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

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。