JPH06508497A - Ｍａｈｏを用いるデジタル移動無線システムにおける方向性ハンドオーバ制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＭＡＨＯを用いるデジタル移動無線システムにおける方向性ハンドオーバ制御 発明の分野 本発明は、無線通信システムに関し、さらに詳しく（よ、デジタル無線通信シス テムに関する。

発明の背景 デジタル・セルラ通信システムは周知である。一般（ここのようなシステムは、 それぞれがサービス圏を有する多数のセルと、多数のセルラ電話（通信装置）（ 以下、移動局（ｍｏｂｉｌｅ　５ｔａｔｉｏｎ）またはＭＳという）とからなる 。隣接セルのサービス圏は、実質的に連続したサービス圏を提供するように部分 的に重複して構成されるのが一般的であり、この連続したサービス圏内では一つ のセルからサービスを受信する通信装置はサービスを中断せずに隣接セル（こ受 番す渡す（ハンドオフ）ことができる。ヨー口・７ノ（電気通信標準化協会（Ｅ ｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　５ｔａｎｄａｒｄｓ ［ｎ５ｒｉｔｕｔｅ：　Ｅ　Ｔ　Ｓ　Ｉ　）から入手可能なＧＳＭ勧告で規定さ れているようＩこ、Ｇ　Ｓ　Ｍ（Ｇｒｏｕｐ　５ｐｅｃｉａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ） 汎ヨーロッパデジタル・セルラ・システムはこのようなシステムの一例である。

ＧＳＭシステムは、各無線チャンネル上で８本の全二重信号経路（ＴＤＭフレー ム当たり８つのＴＤＭスロット）を与えるＴＤＭ／ＴＤＭＡシステムである。セ ル内の基地局に配置される基地トランシーバ局（ｂａｓｅ　ｔｒａｎｓｃｅｉｖ ｅｒｓｔａｔｉｏｎ：　Ｂ　Ｔ　Ｓ　）に割り当てられる一本の主無線チャンネ ルは、時分割多重化により、８つのＴＤＭスロット内の多重化された共通制御チ ャンネルのほかに、７人までの全二重トラヒック・ユーザ（音声またはデータ） に対応できる。

ＧＳＭ内でＭＳとＢＴＳとの間のページングおよびセントアップ制御情報の交信 は、ＢＴＳの主チャンネルの少なくとも一つのスロットを占める共通制御チャン ネル（ｃｏｍｍｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｈａｎｎｅｌ：　ＣＣＣＨ）上で行な われる。

ＣＣＣＨ上では、個別の識別信号と、ＢＴＳの他のすべての周波数およびスロッ トに共通の同期およびタイミング情報とがＢＴＳによって送信される。

起動時に、ＭＳは近傍のＣＣＣＨから送信されるＣＣＣＨ識別信号をめて、あら かじめプログラムされたスペクトルを走査する。ＣＣＣＨ識別信号を検出すると 、通信装置はＢＴＳの相対的近接を判定する尺度として識別信号のＱ（信号強度 など）を測定する。スペクトル内の周波数の走査を完了すると、ＭＳは最大相対 信号Ｑを与えるＢＴＳを担当ＢＴＳとして選択する。識別を行ない、適切な強い 信号に同期すると、通信装置は着信呼について選択されたＣＣＣＨを監視する。

担当ＢＴＳを監視しながら、ＭＳは担当ＢＴＳのＣＣＣＨ上で隣接基地局周波数 リストを受信する。この周波数のセットは、担当ＢＴＳに隣接するＢＴＳの主チ ャンネルのスペクトル位置を識別する。担当ＢＴＳに隣接するＢＴＳに周波数セ ットを制限することにより、最適ハンドオーバ候補であると思われるＢＴＳの信 １号強度値を測定し、担当ＢＴＳに転送するために要する時間が短縮される。ま た、周波数のセットを隣接ＢＴＳに制限することにより、信号伝搬異常によって 生じる高い信号強度を有する遠方のＢＴＳにハンドオーバする可能性が低減され る。

