JPH08502638A - 通信システム内のハンドオフ中のオーディオ・ホールを削減するための方法および装置 - Google Patents
通信システム内のハンドオフ中のオーディオ・ホールを削減するための方法および装置Info
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- JPH08502638A JPH08502638A JP7505824A JP50582495A JPH08502638A JP H08502638 A JPH08502638 A JP H08502638A JP 7505824 A JP7505824 A JP 7505824A JP 50582495 A JP50582495 A JP 50582495A JP H08502638 A JPH08502638 A JP H08502638A
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Abstract
(57)【要約】
通信システムは、ハンドオフ中のメッセージ送付とポート交換に関するタイミングによるオーディオ・ホールを削減する。基地局コントローラ(BSC)と移動交換センター(MSC,123)との間に追加資源が追加されて、ハンドオフ中の目標BSC120と発信源BSC121との間の情報転送を助ける。メッセージ送付とポート交換のそれぞれに関するタイミングの問題を切り離すことにより、これら2つが互いに複合できないようにして、オーディオ・ホールが実質的に削減される。
Description
【発明の詳細な説明】
通信システム内のハンドオフ中のオーディオ・ホールを
削減するための方法および装置
発明の分野
本発明の分野は、一般に通信システムに関し、さらに詳しくは、通信システム
内の通信ハンドオフに関する。
発明の背景
通信システム、典型的にはセルラ無線電話システムは、一定の基準に基づいて
あるチャネルから別のチャネルに移動ユニットの通信を切り替えるハンドオフ(
hand off)を採用する。ハンドオフを実行する際には、いくつかの事柄を実行し
なければならない。第1に、移動ユニットに対して、セルラ無線電話のBTSを
介して、発信源基地トランシーバ局(BTS:base transceiver station)との
通信が、目標のBTSに対してハンドオフされようとしていることを通知する。
第2に、発信源BTSと目標BTSを結合するインターフェースを介してポート
の交換を行い、外部のパーティ(加入者)を目標チャネル上の移動ユニッ
トに適切に送らねばならない。この2つの事柄は、セルラ無線電話システムの異
なる場所で行われるので、移動ユニットにメッセージが信頼性をもって送られる
ための中間時間と、そのメッセージがポートの交換を行うための別の中間時間と
が存在する。これらの時間の境界を設定することは可能であるが、これらの事柄
が同時に起こらない可能性は大きい。二つの事柄の時間差が大きいと、空中イン
ターフェース内に長い中断が起こる。この中断を通常オーデオ・ホールと呼ぶ。
オーディオ・ホールの問題を克服するための1つの解決策は、3加入者回路(
TPC:three-party circuit)を利用して、発信源および目標チャネル上のブ
ロードキャスト中に、可能性のある発信源からの音声信号を追加することである
。しかし、TPCハードウェアを必要とすることは非常にコストがかかり、TP
Cを用いることが交換を受け持つ基幹施設に大きな重荷(負荷)を与えるために
、この解決策には欠点がある。他の手段もあるが、これらはセル・サイトが互い
に通信状態にあり、トランスコーダがある場合には、これが両方のセル・サイト
から情報を受け取ることを必要とする。ハンドオフがより高度な基幹施設に依存
するものであるとき(たとえば、移動交換センターすなわちMSC:mobile swi
tching center)、これらの手段を頻繁に用いることはできない。
そのため、システムのコストと負荷の両方を考慮して、
オーディオ・ホールを軽減する通信システムが必要になる。
図面の簡単な説明
第1図は、本発明の利点を採用する通信システム内でBSCを介してMSCに
結合されるBTSを一般的に示す。
第2図は、第1図のBTS内に位置し、本発明を実現するために用いられるB
TSコントローラ(BSC)およびトランシーバの一般的なブロック図を示す。
第3図は、第2図のBSC内に位置し、第2図に見られる走査および音声トラ
ンシーバを制御するために用いられる音声チャネル・コントローラ(VCC)を
