JPH104580A - ハンドオフ通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 システム構成が簡単なハードハンドオフを採
用しても、従来のソフトハンドオフ程度の音声品質が得
られるハンドオフ通信システム。 【解決手段】 基地局１０には、基地局の無音区間を検
出する無音区間検出手段１１と、前記無音区間の検出に
より無音符号データを発生する無音符号データ発生手段
１２と、無音区間検出手段１１に制御され、無音区間の
先頭区間に音声データの代りに無音符号データを選択し
送信機１５へ供給する送信データ選択手段１４とを備
え、移動局２０には、基地局から送信された無音符号デ
ータに基づき、基地局の切り換えに必要な受信信号電力
の閾値を下げてハンドオフ条件を緩和するハンドオフ条
件緩和手段２３を備えたハンドオフ通信システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動局と、複数の
基地局のうちからハンドオフ選択される一つの基地局と
の間で双方向に通信を行うハンドオフ通信システムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動局からの通信を中継する基地局を、
移動局の移動に従って、それぞれ異なる位置に配設され
た複数のセルの基地局からの受信電力の大きさに基づき
切換えて接続するハンドオフ及び音声検出不連続送信制
御（以下ＶＡＤ／ＤＴＸ制御という）については、例え
ば下記の文献に、米国標準方式が示されている。文献：
“Mobile Staion-Base Station Compatibility Standar
d for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular
System，ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５，July 1993, U.
S.A., pp.６−２０〜６−２３，６−３０〜６−４１”
上記文献には、移動局のハンドオフに関する切換手順が
示されている。

【０００３】図５は上記文献による従来のハードハンド
オフのシステム説明図である。図５においては、移動局
１０１は、最初基地局１０２を介して通信を行っている
が、ある時点で通信を行っている基地局１０２との有効
な通信が可能となるエリアであるセルから、次のセルの
基地局１０３に切換えを行うときに、それらの基地局１
０２，１０３の上位にある移動通信交換局１０４のスイ
ッチ操作により基地局１０２と１０３のいずれか一方の
通信しか接続しない形態のセル切換方式であり、これを
ハードハンドオフという。そしてハードハンドオフの場
合には、移動局１０１と基地局１０２又は１０３との通
信が瞬断することがあり、この瞬断は音声品質を大きく
劣化させる。

【０００４】図６は上記文献による従来のソフトハンド
オフのシステム説明図である。図６において、移動局２
０１は、最初基地局２０２と移動通信交換局２０４のみ
を介して自己の通信先と通信を行っているが、自局の移
動によって基地局２０２からの受信電力の低下等が生じ
ると、切換えの過渡期に通信データの欠損を防ぐため、
ある時点から、それまでの基地局２０２と、次に選択し
た切換先の基地局２０３との両方を介して同時に通信を
行うようにして、移動通信交換局２０４への通話音声の
瞬断をなくし、通話品質を向上させている。また移動局
２０１から基地局への送信にＶＡＤ／ＤＴＸ制御装置を
用い音声データの無音区間を検出し、その無音区間の送
信パワーを零にしたり、または低くしたりして通信を行
うようにしている。この制御により、送信側の電力消費
を小さくし、また受信側において通信中の他の局に対す
る干渉量を小さくすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献の標準方式による従来の装置において、ソフトハンド
オフを実行するためには、基地局より上位ネットワーク
側に位置する移動通信交換局の呼制御プロトコルを繁雑
にさせ、複雑なシステム構成になっていた。さらに移動
局と基地局には、一通信あたり複数の送受信装置が必要
となるほか、移動局は次に切換える基地局の候補を探す
ための仕組みも要するから、ハードウェアが複雑となり
装置コストが大きくなるという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るハンドオフ
通信システムは、移動局と、複数の基地局のうちからハ
ンドオフ選択される一つの基地局との間で双方向に通信
を行うハンドオフ通信システムにおいて、前記基地局に
は、基地局が移動局に送信する音声データの無音区間を
検出する無音区間検出手段と、前記無音区間検出手段の
検出信号によって基地局が無音状態であることを示す無
音符号データを発生する無音符号データ発生手段と、基
地局が移動局へ送信するデータとして、前記無音区間検
出手段が検出した無音区間の先頭区間に、音声データの
代りに前記無音符号データ発生手段の発生する無音符号
データを選択し、前記無音符号データ発生時間の終了後
に、もとの音声データを選択する送信データ選択手段と
を備え、前記移動局には、前記基地局が送信した無音符
号データを受信して基地局が無音状態であることを認識
すると、基地局の切り換えに必要な受信信号電力の閾値
を下げてハンドオフ条件を緩和するハンドオフ条件緩和
手段を備えたものである。その結果、音声通信が無音状
態になったタイミングにハンドオフを行う割合が増加す
るので、システム構成が簡単なハードハンドオフを採用
しても、通話の妨げとなることが少く、従来のソフトハ
ンドオフ程度の音声品質を得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】

