JPH10510688A - セルラー移動ステーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ハンドオーバーの判断が移動ステーションによりサービスセル(S)及び隣接セル(A)のダウンリンク送信を測定することに基づいて行われるセルラー移動ステーションシステムに係る。隣接セルは、一般に、ハンドオーバーの判断に対し隣接セルのダウンリンク送信の受信及びデコード動作に充分な時間を確保するために部分的に重畳する構成(OA)に配置される。幾つかのセル(S)には、地形的障害、ビルディング、トンネル又は同様の障害物(23)があって、隣接セル(A)のダウンリンク送信に影を形成し、セルと隣接セルとの間の重畳(OA)が充分でない。本発明によれば、影のできる隣接セル(A)のダウンリンク送信の有効到達エリア(A')を拡張するための中継器又はアンテナ(22)をセル(S)に設け、影のできる隣接セルのダウンリンク送信を前もって送信及びデコードできるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 セルラー移動ステーションシステム発明の分野 本発明は、ハンドオーバーの判断が移動ステーションによりサービスセル及び 隣接セルのダウンリンク送信を測定することに基づくようなセルラー移動ステー ションシステムに係る。隣接セルは、一般に、ハンドオーバーの判断に対し隣接 セルのダウンリンク送信の受信及びデコード動作に充分な時間を確保するために 部分的に重畳する構成に配置される。先行技術の説明 セルラー移動ステーションシステムにおいては、通話が確立された移動ステー ション即ちトラフィックチャンネルを使用する移動ステーションが、サービスベ ースステーションからのダウンリンク信号の質及び／又は強度を常時測定する。 又、サービスベースステーションは、移動ステーションに隣接セル／ベースステ ーション及びそれらの制御チャンネル周波数を通知する。この情報に基づいて、 移動ステーションは、通話中に隣接ベースステーションの制御チャンネル周波数 も測定することができる。測定結果は、ハンドオーバーの判断が移動ステーショ ンにより行われるか移動ステーションネットワークにより行われるかに基づき、 ハンドオーバーの判断のために移動ステーションに記憶されるか及び／又は移動 ステーションネットワークへ送信される。ハンドオーバーとは、通話中に１つの 新たなトラフィックチャンネルから別のトラフィックチャンネルへ通話を切り換 えることを指す。 セルラーネットワークのベースステーションは、それら自体及びそれらの周囲 に関する情報を常時放送する。この情報は、セル又はベースステーション識別子 を含み、これに基づいてベースステーションは、測定されるべき隣接セルを識別 することができる。セル又はベースステーション識別子は、考えられる測定報告 においてセルラーネットワークにも送信される。移動ステーションは、隣接セル がハンドオーバーのための潜在的なターゲットセルとして使用できる前に、その 隣接セルのセル又はベースステーション識別子をデコードしなければならない。 移動ステーションがセル又はベースステーション識別子をデコードするに充分な 時間を有しそしてハンドオーバーを許すためには、セルラー移動ステーションシ ステムの隣接セルが重畳エリアをもたねばならない。セル又はベースステーショ ン識別子の受け入れられるデコード時間に加えて、２つの隣接セルの重畳エリア に必要とされるサイズは、例えば、移動ステーションの速度及びハンドオーバー アルゴリズムのパラメータ、例えば、隣接セルの測定信号レベルを平均化するの に使用される時間窓のサイズに依存する。 ２つの隣接セルの重畳エリアが小さくてハンドオーバーを行えない場合には、 通話が失われる。通話が失われる１つの理由は、隣接セルのセル又はベースステ ーション識別子がデコードされないことである。セルの重畳要求は、特に直径が 数百メータのマイクロセルにおいて重要である。しかしながら、無線信号の伝播 を妨げる地形的な障害やビルディング等の障害物が隣接セルの送信に影を作るよ うな場所に充分に大きな重畳エリアを構成することは困難である。このような問 題のある場所は、例えば、トンネルや、街角や、ビルディングの中である。