JPH10271059A - Ｃｄｍａ方式セルラー無線システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＧＰＳ等の装置を使用することなく、各基地
局間の下り方向無線データフレームの送出タイミングの
同期を確立できるＣＤＭＡ方式セルラー無線システムを
提供する。 【解決手段】 移動元ならびに移動先の各基地局２０
は、交換制御局から供給されたセル形式の伝送情報に付
与されたセル順序番号と下り方向無線データフレーム番
号とに基づいて下り方向無線データフレームのユーザデ
ータ部を作成して、移動局へ送信する。移動局３０は、
各基地局２０から同じタイミングで送信された下り方向
無線データフレームを受信し、セル順序番号の比較結果
に基づいて下り方向無線データフレームの送信タイミン
グの調整を要求する送信タイミング調整要求を送信す
る。移行先基地局２０は、送信タイミング調整要求に基
づいて下り方向無線データフレームの送信タイミングを
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無線アクセス方
式に符号分割多重アクセス（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）方式
を利用したセルラー無線システムに関するもので、詳し
くは、基地局と交換制御局間をＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒ
ｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）セル等のパ
ケット化したデータにより情報伝送するＣＤＭＡ方式セ
ルラー無線システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無線アクセス方式のひとつである符号分
割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式は、スペクトル拡散通
信に基づいたものであり、伝達する情報を各移動局毎に
割り当てた拡散符号（伝達する情報と無関係な符号）に
より広帯域信号に拡散して送信し、受信側では送信側と
同じ拡散符号を使って逆拡散を行なって情報を復元する
ことによって通信を行なう。ＣＤＭＡ方式は、移動体通
信によって様々な魅力的性質を持っているため、次世代
移動通信に適用可能な無線アクセス方式として、世界各
国で盛んに研究開発が行なわれている。特に米国におい
ては、直接スペクトル拡散に基づくＣＤＭＡ方式が次の
移動体通信のための標準方式のひとつとして、実用化に
向けての検討が進められている。

【０００３】セルラー無線方式の移動体通信システムに
おいて、通信中の移動局がひとつのセルから他のセルへ
移動する時、対応する基地局を切り換える必要がある。
この通信中におけるセル間での切り換え操作はハンドオ
フと呼ばれる。ＣＤＭＡ方式では、各セルでの使用周波
数が同一であることを基本としているので、周波数の切
り換えを行なわずにハンドオフを行なうことが可能であ
る。

【０００４】セル境界にいる移動局が移動することによ
り、移動局と現在通信中の基地局との通信信号のレベル
が所定値以下になると、基地局および交換制御局の制御
によって、移動局は現在通信中の基地局と移動局がこれ
から入っていこうとするセルに対応する基地局との通信
状態となる。この複数の基地局との通信状態になると、
移動局がこれから入っていこうとするセルに対応する基
地局（移行先基地局）は、現在通信中の基地局（移行元
基地局）が受信に用いている拡散符号と同じ拡散符号を
用いて移動局からの信号を受信し、移動局は複数の基地
局から送信される同一ユーザ情報を持つ複数の信号のタ
イミングを合せて受信（ＲＡＫＥ受信）する。このよう
な状態が続いた後、現在通信中の基地局（移行元基地
局）との通信信号のレベルがさらに低くなると、新しい
セルの基地局（移行先基地局）との送受信に移行する。
このようなハンドオフはソフトハンドオフと呼ばれ、Ｃ
ＤＭＡ方式の特徴のひとつとされている。

【０００５】このソフトハンドオフで、移動局が複数の
基地局から送信された同一のユーザ情報を持つ複数の信
号を同じタイミングで受信するためには、各基地局が移
動局に対して送信する信号のタイミングを調整し、同期
をとらなくてはならない。現在、米国で利用されている
システム（ＩＳ−９５）では、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰ
ｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して基地
局間の同期をとっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基地局
間の同期をとるためにＧＰＳを利用するＣＤＭＡ方式セ
ルラー無線システムでは、各基地局にＧＰＳ受信装置を
設置しなけらばならない。

