JPH08503833A - Ｃｄｍａセルラー無線システムにおいてハンドオーバーを行う方法および移動ステーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ＣＤＭＡセルラー無線システムにおいてハンドオーバーを行う方法および移動ステーションに関するものである。このＣＤＭＡセルラー無線システムは、各セルに、そのセルにおける移動ステーション（ＭＳ）に接続される少なくとも１つの基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）が備えられている。移動ステーションと基地ステーションとの接続は、トラヒックチャンネルと、１つまたはそれ以上の制御チャンネルとの両者を備えている。基地ステーションの送信は、互いに同期されていない。本方法においては、移動ステーションは、ハンドオーバーを行う間、２つまたはそれ以上の基地ステーションとの接続を同時に確立した後、同じ拡散コードを使用してそれら基地ステーションへ送信する。基地ステーションによって受信された信号は、基地ステーション制御器（ＢＳＣ）等にて組み合わされる。本方法によれば、移動ステーション（ＭＳ）と同時に通信する基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）は、各々異なる拡散コードを使用して移動ステーションへ送信する。移動ステーションは、異なる拡散コードでもって送信された信号の各々を、互いに独立した異なるレーキ受信ユニットによって受信し、復調する。各受信ユニットは、それが受信している基地ステーションからの信号で同期される。移動ステーションは、基地ステーションから受信し異なるレーキ受信ユニットによって復調された信号を組み合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】 ＣＤＭＡセルラー無線システムにおいてハンドオーバーを 行う方法および移動ステーション 本発明は、ＣＤＭＡセルラー無線システムにおいてハンドオーバーを行う方法 に関するものである。このＣＤＭＡセルラー無線システムは、各セルに、そのセ ルにおける移動ステーションに接続される少なくとも１つの基地ステーションが 備えられている。移動ステーションと基地ステーションとの接続は、トラヒック チャンネルと、１つまたはそれ以上の制御チャンネルとの両者を備えている。基 地ステーションの送信は、互いに同期されていない。この方法においては、移動 ステーションは、ハンドオーバーを行う間、２つまたはそれ以上の基地ステーシ ョンとの接続を同時に確立した後、同じ拡散コードを使用してそれら基地ステー ションへ送信する。基地ステーションによって受信された信号は、基地ステーシ ョン制御器等にて組み合わされる。 ＣＤＭＡは、多重アクセス法であり、この多元接続法は、拡散スペクトル法に 基づくものであり、従来のＦＤＭＡ法およびＴＤＭＡ法に加えて、最近になって 始めてセルラー無線システムに適用されるようになったものである。ＣＤＭＡは 、従来の方法に優るいくつかの利点を有しており、例えば、スペクトルの効率が よく、周波数の割り当てが簡単であるというような利点を有している。 ＣＤＭＡにおいては、各信号は、基本周波数を変調し、同時に、データ信号の バンドを拡散するような個々の疑似ランダムシーケンスからなっている。数人の システムユーザのデータ信号が、同じ周波数バンドにて同時に送信される。それ らユーザは、拡散コードと呼ばれる疑似ランダムシーケンスに基づいて互いに区 別される。受信機に設けられる相関器は、ある所望の信号で同期される。それら 相関器は、拡散コードに基づいてその所望の信号を認識し、かつ、その信号のバ ンドをその元のバンド巾まで回復させる。受信機に到達し且つ間違った拡散コー ドを含む信号は、理想的な場合には相関していないで、それらの巾広いバンドを 保っており、したがって、受信機においてノイズとして現れる。システムによっ て使用される拡散コードは、好ましくは、それらが相互に直交するようなものと して、すなわち、それが互いに相関していないようなものとして、選択されてい るのがよい。 典型的なセルラー無線環境においては、基地ステーションと移動ステーション との間の信号は、送信機と受信機との間のいくつかの路にそって伝搬する。この ような多重路による伝搬は、主として、周囲表面からの信号の反射によるもので ある。