JP4495793B2 - Ｕｍｔｓセル内での通話中にｇｓｍセルへの切換の準備を可能にするｕｍｔｓ移動電話網内での伝送方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に時分割二重方式（ＴＤＤ）で作動する場合のＵＭＴＳ移動電話網内での伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＭＴＳシステムは第三世代セルラ移動電話システムである。ＧＳＭシステムはしばらく存続するであろうが、この２つのシステムを交互に使用するようになされた端末の実現が検討されている。したがって、これらの端末が移動するときに、これらの端末を通話中にＵＭＴＳセルからＧＳＭセルに切り換えられるようにする必要がある。セル間の切換を行うための決定基準の１つは、移動端末が受信した信号のパワーである。
【０００３】
ＧＳＭ端末を通話中に中断なしにあるＧＳＭセルから別のＧＳＭセルに切り換えられるようにするための１つの知られている方法は、
各基地局が、あるＧＳＭセルに固有の同期信号および周波数補正信号を搬送する放送管制チャネル（ＢＣＣＨ）上で連続信号を送信し、
各ＧＳＭ移動端末が、この端末が位置しているＧＳＭセルに隣接するＧＳＭセル内で送信された放送管制チャネルを受信し、受信したＧＳＭ信号のパワーを測定し、隣接するＧＳＭセルに事前同期することによって起こりうる切換の準備をするという方法である。
【０００４】
各ＧＳＭ移動端末は、この端末が位置しているセル内で確立された通話を継続しながらパワー測定を行うことができる。各端末は、この測定をアップバーストとダウンバーストとの間に設けられた空き時間スロット内で行う。ＧＳＭ型システムは、それぞれ同じ持続時間を有する２６個のフレームから構成される１２０ミリ秒マルチフレームを使用しており、各フレーム自体は８個の時間スロットから構成される。各フレーム内で、アップバーストは一定数の時間スロットを占有し、ダウンバーストは残りの一定数の時間スロットを占有する。アップバーストとダウンバーストとの間の空隙の持続時間は一般に２個または４個の時間スロットであるが、顕著な例外として、各マルチフレームの２６番目のフレーム内では、その空隙の持続時間が１２個の時間スロット、すなわち６ミリ秒に相当する。このような６ミリ秒の空隙により事前同期プロセスの一部を１２０ミリ秒ごとに行うことが可能になる。事前同期は周波数補正信号および同期信号を復号化するプロセスである。これらの周波数補正信号および同期信号は、５１個のフレームに相当する第２のタイプのマルチフレーム中に配分される。その結果、事前同期には最高１．３秒かかり、平均持続時間は０．６秒程度になる。
【０００５】
ＵＭＴＳシステム用の現在検討中の１つの伝送方法は時分割多重化（ＴＤＭ）方法と呼ばれる方法である。この方法は、等しい持続時間を有するフレームを使用し、各フレーム自体は、それぞれ所定の長さを有するいくつかの時間スロットから構成される。各フレームの第１の部分はアップバーストに割り当てられ、そのフレームの他の部分はダウンバーストに割り当てられ、逆もまた同様である。アップバーストに割り当てられる時間スロットの最大数と、ダウンバーストに割り当てられる時間スロットの最大数は、全ての端末について、あるいは少なくともＵＭＴＳセルのクラスタ内にある全ての端末について一定かつ同じである。この２つの数の比率は予測されたトラフィックの性質に応じて選択される。予測されたトラフィックが対称性である場合、この割合はアプリオリに５０％に等しい。予測されたトラフィックの非対称性が大きい場合、この割合は５０％よりも大きくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
今のところ、ＵＭＴＳセルからＧＳＭセルへの切換の準備をするための方策はない。同時に作動する２つの受信機を含む端末を実現すること、すなわち、ＵＭＴＳ受信機をＵＭＴＳ通話のために使用し、同時にＧＳＭ受信機をＧＳＭセルへの切換の準備をするために使用することもできるが、この解決策はＵＭＴＳ端末のコストおよびサイズを増大させることになる。
【０００７】
