JP4933443B2 - サービスエリア境界領域でのパケット・データ・サービスをサポートする方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には、移動機（移動局、移動端末）へのパケット・データ・サービスの提供に関し、特に、無線通信ネットワーク内のサービスエリアの境界領域におけるパケット・データ・サービスの提供に関する。

無線通信ネットワークの世界において、人は、ある場合には、発展的変化のことを「進化的変化」だと考え、ある場合には、この発展的変化のことを「革命的変化」と考える。「進化的変化」（evolutional change）という場合には、典型的には、既存の能力と既存のプロトコルを基礎にして発展構築されたものであり、通常の場合、後方互換性が確保されている。これに対して、「革命的変化」(revolutional change)という場合には、典型的には、かつて存在したものとは別物であり、往々にして、既存の規格とは互換性がない。既存のものを単に発展させたものという弱点や互換性がないという弱点は、通常の場合、簡単には達成不可能な性能や効率改善のもので、しかも、後方互換性を同時に有する物の出現で相殺される。

一般的な意味では、ｃｄｍａ２０００の技術には、上で述べた「進化的」技術と「革命的」技術が混在している。このことを具体的に言えば、例えば、古い型のＩＳ−９５Ｂネットワーク規格（ｃｄｍａＯｎｅでの規格）では、回路交換型の音声サービスとデータサービスをサポートするフォワードリンクで使用されていた専用チャネルは低速であったが、後方互換性という点では、ｃｄｍａ２０００ネットワーク規格では、「フォワード基本チャネル」（Ｆ−ＦＣＨ，Forward Fundamental Channel）と呼ばれる、その古い型の低速チャネルをフォワードリンク用のチャネルとして引き継いでいる。さらに、ｃｄｍａ２０００ネットワークでは、この低速チャネルも、その典型的なデータレートが９．６ｋｂｐｓに限定されてはいるが、回路交換、パケット交換サービス用に使用されている。

ｃｄｍａ２０００では、上で述べた古い型のＩＳ−９５Ｂチャネルに対して、革命的チャネルと言える新型の「フォワード補助チャネル」（Ｆ−ＳＣＨ，Forward Supplemental Channel）をフォワードリンク用の専用チャネルとして使用している。ｃｄｍａ２０００では、高速のパケット・データ・サービスをサポートするために、必要であれば、１つまたはそれ以上のＦ−ＳＣＨを移動機に割り当てている。このＦ−ＳＣＨは、５００ｋｂｐｓ以上のパケット・データ・レートでのサポートが可能で、「ソフトハンドオフ」動作の実行にも使えるという長所がある。つまり、Ｆ−ＳＣＨを使用して任意の移動機にパケット・データ・トラフィックの伝送を行う場合、その任意の移動機が現在接続されているハンドオフ元となるソースの基地局（ＢＳ，Base Station）から、ＢＳ同士を通信可能にリンクさせるサイドホールリンクを介して、その任意の移動機の近隣に存在する、１つまたはそれ以上の基地局に対してパケット・データ・トラフィックを伝送することが可能である。制御用インタオペラビリティ標準（ＩＯＳ，Interoperability Standard）では、このサイドホールリンクをＡ３／Ａ７インターフェースとして定義している。

ソースとなる基地局と任意の移動機との間で、あるＦ−ＳＣＨを使用してのデータサービス提供が行われているという状態で、ソフトハンドオフが始まった場合には、そのソースとなる基地局のサービスエリアとターゲット（切り換え先）基地局サービスエリアとの間の境界領域内にその移動機が移動したことを受けて、今度は、別のＦ−ＳＣＨが、移動機とその近隣のターゲット基地局との通信に使われることになる。つまり、まず、ソースとなる基地局は、ハンドオフ先となるターゲット基地局に対して、その移動機のためにＦ−ＳＣＨを使用した接続の確立要求を出し、その要求をターゲット基地局が受け入れた場合には、ソースとなる基地局は、Ａ３／Ａ７サイドホールを介して、移動機のためのパケット・データ・トラフィックの送信を開始し、その送信が行われている間に、今度は、移動機とターゲット基地局との間に、新しく割り当てられたＦ−ＳＣＨを使った送信がターゲット基地局から移動機に対して始まることになる。

従って、ソースとなる基地局は、少なくとも一時的に、それまでのＦ−ＳＣＨを使用してパケットデータの送信を継続するので、移動機は、ソースとなる基地局と新しく割り当てられたターゲット基地局の両方からパケットデータを受信することになる。勿論、移動機が元の発信基地のほうに戻る場合には、ターゲット基地局がＦ−ＳＣＨとの接続を切断することになる。逆に、移動機がソースとなる基地局からさらに遠くに移動する場合には、ソースとなる基地局は、Ｆ−ＳＣＨとの接続を切断する。但し、ソースとなる基地局は、サイドホールリンクを介して、必要な限り、パケットデータの送信を継続する。

ｃｄｍａ２０００ネットワークにおいて、Ｆ−ＳＣＨが、達成可能な限度までパケット・データ・レートを引き上げれば、それだけ、弱点も増えて、Ｆ−ＳＣＨとして、欠点なしの存在ではなくなる。Ｆ−ＳＣＨは、例えば、ネットワークリソース（ネットワーク資源）の利用という点では、必ずしも、有効とは言えない。例えば、Ｆ−ＳＣＨによるデータレートを引き上げれば、それだけ多くのＣＤＭＡの拡張コード資源を必要とし、そのために、他のユーザが使えるコードを減少させる結果となり、さらに、多くのフォワードリンク用の送信電力を必要とし、その結果、他のユーザが使える電力を減少させる結果となる。このために、ｃｄｍａ２０００規格の新改訂では、新型のフォワードリンク用のパケットデータチャネルを定義することで、効率的な高速のパケットデータチャネルを提供する必要性を挙げており、そのチャネルの例として、フォワード・パケット・データ・チャネル（Ｆ−ＰＤＣＨ，Forward Paket Data Channel）がある。