示す。
第4図は、本発明により無線周波数(RF)信号を復調し、受信された信号の
強度指標(RSSI)を決定するために採用される受信機の概略図を一般的に示
す。
第5図は、本発明によるオーディオ・ホール軽減をブロック図に一般的に示す
。
好適な実施例の詳細説明
第1図は、本発明の利点を採用する通信網を一般的に示す。好適な実施例にお
いては、通信システムはアナログ・セルラ無線電話網(AMPS:analog cellu
lar radiotelephone network)であるが、狭帯域AMPS
(NAMPS:narrowband AMPS),時分割多重アクセス(TDMA:time-divi
sion multiple access)システムまたは符号分割多重アクセス(CDMA:code
-division multiple access)システム(またはこれらの任意の組合わせ)など
任意のセルラ無線電話システムで、本発明の利点を用いることができる。セルラ
無線電話網は、カバレージ・エリア(サービス提供地域)に対応するために必要
なだけの異なるセルを組み込むことができる。たとえば、セル100は、通常大
きなセルラ・システム内のカバレージ・エリア仝体の小さな部分しかカバーしな
い。セルラ網が特定のカバレージ・エリア内で大きくなると、周波数の再利用は
、必要なすべての移動局に対応するために用いられる重要なパラメータとなる。
第1図に戻ると、各セル100〜101,110〜112は、移動ユニット12
5と通信するために必要なそれぞれの基地トランシーバ局(BTS:base trans
ceiver station)を有する。発信源セル100においては、発信源BTS130
は、無線周波数(RF)信号上で移動ユニット125と通信する。その他のBT
S131,140〜142は、通信の将来的な転送(ハンドオフ)の「目標」で
あるので、目標BTSである。
BTS130〜131,140〜142のそれぞれには、少なくとも1つの二
重信号化チャネルと複数の二重音声チャネル上で動作する複数の送信機および受
信機が含まれる。
ある従来のシステムでは、1989年にMotorola Service Publications(Schaum
burg,IL.)により発行されたモトローラ社取扱説明書68P81058E05-Aに説明され
ているような種類の送信機および受信機を採用している。第2図は、BSCに結
合された1つのBTS内のトランシーバとそれに関連する制御ハードウェアとを
一般的に示す。BSC121は、通常、セル100〜101とMSC120内で
BTS130〜131間のインターフェースとなる。BSC121の要素には、
一般的に、セル・サイト・コントローラ(CSC:cell-site controller)20
3と、音声チャネル・コントローラ(VCC:voice channel controller)21
2と、信号化チャネル・コントローラ(SCC:signaling channel controller
)206と、拡張多重ポート・インターフェース(EMPI:extend multiple
port interface)(図示せず)とが含まれる。それと等しい二次BSCを採用し
て、BSCに冗長性をもたせることもできる。これらの要素は共に、音声チャネ
ル割当,信号化チャネル制御,性能監視およびその他の制御機能など、BSC1
21が呼を起こし、チャネルの位置を決定し、ハンドオフの決定を下すために用
いる機能を提供する。BSC121にはまた、MSC123に適切に結合された
イネーブラ201とスイッチ・マトリクス200と、CSC203と、BTS1
30の音声オーディオ回路が含まれ、本発明によりオーディオ・ホールの削減
を行う。これらの要素の動作を以下に説明する。
VCC212は、一次音声トランシーバ222〜225と、走査受信機221
とを制御する。第3図は、本発明を実現するために採用することのできるVCC
212のブロック図を一般的に示す。中央処理装置(CPU306)は、モトロ
ーラ社製のMC6809などのマイクロプロセッサでよい。このCPU306は
、RAMおよびEPROM312に格納されたプログラム段階により、一次音声
チャネルトランシーバ222〜225と走査受信機(群)221とを制御するた
めに用いられる。本発明の冗長性を持たない設定においては、VCC212は、
無線装置の最大30個までのチャネルと、SSDA310,音声トランシーバ・
インターフェース320および走査受信機インターフェース322を採用する1
