバラップしている組により２つの異なったモバイルユニットにソフトハンドオフで伝送される２つの異なる組のメッセージを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１３】 本発明の実施例による、非同期に運転する基地局の２つのオーバラップしている組により２つの異なったモバイルユニットにソフトハンドオフで伝送される２つの異なる組のメッセージを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【符号の説明】
10…基地局制御器 12、14、16…基地局 18…モバイルユニット 30…アンテナ 32…送受切換器 34…受信機 36…送信電力増幅器 38…送信電力制御回路 40…ディジタルデータ受信機 42…データ受信機 44…検索受信機 46…制御プロセッサ 48…デコーダ回路 50…デジタルベースバンド回路 52…送信変調器 60…アンテナ 62…アナログ受信機 64…検索受信機 66…ディジタルデータ受信機 68…ディジタルデータ受信機 70…アンテナ 72…アナログ受信機 74…検索受信機 76…ディジタルデータ受信機 78…基地局制御プロセッサ 80…デコーダ回路 82…デジタルリンク 84…基地局送信変調器 86…送信電力制御回路 88…送信電力増幅器回路 90…発生器 92…アンテナ 100…システム制御プロセッサ 102…デジタルスイッチ 104…多様性結合器 106…デジタルボコーダ 108…デジタルスイッチ
発明の背景
1.発明の分野
発明は全般的にデジタルセルラー通信システムに係り、なお特にスペクトラム拡散通信システムにおけるソフトハンドオフに関する。
2.関連技術の記述
符号分割多重接続(CDMA)スペクトラム拡散通信システムでは、分割された周波数帯域がそのシステム中のすべての基地局との通信に使用される。そのようなシステムに関する例は引用文献としてここに組込まれる“二重モード広帯域スペクトラム拡散セルラー通信システムのモバイル局−基地局の互換性標準”と題するTIA/EIA 標準 TIA/EIA-95-Bに記述される。CDMA 信号の発生および受信は共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“サテライトまたは地上中継器を使用するスペクトラム拡散多重接続通信システム”と題する U.S. 特許 No. 4,401,307、および“CDMAセルラー電話システムにおける波形を発生するシステムおよび方法”と題する U.S.特許 No. 5,103,459 に記述される。
【０００２】
無線周波数（RE）信号はそれぞれモバイルユニットと1つまたはそれ以上の基地局の間で交換される。モバイルユニットは直接互いに通信しない。基地局は、例えば地上ベースワイヤまたはマイクロウエーブリンクのような種々のメディアを使用する基地局制御器(BSC)としてここに引用される、基地局セルラーまたは個人通信システム制御器と通信する。BSCはコールを公衆交換電話ネットワーク(PSTN)に発送することができ、またはパケットをインターネットなどのパケット交換ネットワークに発送することができる。また基地局は、例えば、ソフトハンドオフの間システム内で基地局の運転を調整する。
【０００３】
TIA/EIA-95はCDMA通信システムの1つの例である。TIA/EIA-95 CDMAシステムにおいてモバイルユニットからの1つまたはそれ以上の基地局への通信は、それのそれぞれがおよそ1.25MHzの無線周波数帯域幅を占める分割された周波数チャンネルの上で行われる。より明確に、与えられた周波数帯域を占める通信信号が受信局で高レート擬似ノイズ(PN)コードの使用に基づくスペクトラム拡散CDMA波形特性を通して区別される。PNコードは、基地局とモバイルユニットから送信される信号を変調するために使用される。異なった基地局からの信号は異なったPNコードの区別により与えられたモバイルユニットで別々に受信され得る。TIA/EIA-95標準において、これらのコードは単一のコードから構成されるが、それぞれの基地局はPNコードの唯一の時間オフセットを有する。また、高レートPN拡散は信号が別の伝播経路を経由した単一の送信局からの信号を受信局が受信することを許容する。多重信号の復調は、共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“多重信号を受信可能なシステムにおける復調要素の割当て”と題するU.S.特許 No.5,49,165、および“CDMA セルラー電話システムにおけるダイバーシティ受信機”と題するU.S.特許No.5,109,390に開示される。
【０００４】
与えられた“順方向”(基地局からモバイルユニットへ)TIA/EIA-95 CDMAチャンネルは、基地局からモバイルユニットへすべて伝送されるデータチャンネル、同期チャンネル、パイロットチャンネル、および一組のページングチャンネルを含む。パイロットチャンネルは各基地局について異なる位相オフセットの規則的な繰り返しパターンであるパイロット信号を搬送する。パイロットは時間基準のためと振幅および位相追跡のために提供する。パイロット信号は、モバイルユニットが確認しかつそれらの通信能力の範囲内にある種々な基地局と同期されるようになることを許容する。同期チャンネルはモバイルユニットにより使用する付加的な同期情報を搬送する。一組のデータチャンネルは種々の通信セッション（通常電話コール)と関連づけられたデータを搬送し、個々のモバイルユニットに向けられる。これらのデータチャンネルはTIA/EIA-95においてトラフィックチャンネルと呼ばれる。ページングチャンネルは、通信するという要求が受信されたとき、モバイルユニットに通知するために基地局によって使用される。
【０００５】
加入者ユニットを呼び出すためのプロトコルが基地局によって送信される電力を時間に亘って均等にするように、かつモバイルユニットにおける電力消費を減少するように典型的に定義される。あるCDMAシステムにおいて、各基地局のページングチャンネルを一組のページング“スロット”またはモバイルユニットに向けられるページング信号が発生されるタイムウインドウに分割することにより、および各モバイルユニットに平均的に分配される様式で特定のCDMA周波数チャンネル、ページングチャンネル、およびページングスロットを割当てることにより、ページングチャンネルを監視する間のモバイルユニットの電力消費が減少される。この割当ては、例えば、他の唯一な番号が利用され得るけれども、各モバイルユニットに割り当てられた国際モバイル局アイデンティティ(lMSI)に適用されたハッシング（hashing）機能の使用を通して、全般的に実行されるかもしれない。ハッシング機能の組のハッシング機能は、CDMAチャンネル、ページングチャンネル、およびページングスロットを含んでいる特定組のページングパラメタに対応している値を生じる。それからモバイルユニットは、それらの割り当てられたCDMA周波数チャンネルおよび対応しているページングスロット中ページングチャンネルによりページングメッセージを“聴く”ように構成される。ページについて聴くことがある量の電力を必要とするので、時間を制限してモバイルユニットが特定のページングスロットに対して聴取機能を実行し、モバイルユニットの全体の電力消費を減少し、したがって、そのモバイルユニットによって利用される任意のバッテリーまたは他の電力蓄積システムの寿命を増加させる。
【０００６】
“ソフトハンドオフ”と呼ばれる運転のモード中、モバイル局は同時に、2つまたはそれ以上の異なった基地局の間でCDMAトラフィックチャンネルにおける同一の通信トラフィックを交換する。モバイル局による（順方向リンク）受信の場合に、多重経路結合を有するとき、性能を向上させるために多数の基地局からの信号はコヒーレントして結合されることができる。事実上、第2基地局信号は環境によって引き起こされる第1のものの遅れた反射としてよりむしろ、活発にかつ故意に発生された第1のものの遅れたバージョンと見なすことができる。CDMA, Principles of Spread Spectrum Communication, by Andrew J．ViterB1, Addison-Wesley Pub.Co.,1995,pp.181,183-184,198-199および222-224参照。ソフトハンドオフは共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“CDMA セルラー電話システムにおけるソフトハンドオフ”と題するU.S.特許 No.5,101,501、および“CDMA セルラー通信システムにおけるソフトハンドオフを援助されたモバイル局”と題するU.S.特許 No.5,267,261でさらに開示される。同様に、モバイルユニットはソフターハンドオフとして知られるように、同じ基地局の２つのセクターと同時に通信することができ、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“共通の基地局のセクター間でハンドオフを実行する方法および装置”と題するU.S. 特許 No. 5,625,876に開示される。ハンドオフはそれらが既存の接続を切る前に新しい接続を作るので、ソフトまたはソフターとして記述される。
【０００７】
典型的なCDMA通信システムでは、ソフトハンドオフ援助されたモバイルユニットは、モバイルユニットにより測定されるように、複数組の基地局のパイロット信号強度に基づいて運転する。TIA/EIA-95 CDMA通信システムでは、例えば、活動的な組は活動的な通信が確立される基地局の組である。隣接する組は通信を確立するに十分なレベルのパイロット信号強度を持っている高い確率を有する基地局を含んでいる活動的な基地局を囲む一組の基地局である。候補の組は通信を確立するに十分なレベルのパイロット信号強度を有する一組の基地局である。
【０００８】
例えば、少なくとも１つの以前のCDMAシステムでは、モバイルユニットとモバイルユニットの活動的な組にある2つまたはそれ以上の基地局との間でソフトハンドオフをセットアップすることができる。例えば、そのような以前のCDMAシステムにおいて、通信が初めに確立されるとき、モバイルユニットは第1基地局を通して典型的に通信し、そして活動的な組は第１基地局だけを含んでいる。モバイルユニットは活動的な組、候補の組、および隣接の組の基地局のパイロット信号強度を監視する。隣接の組の基地局のパイロット信号が予定された閾値を超えるとき、基地局は候補の組に加えられ、モバイルユニットで隣接の組から取り除かれる。モバイルユニットは新しい基地局を確認している第１基地局にメッセージを通信する。基地局制御器は新しい基地局とモバイルユニットとの通信を確立するかどうか決める。基地局制御器が通信を確立すると決めるならば、それはモバイルユニットに関する確認情報とそれら間の通信を確立する命令を有するメッセージを新しい基地局に送る。また、メッセージは第1の基地局を通してモバイルユニットに伝送される。メッセージは第１および新しい基地局を含む新しい活動的な組を確認する。モバイルユニットは新しい基地局のために伝送された情報信号を検索し、そして新しい基地局とソフトハンドオフで通信が確立される（第１の基地局を通す通信の終了なしに）。こ処理は付加的な基地局と続行することができる。
【０００９】
モバイルユニットが多数の基地局を通して通信しているとき、それは活動的な組、候補の組、および隣接の組の基地局の信号強度を監視し続ける。活動的な組の基地局に対応している信号強度が予定された時間の期間予定された閾値以下に低下するなら、モバイルユニットはその事を報告するためメッセージを発生して伝送する。基地局制御器はモバイルユニットが通信している少なくとも１つの基地局を通してこのメッセージを受信する。セルラーまたはパーソナル通信システム制御器は、弱いパイロット信号強度を持っている基地局を通す通信を終えると決定するかもしれない。
【００１０】
ソフトハンドオフは全般的にモバイルユニットと活動的な組の１つまたはそれ以上の基地局との間のトラフィックチャンネルのような専用のチャンネルで成功しているが、全般的に、ソフトハンドオフは、例えば、ページングチャンネルなどの共通のチャンネルで利用可能ではなかった。典型的なページングチャンネルにおけるソフトハンドオフの不在の１つの理由は、通常ソフトハンドオフが、ソフトハンドオフに参加するあらゆる基地局から同じメッセージを送ることを必要とするということである。しかしながら、先のシステムでは、これはページングチャネル容量においてかなりの減少をもたらし得る。例えば、ページングチャンネルのソフトハンドオフにかかわる基地局の数がＮであるとしよう。そのときページングチャンネル容量がＮの要素により減少され得る。小さい都市でさえ、何10ものセルがあり、ページングチャネル容量は実質的に減少させられた。ネットワークにおけるすべての基地局がソフトハンドオフにあるので、たぶんセルのグループの間の境界がなければならないし、これらのセルのグループ間の性能は減少されるであろう。ソフトハンドオフにあるセルのオーバラップグループの組を使用するのは可能である。しかしながら、これは、多くのメッセージがこれらのセルの多数組によって伝送されねばならないことを意味し、その結果、より低いページングチャネル容量をもたらす。あいにく、ページングチャンネルがソフトハンドオフで全般的に運転されないので、フェーディングおよびシャドウイングは1つの基地局の順方向リンクが別の基地局の順方向リンクよりも強くなることを起こさせ得る。これは、モバイルユニットがシステムアクセスを実行するために試みているとき、それは全般的にシステム接続状態にある(ハード)ハンドオフを容易に実行することができないので、重要な問題をもたらし得る。そのうえ、コールはトラフィックチャンネルがセットアップされた後にモバイルユニットをソフトハンドオフに得ることにおける遅れのためしばしばドロップされる。
【００１１】
