JPH09511107A

JPH09511107A - セルラー電気通信システムにおけるセミ・ハード・ハンドオフ

Info

Publication number: JPH09511107A
Application number: JP7519900A
Authority: JP
Inventors: ペーテルムスジンスキー
Original assignee: ノキアテレコミュニカシオンスオサケユキチュア
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1997-11-04
Also published as: EP0741954A1; NO963148D0; ATE200378T1; EP0741954B1; DE69427039D1; NO963148L; AU681621B2; US5790528A; AU5886694A; DE69427039T2; WO1995020865A1

Abstract

(57)【要約】ＣＤＭＡセルラー電気通信システムであって、移動交換機（ＭＳＣ）と、ベース・ステーション（ＢＳ）と、移動ステーション（ＭＳ）を備えており、新たなＣＤＭＡハンドオフ手続とセミ・ハード・ハンドオフが使用される。セミ・ハード・ハンドオフは、隣接する移動交換機（ＭＳＣ１、ＭＳＣ２）によって制御される２つのサービス領域（ＳＡ１、ＳＡ２）の境界に位置付けられた、１つ及び同一の境界ベース・ステーション（ＢＳ１２）の内部で発生する。本発明のセミ・ハード・ハンドオフは、第１の隣接移動交換機から第２の隣接移動交換機への通信制御機能のネットワーク・ベース・ハンドオフであり、境界ベース・ステーション（ＢＳ１２）と移動ステーション（ＭＳ）の間の動作中のＣＤＭＡ無線通信を妨害することがない。

Description

【発明の詳細な説明】セルラー電気通信システムにおけるセミ・ハード・ハンドオフ発明の属する技術分野本発明は、セルラー電気通信システム、詳細には、セルラー電気通信システム内の異なる移動交換センターに接続された複数のベースステーションと１つの移動ステーションの間のハンドオフのための新規な且つ改善されたシステムに関する。従来の技術コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）変調は、無線スペクトルの共通部分を利用する多数の移動ユーザ間におけるデジタル通信を可能ならしめる技術の１つであるが、セルラー電気通信システムに対しても同様である。他のよく知られた無線アクセス技術は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）と周波数分割アクセス（ＦＤＭＡ）である。本発明と非常に関連するソフト・ハンドオフの概念は、上述した多重アクセス技術の３つ全てに適用することができ、また、従来のハード・ハンドオフ・スキームを適用した場合には、システムの能力は向上し、また、喪失する呼出しをより少なくすることができる。しかしながら、ソフト・ハンドオフは、ＣＤＭＡには絶対的である。なぜなら、従来のハード・ハンドオフの使用はシステムの性能を非常に低下させるからである。本発明の背景はＣＤＭＡセルラー電気通信システムにあるが、本発明はＣＤＭＡに限定されないことを理解すべきである。セルラー電気通信システムに対するＣＤＭＡの応用例は、大体において、1991年5月19〜21日にSt．Louis，MOで開催された第41回IEEE乗物用技術会議で公開されたAllen SalmasiとKlein S．Gilhousenによる“On the System Desig n Aspects of Code Division Multiple Access（CDMA）Applied to Digital Cel lular and Personal Communications Networks”に記述されている。上述の刊行物では、ダイレクト・シーケンスＣＤＭＡ（ＤＳ−ＣＤＭＡ、簡単に言えば、以下のＣＤＭＡ）技術が記述されており、ここでは、多数のユーザ移動ステーション（ＭＳ）が、ＣＤＭＡ無線拡張スペクトル信号を介して、複数のベース・ステーションと（ＢＳ：セル・サイトとも呼ばれる）アップリンク（移動ステイションからベース・ステーションへの）およびダウンリンク（ベース・ステーションから移動ステーションへの）方向で通信を行う。従来のＣＤＭＡ電気通信システムの一般的なネットワーク形態が図１に示されている。ベース・ステーションＢＳ１０、１２、１４、１６は、ユーザのＭＳ２０で発生されユーザのＭＳ２０でそれぞれが終了するようなこれらのＣＤＭＡ無線信号を、共通展開パルス・コード変調（ＰＣＭ）回路装置のような地上電気通信伝送装置と関連して使用するのに適した形に変換する。ベース・ステーションは、更に、これらのユーザ信号をアップリンクおよびダウンリンク方向に移動交換センター１若しくは２（ＭＳＣ：移動交換機、若しくは、移動電話交換オフィス（ＭＴＳＯ）とも呼ばれる）へ中継して、更に処理を行う。上述のユーザ通信信号は、デジタル・ボイス信号と制御情報（信号とも呼ばれる）を備える。ＭＳＣは、上述の従属領域上の多重化および変換作業を実行し、ボイス信号を、例えば公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）内の、他のユーザへ中継する。ＭＳＣはまた、信号情報を解釈し、反応し、発生して、ユーザ間の通信リンク全体を制御する。これらの通信リンク制御機能は、ＣＤＭＡ無線リンクの品質劣化やその後のハンドオフの初期化のようなＣＤＭＡ無線リンク関連事象の他、コール・セットアップやティア・ダウンのような一般の呼出し関連事象の管理も行う。ＣＤＭＡが、一般の媒体内で、大陸移動電気通信システムの大きなセルに展開されている場合、多重経路無線伝播環境の平均遅延時間拡張は、通常、ＤＳ−ＣＤＭＡ信号のチップ継続時間よりも大きい。