JP5031902B2 - 端末のハンドオーバのための方法、ネットワーク要素、基地局、および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信に関し、詳細には、端末のハンドオーバのための方法、ネットワーク・コントローラ要素、端末、基地局、および通信システムに関する。

ＣＤＭＡ２０００ １ｘは、ＣＤＭＡ２０００の一バージョンであり、回路ネットワークとパケット・ネットワークの両方を利用し、３０７．２Ｋｂｐｓの最大伝送データ・レートで音声サービスと低レートのデータ・サービスを提供する。ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯは、高レート・パケット・データ（ＨＲＰＤ：Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ）技術を用いるデータ最適化されたＣＤＭＡ２０００ １ｘ規格の進化形であり、パケット・ネットワーク専用でデータだけを送信し、２．４Ｍｂｐｓの最大伝送レートで双方向の高レート・データ・サービスを提供する。その進化形であるＥＶ−ＤＯ ＲｅｖＡは、３．０７Ｍｂｐｓの最大順方向リンク・データ・レートと、１．８Ｍｂｐｓの最大逆方向リンク・データ・レートを有する。さらに、ＥＶ−ＤＯ ＲｅｖＡは、ＶｏＩＰサービスをサポートする能力を有する。無線チャネルをパイロット・チャネルと、ＭＡＣチャネルと、データ・チャネルとに別々に時分割することによって、１．２５ＭＨｚのデータ・チャネルを使用するＥＶ−ＤＯは、スペクトル効率を向上させ、音声トラフィックがデータ速度を低下させる原因となる干渉の増大を排除する。

これ以降、説明の都合上、ＣＤＭＡ２０００ １ｘシステムは、単に「１ｘシステム」または「ＣＤＭＡシステム」と呼ばれ、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ ＲｅｖＡシステムは、単に「ＥＶ−ＤＯシステム」と呼ばれる。

現在、ＥＶ−ＤＯネットワークは一般に、従来の１ｘネットワークと一緒に使用されている。より具体的には、ＥＶ−ＤＯネットワークは、いくつかの都市またはホット・スポットをカバーできるにすぎず、一方、従来の１ｘネットワークは、ほぼあらゆる場所をカバーして、シームレスな無線データ・ネットワークを形成する。したがって、ＥＶ−ＤＯシステムのＶｏＩＰから１ｘ回路音声へのハンドオフは、音声呼の継続性を維持するために非常に重要になる。

１ｘＥＶ−ＤＯから１ｘシステムへの既存のハンドオーバは、回路サービス通知アプリケーション（ＣＳＮＡ：Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）に関係する。ＣＳＮＡは、それがなければ、ＥＶ−ＤＯシステムを監視している最中に、定期的に１ｘシステムに戻って、呼び出しをチェックしなければならないアクセス端末／移動局（ＡＴ／ＭＳ）の動作に対処するために、ＥＶ−ＤＯシステムに導入された。ＣＳＮＡの場合、ＡＴ（ユーザにデータ継続性を提供するデバイスで、１ｘシステムにおける移動局に相当する）と、ＡＮ（アクセス・ネットワーク、ＡＴとの無線通信用に使用される無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）内の論理エンティティ）は、あるサービスに関連する通知が１ｘシステムとＥＶ−ＤＯシステムの間でトンネリングされることを可能にするフィルタリング機構を実施する。

１ｘＥＶ−ＤＯから１ｘシステムへのハンドオフ手順は、３ＧＰＰ２ Ａ．Ｓ０００８−Ｂにおいて以下のように定義されている。
（１）ＡＮは、アクティブ・セット（ａｃｔｉｖｅ ｓｅｔ）および隣接セット（ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｓｅｔ）における各パイロットのパイロット強度、パイロット位相を含む現在のリンク・ステータスを報告するルート更新メッセージ（ＲＵＭ：Ｒｏｕｔｅ Ｕｐｄａｔｅ Ｍｅｓｓａｇｅ）をＡＴ／ＭＳから受信し、ＥＶ−ＤＯセルの現在のパイロット強度（Ｅｃ／Ｉｏ）が所定の閾値よりも低く、ＶｏＩＰサービス品質を維持できないことを見出す。
（２）ＡＮは、ＣＳＮＡプロトコルを通して１Ｘオーバヘッド・メッセージ（１Ｘ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｍｅｓｓａｇｅ）をＡＴ／ＭＳに送信する。
（３）ＡＮは、ＣＳＮＡプロトコルを通して１Ｘサービス・リダイレクション・メッセージ（１Ｘ ｓｅｒｖｉｃｅ ｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ）をＡＴ／ＭＳに送信する。これは、呼を１ｘＥＶ−ＤＯのＶｏＩＰから１Ｘの回路音声に移すための手順を開始するようＡＴ／ＭＳに指示する。
（４）ＡＴ／ＭＳは、ＣＳＮＡを通して１Ｘオリジネーション（１Ｘ ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ）をＡＮに送信する。
（５）ＡＮは、ハンドオフ指示メッセージ（ｈａｎｄｏｆｆ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ）をＭＳ／ＡＴに送信する。
（６）ＭＳ／ＡＴは、呼を継続するために１Ｘチャネルに同調する。