通常動作（アクティブ・コールを含む）において、ＭＳは近傍ＢＴＳの主チャン ネルの受信信号強度表示（ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｓｉｇｎａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ 　１ｎｄｉｃａｔｉｏｎ：　ＲＳ　Ｓ　Ｉ　）を監視／識別／測定する。ＭＳは 、担当ＢＴＳによってＭＳに通信される周波数リストを参照することによって、 近傍ＢＴＳのＲ５Ｓ　Ｉを検出／測定する。近傍ＢＴＳの信号を検出すると、Ｍ Ｓはこの近傍ＢＴＳのＩＤを復号する。

アクティブ・コールに関与する場合、ＭＳは関連する信号チャンネル上で基地局 に測定情報を返送する。この処理により、ＭＳは最も適切な（近傍の）ＢＴＳと の関連を維持することができる。この処理では、ＭＳによって異なるＢＴＳに自 律的に切り換え、このような切り換えが発生したことを示すシステムにＭＳが登 録することがある。あるいは、アクティブ交信中に、ＭＳはシステムに指示され て、より適切なりＴＳにハンドオーバすることがある。ＭＳによってＢＴＳに与 えられる情報に基づくハンドオーバは、一般に移動支援ハンドオーバ（ｍｏｂｉ ｌｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄｈａｎｄｏｖｅｒ：　Ｍ　Ａ　ＨＯ）という。

ＧＳＭでは、通信装置をターゲットＢＴＳにハンドオフする決定はパワー・バジ ェット式（ｐｏｗｅｒ　ｂｕｄｇｅｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ）　（Ｇ　Ｓ　Ｍ勧 告５．０８参照）に基づいて行なうことができる。パワー・バジェット式は、Ｍ Ｓと担当セルとの間の経路損（ｐａｔｈ　１ｏｓｓ）と、ＭＳと見込ハンドオフ ・ターゲット・セルとの間の経路損とを比較する方法を提供する。

ＧＳＭでは、ＭＳが担当ＢＴＳから規定の距離を越えるとハンドオーバが行なわ れることが望ましい。有効セル寸法を最小限に抑え、かつＭＳが最も近傍のＢＴ Ｓがらサービスを受けられるように、ハンドオフはこのような場合に望ましい。

他のハンドオーバには、ＧＳＭ勧告５．０８に規定されているように、ＲＸ　Ｑ 　Ｕ　Ａ　Ｌ　（ｈｉｇｈｂｉｔ−ｅｒｒｏｒ−ｒａｔｅ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ）を理由とするハンドオーバや、ＲＸ　Ｌ　Ｅ　Ｖ（ｄｏｗｎ　１ｉｎｋ　１ｈ ｒｅｓｈｏｌｄ　ｏｒ　ｕｐｌｉｎｋｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を理由とするハンド オーバが含まれる。

ハンドオフの決定が距離に基づいて行なわれる場合、距離の表示として用いるこ とのできるパラメータはタイミング前進（ｔｉｍｉｎｇ　ａｄｖａｎｃｅ）であ る。タイミング前進とは、担当ＢＴＳからＭＳに送信され、ＢＴＳに返送される 信号の往復信号遅延（ｒｏｕｎｄ−Ｌｒｉｐ　ｓｉｇｎａｌ　ｄｅｌａｙ）ｉこ 基づｌ、ＮてＢＴＳによって測定されるパラメータである。この測定値はＭＳの タイミングを調整するために用いられ、ＭＳからの送信がこのＭＳに割り当てら れたＴＤＭスロット内のＢＴＳに着信することを保証する。

