JPH06507771A - セルラ通信システムにおけるハンドオフと新しい呼要求との間の優先順位付け - 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】 セルラ通信システムにおけるハンドオフと新しい呼要求との間の優先順位付は 発明の技術分野 本発明はセルラ移動無線電話システムに関する。特に、本発明はハンドオフと新 しい呼要求との間の優先順位付はシステムに関する。

！！ 通常のセルラ移動無線電話システムは、少なくとも一つの移動交換局、又はＭＳ Ｃ（移動電話中継局としてもの知られている。）、少なくとも一つの基地局、及 び少なくとも一つの移動局により制御される。移動交換局は無線に基づくセルラ ・システムと公衆交換電話回線網との間のインタフェースを構成する。基地局は 本質的に移動局と移動交換局との間で情報の伝送路として機能する。

移動加入者へ及びこれからの呼は、移動交換局により交換される。更に、移動交 換局は呼を確立するために必要とする全ての信号機能も備えている。

地理的領域上の適当な無線到達範囲を得るためには、通常、複数の基地局が必要 とされる。この領域は複数のセルに分割され、かつ各セルはそれ自身の基地局に よりサービスされてもよいし、１基地局を他の多数のセルと共有してもよい。各 セルは関連する制御チャネルを有し、これを介してそのセルにおける移動局と基 地局との間で制御（非音声）情報の通信をする。一般的に、制御チャネルは、既 知の周波数で基地局から移動局へ一定の情報を通信する専用チャネル、基地局か ら移動局へ情報を単方向伝送するためのページング・チャネル、及び基地局と移 動局との間で情報を双方向伝送するためのアクセス・チャネルを含む。種々のチ ャネルが同一の周波数を共存すること、又はこれらがそれぞれ異なる周波数で動 作することができる。

各チャネルは、単一の制御チャネルに加えて、２つの加入者間の通信内容を通信 するために所定数の音声チャネルが割り付けられる。この内容はアナログ若しく はディジタル化された音声信号、又はディジタル・データ信号が可能である。各 音声チャネルは、セルラ・システムのアクセス・モードに従って、周波数分割多 重アクセス（ＦＤＭＡ）における個別的な周波数と、時分割多重アクセス（ＴＤ ＭＡ）における個別的な周波数及びＩタイム・スロット又は複数のタイム・スロ ットと、時分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）における個別的なコードとに対応する ことができる。本発明は、これらの多重アクセス技術のいずれかを用いて実現可 能とされる。

セルは、典型的には、比較的に小さなサイズのものであり、かつ移動局が一方の セルから他方のセルへ移動する高い確率が存在する。進行中の移動通信を一方の 基地局から他方のセル基地局へ転送する処理は、［ハンドオフ」と呼ばれている 。移動局が一方のセルがら抜は出して他方のセルへ進行する際に、通信が支障な く継続すべきであるならば、ハンドオフは急速に、かつ信頼性をもって達成され ることが重要である。

移動交換局は、種々の基地局間における移動局の呼接続のハンドオ）を監視する 。各基地局はそのセル内で移動局の進行中の呼に関する信号パラメータ、典型的 には信号強度を連続的に測定する。特定の移動局に関連して測定された信号パラ メータが所定のしきい値より低下し、当該呼接続の品質即ち強度か許容できない 又は許容できないものに進んでいることを表わしているときは、基地局は当該呼 接続を移動交換局からハンドオフすることを要求する。移動交換局は、ハンドオ フされるべき移動局から最強の信号を受信している目標局、及び関連する音声チ ャネルを選択してハンドオフされた呼接続を引き継ぐ。他の実施例では、ハンド オフの決定が信号強度ばかりでなく、ビット誤り率（ＢＥＲ）、　ヒステリシス 等に基づく信号品質のような他の要因、又は複数の要因の組合わせに基づくもの であってもよい。元の基地局は目標基地局の選択された音声チャネルに同調する ように移動局に指令する。

残念ながら、各セルは限定された数の音声チャネルのみが割り付けられる。ピー クの使用期間中又は輻輳した市街地域では、使用可能な多数の音声チャネルを占 有することができる。目標基地局が使用可能な音声チャネルを有しない状況では 、移動局はハンドオフできず、新しい目標基地局が選択されなければならない。

第２の目標基地局の選択は、しばしば不可能であるか、又は許容できない。第１ に、ハンドオフされるべき移動局から十分な強度の信号を受信する他の目標基地 局が存在しないことがある。第２に、使用可能な音声チャネルを有する基地局を 位置決定する時点で、呼接続は許容し得ないレベルまで劣化することがある、又 は全て喪失することがある。第３に、元の目標基地局のように、次の目標基地局 は使用可能な音声チャネルを持たないことがある。進行中の呼接続のためのハン ドオフ要求は、特定のセルにおいて使用可能な音声チャネルに対する唯一の要求 ではない。更に、新しい呼接続は使用可能な音声チャネルについての競争を要求 する。

ハンドオフ要求の阻止問題を述へているｌシステムが、［移動セルラ電話システ ムにおけるハンドオフ呼の阻止を減少させる方法」と題し、１９９２年１月１４ 日付の米国特許第５，０８１，６７１号に開示されており、ここでは引用により 関連される。

プロディー（Ｂｒｏｄｙ）ほかに対する米国特許第４゜６７０．８９９号は、ハ ンドオフ及び新しい呼用のチャネルを予約するために進行中の呼がトラヒック・ レベルに従って隣接するセルに選択的に転送される。「指示された再試行Ｊと呼 ばれるｌ動作モードでは、特定の呼を指示することにより着信するハンドオフ用 に音声チャネルを予約して、新しい呼を開始する移動トランシーバに対するアク セスを拒否する。指示された再試行ステートにおける呼は、ハンドオフ試行用の チャネルを予約するために、新しい呼の受け入れを拒絶する。指令されたこの再 試行ステートは、セルの音声チャネル占有レベルに基づいている。ハンドオフ要 求の数が予約した、及び予約していない使用可能なチャネルの数を超えるときは 、新しい呼又は指示された再試行要求は受け付けられない。