モバイルユニットが第１にトラフィックチャンネルに割当てられるとき、同様の問題は存在し、モバイルユニットは初めに、１つの基地局だけからトラフィックチャンネルを受信する。この同様な問題が“ソフト-チャンネル割当て”と呼ばれる、TIA/EIA-95-B標準に含まれている技術によって扱われた。ソフト-チャンネル割当ては、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“多重接続通信システムにおける遊びハンドオフを実行する方法および装置”と題する特許出願シリアル No.08/660,436に開示される。ソフト-チャンネル割当ては、局をトラフィックチャンネル割当てに続くソフトハンドオフに得ることにおいて遅れの問題を減少する。かかるソフト-チャンネル割当て中、チャンネル割当て管理はモバイル局の活動的な組にあるべき基地局のリストを搬送する。ソフト-チャンネル割当てをすることによって、それがトラフィックチャンネルに割当てられるとすぐに、モバイルユニットはソフトハンドオフに置かれる。これはモバイルユニットがソフトハンドオフに置かれる速度をかなり上昇し、その結果コールセットアップの信頼性を増加させる。
【００１２】
ページングチャンネルのフェーディングから生じるドロップされたコールの発生を減少させるため、種々の技術がTIA/EIA-95-B仕様で提案された。そのような２つの技術が“アクセスプローブハンドオフ”および“アクセスハンドオフ”と呼ばれる。基本的な原理は特許出願シリアルNo.08/66,436で開示される。
【００１３】
アクセスプローブハンドオフは、モバイルユニットがアクセスプローブの間新しい基地局の監視に切り替わることを可能にする。モバイルユニットはモバイルユニットが監視している基地局の順方向のリンクが弱くなり過ぎるときはいつも新しい基地局を監視するのに切り替わるだろう。このようにして、例えば、モバイルユニットがアクセスプローブに承認を受けないなら、およびページングチャンネルが弱いことをモバイルユニットが決定するならば、モバイルユニットは新しい基地局の使用に移行するかもしれない。基地局によってモバイルユニットに送られた拡張されたシステムパラメタメッセージは、アクセスプローブハンドオフを実行するのが許可されているかどうか、およびモバイルユニットがアクセスプローブハンドオフを実行することが許可されている基地局の組をモバイルユニットに知らせる。１つの初期の実施例において、モバイル局の隣接リストの各基地局について、拡張されたシステムパラメタメッセージはアクセスプローブハンドオフがその基地局に許可されているかどうかを示す１ビットのフラグを持っている。
【００１４】
アクセスハンドオフは、モバイルユニットがチャンネル割当てメッセージを待っている間新しい基地局の監視に切り替わることを可能にする。このようにして、例えば、モバイルユニットがそのアクセスプローブに承認を受けたなら、およびページングチャンネルが弱いことをモバイルユニットが決定するならば、モバイルユニットは新しい基地局を使用することに移動するかもしれない。基地局によってモバイルユニットに送られた拡張されたシステムパラメタメッセージはアクセスハンドオフを実行するのが許可されているかどうか、およびアクセスハンドオフを実行することが許可されている基地局の組をモバイルユニットに知らせる。１つの以前の実施例において、モバイル局の隣接リストの各基地局について、拡張されたシステムパラメタメッセージは、アクセスハンドオフがその基地局に許可されたかどうかを示す１ビットのフラグを有する。
【００１５】
アクセスエントリハンドオフとして引用されたTIA/EIA-95-Bで指定された別の以前の方法は、それがページ応答メッセージを伝送するまでモバイルユニットがページを受信する時間から新しい基地局の監視を始めることをモバイルユニットに可能にする。
【００１６】
全般的に、トラフィックチャンネルハンドオフは、ハンドオフを実行するようにモバイルユニットに命令する明白なメッセージをモバイル局が受信することを必要とする。アクセスプローブハンドオフ、アクセスハンドオフ、およびアクセスエントリハンドオフでは、モバイルユニットはそれをハンドオフに命令する明白なメッセージを受け取らないが、それが基地局に知らされ、および基地局によって予め可能にされた基地局の組に限って自主的にハンドオフを実行する。
【００１７】
TIA/EIA-95-B仕様に従って、ソフトチャンネル割当て、アクセスプローブハンドオフ、およびアクセスハンドオフを容易にするために、モバイルユニットにより送られたアクセスチャンネルメッセージは、受信した信号強度がTIA/ELA-95-BでT_ADDと呼ばれるある閾値レベルより上にある基地局の組を確認する。T_ADDの上の強度を持っている基地局は、トラフィックチャンネル上にモバイル局があるならば、活動的な組に典型的に置かれたそれらの基地局である。TIA/EIA-95-Bにおいて、モバイル局はアクセスチャンネルメッセージの基地局の２つの異なったリストを報告する。１つのリストがIDLE_HANDOFF_LISTである。これは受信された信号強度がT_ADDを超えて、モバイルユニットがアクセスプローブまたはアクセスハンドオフを実行することを許容された基地局の組である。後者は隣接している基地局に対応する拡張されたシステムパラメタメッセージの１ビットのフラグによって制御される。基地局の第２の組は、信号強度がT_ADDを超えて、アクセスプローブまたはアクセスハンドオフが許容されないそれらである。ソフトチャンネル割当てを実行するとき、基地局はこの情報を使用することができる。
【００１８】
図1の説明図面はアクセスプローブハンドオフ、アクセスハンドオフ、およびアクセスエントリハンドオフの運転の仮定例を提供する。
【００１９】
それにもかかわらず、まだ、共通のチャンネルにおけるソフトハンドオフの不在によるロストコールの問題がある。例えば、コールセットアップ中、ページングチャンネルの損失によるロストコールの問題がある。これはシステムの顧客にいらだちをもたらす。その上、ページングチャンネルに伝送されるのに必要である電力の大きさはかなり大きくて、その結果、システムの総合的な容量を減少させる。
【００２０】
したがって、スペクトラム拡散通信システムなどのセルラー通信システムにおいて、ページングチャンネルのような共通のチャンネル上のソフトハンドオフの必要があった。本発明はこの需要を満たす。
【００２１】
好ましい実施例の詳細な記述
本発明はセルラー通信システムにおけるページングチャンネルなどの共通の通信チャネル上の新規なソフトハンドオフを含む。以下の記述は当業者が発明を作り、使用することを可能にするように提示され、特定の応用およびその要求に関連して提供される。好ましい実施例に対する種々の変更はこれら当業者に容易に明らかであり、ここに定義される基本的な原理は、発明の精神と範囲から逸脱することなく他の実施例と応用に適用されるかもしれない。したがって、本発明は示された実施例に制限されることを意図されなく、ここに開示された原理と特徴に一致した最も広い範囲に従うべきである。
【００２２】
全体システムアーキテクチュア
発明の好ましい実施例を表わすCDMAセルラー通信システムは、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“ CDMA セルラー通信システムにおけるモバイル局援助ソフトハンドオフ”と題するU.S.特許 No.5,640,414に開示される。図２を参照すると、例示的デジタルセルラー通信システムが示される。基地局制御器10は専用電話回線、光ファイバリンクのような種々の手段またはマイクロ波通信リンクによって基地局と結合される。図２において、３個の例示的基地局、12、14、および16と例示的モバイルユニット18が示される。矢印20a-20bは基地局12とモバイルユニット18の間で可能な無線通信リンクを定義する。矢印の22a-22bは基地局14とモバイルユニット18の間で可能な通信リンクを定義する。同様に、矢印の24a-24bは基地局16とモバイルユニット18の間の可能な無線通信リンクを定義する。モバイル局は単一の基地局のカバー領域にあるか、またはそれが図２で見られるように多数の基地局から信号を受信することができる領域にあるかもしれない。
【００２３】
CDMAセルラー通信システムの好ましい実施例において、それぞれの基地局はパイロットチャンネル上に“パイロットキャリヤー”信号、即ち略してパイロット信号を送信する。パイロット信号は、共通の擬似ランダムノイズ（PN）を使用して各基地局により全ての時間に送信される変調されない、ダイレクトシーケンスのスペクトラム拡散信号である。パイロット信号は、一貫性を持っている復調の位相基準、およびハンドオフ決定のために基地局間の比較の信号強度基準を提供することに加えて、モバイルユニットに初期のシステム同期、すなわち、タイミングを得させる。
【００２４】
本実施例でそれぞれの基地局によって送信されるパイロット信号は、同じPN拡散コードであるが、異なったコード位相オフセットを有する。例えば、本発明の実施例では、パイロット信号拡散コードは２15のPNコード長である。この例では、ゼロオフセットからの511の異なったオフセットがあり、オフセットは64PNチップの増加にある。モバイル局によって互いに区別されるパイロット信号を許容し、それらが生じる基地局間の区別をもたらすのは、この位相オフセットである。同じパイロット信号コードの使用は、モバイル局がすべてのパイロット信号コード位相を通して信号検索によりシステムタイミング同期を見出すことを許容する。それぞれのコード位相のために相関処理を通して確認されるような最も強いパイロット信号は容易に確認可能である。全般的に、確認されたパイロット信号は最も小さい経路遅れで基地局によって送信されたパイロット信号に対応しており、それはしばしば常に最も強い基地局ではない。
【００２５】
また、本発明の実施例におけるそれぞれの基地局は、変調され、コード化され、インターリーブされ、ダイレクトシーケンスであるシンクチャンネル信号、付加的同期、システム時間、およびこれらとともに他のオーバヘッド制御情報を取得するためにモバイル局によって使用されるスペクトラム拡散信号を送信する。システム確認のような情報、ネットワーク確認、パイロットPNシーケンスオフセットインデックス、長いコード状態、他の時間パラメタとともにこのシステム時間、およびページングチャンネルデータレートがシンクチャンネルに伝送される。パイロットPNシーケンスオフセットインデックスがゼロオフセットパイロットPNシーケンスからオフセット値を確認することに注意されるべきである。シンクチャンネル信号はパイロットチャンネルとして同じパイロットPNシーケンスオフセットを使用して脱拡散される。
【００２６】
また、この実施例におけるそれぞれの基地局はページングチャンネル信号に対応している１つまたはそれ以上のページングチャンネルに送信する。発明の好ましい実施例において、ページングチャンネルメッセージは無線送信のため変調された信号に変換される。より明確に、この実施例では、ページングチャンネルメッセージはコード化され、インターリーブされ、スクランブルされ、変調された、ダイレクトシーケンススペクラム拡散信号である。ページングチャンネルに送信されるオーバヘッドメッセージは、全般的なシステムと基地局オーバーヘッド情報を含むシステムパラメタメッセージ、システムにアクセスするときアクセスチャンネル上でモバイルユニットにより使用されるべき情報を含むアクセスパラメタメッセージ、隣接基地局のパイロット信号PNシーケンスオフセットをモバイル局に確認する隣接リストメッセージ、この基地局に利用可能な1.25MHzのCDMAチャンネルを確認するCDMAチャンネルリスト、およびアクセスプローブハンドオフとアクセスハンドオフに関係する情報を有する拡張されたシステムパラメタメッセージを含む。シンクチャンネル信号と同様に、ページングチャンネル信号はパイロットチャンネルと同じパイロットPNシーケンスオフセットを使用して拡散されかつ脱拡散される。この実施例において、ページングチャンネルは、以下により完全に説明されるようにスロットを付けられて多重チャンネル構造として実施される。
【００２７】
各基地局は複数のトラフィックチャンネルの選択され１つで意図されたモバイルユニットにユーザ情報を送信する。各モバイルユニットはこのようにしてモバイルユニットが意図された情報を受信するために唯一のトラフィックチャンネルを割当てられる。本発明の実施例では、トラフィックチャンネル信号は変調され、インターリブされ、スクランブルされた、それぞれのトラフィックチャンネル上でモバイルユニットに送信された、ダイレクトシーケンススペクトラム拡散信号である。シンクチャンネルメッセージに受信される情報はトラフィックチャンネルスクランブル信号を脱スクランブルするモバイルユニットにより使用される。
【００２８】
基地局の種々のチャンネルの変調スキームに関する詳細は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“CDMAセルラー電話システムにおける信号波形を発生するシステムおよび方法”と題するU.S.特許 No.5,103,459で説明される。
【００２９】
ハンドオフを開始されたモバイルは、パイロット信号の存在か欠如、およびパイロット信号の信号強度を検出するためにモバイルユニットを頼りにする。モバイルユニットはそれが受信するパイロット信号の信号強度を確認および測定する。この情報はモバイルユニットが基地局制御器(BSC)通して通信している基地局を経て伝送される。この情報を受信するときのBSCはソフトハンドオフを開始するか、または引きおろす。パイロットを検索する処理を能率化するように、異なった４組のパイロットオフセットが定義される:活動的な組、候補の組、隣接の組、および残りの組である。活動的な組はモバイルユニットが通信している基地局かセクターを指す。候補の組は、パイロットがそれらを活動的な組のメンバーにするに十分な信号強度を有してモバイルユニットに受信されるが、基地局によって活動的な組に置かれなかった基地局またはセクターを指す。隣接の組はモバイルユニットとの通信の確立に関して候補と同様である基地局かセクターを指す。残りの組は、現在活動的な、候補の、および隣接の組にあるそれらのパイロットオフセットを除いて、現システムにおける他のすべての可能なパイロットオフセットを持っている基地局かセクターを指す。ハンドオフスキームにおけるこれらの組の使用に関する詳細については後でより詳細に議論する。
