JPH11178036A - 多重副搬送波通信システムのためのソフト・ハンドオーバー・システムおよびその方法 - Google Patents

多重副搬送波通信システムのためのソフト・ハンドオーバー・システムおよびその方法

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JPH11178036A JP10257353A JP25735398A JPH11178036A JP H11178036 A JPH11178036 A JP H11178036A JP 10257353 A JP10257353 A JP 10257353A JP 25735398 A JP25735398 A JP 25735398A JP H11178036 A JPH11178036 A JP H11178036A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 多重副搬送波通信システムの性能向上のソフ
ト・ハンドオーバー・システムを提供する。 【解決手段】 ソフト・ハンドオーバー・システムはア
ップリンクおよび/またはダウンリンクの二つの基地局
と移動ユニットとの間に多重副搬送波信号を同時伝送す
る多重副搬送波を使用する。移動ユニットに達する異基
地局からの多重副搬送波伝送の相互間の遅延差が保護時
間内に納まるよう同期化を行う。ある実施形態では移動
ユニットと異セルの基地局間に対し同一セットの副搬送
波が使用され、他の実施形態では異なるセットの副搬送
波が使用される。同一セットの副搬送波を使用する場合
は、移動ユニットは異なる基地局から同一データ内容の
ダウンリンク信号を受信する。移動ユニットはダウンリ
ンク信号を単に多重路構成部分として扱い、ダイバーシ
ティ利得が増大される。多重副搬送波CDMAシステム
の場合、同一の副搬送波を使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
に関し、さらに詳細には、多重副搬送波通信システムに
関する。
【0002】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】ソ
フト・ハンドオーバーは、システムの容量と信頼性を拡
大するために使用される直接シーケンス符号分割多元接
続(CDMA)システムにおいて周知の技術である。ハ
ード・ハンドオーバーでは、移動ユニットは、複数の基
地局間で最大強度の信号を形成する基地局を選択する。
しかし、移動ユニットと基地局間の伝送路に対するフェ
ージング統計により信号のフェージングが発生する。従
って、常時最大強度の信号を形成する基地局が一局も存
在しないことがしばしばである。常時主電力レベルの信
号を伝送する基地局がない場合、ソフト・ハンドオーバ
ーは移動ユニットが多数の基地局と同時に通信するとい
う技法である。そのように行うことで、ソフト・ハンド
オーバーはそれから得られるダイバーシティのためにソ
フト・ハンドオーバー通信システムの容量と信頼性を増
大させる。ダイバーシティは数本の伝送路で受信され、
総てが同一メッセージを伝送する独立したフェージング
信号を用い伝送の信頼性を改善する方法である。これら
の伝送路からの信号を適正に複合するとフェージングが
軽減され、信頼性が改善された合成信号が形成される。
従って、移動ユニットは、単一の基地局へスイッチング
(ハード・ハンドオーバー)する代わりに多数の基地局
との通信リンクを維持し、その結果、通信不良は、総て
の通信リンクが同時に故障になった場合にのみ発生す
る。ソフト・ハンドオーバーを使用すると、ダイバーシ
ティにより信頼性が増大するために移動ユニットは通常
少ない電力で信号を伝送し一定のリンク品質を維持する
ことができる。その結果、移動ユニットがもたらす干渉
は少なくなり、それによりネットワークの容量が増大さ
れる。
【0003】通常、多重副搬送波変調システムには、い
くつかの低率信号(多重副搬送波信号)に分割される連
続した記号から成るデータ信号が含まれ、その結果、記
号時間は予期される多重路遅延拡散に比べ大きくなる。
一つのこのような多重副搬送波変調機構は直交周波数分
割多重化(OFDM)方式と呼ばれる。OFDMはTを
ブロック期間とする距離1/Tだけ離れたN個の直交副
搬送波上にデータ記号をマッピングするブロック適合変
調機構である。多重副搬送波伝送システムには多重、隣
接副搬送波(トーンまたはビンとも呼ばれる)を介しデ
ータ・ビットを並列に伝送するためにOFDM変調が用
いられる。データ信号は異なる周波数の搬送波上に変調
されるが、それぞれの「搬送波」はデータ信号の一部を
伝送するに過ぎないため、「副搬送波」という用語が使
用される。
【0004】多重副搬送波伝送の重要な利点は、伝送チ
ャンネル中の信号分散(または遅延拡散)により生じる
記号間干渉を、後続する記号の伝送間に保護時間を挿入
することによって軽減させたり、あるいは除去すること
もでき、こうして受信機に複雑なイコライザを必要とす
ることが避けられることである。保護時間があるため、
意図した信号に次いで受信機に達する各記号の遅延させ
たコピーは、後続記号の受信に先だって消滅する。
【0005】移動ユニットと基地局相互間の通信に可能
な多重副搬送波変調が行われるいくつかの異なる機構が
存在する。最も単純なケースは、異なるが固定され、隣
接するブロックの副搬送波が各移動ユニットに備えられ
る場合である。他の可能性としては、副搬送波のホッピ
ングを利用することまたは任意(非隣接)セットの副搬
送波を使用することである。さらに、多重副搬送波CD
MAを利用することもでき、そこではいくつかの移動ユ
ニットは異なる副搬送波符号化および/またはスプレッ
ディング(拡散化)コード(CDMAコード)を用い各
データ信号を伝送するために同一ブロックの副搬送波を
共用することができる。従って、多重副搬送波CDMA
は、CDMAコードを用いデータ記号を副搬送波上に符
号化し、および/または副搬送波上にスプレッディング
(拡散)することが行われ、それにより同じセットの副
搬送波に多元接続ができるようにする広帯域多重副搬送
波変調を指す。
【0006】多重副搬送波システムに対するソフト・ハ
ンドオーバー・システムは周知ではないが、ソフト・ハ
ンドオーバー・システムは、多重副搬送波通信システム
