JPH05506557A - セル無線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 セル無線 本発明はセル無線、特に重複されたマクロセルおよびマイクロセルを有するセル 無線システムに関するかそれに限定されるものではない。

通常のセル無線システムは各無線カバー領域またはセルをそれぞれサービスする ゛複数の無線ベース局を有し、それによって自動車無線局は無線リンクによって 通信できる。自動車層が１つのセルから次のセルへ移動するとき通信リンクはそ の時点のベース局から次のベース局へハンドオーバーまたはハンドオフとして知 られる過程を用いて移動される。ハンドオーバーの必要性は１以上の基本的な規 準に基づいて通常決定される。通常使用される規準は以下のものである。

１）自動車層における１つまたは複数のベース局における自動車の受信した信号 強度の表示（Ｒ５Ｓｉ）。

２）２つの近接したベース局からの自動車の相対的な距離の測定。

３）同一の周波数で動作される最も近接したベース局からの干渉レベル。

４）デジタルシステムにおけるビット誤り率。

通常のセル無線システムのセルは比較的大型で典型的に数キロメートルの横断距 離であり、このことはデータ時間が高速で移動する自動車層でもデータの捕捉の ための時間があり、そのデータに基つく方向で決定が為される。最近、典型的に 直径が１キロメートル以下等の直径が２．３キロメートルまでの比較的小型のセ ルを有するセル無線システムの方向へ進む傾向があり、広範囲のセルとよく呼ば れている比較的大型のシステムが“マクロセル”と呼ばれるのに対してこれらは “マイクロセル″と呼ばれている。これらの用語は絶対的な大きさの限定を示し ているのではなくこれらの２つのタイプのセルの相対的な大きさを示しているも のである。マイクロセル無線システムはよ゛りよい周波数の再使用と多数の使用 者密度を提供しなければならない。マイクロセルシステムの提案は例えば高速の 自動車層がマイクロセルを非常に速く通過する自動車道のような道路ネットワー クへの応用を示唆する。

このことは例えばハンドオーバー決定で使用するＲ３５Ｉ。

ＲＥＲまたは干渉レベルのハンドオーバー規準の測定に利用できる時間が制限さ れることを意味する。さらに、マイクロセルの無線カバー範囲は部会状況のよう な比較的短距離内で大きな信号強度の変動の影響を受ける。

Ｒ５５Ｉを不使用の自動車のハンドオーバー決定またはセル再選択の可能なハン ドオーバー規準の例として取上げると、通常のセル無線システムでのＲ５５Ｉの 使用はＲ５５Ｉの変化により複雑化され、このＲ５Ｓｉの変化はベース局からの 自動車の距離の変化によるパス損失以外の要素により生じる。

図１の挿入略図を参照して簡単化された局を考慮すると、ここでは自動車層ＭＳ はベース局ＢＳＩ、ＢＳ２によりそれぞれサービスされた２つのセルの間を移動 し、自動車層における２つのベース局の受信信号強度は距離によって変化する、 即ちパス損失により減少するのみでなく、図１のグラフを参照して分かるように 高速（Ｒａ７１ｅｉｇｈ）フエイディングまたはシャドウィングによって変化す る。この簡単な例ではハンドオーバーの理想点は両ベース局に対するＲ３５Ｉが 同一であるこれらのバス損失曲線が交差するベース局の間の中点である。しかし 、フエイディングまたはシャドウィングの効果はＲ３５Ｉの不確定レベルまたは バス損失につながり、正確なハンドオーバ一点の決定をより困難なものにする。

しかし、Ｒ５５Ｉを時間平均することによりフエイディングまたはシャドウィン グの効果はある程度克服されることができる。この時間平均は時間平均遅延と呼 ばれる遅延をハンドオーバー／セル再選択処理にもたらす。ハンドオーバーはＲ ３５Ｉの平均値が同一であるところで生じると、瞬時レベルの変化がもとのベー ス局に不必要にハンドオーバーを戻すようにシステムをトリガーするのに十分で ある大きな可能性が存在するため状況はさらに複雑化される。このような不必要 なハンドオーバーの発生の可能性を減少するためヒステリス量が利用され、それ は目的地ベース局のＲ３５Ｉに関して現在のベース局のＲ３５Ｉの実効的なオフ セットである。この簡単な例は図１の理、想的な状況に関して図２で示されてお り、図２ではＢＳＩに対するバス損失曲線はヒステリス要素Ｈによりオフセット して示され、ＢＳ２のバス損失曲線（２）との交差点（ハンドオーバー）もまた ＢＳ２方向の位置的関係上オフセットである結果も示されている。

