JPH08508385A - 共通のベースステーションのセクタ間でハンドオフを行う方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 共通のベースステーション（60）のセクタ（50，70，80）の間に移動無線ユニット（90）のよりソフトなハンドオフを行う方法および装置である。区分されたベースステーション（60）は１組の復調素子（240Ａ−204Ｎ）を具備する。各復調素子（240Ａ−204Ｎ）は複数のセクタの１つからの信号に割当てられることができる。復調器（240Ａ−204Ｎ）の出力はデータが発生されるセクタとは独立してデコード処理前に結合される。この構成は改良された出力データの信頼性とより安定なパワー制御を与え、ベースステーションでのリソースをより効率的な使用を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 共通のベースステーションのセクタ間で ハンドオフを行う方法および装置 技術分野 本発明は通信システム、特に共通のベースステーションの２つのセクタ間でハ ンドオフを行う方法および装置に関する。 関連技術の説明 コード分割多重化アクセス（ＣＤＭＡ）セル電話システムまたはパーソナル通 信システムでは共通の周波数帯域がシステムの全てのベースステーションとの通 信に使用される。共通の周波数帯域は移動無線ユニットと１以上のベースステー ションの間の同時的な通信を可能にする。共通の周波数帯域を占有する信号は高 速度疑似雑音（ＰＮ）コードの使用に基づいて拡散スペクトルＣＤＭＡ波形特性 によって通じて受信ステーションで区別される。高速度ＰＮコードはベースステ ーションと移動無線ユニットから送信される信号の変調に使用される。異なった ＰＮコードまたは時間的にオフセットされたＰＮコードを使用する送信ステーシ ョンは受信ステーションで別々に受信されることができる信号を発生する。高速 度ＰＮ変調はまた信号が幾つかの異なった伝播路で送信される単一の送信ステー ションからの信号を受信ステーションが受信することを可能にする。 幾つかの異なった伝播路で伝送された信号は無線チャンネルの多重通路特性を 生成する。多重通路チャンネルの１つの 特性はチャンネルを通じて送信された信号で誘起した時間拡散である。例えば、 理想的なインパルスが多重チャンネル上で送信されるならば、受信信号はパルス 流して発生する。多重通路チャンネルの別の特性はチャンネルを通る各通路が異 なった減衰係数を生じることである。例えば、理想的なインパルスが多重通路チ ャンネル上で送信されるならば、受信したパルス流の各パルスは他の受信パルス と通常異なった信号強度を有する。多重通路チャンネルのさらに別の特性はチャ ンネルを通る各通路が信号上で異なった位相を生じることである。例えば、理想 的なインパルスが多重通路チャンネル上で送信されるならば、受信したパルス流 の各パルスは通常他の受信パルスと異なった位相を有する。 無線チャンネルでは多重通路は建築物、木、自動車、人間等の環境上の障害物 からの信号の反射により発生される。通常、無線チャンネルは多重通路を生成す る構造物の相対的運動のために時間的に変化する多重通路チャンネルである。例 えば理想のインパルスが時間的に変化する多重通路チャンネル上で送信されるな らば、受信されたパルス流は理想的なインパルスが送信された時間の関数として 時間的位置、減衰、位相において変化する。 チャンネルの多重通路特性は信号フェーディングを生じることができる。フェ ーディングは多重通路チャンネルの位相特性の結果である。多重通路ベクトルが 破壊的に付加され、個々のベクトルよりも小さい受信信号を生むときフェードが 生じる。例えば正弦波が２つの通路を有する多重通路チャン ネルを通って送信され、第１の通路がＸｄＢの減衰係数とδの時間遅延とΘラジ アンの位相シフトを有し、第２の通路はＸｄＢの減衰要素とδの時間遅延とΘ＋ πラジアンの位相シフトを有するならばチャンネルの出力で受信される信号はな くなるであろう。 通常の無線電話システムにより使用されるアナログＦＭ変調のような狭い帯域 の変調システムでは、無線チャンネルにおける多重通路の存在は厳格な多重通路 フェーディングを生じる。しかしながら、広帯域ＣＤＭＡについて前述したよう に異なった通路は復調処理で弁別されることができる。この弁別は多重通路フェ ーディングの厳密さを大きく減少するだけでなくＣＤＭＡシステムに利点を与え る。 例示的なＣＤＭＡシステムでは、各ベースステーションは他のベースステーシ ョンのパイロット信号からのコード位相でオフセットされる共通のＰＮ拡散コー ドを有するパイロット信号を送信する。システム動作期間中、移動無線ユニット にはそこを通って通信が設けられるベースステーションを包囲する近接ベースス テーションに対応するコード位相オフセットのリストが与えられる。移動無線ユ ニットには、近接ベースステーションを含んだベースステーションのグループか らパイロット信号の信号強度を移動無線ユニットが追跡することを可能にする探 索素子が準備されている。 