１ｘパイロットは継続的に送信されるが、ＥＶ−ＤＯパイロット・バーストは９６チップの持続時間を有し、各半スロットにつき１つのパイロット・バーストが存在するにすぎない。その結果、現在のシステムでは、ＥＶ−ＤＯシステムにおいてＡＴによって送信されるＲＵＭは、ＥＶ−ＤＯパイロットだけを含む。したがって、１Ｘシステムのためのパイロット測定は実行されず、ＡＮは、実際のところどれがＣＤＭＡ候補であるかを明確に知ることができない。

現在のハンドオフ手順と比較した場合、ＶｏＩＰから１Ｘ回路音声へのハンドオフは、ブラインド・ハンドオフ（ｂｌｉｎｄ ｈａｎｄｏｆｆ）を実行するためのプレプロビジョニング候補（ｐｒｅ−ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ ｃａｎｄｉｄａｔｅ）を有さない。したがって、ＡＮは、ハンドオフ手順の最中にＣＳＮＡプロトコルによって提供される１Ｘセクタ情報に基づいて、１Ｘシステムのアクティブ・セットを決定しなければならない。ＡＮは、１Ｘ近隣リストを取得し、オーバヘッド・メッセージにおける出現番号に基づいて、そのリストをソートする。その後、リストの６つのフォント候補のパイロットが、１Ｘシステムのアクティブ・セットになる。

生成されたハンドオフ候補は、オーバヘッド・メッセージにおける出現の可能性に基づいており、実際の測定には基づいていないので、ハンドオフの成功を保証することはできない。実際に、このプロセスは、どのＣＤＭＡセルがＡＴにとって最良のカバレージを有するかを知らせることができず、アクティブ・セットに入ることができるのはわずか６つのパイロットだけなので、ＣＤＭＡセルが良好なカバレージを有していても、見落とされる可能性がある。したがって、ハンドオフの最中に、呼切断（ｃａｌｌ ｄｒｏｐ）が発生することがある。

加えて、現在のシステムに関する別の問題として、ＥＶ−ＤＯシステムと１ｘシステムの境界における「遠近干渉（Ｎｅａｒ−Ｆａｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）」が存在する。ＥＶ−ＤＯシステムは、順方向リンクでは時分割システムである。パイロット・チャネル送信は、システム全体について同期が取られており、したがって、隣接ＥＶ−ＤＯセルからのパイロット信号が、ＥＶ−ＤＯシステムにとっての主たる干渉である。セルがＥＶ−ＤＯシステムの境界セルである場合、近隣セルの干渉が存在しないため、そのパイロット強度が０ｄＢに近くなることがある。したがって、境界ＥＶ−ＤＯセル内のＡＴは、通常のＥＶ−ＤＯセルにおけるよりも長いリンクを維持することができる。その結果、ＡＴが長いＥＶ−ＤＯトラフィック・リンクを維持しようと試みるとき、最終的にＡＴがＣＤＭＡセルに非常に接近している可能性が存在する。その場合、ＡＴの送信機が、ＣＤＭＡセルの逆方向リンクとの干渉を引き起こすことがあり、これは、「ＥＶ−ＤＯとＣＤＭＡの間の遠近干渉」と呼ばれる。遠近干渉は、ＣＤＭＡセルの容量を低下させる可能性がある。もちろん、干渉効果は、ＣＤＭＡ搬送波とＥＶ−ＤＯ搬送波のスペクトル位置の関数であり、例えば、最悪の干渉の影響は、ＥＶ−ＤＯチャネルがＣＤＭＡチャネルにスペクトル的に隣接していることに由来する。

３ＧＰＰ２ Ａ．Ｓ０００８−Ｂ ３ＧＰＰ２「ＣＤＭＡ２０００ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ」 Ｃ．Ｓ００２４−Ａ

従来技術における上記の問題を解決するため、本発明は、第１の基地局から第２の基地局に端末をハンドオーバするための方法と、ネットワーク要素と、ハイブリッド端末と、デバイスと、基地局と、通信システムとを提供する。

本発明の一態様によれば、第１の基地局から第２の基地局に端末をハンドオーバするための方法であって、前記第１の基地局は、アクセス・ネットワークにおいてＥＶ−ＤＯ対応であり、前記第２の基地局は、ＥＶ−ＤＯ対応ではない方法において、前記第２の基地局から前記端末にＥＶ−ＤＯパイロット信号を送信するステップと、ＥＶ−ＤＯパイロット強度が所定の閾値を上回る場合、前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度を含むルート更新メッセージを前記端末から送信するステップと、前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算するステップと、前記ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回る場合、前記第２の基地局への前記端末のハンドオーバを実行するステップとを含む方法が提供される。