動的に維持されている伝送スケジュールに従って、時分割方式を採用すれば、多数のユーザを、１つのＦ−ＰＤＣＨに割り当てることが可能で、１つのＦ−ＰＤＣＨを使用して比較的多数のユーザにパケットデータを高いデータレートで提供できる。このために、専用Ｆ−ＳＣＨを、高速パケット・データ・サービスを望んでいる各ユーザに個別に割り当てる必要が無くなる。また、Ｆ−ＰＤＣＨは、データレート制御型のチャネルであり、Ｆ−ＳＣＨのように電力制御型チャネルではない。

具体的には、Ｆ−ＰＤＣＨは、ＲＢＳ（無線基地局、Radio Base Station）で使用可能な送信電力であれば、その電力が、専用チャネル、放送チャネル、制御チャネル、パイロットチャネルに割り当てた後の、「残り送信電力」であるかないかに関係なく、その電力を使用して、データを伝送する。Ｆ−ＰＤＣＨが、最高のデータレート（Data Rate）で各移動局にデータサービスを提供できるように、移動機の特別な受信状態に応じて送信電力が供給され、これに対して、各移動機は、高速（例えば、８００ Ｈｚ）で、ＣＱＩ（チャネル品質インディケータ、Channel Quality Indicator）をＲＢＳに返送してくる。その後、ＲＢＳは、そのＣＱＩを受信するとすぐに、Ｆ−ＰＤＣＨを介して、個別の移動機に送信するための個別のデータレートを設定する。

Ｆ−ＰＤＣＨのような高度の技術を採用する結果として、二つの大きな利点が得られる。その一つは、Ｆ−ＰＤＣＨを使用することで、専用のＦ−ＳＣＨに較べて、より高いパケット・データ・サービスが提供できること、および、専用のＦ−ＳＣＨに較べて、より効率的なネットワーク資源の使用が可能となることである。しかし、Ｆ−ＰＤＣＨを採用することで、１つまたはそれ以上の問題がある。

その第一の問題は、既存のＩＯＳには、違った基地局間における、Ｆ−ＰＤＣＨのハンドオフについては何も規定していないことである。各ＲＢＳ（無線基地局）がＦ−ＰＤＣＨをサポートすると仮定した場合に、同じ基地局制御装置の制御の元で動作している、異なったＲＢＳ間でのＦ−ＰＤＣＨのハンドオフが可能であることに注意する必要がある。その第二の問題は、任意のネットワークにおいて、必ずしも、全部のＲＢＳがＦ−ＰＤＣＨをサポートする構成を採用していないがために、能力が混在した別の違ったサービスエリアが発生することである。つまり、隣接する２つのサービスエリアの両方がＦ−ＳＣＨによるパケット・データ・サービスをサポートし、その２つのサービスエリアうちの１つだけが、Ｆ−ＰＤＣＨによるパケット・データ・サービスをサポートするというようなことが発生する。

第一の例では、ソースとなる基地局とターゲット基地局との間の境界領域において、Ｆ−ＰＤＣＨを使用したパケット・データ・サービスが継続されないということが起こる。その理由は、ソースとなる基地局とターゲット基地局との間に、Ａ３／Ａ７サイドホールリンクを介して、パケット・データ・トラフィックを共同で移動局に提供するという定義付けされたメカニズムがないからである。第二の例では、ソースとなる基地局とターゲット基地局との間の境界領域において、Ｆ−ＰＤＣＨを使用したパケット・データ・サービスが継続されないということが起こる。その理由は、単純にターゲット基地局がＦ−ＰＤＣＨをサポートしていないからである。この両方の例において、境界領域に移動する、あるいは、境界領域を通過する移動局に高いパケット・データ・レートでのサービスの提供をいかにして継続させるかという問題が解決されていない。

本発明は、移動機が基地局サービス境界内に存在しているとき、移動機がその境界を通過するとき、移動機が共通パケットデータチャネルのサービス境界に存在しているとき、その境界を通過するときに、パケット・データ・サービスを継続的に提供するために、共通パケットデータチャネルと専用パケットデータチャネルとの間の切り換えを行うことにより、移動機へのパケット・データ・サービスをサポートする方法と装置を含む。本発明によれば、移動機が共通パケットデータチャネルのハンドオフをサポートしていないか、あるいは、共通パケットデータチャネルサービスを提供していない隣接サービスエリアを有する第一サービスエリアの境界領域に移動すると、任意の移動機へのデータサービスの提供に使用されるチャネルが、共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネルに切り換えられる。例えば、チャネルとチャネルとの間の切り換えは、第一または隣接サービスエリアが移動機に対して、より良好な受信信号品質を提供するかかどうかの決定、共通チャネルサービスまたは専用チャネルサービスを提供することによりネットワーク資源が有効に使われているかどうかの決定、共通チャネルサービスまたは専用チャネルサービスが移動機に対してより良好なサービスを提供しているかどうかの決定のうち、少なくとも１つの決定に応じて実行される。

実施形態の１つによれば、本発明は、無線通信ネットワーク内の第一サービスエリアでの共通パケットデータチャネルを使用しての移動機に対するサービスに基づいて移動機にパケット・データ・サービスを提供する方法、移動機が第一サービスエリアの境界内に存在していることを検知したことを受けて、移動機とのパケットデータトラフィック通信で使用されるチャネルを共通パケットデータチャネルから専用パケットデータに切り換える方法を含む。境界領域は、共通パケットデータチャネルを全くサポートしないか、あるいは、共通パケットデータチャネルのハンドオフをサポートする他の基地局により制御された隣接するサービスエリアに対応付けられている。

移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信に使うチャネルを共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネルに（または、その逆に）切り換えるかどうか、いつの時点で切り換えるかを決定するに際して、ソースとなる基地局は、その発信基地局自体の無線リンク信号品質、および、境界領域に対応付けられた１つまたはそれ以上の近隣基地局の無線リンク信号品質を評価する。例えば、ソースとなる基地局は移動機から受信した信号品質報告をモニタ（監視）し、移動機が境界領域に存在することを検知したことを受けて、チャネルを共通チャネルから専用チャネルに切り換える。しかし、共通チャネルを通じて通信されるデータのデータレートは高く、その状態は、その共通チャネルをサポートしているソースとなる基地局と移動機との間の無線リンク品質が低下するまで続くので、その移動機が境界領域を移動して通過する際に、そのデータレートの高い状態が可能な限り長く続くようにソースとなる基地局を構成してもよい。