ハンドオフ処理期間中に１以上のベースステーションを通って移動無線ユニッ トと通信を行う方法とシステムは1992年３月５日出願の“MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”と題する米国特許第07/847,148号明細書に記載さ れている。このシステムを使用した移動無線ユニットと端末使用者との間の通信 はもとのベースステーションから次のベースステーションへの結果的なハンドオ フにより妨害されない。このタイプのハンドオフは次のベースステーションとの 通信がもとのベースステーションとの通信が終端される前に設定されるので“ソ フト”ハンドオフと考えられてもよい。移動無線ユニットが２つのベースステー ションと通信中であるとき端末使用者に対する単一の信号はセルまたはパーソナ ル通信システム制御装置により各ベースステーションからの信号から発生される 。 移動無線ユニット補助のソフトハンドオフは移動無線ユニットにより測定され るように幾つかのベースステーションのパイロット信号の強度に基づいて動作す る。アクティブセットはそこを通じてアクティブな通信が設けられるベースステ ーションのセットである。近接セットは通信を設定するのに十分なレベルのパイ ロット信号強度を有する可能性が高いベースステーションを具備するアクティブ なベースステーションを囲む１組のベースステーションである。候補セットは通 信を設定するのに十分なレベルのパイロット信号強度を有する１組のベースステ ーションである。 通信が最初に設けられるとき移動無線ユニットは第１のベースステーションを 通して通信し、アクティブセットは第１のベースステーションのみを含んでいる 。移動無線ユニットはアクティブセット、候補セット、近接セットのベースステ ーションのパイロット信号強度を監視する。近接セットのベースステーションの パイロット信号が予め定められたしきい値レベルを越えるとき、ベースステーシ ョンは候補セットに付加され移動無線ユニットで近接セットから除去される。移 動無線ユニットは新しいベースステーションを識別する第１のベースステーショ ンにメッセージを通信する。セルまたはパーソナル通信システム制御装置は新し いベースステーションと移動無線ユニットの間に通信を設定するか否かを決定す る。セルまたはパーソナル通信システム制御装置がこのようにすることを決定し たならば、セルまたはパーソナル通信システム制御装置は移動無線ユニットにつ いての識別情報と、それと通信を設定するための指令と共に新しいベースステー ションにメッセージを送信する。メッセージはまた第１のベースステーションを 通して移動無線ユニットに送信される。メッセージは第１および新しいベースス テーションを含んでいる新しいアクティブセットを特定する。移動無線ユニット は新しいベースステーションの送信情報信号を検索し、第１のベースステーショ ンを通る通信を終了させずに新しいベースステーションとの通信を設定する。こ の処理は付加的なベースステーションにより継続することができる。 移動無線ユニットが多重ベースステーションを通して通信しているとき、アク ティブセット、候補セット、近接セットのベースステーションの信号強度を監視 し続ける。アクティブセットのベースステーションに対応する信号強度が予め定 められた時間内に予め定められたしきい値よりも下に低下す るならば、その事態を報告するために移動無線ユニットはメッセージを発生し、 送信する。セルまたはパーソナル通信システム制御装置はこのメッセージを移動 無線ユニットが通信している少なくとも１つのベースステーションを通して受信 する。セルまたはパーソナル通信システム制御装置は弱いパイロット信号強度を 有するベースステーションを通しての通信を終了することを決定する。 ベースステーションを通じる通信を終了することを決定したときセルまたはパ ーソナル通信システム制御装置はベースステーションの新しいアクティブセット を識別するメッセージを発生する。新しいアクティブセットはそこを通る通信が 終了されるベースステーションを含んでいない。そこを通じて通信が設定される ベースステーションはメッセージを移動無線ユニットに送信する。セルまたはパ ーソナル通信システム制御装置はまた移動無線ユニットとの通信を終了するため にベースステーションへ情報を通信する。移動無線ユニット通信は従って新しい アクティブセットにおいて特定されたベースステーションを通してのみ導かれる 。 移動無線ユニットは常にソフトハンドオフ処理により少なくとも１つのベース ステーションを通じて端末使用者と通信しているので、移動無線ユニットと端末 使用者の間の通信の中断は生じない。ソフトハンドオフは他のセル通信システム で使用される通常の“設定する前に遮断する”技術にまさる固有の“遮断する前 に設定する”通信において顕著な利点を与える。 セルまたはパーソナル通信電話システムでは、処理されることができる同時の 電話呼の数に関するシステムの容量を最大にすることが非常に重要である。