従来のハンドオーバ・アルゴリズムは十分機能するが、ターゲット選択において 問題が発生することがある。ＧＳＭでは、見込ターゲットはＭＳによって測定さ れるＲ５５Ｉ値から判定される。一方、見込みターゲットは担当ＢＴＳ近傍のＢ ＴＳ　（ＭＳに通信される周波数リストによって決定される）に制限される。タ ーゲラ）ＢＴＳが最大容量で動作しているためにハンドオーバが延期されると、 ＭＳは隣接ＢＴＳを通過して、非隣接ＢＴＳのサービス圏に移動することがある 。ＭＳがもとの担当ＢＴＳを介してサービスを受信し続けているため、（マイク ロセルを移動する高速移動局の場合にように）ＭＳが近傍の非隣接ＢＴＳを検出 できないことがある。隣接ＢＴＳでチャンネルが利用可能になる前にＭＳが担当 ＢＴＳから遠くはなれ過ぎると、このＭＳは脱落（ｄｒｏｐ）することがある。

脱落しなくても、担当ＢＴＳからかなり離れて最大出力で動作しているＢＴＳは 、他のＭＳの場合に呼脱落を発生させる干渉源となりうる。

（もとの担当ＢＴＳに隣接する）ターゲットＢＴｓでチャンネルが利用可能にな ると、このターゲットＢＴＳへのハンドオーバが行なわれる。この時点で、新た な周波数リストがＭＳに転送される。ＭＳはこの新たな担当ＢＴＳに隣接するタ ーゲットＢＴＳのＲ５Ｓ　Ｉ値を測定して、さらにハンドオーバが行なわれ、最 終的にＭＳを最も近傍のセルに配置させることができる。このすべてのハンドオ ーバ処理の結果、ＭＳは一方のセルがら別のセルに、そしてもとの担当ＢＴＳか ら隣接ＢＴＳおよび近傍ＢＴＳにラッチニッティング（ｒａｔｃｈｅｔｉｎｇ） が行なわれる。ＭＳが近傍ＢＴＳにラチェットすると中間のＢＴＳがトラヒック ・チャンネルの確保および解放を交互に行なうので、ラチェソティングは通信シ ステムの貴重な制御資源を費やすのみならず、トラヒック・チャンネルの利用可 能性を低減する。

また、信号異常によってラチェツティングが生じることがあり、この場合、障害 物や他の局所信号伝搬特性によってＭＳがハンドオーバせずに隣接サービスを通 過する。ランチェノティングに伴う問題のため、ＭＳによって近傍ＢＴＳを識別 する改善された方法が必又となる。

発明の概要 デジタル・セルラ・システムにおいて担当基地局を介して通信信号を交信する通 信装置のハンドオーバ・ターゲノトを選択する方法を提供する。この方法は、タ イミング前進値と第１閾値とを比較する段階と、このタイミング前進値が第１閾 値を越える場合に、担当基地局に隣接していない基地局を含めるため基地局周波 数を修正する段階とによって構成される。この方法は、修正された基地局周波数 から、通信装置に最も高い相対的Ｒ５５Ｉ値を与えるハンドオーバ・ターゲット を選択する段階をさらに含む。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による複数のセルと一つの通信装置とを含むセルラ無線電話通 信システムを示す。

第２図は、本発明において基地局に配置される基地トランシーバ局のブロック図 である。

第３図は、本発明による通信装置のブロック図である。

第４図は、本発明による担当セルを退出して、隣接セルに進入する通信装置を示 す。

好適な実施例の詳細な説明 近傍基地局を識別する問題に対する解決方法は、概念的には、方向性およびタイ ミング前進に基づいて、転送されようとする通信装置に担当基地局から送信され る基地局周波数のリストをダイナミックに修正することである。分割されたセル における方向性は、セクタＩＤによって確立される。全方向性セルにおける方向 性は、まず代表位置におけるＢＴＳを含む周波数のリストを送信し、次により高 い相対的Ｒ５５Ｉ値をＭＳに与える代表基地局のＩＤに基づいて周波数のリスト を交信することにより相互作用処理を介して確立できる。