プロディーのシステムは呼のハンドオフのためにいくつかの備えをするが、プロ ディーの注目点は多重セル・レベルにある。プロディーは主として全てのセルに おいて呼接続の負荷を平衡させることに関わる。従って、特定の目標セルに対す るハンドオフ要求は、負荷平衡処理において考慮されない。

個々の目標基地局のためのハンドオフ要求は、優先順位付けされることが望まし いことになる。更に、各目標基地局に対するハンドオフ要求のメモリ・キューを 設定して、特定の目標基地局で音声チャネルが使用可能となるときは、他のハン ドオフ及び呼の要求の前に、キューに格納された当該目標局に対するハンドオフ 要求をサービスすることが望ましいことになる。

発明の概要 本発明は、全負荷を有する目標基地局に対する呼接続をハンドオフしようとする ときに、呼接続を喪失する確率を減少させるために、ハンドオフ要求が新しい呼 要求に対して優先順位付けされて、特定の目標セルに割り付けられた音声チャネ ルを使用することを保証する方法及び装置に関する。まず、目標セルの音声チャ ネルが呼要求に対する割り付けに使用可能であるか否かについて判断する。使用 可能なものがないときは、所定の期間、目標セルに対するハンドオフ要求を対応 するキューに格納する。所定の期間中に１以上の音声チャネルか目標セルにおい て使用可能となるときは、ハンドオフ要求についてキューを調へる。キューに格 納されたこれらのハンドオフ要求を、使用可能な音声チャネルに割り付けること ができる。キューか空のときは、新しい呼要求を使用可能な音声チャネルに割り 付ける。

本発明の他の実施例によれば、地理的に分散した複数の無線基地局を存し、地理 的に対応する複数のセルをサービスするセルラ移動無線電話システムにおいて、 地理的な目標セルに割り付けられて現在使用している音声チャネルのために新し い呼要求及びハンドオフ要求を優先順位付けする方法が提供される。ハンドオフ 要求のみをサービスするために、目標セルで所定数の音声チャネルが予約される 。予約されたチャネル、又は未予約のチャネルが目標セル内で得られないときは 、ハンドオフ要求をキューに格納する。キューに格納されたハンドオフ要求は、 目標セルにおいて使用可能になった音声チャネルに割り付けられる。新しい呼要 求は、ハンドオフ要求がキューに存在しないときは、目標セル内で利用可能にな った未予約の音声チャネルに割り付けられる。

本発明の他の実施例によれば、地理的な目標セルに割り付けられた使用可能な音 声チャネルに対する新しい呼要求に優先順位付けされることを保証するセルラ移 動無線電話システムが提供される。移動交換局は、使用可能な音声チャネルの数 が数より少ないのであれば、新しい呼要求が目標セルにおける使用可能な音声チ ャネルを獲得するのを阻止する。使用可能な音声チャネルの数が予め設定した数 より少ないのであれば、ハンドオフのみが目標セルにおいて使用可能な音声チャ ネルを獲得するのが許容される。目標セルが使用可能な音声チャネルを有しない ときは、移動交換局も各目標セルのためのキューを保持し、これにハンドオフが 対応する目標セルに対するハンドオフ要求が格納される。新しい呼要求は、ハン ドオフ要求が対応するキューに格納されていないとき、及び使用可能な音声チャ ネルの数が予め設定した数を超えるときにのみ、目標セルにおいて使用可能な音 声チャネルを獲得するのか許容される。

図面の簡単な説明 本発明の特徴及び効果は図面と関連して以下の詳細な説明を読むことにより理解 されるであろう。

第１図はセルラ移動無線電話システムのセル、移動交換局、基地局及び移動局の 関係を説明するセルラ移動無線を話システムの例を示す概要図、 第２図は第１図のセルラ移動無線電話システムにおけるディジタル移動局を説明 するブロック図、第３図は第１図のセルラ移動無線電話システムにおけるディジ タル基地局を説明するブロック図、第４図は移動交換局により実行される位置決 定処理を説明する図、 第５図は移動交換局を説明するブロック図、第６図は移動交換局における中央処 理装置により実行可能とされる、ハンドオフのために隣接する基地局を位置決定 する制御手順のフローチャート、第７図は移動交換局における中央処理装置によ り実行可能とされる、新しい呼を設定するためのチャネル割り付は手順のフロー チャート、 第８図は移動交換局における中央処理装置により実行可能とされるハンドオフ要 求サービス・ルーチンのフローチャート、 第９図は移動交換局における中央処理装置により実行可能とされるタイミング・ ルーチンのフローチャートで本発明の詳細な説明する前に、本発明を用いること が可能なセルラ移動無線電話システムの構築例を説明しよう。

第１図はセルラ移動無線電話システムにおける１ｏセル０１〜ＣＩＯを示す概要 図である。通常、本発明による方法は１０以上の多数のセルを備えたセルラ移動 無線電話システムにおいて実行されるであろう。その説明の１　ために、ここで 説明するシステムは、分解された大きなシステムから切り離された一部分である とみなされる。

各セルＣｌ−Ｃｌ０において、それぞれの基地局８１〜ＢＩＯか存在する。第１ 図はそれぞれのセル・センタ近傍に位置し、かつ全方向性アンテナを有する複数 の基地局を示している。しかし、隣接するセルの基地局は、セル境界の近傍に配 置され、方向性アンテナを存するものでもよい。