本発明のｃｄｍａ２０００実施形態において、共通パケットデータチャネルは、ＣＤＭＡ搬送信号を使用した個別ユーザデータの時間多重化伝送方式に従って、複数の移動機（ユーザ）に高速でパケット・データ・トラフィックを伝送する「フォワード・パケット・データ・チャネル」（Ｆ−ＰＤＣＨ）を含む。専用パケットデータチャネルは、「フォワード補助チャネル」（Ｆ−ＳＣＨ）を含む。このＦ−ＳＣＨは、専用「フォワード基本チャネル」（Ｆ−ＦＣＨ）よりも高いデータレートをサポートし、個別の移動機に割り当てられる。一般的に、Ｆ−ＳＣＨのネットワーク資源の有効使用率は、高いデータ・レート・サービスを提供するＦ−ＰＤＣＨよりも低いので、Ｆ−ＰＤＣＨを使用するほうが好ましい。

本発明の実施形態での動作においては、基地局制御装置（ＢＳＣ，Base Staion Controller、例えば、ｃｄｍａ２０００基地局制御装置）が採用されており、それには、任意の移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを、共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネルに（または、その逆に）切り換える１つまたはそれ以上の処理回路が含まれている。例えば、元のＢＳＣは、任意の移動機とのパケット・データ・サービスを、元のＢＳＣにより制御されている無線基地局（ＲＢＳ，Radio Base Station）により伝送が行われるＦ−ＰＤＣＨを使用して確立する。Ｆ−ＰＤＣＨを使用してのパケット・データ・サービスが、Ｆ−ＰＤＣＨをサポートする元のＢＳＣにより制御されるＲＢＳ間で行われるイントラＢＳＣハンドオフのために継続される。但し、Ｆ−ＰＤＣＨをサポートしていないＲＢＳへのイントラＢＳＣハンドオフの場合、あるいは、別のＢＳＣへのイントラＢＳＣハンドオフの場合、元のＢＳＣは、移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを、Ｆ−ＰＤＣＨからＦ−ＳＣＨに切り換える。この場合には、Ｆ−ＳＣＨが、すべてのＲＢＳによりサポートされるので、ＢＳＣ間のソフトハンドオフが行われている期間、このすべてのＲＢＳによるＦ−ＳＣＨのサポートが維持されるという利点がある。

本発明のチャネル切り換え方法は、勿論、ｃｄｍａ２０００の実施形態に限定されるものでなく、また、上記で述べた特徴や長所に限定されるものではない。下記の明細書の詳細と添付図面により、以下に記載されてない追加の特徴や利点があることは当業者の理解できるところである。

実施形態によれば、本発明には基地局が含まれ、ｃｄｍａ２０００ネットワークにおける連続したパケット・データ・サービスを提供するための方法と装置を提供するものであり、高速の共通パケットデータチャネルが１つのサービスエリアではサポートされるが、隣接サービスエリアではサポートされず、または、サービスエリア間でのチャネルをハンドオフする機能はない。任意の移動局に対するパケット・データ・サービスを、サービスエリア境界でのハンドオフが不可能であるタイプのサービスから、ハンドオフが可能なタイプのサービスに変更する方法と装置が提供されるものである。

図１は、二個の基地局を図示したもので、この二機の基地局を便宜上、「ＢＳ１」と「ＢＳ２」と呼ぶ。基地局ＢＳ１は、第一型チャネルまたは第二型チャネルを使用して高速パケット・データ・サービスを提供する。ここでは、タイプ１のチャネル（第一型チャネル）とタイプ２のチャネル（第二型チャネル）という名称により、２つのチャネルが別物であることを示している。ｃｄｍａ２０００に関する実施形態では、第一型チャネルは、Ｆ−ＰＤＣＨ（フォワード・パケット・データ・チャネル、Forward Packet Data Channel）のことであり、これは、複数のパケットユーザが使用する比較的高速用の共通パケットデータチャネルである。第二型チャネルは、Ｆ−ＳＣＨ（フォワード補助チャネル、Forward Supplemental Channel）のことであり、これは１人のパケットユーザが使用する専用（ユーザ専用）のチャネルであり、Ｆ−ＦＣＨ（フォワード基本チャネル、Forward Fundamental Channel）よりも高いデータレート用のチャネルである。Ｆ−ＰＤＣＨを使用するほうが、Ｆ−ＳＣＨを使用するよりも好ましい。その理由は、Ｆ−ＰＤＣＨのほうが、ネットワーク資源の利用の点で有効であり、さらに、一般的に、Ｆ−ＳＣＨよりも高速で有効なデータレートを提供するからである。

説明を分かりやすくするために、ここでは、基地局ＢＳ２は、第一型チャネルとの互換性がない、つまり、第一型チャネルではパケット・データ・サービスを提供しないか、あるいは、基地局ＢＳ１と基地局ＢＳ２との間で第一型チャネルへのハンドオフをする機能を有しないと仮定する。図１には、移動機１２へのパケット・データ・サービス提供方法の実施形態が示されている。ここでは、時間ｔ１において、基地局ＢＳ１に対応するる第一のサービスエリアで、第一型パケットデータチャネルを介して、パケット・データ・サービスの提供が開始され、その後、移動機１２は、境界領域を通過して、基地局ＢＳ２に対応する第二の隣接サービスエリアに移動する。

図示したように、移動機１２は、時間ｔ２において、境界領域に入るが、パケット・データ・サービスは、引き続き、第一型チャネルを介して提供される。その理由は、第一型チャネルと無線機１２との間には、無線リンクが、良好な状態のまま継続して動作しているからである。但し、本発明の別の実施形態では、基地局ＢＳ１は、移動機１２が境界領域に入ったことを探知したことを契機として、その基地局ＢＳ１が、移動機１２に対して、第一型チャネルを介したサービス提供を維持できるほどの十分な無線リンク品質をまだ有しているかどうかに関係なく、チャネルの型を切り換えるようになっている。