このため、ＣＤＭＡは非同期モードで動作されなければならず、この結果、当然のことながら、拡張スペクトル多重アクセス・ユーザ信号の直交性は直交拡張コードのみによっては達成され得ない。それ故、通信は、異なるセルから発生された信号間のみならず、更には、単一セル内においてもシステム自己誘導妨害を被る。このようなＣＤＭＡセルラーシステムに関しては、それ故に、通信ユーザ間における何らかの余計なＣＤＭＡ妨害を最小にするように、裏を返せば、所望のＣＤＭＡユーザ信号からできるだけ多くのエネルギーを捕獲し且つ利用するように、システム全体を設計することが重要である。このシステム設計の要望は、セルラー電気通信システム内のどの多重アクセス方法にも当てはまる一般的な要求であるが、ＦＤＭＡやＴＤＭＡベース・システムに対してはそれほど厳格なものではなく、これらのシステムでは、内部セル妨害は、各多重アクセス方法の固有の特性によって防止され、相互セル妨害は、予め計画されたセルラー周波数再使用スキームによって制限される。従って、ＣＤＭＡは、ＦＤＭＡやＴＤＭＡとは異なり、妨害を厳しく制限する方法で動作する。それにもかかわらず、ソフト・ハンドオフは、ＴＤＭＡシステム能力も改善するが、ゲインはＣＤＭＡシステムに対するものより小さい。以下、本発明をＣＤＭＡセルラー電気通信システムの場合に関して例示する。上述のＣＤＭＡシステム設計の目的を実行する幾つかの方法は、上で参照したＣＤＭＡセルラー電気通信システムの実施例に関しても容易に同一と認められる。例えば、記述された閉ループＭＳ伝送パワー制御方法は、単一のＢＳ内の全てのアップリンクＣＤＭＡ信号の受信の品質を、高速および低速フェージング処理の実行中に急速に変化する無線伝播チャネルのバックグランドに対して、連続的に均等化するという目的を有する。この目的のため、ＢＳは、信号品質を表示する受信Ｅ_b／Ｎ_o値を各ＭＳＣＤＭＡアップリンク通信から周期的に測定し、その後、適当なパワー制御コマンドをダウンリンク通信チャネル上に、そのパワー制御コマンドに従ってＣＤＭＡ送信パワーを設定するようなＭＳに向けて、伝送する。理想的には、全てのＭＳＣＤＭＡアップリンク信号は、ＢＳにおいて、同品質で、しかも、所定の品質スレショルドを受ける通信リンクを維持するのに必要な最小の強度で、受信される。前述のシステム設計を対象とする他の実施例は、動作中のＣＤＭＡ通信の間の信号ダイバーシティー結合と関連する移動援助ソフト・ハンドオフ方法である。この方法について以下に概略をまとめており、また、この方法は、本発明と非常に関連する。信号ダイバーシティー結合に関連する移動援助ソフト・ハンドオフは、ＭＳとＭＳＣ間の伝送セグメント上のユーザ通信信号を、第１と第２のＢＳを介して、アップリンクおよびダウンリンク方向で同時に中継し、ＭＳとＭＳＣで信号ダイバーシティー受信を実行してユーザ信号品質を強化する。この方法は、単一の第１のＢＳと初期的に通信を行っているＭＳが、この第１のＢＳと第２のＢＳのオーバーラップ適用領域に移動して、この第２のＢＳからＭＳＣに十分に強い信号を利用できることが報告されたときに、ＭＳＣによってインボウクされる。ソフト・ハンドオフの間に、信号ダイバーシティー結合に関連して、ＭＳが該ＭＳとＭＳＣの通信を妨害したことは未だかつてない。ＭＳＣは、一般に、ポスト・検出／デコーディング・デジタルエンコード・通話フレーム選択結合を展開する。ソフト・ハンドオフの初期化中のＭＳの報告支援を可能にするため、全てのＢＳが、パイロット信号と呼ばれるＣＤＭＡダウンリンク参照信号を送信することができる。ＭＳは、ＣＤＭＡセルラー電気通信システムのサービス領域中を動き回っている場合には、第１のＢＳと通信を行っている最中は、様々な隣接のＢＳのパイロット信号を周期的にデ・モジュレートし、対応するパイロット信号の品質表示を引き出す。また、測定されたパイロットＥ_b／Ｎ_oは、信号強度／品質表示として使用され得る。この表示は、ハンドオフに対する志願者ＢＳのランクリストを決定し、信号情報の形でＭＳＣへ送信される。第１のＢＳも連続的にＣＤＭＡアップリンク信号品質測定を実行することができ、これらの観測に基づいてソフト・ハンドオフ要求表示をＭＳＣへ与えることができることも理解すべきである。通常、ソフト・ハンドオフは、信号ダイバーシティー結合との関連で、ＭＳＣによって初期化される。この初期化は、第２のＢＳがソフト・ハンドオフ遷移のために必要とされるリソースを得ることができることに加え、第１のＢＳのパイロット信号品質と更に第２のＢＳのパイロット信号品質とがＭＳとＭＳＣに対して利用可能にされた所定のスレショルドに従って十分良好であることをＭＳが報告した場合に、行われる。その後、ＭＳは、ＭＳＣによって第１のＢＳを介して信号によって命令され、ソフト・ハンドオフを初期化し、且つ、ダウンリンクにおける信号ダイバーシティー結合を開始する。更に、ＭＳＣは、ユーザ信号の付加的なリレーを第２のＢＳを介して初期化し、アップリンク方向におけるユーザ信号のダイバーシティー結合を開始する。関連するＢＳの双方が、前述の閉ループ・パワー制御方法を自治的にインボウクする。ＭＳは、そのＣＤＭＡ送信パワーを２つのコマンド・パワー・レベルの最小のものに設定して他の通信リンクとの余計なＣＤＭＡ妨害を減少させる。最後に、ＭＳが第２のＢＳの領域内で確実に確立され、第１のＢＳから受信したパイロット信号がＭＳに対して利用可能にされた所定のスレショルドに従って十分に弱められたときに、ＭＳがこの状態をＭＳＣに報告し、ＭＳＣは信号ダイバーシティー結合を用いてソフト・ハンドオフを終了させ、その後は、ＣＤＭＡ通信を維持するために第２のＢＳだけを使用する。信号ダイバーシティー結合を用いたソフト・ハンドオフのこの処理は、ＭＳがＣＤＭＡセルラー電気通信システムのサービス領域内で移動したときに、および、測定されたＣＤＭＡ信号品質表示が示唆したときに、反復され得る。