２つのハンドオーバーパラメータ、平均期間（Ｔ）、ヒステリスマージンＨは図 ３で示されているように不必要なハンドオーバーの周波数とハンドオーバー遅延 りの２つのハンドオーバー品質と関連する。Ｒ３５Ｉの標準的偏差（Ｓσ）、は 平均期間Ｔにより変化し、ヒステリスマージンＨはＳσおよび、不必要なハンド オーバーの確率の周波数Ｐｕの関数であり、ハンドオーバー遅延りは平均遅延お よびヒステリス遅延の合計である。距離関係のハンドオーバー遅延が例えば７０ ０〜８００メートルのような数百メートル程度である２、３キロメートルの直径 のマクロセルでは平均期間ＴとヒステリスマージンＨは典型的にＴ＝１０秒でＨ −７ｄＢである。このような規準はマクロ状況では満足すべき結果を与えるが、 マイクロセル環境では問題がある。

マイクロセル環境では信号レベルの大きな変化および自動車間のベース局のＲ５ ５Ｉは図４の例のグラフに示されているように比較的短距離にわたって生じる。

図４の挿入略図ではマイクロセルＡ＋Ｂは道路の交差点で重複し、通常それぞれ の道路のみにわたってカバー範囲を提供する。図４の挿入略図で示されているよ うに自動車間ＭＳがベース局Ａによりサービスされた道路からベース局Ｂによっ てサービスされた道路に移動すると、自動車間ＭＳは図４のグラフのベース局か らの信号強度の変化を受ける。グラフで示されているように自動車が角を曲がる と大きな影響が生じ、ここでほとんどのステップ関数のパス損失効果が生じる。

本発明はマクロセル状況のハンドオーバー制御品質を維持しながら、このような マイクロセル状況に対処することを探求するセル無線システムに関する。

本発明の第１の観点によると本発明のセル無線システムはシステムのセルをサー ビスする無線トランシーバをそれぞれ有する複数のベース局と、１つまたはその 他のベース局と通信する無線トランシーバを有する自動車間とを具備し、一方で は第１の平均期間にわたる時間平均／’％ンドオーバー規準測定のための第１の 手段と、第１のノ＼ンドオーバー指示装置を提供するため第１のヒステリスマー ジンを時間平均ノ＼ンドオーバー規準測定に供給する手段とを有し、また他方で は第１の平均期間と比較して比較的短い第２の平均期間にわたる時間平均ハンド オーバー規準測定のための第２の手段と、第２のハンドオーバー指示装置を提供 するため第１のヒステリスマージンと比較して比較的大きい第２のヒステリスマ ージンを時間平均ハンドオーバー規準測定に供給する手段と、第１、第２のハン ドオーバー指示装置に基いて自動車間の／Ｘンドオーバー要求を評価する手段と を有するシステムを特徴とし、それによって一方ではハンドオーバー規準の比較 的漸進的な変化が評価され、他方ではノ＼ンドオーバー規準の比較的突然の変化 もまた評価されることができる。

好ましくは第１の平均期間は第２の時間平均期間の数倍であり、特に２０倍程で ある。好ましくは第１のヒステリスマージンは第２のヒステリスマージンの大き な割合であり、特に半分程である。

対応する方法も提供される。

本発明の好ましい実施例は添付の図面を参照して実例により記載される。

図１は２つのベース局の無線セルの簡単な配置を示す挿入略図を有する２つのベ ース局（ＢＳＩ、Ｂ５２）の間の点でこれらのベース局の自動車間における受信 信号強度の変化を示すグラフを示す。

図２は時間平均と導入したヒステリスの要因を備えている図１のグラフと類似し たグラフを示す。

図３はハンドオーバーパラメータとハンドオーバー特性の相互関係を示した線図 である。

図４は２つの無線セルの簡単な計画図を挿入したマイクロセルシステムの２つの ベース局（Ａ、Ｂ）の自動車間における受信信号強度のグラフである。

図５は好ましい実施例の一部を形成する装置の概略ブロック図である。

図６はマイクロセル状況における図５の装置の応答を示すグラフである。

図７は通常のシステムにおける平均遅延とヒステリスマージンの典型的な例と好 ましい実施例の平均遅延とヒステリスマージンを比較した図表である。

セルシステムのベース局と自動車間のトランシーバ装置は通常のものであり、こ れ以上は記載しない。自動車間はベース局の受信した信号強度を測定するための 信号強度測定装置を有し、これは通常のものと同様であるので詳細に記載しない 。これらの装置に加えて好ましい実施例の装置は図５に示されており、自動車間 またはベース局のいずれかに配置でき好ましい実施例の付加的な装置は電流セル （１０）の受信信号強度データを受信するための入力（ＩｏからＩＮ）と、デー タを獲得した自動車馬が引渡される近接セル（ＩｔからＩＮ）を具備する。各人 力−は長い期間平均装置（ＬＴＡ。