【０００７】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、ＧＰＳ等の装置を使用することなく、
各基地局間の下り方向無線データフレームの送出タイミ
ングの同期を確立できるＣＤＭＡ方式セルラー無線シス
テムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るＣＤＭＡ方式セルラー無線システムは交
換制御局と複数の基地局と移動局とからなるＣＤＭＡ方
式セルラー無線システムにおいて、伝送するセル形式の
伝送情報毎にセル順序番号を付与するとともに、前記基
地局から前記移動局へ伝送する無線データフレーム毎に
下り方向無線データフレーム番号を付与し、前記セル順
序番号と前記下り方向無線データフレーム番号とを用い
てソフトハンドオフ時の前記各基地局の下り方向無線デ
ータフレーム送信タイミングを調整して同期を確立する
構成としたことを特徴とする。前記交換制御局は、前記
基地局へ伝送するセル形式の伝送情報にセル順序番号と
下り方向無線データフレーム番号との２つの順序番号を
付与して伝送する構成としたことを特徴とする。

【０００９】更に、交換制御局と複数の基地局と移動局
とからなるＣＤＭＡ方式セルラー無線システムにおい
て、交換制御局は、特定のルーティング識別子をもつセ
ル形式の伝送情報を受信すると、そのセル形式の伝送情
報のコピーを作成し、作成したコピーに異なるルーティ
ング識別子を付けて複数の基地局へ伝送するとともに、
基地局へ伝送するセル形式の伝送情報毎にセル順序番号
を付与するとともに、基地局を介して移動局へ伝送する
無線データフレーム毎に下り方向無線データフレーム番
号を付与して伝送し、基地局は、交換制御局から伝送さ
れるセル形式の伝送情報に付与されたセル順序番号と下
り方向無線データフレーム番号とに基づいて下り方向無
線データフレームのユーザデータ部を作成し、移動局
は、ソフトハンドオフ時に複数の基地局から同じタイミ
ングで送信された下り方向無線データフレームを受信
し、下り方向無線データフレームに付与されたセル順序
番号を比較し、このフレーム番号の比較結果に基づいて
基地局に下り方向無線データフレームの送信タイミング
の調整を要求する送信タイミング調整要求を送信し、基
地局は、移動局から送信タイミング調整要求が供給され
た場合は、その送信タイミング調整要求に基づいて下り
方向無線データフレームの送信タイミングを調整するこ
とを特徴とする。

【００１０】交換制御局は、ソフトハンドオフ時にハン
ドオフ（通信中基地局切り換え）の対象となる移動局に
対するルーティング識別子をもつセル形式の伝送情報を
コピーするとともに、セル順序番号と下り方向無線デー
タフレーム番号とを付与する。交換制御局は、移動元基
地局と移行先基地局とに対してセル順序番号と下り方向
無線データフレーム番号とを付与したセル形式の伝送情
報を伝送する。移動元基地局ならびに移動先基地局は、
交換制御局から供給されたセル形式の伝送情報に付与さ
れたセル順序番号と下り方向無線データフレーム番号と
に基づいて下り方向無線データフレームのユーザデータ
部を作成して、移動局へ送信する。移動局は、移動元基
地局ならびに移動先基地局から同じタイミングで送信さ
れた下り方向無線データフレームを受信し、下り方向無
線データフレームに付与されたセル順序番号を比較し、
このセル順序番号の比較結果に基づいて下り方向無線デ
ータフレームの送信タイミングの調整を要求する送信タ
イミング調整要求を送信する。移行先基地局は、移動局
から送信タイミング調整要求が供給されると、その送信
タイミング調整要求に基づいて下り方向無線データフレ
ームの送信タイミングを調整する。これにより、移行元
基地局と移行先基地局との間で下り方向無線データフレ
ームの送出タイミングの同期が確立される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係
るＣＤＭＡ方式セルラー無線システムのブロック構成図
である。この発明に係るＣＤＭＡ方式セルラー無線シス
テムは、交換制御局１０と、複数の基地局２０と、移動
局３０とからなる。

【００１２】交換制御局１０は、制御部１１と、例えば
ＩＳＤＮ等のネットワークとのインタフェースを行なう
外線接続部１２と、コピー作成部１３と、スイッチ部１
４と、各基地局に対応した設けられた複数の伝送路部１
５とを備える。基地局２０は、制御部２１と、伝送路部
２２と、ベースバンド（ＢＢ）部２３と、無線部（高周
波部）２４と、送受信増幅部２５と、基地局アンテナ２
６とを備える。

【００１３】図２は移動局のブロック構成図である。移
動局３０は、２組のアンテナ３１，３２と、送受信増幅
部３３と、無線部（高周波部）３４と、ベースバンド
（ＢＢ）部３５と、制御部３６と、音声処理部３７と、
端末接続部３８とを備える。

