JPH10512728A - 通信システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 移動局がその通信を２つの時間領域システム間で転送するためのハンドオフ方法であって、移動局によって、柔軟時間領域システム上で時間調整済み動作を開始する段階と、移動局の少なくとも一つの特定のアクティビティ条件を柔軟時間領域システムに通知する段階とを含むハンドオフ方法を第３図に示す。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システムおよびその方法 発明の分野 本発明は、通信システムに関し、さらに詳しくは、多数の異なるエア・インタ フェース技術で動作するための通信システムおよびその方法に関する。 発明の背景 移動通信サービスを将来提供するため、重複するカバー・エリアで多数のエア ・インタフェース技術が採用され、また特定のサービスおよび環境に対処するた めに、このような混在した技術の採用が必要になると考えられる。 米国では、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔime ＤivisionＭultiple Ａccess） 方式（米国デジタル・セルラＵＳＤＳなど）および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ ：ＣodeＤivision Ｍultiple Ａccess）方式（Ｑualcommシステムの変形など） が、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）の広域セルラ・サービスとして採用され ると思われる。ＷＡＣＳ（Ｂellcore社によって定められるＷireless Ａccess Ｃommunications Ｓystems）は別のＴＤＭＡシステムで あり、マイクロ・セルラおよびピコ・セルラ環境で採用されると考えられる。欧 州では、ＣＤＭＡ第３世代システム（ＲＡＣＥ ＣＯＤＩＴ研究プロジェクトに 基づく）は、ＧＳＭ(Ｇlobal Ｓystem for Ｍobile Ｃommunications)およびＤ ＥＣＴ(Ｄigital Ｅuropean Ｃordless Ｔelephony)などの第２世代ＴＤＭＡシ ステム、ならびに第３世代ＴＤＭＡシステムと共存できる。 このような混在したシステムの採用では、ハンドセットはマルチモード動作と 、ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡなどのアクセス技術間のシームレスなハンドオーバの 両方が可能であることが望ましい。 第１図は、ＲＡＣＥ ＣＯＤＩＴシステムで採用されるように、異なる周波数 上で同様なＣＤＭＡシステムを運用するセル間のハンドオフの従来技術を示す。 このシステムでは、ハンドオフは、移動局（ＭＳ：mobile station）と、時間圧 縮動作モードに入る両方の基地局(ＢＳ：basestation)とによって達成される。 この時間圧縮モードでは、移動通信は、各システム上で２倍のビット・レートに て半分の時間で行うことができる。 これは、チップ・レートが一定のままでデータ・レートが増加するように、圧 縮モード時に拡散率(spreading factor)を低減することによって、ＣＤＭＡシス テムにおいて可能となる。低減された拡散率を補償して、同一チャンネル干渉か ら保護するため、圧縮モード時の電力は増加さ れる。このように、ＭＳはＣＤＭＡシステムとの通信を継続でき、また呼が新た なシステムに転送中に、別の周波数を同時に監視し、実質的にアクセスできる。 ハンドオフ・シーケンスを開始するため、ＭＳは新たな周波数上で候補ＢＳを 監視する。第１図は、２つのＣＤＭＡシステム間のハンドオフを詳述する４つの グラフからなり、グラフ１０は、ＭＳと第ＩＣＤＭＡ ＢＳ （ＢＳ１）との間 のアップリンク伝送を示し、グラフ２０は、ＭＳと第２ＣＤＭＡ ＢＳ（ＢＳ２ ）との間のアップリンク伝送を示し、グラフ３０は、第１ＣＤＭＡ ＢＳ（ＢＳ １）とＭＳとの間のダウンリンク伝送を示し、グラフ４０は、第２ＣＤＭＡ Ｂ Ｓ（ＢＳ２）とＭＳとの間のダウンリンク伝送を示す。