本発明の別の態様によれば、第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバを制御するためのネットワーク要素であって、前記第１の基地局は、アクセス・ネットワークにおいてＥＶ−ＤＯ対応であり、前記第２の基地局は、ＥＶ−ＤＯ対応ではないネットワーク要素において、前記第２の基地局のＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算するように構成される計算ユニットと、前記ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回るかどうかを決定するように構成される決定ユニットと、前記ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回る場合、前記第１の基地局から前記第２の基地局への端末のハンドオーバを実行するように構成される実行ユニットとを含むネットワーク要素が提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、ＣＤＭＡシステムおよびＥＶ−ＤＯシステムにおいて使用するためのハイブリッド端末であって、前記ＣＤＭＡシステムからＥＶ−ＤＯパイロット信号を受信するように構成されるハイブリッド端末が提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、ＣＤＭＡシステム内の非ＥＶ−ＤＯ対応の基地局に備えられる、パイロット信号を生成するためのデバイスであって、ＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成するように構成されるデバイスが提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、ＥＶ−ＤＯ対応ではなく、パイロット信号を生成するための上述のデバイスを含む、ＣＤＭＡシステム内の基地局が提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、上述のハイブリッド端末、ＣＤＭＡシステム内の上述の基地局、およびハンドオーバを制御するための上述のネットワーク要素を含む通信システムが提供される。

本発明の目的、特徴、および利点は、添付の図面を併用した本発明の詳細な実施についての以下の説明から、より良く理解されると思われる。

本発明の一実施形態による、通信システムの概略ブロック図である。 本発明の別の実施形態による、ネットワーク要素の概略ブロック図である。 本発明の別の実施形態による、ＥＶ−ＤＯシステムから１ｘシステムへのハンドオーバのための方法のフローチャートである。 ＥＶ−ＤＯシステムにおけるＥＶ−ＤＯパイロット・チャネルの構造を示す図である。 ＥＶ−ＤＯタイム・スロットの構造を示す図である。 本発明の別の実施形態による、１ｘシステムにおいてＥＶ−ＤＯパイロットを生成するためのデバイスの概略ブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態による、１ｘシステムにおいてＥＶ−ＤＯパイロットを生成するためのデバイスの概略ブロック図である。

次に、本発明の様々な実施形態が、添付の図面を併用して詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態による、通信システムの概略ブロック図を示している。

図１に示されるように、通信システム１０は、ＣＤＭＡシステム２０と、ＥＶ−ＤＯシステム３０と、ＡＴ／ＭＳ４０とを含む。説明の都合上、１ｘシステム２０は、１ｘにのみ対応するＢセル２０２Ａを有するただ１つの基地局（ＢＳ）２０２を含み、ＥＶ−ＤＯシステム３０は、１ｘとＥＶ−ＤＯ ＲｅｖＡが組み合わされたＡセル３０２Ａを有するアクセス・ネットワーク（ＡＮ）３０２と、１ｘとＥＶ−ＤＯ Ｒｅｖ０が組み合わされたＣセル３０４Ａを有するＡＮ３０４とを含む。ＶｏＩＰ呼は、セル３０２Ａではサポートされるが、セル３０４Ａではサポートされない。これらのシステムが実際には２つ以上の基地局およびＡＮを含み得ることは当業者であれば理解されよう。

ＡＮ３０２は、ネットワーク・コントローラ要素３０６を含み、ネットワーク・コントローラ要素３０６は、ＥＶ−ＤＯシステムから１ｘシステムへのハンドオーバを制御することができる。

図２は、本発明の一実施形態による、ネットワーク・コントローラ要素の概略ブロック図を示している。

図２を参照すると、ネットワーク・コントローラ要素３０６は、ＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡセルのＣＤＭＡパイロット強度を計算するための計算ユニット３００２と、ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回るかどうかを決定するための決定ユニット３００４と、ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回る場合、ＥＶ−ＤＯシステムから１ｘシステムへの端末のハンドオーバを実行するための実行ユニット３００６とを含む。加えて、ネットワーク・コントローラ要素３０６は、同じＣＤＭＡセル・サイトの１ｘおよびＥＶ−ＤＯシステム用のパイロットＰＮマッピング・テーブル（ｐｉｌｏｔ ＰＮ ｍａｐｐｉｎｇ ｔａｂｌｅ）を維持するための維持ユニット３００８をさらに含む。

図３は、本発明の一実施形態による、ＥＶ−ＤＯシステムから１ｘシステムへのハンドオーバのための方法のフローチャートを示している。

図３に示されるように、ＣＤＭＡおよびＥＶ−ＤＯカバレージの境界にあるＣＤＭＡ基地局２０２は、ステップＳ１１０において、ＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成することができ、ステップＳ１２０において、ＥＶ−ＤＯパイロット信号をＡＴ／ＭＳ４０に送信することができる。パイロットの電力は、他の通常のＥＶ−ＤＯセルの電力と同じである。それは、信頼性の高いハンドオフを実行できる基礎である。すなわち、ＡＮ３０２は、ＣＤＭＡセルが存在することを、１ｘセル２０２Ａから送信されたＥＶ−ＤＯパイロットを通して知ることができる。

後続のステップＳ１３０において、ＥＶ−ＤＯパイロット強度が所定の閾値を上回る場合、ＡＴ／ＭＳ４０は、ルート更新メッセージ（ＲＵＭ）をＡＮ３０２に送信する。ＲＵＭは、１ｘセル２０２Ａに関するＥＶ−ＤＯパイロット強度を含み、したがって、ＡＴ／ＭＳ４０は、ＥＶ−ＤＯパイロットを測定し、その強度を所定の閾値と比較することによって、信頼性の高いハンドオフをトリガすることができる。

