JPH10507040A - ハンドオーバー方法及びセルラー通信システム - Google Patents

ハンドオーバー方法及びセルラー通信システム

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JPH10507040A JP8504135A JP50413596A JPH10507040A JP H10507040 A JPH10507040 A JP H10507040A JP 8504135 A JP8504135 A JP 8504135A JP 50413596 A JP50413596 A JP 50413596A JP H10507040 A JPH10507040 A JP H10507040A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、各セル当たり少なくとも1つのベースステーション(BTS)を備え、該ベースステーションは、1つ以上のベースステーションを制御するベースステーションコントローラ(BSC)により制御され、そして該ベースステーションコントローラは、その制御下にあるベースステーションと共にベースステーションシステム(BSS)を形成するセルラー通信システム及びこのセルラー通信システムにおいてハンドオーバーを行う方法に関する。本発明により干渉のないハンドオーバーを作動させるために、2つ以上のベースステーションシステム(BSS1,BSS2)の境界で、異なるベースステーションコントローラ(BSC1,BSC2)のもとにあるベースステーションのサービスエリアが少なくとも部分的に重畳するようにし、ターミナル装置(MS)があるベースステーションシステム(BSC1)から別のベースステーションシステム(BSC2)へ移動するときに、ハンドオーバーを実行して、ターミナル装置が、異なるベースステーションコントローラのエリアに属する2つ以上のベースステーション(BTS11,BTS21)によりサービスされるセルへと移動するときには、そのターミナル装置が古いセル(BTS12)から新しいセル(BTS11)へソフトハンドオーバーを実行し、そしてセルの境界に向かって更に移動するときは、古いベースステーションシステム(BSS1)のベースステーション(BTS11)から、新しいベースステーションシステム(BSS2)のベースステーション(BTS21)、即ちそのサービスエリアが手前のベースステーションと少なくとも部分的に重畳するようなベースステーション(BTS21)へハードハンドオーバーを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】 ハンドオーバー方法及びセルラー通信システム発明の分野 本発明は、各セル当たり少なくとも1つのベースステーションを備え、該ベー スステーションは、1つ以上のベースステーションを制御するベースステーショ ンコントローラにより制御され、そして該ベースステーションコントローラは、 その制御下にあるベースステーションと共にベースステーションシステムを形成 するセルラー通信システムにおいてハンドオーバー(引き渡し)を行う方法に係 る。 本発明は、CDMAセルラー通信システムに特に良く適したものである。CD MA(コード分割多重アクセス)システムとは、拡散スペクトル技術に基づいた 多重アクセス方法であって、セルラー通信システムへのその適用が、初期のFD MA(周波数分割多重アクセス)及びTDMA時分割多重アクセス)技術と共に 最近開始された多重アクセス方法である。CDMA技術は、スペクトル効率、簡 単な周波数プランニング及びトラフィック容量といった初期の方法に勝る多数の 効果を有する。先行技術の説明 CDMA方法では、ユーザの狭帯域データ信号が、比較的広いトラフィックチ ャンネル帯域に対して相当に広い帯域巾の拡散コードによって乗算される。既知 の実験的セルラーネットワークシステムでは、トラフィックチャンネルに使用さ れる帯域巾が、例えば、1.25MHz、10MHz及び25MHzである。乗 算プロセスにおいては、データ信号が全使用帯域に対して拡散する。全てのユー ザは、同じ周波数帯域、即ちトラフィックチャンネルを使用することにより同時 に送信を行う。ベースステーションと加入者ターミナル装置との間の各接続に対 し個別の拡散コードが使用され、ユーザからの信号は、受信器において各接続の 拡散コードに基づき互いに識別することができる。 従って、CDMAシステムにおいては、全てのユーザが同じ比較的広い周波数 帯域において送信する。ユーザのトラフィックチャンネルは、接続の特徴である 拡散コードによって形成され、これに基づいて、ユーザの送信が、最初に述べた ように、他の接続の送信から識別される。相当に多数の拡散コードが通常は使用 されるので、CDMAシステムは、FDMA及びTDMAシステムのように一定 の容量限界をもたない。CDMAシステムは、あるユーザが他のユーザに対して 生じさせることが許された干渉のレベルによってユーザの数が限定されるいわゆ る干渉限定システムである。使用中にシステムのユーザの拡散コードは、特に、 隣接セルにより使用される拡散コードに対して完全に非相関ではないので、同時 のユーザが互いにある程度は干渉し合う。