例え ば、移動ステーションがトンネルから高速で出て来るときは、トンネルの外側の 隣接セルが直ちにハンドオーバーを行う必要性を生じるが、トンネルの外側の隣 接セルのセル又はベースステーション識別子がデコードされず、隣接セルへのハ ンドオーバーを行えないので、通話が失われることになる。この状態は、図１を 参照して一例として詳細に述べる。 図１において、サービスセルは参照文字Ｓで示し、そして隣接セルは参照文字 Ａで示す。サービスセルは、例えば、トンネル３により妨げられ、サービスセル Ｓは、トンネルの開口部において若干トンネルの外側に延びている。隣接セルＡ は、トンネルの外側のセルであり、セルＡの無線有効範囲は、トンネルの中まで 本質的に延びていない。従って、セルＳ及びＡは、非常に小さな重畳エリアＯＡ しかもたない。移動ステーションＭＳは、サービスセルＳに指定された全ての隣 接セルを測定し、そしてその測定結果をセルラーネットワークへ送信する。測定 結果は、例えば、隣接セルのダウンリンク信号の電界強度と、隣接セルのセル又 はベースステーション識別子とを含む。隣接セルに関するこの情報は、移動ステ ーションが上記セルのダウンリンク信号を受信できる場合にセルラーネットワー クヘ送信される。ＭＳは、位置（１）においてセルＡの無線有効範囲に到達した ときに、セルＡのダウンリンク信号を受信し、そしてセルＡのセル又はベースス テーション識別子のデコードを開始することができる。移動ステーションＭＳが セル又はベースステーション識別子をデコードすることがまだできないときは、 測定が正しいセルに関するものであることを確認できないので、隣接セルの情報 が測定結果において不充分であり、このために、隣接セルは、ハンドオーバーの 場合のターゲットセルとして使用できない。位置（２）において、セルラーネッ トワークは、例えば、サービスセルＳの受信レベルが低いことによりハンドオー バーの必要性を検出する。セルＳ及びＡの重畳領域ＯＡが小さくて、隣接セルＡ のベースステーション識別子がデコードされる前に移動ステーションＭＳが位置 （２）においてセルＳの有効エリアに到達する場合には、セルＡへのハンドオー バーを行うことができず、通話が失われる。 現在、セルラーシステムにおいては、この問題を解消するための幾つかの解決 策が存在する。セルのサイズを拡張することができ、そして所要のセルの重畳を 達成するようにアンテナを向けることができる。これらの解決策は、特にネット ワークプランニングにおいて他の幾つかの問題を生じさせる。セルＳの有効到達 エリアの拡張は、ネットワークのある部分に同一チャンネル干渉を生じさせる。 セルＡの有効到達エリアが拡張された場合には、同一チャンネル干渉が生じるの に加えて、マイクロセルにより得られる利点が失われる。セルＡのアンテナをセ ルＳに向けることにより生じる開口は、他のセルから埋められねばならない。発明の要旨 本発明の目的は、上記問題を軽減又は解消する新規な方法を提供することであ る。 これは、冒頭で述べたセルラー移動ステーションシステムにおいて、本発明に より、無線信号の伝播を妨げる地形的障害、ビルディング、トンネル又は同様の 障害物が隣接セルの１つのダウンリンク送信に影を形成し、上記１つの隣接セル との間の重畳が充分でないようにする第１のセルに、上記１つの隣接セルの中継 器又はアンテナを設け、これは、上記第１のセルにおいて上記１つの隣接セルの ダウンリンク送信の有効到達エリアを拡張し、上記第１のセルのダウンリンク送 信を前もって送信及びデコードできるようにすることを特徴とするセルラー移動 ステーションシステムにより達成される。 本発明の基本的な考え方は、移動ステーションが隣接セルの実際のダウンリン ク送信を聴取できる前に、移動ステーションが隣接セルを検出してベースステー ション識別子のようなセル識別子をデコードできるようにすることである。この ため、セルの重畳エリアのサイズ要求は、実際の有効到達エリアに対して、特に 公知解決策のマイクロセルエリアのように大きくない。本発明による隣接セルの 早めの検出及びデコード動作は、無線信号の伝播を妨げる障害物が隣接セルのダ ウンリンク送信に影を作るダウンリンク方向のみにサービスするセルのエリアに 隣接セルの有効到達エリアを拡張することにより行われる。隣接セルを拡張する 目的は、高速ハンドオーバーの準備をするだけであるから、アップリンク方向に 同等の拡張を行う必要はない。