の性能を高めるために必要である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、多重副搬送波
通信システムのためのソフト・ハンドオーバー・システ
ムが含まれ、アップリンク(移動ユニットから基地局ま
で)および/またはダウンリンク(基地局から移動ユニ
ットまで)に適用できる。ソフト・ハンドオーバー・シ
ステムは多重副搬送波を用い、アップリンクおよび/ま
たはダウンリンクにおける少なくとも二つの基地局と移
動ユニットとの間に多重副搬送波信号を同時に伝送す
る。ある実施形態では、異なる基地局から移動ユニット
に達する多重副搬送波伝送における伝送相互間の遅延差
が多重副搬送波信号の多重副搬送波記号の保護時間の範
囲内に納まるよう、ソフト・ハンドオーバー・システム
は同期化した多重副搬送波伝送を行う。ソフト・ハンド
オーバー・システムのある実施形態では移動ユニットと
異なるセルの基地局との間のリンクに対し同一セットの
副搬送波が使用され、他の実施形態では移動ユニットと
異なるセルの基地局相互間のリンクに対し異なるセット
の副搬送波が用いられる。同一セットの副搬送波を用い
たソフト・ハンドオーバー・システムでは、移動ユニッ
トはデータ内容が同一なダウン・リンク信号を異なる基
地局から受信する。移動ユニットは異なる基地局からの
信号を識別する必要はない。移動ユニットは異なる基地
局からのダウンリンク信号を多重路構成部分として扱っ
ているに過ぎないが、それによってダイバーシティ利得
を拡大させる。多重副搬送波CDMAシステムの場合、
ソフト・ハンドオーバー・システムは同じCDMA符号
化および/またはスプレッディング(拡散化)コードは
もとより、同一の副搬送波を使用することができる。
【0008】他の実施形態では、ソフト・ハンドオーバ
ー・システムは移動ユニットを異なるセルの基地局に接
続する際に異なる基地局に対し異なるセットの副搬送波
を使用する。ソフト・ハンドオーバー・システムのこの
ような実施形態では、ダウン・リンクの移動ユニットは
異なるセルの基地局からの異なるセットの副搬送波上の
信号を単独に復調し、その結果、信号対雑音比の利得が
増大される。異なるセットの副搬送波の復調後、例え
ば、最大比の複合を用いることによって復調された信号
を複合することができる。ある実施形態では、最大比の
複合には異なるセットの副搬送波の対応する副搬送波の
対ノイズ信号電力のレベルに基づく重み付けをした方法
で異なるセットの副搬送波上の復調信号の複合を含める
ことができる。異なるセットの副搬送波を使用した実施
形態による多重副搬送波CDMAシステムにおいて、ソ
フト・ハンドオーバー・システムは同一または異なるセ
ットの副搬送波に異なるCDMAコードを使用すること
ができ、あるいはソフト・ハンドオーバー・システムは
異なるセットの副搬送波上に同じCDMAコード使用す
ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】ソフト・ハンドオーバー・システ
ムは、多重副搬送波通信システムの性能を改善するため
に実施できるように、本発明の原理による多重副搬送波
システムのためのソフト・ハンドオーバー・システムの
例示としての実施形態を以下に記述する。ある実施形態
では、音声を含むダウンリンク・データ信号を移動ユニ
ットに同時に伝送するためソフト・ハンドオーバー・シ
ステムにはダウンリンク上の異なる基地局によって同一
セットの副搬送波が使用される。そうすることで、移動
ユニットは異なる基地局からのダウンリンク信号を多重
路構成部分として扱い、それによりダイバーシティ利得
が増大される。ダウンリンク上に同一セットの副搬送波
と同じCDMAコードを使用する(多重副搬送波CDM
Aの実施において)ソフト・ハンドオーバー・システム
の他の利点はより簡単な実施であることである。伝送は
移動ユニットの受信機で「送信時」に有効に複合される
ため、移動ユニットに付加的なハードウェアは必要とさ
れず、ある特別なプロトコルだけが基地局への同時接続
を特徴とする。要するに、移動ユニットはそれがソフト
・ハンドオーバー状態にあることを確認する必要はな
い。
【0010】多重副搬送波システム用ソフト・ハンドオ
ーバー・システムの他の実施形態には移動ユニットを異
なる基地局に同時に接続する際に異なる基地局に対する
異なるセットの副搬送波が使用される。ソフト・ハンド
オーバー・システムのこのような実施形態では、ダウン
リンクの移動ユニットは異なる基地局からの信号を単独
に復調し、それにより信号対雑音比(SNR)利得を増
大させる。これらの実施形態によるソフト・ハンドオー
バー・システムには受信機ダイバーシティのためにダウ
ンリンクに増大された信号対雑音比利得が得られるとい
う利点がある。さらに、基地局には利用し得る副搬送波
および/またはCDMAコードを配分する一層の自由度
がある。これらの実施形態はソフト・ハンドオーバー・
システムが付加的セットの副搬送波および/または特別
なCDMAコードを復調するため、移動ユニットに特別
なハードウェアを必要とする。さらに、これらのソフト
・ハンドオーバー・システムは異なる基地局からの信号
の最大比複合をするため特別な乗算と加算を実行しなけ
ればならない。
【0011】図1に本発明のある実施形態に従って用い
た無線通信システム10を示す。無線通信システム10
は地理的エリア12に無線通信サービスを提供する。こ
の特定の実施形態では、地理的エリア12は複数のセル
14a、14b、14cに分割される。特定の無線通信
システム10によっては地理的エリア10は付加的セル
または少なくとも二つのセルに分割することができ、各
セル14はさらに複数の区域(図示せず)に分割するこ
とができる。その上、セル14a−cは六角形のエリア
として記載されているが、それとは異なるエリア形状お
よびセル数でも可能である。この特定実施形態では、そ
れぞれのセル14a−cに無線通信有効範囲を提供する
関連基地局16a−cがセル14a−cの各々に備えら
れる。基地局16a−cの各々は移動スイッチング・セ
ンター(MSC)18に接続される。他の無線中継シス
テム10は、MSCにその時点で接続された他の基地局
に基地局が接続されるシステムのようなものとして達成