同時期のＴＤＭＡベース・セルラー電気通信システムの幾つかはまた、対応するＭＳダウンリンク信号品質測定の形で、第１のＢＳから第２のＢＳへのハンドオフを要求するためのトリガとして、上に概要を述べた方法と非常によく似た方法でＭＳの援助を利用する。しかしながら、これらのシステムは、通常、ハード・ハンドオフと呼ばれるスキームを使用しており、該スキームでは、ＭＳは、ＭＳＣからの命令に応答して、第１のＢＳとの通信を崩壊させ、第２のＢＳの表示ＴＤＭＡ無線チャネルに調整し、その後、アップリンクとダウンリンク通信を再開する。ＭＳは１つ以上のＢＳと同時に通信したことはいまだかつてなく、それ故、上述のソフト・ハンドオフ方法に対する場合と同じようには、ＭＳにおいても、また、ＭＳＣにおいても、対応する信号ダイバーシティー結合は発生しない。この従来のハード・ハンドオフ・スキームは、ＣＤＭＡにも同様の方法で適用することができるが、それが可能である場合には常に、以下に述べるようなＣＤＭＡシステム能力の理由から、ＣＤＭＡは避けられるべきである。ソフトおよびハード・ハンドオフのコンテクスト内では、ハンドオフ志願者ＢＳを決定するためにＭＳダウンリンク信号品質測定に関連して使用される前述の所定のスレショルドは、ハンドオフ・マージンとも呼ばれる。時間平均処理との関連でのこれらのハンドオフ・マージンの使用は、ＭＳが、隣接する２つのＢＳの無線信号適用領域間の、通常は不明瞭であるような境界の内部を移動するときに、周波数ハンドオフ（ハンドオフ・ピンポン効果とも呼ばれる）を防止するために必要である。このような周波数ハンドオフは、ＭＳＣの処理能力に過負荷を与える。ＣＤＭＡソフト・ハンドオフを信号ダイバーシティー結合を用いて制御するため、ハンドオフ・マージンは、１〜３ｄＢくらい小さく選定することができ、これに対して、従来のハード・ハンドオフの場合は、有害なハンドオフ・ピンポン効果を防止するために、通常６〜１０ｄＢが必要とされる。前述のＣＤＭＡの妨害限界動作を参照すれば明らかなように、ＣＤＭＡが効率的に動作するには本質的に小さなハンドオフ・マージンが必要である。従来のＣＤＭＡハード・ハンドオフの使用は、大きなハード・ハンドオフ・マージンが必要とされることに関連して、実質的に、ＣＤＭＡシステム能力を減少させてしまう。ＣＤＭＡセルラー電気通信システムでは、従来のハード・ハンドオフは例外的な状況の場合にのみ容認し得ることとされ、通常のシステム動作モードでは容認されない。本発明のセミ・ハード・ハンドオフは、従来のハード・ハンドオフ・スキームのこれらの欠点を緩和する。問題となるハンドオフのタイプは、内部交換ハンドオフ、つまり、隣接するＭＳＣと接続されたＢＳ同士の間のハンドオフである。この状況を、従来のセルラー・システムに関する図１を参照して記述する。ＭＳ２０は、ＭＳＣ１のソフト・ハンドオフ領域ＳＡ１の内部、若しくは、ＭＳＣ２のソフト・ハンドオフ領域ＳＡ２の内部のいずれでも、ソフト・ハンドオフを行うことができるが、これらの領域の境界の内部を移動しているときにはそれを行うことはできない。例えば、ＭＳ２０がＢＳ１２、１４の有効領域内に存在する場合、いずれのソフト・ハンドオフも発生することができない。ＭＳ２０がＢＳ１２に接続されて、ＢＳ１４に向かって移動すると仮定したとき、従来のシステムでは、ＭＳ２０がソフト・ハンドオフ領域ＳＡ１からソフト・ハンドオフ領域ＳＡ２へハンド・オフされるべき場合には、従来のＣＤＭＡハード内部ＭＳＣハンドオフは、ＢＳ１２からＢＳ１４へ、また、ＭＳＣ１からＭＳＣ２へ、実行されなければならない。この従来のタイプのハード・ハンドオフは、信頼性が低く、また、ハード・ハンドオフ・マージンを必要とすることからＣＤＭＡ能力には非常に有害である。発明の概要本発明の目的は、従来のＣＤＭＡ内部ＭＳＣハード・ハンドオフの有害な影響（例えば、能力の減少）を防止することにある。本発明の１つの特徴は、セルラー電気通信システムにあり、該システムは、複数の移動ステーションと、第１の移動交換機と、第２の移動交換機と、複数のベース・ステーションと、を備え、前記複数のベース・ステーションの第１のグループは前記第１の移動交換機にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの第２のグループは前記第２の移動交換機にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの中の少なくとも１つは前記第１の移動交換機と前記第２の移動交換機の両方に接続された境界ベース・ステーションであることを特徴とするシステムである。本発明の他の特徴は、通信制御機能を、前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ、前記移動ステーションと前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションの無線接続を崩壊させることなしにハンドオフするためのセミ・ハード・ハンドオフ方法にある。本発明によれば、新たなＣＤＭＡハンドオフ手続、以下、セミ・ハード・ハンドオフと呼ぶ、が使用される。セミ・ハード・ハンドオフは、異なる移動交換機（以下、隣接移動交換機と呼ぶ）によって制御される２つの無線適用領域の境界に位置付けられた、１つの及び同じベース・ステーション（以下、境界ベース・ステーションと呼ぶ）の内部で起こる。この境界ベース・ステーションは、これらの隣接移動交換機の両方に接続され、また、これらの両方からアクセスされ得る。本発明のセミ・ハード・ハンドオフは、第１の隣接移動交換機から第２の隣接移動交換機への通信制御機能のネットワーク・ベース・ハンドオフであり、これは、境界ベース・ステーションと移動ステーションの間の動作中のＣＤＭＡ無線通信を妨害しない。