本発明による隣接セルの早めの検出及びベースス テーション識別子のデコード動作により、隣接セルの実際の有効到達エリアに到 着する前であっても隣接セルをハンドオーバーの潜在的なターゲットセルとして 選択することができ、これにより、隣接セルの実際のダウンリンク送信からベー スステーション識別子をデコードするに充分な時間がなくても高速ハンドオーバ ーを確保しそして通話を維持することができる。本発明は、既存のネットワーク のプランニングに対し、既存のネットワークプランニングのセルを何ら変更せず に実施することができる。これは、特にマイクロセル環境においてネットワーク プランニングをやり直すことが困難であり、例えば、セルの拡張が他のマイクロ セルを妨げるので、著しく効果的である。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、トンネルの内側のセルからトンネルの外側のセルへ移動するときの公 知の移動ステーションシステムにおけるハンドオーバー状態を示す図である。 図２は、本発明による隣接セルのダウンリンク方向の拡張がトンネルセルにお いて行われるセルラー移動ステーションシステムを示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、移動ステーションがハンドオーバーのために隣接セルの測定を実行 し、そして隣接セルのダウンリンク信号の受信及びデコードのために充分な時間 を確保するためにセルの有効到達エリアの充分な重畳を必要とするいかなるセル ラー移動ステーションシステムにも適用できる。以下、ＧＳＭ移動ステーション システムを一例として使用して本発明を説明するが、本発明はこれに限定される ものではない。 ＧＳＭ（移動通信用のグローバルなシステム）は、パンヨーロピアンデジタル 移動ステーションシステムである。図２は、ＧＳＭシステムの幾つかの基本的な 部分のみを示し、システムの特性及び他の部分については詳細に示さない。 ＧＳＭシステムの詳細な説明については、ＧＳＭ仕様、及び「移動通信用のＧＳ Ｍシステム(The GSM System for Mobile Communications)」、Ｍ．モーリ及びＭ ．ポーテット、パライゼウ、フランス、１９９２年、ＩＳＢＮ：２―９５０７１ ９０−０−０−７を参照されたい。 移動サービス交換センターＭＳＣは、人呼び及び出呼びの交換を行う。又、公 衆交換電話ネットワークのセンターと同様のタスクも実行する。それに加えて、 移動電話トラフィックのみの特徴である機能、例えば、加入者位置管理を行う。 移動無線ステーション即ち移動ステーションＭＳは、ベースステーションシステ ムＢＳＳによりセンターＭＳＣに接続される。ベースステーションシステムＢＳ Ｓは、ベースステーションコントローラＢＳＣ及びベースステーションＢＴＳを 備えている。１つのベースステーションコントローラＢＳＣが多数のベースステ ーションＢＴＳを制御するのに使用される。ＢＳＣの１つの機能は、例えば、ハ ンドオーバーであり、ハンドオーバーは、ベースステーション内で行われるか、 又は同じＢＳＣの制御のもとにある２つのベースステーション間で行われる。明 瞭化のために、図２には１つのベースステーションシステムＢＳＳしか示されて おらず、２つのベースステーションＢＴＳ１及びＢＴＳ２がベースステーション コントローラＢＳＣに接続されている。ベースステーションの無線有効到達エリ アは、対応する無線セルＳ及びＡを備えている。 出呼びをもつ移動ステーションＭＳは、サービスセルから受信された信号の質 即ちレベルと、ハンドオーバーの準備のために隣接セルの制御チャンネル周波数 の受信レベルとを常に測定する。サービスセルは、どの隣接セルを測定すべきか を移動ステーションに通知する。ＧＳＭシステムでは、移動ステーションが聴取 して測定する制御チャンネル搬送波を、放送制御チャンネルＢＣＣＨと称する。 移動ステーションＭＳが同じＢＣＣＨ搬送波でセルを区別できるようにするため に、ベースステーション識別コードＢＳＩＣがＢＣＣＨ送信に含まれる。ある場 合に、ＭＳは、異なるセルからの２つのＢＣＣＨ送信を同じ搬送波周波数で受信 することがある。前記したように、移動ステーションＭＳには、隣接セルを測定 するために観察しなければならない搬送波周波数のリストが設けられている。