JP4611599B2 - 多重通信標準に従って動作する通信システムにおけるソフト・ハンドオフ通信方法及び装置 - Google Patents
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Description
[発明の背景]
本発明は、通信及び通信システムの分野に関し、特に符号分割多元接続(CDMA)通信システムに関する。
【0002】
幾つかのタイプの商業的に使用可能なCDMA通信システムは、IS−95B及びIS−95C標準のような1つ以上の多重通信標準に従って動作する。そのようなシステムは1つの世代から別の世代に発展する。例えば、IS−95B標準は、既知のIS−95A標準に続き、CDMA通信システムの多くの様々な面で性能を改善しながら追加の容量を与える。最近では、IS−95C標準(あるいはIS3000として知られている)が、容量及び性能に対するより高い要求に適合するため導入された。IS−95A、IS−95B、IS−95C(IS3000)システムの詳細を記述する標準規格(その各々のコピーは米国電気通信工業会(米国、ワシントンDC)と接触することにより又はワールド・ワイド・ウェブの「www.tiaonline.org」を訪問することにより得られる。)が本明細書に援用されている。
【0003】
図1を参照すると、幾つかのセル・サイト・カバレージ・エリア及びある一定関連のビルディング・ブロックを有する通信システム100が示されている。異なる標準に従って動作しているCDMAシステムは、並んで配置されたカバレージ・エリアで、即ち相互に近接して、又はオーバーラップしているカバレージ・エリアで実施されていることが多い。例えば、複数のセクタを有するセル・サイト101は、オーバーラップしているカバレージ・エリアでIS−95B及びIS−95C標準に従って通信サービスを提供している。セル・サイト101は、タイプIS−95Bの基地トランシーバ局(BTS)131及びタイプIS−95CのBTS132を基地局コントローラ(BSC)134に結合することにより複数のタイプのサービスを達成する。BSC134がセル・サイト101を介してなされた通信呼びの幾つかの局面を制御するので、BSC134は、移動するユーザがカバレージ・エリア内にいる間どのタイプのサービス、即ちIS−95Bに対するタイプB又はIS−95Cに対するタイプCを受け得るかを決定し得る。移動するユーザはまたサービスのタイプを選択し得る。BSC134は、移動局がセル・サイト101のカバレージ・エリア内にいる場合対応するBTS、例えばBTS131及びBTS132のいずれかを介して情報をルート付けすることにより選択された通信タイプを通して通信サービスを提供する。
【0004】
通信システム100に示されるようにセル構成の一例によれば、セル・サイト101に隣接したセル・サイト103は、IS−95B標準に従った通信サービスのみを提供する。そのため、セル・サイト103にサービスを提供しているBTS135は、Bタイプであり、そしてBSC134に結合されている。セル・サイト103及び101に隣接したセル・サイト102は、IS−95C標準に従って通信サービスを提供し得る。そのため、セル・サイト102にサービスを提供しているBTS136は、Cタイプであり、そしてBSC134に結合されている。他のセル・サイト構成も可能である。
【0005】
移動局も標準と共に発展しているので、移動局は単一モード又はデュアルモード又は他のマルチモードで動作し得る。デュアルモード動作の場合には、移動局は、IS−95B及びIS−95C標準の両方に従って動作し得る。移動局(MS)104は、それが単一モード動作にある場合、その動作モードがそれぞれIS−95Cか又はIS−95Bかに応じて、BTS132及び136を介してセル・サイト101及び102から、又はBTS131及び135を介してセル・サイト101及び103から通信サービスを受信し得る。しかしながら、デュアルモードのMS104は、3つ全てのセル・サイト101−103から通信サービスを効率的に受信することができないかも知れない。少なくともある程度まで、デュアルモード動作でのMS104は、3つ全てのセル・サイトからソフト・ハンド操作の便益を受け得ない。
【0006】