台の走査受信機とを制御することができる。信号化データの符号化と解読とは、
SSDA308および信号符号化および回復インターフェース318を介して制
御される。トランシーバは、周辺インターフェース・アダプタ(PIA:periph
eral interface adaptor)314を介してCPU306により制御されるイネー
ブル・ドライバ324により選択される。2台のVCCを必要とする冗長性を持
つ設定においては、各トランシーバ(二重ポート)は両方のVCCと通信するこ
とができる。通常の動作条件下では、各VCCは、チャネルの半分を能動的に制
御しつつ、残りの半分と制御およびステータス・メッセ
ージを交換する。冗長性をもつCSCへのインターフェースは、ADLC304
を介して行われる。
移動ユニット125から送信された信号は、マトリクスRFボード(図示せず
)を介して音声トランシーバ222〜225の1つに入る。第4図は、移動局1
25から送信された信号を復調し、その信号の信号品質値または信号強度指標(
SSI:signal strength indication)を決定するために採用される受信機ハー
ドウェアの概略図を一般的に示す。第4図では、受信機は、入力としてダイバー
シチ受信のために偶数および奇数信号を有する。偶数ミキサ/IFボード410
は偶数信号を受け取り、奇数ミキサ/IFボード410が奇数信号を受け取る。
いずれのミキサ/IFボード405,410も、ミキシングのために第1局部発
振器(LO:local oscillator)として機能するサイドステップ・シンセサイザ
400からの入力を有する。注入/増幅器(injection/amplifier)ボード41
5は、各ミキサ/IFボード405,410の別の入力を提供し、ミキシングの
ための第2LOとして機能する。好適な実施例においてはSignetics社製の部品T
DA1576であるIF IC445,450は、制限直角検出(limiting,quadratu
re detection)と増幅を行い、オーディオ出力信号を発生する。この信号はさら
に増幅され、オーディオ制御ボード420に送られて処理される。SSI検出は
、IF IC445,450内部の回路構成と、個別のSS
I検出範囲拡張回路構成により行われる。IF IC445,450の出力は、
それぞれ線形のSSI信号となる。これらのSSI信号は、オーディオ制御ボー
ド420に送られ、ここでダイバーシチ・スイッチ425を駆動するために用い
られる。このスイッチ425が、オーディオ・スイッチ430を動作可能/動作
不能にするために用いられる。オーディオ・スイッチ430からの出力は、移動
ユニット125からの通信を表す音声信号である。この音声信号は、従来の電話
回線を介してBSC121に出力される。
セルラ網の特定のセル内の各BTSは、基地局コントローラ(BSC:base-s
tation controller)120,121に結合される。BSC120,121は、
セルラ無線電話システムの全体のアーキテクチャ内のより高いレベルで交換機能
を提供する移動交換センター(MSC:mobile switching center)123を介
して結合される。好適な実施例においては、MSC123は交換要素であり、B
SC120,121は副交換要素である。BSC120,121は、セルラ網内
のBTS間の接合点として機能する。たとえば、移動局125が、発信源セル1
00内全体を移動すると、BTS130は移動ユニット125の被受信信号強度
指標(RSSI:received signals trength indication)を連続して監視する
。移動ユニット125がBTS130から離れると、最終的に移動ユニット12
5のRSSIは転送閾値より下がる。ハンドオフが望ましい
ことがわかると、BSC121は、ハンドオフ手順を直ちに開始するか、あるい
は信号強度の測定を隣接セルに要請する。充分な信号品質(アナログ信号化タイ
プのような)をもって移動ユニット125にサービスを提供することができる使
用可能な目標BTSがあるか否かが不明確な場合は、信号強度の測定が行われる
。アナログ信号化タイプでは、BSC121は、どの近隣セルから強度測定の要
求を行うのが適しているかを判定する。
ハンドオフ手順を開始するために、発信源BTS130は、BSC121を介
して、信号強度測定要求(Signal Strength Measurement Request)メッセージ
をBSC121が隣接するセル・サイトに対して、移動ユニット125が隣接セ