「アップリンク」という 用語は、ＭＳからＢＳへの通信を定義するために用いられ、「ダウンリンク」と いう用語は、ＢＳからＭＳへの通信を定義するために用いられる。 ２つの周波数の監視およびハンドオフ実行プロセスを促進するため、ＭＳは、 グラフ１０に示すように、時間圧縮動作モード１２をＢＳ１から要求する。グラ フ３０は、ＢＳ１（３２）によって実行される第１時間圧縮動作モードへの切替 えを示す。ＭＳは、ＢＳ２（３４）のアクティビティを監視する。次に、ＭＳは ＢＳ２へのハンドオフをＢＳ１から要求する。次のタイムスロットにおいて、Ｍ Ｓは時間圧縮動作モードを利用して、時間の半分をＢＳ１（１ ６）に伝送し、残り時間半分をＢＳ２（２２）に伝送する。「タイムスロット」 という用語は、切替え時間(switching time)，ガード時間(guard time)，ランプ 時間(ramp time)およびスロット時間を含む。 グラフ２０，４０は、ＭＳとＢＳ２との間の通信を示す。ＭＳとＢＳ２との間 のリンクは、まず時間圧縮モード２２において確立される。短い期間の後、ＭＳ とＢＳ２との間のリンクは通常（非時間圧縮）動作モード２４に戻る。また、グ ラフ１０，２０，３０，４０は、圧縮モード動作を確立し、解放するために用い られるシグナリング・チャネル１８を示す。シグナリング・チャネル１８は、ト ラヒック・チャネルに符号分割多重化される。 ２つの異種アクセス技術間でハンドオフが必要な場合、新たな方法が必要にな る。特に、候補システムがＴＤＭＡシステムの場合がある。定義上、ＴＤＭは時 間的に不連続で、そのため従来技術では、一般的なＴＤＭＡシステムにアクセス するのに十分でない。これは、従来技術における圧縮伝送の特性は５０％デュー ティ・サイクルおよび２倍の伝送電力に固定されるためである。 従って、柔軟時間領域システム(flexible time domain system)と第２の時間 領域システムとの間のハンドオフが可能なマルチモード・ハンドセットならびに その動作方法を備えることが望ましい。 発明の概要 本発明に従って、移動局と、一方が第１の柔軟時間領域システムである少なく とも２つの時間領域システムとを有する通信システムが提供され、この通信シス テムは、移動局により、第１柔軟時間領域システム上で時間調整済み動作を開始 する手段と、移動局により、移動局の少なくとも一つの特定のアクティビティ条 件を柔軟時間領域システムに通知する手段とによって構成される。 また、２つの時間領域システム間でＭＳをハンドオフする方法も提供され、時 間領域システムの少なくとも一方は、柔軟時間領域システムであり、この方法は 、ＭＳが柔軟時間領域システム上で時間調整済み動作モードを開始する段階と、 ＭＳの少なくとも一つの特定のアクティビティ条件を柔軟時間領域システムに通 知する段階とによって構成される。 好適な実施例では、第１柔軟時間領域システムはＣＤＭＡ技術を採用し、第２ 時間領域システムはＴＤＭＡ技術を採用する。 図面の簡単な説明 第１図は、２つのＣＤＭＡシステム間のハンドオフのため従来技術に関するア ップリンクおよびダウンリンク伝送 の時間領域グラフを示す。 第２図は、通信システムの好適な実施例のブロック図を示す。 第３図は、本発明による第２図の２つの通信システム間のハンドオフの方法に ついてのフローチャートである。 第４図は、第２図のハンドオフ動作の好適な実施例について、２つの時間領域 システムと移動局との間の伝送を詳述する時間領域グラフである。 第５図は、第２図のハンドオフ動作の好適な実施例においてＣＤＭＡシステム の高圧縮率が必要とされる時間領域伝送を詳述する時間領域グラフを示す。 図面の詳細な説明 第２図を参照して、本発明の好適な実施例による通信システムのブロック図を 示す。この通信システムは、移動局（ＭＳ）５０，第１柔軟時間領域システム上 で動作する基地局（ＢＳ）５２および第２時間領域システムで動作するＢＳ５４ によって構成される。ＭＳは、第１柔軟時間領域システム５６および第２時間領 域システム５８の両方と通信できる。 第３図は、第１柔軟時間領域システムと第２時間領域システムとの間のハンド オフについてのフローチャートを示す。本発明の好適な実施例では、第１柔軟時 間領域システ ムは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムであり、第２時間領域システムは時 分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムである。ステップ１００において、ＭＳはＣ ＤＭＡシステムと通信中である。ＭＳは、ステップ１０２のように、時間調整済 みモードで別の候補システムを絶えず走査する。ステップ１０４のようにＭＳが ＴＤＭＡシステムにハンドオフすることを決定すると、ＭＳは、ハンドオフ・プ ロセス・ステップ１０６中にＣＤＭＡシステムへの伝送が行われるフレーム毎の サブフレーム数「Ｎ」を判定する。Ｎの値は、受信したＴＤＭＡ伝送とＣＤＭＡ 伝送との間のＭＳにおける競合を避けるように選択される。また、ＭＳは、ステ ップ１０８のようにＴＤＡＭシステムのダウンリンク・タイミング・パラメータ を監視し、またステップ１１０のようにＣＤＭＡ ＢＳに時間調整済みモードに 入るように通知し、「Ｎ」およびＴＤＭＡ ＢＳのダウンリンク・タイミング・ パラメータを指定する。ＭＳがＴＤＭＡシステム上で同時に動作するように、Ｃ ＤＭＡシステム上で伝送が用意される。ＣＤＭＡ ＢＳおよびＭＳは、「Ｎ」と 反比例するようにＣＤＭＡシステム上の伝送電力レベルを調整し、ステップ１１ ２のように最も高いエネルギ・サブフレームが検出され、処理される。次に、呼 はステップ１１４において判定されるように、ＴＤＭＡシステムに転送される。 次に、ＣＤＭＡリンクはステップ１１８のように放棄され、呼はステップ１２０ のようにＴＤＭＡシステム上 で進行する。ステップ１１６のようにＭＳがＴＤＭＡシステムにアクセスできな い場合、ＭＳはステップ１０２のように走査モードに戻る。 本発明の好適な実施例では、ＭＳおよびＢＳは時間連続ＣＤＭＡチャネルを介 して通信中である。当業者に周知なように、必要に応じて同じシステム内の同一 周波数上のセル間でソフト・ハンドオフが行われる。しかし、新たな搬送波上で 動作するセルへのハンドオフが必要な場合がある。これが一般に必要になるのは 、移動局がカバレッジ条件（例えば、マイクロセルが採用される都市エリアから 出る場合）や、移動性条件（例えば、ユーザの速度が上昇して、より大きなセル が適切な場合）により、新たなセル・タイプに切り替えることが必要なためであ る。 第４図は、ＭＳがＣＤＭＡシステムおよびＴＤＡＭシステムと同時に通信する ＭＳのマルチモード動作と、本発明の好適な実施例のＣＤＭＡシステムとＴＤＭ Ａシステムとの間のハンドオフ動作とを詳述する時間領域グラフを示す。第４図 は、ＭＳとＣＤＭＡ ＢＳ（ＢＳ１）との間のアップリンク伝送を示すグラフ６ ０と、ＭＳとＴＤＭＡ ＢＳ（ＢＳ２）との間のアップリンク伝送を示すグラフ ７０と、ＭＳとＣＤＭＡ ＢＳ（ＢＳ１）との間のダウンリンク伝送を示すグラ フ８０と、ＴＤＡＭ ＢＳ（ＢＳ２）とＭＳとの間のダウンリンク伝送を示すグ ラフ９０とを含む。 ＭＳについて候補システムの監視を可能にするため、グ ラフ６０は、ＭＳがＣＤＭＡシステム６２の時間調整済み動作モードを要求する ことを示し、所望の圧縮率と、伝送をディセーブルするための時間オフセットと を指定する。ＣＤＭＡダウンリンク・フレームは、グラフ８０に示すように、（ Ｎ）個のスロット８２に分割される。次に、ＣＤＭＡ ＢＳは、増加した電力８ ４で、時間調整済みモードにてダウンリンク上で送信し、移動局がＴＤＭＡシス テム８６を監視することを可能にする。（従来技術に比べて）低い圧縮率に移動 できることには、伝送の割り込みが短いために多くのＣＤＭＡシステムで採用さ れる閉ループ電力制御に対する障害が少ないこと、および低ピーク電力条件を含 め、いくつかの利点がある。 ＴＤＭＡシステム８６を監視した後、ＭＳはこのＴＤＭＡシステムにハンドオ フすることを希望することがあり、そのため時間調整済みモード６４に再度入る 要求をＣＤＭＡシステムに送信する。このとき、時間調整済みモードは、ＭＳが ＴＤＭＡシステムに登録しなければならず、またＣＤＭＡシステムからのリンク を放棄する前に呼を転送しなければならないので、多くのＣＤＭＡフレーム分だ け継続することがある。ＣＤＭＡ ＢＳは、ＴＤＭＡシステムに関するパラメー タ、特に、フレーム時間およびスロット期間（ガード時間，ランプ時間および切 替え時間を含む）と、ＣＤＭＡフレームに対する第１ダウンリンクＴＤＭＡスロ ットの位置が通知される。