移動機１２が境界領域に入ったかどうかについては、基地局ＢＳ１は、移動機１２からの受信する信号品質報告をモニタすることで検知する。例えば、移動機１２が境界領域に入ると、定期的なパイロット強度測定メッセージ（ＰＰＳＭＭ）信号などが、移動機１２から基地局ＢＳ１に送信されてくるが、その中には、境界領域に対応した隣接サービスエリアを制御している１つまたはそれ以上の近隣基地局について測定したパイロット強度の情報が含まれている。基地局ＢＳ１は、移動機１２でのパイロット信号強度が減少しており、一方、基地局ＢＳ２の受信信号強度が増加していることを検出する。

時間がｔ２からｔ３へと経過して、移動機１２が境界領域をさらに先に進むにつれて、移動機１２と基地局ＢＳ１との無線リンクが弱くなり、逆に移動機１２と基地局ＢＳ２との無線リンクが強くなる。信号品質の閾値と、第一型チャネルを介してのサービス提供を続けるか、第二型チャネルへの切り換えを行うかの評価・判定に基づいて、基地局ＢＳ１は、移動機１２とのパケット・データ・トラフィック通信を第一型チャネルから第二型チャネルに切り換える。ここで基地局ＢＳ１は、その切り換えプロセスの一部を実施することになる。第二型チャネルは、境界の両方のサービスエリアで使用が可能であり、第二型チャネルへのハンドオフが境界を挟んで実行される。これにより、基地局ＢＳ２が、別の第二型チャネルを介して移動機１２にサービスを提供し、移動機１２は第二型チャネルを介してソフトハンドオフを実行することになる。

基地局ＢＳ１が、この時点では、まだ依然として、ソースであるか、あるいは、制御権を有する基地局であるので、移動機１２に宛てたパケット・データ・トラフィックは、基地局ＢＳ１により、切り換えられた第二型チャネルを使用して伝送され、基地局ＢＳ１とＢＳ２との間は、サイドホールリンク（sidehaul link）を介してデータが送受信され、今度は、基地局ＢＳ２は別の第二型チャネルを使用して移動機１２との通信を行う。このように、パケット・データ・トラフィックは、少なくとも一時的に両方の基地局ＢＳ１とＢＳ２により伝送されるので、境界領域では、移動機１２へのサービスは高い信頼性のもとでの提供が維持される。この場合、移動機１２でのソフトハンドオフにおけるダイバシティ利得が得られるという利点があるが、第二型チャネルで達成されるデータレートは、良好な信号条件で達成されていた切り換え前の第一型チャネルでのデータレートほどには高くはない。しかし、その後、一旦第一型チャネルを使用した信号品質が任意の閾値を超えて劣化してしまった後では、今度は、第二型チャネルを介して提供されるサービスの品質は良好となり、ネットワーク資源のより有効な使用ができるようになる。

ある時点、例えば、時間ｔ４において、移動機１２が境界領域を通過して、完全に第二サービスエリアに入り、基地局ＢＳ１の有効無線レンジ外になる。但し、基地局ＢＳ２は、第二型チャネルを使用して、パケット・データ・サービスを継続する。ここで注意すべきことは、基地局ＢＳ２による伝送データは、この時点でも、まだＢＳ１とＢＳ２との間のサイドホールリンクで伝送されており、基地局ＢＳ１が依然として、そのパケットデータコールが続いている間、ソースまたは制御基地局として動作しているということである。

その後の、ある時点ｔ５において、移動機１２が、再度、境界領域に入ると、第二型チャネルを介して基地局ＢＳ１とＢＳ２との間で、ソフトハンドオフが開始される。移動機１２が基地局ＢＳ１の方向に戻り、例えば、ｔ６の時点に到着したときに、移動機１２が基地局ＢＳ１から受ける信号品質は全体的に改善される。基地局ＢＳ１は、移動機１２から受信した信号品質報告の信号のモニタ動作を継続する。どこかの時点で、基地局ＢＳ１とＢＳ２とのソフトハンドオフが終了した後、移動機１２とのパケット・データ・トラフィック伝送用のチャネルを第一型チャネルに切り換え、第二型チャネルを切断する。

図２は、サービス境界領域でパケット・データ・サービスを提供するための基地局による処理ロジックの例を示している。当該技術分野では周知のとおり、典型的な基地局は、１つまたはそれ以上の汎用処理回路と専用処理回路を備える。その汎用処理回路と専用処理回路としては、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ、Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路、Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ, Field Programmable Gate Array）、ＣＰＬＤ （コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス、Complex Programmable Logic Device）、その他のデジタル処理回路がある。図示された、これらの処理ロジックは、基地局１０において、ハードウエア、ソフトウエア、これらが組み合わされた形で実施される。別の実施形態では、本発明は、１つまたはそれ以上のデジタル処理回路により実行されるプログラム命令として具現化されている。

この処理は、基地局１０において、移動機１２へのパケット・データ・サービス（コール）が第一型のパケットデータチャネルを介して開始される（ステップ１）。サービスコールの提供中に、基地局１０は、移動機１２がサービス境界領域に移動したことを検知する（ステップ１０２）。この検知動作は、移動機１２により伝送される信号品質報告の信号に基づいて判断されており、ここでは、第一基地局１０からの、あるいは、１つまたはそれ以上の近隣や隣接の基地局１０からのパイロット信号強度が評価されることになる。実施形態の中の少なくとも、その１つでは、移動機１２が境界領域にあるかどうかを決定する判断の基礎として、移動機１２の「アクティブセット」として指定されている複数の基地局からの各信号強度が、基地局１０によりモニタされる。このモニタのための追加構成または代替構成として、基地局１０によるモニタの対象が、信号品質報告以外のものでもよく、例えば、高速の共通パケットデータチャネルを使用したＣＤＭＡ方式の移動機から送信されたＣＱＩ（チャネル品質インディケータ、Channel Quality Indicator）報告をモニタする構成であってもよい。