ルによって、より良いサービスを提供されるか否かを判定することのできるMS
C123(または隣接のBSC)に送る。MSC123がこのメッセージを受信
すると、強度測定を実行するように要求されているセルのリストを調べ、この要
求を適切なサブセットの候補セルのリストと共にAインターフェース(MSCを
BSCに結合するリンク)上で、それらのセル上の領域を有するそれぞれの適切
なBSCに送る。たとえば、BSC120に関する適切なサブセットの候補リス
トがセル110〜112とする。BTS131,140〜142は、強度測定要
求メッセージを受信し、移動ユニット125の送信を受信し、ハンドオフ基準が
満たされていれば、目標BTS131,
140〜142がBSC121に対して応答を送って、その旨を告知する。ハン
ドオフ基準は、目標BTS131,140〜142で測定された信号強度に、発
信源BTS130により測定された信号強度と比較した場合のヒステリシス値を
プラスしたものである。ヒステリシス値は、近隣のBTS131,140〜14
2により、発信源BTS130に関して目標BTS131,140〜142の物
理的に異なる場所を考慮するために用いられる。
この時点で、BSC121は、目標セル101,110〜112のうちのどれ
がハンドオフに関してより優れた候補であるかを決定する。MSC123もまた
、ハンドオフの決定を行えるということは注目すべき重要な点である。たとえば
、セル101内の目標BTS131がRSSIとヒステリシス値との和を、セル
110内の目標BTS140のそれよりも高いと測定すると、セル101内の目
標BTS131の方がハンドオフに関してより優れた候補となる。この場合、B
SC121は、セル101内の目標BTS131に応答を送り、通信に使用する
ことができる空きチャネルがあるか否かを判定する。空きチャネルがある場合は
、目標BTS131はそのチャネルを設定し、送信を開始して、BSC121に
対してそのチャネルと、監督オーディオ・トーン(SAT:supervisory audio
tone)情報とを通知する。BSC121は、そのチャネルとSAT情報とを発信
源BTS130に中継し、発信源BTS1
30は移動ユニット125に対して新しいチャネルに同調し、SATを変更する
ように指示を下し、移動ユニット125はセル101内の目標BTS131に通
信を開始する。この時点で、移動ユニット125は、その新しいSATを用いて
セル101内に到着したものと判断される。
TDMAおよびCDMAなどのデジタル・セルラ無線電話システムにおいては
、移動ユニット125は、移動機補助ハンドオフ(MAHO:mobile assisted
handoff)と呼ばれるプロセスにより、ハンドオフ手順を補助することができる
。MAHOの間は、移動ユニット125は、周囲の近隣セルの測定を行い、測定
結果を(発信源BTS130を介して)発信源BSC121に報告する。このよ
うな新しいデジタル・セルラ無線電話システムにおいては、ハンドオフ基準は信
号強度ではなく、通常は信号のビット誤り率(BER:bit error rate)の尺度
であるが、信号の任意の質的尺度でもよい。この時点で、発信源BSC121(
またはMSC123)は、採用された特定の質的尺度を利用してハンドオフのた
めに最も優れた目標を決定し、上記のハンドオフ手順を開始する。
MSC123を挟んでハンドオフを行うと、オーディオ・ホールが最も発生し
やすい。これは、メッセージの送付と交換などのハンドオフの事柄のタイミング
によるものである。第5図は、本発明によるオーディオ・ホール軽減を一般的に
ブロック図に示す。第5図に示されるように、BS
Cの資源、たとえばBSC121を利用して、BSC121とMSC123との
間に資源を追加し、たとえばBTS140の目標BTSから発信源BTS130
にハンドオフ情報を運ぶことによりハンドオフを軽減する。
たとえば、BSC121(発信源BSC)は、BSC121のブロック500
内に、所定の基準に基づいてMSC123への結合を制御する手段を持つとする
。好適な実施例においては、ブロック500は、一般に、第2図のスイッチ・マ
トリクス200とイネーブラ201とによって構成される。イネーブラ201は
、所定の基準に基づき結合を制御するが、この基準にはソフト・ハンドオフの実
行,3加入者接続(3加入者スイッチ)および移動ユニットが(目標の)チャネ
ル上にあるか否かを検出する機能などが含まれる。3加入者接続の場合は、イネ
ーブラ201は3加入者スイッチで構成される。ソフト・ハンドオフおよび移動