第１図は更にセル内を、及び一方のセルから他方のセルへ移動可能なｌＯ移動局 Ｍｌ−ＭＩＯを示す。本発明による方法は、１０以上の多数の移動局を備えたセ ルラ移動篇線システムにより実施可能とされる。特に、通常は基地局が存在する より多くの移動局が存在する。

更に、第１１ｇには移動交換局ＭＳＣか示されている。

この移動交換局は図示したｌＯ基地局の全てにケーブルにより接続されている。

更に、移動交換局は固定公衆交換電話回線網ＰＳＴＲＮ機能へ、又はｌ５ＤＮ機 能により同様の固定回線網へケーブルにより接続されている。

移動交換局から基地局への全てのケーブル、及び固定回線網へのケーブルは、図 示されていない。更に、基地対移動交換局通信用のケーブルの代わりに、他の媒 体、例えば固定無線リンクを用いることもできる。

第１図に示すセルラ移動無線電話システムは、通信用に複数の無線チャネルを備 えている。このシステムは、アナログ情報、例えば音声、ディジタル化されたア ナログ情報、例えばディジタル化音声と、純粋のディジタル情報との両用に設計 されている。本発明の明細書において、接続なる用語は、移動局と同一のシステ ム若しくは他のシステムにおける他の移動局との間、セルラ移動無線電話システ ムを介して接続された固定回線網における２つの固定電話若しくは端末装置間、 又は移動局と固定電話との間の通信チャネルに用いられている。接続は三者が互 いに会話する呼でよいか、コンピュータがデータを交換するデータであってもよ い。

各セルラ・システムは特定の周波数帯域か割り付けられており、これを介して動 作することができる。各セルには一組の通信チャネルが割り付けられている。例 えば与えられたセルには】０と３０との間の異なる音声チャネル、及び１制御チ ヤネルが割り付けられてもよい。全無線到達範囲を保持するために、呼は互いに 重なり合うので、近傍セルには異なる組の通信チャネルが常に割り付けられる必 要かある。隣接するセルにおける同一チャネルを用いると、重なり合うこれらの 領域においてコ・チャネル干渉を発生させる。

ここで第２図を参照すると、本発明により動作するセルラ電話システムに用いる ことが可能な移動局の一実施例が示されている。この特定例は、ディジタル通信 システムに、即ち基地局と移動局との間でディジタル化した音声情報を伝送する ものに使用可能とされる移動局に関わる。更に、このシステムの動作は、ディジ タル情報の各パラケラトかデータのフレームにおいて間隔を置く２つのタイム・ スロットへインターリーブされる時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システムによ り、最大伝送速度の関係で説明される。しかし、本発明は、情報がアナログ・フ ォーマットにより、ディジタル的に１／２速度により、又は周波数分割多重アク セス（ＦＤＭＡ）若しくは符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）のような他のアク セス・モードにより、伝送されるセルラ無線システムのような他の型式のセルラ 無線システムにも等しく適用可能であることが容易に理解されるであろう。

第２図に示す移動局において、音声コーダー１０１はマイクロフォンが発生する アナログ信号を二進数のデータ・ストリームに変換する。次いで、データ・スト リームをＴＤＭＡ原理に従ってデータ・パラケラトに分割する。高速関連の制御 チャネル（ＦＡＣＣＨ）発生器１゜２は、移動局から陸地ベース・システムに送 信される制御及び監視信号メツセージを発生する。ＦＡＣＣＨメツセージは、こ れを送信しようとするときは、ユーザ・フレーム（音声／データ）を置換する。

低速関連の１ｉ１＃チヤネル（ＳＡＣＣＨ）発生器１０３は、基地局と移動局と の間、及びその逆における情報交換のために連続的なチャネルを介して送信され る信号メツセージを供給する。

固定数のビット、例えば１２ビツトはメツセージ・トレーンの各タイム・スロッ ト用の５ＡＣＣＨに割り付けられる。チャネル・コーダー１０４は、音声コーダ ー１０Ｌ　ＦＡＣＣＨ発生器１０２及び５ＡＣＣＨ発生器１゜３に接続されて誤 り検出及び補正のために着信データを処理する。チャネル・コーダー１０４によ り用いられる技術は、好ましくは、音声符号及びサイクリック・リダンダンシー ・チェック（ＣＲＣ）において重要なデータ・ビットを保護する畳込み符号化で あり、そこでは音声コーダのフレームにおいて知覚上で重要なビット、例えば１ ２ビツトが７ビツト・チェックを計算するために用いられる。

音声コーダー１０１及びＦＡＣＣＨ発生器１０２にそれぞれ関連したチャネル・ コーダー１０４に、２バースト・インターリーバ１０５が接続されている。２バ ースト・インターリーバ１０５はマイクロプロセッサ１３０により制御されてい るので、適当な時点で特定の音声チャネル上のユーザ情報がＦＡＣＣＨ上のシス テム監視メツセージにより置換される。移動局により送信されるべきデータは、 別個の２タイム・スロットにインターリーブされる。１送信ワードを構成する２ ６０データ・ビットのバラケラトは、等しい２つの部分に分割され、異なる２つ のタイム・スロットにインターリーブされる。このようにしてレイリーのフェー ディング効果が低減される。２バースト・インターリーバ１０５の出力はモジュ ロ２加算器１０７の入力に供給され、従って送信されたデータは疑似ランダム・ ビット・ストリームの論理モジュロ２の加算により、ビット毎に暗号化される。

５ＡＣＣＨ発生器１０３に関連したチャネル・コーダー１０４の出力は、２２バ ースト・インターリーバｌ。

８に接続される。２２バースト・インターリーバ１０８は、５ＡＣＣＨを介して 送信されたデータをそれぞれ１２ビツトの情報からなる２２タイム・スロットに インターリーブさせる。