実施形態１．図１は本発明の実施形態１に係るハンドオ
フ通信システムの構成図である。図１において、１０は
基地局、２０は移動局であり、同図においては、本発明
に関係する基地局１０から移動局２０への下りリンクの
みしか示されていないが、実際は移動局２０から基地局
１０への上りリンクも存在し、双方向に通信が可能なシ
ステムである。図１の基地局１０側における、１１は基
地局１０が移動局２０へ送信する音声データの無音区間
を検出する無音区間検出手段、１２は無音区間検出手段
１１の検出信号に基づき、基地局が送信する音声が無音
状態であることを示す無音符号データ（詳細は後述す
る）を発生する無音符号データ発生手段、１４は送信デ
ータ選択手段であり、基地局１０が移動局２０へ送信す
るデータとして、音声データまたは無音符号データのい
ずれか一方を、無音区間検出手段１１が出力する切換制
御信号に従って、選択出力する。１５は送信器、１６は
基地局側の送信用アンテナである。

【０００８】図１の移動局２０側における、２１は受信
用アンテナ、２２は受信機、２３はハンドオフ条件緩和
手段であり、受信機２２の出力する受信データから前記
基地局１０が送信した無音符号データを検出して、第１
段階分のハンドオフ条件の緩和を行うと共に、移動局自
身が送信する音声が無音状態であることを検出した信号
に基づき第２段階分のハンドオフ条件の緩和をも行うも
のである。２４はハンドオフ条件設定手段であり、最初
ハンドオフ条件についての初期設定がなされているが、
ハンドオフ移行時期に、ハンドオフ条件緩和手段２３に
より、初期設定からの緩和がなされる（これらの詳細は
図２，３により後述する）。

【０００９】本実施形態のハンドオフ通信システムにお
いては、コーデック（ＣＯＤＥＣ、符号・復号器）にAd
aptive Differential Pulse Code Modulation ＣＯＭ
１０１（以下ＡＤＰＣＭ ＣＯＭ１０１という）を用い
た場合について説明する。ＡＤＰＣＭ ＣＯＭ１０１の
デコードは４ビット単位を一つの数値の情報として扱
う。その４ビット単位の特に最初の１ビット（ＭＳＢ）
は符号ビットとして扱われている。そのため“０００
０”と“１０００”は等しい０の情報として扱い、冗長
性を有する。これを利用して上記“００００”または
“１０００”がある一定回数以上継続した場合に、図１
の無音区間検出手段１１は、その時点から音声非送信区
間（以下無音区間という）が開始されたことを検出す
る。無音符号データ発生手段１２は、無音区間検出手段
１１の検出信号により無音符号データ、例えば“０００
０”が３回続くビット系列である“０００００００００
０００”を、基地局が無音区間であることを無音符号デ
ータとして発生する。ここで音声データの通信速度は上
記ＡＤＰＣＭ ＣＯＭ１０１により規定されているの
で、この無音符号データも、この通信速度に同期して１
２ビット分を発生させるので、無音符号データの発生時
間も一定となる。

【００１０】無音区間検出手段１１は、前記無音符号デ
ータ発生時間の前後に多少の余裕時間を付加した時間だ
け、切換制御信号を送信データ選択手段１４へ供給し、
この切換制御信号を供給している期間のみ、送信データ
選択手段１４が送信機１５へ供給するデータを、通常の
音声データから無音符号データ発生手段１２の出力する
無音符号データに切換えるように制御する。このように
して、基地局側の無音区間の先頭区間に、音声データの
代りに無音符号データが送信機１５からアンテナ１６を
介して移動局２０へ送信される。移動局２０の受信機２
２は、アンテナ２１を介して基地局１０からの送信デー
タを受信すると、この受信データをハンドオフ条件緩和
手段２３へ供給する。