【００３０】
コールがセットアップされるとき、擬似ランダムノイズ(PN)コードアドレスはコールの経過中使用のために決定される。全般的に、このコードアドレスは、コードが基地局とモバイルユニットとの通信に唯一である唯一のコードでPNの長いシーケンスコードにマスクをかけるのに使用される。コードアドレスは基地局によって割り当てられるか、または好ましくはモバイルユニットのアイデンティティに基づく予定配列で決定されてもよい。
【００３１】
コールがセットアップされた後に、モバイルユニットは、隣接するセルに位置した基地局によって送信されたパイロット信号を走査し続ける。パイロット信号走査は、隣接している基地局の１つまたはそれ以上が予定された閾値を超えて上昇するなら、通信が基地局とモバイルユニット間で支持されることを示すレベルを決定するために続ける。隣接するセルに位置した基地局によって送信されたパイロット信号が閾値以上に上昇するとき、それはハンドオフが開始されるべきであることをモバイル局に指示するように役立つ。このパイロット信号強度決定に対応して、モバイルユニットは、現にコールをサービスしている基地局に制御メッセージを発生して伝送する。この制御メッセージは基地局制御器(BSC)に中継される。
【００３２】
モバイルユニット
図３は発明の好ましい実施例による例示的モバイルユニットセルラー電話をブロックダイアグラムの形で示す。モバイルユニットは送受切換器32を通してアナログの受信機34および送信電力増幅器36と結合されたアンテナ30を含んでいる。アンテナ30と送受切換器32は標準設計であり、単一のアンテナを通して同時に送信と受信を可能にする。アンテナ30は伝送された信号を集めて送受切換器32を通してアナログ受信機34にそれらを供給する。受信機34は送受切換器32からのRF周波数信号を受信し、この実施例においては、典型的にU.S.セルラーに関して850MHzの周波数帯域、U.S.PCSに関して1.9GHz周波数帯域にある。次に、信号は増幅されて、IF周端数にダウン変換される。この周波数変換処理は標準設計の周波数シンセサイザを使用して達成され、それは受信機が全てのセルラー電話周波数帯域の受信周波数帯域内の任意の周波数に同調されることを可能にする。
【００３３】
次に、IF信号が好ましい実施例で帯域幅の略1.25MHzである表面弾性波(SAW)バンド経路フィルタを通される。SAWフィルタの特性は、好ましい実施例で1.2288MHzである予定されたレートでクロックされるPNシーケンスによって変調されるダイレクトシーケンススペクトラム拡張されたバス局によって伝送された信号の波形に合致するように選ばれる。
【００３４】
また、受信機34がモバイル局送信電力の調整のために電力制御機能を実行する。受信機34は送信電力制御回路38に提供されるアナログの電力制御信号を発生する。モバイル局電力制御の制御と運転は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれた“ＣＤＭＡセルラー電話システムにおける伝送電力を制御する方法および装置”と題するU.Ｓ．No.5,056,109でさらに開示される。
【００３５】
また、受信機34はＩＦ信号をディジタル信号へ変換するためにアナログデジタル(A/D)コンバータ（示されない）に提供される。デジタル化された信号はそれぞれの3つまたはそれ以上の信号プロセッサかデータ受信機に供給され、その1つはデータ受信機であるリマインダーを有する検索受信機である。図の目的のため、図３に１つの検索受信機と２つのデータ受信機のみが示される。
【００３６】
図３において、受信機34からのデジタル化された信号出力がディジタルデータ受信機40および42と、検索受信機44に供給される。安価で、低い性能のモバイル局には単一のデータ受信機しかないが、より高い性能の局には、多様性受信を許容するために２つ以上、望ましくは最小３つ有することが理解されるべきである。
【００３７】
デジタル化されたＩＦ信号は、この局とすべての隣接している基地局により伝送されたパイロットキャリヤーと共に多くの継続しているコールに関する信号を含む。受信機40と42の機能が適切なPNシーケンスを有するＩＦサンプルを相関することにある。この相関処理は“利得処理”として技術において周知の特性を提供し、それは適切なPNシーケンスに合致する信号の信号対干渉比を高め、一方他の信号を高めない。そして、相関出力はキャリヤー位相基準として相関のために使用されるパイロットキャリヤーオフセットPNシーケンスを使用することをコヒーレントに検出される。この検出処理の結果はコード化されたデータシンボルのシーケンスである。
【００３８】
本発明で使用されるPNシーケンスの特性は、区別が多経路信号に対して提供されるということである。１つ以上の経路を通り抜けた後に信号がモバイル受信機に到達するとき、信号の受信時間に差があるであろう。この受信時差は光速によって割算される距離の違いに対応している。この時間の差が1つのPNチップ、好ましい実施例では、0.8138マイクロセカンドを超えると、相関処理は経路の１つを区別するであろう。受信機は、より早いまたはより遅い経路を追跡して、受信するかどうかを選ぶことができる。2つの受信機が受信機40と42などのように提供されるならば、同時に、2つの独立している経路が追跡され得る。
【００３９】
制御プロセッサ46の制御の下で、検索受信機44は、基地局の受信されたパイロット信号の公称時間の回りに、時間領域を連続して走査するため、同じ基地局からの他の多経路パイロット信号のため、およびパイロット信号を送信された他の基地局のためにある。受信機44は公称時間以外の時には、必要な波形の任意の受信の強度を測定するだろう。受信機44は、パイロット信号強度の基準としてＥc/Ｉoとして示される、全受信スペクトル密度、雑音、および信号に対してチップあたりの受信パイロットエネルギーの比率を使用する。受信機44は、パイロット信号とその信号強度を表わす信号強度測定信号を制御プロセッサ46に供給する。
【００４０】
プロセッサ46は、それぞれが最も強い信号の異なった１つを処理するように、信号をデータ受信機40と42に供給する。受信機40と42は単一の基地局からまたは２つの異なった基地局からの多重経路信号を処理するかもしれない。
【００４１】
受信機40と42の出力は多様性結合器とデコーダ回路48に供給される。回路48内に含まれる多様性結合器回路は受信された信号の2つの流れのタイミングを整列およびそれらを加算して調整する。この加算処理は、２つの流れの相対的な信号強度に対応する数により２つの流れを掛けることによって行なわれ得る。この演算は最大比率多様性結合器を考慮され得る。そして、結果として結合された信号流は、また回路48の中に含まれた順方向流れ誤り検出デコーダを使用することで解読される。
【００４２】
例示的実施例では、旋回コード化が利用される。この型のコードのための最適なデコーダはソフト決定バイタービ（ViterB1）アルゴリズムデコーダ設計のものである。結果としての解読された情報ビットはユーザのデジタルベースバンド回路50に渡される。
【００４３】
ベースバンド回路50はデジタルボコーダ（示されない）を通常含んでいる。ベースバンド回路50はハンドセットまたは任意の他の型の周辺装置とのインタフェースとしてもさらに役立つ。ベースバンド回路50はさまざまな異なったボコーダ設計に対応する。ベースバンド回路50は回路48からそれに提供される情報に応じて、ユーザに出力情報信号を供給する。また、音声以外の他の種々の型のサービスが、ここに開示が等しく評価可能であるように提供されてもよいことが理解されるべきである。
【００４４】
ハンドセットを通して通常提供されるユーザアナログ音声信号は入力としてベースバンド回路50に供給される。ベースバンド回路50はアナログ信号をデジタルフォームに変換するアナログデジタル(A/D)変換器（示されない）を含む。ディジタル信号はデジタルボコーダに供給され、そこでそれがコード化される。ボコーダ出力はエラー修正のために順方向エラー修正コード化回路（示されない）に提供される。この音声デジタル化コード化信号は、変調器52を伝送るためにベースバンド回路50から出力される。
【００４５】
トラフィックチャンネルがセットアップされた後にコールトラフィックの伝送中、送信変調器52はコールのために割り当てられたアドレス機能にしたがってPNシーケンスが選ばれるPNキャリヤー信号にコード化された信号を変調する。PNシーケンスは、基地局および決定された受信機40と42により伝送されたコールセットアップ情報から制御プロセッサ46により決定される。代替手段では、制御プロセッサ46は基地局の予定配列を通してPNシーケンスを決定してもよい。コール解読のために、制御プロセッサ46はPNシーケンス情報を送信変調器52および受信機40と42へ供給する。また送信変調器52は基地局によって使用されるPNコードの共通の移行されないバージョンでデータを変調する。
【００４６】
送信変調器52の出力は送信電力制御回路38に供給される。信号送信電力は受信機34から提供されるアナログ電力制御信号によって制御される。その上、制御ビットは電力調整指令の形で基地局によって送信され、データ受信機40と42によって処理される。電力調整指令は制御プロセッサによってモバイル局伝送における電力レベルの設定に使用される。電力調整指令に応答して、制御プロセッサ46は回路38に提供されるデジタル電力制御信号を発生する。
【００４７】
送信電力制御回路38は送信電力増幅器回路36に電力制御された変調された信号を出力する。信号を適切な出力周波数に同調する周波数シンセサイザ出力信号で混合することにより、回路36はＩＦ信号をRF周波数へ増幅して変換する。回路36は電力を最終的な出力レベルへ増幅する増幅器を含んでいる。意図された送信信号は回路36から送受切換器32へ出力される。送受切換器32は基地局への伝送のためアンテナ30と信号を結合する。
【００４８】
また、制御プロセッサ46はセル多様性モード要求および基地局通信終了指令などの制御メッセージを発生させることができる。これらの指令は、伝送のために送信変調器52へ供給される。制御プロセッサ46はハンドオフおよび多様性結合に関する決定をするためにデータ受信機40、42および検索受信機44から受けたデータに応答可能である。
【００４９】
基地局
図４は発明の好ましい実施例による基地局装置の例示的実施例のブロックダイアグラムを示す。基地局では、２つの受信機システムが利用され、それぞれスペース多様性受信のため別々のアンテナとアナログ受信機を有する。それぞれの受信機システムにおいて、信号が多様性結合処理を受信するまで、信号は同様に処理される。破線内の要素は基地局および１つのモバイル局間の通信に対応している要素に対応する。アナログの受信機の出力はまた他のモバイル局との通信で使用される他の要素に提供される。
【００５０】
図４において、第1の受信機システムはアンテナ60、アナログ受信機62、検索受信機64、およびディジタルデータ受信機66から成る。また、この受信機システムは任意のディジタルデータ受信機68を含んでもよい。任意のディジタルデータ受信機68が１つだけ示されるが、いくつかの付加的な受信機が使用されてもよいことが理解されるべきである。第２の受信機システムはアンテナ70、アナログ受信機72、検索受信機74、およびディジタルデータ受信機76を含んでいる。再び、付加的な任意のディジタルデータ受信機（示されない）がこの受信機システムに利用されてもよい。また、ハンドオフと多様性のための信号処理と制御に基地局制御プロセッサ78が利用される。両方の受信機システムは多様性結合器とデコーダ回路80に結合される。デジタルリンク82は、制御プロセッサ78の制御の下で基地局送信変調器84と回路80とともに基地局制御器（図５）と双方向の通信信号に利用される。
【００５１】
アンテナ60に受信される信号はアナログの受信機62に供給される。受信機62の増幅器で増幅された受信信号は周波数シンセサイザ出力信号と混合することによりＩＦ周波数に変換される。ＩＦ信号は、モバイル局アナログ受信機に関して説明されたのと同じ処理で、帯域通過フィルターにかけられて、デジタル化される。ディジタル化されたＩＦ信号は、ディジタルデータ受信機66、選択的なデータ受信機68、および検索受信機64に供給され、図３におけるモバイル局のディジタルデータ受信機および検索受信機に関して明らかにされたようにそれと同様の方法でそれぞれ処理される。しかしながら、ディジタルデータ受信機と検索受信機による処理は、モバイルリンクに対して基地ユニットで使用される基地局リンクについていくつかの点でモバイル局と異なっている。
【００５２】
インバウンド、即ちモバイルユニットから基地局リンクへ向かうときでは、モバイルユニットは基地局での信号処理におけるコヒーレントな基準目的のために使用され得るパイロット信号を送信しない。したがって、この実施例では、基地局リンクへのモバイルユニットは、64-アレイの直交信号を使用することで非コヒーレント変調および復調スキームを利用する。
【００５３】
連合されたディジタルデータ受信機66、およびもし使用されるならばデータ受信機68が最も強い使用可能時間領域信号を追跡して処理することを確実にするために、検索受信機64が受信機信号に関して時間領域をスキャンするように再び使用される。この追跡処理はモバイル局に関して説明されたのと同じである。検索受信機64は、処理のため適切な受信信号を選択するために制御信号をディジタルデータ受信機66と68に供給する基地局制御プロセッサ78に信号を提供する。
【００５４】
ディジタルデータ受信機66（および68）は受信された信号の評価を生成し、受信されたデータ信号の重みを提供する。重みの機能は測定された信号強度にリンクされる。重み付けられたデータは多様性結合器およびデコーダ回路80に出力として供給される。
【００５５】