拡散 スペクトルシステムにおけるシステム容量は、各送信信号が同レベルでベースス テーション受信機に到達するように各移動無線ユニットの送信パワーが制御され るならば最大にされることができる。実際のシステムでは各移動無線ユニットは 許容可能なデータ回復を可能にする信号対雑音比を発生する最小の信号レベルを 送信することができる。移動無線ユニットにより送信される信号が非常に低いパ ワーレベルでベースステーション受信機に到達するならば、ビットエラー率は非 常に高いため他の移動無線ユニットからの妨害により高品質の通信を許容しない 。一方、移動無線ユニット送信信号がベースステーションで受信されるときに非 常に高いパワーレベルであるならば、この特定の移動無線ユニットとの通信は許 容可能であるがこの高いパワー信号は他の移動無線ユニットに対する妨害として 動作する。この妨害は他の移動無線ユニットとの通信に悪影響する。 それ故、例示的なＣＤＭＡ拡散スペクトルシステムの容量を最大にするため、 ベースステーションのカバー区域内の各移動無線ユニットの送信パワーはベース ステーションで同一の公称上の受信信号パワーを発生するためにベースステーシ ョンにより制御される。理想的な場合では、ベースステーションで受信された信 号の総パワーは、ベースステーションのカバー区域内に送信された移動無線ユニ ットの数により乗算 される各移動無線ユニットから受信された公称上のパワーと、近接ベースステー ションのカバー区域内の移動無線ユニットからのベースステーションで受信され たパワーとの和に等しい。 無線チャンネル中の通路損失は２つの別々の現象即ち、平均通路損失とフェー ディングにより特徴付けられることができる。ベースステーションから移動無線 ユニットまでの前方リンクは移動無線ユニットからベースステーションまでの反 対方向リンクとは異なった周波数で動作する。しかしながら、前方リンクと反対 方向リンクの周波数は同一周波数帯域内であるので２つのリンクの平均通路損失 の間に著しい相関が存在する。一方、フェーディングは前方リンクと反対方向リ ンクとでは独立した現象であり時間の関数として変化する。 例示的なＣＤＭＡシステムでは各移動無線ユニットは移動無線ユニットへの入 力で総パワーに基づく前方リンクの通路損失を算定する。総パワーは移動無線ユ ニットにより知覚されるのと同一周波数の割当てで動作する全てのベースステー ションからのパワーの和である。平均前方リンクの通路損失の算定から移動無線 ユニットは反対方向リンク信号の送信レベルを設定する。２つのチャンネルの独 立したフェーディングのために、一方の移動無線ユニットの反対方向リンクチャ ンネルは、同一の移動無線ユニットの前方リンクチャンネルと比較して突然改良 されるならば、この移動無線ユニットからのベースステーションで受信された信 号はパワーを増加する。このパワーの増加は同一周波数の割当てを共有する全て の信号に付加的な干渉を起こす。従って、チャンネルの突然の改良に対する移動 無線ユニットの送信パワーの即座の応答はシステム性能を改良する。 移動無線ユニット送信パワーはまた１以上のベースステーションにより制御さ れる。移動無線ユニットが通信中の各ベースステーションは移動無線ユニットか ら受信した信号強度を測定する。測定された信号強度は特定の移動無線ユニット の所望の信号強度レベルと比較される。パワー調節指令は各ベースステーション により発生され、前方リンク上の移動無線ユニットに送信される。ベースステー ションパワー調節指令に応答して移動無線ユニットは予め定められた量により移 動無線ユニット送信パワーを増加または減少する。この方法により、チャンネル 変化に対する迅速な応答は影響を受け平均システム性能が改良される。 移動無線ユニットが１以上のベースステーションと通信中であるとき、パワー 調節指令は各ベースステーションから与えられる。移動無線ユニットは他の移動 無線ユニット通信に不利に干渉する送信パワーレベルを避けるためにこれらの多 重ベースステーションパワー調節指令で動作し、移動無線ユニットから少なくと も１つのベースステーションまでの通信を支持するのに十分なパワーを提供する 。移動無線ユニットが通信中であるあらゆるベースステーションがパワーレベル の増加を要求する場合にのみ移動無線ユニットに送信信号レベルを増加させるこ とによりこのパワー制御機構は達成される。移動無線ユニットが通信中であるい ずれかのベースステ ーションがパワーを減少させるように要求すれば移動無線ユニットは送信信号レ ベルを減少する。ベースステーションと移動無線ユニットパワー制御用のシステ ムは発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”の1991年10月８日出願の米国 特許第5,056,109号明細書に開示されている。 移動無線ユニットでのベースステーションダイバーシティはソフトなハンドオ フ処理における重要な考察である。前述のパワー制御方法は移動無線ユニットが 通信の可能な各ベースステーションと通信するとき選択的に動作する。