あるユーザにより別のユーザに対して 生じるこの種の干渉は、マルチユーザ干渉と称する。その結果、ユーザの数が増 加するにつれて、互いに生じさせる干渉のレベルが増大し、そしてユーザの数が あるレベルに達すると、接続の質を損傷するするように干渉が増大する。このシ ステムでは、越えてはならない干渉レベルを決定することができ、従って、同時 ユーザの数、即ちシステムの容量に対する限界を設定することができる。しかし ながら、この数を一時的に越えることが許され、これは、ある程度の接続の質が 容量に対して犠牲になることを意味する。 典型的な移動ステーション環境においては、ベースステーションと移動ステー ションとの間の信号が送信器と受信器との間の多数の異なる経路によって送られ る。この多経路伝播は、主として、周囲面から反射する信号によって生じる。異 なる経路を進行した信号は、伝播時間の異なる遅延により異なる時間に受信器に 到達する。CDMA方法は、従来のFDMA及びTDMA方法とは異なり、CD MA方法では、多経路伝播を信号の受信に利用することができる。CDMA受信 器の解決策として、1つ以上のRAKEブランチより成るいわゆるRAKE受信 器が一般に使用される。各ブランチは、独立した受信ユニットであり、その機能 は、1つの受信信号成分を合成及び復調することである。各々のRAKEブラン チは、それ自身の経路に沿って進行した信号成分に同期するように制御すること ができ、そして従来のCDMA受信器では、受信ブランチの信号が便利に結合さ れ、ひいては、良質の信号が得られる。 CDMA移動ステーション受信器のブランチにより受け取られる信号成分は、 1つ以上のベースステーションにより送信されたものであることが考えられる。 この後者の場合には、いわゆるマクロダイバーシティが問題となり、即ち移動ス テーションとベースステーションとの間の接続の質を改善できるダイバーシティ モードが問題となる。CDMAセルラー通信ネットワークにおいては、ベースス テーションの広いエリアにおいて電力制御の動作を確保すると共にシームレスハ ンドオーバーを可能ならしめるために、「ソフトハンドオーバー」という用語で も呼ばれるマクロダイバーシティが使用される。従って、マクロダイバーシティ を使用する移動ステーションは、2つ以上のベースステーションと同時に通信す る。全ての接続は同じ情報を送信する。マクロダイバーシティを用いるセルラー 通信システムの例として、出版物「EIA/TIA暫定規格:デュアルモード広 帯域拡散スペクトルセルラーシステムのための移動ステーション/ベースステー ション互換性規格」TAI/EIA/IS−95、1993年7月を参照する。 従って、マクロダイバーシティ状態においては、ターミナル装置は、異なるベ ースステーションにより送信された信号を合成することができる。ベースステー ション端において、ターミナル装置から2つの個別のベースステーションにより 受け取られた信号は、第1の考えられるポイントで合成され、このポイントは、 ほとんどの場合に、そのエリア内にベースステーションが配置されたベースステ ーションコントローラである。ターミナル装置が接続されたベースステーション が異なるベースステーションコントローラの制御のもとにある場合には、ソフト ハンドオーバーの実際の具現化が相当に複雑化する。というのは、このような場 合に、移動サービス交換センターにおいて接続を行わねばならないからである。 GSM、NMT及びAMPSのような古いセルラー通信システムは、いわゆる ハードハンドオーバーを使用しており、この場合に、ベースステーションの切り 換えは、古いベースステーションへの接続を最初に切断しそして新たなベースス テーションへの接続を確立することにより行われる。従って、この場合は、ター ミナル装置が一度に1つのベースステーションにしか接続されない。ハードハン ドオーバー技術は、ソフトハンドオーバーよりも簡単に実施できる。従って、ハ ードハンドオーバーは、電力制御に不安定性を招くので、CDMAには適用され ていない。システムは干渉制限されるので、CDMAシステムの動作にとっては 正確な電力制御が先ず必要となる。発明の要旨 そこで、本発明の目的は、特にCDMAセルラー通信システムにおいてソフト 及びハードの両ハンドオーバーを使用してその両方の方法の利点を得ることがで きるようにすることである。 これは、冒頭で述べた形式の方法において、2つ以上のベースステーションシ ステムの境界で、異なるベースステーションコントローラのもとにあるベースス テーションのサービスエリアが少なくとも部分的に重畳するようにし、ターミナ ル装置があるベースステーションシステムから別のベースステーションシステム へ移動するときに、ハンドオーバーを実行し、ターミナル装置が、異なるベース ステーションコントローラのエリアに属する2つ以上のベースステーションによ りサービスされるセルへと移動するときには、そのターミナル装置が古いセルか ら新しいセルへのソフトハンドオーバーを行い、そして更にセルの境界に向かっ て移動するときには、古いベースステーションシステムのベースステーションか ら、新たなベースステーションシステムのベースステーション、即ちそのサービ スエリアが手前のベースステーションと少なくとも部分的に重畳するようなベー スステーションへとハードハンドオーバーを実行することを特徴とする方法によ って達成される。 