第2の受信機システムは図４の第１の受信機システムに関して議論されたのと同様の方法で受信された信号を処理する。受信機66および76からの出力は多様性結合器およびデコーダ回路80に供給される。回路80は、ディジタルデータ受信機66からシンボルを受信機76からの重みシンボルと結合する加算および他の重み回路を含んでいる。結果は回路80で実行されるバイタービアルゴリズムデコーダ内で使用のための一組のデコーダ重みおよびシンボルを決定するのに使用される。
【００５６】
バイタービデコーダは、最もありそうな情報ビットシーケンスを決定するのに利用される。公称20msecの各ボコーダデータブロックに関して、信号品質評価が得られ、データに伴うモバイル局電力調整指令としてモバイル局へ伝送される。品質評価は20msec間隔にわたる平均信号対ノイズ定量である。
【００５７】
図４において、選択的なディジタルデータ受信機68がシステムの改良された性能のために含まれてもよい。この付加的データ受信機のみあるいは付加的データ受信機との組み合わせは、伝送された信号のモバイル局の他の可能な遅れ経路を追跡して、受信することができる。この受信機における構造と作動はディジタルデータ受信機66と76に関して説明されたそれと同様である。受信機68は付加的多様性モードを得るのに利用される。
【００５８】
BSCからの信号は制御プロセッサ78の制御の下でデジタルリンク82を経て適切な送信変調器に結合される。送信変調器84は、制御プロセッサ78によって割り当てられる予定の拡散機能(PNコード)にしたがって、意図された受け手モバイル局への伝送のためのデータをスペクトラム拡散変調する。送信変調器84の出力は、制御プロセッサ78の制御の下にある送信電力制御回路86に供給され、送信電力が制御される。回路86の出力は、送信電力増幅器回路88に供給される。
【００５９】
好ましい実施例において、各トラフィックチャンネル(ユーザデータ通信チャンネル)、シンクチャンネル、１つまたはそれ以上のページングチャンネル、およびパイロットチャンネルは異なったウォルシュ関数シーケンスによって変調される。トラフィックチャンネルだけがそれぞれ唯一のPNコードで変調されるが、コード、他のチャンネルに伴うそれぞれのトラフィックチャンネルは共通のPNシーケンスによって変調される。例示的実施例において、パイロットチャンネルウォルシュ関数シーケンスは“すべてゼロ”であり、その結果、パイロット信号がそれ自身共通のPNシーケンスである。共通のPNシーケンスによって変調されるすべての信号が、電力増幅器回路88に供給される。
【００６０】
回路88は送信変調器84の出力を基地局における他の送信変調器の出力と合計する合計器を含む。回路88はさらに合計された送信変調器出力信号とともに、発生器90からのパイロットの信号/シンクチャンネル信号/ページングチャンネル信号出力を合計する合計器を含む。また、回路88は、それぞれディジタル信号をアナログ信号に変換し、送信変調器からの出力としてＩＦ周波数信号をRF周波数に変換し、RF信号を増幅する、ディジタルアナログ変換器、周波数アップ変換回路、および増幅器を含んでいる。回路88からの出力はアンテナ92に供給され、それは基地局のサービス領域内でモバイルユニットに送信される。
【００６１】
基地局制御プロセッサ78は特定のコールに対するディジタルデータ受信機と変調器の割当てに責任を持っている。制御プロセッサ78はまた、コールの進行、信号の品質を監視して、信号の損失のときにティアーダウン（teardown）を開始する。基地局はそれが標準の電話ワイヤ、光ファイバ、またはマイクロ波リンクによって結合されるリンク82を通してBSCと通信する。
【００６２】
基地局制御器
図５は本発明の好ましい実施例のBSCに利用された実施例を形成するブロックダイアグラムである。BSCはシステム制御器またはシステム制御プロセッサ100と、デジタルスイッチ102と、多様性結合器 104と、デジタルボコーダ106とデジタルスイッチ108を通常含んでいる。この実施例では、スイッチ102はポケットスイッチである。図示されないが、付加的多様性結合器とデジタルボコーダはデジタルスイッチ102と108の間で結合される。
【００６３】
セル多様性モードが活動的であるか、またはBSCが2つまたはそれ以上の基地局によって処理されたコールでハンドオフ処理にあるとき、信号は名目上は同じ情報と共に１つより多い基地局からBSCに届くだろう。しかしながら、モバイル局から基地局への境界内向きのリンクにおけるフェージングと干渉のために、１つの基地局からの信号は他の基地局からの信号より良い質があるかもしれない。
【００６４】
デジタルスイッチ102は、１つまたはそれ以上の基地局から多様性結合器104へ、またはシステム制御プロセッサ100からの信号により決定されるとき対応する多様性結合器へ与えられたモバイル局に対応する情報ストリームを発送するのに使用される。システムがセル多様性モードでないとき、多様性結合器104は迂回されるか、またはそれぞれの入力ポートに同じ情報を与えられるかもしれない。
【００６５】
多数の直列結合された多様性結合器(またはセレクタ)およびボコーダは名目上並列に、処理されるべき各コールに１つ備えられる。多様性結合器104は２つまたはそれ以上の基地局信号から情報ビットに従って信号品質指示を比較する。多様性結合器104はボコーダ106への出力のため、情報のフレームごとに基づいた最も高い質の基地局信号に対応するビットを選択する。
【００６６】
この実施例では、ボコーダ106はデジタル化された音声信号を標準の64Kbps PCN電話フォーマット、アナログ、または任意の他の標準フォーマットへ変換する。結果の信号はボコーダ106からデジタルスイッチ108へ伝送される。システム制御プロセッサ100の制御の下で、コールはPSTNへ転送される。
【００６７】
モバイルユニットのために意図されるPSTNから来る音声信号はシステム制御プロセッサ100の制御の下でデジタルスイッチ108を経てボコーダ106のような適切なデジタルボコーダへ提供される。ボコーダ106はデジタル化された入力音声信号をコード化して、結果としての情報ビット流を直接デジタルスイッチ102に供給する。システム制御プロセッサの制御の下でデジタルスイッチ102は基地局またはモバイルユニットが通信している基地局にコード化されたデータを向ける。モバイルユニットが複数の基地局と通信するハンドオフモードかセル多様性モードであるならば、デジタルスイッチ102は意図された受け手モバイル局へ適切な基地局送信機によって伝送のために、コールを適切な基地局に発送する。しかしながら、モバイルユニットが単一の基地局だけと、またはセル多様性モードでなく通信しているならば、信号は単一の基地局だけに向けられる。
【００６８】
システム制御プロセッサ100はデジタルスイッチ102および108によってBSCへおよびBSCからのを発送するための制御を提供する。また、システム制御プロセッサ100は基地局へのコールの割当て、BSCでのボコーダの割当てを決定する。その上、システム制御プロセッサ100はBSCおよび基地局間の特定の割当ておよびコールのPNコードの割当てに関して各基地局制御プロセッサと通信する。図５に示されたように、デジタルスイッチ102と108は２つの別々なスイッチとして示されるが、この機能は単一の物理的な切換え局によって実行されてもよいことが理解されるべきである。
【００６９】
また、システム構造に関してここに提供される実施例がシステムの単に例示的実施例であり、他のシステム構造が採用されてもよいことが理解されるべきである。例えば、ここに説明されるように、システム制御器は多くの基地局機能とハンドオフ機能の制御のためにBSCに位置される。等しく好ましいモードにおいて、システム制御器の機能の多くが基地局を通して分配されてもよい。
【００７０】
共通チャンネルソフトハンドオフ中のシステム運転の概観
運転中、検索受信機44は、どのパイロット信号がこの実施例でT_ADDとして参照される規定された閾値を超えるかを決定するために受信パイロット信号を絶えず監視する。制御プロセッサ46は、検索が閾値を超えてパイロット信号レベルを測定した基地局を確認するPMIメッセージを作成する。PMLメッセージは単独で送ることができ、またはそれを他のメッセージに付けることができる。これらは共通のチャンネルソフトハンドオフにあるモバイルユニットによって提案される基地局である。代わりに、基地局は、どの基地局と通信するかを決定するために異なった基地局からの全受信電力のような異なった値を測定することができる。また、制御プロセッサはメッセージを送っているモバイルユニットを確認し、それはこの実施例で共通のチャンネル、F-QPCH、およびF-CCCHをそれが監視する時間スロットを確認することができる。しかしながら、現実施例では、以下で説明されるようにそれがモバイルユニットアイデンティティ（例えばIMSI）に基づいて確かめられるので、時間スロットはモバイルユニットにより送られる必要はない。好ましい実施例において、メッセージが向けられるモバイルユニットを確認するために長いコードが、F-CCCHで使用される。長いコードは最大長さのシーケンスであり、長いコードの位相は、モバイルユニットを確認するために他のユニットが使用され得たが、個々のモバイルユニットを確認するのに使用することができる。F-CCCHの長いコードの使用は、モバイルユニットを確認するためにF-CCCHでアドレスを使用する必要性を取り除くことができる。制御プロセッサ46はまた、多様性結合器および解読器48が閾値以上の信号レベルをもつ最新のPMIメッセージに報告されたそれらの基地局を監視させ、それはまた共通チャンネルソフトハンドオフに関与することを許可された基地局の1つにより確認された。現実施例において、モバイルユニットは普通最も接近し、または最も強いパイロット信号を持っている基地局からソフトハンドオフ許可情報を受信する。許可情報は、どの基地局が共通チャンネルソフトハンドオフに適任であるかを示す。許可情報は以下で詳細に説明されるハンドオフ表に提供される。
【００７１】
モバイルユニットが絶えず多数の基地局のパイロット信号強度を監視し得ることが認識されるだろう。閾値を超えるパイロット信号の組に変化があるときはいつも、それは新しく更新されたPMIメッセージを送ることができる。そのうえ、モバイルユニットは絶えず、共通チャンネルソフトハンドオフのために監視される基地局の組を変更することができる。結果として、モバイルユニットに監視される基地局の組はパイロット信号強度における変化を説明するため絶えず更新され、以下で説明されるように、共通チャンネルソフトハンドオフメッセージがモバイルユニットの必要性に適合させることができるように、BSCと基地局がこれらの更新について通知される。
【００７２】
モバイルユニットPMIメッセージを受信する基地局はメッセージをBSCに通信す。BSCはPMI情報を読む。コール開始またはコール終了が基地局で開始されるならば、例えば、システム制御プロセッサ100は承認メッセージやページメッセージや例えば、チャンネル割当てメッセージなどの適切なメッセージを組み立てる。BSCは、どの基地局がソフトハンドオフに関与するのが適任であるかを決定するためにハンドオフ表の許可情報を使用する。BSCはこれらの基地局の幾つかの組に適切な時間スロット内で適切なメッセージをモバイルユニットに伝送らせる。共通チャンネルソフトハンドオフのモバイルユニットに伝送するために、BSCによって指定された基地局の組はPMI情報のモバイルユニットによって確認される基地局に依存するかもしれない。コール開始の特定の例は図９に関して以下に提供される。コール終了に関する特定の例が詳細であることは図10-13に関して以下に提供される。
【００７３】
多重共通チャンネル構造
共通チャンネルは絶えず共有される通信チャネルである。例えば共通チャンネル上のメッセージが第1の時間間隔に基地局から第１のモバイルユニットへ向けられ、第1に続いてすぐに第2時間間隔中第2のモバイルユニットに向けられ、第2に続いてすぐに第３時間間隔中第３のモバイルユニットに向けられるかもしれない。
【００７４】
ページングチャンネルは、モバイルユニットがトラフィックチャンネルに割当てられないとき、モバイルユニットと通信するために基地局によって使用された順方向共通通信チャネルである。発明の好ましい実施例のCDMAスペクトラム拡散通信システムは多重共通のチャンネルを持っている。この実施例では、多重スロット共通チャンネルは、モバイルユニットが規定された時間間隔のみ活動的である必要があるので、モバイルユニットの電力消費を抑えるために採用される。
【００７５】
規定された時間間隔、即ちスロット中スロットチャンネルはメッセージを分配する。スロットモードの使用の利点は、規定された時間スロット中のみモバイルユニットがかかるチャンネルを監視することにより電力を保全するかもしれないことである。スロットモードはまた、遊びのときモバイルユニットが電力ダウンおよび眠り、スロットを監視するため起きるので、“眠りモード”として参照された。
【００７６】
順方向の放送チャンネル(F-BCCH)ページングチャンネルはシステムパラメタメッセージ、および放送された短いメッセージなどのオーバヘッド情報を放送する。放送された短いメッセージは多くのモバイル局に向けられる短いメッセージのクラスである。F-BCCHで送られるオーバヘッドメッセージは、全般的に異なった基地局のために異なる情報を含む。順方向の共通制御チャンネル(F-CCCH)はチャンネル割当てメッセージのような特定のモバイルユニットに向けられるメッセージを搬送する。また、F-CCCHは放送された短いメッセージを搬送することができる。順方向の速いページングチャンネル(F-QPCH)はモバイル局に向けられるページの指令を搬送する。スロットモードで作動するモバイルユニットに連絡することが必要であるときはいつも、基地局はF-QPCH上で信号を与えられたモバイル局に送信する。
【００７７】
F-CCCH