当業者に共通に知られているソフト・ハンドとして知られている操作により、移動局は、近隣の基地局から異なる信号を受信し且つ組み合わせて、受信品質を改善することができる。受信された信号は、受信器で組み合わされて、送信された情報の受信及び復号において改善が得られる。ソフト・ハンドオフに関連した操作は、IS−95B及びIS−95C標準で与えられる記述を考慮すると当業者には周知である。
【0007】
移動局が共通の標準に従って通信された信号を受信するとき、ソフト組み合わせ操作(soft−combining operation)は容易に実行される。例えば、移動局104がIS−95B標準に従ってBTS131を介してセル・サイト101と通信していて且つセル・サイト103へ移動する場合、ソフト・ハンドオフ操作は、セル・サイト103がBタイプであるBTS135を介して動作するので容易に実行される。そのため、BSC134は、MS104へセル・サイト101及び103を介して、両方ともBタイプであるBTS131及び135を通して情報を容易に送信し得る。しかしながら、移動局104がIS−95B標準に従ってセル・サイト101と通信していて且つセル・サイト102へ移動する場合、セル・サイト102がIS−95C標準に従って動作するBTS136を介してのみ通信サービスを与えるので、ソフト・ハンドオフ操作は可能でない。更に、MS104がIS−95B標準に従って動作するBTS131を介してセル・サイト101と通信しているとき、セル・サイト101からIS−95C標準に従って動作するBTS132を介して送信された信号に対するソフト・ハンドオフ操作は、可能でなく又は困難である。用語「セル・サイト」及び「セクタ」は通信サービスが与えられる方法において交換可能であることが当業者により十分理解されるであろう。
【0008】
従って、異なるCDMA標準に従って送信され受信された信号のソフト組み合わせ操作を容易にする方法及び装置に対する必要性がある。
【0009】
[好適な実施形態の詳細な説明]
IS−95C標準に従って動作する通信システムは、ブロードキャスト共通制御チャネル(BCCH)を含む。デュアルモードで動作する移動局はBCCHの存在を検出することができる。デュアルモードで動作することができる移動局は、実質的に、IS−95B及びIS−95Cのような少なくとも2つの異なるタイプの通信標準に従って異なるセル・サイト又はセクタから送信された信号のソフト組み合わせを行うことを可能にする本発明の様々な局面の便益を受けることができる。
【0010】
図2を参照すると、代表的通信システム200は、本発明の一実施形態に従って図示されている。通信システム200は、複数のセル・サイト201−203(3つが示されている)を含む。各セル・サイト201−203は、1つ以上の基地トランシーバ局(BTS)231、232、235及び236によりサービスを提供され(即ち、セル・サイト201はBTS231及び232によりサービスを提供され、セル・サイト202はBTS236によりサービスを提供され、セル・サイト203はBTS235によりサービスを提供され)、そして通信標準IS−95B及び通信標準IS−95Cのような1つ以上の通信標準に従って通信サービスを提供する。また、各セル・サイトは、セクタ化されることができ、即ち、複数のセクタに分割され得る。
【0011】
図2に示されるように、セル・サイト201は、オーバーラップしているカバレージ・エリア内で、第1及び第2の通信標準、即ちIS−95B及びIS−95Cの両方に従って通信サービスを提供する。セル・サイト201は、複数のタイプのサービス、即ち基地局コントローラ(BSC)234にBTS231を結合することによりタイプIS−95Bのサービスを、そして基地局コントローラ(BSC)234にBTS232を結合することによりタイプIS−95Cのサービスを達成する。BSC234は、セル・サイト201を介してなされた通信呼びのある局面を制御し、そして移動するユーザがセル・サイト201のカバレージ・エリア内にいる間にその移動するユーザがどのタイプのサービス、即ちIS−95Bに対するタイプBかIS−95Cに対するタイプCかのいずれを受信し得るかを決定することができる。移動するユーザはまたサービスのタイプを選択し得る。BSC234は、移動局がセル・サイト201のカバレージ・エリア内にいる場合、対応するBTS、例えばBTS231かBTS232かのいずれかを介して情報をルート付けすることにより、選択された通信タイプを通して通信サービスを提供する。