次にステップＳ１４０において、ＥＶ−ＤＯネットワーク内のネットワーク・コントローラ要素３０６の維持ユニット３００８は、セル２０２Ａなど、ＣＤＭＡシステムおよびＤＯシステムのすべての境界セルに対してパイロット・マッピング・テーブルを維持することができる。パイロット・マッピング・テーブルは少なくとも、例えば、各境界セル用のＣＤＭＡおよびＥＶ−ＤＯの疑似雑音（ＰＮ）符号、パイロット符号を含む。

ＣＤＭＡ専用セル２０２Ａの場合、セルは、ＥＶ−ＤＯパイロットを送信することができる。表１に示されるように、ＥＶ−ＤＯシステムと１ｘシステムの境界内の個々のセルは、ＣＤＭＡパイロットＰＮおよびＥＶ−ＤＯパイロットＰＮの両方を有する。

ステップＳ１５０において、ネットワーク・コントローラ要素３０６の計算ユニット３００２は、新しいアルゴリズムを使用して、ＣＤＭＡセル２０２ＡのＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡセル２０２Ａのパイロット強度を決定することができる。したがって、ＡＮ３０２は、ＥＶ−ＤＯからＣＤＭＡへのハンドオフが起こるかどうかを決定することができる。提案されるアルゴリズムが、以下でより詳しく説明される。

図１を参照すると、システム１０内には３つのセル、セルＡ３０２Ａ、セルＢ２０２Ａ、およびセルＣ３０４Ａが存在する。システム機能は、以下の表に記載されたものとすることができる。

各セルからＡＴ／ＭＳ４０までの経路損失が、それぞれＰＬ１、ＰＬ２、およびＰＬ３（ＰＬｉ＜１）であり、ＣＤＭＡ搬送波とＥＶ−ＤＯ搬送波は、同じ帯域であると仮定する。

ＥＶ−ＤＯの送信電力がＰワットである場合、セルＡ３０２Ａのパイロット強度は、数学的に以下のように表すことができる。

ここで、Ｆは、ＥＶ−ＤＯセルの雑音指数（ｎｏｉｓｅ ｆａｃｔｏｒ）であり、
Ｎ_ｔｈは、熱雑音スペクトル密度（ｔｈｅｒｍａｌ ｎｏｉｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ）であり、
ＢＷは、帯域幅（１．２３または１．２５ｍＨｚ）であり、
Ｅｃ／Ｉｏは、総受信電力スペクトル密度（雑音および信号）Ｉｏに対するチップ当たりの合成パイロット・エネルギーＥｃの比である。

信号および干渉と比べて、熱雑音は相対的に小さいので、ＥＶ−ＤＯパイロット強度は、以下とすることもできる。

ＥＶ−ＤＯとＣＤＭＡは、同じ帯域を使用すると仮定され、したがって、伝播モードは同じである。例えば、３ＧＰＰ２「ＣＤＭＡ２０００ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ」では、１．９ＧＨｚ用に以下のように定義された伝播モードが存在する。
経路損失＝２８．６＋３５ｌｏｇ１０（ｄ）ｄＢ、ｄはメートル単位
（ＢＴＳ ＡＮＴ Ｈｔ＝３２ｍ、ＭＳ＝１．５ｍ）

したがって、ＣＤＭＡおよびＥＶ−ＤＯの距離およびＲＦ環境は同じであるので、ＥＶ−ＤＯおよびＣＤＭＡの経路損失は、同じと見なすことができる。

第１に、図１に示されるようなシステム１０のＥＶ−ＤＯカバレージについて検討するにあたり、ＥＶ−ＤＯのパイロットは、最大電力Ｐワットで送信されるとし、ＡＴは、セルＡ３０２Ａのカバレージ内においてセルＢ２０２Ａに向かって移動しながらＶｏＩＰ呼を掛けると仮定する。ＡＴによって観測されるセルＢ２０２Ａのパイロット強度は以下のようになる。

また、セルＣ３０４Ａのパイロット強度は以下のようになる。

第２に、ＣＤＭＡカバレージについて検討するにあたり、以下を仮定する。
（１）セルＡ、セルＢ、およびセルＣの呼負荷係数（ｃａｌｌ ｌｏａｄｓ ｆａｃｔｏｒ）は、それぞれβ１、β２、およびβ３（０＜βｉ＜１）であり、
（２）「ｆ」は、ＣＤＭＡセルの最大送信機電力に対するパイロット電力の比で、一般に１５％から２０％の範囲内にあり、
（３）Ｐ_ＯＨは、ＣＤＭＡセル２０２Ａのオーバヘッド・チャネルの電力であり、
（４）Ｐ_Ｔは、ＣＤＭＡセル２０２Ａに利用可能な総トラフィック電力であり、
（５）ＣＤＭＡの熱雑音（−１０８ｄＢｍ）は、信号および干渉と比べて無視できる。

図１を参照すると、セルＢ２０２ＡのＣＤＭＡパイロット強度は以下のようになる。

また同様に、セルＣのパイロット強度は以下のようになる。

ＥＶ−ＤＯシステムのパイロット強度が以下の関係を有する場合、
（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｂ，ＤＯ＞（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｃ，ＤＯ
式（３）および式（４）により、ＰＬ２＞ＰＬ３という結果を得ることができる。

したがって、式（５）および式（６）により、以下を得ることができる。
（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｂ，１Ｘ＞（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｃ，１Ｘ