可能である。さらに、本発明の態様は非集中、多重副搬
送波トランシーバの無線通信網に利用することができ
る。
【0012】この特定実施形態では、MSC18は無線
通信システム10における基地局16a−cへの有線ま
たは無線リンク30を維持し、基地局16a−c相互間
に信号伝送をする通信リンク30を提供する。さらに、
MSC18は公衆電話網(PSTN)20にすることが
できるネットワーク(PSTN)20に接続される。特
定実施形態によってはMSC18にフレ−ム・ハンドラ
ー(図示せず)と、呼プロセッサ(図示せず)および/
または他の信号処理/ハンドリング回路(図示せず)を
含めることができる。基地局16a−cの各々にも信号
処理/ハンドリング回路(図示せず)を含めることがで
きることに留意されたい。通常このような構成部品には
プロセッサ実行ソフトウェアと、特殊用途向ICおよび
/または個別構成部品が含まれる。
【0013】この特定実施形態では、基地局16a−c
の各々は地域的に固定されたターミナルで、そのターミ
ナルはその指定セル14a−cから移動ユニット22
へ、その六角形セル14a−c内のまたは他の基地局1
6a−cに指定された異なるセル内の他の移動ユニット
22へMSC18と他の基地局16a−cとを介し、あ
るいはMSC18に接続したPSTN20のいずれかの
加入者へ通信サービスを提供する。基地局16a−cの
各々には移動ユニット22からの受信信号の電力を測定
する装置または回路を含むことができ、各基地局16a
−cは移動ユニット22の測定した受信信号の電力を中
央MSC18に報告することができる。移動ユニット2
2は同一または異なるセル14の他の移動ユニット22
との通信サービスを、あるいはMSC18に接続したP
STN20のいずれかの加入者への通信サービスを要求
する。この特定実施形態では、移動ユニット22には周
囲の基地局16a−cからの受信信号の電力のような信
号測定値を測定する装置または回路が含まれる。ある実
施形態では、移動ユニット22はダウンリンク(基地局
から移動ユニットまで)の共通同期/ページング・チャ
ンネルを使用することによって信号測定値を測定する。
移動ユニット22は基地局16a−cからの信号測定値
をMSC18に報告することができ、あるいは移動ユニ
ット22は許容し得る信号測定値を有する基地局16a
−cへのソフト・ハンドオーバー接続をMSC18から
単に要求することができる。
【0014】ソフト・ハンドオーバー・システムのある
原理によれば、基地局16a−cは多重副搬送波に乗せ
て通信信号を移動ユニット22へまたは移動ユニット2
2から伝送し、および/または受信する。従って、基地
局16a−cと移動ユニット22との間の通信信号の少
なくとも一部は多重副搬送波記号から成る多重副搬送波
信号の形をとる。移動ユニット22は、それ自体を、異
なるが固定され、隣接するブロックの副搬送波を使用す
ることによって同一セル14a−c内と近隣セル相互間
の異なる移動ユニット22から識別することができる。
代わって、移動ユニット22はそれ自体を異なる多重副
搬送波コードを用いることによって異なる移動ユニット
22から識別することができる。多重副搬送波コードは
音質パターン(固定サブセットの利用し得る副搬送
波)、周波数ホッピング・パターン(多重副搬送波コー
ドによる副搬送波の時間シーケンス)または基地局16
と移動ユニット22との間における通信のための両パタ
ーンの複合にすることができる。多重副搬送波CDMA
システムにあって、同一セル14a−c内と近隣セル1
4a−c相互間の異なる移動ユニット22を識別すべく
移動ユニット22は異なるCDMAコードを使用するこ
とができる。従って、多重副搬送波CDMS実施形態で
は、異なる移動ユニット22は異なるCDMAコードを
用い同一ブロックの副搬送波に乗せて伝送することによ
ってそれら副搬送波を共有することができる。
【0015】ある実施形態では、無線通信システム10
は直交周波数分割多重化(OFDM)を用いることがで
きる。図2にOFDM送信機のような多重副搬送波送信
機複合回路40の全体ブロック図を示す。多重副搬送波
送信機回路40の異なる実施形態は多重副搬送波に乗せ
て通信信号を伝送し、さらにソフト・ハンドオーバー・
システムを実施するために構成部品を付加し、および/
または省く基地局16a−c(図1)および/または移
動ユニット22に使用することができる。この特定例で
は、多重副搬送波送信機回路40は基地局16a−cに
設けられ、OFDMを使用する。送信機回路40はMS
C18から基地局16に送られたPSTN20(図1)
からの音声情報のようなデータ・ビットの流れをデータ
・ソース42から受信する。コーディング・ブロック4
4はデータ流れを受信し、順方向エラー補正コーディン
グに備え冗長性を導入する。直並列変換器43はコーデ
ィングしたデータの流れを連続したグループまたはブロ
ックのビットに分割する。この特定実施形態では、コー
ディングしたデータ・ビットのブロックはNがOFDM
副搬送波の数に対応するNポイント複素逆離散フーリエ
変換部46(IDFT)に入力される。直角位相シフト
・キー操作(QPSK)変調を採用したこの特定実施形
態では、副搬送波毎に2データ・ビットを変調するQP
SKを用いたときに2Nd がOFDM記号でビットの総
数を表すコーディングした2Nd データ・ビットのブロ
ック上でIDFT46(ある実施形態では逆高速フーリ
エ変換)が実行される。QPSKがこの特定実施形態に
用いられていると仮定すると、2Nd ビットはNd 副搬
送波の変調に使用したNd 個の複素数に変換される。N
d はNに等しくすることができるが、過大サンプリング
した信号を形成し、さらに多元接続を許容するためN以
下にすべきである。従って、この特定実施形態では、特
別なN−Nd 個の副搬送波はゼロに設定ができる。
【0016】この特定実施形態では、IDFT46の出
力は並直列変換器45により並列から直列に変換され、
伝送のためのOFDM記号または多重副搬送波記号が形
成される。記号間干渉に対する感度を低下させるため、
周期的プレフィクサおよびウィンドウイング・ブロック
47はOFDM記号の最終部分をコピーし、OFDM記
号のコピーした部分を加えてOFDM記号を拡大する。
これは周期的プレフィクシングと呼ばれる。スペクトル