本発明は、２つの受信機を必要としない解決策を提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＵＭＴＳセル内での通話中にＧＳＭセルへの切換の準備を可能にするＵＭＴＳ移動電話網内での伝送方法であって、それぞれ複数の時間スロットから構成されるフレーム内で情報を転送し、各フレームの時間スロットが移動電話端末に割り当てられ、さらに、所与の端末に対して、１個のフレームの持続時間の整数数に等しい周期で、少なくとも所定の期間に等しい合計持続時間を有する少なくとも１つの連続時間スロットを考慮中の端末に割り当てず、それによってＧＳＭ基地局の放送管制チャネルを受信し、そのＧＳＭ基地局に事前同期することを可能にすることを特徴とする方法である。
【０００９】
このような特徴を持つ方法は、ＵＭＴＳ通話を処理するために１つの受信機だけを使用し、また少なくともいくつかのＵＭＴＳフレーム内に設けられた空隙を使用して、ほぼ同時にＧＳＭセルへの切換の準備をすることを可能にする。
【００１０】
特定の一実施形態によれば、本発明による方法はさらに、時間スロットの伝送能力を高めるために、データを伝送する他の時間スロットのスペクトル拡散を低減する。
【００１１】
このような特徴を持つ方法は、高ビットレートサービスのために、たとえばビデオ信号またはファイルを受信するために端末を使用する場合でも、１つの受信機だけを使用することを可能にする。なぜなら、この方法は、実際に割り当てられたスロットの伝送能力を高めることができ、したがって受信したＧＳＭ信号のパワーを測定し、隣接するＧＳＭセルに事前同期することによって起こりうる切換の準備をするために十分な持続時間を有する空隙が得られるまで、空きスロットの数を増やすことができるからである。
【００１２】
以下の説明および添付の図面から本発明がよりよく理解され、他の特徴が明らかになろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による方法は、全てのＵＭＴＳフレームに適用されるか、あるいは持続時間がＧＳＭマルチフレームの持続時間（１２０ミリ秒）に等しくなるような数のフレームから構成されるＵＭＴＳマルチフレーム内の１個のフレームだけに適用される。まず、この方法が全てのフレームに等しく適用される場合を考えてみる。
【００１４】
図１に、それぞれ１０ミリ秒の持続時間ＴＦを有する連続する２個のＵＭＴＳフレームＦ１、Ｆ２を示す。各フレームは持続時間ＴＳのＮ個の時間スロットから構成され、たとえばＮは１６に等しく、ＴＳは０．６２５ミリ秒に等しい。
【００１５】
１個のフレームの時間スロットの端末への割り当ては、各端末のユーザが要求したサービスに応じて、ＵＭＴＳ網によって各移動端末ごとに独立して決定される。音声通話の確立だけを要求する端末は、アップリンク接続用に１個の時間スロットだけを必要とし、ダウンリンク接続用に１個の時間スロットだけを必要とする。この実施形態では、全てのフレーム内で、アップリンクバーストに割り当てられる時間スロットの最大数は６個であり、ダウンリンクバーストに割り当てられる時間スロットの最大数は１０個である。また、この実施形態では、考慮中の端末は、電話通話の確立だけ、したがって低ビットレートを要求している。フレームＦ１内では、網は、アップリンク専用の部分ＵＬ１に１個のスロットＴ３だけを割り当て、ダウンリンク専用の部分ＤＬ１に１個のスロットＴ１２だけを割り当てる。フレームＦ２内では、網は、アップリンク専用の部分ＵＬ２に１個のスロットＴ１９だけを割り当て、ダウンリンク専用の部分ＤＬ２に１個のスロットＴ２９だけを割り当てている。したがって、各フレーム内では２個の時間スロットだけが占有されている。
【００１６】
フレームＦ１内では、以下の期間中、考慮中の端末はＵＭＴＳ信号を送信せず、また受信もしない。すなわち、
フレームＦ１の始端から時間スロットＴ３までの持続時間期間ｄ１・ＴＳ
時間スロットＴ３とＴ１２の間の持続時間期間Ａ・ＴＳ
時間スロットＴ１２とフレームＦ１の終端との間の持続時間期間ｄ２・ＴＳ。
【００１７】
フレームＦ２内では、以下の期間中、考慮中の端末はＵＭＴＳ信号を送信せず、また受信もしない。すなわち、
フレームＦ２の始端から時間スロットＴ１９までの持続時間期間ｄ１・ＴＳ
時間スロットＴ１９とＴ２８の間の持続時間期間Ａ・ＴＳ
時間スロットＴ２８とフレームＦ２の終端との間の持続時間期間ｄ２・ＴＳ。
【００１８】
この実施形態では、ＧＳＭ信号を受信するために、以下の二種類の期間を使用することができる。すなわち、
持続時間期間Ａ・ＴＳ＝Ｎ・ＴＳ−２ＴＳ−（ｄ１＋ｄ２）・ＴＳ
持続時間期間Ｂ・ＴＳ＝（ｄ１＋ｄ２）・ＴＳ。