【００１４】なお、図１および図２では、通信信号の流
れを実線で、制御信号の流れを点線で示している。

【００１５】交換制御局１０，基地局２０ならびに移動
局３０の基本機能は、一般のＣＤＭＡ方式セルラー無線
システムと同様である。以下に、この発明に係るＣＤＭ
Ａ方式セルラー無線システムに特有の構成について説明
する。

【００１６】交換制御局１０は、特定のルーティング識
別子をもつセル形式の伝送情報を受信すると、そのセル
形式の伝送情報のコピー（複製）を作成し、異なるルー
ティング識別子を付けて複数の基地局２０へ伝送する
（コピー作成機能）。

【００１７】交換制御局１０は、基地局に伝送するセル
形式の伝送情報に、セル順序番号（セル形式の伝送情報
毎に付与する順序番号）と下り方向無線データフレーム
番号（基地局から移動局へ伝送する無線フレーム毎に付
与する順序番号）との２つの順序番号を付与して伝送す
る（番号付与機能）。

【００１８】基地局２０は、交換制御局１０から伝送さ
れるセル形式の伝送情報に付与されたセル順序番号と下
り方向無線データフレーム番号とに基づいて、下り方向
無線データフレームのユーザデータ部を作成する（ユー
ザデータ部作成機能）。

【００１９】基地局２０は、移動局３０からの下り方向
無線データフレームの送信タイミング調整要求に基づい
て、下り方向無線データフレームの送信タイミングを調
整する（送信タイミング調整機能）。

【００２０】移動局３０は、ソフトハンドオフ時に、複
数の基地局から同じタイミングで送信される下り方向無
線データフレームを受信し、受信した無線データフレー
ムに付与されている順序番号を比較して、その比較結果
に基づいて下り方向無線データフレームの送信タイミン
グの調整要求を送信する（送信タイミング調整要求機
能）。

【００２１】この発明に係るＣＤＭＡ方式セルラー無線
システムは、上述のコピー作成機能、番号付与機能、ユ
ーザデータ部作成機能、送信タイミング調整要求機能、
ならびに、送信タイミング調整機能がその順に実行され
る。次に、各機能の詳細を説明する。

【００２２】図３は交換制御局における伝送情報のコピ
ー作成動作を示す説明図である。移動局３０と移動局３
０と現在通信中の基地局（以下、移行元基地局と記す）
との通信用に設定した下り方向（交換制御局から基地局
・移動局への方向）パスのルーティング識別子を持つセ
ル形式の伝送情報が入力されると、コピー作成部１３で
セル形式の伝送情報のコピーを作成し、ヘッダ部のルー
ティング識別子を移動局がこれから入っていこうとする
サービスエリアに対応する基地局（以下、移行先基地局
と記す）との間に設定した値に変換して、移行先基地局
に伝送するセル形式の伝送情報を作成する。

【００２３】また、このように作成した同じユーザデー
タを持ちルーティング識別子のみが異なる複数のセル形
式の伝送情報をスイッチ部１４を経由して各基地局に対
応する各伝送路部（移行元基地局対応伝送路部ならびに
移行先基地局対応伝送路部）１５へ供給し、移行元基地
局２０ならびに移行先基地局２０へ伝送する。

【００２４】制御部１１は、ルーティング識別子の判定
を行なって該当するセル形式の伝送情報を検出するとと
もに、元のルーティング識別子と変換後のルーティング
識別子をコピー作成部１３へ供給して該当するセル形式
の伝送情報のコピー作成ならびにルーティング識別子の
変換を行なわせる。また、制御部１１は、移行元基地局
に対応したルーティング識別子を有するセル形式の伝送
情報が移行元基地局対応伝送路部１５へ、移行先基地局
に対応したルーティング識別子を有するセル形式の伝送
情報が移行先基地局対応伝送路部１５へ供給されるよう
スイッチ部１４の動作を制御する。