・サイドローブを軽減するため、周期的プレフィクシン
グ/ウィンドウイング・ブロック47はOFDM記号の
振幅に逐次ロールオフ・パターンを当てはめることによ
ってOFDM記号のウィンドウイングを実行する。OF
DM記号はディジタル−アナログ変換器48に入力さ
れ、その後、伝送に備え帯域波形の形を適正なRFの形
に変換する送信機前端部49に送られる。
【0017】図3に伝送された信号を多重副搬送波送信
機回路40(図2)の実施形態から受信する多重副搬送
波受信機回路50の機能ブロック図を示す。この特定実
施形態では、多重副搬送波受信機回路50はOFDM受
信機50である。OFDM受信機回路50の異なる実施
形態は多重副搬送波に乗せて通信信号を伝送し、且つソ
フト・ハンドオーバー・システムを実施するために構成
部品を付加したり、省いたりする基地局16または移動
ユニット22に使用することができる。ダウンリンク
(基地局16から移動ユニット22までの順方向リンク
としても照会される)上のソフト・ハンドオーバー・シ
ステムの場合、移動ユニット22(図1)の受信機回路
50は少なくとも二つの基地局16が同じセットの副搬
送波を使用するとき、受信機アンテナ52に先行し非一
貫的に「送信時」に、あるいは一貫して付加的な受信機
ハードウェア(例えば、異なるセットの副搬送波と複合
装置(加算器)を現在使用している各基地局に対する付
加的な位相予測/補正回路)によっていくつかの基地局
16a−c(図1)からのダウンリンク信号を複合す
る。
【0018】アップリンク(移動ユニット22から基地
局16a−cまでの逆リンクとしても照会される)にお
けるソフト・ハンドオーバー・システムのある実施形態
によれば、基地局16a−cは移動ユニット22からの
受信信号を「収集し」、受信信号の複合が行われるMS
C18に受信信号を送る。アップリンク上のこの特定実
施形態では、移動ユニット22がダウンリンク上に使用
されたときとは異なり、同一または異なるセットの副搬
送波に乗せて伝送できる。代わって、アップリンク上で
は、移動ユニット22は単一搬送波に乗せて伝送がで
き、および/または代わりの変調機構を用いることがで
きる。
【0019】この特定実施形態では、基地局16a−c
からのOFDM信号はアンテナ52で受信され、受信機
回路54と自動利得制御(AGC)ブロック56を用い
て処理(下方変換)される。処理したOFDM信号はア
ナログ−ディジタル変換器58に入力され、ディジタル
に変換される。ディジタルOFDM信号はレベル検出装
置60によって受信され、AGC36への利得予測フィ
ードバック信号が形成される。ある実施形態では、レベ
ル検出装置60は、受信機回路50の制御回路64内の
ソフト・ハンドオーバー・システムの一部62によって
使用される着信信号に関する信号測定を実行するために
使用できる。代わって、異なる信号品質の測定は受信機
50の様々な点で実行し得ることを理解されたい。例え
ば、受信信号の強度インジケータ(RSSI)65を受
信機50に使用し、信号品質を測定することができ、R
SSI65の出力は制御回路64のソフト・ハンドオー
バー・システムの前記部分62に印加することができ
る。
【0020】RSSI65は位相補正ブロック76の出
力部に接続されたところが記載されているが、以下に記
述するソフト・ハンドオーバー・システムによる基地局
16の多重副搬送波送信機回路40(図2)から受信し
た信号の平均電力レベルのような各種信号測定値を測定
するためにRSSI65は代わりの位置および/または
多数の位置に接続することができる。受信信号は、受信
信号の強度、受信信号の対ノイズ+干渉比、検出したエ
ラー(CRC)、受信通知が有ること(受信通知の欠如
は適切ではない)、平均電力レベルのような各種の信号
測定項目に従って測定できる。代わって、ダウンリンク
上の受信移動ユニット22(図1)またはアップリング
上の受信基地局16(図1)の受信機回路50は、受信
信号に関し信号測定を行うことができ、その送信機回路
40(図1)からその信号情報を送信移動ユニット22
または送信基地局16の受信機回路50へ返送すること
ができる。
【0021】ソフト・ハンドオーバー・システムの前記
部分62は、多重副搬送波受信機回路50の制御回路6
4の一部として記載されている。制御回路64と受信機
回路50の他のブロックとの間における若干数の接続部
だけが記載されているが、制御回路64はある様式に従
ってブロックの総てに接続できるか、あるいは制御機構
のその部分はブロックの各々の内部に設けられることを
理解されたい。さらに、ソフト・ハンドオーバー・シス
テムの他の部分は、レベル検出装置60の内部と、多重
副搬送波送信機回路40(図2)のブロック内と、基地
局16の内部および/またはMSC28の内部のような
受信機回路50のブロック内に設けることができる。
【0022】アナログ−ディジタル変換器58からのデ
ィジタルOFDM信号は、周波数補正ブロック68とタ
イミング/周波数同期化ブロック70によっても受信さ
れる。タイミング/周波数同期化ブロック70はOFD
M記号のタイミングを得て、初期周波数オフセットを補
正すべく周波数予測信号を周波数補正ブロック68に供
給し、タイミング信号を離散フーリエ変換(DFT)ブ
ロック72に供給する。OFDM信号は直並列変換器7
1によって直列から並列に変換され、DFT72に出力
される。DFT72(いくつかの実施形態における高速
フーリエ変換部)は送信基地局16または送信移動ユニ
ット22の送信機回路40(図2)からの多重副搬送波
信号またはOFDM信号を構成する副搬送波上でN点離
散フーリエ変換を行う設計である。この特定実施形態に
対するNd副搬送波の場合、合成されるNd 複素副搬送
波は、並直列変換器73によって並列から直列に変換さ
れ、位相予測ブロック74と位相補正ブロック76に入
力される。この特定実施形態における送信機回路40
(図2)について述べたように、DFT72からの特別
なN−Nd 副搬送波出力は、ゼロとして扱うことができ
る。位相予測ブロック74は、Nd 副搬送波の位相を追
跡し、位相予測値を位相補正ブロック76に出力し、そ
の位相補正ブロックはそれ故にNd 副搬送波を補正す
る。
【0023】ダウンリンク上の異なる基地局16a−c