さらに、ＭＳ６６およびＣＤＭ Ａ ＢＳ８８は、ＣＤＭＡフレーム毎に特定数のＣＤＭＡスロット上で伝送する ことを合意する。この情報は、ハンドオフ要求の一部として渡される。あるいは 、特定のパラメータのセットを特定のＴＤＭＡ技術について呼び出すことができ 、ＣＤＭＡフレームとＴＤＭＡフレームとの間の相対的時間オフセットを移動局 によって供給できる。 グラフ６０は、ＭＳが合意した数のＣＤＭＡタイムスロット６６上で伝送する ことを示す。ＭＳが伝送する特定のタイムスロットは、ＴＤＭＡシステムとの競 合を防ぐため、ＭＳによって決定される。ＣＤＭＡ ＢＳは、ＣＤＭＡフレーム から最も高いエネルギ・スロットの数を選択する。あるいは、ＭＳは、どのＣＤ ＭＡタイムスロットを利用するかをグラフ６０のアップリンク上であらかじめ指 示してもよい。ただし、これはより高いシグナリング・オーバヘッドを必要とす る。 グラフ８０に示すＣＤＭＡダウンリンク上で、ＣＤＭＡ ＢＳはＭＳが伝送を 受信できるのがどのスロットかを計算し、そのうち、ＣＤＭＡ ＢＳは必要な数 のスロット８８上で伝送する。ＭＳは、受信すべき最も高いエネルギのＣＤＭＡ スロットを選択する。あるいは、ＣＤＭＡ ＢＳが伝送するＣＤＭＡスロットの 所定のパターンがあってもよい。 グラフ７０およびグラフ９０は、ＭＳとＴＤＭＡ ＢＳ（ＢＳ２）との間の通 信を示す。ＴＤＭＡ通信リンクは、 ７２に示すように確立される。一部のＴＤＭＡシステムでは、ランダム・アクセ スが生じたら、シグナリング用の新たなスロットをＭＳに割り当てることができ る。この場合、ＭＳはダウンリンク伝送用の新たなタイミング情報をＣＤＭＡア ップリンク上で送信しなければならない。ＴＤＭＡリンクが確立したら、ＣＤＭ Ａ通信は必要に応じて放棄できる。 第５図は、本発明の好適な実施例のＣＤＭＡおよびＴＤＭＡシステムに対する 典型的なマルチモード伝送を示すグラフ１００と、ＣＤＭＡ伝送の高圧縮率が必 要で、その結果、ピーク電力が著しく増加した場合を示すグラフ１１０と、高圧 縮率がそれ以外で必要な場合における本発明の好適な実施例を示すグラフ１２０ とからなる、異なるＴＤＭＡフレーム時間の例を示す。 本発明の好適な実施例では、ＣＤＭＡ伝送がＣＤＭＡフレームの固定タイムス ロットにおいてのみ生じると仮定する。ＴＤＭＡフレーム時間が極めて短い（例 えば、２ｍｓ）特定の状況では、時間調整済みも動作モードを採用すると、きわ めて高い圧縮率１１２を必要とし、これはＭＳによって送信される高ピーク電力 を必要とするが、このことはグラフ１１０に示すように望ましくない。この問題 は、本発明の好適な実施例では、グラフ１２０に示すように、重複するサブフレ ーム位置を設けることによって軽減される。 サブフレームの重複は、ＣＤＭＡサブフレーム位置の選 択におけるより大きな自由が得られ、そのため伝送は、スロット期間を維持しな がら、フレームにおけるさらに多くの（重複する）位置１２２を占める。 原理的には、本発明は任意の位置における任意のスロット長を可能にするため に一般化できる。 従って、マルチモード移動局が２つの異なるアクセス・システム間でハンドオ フできる通信システムおよびその方法が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ロビンソン，ウィリアム・ネイル 英国サリー、ジー・ユー９、９エイチ・エ イチ、ウェイボーン、ファーンハム、ウエ ントワース・クローズ15 (72)発明者 ギブス，ジョナサン・アラステア 英国ハンプシャー、エス・オー３、３ユ ー・エル、サウサンプトン、ヘッジ・エン ド、マルバーン・ガーデンズ56