【００１９】
ＧＳＭセル内での事前同期を可能にするために、ＧＳＭフレームの持続時間（４．７ミリ秒）に受信機の初期化に要する短い持続時間を加えた持続時間、すなわち１２０ミリ秒ごとに約５ミリ秒に少なくとも等しい連続期間中、ＧＳＭ放送管制チャネルを受信する必要があると考えられる。本発明によれば、持続時間が少なくとも５ミリ秒に等しい連続期間中、考慮中の端末がＵＭＴＳ信号の送信または受信を行う必要がないように、ＵＭＴＳ網は、１個のフレームの持続時間の整数倍に等しい周期でフレームの時間スロットを考慮中の端末に割り当てる。
【００２０】
この実施形態では、ｄ１＋ｄ２を選択する方法、すなわち考慮中の端末に時間スロットを割り当てる方法を決定するために、Ｎ＝１６、ＴＳ＝１０ミリ秒であると仮定して、以下の表を作成することができる。
【００２１】
【表１】

ＴＤＤ方式に固有の技術的な理由で、考慮中の端末に時間スロットを割り当てるために選択できる方法はいくぶん制限される。すなわち、ＵＭＴＳ信号の送信と受信との間で切り替えるために一定の時間が必要である。アップリンクに割り当てられるスロットとダウンリンクに割り当てられるスロットとは連続してはならず、少なくとも１つの時間スロットだけ離れていなければならない。このような制約のために次のような割り当ては不可能である。
【００２２】
ｄ１＋ｄ２＝０およびｄ１＋ｄ２＝１４
図１に示された実施形態では、ｄ１＋ｄ２＝６、したがってＡ・ＴＳ＝８×０．６２５ミリ秒＝５ミリ秒であり、したがって、空き期間ＡはＧＳＭ信号を受信するのに適している。
【００２３】
図２に、より高いビットレートサービスを用いる端末の場合の連続する２個のフレームＦ１’、Ｆ２’を示す。したがって、端末は多数の時間スロットを必要とする。参照記号は図１と同様のものを付してある。この実施形態では、上記の実施形態と同様に、Ｎ＝１６、ＴＦ＝１０ミリ秒である。フレームＦ１’内では、網はアップリンク用に時間スロットＴ１’、Ｔ２’を、ダウンリンク用にスロットＴ１３’、Ｔ１４’、Ｔ１５’を考慮中の端末に割り当てている。フレームＦ２’内では、網はアップリンク用に時間スロットＴ１７’、Ｔ１８’を、ダウンリンク用にスロットＴ２９’、Ｔ３０’、Ｔ３１’を割り当てている。したがって、各フレーム内では５個の時間スロットが占有されている。
【００２４】
ＧＳＭ信号を受信するために、以下の二種類の期間を使用することができる。
【００２５】
持続時間期間Ａ’・ＴＳ＝１６ＴＳ−５ＴＳ−（ｄ１’＋ｄ２’）・ＴＳ
持続時間期間Ｂ’・ＴＳ＝（ｄ１’＋ｄ２’）・ＴＳ
図２に示された実施形態では、持続時間Ｂ’を最小にするために、ｄ１’＝０を選択してある。この場合、Ａ’＝（１１−ｄ２’）・ＴＳである。
【００２６】
ｄ２’は、Ｂ’を最小にするために１に等しくされており、ＵＭＴＳ送信スロットと受信スロットは連続していない。したがってＡ’＝１０ＴＳ＝６．２５ミリ秒となり、これは必要な５ミリ秒よりも大きい。したがって、考慮中の端末は、受信したＧＳＭ信号のパワーを測定し、隣接するＧＳＭセルに事前同期することによって起こりうる切換の準備をすることができる。
【００２７】
端末が一層高いビットレートでデータの送信および受信を行う必要がある場合、ダウンリンクに割り当てられる時間スロットの数はアプリオリに５個よりも多くなる。少なくとも５ミリ秒の連続空隙を得るために、１０個の時間スロットを空きにしておくことはもはや不可能である。高ビットレート端末は低ビットレート端末よりも費用がかかるので、低ビットレート端末に第２の受信機を備えることに考慮が払われる。
【００２８】
別の解決策は、アップリンク方向およびダウンリンク方向にデータを送信するときのスペクトル拡散ファクタを低減することである。その場合、より多くのデータを各時間スロット内で伝送することが可能になる。網はデータにより少ない時間スロットを割り当て、６．２５ミリ秒の空隙が生じるように、少なくとも１０個の時間スロット数を空きにしておく。一方、同じＳＮ比を保持するために送信パワーを大きくする必要がある。
【００２９】
本発明の範囲は、全てのＵＭＴＳフレーム内に空隙が設けられる状況に限定されるものではない。変形実施形態によれば、ＵＭＴＳフレームは、持続時間がＧＳＭマルチフレームと同じになるように、たとえばそれぞれ１０ミリ秒の１２個のフレームを含むマルチフレームを構成し、また１個のマルチフレームにつき１個のフレームが少なくとも５ミリ秒の空隙を含むようになされる。この変形実施態様では、ＧＳＭセルの切換に関して従来のＧＳＭ端末と同じ性能が得られる。