によって同一セットの副搬送波を使用するソフト・ハン
ドオーバー・システムの場合、移動ユニット22(図
1)の受信機50には、一組の位相予測ブロック74と
位相補正ブロック76が含まれる。異なる基地局16a
−cに対する同一セットの副搬送波を使用する実施形態
では、補正された副搬送波は、多重副搬送波送信機40
(図2)の順方向エラー補正コードを復号化し、データ
送信先80にデータ信号を出力する復号化ブロック78
に入力される。異なる基地局16によって異なるセット
の副搬送波を用いるソフト・ハンドオーバー・システム
の場合、移動ユニット22(図1)の受信機50には異
なる基地局16(図1)からのソフト・ハンドオーバー
を行うために使用する異なるセットの副搬送波を扱うた
め、位相予測ブロック74と位相補正ブロック76に対
する付加的なセットまたはハードウェアが含まれる。さ
らに、異なる基地局16によって異なるセットの副搬送
波を使用するソフト・ハンドオーバー・システムの場
合、加算器構成のような複合装置82は、伝送が行われ
ている多重副搬送波記号の同一部分に対応する異なるセ
ットの副搬送波のそれぞれの副搬送波を複合するため、
ある実施形態で使用される。
【0024】多重副搬送波CDMAの例では、相関ブロ
ック83は、位相補正ブロック76からの補正した副搬
送波を受信する。受信移動ユニット22´(図1)に計
画された多重副搬送波記号を抽出するため、相関ブロッ
ク83は送信機40(図2)のある実施形態にあっては
CDMAコードに複合された補正済み副搬送波を相関さ
せ、デ・スプレッディングする。相関ブロック83は、
異なる基地局16a−cが受信移動ユニット22(図
1)に指定された同一のCDMAコードを使用し、およ
び/または異なる基地局16a−cが受信移動ユニット
22(図1)に指定された異なるCDMAコードを使用
している異なる基地局16a−cによって使用される同
一セットの副搬送波からの多重副搬送波信号を相関さ
せ、デ・スプレッディングする構成にすることができ
る。代わって、相関ブロック83は、異なる基地局16
a−cが受信移動ユニット22(図1)に指定された同
一のCDMAコードを使用し、および/または異なる基
地局16a−cが受信移動ユニット22(図1)に指定
された異なるCDMAコードを使用している異なる基地
局16a−cによって使用される異なるセットの副搬送
波からの多重副搬送波信号を相関させ、デ・スプレッデ
ィングする構成にすることができる。
【0025】ある実施形態では、相関器83は復号化ブ
ロック78に多重副搬送波信号を直接出力する。多重副
搬送波CDMAを使用するいくつかの実施形態では、相
関器82は復号化に先行し多重路型の各副搬送波を複合
装置82に出力する。基地局16a−cが異なるセット
の副搬送波上に多重副搬送波CDMAを使用する場合、
複合装置82は、多重副搬送波信号の同一部分に対応す
る異なるセットの副搬送波の内のそれぞれの副搬送波も
複合する。さらに、異なる基地局16a−cによって異
なるCDMAコードを使用するある実施形態では、複合
装置82は多重副搬送波記号の同一部分に対応し、異な
るCDMAコードを用い相関させ、デ・スプレッディン
グされたそれぞれの副搬送波を複合する構成である。移
動ユニット22に対する異なる型の多重副搬送波記号の
適切な複合後、多重副搬送波記号は復号化ブロック78
に出力される。適切な復号化後、多重副搬送波記号は送
信先またはユーザ80に出力される。
【0026】一般に、OFDMシステムのような多重副
搬送波システムの記号速度は純粋なCDMAシステムの
チップ速度よりも大幅に低いため、多重副搬送波システ
ムに対する同期化条件は、例えば純粋なCDMAシステ
ムの場合よりも厳しくない。多重副搬送波システムで
は、記号速度は保護時間に直接関係する(経験則:記号
期間の1/10が保護時間である)。アップリンク上で
ソフト・ハンドオーバーの状態にあっては、基地局16
a−cは、多重副搬送波記号に対する保護時間の公差内
に移動ユニット22によって伝送された総ての副搬送波
の信号を受信すべきである。多重路遅延信号を考慮する
と、例えば、保護時間の1/2以内のような一層厳しい
同期化条件を実行することができる。ダウンリンク上で
ソフト・ハンドオーバーの状態にあるとき、移動ユニッ
ト22は多重副搬送波記号の保護時間内に異なる基地局
16a−cからの総ての副搬送波の信号も受信すべきで
ある。異なる基地局16a−cが異なる副搬送波で同時
に伝送するときダウンリンク上のソフト・ハンドオーバ
ー・システムのある実施形態では、移動ユニット22
(図1)と基地局16との間に記号の同期化が必要であ
る。このような同期化はグループ・スペシャル・モバイ
ル(GSM)のような時分割多元接続(TDMA)シス
テムに既に存在する。
【0027】全地球位置把握システム(GPS)はIS
−95CDMAシステムにおける基地局が同期化される
方法に似た様式に合わせ異なる基地局16a−cを同期
化するために使用することができる。代わって、基地局
16a−cは基地局16a−cを接続する(ある実施形
態ではMSC18を介して)有線または無線リンクによ
って同期化することができ、しかも基地局は自身を自動
的に、例えば、それぞれの周回遅延に従い同期化するこ
とができる。例えば、ジャパニーズ・パーソナル・ハン
ディホン・システム(PHS)は大気を介し基地局の同
期化を実行すると考えられている。さらに、MSC18
(図1)は基地局16a−cの同期化に使用することが
できる。移動ユニット22はダウンリンクのページング
/同期チャンネルをモニターし、タイミングを得ること
で同期化ができる。例えば、グループ・スペシャル・モ
バイル(GSM)におけるように、移動ユニット22が
呼び出し準備を要求すると、基地局16はそのスロット
・タイミングと対比した移動ユニットの遅延を決定す
る。その後、基地局16は移動ユニット22が次の伝送
を進めることを要求する。基地局16からの移動ユニッ
トの遅延を確認することにより「タイミングの進み」を
考慮することによって基地局16は周回遅延の補正さえ
もできる。
【0028】ソフト・ハンドオーバー・システムは特に
信号の信頼性が必要とされるエリアにおける信号の信頼
性を改善することを目的とする。図1にソフト・ハンド
オーバー・システムのある実施形態の場合の関心エリア