更に、移動局は、特定の接続に関連されるべき適当な同期ワード（Ｓｙｎｃ　Ｗ ｏｒｄ）及びＤＶＣＣ（ディジタル検定カラー・コード）を供給する同期ワード ／ＤｖＣＣ発生器１０９を備えている。この同期ワードは、タイム・スロットの 同期及び識別に用いる２８ビツトのワードである。ＤＶＣＣは、基地局から移動 局へ、及びその逆に送出され、正しいチャネルをデコードしていることを確認す るための８ビツト・コードである。

移動局による送信用のメツセージ・バーストをバースト発生器１１０が発生する 。このバースト発生器１１０は、モジュロ２加算器１０７．２２バースト・イン ターリーバ１０８、同期ワード／ＤＶＣＣ発生器１０９、等化器１１４、及び制 御チャネルメツセージ発生器１３２の出力に接続されて、これらのユニットから 種々の部分の情報を一つのメツセージ・バーストに統合する。例えば、発行され た米国標準ＥＩＡ／ＴＩＡ　ｌ５−５４によれば、メツセージ・バーストがデー タ（２６０ビツト）　、５ＡＣＣＨ（１２ビツト）、同期ワード（２８ビツト） 、符号化ＤＶＣＣ（１２ビツト）、及び１２区切りビットからなり、総計３２４ ビツトを組合わせたものである。マイクロプロセッサ１３０の制御に従ってバー スト発生器１１０により異なる２型式のメツセージ・バースト：即ち、制御チャ ネル・メツセージ発生器１３２からの制御チャネル・メツセージ・バーストと、 音声／トラヒック・メツセージ・バーストとが発生される。制御チャネル・メツ セージは、５ＡＣＣＨと共に、音声／トラヒック・バーストにおいて通常発生す る音声データを置換する。

１タイム・スロットに等価なバーストの送信は、全体で１フレームの情報を形成 する他のタイム・スロットの送信と同期される。例えば、米国標準に従って、１ フレームは３最大速度タイム・スロットを備えている。各バーストの送信は等化 器１１４から供給されるタイミング制御により調整される。時間分散のため、信 号品質を改善するべく適応等化方法が備えられている。適応等化技術に関する更 に詳細な情報については、１９８９年２月２７日に出願され、同一の譲受者に譲 渡された米国特許出願第３１５．５６１号を参照すべきである。要するに、フレ ーム・タイミングに対して、基地局は主局として機能し、かつ移動局は従局とな る。等化器１１４は基地局からの着信ビット・ストリームのタイミングを検出し て、バースト発生器１１０に同期させる。更に、等化器ＩＩ４は識別のために同 期ワード及びＤＶＣＣをチェックする動作が可能である。

バースト発生器１１０及び等化器１１４にはフレーム・カウンタＩｌｌが接続さ れている。フレーム・カウンタ１１１は送信された各フレームについて、即ち２ ０ｍ５毎に移動局が用いる暗号コードを更新する。移動局が用いる暗号コードを 発生するために暗号化ユニット１１２が備えられている。好ましくは、疑似ラン ダム・アルゴリズムが用いられる。暗号化ユニット１１２は各加入者に固有なキ ー１１３により制御されている。暗号化ユニット１１２は暗号コードを更新する シケンサーからなる。

バースト発生器１１０が発生するバーストは、ＲＦ変調器１２２へ転送される。

ＲＦ変調器１２２はπ／４−ＤＱＰＳＫ方法（π／４移相差動符号化直角位相シ フト・キーイング）に従って搬送周波数を変調するように動作可能である。この 技術の使用は、情報が差動的に符号化されること、即ち２ビツト・シンボルが位 相において４つ可能な変化、即ち±π／４及び±３π／４として送信されること を意味する。ＲＦ変調器１２２に供給される送信機搬送周波数は、選択された送 信チャネルに従って送信周波数シンセサイザ１２４により発生される。変調され た搬送波がアンテナから送信される前に、搬送波は電力増幅器１２３により増幅 される。この増幅器のＲＦ電力放射レベルはマイクロプロセッサ１３０によるコ マンドに基づいて選択される。

選択した受信チャネルに従い、受信搬送周波数シンセサイザ１２５により受信機 の搬送周波数信号が発生される。着信する無線周波数信号は受信機１２６により 受信され、各信号の強度が信号レベル計１２９により測定される。次いで、受信 信号の強度値はマイクロプロセッサ１３０に送出される。受信周波数シンセサイ ザ１２５からの受信機搬送周波数信号と、受信機１２６からの無線周波数信号と を受信するＲＦ変調機１２７は、無線周波の搬送波信号を復調し、これによって 中間周波を発生する。次いで、中間周波信号はＩＦ復調器１２８により復調され 、元のπ／４−ＤＱＰＳＫ変調ディジタル情報を再生する。

１Ｆ復調器１２８から供給される再生ディジタル情報は、等化器１１４に供給さ れる。シンボル検出器１１５は等化器１１４から受け取った２ビツト・シンボル ・フォーマットのディジタル・データを１ビツトのデータ・ストリームへ変換す る。続いて、シンボル検出器１１５は別個の３出力信号を発生する。制御チャネ ルのメツセージは制御メツセージ検出器１３３に送出され、制御メッセージ検出 器１３３はマイクロプロセッサ１３０に検出された制御チャネルの情報を供給す る。モジュロ２加算器＋０６及び２バースト・ディンターリーバ１１６は２タイ ム・スロットの受信データの情報を組立て、かつ再配列することにより音声デー タ／ＦＡＣＣＨデータを再構築する。シンボル検出器１１５は５ＡＣＣＨデータ を２２バースト・ディンターリーバ１１７に供給する。