次に、第一基地局１０が、移動機１２の境界領域での動作を検知し、移動機１２へのパケット・データ・サービスの提供に使用するチャネルを、この検知動作に対応して、第一型のパケットデータチャネルから、選択的に、第二型のパケットデータチャネルに切り換える（ステップ１０４）。すでに述べたように、このステップには、移動機１２とのパケット・データ・トラフィック伝送用のチャネルは、それまでの共通チャネルから新しく割り当てられた専用のチャネルに切り換えられる動作を含む。さらに、第一基地局１０は、この新しく割り当てられた専用チャネルを使用して、移動機１２をソフトハンドオフの状態にして、その移動機１２と、その境界エリアと対応する１つまたはそれ以上の近隣の基地局とのリンク通信に切り替わるようにする。このようにして、１つまたはそれ以上の基地局により移動機に対してパケット・データ・サービスが引き続き提供されることになる。

ここで、移動機１２が、その後、第一の基地局のサービスエリアの背後（少なくとも後方）に移動して、その動きを示すような第一基地局の信号品質の変化が検知されたと仮定する（ステップ１０８）。その第一基地局１０は、移動機１２とのパケット・データ・トラフィック伝送用のチャネルを、第二型のパケットデータチャネルから第一パケットデータチャネルに選択的に切り換える（ステップ１１０）。ｃｄｍａ２０００関連の実施形態における、このステップには、移動機１２へのサービス提供に使用されるチャネルを、上記で述べたＦ−ＳＣＨチャネルから第一基地局のＦ−ＰＤＣＨチャネルに切り換えることが含まれる。コール（呼）が継続している間、または、移動機が第一基地局１０のエリアレンジに後退した後の所望の時間、基地局１０は、引き続き移動機に第二型のチャネルを介してパケット・データ・サービスを提供することを理解する必要がある。

例えば、第一の基地局１０は、第二型のチャネルを介して移動機１に引き続きサービスを提供するが、その目的は、できるだけ長くソフトハンドオフ状態を維持することであり、他の型のチャネルで提供することは、輻輳またはローディングのようなネットワーク状態を考えると、好ましくないからである。例えば、共通のＦ−ＰＤＣＨチャネルがすでに輻輳状態である場合には、Ｆ−ＳＣＨを使用して移動機１２へのサービスを継続させることができるよう第一基地局１０は構成されている。

上記で述べた動作内容は、ネットワークの能力、レイアウト、サービス目的により変更されうることは当業者の理解するところである。そのような変更は、移動機１２がソースとなる基地局１０から遠ざかるときのチャネルの切り換え、移動機がソースとなる基地局に近づくときの切り換えを契機として発生することが予想される。

図３は、無線ネットワーク２０（例えば、ｃｄｍａ２０００ネットワーク）のフレームワーク内での動作方法に関する実施形態を示したものである。ｃｄｍａ２０００のネットワークでは、ＩＳ−２０００規格がエアインターフェースを規制し、ＩＯＳ（インタオペラビリティ標準）が、基地局間の信号インターフェースのようなエンティテイ間のインターフェースを規制していることは当業者の知るところである。

無線ネットワーク２０は、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク、Radio Access Network）２２、ＰＤＳＮ（パケットデータ在圏ノード、Packet Data Serving Node）２６を含むＰＳＣＮ（パケット交換コアネットワーク、Packet Switched Core Network）２４で構成され、ＰＤＳＮ２６は、パケットデータの転送機能と、パケットデータ・モビリティ・マネジメント機能をサポートするホーム/フォーリン・エージェント・アドバタイズメント機能を提供する。ＲＡＮ２２とＰＳＣＮ２４は、移動機１２が、インターネットのような、１つまたはそれ以上のＰＤＮ（パブリック・データ・ネットワーク、Public Data Network）２８と、通信ができるような状態で、接続させる。これにより、移動機１２は、多様な他のデバイスやＰＤＮ２８を通してアクセスが可能なシステムとパケットデータのやりとりができるようになる。

ＲＡＮ２２は、多数のＢＳＣ（基地局制御装置、Base Station Controller）３０を設置することで、サービスエリア内でのパケット・データ・サービスをサポートし、各ＢＳＣは、１つまたはそれ以上のＲＢＳ（無線基地局、Radio Base Station）３２の動作を制御する。各ＢＳＣ３０には、ＰＣＦ（パケット・コントロール・ファンクション）３４が含まれ、あるいは、各ＢＳＣ３０は、ＰＣＦ３４と対応付けられており、ＰＣＦ３４とＰＳＣＮ２４のＰＤＳＮ２６との間のインターフェースを実現する。つまり、ＰＣＦ３４は、ＲＡＮ２２とＰＳＣＮ２４との間のＲＰ（無線―パケット、Radio-Packet）インターフェースを提供する。

ＲＢＳ３２とＲＢＳ３２との間には、距離があり、その無線カバレッジは、多かれ少なかれ、重複しているが、各ＲＢＳ３２はセルに対応した無線カバレッジを提供しており、その無線カバレッジは複数の無線セクタに分割されている。これは本発明を限定することのない一例にすぎないが、各ＲＢＳ３２は、３つの無線セクタ（Ｓ１〜Ｓ３）のそれぞれでカバレッジを提供する。このＢＳＣ３０とＲＢＣ３２の組み合わせにより基地局１０が構成されており、このことは、図１と図２での説明を総合すると理解できることである。

各ＲＢＳ３２の無線トランシーバー回路はセクタ化されており、ＲＢＳ３２によりサポートされる各セクタのそれぞれが別のサービスエリアとして有効に存在しており、上で述べた境界領域は、このセクタ間の境界に存在するものであることは当業者の知るところである。ここで、付記すべきことは、同じＲＢＳ３２に属するセクタ間での境界領域において、一般的に、移動機へのパケット・データ・サービスを、Ｆ−ＰＤＣＨを使用して継続するという意味での問題はない。その理由は、任意の移動機とのパケット・データ・トラフィック通信は、任意のＲＢＳ３２に属する、ある１つのセクタでの転送に使用されているＦ−ＰＤＣＨから、その同じＲＢＳ３２に属する別のセクタのＦ−ＰＤＣＨに対して容易に転送がなされるからである。