を表す斜線エリア26を示す。斜線エリア26はセル1
4a−cの境界領域に位置する。従って、領域26にお
ける移動ユニット22は基地局16a−cから比較的微
弱な信号を受信する傾向があり、ソフト・ハンドオーバ
ー・システムは特にエリア26内における信号の信頼性
を改善しようとする。さらに、斜線エリア26は基地局
16a−cの内の少なくとも二つから領域26内の移動
ユニット22への通信信号相互間に十分小さなタイミン
グ・オフセットをもたせる傾向がある。代わって、ソフ
ト・ハンドオーバー・システムはタイミング・オフセッ
トが比較的大きなエリア内であってもセル14a−c全
体に亘り能動的であり得る。それらのエリア内にあっ
て、基地局16a−cと、移動ユニット22および/ま
たはMSC18は異なる基地局16a−cからの信号が
比較的同じタイミングで移動ユニット22によって受信
されるよう、何等かの同期化の形を取らねばならない。
その上、移動ユニット22からの信号は、ある実施形態
ではMSC18での収集と処理に備え、ある時間公差内
で異なる基地局16a−cによって受信されなけらばな
らない。
【0029】運転時、本発明の原理によるソフト・ハン
ドオーバー・システムの特定実施形態は以下のように動
作する。図1の地点X1において、移動ユニット22は
ソフト・ハンドオーバーの状態ではない。移動ユニット
22は基地局16aの六角形セル・エリア14a内にあ
り、基地局16aと移動ユニット22との間で行われる
通信の品質は許容レベルである。移動ユニット22は基
地局16aを介し通信し、基地局16aとの通信に移動
ユニット22は一セットの利用し得る副搬送波を使用す
る。例えば、移動ユニット22は、基地局16aとの通
信に利用し得る1000の副搬送波の内、一組24個の
副搬送波を使用することができる。
【0030】移動ユニット22は基地局16aからの信
号の電力レベルと、他の基地局16b−cからの信号の
電力レベルをモニタする。移動ユニット22は様々なチ
ャンネルをモニタし、各種の信号品質測定を実行するこ
とができる。例えば、移動ユニット22は、基地局16
a−cの各々に対するいずれかの指定信号伝送チャンネ
ル(例えば、パイロット/同期/ページング・チャンネ
ル)と、それぞれの基地局16a−cのいずれかのデー
タ・チャンネル、あるいはサブセットのデータ・チャン
ネルをモニタでき、および/または挿入されたパイロッ
ト記号を周期的に探索することができる。移動ユニット
は例えばRSSI65(図3)を使用することによって
モニタしたチャンネル上の信号の平均電力レベルを測定
することができる。各種の電力と他の品質測定を実行す
ることができる。
【0031】移動ユニットが地点X1からX2まで移動
するとき、この特定例における移動ユニット22は基地
局16aからの通信信号が微弱化しつつあり、あるレベ
ル以下に降下してしまったことを認知する。移動ユニッ
ト22は基地局16cからの通信信号の存在の検出もす
る。基地局16aからの信号の測定値はあるレベル以下
であり、および/または基地局16cからの信号の測定
値はあるレベル以上であるため、移動ユニット22は基
地局16cとのソフト・ハンドオーバー接続を要求す
る。この特定実施形態では、移動ユニット22は基地局
16cへのソフト・ハンドオーバーを要求し、その基地
局は更なる動作をMSC18と取り決める。移動ユニッ
ト22は基地局16cからの通信信号の電力レベルまた
は信号品質測定値に基づきソフト・ハンドオーバーをス
タートさせる。代わって、基地局16cは移動ユニット
22から基地局16cへの通信信号の測定値に基づき基
地局16cと移動ユニット22との間のソフト・ハンド
オーバー接続をスタートさせることができ、あるいは基
地局16cは移動ユニット22からの信号の測定値をソ
フト・ハンドオーバーをスタートさせるMSC18へ出
力する。さらに、移動ユニット22はこれが基地局16
cから受信する信号の測定値を基地局16aまたは16
cに伝送することができ、しかも基地局16aまたは1
6cはソフト・ハンドオーバーをスタートさせか、ある
いはそれらの測定値はソフト・ハンドオーバーをスター
トさせるMSC18に送られる。
【0032】ソフト・ハンドオーバーをスタートさせる
ため、移動ユニット22と基地局16c、はソフト・ハ
ンンドオーバ状態に入るタイミングについて、ソフト・
ハンドオーバーに関与する基地局16と副搬送波につい
て、および/またはソフト・ハンドオーバー接続に関与
する多重副搬送波コードおよび/またはCDMAコード
(多重副搬送波CDMAの実施に当たり)についてMS
C18を介し信号伝送情報を交換する。ある実施形態で
は、移動ユニット22は基地局16cとのソフト・ハン
ドオーバー接続に備えた基地局16aとの通信に際し移
動ユニット22によって使用されている同一セットの副
搬送波を要求する。それに応じ、基地局16cは基地局
16aと同じデータを同一セットの副搬送波に乗せて移
動ユニット22に伝送する。ダウンリンクにあって、移
動ユニット22は、同一データと共に全数の副搬送波を
受信し、基地局16aと16cからの信号を識別するこ
とはできない。若干の副搬送波は同一の副搬送波に乗せ
て同一データを伝送する基地局16aと16cのために
微弱化することがあるが、ソフト・ハンドオーバー・シ
ステムの本実施形態の効果は特別多重路構成部分の付加
に類似しており、それによって多重路ダイバーシティ利
得を増大させる。さらに、ソフト・ハンドオーバー・シ
ステムのこのような実施形態は比較的実施が容易で、付
加的なハードウェア、即ち異なる基地局への同時接続を
可能にする付加的なプロトコルを必要とすることはな
い。
【0033】さらに、多重副搬送波CDMAシステムに
あってソフト・ハンドオーバー・システムは、基地局1
6cとのソフト・ハンドオーバー接続の段取りに際し基
地局16aと通信するため、移動ユニット22によって
使用されている同じ副搬送波と同一のCDDMAコード
を使用することができる。
【0034】本特定例を採用した他の実施形態では、移
動ユニット22と基地局16cとの間のソフト・ハンド
オーバー接続のために異なるセットの副搬送波を使用す
る。移動ユニット22は異なる基地局16aと16cを
識別し、基地局16aと16cからの信号を別々に復調