２２バースト・ディンターリーバ１１７は連続する２２フレーム上に展開された ５ＡＣＣＨデータを再組立てし、かつ再配列する。

２バースト・ディンターリーバ１１６は２つのチャネル・デコーダ１１８に音声 データ／ＦＡＣＣＨデータを供給する。畳込み符号化データは前述の符号化原理 の逆を用いて復号化される。受信したサイクリック・リダンダンシー・チェック （ＣＲＣ）ビットをチェックして誤りが発生したか否かを判断する。更に、ＦＡ ＣＣＨチャネル・コーダーは音声チャネル情報とＦＡＣＣＨ情報との間の相違を 検出し、これに従ってチャネル・デコーダ１１８を指示する。音声デコーダ１１ ９は音声デコーダ・アルゴリズム（例えば、ＶＳＥＬＰ）に従ってチャネル・デ コーダ１１８からの受信音声データを処理して、受信音声信号を発生する。アナ ログ信号は最終的にフィルタ技術により強調される。高速関連の制御チャネル上 のメツセージはＦＡＣＣＨ検出器１２０により検出され、かつ情報はマイクロプ ロセッサ１３０へ転送される。

２２バースト・ディンターリ−／＜１１７の出力は別のチャネル・デコーダ１１ ８に供給される。５ＡＣＣＨ検出器１２１は低速関連の制御チャネル上のメツセ ージを検出し、その情報をマイクロプロセッサ１３０に転送する。

マイクロプロセッサ１３０は移動局及び基地局の活動を制御し、更に端末のキー ・ボード及び表示装置１３１からの入出力も取り扱う。マイクロプロセッサ１３ ０による判断は、受信メツセージ及び実行した測定値に従って実行される。キー ・ボード及び表示装置１３１はユーザと基地局との間で情報を交換できるように する。

第３図は、本発明により動作するセルラ電話システムにおいて利用可能な基地局 の一実施例を示す。基地局は、構成及び機能が第２図に示す移動局の構成部分と ほぼ同一であり、かつこれに関係して説明される多数の構成部分に関連している 。このような同一の構成部分は、以上で移動局の説明に用いた同一の参照番号に より第３図に示されているか、これらとプライム符号（′）の表示により区別さ れている。

しかし、移動局と基地局との間のいくつか相違か存在する。例えば、基地局は２ つの受信アンテナを存する。

これらの受信アンテナのそれぞれに、受信機１２６′、ＲＦ変調機＋２７’、及 びＩＦ復調器１２８′が関連している。更に、基地局は移動局で用いられるよう なユーザのキー・ボード及び表示装置１３１は備えていない。

通常の周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システム、即ちアナログ・セルラに おいて、全ての基地局は隣接のセルで用いる全ての周波数についての現在の信号 強度を測定する信号強度受信機を有する。移動体とそのホーム基地局との間の呼 接続か強度及び／又は品質を劣化させているときは、移動体に現在割り付けられ ている即ち「ホーム」基地局は、「ホーム」移動交換局ＭＳＣとのハンドオフを 要求する。しかし、実際のハンドオフ前に、ＭＳＣは「位置決定」処理を実行す る。ハンドオフ要求後に、ＭＳＣは、呼のハンドオフを満足に処理できる使用可 能な近傍セルがあれば、その位置決定又は識別をする。近傍基地局は物理的に位 置決定される基地局であり、従って他の基地局に割り付けられた移動体の信号強 度を測定する。典型的には、近傍基地局はホーム基地局のセルに隣接するセルに 対応する。しかし、近傍基地局は隣接するセルにも対応し得る。目標基地局は、 比較として、ハンドオフされるべき移動体から最適の（例えば最強の）信号を受 信する近傍基地局である。通常、ハンドオフは近傍基地局に割り付けられた他の 音声チャネルに対するものであるが、ハンドオフは音声品質を改善するためにホ ーム基地局に割り付けられた音声チャネル間でも行ない得ることを認識すべきで ある。

位置決定手順を第４図に簡単化した方法で示す。点線はホームＭＳＣ（ＭＳＣＩ ）から信号強度測定値のための要求、及び近傍基地局からの応答を表わす。更に 、ホームＭＳＣＩは、移動体が現在通信している特定の呼接続周波数に関する信 号強度測定値のために、近傍ＭＳＣ１例えばＭＳＣ２に割り付けられた近傍基地 局からの信号強度の測定値を要求して、受信することができる。このような測定 値は、移動体の現在セルが他のＭＳＣによって制御される近傍セルを有するとき に、要求され／受信されることになる。信号強度受信機は規則的な信号強度測定 値を蓄積するメモリを備えてもよく、又は要求の時点で信号強度測定値を作成し てもよい。

全ての近傍セルから全ての信号強度測定値を受信するときは、ＭＳＣはいくつか の基準：即ち信号強度、ヒステリシス、オフセット、接続パラメータ等に基づい て全ての近傍セルの潜在的な適応性を評価する。しばしば、満足すべき信号強度 測定値を有する近傍基地局を位置決定することかできない。しかし、許容し得る 近傍セルか考慮できるときは、ＭＳＣは、これら候補セルのうちでハントオフの 呼接続をするために空きの音声チャネルを有するものかあるか否かを判断しなけ ればならない。例えば、適当な２つのセルか識別され、かつ一方のセルが輻輳し ているときは、他方のセルがハンドオフのために選択される。他方、１以上の満 足すべき基地局が位置決定されると、ＭＳＣは最適の測定値、即ち最大信号強度 を存する目標基地局を選択する。

時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）を用いるディジタル・セルラ・システムにおい て、各移動局は信号強度情報の収集を支援することかできる。移動局は、一方の タイム・スロットにより情報を送信し、他方のタイム・スロットにより情報を受 信するので、周波数当り２タイム・スロット以上存在するものとして、信号強度 データを監視する時間を有する。移動局は近傍セルに関連して選択された周波数 に関する制御信号の強度を測定する。次いで、これらの信号強度は５ＡＣＣＨを 介してホーム基地局に報告される。ホーム基地局は、ＭＳＣがアナログＦＤＭＡ システムにおいて行なうと殆ど同一の方法により信号強度情報を評価し、かつＭ ＳＣに対してハンドオフ要求を発行する。移動局によるこの支援を移動体支援ハ ンドオフ（ＭＡＨＯ）と呼んだが、より正確には移動体支援位置決定と呼ぶ。