移 動ステーションがサービスベースステーションＢＴＳに定期的に送信するレポー トメッセージであって、せいぜい６個の隣接セルの測定結果を含むレポートメッ セージにおいて、移動ステーションは、測定結果を報告するところの各測定され たＢＣＣＨ搬送波をＢＳＩＣに通知しなければならない。これは、移動ステーシ ョンがＢＣＣＨ搬送波の同期チャンネルＳＣＨをデコードして隣接セルのＢＳＩ Ｃを見出さねばならないことを意味する。ベースステーションＢＴＳが移動ステ ーションＭＳからの測定レポートを送信するところのベースステーションコント ローラＢＳＣは、不確実な場合にどのセルが実際に測定されたかをチェックする ことができる。ＢＣＣＨ搬送波のＢＳＩＣがデコードされない場合には、上記Ｂ ＣＣＨ搬送波の測定結果がそれ以上報告されず、そしてそれに関連した隣接セル は、ハンドオーバーの潜在的なターゲットセルとして選択することができない。 図２のセルラーシステムにおいては、ベースステーションＢＴＳ１のセルＳが トンネル２３内で障害を受けるセルであり、その有効到達エリアは、トンネルの 開口部より僅かに外側に延びている。これに対応して、ベースステーションＢＴ Ｓ２のセルＡは、トンネル２３の外側のセルであり、その有効到達エリアは、ト ンネル２３の内部には全く延びていない。従って、セルＳ及びＡの重畳エリアＯ Ａは非常に小さく、移動ステーションＭＳがトンネルから重畳エリアＯＡへ移動 するときに、あらゆる状態においてベースステーションＢＴＳ２のＢＣＣＨ搬送 波を測定しそしてデコードするに充分な時間を移動ステーションＭＳに与える ものではない。これにより、図１について説明したように、ハンドオーバー欠陥 を招くと共に、通話が失われることになる。 本発明によれば、トンネル２３がベースステーションＢＴＳ２の実際の有効到 達エリアＡに障害を及ぼす領域においてセルＳ内のダウンリンク信号ＢＣＣＨに 対して拡張された有効到達エリアＡ’が形成される。この拡張エリアＡ’は、ト ンネル２３内及びセルＡの外側のセルＳ内に配置された中継器及び方向性アンテ ナ２２により達成される。この中継器及びアンテナ２２は、ケーブル２１により ベースステーションＢＴＳ２に接続される。セルＡのダウンリンク信号ＢＣＣＨ は、拡張エリアＡ’における移動ステーションがセルＡの識別子ＢＳＩＣをデコ ードできるレベルで拡張エリアＡ’において送信される。更に、中継器及びアン テナ２２は、セルＡ及び拡張エリアＡ’が互いに著しい障害を及ぼさないように 配置される。拡張エリアＡ’における中継器及びアンテナ２２の位置は、例えば セルＡの信号レベルを測定することにより見出すことができる。 以下、ハンドオーバーに対する拡張エリアＡ’の作用を一例として説明する。 先ず、移動ステーションＭＳがサービスセルＳに接続されると仮定する。移動ス テーションＭＳは、隣接セルＡに向かって移動するときに、位置３において隣接 セルの拡張エリアＡ’に達する。この位置において、移動ステーションＭＳは、 中継器及びアンテナ２２を経て送信されたセルＡのＢＣＣＨ搬送波を受信するこ とができ、従って、ＢＳＩＣのデコードを開始する準備をすることができる。Ｂ ＳＩＣがデコードされると、ＭＳはＢＳＩＣを記憶する。このＢＣＣＨ搬送波が もはや６個の最も強力な搬送波の中にないときに、ＢＳＩＣは、ＧＳＭ仕様０５ ０８に従い少なくとも１０秒間は保持されねばならない。この時間は、５０ｋｍ ／ｈの速度で約１４０ｍの距離に対応する。移動ステーションＭＳが位置（１） において隣接セルＡの実際の有効到達エリアに達したときは、隣接セルＡの識別 子ＢＳＩＣは、拡張エリアＡ’により既にデコードされている。それ故、ハンド オーバーの場合に、セルＡは、ターゲットセルとみなすことができる。移動ステ ーションＭＳがセルＡ及びＳのエリアを高速で移動する場合には、メモリに記憶 されたＢＳＩＣを、エリアＡ’からエリアＡに移動するのに必要とされる限り、 維持することができる。移動ステーションＭＳがゆっくりと移動する場合 には、エリアＡ’とＡとの間でＢＳＩＣ情報を失うことがあるが、セルＳ及びＡ の重畳エリアＯＡにおいてそれを再びデコードすることができる。移動ステーシ ョンＭＳは、ベースステーションＢＴＳ１を経てベースステーションコントロー ラＢＳＣに測定レポートを送信する。 