更に、本発明は、各セルに少なくとも1つのベースステーションを有し、この ベースステーションは、ベースステーションコントローラによって制御され、こ のベースステーションコントローラは、その制御下に1つ以上のベースステーシ ョンを有し、そしてベースステーションコントローラは、その制御下にある上記 ベースステーションと共にベースステーションシステムを形成するようなセルラ ー通信システムにも係る。本発明のセルラー通信システムの特徴は、2つ以上の ベースステーションシステムの境界エリアで、異なるベースステーションコント ローラの制御下にあるベースステーションのサービスエリアが少なくとも部分的 に重畳することである。 本発明の方法により、ネットワークの電力制御は、ハードハンドオーバーを用 いたときでも安定に保たれ、2つのベースステーションコントローラ間の境界に おけるソフトハンドオーバーの複雑さを回避することができる。 本発明によれば、ソフトハンドオーバー及びハードハンドオーバー技術の使用 を結合して、加入者ターミナル装置がベースステーションシステム内にある場合 に、それがソフトハンドオーバーによってあるベースステーションから別のベー スステーションへ引き渡され、そして新たなベースステーションコントローラの エリアへのベースステーションの切り換えがハードハンドオーバーにより行われ るようにする。ベースステーションコントローラの境界にあるベースステーショ ンのサービスエリアが重畳するような本発明の実施形態では、システムの電力制 御に対してハードハンドオーバーが早期に生じる問題が回避される。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明を詳細に説明する。 図1は、セルラー通信システムの構造を例示的に示すブロック図である。 図2は、本発明によるセルラー通信システムを示す一例である。 図3a−3cは、ベースステーションの構成を例示する図である。 図4は、本発明の方法の動作を示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明 図1は、セルラー通信システムの典型的な構造を示す。システムによりカバー されるエリアは、通常、ベースステーションシステムBSSに分割され、その各 々は、ベースステーションコントローラBSCと、これに接続されたベースステ ーションBTSとで構成され、これらベースステーションは、そのサービスエリ ア内の加入者ターミナル装置MSにサービスする。ベースステーションコントロ ーラは、次いで、移動サービス交換センターMSCに接続され、そこから通話が 固定ネットワーク及び他の移動サービス交換センターへ送られる。 ソフトハンドオーバーを用いた典型的なシステムでは、ベースステーションシ ステムBSSの制御機能がベースステーションコントローラBSCに集中する。 ベースステーションBTSは、無線経路を経て信号を送信及び受信するような物 理的レイヤ(層)の動作を取り扱い、そしてターミナル装置と、より高いレベル のシステムとの間の信号という観点から著しく透過な要素である。ベースステー ションコントローラの典型的な機能は、例えば、ベースステーションシステムB SS内の無線リソースを制御し、ベースステーションBTSとネットワークの 他部分との間に信号を接続し、マクロダイバーシティを制御し、そして全BSS エリア内の電力制御のバランスをとることを含む。 セルラー通信システムの構造が図2に示されている。システム内に多数のセル が示されており、各セルはベースステーションによってサービスされる。図示さ れたシステムのエリアは、4つのベースステーションシステムA、B、C及びD に分割され、図においてこのように表示されている。本発明のセルラー通信シス テムでは、ベースステーションシステム間の境界エリアに位置するセルは、異な るベースステーションコントローラのエリアに属する2つのベースステーション によってサービスされる。図において、これらのセルは、2つの文字、例えば、 ABで示されており、従って、このセルは、ベースステーションシステムA及び Bの制御下にあるベースステーションによってサービスされる。 2つのベースステーションの動作は、互いに独立しているが、それらのカバー 域及び伝播状態は同一であるから、それらの動作が互いに干渉することはない。 両方のベースステーションは、それらが接続されたターミナル装置の送信電力レ ベルを独立して制御する。更に、両方のベースステーションは、同じ周波数レン ジで動作するが、異なる拡散コードを使用する。カバー域が同じであるから、両 ベースステーションに対する干渉レベルは同一であり、従って、セルが1つのベ ースステーションによりサービスされる状況と同様に電力制御機能がバランスさ れる。しかしながら、ベースステーションの合成容量は、1つのベースステーシ ョンを備えたセルの場合と同じである。というのは、セルの容量を制限するセル の全干渉が両方の場合に等しいからである。 重畳するセルは、通常、2つのベースステーションを含むが、ベースステーシ ョンシステムのコーナーにおいては、例えば、3つ以上のベースステーションの 組合せを使用することが必要となる。