セミ・ハード・ハンドオフは、ベース・ステーションにスイッチ手段を要求し、セミ・ハード・ハンドオフの実行中に必要とされたときに、接続された隣接移動交換機のいずれかにユーザ無線通信信号を接続できるようにする。隣接移動交換機と境界ベース・ステーションのスイッチ手段へのこれらの多数の接続により、これらの隣接移動交換機の間のオーバーラップ・ソフト・ハンドオフ・サービス領域を提供するものであり、これは従来のセルラー電気通信システムでは提供されない。セミ・ハード・ハンドオフは、こうして、このオーバーラップ・ソフト・ハンドオフ・サービス領域（境界ベース・ステーションによって生成される）の内部で発生し、これにより、所望としない従来のＣＤＭＡ内部交換ハード・ハンドオフを防止する。図面の簡単な説明本発明の特徴と利点は、以下に述べた詳細な説明を図面とともに参照することによってより明確なものとなるだろう。図１は、従来のＣＤＭＡセルラー電気通信システムの概略を示す図である。図２は、本発明によるＣＤＭＡセルラー電気通信システムの一実施例を示す概略図である。図３は、ＣＤＭＡセルラー電気通信システム内で使用する移動交換センターの好ましい実施例を示すブロック図である。図４は、ＣＤＭＡセルラー電気通信システム内で使用するベース・ステーションの好ましい実施例を示すブロック図である。発明の実施の形態及び実施例図２は、本発明が関連するＣＤＭＡセルラー電気通信システムの一実施例を示す。図２に示されたシステムは、従来のＣＤＭＡソフト・ハンドオフ技術とマクロダイバーシティー信号結合技術を改善するものであり、大体において1991年５月19日〜21日のSt．Louis，MOにおける第41回IEEE乗物用技術会議で公表されたA llen SalmasiとKlein S．Gilhousenによる“On the System Design Aspects of Code Division Multiple Access（CDMA）Applied to Digital Cellular and Per sonal Communications Networks”に記述されているようなものである。ＢＳ１２は、リンク３２、３４を介して隣接するＭＳＣ１、２へ接続された境界ＢＳである。ＢＳ１２のこの二重接続は、ＭＳＣ１とＭＳＣ２のソフト・ハンドオフ領域ＳＡ１、ＳＡ２のぞれぞれを効果的に拡張し、これによって、オーバーラップ・ソフト・ハンドオフ領域ＯＡを生成する。境界領域の適用範囲に位置しない他のＢＳ１０、１４が存在していてもよく、それ故、１つのＭＳＣ（ＭＳＣ１若しくはＭＳＣ２）にだけ接続されていればよい。セミ・ハード・ハンドオフはオーバーラップ・カバー領域ＯＡで起こる。以下、セミ・ハード・ハンドオフの使用を従来技術によるソフト・ハンドオフとともに記述する。ＭＳ２０がソフト・ハンドオフ領域ＳＡ１からＳＡ２の方向に移動して、ＢＳ１０、１２、１４の無線適用領域を（この順番で）通過すると仮定する。ＭＳ２０は、初期的にはＢＳ１０に接続されて、ＭＳＣ１を介して他のシステムユーザ（ＰＳＴＮ内に位置していると仮定する）と接続されていると仮定する。ＭＳ２０が移動し続けると、ＭＳ２０は更に境界ＢＳ１２の無線適用領域にエンターする。ここでは、ＭＳＣ１に対するＢＳ１２の接続３２により、従来のソフト・ハンドオフを初期化することもできる。ＭＳＣ１は、信号ダイバーシティー結合点として機能し、接続を制御し続ける。ＭＳがＢＳ１０から離れるように移動してＢＳ１２へより接近したときは、従来のソフト・ハンドオフは終了させることができ、ＭＳ２０はＢＳ１２とのみ（ＭＳＣ１を介して）通信を行う。ＢＳ１０、１２、１４の受信パイロット信号強度は、ＭＳ２０によって繰り返し測定されて、隣接セル測定報告の形でＭＳＣ１に報告が戻されていることから、これらの受信パイロット信号強度が、ＢＳ２０がＢＳ１２によってカバーされるセル内で確実に確立されてＢＳ１０から離れる方向でＢＳ１４へ向かって移動し続けていることを表示する場合には、本発明のセミ・ハード・ハンドオフがＭＳＣ１によってインボウクされ得る。この手続は以下のようなものである。 − ＭＳ２０によって実行されたパイロット信号品質測定報告から、ＭＳＣ１は、ＭＳ２０がＢＳ１２の適用領域内で確実に確立されてＢＳ１０から離れる方向でＢＳ１４へ向かって移動し続けていることを学習する。更に、セルラーネットワーク形態データから、ＭＳＣ１は、ＢＳ１２はＭＳＣ２によって（リンク３４を介して）もアクセス可能であること学習する。従って、ＭＳＣ２に対するセミ・ハード・ハンドオフが、予め決定されたスレショルド・パラメータに従ってＭＳＣ１によって決定され得る。この結果、ＭＳＣ１は、ＭＳＣ２へ向かうデジタル・リンク４０上の回路をリザーブする。ＭＳＣ１は、すでにダウンリンク方向にブリッジ接続を確立していることもあり、ＰＳＴＮからの脚４２をリンク４０上の新たな回路に接続する。 − ＭＳＣ１は、適当な信号情報をＭＳＣ２に送信することによってＭＳＣ２に向かうセミ・ハード・ハンドオフを要求し、また、伝送リンク４０上に新たに割り当てられた回路を表示する。ＭＳＣ２は、次に、進行中の通信を処理し制御するために必要とされるリソースを割り当てて作動させる。これらのリソースには、（ＳＡ２内の可能な後のソフト・ハンドオフのための）アップリンク・ユーザ情報フレームのダイバーシティー結合を実行するための装置、音声通信のためのボイス・トランスコード装置、ＭＳおよびＢＳ信号リンク終了装置、および、適当な制御プロセスが含まれる。 − ＭＳＣ２は、ＢＳ１２へ向かうデジタルリンク３４上に回路を割り当てて、適当な信号情報をＢＳ１２へ送信することによってＢＳ１２内のセミ・ハード・ハンドオフを要求し、また、新たに割り当てられた伝送リンク３４上の回路を表示する。 − ＢＳ１２は、そのスイッチ２５０によって(図４参照)、ＭＳ２０からの及びＭＳ２０への進行中の無線通信信号を、この新たに割り当てられたリンク３４上の回路に接続する。