すなわち、ＣＤＭＡおよびＥＶ−ＤＯの両方の隣接リストがパイロット強度に従ってソートされている場合、その順序は、ＣＤＭＡとＥＶ−ＤＯとで同じである。より具体的には、ＥＶ−ＤＯシステムにおける強いパイロットは、やはりＣＤＭＡシステムにおける強いパイロットを意味し、その逆も成り立つ。

また、同じセクタのＣＤＭＡとＥＶ−ＤＯのパイロット強度の間にはさらなる関係も存在することが分かっている。

ＣＤＭＡおよびＥＶ−ＤＯの推奨ハンドオフ閾値は以下の通りである。

セルＢ２０２Ａを例に取り上げる。

ここで、βｍａｘは、セルＡ３０２Ａ、セルＢ２０２Ａ、およびセルＣ３０４Ａの最大呼負荷係数である。式（３）から、以下を得ることができる。

ここで、

は、実際には、ＣＤＭＡセル２０２Ａ内のアンテナ・ポートにおける総電力に対するパイロット電力の最小比を表す。したがって、ＣＤＭＡパイロット強度（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｂ，１Ｘは、ＥＶ−ＤＯパイロット測定に基づいて推定することができる。

例えば、
（１）すべてのセルの負荷が半分であって、βｍａｘ＝０．５であり、
（２）Ｐ_ＯＨが総電力の２２％であり、ｆ＝１５％である場合、

であり、そのため、（（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｂ，１Ｘ）_ｄＢ＞（（Ｅｃ／Ｉｏ）_Ｂ，ＤＯ）_ｄＢ−６ｄＢである。

結果として、ＡＴ／ＭＳ４０から送信されるルート更新メッセージが、パイロット強度が−９ｄＢのＥＶ−ＤＯパイロットを含む場合、それは、同じセクタにおいてＣＤＭＡパイロット強度が−１５ｄＢであることも表している。それは、ＡＴにとってＣＤＭＡ信号も非常に強く、音声サービス用に使用できることを意味する。

最後にステップＳ１６０において、ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値Ｔ＿ＡＤＤを上回る場合、ＥＶ−ＤＯネットワーク内のネットワーク・コントローラ要素３０６の実行ユニット３００６は、ＡＴ／ＭＳ４０を基地局２０２に切り替える。より具体的には、ＣＤＭＡのパイロットが十分に強い場合、ＡＮ３０２は、ＣＳＮＡプロトコルを通して１Ｘオーバヘッド・メッセージをＡＴ／ＭＳ４０に送信し、ＡＮ３０２は、ＣＳＮＡプロトコルを通して１Ｘサービス・リダイレクション・メッセージをＡＴ／ＭＳ４０に送信する。これは、呼をＶｏＩＰから１Ｘ回路音声に移すための手順を開始するようＡＴ／ＭＳ４０に指示する。その後、ＭＳ／ＡＴ４０は、ＣＳＮＡを通して１ＸオリジネーションをＡＮ３０２に送信する。ＡＮ３０２は、ハンドオフ指示メッセージをＭＳ／ＡＴ４０に送信する。最後に、ＭＳ／ＡＴ４０は、呼を継続するために１Ｘチャネルに同調する。

本発明の実施形態では、ＣＤＭＡ基地局２０２によって送信されるＥＶ−ＤＯパイロットは、境界ＥＶ−ＤＯ ＡＮ３０２の隣接セットに含まれ、したがって、ＥＶ−ＤＯパイロット測定を実施することによって、信頼性の高いハンドオーバを達成することができる。

本発明の別の実施形態では、ＥＶ−ＤＯの境界内の基地局２０２は、ＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成するためのデバイス２０４を含むことができる。

図４に示されるように、ＥＶ−ＤＯシステムのパイロット・チャネルは、１．２２８８Ｍｃｐｓの固定チップ・レートで、１６チップのウォルシュ・カバー０（Ｗａｌｓｈ ｃｏｖｅｒ ０）を用いて、Ｉチャネル上で送信される、すべてが「０」のシンボルからなる。１６スロットからなるグループが、偶数秒ティック（ｅｖｅｎ−ｓｅｃｏｎｄ ｔｉｃｋ）においてシステム時間に揃えられる。

直交拡散（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）に続いて、パイロット・チャネル系列は、Ａｃｋおよびデータ・チャネルなどの他のチャネル系列と合成されて、結果のＩチャネル系列とＱチャネル系列を形成し、これらの系列は、結果のＩチャネル系列および結果のＱチャネル系列に、やはり１．２２８８Ｍｃｐｓの固定チップ・レートのＩチャネルＰＮ系列ＰＮｉおよびＱチャネルＰＮ系列ＰＮｑを乗じる複素乗法演算に等価な、直角位相拡散（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｓｐｒｅａｄ）を施される。ＰＮ系列ＰＮｉおよびＰＮｑの特性多項式（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）も、以下のように定義される。
Ｐ_Ｉ（ｘ）＝ｘ^１５＋ｘ^１０＋ｘ^８＋ｘ^７＋ｘ^６＋ｘ^２＋１
（同位相（Ｉ）系列の場合）
および
Ｐ_Ｑ（ｘ）＝ｘ^１５＋ｘ^１２＋ｘ^１１＋Ｘ^１０＋ｘ^９＋ｘ^５＋ｘ^４＋ｘ^３＋１
（直角位相（Ｑ）系列の場合）