種々異なる路にそって伝搬された信号は、それらの種々異なる伝送遅延の ために、種々異なる時間にて受信機に到達する。 ＣＤＭＡシステムにおいて一般的に使用される受信機は、１つまたはそれ以上 のレーキブランチ、すなわち、相関器からなる、いわゆるレーキ受信機である。 レーキブランチは、独立した受信ユニットであり、各ユニットの機能は、多重路 にそって伝搬されてきて受信される１つの信号成分を組み合わせて且つ復調する ことである。レーキブランチの実際例は、G．CooperおよびC．McGillem著「Moder n Communications And Spread Spectrum」 McGraw-Hill，NewYork,1986，Chpter 12 に、より詳細に説明されている。信号を受信するためのレーキブランチに加 えて、ＣＤＭＡ受信機は、典型的には、少なくとも１つの別の探索ブランチを備 える。この探索ブランチの機能は、所望の拡散コードで送信された信号の種々な 信号成分を探索してそれらの位相を検出することである。各レーキブランチは、 個々の路にそって伝搬された信号成分と相関するように形成されうる。そして、 各信号成分は、ある異なる遅延をもって受信機に到達する。レーキブランチは、 所望の拡散コードおよびその位相についての相関器情報を与えることによって制 御される。信号成分は別々の路にそって伝搬するので、これら信号成分は、また 、別々に減衰することがよくある。従来のＣＤＭＡ受信機においては、いくつか の相関器の信号を組み合わせるのが好ましく、こうすることにより、無線路にそ って多重路伝搬するにもかかわらず、信号の質を良好なものとすることができる 。 本発明は、ＣＤＭＡ無線ネットワークにおいてハンドオーバーを行うことに関 するものである。特に、本発明は、いわゆるソフトハンドオーバーに関する。ソ フトハンドオーバーとは、移動ステーションを１つの基地ステーションから別の 基地ステーションへと切り換えるのであるが、このとき、その移行中に、その移 動ステーションが両方の基地ステーションと同時に通信するようにして切り換え るものを言っている。このソフトハンドオーバーは、ＣＤＭＡ無線ネットワーク に使用される。何故ならば、ＣＤＭＡネットワークのパワー制御は、もし、ハン ドオーバーが、新しい基地ステーションとの新しい接続を確立する前に、前の基 地ステーションとの接続を遮断してしまうような（ハードハンドオーバー）他の システム（例えば、ＧＳＭおよびＮＭＴシステム）におけるのと同じようにして なされる場合には、不安定となってしまうからである。 既知のＣＤＭＡ無線システムにおいては、ソフトハンドオーバーは、２つ（ま たはそれ以上）の基地ステーションが問題の移動ステーションへ厳密に同じ信号 を送信するようにして実現される。その信号は、ある一つのトラヒックチャンネ ルと、同一の信号チャンネルとを備えており、この信号は、各基地ステーション にて同じ拡散コードによって掛け合わされる。種々異なる路にそって伝搬したこ れらの信号は、移動ステーションにて、レーキ受信機の種々異なるブランチによ って受信され、ダイバーシチコンバイナにて組み合わされる。レーキ受信機は、 約２０マイクロ秒の遅延差をもって到達した信号であれば容易に組み合わせるこ とができる。したがって、基地ステーションは、正確な共通基準クロックを有し ていなければならず、すなわち、基地ステーションは、移動ステーションの受信 機に充分に小さな時間差でもって信号が到達するように、それらの送信のタイミ ングを合わせられるべく、互いに対して正確に同期されていなければならない。 基地ステーションを互いに同期化させるようにすると、システムの設立コスト が増大してしまう。基地ステーションは、同期を維持するためのいくつかの正確 な基準信号を有していなければならない。例えば地球基準またはサテライト無線 航行システムから受信される信号は、そのような基準信号として機能しうる。こ の基準信号に加えて、通常、数ミリ秒継続する全く不確定な伝送遅延を補償する ためには、基地ステーションにてバッファリングする必要があり、このことによ っても、コストが増大する。 本発明の目的は、基地ステーションを同期化せずにソフトハンドオーバーを使 用できるようにすることである。こうすれば、ＣＤＭＡセルラー無線ネットワー クを、従来よりも低価格にて実現できる。 