ベースステーションコントローラＢＳＣは、位置（２）においてハンドオーバ ーの必要性を検出する。この必要性は、例えば、サービスセルＳの低い受信レベ ルに基づいて検出することができる。ハンドオーバーの必要性が検出されると、 通話が適当な隣接セルに転送される。この場合に、ターゲットセルは、ハンドオ ーバーのための適当な隣接セルであると分かったセルＡである。これは、セルＡ がＢＳＩＣデコードにより識別されそしてセルＡの受信レベルが通話を維持する のに充分であることを意味する。 本発明は、トンネルに位置するセルＳを一例として使用することにより説明し た。本発明は、この例に何ら限定されるものではなく、同じ問題を解消するため にネットワークの影の領域に適用することができる。セルＳは、例えば、ビルデ ィング内のセルであってもよく、そしてセルＡは、ビルディングの入口より外側 のセルであってもよい。この場合に、拡張エリアＡ’は、例えば、ビルディング 内において入口の前のロビーに配置することができる。更に、セルＳは、多層階 の駐車場の内側のセルであってもよく、そしてセルＡは、駐車場の内側の入口の セルであってもよい。この場合に、拡張エリアＡ’は、駐車場の内側で、例えば 出口の前に配置することができる。更に、セルＳは、間の街路をカバーする高層 ビルディングの間のセルであってもよく、そしてセルＡは、交差する街路をカバ ーするセルであってもよい。 必要に応じて、拡張エリアは、１つのアンテナ、多数のアンテナ、アンテナと 中継器の組み合わせ、漏洩（放射）ケーブル、或いは各々の特定の場合に適当な 形式のダウンリンク拡張エリアを達成できる何らかの装置を使用することにより 形成することができる。 添付図面及びそれを参照した以上の説明は、本発明を単に例示するものに過ぎ ない。本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、上記したセルラーシステムに変更 がなされ得ることを理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハンドオーバーの判断が移動ステーションによりサービスセル(S)及び隣接 セル(A)のダウンリンク送信を測定することに基づいて行われ、そしてこれらセ ルは、一般に、ハンドオーバーの判断に対し隣接セルのダウンリンク送信の受信 及びデコード動作に充分な時間を確保するために部分的に重畳する構成(OA)に配 置されるセルラー移動ステーションシステムにおいて、無線信号の伝播を妨げる 地形的障害、ビルディング、トンネル又は同様の障害物(3,23)が１つの隣接セル (A)のダウンリンク送信に影を形成し、上記１つの隣接セルとの間の重畳(OA)が 充分でないような第１のセル(S)に、上記１つの隣接セルの中継器又はアンテナ( 22)を設け、これは、上記第１のセル(S)において上記１つの隣接セル(A)のダウ ンリンク送信の有効到達エリア(A')を拡張し、上記１つの隣接セルのダウンリン ク送信を前もって送信及びデコードできるようにすることを特徴とするセルラー 移動ステーションシステム。 ２．上記１つの隣接セルの拡張されたダウンリンク有効到達エリア(A')は、上記 １つの隣接セルのダウンリンク信号を前もってデコードできるようにし、これに より、上記隣接セルの実際の有効到達エリア(A)に達する前にハンドオーバーの ための潜在的なターゲットセルとして上記１つの隣接セルを前もって確認できる ようにする請求項１に記載のセルラー移動ステーションシステム。 ３．上記拡張されたダウンリンク有効到達エリア(A')及び実際の有効到達エリア (A)は、互いに別々である請求項１又は２に記載のセルラー移動ステーションシ ステム。 ４．上記第１のセル(S)は、ビルディング内部のセルであり、そして上記１つの 隣接セル(A)は、ビルディング外部のセルである請求項１、２又は３に記載のセ ルラー移動ステーションシステム。 ５．上記第１のセル(S)は、トンネル内部のセルであり、そして上記１つの隣接 セル(A)は、トンネル外部のセルである請求項１、２又は３に記載のセルラー移 動ステーションシステム。 ６．上記アンテナ(22)は、漏洩性ケーブルである請求項の前記いずれかに記載の セルラー移動ステーションシステム。