（２^１５周期の）Ｉ ＰＮ系列およびＱ ＰＮ系列を取得するため、１４個の「０」が連続して出力された後（これは各周期に１回だけ起こる）、「０」を挿入する必要がある。したがって、ＰＮ系列ＰＮｉおよびＰＮｑは、１４個の代わりに１５個の「０」が連続して出力される１つの連なり（ｒｕｎ）を有する。

図４を参照すると、直角位相拡散操作に続いて、ＩチャネルおよびＱチャネルのインパルスが、それぞれＩベースバンド・フィルタおよびＱベースバンド・フィルタの入力に印加される。その後、それは、搬送波変調を実行し、続いて、アナログ信号に変換することによって、順方向パイロット・ベースバンド信号を形成し、それは、ＣＤＭＡシステム内の基地局の送信経路に結び付けることができる。

ＥＶ−ＤＯパイロット信号は、Ｃ．Ｓ００２４−Ａにおいて以下のように定義されている。
ＥＶ−ＤＯパイロット信号＝（Ｉ−ｊ＊Ｑ）＊ウォルシュ０＊（ＰＮｉ−ｊ＊ＰＮｑ）

ウォルシュ・カバー０はすべてが１であり、Ｉデータはすべてが１であり、Ｑデータはすべてが０であることが図４から分かり、そのため、以下のようになる。
ＥＶ−ＤＯパイロット信号＝（ＰＮｉ−ｊ＊ＰＮｑ）

さらに、各スロット内では、ＥＶ−ＤＯシステムのパイロットは、ＭＡＣチャネルおよびデータ・チャネルなど、他のすべての順方向リンク・チャネルと時分割多重化される。図５に示されるように、各パイロット・スロットは、１０２４チップからなる２つの半スロットに分割され、その各々が、パイロット・バーストを含む。各パイロット・バーストは、９６チップの持続時間を有し、半スロットの中央点に配置される。

図６を参照すると、上述の概念を実施するためのデバイス２０４は、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについてＰＮ系列ＰＮｉおよびＰＮｑを生成するためのＥＶ−ＤＯ ＰＮ生成モジュール２０６であって、偶数秒ティックのシステム・クロックを生成モジュール２０６およびチャネル・ゲーティング・モジュール２２４に提供する前記第２の基地局のタイミング・モジュール２１２と、パイロットＰＮオフセットおよび時間進み（ｔｉｍｅ ａｄｖａｎｃｅ）Ｔｘについて構成を行う前記第２の基地局のコントローラ２１４とに接続されるＥＶ−ＤＯ ＰＮ生成モジュール２０６と、生成モジュール２０６によって提供されるＩ ＰＮ系列およびＱ ＰＮ系列に対してベースバンド・フィルタリングを施すように個々に構成されたベースバンド・フィルタ２１６および２１８と、実パイロット信号Ｓ（ｔ）を取得するために、ＩチャネルＰＮ系列およびＱチャネルＰＮ系列に搬送波変調を施すように構成された搬送波変調モジュール２２０と、半スロット内の１０２４チップ当たり９６チップを生成する一方で、他のチップをオフにするためのチャネル・ゲーティング・モジュール２２４とを含むことができる。

ＥＶ−ＤＯ ＰＮ生成モジュール２０６は、それぞれＰＮｉおよびＰＮｑのために２つの移相レジスタを含む。

さらに、デバイス２０４は、電力制御のために実信号Ｓ（ｔ）にパイロット利得を乗じ、ゲーティング・モジュール２２４の入力に接続される乗算器２２２をさらに含むことができる。

最後に、ＥＶ−ＤＯパイロット・ベースバンド信号は、ゲーティング・モジュール２２４の出力から利用可能とすることができる。

ＥＶ−ＤＯパイロット・チャネルは、システム偶数秒ティックに揃えることができ、ＣＤＭＡ基地局は、同じタイミング源を有する。そのため、ＥＶ−ＤＯパイロットをＣＤＭＡ基地局において生成することができる。

代替として、図７に示されるように、デバイス２０４は、それぞれＩチャネルおよびＱチャネルのための出力判定モジュール２２６および２２８を含む、ＥＶ−ＤＯ ＰＮ生成モジュール２０６を含むことができる。出力判定モジュール２２６および２２８は、タイミング・モジュール２１２によって提供されたシステム・クロックに従って、ＩおよびＱを出力するかどうかを判定することができ、したがって、パイロット・バースト時間フレームではチップは透過的に出力されるが、残りは「０」として出力される。すなわち、１０２４チップ（半スロット）につきわずか９６チップが出力できるにすぎない。

また、ＩチャネルおよびＱチャネルについての生成モジュール２０６の出力は、それぞれベースバンド・フィルタ２１６および２１８に接続され、搬送波変調を施すことによって、その後、実パイロット信号を取得することができる。