【００１１】ハンドオフの実行を決定するために観測す
るデータとして、通信に用いられる受信電力等が用いら
れる。移動局は現在接続している基地局からの受信電
力、及び、その基地局に隣接もしくは近くに存在する別
の基地局から届く受信電力を観測する。この観測した受
信電力により移動局自らハンドオフ先を決定する方法、
あるいは、移動局が観測した受信電力を制御チャネルを
用いて基地局側に送信し、その基地局の上位の移動通信
交換局においてハンドオフ先を決定する方法等の種々の
ハンドオフ方法が考えられるが、本発明は、いずれの方
法にも適用することができるので、その方法については
問わない。移動局は現在接続している基地局の受信電力
に対し、Ｈ［ｄＢ］以上受信電力が大きくなった基地局
が存在する場合に、その該当する基地局の一つに接続を
切り換える。ここでパラメータＨはヒステリシスと呼ば
れ、受信電力の揺らぎによって頻繁に接続の切り換えが
起こらないようにする機能を有するもので、この実施形
態では、Ｈは３．０［ｄＢ］としている。そしてこのヒ
ステリシスＨの３．０［ｄＢ］が図１のハンドオフ条件
設定手段２４に初期設定される。

【００１２】図２は本実施形態によるハンドオフ条件緩
和順序例１を示す図であり、同図では、基地局と移動局
の双方の無音状態検出により上記ヒステリシスＨが２段
階に緩和される順序例を示している。なお図のＳに続く
数値はステップ番号を示す。基地局１０は、基地局側の
送信する音声データの無音区間を検出すると（図２のＳ
３１を参照）、無音符号データ（この例では前記“００
００００００００００”）を移動局２０へ送信する（Ｓ
３２を参照）。移動局２０は、音声通信中に基地局１０
から送信される前記無音符号データを受信すると（Ｓ３
３を参照）、ハンドオフ条件緩和手段２３は、受信デー
タからこの無音符号データを検出し、基地局が無音状態
であることを認識すると、ハンドオフ条件であるヒステ
リシスＨを第１段階分の０．５［ｄＢ］だけ緩和し、初
期設定されたヒステリシスＨを３．０［ｄＢ］から２．
５［ｄＢ］に下げる（Ｓ３４を参照）。この第１段階分
の０．５［ｄＢ］の緩和によりハンドオフがやや実行さ
れやすくなる。

【００１３】その後、移動局自身も無音状態になると、
ハンドオフ条件緩和手段２３は自局の無音状態を検出し
た信号（Ｓ３５を参照）に基づき、ヒステリシスＨをさ
らに第２段階分の０．５［ｄＢ］だけ緩和し、ヒステリ
シスＨを２．５［ｄＢ］から２．０［ｄＢ］に下げる
（Ｓ３６を参照）。このように一方の通信が無音状態に
なると０．５［ｄＢ］、上り、下り双方の通信が無音状
態になると１．０［ｄＢ］ヒステリシスＨを緩和した状
態で、ハンドオフ必要時に、移動局と基地局間でハード
ハンドオフプロトコルを行う（Ｓ３７，Ｓ３８を参
照）。

【００１４】図３は本実施形態によるハンドオフ条件緩
和順序例２を示す図であり、同図では、最初に移動局２
０が自局の無音状態の検出により第１段階のヒステリシ
スの緩和を行い、次に基地局側の無音状態の認識により
第２段階のヒステリシス緩和を行う例を示している。ま
ず移動局２０は、音声通信中に自局の無音状態を検出し
（Ｓ４１を参照）、ハンドオフ条件緩和手段２３は、ヒ
ステリシスＨを第１段階分の０．５［ｄＢ］だけ緩和
し、３．０［ｄＢ］から２．５［ｄＢ］に下げる（Ｓ４
２を参照）。次に基地局１０は、この状態において、自
局の無音状態を検出し（Ｓ４３を参照）、無音符号デー
タを送信する（Ｓ４４を参照）。移動局２０は、基地局
から送信された無音符号データを受信すると（Ｓ４５を
参照）、ハンドオフ条件緩和手段２３は、ヒステリシス
Ｈをさらに第２段階分の０．５［ｄＢ］だけ緩和し、
２．５［ｄＢ］から２．０［ｄＢ］に下げる（Ｓ４６を
参照）。そしてハンドオフ必要時に、移動局と基地局間
でハードハンドオフプロトコルを行う（Ｓ４７，Ｓ４８
を参照）。

【００１５】上記によって、双方向通信が無音状態にな
ったタイミングにハンドオフを行う割合が増加するの
で、ハードハンドオフ処理が可能となる。即ちハードハ
ンドオフにより通信リンクの瞬断が生じたとしても、こ
れは双方向通信の無音状態時（即ちユーザの使用の妨げ
にならないタイミング）に生じるので、従来のソフトハ
ンドオフ程度の音声品質を得ることができる。