【0012】
セル・サイト201に隣接しているセル・サイト203は、IS−95B標準に従って通信サービスを提供する。その結果、セル・サイト103にサービスを提供しているBTS235は、Bタイプであり、そしてBSC234に結合されている。セル・サイト201及び203に隣接するセル・サイト202は、IS−95C標準に従って通信サービスを提供する。その結果、セル・サイト102にサービスを提供しているBTS236は、Cタイプであり、そしてBSC234に結合されている。他のセル・サイト構成もまた可能である。
【0013】
通信システム200は更に、単一モード又はデュアルモード又はマルチモードで動作し得る移動局(MS)204を含む。デュアルモード動作の場合、MS204は、IS−95B及びIS−95C標準の両方に従って動作し得る。MS204が共通の標準に従って通信された信号を受信するとき、ソフト組み合わせ操作は容易に実行される。例えば、移動局204がIS−95B標準に従ってBTS231を介してセル・サイト201と通信し、そしてセル・サイト203へ移動する場合、ソフト・ハンドオフ操作は、セル・サイト203がBタイプであるBTS235を介して動作するので容易に実行される。そのため、BSC234は、両方がBタイプであるBTS231及び235を通してMS204へセル・サイト201及び203を介して情報を容易に送信し得る。しかしながら、従来技術においては、移動局がIS−95B標準のような第1の通信標準に従って第1のセル・サイトと通信していて、そしてIS−95C標準のような第2の通信標準に従って動作する第2のセル・サイトへ移動するとき、ソフト・ハンドオフ操作は不可能でなくても困難である場合がある。
【0014】
通信システム200には、少なくとも、IS−95B標準のような第1の通信標準に従って送信された第1の信号とIS−95C標準のような第2の通信標準に従って送信された第2の信号とのソフト・ハンドオフ操作を与える方法及び装置が含まれている。MS204とそのMS204に通信サービスを提供するセル・サイトとは、最初の接触の際、第1の通信標準を選択し得る。MS204は、通信システム200の中のセル・サイト201−203の1つと通信リンク状態にある間に最初第1の信号を受信する。そのような通信リンクは、例えば、IS−95B標準に従って通信サービスを提供するセル・サイト203とであり得る。
【0015】
各セル・サイト201−203又はセル・サイトのセクタは、PNオフセットとして共通に知られている独特の時間オフセットを有する疑似ランダム・コードで符号化されたパイロット信号を送信する。MS204は、パイロット信号、多分、既に検出されてしまったパイロット信号とは異なる新しいパイロット信号の存在を検出し得る。適切な通信リンクを維持するためMS204により実行されたルーチン操作の正常部分として、MS204は、セル・サイト201−203の各々からMS204により受信されたパイロット信号のパイロット信号強度を測定する。パイロット信号強度と多分他の情報とに基づいて、MS204は、通信リンクのハンドオフのためのより適切なセル・サイトを見出し得る。MS204は、第1の通信標準に従って通信された通信チャネルを用いることにより、測定されたパイロット信号強度に基づいてパイロット強度測定メッセージを送信する。
【0016】
パイロット信号がセル・サイト202のようなタイプCだけのセル・サイトから送信された場合、Bタイプであるセル・サイト203は、メッセージに応答しないであろう。そのような応答は常態ではBSC234から発生される。BSC234はデュアルモード動作に関するMS204の能力を知らないので、BSC234はメッセージに応答しないであろう。その結果、MS204は、短い時間期間の後で、パイロット強度測定メッセージを送信した後にハンドオフ指令メッセージ(handoff direction message)を受信することができない。ハンドオフ指令メッセージを受信できないことは、パイロット信号がタイプCのセル・サイトから送信されたことの指示であり得る。MS204は、タイプCのセル・サイトと関連するブロードキャスト制御チャネルの存在の検出を探索する。
【0017】