ここで、移動交換局（ＭＳＣ）の更に詳細な説明を第５図に関連して行う。中央 処理装置２００は、受信した種々の情報の入力、及び多数の信号コマンドの出力 を制御する。以上で説明したように、中央処理装置２００はＭＳＣの制御及び種 々の移動局に従って基地局間の呼接続に関連した信号強度のような信号パラメー タを受け取る。更に、ＭＳＣは、ＭＳＣ間の境界にまたがるハンドオフを可能に するように、他の移動交換局に関連した基地局からの信号強度も処理している。

これらの信号接続パラメータは信号強度メモリにルックアップ・テーブルの形式 で格納されてもよい。中央処理装置２００は特定のハンドオフ要求を取り扱うた めに最大の信号強度に対応する最適基地局を判断する。

更に、中央処理袋ｆ１２００はハンドオフ要求キュー・メモリ２０４にも接続さ れている。中央処理装置２００は各目標基地局／セルのために複数のキュー２１ ０を保持している。各目標セルは、この特定目標セルに対するハンドオフ要求を 格納するように、例えばファースト・イン・ファースト・アウト（Ｆ　Ｉ　ＦＯ ）スタック・メモリであってもよい。勿論、ラスト・イン・ファースト・アウト （ＬＩＦＯ）のような他のキュー技術を用いることもできる。−例として、セル Ｎｏ、１は、付加的な呼接続がハンドオフ要求でも、又は新しい呼要求であって も、これら付加的な呼接続のために使用可能な無線チャネルを存し得ない。この 場合に、各ハントオフ要求（ＨＯＲ）は、キューＮｏ、ｌに格納されることにな り、最初の即ち最も古いハンドオフ要求ＨＯＲＮｏ、１がキューの一番上に格納 され、最も新しい即ち最も若いノ）ンドオフ要求かキューの一番下に格納される 。目標セルＮｏ、］における通信チャネルか使用可能になると、キューＨＯＲＮ ｏ、１の一番上にあるハンドオフ要求は、キュー２１０から除かれ、かつ中央処 理装置２００によりこの使用可能なチャネルに割り付けられる。同様の形式で、 キューＮＯ１２は目標セルＮ０９２に対応し、キューＮは目標セルＮｏ、Ｎに対 応し、Ｎは移動交換局により制御されている呼の数に対応する。

ハントオフ要求キュー２０４に関連して、中央処理装置２００は、特定のハンド オフ要求をそれぞれの／１ンドオフ要求キュー２１０に格納した時間長を監視す るソフトウェア・タイミング・ルーチンを備えている。個々のキュー２１０のそ れぞれにおいて、タイマ・ルーチンは、各ハンドオフ要求（ＨＯＲ）をそのキュ ーに格納した時間長を記録する。実際に、各ＨＯＲは、変更したシステム又はパ ラメータ条件のために、ＨＯＲが不安定になることを保証する関連の「時間スタ ンプ」を有する。ソフトウェアの時間スタンプが時間切れになると、中央処理装 置２００はキューから関連するハンドオフ要求ＨＯＲを削除する。更に、それぞ れのキューにおけるこのように制限されたハンドオフ要求の寿命は、特定の目標 セルに対してハンドオフが可能でないときに、各ハンドオフ要求を満足できるか も知れない他の目標セルに各ハンドオフ要求を向けさせることも保証する。キュ ーのハンドオフ要求に関連した呼接続は、このような時間制限がなければ、不良 となり、最終的に喪失することになり得る。

このようにして、前記不良及び喪失が発生する前に、いくつかの制限動作が取ら れる。

更に、移動交換局の中央処理装置２００は、加入者から新しい呼要求を受信して 、移動交換局の制御に従ってセルのうちの一つ内における移動局からの又はこれ への呼接続を開始する。以下で更に詳細に説明するように、中央゛処理装置２０ ０は、その目標セルに対応するキュー２１０が空のとき、及びハンドオフ要求の ために予約されていない使用可能な音声チャネルが存在するときにのみ、特定の 目標セルにおいて使用可能な音声チャネルにこれら新しい呼要求を割り付ける。

各セルにおける使用可能な所定数の音声チャネルは、ハンドオフ要求のために予 約にする際に、移動交換局により指定されてもよい。

換言すれば、使用可能な又は未占有のチャネル数が当該所定数に等しいか、又は これより少ないならば、これらの残りのチャネルを新しい呼要求に割り付けるこ とはできない。ハンドオフ要求のみを割り付けることができる。

所定数は、勿論、システムの必要性に従って変更することができる。

このようにして、中央処理装置２００は、ハンドオフ要求が新しい呼要求に対し て優先順位付けされることを保証する。特に、本発明は、特定の目標セルにおい て予約した音声チャネル及び未予約の音声チャネルの優先的な使用増を、これら が利用可能になると、常に有することを保証する。

第６図〜第９図に、本発明を実施するために移動交換局の中央処理装置ｔ２００ により実行することができる手順の詳細なフローチャートの説明か示されている 。第６図のフローチャートは、ハンドオフのために近傍の基地局を位置決定する 「位置決定要求Ｊと呼ばれる制御手順を示す。最初に、ステップ２２０において 、移動交換局は近傍のセルｌ、２．・・・、Ｎに割り付けられた近傍の基地局か ら信号強度値を受信する。