する。従って、上述した特定な例を用い移動ユニット2
2は24個に代わりに48個の異なる副搬送波を変調
し、そのために付加的なハードウェア、および/または
変調する電力を必要とする。ソフト・ハンドオーバー接
続のために異なるセットの副搬送波を使用するソフト・
ハンドオーバー・システムは、受信機ダイバーシティの
ために信号対雑音比の増加をもたらす。さらに、本実施
形態は利用し得る副搬送波の割り当てに際し基地局16
cおよび/またはMSC18に一層の自由度を与える。
多重副搬送波システムにあって、ソフト・ハンドオーバ
ー・システムは、同一または異なるセットの副搬送波上
に異なるCDMAコードを、あるいは異なるセットの副
搬送波上に同じCDMAコードを使用することができ
る。
【0035】地点X2において、移動ユニット22はソ
フト・ハンドオーバー状態にあり、上述したソフト・ハ
ンドオーバー・システムの実施形態に従って基地局16
aと基地局16cの双方と尚も通信を継続している。代
わって、本発明の態様によれば、ソフト・ハンドオーバ
ー・システムは、基地局16a−cにおける現在の呼
量、チャンネルの有効性及び他の動作状態に従い特定の
基地局に使用する上述実施形態の内の一つを有利に選択
する二重モード実施形態を含めることができる。従っ
て、ソフト・ハンドオーバー・システムは同一セットの
副搬送波および/またはCDMAコードを用い移動ユニ
ット22と基地局16a−bとの間の接続と、例えば、
基地局16cが基地局16a−bによって使用されてい
るセットの副搬送波を既に用いているのであれば、異な
るセットの副搬送波を使用し移動ユニット22と基地局
16cとの間の接続を行うことができる。さらに、ソフ
ト・ハンドオーバー・システムは代わりの実施形態を使
用することができ、そこでは移動ユニット22が使用で
きる利用し得る副搬送波の内、ソフト・ハンドオーバー
・システムはソフト・ハンドオーバーに関与する異なる
基地局16a−cにとって同一である若干数の副搬送波
と、異なる基地局16a−cにとって異なる若干数の副
搬送波を割り当てる。
【0036】この特定例において地点X2からX3まで
の移動時、ソフト・ハンドオーバー・システムはこれに
関し上述した実施形態に従い同一または異なる副搬送波
を使用し移動ユニット22と基地局16a、16cとの
間のソフト・ハンドオーバー接続を維持する。多重副搬
送波CDMAの例にあって、ソフト・ハンドオーバー・
システムはソフト・ハンドオーバー接続を維持するた
め、同一または異なる副搬送波拡散化CDMAコードの
使用もできる。この特定な例では、移動ユニット22は
この地点における基地局16bからの信号の検出もす
る。移動ユニット22は特定の副搬送波と、特定セット
の副搬送波および/または、特定の信号伝送/ページン
グ/同期チャンネルをモニタすることによって基地局1
6bを検出することができる。代わって、移動ユニット
22はMSC18と基地局16aまたは16cの一方を
介し基地局16bからの通信によって基地局16bの存
在を検出することができる。この代替実施形態では、基
地局16bは移動ユニット22の存在に関し特定の副搬
送波または特定セットの副搬送波をモニタすることがで
きる。
【0037】移動ユニット22および/または基地局1
6bは移動ユニット22および/または基地局16bの
信号測定値を使用するソフト・ハンドオーバーをスター
トさせる。前記のように、信号測定値は電力値測定量ま
たは他の信号品質測定値にすることができる。ある実施
形態では、特定の副搬送波上の信号の信号測定値がある
レベル以上であれば、ソフト・ハンドオーバーがスター
トされる。移動ユニット22と基地局16bとの間にソ
フト・ハンドオーバー接続を確立する際に、移動ユニッ
ト22と基地局16bはMSC18と基地局16aまた
は16bを介し信号伝送情報を交換する。信号伝送情報
には基地局16がソフト・ハンドオーバー接続(例え
ば、基地局16b)を確立し、ソフト・ハンドオーバー
接続に備えて副搬送波に使用され(および/または多重
副搬送波CDMAの実施に際しCDMAコードに用いら
れる)、しかもソフト・ハンドオーバー接続を確立する
とき用いられる情報が含まれる。
【0038】地点X3においてソフト・ハンドオーバー
・システムは移動ユニット22と基地局16a−cとの
間に既に通信を確立し、維持している。従って、基地局
16bとのソフト・ハンドオーバー接続が他の基地局1
6aおよび/または16cとの通信に使用される一セッ
トの副搬送波(および多重副搬送波CDMAの例におけ
る同一のCDMAコード)で確立されるのであれば、移
動ユニット22は付加的な信号を多重路構成部分として
扱うことができる。基地局16cとのソフト・ハンド接
続が他の基地局16aおよび/または16cとの通信の
ために使用される異なる一セットの副搬送波(および多
重副搬送波CDMAの例における異なるCDMAコー
ド)で確立されるのであれば、移動ユニット22は異な
るセットの副搬送波を用いて信号を単独に復調する。
【0039】移動ユニット22と基地局16a、16c
との間の信号の測定値があるレベル以下に降下してお
り、および/または移動ユニット22と基地局16bと
の間の信号の測定値はあるレベル以上であるため、地点
X3から地点X4への移動時、ソフト・ハンドオーバー
・システムは、この特定例ではソフト・ハンドオーバー
の状態をそのままにする。信号測定は移動ユニット22
および/または基地局16a−cによって行うことがで
きる。この特定実施形態では、基地局16a−cはソフ
ト・ハンドオーバー状態をそのままにしておくときにつ
いてMSC18を介し信号伝送情報を交換し、しかも基
地局16bは移動ユニット22との通信を引き継いでい
る。地点X4では、移動ユニット22は最早ソフト・ハ
ンドオーバーの状態ではなく、移動ユニット22との通
信は基地局16bを通して行われる。
【0040】前記実施形態の他に、多重副搬送波システ
ムに対するソフト・ハンドオーバー・システムに代わる
もので、構成部品を省き、および/または構成部品を加
え、および/または記述したソフト・ハンドオーバー・
システムの変形、あるいは一部を使用する構成は達成可
能である。例えば、ソフト・ハンドオーバー・システム
はソフト・ハンドオーバー状態に入るかどうかの決定に