その後、ＢＳ１２は、適当な信号をＭＳＣ２に送り返すことによって、ＭＳＣ２に対するトランザクションが完全に完了したことに対して肯定応答を行う。 − ＭＳＣ２は、適当な信号をＭＳＣ１に送り返すことにより、ＭＳＣ１へのセミ・ハード・ハンドオフが完全に完了したことに対して肯定応答を行う。 − ＭＳ２０への及びＭＳ２０からの信号リンクは、ＭＳＣ２内の新たに割り当てられた制御プロセスに接続され得る。この時点で、ＭＳＣ２は適時、複数のＭＳ−ＭＳＣのレイヤ２に関してＭＳ２０へ信号リンク・リセット表示を送信し、信号接続のコンシステンシーを回復する。ＭＳ２０は、その信号リンク・コンテクストをＭＳＣ２とともに初期化することによってこのリセット作業に応答する。しかしながら、このようなリセット作業は、物理無線リンク・レイヤ(レイヤ１)に影響を与えない。この結果、通常のＣＤＭＡ閉ループ・パワー制御作業が、ＭＳ２０と支持ＢＳ１２の間で、セミ・ハード・ハンドオフによるなんらの崩壊もなしに、実行され得る。更に、呼出処理（レイヤ３）に関連する信号は影響されない。 − ＭＳＣ１は、セミ・ハード・ハンドオフが完全に完了したことの肯定応答をＭＳＣ２から受け取ったときに、アップリンク方向においてリンク３２から新たなリンク４０のアップリンク方向へ切り換えて、新たなリンク４０をリンク４２上の回路と接続する。一旦この作業が完了すると、ＰＳＴＮとのＭＳ２０のユーザ情報の両方向性通信は完全に回復される。ＭＳＣ１は、また、このユーザ通信に関連するリソースを解放する。これらのリソースは、これらに限定されるものではないが、アップリンク・ユーザ情報フレーム、音声通信のためのボイス・トランスコード装置、ＭＳおよびＢＳ信号リンク終了装置、および、適当な制御処理を含む。ＭＳＣ１は、また、デジタルリンク３２上のＢＳ１２へ向かう回路を解放する。ＭＳＣ１は、こうして、呼出し制御に関してそれ以上は係わらない。しかしながら、ＭＳＣ１は、いまだ、デジタル・リンク４０と４２の間の切り換え点として機能する。これは、本発明のセミ・ハード・ハンドオフ手続を終了させる。この結果、無線リンク制御機能は、ＢＳ１２とＭＳ２０の間の進行中の無線リンク、特に、ＭＳ２０の閉ループ・パワー制御を妨害することなく、ＭＳＣ１からＭＳＣ２へハンド・オフされる。ここで、従来のソフト・ハンドオフ作業（ＭＳＣ２によって制御される）は、ソフト・ハンドオフ領域ＳＡ２内で発生し得る。例えば、ＭＳ２０が更にＢＳ１４へ移動した場合、ＢＳ１２から１４へのソフト・ハンドオフが初期化され得る。従って、ＭＳＣ１からＭＳＣ２への従来のＣＤＭＡハード・ハンドオフは、システムの耐久性と容量において対応するゲインをもって回避される。図３は、本発明が関連するＣＤＭＡセルラー電気通信システムで使用するＭＳＣの一実施例である。デジタル・リンク１２０、１２２、１２４と１２６は、移動交換機ＭＳＣを、公衆交換電話網ＰＳＴＮや、他の複数の移動交換機ＭＳＣや、更に、複数のベース・ステーションＢＳに、それぞれ接続する。これらのデジタル・リンクは、音声のようなユーザ情報を運搬し、更に、信号情報を運搬する。本発明の好ましい実施例では、信号情報は１つの、同じ物理送信設備上へユーザ情報と共に多重化されていると仮定している。Ｔ１伝送装置は信号システムＮｏ７と共に、デジタル・リンク装置のような一実施例として機能し得る。ユーザ情報ストリームは、上述のエンティティの間でデジタル・スイッチ１１２によって切り換えられる。対応する信号情報が伝送され、また、パケット・スイッチ１１４によって受け取られ、中継される。パケット・スイッチ１１４は、ＭＳＣ制御プロセッサ１１０にも接続されており、ＭＳＣ制御プロセッサは、信号情報源、および、シンクとして、それぞれ機能する。ＭＳＣ制御プロセッサ１１０は、自身にアドレスされた信号メッセージを解釈し、また、このメッセージに反応し、また、適当である場合には、他のエンティティへの信号メッセージを求めることもできる。ＭＳＣ制御プロセッサ１１０は、また、デジタル・スイッチ１１２内の接続装置を呼出状態に従って制御する。更に、ＭＳＣ制御プロセッサ１１０は、呼出しセットアップやティア・ダウンの間、対応するリソース・プールからトランスコーダ＆コンバイナー装置１００を割り当て、また、解放する（このトランスコーダ＆コンバイナー装置１００の１つだけが図に示されている）。トランスコーダ＆コンバイナー装置１００は、ＰＳＴＮで使用されるような一般的なμ−法則エンコード・ボイスと無線リンク上で使用されるＣＥＬＰのような低速デジタル・ボイス・コーディング装置との間で変換するため必要とされる。このトランスコーディング機能に加えて、トランスコーダ＆コンバイナー装置１００は、また、アップリンク方向で信号ダイバーシティー結合を、ダウンリンク方向で信号複製を、実行する。更に、トランスコーダ＆コンバイナー装置１００は、ソフト・ハンドオフの間に信号ダイバーシティー結合と同期し、情報は関連するＢＳへ及びＢＳから流れ、デジタル・リンク１２４、１２６上に伝送され、デジタル・スイッチ１１２を通じて、回路１３０、１３２を介して、デジタル・リンク１２０、デジタル・スイッチ１１２、および、回路１３４を通じて切り換えられるＰＳＴＮへの及びＰＳＴＮからの情報フローを用いて切り換えられる（２ブランチＢＳダイバーシティーだけが図２に示されている）。本発明の好ましい実施例では、デジタル音若しくはデータを備えるユーザ通信信号は、この接続に関連する信号情報とともに多重化され、ＢＳとＭＳＣ間の地上伝送リンク１２４、１２６に適したデジタル・フレーム・フォーマットで運搬される。これらのフレームは、後に、トランスコーダ＆コンバイナー・フレームと呼ばれる。このユーザ情報に加えて、トランスコーダ＆コンバイナー・フレームは、ＭＳＣ内でのアップリンク方向における信号ダイバーシティー結合のために用いられるような、ＢＳによって与えられる信号品質に関連する情報も含むことができる。