ステップ２２２において、中央処理装置２００は、位置決定要求に応答して、当 該ハンドオフの呼接続を受信する最適基地局を判断する。最適基地局は呼接続の 信号強度のような１以上の信号パラメータに基づいて判断される。１例として信 号強度を用いると、「最適」は、最大信号強度を仔する信号を意味している。最 適として判断された基地局は、目標基地局即ちセルとして識別される。ステップ ２２２において、１以上の目標基地局が識別されると、プログラム制御はステッ プ２２４に進み、中央処理装置２００は目標基地局即ちセルに対応する全ての一 般チャネルのポーリングを行なって使用可能なチャネルが存在するか否かを判断 する。

目標基地局において一般チャネルが使用可能なときは、そのチャネルは新しい呼 要求のためにハンドオフに割り付けられる。判断ステップ２２８において、−酸 チャネルが使用可能でないときは、中央処理装置１２００は目標基地局における ハンドオフのために予約されたこれらのチャネルのポーリングを行なう。予約さ れたチャネルが使用可能なときは、ステップ２３０においてこのチャネルがハン ドオフ要求に割り付けられる。判断ステップ２３２において、他の目標基地局が あるか否がを判断する。

１以上の目標基地局が残っているときは、ステップ２２４〜２３０が再実行され る。それ以外のときは、プログラムの＃１１ｍはステップ２３４に進ろ、各目標 基地局のハンドオフ要求キューにハンドオフ要求を付加する。換言すれば、あら ゆる目標基地局か輻輳しており、ハンドオフ要求のために一般又は予約するチャ ネルが得られないときは、各目標基地局のために各ハンドオフ要求キューにハン ドオフ要求を格納する。

第６図に概略的に示す位置決定要求のチャネル割り付は手順を比較するために、 新しい呼を設定するためのチャネル割り付は手順か第７図に示されている。ステ ップ２４０において、呼を生起する又はページに応答する移動局に応答して移動 体のアクセスを発生する。典型的に、移動体は、そのホーム基地局に関連した未 予約の使用可能な音声チャネルか割り付けられる。ステップ２４４に示すように 、ホーム基地局において未予約のチャネルが得られないときは、制御は判断ステ ップ２４６に進み、移動交換局は移動体が他のセルに向けられるべきか否かを判 断する。その通りであるときは、ステップ２４８において指示された再試行メツ セージを移動体へ送出する。

それ以外は、ステップ２５０で述べたように回線網の輻輳のために使用可能な全 てのチャネルが占有される。ステップ２５２において、この呼か生起呼であると 判断されると、ステップ２５８において呼の再注文メツセージか送出される。ス テップ２５４において非生起呼は終結され、ステップ２５６において呼開放のコ マンドか続く。

ハンドオフ要求サービス・ルーチンを第８図に示す。

判断ステップ２６０において、移動交換局の中央処理装置２００は、目標基地局 において前に使用したチャネルか使用可能になったか否かを判断する。ノーのと きは、制御はハンドオフ要求ルーチンの先頭に戻る。チャネルか使用可能なとき は、制御はステップ２６２に進み、中央処理装置２００は使用可能なチャネルに 関連したハンドオフ要求（ＨＯＲ）キューを走査する。判断ステップ２６４にお いて、走査したＨＯＲキューにハンドオフ要求が存在しないときは、ステップ２ ６６においてチャネルは使用可能にマークされる。走査したＨＯＲキューにハン トオフ要求が存在するときは、ステップ２６８において、使用可能なチャネルを キューに格納した移動体に割り付ける。換言すれば、移動体のハンドオフ要求が 許可され、かつ呼接続かその目標基地局において使用可能な新しい音声チャネル に転送される。ハンドオフが完了すると、制御はステップ２７０に進み、他の目 標基地局に対応する他のハンドオフ要求キューにおける並行なハンドオフ要求エ ントリを削除する。

前述のように、各ハンドオフ要求はハンドオフ要求キュー内で限定された寿命を 有する。第９図において「タイマ」とラベル付けしたソフトウェアのタイミング ・ルーチンは、各ハンドオフ要求を各ハンドオフ要求キュー２１０に格納した時 間を監視するために用いられる。ステップ２８０において、全てのハンドオフ要 求キュー２０４における全てのハンドオフ要求エントリを走査する。

ステップ２８２において、ハンドオフ要求エントリが調査のために選択される。

判断ステップ２８４において、タイマ・ルーチンは、この特定のハンドオフ要求 エントリ用の時間スタンプが、ハンドオフ要求をハンドオフ要求キューに格納す ることができる最大時間Ｔ□８を超えたか否かを判断する。時間スタンプがＴ　 ＭＡＤを超えるときは、ステップ２８６において全てのハンドオフ要求キューか らそのハントオフ要求エントリを削除する。それ以外は、制御は判断ブロック２ ８８に進み、まだハンドオフ要求が存在するか否かを判断する。エントリを行な わないときは、タイマ・ルーチンが再度起動する。それ以外は、制御はステップ ２８２に戻り、他のハンドオフ要求を選択する。

従って、本発明は、移動局が一方のセルから抜は出し、他方のセルへ進行する際 に、呼のハンドオフを急速かつ信頼性を持って達成させる構造及び手順を提供す る。ピーク使用期間中に又は輻輳した市街領域において使用可能な音声チャネル 数の実際的な制限を与えたときに、本発明は、進行中の呼接続を優先順位付けし 、かつ保持する手段を提供する。特に、本発明は、少しでも可能ならば、ハンド オフ要求のために最適条件が存在することを確実にするように、特定の目標セル に対するハンドオフ要求か、最大に考慮されるのを保証する。