際し各種タイプの信号測定値を使用することができる。
さらに、ソフト・ハンドオーバー・システムを使用した
多重副搬送波通信システムはOFDMシステムとして記
述してきたが他の多重副搬送波システムは本発明の原理
に従ってソフト・ハンドオーバー・システムを使用する
ことができる。さらに、前記ソフト・ハンドオーバー・
システムはいくつかの構成部品またはブロックから成る
ものとして説明してきたが、ソフト・ハンドオーバー・
システムとその一部は特殊用途向IC、ソフトウェア駆
動処理回路または個別構成部品の他の装置で実施するこ
とができることを理解されたい。
【0041】記述してきたものは本発明の原理の応用を
単に例示しただけものである。当該技術に詳しい者には
これらおよび各種他の変更、装置及び方法が本明細書に
示し、記述した例示としての応用に厳密に従うことな
く、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに本発明
に対し成り立ち得ることが容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理によるソフト・ハンドオーバー・
システムを用いた多重副搬送波通信システムを示す図で
ある。
【図2】本発明のある原理によるソフト・ハンドオーバ
ー・システムに用いることができる多重副搬送波送信機
回路の実施形態のブロック図である。
【図3】本発明のある原理によるソフト・ハンドオーバ
ー・システムに使用できる多重副搬送波受信機回路の実
施形態のブロック図である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信信号を出力する方法であって、少な
    くとも二つの基地局から移動ユニットに多重副搬送波記
    号として通信信号を多重副搬送波に乗せて同時に伝送す
    るステップを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記多
    重副搬送波に乗せた異なる型の前記通信信号の遅延差が
    前記多重副搬送波記号の保護時間内に納まるよう、前記
    少なくとも二つの基地局からの前記多重副搬送波を同期
    化するステップを含むことを特徴する方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記移
    動ユニットと前記少なくとも二つの基地局との間に前記
    通信信号を同時に伝送するため、同一セットの副搬送波
    を各基地局によって使用するステップが含まれることを
    特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の方法において、前記同
    一セットの前記副搬送波に乗せた前記通信信号を前記移
    動ユニットによって受信するステップと、前記少なくと
    も二つの基地局からの前記同一セットの副搬送波に乗せ
    た前記通信信号を多重路構成部分として取り扱うステッ
    プとを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の方法において、前記移
    動ユニットと前記少なくとも二つの基地局との間に前記
    多重副搬送波に乗せて通信信号を同時に伝送する際にC
    DMAコードを使用するステップを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の方法において、前記使
    用するステップが前記移動ユニットと前記少なくとも二
    つの基地局との間に前記通信信号を同時に伝送するた
    め、前記少なくとも二つの基地局に対し異なるセットの
    副搬送波を使用するステップを含むことを特徴とする方
    法。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の方法において、各基地
    局に対する前記異なるセットの副搬送波に乗せた信号を
    単独的に復調するステップを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載の方法において、前記移
    動ユニットと前記少なくとも二つの基地局との間に前記
    異なるセットの副搬送波に乗せて通信信号を同時に伝送
    するため、前記少なくとも二つの基地局に対し異なるC
    DMAコードを使用するステップを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 請求項6に記載の方法において、前記異
    なるセットの副搬送波上に同一のCDMAコードを使用
    するステップを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】 ソフト・ハンドオーバー・システムを
    含む多重副搬送波通信システムであって、少なくとも二
    つの基地局から多重副搬送波を用い前記通信信号を受信
    する構成の移動ユニットに多重副搬送波を使用して通信
    信号を伝送する構成の前記少なくとも二つの基地局を特
    徴とする多重副搬送波通信システム。
  11. 【請求項11】 請求項11に記載のソフト・ハンドオ
    ーバー・システムにおいて、前記少なくとも二つの基地
    局が同一セットの多重副搬送波を使用し通信信号を伝送
    する構成であることを特徴とするシステム。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載のソフト・ハンドオ
    ーバー・システムにおいて、前記少なくとも二つの基地
    局が異なるセットの多重副搬送波を使用し通信信号を伝
    送する構成であることを特徴とするシステム。
  13. 【請求項13】 請求項13に記載のソフト・ハンドオ
    ーバー・システムにおいて、前記移動ユニットが前記少
    なくとも二つの基地局から前記異なるセットの前記多重
    副搬送波を使用し通信信号を受信し、前記異なるセット
    の多重副搬送波上の前記通信信号を単独に復調する構成
    であることを特徴とするシステム。
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