更に、トランスコーダ＆コンバイナー・フレームは、ソフト・ハンドオフの間、ＢＳとＭＳＣの間の同時リンク１２４、１２６を信号ダイバーシティー結合と同期するために、関連するＢＳやＭＳＣによって与えられたデジタル信号を含むことができる。回路１３０、１３２、１３４上に到着および発せられるこれらのトランスコーダ＆コンバイナー・フレームは、アップリンクおよびダウンリンク方向のそれぞれに関してデジタルメモリ１０４にバッファされる。デジタル・プロセッサ１０２は、トランスコーダ＆コンバイナー・フレームを、デジタル・メモリ１０４から及びそこへ周期的に読出し及び書き込む。アップリンク方向において、回路１３０、１３２からメモリ１０４へ到着するトランスコーダ＆コンバイナー・フレームに添えられた信号品質表示が点検され、プロセッサ１０２が、これらの表示に基づいてダイバーシティー選択を実行する。ダウンリンク方向では、回路１３４からメモリ１０４中へ到達するボイス・サンプルがトランスコードされ、プロセッサ１０２によってトランスコーダ＆コンバイナー・フレーム中へパックされる。トランスコーダ＆コンバイナー装置１００は、また、デジタル・プロセッサ１０２によって、ユーザ信号情報をトランスコーダ＆コンバイナー・フレームから引出したり、若しくは、そこへ挿入し、また、この信号情報をＭＳＣ制御プロセッサ１１０へ回路１４０を介して提供し、若しくは、受け取る。これらの手段によって、ＭＳＣ制御プロセッサ１１０は、パイロット信号品質測定報告のようなＭＳ信号情報を受け取る。こうして、ＭＳＣ制御プロセッサ１１０は、ソフトおよびセミ・ハード・ハンドオフを初期化し且つ終了させるために必要な情報を所有する。更に、これらの手段によってＭＳＣ制御プロセッサ１１０は、回路１４０、１３０、１３２、および、リンク１２４を介して適当なハンドオフ命令をＭＳへ出すことができ、同様に、デジタル・パケット・スイッチ１１４とリンク１２２を介して他のＭＳＣへ出すのにもこれが必要とされる。図４は、本発明が関連するＣＤＭＡセルラー電気通信システムで使用されるＢＳの一実施例である。ブロック２００は、ＢＳ内の単一のＣＤＭＡ通信を支持するのに必要とされる装置を示すものであり、ＣＤＭＡチャネル装置と呼ばれる。図４には、同じような３つのチャネル・ユニット２００Ａ、２００Ｂ、および、２００Ｃが示されている。本発明によるベース・ステーションは、２つの移動交換機、例えば、ＭＳＣ１とＭＳＣ２に、デジタル・リンク２３２Ａや２３２Ｂによってそれぞれ接続されている。デジタル・スイッチ２５０は、チャネル・ユニット２００とデジタル・リンク２３２A、２３２Ｂの間に設けられて、２３２Ａ２３２Ｂの間で、ユーザ情報ストリームをチャネル・ユニット２００Ａ、２００Ｂ、および、２００Ｃから、又は、それらのユニットへ切り換える。スイッチ２５０を通ずる接続は、要求に応じて回路が切り換えられる動的接続であってもよいし、また、このスイッチは高速パケット・スイッチの形をしていてもよい。本発明のより好ましい実施例では、スイッチ２５０は、要求に応じて切り換えられるタイプの回路である。図４に示されたベース・ステーションの形態は、図２のベース・ステーション１２、１４に適している。ベース・ステーション１０、１４は、１つのＭＳＣリンクのみを必要とし、従って、デジタルスイッチ２５０を省略できる点を除けば同じ形態である。アップリンク方向では、ＣＤＭＡユーザ通信信号は、デジタルＣＤＭＡ無線リンク２３０から受け取られ、ＣＤＭＡデ・モジュレータ２０２によってデモジュレートされ、デ・インタリーバー＆デコーダ２０６によってデ・インタリーブされ、且つ、チャネル・デコードされ、デジタル・メモリ２１０内でトランスコーダ＆コンバイナー・フレームへ変換され、且つ、地上伝送のためにバッファされ、そして、最後に、デジタル・スイッチ２５０によって、デジタル・リンク２３２Ａ、２３Ｂの所定の１つへ切り換えられて、これによって、ＭＳＣ１若しくはＭＳＣ２へ向けて送信される。ダウンリンク方向では、トランスコーダ＆コンバイナー・フレームがＭＳＣ１若しくはＭＳＣ２からデジタル・リンク２３２Ａ若しくは２３２Ｂを介して受け取られ、制御ユニット２００Ａ、２２０Ｂ、２００Ｃの中の適当な１つにデジタル・スイッチ２５０によって切り換えられ、デジタル・メモリ２１０内でＢＳに適当なプレゼンテーションへバッファされ且つ変換され、エンコーダ＆インタリーバ２０８によってチャネル・エンコードされ、且つ、インタリーブされ、ＣＤＭＡモジュレータ２０４によってＣＤＭＡモジュレートされ、最後に、デジタル無線リンク２３０上に伝送される。本発明の好ましい実施例では、ＢＳは、ネットワーク独立なタイミング・ソース２２０を所有する。このタイミング・ソースは、ＣＤＭＡ作業を効率的に行うために必要とされ、また、ＣＤＭＡチャネル装置２００によって利用されるような、非常に正確な基準信号を与える。このようなタイミング・ソースは、例えば、ＧＰＳ衛星信号から引き出されて、各ＢＳへ包括的に与えられ、これによって、相互に同期したＢＳのネットワークを可能にすることができる。ＢＳは更に、ＢＳ制御プロセッサ２２２を備える。ＢＳ制御プロセッサ２２２は、ＭＳＣ１、ＭＳＣ２にそれぞれ接続されたデジタル・リンク２３２Ａ、２３２Ｂから信号情報を受け取り、また、そこへ信号を送信する。ＢＳ制御プロセッサ２２２は、ユーザ接続（呼出し）のためのＣＤＭＡチャネル装置の割り当ておよび解放のような、ＢＳのリソース管理を行う。ＢＳ制御プロセッサ２２２は、ＭＳＣからのソフトおよびセミ・ハード・ハンドオフ要求と関連するＣＤＭＡチャネル割り当て要求に加え、呼出しセットアップに関連するＣＤＭＡチャネル割り当て要求に応答する。