別の実施形態では、移動機１２が、別のＲＢＳ３２により制御されている１つまたはそれ以上の隣接セクタ間での境界領域に入ったときにも、ある第一のＲＢＳ３２の１つのセクタにおいて、そのＦ−ＰＤＣＨを使用して、任意の移動機１２に対してのパケット・データ・サービスが継続されるようになっている。さらに別の実施形態では、移動機１２が元のＲＢＳ３２のサービスエリアに戻ったときには、その動作に応じて、今度は、移動機１２へのパケット・データ・サービスに使用するチャネルを、Ｆ−ＳＣＨからＦ−ＰＤＣＨに切り換えるようになっている。

例えば、図３において、ＲＢＳ２が、ＲＢＳ２に属するセクタＳ１のＦ−ＦＤＣＨを使用して、図の移動機１２にサービスの提供を開始するとする。さらに、このサービスコールが継続している間に、移動機１２が、ＲＢＳ２のセクタＳ１とＲＢＳ３のセクタ３との境界領域に移動すると仮定する。この場合、ＲＢＳ３は、Ｆ−ＦＤＣＨを使用したサービスを提供しないか、あるいは、無線ネットワーク２０では、規格により、ＢＳＣ３０間でのＦ−ＦＤＣＨを使用したハンドオフができない。つまり、ＢＳＣ間におけるＦ−ＰＤＣＨのハンドオフを提供できない。その結果、移動機１２がＲＢＳ２のセクタＳ１とＲＢＳ３のセクタＳ３との境界に入った場合にも、ＢＳＣ１とＢＳＣ２は、Ｆ−ＰＤＣＨを使用してのパケット・データ・サービスを共同して継続することは不可能である。

ＢＳＣ１は、移動機１２がＲＢＳ ２のセクタＳ１で動作しているときに、信号品質報告の信号を移動機１２から受信し、これにより移動機１２がいつ境界領域に移動したかを検知する。さらに、ＢＳＣ１は、ＲＢＳ２のセクタＳ１のＦ−ＰＤＣＨを使用して行う移動機１２へのパケット・データ・サービスを終了させて、ＲＢＳ２のセクタＳ１にある移動機１２に対してＦ−ＳＣＨをチャネルとして割り当て、その結果、パケット・データ・サービスは継続されることになる。移動機１２へのサービス提供に使うチャネルを、Ｆ−ＰＤＣＨからＦ−ＳＣＨに切り換える決定は、このサービス提供チャネルをＦ−ＰＤＣＨからＦ−ＳＣＨに切り換えることによって、ネットワークがより有効に使われるかどうかに基づいて、あるいは、どのチャネルを使用すれば、ＱｏＳ（サービス品質、Quality of Service）に適合できるかどうかに基づいて予測するようにしてもよい。

移動機１２へのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルが、一旦、Ｆ−ＰＤＣＨから専用のＦ−ＳＣＨに変更されると、ＢＳＣ１は、ターゲット基地局としてのＢＳＣ２との間で、移動機１２のソフトハンドオフを開始する。このようにして、ＢＳＣ１は、パケットデータを、サイドホールリンク（例えば、Ａ３/A7）を介してＢＳＣ２に伝送し、それにより、パケットデータが、ＲＢＳ３のＳ３セクタでの移動機１２に割り当てられたＦ−ＳＣＨにより送信されることになる。移動機１２がＲＢＳ２の方に戻る場合には、プロセスが逆になり、移動機とのパケット・データ・トラフィックの伝送用のチャネルが、ＲＢＳ２のセクタＳ１のＦ−ＰＤＣＨに切り換わる。

また、例えば、ＲＢＳ２のセクタＳ１において、移動機１２が音声コールまたは低速パケットデータコールを発信する場合にも、上記と同じプロセスを実行する。このコール（呼）は、割り当てた専用のＦ−ＦＣＨでサポートされるが、Ｆ−ＦＣＨを使用した伝送のためのＢＳＣ間のサイドホールシグナリングは現行のＩＯＳ標準に従ってサポートされることになる。よって、このコールは、境界領域で、ソフトハンドオフされて、ＲＢＳ３のセクタ３に受け渡されうる。Ｆ−ＳＣＨがＲＢＳ３のセクタ３において、移動機１２に割り当てられる。そのとき、Ｆ−ＦＣＨを使用したコールがまだアクティブであれば、ＢＳＣ１は、ソースとなる基地局として、そのコールをサポートし、移動機１２へのＦ−ＳＣＨを使用したパケット・データ・トラフィックは、割り当てられたＦ−ＳＣＨを使用してＲＢＳ３が伝送できるように、サイドホールリンクを介してＢＳＣ１からＢＳＣ２に伝送される。

この場合に、本発明によれば、移動機１２が、その後、ＢＳＣ１のサービスエリアに戻る場合には、パケットデータを伝送するチャネルを、Ｆ―ＳＣＨから、ＢＳＣ１のサービスエリアでの伝送を行うＦ−ＰＤＣＨに切り換える。このように、別のＢＳＣとＲＢＳが任意の移動機１２にＦ−ＦＣＨを割り当てることもできるし、あとで、トラフィックを伝送するチャネルをＦ−ＰＤＣＨに切り換えてもよい。勿論、この切り換えを行うかどうかは、現在のネットワーク資源や輻輳の状態から判断して、チャネルをＦ−ＳＣＨからＦ−ＰＤＣＨに切り換えるのが適当であるかによって決まる。

図４は、本発明の１つまたはそれ以上の実施形態によるＢＳＣ３０の機能を示したものであり、上で述べた動作の関係を説明するものである。図示したＢＳＣ３０の回路は、ハードウエア、ソフトウエア、それらの組み合わせたものにより構成され、専用回路または共通回路を含む。ＢＳＣ３０は、図のとおり、通信処理回路・制御回路４０、これと関連する１つまたはそれ以上の評価回路４２、選択回路４４、ＰＣＦ/ＰＤＳＮインターフェース回路４６、および、ＲＢＳインターフェース回路４８を含む。