このような目的は、前述したような方法、すなわち、移動ステーションが同時 に通信する基地ステーションが、各移動ステーションに対して異なる拡散コード を使用して送信し、移動ステーションが、異なる拡散コードを伴って送信されて くる信号の各々を、互いに独立した異なるレーキ受信ユニットによって受信し、 復調し、組み合わせ、各受信ユニットが、それが受信している基地ステーション からの信号で同期され、移動ステーションが、基地ステーションから受信され異 なるレーキ受信ユニットによって組み合わされた信号を組み合わせることを特徴 とするような方法によって、達成される。 本発明は、さらに、ＣＤＭＡセルラー無線システムにおいて使用するための移 動ステーションであって、各セルにおいてそのセルの移動ステーションに接続さ れる少なくとも１つの基地ステーションを備えており、基地ステーションの送信 は、互いに同期されておらず、前記移動ステーションにおける受信機は、レーキ 技法によって実現され、１つのレーキ受信ユニットは、制御ユニットおよび受信 信号が入力される多数の相関器と、異なるブランチによって受信された信号を組 み合わせるための手段を備えており、前記移動ステーションは、送信パワーを調 整するための手段を備えているようなものに関するものである。本発明による移 動ステーションは、少なくとも２つの独立したレーキ受信ユニットを備えており 、各レーキ受信ユニットは、異なる基地ステーションから供給される信号で同期 され得て且つ前記信号を受信し、復調し、且つ組み合わせ得るものであり、さら に、前記受信ユニットの出力から供給される信号を組み合わせる手段を備えるこ とを特徴とする。 本発明によって行われるハンドオーバーにおいては、移動ステーションと通信 する基地ステーションは、その移動ステーションへ各基地ステーション毎に異な る拡散コードを掛け合わされた同じトラヒックチャンネル情報を送信する。本発 明によれば、移動ステーションは、いくつかの独立したレーキ受信ユニットを備 え、各レーキ受信ユニットは、いくつかの相関器ブランチを含みうる。これらレ ーキ受信ユニットは、異なる基地ステーションからの信号で独立して同期される 。こうして、異なる基地ステーションから供給される遅延差は、約５ミリ秒まで 減 少させられる。これは、基地ステーションが互いに同期されていなくても、容易 に行われうる。 次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について本発明をより詳細に説明 する。 第１図は、本発明による方法を適用しうるセルラーネットワークの一部分を示 す図である。 第２図は、移動ステーションが２つのセル間においてハンドオーバーを行って いる状態を示す図である。 第３図は、本発明による移動ステーションの構成を示す図である。 第４図は、レーキ受信ユニットの構成を示す図である。 第１図は、ＣＤＭＡセルラー無線システムの一部分を示す概略図である。２つ の基地ステーションＢＴＳ１およびＢＴＳ２は、デジタル送信リンク１１によっ て基地ステーション制御器ＢＳＣに接続される。１つの基地ステーションのカバ レージエリアは、典型的には、１つの無線セルを形成している。基地ステーショ ン制御器は、セルラーネットワークの他の部分および固定ネットワークとの通信 状態にある。 第２図の状態においては、移動ステーションＭＳは、ハンドオーバーの目的で 、異なるセルにサービスする２つの基地ステーションＢＴＳ１およびＢＴＳ２と の接続を確立している。次に、第２図に示した２つの基地ステーションの場合に おける例について、本発明を説明するが、本発明は、これに限られるものではな い。 移動ステーションは、割り当てられた拡散コードを使用して、それ自身の信号 ２１ａおよび２１ｂを送信する。移動ステーションが通信している基地ステーシ ョンは、互いに独立して同じ信号を受信し復調する。基地ステーションは、それ らが受信した信号を基地ステーション制御器ＢＳＣへ送る。基地ステーション制 御器ＢＳＣは、受信した信号のうちさらに送信するためにより良い方の信号を選 択する。より良い信号のこのような選択は、例えば、フレーム毎に、既知の方法 によって行われうる。基地ステーションから送信されたフレームから、基地ステ ーション制御器は、常に、最良の品質で受信されたものを選択する。例えば、信 号パワーまたはビットエラー率が、その品質のための基準として使用されうる。 基地ステーションは、基地ステーション制御器から移動ステーションへ送られ るべき有料情報を受信する。