本発明による通信システム（１００）を第１図に示す。

通信システム（１００）には、多数のサービス圏（１０〜１９）が含まれ、各サ ービス圏はこのサービス圏（１０〜１９）内の中央に配置される基地局（２０〜 ２９）を含む。

一般にこのようなシステム（１００）内の通信サービスは、各基地局（２０〜２ ９）に配置されるＢＴＳがらサービス圏（１０〜１９）内で利用可能である。

第２図において、本発明によるＢＴＳ　（３０）のブロック図を示す。ＢＴＳ　 （３０）内には、資源コントローラ（３１）およびトランシーバ（３２〜３４） が含まれる。

基地局（２６）Ｇ：配置されるＢＴＳ　（以下、ｒＢＴｓ２６」という）は、Ｇ ＳＭ勧告に基づいて規定される制御資源（スロット１）上で識別信号およびタイ ミング信号を送信するように構成される。各ＢＴＳ　（２０〜２９）は、ＧＳＭ で規定されるように、隣接ＢＴＳのＲ３５Ｉ測定を目的として、基地局周波数の リストを非アクティブＭＳに送信する（例えば、ＢＴＳ２６はＢＴｓ２ｏ〜２５ の主周波数のリストを送信する）。

第３図には１本発明によるＭＳ（４０）を示す。ＭＳ（４０）内には、コントロ ーラ（４１）および関連メモリ（４２）と、トランシーバ（４３）と、信号測定 装置（４４）とが含まれる。

通信システム（１００）内の非アクティブＭＳ（４０）は、近傍ＢＴＳ　（２０ 〜２９）を監視して、監視対象ＢＴＳ　（２０〜２９）によってＭＳに識別され るＢＴＳ　（２０〜２９）のＲ３Ｓ　Ｉ値を測定するように構成される。近傍Ｂ ＴＳ　（２０〜２９）によってＭＳ（４０）に識別された基地局周波数は、次に Ｒ５５Ｉ測定を行なうためにメモリ（４２）内に保存される。非アクテイブ状態 では、ＭＳ（４０）は最も高い相対的Ｒ５Ｓ　Ｉ値を与えるＢＴＳ　（２０〜２ ９）を監視対象ＢＴＳ　（２０〜２９）として選択する。

通信システム内の呼要求、呼設定および呼管理は、ＧＳＭで規定されるように処 理される。アクティブ・コール中には、基地局周波数リストが関連信号チャンネ ル（例えば、Ｓ　Ａ　Ａ　ＣＨ（ｓｌｏｗ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｓｉｇｎａ ｌｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ）上でアクティブＭＳ（４０）に通信される。最大６ つのＢＴＳ（２０〜２９）のＲ５５Ｉ値およびＩＤが、５ＡＣＣＨ上で担当ＢＴ Ｓ　（２０〜２９）に返送される。

呼設定時には、主チヤンネル上のＴＤＭスロット（１〜７）または副チヤンネル 上のＴＤＭスロット　（０〜７）内のトラヒック・チャンネル（ＴＣＨ）にＭＳ （４０）は割り当てられる。ＭＳ（４０）からの信号は、担当ＢＴＳ（例えばＢ ＴＳ２６）によってＭＳ（４０）に送信されるタイミング前進値によってスロッ ト内で維持される。

本発明による基地局周波数リストの内容は、適切なアルゴリズムによって生成さ れる。本発明の一実施例では、基地局周波数リストの内容は、タイミング前進値 とタイミング前進閾値のセットとの比較の結果に依存する。

このような実施例では、第１閾値は担当ＢＴＳからある距離（例えば担当セル（ １０〜１９）の半径の１．５倍）はなれたＭＳ（４０）のタイミング前進値と等 しくされる。

タイミング前進値が第１閾値よりも小さい場合、担当ＢＴＳ（例えばＢＴＳ２６ ）はこの担当ＢＴＳ　（２６）に隣接するＢＴＳ　（２０〜２５）を含む基地局 周波数の第１セツトを送信する。タイミング前進値が第１閾値を越える場合、本 発明に基づいて非隣接ＢＴＳを含むように基地局周波数リストは調整される。実 際に、担当ＢＴＳからの距離および方向を表す一連の閾値に基づいて、異なる周 波数リストが生成されることがある。