図2の例では、4つのベースステーション システムのノードに位置した中央セルは、4つのベースステーションコントロー ラA、B、C及びDの制御下にあるベースステーションを含む。 図2の例では、1セルの深さにセルがあるが、BSSエリアの境界では2セル の深さにおいて重畳するセルを使用することも考えられる。ネットワークのプラ ンニングは、ターミナル装置が異なるベースステーションシステムのベースステ ーションに対しソフトハンドオーバー状態にならねばならない状態が起きないよ うに行わねばならない。このような状態は、セルの重畳に充分な深さがあれば、 常に阻止することができる。 同じ地理的エリアにサービスするベースステーションは、多数の異なる方法で 実施することができ、その幾つかを図3a−3cに示す。図3aは、ベースステ ーションが互いに完全に独立したユニット30、31として実施されそしてその 両方が個別のアンテナ32、33を有する例を示している。このアンテナは、両 セルの無線経路が等しい伝播状態となるようにするために互いに接近して配置し なければならない。各ベースステーションは、それ自身のベースステーションコ ントローラ34、35に接続される。 図2bは、ベースステーション装置30、31それ自体は別々であるが、同じ アンテナ32を使用する本発明の好ましい実施形態を示している。このような場 合に、ベースステーションのコストは、アンテナ及びマストのコストが低くなる ので、前記実施例の場合より低くなる。 図3cは、本発明によるセルラー通信システムの第1の好ましい実施形態を示 しており、この場合には、重畳するベースステーション装置が、物理的なベース ステーション装置36を2つの論理区分30、31に分割することにより実施さ れ、これらの論理区分は、異なるベースステーションコントローラ34、35の 制御下にあり、そして同じアンテナ32を使用している。従って、ベースステー ション30、31は、装置が2つのベースステーションコントローラに対し別々 の接続を有していなければならない以外、同じ物理的なリソースを使用する。 以下、図4により本発明の方法を詳細に説明する。この図は、2つのベースス テーションコントローラBSC1及びBSC2を示している。第1のベースステ ーションコントローラBSC1の制御下にあるベースステーションのうち、ベー スステーションBTS11−BTS14が図示されている。第2のベースステー ションコントローラBSC2の制御下にあるベースステーションのうち、ベース ステーションBTS21−BTS25が図示されている。 加入者ターミナル装置MSは、BSC1エリアにおいてBSC2エリアに向か って移動する。ターミナル装置が1つのセルから別のセルへ移動するときには、 ベースステーションコントローラBSC1がハンドオーバー及び電力制御の安定 性に寄与する。ハンドオーバーは、ソフトハンドオーバーとして実行され、古い 接続が切れる前に新たなベースステーションへの接続が確立される。 ターミナル装置MSは、ベースステーションBTS12によりサービスされる セル40から、上記2つのベースステーションシステム間の境界にあるセル41 へ移動するものと仮定する。上記セルは、2つの重畳するベースステーションB TS11及びBTS21によってサービスされる。BTS11はコントローラB SC1へ接続され、そしてBTS21はベースステーションコントローラBSC 2へ接続される。ターミナル装置がセル41へ移動するときは、BSC1により 制御されてベースステーションBTS11のトラフィックチャンネルへのソフト ハンドオーバーを実行する。 更に、ターミナル装置は、セル42に向かって移動し、最終的に、そのエリア へ移動すると仮定する。セル42にサービスするベースステーションBTS22 は、BSC2の制御下にある。ハンドオーバーのためにベースステーションBT S22を作動できるまでに、通話制御を最初に手前のコントローラBSC1から ベースステーションコントローラBSC2へ切り換えねばならない。これはハー ドハンドオーバーにより行われる。ターミナル装置は、ベースステーションBT S11からベースステーションBTS21へのハードハンドオーバーを実行し、 その結果、BSC1からBSC2へのベースステーションコントローラの切り換 えが行われる。ハードハンドオーバーにおいて、ターミナル装置によって使用さ れた拡散コードが変更される。ハンドオーバーは、ターミナル装置の観点から、 同じセルにおいて実行されるので、電力制御の急激な変化が生じることはない。 ターミナル装置が、ハンドオーバーが実行される瞬間に、重畳するセルにサー ビスする多数のベースステーションに同時に接続される場合には、これらのベー スステーションにおいてハードハンドオーバーも同時に実行される。このような 状態は、ベースステーションシステム間の境界エリアにおいて数セルの深さに重 畳するベースステーションがある場合に特に考えられる。 従って、ターミナル装置は、ここで、ベースステーションコントローラBSC 2の制御下にあり、セル42へと更に深く移動するときに、ベースステーション BTS22のチャンネルへ通常のやり方でソフトハンドオーバーを実行すること ができる。 