デジタル・プロセッサ２１２は、バッファ・メモリ２１０との関連で、アップリンク若しくはダウンリンク方向におけるトランスコーダ＆コンバイナー・フレームへの及びそこからのＣＤＭＡユーザ通信信号のＢＳ内部表示のパッキング、及び、アン・パッキングを行う。本発明の好ましい実施例では、前述のトランスコーダ＆コンバイナー・フレームはある情報、即ち、デ・インタリーバー＆チャネル・デコーダ２０６によって提供され、また、デジタルプロセッサ２１２に提供される情報であって、アップリンクＣＤＭＡ無線リンク２３０から受信されたときにＣＤＭＡ無線フレームの信号品質を表示することができ、また、アップリンク方向においてＭＳＣ内で信号ダイバーシティー結合のために使用されるような情報、も含んでいる。上述のように、本発明は、セミ・ハード・相互ＭＳＣハンドオフと呼ばれる相互交換ハンドオフに関する。ハンドオフを含んだＭＳＣは、ユーザ通信信号や相互ＭＳＣハンドオフ信号情報を伝送するために、デジタル・リンクを介して永久的に若しくは一時的に接続されると仮定する。本発明の方法は、ＴＤＭＡセルラー電気通信システムに容易に適用できることを理解すべきである。ＴＤＭＡセルラー電気通信システムでは、無線リンクがＴＤＭＡ無線リンクとして埋め込まれており、ここでは、通信チャネルをシステム・ユーザに提供するためにタイムスロットが使用される。ダイバーシティー結合を伴うソフト・ハンドオフの間中、ハンドオフに含まれるＭＳやＢＳによって使用される同時無線チャネルを提供するために２つ（若しくは、３つ以上の）タイムスロットを使用することができる。本発明の他の全ての上述の特徴が、ＴＤＭＡセルラー電気通信システムにも同じく当てはまる。好ましい実施例についてのこれらの記述は、当業者が本発明を実行し若しくは使用できるよう提供されている。当業者はこれらの実施例を容易に様々に変更できるであろうが、ここに定義された原理は他の実施例にもなんらの苦労なしに適用され得る。従って、本発明は、ここに記述された実施例に限定することを意図するものでなく、ここに開示された新規な特徴としての原理と最も広い範囲で一致すると考えなければならない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年８月２３日【補正内容】請求の範囲１．セルラー電気通信システムにおいて、複数の移動ステーション（ＭＳ２０）と、第１の移動交換機（ＭＳＣ１）と、第２の移動交換機（ＭＳＣ２）と、複数のベース・ステーションと、を備え、前記複数のベース・ステーションの第１のグループ（ＢＳ１０）は前記第１の移動交換機（ＭＳＣ１）にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの第２のグループ（ＢＳ１４）は前記第２の移動交換機（ＭＳＣ２）にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの中の少なくとも１つは前記第１の移動交換機と前記第２の移動交換機の両方に接続された境界ベース・ステーション（ＢＳ１２）であり、更に、前記システムは、前記第２の移動交換機からセミ・ハード・ハンドオフを要求するための前記第１の移動交換機における手段と、ユーザ通信を処理し制御するために前記第２の移動交換機によって要求された制御およびダイバーシティー結合リソースを割り当てるための前記第２の移動交換機における手段と、ユーザ通信信号上で前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ切り換えを行うための前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションにおける手段と、前記割り当てられたリソースによってユーザ通信の制御を行う前記第２の移動交換機における手段と、前記複数の移動ステーションの中の関連する移動ステーションにセミ・ハード・ハンドオフに関する報告を行うための前記第２の移動交換機における手段と、前記第１の移動交換機に対するセミ・ハード・ハンドオフが完全に完了したことについて肯定応答を行うための前記第２の移動交換機における手段と、ユーザ通信と関連するリソースを解放するための前記第１の移動交換機における手段と、を備えることを特徴とするシステム。２．請求項１に記載のシステムにおいて、前記システムはＣＤＭＡシステムであるシステム。３．請求項１に記載のシステムにおいて、前記システムはＴＤＭＡシステムであるシステム。４．複数の移動ステーションと、第１の移動交換機と、第２の移動交換機と、複数のベース・ステーションと、を備え、前記複数のベース・ステーションの第１のグループは前記第１の移動交換機にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの第２のグループは前記第２の移動交換機にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの中の少なくとも１つは前記第１の移動交換機と前記第２の移動交換機の両方に接続された境界ベース・ステーションであるようなセルラー電気通信システムにおける、セミ・ハード・ハンドオフ方法において、前記セミ・ハード・ハンドオフ方法は、進行中のユーザ通信と関係がある制御および信号ダイバーシティー結合機能を、前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ、前記複数の移動ステーションの中の関連する移動ステーションと前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションとの間の無線接続を崩壊させることなくハンドオフするための方法であり、該セミ・ハード・ハンドオフは、前記第１の移動交換機によって前記第２の移動交換機からセミ・ハード・ハンドオフを要求する段階と、前記進行中のユーザ通信を処理し制御するために前記第２の移動交換機によって要求された制御およびダイバーシティー結合リソースを割り当てる段階と、前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションにおいて前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ前記進行中のユーザ通信信号上で切り換えを行う段階と、前記進行中のユーザ通信の制御を前記第２の移動交換機によって前記割り当てられたリソースによって制御する段階と、前記複数の移動ステーションの中の前記関連する移動ステーションにセミ・ハード・ハンドオフについて報告する段階と、前記第１の移動交換機に対してセミ・ハード・ハンドオフが完全に完了したことについて肯定応答を行う段階と、前記進行中のユーザ通信に関連するリソースを前記第１の移動交換機において解放する段階と、を備えことを特徴とする方法。