【００２５】図４は交換制御局における番号付与動作を
示す説明図である。交換制御局１０内の制御部１１は、
呼設定時に設定したセルサイズ（セル形式の伝送情報の
サイズ）ならびに情報伝送速度等の通信状態を調べ、１
つの無線データフレームのユーザデータ部に配置できる
セル数（セル形式の伝送情報の個数）を算出し、各伝送
路部（移行元基地局対応伝送路部ならびに移行先基地局
対応伝送路部）１５にフレーム番号付与パターン（例：
１フレームに３セル配置）を通知する。スイッチ部１４
からセル（セル形式の伝送情報）を受信した各伝送路部
（移行元基地局対応伝送路部ならびに移行先基地局対応
伝送路部）１５は、制御部１１から通知されたフレーム
番号付与パターンに基づいてセルのヘッダ部にセル順序
番号（ＳＥＲＮ）と下り方向データフレーム番号（ＦＲ
Ｎ）を付与して、各基地局２０へ伝送する。

【００２６】図５は基地局におけるユーザデータ部作成
動作を示す説明図である。各基地局２０の伝送路部２２
は、下り方向無線データフレーム送出タイミングに合せ
て、同一フレーム番号のセル（セル形式の伝送情報）を
セル順序番号（ＳＥＲＮ）順に下り方向無線データフレ
ームのユーザデータ部に配置する。伝送路区間でのセル
損失・遅延等により所定の位置に配置するセルが存在し
ない場合、その部分は空き領域となる。また、各基地局
２０の伝送路部２２は、ベースバンド部２３へユーザデ
ータ部を伝送する時にセルヘッダ部に付与されていたフ
レーム番号も伝送する。

【００２７】ベースバンド部２３では、通知されたフレ
ーム番号（ＦＲＮ）を下り方向無線データフレームのフ
レーム番号ビットに設定して、下り方向無線データフレ
ームを移動局３０へ送信する。

【００２８】図６はソフトハンドオフ開始直後に移行元
基地局および移行先基地局から同一タイミングで送出さ
れるデータフレーム内の情報が異なる場合の説明図であ
る。交換制御局１０におけるコピー作成、番号付与、な
らびに、各基地局２０によるユーザデータ部作成によっ
て、同じフレーム番号と同じユーザデータ部を持つ下り
方向無線データフレームを複数の基地局２０から移動局
３０へ送信することが可能となる。しかしながら、これ
だけではソフトハンドオフ開始直後は、図６に示すよう
に、移行元基地局が送信した情報を移行先基地局が１フ
レーム遅れて送信するというような移行元基地局と移行
先基地局とで同じユーザデータ部を持つ下り方向無線デ
ータフレームを送信するタイミングが異なる状況が発生
する場合がある。

【００２９】この対策として、移動局３０はソフトハン
ドオフ開始時は、無線部（高周波部）３４でＲＡＫＥ合
成を行なわずに、移行元基地局と移行先基地局の下り方
向無線データフレームを片ブランチ受信する（２つのあ
るアンテナのうち一方のアンテナで移行先基地局の下り
方向無線データフレームを受信し、他方のアンテナで移
行先基地局の下り方向無線データフレームを受信す
る）。そして、移動局３０内のベースバンド（ＢＢ）部
３５または制御部３６でそれぞれの下り方向無線データ
フレームのフレーム番号を比較して、移行元基地局と移
行先基地局との下り方向無線データフレーム送信タイミ
ングの時間差Δｔを判定する。移動局３０は、判定した
方向無線データフレーム送信タイミングの時間差Δｔを
移行先基地局へ送信する。これにより、移行先基地局に
下り方向無線データフレームの送信タイミングの調整要
求がなされる。

【００３０】図７は移行元基地局と移行先基地局との間
で下り方向無線データフレーム送信タイミングの同期が
確立した後の移動局の下り方向無線データフレームの受
信状態を示す説明図である。移行先基地局２０は、移動
局３０から送信された下り方向無線データフレームの送
信タイミングの調整要求を受信すると、移動局３０から
通知された時間差Δｔに基づいて下り方向無線データフ
レームの送信タイミングを調整する。これにより、図７
に示すように、移行元基地局と移行先基地局との間で下
り方向無線データフレームの送信タイミングの同期が確
立される。移動局３０は、移行元基地局と移行先基地局
とからの各下り方向無線データフレームをＲＡＫＥ受信
（最大比合成受信）する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るＣＤ
ＭＡ方式セルラー無線システムは、ソフトハンドオフ時
にセル順序番号と下り方向無線データフレーム番号とを
付与した無線データフレームを移行元基地局ならびに移
行先基地局の両基地局から移動局へ送信し、移動局側で
は両基地局からのフレーム番号を比較することでフレー
ム送信タイミング差を判定して、下り方向無線データフ
レームの送信タイミングの調整を要求する送信タイミン
グ調整要求を送信する構成としたので、移行先基地局は
送信タイミング調整要求に基づいて下り方向無線データ
フレームの送信タイミングを調整することができる。