本発明のこの実施例では、F-CCCHは断続的に伝送される。その結果として、望ましい配列はそれが可変レート/オンオフであることである。この配列では、送るメッセージがあるならば、チャンネルはフレームに関して伝送される。その結果、送るメッセージがないとき、容量はこのチャンネルを伝送に浪費されない。その上、フレーム中チャンネルは複数の異なったレートの1つで伝送され得、レートはモバイル局に特定のレートでデータを送るのに必要である電力の量を供給するため、基地局の能力に基づいて選ばれる。
【００７８】
F-BCCH
F-BCCHはオーバヘッド情報を運ぶ別々の論理チャネルである。運ばれる情報の多くがセクターに特定であるので、F-BCCHはソフトハンドオフモードで伝送られない。モバイルユニットは、トラフィックチャンネルを確立した後にさえこれらのF-BCCHメッセージを監視し続けるかもしれない。放送された短いメッセージを受け取るため、およびそのオーバヘッド情報を更新するためにF-CCCHを監視しているとき、モバイルユニットはF-BCCHを監視するかもしれない。また、それがオーバヘッド情報を更新することを必要とし、かつF-QPCHを受けているとき、モバイルユニットはF-BCCHを監視するかもしれない。オーバヘッド情報は、まさにいくつかの可能な例について言及するRAND(認承のために使用される擬似ランダム数パターン)、チャンネルコードパラメタおよび隣接の組を含む。
【００７９】
F-BCCHはまたF-CCCHと同様の間欠モードでも作動されることができる。しかしながら、全般的に、F-BCCHは頻繁に変化しない比較的わずかなオーバヘッドメッセージだけしか運ばない。通常、最初の電力オンがあり、またはセクターにオフを渡しているモバイルユニットのみが、これらのオーバヘッドメッセージを受信する必要がある。したがって、通常F-BCCHは電力の量が必要とするのと同じくらい小さい大きさで伝送されるのが望まれる。より効率的である低い電力運転を達成するために、F-BCCHオーバヘッドメッセージは伝送され、次に繰り返される。繰り返しているF-BCCHメッセージの説明に役立った例は図６に示される。より明確に、F-BCCHメッセージは伝送られたシンボルがまさに同じである方法で知られた間隔で繰り返される。
【００８０】
図６の例で、メッセージは80ms間隔中繰り返される。この時間間隔がモバイルユニットによって知られている(またはモバイルユニットに知らされる)任意の値であり得ることに注意されるべきである。その上、図7に示されるように、メッセージ伝送は先のメッセージ伝送でインターリーブされ得る。そのメッセージがある主な要求はモバイルユニットに知られたある間隔で繰り返され、そのためそれは多様性結合を実行することができる。
【００８１】
本発明の実施例では、F-CCCH上のメッセージは個々のモバイルユニットに向けられる。モバイルユニットは、ページングメッセージがF-CCCH上のモバイルユニットに送られるべきであるかどうか決定するためにF-QPCHスロットを監視する。より明確に、モバイルユニットは、それに向けられるページングメッセージがあるかどうか決定するために、F-QPCHのその規定時間のスロットにページ通知情報を監視する。F-QPCH時間のスロットに監視されたページ通知情報が非常に短く、その結果モバイル局は、それに向けられる実際のメッセージが存在するかどうかを決定する重要な電力を費やす必要はない。モバイルユニットに向けられるページングメッセージがないことをページ通知情報が示すならば、モバイルユニットは次の規定F-QPCH時間のスロットまで眠りモードに戻ることができる。モバイルユニットに向けられるページングメッセージがあることをページ通知情報が示すならば、モバイルユニットは図10を参照して以下に説明される、ページメッセージを受信する試みにおける予定された時間間隔の間F-CCCHを監視する。代わりに、モバイルユニットは図11を参照して以下に記述されるクイックページ応答メッセージでR-CCCH上にすぐに応答することができる。そして、モバイルユニットはソフトハンドオフで伝送され得るページメッセージを待つ。別の代替実施例はクイックページ応答メッセージで応答されるモバイルユニットを持つことであり、そのときチャンネル割当てメッセージ、即ちページメッセージが伝送されないことを待つ。
【００８２】
F-OPCH
F-QPCHはページ通知情報を搬送する。それぞれのモバイルユニットはF-QPCHの時間スロットに割り当てられる。任意の与えられたモバイルユニットに割当てられるF-QPCHの時間スロットはモバイルユニットのアイデンティティによって規定される。いくつかを命名するためにESN、IMSIまたはTMSIなどのようにモバイルユニットを確認することができる多数の方法がある。したがって、与えられたモバイルユニットはそれぞれの多数異なった基地局の同じF-QPCH時間スロットを割り当てられ得る。すなわち、F-QPCH時間スロットは基地局のアイデンティティの如何にかかわらず割り当てられる。
【００８３】
発明の好ましい実施例は、次のF-CCCHページングチャンネルスロット中、それがF-CCCHを聞かなければならないモバイル局に通知するために、オンオフキー(00K)シンボルが使用されているハッシュドオンオフキーイング(00K)順方向クイックページングチャンネル(F-QPCH)を実行する。モバイルはF-QPCHスロットにおいて00Kのシンボルの位置によって確認される。
【００８４】
より明確に、この実施例において、クイックページングチャンネルはページングチャンネルの上にそれらの割り当てられたスロットを監視するため、スロットモードモバイル局に向けるように単一ビットメッセージを含んでいる。好ましい実施例において、データレートは9,600bpsに固定され、そして変調はオンオフキーイング(00K)であり、ここで論理“1”が、F-CCCHを監視するようにモバイル局に命令し、論理“0”は眠りに戻るようにモバイル局に命令する。この実施例では、１つの00Kビットはそれぞれの128PNチップ、シンボル期間に伝送される。ソフトハンドオフが使用されていないとき、1ビットを送る間の伝送Ec/lorはパイロットチャンネルEc/lorの3デシベル以下であるべきである。各単一ビットメッセージがビットR１で一度、それからビットR２で再び、80ミリセカンドのスロットあたり2回伝送され、ここで論理“１”は80msタイミング境界で始動する第１のビットを示す。
【００８５】
この実施例では、クイックページングチャンネルが定義される可能なビット位置の組は、F-CCCHの間隔の前80msで始動する。開始点が時間tとして定義され、ここにｔは以下のようなフレームの単位にある。
【数１】
【００８６】
モバイル局はスロットあたり1ビットか2ビットに細切れにする。第2のビットは決定の信頼性を増加するために伝送される。各細切れは340非オーバラップビット位置にわたって各ビットをランダマイズする。モバイル局間の反復衝突を防ぐために、脱相関関係値はそれらが各1.28秒(64フレーム)を更新するように定義される。脱相関関係サイクルは23.3時間毎に繰り返される。
【数２】
N=340ビット位置
DECORR1 −−（ｔ−４）/64_mod216
DECORR2 −−（ｔ−４）/64＋1−mod216
HASH_KEY(MINまたはIMSI―S)の0-15ビットにワードＬ
HASH_KEY(MINまたはIMSI―S)の16-31ビットにワードＨ
Ｒ1＝―Ｎ−（（40503―（Ｌ―Ｈ―DECORR1））mod２16）/２16 −＋1
Ｒ2＝―Ｎ−（（40503―（Ｌ―Ｈ―DECORR2））mod２16）/２16 −＋341
図８のF-QPCHとF-CCCHタイミングチャートを参照すると、本発明の実施例におけるF-QPCHメッセージのための可能な位置は、モバイル局が始めるべきであるF-CCCHスロットの前に80ミリセカンドから9.17ミリセカンドまでに位置付けられる。これは、F-CCCHを受信する準備のため、モバイル局のクイックページングチャンネルにおける第2の伝送から少なくとも9.17ミリセカンド残す。クイックページングチャンネルは長いPNコードによってスクランブルされることになっていない。
【００８７】
かくして、基地局は、それがすぐに以下のF-CCCH時間スロットにページングメッセージを送っているスロットモードのモバイル局に警告するために、ページングチャンネルスロットの前に、9.17ミリセカンドから80ミリセカンドまでの上記範囲の定義された時間の期間、適正ビット位置に論理“１”を単に送る。
基地局はモバイルユニットのアイデンティティとシステム時間に基づいて上で定義されたビット位置に細切れを実行するようになっていて、これらのビットを論理“１”に設定する。全ての他のビットは論理“0”に設定されるようになっている。
【００８８】
この実施例に従ったモバイルユニットは、各スロットの前に更新されるハッシング機能を実行するために16の16乗数とビット的排他的論理和を採用する。モバイルユニットはビットの監視後に眠りにもどるかもしれない。第１のビットの間違い警報は、第2のビット位置を監視するためにモバイルを必要とする。両方のビットの間違い警報は、F-CCCHを監視するためにモバイルを必要とする。
【００８９】
発明の代替実施例は、次のF-CCCH時間スロットでメッセージを聞かなければならないモバイルユニットに通知するために短いパケットを実行する。モバイルユニットはパケットのキーによって確認される。この代替実施例では、より明確に、クイックページングチャンネルはページングチャンネルスロットあたり1から12のクイックページングチャンネルパケットを搬送する。クイックページングチャンネルパケットの様式は以下のページングチャンネルパケットに示される。
【表１】
【００９０】
不当に解読されたパケットが検出されないで行くならば、モバイルユニットは、それがページングチャンネルを聞くべきとき、ページングチャンネルを聞かないと決めるかもしれない。したがって、検出されない誤り確率は必要な最小限のコール失敗確率以下で十分とすべきである。この代替実施例では、12ビットのCRCだけを使用して、非検出誤りの確率は1/4096である。これは許容できるコール失敗率よりも40倍少ないので、それは十分小さい。測定されたEs/Ntか再エンコーダシンボル誤り率を使用して、非検出誤りの確率はさらに減少するかもしれない。
【００９１】
HASHの値はモバイルユニット識別(MSID)とフレーム(t)のシステム時間に依存している。
【数３】
【００９２】
それぞれのクイックページングチャンネルパケットは、トラフィックチャンネルの上に使用される旋回エンコーダを使用することでコード化される。この実施において、規制長さ9、レート_の旋回エンコーダが採用される。初期のエンコーダ状態は、“0”である。上記のクイックページングチャンネルパケットはどんなテールビットも持たない。パケットが比較的短いので、テールビットのペナルティは比較的高くし得る。
【００９３】
ページングスロットNのページメッセージのクイックページングチャンネルパケットはクイックページングチャンネルスロットN-1に送られる。
【００９４】
この代替実施例では、第１のパケットの始まりはランダマイズされる。これは同じ時間に送られるであろう隣接している基地局から送られるクイックページングチャンネルパケットの機会をランダマイズするために行われる。この実施例において、第１のパケットの始まりは順方向トラフィックチャンネルの上の1.25ms間隔を占める電力制御グループの始まりに整列される。電力制御グループは基地局識別(BASE―ID)とフレーム(t)のシステム時間に依存している。
【数４】
【００９５】
OPCHおよびF-CCCHソフトハンドオフ
ソフトハンドオフにおいて、同一に変換されて、変調された信号で搬送される同じ情報では多数の基地局から送信され、そのため多数の同じ伝送が多様性受信を通して単一のモバイルユニットにより結合され得る。
【００９６】
本発明による共通チャンネルソフトハンドオフにおいて、同じQPCHとF-CCCHメッセージが、同一に変換されて、変調された信号で搬送され、多数の基地局によって送信され、そのためそれらは多様性受信を通して単一のモバイルユニットにより結合され得る。
【００９７】
運転において、各個々の基地局は、他の基地局がF-QPCHとF-CCCH上のソフトハンドオフに関与することを許されることを示すそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにF-QPCHおよびF-CCCHチャンネルソフトハンドオフ許可情報を送る。より明確に、それぞれの個々の基地局は、F-CCCHのソフトハンドオフの与えられたモバイルユニットに、かかる個々の基地局と共に送信することを許可される他の基地局を確認するそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにメッセージをに送ってもよい。同様に、それぞれの個々の基地局は、F-QPCH上のソフトハンドオフの与えられたモバイルユニットに、かかる個々の基地局と共に送信することを許可される他の基地局を確認するそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにメッセージをに送ってもよい。発明の好ましい実施例において、別々の単一ビットフラグは、これら他の基地局のそれがF-CCCHおよびF-QPCHページングチャンネルの与えられたモバイルユニットとソフトハンドオフで通信するかもしれないことを示すため、複数の他の基地局の各々について個々にセットまたはリセットしてもよい。フラグの別々の組はF-CCCHおよびF-QPCHのために使用され得る。代わりに、1つの単一ビットフラグは、それら他の基地局のそれがF-CCCHおよびF-QPCHページングチャンネル上の与えられたモバイルユニットとソフトハンドオフで通信するかもしれないことを示すため、複数の他の基地局の各々についてセットされ得る。
【００９８】
本発明によるページングチャンネルソフトハンドオフの利用性がアクセスハンドオフまたはアクセスプローブハンドオフの使用を排除しないことは評価されるであろう。したがって、この実施例では、それぞれ個々の基地局はまた、他の基地局が(ハード)アクセスハンドオフに関与することを許可されることを示すそのそれぞれのF-BCCHページングチャンネルにハードハンドオフ許可情報を送ってもよい。