５．請求項４に記載の方法において、前記セミ・ハード・ハンドオフはＣＤＭＡシステムで利用される方法。６．請求項４に記載の方法において、前記セミ・ハード・ハンドオフはＴＤＭＡシステムで利用される方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．セルラー電気通信システムにおいて、複数の移動ステーション（ＭＳ２０）と、第１の移動交換機（ＭＳＣ１）と、第２の移動交換機（ＭＳＣ２）と、複数のベース・ステーションと、を備え、前記複数のベース・ステーションの第１のグループ（ＢＳ１０）は前記第１の移動交換機（ＭＳＣ１）にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの第２のグループ（ＢＳ１４）は前記第２の移動交換機（ＭＳＣ２）にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの中の少なくとも１つは前記第１の移動交換機と前記第２の移動交換機の両方に接続された境界ベース・ステーション（ＢＳ１２）であることを特徴とするシステム。２．請求項１記載のシステムにおいて、更に、前記第２の移動交換機からセミ・ハード・ハンドオフを要求するための前記第１の移動交換機における手段と、ユーザ通信を処理し制御するために前記第２の移動交換機によって要求された制御およびダイバーシティー結合リソースを割り当てるための前記第２の移動交換機における手段と、ユーザ通信信号上で前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ切り換えを行うための前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションにおける手段と、前記割り当てられたリソースによってユーザ通信の制御を行う前記第２の移動交換機における手段と、前記複数の移動ステーションの中の関連する移動ステーションにセミ・ハード・ハンドオフに関する報告を行うための前記第２の移動交換機における手段と、前記第１の移動交換機に対するセミ・ハード・ハンドオフが完全に完了したことについて肯定応答を行うための前記第２の移動交換機における手段と、ユーザ通信と関連するリソースを解放するための前記第１の移動交換機における手段と、を備えることを特徴とするシステム。３．請求項１若しくは２のいずれかに記載のシステムにおいて、前記システムはＣＤＭＡシステムであるシステム。４．請求項１若しくは２のいずれかに記載のシステムにおいて、前記システムはＴＤＭＡシステムであるシステム。５．複数の移動ステーションと、第１の移動交換機と、第２の移動交換機と、複数のベース・ステーションと、を備え、前記複数のベース・ステーションの第１のグループは前記第１の移動交換機にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの第２のグループは前記第２の移動交換機にのみ接続されており、前記複数のベース・ステーションの中の少なくとも１つは前記第１の移動交換機と前記第２の移動交換機の両方に接続された境界ベース・ステーションであるようなセルラー電気通信システムにおける、セミ・ハード・ハンドオフ方法において、進行中のユーザ通信と関係がある制御および信号ダイバーシティー結合機能が、前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ、前記複数の移動ステーションの中の関連する移動ステーションと前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションとの間の無線接続を崩壊させることなくハンドオフされることを特徴とする方法。６．請求項５記載の方法において、前記セミ・ハード・ハンドオフは、前記第１の移動交換機によって前記第２の移動交換機からセミ・ハード・ハンドオフを要求する段階と、前記進行中のユーザ通信を処理し制御するために前記第２の移動交換機によって要求された制御およびダイバーシティー結合リソースを割り当てる段階と、前記少なくとも１つの境界ベース・ステーションにおいて前記第１の移動交換機から前記第２の移動交換機へ前記進行中のユーザ通信信号上で切り換えを行う段階と、前記進行中のユーザ通信の制御を前記第２の移動交換機によって前記割り当てられたリソースによって制御する段階と、前記複数の移動ステーションの中の前記関連する移動ステーションにセミ・ハード・ハンドオフについて報告する段階と、前記第１の移動交換機に対してセミ・ハード・ハンドオフが完全に完了したことについて肯定応答を行う段階と、前記進行中のユーザ通信に関連するリソースを前記第１の移動交換機において解放する段階と、を備える方法。７．請求項５若しくは６のいずれかに記載の方法において、前記セミ・ハード・ハンドオフはＣＤＭＡシステムで利用される方法。８．請求項５若しくは６のいずれかに記載の方法において、前記セミ・ハード・ハンドオフはＴＤＭＡシステムで利用される方法。