ユニットがチャネル上にあるか否かの検出においては、イネーブラ201はデジ
タル信号プロセッサ(DSP)で構成され、これは好適な実施例においては、モ
トローラ社製のDSPの56000ファミリーのDSPである。MSC123を
挟む通常のハンドオフにおいては、メッセージ送付は発信源BTS130と目標
BTS140との間で、MSC123を介して行われる。メッセージ送付が開始
された後の特定の時刻に、MSC123は第5図に破線で示されるようなハード
・スイッチを構築して、これにより発信源
ポート(PSTNからの)を目標BSC120(および目標BTS140)を介
して移動ユニット125に接続する。しかし、メッセージ送付中にMSCのポー
トを切り替えることで、問題のオーディオ・ホールが発生する。
本発明により、MSC123を挟んだハンドオフが行われる場合の発信源BS
C121から目標BSC120に対するハード・スイッチではなく、MSC12
3は、まず(中継線を設定することにより)発信源BSC121と目標BSC1
20を結合するように命令される。発信源BSCは、上記の手段の1つを実現す
ることにより、いつハンドオフが行われたか(すなわち、いつ移動局125が発
信源チャネルからはずれたか)を判定して、MSC123に対して第5図の破線
で示された接続を行うように通知してハンドオフを終了することにより、オーデ
ィオ・ホールの軽減を行う。これで、オーディオ・ホールの発生に大きく寄与す
るMSC123を挟んだハンドオフ中のメッセージ送付とポート交換のタイミン
グの問題が切り離される。その結果、メッセージ送付と交換に関するタイミング
が互いに複合しないので、オーディオ・ホールのユーザに与える影響が軽減され
る。
上記のように、MSC123に対する結合を制御する3つの基準が提供される
。第5図のブロック500のイネーブラ201は、3加入者スイッチで構成され
る。この場合、3加入者スイッチを用いて、BTS130とBTS140
のオーディオ経路を一緒にすることができる。これにより、パルス・コード変調
(PCM:pulse code modulated)データの形の音声オーディオを、本発明によ
りMSC123内に結合された経路を介して3加入者接続を挟んで目標BTS1
40に送ることができる。
オーディオ・ホールを軽減する手段が、発信源BSC121ではなく目標BS
C120からの情報の検出である場合には、MSC123内に同じ接続が行なわ
れるが、伝達される音声情報の代わりに、目標BSC120は受信した情報を発
信源BSC121に送る。この場合、ブロック500のイネーブラ201は、D
SPで構成される。CSC203からの応答に基づき、イネーブラ201はハン
ドオフが終了したことを判断する。このとき、BSC121はMSC123に対
して、第5図に示される破線の接続を切り替えて、発信源ポートを目標BTS1
40上の移動ユニット125に接続するよう命令する。
システムがCDMA通信システムである場合には、ソフト・ハンドオフが採用
される。ソフト・ハンドオフ中には、移動ユニットは複数のセルを持つ物理的R
F接続に対応する。この方法により、移動ユニットは複数のセルから同時に送信
を受信することができる。サイト選択ダイバーシチ受信法が採用されている場合
には、アップリンク(移動ユニットからBTSへの送信)上で、複数のセルが1
つの移動ユニットからの送信を受信し、複数のサイトで受信結果
を利用することができる。ソフト・ハンドオフ中には、CDMA通信システム内
のすべてのセルからの送信は時間的に同期される。ソフト・ハンドオフの場合に
は、ブロック500のイネーブラ201はDSPで構成される。イネーブラ20
1により、元の発信源チャネルがハンドオフプロセスに対してもう貴重な情報を
送っていないと判断されると、ソフト・ハンドオフは終了され、BSC121は
、MSC123に対して、第5図の破線の接続を切り替えて、発信源ポートを目
標BTS140上の移動ユニット125に接続するように命令する。
本発明は特定の図面により、特定の実施例に関して説明されてきたが、本発明
の精神と範囲から逸脱することなく、その形態と詳細において種々の変更が可能
であることが当業者には理解頂けよう。たとえば、代替の実施例においては、目
標BSC120がブロック500と等価のブロックを提供することもできる。こ
の場合、MSC123は、まず発信源BSC121を目標BSC120に結合さ
せ、次にブロック500の手段が設定されると、MSC123は接続を発信源ポ
ートから目標BSC120に変更する。ハンドオフが終了すると、MSC123