両方の基地ステーションは、それら自身の拡散コー ドを使用して、互いに独立してそれらの信号２２ａおよび２２ｂを移動ステーシ ョンへ送信する。この例においては、移動ステーションの受信機は、２つの相互 に独立したレーキ受信ユニットを備える。移動ステーションの構成については、 後でより詳細に説明する。移動ステーションは、基地ステーションによって送信 された信号の各々を、互いに独立して機能する別々のレーキ受信ユニットによっ て受信する。各レーキ受信ユニットは、受信している信号で同期される。したが って、それらユニットは、互いに同期しうるものである。レーキ受信ユニットに よって受信された信号は、拡声器の前で組み合わされるのが好ましい。このよう な組み合わせは、既知の方法によって行われうる。各瞬時において、例えば、よ り良い品質を有した信号が選択されうる。信号の品質は、例えば、信号パワーま たはビットエラー率を用いて監視されうる。組み合わせられた信号は、Ｄ／Ａ変 換され、拡声器へと供給される。 したがって、本発明による方法においては、移動ステーションは、異なる基地 ステーションを介してネットワークにつながる２つの別々の独立したリンクを有 する。両方の接続の制御、例えば、パワー制御信号の送信は、互いに独立して行 われる。すなわち、トラヒックチャンネルにおける有料情報、例えば、音声信号 が両方の接続に対して同じであるとしても、制御チャンネルにおける情報は、両 接続間で異なる。両接続を通して送信される信号は、こうして異なるので、異な る拡散コードが、基地ステーションから移動ステーションへの異なる接続に対し て使用されなければならない。もし、拡散コードが同じであったならば、両接続 は、互いに干渉してしまうであろう。 当然に、両接続は、必要ならば１つのリンクを確立させて、最早必要でなくな った別のリンクを切り離すようなより高いレベルの制御を有さねばならない。こ の種の制御は、同期されたＣＤＭＡセルラー無線システムにおいてソフトハンド オーバーが既知の方法によって行われるときと同じようにして行われる。 第３図は、本発明による移動ステーションの簡単化された構成を示す。移動ス テーションの送信機３０において、信号は、マイクロフォン３２から音声コーダ ３３を通してチャンネルコーダ３４へと供給される。チャンネルコーダ３４の後 で、信号は、拡散コード３５によって掛け合わされる。この後、信号は、ＲＦ部 ３６および増幅器３７を通してアンテナ３８へと供給される。 移動ステーションの受信機において、アンテナ３８によって受信された信号は 、ＲＦ部４５を経てＡ／Ｄ変換器４４へと供給される。そこから、信号は、レー キ受信ユニット４１および４２へ供給される。これらレーキ受信ユニットは、そ れらの個々の拡散コードを独立して受信信号に掛け合わせ、その信号を復調する 。 第４図は、レーキ受信ユニットの構成を例示している。各レーキ受信ユニット は、いくつかのレーキ相関器ブランチ５１ａから５１ｃと、探索ブランチ５０と を備えうる。さらに、このユニットは、異なるブランチの信号を効果的に組み合 わせて復調するための手段５２と、受信ユニットの内部機能を制御する手段５３ とを備える。 移動ステーションは、また、レーキ受信ユニットからの信号が供給され、且つ 信号が好ましく組み合わされるような手段をも備える。これは、例えば、各瞬時 により良いフレームを選択するか、または、その他のある既知の方法によって行 われうる。その組み合わせられた信号は、拡声器３９に供給される。 レーキ受信ユニットは、また、パワー制御手段４３へ供給されるパワー制御信 号を出力する。移動ステーションが通信している各基地ステーションは、それ自 身の接続を介して、移動ステーションへそれ自身のパワー制御コマンドを送信す る。パワー制御手段は、与えられたパワー制御コマンドから各状態において適当 なものを選択して、送信機３０の増幅器３７を制御する。セルラーネットワーク の全体のパワー制御を安定に維持するために、例えば、移動ステーションに対し て最も低い送信パワーをもったコマンドを、与えられたコマンドから選択するこ とが可能である。 移動ステーションは、また、前述のユニットを制御する手段４６をも備える。 