一例として、ＭＳ４０はＢＴＳ　２６を介してＴＣＨに対するアクセスを要求し 、ＴＣＨが許可される。ＭＳ　（４０）に通信される基地局周波数リストは、Ｂ ＴＳ　（２０〜２５）を含む。担当ＢＴＳ　（２６）を介してＭＳ　（４０）に よって通信信号が交信されると、ＭＳ　（４０）は隣接セル（第４図の１４）に 進み、ＢＴＳ　（２４）に近くなる。この移動の際に、ＭＳ（４０）はＲ５Ｓ　 Ｉ値を担当ＢＴＳ　（２６）に送信し続ける。隣接セル（１４）に入ると、ＢＴ Ｓ２４からのＲ５Ｓ　Ｉ値はもとの担当ＢＴＳ　（２６）から隣接ＢＴＳ　（２ ４）にハンドオーバする必要があることを示す。

ＢＴＳ　（２４）においてＴＣＨが利用可能な場合、もとの担当ＢＴＳ　（２６ ）は制御情報をＭＳ（４０）に送信して、ＭＳ（４０）を隣接ＢＴＳ　（２４） にハンドオーバさせる。

隣接ＢＴＳ　（２４）においてＴＣＨがない場合、ＭＳ（４０）は隣接セル（１ ４）で移動し続け、もとの担当ＢＴＳ　（２６）を介して通信信号を交信する。

ＭＳ　（４０）が担当ＢＴＳ　（２６）からはなれ続けると、タイミング前進値 はもとの担当ＢＴＳ　（２６）によって増加され、ＭＳ（４０）と担当ＢＴＳ　 （２６）との間の増加する距離に対処する。ＭＳ（４０）が第１閾値を通過する と、担当ＢＴＳ（２６）は基地局周波数リストを修正する。ＭＳ　（４０）が第 １閾値を通過したと判断すると、担当ＢＴＳ　（２６）は相対的Ｒ５Ｓ　Ｉ値に 基づいて、ＭＳ　（４０）はＢＴＳ２４の付近であると判断する。この近接に基 づいて、担当ＢＴＳ　（２６）は近傍ＢＴＳ　（２４）とこの近傍ＢＴＳ　（２ ４）に隣接するＢＴＳ　（２５，３，２８，２７，２９）とを含む修正基地局周 波数リストを送信する。

ＭＳ（４０）が隣接セル（１４）で移動し続け、ＢＴＳ（２４）からのＲ５５Ｉ 値が最も高い相対値を与え続けると、担当ＢＴＳ　（２６）は近傍ＢＴＳ　（２ ４）へのハンドオーバを追及し続ける。一方、非隣接ＢＴＳ　（２７）のＲ５５ Ｉ値が基地局周波数リスト内の他のＢＴＳ　（２４，２５，２３，２８，２７， ２９）よりも高い相対値を与える場合、担当ＢＴＳ　（２６）は非隣接ＢＴＳ　 （２７）へのハンドオーバを追及する。

隣接セル（１４）に進入した後、ＭＳ　（４０）が隣接セル（１５）に進入する 場合、担当ＢＴＳ　（２６）は相対Ｒ５５Ｉ値によってこのような移動を検出す る。ＢＴＳ２４゜２５からのＲ３５Ｉ値が実質的に等しい場合、担当ＢＴＳ（２ ６）は隣接ＢＴＳ　（２４または２５）のいずれかへのハンドオーバを交互に追 及する。このような場合にタイミング前進値が第１閾値を越えると、担当ＢＴＳ 　（２６）は非隣接ＢＴＳ２９を基地局周波数リストに追加する。