本発明の特定の一実施例を説明し、図示したが、本発明は、当該技術分野におい て習熟する者により変更することが可能とされるので、これに限定されないこと を理解すべきである。特に、本発明をアナログ・システム若しくはディジタル・ システム、又はアナログ／ディジタルの組合わせシステムにおいて、本発明が実 施可能とされることを理解すべきである。本発明はＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、又はＣ ＤＭＡを用いるシステムにおいて実施されてもよい。従って、基地局と移動局と の間のチャネルは、システムの型式に従って、完全な無線周波数、タイム・スロ ットの無線周波数、問題の局間無線信号に適当とするコード又は任意の部分を占 有／構成することができる。

本発明の開示は、ここで開示し、かつ請求する下層の発明の領域及び範囲内に含 まれるどのような、かつ全ての変形を意図している。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．ハンドオフ呼要求がセルラ移動無線電話システムにおける少なくとも一つの 地理的な目標セルに割り付けられた音声チャネルを使用するように新しい呼要求 に対して優先順位付けされることを確実にする方法において、音声チャネルが目 標セルのために呼要求に対する割り付け可能であるか否かについて判断を行なう こと、使用可能な音声チャネルがないときは、前記目標セルに対する前記ハンド オフ呼要求を所定期間、キューに格納すること、 １以上の音声チャネルが前記目標セル内で使用可能となるときは、キューに格納 したハンドオフ要求のために前記キューを調べること、 キューに格納したハンドオフ要求を前記期間中に前記目標セルにおいて使用可能 となる音声チャネルに割り付けること、及び キューが空のときは、新しい呼要求を、前記目標セルにおける前記使用可能な音 声チャネルに割り付けることを含むことを特徴とする方法。
2. ２．複数の目標セルにおいて、各目標セルは対応するキューを備え、当該目標セ ルに対するハンドオフ要求を格納することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．更に、 前記所定期間よりも長く前記キューに格納されたハンドオフ要求を除去すること を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. ４．更に、 ハンドオフ要求のために前記目標セルのみに指定された数の音声チャネルを予約 すること、 予約した音声チャネル及び未予約の音声チャネルの両方に対するハンドオフ要求 を割り付けること、及び未予約の音声チャネルに対してのみ新しい呼要求を割り 付けること を特徴とする請求項１記載の方法。
5. ５．対応する複数の地理的なセルをサービスする地理的に離れた複数の無線基地 局を有するセルラ移動無線電話システムにおける、少なくとも一つの地理的な目 標セルに割り付けられた音声チャネルを使用するように、新しい呼要求及びハン ドオフ要求を優先順位付けする方法において、 （ａ）前記目標セルで、ハンドオフ呼要求のみをサービスするために予約した所 定数の音声チャネルを予約すること、 （ｂ）前記目標セルに予約した音声チャネル及び非予約の音声チャネルが前記目 標セルに得られないときは、前記目標セルに対するハンドオフ要求をキューに書 き込むこと、 （ｃ）前記キューに書き込んだハンドオフ要求を、前記目標セルにおいて使用可 能となる音声チャネルに割り付けること、 （ｄ）前記キューに書き込むステップでハンドオフ要求がキューに格納されてな いときは、新しい呼要求を前記目標セルで使用可能となる非予約の音声チャネル に割り付けること を含むことを特徴とする方法。
6. ６．前記キューに書き込むステップは前記キューに書き込まれたハンドオフ要求 を優先順位付けすることを含み、かつ前記ハンドオフ要求割り付けのステップは 前記キューに書き込まれたハンドオフ要求を、最高の優先順位から最低の優先順 位への順序で割り付けることを含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. ７．ハンドオフ要求をキューに格納する前記ステップは、更に、 前記キューに格納したハンドオフ要求がキューに残る期間を監視すること、 前記期間が所定値を超えるときにキューに格納されたハンドオフ要求を削除する こと を含むことを含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
8. ８．更に、 複数の目標セルについてステップ（ａ）〜（ｄ）を反復すること を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
9. ９．ハンドオフ要求が少なくとも一つの地理的な目標セルに割り付けられた音声 チャネルを占有するように新しい呼要求に対して優先順位付けされることを確実 にするセルラ移動無線電話システムにおいて、使用可能な音声チャネルの数が予 め設定した数より小さいときは、新しい呼要求が前記目標セルにおける使用可能 な音声チャネルを捕捉するのを阻止する手段と、使用可能な音声チャネルの数が 予め設定した数より小さいときは、ハンドオフ要求のみが前記目標セルにおける 使用可能な音声チャネルを捕捉可能にされる手段と、前記目標セルにおける音声 チャネルが利用不可能なときは、前記目標セルのためにハンドオフ要求をキュー に格納する手段と、 キューに格納したハンドオフ要求を前記目標セル内で次に使用可能な音声チャネ ルに割り付ける手段と、ハンドオフ要求がキューに格納されていないとき、及び 使用可能な音声チャネルの数が前記予め設定した数を超えるときは、新しい呼要 求が前記目標セルにおける使用可能な音声チャネルを捕捉可能にさせる手段とを 備えていることを特徴とするセルラ移動無線電話システム。
10. １０．前記キューに格納する手段は複数のキューを含み、各キューは複数の目標 セルのうちの一つに対応し、かつハンドオフ要求を対応する前記キューに格納す ると共に、前記ハンドオフ要求は受信する順序で対応する前記キューに格納され ることを特徴とする請求項９記載のセルラ移動無線電話システム。
11. １１．更に、 各ハンドオフ要求が対応する前記キューに存在する時間量を定める手段と、 ハンドオフ要求の経過時間量を所定時間と比較する手段と、 対応する前記キューから、その経過が前記所定時間を超えるハンドオフ要求を削 除する手段とを備えることを特徴とする請求項１０記載のセルラ移動無線電話シ ステム。
12. １２．各目標セルは対応するキューを有し、かつ目標セルに対するハンドオフ要 求は対応する前記キューに最大の優先順位で格納されることを特徴とする請求項 １０記載のセルラ移動無線電話システム。