図５に示されているとおり、ＢＳＣ３０は、第一型のチャネルを使用して移動機１２へのデータサービスを行い、一方、移動機１２はＢＳＣ３０の第一のサービスエリアに存在する（ステップ１２０）。ＢＳＣ３０は、移動機１２へのパケット・データ・サービス提供に使うチャネルを選択的に切り換えることができるように構成されている。例えば、移動機１２がサービスエリアの境界領域に移動したことを検知したかどうかに応じて、共通パケットデータチャネルである第一型チャネルから専用のパケットデータチャネルである第二型チャネルへの切り換えが可能となる（ステップ１２２）。

評価回路４２は、移動機１２のアクティブセットをモニタすることにより、または、移動機１２への高速パケット・データ・サービスの提供に特に関連のある基地局のアクティブセット（集合）を削減することで得られたサブセット（補集合）をモニタすることにより、移動機１２が境界領域に存在することを検知して、上記の動作をサポートするように構成されている。一旦、移動機が境界領域で動作していることが検知されると、選択回路４４は、通信処理制御回路４０に、移動機へのパケット・データ・トラフィックの伝送に使用しているチャネルを、第一チャネルから第二チャネルへの切り換えを実行させる。

代替例として、ＢＳＣ３０は、移動機１２での受信品質の点で、および、第一型チャネルが十分に使用されてないという点で、チャネルを切り換えることが望ましくない場合には、そのまま第一型チャネルを使用して、移動機１２へのデータサービスを継続してもよい。また、評価回路４２と選択回路４４は、移動機１２へのパケット・データ・サービス提供のためのチャネルの切り換えを決定するに際して、拡散コード、送信電力、ネットワーク資源の利用可能性を考慮に入れるように構成してもよい。

図６は、上記のチャネル切り換えのための評価プロセスの実施形態をサポートするソース側のソース側のＢＳＣ処理ロジックであり、ここで、ソース側のＢＳＣは、共通のパケットデータチャネルを使用して、任意の移動機１２に対してパケット・データ・サービス提供を実施する。さらに、このソース側のＢＳＣは、信号品質報告を移動機１２から直接または間接に受信し（ステップ１２４）、これらの受信報告を、１つまたはそれ以上のＲＢＳと移動機１２との間の無線リンク品質を評価するために使う（ステップ１２６）。一般的に、この無線リンクを評価する場合には、潜在的にハンドオフの対象である１つまたはそれ以上の近隣ＢＳＣ３０に対応する１つまたはそれ以上のＲＢＳ３２と移動機１２との間の無線リンク品質を考慮に入れる。

別の実施形態では、ソース側のＢＳＣ３０は、移動機との無線リンク品質を１つまたはそれ以上の予め定義された閾値と比較するが、その場合、最小の信号受信品質及び最小のサービス・データ・レートの少なくとも一方、又は、ＱｏＳ制約の観点からの比較が行われる。ソース側のＢＳＣ３０が、移動機１２との間に、共通パケットを使用したデータサービスを維持できるほどの十分な品質の、少なくとも１つの無線リンクがないと判断した場合には、ＢＳＣ３０は、その共通チャネル（例えば、Ｆ−ＰＤＣＨ）を使用しての移動機１２へのサービス提供を停止して、トラフィック経路の変更目的で割り当てられた専用チャネル（例えば、Ｆ−ＳＣＨ）に切り換える（ステップ１３０）。

しかし、そのソース側のＢＳＣ３０が、移動機との間で、まだ十分な無線リンク品質が維持されており、共通パチャネルを使用して移動機１２にサービス提供ができると判断した場合には、そのまま共通チャネルでサービスを継続する。ＢＳＣ３０が追加の評価を行い（ステップ１３２）、その共通チャネルでのサービス提供がより有利であるかどうかを判断してもよい（ステップ１３４）。

ここで使用されている「有利」という用語は、移動機１２へのパケット伝送のために、共通のチャネルから専用チャネルに切り換えた場合に、ネットワーク資源利用の観点から定義されている。また、「有利」という用語は、共通のチャネルと専用チャネルのどちらが移動機によいサービスを提供できるかの観点（つまり、ソフトハンドオフにおけるダイバシティ利得の観点）からも定義してもよい。共通チャネルを使用して、移動機１２にサービスを提供することがより有利である場合には、共通チャネルを使用したパケットサービスが継続される（ステップ１３６）。逆に、専用チャネルを使ったほうが有利である場合には、移動機１２へのサービス提供のために共通チャネルから専用チャネルに切り換える。

このように、任意の移動機にパケット・データ・トラフィック・サービスを提供する場合に、チャネルをＦ−ＰＤＣＨからＦ−ＳＣＨに切り換えるかどうかの決定は、移動機より、基地局のアクティブセット（または縮小アクティブセット）に報告される、ソース側の基地局とターゲット基地局のそれぞれからのパイロット信号強度を比較することにより実行してもよい。その切り換えをするかどうかの決定は簡単で単純である。つまり、もし、ターゲット基地局からのパイロット信号の強度が強い場合には、チャネルの切り換えがなされるし、移動機とソース側の基地局との無線リンク品質よりも、移動機とターゲット側の基地局の無線リンク品質が十分によい場合には、チャネルの切り換えがなされる。移動機１２が、効果的なデータレートで動作しているかどうか、ＱｏＳを満たしているかどうかなどについて基地局が判断して、比較を行って、必要な場合には、移動機が任意の境界領域に移動したときに、チャネルの切り換えを行う。Ｆ−ＰＤＣＨを使用したサービスにおけるデータレートが効果的レベルで推移している場合には、その効果が最小レベル未満になるまで、チャネルの切り換えを延期することもできるし、ネットワーク資源の利用状態から判断してＦ−ＰＤＣＨの使用の中止が必要であれば、境界領域に入っても（境界領域を出るまで）、Ｆ−ＦＣＨがそのサービスを継続する。

本発明は上記の論議に限定されるものでなく、添付の図面により限定を受けるものでもない。本発明は以下のクレームにより限定を受け、合理的な法的事項により限定されるだけである。