【００９９】
以下に詳しく説明された例示的ハンドオフ表は、そのF-BCCHのオーバヘッドメッセージにおける基地局“A”のセクター“A1”によって送られたハンドオフ許可フラグを示す。これらのハンドオフ許可フラグは、アクセスハンドオフが許可される、F-CCCHソフトハンドオフが許容される、およびF-QPCHソフトハンドオフが許容される基地局“A”の隣接リストの他の基地局を確認する。この例には、他の4つの基地局が基地局Aの隣接リストにある。それらは基地局B、C、DおよびEである。ハンドオフ表において、アクセスハンドオフが受入れられる他のあらゆる基地局セクターのために個々のフラグがある。また、F-CCCHソフトハンドオフが受入れられる他のあらゆる基地局セクターのために個々のフラグがある。最後に、F-QPCHのソフトハンドオフが受入れられる他のあらゆる基地局セクターのためにフラグがある。この例では、“1”に設定されるフラグは、ハンドオフが許されることを示し、“0” 設定されるフラグはハンドオフが受入れられないことを示す。
【表２】
【０１００】
かくして、モバイルユニットが位置するセル領域をカバーする基地局は、モバイルユニットがF-CCCHのソフトハンドオフ、QPCHのソフトハンドオフまたはアクセスハンドオフを実行することが許可される他の基地局をモバイルユニットに示すF-BCCHメッセージを送る。このハンドオフ許可情報は、トラフィックチャンネルが確立される前にハンドオフを達成するために基地局によって使用されてもよい。例えば、コール開始メッセージシーケンスの間に、または以下でより完全に説明されるコール終了メッセージシーケンスの間に、F-CCCHソフトハンドオフ許可情報がコールセットアップ中使用され得る。そのうえ、アクセスハンドオフ許可情報は、トラフィックチャンネルがセットアップされる前にF-CCCHが失われる場合に、基地局がハードハンドオフに利用可能であるモバイルユニットを知らせる。
【０１０１】
与えられた基地局の隣接リストにある基地局がF-QCPHまたはF-CCCHソフトハンドオフを実行することになっている決定は固定されてもよく、またはそれは基地局制御器の制御の下でダイナミックに変えられてもよい。例えば、基地局制御器は、異なった基地局セル領域でコール開始または終了の量を監視して、異なるセル中のコールの量により決定される個々のメッセージを、そのような個々の基地局とF-QCPHまたはF-CCCHソフトハンドオフを実行するかもしれない他の基地局の組を変更する個々の基地局に送るようにプログラムされてもよい。また、上記のハンドオフ表に関して、いくつかの基地局がF-QPCHソフトハンドオフだけに関与することを許可され、他がF-QCPHおよびF-CCCHソフトハンドオフの両方に関与することが許可され、および他がF-QPCHまたはF-CCCHソフトハンドオフのどちらかに関与することのが許可されないことに注意されるであろう。本発明のこの実施例では、大多数の基地局がF-CCCHソフトハンドオフよりもF-QPCHソフトハンドオフに関与することを許可されることが可能である。この1つの理由は通常F-QCPHページングチャンネルメッセージが1ビットか2ビットだけの短いものであり、F-CCCHページングチャンネルメッセージは典型的にかなり長いからである。その結果、基地局制御器は短いメッセージ長のF-QCPHソフトハンドオフを整合するほうがより長いメッセージ長のF-CCCHソフトハンドオフを整合するよりもはるかにしばしば簡単であるので、少数の基地局はF-QPCHソフトハンドオフよりもF-CCCHソフトハンドオフに関与することを許可されるかもしれない。
【０１０２】
与えられた基地局の隣接リストの基地局がページングチャンネルソフトハンドオフを実行することになっている決定も全体的なセルラーシステムの特定のレイアウトと構成に頼るかもしれない。例えば、上記の例では、基地局DがF-QPCHのソフトハンドオフに関与するのが許可されていない。これは例えば、基地局Dが他の基地局よりも異なった登録帯域にあるからである。F-QCPHソフトハンドオフもF-CCCHソフトハンドオフもアクセスハンドオフも、基地局Eのために許可されない。これは例えば、基地局Eが別のBSCによって制御されるからである。そのうえ、ある環境においては、単一の基地局セルからソフトハンドオフを同期しかつ制御するために、同じ基地局のセクターのみにF-CCCHページングチャンネルのソフトハンドオフを制限することは望ましいかもしれない。上記の例のような環境の下では、F-CCCHソフトハンドオフはA1に加えてセクターA2とA3のみを含むであろう。
【０１０３】
コール開始中のF-CCCHソフトハンドオフの例
図９の図面を参照すると、モバイル局によるコールの開始の間にモバイルユニットと、多数の基地局および基地局制御器との間のコール開始メッセージシーケンスを示すタイミングチャートが提供される。コール開始の間、モバイルユニットは、モバイルユニットによりコールが開始されるべきであることを示す最も強いパイロット信号で開始メッセージを基地局に送り、基地局および基地局制御器はトラフィックチャンネルをモバイルユニットに割当てる処理を調整する。図９に示された例で、モバイルユニットはそれが開始メッセージを発するとき、基地局AのセクターA1に位置すると仮定する。本発明の実施例では、モバイルユニットは以前にアクセスチャンネルに関するメッセージごとに説明されたパイロット測定情報を送る。基地局セクターB1とClパイロット信号が規定されたパイロット信号強度レベルを超えていると仮定する。そのとき、モバイルユニットはB1とClのパイロット信号強度が閾値を超えるという指示を基地局A1に送る。好ましい実施例では、これらの基地局の任意の指示器を使用することができるが、この指示は基地局のB1とClのパイロットPN位相である。その上、モバイルユニットは、モバイル局が直接監視している基地局A1の強度と同様に基地局B1とClの強度を送るのが好ましい。モバイルユニットが以前にF-BCCHに関するオーバヘッドメッセージを通して例示的ハンドオフ表を受信し、それは例えば基地局A1からモバイルユニットに基地局A1のカバー領域へのエントリーを伝送し、結果として電力アップ、隣接している基地局から入ることまたは別の周波数から切り替わることをもたらすことを注意すべきである。ハンドオフ表は、F-CCCHソフトハンドオフがB1で許可され、アクセスハンドオフがClで許可されることを示す。
【０１０４】
開始メッセージはメッセージをその基地局制御器に送る基地局“A”によって受信される。承認メッセージはBSCで発生され、BSCから基地局局A1とBlへ伝送される。
【０１０５】
規定閾値を越えるパイロット信号強度を有する基地局は、モバイルユニットにより測定されるとき、それがB1であるハンドオフ表において“１”にセットされるF-CCCH-ソフトハンドオフを有する。したがって、これら2つの基地局が承認メッセージをソフトハンドオフにあるモバイル局に送信する。
【０１０６】
アクセスプローブハンドオフが基地局Clで有効にされるならば、基地局制御器は、基地局Clに承認を送るであろう。基地局Clはソフトハンドオフモードあるいはそうでなくメッセージをモバイルユニットに送ることができ、基地局Clがソフトハンドオフモードで作動することをモバイルユニットが伝えられなかったので、モバイル局はソフトハンドオフモードで基地局Clに結合しないであろう。実際にメッセージを送る基地局の組を決定しなければならないことを避けるために、BSCは承認メッセージをより大きい基地局に送るかもしれない。これらの基地局が直接メッセージを送信してもよいし、それらはそれら自身のフィルタを持って、あるメッセージが特定の基地局に伝送される必要はないことを決定してもよい。一度低い局が承認メッセージを受信し、それが送られるべきであると決定すると、それはF-CCCHにそれを送る。ソフトハンドオフにあるそれらの基地局は、2つの基地局からメッセージの送信の同期を課すソフトハンドオフ方法で承認メッセージを送らなければなず、例えばIS-95-Aトラフィックチャンネルでなされるとき、正確に同時にメッセージを送信することに注意すべきである。一度モバイルユニットが開始メッセージを送ると、モバイルユニットはしばらくの間F-CCCHを監視することが注意されるべきである。モバイルユニットがある短い時間間隔内に承認メッセージを受信しなかったならば、それは開始メッセージを再送する。これは例えば、IS-95-Aで行われることと同様である。
【０１０７】
その間、BSCはモバイルユニットにより使用のためにトラフィックチャンネルをセットアップして、チャンネル割当てメッセージ(またはチャンネル割当てメッセージを決定するために使用される情報)を基地局A、BおよびCに送る。B1が開始メッセージのパイロット測定情報において、モバイルユニットにより測定されるとき規定閾値を超えるパイロット信号強度を持つように報告され、およびF-CCCH-ソフトハンドオフが“１”に設定されたので、BSCは基地局Bにチャンネル割当てメッセージを送る。また、Clが開始メッセージのパイロット測定情報において、モバイルユニットにより測定されるとき規定閾値を超えるパイロット信号強度を持つように報告され、およびF_ACCESS_HOが“１”に設定されたので、基地局制御器は基地局Cにチャンネル割当てメッセージを送る。チャンネル割当て メッセージは基地局A1とB1からソフトハンドオフモードでF-CCCH上に伝送される。TIA/EIA-95-Bと合致すると、チャンネル割当てメッセージはまた基地局Clにより送信される。基地局Clからの送信は、モバイルユニットがCl伝送をA1およびB1伝送と結合しないので、ソフトハンドオフにない。
【０１０８】
コール終了中のF-OPCHのソフトハンドオフの例
図10の図面を参照すると、モバイルユニットと、多数の基地局および基地局制御器との間の例示的コール終了メッセージシーケンスを示すタイミングチャートが提供される。コール終了シーケンスの間、BSCと多数の基地局は、モバイルユニットと1つまたはそれ以上の基地局との通信のためにトラフィックチャンネルの割当てを調整する。より明確に、図10の例において、モバイルユニットが基地局Aのセル領域セクターA1に位置される間、基地局セクターA1、B1、およびClは、モバイルユニットと基地局の構成の国際モバイル加入者局アイデンティティ(LMSI)により決定される特定の時間に同じF-QPCHメッセージを送る。例えばモバイルユニットがコール登録中基地局にそのIMSIを送るかもしれないことが評価されるであろう。また、上述されたように、BSCは全体的なシステムの中で基地局の構成を知っている。全般的に与えられたページング領域の基地局は、それらが全て実質的に同じ時間にF-QPCHを伝送するように構成される。発明によれば、実質的に同時間にそれらのクイックページを伝送するそれらの基地局のF-QPCHはソフトハンドオフにあるモバイル局によって結合される。モバイルユニットはF-BCCH上のオーバヘッドメッセージを経て基地局A1からのハンドオフ表を受信する。
【０１０９】
基地局Aによってモバイルユニットに送信された例示的ハンドオフ表を参照すると、これらの基地局セクターが同じページング領域にあるか、またはそうでなければ同時にクイックページを送ることができので、F-QPCH-ソフトハンドオフフラグが基地局セクターのA1、A2、B1、B2、B3、Cl、C2、およびC3について論理“１”であることがわかるであろう。この基地局が同じページング領域にないか、そうでなければ他の基地局のように同時にクイックページを送ることができないので、基地局A1は基地局Dのために論理“0”にF-QPCH-ソフトハンドオフフラグを設定する。
【０１１０】
図10に示された例において、モバイルユニットは基地局セクターA1、B1、およびClからソフトハンドオフでクイックページ(F-QPCH)を受信する。モバイルユニットは上述されたように、その指定された時間スロットの間、F-QPCHスロットを監視する。モバイルユニットがA1、BlおよびClからF-QPCHメッセージを受信するとき、それはソフトハンドオフモードでそれらを結合する。そして、上述されたように、モバイルユニットはクイックページメッセージがそれに向けられたかどうか決定する。モバイルユニットは、それがその指定された時間スロットの間に論理“１”に設定されたクイックページを事実上受信したことをいったん決定すると、モバイルユニットはF-CCCHにおいてその規定時間スロットを監視し始める。次に、基地局制御器は、そのIMSI、TMSIまたは電子シリアル番号(ESN)のようなモバイルユニットの完全なアドレスでページメッセージを送るように基地局に命令する。モバイル局のアイデンティティに加えて、ページメッセージは提案されたサービスオプションなどの他の情報を含んでいる。
【０１１１】
ページメッセージを送ることへの多くの代替アプローチがある。好ましい実施例では、ある基地局は、ちょうどF-QPCHのようにソフトハンドオフを使用しているこのメッセージを送り出す。代替のアプローチでは、基地局の異なった組がソフトハンドオフにおいてページメッセージを送るように使用され得る。ハンドオフ表の付加的コラムのフラグによってこの異なった組の基地局が特定され得る。
【０１１２】
別の代替手段は全てのページメッセージでソフトハンドオフを使用しないことである。
【０１１３】
そのうえ、好ましい実施例において、BSCがモバイルユニットとの最近の通信などのモバイルユニットの位置に関するある付加的情報を有するなら、ページメッセージを送信している基地局の組は、FQPCHソフトハンドオフフラグにより確認された組より実際に小さくできる。これは、BSCがそうでなければ使用されるだろうよりもより小さい基地局をメッセージを送るのに決定することを許容するであろう。適した方法に戻って、モバイルユニットがセクターA1にあり、F-QPCH-ソフトハンドオフフラグがハンドオフ表においてＢ1について論理“１”に設定され、かつB1パイロット信号が閾値以上であるので、モバイルユニットはA1、B1およびClのページメッセージをソフトハンドオフに結合する。モバイル局は、それが最強のパイロット信号があるので、ページ応答メッセージを基地局A1に送ることによりソフトハンドオフページメッセージに応じる。ページ応答メッセージは隣接している基地局に関するパイロット測定情報をリストアップする。図10に示されるこの例で基地局A1、B1およびClは閾値を超えていて、報告される。