添付図面に従って本発明の実施例について説明してきたのであるが、明らかな ように、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、請求の範囲の記 載によるような技術的思想の範囲内において種々変更されうるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 7509−5Ｋ Ｈ０４Ｊ 13/00 Ｇ 【要約の続き】 信号の各々を、互いに独立した異なるレーキ受信ユニッ トによって受信し、復調する。各受信ユニットは、それ が受信している基地ステーションからの信号で同期され る。移動ステーションは、基地ステーションから受信し 異なるレーキ受信ユニットによって復調された信号を組 み合わせる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各セルにおいてそのセルにおける移動ステーション（ＭＳ）に接続される少 なくとも１つの基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）を備え、前記接続は、 トラヒックチャンネルと、１つまたはそれ以上の制御チャンネルとの両者を備え 、基地ステーションの送信は互いに同期されていないようなＣＤＭＡセルラー無 線システムにおいてハンドオーバーを行う方法であって、移動ステーションは、 ハンドオーバーを行う間、２つまたはそれ以上の基地ステーション（ＢＴＳ１、 ＢＴＳ２）との同時接続を確立した後、同じ拡散コードを使用して基地ステーシ ョンへ送信を行い、基地ステーションによって受信された信号は、基地ステーシ ョン制御器（ＢＳＣ）等にて組み合わされるような方法において、移動ステーシ ョン（ＭＳ）が同時に通信している基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）は 、各々異なる拡散コードを使用して移動ステーションへ送信し、移動ステーショ ンは、異なる拡散コードでもって送信された信号の各々を、互いに独立した異な るレーキ受信ユニットによって受信し、復調し、組み合わせし、各受信ユニット は、それが受信している基地ステーションからの信号で同期され、移動ステーシ ョンは、基地ステーションから受信され異なるレーキ受信ユニットによって組み 合わされた信号を組み合わせることを特徴とする方法。 ２．基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）によって移動ステーション（ＭＳ ）へ送信される信号におけるトラヒックチャンネルの内容は、各接続について同 じである請求項１記載の方法。 ３．基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）によって移動ステーション（ＭＳ ）へ送信される信号における制御チャンネルの内容は、各接続について異なる請 求項１記載の方法。 ４．基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）によって移動ステーション（ＭＳ ）へ送信される信号における同期の差は、５ミリ秒より大きくない請求項１記載 の方法。 ５．各セルにおいてそのセルにおける移動ステーション（ＭＳ）に接続される少 なくとも１つの基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）を備え、基地ステーシ ョンの送信は互いに同期されていないようなＣＤＭＡセルラー無線システムに使 用する移動ステーションであって、該移動ステーションにおける受信機は、レー キ技法を用いて実現されており、１つのレーキ受信ユニットは、制御ユニット（ ５３）および受信された信号が入力される多数の相関器（５１ａ〜５１ｃ）と、 異なるブランチによって受信された信号を組み合わせる手段（５２）とを備えて おり、さらに、送信パワーを調整する手段（３７）を備えているような移動ステ ーションにおいて、各々が異なる基地ステーション（ＢＴＳ１、ＢＴＳ２）から 供給される信号で同期され得て且つそれら信号を受信し、復調し、組み合わせる ことのできる少なくとも２つの独立したレーキ受信ユニット（４１、４２）と、 該受信ユニットの出力から供給される信号を組み合わせる手段（４０）とを備え ることを特徴とする移動ステーション。 ６．前記受信ユニットによって受信された制御コマンドに基づいて所望の送信パ ワーを選択する手段（４３）を備える請求項５記載の移動ステーション。 ７．前記所望の送信パワーは、最も低い送信パワーを与える前記受信ユニットに よって受信された制御コマンドにしたがって選択される請求項６記載の移動ステ ーション。