図１は、本発明の実施形態に従って、移動機にパケット・データ・サービスを提供する構成となっているソース側基地局と、ターゲット側基地局を示した図である。 図２は、例えば、図１で示したような状況の中で、パケットデータチャネルを切り換える場合の処理ロジックの例を示した図である。 図３は、ｃｄｍａ２０００規格による無線通信ネットワークにおける、ソースとなる基地局とターゲット基地局、選択ネットワークエンティティのさらに詳しい図である。 図４は、図３で示された基地局制御装置に対応した基地局制御装置の詳細を例示した図である。 図５は、共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネル（または、その逆）への選択的な切り換えを示した図である。 図６は、図５で示した選択的切り換え処理のためのサポートの方法を詳細に示した図である。

Claims (13)

1. 移動機にパケット・データ・サービスを提供する方法であって、
   無線通信ネットワークの第一サービスエリアにおいて、スケジューリングされた高速データサービスをフォワードリンク上で提供する共通パケットデータチャネルを用いて、前記移動機にサービスを提供するステップと、
   前記移動機が前記第一サービスエリアと第二サービスエリアとの境界領域に存在することを検知したことに応じて、前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを、前記共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネルに切り換えるステップと
   を含み、
   前記第二サービスエリアが、前記第一サービスエリアと当該第二サービスエリアとの間で前記共通パケットデータチャネルのサービスのハンドオフをサポートしていないことを特徴とする方法。
2. 前記ネットワークがｃｄｍａ２０００無線通信ネットワークを含み、前記共通パケットデータチャネルがフォワード・パケット・データ・チャネル（F-PDCH）を含み、前記専用パケットデータチャネルがフォワード補助チャネル（F-SCH）を含むことを特徴とする請求項１に記載する方法。
3. 前記移動機が前記第一サービスエリアと前記第二サービスエリアとの境界領域に存在することを検知することには、前記第一サービスエリアにおいて前記移動機が受信した信号の品質が予め定義された閾値未満であることを検知することが含まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記移動機が前記第一サービスエリアと第二サービスエリアとの境界領域に存在することを検知したことに応じて、前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを、前記共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネルに切り換えるステップは、前記共通パケットデータチャネルを使用して前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信を終了させ、前記専用パケットデータチャネルを使用して前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの伝送を開始し、さらに、前記共通パケットデータチャネルを使用して前記移動機でのソフトハンドオフを開始するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記共通パケットデータチャネルを使用して前記移動機でのソフトハンドオフを開始するステップには、前記第一サービスエリアにおいて、前記専用パケットデータチャネルを使用して、前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信を行うステップと、別の専用パケットデータチャネルを使用して前記移動機にパケット・データ・トラフィックを伝送するために、該パケット・データ・トラフィックを隣接したサービスエリアに係る別の基地局制御装置に送信するステップとが含まれていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記移動機が前記第一サービスエリアと前記第二サービスエリアとの境界領域に存在することを検知することには、前記境界領域に対応付けられている前記第一サービスエリア又は１つまたはそれ以上の隣接したサービスエリアにおいて、前記移動機から報告された受信信号の品質を評価するステップが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 移動機へのパケット・データ・サービスの提供をサポートする基地局制御装置であって、
   前記基地局制御装置と対応付けられている第一サービスエリアにおいて、前記移動機にサービスを提供するために、スケジューリングされた高速データサービスをフォワードリンク上で提供する共通パケットデータチャネルを選択するように構成され、
   前記移動機が前記第一サービスエリアと第二サービスエリアとの境界領域に存在していることを検知したことに応じて、前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを、前記共通パケットデータチャネルから専用パケットデータチャネルに切り換えるよう構成された、１つまたはそれ以上の処理回路を含み、
   前記第二サービスエリアが、前記第一サービスエリアと当該第二サービスエリアとの間で前記共通パケットデータチャネルのサービスのハンドオフをサポートしていないことを特徴とする基地局制御装置。
8. 前記基地局制御装置がｃｄｍａ２０００の基地局制御装置を含み、前記共通パケットデータチャネルがフォワード・パケット・データ・チャネル（F-PDCH）を含み、前記専用パケットデータチャネルがフォワード補助チャネル（F-SCH）を含むことを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
9. 前記基地局制御装置は、前記第一サービスエリアにおいて前記移動機が受信した信号の品質が予め定義された閾値未満であるかどうかを決定することによって、前記移動機が前記第一サービスエリアと前記第二サービスエリアとの境界領域に存在するかどうかを検知するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
10. 前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを、前記共通パケットデータチャネルから前記専用パケットデータチャネルに切り換え、前記専用パケットデータチャネルを使用して前記移動機をソフトハンドオフの状態に移行させることによって、前記基地局制御装置が前記移動機とのパケット・データ・トラフィックの通信のためのチャネルを前記共通パケットデータチャネルから前記専用パケットデータチャネルに切り換えることを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
11. 前記基地局制御装置は、前記第一サービスエリアにおいて前記専用パケットデータチャネルを使用して前記移動機にパケットデータを送信し、別の専用パケットデータチャネルを使用して前記移動機にパケットデータを伝送するために、前記隣接したサービスエリアにおいて、パケットデータを別の基地局制御装置に伝送することで、前記移動機をソフトハンドオフの状態に移行させることを特徴とする請求項１０に記載の基地局制御装置。
12. 前記基地局制御装置は、前記第一サービスエリアと前記第二サービスエリアについて、前記移動機によって報告された受信品質を評価することによって、前記移動機が前記第一サービスエリアと前記第二サービスエリアとの境界領域に存在することを検知するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。
13. 前記１つまたはそれ以上の処理回路には、
    前記境界領域に相当する前記第一サービスエリア、および、１つまたはそれ以上の隣接したサービスエリアからの伝送に関する、前記移動機からの信号の品質報告を評価する評価回路と、
    前記移動機にサービスを提供するチャネルとして、前記評価回路の評価に基づいて、前記共通パケットデータチャネルではなく、前記専用パケットデータチャネルを選択する選択回路がと
    が含まれていることを特徴とする請求項７に記載の基地局制御装置。

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