さらに、デバイス２０４は、電力制御のために実信号Ｓ（ｔ）にパイロット利得を乗じる乗算器２２２を含むことができる。

ＣＤＭＡ基地局においてタイミング源を使用することで、ＦＰＧＡを使用してＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成することができる。ＣＤＭＡ基地局においてＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成するためのデバイスは、超大規模集積回路もしくはゲート・アレイなどのハードウェア回路、論理チップおよびトランジスタなどの半導体、またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル論理回路などのプログラマブル・ハードウェア・デバイスによって、様々なタイプのプロセッサ上で動作するソフトウェアによって、また上記のハードウェア回路とソフトウェアの組合せによって実装できることが理解できよう。

上で説明されたように、本発明において提案される方法は、ＣＤＭＡネットワークに対する干渉を最小化することができる。

通信システム１０における計算の概念と同様に、ＥＶ−ＤＯおよびＣＤＭＡの組合せセルの経路損失がＰＬ１であり、ＣＤＭＡ専用セルの経路損失がＰＬ２であり、ＣＤＭＡ搬送波とＥＶ−ＤＯ搬送波が同じ帯域を有すると仮定する。

ＥＶ−ＤＯの送信電力がＰワットである場合、以下のようになる。

ここで、Ｆ、Ｎ_ｔｈ、ＢＷ、およびＥｃ／Ｉｏの定義は、上記のものと同じである。

セルの雑音値が５ｄＢである場合、Ｆ＊Ｎ_ｔｈ＊ＢＷは約−１０８．１ｄＢｍであり、そのため、相対的に小さい。ＡＴ／ＭＳがＥＶ−ＤＯセルの境界にいる場合、Ｅｃ／Ｉｏは、式（８）から約０ｄＢである。その後、ＡＴ／ＭＳは、ＥＶ−ＤＯセルから遠ざかることができる。Ｐ＊ＰＬ１が−１０８．１ｄＢｍに近い場合、Ｅｃ／Ｉｏは減少する。Ｐが４２ｄＢｍ（１６Ｗ）であると仮定すると、Ｅｃ／Ｉｏが−６ｄＢである場合、ＰＬ１は１５５ｄＢである。この経路損失は、通常のリンク経費（ｌｉｎｋ ｂｕｄｇｅｔ）よりも少なくとも３ｄＢ高い。それが、通常のカバレージから遠く離れても、ＡＴ／ＭＳがＥＶ−ＤＯリンクを維持できる理由である。

ＣＤＭＡセルもＥＶ−ＤＯパイロット信号を送信する場合、ＡＴ／ＭＳは、通常のＥＶ−ＤＯカバレージ・ケースを観測する。パイロット強度は、数学的に以下のように表すことができる。

熱雑音は相対的に小さいので、ＥＶ−ＤＯパイロット強度は、以下のようにすることもできる。

これは通常のＥＶ−ＤＯカバレージ・シナリオであり、「遠近干渉」問題を解決することができる。

本発明の、第１の基地局から第２の基地局に端末をハンドオーバするための方法、ネットワーク要素、ハイブリッド端末、基地局、パイロット信号を生成するためのデバイス、および通信システムが、いくつかの例示的な実施形態を用いて詳しく説明されたが、これらの実施形態は、網羅的ではなく、当業者であれば、本発明の主旨および範囲内で様々な変形および変更を施すことができる。したがって、本発明は、これらの実施形態に限定されず、本発明の範囲は、もっぱら添付の特許請求の範囲によって確定される。

Claims (25)

1. 第１の基地局から第２の基地局に端末をハンドオーバするための方法であって、前記第１の基地局はアクセス・ネットワークにおいてＥＶ−ＤＯ対応であり、前記第２の基地局はＥＶ−ＤＯ対応ではなく、前記方法が、
   前記第２の基地局から前記端末にＥＶ−ＤＯパイロット信号を送信するステップと、
   ＥＶ−ＤＯパイロット強度が所定の閾値を上回るときには、前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度を含むルート更新メッセージを前記端末から送信するステップと、
   前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算するステップと、
   前記ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回るときには、前記第２の基地局への前記端末の前記ハンドオーバを実行するステップと、を含む方法。
2. 各境界セルに対してＣＤＭＡのパイロット符号およびＥＶ−ＤＯのパイロット符号を少なくとも含むパイロット・マッピング・テーブルを維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記パイロット符号が疑似雑音符号を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算する前記ステップが、
   前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度とＣＤＭＡセル内のアンテナ・ポートにおける総電力に対するパイロット電力の比とに基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算するステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. ＣＤＭＡセル内のアンテナ・ポートにおける総電力に対するパイロット電力の前記比が、
   

   