【００３２】このようにこの発明に係るＣＤＭＡ方式セ
ルラー無線システムは、ＧＰＳ等の装置を使用すること
なく各基地局間の下り方向無線データフレームの送信タ
イミングの同期を確立することができるので、基地局，
交換制御局側（ネットワーク側）の設備費を低減させる
ことができる。

【００３３】さらに、交換制御局が各基地局の下り方向
無線データフレームの送信タイミングを管理しなくても
よく、このため交換制御局と各基地局との間の制御デー
タの伝送量を低減できる。よって、高トラフィック時の
ネットワーク側の負荷を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るＣＤＭＡ方式セルラー無線シス
テムのブロック構成図である。

【図２】移動局のブロック構成図である。

【図３】交換制御局における伝送情報のコピー作成動作
を示す説明図である。

【図４】交換制御局における番号付与動作を示す説明図
である。

【図５】基地局におけるユーザデータ部作成動作を示す
説明図である。

【図６】ソフトハンドオフ開始直後に移行元基地局およ
び移行先基地局から同一タイミングで送出されるデータ
フレーム内の情報が異なる場合の説明図である。

【図７】移行元基地局と移行先基地局との間で下り方向
無線データフレーム送信タイミングの同期が確立した後
の移動局の下り方向無線データフレームの受信状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１０ 交換制御局 １１ 交換制御局の制御部 １３ コピー作成部 １４ スイッチ部 １５ 交換制御局側の伝送路部 ２０ 基地局 ２１ 基地局の制御部 ２２ 基地局側の伝送路部 ２３ 基地局のベースバンド部 ３０ 移動局 ３４ 移動局の無線部（高周波部） ３５ 移動局のベースバンド部 ３６ 移動局の制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交換制御局と複数の基地局と移動局とか
   らなるＣＤＭＡ方式セルラー無線システムにおいて、 伝送するセル形式の伝送情報毎にセル順序番号を付与す
   るとともに、前記基地局から前記移動局へ伝送する無線
   データフレーム毎に下り方向無線データフレーム番号を
   付与し、前記セル順序番号と前記下り方向無線データフ
   レーム番号とを用いてソフトハンドオフ時の前記各基地
   局の下り方向無線データフレーム送信タイミングを調整
   して同期を確立する構成としたことを特徴とするＣＤＭ
   Ａ方式セルラー無線システム。
2. 【請求項２】 前記交換制御局は、前記基地局へ伝送す
   るセル形式の伝送情報にセル順序番号と下り方向無線デ
   ータフレーム番号との２つの順序番号を付与して伝送す
   る構成としたことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ
   方式セルラー無線システム。
3. 【請求項３】 交換制御局と複数の基地局と移動局とか
   らなるＣＤＭＡ方式セルラー無線システムにおいて、 前記交換制御局は、特定のルーティング識別子をもつセ
   ル形式の伝送情報を受信すると、そのセル形式の伝送情
   報のコピーを作成し、作成したコピーに異なるルーティ
   ング識別子を付けて前記複数の基地局へ伝送するととも
   に、前記基地局へ伝送するセル形式の伝送情報毎にセル
   順序番号を付与するとともに、前記基地局を介して前記
   移動局へ伝送する無線データフレーム毎に下り方向無線
   データフレーム番号を付与して伝送し、 前記基地局は、前記交換制御局から伝送されるセル形式
   の伝送情報に付与されたセル順序番号と下り方向無線デ
   ータフレーム番号とに基づいて下り方向無線データフレ
   ームのユーザデータ部を作成し、 前記移動局は、ソフトハンドオフ時に前記複数の基地局
   から同じタイミングで送信された下り方向無線データフ
   レームを受信し、前記下り方向無線データフレームに付
   与されたセル順序番号を比較し、このフレーム番号の比
   較結果に基づいて前記基地局に下り方向無線データフレ
   ームの送信タイミングの調整を要求する送信タイミング
   調整要求を送信し、 前記基地局は、前記移動局から送信タイミング調整要求
   が供給された場合は、その送信タイミング調整要求に基
   づいて下り方向無線データフレームの送信タイミングを
   調整することを特徴とするＣＤＭＡ方式セルラー無線シ
   ステム。