【００３０】
上記の解決策の変形実施形態では、各マルチフレームの１個のフレーム、例えば各ＵＭＴＳマルチフレームの１２番目のフレームを完全に空きにしておくこと。その場合、このフレームは、５ミリ秒の最小持続時間よりも小さい１０ミリ秒の持続時間を有する空隙を残す。このフレーム内で伝送されるはずであったダウンリンクのデータは、伝送能力を高めるために低減されたスペクトル拡散を用いることによって、同じマルチフレームの他のフレーム内で伝送される。一方、送信パワーを大きくする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法の低ビットレート用の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による方法の高ビットレート用の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
Ｆ１、Ｆ２；Ｆ１’、Ｆ２’ フレーム
Ｔ３、Ｔ１２、Ｔ１９、Ｔ２０、Ｔ２８、Ｔ１’、Ｔ２’、Ｔ１３’、Ｔ１４’、Ｔ１５’、Ｔ１７’、Ｔ１８’、Ｔ２９’、Ｔ３０’、Ｔ３１’ 時間スロット
ＴＦ 持続時間
ＵＬ１、ＵＬ２ アップリンク専用の部分
ＤＬ１、ＤＬ２ ダウンリンク専用の部分

Claims (8)

1. ＵＭＴＳセル内での通話中にＧＳＭセルへの切換の準備を可能にするＵＭＴＳ移動電話網内での伝送方法であって、
   それぞれ複数の時間スロットから構成されるフレーム内で情報を転送し、各フレームの時間スロットが移動電話端末に割り当てられ、
   所与の移動電話端末に対して時間スロットを割り当てて、１個のフレームの持続時間の整数倍に等しい周期で、前記移動電話端末がＵＭＴＳ信号の送信も受信も行わない空きの連続する時間スロットを残し、前記連続する時間スロットの合計持続時間は、ＧＳＭ基地局の放送管制チャネルを受信しそのＧＳＭ基地局に事前同期することを可能にする所定の期間に少なくとも等しい、ことを特徴とする方法。
2. さらに、時間スロットの伝送能力を高めるために、データを転送する他の時間スロットのスペクトル拡散を低減することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ＵＭＴＳセル内での通話中にＧＳＭセルへの切換の準備を可能にするＵＭＴＳ移動電話網であって、
   それぞれ複数の時間スロットから構成されるフレーム内で情報を転送する伝送手段であって、各フレームの時間スロットが移動電話端末に割り当てられる伝送手段と、
   所与の移動電話端末に対して時間スロットを割り当てる手段であって、１個のフレームの持続時間の整数倍に等しい周期で、前記移動電話端末がＵＭＴＳ信号の送信も受信も行わない空きの連続する時間スロットを残し、前記連続する時間スロットの合計持続時間は、ＧＳＭ基地局の放送管制チャネルを受信しそのＧＳＭ基地局に事前同期することを可能にする所定の期間に少なくとも等しい手段とを有することを特徴とするＵＭＴＳ移動電話網。
4. さらに、時間スロットの伝送能力を高めるために、データを転送する他の時間スロットのスペクトル拡散を低減する手段を有することを特徴とする請求項３に記載のＵＭＴＳ移動電話網。
5. １個のフレームの持続時間の整数倍に等しい周期で、ＵＭＴＳ移動端末がＵＭＴＳ信号を送信も受信もしない連続する時間スロット内で、ＧＳＭ基地局の放送管制チャネルを受信しそのＧＳＭ基地局に事前同期する手段を有し、前記連続する時間スロットの合計持続時間は、ＵＭＴＳセル内での通話中にＧＳＭセルへの切換の準備を可能にする、前記受信し事前同期することを可能にする所定の期間に少なくとも等しい、ＵＭＴＳ移動端末。
6. さらに、時間スロットの伝送能力を高めるために、データを転送する他の時間スロットのスペクトル拡散を低減する手段を有することを特徴とする請求項５に記載のＵＭＴＳ移動端末。
7. 請求項３または４に記載のＵＭＴＳ移動電話網内の移動電話端末であって、
   前記連続する時間スロットで、ＧＳＭ基地局の放送管制チャネルを受信しそのＧＳＭ基地局に事前同期する、
   ＵＭＴＳセル内での通話中にＧＳＭセルへの切換の準備を可能にする移動電話端末。
8. 請求項３または４に記載のＵＭＴＳ移動電話網内の移動電話基地局。

Images