そうする ことにより移動無線ユニットは過剰なレベルで移動無線ユニットの信号を受信す るベースステーションを通る通信による不注意な干渉を避けるが通信が設定され ていないので移動無線ユニットへのパワー調節指令を通知することができない。 典型的なセルまたはパーソナル通信システムは多数のセクタを有する幾つかの ベースステーションを含んでいる。多重区分のベースステーションは多数の独立 した送信および受信アンテナを具備する。本発明は共通のベースステーションの セクタの間のハンドオフ方法および装置である。本発明はソフトなハンドオフと 呼ばれる。 それ故、本発明の目的は、共通のベースステーションの２つのセクタ間でハン ドオフを行う方法および装置を提供することである。 本発明の別の目的は改良されたパワー制御性能が与えられ るように共通のベースステーションの２つのセクタ間でよりソフトなハンドオフ を行うための方法および装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的はベースステーションリソースが効率的に使用される ように共通のベースステーションの２つのセクタ間でよりソフトなハンドオフを 行うための方法および装置を提供することである。 発明の要約 本発明は共通のベースステーションのセクタ間でよりソフトなハンドオフを行 うための方法および装置を定めたものである。この方法および装置はベースステ ーションに１組の復調素子を設ける。これらの復調素子は単一のセクタに割当て られる代りにベースステーションの１組のセクタからの１つの信号に割当てられ てもよい。従って、ベースステーションは復調素子を利用可能な最も強い強度の 信号に割当てることにより高効率でリソースを使用することができる。 よりソフトなハンドオフの結合処理は異なったセクタからの復調されたデータ がデコード前に結合され、従って単一のソフトな決定出力値を発生することを可 能にする。結合処理は各信号の相対的な信号レベルに基づいて行われることがで き、従って最も信頼性のある結合処理を与える。 共通のベースステーションのセクタからの信号の結合はまた区分されたベース ステーションが移動無線ユニットパワー制御のための単一のパワー調節指令を行 うことを可能にする。従って、共通のベースステーションの各セクタからのパワ ー 調節指令は同一である。パワー制御のこの均一性は移動無線ユニットのセクタダ イバーシティがパワー制御プロセスに臨界的ではないのでフレキシブルなハンド オフ動作を可能にする。 図面の簡単な説明 本発明の特徴、目的、利点は図面を伴った後述の詳細な説明からより明白にな り、参照符号は全体を通して対応して特定されている。 図１は例示のベースステーションのカバー区域の構成図である。 図２は多数の独立セクタを具備する例示的な区分されたベースステーションを 示したブロック図である。 図３は本発明による例示的な区分されたベースステーションを示したブロック 図である。 図４は区分されたベースステーションの３つのセクタのカバー区域の例示的な 表示である。 好ましい実施の詳細な説明 図１は例示のベースステーションのカバー区域の構成を示している。このよう な例示的な構成では六角形のベースステーションのカバー区域は対称的に並べら れた配置で相互に接触している。各移動無線ユニットはベースステーション20の カバー区域内に位置されている。例えば移動無線ユニット10はベースステーショ ン20のカバー区域内に位置されている。コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）セ ルまたはパーソナル通信電話システムでは共通の周波数帯域は１つの移動無線ユ ニットと１以上のベースステーションの間の同時通信を可能にするシステムで全 てのベースステーションとの通信のために使用される。移動無線ユニット10はベ ースステーション20に非常に近接して位置され、それ故ベースステーション20か ら大きな信号を受信し、周囲のベースステーションから比較的小さい信号を受信 する。しかしながら移動無線ユニット30はベースステーション40のカバー区域に 位置されるがベースステーション100，110のカバー区域に近接している。移動無 線ユニット30はベースステーション40から比較的弱い信号を受信し、ベースステ ーション100，110から同様の大きさの信号を受信する。移動無線ユニット30はベ ースステーション40，100，110ではソフトなハンドオフ状態である。 図１で示されている例示的なベースステーションカバー区域の構造は高度に理 想化されている。実際のセルまたはパーソナル通信環境ではベースステーション のカバー区域は大きさと形状が変化してもよい。ベースステーションのカバー区 域は理想的な六角形と異なったカバー区域形状を定めるカバー区域の境界と重複 する可能性がある。さらに、ベースステーションは技術でよく知られているよう に例えば３つのセクタ等のセクタに区分されてもよい。さらにベースステーショ ン60は３つの区分されたベースステーションとして示されている。しかしながら 、より少数かまたは多数のセクタを有するベースステーションも考えられる。 