【００１６】実施形態２．図４は本発明の実施形態２に
係るハンドオフ通信システムの構成図である。図４にお
いて、１２，１５，１６及び２０〜２４は図１と同一の
ものである。１０Ａは実施形態２に係る基地局、１１Ａ
は実施形態２に係る無音区間検出手段、１３は実施形態
２に係る音声出力制御手段、１４Ａは実施形態２に係る
送信データ選択手段である。なお上記１１Ａ，１３及び
１４Ａ以外は図１と同一の動作を行うので、それらの動
作説明は省略する。

【００１７】図４の無音区間検出手段１１Ａは、図１の
場合と同様に、基地局１０Ａが移動局２０へ送信する音
声データの無音区間を検出する。そしてこの無音区間検
出信号を無音符号データ発生手段１２と音声出力制御手
段１３へ供給すると共に、選択制御信号を送信データ選
択手段１４Ａへ供給する。そして無音区間検出手段１１
Ａが送信データ選択手段１４Ａへ供給する選択制御信号
が、音声データと、無音符号データと、無音データの３
種類のデータのうちのいずれか一つのデータを選択させ
る制御信号である点が、図１の２種類のデータを切換え
る切換制御信号とは異っている。

【００１８】音声出力制御手段１３は、無音区間検出手
段１１Ａから供給される無音区間検出信号に基づき、前
記無音区間における音声データを零出力または低出力の
無音データに制御して出力する。送信データ選択手段１
４Ａは、前記無音区間検出手段１１Ａから供給される選
択制御信号に基づき、上記３つの入力データのうちのい
ずれか一つのデータを選択して送信器１５へ出力する。
この実施形態においては、無音区間検出手段１１Ａが出
力する選択制御信号は、上記無音区間検出信号が得られ
ない期間は、通常の音声データを選択し、上記無音区間
検出信号が得られると、その先頭区間に無音符号データ
発生手段１２が出力する無音符号データを選択し、この
無音符号データ発生時間の終了後の無音区間には前記音
声出力制御手段１３の出力する零出力または低出力の無
音データを選択するものである。

【００１９】従って基地局の送信機１５からは、音声通
信中に、通常の音声データ、無音区間の先頭の無音符号
データ、残りの無音区間の無音データ、無音区間終了後
の音声データの順に３種類のデータが送信されることに
なる。なお、図２，３で説明した移動局側のハンドオフ
条件緩和処理は、図１の実施形態１の場合と同様に、図
４の実施形態２にも適用できるが、その動作は同一のた
め、説明は省略する。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、移動局
と、複数の基地局のうちからハンドオフ選択される一つ
の基地局との間で双方向に通信を行うハンドオフ通信シ
ステムにおいて、前記基地局には、基地局が移動局に送
信する音声データの無音区間を検出する無音区間検出手
段と、前記無音区間検出手段の検出信号によって基地局
が無音状態であることを示す無音符号データを発生する
無音符号データ発生手段と、基地局が移動局へ送信する
データとして、前記無音区間検出手段が検出した無音区
間の先頭区間に、音声データの代りに前記無音符号のデ
ータ発生手段の発生する無音符号データを選択し、前記
無音符号データ発生時間の終了後に、もとの音声データ
を選択する送信データ選択手段とを備え、前記移動局に
は、前記基地局が送信した無音符号データを受信して基
地局が無音状態であることを認識すると、基地局の切り
換えに必要な受信信号電力の閾値を下げてハンドオフ条
件を緩和するハンドオフ条件緩和手段を備えるようにし
たので、音声通信が無音状態になったタイミングにハン
ドオフを行う割合が増加することになり、システム構成
が簡単なハードハンドオフを採用しても、通話の妨げと
なることが少く、従来のソフトハンドオフ程度の音声品
質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るハンドオフ通信シス
テムの構成図である。