ブロードキャスト制御チャネルが検出されたとき、MS204は、ブロードキャスト制御チャネルの搬送波対干渉比を測定する。更に、MS204は、搬送波対干渉比をスレッショルドと比較する。搬送波対干渉比がスレッショルドより上であるとき、MS204は、第2の通信標準に従って通信された逆方向リンク共通制御チャネルを用いて第2の通信標準に従って第2の通信を開始する。MS204は、逆方向リンク共通制御チャネルを用いてパイロット強度測定メッセージを送信する。この時点で、MS204は、通信システム200においてIS−95B及びIS−95Cの両方に従った通信リンクを有する。次いで、BSC234は、第1及び第2の信号を介してそれぞれ第1及び第2の通信標準に従って情報を送信することによりソフト・ハンドオフ操作を開始するのを可能にする。MS204は、第1の信号と第2の信号とを組み合わせて、ソフト・ハンドオフ操作を利用する。
【0018】
MS204がセル・サイト201からのパイロット信号を検出している場合、パイロット強度測定メッセージは、BSC234により応答されるであろう。それは、セル・サイト201がB及びCの両タイプ、即ち第1及び第2の通信標準に対する通信サービスを提供することができるからでる。従って、BSC234は、ハンドオフ操作を指令するためのメッセージに基づいてハンドオフ指令メッセージを発生する。Cタイプが場合によってはBタイプより良い性能を与えるので、BSC234は、通信サービスをCタイプに動かすことが好ましい。更に、この状況においては、MS204は、セル・サイト201から送信されたブロードキャスト・チャネルの存在を検出し得る。MS204は、ブロードキャスト制御チャネルの搬送波対干渉比を測定し、そして搬送波対干渉比をスレッショルドと比較する。搬送波対干渉比がスレッショルドより上であるとき、MS204は、逆方向リンク共通制御チャネルを用いて、第2の通信標準、即ちCタイプに従って第2の通信を開始する。MS204は逆方向リンク共通制御チャネルを用いてパイロット強度測定メッセージを送信する。次いで、BSC234は、前記第1及び第2の信号を介してそれぞれ第1及び第2の通信標準に従って情報を送信することによりソフト・ハンドオフ操作を開始する。次いで、MS204は、第1の信号と第2の信号とを組み合わせる。この時点で、MS204は、第1の通信標準即ちBタイプに従って通信された第1の信号を落とし(drop)、そして第2の通信標準を介して通信を継続する。そのため、MS204は、Bタイプの通信サービスから、Cタイプの通信サービスが使用可能である場合Cタイプの通信サービスに移動する。
【0019】
図3を参照すると、通信受信器300のブロック図が本発明の一実施形態に従って示されている。受信器300は、BCCHチャネルの存在を検出するため用いることができる。受信器300は、多くの信号の間でとりわけ第2の信号及びBCCH信号を受信するための受信アンテナ301を含む。BCCH信号は、Cタイプの通信に割り当てられたPNシークエンスに従って信号を拡散解除(de−spread)するデスプレッダ(despreader)302に供給される。その結果生じる信号は、BCCHに割り当てられたウォルシュ・コードに従った拡散解除機能のためのデスプレッダ303に供給される。その結果生じる信号エネルギは、加算ブロック304を及び2乗化ブロック(squaring block)305介して一括して決定される。その結果生じるメトリック・エネルギ(metric energy)をスケーリングする必要がある場合には、スケーリング・ブロック(scaling block)306は、そのマトリックスを比較器307に供給する前にスケーリング(拡大/縮小)する。比較器307は、そのエネルギをスレッショルドと比較して、BCCHチャネルが存在するかどうかを決定する。BCCHチャネルの存在を示すBCCHチャネル・フラグが生成され得る。
【0020】
上記スレッショルドは、既知の方法に従って決定され得る。スレッショルドは、セル・サイトから送信されたパイロット信号に割り当てられた送信電力の一部又は合計量、BCCHに割り当てられた送信電力の一部または合計量、及びセル・サイトにおけるソフト・ハンドオフ操作に用いられるスレッショルドに基づいて決定されるのが好ましい。ハンドオフ・スレッショルドは、IS−95B及びIS−95C標準を考慮すると当業者に周知である。
【0021】