図１のベースステーション60は理想化された３つのセクタに区分されたベース ステーションを表している。ベースステーション60は３つのセクタを有し、それ ぞれベースステーションのカバー区域の１２０度以上をカバーしている。実線55 で示されているカバー区域を有するセクタ50は粗い破線75により示されているカ バー区域を有するセクタ70のカバー区域と重複している。セクタ50はまた細かい 破線85により示されているカバー区域を有するセクタ80と重複している。例えば Ｘで示されている位置90はセクタ50とセクタ70との両者のカバー区域に位置され ている。 一般に、ベースステーションはベースステーションのカバー区域内に位置され ている移動無線ユニットに対する総干渉パワーを減少するように区分され、一方 、ベースステーションを通して通信できる移動無線ユニット数を増加する。例え ばセクタ80は位置90で移動無線ユニットに向けられた信号を送信せず、従って、 セクタ80に位置する移動無線ユニットにはベースステーション60の位置90におけ る移動無線ユニットの通信により著しく干渉されるものは存在しない。 位置90に位置する移動無線ユニットでは総合的な干渉はセクタ50および70から とベースステーション20および120からの影響を有する。後述するように位置90 に位置する移動無線ユニットはセクタ50,70でよりソフトなハンドオフ状態にあ る。位置90における移動無線ユニットはベースステーション20,120とも同時にソ フトなハンドオフ状態にある。 ハンドオフ処理期間中に１以上のベースステーションを通じて移動無線ユニッ トと通信を行う方法およびシステムは前述の米国特許第07/847,148号明細書に記 載されている。このタイプのハンドオフは次のベースステーションとの通信が本 来のベースステーションとの通信が終了する前に設定されるので“ソフト”ハン ドオフと考えられる。 区分されていないベースステーションで単一の移動無線ユニットからの１組の 多重通路信号は別々に復調され、デコード処理前に結合される。それ故、各ベー スステーションからのデコードされたデータ出力は移動無線ユニットから得られ る全ての有効な信号通路に基づいている。デコードされたデータはシステムの各 ベースステーションからセルまたはパーソナル通信システム制御装置に送信され る。 システムにおいてソフトハンドオフで動作する各移動無線ユニットに対して、 セルまたはパーソナル通信システム制御装置は少なくとも２つのベースステーシ ョンからデコードされたデータを受信する。例えば図１ではセルまたはパーソナ ル通信システム制御装置はベースステーション40,100,110からの移動無線ユニッ ト30からデコードされたデータを受信す る。デコードされたデータの結合はデコード前にデータを結合する大きな利点を もたらさない。典型的なセルまたはパーソナル通信システム制御装置は各ベース ステーションからのデコードされたデータを結合しないように選択され、代りに 最高の信号品質指数を有するベースステーションからデコードされたデータを選 択し、他のベースステーションからのデータを廃棄する。 ソフトハンドオフの方法は共通のベースステーションの各セクタが分離し独立 したベースステーションであるものとして処理することによって、区分されたベ ースステーションに直接応用されることができる。ベースステーションの各セク タは共通の移動無線ユニットからの多重通路信号を結合しデコードする。デコー ドされたデータはベースステーションの各セクタによりセルまたはパーソナル通 信システム制御装置に直接送信されるか、またはベースステーションで比較され 選択され、結果がセルまたはパーソナル通信システム制御装置に送信される。 図２は本発明を使用しない３つに区分されたベースステーションの例示的な構 成を示している。図２では各アンテナ310,326,344は共通のベースステーション の１セクタ用の受信アンテナである。図２は単一の移動無線ユニット信号が一時 に１以上のアンテナに存在することができるようにアンテナ310,326,344が重複 したカバー区域を有している典型的に区分されたベースステーションを表してい る。 アンテナ310,326,344は受信信号をそれぞれ受信処理装置 312,328,346に供給する。受信処理装置312,328,346はＲＦ信号を処理し、信号を デジタルビットに変換する。受信処理装置312,328,346はまたデジタルビットを フィルタ処理する。受信処理装置312はフィルタ処理されたデジタルビットを復 調素子316Ａ−316Ｎに供給する。受信処理装置328はフィルタ処理されたデジタ ルビットを復調素子332Ａ−332Ｎに供給する。同様に、受信処理346はフィルタ 処理されたデジタルビットを復調素子350Ａ−350Ｎに供給する。 復調素子316Ａ−316Ｎは相互接続320を通して制御装置318により制御される。 制御装置318は単一の移動無線ユニットからの複数の情報信号の１つに復調素子3 16Ａ−316Ｎを割当てる。