【０１１４】
この点からの処理は本質的に以前に説明されたコール開始処理と同じである。基地局A1はページ応答メッセージを基地局制御器に通信する。次に、基地局制御器は、基地局のA1とBlが別の承認メッセージをソフトハンドオフにあるそれらのF-CCCH上でモバイル局に送るように命令する。別の承認メッセージはまたそのF-CCCHでClによってモバイルユニットに送られるが、このCl承認メッセージはソフトハンドオフで送られない。最後に、基地局制御器は、モバイル局により使用のためのトラフィックチャンネルをセットアップして、チャンネル割当てメッセージ(またはチャンネル割当てメッセージを決定するために使用される情報)を基地局局A、BおよびCに送る。モバイルユニットが規定閾値を超えているようにBlパイロット信号強度を測定し、そのためF-CCCH-ソフトハンドオフがB1について“１”に設定されたので、基地局制御器は基地局Bにチャンネル割当てメッセージを送る。モバイル局が規定閾値を超えているようにClパイロット信号を測定し、その結果F_ACCESS_HOがClについて“１”に設定されたので、基地局制御器は、基地局Cにチャンネル割当てメッセージを送る。チャンネル割当てメッセージはソフトハンドオフで基地局A1とBlから伝送される。TIA/EIA-95-Bと合致するとき、また、チャンネル割当てメッセージは基地局Clからも伝送される。モバイル局がCl伝送をA1とB1伝送に結合していないので、基地局Clからの伝送がソフトハンドオフでない。
【０１１５】
代わりに、ページメッセージを排除することができ、そしてモバイル局は代わりにページ応答メッセージと共に直接クイックページメッセージに応じることができる。しかしながら、クイックページングチャンネルの間違い警報レートは、ページ応答メッセージを送る前にモバイル局がページメッセージを待つのが望ましいように、十分高くしてもよい。
【０１１６】
図11の図面を参照すると、最強測定パイロット信号強度を有する基地局、例えば基地局A1にモバイル局についてのパイロット測定情報を報告するため、モバイルユニットにより送られるクイックページ応答メッセージを含むコール終了メッセージの例が示される。これはページメッセージを送る最新の活動的な組を基地局に有利に知らせる。BSCがパイロット測定情報を知らされるので、これはページメッセージがより少ない基地局から伝送されることを必要とされる利点がある。これはBSCがモバイル局に関するパイロット測定情報を知らされないと推定され、かくして多くの異なった基地局でページメッセージを送らなければならなかった前の例と対称的である。
【０１１７】
同期基地局に関するページングチャンネルソフトハンドオフ
F-CCCH上の承認メッセージ、ページメッセージ、またはチャンネル割当てメッセージの何れかの受信において、モバイルユニットがソフトハンドオフにあるとき、モバイルユニットはちょうどトラフィックチャンネルにされるようにソフトハンドオフの基地局からの信号を多様性結合するであろう。多様性結合が正しく働くように、基地局のすべてが実質的に同じ時間にF-CCCHページングメッセージを送り出さなければならない。過去に、これはそれらの送信に同期された順方向リンクフレーム時間のすべてを持っているトラフィックチャンネルで行われた。トラフィックチャンネルが専用チャンネルであり、どんな特定の制御も必要でないので、これは比較的簡単である。それにもかかわらず、モバイルユニットは、多数通路遅れを条件として信号を同期させるようにデスキュー（deskew）バッファを通常備えられる。
【０１１８】
しかしながら、F-CCCHは共通の、即ち共有されたチャンネルであり、異なったセル領域において多数の基地局による実質的に同時なページング信号の伝達は、それらのそれぞれの伝送の整合を必要とする。例えば、ソフトハンドオフでF-CCCHメッセージの伝送を必要とするのは1つのモバイルユニットより多いかもしれない。そのうえ、そのようなそれぞれのモバイルユニットは規定閾値を超えるパイロット信号を有する基地局の異なった活動的な組を同一視するかもしれない。例えば図12を参照すると、２つの異なった、しかし基地局のオーバーラップしている組によって送信されるべきである異なった2組のメッセージの例が示される。発明の好ましい実施例によるソフトハンドオフにおいて、A1、A2またはB1によって伝送されたメッセージMlの各例は、メッセージが多様性結合され得るように、同様に変換され、変調される同じ情報を有する。メッセージM2-M5の各例についても同じことがいえる。この例において、Mlはセクター｛A1、A2、Bl｝で伝送されるべきであり、M2はセクター｛A1、A2、Cl｝で伝送されるべきである。
【０１１９】
発明の好ましい実施例において、BSCは、それぞれの基地局によって使用された単一の共通F-CCCHが適切に利用されるように、スケジューリングアルゴリズムを実行する。基地局は適切な許可フラグが上述の例で説明されたように設定されている活動的な組のそれらである。メッセージの各例は図12に示された同じメッセージの他の各例と同時に送られるように予定される。メッセージスケジューリング情報はBSCによって種々の基地局に送られる。
【０１２０】
この発明が単一のF-CCCHに関して説明されたのに注意されるべきである。多数のF-CCCHは、モバイル局のLMSIまたはTIA/EIA-95-Bのページングチャンネルで成されるそれと似た他のアイデンティティに基づいて特定のF-CCCHに細切れで使用され得る。そのときF-CCCH上で送られるメッセージはモバイル局のIMSIに基づく適切なF-CCCHに向けられる。
【０１２１】
非同期基地局に関するページングチャンネルソフトハンドオフ
発明の代替実施例では、モバイルユニットは非同期に運転される異なった基地局によって送信されたF-CCCHまたはF-QPCHメッセージの同期を実現しなければならないかもしれない。非同期な基地局はタイミングがそれらの間で必ずしも整列されない基地局である。例えば、フレームは1つの基地局から別の局へオフセットされるかもしれない。
【０１２２】
モバイルユニットは、多様性を達成するためにメッセージが結合され得る前に異なった非同期な基地局により送信されるメッセージのタイミングをデスキューしなければならない。図13のメッセージタイム図は、基地局A、BおよびCによるメッセージの伝送を示し、そこでは、セクターA1とA2が互いに同期するが、セクターB1とClは非同期である。メッセージは図12と同じである。非同期な基地局のため、各チャンネル内の相対的タイミングが維持され、しかしながら、1つのチャンネルがチャンネル間で食い違わされることに注意すべきである。
【０１２３】
異なった基地局の非同期なページングチャンネルの上で受信されるデスキューメッセージのために、モバイルユニットは基地局の間の少なくとも最大量の食い違いである長さで脱インターリーブバッファを実行する。恐らくこれらの基地局の順方向リンクに埋め込まれている同期パターンによって得られるように、モバイルユニットは、種々の基地局のタイミングオフセットを知っていると推定される。モバイルユニットが特定の基地局からシンボルを受信するように、モバイルユニットは、図３の40と42である脱拡散、直交カバーの取り外し、その各レーキ（rake）受信機フィンガーにおける復調のような、正常な受信機処理機能をする。しかしながら、それらが多様性結合され得るように非同期なメッセージを同期させるため、メッセージ情報を脱インターリーブすることは各レーキ受信機フィンガーについて異なって実行されなければならないかもしれない。なお特に、異なった基地局に対応するあらゆる各レーキ受信機フィンガーの出力は、非同期なメッセージが整列され得るように別々に脱インターリーブされる。図３を参照すると、この脱インターリーブは多様性結合器とデコーダ48で実行される。
【０１２４】
例えば、図13の例を推定すると、第１のモバイルユニットはF-QPCHおよびF-CCCHページングチャンネルメッセージを基地局セクターA1、A2およびB1から受信するようになっている。また、図３の形40と42の4つのレーキ受信機フィンガーがあると推定され、2つのフィンガーが多数経路のために異なった基地局セクターA1から割り当てられ、残っている2つフィンガーはA2およびB1に割当てられている。これらのメッセージが互いに整列されるので、モバイルユニットは通常それがするように、セクターA1からの2つのレーキフィンガーからの信号を結合する。その結果、A1(2つの指に結合された信号)の各々から1つ、A2およびB1の３つの残存している流れがある。
【０１２５】
例えば、モバイルユニットは第１の到達している基地局メッセージストリーム(2つの多数経路ストリームから結合された)から与えられたシンボルを取って、それを脱インターリーババッファに置く。対応するシンボルが第2基地局メッセージストリーム(第1の基地局より遅いタイミングを持っているもの)から到着するとき、モバイルユニットは脱インターリーババッファからシンボルを取って、それを新たに到達しているシンボルに結合して、そのシンボルを脱インターリーババッファの中に置き換える。対応するシンボルが第3基地局メッセージストリーム(第2基地局より遅いタイミングを持っているもの)から到達するとき、モバイルユニットは脱インターリーババッファからシンボルを取って、それを新たに到達しているシンボルに結合して、そのシンボルを脱インターリーババッファの中に置き換える。すべてのシンボルがすべての基地局からの脱インターリーババッファに置かれたとき、モバイルユニットは脱インターリーブを実行して、次に解読を実行する。かくして、脱インターリーブと解読は全体のシンボルがすべて3つの基地局から到達されるまで遅らせられる。すべての基地局から対応するシンボルを受信する前にモバイルユニットが解読を試みることができることに注意すべきである。これは多分高い誤り率を有するが、より速いレート処理をもたらすであろう。また、シンボルが前のインターリーバフレームから完全に受け取られる前に次のインターリーバフレームから受信されたシンボルをバッファリングしはじめるため、モバイルユニットが第2の脱インターリーババッファを必要とするかもしれないことに注意すべきである。また、当業者において明白であるべきこれを実行する他の多くの同等な方法があることの注意すべきである。
【０１２６】
ヘッダーを有するF-CCCH_ソフトハンドオフの例
さらに別の代替手段において、ページングメッセージはソフトハンドオフでF-CCCHメッセージを受信することである与えられたモバイルユニットを確認するそれらに加えられる情報を持つことができる。ソフトハンドオフでBSCの下に多くの基地局があるとき、例えば、この代替のアプローチはかなり役に立つ場合がある。F-CCCHのソフトハンドオフが異なったBSCの制御のもとで多数の基地局の間で調整されなければならないとき、この代替のアプローチはまた特に役に立つかもしれない。この代替手段は、基地局が同時に同じメッセージを送るのを必要としない。むしろ、各モバイルユニットは短い識別子を割り当てられる。例えば、この識別子は12ビット数であるかもしれない。基地局からのそれぞれのメッセージ伝送の始めに、この識別子のコード化されたバージョンが伝送される。それは、モバイルユニットが比較的低信号レベルでさえ識別子を受信することができるように、十分なコード化で伝送される。ソフトハンドオフ結合が使用されていないとき、例えば、このコード化は、識別子の誤り率が低くなるように、識別子の特別なブロックコード化表現であるかもしれない。代わりに、増加された電力レベルが使用され得る。また、当業者に身近な他の方法がまた使用され得る。F-CCCH上でメッセージを受信するとき、モバイルユニットは第１に識別子を解読し、次に、モバイルユニットはメッセージを受信するのを試みる。モバイルユニットが復調することができなく、重要な誤りを被らないでメッセージを解読するなら、そのときモバイルユニットはバッファにコードシンボルを維持し、別の基地局からの識別子を検索する。それが第2の指示を受信するとき、それはメッセージを復調し、第１の試みからバッファに記憶されたシンボルを結合する。終わりに、モバイルユニットは、再びメッセージが正しく受信されたかどうかを決定する。
【０１２７】
基地局識別子が初めにソフトハンドオフで送られないことに注意すべきである。１つ以上の基地局がそのような識別子を使用することを確認した後にだけ、それは、このアプローチのもとでソフトハンドオフのF-CCCHメッセージを結合することを可能にする。
【０１２８】
発明の特定の実施例が詳細に説明されたが、発明の精神と範囲から逸脱することなく、好ましい実施例に対する種々の変更をすることができる。したがって、発明は添付された特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 モバイルユニットがTIA/EIA-95-B仕様に従ってシステムアクセス状態にあるとき、モバイルユニットと１つまたはそれ以上の基地局を含む通信と監視活動の例示的シーケンスの図である。
【図２】 本発明の実施例に従った例示的CDMAセルラー通信システムの概要図である。
【図３】 図2のCDMAセルラー通信システムの通信のために構成された本発明の実施例に従ったモバイルユニットのブロックダイアグラムである。
【図４】 図2のCDMAセルラー通信システムの通信のために構成された本発明の好ましい実施例による基地局のブロックダイアグラムである。
【図５】 図2のCDMAセルラー通信システムの通信のために構成された本発明の実施例に従った基地局制御器のブロックダイアグラムである。
【図６】 本発明の実施例に従って、F-BCCHにおけるページングメッセージの再伝送を示すメッセージシーケンスダイヤグラムの図である。