は、2つのBSCを結合するMSC123内のリンクを切断するように命令され
る。いずれの場合にも(発信源BSCの場合でも目標BSCの場合でも)、BS
C間のリンクは固定されており、MSC123からタスクをオフロードするよう
になってい
る。この場合、MSC123には、発信源BSC実行の場合は、いつハンドオフ
が終了したか、また目標BSC実行の場合は、いつ目標BSC120が発信源ポ
ートに接続できる状態になっているかだけが知らされる。
代替の実施例においては、互いに結合された複数のMSCを挟んでハンドオフ
が行われるときのオーディオ・ホールの削減に、この方法を利用することもでき
る。この場合は、各MSCは、第5図に示されるようなオーディオ・ホール削減
のための経路に対する交換機能を持つことが要求される。ハンドオフが終了する
と、適切なMSCが移動ユニットを発信源ポートに接続し、他のMSCはリンク
を維持する(または、2つのMSC間の交換がPSTNにおいて行われる)。さ
らに別の実施例においては、交換要素(MSC123と同等の要素)はPSTN
でもよく、副交換要素(BSC120,121と同等の要素)は、BSCを必要
としないシステムではMSCでもよい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.通信システム内でハンドオフ中のオーディオ・ホールを削減する方法であ って: 交換装置を挟んでいつハンドオフが起こるかを判定する段階; 交換装置内で、第1副交換装置を第2副交換装置に結合する段階; 第1および第2副交換装置の一方で、ハンドオフに関するメッセージ送付がい つ実質的に終了したかを判定する段階;および 交換装置内で、ハンドオフメッセージ送付の実質的な終了に基づき、第2副交 換装置に第2ポートを結合する段階; によって構成されることを特徴とする方法。 2.交換装置が、移動交換センター(MSC)または公衆交換電話網(PST N)のいずれか一方によりさらに構成される請求項1記載の方法。 3.副交換装置が、移動交換センター(MSC)または基地局コントローラ( BSC)のいずれか一方によりさらに構成される請求項1記載の方法。 4.通信システム内のハンドオフ中のオーディオ・ホールを削減する方法であ って: 複数の交換装置を挟んだハンドオフがいつ起こるかを判定する段階; 各交換装置間で、第1副交換装置を第2副交換装置に結合する段階; 第1および第2副交換装置の一方で、ハンドオフに関するメッセージ送付がい つ実質的に終了したかを判定する段階;および 交換装置の1つの中で、ハンドオフ・メッセージ送付の実質的な終了に基づき 、第2副交換装置に第2ポートを結合する段階; によって構成されることを特徴とする方法。 5.ハンドオフ中のオーディオ・ホールを削減する通信システムであって: 交換装置を挟んでいつハンドオフが起こるかを判定する手段; 交換装置内で、第1副交換装置を第2副交換装置に結合する手段; 第1および第2副交換装置の一方で、所定の基準に基づき交換装置に対する結 合を可能にする手段;および 交換装置内で、ハンドオフに関するメッセージ送付の実質的な終了に基づき、 第2副交換装置に第2ポートを結合する手段; によって構成されることを特徴とする通信システム。 6.前記の可能にする手段が、ソフト・ハンドオフの実行,3加入者スイッチ を介する3加入者の接続および移動ユニットがチャネル上にあるか否かの検出の いずれか1つ によりさらに構成される請求項5記載の通信システム。 7.ハンドオフ中にオーディオ・ホールを削減する通信システムであって: 複数の交換装置を挟んだハンドオフがいつ起こるかを判定する手段; 各交換装置間で、第1副交換装置を第2副交換装置に結合する手段; 第1および第2副交換装置の一方で、所定の基準に基づき交換装置の一方に対 する結合を可能にする手段;および 交換装置の1つの中で、ハンドオフに関するメッセージ送付の実質的な終了に 基づき、第2副交換装置に第2ポートを結合する手段; によって構成されることを特徴とする通信システム。 8.前記の可能にする手段が、ソフト・ハンドオフの実行,3加入者スイッチ を介する3加入者の接続および移動ユニットがチャネル上にあるか否かの検出の いずれか1つによりさらに構成される請求項7記載の通信システム。
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (1)
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