復調素子316Ａ−316Ｎは符号結合装置324で結合される データビット332Ａ−332Ｎを発生する。符号結合装置324の出力はビタビデコー ドに適切な集合ソフト決定データである。結合されたデータはデコーダ314によ りデコードされ、移動無線ユニットからの出力メッセージ１はセルまたはパーソ ナル通信システム制御装置に送られる。 移動無線ユニットのパワー調節指令は復調素子316Ａ−316Ｎにより復調された 各信号の評価された信号強度から制御装置により発生される。制御装置はパワー 制御情報を移動無線ユニットに中継されるベースステーション（図示せず）のこ のセクタの送信回路に転送することができる。 復調素子332Ａ−332Ｎは相互接続336を通して制御装置334により制御される。 制御装置334は復調素子332Ａ−332Ｎを単一の移動無線ユニットからの複数の情 報信号の１つ に割当てる。復調素子332Ａ−332Ｎは符号結合装置340で結合されるデータビッ ト338Ａ−338Ｎを発生する。符号結合装置340の出力はビタビデコードに適切な 集合ソフト決定データであってもよい。結合されたデータはデコーダ342により デコードされ、移動無線ユニットからの出力メッセージ２はセルまたはパーソナ ル通信システム制御装置に送られる。 移動無線ユニットのパワー調節指令は復調索子332Ａ−332Ｎにより復調された 各信号の評価された信号強度から制御装置により発生される。制御装置はパワー 制御情報を移動無線ユニットに中継されるベースステーション（図示せず）のこ のセクタの送信回路に転送することができる。 復調素子350Ａ−350Ｎは相互接続354を通して制御装置352により制御される。 制御装置352は復調素子350Ａ−350Ｎを対応するセクタからの単一の移動無線ユ ニットからの複数の情報信号の１つに割当てる。復調素子350Ａ−350Ｎは符号結 合装置352で結合されるデータビット356Ａ−356Ｎを発生する。符号結合装置の 出力はビタビデコードに適切な集合ソフト決定データであってもよい。結合され たデータはデコーダ360によりデコードされ、移動無線ユニットからの出力メッ セージ３はセルまたはパーソナル通信システム制御装置へ送られる。 移動無線ユニットのパワー調節指令は復調素子350Ａ−350Ｎにより復調される 各信号の評価された信号強度からの制御装置により発生される。制御装置はこの 情報を移動無線ユニットに中継されるベースステーション（図示せず）のこの セクタの送信回路に転送することができる。 本発明は共通のベースステーションのセクタ間で非常に改良されたハンドオフ を提供する。本発明では共通のベースステーションのセクタからの信号は区分さ れていないベースステーションからの多重通路信号と同じ方法でベースステーシ ョン内で結合される。共通のベースステーションのセクタからの信号はデコード の発生前に結合され、従って改良されたシステム性能を与える。 本発明ではソフトハンドオフの処理およびよりソフトなハンドオフの処理は移 動無線ユニットの観点からは同一である。しかしながら、よりソフトなハンドオ フのベースステーションの動作はソフトハンドオフとは異なっている。前述の米 国特許第07/847,148号明細書に記載されているようなハンドオフ処理は、共通の ベースステーションの２つのセクタ間のハンドオフに適用されるときに後述のス テップで要約される。 よりソフトなハンドオフの通常動作： １．移動無線ユニットはベースステーションＸを意味するセクタαアンテナを 通してベースステーションＸと通信しており、セクタαはアクティブセットのメ ンバーとして識別される。 ２．移動無線ユニットはベースステーションＸからのパイロット信号と、近接 セットのメンバーと識別されるセクタβアンテナを監視する。ベースステーショ ンＸからのパイロット信号強度とセクタβアンテナは予め定められたしきい値を 超過する。 ３．移動無線ユニットはベースステーションＸと、セクタβを候補セットのメ ンバーとして識別し、セクタαアンテナを通してベースステーションＸに通知す る。 ４．ベースステーションＸはセクタβ中のリソースの有効性を設定する。 ５．セクタβアンテナは移動無線ユニットからの反対方向のリンク信号を受信 し始める。 ６．セクタβアンテナは前方リンク信号を移動無線ユニットに送信し始める。 ７．セクタαアンテナを通してベースステーションＸはセクタβをメンバとし て識別するため移動無線ユニットアクティブセットを更新する。 ８．移動無線ユニットはベースステーションＸとセクタβアンテナとの通信を 設定する。移動無線ユニットは対応するセクタアンテナからのパイロット信号の 信号強度に基づいてセクタαアンテナとセクタβアンテナからの信号とを結合す る。 ９．ベースステーションＸはセクタαアンテナとセクタβアンテナ（ソフトな ハンドオフ）を経て受信される移動無線ユニットからの信号を結合する。 図３は３つのセクタに区分されたベースステーションの例示的な実施例を示し ている。図３は３つのセクタに区分されたベースステーションの本発明の好まし い実施例の表示であるが、本発明のアイディアはより少数またはより多数のセク タを有するベースステーションにも同様に適用可能である。 １のみの受信アンテナが各セクタに対して示されているが、典型的に２つのアン テナが処理用に結合された受信信号のダイバーシティに使用される。 図３では、各アンテナ222Ａ−222Ｃは１セクタ用の受信アンテナであり、各ア ンテナ230Ａ−230Ｃは１セクタ用の送信アンテナである。アンテナ222Ａとアン テナ230Ａは共通のカバー区域に対応し、理想的には同一のアンテナパターンを 有することができる。同様にアンテナ222Ｂと230Ｂと、アンテナ222Ｃと230Ｃは それぞれ共通のカバー区域に対応する。図３はアンテナ222Ａ−222Ｃが単一の移 動無線ユニット信号が一時に１以上のアンテナに存在するように重複したカバー 区域を有する典型的なベースステーションを表している。 図４は図１のベースステーション60と比較して、区分されたベースステーショ ンの３セクタのカバー区域のより理想的な表示である。細線により表されている カバー区域300Ａは２つのアンテナ222Ａと230Ａのカバー区域に対応する。中間 幅の線により表されているカバー区域300Ｂは２つのアンテナ222Ｂと230Ｂのカ バー区域に対応する。太線により示されているカバー区域300Ｃは２つのアンテ ナ222Ｃと230Ｃのカバー区域に対応する。３つのカバー区域の形状は標準的な方 向性ダイポールアンテナにより生成される形状である。カバー区域の縁部はセク タを通る通信を支持するための信号の最小レベルを移動無線ユニットが受信する 位置として考えられることができる。移動無線ユニットがセクタ中に移動す るとき信号強度が増加する。移動無線ユニットがセクタの縁部を通り過ぎるとき そのセクタを通過する通信は劣化する。よりソフトなハンドオフモードで動作す る移動無線ユニットは２つのカバー区域の重複領域に位置しがちである。 図３を再度参照すると、アンテナ222Ａ、222Ｂ、222Ｃはそれぞれ受信処理装 置224Ａ、224Ｂ、224Ｃへ受信信号を供給する。受信処理装置224Ａ、224Ｂ、224 ＣはＲＦ信号を処理し、信号をデジタルビットに変換する。受信処理装置224Ａ 、224Ｂ、224Ｃはデジタルビットをフィルタ処理し、結果的なデジタルビットを インターフェイスポート226に供給する。インターフェイスポート226は相互接続 212を経る制御装置200の制御の下で、３つの入来信号通路の１つを復調素子204 Ａ−204Ｎに接続してもよい。 図３の好ましい実施例では、受信処理装置224Ａ、224Ｂ、224Ｃがデジタルビ ットを生成し、インターフェイスポート226はデジタル装置である。構造のこの 部分は種々の方法で構成されることができる。代りの１方法では受信処理装置22 4Ａ、224Ｂ、224Ｃはアナログ信号を復調素子204Ａ−204Ｎに送り、インターフ ェイスポート226は適切なアナログ回路を具備している。 好ましい実施例について続けて説明すると、復調素子204Ａ−204Ｎは相互接続 212を経て制御装置200により制御される。制御装置200は復調素子204Ａ−204Ｎ をセクタの任意の１つからの単一移動無線ユニットから複数の情報信号の１つに 割当てる。復調素子204Ａ−204Ｎはデータビット2 20Ａ−220Ｎを生成し、それぞれ単一移動無線ユニットからのデータの評価を表 している。データビット220Ａ−220Ｎは移動無線ユニットからのデータの単一の 評価を生成するために符号結合装置208で結合される。符号結合器208の出力はビ タビデコードに適切な集合ソフト決定データであってもよい。結合された符号は デコーダ228へ送られる。 復調素子204Ａ−204Ｎはまた幾つかの出力制御信号を相互接続212を通して制 御装置200に供給する。制御装置200に送られる情報は特定の復調器に割当てられ る信号の信号強度の評価を含んでいる。各復調素子204Ａ−204Ｎはそれが復調す る信号の信号強度の評価を測定し、その評価値を制御装置200に提供する。 多くの応用では、実際のベースステーションはまた少なくとも１つの探索素子 を具備している。探索素子は信号の復調能力をもち、有効な信号の探索において 時間ドメインを継続して走査するのに使用される。探索素子は１組の有効な信号 を識別し、情報を制御装置に送る。制御装置は復調素子を利用できる最も有効な 信号に割当てまたは再割当てするために１組の有効な信号を使用してもよい。探 索素子の配置は図２の復調素子の配置と同一である。このように探索素子は共通 のベースステーションの複数のセクタからの信号に対しても割当てられることが できる。最も一般的な場合では、復調素子204Ａ−204Ｎは探索機能を行う能力を 有する素子を具備するようにされることができる。 符号結合器208は出力を生成するために丁度１つのセクタ から信号を結合することができるか、或いはインターフェイスポート226により 選択されるように多重セクタからの符号を結合することができることに留意する 。単一のパワー制御指令は信号が受信されるセクタとは独立して評価された信号 強度からの制御装置により発生される。