【図７】 発明の代替の実施例に従ってF-BCCHにおける再伝送されたページングメッセージのインターリービングを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図８】 本発明の実施例による、F-QPCHとF-CCCHページングチャンネルタイムチャートである。
【図９】 本発明の実施例による、モバイルユニット、多数の基地局および基地局制御器間のページングチャンネルソフトハンドオフにおいて伝送されるコールオリジネーションメッセージシーケンスを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１０】 本発明の実施例に従って、モバイル局、多数の基地局および基地局制御器間のページングチャンネルソフトハンドオフで伝送されるコール終了メッセージシーケンスを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１１】 本発明の実施例による、モバイル局、多数の基地局および基地局制御器間のページングチャンネルソフトハンドオフで伝送される代替コール終了メッセージシーケンスを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１２】 本発明の実施例による、同時に運転している基地局の２つのオーバラップしている組により２つの異なったモバイルユニットにソフトハンドオフで伝送される２つの異なる組のメッセージを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【図１３】 本発明の実施例による、非同期に運転する基地局の２つのオーバラップしている組により２つの異なったモバイルユニットにソフトハンドオフで伝送される２つの異なる組のメッセージを示すメッセージシーケンスダイヤグラムである。
【符号の説明】
10…基地局制御器 12、14、16…基地局 18…モバイルユニット 30…アンテナ 32…送受切換器 34…受信機 36…送信電力増幅器 38…送信電力制御回路 40…ディジタルデータ受信機 42…データ受信機 44…検索受信機 46…制御プロセッサ 48…デコーダ回路 50…デジタルベースバンド回路 52…送信変調器 60…アンテナ 62…アナログ受信機 64…検索受信機 66…ディジタルデータ受信機 68…ディジタルデータ受信機 70…アンテナ 72…アナログ受信機 74…検索受信機 76…ディジタルデータ受信機 78…基地局制御プロセッサ 80…デコーダ回路 82…デジタルリンク 84…基地局送信変調器 86…送信電力制御回路 88…送信電力増幅器回路 90…発生器 92…アンテナ 100…システム制御プロセッサ 102…デジタルスイッチ 104…多様性結合器 106…デジタルボコーダ 108…デジタルスイッチ
Claims (20)
- 多数の基地局から受信された制御信号の電力レベルをモバイルユニットにより監視し、
受信された制御信号の受信電力レベルが規定されたレベルを超える基地局の第１の組をモバイルユニットにより識別し、
識別された第１の組の基地局を識別するその組にある少なくとも１つの基地局にモバイルユニットから電力測定メッセージを送り、
ソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ送信することが許可された基地局の第２の組を特定するメッセージを少なくとも１つの基地局によりモバイルユニットへ送り、
第１の組と第２の組の両方のメンバーである多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信し、
基地局の第２の組の少なくとも１つのメンバーが、制御信号の電力レベルに関係しているモバイルユニットにより提供される情報とは違ったソフトハンドオフ許可情報に基づいてソフトハンドオフされる、
スペクトラム拡散通信システムのモバイルユニットおよび基地局間の制御情報の伝送方法。 - モバイルユニットによって監視される制御信号がパイロット信号である請求項１の方法。
- モバイルユニットに通信された制御メッセージがページングメッセージを含む請求項１の方法。
- モバイルユニットに通信された制御メッセージが順方向共通制御チャンネルメッセージを含む請求項１の方法。
- モバイルユニットに通信された制御メッセージがページングメッセージと順方向共通制御チャンネルメッセージを含む請求項１の方法。
- ページングメッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定し、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ制御メッセージを通信することが、指定された時間間隔中ページングメッセージを通信することをさらに含む請求項１の方法。 - ページングメッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定し、および順方向共通制御チャンネルメッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定することをさらに含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することが、指定された時間間隔中にページングメッセージを通信すること、および指定された時間間隔中に順方向共通制御チャンネルメッセージを通信することを含む請求項１の方法。 - モバイルユニットおよび少なくとも１つの基地局は、制御メッセージがモバイルユニットに送られる同じ時間間隔を別々に指定することをさらに含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することが、指定された時間間隔中にページングメッセージを通信することを含む請求項１の方法。 - モバイルユニットおよび少なくとも１つの基地局は、制御メッセージがモバイルユニットのアイデンティティの少なくとも一部に基づいてモバイルユニットへ送られる同じ時間間隔を別々に指定することをさらに含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することが、指定された時間間隔中にページングメッセージを通信することを含む請求項１の方法。 - 少なくとも１つの基地局に対しモバイルユニットを識別する組にある少なくとも１つの基地局へモバイルユニットからモバイルユニット識別メッセージを送り、
制御メッセージがモバイルユニットのアイデンティティの少なくとも一部に基づいてモバイルユニットへ送られる時間間隔を指定することをさらに含み、
時間間隔を指定することが、モバイルユニットのアイデンティティの少なくとも一部に基づいて同じ時間間隔に別々に到達しているモバイルユニットおよび少なくとも１つの基地局を含む請求項１の方法。 - モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たないときモバイルユニットにより眠りモードに入り、モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たない時間から時間までモバイルユニットにより眠りモードから一時的に目覚めることをさらに含み、
ソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することは、モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たないときモバイルユニットが一時的に目覚める間に起こる請求項１の方法。 - 制御メッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定し、
モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たないときモバイルユニットにより眠りモードに入り、指定された時間間隔中モバイルユニットにより眠りモードから一時的に目覚めることをさらに含み、
ソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することは、モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たないとき指定された時間間隔中にモバイルユニットが一時的に目覚める間に起こる請求項１の方法。 - 制御メッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定することをさらに含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することが指定された時間間隔中に起こる請求項１の方法。 - 制御メッセージがクイックページメッセージと対応する順方向共通制御チャンネルメッセージとを含み、さらに
クイックページメッセージおよび対応する順方向共通制御チャンネルメッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定することを含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ制御メッセージを通信することが、クイックページメッセージおよび対応している順方向共通制御チャンネルメッセージの指定された時間間隔中に起こる請求項１の方法。 - 多数の基地局から受信された制御信号の電力レベルをモバイルユニットにより監視し、
受信された制御信号の電力レベルに基づいた基地局の活動的な組をモバイルユニットにより識別し、
活動的な組を識別する少なくとも１つの基地局へモバイルユニットからメッセージを送り、
ソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ制御信号を送信することが許可される基地局の組を特定するモバイルユニットへ少なくとも１つの基地局からハンドオフ許可メッセージを送り、
活動的な組と許可された基地局の組との両方のメンバーである多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ制御メッセージを通信し、
基地局の許可された組の少なくとも１つのメンバーが、制御信号の電力レベルに関係しているモバイルユニットにより提供される情報とは違ったソフトハンドオフ許可情報に基づいてソフトハンドオフされる、
スペクトラム拡散通信システムにおけるモバイルユニットおよび基地局間の制御情報の伝送方法。 - 制御メッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定することをさらに含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することが指定された時間間隔中に起こる請求項１５の方法。 - 受信された制御信号の電力レベルに基づいて基地局の候補の組をモバイルユニットにより識別し、
候補の組を識別する少なくとも１つの基地局へモバイルユニットからメッセージを送ることをさらに含み、
モバイルユニットの活動的な組および候補の組のメンバーシップは、モバイルユニットが活動的な組または候補の組を識別するメッセージを送る時間、および制御メッセージがソフトハンドオフで通信される時間の間で変化する請求項１５の方法。 - 制御メッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定し、
モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たないときモバイルユニットにより眠りモードに入り、指定された時間間隔中にモバイルユニットにより眠りモードから一時的に目覚めることをさらに含み、
ソフトハンドオフにあるモバイルユニットに制御メッセージを通信することは、モバイルユニットが割り当てられたトラフィックチャンネルを持たないとき指定された時間間隔中にモバイルユニットが一時的に目覚める間に起こる請求項１５の方法。 - 制御メッセージがクイックページメッセージと対応する順方向共通制御チャンネルメッセージとを含み、さらに
クイックページメッセージおよび対応する順方向共通制御チャンネルメッセージがモバイルユニットに送られる時間間隔を指定することを含み、
多数の基地局からソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ制御メッセージを通信することが、クイックページメッセージおよび対応している順方向共通制御チャンネルメッセージの指定された時間間隔中に起こる請求項１５の方法。 - 多数の基地局から受信されたパイロット信号の電力レベルをモバイルユニットにより監視し、
受信されたパイロット信号電力レベルが規定されたレベルを超えることに基づく基地局の第１の組をモバイルユニットにより識別し、
識別された第１の組の基地局を識別するその組にある少なくとも１つの基地局にモバイルユニットからメッセージを送り、
ページ信号を送信することを許可された基地局の組、およびソフトハンドオフにあるモバイルユニットへ順方向共通制御チャンネルメッセージを送信することが許可された基地局の組を特定するモバイルユニットへ少なくとも１つの基地局からハンドオフ許可メッセージを送り、
ページ信号および順方向共通制御チャンネルメッセージがモバイルユニットへ送られる時間間隔を指定し、
指定された時間間隔中に単一基地局から、または第１の組および許可された組の構成のオーバラップによるこのような指定された時間間隔中にソフトハンドオフにある多数の基地局から、モバイルユニットへページ信号を通信し、
指定された時間間隔中に単一基地局から、または第１の組および許可された組のオーバラップによるこのような指定された時間間隔中にソフトハンドオフにある多数の基地局から、対応している順方向共通制御メッセージを通信し、
基地局の許可された組の少なくとも１つのメンバーが、制御信号の電力レベルに関係しているモバイルユニットにより提供される情報とは違ったソフトハンドオフ許可情報に基づいてソフトハンドオフされる、
スペクトラム拡散通信システムにおけるモバイルユニットおよび基地局間の制御情報の伝送方法。
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