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１時間領域システムおよび第２時間領域システムと同時に通信できる少 なくとも移動局を有する通信システムであって、前記時間領域システムのうち少 なくとも一方は柔軟時間領域システムである通信システムであって： 前記移動局により、前記柔軟時間領域システム上で時間調整済み動作を開始す る手段；および 前記移動局により、前記移動局の少なくとも一つの特定のアクティビティ条件 を前記柔軟時間領域システムに通知する手段； によって構成されることを特徴とする通信システム。 ２．前記第１時間領域システムはＴＤＭＡシステムであり、前記第２時間領域 システムは柔軟時間領域システムであることを特徴とする請求項１記載の通信シ ステム。 ３．前記移動局の前記少なくとも一つの特定のアクティビティ条件の一つは、 ＴＤＭＡシステムとの移動局通信の少なくとも一つの予定されるタイミング・パ ラメータであることを特徴とする請求項２記載の通信システム。 ４．前記タイミング・パラメータは、スロットおよびフレーム情報を含むこと を特徴とする請求項３記載の通信システム。 ５．前記タイミング・パラメータは、前記柔軟時間領域システム・フレームに 対する第１ダウンリンクＴＤＭＡス ロットの位置を含むことを特徴とする請求項３記載の通信システム。 ６．前記移動局の前記少なくとも一つの特定のアクティビティ条件の一つは、 ＴＤＭＡシステムの特定の種類であることを特徴とする請求項１記載の通信シス テム。 ７．前記移動局の前記少なくとも一つの特定のアクティビティ条件の一つは、 通信が行われる期間中のフレーム毎のサブフレームの数「Ｎ」であることを特徴 とする請求項１記載の通信システム。 ８．移動局における競合が避けられるように、前記柔軟時間領域システムのフ レーム毎の「Ｎ」個のサブフレームの伝送を配列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記載の通信システム。 ９．「Ｎ」個の最高エネルギの受信サブフレームを処理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記載の通信システム。 １０．前記移動局により、前記移動局およびＣＤＭＡ基地局の伝送電力を、「 Ｎ」に反比例した電力レベルに調整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記載の通信システム。 １１．第１時間領域システムと第２時間領域システムとの間で移動局をハンド オフする方法であって、前記時間領域システムの少なくとも一方は、柔軟時間領 域システムである、方法であって： 前記移動局により、前記柔軟時間領域システム上で時間調整済み動作を開始す る段階；および 前記移動局により、前記移動局の少なくとも一つの特定のアクティビティ条件 を前記柔軟時間領域システムに通知する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 １２．前記移動局の前記少なくとも一つの特定のアクティビティ条件の一つは 、通信が行われるフレーム毎のサブフレームの数「Ｎ」であることを特徴とする 請求項１１記載の方法。 １３．前記第１時間領域システムはＴＤＭＡシステムであり、前記第２時間領 域システムは柔軟時間領域システムであることを特徴とする請求項１１記載の方 法。 １４．前記移動局の前記少なくとも一つの特定のアクティビティ条件の一つは 、ＴＤＭＡシステムとの移動局通信の少なくとも一つの予定されるタイミング・ パラメータであることを特徴とする請求項１３記載の方法。 １５．前記タイミング・パラメータは、スロットおよびフレーム情報を含むこ とを特徴とする請求項１４記載の方法。 １６．前記タイミング・パラメータは、前記柔軟時間領域システム・フレーム に対する第１ダウンリンクＴＤＭＡスロットの位置を含むことを特徴とする請求 項１４記載の方法。 １７．前記移動局の前記少なくとも一つの特定のアクティビティ条件の一つは 、ＴＤＭＡシステムの特定の種類であることを特徴とする請求項１１記載の方法 。 １８．前記移動局における競合が避けられるように、フレーム毎の「Ｎ」個の サブフレームの伝送を用意することをさらに含んで構成されることを特徴とする 請求項１１記載の方法。 １９．「Ｎ」個の最高エネルギの受信サブフレームを処理することを特徴とす る請求項１１記載の方法。 ２０．前記移動局により、前記移動局およびＣＤＭＡ基地局の伝送電力を、「 Ｎ」に反比例した電力レベルに調整することをさらに含んで構成されることを特 徴とする請求項１１記載の方法。 ２１．前記柔軟時間領域システムは、ＣＤＭＡシステムであることを特徴とす る上記の請求項記載の方法。 ２２．前記柔軟時間領域システムの前記「Ｎ」個のサブフレームは重複するこ とを特徴とする上記の請求項記載の方法。