−ＬＴＡＮ）と短期間平均装置（ＳＴＡｏ−３ＴＡＮ）に接続される。電流通信 セルに対するデータを与えられた長期間平均装置（ＬＴＡｏ）は狭いヒステリス マージンＨＭＮが与えられている第１の合計装置ＳＮに接続されており、一方、 同じく電流通信セルに対するデータが与えられている短期間平均装置Ｓ　Ｔ　Ａ 　（ｌは広いヒステリスマージンＨＭ、が与えられている第２の合計装置Ｓ　に 接続されている。第１の合計装ＭＳＮの出力は第１の比較器Ｃ１に接続され、第 ２の合計器Ｓ　の出力は第２の比較器Ｃ２に接続されている。残りの長期間の平 均装置（ＬＴＡ　−ＬＴＡＮ）の出力は第１のスイッチＳＷ１によって第１の比 較器Ｃ１に選択的に接続可能であり、残りの短期間の平均装置（ＳＴＡｌ−５Ｔ ＡＮ）はスイッチＳＷ２により第２の比較器Ｃ２に同様に接続可能である。比較 器Ｃ１、Ｃ２の出力は入力としてＯＲゲートＯＲ１へ接続され、その出力はハン ドオーバー信号を形成する。

ＬＴＡ−ＴＳＳＴＡ＝Ｔ　、ＨＭＮ−ＨＩＳＨＭ、＝Ｈ２の典型的な値は図７で 示されている。

例えばマクロセル等のパス損失が漸進的に変化する状況ではシステムはほぼ前述 のように動作し、現在の電流セルに対してＬＴＡ／ＨＭ　回路が第１の比較器Ｃ １において燐接したセルの同様のデータと比較される顕著な比較形態を与える。

力を生成する。一方、パス損失が突然、階段的関数で生じる状況、例えば図４の マイクロセル状況でステップ関数的な状況ではハンドオーバーを決定するのに必 要な信号を提供するようにＳＴＡ／ＨＭｗが動作する。４の信号パターンに基ず く実例の応答特性が図６に示されている。曲線Ａは第２の比較器Ｃ２の出力を示 し、一方面線Ｂは第１の比較器Ｃ１の出力を示している。曲線Ａ（例えば図４） はベース局Ａ（図４）のＲ５５Ｉの突然のステップ関数後、１秒間の遅延でハン ドオーバー要求を形成する出力を生成し、一方、曲線Ｂ即ち比較器Ｃ２もまた応 答を生成するが、ステップ関数の生じた後６秒である。従って、例えばマイクロ セルステップ関数のパス損失の場合では好ましい実施例の装置は状況に適切な時 間スケールで必要なハンドオーバーを行うことができる。

ハンドオーバーパラメータ　ハンドオーバー品質＼　＼′ Ｎフ １６仏堂 セル無線システムはシステムのセルをサービスする無線トランシーバをそれぞれ 有する複数のベース局と、１つまたはその他のベース局と通信する無線トランシ ーバを有する自動車間を具備し、システムは一方では第１の平均期間にわたって 時間平均ハンドオーバー規準（ＨＯＣ）測定のための第１の手段（ＬＴＡ　、Ｌ ＴＡ　、ＬＴＡＮ）と、第１のハンドｌ オーバー指示装置を提供するため第１のヒステリスマージンを時間平均ＩＯＣ測 定に供給する手段（ＳＮ）を有し、また他方では第１の平均期間と比較して比較 的短い期間の第２の平均期間にわたって時間平均（ａｏｃ）＃Ｊ定のための第２ の一バー指示装置を提供するため第１のヒステリスマージンと比較して比較的大 きい第２のヒステリスマージンを時間平均ＨＯＣ測定に供給する手段（Ｓ　）と 、第１、第２のハンドオーバー指示装置に基づいて自動車間のハンドオーバーの 要求を評価する手段（ＯＲ１”）とを有し、それにより一方ではＨＯＣの比較的 漸進的な変化が評価され、他方ではＨＯＣの比較的突然の変化もまた評価される ことができる。