本発明の別の実施例では、タイミング前進を利用して、ＭＳ　（４）が高層建造 物（例えば、システム１００におい・　て多くまたはすべてのＢＴＳを見ること のできる有利な位置を提供する丘陵地、高層ビルまたは橋など）に配置される場 合に、ハンドオーバを阻止することによって干渉を低減することができる。高層 建造物の場合、担当ＢＴＳ　（２６）からサービスを受信するＭＳ　（４０）は 隣接ＢＴＳ（２４）に対して見通し線位置に配置され、ＭＳ　（４０）が担当セ ル（１６）内に配置され隣接ＢＴＳ　（２４）よりも担当ＢＴＳ　（２６）の近 くに配置されていても、ＭＳ（４０）は相対的に高いＲ５Ｓ　Ｉ値を測定するこ とがある。

さらに、局所的な再利用条件により、高層建造物でのＭＳ（４０）のハンドオー バはＢＴＳ　（２０〜２２）に対する干渉源となりうる。

セル（１０〜１９）内の高層建造物の場合、最小距離閾値を設定する必要がある 。最小距離閾値は、セル半径に等しいタイミング前進値でもよい。このような実 施例では、最小距離閾値を越えたと担当ＢＴＳ　（２６）が判断するまで、ハン ドオーバは延期される。

（通常でないＲＦ伝搬状態において）最大信号強度について、ＭＳ（４０）が近 傍ＢＴＳではない異なるＢＴＳを示すことがありうることに留意されたい。シス テム１００においてこのような状態が考えられる場合、タイミング前進と２つの 最強隣接ＢＴＳとを用いて新規周波数リスト等を判定することが有利である。２ つの最強隣接ＢＴＳが担当セルからの同一方向に相関できない場合、新たな方向 性を判定するために新規周波数リストは隣接セルのもとのリストに戻る。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．デジタル・セルラ・システムにおいて担当基地局を介して通信信号を交信す る通信装置のハンドオーバ・ターゲットを選択する方法であって： Ａ）タイミング前進値と第１閾値とを比較する段階；Ｂ）前記タイミング前進値 が前記第１閾値を越える場合に、前記担当基地局に隣接していない基地局を含む ため基地局周波数リストを修正する段階；およびＣ）前記修正された基地局周波 数リストから、前記通信装置に最も高い相対的ＲＳＳＩ値を与えるハンドオーバ ・ターゲットを選択する段階； によって構成されることを特徴とする方法。
2. ２．前記修正された基地局周波数リストを前記通信装置に送信する段階をさらに 含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．前記修正された基地局周波数リストのＲＳＳＩ値を前記通信装置によって測 定する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. ４．前記測定されたＲＳＳＩ値を前記担当基地局に送信する段階をさらに含んで 構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. ５．前記選択されたハンドオーバ・ターゲットにハンドオーバする段階をさらに 含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. ６．デジタル・セルラ・システムにおいて担当基地局を介して通信信号を交信す る通信装置のハンドオーバ・ターゲットを選択する装置であって： Ａ）タイミング前進値と第１閾値とを比較する手段；Ｂ）前記担当基地局に隣接 しない基地局を含めるため基地局周波数リストを修正する手段；およびＣ）前記 修正された基地局周波数リストから、前記通信装置に最も高い相対的ＲＳＳＩ値 を与えるハンドオーバ・ターゲットを選択する手段； によって構成されることを特徴とする装置。
7. ７．前記修正された基地局周波数リストを前記通信装置に送信する手段をさらに 含んで構成されることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. ８．前記修正された基地局周波数リストのＲＳＳＩ値を前記通信装置によって測 定する手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項６記載の装置。
9. ９．前記測定されたＲＳＳＩ値を前記担当基地局に送信する手段をさらに含んで 構成されることを特徴とする請求項６記載の装置。
10. １０．前記選択されたハンドオーバ・ターゲットにハンドオーバする手段をさら に含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。