図4を参照すると、それぞれ第1及び第2の通信標準に従って通信された第1及び第2の信号を受信し、組み合わせ、そして復号するための受信器400のブロック図が示されている。アンテナ401は、第1及び第2の両方の信号を受信する。受信器400は、受信された第1の信号を第1の通信標準に従って処理して、受信され処理された第1の信号411を生成する第1の信号処理ブロック410を含む。受信器400は更に、受信された第2の信号を第2の通信標準に従って処理して、受信され処理された第2の信号421を生成する第2の信号処理ブロック420を含む。信号411及び421は、コンバイナ(combiner)430で組み合わされ、組み合わされた信号431が生成される。第1の通信標準はIS−95B標準であり得て、第2の通信標準はIS−95C標準であり得る。
【0022】
受信器400は更に、第1及び第2の信号を介して通信された情報を検索するため、組み合わされた信号431を復号する復号器を含む。
第1の処理ブロック410は、第1の通信標準(IS−95B)に適合した第1のPNシークエンスを第1の信号に乗算することにより第1の信号を拡散解除して、拡散解除された第1の信号440を生成するデスプレッダ402を含み得る。トラフィック・チャネル・ウォルシュ・コード・デスプレッダ/復調器404は、信号440を拡散解除し且つ復調して、復調された第1の信号441を生成する。デインターリーバ(deinterleaver)は、第1の通信標準の第1のインターリーブ化/インターリーブ解除機能(interleaving/deinterleaving function)に従って、復調された第1の信号441をインターリーブ解除して、受信され処理された第1の信号411を生成する。
【0023】
第2の処理ブロック420は、第2の通信標準に適合した第2のPNシークエンスを第2の信号に乗算することにより第2の信号を拡散解除して、拡散解除された第2の信号450を生成するデスプレッダ403を含み得る。トラフィック・チャネル・ウォルシュ・コード・デスプレッダ/復調器405は、信号450を拡散解除し且つ復調して、復調された第2の信号451を生成する。デインターリーバは、第2の通信標準の第2のインターリーブ化/インターリーブ解除機能に従って、復調された第2の信号451をインターリーブ解除して、受信され処理された第2の信号421を生成する。
【0024】
第1の通信標準に従って動作するセル・サイトにより可能とされ且つ与えられた通信データ速度は、第2の通信標準において可能とされるデータ速度とは異なってよい。そのため、ソフト組み合わせ操作を好適な方法で行うため、本発明は、それぞれ第1及び第2の通信標準に従って通信された第1及び第2の信号の通信データ速度を等しくすることを含み得る。このステップは、MS204とBSC234との間で対応のBTSユニットを介して通信されるメッセージ伝送システムにより達成され得る。通信データ速度を等しくするステップは、第1の信号のデータ速度を第2の信号のソース(供給源)へ通信して、第2の信号のデータ速度を第1の信号のデータ速度に等しく設定することを含み得る。通信データ速度を等しくするステップは、第2の信号のデータ速度を第1の信号のデータ速度に調整することを含んでもよい。
【0025】
MS204とタイプIS−95Bのセル・サイト501及びタイプIS−95Cのセル・サイト502との間におけるそのようなメッセージ伝送システム500及び600の例が図5及び図6にそれぞれ示されている。IS−95Cにおいて使用可能なデータ速度はIS−95Bにおいて使用可能なデータ速度より高いので、メッセージ伝送システム500は、少なくともデータ速度を低減するステップ505を含む。メッセージ伝送システム600は、そのデータ速度を他のシステムに単純に通知するステップ605を含み得る。
【0026】
つまり、少なくとも、第1の通信標準に従って送信された第1の信号と第2の通信標準に従って送信された第2の信号とのソフト・ハンドオフ操作を与える方法及び装置が提供される。移動局(MS)は、第1の信号を受信し、パイロット信号を検出し、パイロット信号強度を測定し、そしてパイロット強度測定メッセージを送信する。MSがパイロット強度メッセージを送信した後にハンドオフ指令メッセージを受信できないとき、MSは、第2の通信標準で動作しているセル・サイトに関連したブロードキャスト制御チャネル(BCCH)の存在の検出を探索する。MSは、搬送波対干渉比をスレッショルドと比較し、そしてその比がスレッショルドより上であるとき、第2の通信標準に従って第2の通信を開始し、そのためソフト・ハンドオフ操作を開始し、そしてセル・サイトがそれぞれ第1及び第2の信号を介して第1及び第2の標準に従って情報を送信するのを可能にする。MSは、第1の信号と第2の信号とを組み合わせて、ソフト・ハンドオフ操作を利用する。