国際調査報告 Ｉ−崎一＠　ｌｐｐ＋１＋ｙｌ＋−代Ｔ／鎚９１１００Ｂ２３国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）システムのセルをサービスする無線トランシーバをそれぞれ有する複数の ベース局と、ベース局と通信する無線トランシーバを有する自動車局とを具備す るセル無線システムにおいて、システムが第１平均期間にわたる時間平均ハンド オーバー規準測定を行う第１の手段と、第１のハンドオーバー指示装置を提供す るため第１のヒステリスマージンを時間平均ハンドオーバー規準測定に供給する 手段と、第１の平均期間と比較して比較的短い第２の平均期間にわたって時間平 均ハンドオーバー規準測定を行う第２の手段と、第２のハンドオーバー指示装置 を提供するため第１のヒステリスマージンと比較して比較的大きい第２のヒステ リスマージンを第２の時間平均ハンドオーバー規準測定に供給する手段と、第１ 、第２のハンドオーバー指示装置に基づいて自動車局のハンドオーバーの要求を 評価する手段とを有し、それによってハンドオーバー規準の比較的漸進的な変化 が評価され、またハンドオーバー規準の比較的突然の変化もまた評価されること を特徴とするセル無線システム。
2. （２）ハンドオーバー規準が、 １）自動車局におけるベース局の信号強度と、２）ベース局における自動車局の 信号強度と、３）自動車局とベース局との間のビット誤り率と、４）実質的に同 一の周波数で動作される２つのベース局の干渉レベルと、 ５）２つの近接したベース局からの自動車の相対的な距離測定から選択される請 求項１記載のセル無線システム。
3. （３）第１の平均期間が第２の平均期間の数倍である請求項１または２記載のセ ル無線システム。
4. （４）第１の平均期間が第２の平均期間の１０乃至１００倍である請求項１乃至 ３のいずれか１項記載のセル無線システム。
5. （５）第１の平均期間が実際的に第２の平均期間の実質上２０倍である請求項１ 乃至４のいずれか１項記載のセル無線システム。
6. （６）第１のヒステリスマージンが第２のヒステリスマージンの大きな割合であ る請求項１乃至５のいずれか１項記載のセル無線システム。
7. （７）第１のヒステリスマージンが第２のヒステリスマージンの０．２５から０ ．７５の間である請求項１乃至６のいずれか１項記載のセル無線システム。
8. （８）第１のヒステリスマージンが実質的に第２のヒステリスマージンの０．５ である請求項１乃至７のいずれか１項記載のセル無線システム。
9. （９）複数のベース局がシステムのセルをサービスする無線トランシーバをそれ ぞれ有し、自動車局がベース局の一方または他方と通信する無線トランシーバを 有するセル無線システムの自動車局のハンドオーバーの要求を評価する方法にお いて、 第１の平均期間にわたって時間平均ハンドオーバー規準測定し、第１のハンドオ ーバー指示装置を提供するように第１のヒステリスマージンを時間平均ハンドオ ーバー規準測定に供給し、 第１の平均期間と比較して比較的短い第２の平均期間にわたって時間平均ハンド オーバー規準測定し、第２のハンドオーバー指示装置を提供するため第１のヒス テリスマージンと比較して比較的大きい第２のヒステリスマージンを時間平均ハ ンドオーバー規準に供給し、 第１、第２のハンドオーバー指示装置に基づいて自動車局のハンドオーバー要求 を評価する段階からなるセル無線システムにおける自動車局のハンドオーバーの 必要性の割当て方法。
10. （１０）短い平均期間にわたる第１の平均データと長い平均期間にわたる第２の 平均データとを供給するため自動車局において行った少なくともいくつかのベー ス局の第１および第２の異なった平均期間の信号強度測定を平均し、第１、第２ の信号強度指示装置をそれぞれ提供するため１つのベース局に対する第１の平均 されたデータと２つの異なったヒステリスマージンの大きい方を合計し、そのベ ース局に対する第２の平均されたデータとヒステリスマージンの小さい方を合計 し、 第１の信号強度指示装置と短い平均期間にわたって平均した少なくとも１つの他 のベース局に対する信号強度とを比較し、 第２の信号強度指示装置と長い平均期間にわたって平均した少なくとも１つの他 のベース局に対する信号強度とを比較し、比較に基づいて再登録のハンドオーバ ーまたはセル再選択の必要を決定する段階からなる請求項９記載の方法。
11. （１１）添付の図面を参照して実質的に記載されたセル無線システム。
12. （１２）添付の図面を参照して実質的に記載されたハンドオーバーまたはセル再 選択の決定方法。