制御装置はこの情報をベースステーショ ンの各セクタの送信回路に転送することができる。従って、ベースステーション の各セクタは同じパワー制御情報を単一の移動無線ユニットに送信する。 符号結合器208が１以上のセクタを通じて通信している移動無線ユニットから の信号を結合しているとき、移動無線ユニットはソフトなハンドオフ状態にある 。ベースステーションはデコーダ228の出力をセルまたはパーソナル通信システ ム制御装置に送信してもよい。セルまたはパーソナル通信システム制御装置では このベースステーションからの信号と他のベースステーションからの信号は単一 の出力（ソフトなハンドオフ）を発生するために使用される。 図３で示されている送信処理はセルまたはパーソナル通信システム制御装置を 経て端末使用者からの移動無線ユニットに対するメッセージを受信する。メッセ ージは１以上のアンテナ230Ａ−230Ｃで送信されることができる。インターフェ イスポート236は制御装置200により設定されている移動無線ユニットに対するメ ッセージを１以上の変調素子234Ａ−234Ｃに接続する。変調素子は適切なＰＮコ ードで移動無線ユニットのメッセージを変調する。変調素子234Ａ−234Ｃからの 変調されたデータはそれぞれ送信処理装置232Ａ− 232Ｃに送られる。送信処理装置232Ａ−232ＣはメッセージをＲＦ周波数に変換 し、適切な信号レベルで信号をアンテナ230Ａ−230Ｃを経てそれぞれ送信する。 アンテナ222Ａ−222Ｃの１つを経て特定の移動無線ユニットからの信号を受信す ることは、対応する送信アンテナ230Ａ−230Ｃが信号を特定の移動無線ユニット に送信していることを必ずしも意味しているわけではないので、インターフェイ スポート236とインターフェイスポート226は独立して動作することに留意すべき である。各アンテナを通って送信されるパワー制御指令は同一であり、従って共 通のベースステーションからのセクタのダイバーシティは最適のパワー制御性能 に対しては臨界的でないことにも留意する必要がある。 本発明の別の特徴はベースステーションリソースの増加したフレキシビリティ である。図２と図３を比較すると、フレキシビリティは明白である。図２で表さ れている３つのセクタではアンテナ310に対応するセクタは入来信号数が復調素 子数よりも多数であるように信号で過負荷されることが想像される。アンテナ32 6に対応するセクタは軽負荷され、未使用の復調索子を具備することはアンテナ3 10に対応するセクタを補助しない。しかしながら、図３では各復調素子は複数の セクタに割当てられ、従ってリソースが非常に過負荷されたセクタに配分される ことを可能にする。 簡単な構造上の変化を含めて示されているように本発明には多数の明白な変形 が存在する。好ましい実施例の前述の説明は当業者が本発明を行うまたは使用す ることを可能にする ために与えられる。これらの実施例に対する種々の変形は当業者に容易に明白で あり、ここで限定されている一般的原理は本発明の機能を使用することなく他の 実施例に応用されてもよい。従って、本発明はここで示されている実施例に限定 されるものではなく、説明された原理と顕著な特徴に沿った最も広い技術的範囲 に従う。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ウイーバー、リンゼイ・エー・ジュニア アメリカ合衆国、コロラド州 80303、ボ ールダー、チェリーベール・ロード 1162

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１組のアンテナシステムを介して複数の信号を受信する装置において、 それぞれ入力と出力を有する複数の復調素子と、 前記１組のアンテナシステムと前記複数の復調素子の少なくとも１つの前記入 力の間に配置されている制御可能なスイッチと、 前記制御可能なスイッチを制御する手段とを具備し、 前記制御可能なスイッチは、前記複数の復調素子の少なくとも１つが前記１組 のアンテナシステムの２以上のアンテナシステムの１つに切換え可能に接続させ ることを特徴とする１組のアンテナを介して複数の信号を受信する装置。 （２）１組の入力を備え、前記入力の組の各入力が前記複数の復調素子の１つの 前記出力に結合されている結合手段を具備している請求項１記載の装置。 （３）移動無線ユニットと、複数のアンテナを有するベースステーションとの間 の通信方法において、 前記ベースステーションの第１のアンテナを介して前記移動無線ユニットから の第１の信号を受信し、 この第１の信号を第１の受信機に結合してこの第１の受信機から出力信号を発 生させ、 前記ベースステーションの第２のアンテナから前記移動無線ユニットからの第 ２の信号を受信し、 この第２の信号を第２の受信機に結合してこの第２の受信機から出力信号を発 生させ、 前記第１の受信機からの前記出力信号と、前記第２の受信機からの前記出力信 号とを結合して集合出力信号を発生するステップを有する移動無線ユニットとベ ースステーションとの間の通信方法。