【図２】本実施形態によるハンドオフ条件緩和順序例１
を示す図である。

【図３】本実施形態によるハンドオフ条件緩和順序例２
を示す図である。

【図４】本発明の実施形態２に係るハンドオフ通信シス
テムの構成図である。

【図５】従来のハードハンドオフのシステム説明図であ
る。

【図６】従来のソフトハンドオフのシステム説明図であ
る。

【符号の説明】

１０，１０Ａ 基地局 １１，１１Ａ 無音区間検出手段 １２ 無音符号データ発生手段 １３ 音声出力制御手段 １４，１４Ａ 送信データ選択手段 １５ 送信機 １６ アンテナ ２０ 移動局 ２１ アンテナ ２２ 受信機 ２３ ハンドオフ条件緩和手段 ２４ ハンドオフ条件設定手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局と、複数の基地局のうちからハン
   ドオフ選択される一つの基地局との間で双方向に通信を
   行うハンドオフ通信システムにおいて、 前記基地局には、 基地局が移動局に送信する音声データの無音区間を検出
   する無音区間検出手段と、 前記無音区間検出手段の検出信号によって基地局が無音
   状態であることを示す無音符号データを発生する無音符
   号データ発生手段と、 基地局が移動局へ送信するデータとして、前記無音区間
   検出手段が検出した無音区間の先頭区間に、音声データ
   の代りに前記無音符号データ発生手段の発生する無音符
   号データを選択し、前記無音符号データ発生時間の終了
   後に、もとの音声データを選択する送信データ選択手段
   とを備え、 前記移動局には、 前記基地局が送信した無音符号データを受信して基地局
   が無音状態であることを認識すると、基地局の切り換え
   に必要な受信信号電力の閾値を下げてハンドオフ条件を
   緩和するハンドオフ条件緩和手段を備えたことを特徴と
   するハンドオフ通信システム。
2. 【請求項２】 前記移動局に備えたハンドオフ条件緩和
   手段は、 まず基地局が送信した無音符号データを受信したときに
   受信信号電力の閾値を第１段階分だけ下げ、次に移動局
   自身が無音状態を検出したときに前記受信信号電力の閾
   値をさらに第２段階分だけ追加して下げてハンドオフ条
   件を２段階に緩和することを特徴とする請求項１記載の
   ハンドオフ通信システム。
3. 【請求項３】 前記移動局に備えたハンドオフ条件緩和
   手段は、 まず移動局自身が無音状態を検出したときに受信信号電
   力の閾値を第１段階分だけ下げ、次に基地局が送信した
   無音符号データを受信したときに前記受信信号電力の閾
   値をさらに第２段階分だけ追加して下げてハンドオフ条
   件を２段階に緩和することを特徴とする請求項１記載の
   ハンドオフ通信システム。
4. 【請求項４】 移動局と、複数の基地局のうちからハン
   ドオフ選択される一つの基地局との間で双方向に通信を
   行うハンドオフ通信システムにおいて、 前記基地局には、 基地局が移動局に送信する音声データの無音区間を検出
   する無音区間検出手段と、 前記無音区間検出手段の検出信号によって基地局が無音
   状態であることを示す無音符号データを発生する無音符
   号データ発生手段と、 前記無音区間検出手段の検出した無音区間における音声
   データを零出力または低出力の無音データに制御する音
   声出力制御手段と、 基地局が移動局へ送信するデータとして、前記無音区間
   検出手段が検出した無音区間の先頭区間には前記無音符
   号データ発生手段の発生する無音符号データを選択し、
   前記無音符号データ発生時間の終了後の無音区間には前
   記音声出力制御手段により制御された零出力または低出
   力の無音データを選択し、前記無音区間以外の区間には
   通常の音声データを選択する送信データ選択手段とを備
   え、 前記移動局には、 前記基地局が送信した無音符号データを受信して基地局
   が無音状態であることを認識すると、基地局の切り換え
   に必要な受信信号電力の閾値を下げてハンドオフ条件を
   緩和するハンドオフ条件緩和手段を備えたことを特徴と
   するハンドオフ通信システム。
5. 【請求項５】 前記移動局に備えたハンドオフ条件緩和
   手段は、 まず基地局が送信した無音符号データを受信したときに
   受信信号電力の閾値を第１段階分だけ下げ、次に移動局
   自身が無音状態を検出したときに前記受信信号電力の閾
   値をさらに第２段階分だけ追加して下げてハンドオフ条
   件を２段階に緩和することを特徴とする請求項４記載の
   ハンドオフ通信システム。
6. 【請求項６】 前記移動局に備えたハンドオフ条件緩和
   手段は、 まず移動局自身が無音状態を検出したときに受信信号電
   力の閾値を第１段階分だけ下げ、次に基地局が送信した
   無音符号データを受信したときに前記受信信号電力の閾
   値をさらに第２段階分だけ追加して下げてハンドオフ条
   件を２段階に緩和することを特徴とする請求項４記載の
   ハンドオフ通信システム。