【0027】
本発明は、その特定の実施形態を参照して特に示され且つ説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から離れることなく様々な変更がなされ、またその構成要素を代替する均等物があり得ることが当業者により理解されるであろう。更に、本発明の本質的範囲から離れることなく特定の状況又は資材を本発明の教示に適合させるため多くの修正を行い得る。従って、本発明は本明細書に開示された特定の実施形態に制限されず、本発明は特許請求の範囲の中に入る全ての態様を含むことを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、従来技術の代表的通信システムのブロック図である。
【図2】 図2は、本発明の一実施形態に従った代表的通信システムのブロック図である。
【図3】 図3は、本発明の一実施形態に従ってBCCHチャネルの存在を検出する通信受信器のブロック図である。
【図4】 図4は、本発明の一実施形態に従ってそれぞれ第1及び第2の通信標準に従って通信された第1及び第2の信号を受信し、組み合わせ、復号する受信器のブロック図である。
【図5】 図5は、本発明の一実施形態に従った、移動局とタイプIS−95B及びIS−95Cのそれぞれのセル・サイトとの間のメッセージ伝送システムの例である。
【図6】 図6は、本発明の別の実施形態に従った、移動局とタイプIS−95B及びIS−95Cのそれぞれのセル・サイトとの間のメッセージ伝送システムの例である。
Claims (5)
- 通信システムにおいて、少なくとも、第1の通信標準に従って送信された第1の信号と第2の通信標準に従って送信された第2の信号とをソフト・ハンドオフする方法において、
前記第1の信号を最初に受信するステップと、
パイロット信号の存在を検出するステップと、
前記パイロット信号のパイロット信号強度を測定するステップと、
前記第1の通信標準に従って通信された通信チャネルを用いて、前記測定されたパイロット信号強度に基づいてパイロット強度測定メッセージを送信するステップと、
前記パイロット強度測定メッセージを送信した後に、ハンドオフ指令メッセージを受信するのを失敗するステップと、
ブロードキャスト制御チャネルの存在を検出するステップと、
前記ブロードキャスト制御チャネルの搬送波対干渉比を測定するステップと、
前記搬送波対干渉比をスレッショルドと比較するステップと、
前記搬送波対干渉比が前記スレッショルドより上である場合、前記第2の通信標準に従って通信された逆方向リンク共通制御チャネルを用いて前記第2の通信標準に従って第2の通信を開始するステップと、
前記逆方向リンク共通制御チャネルを用いて前記パイロット強度測定メッセージを送信するステップと、
それぞれ前記第1及び第2の通信標準に従って前記第1及び第2の信号を介して情報を送信することによりソフト・ハンドオフ操作を開始するステップとを備える方法。 - 前記第1及び第2の通信標準に従って通信された前記第1及び第2の信号の通信データ速度を等しくするステップを更に備える請求項1記載の方法。
- 前記第1及び第2の信号を組み合わせるステップを更に備える請求項1記載の方法。
- 前記パイロット強度測定メッセージを前記第1の共通制御チャネルを介して受信するステップと、
前記第2の通信標準に従って送信された前記パイロット信号のパイロット強度測定メッセージを検出するステップと
を更に備える請求項1記載の方法。 - 前記パイロット信号に割り当てられた割当て電力レベル、前記ブロードキャスト制御チャネルに割り当てられた割当て電力レベル、及び前記通信システムにおけるソフトハンドオフ・スレッショルドに基づいて前記スレッショルドを決定するステップを更に備える請求項1記載の方法。
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