以上、添付図面を参照して幾つかの例について本発明を説明したが、本発明は これらに限定されるものではなく、請求の範囲に規定する本発明の概念の中で、 多数の仕方で変更することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 ーミナル装置が古いセル(BTS12)から新しいセル(BTS11) へソフトハンドオーバーを実行し、そしてセルの境界に 向かって更に移動するときは、古いベースステーション システム(BSS1)のベースステーション(BTS11)から、新 しいベースステーションシステム(BSS2)のベースステー ション(BTS21)、即ちそのサービスエリアが手前のベー スステーションと少なくとも部分的に重畳するようなベ ースステーション(BTS21)へハードハンドオーバーを実 行する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.各セル当たり少なくとも1つのベースステーション(BTS)を備え、該ベース ステーションは、1つ以上のベースステーションを制御するベースステーション コントローラ(BSC)により制御され、そして該ベースステーションコントローラ は、その制御下にあるベースステーションと共にベースステーションシステム(B SS)を形成するセルラー通信システムにおいてハンドオーバーを行う方法であっ て、2つ以上のベースステーションシステム(BSS1,BSS2)の境界で、異なるベー スステーションコントローラ(BSC1,BSC2)のもとにあるベースステーションのサ ービスエリアが少なくとも部分的に重畳するようにし、ターミナル装置(MS)があ るベースステーションシステム(BSC1)から別のベースステーションシステム(BSC 2)へ移動するときに、ハンドオーバーを実行して、ターミナル装置が、異なるベ ースステーションコントローラのエリアに属する2つ以上のベースステーション (BTS11,BTS21)によりサービスされるセルへと移動するときには、そのターミナ ル装置が古いセル(BTS12)から新しいセル(BTS11)へのソフトハンドオーバーを実 行し、そしてセルの境界に向かって更に移動するときには、古いベースステーシ ョンシステム(BSS1)のベースステーション(BTS11)から、新たなベースステーシ ョンシステム(BSS2)のベースステーション(BTS21)、即ちそのサービスエリアが 手前のベースステーションと少なくとも部分的に重畳するようなベースステーシ ョン(BTS21)へとハードハンドオーバーを実行することを特徴とする方法。 2.ハードハンドオーバーが実行される瞬間に、異なるベースステーションコン トローラのエリアに属するベースステーションのサービスエリアが少なくとも部 分的に重畳するようなセルに配置された多数のベースステーションにターミナル 装置が同時に接続される場合に、全てのセルにおいてハードハンドオーバーが同 時に実行される請求項1に記載の方法。 3.ターミナル装置(MS)と古いベースステーション(BTS11)との間の接続の質が 所定のスレッシュホールドより低下した場合に、2つのベースステーション(BTS 11,BTS21)間のハードハンドオーバーを作動させる請求項1に記載の方法。 4.各セルに少なくとも1つのベースステーション(BTS)を備え、このベースス テーションは、ベースステーションコントローラ(BSC)によって制御され、この ベースステーションコントローラは、その制御下に1つ以上のベースステーショ ンを有し、そしてベースステーションコントローラは、その制御下にある上記ベ ースステーションと共にベースステーションシステム(BSS)を形成するようなセ ルラー通信システムにおいて、2つ以上のベースステーションシステム(BSS)の 境界エリアで、異なるベースステーションコントローラの制御下にあるベースス テーションのサービスエリアが少なくとも部分的に重畳することを特徴とするセ ルラー通信システム。 5.2つ以上のベースステーションシステム(BSS)の境界で、異なるベースステ ーションコントローラの制御下にあるベースステーションが2セルの深さで少な くとも部分的に重畳する請求項4に記載のセルラー通信システム。 6.2つ以上のベースステーションシステム(BSS)のノードにあるセルにおいて 、該セルを境界定めする全てのベースステーションシステムによってベースステ ーションが制御される請求項4に記載のセルラー通信システム。 7.重畳するベースステーション(BTS11,BTS21)は、2つの個別のベースステー ション装置によって実施される請求項4に記載のセルラー通信システム。 8.重畳するベースステーション(BTS11,BTS21)は、共通のアンテナを有する請 求項4に記載のセルラー通信システム。 9.重畳するベースステーション(BTS11,BTS21)は、1つのベースステーション 装置を、2つの個別のベースステーションコントローラ(BSC1,BSC2)によって制 御されるよう論理的に分割することにより実施されるセルラー通信システム。
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