   として定義され、ここで、ｆは、ＣＤＭＡセルの最大送信機電力に対するパイロット電力の比、Ｐ_ＯＨは、前記ＣＤＭＡセルのオーバヘッド・チャネルの電力、Ｐ_Ｔは、前記ＣＤＭＡセルに利用可能な総トラフィック電力、βｍａｘは、隣接セルの最大呼負荷係数である、請求項４に記載の方法。
6. ＥＶ−ＤＯパイロット信号を送信する前記ステップが、前記第２の基地局においてＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
7. ＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成する前記ステップが、
   前記第２の基地局のコントローラによって提供されるパイロット疑似雑音のオフセットと送信時間進み（Ｔｘ）とに基づいて、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについてＥＶ−ＤＯの疑似雑音（ＰＮ）系列を生成するステップと、
   ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについて前記ＰＮ系列にベースバンド・フィルタリングを施すステップと、
   ＩチャネルおよびＱチャネルについてＰＮ系列から実信号を取得するために、ＩチャネルおよびＱチャネルについてＰＮベースバンド系列に搬送波変調を施すステップと
   を含む、請求項６に記載の方法。
8. ＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成する前記ステップが、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについて半スロット内の１０２４チップのうちの９６チップを通過させ、残りに０を設定するために、前記系列をゲート制御するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 疑似雑音系列を生成する前記ステップが、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれのために２つの移相レジスタを使用する、請求項７に記載の端末をハンドオーバするための方法。
10. 疑似雑音系列を生成する前記ステップが、半スロット内の１０２４チップのうちの９６チップを出力するために、システム・クロックに基づいて、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについて前記ＰＮ系列を判定するステップを含む、請求項７に記載の方法。
11. 疑似雑音系列を生成する前記ステップが、搬送波変調を施す前記ステップの後、前記実信号にパイロット利得を乗じるステップを含む、請求項７に記載の方法。
12. 第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバを制御するためのネットワーク要素であって、前記第１の基地局はアクセス・ネットワークにおいてＥＶ−ＤＯ対応であり、前記第２の基地局はＥＶ−ＤＯ対応ではなく、前記要素が、
    前記第２の基地局のＥＶ−ＤＯパイロット強度に基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算するように構成される計算ユニットと、
    前記ＣＤＭＡパイロット強度がハンドオーバ閾値を上回るかどうかを決定するように構成される決定ユニットと、
    前記ＣＤＭＡパイロット強度が前記ハンドオーバ閾値を上回るときには、前記第１の基地局から前記第２の基地局への端末の前記ハンドオーバを実行するように構成される実行ユニットと、を含むネットワーク要素。
13. 各境界セルに対してＣＤＭＡのパイロット符号およびＥＶ−ＤＯのパイロット符号を少なくとも含むパイロット・マッピング・テーブルを維持するように構成される維持ユニットをさらに含む、請求項１２に記載のネットワーク要素。
14. 前記パイロット符号が疑似雑音符号を含む、請求項１３に記載のネットワーク要素。
15. 前記計算ユニットが、前記ＥＶ−ＤＯパイロット強度と、ＣＤＭＡセル内のアンテナ・ポートにおける総電力に対するパイロット電力の比とに基づいて、ＣＤＭＡパイロット強度を計算する、請求項１２に記載のネットワーク要素。
16. ＣＤＭＡセル内のアンテナ・ポートにおける総電力に対するパイロット電力の前記比が、
    

    

    として定義され、ここで、ｆは、ＣＤＭＡセルの最大送信機電力に対するパイロット電力の比、Ｐ_ＯＨは、前記ＣＤＭＡセルのオーバヘッド・チャネルの電力、Ｐ_Ｔは、前記ＣＤＭＡセルに利用可能な総トラフィック電力、βｍａｘは、隣接セルの最大呼負荷係数である、請求項１５に記載のネットワーク要素。
17. ＣＤＭＡシステムおよびＥＶ−ＤＯシステムにおいて使用するためのハイブリッド端末であって、前記ＣＤＭＡシステムからＥＶ−ＤＯパイロット信号を受信するように構成されるハイブリッド端末。
18. ＣＤＭＡシステム内の非ＥＶ−ＤＯ対応の基地局に備えられる、パイロット信号を生成するためのデバイスであって、ＥＶ−ＤＯパイロット信号を生成するように構成されるデバイス。
19. 前記非ＥＶ−ＤＯ対応の基地局のコントローラによって提供されるパイロット疑似雑音のオフセットと送信時間（Ｔｘ）進みとに基づいて、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについてＥＶ−ＤＯの疑似雑音（ＰＮ）系列を生成するように構成される生成モジュールと、
    ＩチャネルまたはＱチャネルについて前記ＰＮ系列にベースバンド・フィルタリングを施すように個々に構成されるベースバンド・フィルタと、
    ＩチャネルおよびＱチャネルについてＰＮ系列から実信号を取得するように構成される搬送波変調モジュールと
    を含む、請求項１８に記載のデバイス。
20. ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについて半スロット内の１０２４チップのうちの９６チップを通過させ、残りに０を設定するために、前記系列をゲート制御するように構成されるゲーティング・モジュールをさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
21. 前記生成モジュールが、ＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれのために移相レジスタを含む、請求項１９に記載のデバイス。
22. 前記ＱＰＳＫ変調モジュールによって提供される前記実信号にパイロット利得を乗じるように構成される乗算器をさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
23. 前記生成モジュールが、
    半スロット内の１０２４チップのうちの９６チップを出力するために、システム・クロックに基づいて、ＩまたはＱについて前記ＰＮ系列を判定するように構成されるＩチャネルおよびＱチャネルのそれぞれについての出力判定モジュールを含む、請求項１９に記載のデバイス。
24. ＥＶ−ＤＯ対応ではなく、請求項１８乃至２３のいずれか１項に記載のパイロット信号を生成するための前記デバイスを含む、ＣＤＭＡシステム内の基地局。
25. 請求項１７に記載の前記ハイブリッド端末と、請求項２４に記載のＣＤＭＡシステム内の前記基地局と、請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載のハンドオーバを制御するための前記ネットワーク要素とを含む通信システム。

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